IIJ、トヨタ北海道の生産ラインに設備稼動情報を可視化・分析するためのIoTシステムを構築

トヨタ自動車北海道株式会社では、オートマチックトランスミッション(自動変速機)やCVT(無段変速機)、ハイブリッドトランスアクスル(電気式無段変速機)など車の駆動ユニットに関する生産技術開発および製造を行い、国内外の工場へ供給している。現在、現場において品質や生産効率を向上する上で以下の要望が挙がっている。

  • 製品品質担保のために、現場設備の稼働情報をより多く取得し、また散在している測定結果などの データも収集・集約して可視化・分析できる情報基盤を構築する。
  • 将来的にデータの分析結果をもとに、設備の故障予兆検出や、部品交換時期の適正化など、設備へのフィードバックや、自動化・自己修復など設備の自律化を目指す上で、第一段階として設備状態に関する可視化に取り組む。

そこで、株式会社インターネットイニシアティブ(以下、IIJ)は、トヨタ自動車北海道が新型車「ヤリス」に搭載する駆動ユニットを生産するために新設したラインにおいて、設備稼動情報を可視化、分析するためのIoTシステムを構築した。

同IoTシステムでは、生産ライン上にあるPLC(※1)・CNC(※2)などの制御機器から閉域のモバイル網を介してデータを収集し、集めたデータを可視化、分析するためのクラウド基盤の構築までをIIJがワンストップで提供する。詳しい特長は以下の通り。

  1. 閉域モバイルネットワークを活用して低コストかつ既存ネットワークに影響を与えないIoT基盤を実現
  2. モバイル通信機能をもった産業用PCを生産ラインに組み込み、IIJ IoTサービスのモバイル通信を利用して、データ収集やリモートアクセスするためのIoTシステム専用のネットワークを構築した。モバイルを活用したことで、既存の情報系ネットワークに影響を与えず、かつ有線のような棟内工事が不要なため、低コスト、短納期での導入を実現した。

    また、産業用PCからクラウドまでの通信は閉域網を利用し、クラウド環境にはリソースを共有しない専有型のプライベートクラウドを提供することで、オンプレミスと同等のセキュリティと性能を確保した上で、分析環境や工場内の産業機器へのアクセスを可能にする。

  3. 多様なPLC・CNCから収集したデータやデバイスの管理機能をクラウド上で提供
  4. 国内外250以上のPLC・CNCに対応したアドバンテック株式会社のデータ収集ソフトウェア「WebAccess」を、日本ラッド株式会社の協力の下に導入を進め、マルチベンダーでのデータ収集環境にも対応している。

    産業用PCとクラウドの中間に位置するIIJ IoTサービスのプラットフォームでは、産業用PCに搭載したSIM(通信)の管理やリモート監視、収集したデータに属性情報(工場番号、ライン番号、製造品、担当部課など)を付与するなど、データやデバイスの管理機能を提供する。

新生産ラインにおいて、IIJではエッジからデータの蓄積及び分析基盤までを包括するIoTプラットフォームを構築し、設備稼働状態や使用電力に関するデータの収集・蓄積を行っている。現在、新生産ラインの約370の設備を対象にIoTシステムを導入し、データ点数は約3万に上る。

今回、ハイブリッド車の燃費性能を引き上げる基幹部品であるハイブリッドトランスアクスルの加工・組付の生産ラインにIoTシステムを組み込んで2019年12月から稼働開始した。その結果、生産量が従来の3倍に増えたという。

今後は、将来予測による予防診断などの最適化が行えるよう、生産部品の抜き取り検査において、その検査結果と生産ラインの稼働情報を照合し、不具合の兆候を早期に把握し、設備の適切な部品交換時期や寿命予測を行うことで、生産ラインの更なる効率化を進めるとともに、対象設備や取得データの種類を拡張する予定としている。

※1 PLC(programmable logic controller):小型コンピュータの一種で、入力したプログラムに従って生産ラインにある機械の動きを自動制御する装置。
※2 CNC(computerized numerical control):工作機器の回転数、切削速度、移動距離などの数値を入力して自動制御する装置。

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