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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 ~
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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
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* 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」
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• 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
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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 …
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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
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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
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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
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「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
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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
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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
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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
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“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
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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
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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
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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
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「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
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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
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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
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「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
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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
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