エッジコンピューティングと IoT による製造業の変革

競争力を高めるには、製造業者は生産環境全体で生成されたデータから業務に関するリアルタイムの洞察を得る必要があります。これは、ダウンタイムの削減、製品品質の向上、工場の生産量の増加、その他のビジネス主導の目標を達成するための重要な取り組みです。

これらの目標を達成するために、賢明な製造業者は、データを自動的に収集し、データが生成された場所の近くで処理および分析する革新的なエッジ コンピューティング ソリューションを通じて業務を変革しています。これらのスマート製造ソリューションにより、インテリジェント システムは、機械のパフォーマンスや設備のメンテナンスからサプライ チェーン、物流、工場の安全性に至るまで、あらゆるものを最適化するための即時のアクションを実行できます。

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処理する必要のあるすべてのものをエンタープライズ データ センターまたはクラウド データ センターに送信するのではなく、データ分析をエッジに移行することには十分な理由があります。たとえば、機械に故障の兆候が見られる場合や、不良品が生産ラインに入った場合、コンピューター ビジョン システムが安全違反の兆候を検出した場合などがこれに該当します。このようなイベントには即時の対応が必要です。これが、データをリモート データ センターに送信して分析するのではなく、データが生成された場所の近くで分析を実行する主な理由です。その他の理由としては、大量のデータを送信するコストや、エッジで決定が行われている間にそのデータを保存するコストなどが挙げられます。もう 1 つの理由は、遠隔地のクラウドや企業のデータ センターへのネットワーク接続が失われる可能性があることです。

業界調査によると、ほとんどの製造業者は、業務を変革するためにデータを収集、処理、分析するエッジ コンピューティングおよび IoT ソリューションをすでに使用しているか、現在使用していることがわかりました。 2019 年の調査レポートによると、製造業者の 87% がすでにエッジ コンピューティングと IoT ソリューションを導入しています。

Information Age の記事のタイトルが宣言しているように、「エッジ コンピューティングはスマート製造への入り口です。」

エッジコンピューティングと IoT ソリューションの主なユースケース

Microsoft が委託した「IoT のシグナル」調査レポートでは、製造環境におけるエッジ コンピューティングと IoT ソリューションのユース ケースが強​​調されています。国際調査に基づくこのレポートでは、製造業における IoT の主な使用事例として、産業オートメーション、品質とコンプライアンス、生産計画とスケジュール、サプライ チェーンと物流、工場の安全とセキュリティが挙げられています。

エッジ コンピューティングと IoT 戦略がよりスマートな製造戦略への道を切り開く様子を示す興味深いユース ケースのいくつかを、高レベルで見てみましょう。

産業オートメーション

今日のデジタル主導の製造環境では、手動で処理するには多すぎる量のデータを生成するセンサーやデバイスが多すぎます。製造業者は、工場全体のシステムの監視、および機器の過電圧の兆候などの異常な状態や問題への対応を自動化したいと考えています。監視アプリケーションからの即時フィードバックを使用することで、インテリジェント システムは特定の問題を自動的かつ積極的に修正し、工場現場のオペレーターにこれらの問題を警告します。

一例として、エッジ コンピューティング システムは、供給タンクの残量が少なくなっていることに気づき、原材料が不足しないように製造機械に速度を落とすように指示します。同時に、上流のプロセスにスピードアップの信号を送り、プラントのオペレータに何が起こっているかを知らせます。

品質とコンプライアンス

エッジ コンピューティング ソリューションは、リアルタイムの品質管理プロセスを通じて最適な製品品質を維持するための鍵となります。たとえば、製造業者は、IoT センサー、コンピューター ビジョン、機械学習からのデータの組み合わせを使用して、製品や材料の目視検査を自動化し、欠陥を検出し、不良品を生産ラインから自動的に除去できるようになりました。エッジ コンピューティングを使用すると、人間の検査員よりも迅速かつ正確にこの種の作業を実行できます。

このような機能により、大幅なコスト削減が実現します。 McKinsey & Company の調査によると、AI による品質テストでは、手動検査に基づくプロセスと比較して生産性が 50% 向上し、欠陥検出が 90% 改善されました。

これらのプロセスは、エッジ コンピューティング ソリューションに大きく依存しています。

もう 1 つの重要なユースケースとして、エッジ コンピューティングは、製造業者が規制およびコンプライアンス情報を自動的に収集して管理するのに役立ちます。自動化により、製造業者は手動のデータ収集方法に伴うエラーやその他の見落としを回避し、人がクリップボードを持って生産現場を歩き回る必要性をなくし、より正確なレポートを生成できます。

その一例を挙げると、Dell Technologies のパートナーである IMS Evolve は、英国の大手スーパーマーケット チェーンと連携して、エッジ コンピューティングを使用して冷蔵庫を適切な温度に自動的に設定し、食品の品質基準を満たし、無駄を省き、コストのかかる過剰冷蔵を削減しました。

生産計画とスケジュール

エッジ コンピューティングと IoT ソリューションは、製造業者が生産計画とスケジュールを改善し、生産ラインをリアルタイムで監視することで、製品の品質と工場の生産量を向上させるのに役立ちます。

ある企業では、生産工程に 200 回以上の手作業によるチェックが必要であり、それが総生産時間の 30% を占めていることに気付きました。工場のオペレーターは、生産能力を高めるためにこれらのチェックを自動化したいと考えています。生産工程全体にわたって温度、湿度、粉塵濃度を監視するセンサーを設置しました。エッジ分析ソリューションは、センサーからデータを受信し、製造されるコンポーネントの品質に影響を与える可能性のある要因についてリアルタイムで詳細な分析を実行します。導入から 6 か月以内に、新しいインフラストラクチャ システムは工場の 70% をカバーし、年間 5,000 時間の手動データ入力を削減しました。

プラントの安全とセキュリティ

コンピューター ビジョン機能と組み合わせた IoT デバイスは、製造環境の安全性を向上させる鍵となります。特に、エッジコンピューティングと IoT ソリューションの台頭は、安全性とセキュリティの強化に大きな影響を与えています。

たとえば、コンピューター ビジョン機能を使用して製造工場の内外の安全作業を常時監視し、最も過酷な環境に最も堅牢なシステムを導入して、作業員が危険なエリアを頻繁にチェックする必要がないようにするなどです。別のアプリケーション シナリオでは、コンピューター ビジョンは、メーカーが会社の車両、資産、現場での負傷、施設の損失や故障を綿密に監視するのに役立ちます。 KPI が決定されると、安全性とセキュリティのソリューションを使用して、従業員と資産をより適切に保護できるようになります。

始めましょう

生産のあらゆる段階でデータ収集を可能にするセンサーのコストが劇的に低下したおかげで、今日の製造業者は膨大な量のデータを生成しており、それらすべてを最大限に活用するためにエッジ コンピューティングと IoT ソリューションが必要になっています。この点に関しては良いニュースがあります。製造業向けのエッジ コンピューティングと IoT ソリューションは、より優れ、よりスマートになり、導入も容易になっています。