工場ネットワーク構築 | ミスター省エネで生産効率の向上

工場ネットワークとは、製造工程や設備などをデジタルで結ぶネットワークであり、生産ライン全体を効果的に統合し、管理するための仕組みです。例えば、センサー、制御システム、プロセス管理ツールなどがネットワークを通じて連携し、生産プロセスを最適化します。これによって、製品の品質向上や生産効率の向上が図られます。

統合と管理

工場ネットワークは、個々の製造プロセスを単一の統合されたシステムとして管理します。異なる機器やプロセスがシームレスに連携し、生産ラインが一つの大きな統合された機能として動作するのです。その結果、生産の透明性が向上し、効果的な意思決定が可能になります。

IoTと工場ネットワークの融合

新しい技術として注目されるのが、IoT（Internet of Things）と工場ネットワークの融合です。IoTは機器同士がデータを共有し、相互にコミュニケーションを取ることを可能にします。これが工場ネットワークに取り入れられることで、生産プロセスがさらにスマートになります。例えば、機器に搭載されたセンサーがリアルタイムで機器の状態を監視し、異常が検知された場合、自動的に補正が行われる仕組みを構築できます。これによって、生産ラインの中断や不良品の発生を未然に防ぎ、生産性向上が期待できます。

また、ビッグデータとの連携により、膨大なデータを解析して生産プロセスを最適化できるようになります。たとえば、過去の生産データや需要予測などを総合的に考慮して生産計画を立てることで、無駄を削減することができます。

製品の品質向上と生産効率向上

工場ネットワークの主な目的の一つとして、製品の品質向上と生産効率の向上が挙げられます。連携した機器やシステムにより、品質管理が徹底され、製品の不良率が低減します。また、リアルタイムなデータモニタリングにより、生産ラインの中断や機器の故障を早期に検知し、迅速かつ効果的な対策を講じることが可能になります。

以下に、工場ネットワークを構築するために重視すべき4つのポイントについてご紹介いたします。

要件の明確な定義

工場ネットワークを構築する最初のステップは、具体的な要件を明確に定義することです。生産ラインの種類や生産プロセスによって必要なデータや通信の性能が異なるため、関係者との協力を得て、ネットワークがどのように機能すべきかを詳細に明確にします。また、将来の変更や拡張にも柔軟に対応できるように、要件定義は包括的で柔軟性のあるものにするのが望ましいでしょう。

スケーラビリティの考慮

将来的な拡張や変更に備えるためには、工場ネットワークの設計段階から検討が必要です。新しい製品や生産ラインの導入が想定される場合、ネットワークはそれに迅速に適応できる構造を有している状態が望まれます。

とはいえ、専門的な知識も必要なため、自社で全てを完結することは現実的ではないでしょう。そこで重要なのが、ベンダーとの連携です。将来的な拡張や変更がある場合、ベンダーがサポートしてくれるかどうかや、新しい機器が既存のネットワークと互換性があるかどうかを事前に把握しておくことをおすすめします。

セキュリティ対策の実施

工場ネットワークの浸透に伴い、セキュリティ対策の重要性も一段と高まっています。デジタル化が進むことで、サイバー攻撃や悪意あるアクセスの脅威が増加しているため、工場ネットワークにおけるセキュリティの脅威に対する適切な対策が喫緊の課題となっているのです。

例えば、二要素認証や暗号化技術の導入することで、不正アクセスを防止することができます。また、セキュリティの専門家がネットワークを監視し、異常が検知された場合には即座に対処することが重要です。

リアルタイム性の確保

工場ネットワークにおいてリアルタイム性の確保は、生産ラインや機器の正確な制御と効率的な運用にとって極めて重要な要素です。その実現のためには、通信遅延を最小限に抑えることが求められます。通信遅延が発生すると、センサーデータの取得や制御信号の送受信が遅れ、生産ラインの正確な制御が困難になります。遅延を最小化するためには、高性能で低遅延の通信機器やネットワークインフラの導入が必要です。

また、機器やネットワークの予測保守を実施することもリアルタイム性の維持に有効的です。センサーデータや機器の動作状態をリアルタイムでモニタリングし、異常が検知された場合には予め設定された保守作業が自動的に発動することで、機器の効率的な運用が可能となります。

ある自動車の製造メーカーでは、工場ネットワークの導入により製造プロセス全体が効果的に統合され、生産効率が大幅に向上しました。具体的には、製造ラインを一元的に管理するシステムが導入され、センサーによるリアルタイム監視が可能となり、そこから得られたデータをクラウド上で分析して活用できるようになりました。

結果として、機器の故障や劣化が事前に検知され、必要なメンテナンスが迅速かつ適切に実施される現場に。予期せぬ機器停止のリスクが低減し、生産ラインの安定性が向上しました。

また、分析されたデータを基に生産計画を見直すことによって、需要予測や在庫状況を考慮に入れた生産ラインの稼働や生産速度の調整が可能となり、生産効率が向上し、余剰在庫や生産過多のリスクが低減されました。

工場ネットワークの将来性

工場ネットワークの将来的な展望としては、さらなる柔軟性と自動化が進展し、先進技術の統合が加速されることが予測されています。

IoT・5G・AIの融合

IoT、5G、AIなどの技術が更なる統合を果たし、製造環境全体がデジタルでつながることになります。これにより、製造プロセスのリアルタイムなモニタリングや自動制御が向上し、生産ライン全体が柔軟で効率的になります。たとえば、センサーデータがAIによって分析され、自動的に生産計画が最適化されるなどの効果が期待されます。

環境に配慮した製造

持続可能な製造がますます求められる昨今において、環境に配慮した製造プロセスの構築が浸透していくことが予測されます。再生可能エネルギーの活用、省エネルギー技術の導入などが進み、製造業は環境負荷を最小限に抑えた持続可能な運営が今よりも求められていくでしょう。

「ミスター省エネ」は、920MHz帯の無線技術を利用して、電力、電流、温度、冷蔵、冷凍用温度、湿度、CO2、照度、およびパルスの計測および可視化を手軽に行える無線センサーネットワークです。各ノード（子機）が収集したデータを無線でベース（親機）に転送し、その後PCなどのホストに結果が出力されます。

無線センサーの利点である"3つのフリー"（スペースフリー、リミットフリー、アディションフリー）を活かし、工場の可視化と省力化を効果的にサポートします。


ミスター省エネが実現する工場の「見える化」例
・冷凍庫や冷蔵庫等の「温度」
・作業環境の「温度/湿度/照度」
・分電盤や旋盤など製造設備の「電力」
・作業者の「動き」
・液体や気体、蒸気など様々な「流量」
・「爆発性雰囲気」での様々な計測

バッテリー駆動で長寿命

ミスター省エネの電池駆動ノードは、1分間隔の送信運用で電池寿命は約10年となり、業界トップクラスの低消費電力を実現しています。

通信距離が長い

920MHz電波周波数帯域の使用により、野外では100m以上の通信距離を実現しています。また、マルチポップや中継機能により、広範囲通信や、複数ルートでの安定した通信が可能です。

簡単増設

無線なので、設置後も簡単に増設できます。また、周波数チャンネルが最大46チャンネル、1チャンネルあたり最大100台の無線機器の接続が可能です。

親機の幅広いラインアップ

Eathernet/USBベース等、既存システム環境やお客様のニーズに応じた親機を取り揃えています。

国産ならではの安心品質

自社開発、国内製造ならではの万全の体制でサポートを実施しています。

無償の見える化アプリから本格的な監視・制御システムまで、ご要望に応じて、最適な無線システムをご提案いたします。


お打ち合わせ
対象エリアの平面図をご提供いただき、概算費用をお見積りします。

現地無線通信テスト
現地でのノードやルーターの適切な配置を調整します。

正式お見積り/システム設計
ご要望に応じたシステムをご提案、正式ご発注後、システム設計を開始します。

機器設置/システム構築

現地検証（試運転）
現地検証後、ご使用開始となります。

※「ミスター省エネ」について詳しく見る