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三菱ケミカルのパフォーマンスポリマーズ(MCPP)はモジュール式制御システムと製造情報を使用してブラジルに新工場を建設

モジュール式設計により、設備へのリモートアクセスでスタートアップの課題を軽減しながら、プラントの展開をスピードアップ

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課題

  • 迅速なスケジュールでブラジルに新しい生産施設を設立し、現場の作業者と外部の専門家に品質と生産の問題を可視化

ソリューション

  • モジュール式設計アプローチ - システムはアペックス・コントロールズ・スペシャリスツ社によって米国で設計、製造、テストされ、その後ブラジルに出荷され、すぐに設置された。
  • FactoryTalk - FactoryTalk Historian、FactoryTalk View、およびFactoryTalk VantagePoint EMIソフトウェアを、CompactLogix PLCおよびPowerFlex 755 ACドライブと組み合わせて製造情報へのアクセスを提供
  • EtherNet/IPはリアルタイム通信とリモートモニタをサポート

結果

  • モジュール式システムは施設の配置時間を3カ月から4カ月短縮
  • 離れた場所にいる専門家が初期の生産問題の解決を支援
  • EtherNet/IPはI/O点数を70%削減
  • 情報ソフトウェアはオペレータに品質に関する重要な洞察を提供

米国、日本、ヨーロッパのほとんどの地域の消費者は、新しい車にエアバッグが装備されていることは当たり前だと考えています。安全機能は、1990年代に多くの先進国の自動車に普及しました。そして世紀の変わり目までに、車にエアバッグを装備することは法律によって要求されたか、または自動車メーカが望ましい安全評価を達成するために不可欠な要素であると考えられるようになりました。

しかし、世界中の多くの開発途上国や新興国では同じことが言えず、エアバッグはまだ必要とされていないか、一般的には発見されていません。これは、ごく最近まで、ブラジルの自動車所有者もそうでした。2014年には、ブラジルで販売されるすべての新車にエアバッグやその他の安全技術を搭載することを義務付ける新法が施行されました。

ブラジルの新しいエアバッグ要件は、三菱ケミカルのパフォーマンスポリマーズ(MCPP)世界第7位の自動車市場であるブラジルにグリーンフィールド生産施設を設立するきっかけとなりました。新しい施設は主に自動車市場をサポートし、安全が重要なエアバッグカバーに使用する樹脂をエアバッグメーカに供給します。

ブラジルに進出する以前、MCPPはすでに30年以上にわたり、カスタム自動車材料の世界的なリーディングサプライヤでした。同社は世界16カ国で事業を展開しており、燃料管理、内装、外装、配線、その他の自動車用途向けのソリューションを提供していました。

しかし、新しい大陸にゼロから施設を建設することは、重要な品質、安全、生産の需要も満たす一方で、簡単な作業ではありません。

スピードの必要性

サンパウロの北にある工業用地がブラジルの新しい生産施設の場所として選択されたため、MCPPは地元の自動車サプライヤが差し迫ったエアバッグ要件に対応できるように、できるだけ早く生産を開始して稼働させたいと考えていました。

MCPPのプラントマネージャであるリー・ウィルソン氏は次のように述べています。「私たちは、生産の開始を新しいエアバッグ要件のタイミングと可能な限り一致させることを望んでいました。厳しい雨季のため、施設の作業は予定より遅れましたが、それが起こったときに、この新しい場所を立上げる際に効率的な方法を探すことがますます重要になったと感じました。」

生産インフラに関しては、新しい施設には、最大の生産能力で年間約1000万ポンドの樹脂を生産できるフィーダと押出システムが必要でした。ウィルソン氏と彼のチームは、生産速度と特に品質管理の面で、MCPPが他の地域ですでに持っていたものと同じ能力をもつことをブラジル工場に望んでいました。

ウィルソン氏は次のように述べています。「品質は私たちの最優先事項でした。押出機に供給している供給システムで許容範囲を維持し、押出機内のさまざまな成分を適切に配分および分散できることを確認する必要がありました。審美的には、材料を配合してペレット化するときに、一貫した製品の外観を維持できるようにする必要がありました。」

システムへの可視性は、オペレータが品質を監視し、発生する可能性のある生産上の問題に迅速に対応できるようにするために不可欠です。さらに、システムへのリモートアクセス機能が欲しいという要望もありました。この機能を活用することで、米国を拠点とするMCPPの従業員やその他の外部の専門家が技術的な問題のトラブルシューティングや診断を行なうことができ、ブラジルでの現地の技術サポートの不足を補うことができます。

モジュール式アプローチ

MCPP2つのベンダーを評価し、最終的にロックウェル・オートメーションの認定システムインテグレータであるインディアナ州に拠点を置くアペックス・エンジニアリング社とその子会社であるアペックス・コントロールズ・スペシャリスツ社を選択して、新しいブラジルの生産施設用の押出システムを開発しました。

くアペックス・エンジニアリング社は、Apex Modular Extrusion™システムに基づくソリューションを提案しました。このシステムの最上位には、さまざまなゴム、オイル、熱安定剤、耐衝撃性改良剤、顔料などの原材料を受取るマテリアルハンドリングのシステムがあります。これらの材料は、フィーダデッキを介して押し出されて押出システムに供給され、そこで加熱およびブレンドされ、最終的に水中ペレット化システムに送られ、最終的なビーズ状の製品が生成されます。その後、その製品は大きなバッグとボックスに梱包され、エアバッグメーカに出荷されます。

複合制御センターには、Allen-Bradley®CompactLogix™プログラマブル・ロジック・コントローラ(PLC)、Allen-BradleyのPowerFlex® 755 ACドライブ、およびロックウェル・オートメーションのソリッド・ステート・リレーなど、押出システムの電気および制御インフラが収容されています。独立したユーティリティ制御センターには、システムのユーティリティと情報サーバがあります。

情報対応システムは、作業者や外部の専門家に、温度、送り速度圧力、フィーダモータ速度などの重要な製造情報への可視性を提供します。ロックウェル・オートメーションのFactoryTalk® Historianソフトウェアは、生産プロセス全体でこれらの何千ものデータポイントを収集しますが、FactoryTalk View HMIソフトウェアとFactoryTalk VantagePoint®企業製造インテリジェンス(EMI)ソフトウェアは、作業者がレシピを管理し、プロセスをモニタし、生産の問題を特定して解決できるようにします。

EtherNet/IPを介した通信により、製造インテリジェンスをプラント全体およびリモートアクセスを介して外部の専門家と共有することができ、MCPP施設の配線も削減されます。

迅速な導入

押出システムのモジュール式設計は、MCPPが新しい施設の立上げをスピードアップするのを支援する上で重要であることが判明しました。

プラント建設はブラジルで進行中でしたが、アペックス社は同時にインディアナ州エバンズビルでシステムの設計と構築を行なっていました。ウィルソン氏とMCPPの彼のチームは、このプロセスの間、毎週の電話を通じてアペックス社のエンジニアと密接に連絡を取り合いました。押出システムが完成し、動作可能になると、1週間のテストのためにアペックス社の担当者と現場に行きました。

ウィルソン氏は次のように述べています。「私たちは機器の中をうろつきました。稼働中の機器を見て、それを直接テストできることは素晴らしいことでした。私たちは小さな変更を加えただけですが、機器をブラジルに送る前に変更できてよかったです。これにより、生産の遅延を回避し、ブラジルへの長時間のフライトを節約できました。」

装置がブラジルに到着したら、現場の請負業者がシステムを迅速かつ簡単に番号別のアプローチで組み立てました。例えば、システムの電源と電気回路はすべてコネクタで設定されています。作業者はケーブルトレイからケーブルを引き抜いて差し込むだけで済みました。同様に、システムの機構には、システムを一緒にボルトで固定するためのわかりやすい指示が添付された図面が添付されていました。

このシステムをブラジルの施設に設置するには、合計で約1カ月しかかかりませんでした。これにより、MCPPの展開時間が最大4カ月短縮されました。また、同社が収容されていた施設の建設が終了した頃に、押出システムを完成させることができました。

施設の統合された制御と情報は、作業者が品質管理を最適化し、生産の問題を特定するのに不可欠です。

ウィルソン氏は次のように述べています。「オペレータは画面上でトレンド情報を見て、すべての機器とフィーダが本来あるべき場所で正しく動作していることを確認できます。最小または最大設定値の範囲外で実行されるプロセスはすべて、オペレータの画面にアラームを生成するため、問題に素早く対処できます。」

ウィルソン氏とアペックス社の両方のチームメンバーは、システムにアクセスしてリモートでシステムをモニタし、現場に出向かなくても作業者を支援できます。これは、作業者がシステムを稼働させており、ローカルのテクニカルサポートへのアクセスが制限されていたため、初期の段階では特に価値がありました。

ウィルソン氏は次のように述べています。「私のオフィスのここから、任意のデータポイントを見ることができます。アラームを確認し、適切な送り速度の取得で問題が発生した場合や、フィーダで最初に機械的な問題が発生した場合などの問題の診断を支援しました。リモートサポートによって、こうした初期のダウンタイムインシデントの一部を数日から数時間に減らすことができたと言っても差し支えありません。」

さらに、押出システムの開発にアドオン命令(AOI)を使用することで、アペックス・コントロールズ・スペシャリスツ社は施設での将来の変更や追加に備えたプラグ&プレイ機能を作成しました。例えば、MCPPはシステムに新しいフィーダをわずか10分で追加できます。

MCPPは、他の施設でモジュール式押出システムの利点の一部を再現しようとする場合があります」と、ウィルソン氏は語っています。

さらに、ウィルソン氏は次のように述べています。「次のプロジェクトでは、モジュール式システムで得られたいくつかのメリットを再現することを検討します。これにより、プロジェクトは従来のビルドよりもはるかに扱いやすくなりました。私はここアメリカで家に近いアプローチを使うことを予測することさえできました。」

上記の結果は、三菱ケミカルのパフォーマンスポリマーズ(MCPP)での配備されたロックウェル・オートメーション製品およびサービスをその他の製品と併用した結果です。実際の成果は事例ごとに異なる場合があります。

Allen-Bradley, CompactLogix, FactoryTalk, PowerFlex, およびVantagePointは、Rockwell Automation Inc.の商標です。

EtherNet/IPODVA Inc.の商標です。Apex Modular Extrusion™は、Apex Engineering, PLLCの商標です。

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