Products & Systems Processes & Software ARC Forum Tokyo 2014 ITの進化による製造業の未来 ~ より高い競争力を目指して ~ Unrestricted© Siemens Japan K.K. 2014 All rights reserved. シーメンス・ジャパン（株）専務執行役員インダストリーセクターリードミヒャエルトーマス課題：製造業に求められる迅速な変革競争力の強化 1 効率の向上 • 競争力の源泉であるエネルギーや資源の効率をいかに高めるか 2 市場投入までの時間短縮 3 柔軟性の向上 • イノベーションサイクルの短縮 • 大量生産の個別化 • 製品の複雑性 • 不確実な市場 • 膨大なデータ量 • 生産性を高める「Industrie 4.0*」が未来の製造業界をけん引する基盤に Unrestricted © Siemens Japan K.K. 2014 All rights reserved. Page 2 * Industrie 4.0：原文ドイツ語。以下、インダストリー4.0 世界経済の成長と安定の原動力として再考されるべき製造業米国ドイツ中国日本製造業の再興（マニュファク工業先進国の地位を維持高度技術の活用による製品品質の向上輸出増に焦点チャリング・ルネッサンス） • National Network for Manufacturing Innovation（NNMI）の構築 • シェールガス、シェールオイルの活用 • イノベーション強化への持続的な投資 • 輸出レベルの高さ • 新しい指針「インダストリー 4.0」 Unrestricted© Siemens Japan K.K. 2014 All rights reserved. Page 3 • 賃金上昇 • GDPの20％を製造業が占める • 自動化には品質主導のアプローチが必要 • 政府主導の活動が輸出ビジネスをサポート • エネルギー効率規制 • 世界中で最もハイテクの進んだ国の一つ「インダストリー 4.0」のビジョン: サイバーフィジカルシステム（CPS）による自己最適化「インダストリー 4.0」のビジョン • 生産される製品は、製造に必要な関連データをすべて持つ • バリューチェーンの全工程がネットワークでつながれ、自己組織化された製造装置を採用 • 製造工程は「現在の」状況に応じて柔軟に決定される • 創造的な設計、監督、意思決定において人間は変わらず重要な役割を担う Unrestricted© Siemens Japan K.K. 2014 All rights reserved. Page 4 ドイツはワーキンググループを設立好スタートを切りました「インダストリー 4.0」のプラットフォーム clusters of excellence 45 projects ZP: Internet based services for the economy, 5 WG … and a lot more … Unrestricted© Siemens Japan K.K. 2014 All rights reserved. Page 5 BDI/BDA-AK “Future of Industry” - WG “Human and Work” 14 projects すべての産業に影響を及ぼす「インダストリー 4.0」インダストリー 4.0 設備 Future factory 2030 Future plant 2030 Unrestricted© Siemens Japan K.K. 2014 All rights reserved. Page 6 組立製造 (FA) Glass Solar & solar Food & beverage Consumer products Marine Automotive Aerospace Machinery Electronics インダストリー 4.0 プラント Hybrid Energy Water & wastewater Chemicals Oil & gas Pulp & paper Metals & mining Pharmaceutical 計装業界 (PA) インダストリー 4.0 ファクトリー「インダストリー 4.0」の3大要素シーメンスの考え方 1 生産のネットワーク化 § ジャストインタイムを可能にするため、企業の枠を超えた柔軟なバリュチェーン 2 製品設計と生産設計の統合 § 製品設計から生産設計に至る統合によって市場投入までの時間短縮 3 サイバー･フィジカルシステム § （バーチャルイメージと完全に一致する）モジュール化され、自律した柔軟性の高い生産システム Unrestricted© Siemens Japan K.K. 2014 All rights reserved. Page 7 Cyber-physical systems 「インダストリー 4.0」の3大要素：その1 固定的な生産チェーンから柔軟なネットワークへ生産チェーン長期的かつ固定的な関係より柔軟でダイナミックな生産ジャストインタイムの決定に基づく生産ネットワークよりダイナミックな関係解決策：製造オペレーション管理による生産の最適化 § PLM, ERP, MESとオートメーションのシームレスな統合 § ダイナミックな意思決定：特殊なリソースやパーツの供給、物流サービスや製造拠点システムなど Unrestricted© Siemens Japan K.K. 2014 All rights reserved. Page 8 「インダストリー 4.0」の3大要素：その2 製品設計と生産設計の統合 1 生産のネットワーク化 § ジャストインタイムを可能にするため、企業の枠を超えた柔軟なバリュチェーン 2 製品設計と生産設計の統合 § 製品設計から生産設計に至る統合によって市場投入までの時間短縮 3 サイバー･フィジカルシステム § （バーチャルイメージと完全に一致する）モジュール化され、自律した柔軟性の高い生産システム Unrestricted© Siemens Japan K.K. 2014 All rights reserved. Page 9 Cyber-physical systems 順次プロセスから並行プロセスへ順次プロセス企画から生産までの時間短縮時間部分最適化製品設計と生産設計の統合をもとに並行プロセス時間全体最適化解決策：製品設計から生産まで統合されたワークフロー § 一貫したデータフローによる共通の製品データモデル § PLMチームとの連携と情報共有による生産設計 Unrestricted© Siemens Japan K.K. 2014 All rights reserved. Page 10 事例：組立製造業一気通貫したバリューチェーン：PLM技術とTIA技術製品設計生産企画 PLMソフトウェア Unrestricted© Siemens Japan K.K. 2014 All rights reserved. Page 11 生産エンジニアリング生産設計サービス Totally Integrated Automation （TIA）製造業へのオートメーション提案「インダストリー 4.0」の実現に向けて PLM Enterprise level ERP NX Product Development PLM TEAMCENTER Collaborative PDM TECNOMATIX Digital Manufacturing Management level SIMATIC IT Production Suite MES SIMATIC IT Intelligence Suite Operator level SIMATIC WinCC SCADA System SCADA TIA PORTAL Engineering Framework for Automation Tasks Control level SIMATIC Controllers SIMATIC HMI SINUMERIK CNC SIMOTION Motion Control SIRIUS Industrial Controls SIMATIC IDENT Industrial Identification SIMATIC Distributed I/O SINAMICS Drive Systems Field level SIMATIC NET Industrial Communication Unrestricted© Siemens Japan K.K. 2014 All rights reserved. Page 12 “ものづくり”における大幅な生産性の向上 BMW: 中国工場の産業用ソフトウェアとTIAの活用例 BMW Brilliance1) 組立工場におけるエレキとメカのターンキー･ソリューション • TIAコンセプト、PLC設計ツールSTEP 7、リアルタイム位置情報特定システム（LIS）、安全ネットワーク統合PROFIsafe、SIMATICコントローラ、 SINAMICSドライブ • BMW全車種が1本の生産ラインで製造可能（現段階ではX1～3シリーズ）－将来的に拡張も可能 • 人間工学に基づいて設計された生産設備と高い安全基準の適応 • 99％以上の稼働率－組立工場におけるボトルネックを回避: • 低いダウンタイム • 高品質インダストリーソフトウェアによって自動車メーカーの製造レベルは、より高次なものに 1) Joint venture of BMW Group and Brilliance China Automotive Holdings Ltd Unrestricted© Siemens Japan K.K. 2014 All rights reserved. Page 13 事例：プロセス産業におけるケースプラントの全ライフサイクルの一貫性プラント設計プロセス企画プラントエンジニアリング Unrestricted© Siemens Japan K.K. 2014 All rights reserved. Page 14 プラントエンジニアリング生産サービス Totally Integrated Automation (TIA) 製造業へのオートメーション提案「インダストリー 4.0」の実現に向けて Enterprise level Integration with ERP Level ERP PLM MES Plant Engineering Management level SIMATIC IT Intelligence Suite SIMATIC IT R&D Suite SIMATIC IT Production Suite COMOS Plant Engineering Operator level PCS SIMIT Simulation SCADA SIMATIC PCS 7 Operating System Control level SIMATIC PCS 7 Engineering SIMATIC PCS 7 Controller DCS Controller SIMATIC HMI Field level SIMATIC NET Industrial Communication Drives Field Bus Sensors Unrestricted© Siemens Japan K.K. 2014 All rights reserved. Page 15 SIMATIC Distributed I/O SIMATIC Field Bus SITRANS/SIPART Instrumentation SENTRON Power Control SINAMICS Drive Systems ソフトウェア活用による世界的標準化ノバルティス（製薬）：エンジニアリングプラットフォームの事例 COMOS採用によるエンジニアリングの世界標準化 • 電気･計測･オープン/クローズループ制御だけでなくプラントおよびプロセスエンジニアリングにもCOMOSを採用 • 自社プラントと外部パートナーをCOMOS中央データプラットフォームで統合 • 統一データベースを用いたプラントライフサイクル全体のエンドツーエンドのデータ管理とペーパーレス化 • ワークフロー管理から再利用性に至る、エンジニアリングの世界標準化 • プラント能力の最適化と効率的なコンプライアンス管理 COMOS採用により、エンジニアリングの効率･品質が8%から12%まで向上 Unrestricted© Siemens Japan K.K. 2014. All Rights Reserved. Page 16 「インダストリー4.0」の3大要素：その3 サイバー・フィジカルシステム 1 生産のネットワーク化 § ジャストインタイムを可能にするため、企業の枠を超えた柔軟なバリュチェーン 2 製品設計と生産設計の統合 § 製品設計から生産設計に至る統合によって市場投入までの時間短縮 3 サイバー･フィジカルシステム § （バーチャルイメージと完全に一致する）モジュール化され、自律した柔軟性の高い生産システム Unrestricted© Siemens Japan K.K. 2014 All rights reserved. Page 17 Cyber-physical systems 「インダストリー 4.0」製造業の次世代ビジョンバーチャルとリアルの融合 Cyber Physical System (CPS) 様々な情報を搭載 • ソフトウェア/ 情報工学 • メカニック / 機械工学 + • エレキ/ 電気電子工学 • 自動制御、モニタ画面 • セーフティ、セキュリティ • メンテナンス物理的な生産設備 • ロケ情報、 ID情報 … • 稼働ステータス • ソフトバージョン • インターフェース設定 • … デジタルモデルデジタルモデルは常に更新され、全ライフサイクルに合わせて拡張される製品設計生産企画生産エンジニアリング Unrestricted© Siemens Japan K.K. 2014 All rights reserved. Page 18 生産サービス「バーチャルマシン」 – 製造工程のシミュレーションによる生産効率の向上 • デジタル “ツイン„ • 可動部の製造シミュレーション • 製造時間の計算製造工程における生産性を10%向上し、製造装置の据付及びセットアップの時間を80%削減 Unrestricted© Siemens Japan K.K. 2014 All rights reserved. Page 19 「インダストリー 4.0」のロードマップ変革ではなく、進化過去・現在現在～近未来への進化 2030年活動範囲チーム・ドイツとしてオートメーション技術 45 proje cts 特徴特徴 • 事前設計された製造プロセス • 適応する環境を構築 • 設計段階のズレは失敗につながる • 詳細な設計が不要に 2つの方策: • 自己最適化 • バーチャルとリアルの融合 • 製造業におけるインターネット環境のオートメーション化 • 製品設計から生産工程の包括的な統合 Unrestricted© Siemens Japan K.K. 2014 All rights reserved. Page 20