製造業における没入型技術

完全に自動化された "消灯 "製造システムの開発・導入が業界全体で進められている一方で、製造に関わる作業の大部分は依然として人間の技能や手先の器用さを必要とする。製造業における仮想現実(VR)と拡張現実(AR)の利用は、人間がこれらの作業を正確かつ正確に行うのを助けることができる。

没入型テクノロジーはその起源を超え、フィクションの作品から、今や現実世界に登場する主流のアプリケーションにまで至っている。スマートフォンの登場と普及は、こうした技術の一般大衆への普及を加速させた。世界中の人々の注目を集める一方で、没入型テクノロジーの魅力を最大限に活用した企業の関心も集めている。例えば、デジタル・マーケティングにおける没入型技術、すなわちバーチャル・リアリティや拡張現実(AR)技術の利用は、大企業や中小企業によってますます採用されるようになっている。しかし今、消費者の間で目新しさが薄れ始めるにつれて、企業は社内に目を向け始め、重要な業務を改善するためにこれらの技術の応用を設計し始めている。製造業における仮想現実や拡張現実といった技術の応用は、没入型技術が消費者中心の応用から従業員やプロセス中心の応用へとシフトした一例である。没入型テクノロジーは、プロセスに対するユーザーの可視性を高め、適切な情報を適切なタイミングで提供する能力があるため、製造プロセスにとって自然な選択肢であることが、大手メーカーによる没入型テクノロジーの導入で実証されています。

没入型技術に対する製造業の需要

オートメーションとモノのインターネット(IIoT)が導入されて以来、製造工程は人手に頼ることが少なくなった。より多くの製造工場が、業界用語で「ライトアウト(消灯)」製造と呼ばれるものに取り組んでおり、これは特に、極めて高い精度が要求され、カスタマイズ、ばらつき、検査の必要性が最小限の分野に適している。ライトアウト製造が理にかなっている産業には、材料や化学処理工場、石油精製、食品加工や包装、単純な製品の大規模製造工場などがある。

しかし、今日生産される製品のほとんどは、顧客のニーズの変化に応じて常に変化している。その結果、製造には高い柔軟性が求められるが、同様に規格外品に対する許容度はさらに低くなる。いずれはユニバーサル・ロボットによってこれらの工程は自動化されるだろうが、当面は器用な人間の手と人間の頭脳による意思決定能力が必要となる。超人的な情報処理能力を持つユニバーサルロボットとは異なり、人間は大量の情報を素早く処理することができないため、利用可能なすべての情報に基づいて意思決定を下すことができない。人工知能ベースのシステムと同じように、隠れたパターンを知覚したり見たりすることもできないため、初期設計から最終検査まで、製造工程に関わるさまざまな作業を補助する人間の作業員が必要となる。

製造業における仮想現実と拡張現実の応用

製造業における仮想現実と拡張現実の採用は、まだ始まったばかりではあるが、製造業にとって大きな変革であることが証明されている。作業員の生産性や工場の稼働率を高めることで、設計の改善や製造プロセスの効率化に役立っている。

インタラクティブ・デザイン

製品が生産される前には、通常、多くの計画と設計作業が行われる。機能的な製品設計は製品品質の本質であり、製品価値の重要な原動力である。メーカーは、設計の正しさを非常に重視します。従来、設計者は2次元のコンピューター支援設計モデルを用いて、本来3次元である製品のテストや実験を行ってきた。リアルタイムでテストしなければならない製品の場合、設計者はしばしば物理的なプロトタイプを使って製品設計をテストしている。このようなプロトタイプは作るのが難しく、実験や再テストのために再設計するのはさらに難しい。高価であることに加え、物理的プロトタイプはモデルの何度もやり直しを必要とするため、各反復に物理的にプロトタイプを再作成する時間が必要となり、製品IPO時間(TTM)を遅らせることにもなる。

VRを使えば、設計者は3D空間で製品を構想し、設計が完了するまでシミュレーション環境でテストすることができる。IPOの時間を最短化するだけでなく、VRは想定された条件下で製品をテストし、従来のテスト方法では浮き彫りにできなかった設計上の欠陥を特定する能力を提供する。これにより、製造される製品が正しい設計であることが保証され、製品リコールや他の製品不具合による悪影響の可能性が低減される。

インテリジェントな意思決定

市場や顧客のニーズの変化に対応するため、製造部門は機敏でなければならない。そのためには、迅速な意思決定が求められるが、入手可能な情報を詳細に分析する必要がある。しかし、安全で効果的な意思決定を行うためには、分析すべきデータ量が多すぎて、意思決定者が容易に処理し理解することができない。その結果、意思決定プロセスに遅れが生じ、必要な行動が遅れ、結果的に俊敏性とは逆の効果をもたらす。データレイクの可視化を活用することで、エグゼクティブの意思決定を強化し、疑問に対する答えを簡単に見つけることができるだけでなく、より高いパフォーマンスとさらなる成長を促進する新たな課題を発見できるようになることが、ますます明らかになってきています。

製造関連のデータレイクの可視化に仮想現実や拡張現実を使用することで、ハイレベルな戦略的意思決定から重要な業務上の意思決定に至るまで、製造組織のあらゆるレベルでの意思決定プロセスを加速することができる。

インフォームド・メンテナンス

機器の故障は、予期せぬ生産中断を引き起こす問題であり、メンテナンス・チームによる即時の対応が必要である。時には、メンテナンスチームがタイムリーに機器を完全に機能する状態に復旧させることができない場合もあります。製造装置の性能と健康状態に関連するデータレイクの可視化により、メンテナンスチームは、気づかれないことが多い装置の健康上の問題を特定することができる。これらの問題に対処している間、素人をガイドするためにAR機器を使用することで、長引くダウンタイムがあまり発生することなく、生産設備の適切な稼働が保証され、工場と設備の稼働率が最大化される。

品質検査

当社の技術文書によれば、品質検査は製造工程の重要な部分である。組織は生産性の最大化に努める一方で、製品の品質と一貫性の基準の向上も重視しています。高品質な製品を保証するために、自動化された検査方法に加え、人間の品質検査員が不良品を検出するために何百ものユニットを検査することがよくあります。その結果、検査員は人員の制限により、不適合の微妙な指標を見逃してしまうことになる。拡張現実(AR)技術を人工知能やセンサー技術と併用することで、製造セル内の微妙なズレまで解明することができ、結果として製品の品質基準を高めることができます。

イマージョン・トレーニング

製造業の従業員にとって、職務を効果的かつ効率的に遂行するためにはOJTが必要である。このプロセスには時間がかかり、経験の浅い新入社員を重要な作業に配置すると、作業の質が低下し、安全上の懸念につながることさえあります。バーチャル・リアリティ環境で新入社員をトレーニングすれば、生産性、品質、安全性を損なうことなく、職務遂行の経験と熟練を積むことができる。

製造業における仮想現実や拡張現実の不可欠性は、少なくとも高性能で一般的にインテリジェントな機械が人間に取って代わるまでは、今後数年で一般的なトレンドになるだろう。しかし、これらの技術やその他の技術が向上するにつれて、人間が製造業に参加しやすくなる可能性もある。