4.0 2015 8 20 - Hitachi Solutions · 2015. 8. 21. · CIM Open System Architecture by ESPRIT (European Strategic Program on Research in Information Technology) RAMI4.0 (2015～) Reference

日立ソリューションズProwise Business Forum in Tokyo：インダストリー4.0から見る日本企業が執るべき戦略 2015年8月20日

日本的な「つながる工場」に向けた研究活動日本的な「つながる工場」に向けた研究活動

及びサイバーフィジカルシステムに基づく生産システムのシミュレション技術

東京理科大学理工学部経営工学科

産システムのシミュレーション技術

東京理科大学理工学部経営工学科日比野浩典

東京理科大学日比野浩典©TUS Hibino 2015Prowise Business Forum in Tokyo 第84回 1

講演内容

１．生産システムの取り巻く状況２日本的な「つながる工場」に向けた研究活動２．日本的な「つながる工場」に向けた研究活動２．１日本機械学会：インターネットを活用した

「つながる工場」における生産技術と「つながる工場」における生産技術と生産管理のイノベーション研究分科会活動

２２ IVI２．２ IVIインダストリアル・バリューチェーン・イニシアチブ活動

３サイバーフィジカルシステムに基づく３．サイバフィジカルシステムに基づく生産システムのシミュレーション技術

３１エンジニアリングチェーンへの寄与３．１エンジニアリングチェンへの寄与３．２ ISO消費電力測定方法に基づくモデル化の試み

４まとめ

東京理科大学日比野浩典©TUS Hibino 2015Prowise Business Forum in Tokyo 第84回

４．まとめ

2

生産システムを取り巻く諸環境

◆ニーズの多様性変種変量生産/需要同期生産/垂直立ち上げ

社会環境

◆国際分業化と協力◆グロバリズム

◆ニズの多様性◆個性の表現◆価値観の推移◆伝統、文化の価値

自然環境

国際環境

◆地球温暖化◆資源の制約◆エネルギの限界◆自然の生態系との調和

◆グローバリズム◆先進国と開発途上国

の調和◆先進国の和環境

生産ｼｽﾃﾑ

◆自然の生態系との調和

サステナブル生産システム省エネルギ生産システム

◆先進国和◆開発途上国間の問題

グローバル生産システムSCM(Supply Chain Management)

技術労働◆コンピュータの発展◆ソフトウエアの充実

◆総人口の減少◆年齢構成の変化

( pp y g )

環境環境 ◆集中技術→分散技術◆固有技術の高度化

Industrie4.0（IoT等）

◆労働時間の短縮◆労働の質の変化

技能継承/自動化/セル生産


デジタルエンジニアリングシミュレーション

3

第4の産業革命（Industry 4.0）

第1次（18～19世紀）機械化機械化水力・蒸気機関を活用した機械製造設備の導入水力蒸気機関を活用した機械製造設備の導入（英国での繊機の発明）

第2次（19世紀後半）電力の活用電力の活用大量生産の始まり分業化された労働および電力の利用

第2次（19世紀後半）電力の活用電力の活用

第3次（20世紀後半）自動化自動化電子機器およびIT技術の活用による自動生産の促進

第次（世紀後半）自動化自動化

CPSCPS（サイバフィジカルシステム）（サイバフィジカルシステム） I TI Tを活用し個を活用し個

第4次（21世紀）スマートファクトリースマートファクトリー


CPSCPS（サイバー・フィジカル・システム），（サイバー・フィジカル・システム），IoTIoTを活用し，個を活用し，個別大量生産の実現＋コストの小化別大量生産の実現＋コストの小化

4

ICT技術による新たなビジネスサイクルの出現


出展：ものづくり白書2015年

生産システムのICT技術の進展


生産システムのリファレンスモデル比較

CIM-OSA(1980年後半～1990年前半)CIM Open System Architecture by ESPRIT (European Strategic

Program on Research in Information Technology)

RAMI4.0 (2015～)Reference Architecture Model Industrie 4.0

CIM Reference model(1989)ISO/TR10314

（出典：Umsetzungsstrategie Industrie 4.0）


第3の産業革命時代（研究者中心）

第4の産業革命（産学官連携+標準化）

ISO/TR10314

Hierarchy Levelsのリファレンスモデル比較◆他企業、他工場のつながりを考慮◆標準規格を取り入れ実現し易い環境を考慮◆IoTを意識

外部とのつながりは未考慮

MAP（Manufacturing Automation Protocol)

◆IoTを意識

ISO9506（1990）

I Tは未考慮IoTは未考慮


CIM Reference model(1989)ISO/TR10314

（出典 i d i 4 0）


第3の産業革命時代（研究者中心）

第4の産業革命（産学官連携+標準化）


製造機器とアプリケーションの連携

出典：日本ロボット工業会ＨＰ

ORiN (Open Resource interface for the Network)

生産管理工程管理稼動監視不具合解析

生産管理工程管理稼動監視不具合解析

ORiN


（出典 i d i 4 0）

Robot Machine PLC OperationPanel

東京理科大学日比野浩典©TUS Hibino 2015Prowise Business Forum in Tokyo 第84回 9Industrie 4.0 （ドイツ）


例：ORiN（NEDOで開発）

米国：National Network for Manufacturing Innovation（NNMI）

◆米国は、オバマ大統領の命により2013年より産学官研究推進プロジェクトNational Network for Manufacturing Innovation（NNMI）を発足し製造業の復活に舵を切Network for Manufacturing Innovation（NNMI）を発足し、製造業の復活に舵を切る

◆NNMIの基本的な考え方は、ドイツのフラウンホーファー研究所の産学連携を模擬◆現実の企業での課題をオプンイノベシンで解決する手法を採用◆現実の企業での課題をオープンイノベーションで解決する手法を採用◆NNMIは、20億ドルの予算を、10億ドル政府、10億ドル企業の負担するスキーム◆NNMI の研究所の一つがDMDII（Digital Manufacturing And Design Innovation

）Institute）◆ DMDIIは、デジタルマニュファクチャリングを対象。研究成果に期待。DMDIIでは

、いくつかの産学連携のテーマを募集し、採択し、プロジェクト化する。NIST(National Institute of Standards and Technology)は、DMDIIボードメンバ。マネジメント的なサポートをする。


DMDII: MISSIONOur StoryThe DMDII is the nation's flagship research institute for applying cutting-edge di i l h l i d h i d f f i h hdigital technologies to reduce the time and cost of manufacturing, strengthen the capabilities of the U.S. supply chain, and reduce acquisition costs. The DMDII will both develop and demonstrate digital manufacturing technologies and deploy and commercialize these technologies across key manufacturing industries.

東京理科大学日比野浩典©TUS Hibino 2015Prowise Business Forum in Tokyo 第84回参照先：http://dmdii.uilabs.org/ourstory/

DMDII ：Top Problems for DMDII to solve


講演内容






４まとめ


４．まとめ

13

つながる工場分科会の状況

◆日本機械学会生産システム部門提案の研究分科会

◆インターネットを活用した「つながる工場」における生産技術と生産管理のイノベーション研究分科会

◆2014年9月～2016年2月（19か月）◆2014年9月～2016年2月（19か月）◆主査：西岡靖之（法政大学）、幹事：日比野浩典（東京理科大学）◆参加：100名以上（産学官）◆参加：100名以上（産学官）

学：法政、東京理科大、東大、慶応大、神戸大、大阪大等産業界：自動車、電器、情報、設備等の産業


つながる工場分科会の活動

「つながる工場」のコンセプト

◆工場と工場が、工場全体を単位としてつながるではなく、さらに細かな単位でその工場の内部が、工程間や担当業務間で柔軟につながりそして工場という枠を超えてそれぞれで柔軟につながり、そして、工場という枠を超えて、それぞれの工程や担当業務が、他の工場、他の企業の工程や業務と柔軟につながることを目指す。柔軟につながることを目指す。

◆そして、「つながる工場」は、こうした連携のしくみを、ICT という道具を駆使して、より広く多くの製造業に展開することで、ものづくりの生産性、柔軟性、頑強性を高め、グローバルな競争力をさらに強化していくための取り組み。



①話題提供（９０分）先端な活動事例について専門家の講演とディスカッション先端な活動事例について専門家の講演とディスカッション

第1回：2014年10月23日（木）「ロボットミドルウエア標準：RTミドルウェア」安藤慶昭氏（経済産業省製造産業局産業機械課技術係長）

第2回：開催日：2014年12月12日（金）第2回：開催日：2014年12月12日（金）「工場管理・製造現場のリファレンスモデルとデータ連携技術」西岡靖之氏（法政大学教授）

第3回：2015年2月23日（月）「エンジニアリングチェーンをつなぐシミュレーション」エンジアリングチェンをつなぐシミュレション」日比野浩典（東京理科大学准教授）, 「生産システム設計を通じた生産準備の垂直統合」中村昌弘氏（レクサーリサーチ代表取締役社長）

第4回：2015年4月23日（木）第4回：2015年4月23日（木）「新しい情報通信基盤としてのIoT（Internet of Things）とその産業利用」越塚登氏（東京大学教授）

第5回：2015年6月18日（木）「わが国の製造業に突き付けられたIoT時代の新たな課題」わが国の製造業に突き付けられたIoT時代の新たな課題」西垣淳子氏（経済産業省製造産業局ものづくり政策審議室室長）

第7回：日時：2015年10月（予定）「インダストリー4.0関連の国際標準化の新動向とわが国のポジション」小田信二（IEC SG8日本代表横河電機室長）


小田信（IEC SG8日本代表横河電機室長）


②ワークショップ（６０分）と全体討論（５０分）ワークショップでは，１０名程度のグループ単位で，問題を深掘りし，論点，アイデア，展開などを議論．その後，各グループのサマリ報告をもとに，全体での討論を行い，分科会としての方向性を明らかにしている．つながる工場のメリット、標準化のむずかしさ、実際の製造業の悩みなど、多くの意見が寄せられている。

これまでのテーマ「”つながる工場”によって何がしたいか、何ができそうか？」「生産技術＆生産管理モデル連携」「ビクデタによる予知保全「ビックデータによる予知保全」「人と自動機器とＭＥＳの連携」「工場の知財ブラックボックス化」「試作を含むリアルタイム原価計算」「個別設計生産における日程管理」「個別設計生産における日程管理」「設備ライフサイクルマネジメント」「遠隔地の工場の操業監視」

KJ法による課題整理等



つながる工場分科会の業務シナリオ調査お名前順位得点 ◎ ○ △ 設備間でデータ形式がそろえば

【BS101】遠隔地の工場の操業監視 3 69 6 10 9【BS102】３Ｐ保全エンジニアリング 22 30 2 6 2【BS103】設備効率のベンチマーキング 23 30 2 5 5【BS104】ライン設計のための設備リポジトリ 27 22 3 0 7【BS105】設備ライフサイクルマネジメント 8 47 6 3 8【BS106】ビックデータによる予知保全 1 105 13 11 7【BS107】最適エネルギーバランス管理 15 39 2 8 5【BS108】人と自動機器とＭＥＳの連携 2 101 13 10 6【BS109】ＡＩによる製造知識の自動獲得 12 45 3 6 12工程間でデータ形式がそろえば

【BS201】デタによる個別品質保証 5 53 6 7 2【BS201】データによる個別品質保証 5 53 6 7 2【BS202】粒度の粗い工程モニタリング 16 38 3 5 8【BS203】コアパーツ／基板の内製化 37 3 0 0 3【BS204】ロボット＆作業者ティーチング 13 43 4 5 8【BS205】生産技術オープンポータル 33 11 1 1 3【BS206】技能者教育、訓練プロファイル 29 15 1 3 1【BS207】生産技術＆生産管理モデル連携 4 56 7 6 3【BS207】生産技術＆生産管理モデル連携 4 56 7 6 3【BS208】設計ＢＯＭ／製造ＢＯＭ連携 14 43 3 8 4【BS209】個別設計生産における日程管理 6 53 8 4 1【BS210】試作を含むリアルタイム原価計算 11 46 7 2 5工場間でデータ形式がそろえば

【BS301】海外工場の知財ブラックボックス化 7 52 8 3 3【BS302】多拠点同時立ち上げ管理 19 33 4 4 1【BS302】多拠点同時立ち上げ管理 19 33 4 4 1【BS303】企業間の設計変更管理 18 34 3 5 4【BS304】ＰＬＭ終端オペレーション 36 8 1 0 3【BS305】大規模災害のためのトレーサビリティ 30 14 1 1 6【BS306】中小企業試作ネットワーク 25 26 3 3 2【BS307】企業連携ＢＣＰサポート 35 9 1 1 1【BS308】ソフトウェア部品調達と連携 9 47 5 7 1【BS309】ボーダレスな共同物流 20 33 4 3 4【BS310】工場のライフサイクル再生 34 11 2 0 1利用者間でデータ形式がそろえば【BS401】リコールのためのＣ２Ｂ 31 12 2 0 2【BS402】遠隔地のＢ２Ｂアフターサービス 17 36 4 2 10【BS403】ユーザ起点の個別設計生産 21 33 5 1 5【】ズ集約

日本機械学会生産システム部門「つながる工場」研究分科会にて


【BS404】ニーズの共通化と集約化 24 29 1 6 6【BS405】誰でもどこでもコンビニ工場 28 17 1 2 6【BS406】サービスＢＯＭトレーサビリティ 26 24 1 5 4【BS407】リサイクル、リユース管理 32 12 0 2 6【BS408】モノとサービスのビックデータ 10 47 5 6 4

つながる工場」研究分科会にて実施→上位８テーマについてワークショップ開催（４月２３日）

生産技術＆生産管理モデル連携 BS207

報告者重工産業重工産業

グループメンバー重工産業重工産業建設機械産業物流産業物流産業経済産業省外郭団体


生産技術＆生産管理モデル連携

新製品開発目指す姿

生産技術生産の準備段階Simulation Modeling生産ラインの検討

生産管理

生産ライン立上げ

計画の詳細検討

現状モデルの精度向上

生産管理生産現場の管理Schedule Planning工程計画の作成

生産現場

製造開始現状

リスケ綿密な計画目標の設定生産現場

ものづくりの現場Data Collecting生産実績の収集

リスケ目標の設定


生産実績の収集

カイゼン

リーダーのはずの生産管理がリーダぽくな

アウトプット

シミュレーションで目標を作る！

シミュレーションで可視化できる！

差が見えれば対策が打てる

変かどうかわからない→わかる

産管理がリダぽくない（総括は計画部門）

生産管理が弱くなっている、パソコンで不整合直している→評価がない仕事

安全バッファをどう管理して現場を回すか？

属人要素が大きい

作業者力

→評価がない仕事

少ない人で少ない工程で物作りしたい

※工程が少ないほうがよいかはすかう装置は人員次第

少量多品種が進めば皆到達する問題

管理者の現実と現場の現実のギャップ

技術・管理・購買それぞれがスケジューリングに影響を与える

現場の変化への対応性、追従性

作業者の人力と現物の対応がズレる？

人の要素がない変化が少ない

装置は人員次第

どのようなケースからこの問題に引っかかる？

無駄をなくす点でカンバ方もも

実のギャップ

技術と管理の連携が行われていない？（そのとき、そのときの一方通行？）

人の要素がない、変化が少ない、シミュレーション精度が高い

作業者スキルのバラツキ成

人要素をどのように扱いシステ

ン方式もＩ４．０も同じ？

トラブル等の情報がリアルタイムに流れてない海外の見える化が進

んでいる物が滞留し

のバラツキ、成長への対応

うに扱いシステムとするか？

少量生産製品をどう扱っていくのか

加工（熱処理）がはいるとシミュレーションが難しい

ハードウェアとシミュレータの共通化

シミュレーションに使う手間が大変

シミレシン結果をスピ

んでいる、物が滞留しない（共通化されているわけではない）

全自動化が全てではないが、イメージが浮かばない

工場の物流に合わせて人が動きまくり

標準化が進むと差別化がきな


シミュレーション結果をスピーディーに現場にどう反映するか

差別化ができなくなるのか？

ビッグデータによる予知保全 BS106報告者報告者設備産業

グルプメンバグループメンバー自動車部品産業設備産業設備産業家電産業機械産業機械産業情報産業重工産業


重工産業

生産設備の予知保全• 多数のセンサーから時々刻々生まれる莫大な時系列データ

• 蓄積した時系列データの知識化

産設備予知保

蓄積した時系列デタの知識化

クラウド活用

複数の工場や企業を超えて保全サービス

因果関係が不明でも不具合の解析

設備設備稼働デタ

不明でもとにかく集める

不具合の解析予兆発見！

データの紐付け（経験知識化）

センシング

設備稼働データベ

設備稼働データ

故障データ

（経験・知識化）

センシングベース

作業者データ

定期検査データ

時刻・ロット情報品質

設備設計データ

製品設計データ

治工具データ

時刻・ロット情報品質データベース

人工知能・機械学習

稼働条件

製品設計デタ


データを取る場合のどう分析するか

アウトプット

どうとるか

配線をはい回すな

デタを取る場合の費用負担（メーカ側、ユーザ側どちらがすべきか（共同？）

データを集めてもわかるもの、わからないもの、両方ある

取ったデータのＯＫ／ＮＧの判断が難

データ分析するアプリケーション

配線をはい回すなどデータを取るのにコストがかかる今ある設備をどうす

るかex後付のセンサなど

両方あるが難しい

経験、感覚をデジタル化すファナック（事例）制御装置の

が高額（アナリストへの依頼）

ex後付のセンサなど

どこで点検、保全するかのきっかけが欲しい（高い精

「どんな設備では何を取ればよいか」決

デジタル化する試みあり

ファナック（事例）制御装置のファン交換時期をアラーム

分析した対象に対同種の設備間が欲しい（高い精度は不要）

を取ればよいか」決めることがリファレンスモデルになる？

分析した対象に対してどこまでお金を掛けられるか

同種の設備間で比較して改善につなげる

どうつなぐか

現場はひも付けが出来な

工場の外（クラウド）にデタを出す

どんな仕事にかえるか

けが出来ない

（プロトコル、仕様が違う）との声が大きい

ド）にデータを出すことに抵抗は？

ダウンタイム＝０予防保全、センサをメンテナンスする仕事が増える

生産現場で設備の面倒を見れる「自立

↓プログラム×


ex.基板と部品など事が増える面倒を見れる「自立

保全」化プログラム×、ｶﾞｽﾀｰﾋﾞﾝの温度○

人と自動機器とMESの連携 BS108報告者報告者自動車産業

グプメンバグループメンバー情報産業機械産業機械産業自動車産業設備産業設備産業家電産業大学


大学

人と自動機器とＭＥＳの連携人と自動機器とＳの連携

背景・リアルタイムでの生産管理、ビッグデータ分析による設備予知保全などライン設備デタによる設備予知保全など、ライン・設備データの更なる活用促進が求められている。

・方自動化のレベルは工程ごとに異なり・一方、自動化のレベルは工程ごとに異なり、取得されるデータの種類、細かさも様々。

・システムは工程ごとに適化され工程間の・システムは工程ごとに適化され、工程間のシステム接続、データ共有に手間がかかる。

・各工程の様々な細かさのデータをどこからでも取得できる。人作業も自動でデータ化。

めざす姿

・分析しやすいように自動で分類、見える化。・安価で短期間でのシステム構築。（ハード／ソフト）


どんなＭＥＳ（システム）が必要となるか※機能の再定義

もっとオープンで大容量のつなげ

現場改善を阻害しないＩＣＴ、人のフレキシビリティ

ＭＥＳ（システム）と設備や機器をつなぐ必要性（機能）の明確化

アウトプット

要となるか※機能の再定義

工場間つなげるといてもＡ社／Ｂ社／Ｃ社の機器を追加するとつなげるのは大変

大容量のつなげる手段が欲しい

パッケージに業務を合わせる⇔業務にパッ

フレキシビリティ →人がやるべきことと自働化すべきところの線引き

投資効果、リアルタイム、ＭＥＳ、製造コスト、進捗アクチュエーション手段、

自動制御／作業指示、つなげるのは大変わる業務ッケージを合わせる

独自の競争力をどう確保工場間の文化の

違いの吸収、ＭＥＳの統合も難しい工場内のシステムが

（生産管理、工具在庫、品質保障、

自動制御／作業指示、ステップを踏む？

柔軟なＣＰＳの実現方法（耐環境性）機械学習の適用、技術サ

ポート、大量データの扱いＳの統合も難しい

部門ごとに乱立しつなぐことが難しい

在庫、品質保障、製品の部品在庫）

データを取る粒度

（課題）自動機器と人が入

ＭＥＳと現場（作業）のＧＡＰ人のフレキシビリティの確保

人意思決定とジ自動化されていないラインからの情報がリアルタイムにあがってこない

（課題）自動機器と人が入れ替わったときにスムーズにデータが流れるの？

人の作業スキルの設備から取られるセンサデータをどベもま

自動化が進む中、保全レベルがついていけない

適性とロバスト

人の意思決定とＩＴロジック（ＭＥＳ）との有機的な連携をどう実現するか

工程が複雑になり、人人の作業スキルの違いの吸収

をどのレベルのものまでＭＥＳに上げればよいのかわからない

ＭＥＳと自動機器Ｉ／Ｆ何をデータとして上げればいいのか？

人／設備データのデータ量の違いをＭＥＳ連携の中でどう管理するか？

適性とスト性の同時実現のやり方は（ＭＥＳ）

ＭＥＳ、現実は組立ライン以外は人手に頼っ

工程が複雑になり、人が判断できない仕様になっている

現場作業者がストを感じない自然ればいいのか？

役に立つデータは？、データ量は？、スピードは？（時間スケール）

う管理するか？

どの様なデータを収集すれば有効なのか？投資効果の見極め

自動収集データ人の判断

イン以外は人手に頼った管理となっている

イレギュラーに対する処理がなかなかできない

レスを感じない自然なインタフェース

作業者にとってのモチベーションは何か？どう保つか？


自動収集デタ、人の判断データ（日報、アクション・・）融合（総合）管理

かなかできないションは何か？どう保つか？

遠隔地の工場の操業監視 BS101

報告者設備産業設備産業

グループメンバー設備産業設備産業ITベンダー家電産業家電産業経済産業省外郭団体大学


大学

遠隔地の工場の操業監視 Remote Monitoring & Operation

目標 TIC for GFO: Take in control for global factory operationsグローバルに展開される生産活動を効率的に運営する目的で、リアルタイムまたはオンデマンドに生産活動を把握し必要な対策を遠隔より実施できるマンドに生産活動を把握し、必要な対策を遠隔より実施できる

見える化対象 (例) Monitoring & Data acquisition 稼働状況 (生産予定生産実績在庫、WIP、装置の稼働実績(Repository data)) 将来予測 (生産予定と実績差異、Simulation、メンテナンス予告など) 作業状況 (作業者) システム稼働状況装置・機械の稼働と故障状況センサー作動状況 (故障予測) センサ作動状況 (故障予測) ネットワーク・コンピュータ稼働状況各種データ(人手入力データ含む)

制御対象 Control & Operation 稼働停止稼働・停止試運転・Software Download / Upload BIT BIC BIM 故障対策、復旧 Trouble Shooting

課題 BIT BIC BIT 技術とデータの標準化 Network Security 対策機密情報保護異国間サプライチェーン間


BIT,C,M : Built in Test ,Commissioning, Maintenance

遠隔地の工場の操業監視 Remote Monitoring & Operation

アウトプット

ＭＥＳ↓ＭＣ（ﾏﾃﾘｱﾙｺﾝﾄﾛｰﾙ）

客、サプライヤー本社

リアルタイム性オンライン／オフライン

どこを誰が見たいの？

↓機械

設備業者他工場

レイアウト改善ビフォー／アフター

何を見るか目的

海外となりの工場となりの工程本社から

設備ーラインＷＩＰー製品部品ー作業者

マーケティングカスタマサービス生産性ＵＰ

リモート何を見るか目的

本社から自社／他社

部品作業者生産性ＵＰ設備改善

「人」が見えない「移動体」がみえない

移動体の追跡

ＧＰＳ、ＩＣタグＱＲコード／バーコードＵＷＢ（センサーベース）

物（屋内）人（屋内）車（屋外）

「移動体」がみえない

セキュリティ見せる／見せない


アクセス許可

工場の知財ブラックボックス化 BS301

報告者設備産業設備産業

グループメンバー設備産業設備産業自動車産業自動車部品産業自動車部品産業大学


背景

• 大手製造業の海外工場移転理由個別のニズへの対応納入リドタイムの短縮• 理由：個別のニーズへの対応、納入リードタイムの短縮、

現地労働者による生産コスト低減（地産地消）• 課題：生産技術やノウハウの不正流出、拡散

技術流出は避けられなくなる含生産設備→ 技術の流出は避けられなくなっている(含：生産設備)

• グローバル化をさらに進めるためには・・・「オープン＆クローズ戦略」が重要と言われている

隠すべきところはしっかり隠し、それ以外の部分は積極的にオープン化して自由に利用してもらうという戦略ン化して自由に利用してもらうという戦略

現時点では競争領域（クズ）と協調領域（オプ）

しかし

• 現時点では、競争領域（クローズ）と協調領域（オープン）の境界の設定方針がない


「目指す姿」と「アウトプット案」

【目指す姿】• 設備・機器（内部データ/レシピ）• 設備機器（内部デタ/レシピ）

装置を利用する際に、常にクラウドから一部のキーをダウンロード

• 設備間、工程の連携などマスターのロジックはマザー工場に置きシミュレーションで毎回プロセスマスターのロジックはマザー工場に置き、シミュレーションで毎回プロセスを決定。現地には状況が変化したら使えないデータを送る。

【アウトプット案】： [下記により境界の設定方針を策定]【アウトプット案】： [下記により境界の設定方針を策定]• 設備・機器間のデータ連携に必要なモデル定義

• 設備・機器の識別コード• 機器構成、通信・暗号方式、稼働方式のモデル機器構成、通信暗号方式、稼働方式のモデル

• プロセス情報（モノのながれ、データの流れ）• 工場/フロアのモデル、管理/アクションのモデル• モデル上の設定データを実行可能な仕組みのデザインモデル上の設定デタを実行可能な仕組みのデザイン

• サイバー・フィジカルの活用• 実際のモノとモデル上のデータのギャップについて、現地での対応を記述できるようにする


述できるようにする。

製品設備（不正流出の情報・データ）

アウトプット (1)不正流出に関する検討結果

製品設備

設計素材系

（不正流出の情報・デタ）

製造装置

データで

設計（ＣＡＤ）情報

素材系（レシピ）

製造装置

製造方法

材料製品精度仕様（社内）金型

製造方法

流動性

（不正流出の手段）

人が

技術、複雑さコピーしやすさ

流動性（労働）人の移動

工程をつくるノウハウ

人が

経営（上層）現場レベル

日本と海外モラルの違い

製品精度出ない


他の軸案

試作を含むリアルタイム原価計算 BS210

報告者鉄鋼産業鉄鋼産業

グループメンバー鉄鋼産業鉄鋼産業重工産業家電産業家電産業大学


現状と課題

• 量産工場の製造原価では、標準原価によるオペレーションと、期間原価から算定した実際原価との差異の管理など、ある程度管理方法が確立している。

しかしながら個別設計生産の製品や製品のライフサイクルが短い場合など• しかしながら、個別設計生産の製品や製品のライフサイクルが短い場合など、試作や試行錯誤のフェーズの影響が大きく、標準原価の定めにくいものの原価については、あまり正確に管理できていない。

量産工場もマスカスタマイゼシンの世界に移行しつつあり試作等の• 量産工場も、マスカスタマイゼーションの世界に移行しつつあり、試作等のフェーズを含む個別原価を適切に管理する手法が必要となっているが、発生原価をタイムリーに把握する方法や、設備費用などの間接費をうまく配賦するためのモデルは整備されていない。するためのモデルは整備されていない。

• 設計試作調達製造などの各フェーズで発生した原価は製品毎アクティ

目指す姿

• 設計、試作、調達、製造などの各フェーズで発生した原価は、製品毎、アクティビティ毎にタイムリーに収集され、集計される。

• 設備費用などの間接費や、品質失敗コストのような異常原価についても、適切な因果関係に基づいたコストモデルによって都度配賦される適切な因果関係に基づいたコストモデルによって都度配賦される。

• これらの原価管理により、マスカスタマイゼーションの世界でも、①個別製品の原価や収益性が正確に把握できる。②個々のラインや作業区毎のコストとパフォーマンスが定量的に把握できる


②個々のラインや作業区毎のコストとパフォーマンスが定量的に把握できる。

プロダクトミックス負荷によって変わる

アウトプット

リアルタイムの精度は秒・日・週・月など・・・リアルタイムとは？

タイム時間間隔

負荷によって変わる設備コスト（チャージ）

プロダクトミックスボトルネク工程

工場、工程の全体適原価のスケジューリングと個別生産の個々の原価の

適化（局所適）のトレドオフリアルタイムの時間間隔秒／分・・週／月

原価（コスト）およびＡＢＣ／ＡＢＭの

ボトルネック工程の占有コスト

カスタマイズ（マスカスタマイゼーション）品の原価と

適化（局所適）のトレードオフ

原価（コスト）および進捗の把握も行いたい

ＡＢＣ／ＡＢＭの考え方は使えるのか？

ゼション）品の原価とオーダ売価とのひもづけ→カスタム品で利益をあげる

形態・場所

生産（試作）にもフェーズがある→見るべきポイントが違う

普通とは違うことをした

トラブル・不具合

個別カスタマイズ生産と量産品（汎用品）でも試作の扱いが違う

「試作」量産品では重要一品ものは試作なし

普通とは違うことをしたときのコスト把握が大事

出荷後の手直し物流コスト違

工場と建設現場を通したリアルタイムな ①量産／②個別生産

③現場構築含む（エンジ系）

出荷後の手直し改造コスト

手戻りコスト

物流コスト（緊急エア）

製造人員のコスト


把握をしたい ③現場構築含む（エンジ系）橋、プラントなど

教育コスト（間接費）

個別設計生産における日程管理 BS209

報告者重工産業重工産業

グループメンバー重工産業重工産業大学


個別設計生産における日程管理の課題

（建設）

検査・試験

物流（建設）

アフターお客さま

企画・

試験サービス

設備

不足滞留遅れ

営業製造

PJ日程計画生産日程

リソース

要求

仕掛品

遅れ

設計変更

計

PJ

研究開発

生産プロセス

要求

調達設計プロセス

生産管理生産技術

設計研究開発

仕様書

図面モノの流れ

情報の流れ


仕様がだんだん決まる設計工程の見える化

アウトプット個別設計生産での問題は

２～３年のプロジェクト設計→工場→設置図面出図検査仕様変更

仕様がだんだん決まるというケースがある

解析的アプローチできるか？設計情報の流れが見える化

設計工程の見える化

仕様決めのタイミング→見切り発車する→設計変更で仕損発生

個別設計生産の特徴日程管理の問題に対して

日程がらみの問題は

図面出図、検査、仕様変更

社内のビジネスプロセスあいまい→明確化プロマネによって差が大きい

設計情報の流れが見える化（設計プロセスの管理）

設計、調達、生産管理（現場）の関係

→設計変更で仕損発生

つなる情報

なぜ日程管理が課題？

部門間のギャップこれからの情報

プロマネによって差が大きい

初に決める人営業＋プロマネ＋設計者プロジクトの視点

（現場）の関係

新規モノ立ち上げプラント、カスタマイズ品同時並行スケジューリング

モデルベースの設計（ＳｙｓＭＬ）ＢＯＭ連携が切れている個別受注生産？

日程の初期案は？日程管理も一様ではない？

プ情報扱プロジェクトの視点ＶＳ工場の操業の視点

同時並行スケジューリング生産管理は力作業やっぱりＥｘｃｅｌ

ソフトウェアのプロジェクトＶＳハード（ものづくり）のプロジェクトの違い上流で横ぐしで見る設計の「ぬけ」「モレ」パラメタで表現できること

工場・工程シミュレータへの要望

プロセス情報の取り扱い

生産計画の見える化

設計の「ぬけ」「モレ」パラメータで表現できることモデルの解析ができる→現場につながらないすべては表現できない（どうする？）シミュレーションモデルができない

各分野でそれぞれがデルを持

工場・工程シミュレータの課題

生産工程の見える化

各分野でそれぞれがモデルを持つ解析モデルＶＳ機械モデル↑変換できない工程管理ノウハウ、アルゴリズム

が明確でない→共有再利用できない

現行スケジューラーの課題


の見える化 →共有、再利用できないe.g.スケジューリング山積み山崩し

講演内容






４まとめ


４．まとめ

42

IVI （Industrial Value Chain Initiative）の状況

◆インターネットを活用した「つながる工場」における生産技術と生産管理のイノベーション研究分科会を前身とするフォーラム

◆2015年6月～◆理事長：西岡靖之（法政大学）◆理事長：西岡靖之（法政大学）◆参加：52社（2015年6月18日現在）

マスコミ等の報道・日経ビジネス2015.6.29号に記事掲載オトメシ新聞面・オートメーション新聞2015.6.24 1面

・Yahooニュース2015.6.19・日刊工業新聞2面に記事掲載（2015/6/19）・日刊工業新聞2面に記事掲載（2015/6/19）• 日本経済新聞2面（真相深層）で紹介（2015/6/17）• 経済産業省ものづくり白書2015にて紹介（2015/6/10）


• 日本経済新聞にて紹介（2015/6/8）等

IVI （Industrial Value Chain Initiative）とは

Industrial Value Chain InitiativeはものづくりとITが融合したあたらしIndustrial Value Chain Initiativeは、ものづくりとITが融合したあたらし

い社会をデザインし、あるべき方向に向かわせるための活動において、それぞれの企業のそれぞれの現場が、それぞれの立場で、等しくイニシアチブをとるためのフォラムですニシアチブをとるためのフォーラムです。

IoTや自動化技術、ネットワーク技術など、高度で先端的な要素技術

が時代を大きく変えようとるなか得忘れまがちが時代を大きく変えようとしているなかで、得てして忘れてしまいがちな“人”の存在をあえてクローズアップし、人が中心となったものづくりが、IoT時代にどのように変わるか、変わるべきかを議論します。

ITによって、モノと情報を介した人と人との係り方、作る人と使う人と

の関係性を、あらためて問い直し、バリューが世界の隅々に行きわたの関係性を、あらためて問い直し、リが世界の隅々に行きわたるしくみを目指します。


IVI （Industrial Value Chain Initiative）の目的

協調領域（各企業で共通のやりかた、あるいは共通にすべきやりかた）と競争領域（各企業の独自技術で競争すべき領域）を切り分け前者である、競争領域（各企業の独自技術で競争すべき領域）を切り分け、前者である

協調領域をリファレンスモデルとして整理し共有することで、各企業の固有の技術が相互につながるしくみを構築することを可能とします。

これにより、広い意味でのものづくりが、それぞれの現場の垣根を越え、部門や組織の垣根を越え、企業や国や文化の垣根を越えてつながり、そこに参加したすべての人びとのバリューが相互に高まることを目指します。

1.ものづくり競争力強化のための各種教育・研修2.ものづくり業務改革のための基盤技術の研究と支援3.ものづくりとITが融合したビジネスシナリオの研究4.ゆるやかな標準化のためのリファレンスモデルの開発5.IoTを活用したプラットフォームのための標準化の提案6.会員相互の支援、交流、連絡その他共有する利益をはかる活動7.前各号に掲げる事業に附帯又は関連する事業


IVIは何をするのか？

会員企業は、ＩＶＩで何をするのか？

境界の再定義

それぞれの企業において・・・

境界の再定義

競争領域と協調領域の境界

デジタルとアナログの境界

競争領域と協調領域の境界

つながるしくみIoTの世界、CPSの世界つながるしくみの再構築

IoTの世界、CPSの世界

第4次産業革命！？


リファレンスモデルを作る！

具体的な事例１モデル化

具体的な事例１再利用可能な事例

具体的な事例２

利用参考作るのは、業務に精通した

① 業務シナリオの定義／見直し各担当の活動の再定義

新たな未知の例利用・参考

作るのは、業務に精通した現場マネージャーたちです。

① 業務シナリオの定義／見直し

② リファレンスモデルの定義

各担当の活動の再定義

利用する情報の再定義

② リファレンスモデルの定義

③ 業務システムの構築／改善

似たものがあれば使うなければ作る（定義する）

③ 業務システムの構築／改善活動のモデル

情報のモデル


ＩＶＩモデリング技法

情報システム（ＩＴ）のモデリングとは、だいぶ異なっています！

シナリオ

役者

活動場面

場所

作業

役者

活動きっかけ事象

とき

情報

場面

場所

作業

活動

役者

作業とき

情報

物事

場面

活動役者

作業

作業

ときとき

情報

物事

場面作業情報

場所


IVI （Industrial Value Chain Initiative）の委員会


講演内容






４まとめ


４．まとめ

50

CPS技術による新生産システム

データ蓄積・解析・制御Intelligence

↑解 Cyber・・・

データ収集

↑Digital

解析に基づき

可視化・制御・計画・認知・理解・学習・検知Cyber

リアル

非リアル

現実世界

Digital↑

Real

き現実世界

IoT、機械的センシング、人間的センシング等

ルタイム

ルタイム

現実世界Real↑

Intelligence

界へ反映

在庫削減・オーダメードの実現

Physical


CPS技術による生産システムシミュレーション

シミレシンシミュレーションSimulation

↑Intelligenceシ

ミシミレションによる生産システム設計Virtual

・・・


e ge ceミュレーショ

シミュレーションによる生産システム設計

・・・

デタ収集

Intelligence↑

Digital

ョン結果を現

可視化・制御・計画・認知・理解・学習・検知Cyber

リア

非リアデータ収集

Digital↑

Real

現実世界へ

IoT機械的センシング、人間的センシング等

アルタイム

アルタイム

現実世界Real↑

i l i

へ反映

Physical


Simulation 在庫削減・オーダメードの実現（Real）

シミュレーションによるエンジニアリングチェーン効用

エンジニアリングチェーン ◆ 製品設計・生産システムの構築効率化

製品設計

商品企画

エンジニアリングチェン

従来同期化各段階短縮フロントローディング

試作評価

製品設計

製品設計

三次元CAD

仮想設計

仮想生産仮想生産

生産準備

工程設計等

試作評価三次元CAD

三次元CAD

仮想生産

仮想生産手戻り小化

仮想生産

仮想生産

程設計等

実装/立ち上げ

工程実装

実装/立ち上げ

製造

リードタイム短縮


エンジニアリングチェーンにおけるシミュレーション技術シミション技術

モデリング:Modeling

生産システム

新規設計改善

生産準備段階生産システムシミレシン生産システム

シミュレーションSolvingモデル化

ＶＭ（バーチャルマニュファクチャリング）による生産システムの設計・構築効率化

フント

シミュレーション

結果の解析:Evaluation適解

設計・構築

従来情報同期化各段階短縮フロント

ローディング

製品設計

仮想の工場設計・構築対象の工場

三次元CADＶＭ手戻り

小化

ＶＭＶＭ生産準備モデリング Modeling試作評価

製品設計

製品設計

三次元CAD

ＶＭにより生産システム構築

小化

ＶＭＶＭＶＭ

工程実装

設備シミュレーション Solving設備シミュレータ

I/F(ｲﾝﾀｰﾌｪｰｽ)

モデル化

仮想(Virtual)

生産準備

工程設計等

実装/立ち上げ

工程実装

リードタイム短縮I/F(ｲﾝﾀﾌｪｽ)

制御ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑ保証ｼｽﾃﾑ接続性保証

機器、デバイス

生産管理ｱﾌﾟﾘｹｰｼｮﾝ

実機(Real)

制御機器（ｺﾝﾄﾛｰﾗ）

工程実装段階


仮想の工場結果の解析 Evaluation

対象の工場

程実装段階設備シミュレーション

54

生産システムシミュレーション（生産準備）

生産システムをコンピュータ内の仮想空間にモデル化し，仮想工場として物流・情報流を解析

モデリング・新規設計改善

生産システム評価◆ 生産レイアウトの検討◆ 生産ラインの能力評価

生産システムシミュレーション

モデル化

・改善 ◆ 生産ラインの能力評価◆ スループット量の評価

生産ライン評価◆ ライン稼働率の評価

ズモデル化 ◆ 生産ロッドサイズの評価◆ バッファ容量の評価◆ 設備故障対策の検討

生産マネジメント生産マネジメント◆ 生産管理方式の検討◆ 生産順序、段取替検討◆ 在庫評価など

結果の解析適解

設計・構築

人員のマネジメント◆ 作業者配置の検討◆ 作業時間・稼動率評価◆ 作業数の適化


仮想の工場設計構築対象の工場

◆ 作業数の適化◆ 作業者負荷の検討

55

生産ｼｽﾃﾑ構築・運用とｼﾐｭﾚｰｼｮﾝの関係

目標・生産条件策定生産システムシミュレータ適用可能範囲

製品設計

生産準備

部品調達

レイアウト設計

工程・設備設計

工程実装生産システム

工場内搬送設計

ライン設計工程実装

（生産システム構築）

生産システム運用・改善

制御・管理システム設計

作業設計

制御管理システム設計

生産システム構築段階

生産システム運用段階


構築段階運用段階

56

CPS技術による生産システムシミュレーション

従来今後

シミュレーションSimulation

↑

シミュレーションSimulation

↑

・・・

データ蓄積・解析・制御

↑Intelligenceシ

ミュレーシ

Virtual

データ蓄積・解析・制御

↑Intelligenceシ

ミュレーシ

Virtual

デタ収集

Intelligence↑

Digital

ション結果を現

Cyber

デタ収集

Intelligence↑

Digital

ション結果を現

Cyber ・・・

現実世界

データ収集Digital

↑Real

現実世界へ反現実世界


↑Real

現実世界へ反現実世界

Real↑

Simulation

反映

Physical（Real）

現実世界Real↑

Simulation

反映

Physical（Real）


CPS技術による生産システムシミュレーション新エンジニアリングプロセス

商品企画

エンジニアリングチェーン

新ンジアリングプセ◆ 製品設計・生産システムの

構築効率化フロント

製品設計

製品設計

商品企画従来各段階短縮

仮想設計

フロントローディング

試作評価

製品設計

仮想生産仮想生産シミュレーション

Simulation↑

Intelligenceシミ

Virtual 非リアルタイムシミュレーション

非リアルタイムシミュレーション

生産準備

工程設計等仮想生産手戻り

小化

仮想生産


↑Digital

gミュレーション結 Cyber リアルタイム

シミュレーション

リアルタイムシミュレーション

実装/立ち上げ

工程実装

リードタイム短縮


↑R l

Digital結果を現実世界

製造

短縮

製造調達物流販売

サプライチェーン現実世界

Real↑

Simulation

Real界へ反映

Physical（Real）


製造

58

製造開始・改善

製造調達物流販売（Real）

生産システムシミュレーション実施の流れ

1 目標の設定

目標

FMS設計：◆工作機械台数1.目標の設定

２．モデルの構築モデリング活動Modeling シミュレーションモデル

◆工作機械台数◆レイアウト◆取付治具数◆バッファ容量等

３.モデルの妥当性検証

４シミレション実行ソルビング活動

シミュレションモデル

◆モデルの支援◆実データに基づく正確な入力

リフレンスモデル４.シミュレーション実行

５．結果の解析

ソルング活動Solving

エバリュエーション活動

E l i

入力

◆加工/検査処理時間◆設備故障確率◆メンテナンス頻度◆オダ（品種別数量）

データ蓄積・解析・制御Intelligence ←Digital

Cyber

リファレンスモデル

６．対策の実施Evaluation ◆オーダ（品種別数量）

確率分布◆品種別設備割当ルール◆バッファ数/取付治具数等

結果出力

データ収集Digital←Real

Cyber

結果出力

◆設備稼働率◆滞留時間(平均/ 長/ 短)◆バッファ(平均/ 大/ 小)◆スループット量等

現実世界Real Physical


シミュレーション Virtual

新生産システムシミュレーション実施の流れ

1 目標の設定

目標

FMS設計：◆工作機械台数1.目標の設定





シミュレションモデル


リフレンスモデル４.シミュレーション実行




E l i

入力

◆加工/検査処理時間◆設備故障確率◆メンテナンス頻度◆オダ（品種別数量）

データ蓄積・解析・制御Intelligence ←Digital

Cyber

リファレンスモデル

６．対策の実施Evaluation ◆オーダ（品種別数量）

確率分布◆品種別設備割当ルール◆バッファ数/取付治具数等

結果出力


Cyber

結果出力

◆設備稼働率◆滞留時間(平均/ 長/ 短)◆バッファ(平均/ 大/ 小)◆スループット量等

現実世界Real Physical


シミュレーション Virtual

生産システムのモデル化の例

設計評価対象システム全体個別サブシステム

ラインサブシステム（加工・組立）搬送サブシステム貯蔵サブシステム生産制御サブシステム

構想レベルコンセプト目標・指針目標・指針目標・指針目標・指針システムイメージ必要工程能力必要搬送能力必要保管能力操作イメージ規模能力許容稼働率許容稼働率許容稼働率規模・能力許容稼働率許容稼働率許容稼働率設置場所許容投資額投資の可能性

基本設計レベル ◎ 工場の活用レベル ◎ 構成要素の機能（論理的な工程等）

◎ 構成要素の機能（論理的な搬送経路）

◎ 構成要素の機能（倉庫能力など）

◎ 管理制御手法機能（JIT、MRP、在庫管理手法など）

◎ 物流効率 ◎ システム稼動率 ◎ システム稼動率 ◎ システム稼動率 ○ システム機能（自動化レベ

設計段階 ◎ 物流効率 ◎ システム稼動率 ◎ システム稼動率 ◎ システム稼動率 ○ システム機能（自動化レベ

ルなど）◎ サブシステムの配置 ○ 概略投資額 ○ 概略投資額 ○ 概略投資額 ○ 概略投資額○ システム構想図 ○ システム構想図作成 ○ システム構想図作成 ○ システム構想図作成 ○ システム構想図作成○ 概略投資対効果○ システム構想図作成

仕様設計レベル ◎ 場レイアウト ◎ 構成要素の構造（工程レイ ◎ 構成要素の構造（物理的な ◎ 構成要素の構造（保管レ ◎ 構成要素の構造（JITの制

階

仕様設計レベル ◎ 工場レイアウト ◎ 構成要素の構造（工程レイアウト、流動方式等）

◎ 構成要素の構造（物理的な搬送経路）

◎ 構成要素の構造（保管レイアウトなど）

◎ 構成要素の構造（JITの制御方法など）

◎ 全体システムの性能 ◎ 構成要素の機能 ◎ 構成要素の機能（機種など ◎ ど ○ 詳細な投資額

○ 詳細投資額 ○ 詳細な投資額 ○ 詳細な投資額 ○ 詳細な投資額 ○ システム仕様書作成○ 全体投資対効果 ○ システム仕様書作成 ○ システム仕様書作成 ○ システム仕様書作成○ システム仕様書作成

詳細設計レベル ◎ 全体システムの性能 ◎ 構成要素の構造（工程制御、分岐・合流制御等）

◎ 構成要素の構造（AGV制御方法など）

◎ 構成要素の構造（入出庫制御方法など）

◎ 構成要素の構造（異常処置方法）

○ 詳細導入計画 ○ 設備図面作成 ○ 設備図面作成 ○ 設備図面作成 ○ ソフトウエア仕様書作成

◎シミュレーションによる設計作業項目○二次的にシミュレーション結果を使用する項目

出典：「生産システム設計評価における分散シミュレーションの実行環境に関する研究」日比野浩典博士論文


講演内容






４まとめ


４．まとめ

62

省エネルギの工場管理のニーズ

エネルギの評価と削減

改正省エネルギ法の施行(2014.4)エネルギの評価と削減エネルギ消費原単位

=エネルギ使用量/生産数量等ネルギ使用量生産数量等年平均１％以上低減

東日本大震災後の電力使用制限

電力を考慮する工場管理

震

省エネルギ工場の設計

消費エネルギ量の


消費エネルギ量の無駄の把握，無駄の削減

63

生産システム設計時の事前評価の現状

事前評価

生産性 ○

消費エネルギ量 ×消費エネルギ量 ×

消費エネルギ量の無駄を知り無駄を削減消費エネルギ量の無駄を知り，無駄を削減

東京理科大学日比野浩典©TUS Hibino 2015Prowise Business Forum in Tokyo 第84回消費エネルギ量を含むシミュレーション手法の確立

64

製造エネルギ原単位による事前評価

製造エネルギ原単位製造エネルギ原単位=消費エネルギ量 / スループット量

製造エネルギ原単位の評価

消費エネルギ量の情報を取得

スループット量の情報を取得情報を取得情報を取得

消費エネルギ量とスループット量を同時に算出し情報を取得する必要


同時に算出し，情報を取得する必要

65

ISO/TC39/WG12 エ作機械一消費電力測定方法

ISO14955-1 Machine tools- environmental evaluation of machine toolsPart 1:Design methodology for energy efficient machine tools（2014）

①：“機械非常停止状態”+“主電源オン”+“NC装置電源オン”時の消費電力量(Wh)②：機械運転準備完了状態の消費電力量(Wh)

出典日本規格協会

③：“クーラントポンプの電源オン”時の消費電力量(Wh)A： ①の平均消費電力B： ②の平均消費電力C： ③の平均消費電力

グ


出典：日本規格協会エ作機械一消費電力測定方法一第1部：マシニングセンタTS BOO24-1 2010

S1+S2：加工中においてマシニグセンタ全体で消費した電力の総和S1：加工中における主軸回転及び送り運動中に要するマシニグセンタ全体の消費電力量S2：切削抵抗による総消費電力量

66

設備の状態と消費エネルギ

消費エネルギ量の算出方法

生産設備設備の状態消費エネルギ生産設備設備の状態消費エネルギ

稼動状態 EaEb

停止状態Eb

Ec待機状態

・・

EcEd

Ee・ Ee

設備単位で評価

設備状態の明確化


設備状態と消費エネルギの関係

設備状態明確化

67

提案する状態遷移モデル：工作機械

工作機械の状態遷移モデル ISO/TC39/WG12 工作機械-消費電力測定方法

Off

S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8S9S10

① ② ③ ④

Stopped

S1Start the electric power

S2 Start the operator panel Complete

①StartingS3 Return to origin

①

y [W

]

Ｖ

electric power400[W]

operator panel540[W]

Complete

②S4 Idle2,320[W]

to origin2,520[W]

② ③

Elec

trici

ty

S7 Remove the tools4,220[W]

S5 Set the tools

4,220[W]

S6 Main spindle revolution4,120[W]

Complete

③Producing

Time [sec]

Electric power Operator panel Servo unit

Coolant Main spindle revolution

Change of tools Mechanical feedComplete

S8 Stop the servo unit2,320[W]

④Stopping

S9 Stop the Operator panel

540[W]

S10 Stop the electric power

400[W]

④

[ ]


④

68

提案する状態遷移モデル

OFF状態

起動直前

OFF状態

起動直前

起動状態

起動操作-1 起動操作-n・・・完了

1000W200W

修理完了故障修理アイドル

故障発生

1200W 1200WUML（Unified Modeling Language）ソフトウア工学におけるオブジクトモデ

段取替え加工完了

故障発生生産状態

1600W 1800W

ソフトウェア工学におけるオブジェクトモデリングのために標準化した仕様記述言語。グラフィカルな記述で抽象化したシステムのモデル（UMLモデル）を生成する汎用モ

デリング言語状態遷移の標記方法等を

東京理科大学日比野浩典©TUS Hibino 2015Prowise Business Forum in Tokyo 第84回完了停止作業-1・・・停止作業-n

停止状態

1000W 200W

デリング言語。状態遷移の標記方法等を規定。

69

新生産システムシミュレーション実施の流れ

1 目標の設定

目標

FMS設計：◆工作機械台数

データ蓄積・解析・制御Intelligence ←Digital1.目標の設定



起動直前

OFF状態

Intelligence ←Digital

デ支援



シミュレションモデル起動直前

起動操作-1 起動操作-n・・・完了

修理完了故障修理アイドル

故障発生

起動状態

生産状態


４.シミュレーション実行




E l i

入力

◆加工/検査処理時間◆消費エネルギ量◆設備故障確率◆メンテナンス頻度等 Cyber

段取替え加工完了

完了停止作業-1・・・停止作業-n

停止状態

６．対策の実施Evaluation ◆メンテナンス頻度等

結果出力


y

結果出力

◆設備稼働率◆スループット量等◆製造エネルギ原単位等

現実世界RealPhysical

(R l)


(Real)シミュレーション Virtual

講演内容






４まとめ


４．まとめ

71

まとめ

• 生産システムの取り巻く状況

生産システムに影響を及ぼす環境（社会・自然・技術・労働・国際）

ドイツ・米国の技術動向

• 日本機械学会：インターネットを活用した「つながる工場」における生産技術と生産管理のイノベーション研究分科会活動紹介

（イダバイシブ）活動紹介• IVI（インダストリアル・バリューチェーン・イニシアチブ）活動紹介

• サイバーフィジカルシステムに基づく

生産システムのシミュレーション技術

エンジニアリングチェーンへの寄与

ISO消費電力測定方法に基づくモデル化の試み


ご清聴あがうござまご清聴ありがとうございました

[email protected]


Documents

4.0 2015 8 20 - Hitachi Solutions · 2015. 8. 21. · CIM Open System Architecture by ESPRIT (European Strategic Program on Research in Information Technology) RAMI4.0 (2015～) Reference