生産技術

工程設計

工程設計とは、製品設計情報に基づき、製品を作るために最適な素材や生産資源を選定し、製品が完成するまでの生産工程を計画・設計するプロセスです。つまり、「ものの作り方を設計する作業＝ラインデザイン」です。具体的には、図面や設計データをもとに、必要な材料や部品、生産設備、人員配置などを決定し、効率的かつ高品質な製造プロセスを構築する作業を指します。

横河マニュファクチャリングでは、開発部門と生産技術部門が密接に協力し、製品開発の初期段階から品質、コスト、生産性に関する問題点を検討し、最適な生産体制を確立しています。真っ白なキャンバスの状態から様々な検討を重ねて生産ラインを作り上げていく0→1の作業になるので、アイデア次第でやり方は無限大に広がる面白さを秘めています。

事例紹介

流量計生産ライン

YOKOGAWAの主力製品である流量計とは、気体、液体、蒸気、粉粒体などが管路や溝を単位時間あたりに流れる量を測定する計測器です。様々な測定目的や測定条件に対応するため、YOKOGAWAでは複数のラインナップを取り扱い、それに対応できる生産ラインを構築しています。

ピッキング装置（伝送器ライン）

製品や仕様に応じて必要な部品を自動的に選別して緑色のランプが光り、間違ったものをピッキングすると赤色に光ります。部品の種類や仕様に基づいて、適切な部品を効率的に取り出すことで、作業者の負担を軽減し、作業ミスを防ぐことができます。

設備設計

設備設計は、製品の生産に必要な生産設備や検査装置を設計するプロセスです。工程設計で計画された生産プロセスを実際の作業に落とし込んで必要な設備や治工具（製造をサポートする道具）を設計し、生産ラインの効率を最大化させます。

横河マニュファクチャリングでは、新製品向けの生産設備開発はもちろん、既存の製造ラインの改善にも力を入れ、品質、コスト、そして生産性の向上を目的とした新しい設備を開発し、YOKOGAWAグループの製造プロセスを支えます。必要な機能を満たしつつ、自分のアイデアやセンスを設計やデザインにどんどん取り入れ、目に見える形になることが、設備設計の面白さであり、やりがいです。

事例紹介

梱包設備（完成組立ライン）

出荷前製品の梱包作業をより効率的に行うための設備です。梱包する製品によって、使用する梱包箱を作業者に指示し、適量の梱包材を自動で供給します。また、使用する梱包材は紙を使用し、環境負荷軽減に貢献しています。

入出力補正装置（カプセル検査ライン）

指定した圧力パターンで製品に圧力を加えながら、製品の周波数を測定し、算出された補正係数を製品に書き込むことで製品ごとの特性に補正をかける装置です。1度に5台まで対応できるため、作業者の工数の削減に繋がっています。

レーザー溶接設備（封入ライン）

数百種類以上の溶接パターンを各製品にあった条件で溶接を行います。溶接条件は製品QRコードで管理され、作業者はコードを読み取るだけで呼び出すことができます。この装置の導入により、不良品の削減に貢献し、日当たりの生産台数も約1.4倍になりました。

レーザー切断設備（ダイアフラムライン）

金属のシートをレーザーで切断し、製品で使用するパーツに加工しています。従来、何十kgもある金型を使用して加工していましたが、金型レスになるとともに重量物の段替えが不要になり、作業者の負担軽減に繋がっています。

要素技術

要素技術とは、製品の製造や生産プロセスを支える基本的な技術や技術的手法のことです。要素技術の例として、材料技術、加工技術、自働化技術、制御技術などが挙げられます。これらの要素技術は、製品の品質、コスト、生産性に直接的な影響を与え、製造業の競争力を決定づける重要な要素です。

横河マニュファクチャリングのものづくりにおいても重要になる技術の一つです。弊社の要素技術には機械加工技術、熱処理技術、表面処理技術、成型加工技術、さらには評価・解析手法などがあり、高品質、高効率、低コスト、環境にやさしいものづくりを目指した要素技術開発を行っています。要素技術開発には数年かかるものもありますが、ものづくりの革新に日々取り組んでいます。
 

事例紹介

新生産プロセスの確立 (封着ライン:ワークに酸化膜をつける、ワークとガラスを封着するライン)

【Before】

旧ラインは、ハーメ切削自働化ラインの後工程として①水素処理②酸化膜形成③組付け④ガラス封着の4工程があり、それぞれで仕掛在庫を持っていました。そのため、リードタイムが72時間、大量の仕掛在庫、設備の老朽、と様々な改善点がありました。

【After】

新ラインでは、新たな熱処理方法として、IH技術による熱処理に挑戦しました。真空置換技術とIH処理で、ワークを直接加熱することにより、新生産プロセスの見通しが立ち、処理条件を変えて試作・評価を繰り返すことで、IHによる熱処理方法を確立しました。
これらの要素技術開発と自働化により、リードタイム72時間→3時間の新ラインを立ち上げ、大幅な省人、品質の安定、仕掛在庫の削減を実現しました。

自働化

横河マニュファクチャリングでは安定した品質、効率的な生産、低コスト、環境にやさしい工場を実現するため自働化を推進しています。

一般的に工場の自動化とは、ロボットやシステムを導入することにより、従来人が行っていた作業を楽に、または無人で作業できるようにすることを言います。YOKOGAWA では更にこれに人を加え、“自働化”と表現し、異常や不具合を発見する人の働きまでを機械に置き換えることを信条としています。

弊社はプラントやインフラなどの厳しい環境で使用される機器を製造しており、それらの製品寿命は長いもので30年を超えます。そのために、このような製品を生産する自働化設備にも厳しい品質管理が要求されます。弊社は、自働化設備の企画構想、設計、量産工程の立ち上げまでを一貫して自社で行うことで、YOKOGAWA品質を実現しています。
 

自働化設備ができるまで

1. 仕様検討・構想設計

自働化の検討では、まず現場の課題を見つけ出し、現場のニーズをヒアリングして、課題点を共有します。その後、ヒアリング内容を基に構想を練り、YOKOGAWA品質を実現し、最も効率的に生産できる仕組みを検討します。長年培ってきた技術力と技術者のひらめきが生かされます。また近年では、AI・ロボットなどの最新技術を活用した先進的な自働化にも取り組んでいます。

2. メカ・エレキ設計

要求仕様に従い、設計フェーズへ移行します。異常や不具合を発見できる仕組みを盛り込み、安全で使いやすい設計をします。環境に配慮したエネルギー効率の高い部品の採用により、環境負荷低減にも貢献します。それぞれの仕様に応えた設計で実現される自働化設備は、YOKOGAWAオリジナルの設備です。

3. ソフトウェア開発

ソフトウェア開発は、組み立てが終わった装置に息を吹き込む仕事です。弊社の自働化設備では、高速で安定した制御を実現するYOKOGAWA製のPLC（Programmable Logic Controller）を採用しています。製品ひとつひとつに個体識別番号を割り当て、製造時の生産情報を紐づけることによりトレーサビリティを担保します。また、それらの情報の可視化により、品質改善につなげます。

4. 試運転・生産開始

装置が完成したら試運転を行います。企画構想、設計、立ち上げまでを一貫して自社で行っているからこそ、YOKOGAWA製品に求められる厳しい製品品質を満たすことができます。また、設備稼働開始後も継続的に改善活動を行うことで、高品質・高信頼性を追求しています。

事例紹介

自働めっき装置

製品に組み込まれる電気部品にめっきを施す自働化設備の製作事例です。

【Before】
旧ラインは設備導入から約30年経過しており、安定した稼働と品質向上のため設備を更新する必要がありました。また、めっき処理に関わる複数の工程が離れた場所にあったため、工程間での製品の在庫と滞留が発生していました。
 

【After】
新ラインでは、離れていた工程を集約し、自働化による一気通貫ラインを構築しました。結果として、品質の向上はもとより、設備能力150％向上、リードタイム30%短縮、7名の省人（9名→2名）、仕掛在庫の削減などの様々な効果が実現できました。また、薬液の削減、使用エネルギー70%削減を達成することにより、環境負荷軽減・省エネにも繋げることができました。
 

DX (Digital Transformation)

ものづくりの現場におけるDXとはデジタル技術で従業員の業務、生産プロセス、風土をより良いものへと変革することです。工場内のあらゆる機器をデジタル化し、可視化、分析、変革により、生産性が高く効率的な工場「Smart Factory*」の実現を目標としています。

横河マニュファクチャリングでは、横河グループの生産機能を持つすべての拠点の加工、検査、組み立て、運搬、物流領域だけでなくそれを支える業務に対してもデジタル技術を活用し、従来人でしかできなかったことを自働化、さらには自律化することで劇的に生産性や業務効率を高める「Internal DX*」が活発に行われています。

現在はQuality / Delivery / Costを高める活動を通じて工場のあらゆる事象をデジタル化、収集されたデータの可視化、データを安全かつ安心に扱えるようにするためのセキュリティ強化などを進めています。活動は国内拠点にとどまらず、海外拠点へも及びます。

新技術を積極的に取り入れていくことがDXを進める鍵であり、好奇心や向上心が刺激される、挑戦的な取り組みです。

※Smart Factory : 可視化による生産性改善だけでなく、設計、製造、保守などプロセス全体のDXを行った工場のこと。　

※Internal DX ： 横河グループ内部へ働きかけるDXのこと。外部へ働きかける場合はExternal DXという。

横河グループのDXビジョン

事例紹介

工場効率化ソフトウェア開発、データベースのインフラ構築

従来から行っていた手作業を自社開発のソフトウェアでデジタル化することで、業務効率の改善を図っています。現場との距離感が近く、本音のフィードバックを聞くことができる一歩踏み込んだソフト開発が特徴です。横河グループの生産工場すべてに導入できるよう、各拠点の独自性を最小限に抑え、標準的に活用できるソフト開発により導入のスピードアップを意識しています。

また、「IT/OTの融合」をテーマにインフラ構築も進めており、工場から取得するOT情報とIT情報を結びつける場としてデータの効率的活用を目指します。バラバラに存在した情報の関係性が明確になることで新たな視点でデータを活用が可能になります。

BIツールによる見える化

工場で稼働している装置やソフトウェアから出力される多種多様なデータを、BIツールの活用によりリアルタイムに可視化、監視しています。さらに、収集したデータを分析することによって生産性向上、業務効率化へ向けた課題解決の糸口となります。また、生産にかかわるデータの活用に加えて人の動きや金額などをデータ化し、可視化や分析を進めることで経営判断に直結するデータドリブンな動きを可能にしていきます。
IT-OT、直接-間接、国内-海外すべてのデータがひとつのツールで見えるようになることにより、会社の全体像が可視化され全体最適な改善活動に繋がります。

ERP運用サポートや構築検討、工場セキュリティ強化

横河グループ全体で共通のERPを導入しています。問題があった際には横河マニュファクチャリングとして各種問い合わせに迅速に対応し、スムーズな生産活動とロスの低減に貢献してきました。その知識やスキルを使ってDXに対応する次期ERPの導入におけるグローバル仕様も構築を完了させました。

また、工場内の機器や生産を守るための工場セキュリティ強化活動も推進しています。DX化のためにさまざまな機器をネットワークに接続すると、マルウェアなどの感染リスクを増大させることになります。工場や生産を守りつつ、DXがスムーズに進むように、進化する機器や新規通信に対して拡張性を考慮したインフラ構築を行っています。