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Industry 4.0での正確なデータ収集を実現するためにデバイスのコネクティビティが生産性を高めOEEを向上させる方法

  • 2017.08.08

OEE(Overall equipment effectiveness=総合設備効率)は、Industry 4.0を採用して効率化を図る際のKPI(Key Performance Indicator)の1つとしてとして使われます。OEEの真の価値は、機器の可用性、パフォーマンスまたは品質出力に起因する損失を理解することから始まります。これらの損失を減らすための行動をとることでOEEスコアは自然に向上します。ファクトリで最適なOEEを享受するには、正確なデータを収集するためにデバイスのコネクティビティが不可欠です。Moxaは、製品の可用性とパフォーマンスを向上させ製造品質を向上させるために顧客の生産技術をアップグレードする包括的な製品ポートフォリオとソリューションを提供する世界でも数少ない製造会社でありソリューションプロバイダの1つです。Industry 4.0の登場以来、大量生産または少量生産、カスタマイズされた製品の需要の増加、ゼロエラー生産のための探求、混合モデルの生産ラインでのセッティングの変更に対応する機能を含む多くの課題を積み重ねてきました。最善の方法は、製造現場でより優れた結果を得るために製造プロセスで何を変更する必要があるかを理解することです。その中で可用性、パフォーマンスおよび品質率を調べる3つのアプローチが提案されています。一度、問題領域が特定されると製造プロセスの欠陥に対処するための新しい技術が求められます。

可用性:ダウンタイムの削減およびネットワークの可用性を向上させるマシンステータスの理解
・予知メンテナンスのために必要なデータ収集
生産段階においてマシンの振動、モータ電流、冷却水レベルなどさまざまな種類のデータが生成されます。このデータに基づいてマシンメンテナンス技術者は、予期せぬマシンのダウンタイムを避けるために定期メンテナンスタスク(予知メンテナンス)を実行します。しかしながらデータ自体は、異なるフォームで現れます。1つは、ストリーミングデータで大量に送信されバックエンドシステムに送信される前に前処理が必要です。もう1つは、ステータスデータです。これは少量のデータで前処理なしで透過的な方法で送信されます。従ってシステムは、ステータスおよびストリーミングデータの両方を収集するために異なる方法を使用しなければなりません。MoxaのioPAC 8500、ioLogik E2200およびioLogik 2500シリーズスマートI/Oは、フロントエンドのインテリジェンスを提供することでデータサイズを削減するのでフロントエンドのデータ処理に適しています。更に、ioLogikリモートI/O、MGateおよびNPortデバイスサーバは、少量のデータを送信する設計がされているためフロントエンド処理なしで透過的なデータ収集に対応します。
・稼働時間を最大化するために必要なネットワークインフラの構築
絶対的(Implicit)通信は、通常、マルチキャストに基づいてPLCとデバイスを接続してシステムの可用性をチェックするために使用されます。MoxaのV-ONソリューションは、ネットワーク上で障害が発生した場合、物理ネットワーク、ユニキャストアクセス量およびマルチキャストアクセス量をミリ秒以内でリカバリさせることができます。従ってV-ON技術は、システムが稼働し続けることを保証し生産性を最大化します。更にMXview ToGoは、モバイルデバイスにリアルタイムの通知を提供しシステムのダウンタイムを削減することができます。
Video Always-On(ビデオ常時接続)技術

Layer2/Layer3 マルチキャストネットワークからのビデオ損失を防ぐためにV-ONの技術を導入しています。V-ON™は、ビデオ常時接続ネットワークを可能にするためにTurbo Ring/Turbo Chainプロトコル およびマルチキャスト伝送最適化を統合した革新的な技術です。

  • L2ビデオストリーミング回復< 50ミリ秒 (ユニキャストおよびマルチキャストシナリオ)
  • L3ビデオストリーミング回復< 300ミリ秒 (ユニキャストおよびマルチキャスルーティングトシナリオ)
  • ミリ秒レベルのルータの冗長性
パフォーマンス:マシンまたはオペレータの生産性を向上させるためのチェンジオーバ時間を短縮
・生産性を向上させるために信頼性の高いOn-Chipフロー制御データ送信を使用
高度なカスタマイズは、Industry 4.0にとって重要な価値でありコンピュータ数値制御(CNC)マシンのプログラミングの定期的な変更を必要とします。しかしながらCNCマシンは、新しいプログラムをダウンロードするために長い時間を費やします。それ故に、特にシリアルインターフェースを備えた旧式のマシンにおいては、データ転送の安定性が非常に重要となります。Moxaのフロー制御機能を備えたシリアル・ツー・イーサネットデバイスサーバは、通常、データのドロップを防止するために着信データをストップさせます。それ以外の場合は、ドロップされたデータを再送信する必要があります。これはデータ転送に多くの時間を費やすことは、製造時間が短くなることに繋がります。
・インテリジェントスーパーバイザは、混合モデルの生産に必要とするさまざまな要望に応えます
混合モデルの生産ラインには、顧客が指定したコンポーネントと複数の製品タイプを同一の組立ラインで製造するために数千種類の異なるオプションと組み合わせを含む高度なバリエーションが必要とされます。マシンの生産性を高めるためMoxaのioPAC 8500プログラマブルコントローラは、生産タスクを分類しEMS(製造順序、順番実行システム)からタスク順序、順番を自動的に取得できることを保証します。
品質率:ゼロディフェクトの実現と早期警報の提供

生産データは、ファクトリフロアでの生産状況を理解するために必要な重要なファクタです。2種類のデータとしてステーブルデータ(on/offステータス)と一時的なデータ(短期間に生成され、欠けたところがなく記録する必要がある)が適用されます。MoxaのioPACは、過酷な環境下で正確なデータを収集し、フィールドのすべてのデバイスのステータスについてライン管理者が最新の情報を保持する堅牢設計のIIoTコントローラです。

ソリューションに必要な詳細な情報または更なる情報については、こちらをご覧ください。

このWhite Paperでは、"デバイスのコネクティビティがIndustry 4.0での最適なOEEを実現する鍵となる方法について"詳しく説明しています。