工業製造分野では、継続的改善は経営会議で使われる流行語であるだけでなく、最適な資源消費、生産率の向上、製品品質の向上、そしてもちろん利益率の向上を実現するためにも必要です。
製造環境におけるプロセス最適化には、ボトルネックの特定、プロセス変数の調整、機器の可用性と能力の向上、安全性とコスト効率の向上など、製造プロセスのさまざまな側面が含まれます。
製造プロセス最適化の取り組みは、一般的に「十分良い」という考え方によって妨げられます。
「プロセスは正常に実行されています。なぜ何かを変えるの？」 あまりにもありふれた文章です。
製造プロセスの最適化の必要性をよりよく理解するには、まずそれが何を伴うのかを理解する必要があります。
マルギネアヌ 他。、第5回製造工学におけるコンピューティングとソリューションに関する国際会議で（会議。ユーザー:母校サイエンス。エンジニアリング 1009) プロセス最適化を次のように定義します。
「生産プロセスの最適化とは、特定の制約に違反することなく、特定のパラメータセットを完璧に仕上げるようにプロセスを調整する手法です。最も一般的な目標は、コストを最小限に抑え、効率を最大化することです。」
最も基本的な定義から言うと、プロセスの最適化とは、プロセスの効率性を高めるためのあらゆる取り組みを包括的にまとめたものです。
車のことを考えてみてください。在庫の2021年のトヨタカムリを全国で運転すると、平均燃料消費量は32 mpgになります。
ここで、徐々に加速し、アダプティブクルーズコントロール（ACC）を実装して一定の速度を維持し、エアコン（AC）の使用量を最小限に抑えると、39 mpgになります。
最適化の取り組みを実施することで、燃料消費量を削減すると同時に、移動距離を100マイル延長できます。
同じ意味で、製造プロセスを最適化することで、企業は次のことが可能になります。
- エネルギーや水などの原材料や資源をより有効に活用します。
- より高品質の製品を、より安全に、より低コストで製造します。
- 高品質な製品の製造にかかる時間を短縮します。
以下のセクションでは、製造プロセスの最適化が必要な理由を説明し、製造プロセスを最適化するための3つの一般的なアプローチを探り、最適化の取り組みについて説明し、BasetwoがAIプラットフォームを通じて製造プロセスの最適化をどのように支援できるかを調査します。
製造プロセスを最適化するための3つの一般的なアプローチ
製造プロセスの最適化は、体系的かつ反復的なアプローチです。
リアルタイムデータに基づくモデル、産業機械のレイアウト、標準操作手順（SOP）、人件費などさまざまな要素を利用しますが、これらに限定されません。
トヨタカムリと同様に、これらのステップは資源消費量を増やし、全体的な効率を高めることを目的としています。
製造製造プロセスを最適化する一般的なアプローチは次のとおりです。
- 既存のプロセスの現在の状態を分析します。
- 既存のプロセスにおける運用上のボトルネックを特定して排除します。
- 重要なプロセス変数を変化させることによるプロセスの最適化。
1。既存プロセスの現在の状態の分析
古いことわざ、 「何を知らないか分からない」 このアプローチにも当てはまります。システムを最適化するには、まずシステムを理解する必要があります。現在のプロセスを分析する一般的なアプローチは次のとおりです。
境界の設定:
最適化作業の目的を理解するには、最適化を目指すプロセス内の制約を明確に定義してください。
これらの境界は、特定の生産ライン、設備、またはセクションに焦点を当てた最適化など、物理的なものでもかまいません。
また、化学反応の収率を上げるなど、プロセスの結果を目的とする場合もあります。
データ収集:
プロセス文書、財務データ、ログシートなど、現在のプロセスに関連するすべてのデータを収集します。
収集するデータが最も正確で最新のものであることを確認してください。
プロセスマッピング:
プロセスを視覚的に表現しましょう。一般的には、マスフロー図またはプロセスフロー図が使用されます。
主要業績評価指標 (KPI) のベンチマークと特定:
既存のプロセスを業界のベストプラクティスと比較してベンチマークを行います。そのためには、機器やプロセスにどのような能力があるのかを理解することが必要です。
トヨタカムリの場合と同様に、燃費は特定のmpgまでしか向上しません。
ベンチマークを行った後、関連する KPI を特定または定義します。
これらの KPI は、プロセスのパフォーマンスを測定するために使用されます。一般的な KPI には、サイクルタイム、スループット、生産量、エラー率、バッチあたりのコストなどがあります。
2。既存のプロセスにおける運用上のボトルネックの特定と排除
システムを理解したら、次のステップは、運用上のボトルネックを特定して排除することです。
運用上のボトルネックは、製造プロセスにおいて生産を遅らせたり妨げたりするポイントです。
これらは、日常的な製造業務に関連するシステム内のどのポイントからでも発生する可能性があります。
トヨタカムリの場合、燃料補給にかかる時間が運用上のボトルネックになり、長距離の移動効率に直接影響して低下する可能性があります。
製造プロセスで直面する最も一般的な業務上のボトルネックは、短期的なボトルネックと長期的なボトルネックの2つです。
短期的なボトルネック:
これらのボトルネックは、予期せぬ機械の誤動作や従業員の欠勤など、製造プロセスにおける一時的な混乱から生じます。
これらの運用上のボトルネックは、積極的な対策によって簡単に特定できるだけでなく、比較的迅速に軽減できます。
短期的なボトルネックの例としては、予期せぬ機械の故障があります。これは、次のような予知保全ソフトウェアによって事前に対処できます。 ベース 2。
長期的な運用上のボトルネック:
通常、これらのボトルネックは特定が難しく、製造プロセスに組み込まれ、生産を著しく妨げています。
長期的な業務上のボトルネックには、持続的な設備の性能不足、非効率的な生産ラインのレイアウト、従業員の重要なスキルの継続的な不足など、慢性的な製造上の問題が含まれる場合があります。
トヨタカムリのエンジンサイズは、最大速度や燃料効率を制限し、エンジンのアップグレードや改造を必要とする場合、長期的なボトルネックの一例となる可能性があります。
ワークフローの最適化、包括的な従業員トレーニング、シミュレーションやモデル駆動型最適化のためのソフトウェアソリューションの実装など、運用上のボトルネックに対処するためのさまざまな戦略が存在します。
プロセスにおける運用上のボトルネックを特定するための一般的なアプローチは次のとおりです。
根本原因分析:
- 問題や制限の根本原因を特定することは、運用上のボトルネックを特定して排除する上で重要なステップです。
- 特に、欠陥や問題の原因をさまざまなカテゴリの根本原因まで視覚的に表現して追跡するフィッシュボーン図の作成などの手法が特に効果的です。
プロダクションのボトルネックのマッピング:
- 製造プロセスの視覚的表現、つまりバリューストリームマップを作成すると、ワークフローを最適化できるプロセス内の領域や、追加のリソースが必要な領域を特定するのに役立ちます。
3。プロセス制御と運用手順の改良
業務手順を改善し、適切なプロセス制御を実施するには、プロセス変数を調整し、正しいセットポイントを特定する必要があります。
プロセス変数を変更したり調整したりするのはかなり大変でリスクが高いように思えますが、その背後にある考え方は、システムの構成に大幅な変更を実装して、避けられないフォールアウトを待つことではなく、その背後にある考え方です。
代わりに、プロセス変数を戦略的かつ段階的に調整することで、プロセス最適化の取り組みを安全かつ効率的に実施できます。
このアプローチは、プロセスの強化に重点を置いており、変化が製品の品質を損なうことなく価値ある成果につながることを保証します。
燃料消費の最適化を目的としたトヨタカムリの例を考えてみましょう。
速度、加速、エアコン使用量などの条件を変えることで、これらの変数の正しいパラメーターを特定して、より長く運転できるようになります。
同様に、製造業では、段階的な変更を通じてプロセス変数を微調整することで、リスクを最小限に抑えながら効率と製品品質を大幅に向上させることができます。
テクノロジー主導型であろうとなかろうと、製造プロセス最適化の取り組みは、現代の製造環境において極めて重要です。
これにより、運用上および市場上の要求に直面しても継続的な改善が可能になります。
テクノロジーを活用する一般的な製造プロセス最適化の取り組みについては、次のセクションで説明します。
テクノロジーを使用してプロセスをより効率的に最適化する方法
以下の製造プロセス最適化イニシアチブは、技術的イニシアチブと併せて実施されています。
1。リアルタイム分析とアラート
データ分析には、センサーやその他のデバイスを介したリアルタイムデータの収集が含まれます。これにより、製造プロセスを即座に把握でき、情報に基づいた意思決定に役立ちます。
収集されたデータを分析することで、改善領域がより適切に特定され、最適化の取り組みが導かれます。
リアルタイムの分析とアラートにより、逸脱が発生した場合に迅速に介入し、リソース割り当てを最適化し、ダウンタイムを最小限に抑えることができます。
2。予知保全
テクノロジー主導の予知保全により、センサーとデータ分析を使用して機器の状態をリアルタイムで監視し、メンテナンスの必要性を予測し、予期しない故障を防ぎます。
予測メンテナンスとは、トヨタカムリのエンジンに関するデータを収集し、車の現在の状態を考慮して、最適なタイミングでメンテナンスの予定を自動的にスケジュールすることと見なすことができます。それに比べて、従来のメンテナンスでは、車のメンテナンスを10,000 kmごとにスケジュールすることがあるかもしれません。
同じ意味で、予知保全は、機械に差し迫った問題を製造チームに警告し、計画外のダウンタイムを減らし、生産の中断を防ぐことができます。
3。シミュレーションとモデル駆動型最適化
シミュレーションおよびモデリングソフトウェアにより、製造業界における仮想実験とプロセスの最適化が可能になります。
「プロセス制御と操作手順の改善、プロセス変数の調整」のセクションで詳しく説明したように、メーカーはプロセスの最適な動作条件を特定するのに役立ちます。
モデルを使用すると、物理プロセスを変更することなく、プロセス変数を調整し、製造プロセスへの影響を測定できます。
プロセス変数の調整による影響を調査できるのは、リアルタイムデータと過去の傾向を組み込んで作成されたモデルによるものです。
エンジニアは、さまざまなシナリオに基づいてシミュレーションを通じてwhat-if分析を実装し、最も効率的な構成とパラメーターを特定できます。
その一例として、トヨタカムリの燃料消費量を最適化することが挙げられます。収集したデータを利用して車のモデルを作成します。
モデルを作成したら、燃料効率を最大化するための最適な動作条件を特定するまで、加速度、速度、AC使用量などのプロセス変数を変えてさまざまなシミュレーションを実行します。
これらの最適化された運転条件を特定したら、燃料効率を最大化するために、アダプティブクルーズコントロールの設定などのプロセス制御を改良して実装します。
Basetwoが製造プロセスの最適化にどのように役立つか
Basetwoは、ローコードのドラッグアンドドロップインターフェイスを活用するAI主導のプロセス最適化ツールです。Basetwo はリアルタイムのデータソースとシームレスに統合し、既存のプロセスを仮想的にシミュレートして生産パフォーマンスを最適化します。
Basetwoは、データの取り込みと処理からシミュレーション、最適化、バージョン管理まで、モデリングのバリューチェーン全体を独立して処理します。
Basetwoは、サイクルタイムと材料使用量の最大40％削減につながる貴重な洞察を提供し、製造とプロセス開発における運用効率の向上とコスト削減につながります。
Basetwoプラットフォームは、製造プロセスの最適化を目的とした次のようなさまざまな機能を提供します。
- OSI-PIなどの一般的に使用されるソースからのデータの取り込みとクリーニングが簡単です。
- データ駆動型、機械モデル、またはハイブリッドモデルを作成するためのユーザーフレンドリーなドラッグアンドドロップインターフェイス。
- 信頼性の高い導入のための厳格なモデルのテストと検証。
- 製造プロセスを合理化するために設計された組み込みの最適化とプロセス制御。
- チームが最適なコントロールポイントを見つけられるようにします。
Basetwoプラットフォームには、すぐに使えるテンプレートもあり、迅速かつ簡単なモデリング、さまざまな産業またはクラウドベースのソースからの高度なデータ統合、 ハイブリッドモデリング データ分析、人工知能、プロセス自動化などの複数のテクノロジーをユーザーが組み合わせることができる機能
Basetwoが製造プロセスの最適化にどのように役立つかを知りたいですか？
よくある質問
1。製造プロセス最適化とは？
製造プロセスの最適化には、効率の向上を目的とした体系的な調整が必要です。これには、設備を最適化すべき分野の特定、プロセスの合理化、パフォーマンスの向上とコスト削減の両方が含まれます。
2。プロセス最適化のステップにはどのようなものがありますか？
プロセス最適化のステップには、最適化目標の定義、関係するKPIの測定、プロセスの分析、特定されたボトルネックの排除などの変更の実装、プロセスに加えられた変更の制御、およびそれらの効果の監視が含まれます。
3。プロセス最適化の例とは？
プロセス最適化の例としては、製造ソフトウェアを活用してリアルタイムのデータ分析を行い、設備性能の合理化とコスト削減が必要な領域を特定し、効果的な製造プロセスの強化を実証することが挙げられます。
4。製造プロセスを最適化するにはどのような変更を加えることができるか?
製造プロセスを最適化するために実施できる変更には、リーン原則の実装、反復作業の自動化、ワークフローの最適化、テクノロジーの採用、洞察のためのデータ収集、生産プロセスを改善するための継続的な改善文化の育成などがあります。
よくある質問
