スマート工場とは？ 実現するメリットと関連おすすめ製品をご紹介

スマート工場の概要

スマート工場とは、IoTの技術を活用して工場内の設備や生産ラインをインターネットと接続することで、生産性向上の実現を目指す工場のことを指します。

工場内にセンサを導入し、生産活動における様々なデータを収集することで、工場の状態を「見える化」することができるようになります。そして、データを基に可視化された課題点を改善し、AI・IT技術を駆使してその改善サイクルを自動化することが理想です。

スマート工場が求められている背景

スマート工場という概念が広まるきっかけとなったのは、ドイツが提唱した「インダストリー4.0（第4次産業革命）」にあります。インダストリー4.0とは製造業のIT化を国家単位で進めるプロジェクトのことです。この概念をドイツが2011年に発表した当時、世界各国にインパクトが与えられ、日本のものづくり企業も工場のIT化を真剣に検討するようになりました。

しかし、同じアジア圏の中国や韓国と比較して、日本はまだスマート工場の実現が進んでいるとは言えない現状にあります。そして、IT化の遅れはそのまま競争力の低下に繋がっており、日本がかつての競争力を取り戻すためにもスマート工場の実現が求められているのです。

スマート工場のおすすめ関連製品

工程管理支援システムcycleon

cycleonは、工程管理者が携わる一連の業務をスムーズ かつ 効率的 に行うことを目的とした、工程管理支援システムです。 個別受注生産の製造現場において、「無理なく」「現場の実情に合った」工程管理を行うことができます。複雑で経験値を要するため、システム化が難しいとされていた金型製造の工程を効率良く管理します。

デンソーウェーブ IoT製品

工場のカイゼンを継続して行うには、さまざまな設備やアプリケーションを”つなぎ”、拡張・展開が可能なIoTシステムを構築することが必要不可欠です。
デンソーウェーブのIoT製品が提供する、1000種以上の機器 (250種以上のプロトコル対応) との接続性と、データの収集・加工・保存・通知・公開に特化したデータ管理機能で、継続的なカイゼンに追従できる「真のIoT」システムを実現します。

SensorCorpus

SensorCorpusは、誰でも簡単に本格的なIoTサービスを利用できることをコンセプトに、業種や目的に関係なく小規模から誰でも簡単にセンサー情報を収集・蓄積・活用できるユニバーサルなIoTプラットフォームです。

IoTプラットフォーム「Toami」

IoTサービスに必要な機能を1つにしたIoTプラットフォームです。
作業進捗の「見える化」とボトルネック自動抽出（人とモノの動態監視）、作業進捗の「見える化」とボトルネック自動抽出（人とモノの動態監視）、設計不具合の自動抽出（加工順自動生成）、工程表の自動設定（対策工程立案場内物流予測）が可能です。

工具IOT化ツール

ヒューマンエラー防止、見える化をテーマに、後付をコンセプトとして開発リリースしたIOTツールとなります。
工具の買替が発生しないため、導入コストを抑えることができます。トルクドライバー、電動ドライバー、エアドライバー、トルクレンチ、デジタル測定器に対応、作業データを無線送信、記録できるため、ヒューマンエラー防止による品質向上、ダブルチェック代用による工数削減、作業ログ分析による工程改善が見込めます。

現場主導型生産管理システム

これまでの生産管理システムは、管理者が一度決めたスケジュールに則って製造現場が動く「管理主導型」でした。それに対し、流動的・変則的な生産活動が求められる現場のために開発されたシステムが「現場主導型生産管理システム」です。
従来のトップダウン型の生産管理システムとは異なり製造現場主導で指示や計画を作成・変更できるシステムとなっており、本当の意味での見える化・生産効率の向上を実現できます。

日報電子化アプリ『スマファク！』

製造業の皆様、日報に対する長年のお悩みって沢山あるのではないでしょうか？
日報のペーパーレス化、日報の有効活用、日報のデータ化、日報の分析、日報の見える化、日報のリアルタイム化・・・　等々
これらの課題が解決出来れば、どれほど生産性が上がるでしょうか？
今まで製造現場になかった本当に現場を熟知したサービス、それが日報アプリ『スマファク！』です。

Doosan Collaborative Robots

協働ロボット『Doosan Collaborative Robots』は、高性能なトルクセンサを全軸の6軸に搭載しており、あらゆる作業環境への対応が可能です。日本の全産業における少子高齢化による労働人口不足、職場環境改善、品質向上、技術継承等を解決する手助けをします。

AMR 自律走行型（協働）搬送ロボット

アセンブリの為の部品搬送、広大な施設内の材料輸送、医療施設内での書類の配布·回収、クリーンルーム内へ機材を届ける等、単純作業の自動化は、人がより高度な作業に集中する事を可能し、生産性向上による対費用効果を高め、素早い投資回収を実現します。

IoT活用のスマート工場で実現できること

スマート工場の実現には、モノとインターネットを繋ぐIoT技術の活用が欠かせません。ここでは、工場にIoTを導入することによって実現できるようになる項目をご紹介します。

検査の自動化

画像処理技術を有する検査装置を導入することによって、これまで人が目視で行ってきた検査を自動化することができます。不良品流出を防ぐ検査は工場にとって欠かすことのできない工程ですが、ヒューマンエラーによる課題点を数多く抱えているものでした。しかし、検査装置をネットワークに繋ぎ、AI（人工知能）を活用した画像処理技術を検査工程に導入することによって、不良品の見逃しや検査の遅れなどを防ぐことが可能です。

故障トラブルの予知

工場内の機械設備にセンサを取り付けてデータを収集することによって、機械の稼働状況をグラフ等で可視化することができます。 稼働状況を可視化するメリットは、故障トラブルを事前に把握することができるようになることです。従来の設備メンテナンスは故障トラブルが発生してから対応する事後保全が一般的でしたが、IoTを活用したデータ収集によってトラブルを未然に防ぐ予知保全を実現することができます。結果として、メンテナンスにかかるコストを抑えることにも繋がります。

エネルギーの最適化

スマート工場は、工場の省エネルギー化にも繋がります。センサで収集したデータを基にエネルギーの使用状況を可視化することができるため、エネルギーのムダを管理して効率的なエネルギー利用を実現することができます。

属人的な技術の可視化

製造業におけるIoTの活用は、機械とインターネットを繋ぐだけでなく、人とインターネットの接続も含まれます。熟練の作業者の動きをカメラで捉え、その特徴をAIによって可視化・分析することで、新人教育で配布するマニュアル書などを作成することができます。これまでは、作業者のカンや経験値に頼らざるを得なかったことが、IoTの技術によって客観的な内容として可視化し、人に伝承することが容易となったのです。

スマート工場の実現例

スマート工場による成功基準は企業によって様々です。ここでは、設備トラブルを未然に防ぐための予知保全を実現した事例をご紹介します。

課題背景

工場の生産活動の根幹となる発電設備を定期的にメンテナンスしなければならないが、容易に行ける設置場所ではない場合も多かった。そのため、巡回コストにかかる費用が高くつき、発電設備におけるメンテナンス費は大きな負担となっていた。

取り組み

設備トラブルの主な原因となっていた潤滑油の汚れを検知するために、オイル劣化センサを取り付けた。

得られた効果

潤滑油の定期的な計測はもちろんのこと、設定した域値を超えた場合にアラームを飛ばすようにしておくことで、最適なタイミングで潤滑油の交換を行えるようにした。結果として、最低限の人数で巡回をまかなえるようになったため、設備メンテナンスにおけるコストを大幅にダウンすることができた。

まとめ

IoTの技術を活用することによって、これまでは把握できなかったことをデータとして可視化できるようになります。このようなスマート工場を実現する取り組みはまだまだ日本では遅れている傾向にありますが、近年では国が後押しを進めている取り組みでもあるため、助成金を含めた様々なバックアップを受けることができる制度もあります。

ぜひ一度、自社にとってのスマート工場はどのような形かを考え、その実現に向けたIoTソリューションの導入を検討してみてはいかがでしょうか。