デジタルマシンショップ

工作機械製造におけるこの10年間は、2つのトレンドに支えられてきました。

一方では、デジタル技術はあらゆることを、本当にあらゆることを簡単にすると約束されています。

その一方で、製造業の市場はより厳しく、より不安定になっています。

そのため、IIoT、予知保全、デジタル・マシン・モニタリングが普及した同じ10年間に、利益率も縮小しました。

2010年、Modern Machine Shopは、最も競争力のある機械工場の利益率が13％前後であることを発見しました。それ以来、徐々に低下しています。業界調査によると、平均的な機械工場の利益率は8％を下回っており、今後も下降の一途をたどることが予想されます。

なぜ？製造業を未来へと飛躍させるはずだった10年間が、実際にはどのように減益を招いたのでしょうか？

これは難しい質問ですが、ひとつの答えは、機械工場ではデジタル技術の導入がまだ少ないということです。デジタルの可能性と現場の現実の間にはギャップがあります。これは、新しいテクノロジーを研究し、導入するためのリソースが常にあるわけではない、小規模なオペレーションに特に当てはまります。

このガイドブックは、そのギャップを埋めるお手伝いをするものです。このガイドでは、デジタル技術を活用した工作機械固有の用途を紹介し、デジタル工作機械に対する当社の考え方を説明します。何度も何度もお客様に価値を提供してきた方法です。

最後には、特定のデジタルツールがあなたにもたらすさまざまな手段や価値を感じ取ることができるでしょう。

このガイドは、「何から始めればいいのか」「次はどこへ行けばいいのか」といったことにかかわらず、デジタルの未来に向けた道筋を立てるのに役立つはずです。

ここでは、包括的な定義を提示するのではなく、現代の機械工場を特徴づける4つの原則について説明します。順不同：

1. 透明性
2. 接続性
3. 統合
4. 開放性

透明な機械工場

データは石油よりも価値がある」という表現をよく耳にします。

それは可能です。では、なぜあなたの権利を主張しないのですか？

デジタル・マシン・ショップは、生産の完全な透明性を提供することで、価値を生み出します。必要なデータを有益な形で提供します。

これにはいくつか方法があります：

• 機械の状態を監視してOEEを改善
• 機械の状態を監視して資産のライフサイクルを延長
• コスト削減のためのリソース消費のモニタリング
• WiPトラッキング
• ツールトラッキング
• 製品の歴史と系譜
• オンマシンアプリケーションによる人間中心のプロセスの可視化

しかし、情報はアクセスできてこそ役に立つものです。

デジタル技術は、主要な生産指標を表示することを可能にします。シフトノルマ、マシンの状態、ルーティング情報など、情報を即座に評価することができます。現場でも、オフィスでも、携帯電話でも、どこでも。

デジタル化された機械工場では、現場の誰もが情報を見ることができます。また、リモートマシン端末のような進歩により、必要な場所で情報を見ることができます。

デジタル・マシン・ショップ

コネクティビティが扉を開きます。

クラウド、エッジデバイス、マシン間通信の間には、これまでにない斬新な接続を作り出す方法があります。その結果、プロセスの制御が向上し、データがより強固になります。

重要なのは、デジタル・マシン・ショップの従業員にもコネクティビティが広がっていることです。

繰り返しになりますが、人間をつなぐことは機械をつなぐことと同じくらい重要なのです。

機械の周囲で起こることは、内部で起こることと同じくらい重要です。製造現場におけるミスの70％はヒューマンエラーによるものです。

賢明なメーカーはこの事実を認めています。彼らは人間の本性と戦おうとはしません。人間の本性と一緒に働くのです。

デジタル・マシン・ショップの統合

最大の利益は、現場の技術がMES ERのような記録システムに接続されたときに得られます。 ERP.

デジタル・マシン・ショップは、これまでバラバラだったシステムを相互接続された全体に統合します。

その結果が製造エコシステムです。すべてのハードウェアとソフトウェアがニッチにフィットします。すべてが共通のビジネス目標に向かって協力し合うのです。

デジタル・マシン・ショップがオープン

オープンとは、ここでは特定のものを意味します。オープンソースの「オープン」に似ています。

デジタル・マシンショップでは、ソフトウェア、デバイス、マシンは、他のソフトウェア、デバイス、マシンとオープンに接続します。ベンダーのロックインやハードウェアの非互換性、ハードコード化された難しい設定はありません。

長期的に最も有用なソリューションは、時間の経過とともに進化するニーズに適応できるものです。

結局のところ、デジタル技術はチーム全体に利益をもたらします。

これがその方法です。

オペレーターとセットアップオペレーター

新入社員でもベテランでも、デジタルツールは現場の作業員をサポートします。段取り替えやセットアップのためのデジタル作業指示書のようなツールは、作業を迅速に進めるのに役立ちます。IIoT 使用したエラープルーフィングにより、正しい作業をより簡単に行うことができます。また、機械のアラートと通知により、問題が文書化され、監督者に通知されます。

エンジニア

ノーコードアプリケーションプラットフォームは、真にデジタルなワークフローの構築を可能にします。人間中心のマシンモニタリングアプリケーションが提供する可視性により、ラインのバランス、作業のルーティングが容易になり、プロセスが最初から最後までどのように展開するかを正確に把握することができます。

マネジメント

より良いデータは、より良いオペレーションを意味します。トップパフォーマーを特定し、全体的な視点から生産を理解し、継続的な改善を推進します。

役員

パズルを組み立てます。収集したデータを使って、工場間、地域間、製品ライン間で比較しましょう。どのようなデータであれ、あなたにとって違いをもたらすものであれば何でもかまいません。

ここでは、いわばゴムと道路が出会う場所です。デジタル技術を業務に応用する具体的な方法です。

1.マシン・モニタリング- マシン・モニタリングは、デジタル・マシン・ショップの基礎です。なぜなら、機械をオンラインにすることで収集されるデータのベースラインは、他の何十もの改善の基礎となるからです。
機械モニタリングは、稼働時間の客観的な測定値を作成するのと同じくらい簡単です。また、送りや速度、スループット、振動など、改善に役立つあらゆる指標を追跡することもできます。

なぜ客観的な測定が重要なのか、その理由を簡単に説明しましょう。

ある機械工場と仕事をしたことがあります。機械モニタリング・プロジェクトの計画中に、その工場での稼働率に関する印象的な基準値を提供してくれました。

マシン・モニタリングの稼働後、その数値は25％近く違っていました。つまり、マシンの稼働率が測定値より25％低かったのです。

これは誰かを非難しているわけではありません。ただ、手作業によるデータ収集は本質的にエラーを起こしやすいということを示しただけです。

2.オンマシンアプリケーション- 最新の工作機械の多くには、インターフェイスが搭載されています。旧式の工作機械の場合、プラットフォームやモバイル機器を機械固有のアプリケーションを実行するように適合させることが可能です。

要は、マシン中心のアプリケーションをマシン上、あるいはマシンの近くで実行することが可能になったということです。

• 不具合報告書や根本原因分析書などです。
• メンテナンスと診断の方法
• 現在および過去のマシン性能情報を表示するマシンターミナル。

3.生産の可視性- 機械のモニタリングは生産の可視性の重要な要素ですが、それだけにとどまりません。

完全な可視化には、どのステーションがノルマを達成し、どのステーションが遅れているかを追跡することも含まれます。WiPがライン上をどのように移動しているかを追跡すること。機械周辺の人の動きを測定すること。OEEからOPEへの移行。

4.ツールトラッキング- ツールのトラッキングは、プロセスの可視性の特定の形態です。ツールトラッキングアプリケーションは、すべてのツールの位置を記録し、特定のツールが実行したジョブ、プログラム、時間の履歴を保持するのに役立ちます。

5.在庫追跡と資材補充- 生産の可視性のもう一つの延長かもしれません。在庫追跡アプリケーションを使用すると、オペレーション全体で在庫がいつどこで消費されたかを正確に把握することができます。スケジュールを最適化し、無駄の原因を突き止め、必要な場所に必要な材料があることを確認するのに役立ちます。

6.予知保全- 予知保全は、多くのデジタル・メーカーの最終目標のひとつです。PdMは、機械や工具が摩耗の兆候を示す前に、いつ劣化するかを予測する手段です。ダウンタイムを削減し、資産寿命を延ばし、非効率なプロセスを特定する機会を提供します。

問題は、始めるには膨大な量のデータが必要だということです。PdMに興味があるのであれば、良いデータを集め始めるのは早ければ早いほど良いのです。

なぜ今、機械工場をデジタル化するのですか？

私たちがお付き合いしているメーカーの多くは、なぜ今すぐデジタルを始める必要があるのかをよく理解しています。

それは、事業目標であったり、生産能力を超える成長であったり、あるいは単に堅実な製造に関する質問であったりします（例えば、先月は機械が実際どのくらい止まっていたのか？

本当のハードルは正当化することではありません。始めることです。

また、なぜ今が始めるのに適した時期なのかが明確でない人もいるでしょう。以下は、検討すべきいくつかの理由です。

市場は不安定

原因はどうあれ、ボラティリティは事実です。

最近のマッキンゼーの報告書はこの傾向をよく捉えており、「産業部門は今後5年間で、過去20年間を合わせたよりも大きな破壊を経験するだろう」と述べています。

他の調査でも、デジタル技術を取り入れた組織は、市場の衝撃を吸収しやすいことが確認されています。(さらに、収益や利益も向上します）。

デジタル技術は、あらゆる規模の組織が適応し、迅速に動き、逆境に直面したときの回復力を高めるのに役立ちます。

デジタルはセルフサービス

これまでは、新しいテクノロジーを導入するのは大変で費用のかかるプロセスでした。

そのプロセスには数カ月（またはそれ以上）かかることもあります。調査からRFPやRFQ、購入、導入、統合、メンテナンスに至るまで、テクノロジー・プロジェクトはその範囲と予算を簡単に超えてしまいます。

SaaS、クラウド、製造プラットフォームの成熟により、新しいテクノロジーの導入はかつてないほど容易になりました。以前は数カ月かかっていたプロジェクトが数週間で完了し、同じように早く価値を回収できるようになりました。数週間かかっていたシステムの維持やメンテナンスも、今では数日で完了します。そして、そのすべてを社内の市民技術者が行うことができます。

スキル格差はすぐには解消されない

私は最近、あるプロセス・エンジニアと、スキル・ギャップがもたらす課題をうまく要約した会話をしました。

航空宇宙産業のさまざまな顧客のために部品を加工していた彼の事業は、絶好調でした。

注文は時間通りに発送。スクラップの少なさ。予期せぬダウンタイムの最小化。すべての主要指標が上昇。

成功の理由は簡単。機械と工程を知り尽くしたベテランの機械工たちは、物事が正しくないと判断する方法を熟知していました。問題があれば、すぐに診断し、解決する方法を知っていたのです。

しかし、実際にはこれが問題でした。なぜかって？中核を担う3人の機械工のうち2人が来年退職する予定だったからです。もう1人は転勤を希望していました。

エンジニアはすでに、後任を見つけること、彼らが去ったときに生産がどうなるかを心配していました。

これは機械工場で何度も繰り返される話です。優秀な従業員が退職し、その補充が難しいのです。

デジタル技術は、手遅れになる前に、既存のベストプラクティスを把握し、新しい労働者を訓練し、暗黙知を制度的知識に変えるのに役立つという朗報があります。

1.周りを見てみましょう。紙はどこにありますか？ホワイトボードは？

多くの非効率なプロセスには、紙という共通の根本原因があります。

その理由を理解するために、いくつかの質問を自分に投げかけてみてください。

• 紙のフォームがデータを取得する最速の方法ですか？
• 紙のSOPは複雑な情報を伝える最良の方法ですか？
• 現在、現場で使用されているSOPのバージョンがいくつあるかご存知ですか？

私たちは紙に反対しているわけではありません。しかし、現場を運営するにはもっと良い方法があります。

これらのうち、あなたにとって役に立つものがあれば、どれもデジタル化を始める簡単な方法です。

2.レガシーマシンのオンライン化

デジタル化したからといって、主力マシンを放牧するわけではありません。

デジタル・マシン・ショップを始める簡単な方法は、レガシー機器をオンライン化することです。

センサー、IoT ゲートウェイ、エッジデバイスの幅が広がったことで、このプロジェクトはこれまで以上に実現しやすくなりました。

3.人間をループに

この点はシンプルです。デジタル・マシン・ショップの取り組みを計画する際には、人間を考慮に入れてください。

機械を操作し、データを解釈し、戦略を立てるのは人間です。彼らに力を与えるデジタルツールは、より大きなリターンをもたらします。

4.機械のことだけを考えるな
この点は前述に続くものです。改善の最大のチャンスの多くは、機械周りのプロセスの最適化から生まれます。

たとえば、すべての機械が完璧なOEEを達成したとしても、その機械がさらに下流でボトルネックになれば意味がありません。

あるいは、ある生産工程で通常よりも高い確率で不良品が発生したとします。バリューチェーンの各段階を可視化しなければ、根本原因を突き止めることは困難です。

結局のところ、効率的なジョブショップには、自動的に行う方法があるのです：

• 在庫の追跡
• 記録製品の系譜
• ジョブルーティングの最適化
• トラッキングWiP
• 材料の補充

製造工程は、深く関連し、連動する一連の活動です。効率的なオペレーションは、スタートからゴールまでの材料の動きを最適化する方法を見つけます。

5.真実の単一ソースの作成
生産データはいくつの異なる場所に保存されていますか？それをまとめるのにどれくらいの時間がかかりますか？

新たな改善の機会を開く方法のひとつは、データの収集と可視化の方法を合理化することです。

一方では、生産ダッシュボードは、オペレーションに携わる全員が同じ見解を持つのに役立ちます。ダッシュボードは、生産見積もり、機械の稼働時間、シフトのダウンタイム、その他生産に必要な情報を確認することができます。

一方、サイロをなくすことで、改善の機会を見つけることが格段に容易になります。

このガイドを通して、私たちは概要を説明しました：

• デジタル工作機械とは
• すぐに始めることが重要な理由
• 自分に合ったプロジェクトの作り方

製造技術は急速に進化を続けています。低空飛行の果実を摘み取り、利益率を高めるチャンスは何十通りもあります。

同様に、あらゆるトレンドが、混乱と変動が新たな常態であることを示しています。レジリエンス（回復力）とアダプ タビリティ（適応力）を今すぐ業務に組み込むことが特に重要です。

デジタル技術は、そのための実証済みの形態のひとつです。

どのように始めればよいのか、ご不明な点がございましたら、お気軽にお問い合わせください。ご連絡ください。