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ソリューションブログ

製造現場へのIoT導入・スマートファクトリー化は未来への投資

2022.05.27  smart factoryインダストリー4.0ものづくり企業IoT基礎応用

製造業のこんなお悩みありませんか?

  • 退職者が出ても人材の採用が難しく、人手不足の状態が続いている。業務効率化によって不足を補えないか
  • 離れた場所から工作機械の周辺状況を把握できるようにしたい
  • リモートワーク推進のため、緊急事態宣言や濃厚接触者のなった場合に、在宅勤務でも、リアルタイムに生産ラインの状況を把握できるようにしたい
  • 適切な人員配置ができていないため、生産効率が上がらない
  • 現場からの生産状況報告に時間がかかっており、タイムリーな情報を得られない
  • 最新の稼働状況の統計的データを簡単に取りたい
  • 担当者別の設備稼働率・故障率のデータが欲しい
  • 作業日報・機械日報・測定記録などがタイムリーに報告されていないため、状況がオンタイムに把握できない
  • 技術を引き継げる人材が育っていない

これらのお悩みは、工場へのIoT導入で解決できます

工場へのIoT導入がオススメな理由とは?

工場IoTとはなにか?

頻繁に耳にするIoTですが、工場でのIoTとはどんなものでしょうか?
最近、家電製品などはネットでスマートフォンと接続でき、スマホを使って操作できる便利な製品が増えてきました。それと同様に工場でも、電気で稼働している設備やセンサー等の記録を取るデバイスをネットを接続することがIoT(Internet of Tings)です。
様々な分野での応用が期待されており、スマホが私たちの生活を便利に変えたように、アイデア次第で業務を一変する可能性を秘めています。
特に、製造業における工場へのIoT導入はスマートファクトリーへの第一段階とも言われております。今までは機械オペレーターの勘と経験による他社では真似できない技術やノウハウが企業の強みや差別化になっていました。
しかし、団塊世代の大量退職や人口の減少により技術の継承や人手不足などが叫ばれている昨今ではこうした手法は、自社のボトルネックになり兼ねない状況になってきています。
今までの勘と経験による生産方法の主要な部分を数値化し、一定の基準を設けることで、オペレーターに依存しなくても同様の生産に近づけることが可能です。
また、IoT導入による生産ラインの自動監視なども人手不足の解消に役立ちます。生産された製品はある基準を満たさない場合に不良品としてはじかれますが、はじかれた数を人が数えていては、生産量が多いラインでは多くの工数を要します。
生産数、不良数などを自動で計測し、ネット上のクラウドサーバに数値データを送信する機構がIoTの部分です。
IoTを導入するとこうした人がチェックを行い、入力または記入していた作業が自動化されます。
さらにスマートファクトリー化として、設備稼働率、故障率などもモニタリング、集計することで工場全体の稼働方法の最適化や、故障率を低減するための運用の検討するために、AIを活用した投資計画の入り口とすることができます。
工場へのIoT導入は、その先のスマートファクトリー化を見据えた先行投資ということになるのです。

工場IoTを導入する際に補助金を活用できる

工場のIoTを導入する際に、一定の条件をクリアすれば、導入費用の一部に補助金が適用できます。
主に中小企業や個人事業主を対象とした補助金制度で、DX(デジタルトランスフォーメーション)に関する国の投資政策となります。
DXは様々な分野での導入が革新的な業務改善を生むものと期待されており、工場のIoT導入やスマートファクトリー化もDXの大きな意味の中に含まれます。
IoTによる業務効率化を考えているという中小企業の経営者や個人事業主の方にも、補助金制度を利用して、導入費の軽減を行うことが可能となります。

参考: https://trise-c.jp/blog/manufacturing-subsidy-digital-frame/

工場IoT導入、スマートファクトリー化のメリットとは?

工場のIoT導入、スマートファクトリー化には

  • 製造現場の「見える化」による事業の把握
  • 故障の検知・防止によるダウンタイムの減少
  • 生産の効率改善・コスト軽減
  • 作業負担軽減による職場環境の改善

以上のようなメリットがあります。

工場IoT導入、スマートファクトリー化でどんなことができるか?

メリットに合わせて紹介します。

製造現場の「見える化」を実現

センサーによる機械の稼働状況管理

コストパフォーマンスの高いエッジデバイスを使い、機械データや環境データ等、様々なデータを取得することが可能です。生産効率の状態などを始め幅広いデータのモニタリングを可能にします。スマートファクトリーへの最初の一歩と言えるでしょう。

▷IoTエッジデバイス-Tibbo-pi(ティーボパイ)について詳しくみる
https://seibushoko.com/products/sensor/solution/tibbo-pi.html

▷ラズベリーパイの記事を読む
https://seibushoko.com/solution/190/

故障の検知・防止

機械保護・ダウンタイム大幅低減

機械の故障は生産に大きな影響を与えます。故障は突然発生し、その原因はプログラムミス・操作ミス等様々です。万が一の時でも機械のダメージを最小限に抑えたい。
工作機械、ロボット等への過負荷・主軸への衝突を瞬時に検知し機械を非常停止して, 24時間いつでも自動的に保護します。
ダウンタイムの大幅低減が実現できます。

▷機械保護 – Pulse NG
https://seibushoko.com/products/sensor/solution/pulse_ng.html

機械診断・工具寿命の向上

加工不良、機械の異常にはさまざまな原因があります。原因は欠陥、摩耗、組み立てエラーなど様々で見極めるのが非常に困難です。
見過ごしていた可能性のある故障部を発見、現状機械の状態を把握できます。
工具寿命と生産性を高め更なる最適化にむけた比較分析が可能となります。

▷機械診断 – Wifi Box
https://seibushoko.com/products/sensor/solution/wifibox.html

生産の効率改善・コスト軽減

生産資源(人、設備、時間)の最適化

生産現場での製造オペレーションをデジタル化、データの共有、分析を可能にし、生産管理、工具管理、品質管理、工程管理を可能にし、人、設備、時間といった限られた生産資源を状況に合わせて最適化することが可能です。

▷MES 製造実行(管理)システム
https://seibushoko.com/products/sensor/solution/mes.html

導入はどの様にできるのか?

古い機器で導入ができるのかわからない
あまり大きな投資ができない
という方にも様々な方法でスタートすることが可能です。

古い機械にも導入可能

実際に製造現場で使用されている設備の主流は古い機械です。最新鋭の機械でなくても、IoTを行うためのセンサ取り付け、クラウドサーバへデータを送信するユニットを取り付けることでIoT導入を行うことが可能です。
IoT化するために、古い機器のすべてを更新、置き換えを行う必要はありません。

スモールスタートも可能

工場のIoT導入と聞くと工場全体での話と感じる方も多いかもしれません。
しかし最初からそこまでやってしまうと慣れるのにも大変です。一部の工作機械にIoT機器を取り付けて、どのような効果が出るのかテストをするという始め方もできます。

製造業での工場IoT導入、スマートファクトリー化事例

他の企業様では、どのような工場へのIoT導入、スマートファクトリー化を実現しているのでしょうか?その実例と効果をまとめています。

経済産業省公表の公開事例の紹介

旭鉄⼯株式会社

【目的】
設備・ヒトの稼働率の向上

【概要】
部品が1個完成するたびに点灯する表⽰灯に安価な汎⽤センサーを 外付けしたり、設備が完成品を押し出す部分に安価なリードスイッチを 取り付けて、設備の稼働状況を検知。検知するたびに、電池可動式の 発信器から無線LANで親機に送信。クラウドを通じてスマートフォンなどの 各端末から稼働状況を把握可能。

【効果】
1時間あたりの⽣産個数が7割 上昇。当初、計画していた⽣産ライン2本の増設が不要になり、1億 4千万円分の設備投資費⽤を削減することができた。

株式会社⽇⽴製作所

【目的】
ヒトの稼働率の向上

【概要】
「作業改善⽀援システム」と「⼯場シミュレーター」を導⼊し、これらと従来も取り組んでき た「RFID⽣産監視システム」と「モジュラー設計システム」を併せた4つのシステムを連携さ せることで、⼈、モノ、設備の情報を循環させる⾼効率⽣産モデルを確⽴した。

【効果】
制御機器の主⼒製品の⽣産リードタイムを50%短縮することに成功  設計⼯程で20%、調達で20%、製造で10%を削減

富⼠通株式会社

【目的】
⽣産ラインの設計・構築の短縮化

【概要】
作業エリア内で全ての対象製品の位置を把握するために、センサーを活⽤した位置情報を約1m単位の制度で収集し⾒える化。そこか ら得た位置情報と⽣産情報をひも付けた状態で対象製品をリアルタイムに⾒える化する 仕組みを取り⼊れた。

【効果】
データ連携と⼈と機械の協調⽣産により、品質向上に加えて⽣産リードタイムは従来の1/5に短縮。

※引用元:2017年5月31日 経済産業省「ものづくりスマート化ロードマップ調査」〜 第4次産業⾰命に対応したものづくりの実現に向けて 〜

工場IoT、スマートファクトリーは弊社にぜひ一度ご相談ください

初期投資が要しても年単位でみると大幅なコストカット、生産量の拡大になり、会社の経営環境を改善することも可能です。

今後の人手不足に対する業務効率化にむけても、工場へのIoT導入、スマートファクトリー化は有効な手段の一つと言えます。

国からの助成金制度もある今がチャンスです。西部商工では「まずは工作機械1台から」などスモールスタートも可能です。
是非一度、導入検討してみませんか?

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