歯ブラシ製造のリモートモニタリングと自動化を実現

　インダストリー4.0は、資産を構築、運用、維持する方法を変革しています。競争力と持続可能性を維持するためには、最新技術を活用し、スマート製造機能を導入する必要があります。ほとんどの場合、生産やエネルギー管理、サプライチェーン、生産ライフサイクルのあらゆる側面がデジタル化によって改善される可能性があります。

　デジタル化とIIoTによって製造業者はリソースを最適化し、製品の品質向上やエネルギー消費の削減、停止時間の最小化、保守コストの低減、そして自動モニタリングによる運用安全性の向上などの戦略的な目標に取り組むことができます。工場のマネージャーは、リアルタイムのデータ分析を活用して、生産管理や生産性を最適化することができます。

　ベトナムの歯ブラシメーカが、既存施設をスマート工場に変革する考えた場合、当時はデジタル化と設備の相互接続性が出発点でした。彼らは管理効率を向上させ、重要な作業を自動化するためのリモート機械モニタリングと制御ソリューションが必要でした。IIoTを導入することで機器情報をエンドツーエンドでやり取りされ、製造業者は効率の低下や問題を早期発見できるようになり、時間と費用を節約するビジネスインテリジェンスを提供できます。

　生産性を向上、人件費を削減、設備やセンサデータを効果的に可視化するために、データ収集とプロセス制御を自動化する必要がありました。最初のステップでは、サイクルタイム、I/Oのオン/オフ、エラーアラート、圧力弁の状態、電力パラメータ、プラスチック射出センサ数など、重要なプロセスデータのリモートモニタリングを実装することが含まれます。また、デジタル化された温度と湿度の測定も含まれます。

　しかし、製造ラインが主にオフライン機器で構成されていたため、機械オペレータは紙ベースのデータ収集と対面での設備モニタリングプロセスに頼っていました。デジタル化の不足は、統合されたデータの収集とデータ解析妨げ、かつ大規模な施設と機器エリア間の距離が通信ネットワークケーブルの設置も妨げていました。

　機器の状態と生産データの統合モニタリングのために、既存の製造ラインに大きな費用や変更を加えることなく、迅速に展開できるリモートポイント間データ可視化のソリューションが必要でした。高度な技術は流量制御を改善し、廃棄物処理プロセスを減らすことができますが、追加機器を設置するスペースが不足していました。その代わりにソリューションは既存のインフラと容易に統合でき、無線接続とプラグアンドプレイ機能、そして便利な構成のためのユーザーフレンドリーなインターフェイスを備えている必要がありました。

• WISE-4220 + WISE-S251：2.4G Wi-Fi IoT ワイヤレスI/Oモジュール、6DIワイヤレスI/Oモジュール（RS-485 I/O 1ポート付き）
• ECU-1051：2LAN 2COMのModbus/BACnet/101/104/DNP3/PLC/Azure/AWS IoTゲートウェイ

　製造業者は、データ収集層、データ/プロトコル転送層、データ処理層、MES/SCADA管理システムから構成されるソリューションを導入しました。アドバンテックのECU-1051TL産業用通信ゲートウェイとWISE-4220-A+WISE-S251-AワイヤレスI/Oモジュールが、設備データの収集に使用されるデータ収集層として採用されました。すべての収集データは、MES/SCADAシステムによってModbus TCP形式に変換され、MQTTプロトコルを介してプライベートサーバ/クラウドに転送されます。

　WISE-4220 + WISE-S251 I/Oモジュールは、広い動作温度範囲（-25〜70°C/-13〜158°F）と、多様なI/O（AI、DI、DO、リレー、RS-485）を提供し、信頼性の高い動作と便利なデータ取得を可能にする産業用設計です。INレール、壁、スタック、ポールへの取り付けることでケーブルなしで簡単に展開することができます。ネットワークの切断が発生した場合、付属のデータロガーが最大10,000件のデータ読み取りをタイムスタンプ付きで保存し、データが失われないようにします。オフラインで保存されたデータは、接続が復元されると再送信することができます。

　ARM Cortex™-A8プロセッサを搭載したECU-1051TLゲートウェイは、2つの10/100イーサネットポートを備えたオープンプラットフォームを提供します。さまざまなPLCとの互換性を確保するため、DNP3.0、OPC-UA、BACnet/IP、Modbus RTU/TCP、MQTTなど、様々な通信プロトコルをサポートしています。また、RJ45イーサネットやWi-Fi/4G/SIMカードの拡張のためのmini-PCIeを含む複数のデータ伝送方法も対応します。

　このソリューションには、アドバンテックのADAM-6022 Ethernetベース デュアルループ PIDコントローラが含まれています。これには実用ソフトウェアも付属しており、工場マネージャーがWebブラウザを介して簡単にPIDパラメータを設定し、制御セットポイントをモニタリングできます。同様に、Linux OSおよびオープンなWISE-PaaS/EdgeLink SDKの提供によりシステムインテグレータは、特定のモニタリングニーズに対応したアプリケーションを開発することができます。これには、完全に無線のイーサネット通信ソリューションを必要とする分散型またはクラウドベースのアプリケーションが含まれます。

　アドバンテックのワイヤレスI/Oモジュールは、追加配線を必要とせず、屋内外の柔軟な展開にプラグアンドプレイ機能を提供しました。これにより、工場マネージャーは迅速な展開を支援し、設置時間とコストを節約できました。生産ラインのデータ収集は製造実行システムに転送され、一元化された場所からリアルタイムでリモートモニタリングできるようになり、ワークフローが合理化されて生産ダウンタイムが削減されました。全体的な設備効率（OEE）のモニタリングを介して、生産ラインのダウンタイムを少なくとも2％削減し、年間約20,000＄のコスト削減を実現しました。

　ワイヤレスデバイスはAES-128暗号化をサポートしており、ネットワーク回復後にローカルに保存されたデータの取得も可能です。これにより、データの移動中の安全性が確保され、データ損失を最小限に抑えられます。メーカは市販の通信技術を活用して、少数のI/Oモジュールだけで広範囲かつ高互換性のWi-Fiネットワークを構築することができます。アドバンテックのワイヤレスI/Oソリューションを使用することで、メーカは内部通信ネットワークと生産プロセスを再構築し、より持続可能な未来へと進むことが可能になります。

　アドバンテックは、コストを抑えて容易に導入でき、迅速に設定できるプラグアンドプレイ機能を備えた多様なワイヤレス通信ソリューションを提供しています。人間工学に基づいたデザインと直感的なインターフェースにより、顧客は最小限のプログラミングや開発の手間をかけずにデータを直接管理することができます。さらに、アドバンテックの産業ネットワークは、フロントラインでのデータ収集からバックエンドでの処理までを一括で提供し、運用の利便性を最大化します。

　スマート製造や自動化処理を実現するには、さまざまな職能が連携し、統合されたシステムと技術が必要です。これには、業界のトレンドや技術のロードマップを理解しているパートナーが求められます。アドバンテックは、数十年にわたる経験を活かし、専門知識と先進技術を統合して、特定の目的に特化した自動化システムを提供することで、製造業者がデジタルトランスフォーメーションの利点を引き出せるよう支援しています。