iotは製造業の「インダストリー4・0」をどう後押しするのでしょうか。アメリカがどうするかです

iot融合製造業「陰と陽の両極」です

1回のクールなレーザーショーはLiveWorxの幕を開けて、すぐにPTC社の社長兼席の経営責任者のJim Heppelmannの講演の中で、記者は喜んで中国の「太極図」を見ました。この太極図の中で、1極は物理の世界を指して、実際に触れることができます;もう一方の極はデジタル化された世界で、何もないところから作り出されたものではなく、物理の世界をデジタルにマッピングしたものです。PTCでは、物理システムとデジタルシステムの融合がインダストリー4・0の基盤であり、3Dプリンティング、スマートファブリケーション、AR/VRなどの応用でiotが「融合」の役割を果たし、物理世界とデジタル世界の「融合剤」になっているとしています。

ジム・ヘペルマンの講演で示された太極図、IoTなどが虚実の世界を融合させるツールになりました

アクセンチュア社のシニアマネージングディレクターであるエリック・シェファーザ氏も、インダストリー4・0はAI、ロボット、スマート・マニュファクチャリングなどの新しい技術の応用を組み合わせたものだとライブ・フォーラムで述べています。ハードウエアがどんどんシンプルになっていくなかで、これらの新興技術を代表するソフトウエアは、ハードウエアに「結合組織」を提供し、新たな価値を生み出しています。

しかし、融合は容易ではなく、仮想世界と物理世界を結びつけることが重要です。これまでの情報化のシステムや仕組みなどは、バーチャルな世界、つまりデジタル化されたシステムのレベルでのものが多く、リアルな世界と相互接続するものは少なかったのです。たとえば、ERP、MES、PLMはデジタルシステムであり、センサーや自動化技術は物理システムです。そのため、製造業企業は1つのプラットフォームを必要とし、キャリアとして、虚と実、デジタル化技術と物理技術を結合して、それによって本当に情報化と工業化の融合を実現して、「2枚の皮」の弊害を取り除きます。

PTCは、虚実の世界をつなぐiotプラットフォームの新バージョン「ThingWorx8」を発表しました。しかし、記者にもっと興味を持たせたのは、PTCが同プラットフォーム上の3つの製造業のデジタル生産プロセスを基にしたアプリを出したことです。これは復雑なシステムの配置を大幅に簡略化し、製造業企業の管理者がスマート端末を通じて企業運営の各プロセスを手に取るようになり、記者にスマート製造の未来を見せてくれました。

一つ一つのアプリは、資産管理(ThingWorx Asset Advisor)です。スマート工場にはメンテナンスが必要な機器がたくさんありますが、これまでは後見人のようになっていましたが、このアプリは機器の稼働データを分析することで、保守・メンテナンス技術者にダウンリスクを警告してくれます。さまざまな資産の異常を遠隔で検知することができるため、整備士は壊れそうな設備の修理を未然に防ぐことができます。

2つ目のアプリは、デバイス制御層管理(ThingWorx Controls Advisor)です。スマート工場の設備制御層には、プログラマブル・ロジック・コントローラ(PLC)やIoTゲートウェイなどのコネクタが多数あり、これらの接続工場を通じて大量の設備資産データが生成されます。このアプリはデータを分析することで、工場の設備を監視したり、機械の接続トラブルを排除したり、接続に失敗して重要な生産データが失われたときに、工場の管理者に通知することができます。

3つ目のアプリ(ThingWorx Production Advisor)は、生産マネージャー向けのアプリで、生産ラインの状態や重要なKPI(可用性、性能、品質、設備の効率など)をリアルタイムで把握してくれます。

新たな産業革命がiotの活用を加速させます

「私たちは第4次産業革命という大きな山を登る崖っぷちにいます。製造業の物理世界とデジタル世界の融合は、私たちに重要な機会をもたらします」PTCコネクティビティ運用ソリューション部門ゼネラルマネージャーのHoward Heppelmann氏は、次のように述べています。PTCによれば、インダストリー4・0とは、物理とデジタルの融合によって製造業のデジタルトランスフォーメーションを実現することで、設計、生産、サービス、メンテナンスなどの新たな事業モデルを生み出し、品質と効率を高め、コストを削減することを意味します。産業用iotは、物理とデジタルの融合を促進します。

展示エリアは技術交流と取引の重要なプラットフォームになります

会場では、外資系企業が「中国製造2025」をよく理解していることにも喜びを感じました。

「中国のiot市場は非常に興奮しています」PTC席運営責任者のCraig Hayman氏は「中国電子報」の取材に対し、「ドイツにはインダストリー4・0があり、中国には『中国製造2025』があり、米国にもスマート製造に対応する政策があります。これらは、政府レベルで製造業の物理とデジタルの融合を推進し、iot技術の活用を後押ししています。PTCは工業情報化部と密接にコミュニケーションしており、PTCの技術と製品ロードマップも『中国製造2025』と結び付けて、中国の製造業企業が新たな産業革命の中でデジタルモデル転換をできるだけ早く実現できるよう支援しています。」

PTC中国区総裁のKerry Grimes氏も、中国は世界第2位の経済体であると同時に、中国にも多くの製造業企業があり、特にスマートハードウェア分野で多くの中小企業があることから、中国の工業iot市場の潜在力は非常に大きいと考えています。

ここ数年、モノのインターネット関連のコネクティビティ技術(さまざまなデバイスのコネクティビティ、インダストリアル・インターネット接続標準)、デバイスクラウド(Predix、Axeda、AWSなど)、通信(NB‐IoT、ZigBeeなど)、ビッグデータ分析、モノのインターネット開発プラットフォーム、エッジコンピューティングなど、飛躍的に進歩し、多くの実証を経てきました。ますます多くのIT技術とセンサーが製品の中に埋め込まれて、スマートにつながる製品の発展の傾向と共通認識になります。例えば、現在購入している多くの家電製品はスマートコネクト製品の特性を備えており、遠隔で監視、最適化、制御することができます。これらの製品の大量の出現は、iot技術の発展と応用を促進して、iot技術は絶えず応用されて次第に改善して成熟します。加えて、各国の新しい製造業戦略もiot技術の発展を牽引しています。これらの戦略が徐々に深く定着するにつれて、iot技術も深く発展するでしょう。

もちろん、チャンス以外にもいくつかの課題があります。iot産業の発展には、iot osやアプリケーションの標準化の問題を解決し、エッジコンピューティングの能力を高め、情報セキュリティを強化する必要があります。

これに対し、Craig Hayman氏は、「あらゆるものが相互接続の時代には、数千、数万の設備がネットワークに接続され、当然、多くのボトルネックに遭遇し、私たちが一つ一つ解決するのを待っています。そのため、ソフトウェアプロバイダーは良い実践をソフトウェアプラットフォームに組み込む必要がありますが、同時に絶えず更新し、新しい手段で新しい問題に対応しなければなりません。例えば、生産中のダウン警報、単一ログイン、情報セキュリティ防御などです。

ARは現実と虚実の世界をうまく行き来できるようにします

VRが消費者の世界でゆっくりと進んでいるのに対し、ARは製造業の世界では想像以上のスピードで発展しています。Jim Heppelmann氏は「ARはiot技術の素晴らしいパートナーとなりました。この物理的な製品は、距離や時間を超えてデジタル空間に存在します。ARはデータを必要とし、iotは接続によってデータを提供します」

取材や展示エリアを見学して感じたことは、製造業がインダストリー4・0に進むためには、少なくとも3つのプロセスが必要だということです。デジタルデザイン(継続的なイノベーションの活性化)、デジタル製造(リアルタイムでのインテリジェントな予測分析によるパフォーマンス向上と柔軟性向上)、デジタルサービス(顧客満足度向上)の3つのプロセスにおいて、ARはすでに浸透し、活用されています。ARは産業分野では、デバイスやスマート製品などの産業プロセスとの相互作用や接続を容易にすることができます。

オートバイの燃料タンクの交換方法を学ぶことができます

例えば、製品のデジタル設計の段階で、記者は展示会場で、自動車製造企業の設計エンジニアは3次元ソフトウェアで車を設計することができますが、車の3次元モデルは依然としてコンピュータの中にあるか、3Dプリントの技術を使って物理的な試作機を印刷します。しかし、ARを使えば、エンジニアがコンピュータ上のqrコードを簡単に読み込むだけで、自分のデザインした車を目の前に映し出すことができます。同時に、エンジニアは遠隔地で共同設計することができて、共同でこの自働車の設計の一環を改善します。VRと大きく異なるのは、AR技術が提示した自動車は現実のものではなく、部品のデータはすべて実際の3次元設計から得られているため、エンジニアが提供したARメガネは部品のデータを見て修正することができます。そしてこの虚実結合の応用こそ価値があるのです。