工場自動化とPLCの基礎
明日のファクトリーオートメーションへようこそ。インパソナリティの高橋です。
本日は一人で話したいと思います。よろしくお願いします。
というわけでですね、あんまり話すことがないんですけど、 ちょっとギリギリすんの中間報告でましょうかなと思いまして、
一応毎日AIと少しお話をするということで、 いろいろ続けてはいるんですけども、
まあ、ポッドキャストはサボってます。
というわけでね、今日ちょっとネタがあまりにもないということで、 クリスさんもいないので、クリスさんの代わりにチャットGPTにやってもらおうかなと思いまして、
今からチャットGPTとポッドキャストを撮っていきたいと思います。
どうぞ。こんにちは。自己紹介してもらってもいいですか?
こんにちは。私はチャットGPTです。いろいろな質問に答えたり、お話し相手になったりすることができます。
よろしくお願いします。
はい、よろしくお願いします。今から私とあなたでポッドキャストを撮るので、あなたは相手になってください。
了解しました。どんなテーマでお話しする予定ですか?
私たちは工場の自動化のポッドキャストを撮っています。 主にPLCや工場の自動化IoTなどについて話しています。
素晴らしいですね。PLCや工場の自動化についてどんなトピックから始めますか?
そうですね。工場になぜPLCが使われるのかからどうでしょうか?
いいですね。PLCが工場で使われる理由について簡単に説明するところから始めましょうか。
そうですね。PLCは何で工場でよく使われるんですか?
PLCは高い信頼性と耐久性があり、工場の過酷な環境でも安定して動作するためです。
また、プログラミングが比較的簡単で機械の制御を柔軟に行えることも大きな理由です。
プログラミングが簡単に行えるって言うけど、具体的にどういうところが簡単なの?
PLCのプログラミングはラダー言語などの視覚的な言語を使うことで、直感的に回路図のように制御ロジックを組めるからです。
これにより電気技術者やエンジニアが理解しやすく、トラブルシューティングも簡単になります。
具体的にどれくらい早くなるんだろうか?
ラダー言語では論理回路を図で表現するようにプログラミングできるので、
従来のテキストベースのプログラミングに比べてエンジニアが制御ロジックを理解しやすく、修正や変更も迅速に行えるんです。
例えば、新しい機能を追加する場合も視覚的に配置を変えるだけで対応できるので、時間も節約できますよ。
なるほどね。逆にラダー言語が苦手なことって何なの?
ラダー言語は視覚的で直感的な反面、複雑な処理や高度な計算を行うのには向いていません。
テキストベースのプログラミング言語に比べると、処理の流れが複雑になると読みにくくなることもありますね。
なるほどね。みんなどうやって使い分けてるんだい?
基本的には、簡単な制御やロジックが視覚的に表現しやすい場合にはラダー言語が使われます。
一方、複雑な計算やデータ処理が必要な場合は、ストラクチャードテキストなどのテキストベースの言語が使われることが多いです。
状況に応じて使い分けることも大切ですね。
なるほどね。そうだね。ちなみにさっき信頼性がすごく高いって言ってたけど、PCは信頼性が低いの?
PCも信頼性は高いですが、工場のような過酷な環境では温度や振動、埃などに弱いことがあります。
PLCはそういった環境に特化して設計されているので、より信頼性が高く安定して動作するんです。
なるほどね。具体的にPCは何度まで使えるの?
PCの一般的な動作温度範囲は0度から70度ほどです。
ただ、産業用や軍事用のPCでは-40度から85度、さらには-55度から125度といった範囲でも使用可能なものもあります。
なるほどね。じゃあ、PLCの温度はどれくらいまで使えるの?
PLCの動作温度範囲はメーカーやモデルによって異なりますが、一般的には0度から55度程度が多いです。
中には-40度から70度といった広い範囲で使用できるものもあります。
なるほどね。でもさっき、PCの温度とPLCの温度、それらと一緒じゃない?
おっしゃる通りです。PCとPLCの温度範囲は近い場合もありますが、PLCは他にも振動やホコリ、電磁ノイズといった工場特有の環境にも強いんです。
そのため、信頼性が求められる現場では、PLCが選ばれることが多いんですね。
予知保全とIoTの活用
なるほどね。振動ってどれくらい振動するの?
PLCの耐振動性は製品によって異なりますが、一般的には工業規格に準拠しており、振動や衝撃に強い設計がされています。具体的な数値は製品の使用書で確認するのが一番です。
なるほどね。ありがとう。次にまた、工場の自動化のポッドキャストのテーマを決めたいんだけど、何か提案してよ。
次のテーマとして、工場の自動化におけるIoTの活用方法はいかがでしょうか?
なるほどね。
ごめん、再切っちゃった。もう一回言って。
次のテーマとして、工場の自動化におけるIoTの活用方法はいかがでしょうか?
例えば、IoTを使って設備の状態をリアルタイムに監視したり、予知保全に活用したりする方法などが考えられます。
なるほどね。予知保全って具体的にどういうことをするの?
予知保全は、機器の状態を常にモニタリングして、故障が起こる前に予測し、必要なメンテナンスを行う手法です。
例えば、センサーでデータを収集し、異常が発生する前に対処することで、工場のダウンタイムを減らすことができます。
なるほどね。でもセンサーをつけたりしたら、コストが上がっちゃうんじゃないの?
確かに初期投資はかかりますが、故障による生産停止や修理費用を考えると、長期的にはポスト削減につながることが多いです。
なるほどね。具体的にはどういうアイテムに対してそれが適用できるの?
予知保全は、モーターやポンプ、ベアリングなどの機械部品、さらには温度や振動、圧力などを測定するセンサーが付いた設備に適用できます。
例えば、振動センサーで異常を検知し、早めにメンテナンスを行うことで、故障を未然に防ぐことが可能です。
それって具体的にどういうアルゴリズムを使っているんだい?
具体的には、機械学習やデータ解析のアルゴリズムが使われます。
センサーから得られたデータを基に正常時と異常時のパターンを学習し、異常な振動や温度の変化を検出するんです。
なるほどね。つまり…
機械学習を使って、普段のデータと異なる挙動を見つけることで、異常を早期に検知するんです。
ありがとう。それじゃあ、他にIoTの使い道ってどういうものがあるんだい?工場において。
工場におけるIoTの活用例としては、リアルタイムの設備監視、生産ラインの最適化、エネルギー使用量のモニタリングなどがあります。
これにより、効率化やコスト削減が図れます。
なるほどね。今、そういう取り組みを一番強く推している企業ってある?
サムサラと業界のリーダー
現在、産業用IoTで特に注目されている企業には、シーメンズやシスコ、サムサラなどがあります。
これらの企業は、工場の自動化やIoT技術の分野でリードしています。
なるほどね。サムサラって、今初めて聞いたんだけど、どういう企業なの?
サムサラは、IoT技術を使って産業や物流の効率化を支援する企業です。
クラウドベースのプラットフォームを提供し、リアルタイムのデータ収集や分析を通じて、効率化や安全性の向上を図っています。
ちなみに、一番メインな製品ってどんな製品なの?
サムサラのメインな主力製品の一つは、フリート管理システムです。
これにより、車両の位置情報や運行状況をリアルタイムで把握できます。
なるほど。何のフリート?AMR?
サムサラのフリート管理システムは、主に商用車両の管理を目的としています。
例えば、トラックや配送車両など、物流やサービス業の車両を効率的に管理するためのシステムです。
すごいんだね。ちなみに、日本の工場がIoTをやっていく上で、何を重要視するべき?
日本の工場がIoTを導入する際には、セキュリティ対策、データの正確性、そして現場での使いやすさを重視するべきです。
さらに、現場のニーズに合わせたカスタマイズも重要になりますね。
そういうカスタマイズをいっぱいしたら、費用がかさまない?
初期費用はかさむかもしれませんが、長期的には効率化やコスト削減につながることが多いです。
また、段階的に導入することで、リスクを抑えながら進めることも可能です。
段階的に始めるって具体的にどうすればいいの?
まず、小規模なプロジェクトから始め、現場でのフィードバックを得ながら、徐々に拡大していく方法が良いです。
例えば、特定の生産ラインや設備に限定してIoTを導入し、成功事例を積み重ねることで、段階的に拡大していくのがおすすめです。
なるほどね。ちなみに、一番最初の投資額ってどれくらいになるの?
初期投資額は、プロジェクトの規模や対象設備によりますが、数百万円から数千万円程度が一般的です。規模や導入範囲によって変わってきますね。
なるほどね。例えば、200万円だとどういうことができる?
例えば、200万円だと、小規模なセンサー設置やデータ収集システムの導入が可能です。
例えば、特定の機械にセンサーを取り付けて、状態をモニタリングするようなシステムが考えられます。
なるほどね。そのシステムの参考ってどんなものがあるの?
小規模な産業向けIoTシステムの例として、センサーを使った設備の状態監視や生産ラインの効率化が挙げられます。
これにより、ギアルタイムでデータを収集し、分析することで、生産性の向上やコスト削減が期待できます。
なるほどね。ちなみに、現場が嫌がった場合ってどのように説得したらいい?
ダウンタイムの影響と予知保全
現場の理解を取るためには、IoT導入のメリットを具体的に示すことが大切です。
例えば、作業の効率化や安全性の向上、負担軽減などを具体例を交えて説明し、実際の効果を示すと良いでしょう。
なるほど。ちなみに、具体的な例を1個だけ挙げてくれない?
例えば、温度センサーを導入することで、設備の異常温度を早期に検知し、故障を未然に防ぐことができます。
これにより、メンテナンスの効率が上がり、予期せぬダウンタイムを減らせるため、現場の負担も軽減できます。
なるほどね。ちなみに、ダウンタイムって、一般的な工場で平均でどれくらいあるの?
製造業におけるダウンタイムは、平均で年間800時間、週あたり約15時間以上失われるとされています。
なるほどね。それで、だいたいどれくらいの機械損失が生まれている?
ダウンタイムによる機械損失は、業種や規模によりますが、1時間あたり数千ドルから数万ドルにもなることがあります。
年間で考えると、相当長くの損失になることもありますね。
なるほどね。ただ、僕日本人だから、ドルって言われてもピンとこないんだ。日本円にしてくれる?
1ドル約149円なので、ダウンタイムによる機械損失は、1時間あたり数十万円から数百万円にもなります。
なるほどね。それは、予知保全を得る価値が非常に高いね。ありがとう。
そうですね。予知保全は非常に有効です。また何かあれば、いつでも聞いてくださいね。
ありがとう。また、ポッドキャストの相手になってくれるかな?
もちろんです。いつでもお手伝いしますので、また声をかけてくださいね。
ありがとう。高橋君。
それでは、次回もFAラジオでお会いしましょう。お相手は高橋クリスでした。皆さん、素晴らしい一日をお過ごしください。
バイバイ。
