スマート マニュファクチャリングとは: 定義、長所と短所

スマート マニュファクチャリングは、従来の製造業のデジタル トランスフォーメーションを実現する効果的な方法です。 3Dプリンティングや人工知能などの新しいテクノロジーの出現。スマート製造技術が重要になっています。スマートな製造プロセスは、これらの産業用システムにより優れた接続性と通信を提供します。業界をよりよく理解するには、インテリジェント製造とは何かを知る必要があります。スマート インダストリーや従来の製造業との違いは?

スマートマニュファクチャリングの定義

スマート マニュファクチャリングという用語は、2000 年代半ばに登場しました。それは広い概念を持っています。インテリジェント マニュファクチャリングの名の下に、「デジタル マニュファクチャリング」の概念についてよく話します。 「ネットワーク化された製造」の概念を探求する人もいます。スマート製造技術は、さまざまな技術とソリューションの結果です。各テクノロジーとソリューションには、生産プロセスにおいて特定の役割があります。これには、サプライ チェーン、生産、物流と流通、販売、および在庫が含まれます。から結論付けることができます。 ホワイトハウスの重要および新興技術に関するレポート.インテリジェントな製造は国家の優先事項です。これは、物理、デジタル、生物学の世界を統合する強力な自動化システムです。スマート マニュファクチャリングは、最新の製造技術の最前線にとどまるのに役立ちます。これにより、製造プロセス全体が最適化され、全体的な収益性が効果的に向上します。

多くのテクノロジーがスマート マニュファクチャリングの実現に役立ちます。それらのいくつかは次のとおりです。

• 人工知能 (AI): これは、製造会社が収集する膨大なデータに基づいています。したがって、自動意思決定機能を実現できます。 AI は、人々が収集したすべてのデータを分析するのに役立ちます。また、入力された情報に基づいて、より多くの情報に基づいた決定を下します。
• オートメーション: これらの自動化されたプロセスは、ワークフローの合理化に役立ちます。ワークフローを機械に委ねることで、ワークフローをより迅速かつ正確にします。そうすれば、より批判的思考を必要とするタスクに集中する時間を増やすことができます。
• ドローン: これらのドローンは、特定の単純なタスクを実行するために必要な作業員の数を減らすのに役立ちます。それらは生産性の向上にプラスの効果をもたらします。施設内の車両移動などの作業にご利用いただけます。
• ブロックチェーン: 不変性、トレーサビリティ、中間処理の解除などのプロパティがあります。会社のデータを記録および保存するための迅速かつ効率的な方法を提供できます。これは、現場に大量のデータを保存する必要がないことを意味し、データの全体的なセキュリティも向上します。
• エッジ コンピューティング: 機械で生成されたデータを実用的なデータに変換するのに役立ちます。このデータから洞察を導き出し、意思決定を改善できます。これを実現するには、ネットワークに接続するのが最善です。たとえば、アラームや温度センサーがネットワークに接続されています。彼らのデータ分析は、ネットワークに接続されたデータ ソースで行われます。
• 予測分析: データ ソースから収集するデータの使用方法に問題のある要因を見つけることができます。問題を早期に予測し、予測方法を改善できます。
• デジタルツイン: これらは、会社のプロセス、ネットワーク、およびマシンをモデル化するのに役立ちます。それらを使用して問題が発生する前に予測し、効率と生産性を向上させることができます。

企業は、上記のテクノロジーに継続的に投資して調査することで、利益を得ることができます。これらのイネーブラーを注意深く見ると、事実が見つかります。それらは、データの生成またはデータの受信に属します。繰り返しますが、そこには両方が存在します。データ分析は、生成プロセスをより効率的、透過的、かつ柔軟にするのに役立ちます。

スマート マニュファクチャリングはデータをどのように使用しますか?

簡単に言えば、スマート マニュファクチャリングとは、データを賢く使用するプロセスです。このデータは、何をいつ行う必要があるかを教えてくれます。などの情報技術を組み合わせています。 RFID、センシング技術、バス通信。それから色々使う センシング技術 この散在するリソース情報を収集することを意味します。そして最後に、PLM、ERP、SRM、およびその他のシステムからのデータをビッグ データ センターに統合します。

ビッグデータプラットフォームは、さまざまなテクノロジーによって収集されたこの多種多様なデータを管理します。このデータを統合し、適切なメディアに保存します。また、完璧な管理、バックアップ、およびリカバリ戦略を開発します。ビッグ データ プラットフォームは、さまざまなデータ マイニング アルゴリズムも提供します。それを使用することで、多くの貴重なデータをマイニングできます。

従来のデータ処理方法を使用すると、非常に面倒になります。データ収集、モデリング、分析など一連の複雑なプロセスが必要になることが多いからです。リアルタイムで分析や意思決定を行う必要がある場合、この機会を簡単に利用できます。たとえば、機器の稼働状況データをリアルタイムで検査することで、製品の品質がどのように変化するかを予測できます。リアルタイム ストリーム計算解析手法を使用することで、多くの不適合製品を回避できます。

インテリジェント・マニュファクチャリングの利害関係者である企業には 3 つのタイプがあります。多くの場合、「製品および制御ソリューション プロバイダー」と呼ばれる人々です。もう 1 つは「IT ソリューション プロバイダー」と「接続ソリューション プロバイダー」です。

• 製品および制御ソリューション プロバイダー: それらには、ABB、Honeywell などの企業が含まれます。これらはすべて、自動化製品およびサービスの開発に携わる企業です。
• IT ソリューション プロバイダー: これらの企業は、IIoT と資産管理の概念全体を推進するのに役立ちます。これらは、制御、監視、および分析の基盤のアーキテクチャを構築するのに役立ちます。このカテゴリのより一般的な企業には、HP、BM、Microsoft、SAS、および Oracle があります。
• コネクテッド ソリューション プロバイダー: それらの存在は、資産管理データの円滑な流れを促進します。有名な Cisco と Huawei がこのサービスを提供できます。

スマート インダストリーとスマート マニュファクチャリングの違い

スマート インダストリーとスマート マニュファクチャリングは同じものと思われるかもしれません。しかし、これは正しくありません。産業と製造業の間には大きな違いがあります。製造とは、販売する商品の製造です。一方、産業はもっと広い意味を持ちます。これには、経済および特定のセクター内での商品、関連システム、およびサービスの生産が含まれます。

自動車の例を見てみましょう。自動車産業には自動車メーカーが含まれます。しかし、自動車製造は自動車産業と同じではありません。同じことは、自動車産業と他の産業の両方にも当てはまります。州は、一次産業および二次産業に携わる人々に焦点を当てています。例としては、製造、鉱業、サプライ チェーン、建設などがあります。

したがって、これらの業界用語は同じ意味で使用できますが、違いがあります。これが、人々が第 4 次産業革命について語る理由であり、その逆ではない理由です。 スマート ファクトリーはインダストリー 4.0 の代名詞ですですが、特定の国ではより頻繁に使用します。ほとんどの人は、Industry 4.0 を産業用インターネットまたは産業用モノのインターネットと呼んでいます。

スマートマニュファクチャリングは従来の製造方法とどう違うのですか?

伝統的なものづくりは、大量生産の時代に始まりました。彼らは、規模の経済と機械の使用に焦点を当てています。当時の一般的な考えは、アイドル状態のマシンは収益性を低下させるというものでした。企業は、これらのマシンを継続的に稼働させ続ける必要がありました。

従来の製造会社には十分な在庫があります。このため、企業は自社のマシンを特定の設定でできるだけ長く稼働させ続ける必要がありました。このようにして、彼らは部品の製造コストを削減することができました。当時の人々は、この操作をバッチおよびキュー処理と呼んでいました。人々が部品を必要とするかどうかに関係なく、それらは処理され、次のプロセスのためにキューに入れられました。

この方法は一見効果的ですが、そうではありませんでした。なぜなら：

• 機械の稼働時間が長いほど、生産時間の損失が大きくなります。 これらのマシンは、ダウンしているときには何も生成しないためです。また、過負荷により、メンテナンスに時間がかかります。
• 生産された製品の品質に欠陥がある可能性があります。 オペレーターが部品のバッチが製造されていないことに気付いた場合、生産を継続するのに問題が発生します。その時点で、ジョブを再度完了する必要があります。この結果は高くつき、貴重なリソースの多くを占有します。

スマート マニュファクチャリングは、協調的で統合された人間と機械の製造システムです。生産プロセス全体をリアルタイムで監視し、問題が特定されると解決します。工場、供給網、顧客の変化する状況とニーズに対応します。インテリジェント・マニュファクチャリングは、テクノロジー主導のアプローチを活用して製造を最適化することを目的としています。これは、インターネットに接続されたこれらのマシンを使用して生産を監視することに反映されています。スマートマニュファクチャリングには多くの利点もあります。これにより、企業はデータ分析を使用して製造パフォーマンスを改善し、より多くの利益を得ることができます。

スマートマニュファクチャリングのメリットとデメリット

スマートマニュファクチャリングは、私たちに大きな利益をもたらします。効率を改善し、生産性を高め、コストを節約するのに役立ちます。複数のスマートデバイスを搭載したスマートファクトリーの生産性が高まっています。工場の組み立てライン機械の例を使用してみましょう。このマシンが生産を遅らせている場合、AI はそれに気づきます。 AI システムは、問題の解決を支援しようとします。これらのシステムは非常に適応性が高く、企業の柔軟性を高めることができます。

生産のダウンタイムの時間を節約し、全体的な効率を向上させるのに役立ちます。 最新の工場機械には、リモート センサーと診断機能が装備されています。問題が発生するとアラートを送信して、オペレーターに来て確認するように警告します。予測 AI テクノロジーを実装することで、これらの問題を発生前に特定できます。同時に、財務コストを削減するためにすぐに行動を起こします。これらのスマート ファクトリは、自動化とヒューマン マシン コラボレーションを組み合わせて連携します。運用効率を大幅に向上させることができます。

エラーを減らし、より正確なレポートを提供するのに役立ちます。 スマートマニュファクチャリングの自動化により、人が何度も手作業でプロセスを入力する必要がなくなります。手入力による多くの誤ったデータ イベントを減らすことができます。また、必要なコンプライアンス対策を確実に満たします。これらのエラーの発生率が減少するにつれて、取得できるデータの精度が大幅に向上します。自動化が進むと、より多くのデータを追跡するのにも役立ちます。これにより、データの収集方法が改善されるだけでなく、より正確なレポートが提供されます。この非常に正確なデータから、より多くの情報に基づいた意思決定を行うことができます。

スマート マニュファクチャリングのマイナス面も明らかです。 それを実装するための前提条件のコストは高価です。 ほとんどの中小企業は、このテクノロジーを実装するための資金を必要としています。スタートアップや短期的なアイデアを持つ企業への投資には適していません。ただし、テクノロジーの実装による長期的な節約は、先行投資を上回る可能性があります。そのため、スマート ファクトリーの未来は有望です。今すぐ実行に移せなくても、将来の計画を立てる必要があります。

スマート マニュファクチャリングの課題と機会

インテリジェントな製造技術を実装することには多くの利点がありますが、製造業者が考慮する必要があるいくつかの課題と機会もあります。課題の 1 つは、これらのテクノロジを実装するためのコストです。インテリジェントな製造技術の実装には費用がかかり、多額の先行投資が必要になる場合があります。ただし、これらのコストは、スマート マニュファクチャリングがもたらす効率、精度、および競争力の向上によって相殺できます。

もう 1 つの課題は、熟練労働者の必要性です。スマート製造技術には、人工知能やロボット工学などの高度な技術の訓練を受けた労働者が必要です。これは、製造業者がトレーニングと開発に投資して、インテリジェントな製造の取り組みをサポートする適切な労働力を確保する必要があることを意味します。

スマートマニュファクチャリングと持続可能性

メーカーが検討すべきもう 1 つの機会は、持続可能性の促進においてインテリジェントな製造が果たすことができる役割です。スマート マニュファクチャリング テクノロジーは、製造業者がエネルギー消費、廃棄物、および温室効果ガスの排出を削減するのに役立ちます。たとえば、高度なセンサーと自動化を使用することで、メーカーはエネルギー使用を最適化し、使用する原材料の数を減らし、廃棄物をより効果的にリサイクルまたは再利用できます。

インテリジェントな製造技術を採用することで、メーカーは競争力を向上させるだけでなく、環境に積極的に貢献することができます。これは、持続可能で環境に優しい製品に対する需要の高まりに対応しようとしている企業にとって特に重要です。

加えて、 それは非常に複雑な技術です。 設計が不十分なシステムや特定の業務に不適切なシステムは、収益性を低下させる可能性があります。プラントに適したシステムの種類を検討する必要があります。

スマート マニュファクチャリングの高価なコストは、多くの企業にとって抑止力となっています。しかし、企業はまだそれを求めます。結局のところ、それは製造の進歩の成果です。この魅惑的な果実は、ビジネスの競争力も高めます。

スマートマニュファクチャリング全般に関するQ&A

1. スマートマニュファクチャリングはどのように機能しますか?

   スマート マニュファクチャリングは、デジタル テクノロジを製造プロセスに統合して、コミュニケーション、コラボレーション、および意思決定を改善します。

2. スマートマニュファクチャリングではどのような技術が使用されていますか?

   スマート マニュファクチャリングで使用されるテクノロジには、人工知能、ビッグ データ分析、ロボット工学、3D 印刷、モノのインターネット (IoT) などがあります。

3. スマートマニュファクチャリングは環境にどのように影響しますか?

   スマート マニュファクチャリングは、廃棄物を削減し、エネルギー効率を改善し、有害物質の使用を最小限に抑えることで、環境に影響を与えることができます。

4. スマートマニュファクチャリングは世界経済にどのように影響しますか?

   スマート マニュファクチャリングは、製造業の競争力を高め、イノベーションと生産性の向上を可能にすることで、世界経済に影響を与えることができます。

5. 中小企業はスマート マニュファクチャリングからどのようなメリットを得られるでしょうか?

   中小企業は、スマート マニュファクチャリングの恩恵を受けて、効率を改善し、無駄を減らし、より多くのカスタマイズを可能にすることができます。これにより、市場でより効果的に競争することができます。ただし、スマート製造技術を実装するには、追加のサポートとリソースが必要になる場合があります。