スマート・マニュファクチャリングによってどのように新時代の工場を最適化できるのか

これまでの産業革命の焦点は、生産システムの生産性を向上させることでした。しかし、現在到来している第4次産業革命では、生産システムと管理システムの両方の生産性が向上されようとしています。スマート・マニュファクチャリング(インダストリー4.0ともいう)によって促進されるデジタル変革は、これまで不可能だったレベルの生産性と専門性を実現する第4次産業革命の基礎です。

IIoT(産業分野におけるモノのインターネット)と分析によって生成されたデータを組み合わせると、予知保全と品質予測という新しい機能が生まれます。スマート・マニュファクチャリングによって支えられるこれらの新機能は、ビジネスのやり方や見方を変えており、パターンを認識し、障害や製品の品質問題をそれらの発生前に予測するのに役立ちます。

スマート・マニュファクチャリングを最優先事項としようとしていますか?

産業革命の年表
クランクのアイコン
第1次
1800年
機械化、水力、
蒸気機関
工場のアイコン
第2次
1900年
大量生産、
組み立てライン、
電気
ロボット・アームのアイコン
第3次
2000年
コンピューターと
オートメーション
ロボットのアイコン
第4次
現代
サイバー・フィジカル・
システム

新しい産業用IoTプラットフォームの登場

ほとんどの工場は、機械、設備ライン、ロボット・デバイスなどの運用技術(OT)資産で構成されていますが、それらのすべての資産が「コネクテッド」である(インターネットに接続されている)わけではありません。現在の傾向は、時間、労力、コスト、保守、維持の節約に役立つ、よりITベースの工場を実現するスマート・マニュファクチャリングに傾いています。OTとITが融合したIIoTプラットフォームは、分析、ビッグデータ、コグニティブ・マニュファクチャリングなどの人工知能(AI)ベースのテクノロジーを活用する、スマート・マニュファクチャリングの新しい革新的な概念として頭角を現しつつあります。

スマート・マニュファクチャリングは、製造の生産性の上昇を促進させる可能性があります。

主要な製造担当者の弱点の絞り込み

インダストリー4.0ソリューションの影響を理解するには、工場のあらゆる面に関わる主要な人物を調査する必要があります。真の変革は、すべての固有の課題とそれぞれの弱点を絞り込んでこそ実現されます。

保守マネージャーのアイコン
保守マネージャー
(定期保守)
製造オペレーターのアイコン
製造オペレーター
IIoTエコシステムでの主要な製造担当者
工場長のアイコン
工場長
技術者のアイコン
技術者
診断、修理、
設置
保守マネージャーとエンジニアのアイコン
保守マネージャー
とエンジニア

IBMの3層アーキテクチャー・ソリューションによる工場の変革

IBMは、さまざまなタイプの労働者のニーズを念頭に置き、製造業における豊富な経験を生かして、スマート・マニュファクチャリングをより効率的に実装するための3層分散アーキテクチャーを開発しました。このモデルは、それぞれの生産現場の自律性と自己完結性の要件に対応し、3つの層の間でワークロードのバランスをとります。

工業生産向けのIBMの3層アーキテクチャーのマッピング
エンタープライズ
世界
世界のデジタル表現 (ツイン)
2人の人物
外部パートナー
人々の集団
ユーザー
プラント/工場
プラント・サービス・バス
エッジ
OT/ITの接続
SCADA
PLC
PLC
産業機器
MES
アプリケーション
IIoTゲートウェイ
  1. エッジ・レベル: 製品関連の活動が行われる工場の最も物理的な部分。
  2. プラント/工場レベル: プラントとローカルの活動が調整されてつながる場所。
  3. エンタープライズ・レベル: あらゆるレベルの情報の分析が行われ、可視化と分析のための情報ストレージが提供される場所。

3層アーキテクチャーの活用によるパフォーマンスの向上

IBMは、一連のエンタープライズ・アセット・マネジメント(EAM)ソリューションを提供して、工場のバリュー・チェーン全体のコスト削減と運用効率を促進します。IBMのEAMソリューションのポートフォリオは、ワークフロー、コンテキスト、環境からのさまざまな情報を分析して、品質を高め、運用と意思決定を強化します。IBMのEAMソリューションのポートフォリオは、スマート・マニュファクチャリング変革を実現できるよう支援します。

生産品質の洞察は、IoTとコグニティブ機能を使用して問題を検知、通信、自己診断し、各工場のパフォーマンスを最適化して、不要なダウンタイムを削減します。洞察は、計画外のダウンタイムの削減に役立ちます。

IBMとRed Hat®を活用すると、インダストリー4.0向けのハイブリッド・マルチクラウド・プラットフォームを得ることもできます。IBMとRed Hatは共に連携して、次世代のハイブリッド・マルチクラウド・プラットフォームを提供します。Red Hatのオープン・ハイブリッド・クラウド・テクノロジーのパワーと柔軟性を、IBMのイノベーションと業界専門知識の規模と深さを組み合わせることにより、インダストリー4.0プロジェクトに取り組むすべての企業が、両社の最高のツールと人材を活用できます。

4段階のロードマップ
1
データの収集

データを収集するための機器/資産を装備

既存のデータを収集

2
パターンの
可視化

意味のあるダッシュボードでデータを可視化

パターンの可視化を開始

Bluemixを使用して構築

3
分析と
デジタル化
への前進

データから洞察を得て、モデルを作成し、推奨事項を予測

ビジネス・プロセスを簡素化

4
コグニティブ
による導入

コグニティブ機械学習によりモデルを調整

他のコグニティブ機能を使用してエンゲージメントを向上

ホワイト・ペーパーでは、以下のようなスマート・マニュファクチャリングのお客様導入事例を紹介しています。

導入事例1: エッジ・レベルのソリューションを実装して、自動車の組み立てに機械学習を活用。

導入事例2: IBMの工場レベルのソリューションを使用して組み立てを管理し、複数のプラント間の偏差を検出。

導入事例3: IBMのエンタープライズ・レベルのソリューションを実装して、複数の製造プラントの設備総合効率(OEE)を向上。

組織にインダストリー4.0を導入する方法

IBMのスマート・マニュファクチャリング・ソリューションを追加すると、製造エコシステムは柔軟、高速、弾力的になります。IBMのインダストリー4.0戦略は、より多くのデータを収集してパフォーマンスを最適化し、短期と長期の両方の生産工程の俊敏性を向上させることで、価値をもたらします。

まとめ

工場をデジタル変革してサイバー資産を保護する方法について詳しくは、Serge Bonnaud、Christophe Didier、Arndt Kohler著のIBMのホワイト・ペーパー「インダストリー4.0とCognitive Manufacturing: アーキテクチャー・パターン、ユースケースとIBMのソリューション」をダウンロードしてください。

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