インダストリー 4.0 シリーズへの道: (パート 3) 製造現場から製品まで

このシリーズのパート 3 では、「デジタル ツイン」のトピックと、製造におけるその役割について探ります。 この革新的なテクノロジーが製品開発、製造現場の最適化、予知保全、サプライ チェーンの効率をどのように変革しているかを探ります。 2 番目の記事で共有した洞察に基づいて、製造バリュー チェーン全体にわたるデジタル ツインのアプリケーションと統合をさらに詳しく掘り下げます。

製造組織は、工場運営の効率と有効性を向上させるために、多くのデジタル ツールやイネーブラーを活用して大きな効果をあげてきました。 現在、同社は製造業務にデジタルツインテクノロジーを活用することで、これをさらにレベルアップさせています。

多くの企業は、製造現場シミュレーション、Advanced Production Scheduling (APS)、Manufacturing Execution Systems (MES)、Condition Monitoring Technologies (CMT) などのコア システムを使用してきました。 これらのツールを適切に導入すると効率が向上し、現在ではプラントの持続可能で安全かつ生産的な運用に不可欠なものとなっています。

現在、製造業で次のレベルのパフォーマンスを達成するために、組織はこのテクノロジー ベースを構築して、より豊富な新しいデータ セットを適用して利点を獲得しようとしています。 これらのコアツールと、3D モデリング、生産フロー分析、機械状態などのデジタル ソリューションの新しい波を統合することで、製造効率化に向けたより優れたデジタル洞察が可能になります。

この製造デジタル機能により、製造現場と最終製品の両方の産業環境で展開されるデジタル ツイン コンセプトの導入が可能になりました。 一般的に製品のデジタル表現を作成するために使用されますが、シリーズのこの章では、それを製造分野でより広範に適用する方法を検討します。

デジタル ツインは、さまざまな条件下での動作やパフォーマンスをシミュレートしたり、ライブ イベントを監視したりするために使用される、システム、プロセス、または製品の仮想レプリカです。 製造では、これは特定の生産ライン、または生産プロセス内の現実世界のシナリオに当てはまります。

デジタル ツインは通常、ビジュアルと数値結果または口頭での作業指示を統合し、通常は 3 つの主要コンポーネントで構成されます。

これら 3 つのコンポーネントを適切に配置すると、デジタル ツインは物理的な対応物のパフォーマンスを複製、分析、最適化できます。 これを適用すると、生産、メンテナンス、運用中の設計変更、ストレス テストのプロセスがすべて仮想的に行われ、合理化できます。 これにより、ダウンタイムの影響がゼロになり、実際の環境にスムーズかつ効率的に実装する前に、変更の微調整をテストしてモデル化することができます。

デジタルツインは、製造バリューチェーン全体にわたる物理的な生産、ビジネスプロセス、意思決定活動に適用できます。 現在のアプリケーションと統合によって最も主に有効になる 2 つの領域は次のとおりです。

チームが変更を実験しようとすると、多くの場合、新しい製品または更新された製品の製造をテストするための長い試行錯誤のプロセスが待ち構えます。

デジタル ツインを使用すると、メーカーはコストのかかる見落としのリスクを最小限に抑えながら、更新された運用構成を仮想的にテストできます。 さまざまなシナリオのデジタル シミュレーションは、物理的なテストよりもはるかに高速で、リソースの消費も少なくなります。

生産プロセスの設定値を変更し、その結果がどうなるかを予測することで、チームはシステム内の潜在的な問題やボトルネックを特定できます。 これにより、特に複雑なプロセスや機械を備えた工場において、廃棄物の発生が減り、大幅な費用と時間を節約できます。

これは、IoT プラットフォームを介して CAD と統合された 3D エミュレーション ソフトウェアを通じて行われることが多く、ルーティングおよび運用作業指示情報は、生産ライン フロー設定のシナリオをシミュレートするチームを委託するための基礎として使用できます。 これによりラインの流れが最適化され、ラインの視覚的なデザインを設定して設置が容易になります。