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食品・飲料業界の稼働率向上への取り組み

1/24/2025

ダウンタイムとは?:計画的 vs 突発的

 ダウンタイムは単一の問題ではなく、計画的なものと予期しないものという、2つの異なる課題として捉えることができます。

  • 突発的なダウンタイムは、設備の故障、資材不足、輸送の遅延、不規則なシフトスケジュール、漏洩・流出、不適切なメンテナンスなど、予期せぬ事象によって引き起こされます。
  • 計画的なダウンタイムは、あらかじめ予算に組み込まれており、設備のメンテナンス、技術の更新、製品テスト、施設の全面改修などの作業が含まれます。

 これら2種類のダウンタイムは、食品・飲料業界にとって非常に大きな課題であり、時間の経過とともに人員・設備・資源の浪費を招きます。ダウンタイムによるコストを軽視すると、収益性に深刻な影響を及ぼす可能性があります。


突発的なダウンタイムがもたらす課題

 食品・飲料製造工場では、生産が停止すると、1日あたり数千ドル以上の損失が発生する可能性があります。

  • 調査によると、工場の生産性のうち少なくとも5%がダウンタイムによって失われており、場合によっては20%もの損失が発生しています。
  • 懸念すべき点として、製造業者の約80%がダウンタイムによるコストを正確に把握しておらず、実際の3分の1程度にまで過小評価しているケースもあります。


事例

 世界に60拠点以上の工場を展開する食品・飲料メーカーであるユーザーは、変動する消費者需要や生産のトレーサビリティ要件に対応するため、グローバル規模で工場のDX(デジタルトランスフォーメーション)を推進しました。主な課題の一つは、生産停止による損失を可視化し、データ分析に基づいてダウンタイムを根本的に削減することでした。

現在の取り組みと課題について

 顧客は、各拠点におけるダウンタイムの原因を記録・分類するために、紙ベースの手作業によるシステムに大きく依存しています。この方法は会議での振り返りには一定の効果がありますが、手作業による入力ミスや処理の遅れが課題となっています。管理者は、情報の正確性の欠如やリアルタイム性の不足により、的確な判断を下すことが困難になっています。

Image 1. A typical manual-input downtime tracking sheet.

図1. 標準的な手入力式ダウンタイム記録シート


効果的なソリューション

 こうした課題に対しては、IIoTによる分析が非常に有効です。機械からリアルタイムでデータを取得することで、製造業者はミスのない正確なレポートを即座に作成し、実行可能なインサイトを得ることができます。

Image 2. Software interface: Actual filler machine with PLC error status setting.

図2. ソフトウェアインターフェイス:実際の充填機におけるPLCエラー状態の設定画面

 M2M接続によるリアルタイム通信により、イベントセンターにはエラーコードがアラートとして表示され、オペレーターに迅速なダウンタイム対応を通知します。システムは開始時間、エラーコード、終了時間を解析し、管理者がさらなる最適化を行うために必要な情報を提供します。

Image 3. Software interface: Event center logs with comprehensive downtime logs

図3. ソフトウェアインターフェイス:イベントセンターに記録された詳細なダウンタイムログ

段取り替え(計画ダウンタイム)の最適化 ― その方法とは?

 生産マネージャーは次のように述べています。「最近では、段取り替えの頻度が以前よりも増えています。ラインの制約を明確にし、段取り時間を分析することが、計画停止の最適化とOEE(総合設備効率)の最大化にとって重要です。」

ライン制約の具体例としては、以下が挙げられます。

  • 作業員の休憩(例:昼食やトイレ休憩)
  • 材料の供給不足、納品遅延
  • バッチコードの誤入力によるライン停止
  • 金属探知機などの設備の故障
  • 重量のばらつきによる速度低下

 段取り替えにかかる時間を正確に追跡するために、計画停止の根本原因をラベル付けできる高機能なインターフェイスを提供しています。PLCから「IDLE(アイドル)」信号が送信されると、オペレーターはWebタブレットを使用して、その事象に対する段取り替えの理由を記録します。これにより、管理者はIDLEの発生要因とその時間を正確に把握し、改善の機会を見出すことが可能になります。

Image 4. Software interface:  Enter the root cause & insightful resolution in event center

図4. ソフトウェアインターフェイス:イベントセンターにて原因と解決策を記録

Image 5. IIoT-based downtime analysis for the last 7 days dashboard

図5. IIoTを活用した直近7日間のダウンタイム分析画面

リアルタイム分析による効率改善

ユーザーからの報告によれば、導入の効果は非常に高かったとのことです。

  • 計画停止や突発停止のログを100%追跡し、原因をラベル付けすることで、導入直後に稼働率が4〜8%向上しました。
  • 技術的な判断は、これまでの不正確な紙の記録や熟練技術者の勘に頼る必要がなくなり、分析結果を通じてオペレーターが課題や改善の余地を把握できるようになりました。
  • WISE-IoTSuiteでは、生産OEEやエネルギー消費もリアルタイムで監視・分析されており、手作業による記録や帳票作成の負担が大幅に軽減されています。
  • 弊社では、中国、インドネシア、韓国、インドの拠点で導入を進めており、今後は欧米の拠点にもグローバルサービスを展開していく予定です。

Advantech IoTSuiteを活用し、IIoT技術によってダウンタイムの削減を実現

 リアルタイムでのデータ収集の改善により、計画停止および突発停止の両方を大幅に削減することが可能です。WISE-IoTSuiteは、機械の稼働状況を可視化し、運用効率を向上させるとともに、OEE(総合設備効率)を正当化するための包括的なソリューションを提供します。

メリット

  • 機器の状態をリアルタイムで監視します。
  • 機器の効率を業界標準と比較して分析します。
  • 現場での効率改善の可能性を明確にします。
  • 潜在的な収益機会を評価します。

今すぐデジタル化を始めて、業務の停滞を引き起こすダウンタイムを排除しましょう。

弊社のWISE-IoTソリューション

  • WISE-IoTスマートファクトリーは、生産性向上と設備管理の強化、そして安全で持続可能な環境づくりを支援します。
  • スマートファクトリー/OEEは、製造業のデジタル変革を加速させます。
  • スマートファクトリー/FMS、iFactory施設管理・持続可能性アプリケーションです。
  • IoTSuiteは、クラウドネイティブなローコードIoTプラットフォームで、業界横断的なデータ活用を可能にします。
  • ECU-1251は、EdgeLinkを搭載したEthernetプロトコルゲートウェイです。
  • SKYサーバは、計算処理とストレージ性能を最大化するために設計された高い柔軟性を持つプラットフォームです。



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