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パワートレインまたはドライブトレインの生産オペレーションは、将来を見据えて構築されていますか?

柔軟でスケーラブルなオペレーションにより、需要に対応し、必然的なテクノロジの変化に適応

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Bill Sarver
Bill Sarver
Senior Consultant, Global Automotive Industry, Rockwell Automation
Bill Sarver

内燃機関のない世界とは一体どのようなものでしょうか? これは今現実に起こっていることではありませんが、法律や消費者の習慣における変化がこのグローバルなシフトを大きく促進しています。

電気自動車のスタートアップ企業であれば、既に過去のガソリン車を調べて、将来に向けた全電気フリートの構築に取り組んでいるでしょうし、成熟した自動車メーカであれば、完全な電気自動車を構築するための道のりは長く、現在のオペレーションにハイブリッドを組み込むところから始めなければならないでしょう。

現在のパワートレイン製造システムは高度化しています。そのため、電動ドライブトレインを構築する場合でも、ハイブリッドパワートレインを構築する場合でも、柔軟でスケーラブルな生産オペレーションが必要であることに変わりはありません。電気自動車やハイブリッド車の需要に対応するために生産を調整するだけでなく、将来的なテクノロジの進歩に備えているかどうかを確認するのにも役立ちます。

スケーラブルで柔軟なパワートレインまたはドライブトレインの生産オペレーションを構築するには、戦略に組み込む必要がある3つの要素があり、当社では以下をお奨めしています。

  1. コネクテッドプラント

    革新的な自動車メーカは、自動車は変化を遂げており、生産もそれに伴って変化しなければならないことを理解しています。そのため、製造およびIT関連業務を統合して、より連携したプラントを構築しています。

    連携した情報対応プラントは、より迅速に着手し、より優れた業績を上げています。コネクテッドプラントでは、生産のほぼすべての側面を評価および分析して、オペレータが情報に基づいた意思決定を行なえるようにします。プロセスをシミュレーションして、トレーニングを改善し、ラインの変更を検証したうえで実施することができます。これにより、オペレーションの物理的側面とデジタル的側面を一体化して、スタッフがより効率的に作業し、生産を新しい方法で確認できるようにします。

    また、コネクテッドプラントは生産を改善するだけではなく、変革することができます。消費者からサプライヤ、そしてプラント作業員に至るすべての人を連携させることで、「さまざま機能を備えた1台」、つまりドライバーと同じように個性的な車を届けることができます。

    こうした機能を実現するには、コネクテッドプラントに、信頼性、スケーラビリティ、およびセキュリティを考慮して設計された堅牢なネットワーク基盤を含める必要があります。作業員が連携し、重要なデータにリアルタイムでアクセスできるようにするには、プラントに産業用IoTテクノロジを組み込まなければなりません。

    連携した生産オペレーションの構築を支援するには、シスコ社やロックウェル・オートメーションのConverged Plantwide Ethernet (CPwE)設計ガイドをはじめ、無料で入手できるリソースを活用してください。次に、コネクテッドプラントへの独自の道を導くことができるソリューションプロバイダと緊密に連携してください。

  2. スケーラブルなデジタルソリューション

    生の生産データをオペレータにとって有益な情報に変えることができるソフトウェアを想像してください。これは、時間とコストを節約できるだけでなく、現在の自動車関連オペレーションにとって不可欠です。

    しかし、自動車メーカは、より近代的で価値の高いソフトウェアやデジタルソリューションを採用することにあまり積極的ではありません。その結果、自社開発のソリューションを使い続けており、業務上のニーズや社内の顧客の期待に対応できていません。他のシステムとの統合は困難で、生産オペレーションの拡大や展開に応じた拡張も難しい状況です。

    そのため、生産オペレーションに伴って迅速に拡張できるソフトウェアを使用することが重要です。

    例えば、スケーラブルな分析ソフトウェアを使用すると、パワートレインおよびドライブトレイン技術の絶え間ない変化に対処しながら、より効率的に対応できます。また、このソフトウェアは、原材料の使用からバッテリの組立て、さらに完成品の性能まで、生産プロセスの重要なポイントを追跡することで、電気自動車やハイブリッド車の品質を保護するのにも役立ちます。

    また、分析ソフトウェアは、新しい破壊的技術を採用して、生産の監視および管理方法を変更することができます。これらの問題が発生する前に特定して解決できることは、このソフトウェアの大きな利点の1つです。機械学習を採用して、機械の故障や品質の問題といった生産上の結果を予測できます。

    さらに、分析ソフトウェアは、拡張現実(AR)を使用して、プラント作業員の仕事のやり方を変えることができます。例えば、オペレータは、ARヘッドセットまたはタブレットを使用して、AR環境でデジタル的にフラグが付けられる不良バッテリを特定できます。オペレータは、それらのバッテリを生産から取り除く必要があることがわかります。

    スケーラブルな製造実行システム(MES)ソフトウェアも同様に重要です。データ収集を自動化し、パワートレインまたはドライブトレインのオペレーションにおける意思決定を促進して、特にサービスの拡大または展開に伴う複雑さを管理できるようにします。

    MESは、注文の開始から最終組立までの生産を管理して、仕掛品を減らすことができます。また、ラインが止まらないように、計画された生産過程で材料が利用可能であることを確認したり、強制可能な指示を使用して、作業員が仕様通りに車両を構築できるようにしたりすることもできます。

    また、MESでは、プラントとサプライチェーンの両方で追跡可能なすべての車両のデジタル系統を作成することもできます。この新しいシステムは、生産の段階に関係なく、車両の潜在的な品質や安全性の問題を特定、調査、解決するのに役立ちます。

  3. 柔軟な生産技術

    ハイブリッド車および電気自動車の販売は着実に伸びており、2025年までに自動車販売の30%を占めると予想されています。[1] そのため、需要に応える生産技術が必要です。

    電気自動車のスタートアップ企業であれば、需要に応じて生産を小規模から大規模に移行できるドライブトレイン生産オペレーションが必要です。

    これは、アセンブリ・セル・システムの概念に基づいて実現できます。これにより、今日の半自動生産で稼働できるマシンを使用して、柔軟で高度に標準化された組立ラインを構築し、生産が開始された後、完全自動で稼働するよう移行できます。

    成熟した自動車メーカであれば、従来の自動車とハイブリッド車の両方をサポートできる、より柔軟でモジュール方式のパワートレイン生産オペレーションを構築する必要があるでしょう。事前設計された統合自動化ソリューションは、高速で柔軟性のあるパワートレイン生産オペレーションの構築を支援します。

    ロックウェル・オートメーションのProduction Performance Builder (PPB)のような自動化ベースの設計および構成ソリューションは、より迅速なライン再構成により、柔軟性に優れた製造を可能にします。通常、このプロセスは長時間を要しますが、この新しいソリューションを適用すると、パワートレインラインを1日で再調整および再構成できます。

    パワートレイン組立プラントの場合、構成可能なラインでは、変化し続けるテクノロジ、多岐にわたる生産モデル、変動する容量に対処する場合でも、最適なラインバランスを実現することができます。この新たな機能により、全体的なオペレーションコストを抑え、ラインのボトルネックを削減できます。また、パワートレイン機器サプライヤの場合、設計および構成ツールにより、設計の再現性と適切なシステムサイズ指定が最初から可能になります。

将来を見据えた生産

私たちは、いつの日か、道路を走るほとんどの自動車がハイブリッド車と全電気自動車になることを知っています。ただし、その日が来る前に、消費者の好みがどのように変化し、バッテリや燃料電池などのテクノロジがどのように進歩するかはわかりません。

コネクテッドプラント戦略を採用し、スケーラブルなソフトウェアと柔軟なテクノロジを使用することで、柔軟でスケーラブルなパワートレインまたはドライブトレイン生産オペレーションを構築でき、あらゆる変化に適応し、完全な電気自動車に向けた道のりをスムーズに進むことができます。

パワートレインおよびドライブトレインの生産オペレーションは不確実な未来に備えていますか? 電気自動車生産については、当社のウェブサイトをご覧ください。また、ロックウェル・オートメーションのソリューションが提供できる将来に向けた準備についてもご確認ください。


[1] Driving into 2025: The Future of Electric Vehicles, J.P. Morgan, Oct. 10, 2018

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