消費者が新製品や多様な製品を求めるにつれ、企業はその提供のために時間との闘いを繰り広げています。市場到達速度の向上は、その闘いに勝つ鍵です。仮想環境は、立上げ時間の短縮に大きな利点があります。
従来の機械設計や生産ラインの設計、立上げ、スタートアップのための方法は、コストが高くかつ製品の速やかな市場投入を阻害します。機械設備が製造されてから、またはラインが再構成されてから、制御の統合、ラインのシーケンシング、ボトルネックといった問題を発見するのは、設置や立上げの遅延に陥ることが多く、絶好の時期とは言えません。
製造メーカは、具体的な変更をプラントのレイアウトやワークフローに施す前に、仮想空間で自分達のプロセスを調査、試験、検証するツールとしてエミュレーションに着目しつつあります。
実際のオペレーションのロジックを使用してPLCに接続する仮想システムを採用することは、ラインの設計から生産に必要なリソースを最小化するのに役立ちます。メーカから、瓶詰めラインで、オンサイト制御の立上げ時間をこれまでの3週間から4日に短縮したという報告が一般的にあります。この規模の削減は標準的で、導入を推進する大きな要因となります。
可能性をつかむ
スループットを10%増加したとしたら何が起こるか考えたことがありますか? 製品の組み合わせを変更した場合、制御システムはどのように反応するでしょうか? 工場フロアの仮想化で、そうした実験やトラブルシューティングを行なうことができます。エミュレーションモデルは既存のラインに合わせて簡単に構築でき、新たな構成や製品タイプの継続的なテストが可能です。基本的に、実際のシステムに影響、損傷、中断をいっさい与えずに、システムの限界まで試すことができます。
製造メーカにとって、仮想化が持つ市場到達時間の短縮の可能性は、以下のような理由でますます受け入れられるようになっています。
- エミュレーションテクノロジはより実践的です。より多くの3D図面が利用できるだけでなく、ドラッグ&ドロップソフトウェアを使用してお客様自身のモデルも容易に作成できます。
- エンジニアも準備ができています。産業エンジニアは、このテクノロジについて学校で教育を受けています。彼らは、仮想化のもつ可能性を理解しているため、指導のために事例を構築さえしています。
- プラグ&プレイへの期待がますます大きくなっています。オートメーションの信頼性が高くなるにつれて、何ヶ月にもわたる助走なしで、初めからきちんと動作する生産ラインを構築できるという期待があります。
- 百聞は一見にしかず。拡張現実や今日のリアルな視覚表示を使用して、適切なコンテキストで仮想オペレーションを検討できることで、より多くの出資者にとって、お客様のビジョンが信頼に値するものとなります。
仮想環境は立上げ時間の短縮に大きなメリットがあります。
ロックウェル·オートメーション傘下のEmulate3D™は、革新的なエンジニアリングソフトウェア開発企業で、その製品は産業用オートメーションシステムをデジタルでシミュレートし、エミュレートします。正確なシミュレーションモデルを使用して、システムの計画や意思決定を改善し、インストールする前に制御システムを試験するエミュレーショントライアルを行なうことにより、Emulate3Dのソフトウェアは、お客様が製造やオートメーションにかかる費用の発生や最終的な設計を決定する前に、仮想的に機械やシステム設計を試験できるようにします。Emulate3Dは一般的な産設備のライブラリを保持しており、御社の工場のデジタルツインを実現するのを支援します。
仮想環境を試験
システムや機械のCADモデルを制御システムと共に構成する動的なデジタルツインを作成することにより、システムを仮想環境で意のままに試すことができる強力な手段を手に入れられます。そこでの変更費用は、立上げ段階で発生する費用に比べて最小限に抑えられます。
3Dシミュレーションとエミュレーションソフトウェアは、動的なデジタルツインを作成するのに最適なプラットフォームを提供します。このソフトウェアを使用して、さまざまな標準フォーマットからCADデータをインポートでき、実際のシステムの動きを反映する運動学的挙動を作成でき、タグブラウザを使用してモデルの制御アイテムを実際の制御システムに接続できます。その後、システムを駆動するための負荷を作成するだけで、御社用のデジタルツインは稼働可能になり、実際のシステムで使用するHMI経由で操作される準備が完了します。
製造に何らかのリソースを投入する前に、この仮想環境で検証し、稼働させることができます。実際のシステムが現場で組み立てられ、制御システムに接続されるときに、ロジカルオペレーションやシーケンシングの問題が何も発生しないという確信を持つことができます。そうした問題は、プロジェクトの仮想コミッショニング段階で早期に特定され、解決されているでしょう。
厳しい仮想試験とコミッショニングを経たシステムは、すべての人にメリットがあります。生産にかかわる人材は、期待した通りに稼働する徹底的に試験されたシステムを使用できます。システムインテグレータは、立上げ時間をより正確に予測でき、それに応じて適切に計画でき、プロジェクトが期日通りに、予算通りに出来上がるのですべての利害関係者が利益を得ます。
デジタルツインは機械装置メーカ(OEM)に競争力を与える
ガートナー社は2022年までに、またはおそらくもっと早く、IoTプロジェクトを実装した2/3以上の企業が生産段階で少なくとも1つはデジタルツインを立上げると予測しています。機械メーカの場合、ほぼ無制限にデジタルツインを使用することで、競争力を高めることができます。このテクノロジがビジネスにもたらす3つの重要な利点があります。
1. 機械を設計し、販売する優れた方法
デジタルツインを使用して、機械をデジタルで設計、試験、立証することで、より高性能の、低リスクの機械を作成でき、市場展開までの時間を短縮できます。シミュレーションソフトウェアを使用して、物理学を機械のCADモデルに適用し、モデルを実際に稼働可能なものにできます。その後、仮想環境で機械がどのように作動するか、人々や他の機械とどのように相互作用するかを確認できます。
2. より短期間で、より一貫性のあるコミッショニング
機械設計と制御システムが初めて統合される場合、整合していないかもしれないというリスクがあります。これは土壇場の設計変更になることがあり、コストが高くつくだけでなく、お客様の操業開始のデッドラインに間に合わなくなる可能性がでてきます。デジタルツインを使用して、機械を仮想的に立上げると、こうした予期せぬ事態を避けることができます。
3. お客様のために最適化されたオペレーションを実現
機械のデジタルツインをお客様に引き渡すとき、いくつかの方法でその生産を最適化し、ダウンタイムを削減できます。機械が到着する前に、お客様はデジタルツインを使用して、オペレータを仮想的にトレーニングできます。これにより、人材はより早くコンピテンシを構築でき、現実のトレーニングよりも広範な事故に対応できるようになります。というのは、仮想トレーニングでは、物理的に再現することが困難な障害や過酷な条件をシミュレートできるからです。
生産時には、デジタルツインはオペレーションをシミュレートでき、そのため人材が改善のためのチャンスを模索したり、実際に変更する前に変更を試したりできます。最後に、デジタルツインはメンテナンスチームが新しい方法でダウンタイムを削減するのに役立ちます。停止があった場合、技術者は拡張現実(AR)環境で実際の機械にデジタル診断を重ね合わせることができ、問題をいち早くトラブルシューティングできます。
デジタルツインは、従業員の作業方法を改善し、プロジェクトを動的なデジタル環境に移行することにより、さらに競争力を強化できます。
ガートナー社は2022年までに、またはおそらくもっと早く、IoTプロジェクトを実装した2/3以上の企業が生産段階で少なくとも1つはデジタルツインを立上げると予測しています。
