コネクテッド・マニュファクチャリング：IIOTによる境界線の曖昧化

最も複雑で厳格な業務でさえ、インテリジェントで高性能、資源効率に優れ、完全に予測可能なプロセスを活用するシナリオを想像してみてほしい。モノのインターネット（IoT）はこの文脈で重要な役割を果たし、デバイスや機械を相互接続し、「スマート」な状態にし、大量のデータを取得、分析、活用することを可能にする。このコンセプトが製造ハードウェアに適用されれば、工場のオペレーターは、フロア全体のあらゆるツールや機器をフルスペクトラムで可視化し、制御できるようになる。手作業が多く、経験豊富な作業員を必要とする溶接工具や溶接作業を例にとってみよう。現場での熟練労働者の不足は深刻であり、これはIoT対応電動工具メーカーにとって完璧なシナリオである。2024年までに有資格の溶接工が40万人不足すると予測されている米国は、特に有利な市場だ。

朗報は、この特殊な人材不足に対処するために、最近の技術革新が進んでいることだ。新興の溶接機の中には、独自のクラウド・ベースの溶接管理プラットフォームに遠隔接続できるものもある。これによりメーカーは、溶接工程の各ステップについてリアルタイムの洞察を得ながら、品質を厳密にモニターすることができる。実際の溶接作業者は、工具を操作するだけでよく、工具のパワーやその他のパラメーターに対する必要な調整は、手作業による介入なしに行われる。透明性の向上は、迅速な故障検出と修正に直結し、溶接修理率を40%も削減します。これは、コネクテッド・パワー・ツールがどのようにプロセスと設備の効率を高めることができるかという点では、氷山の一角に過ぎません。最終的な目標は、生産現場の設備にインテリジェンス機能を統合し、それ自身の目的と用途を認識・調整できるようにすることである。工具が誤用されていることを検出した場合、事故や怪我、高価な製造ミスを防ぐために、独立して電源を落とすことができる。

目的のために作られたツールやそのコンポーネント、サブシステムを大規模な産業ネットワークに接続することは可能になった。より小規模なものでは、「接続された」工具というコンセプトを個人化することで、工具メーカーは消費者市場向けに同様の機能を備えた製品を設計することができる。ある大手電動工具メーカーは、同社製品群のいくつかの電動工具のバッテリーにブルートゥース接続機能を追加し、ユーザーが機器をスマートフォンやタブレットとペアリングできるようにした。独自のアプリにより、工具のオペレーターはバッテリーの診断データを見ることができ、デバイスがオーバーヒートしたり、充電が少なくなったり、定義された範囲から外れたりするとアラートが送信される。これにより、デバイスの追跡が確実になり、バッテリーを遠隔操作で無効にすることができる。Bluetoothスタックは、既存の電動工具を接続してオンライン化するためにも使用されている。機器に小型のBluetoothタグを取り付けることで、生産現場の監督者は使用データを記録しながら、積極的に工具を追跡・監視することができる。理論的には、インテリジェントな後付け装置を使用して工具の機能を拡張し、完全に「ネットワーク化」することが可能である。オペレーターのスマートフォンとペアリングし、包括的なクラウドベースの制御システムに接続するためのプラットフォームとして使用することができる。工具のサブシステムに統合されていないため、モジュール化されたレトロフィットは、工具をネットワーク化するかどうか、またはいつネットワーク化するかをユーザーに選択させることができ、オンデマンドで追加の接続機能にアクセスすることができます。

操作の可視性を高めることだけが、ツールを接続してオンライン化する唯一の原動力ではありません。組み込まれたセンサーによって取得された活動データは、メンテナンス、修理、オーバーホール（MRO）機能をサポートするために活用することができます。機器の稼働時間を追跡し、予想される寿命と照らし合わせることで、重要な機器の故障の可能性を減らすための予知保全スケジュールを作成することができます。同時に、同じデータを使用してコンポーネントやツールの減価償却を推定し、それを使用して交換を計画し、積極的に部品を調達することができます。 IIoTをメーカーの統合基幹業務計画（ERP）スイートとリンクさせることで、メンテナンス業務の合理化がさらに進み、部品、サブシステム、アセンブリの調達プロセスが自動化される可能性があります。溶接機器、電源、ハンドヘルド工具がオンライン化され始めたことで、工場全体の接続が可能になりつつある。現代の製造エコシステムは、工場フロアや遠隔地から、互いに会話し、情報を交換し、学び合うことのできる機器で構成されるだろう。統計的プロセス制御とリアルタイム・ロボット・スケジューリングのためのニューラルネットワークと、プログラマブル・ロジック・コントローラ（PLC）とヒューマン・マシン・インターフェース（HMI）を統合した分散型制御システム（DCS）である。産業用ロボットはすでに製造業の主力製品となっており、機械の手入れや回路基板のテストなどの精密作業は、このトレンドから多大な恩恵を受ける可能性がある。今後、IIoTとオートメーション技術の融合により、インダストリー5.0の工場現場が現実のものとなるだろう。ネットワークが拡大し、より多くのデバイスやツールが参加するにつれて、製造バリューチェーン全体の自動化と、人間と機械のコラボレーションによる増強に重点が置かれるようになるだろう。