インダストリー4.0とは何ですか？

「インダストリー4.0」という語は、自動化と産業用製造業界内のいたるところで使用されています。 どのような意味の単語で、どのように適用されますか？

2006年、iPhoneより前にドイツの連邦教育研究省大臣によって初めて作られた単語です。 しかし、2011年にこのアイデアが正式に提示されるまで業界用語として勢いを得ていませんでした。 4.0は第4次産業革命という考えを意味します。 第一次は蒸気機関と機械化、第二次は大量生産と電動機器、第三次はコンピューターと自動化、そして第四次はサイバー物理システムです。

インダストリー4.0には4つの原則があります。

1.     相互運用性 – 人と機械をつなげて通信する

2.     情報の透明性– バーチャル化/情報を用いた実世界のシミュレーション

3.     技術支援 – 有意義なデータ収集によるタスクの自動化

4.     分散型の意思決定– 外部の意思決定をより管理水準の高いところに委任する能力を備えたシステムレベルの業務に関連する意思決定

相互運用性は、協働ロボット、拡張現実感、安全スキャナまたはジャストインタイム製造によって表現されます。 コボットとも呼ばれる協働ロボットは、この原則の最前線にあります。 ロボットと人間の相互作用は、完全自動化と人間のオペレーターの器用さと柔軟性に依存する業務の間にある溝を埋めます。 協働ロボットはインダストリー4.0の唯一の技術と思われることがありますが、実際には第四次産業革命を推し進める他の技術と比較するとその有利さは僅かです。

情報の透明性は、一般的にはSCADA（リモート監視・制御システム） およびMESシステムと見なされます。 SCADAシステムは、インダストリー4.0という名前が付けられるより何年も前から存在していました。 モノのインターネットとIOリンク等の新たなプロトコルを通して、SCADAシステムはそのシステムとスマートセンサーで収集する膨大なデータによりインダストリー4.0で重要な役割を果たします。

スマートセンサーは個々で見ると意味のない大量のデータを出力しますが、そのデータは時が経つにつれて多くの方法で使用することができます。 このデータは典型的に総合設備効率（OEE）の計算および統計的工程管理（SPC）に使用されますが、インダストリー4.0では予知保全およびジャストインタイム製造に主に使用されます。 サーボから生データを収集することにより、予知保全アルゴリズムはサーボが故障する前に、いつ故障する可能性があるか予測することができます。 これは予定外のダウンタイムを削減し、データが識別するサーボの故障が近づいたときに発注できるので予備部品の在庫さえ削減できます。

技術支援は、レポート作成または重量物の取り扱いなど繰り返されるまたは安全でない作業を自動化します。 人がデータを手書きしたり、エクセルでレポートを作成する代わりに、SCADAシステムを使用して部品がQAステーションを通るたびに品質保証レポートを印刷することができます。 また、協働ロボットを使用して人が運ぶには重すぎる部品を輸送したり、ツールを持たせたロボットを人が移動させてツールを必要な場所に移動させることができます。

分散型の意思決定は機械に処理を行わせます。 機械にその周囲の環境での意思決定を行わせることで、自律を利用してサイクルタイムを削減することができます。 例えば、分散型の意思決定をプログラムされた無人搬送車（AGV）は、障害物を回避する方法を自分で決定することができます。 スマートなAGVは、人がその進行方向にいる場合、止まって待つのではなく安全な仕方で動き続けることでダウンタイムを防ぐ助けとなります。

新たな技術は多くありますが、研究、サプライヤーやテクノロジー企業とのパートナーシップ、そして顧客との協働により、JR Automationは何年もインダストリー4.0の範囲の機器を創ってきました。 SCADAとMESシステムを私たちのカスタム機器または既存の機械に統合させる能力があります。 機械効率と、問題が発生した場合にその発生個所を顧客に通知する機器を提供することは私たちの標準的慣行です。 JR Automationのソフトウェア統合チームは、顧客が新たな部品タイプをオフラインでプログラムできたり、アップロードされたCADファイルに基づいて自動的に新たなシーケンスを導入できる機器のためのソリューションを提供して、適応性と柔軟性のある機器を創ることもできます。 業界の全体としては、まだこのレベルの接続性とデータ収集に関連する数多くのユースケースを調査している段階ですが、JRはインダストリー4.0技術とベストプラクティスに投資することにコミットしています。

こちらは、利用可能な技術の一部とそれがインダストリー4.0の原則に当てはまる方法です。

 "Industrie 4.0: Mit dem Internet der Dinge auf dem Weg zur 4. industriellen Revolution". Vdi-nachrichten.com（ドイツ語） 2011-04-01.

Hermann, Pentek, Otto, 2016: Design Principles for Industrie 4.0 Scenarios、2016年5月4日アクセス