生産設備のIoT化を進める上での課題や実際の成功事例とは

スマートファクトリーを検討する企業は増加傾向にあります。そのため、自社の生産設備に「AI・IoTの活用を活用できないか」と考えている方も多いでしょう。

では、工場の生産設備に実際にIoTを導入する場合には、どのような課題を考慮する必要があるのでしょうか。メリットや実例もふまえてみていきましょう。

IoTとは？

IoTとは、あらゆるものがインターネットを介してつながる状態を指します。例えば、

• 設備同士が情報をやり取りし共有する
• 自動的に製品を判別、加工する
• 膨大なデータから有効な数値を抜出し、製品作りに反映する

などの取り組みにはIoTを活用します。また、AIによる機械学習やディープラーニングにもIoTによるデータ共有が重要になります。

工場の生産設備にIoTを導入してできること

工場の生産設備に対して、IoTを導入し何ができるようになるのかみていきましょう。

生産におけるデータの見える化

IoTを製造業の生産設備に導入する効果として、今まで見えなかったデータを数値化することが可能です。それがデータの見える化です。例えば、工場の課題としてよく挙げられる、

• 生産性の向上
• コストの削減

などをデータの内容に合わせて実行できるようになります。また工場内の新しい課題をデータによって把握することも可能です。

設備の故障の予知

製造業の生産設備に対してIoTを導入する効果は設備の故障予知にもあります。設備の故障は、工場の大きな課題です。故障は主に、

• コストの増大
• 生産性の低下
• 収益の減少

を招きます。しかし、IoTを適切に導入出来た場合は、人材や材料なども設備の故障によって消耗するといった事態がなくなるといえるでしょう。

データの整備、活用

製造業の生産設備にIoTを導入する効果として、今まで活かせてなかったデータの活用が可能となります。工場の課題として蓄積されたデータを業務に活かせないといったパターンは少なくありません。例えば、

• 天気に左右される製品の販売台数
• 気温による室内の空調コントロール
• 故障品や検品による異常の表れ方の詳細なレポート

などは活かしきれていないことが多いといえます。そういった場面でもIoTは非常に有効です。場合によっては、今までのデータを使用したノウハウを他社にサービスとして販売することも可能となります。

生産設備をIoT化する上での課題

ここでは生産設備をIoT化する際の課題にふれていきます。単純にIoT化するといっても、導入までのハードルを越える必要があるためです。

1.データの収集方法

IoTを活用する場合、データの収集方法は非常に重要な課題となります。

• 生産設備のどういった部分を自動化したいのか
• どのような部分のデータがあれば、コストや故障の予知ができるのか
• どの機器のデータがあればそれが可能となるのかなどの要素を検討する必要があります。

また、設備の故障や異常を事前に防ぎたい場合と作業を自動化したい場合では必要なデータは違ってきます。そのため、どういったデータをどのように集めるのかを意識してIoTを導入しましょう。現状の設備にIoTに対応するものがなければ、機器の取付などで対応できます。

2.複数の生産設備のデータの取得・統合生産

設備のIoT化を進める場合、複数の設備からどのようにしてデータを取得し統合するのかは大きな課題となります。例えば、

• 機器同士を連携させるには無線環境を作らなければならない
• どのような電波帯を使用すれば、他の製品の妨害にならないのか

などはよく検討する必要があります。 電波帯が問題であれば、従来使用している電波帯ではなく、異なる電波帯を使用しIoT機器同士がやり取りしやすい環境を作ることが重要です。複数の機器のデータを取得する場合も1つずつIoT化し、正確にデータを取得していくという手順は変わりません。

課題別、生産設備をIoT化した事例

ここでは、生産設備を IoT 化したことで課題を解決できた事例にふれていきます。 IoT を導入する場合の参考としてみましょう。

1.データの見える化による故障の予知

ある事例では、生産設備を IoT 化し、課題だった故障の予知を可能としました。 この工場では365日24時間稼働するため、故障はコストや時間が割かれ大きな負担となっていました。そうした状況をふえて、 IoT を導入。機器の故障予知が可能となり、トラブルの把握も容易に可能に。

2.生産性の向上

生産設備に IoT を導入し生産性を大きく向上させた事例もあります。 個々の製品の仕様が異なるものを工場で生産していたため、その確認にどうしても人材が必要でした。そのため、生産性は高くなく、スキルも必要であるものの、人材も育たないという悪循環に。 しかし、 IoT を活用しシステムを構築。人材に頼らない判別や入力を自動化することに成功し、生産性を大きく向上させています。

3.コスト削減

生産設備を IoT 化した場合、コストの削減が可能となります。 とある事例では、コストの削減が工場の大きな課題でした。厚さや長さなどの製品の規定を満たすために、人材や費用が掛かり過ぎており、仕様の変更などに対しても容易に対応することが困難でした。 しかし、 IoT で製品の制作過程をデータ化。人員・時間・費用など総合的なコスト削減が可能となりました。IoT を有効に活用した場合には様々なメリットを享受することが可能だといえるでしょう。