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1.研究分科会の位置づけ・目的・活動概要 2.サプライチェーンWG活動報告 3.スマートマシンWG活動報告 4.ヒューマンセントリックWG活動報告 5.全体まとめ・今後の活動
講演内容
0
2018年3月14日 (2018/7/30 rev 1.1)
日本機械学会 生産システム部門 つながるサイバー工場研究分科会CPPS活動報告
2018 Spring サイバー空間へつながるモノづくり像(公開用)
研究分科会の位置づけ・ 目的・活動概要
日本機械学会/つながるサイバー工場研究分科会CPPS
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee 1
つながるサイバー工場研究分科会:背景・目的
【背景】
• 製造業におけるCPS(CPPS)の議論を進めていく中で、日本がその強みを活かして将来的にものづくりで戦っていくためには、Industry 4.0, IIC 等に対する技術ビジョン、ものづくり戦略を打ち出していかなければならない。
• IoT、AI、Robotics などの要素技術が進展する中、CPPSとは何か、どのような方向で技術探求を進めていくべきか求められており、その指針を打ち出す必要がある。
• CPPSの適用が期待され、拡大が叫ばれる中、CPPSの可能性や将来ビジョンについては、技術的な方向性や展開指針が明確に打ち出されていないのが現状である。
【本研究分科会の目的】
• 本研究分科会ではCPPSとは何か,そのコンセプトと位置づけを明確にするとともに,それを支える要素技術を明らかにすることを目的とする.
• その際,2040年の生産システムを予測し,CPPSにおいて現状との技術的な差をバックキャスティングし,将来に向けて必要な要素技術を明確にする.
• さらに,Industrie4.0,IIC等を推進する欧米とは異なる日本のものづくりの本質的な強さを意識し,今後の要素技術の展開,また,製造業の展開を視野に入れ,CPPSのリファレンスモデルを提示する.
2 Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee
3
つながるサイバー工場研究分科会:活動指針・活動期間・メンバー
【活動指針(戦略)】 本分科会は技術の視点で調査と探究を行い、CPPSの展開に向けての技術ビジョン提示を担う。 活動は技術調査、ビジョン策定を中心として、個別テーマ毎に専門家による講演と、参加メンバーのディスカッションによるビジョン策定を積み上げ、最終報告書へ盛り込んでいく。 参加メンバーは基本的に本領域に知見を持つ専門家で構成される少人数制とし、講演と連携するディスカッションで円卓会議を実施する。 【活動期間】 2016年6月~2019年3月(当初2年計画(2018年3月まで)を1年延長) 【メンバー】 主査:日比野浩典 東京理科大学 日本機械学会生産システム部門 94期部門長 幹事:中村昌弘 レクサー・リサーチ 則竹茂年 豊田中央研究所 顧問:西岡靖之 法政大学,IVI理事長 参加:約40名(産学官) 学:東京理科大、東京大、大阪大、神戸大、法政大等 官:経済産業省、“(国研)産業技術総合研究所”、ロボット革命イニシアティブ(RRI) 産:自動車、電器、情報、設備等の産業 パナソニック㈱、㈱東芝、横河マニュファクチャリング(株)、㈱日立製作所 日産自動車㈱、㈱デンソー、㈱ジェイテクト、矢崎総業㈱ ㈱安川電機、㈱ニコン、川崎重工㈱、 CKD㈱、オムロン㈱、㈱NTTデータ、 富士通アドバンストテクノロジ㈱、マツダ㈱、日本電気㈱
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee
本分科会と他の研究活動との位置づけ
4
IVI RRI
IoT推進ラボ
日本機械学会
生産システム部門 つながる工場
研究分科会
活動モデルの追及と 適用検証
技術ビジョンと 技術検証
METI
広く産業界
つながるサイバー工場 CPPS研究分科会
技術ビジョン提言
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee
生産システムを取り巻く環境
5
生産 システム
社会 環境
基盤 技術 環境
技術 環境
自然 環境
国際 環境
労働 環境
サステナブル生産 省エネルギ生産
Industire4.0 デジタルエンジニアリング シミュレーション AM技術 MEMS技術
グローバル生産
変種変量生産 需要同期生産 垂直立ち上げ
少子高齢化対応生産 自動化生産 セル生産 作業者中心生産 技能継承
ICT IoT スマート技術
国際分業化と協力 グローバリズム 先進国と開発 途上国の調和 先進国の和 開発途上国間の問題
総人口の減少 年齢構成の変化 労働時間の短縮 労働の質の変化
ニーズの多様化 個性の表現 価値観の推移 伝統、文化の価値
地球温暖化 資源の節約 エネルギの限界 自然の生態系との調和
エンジニアリングチェイン効率化 サプライチェイン効率化 製造業のサービス化 固有技術の進化
ICTの発展/ソフトウェアの充実 自動化技術・安全技術 知能化技術 集中技術→分散技術
ものづくり
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee
CPPSに関する本質的認識の議論
6
CPPSモデル ものづくりシステムコンセプト
◆CPPSは,生産システムを対象としたCyber Physical System.
◆ CPPSは,現実世界であるPhysicalとコンピュータ上の仮想世界のCyberを連携して,ものづくりにおいて新たな価値を創造するものづくりマネジメントのためのシステム技術
◆ Physical世界とCyber世界間の転写率が高まるとCyber世界において,システムの振る
舞いの予測精度が進展し,様々な意思決定の精度が高まり,かつ,意思決定の規模・範囲が大きくなり,エンジニアリングチェーンやサプライチェーンにおける効率化が進むと考えられます.
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee
AI型 意思決定
CPPSの活用期待
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee 7
要素技術とCPPSモデルの関係
Energy
AI
OR
IE
Scheduling
Control/PLC
MRP CAD
CAE
BOM
Sensing U/I
Logistics
Quality
サプライチェイン
エンジニアリングチェイン
TQM 5S
Network
ショップフロア マネジメント
Cloud Simulation
MES
TPM
Robotics
M2M
Big-data Analysis
Reference Model
Costing
Machining
CPPS
8 Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee
CPPSの活用期待と要素技術の関係
Energy
AI
OR
IE
Scheduling
Control/PLC
MRP CAD
CAE
BOM
Sensing U/I
Logistics
Quality
サプライチェーン
エンジニアリングチェーン
TQM 5S
Network
ショップフロア マネジメント
Cloud Simulation
MES
TPM
Robotics
M2M
Big-data Analysis
Reference Model
Costing
Machining
スマートマシーンCPPS
9
サプライチェーンCPPS エンジニアリングチェーン
CPPS
ヒューマンセントリックCPPS
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee
10 2
S/C
E/CSmartmachine
HumanCentric
(1)Vison
(2)Back Casting(3)Approach
(3)Approach (3)Approach
(3)Approach
Today
Future/Will BeModel WB1
Model WB2
Model WB3
Model WB4
(4)Tobe built
(4)Tobe built (4)Tobe built
(4)Tobe built
CPPSの狙い
Unify as Concept
予定調和
見えている技術
要求技術
ビジョンに対するバックキャストのアプローチ
Future technologies
by created forward casting
Future technologies
by created back casting
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee
ビジョンに対するバックキャストのアプローチ活動
11
2
S/C
E/CSmartmachine
HumanCentric
(1)Vison
(2)Back Casting(3)Approach
(3)Approach (3)Approach
(3)Approach
Today
Future/Will BeModel WB1
Model WB2
Model WB3
Model WB4
(4)Tobe built
(4)Tobe built (4)Tobe built
(4)Tobe built
CPPSの狙い
Unify as Concept
予定調和
見えている技術
要求技術
STEP1:2040年ものづくり像の創造
Type0, 1, 2の商品カテゴリ別
SC、SM、HCの将来像を創造
STEP2:現状とのギャップを埋める
技術ロードマップの作成
STEP3:CPPS要求仕様の明確化
STEP4:CPPS実現に向けた
技術ロードマップの作成
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee
ビジョンに対するバックキャストのアプローチ
• 2040年のビジョンの仮定
• 各WGの範囲で上記の3タイプについて、議論した。
12
Type 0 Type 2 Type 1
S/C
S/M
E/C
H/C
Type 0 従来の⼤量生産型の発展
Type 2 中間としてのマスカスタマイゼーション
Type 1 徹底的な個別対応の⾼度化
▶ 製造難度が⾼く寡占化されるもの
▶ 希少リソース(⾼度設計・製造知識、⾼額
設備投資、巨⼤顧客D/B)が不可欠で寡占化されるもの
▶ 素材や部品レベルのもの
▶ 消費者からの選択肢が極めて少ない
▶ セミオーダー品でモジュールにより 完成するもの
▶ 消費者からの選択肢が多い
▶ 個人差要求(身体的・認知的特徴、
感性等)が⼤きいもの
▶ 消費者からの設計に基づき、製品を構成する部品の製造を指示・提示可能
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee
WG毎のCPPSの視点
13
スマート マシーン CPPS
サプライ チェーン CPPS
エンジニアリングチェーン
CPPS
ヒューマン セントリック
CPPS
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee
サプライチェーンWG 活動報告
日本機械学会/つながるサイバー工場研究分科会CPPS
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee 14
2040年のサプライチェーンCPPSのイメージ
15
Optimization
AI
サイバー上での最適なシステム&データ連携
リアルな サプライチェーン
日本 アメリカ EU 中国 インド
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee
サプライチェーン進化の方向(仮説)
16
1. 効率的なサプライチェーン
2. レジリエント・サプライチェーン
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee
17
サプライチェーン進化の方向性(チェーンの形視点)
■ SCは設計情報発生源によって分化し最適化される ■ 資源・環境維持の価値観の重みにより設計情報発生源が限定される ■ 構成軸,物流軸,変動軸によって8象限に定義
浅
深
構成軸
短
長
物流軸
8象限のイメージ
静
動 変動軸
構成軸:製品構成情報のつながり 物流軸:SCの長さ 変動軸:固定的SCか動的SCか
Type0 信頼性・資源・環境 が重視され固定的 長く深い連鎖に Type1 多様性・CPG 個の価値観が重視 され,神出鬼没の 短い浅い連鎖 Type2 モジュラー・メーカーズ モジュラー化によって 地産地消が極度に推進 短いが深い連鎖に Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee
技術課題
18
サプライチェーンの進化
効率的なSC レジリエントなSC
SC構造(フィジカル) SC構造(サイバー) 市場取り込み 不具合・災害
生産連携(同期)
物流・マテハン自動化
データ基盤
スマート活用 需要DB 不具合・災害予知
コンテナロボット
荷姿規格化
MES・ロジ連携
工程・ロジ連携
PLM-PF
IoT非構造化DB
品質DB
需要推定AI 不具合検知
不具合予測 災害予測
生産・ロジ統合シミュレーション
サイバー&フィジカルSC最適化 バーチャル企業情報統合活用 市場/資源を考慮した生産物流最適化
MR連携
技術要素にブレークダウン
物流シェア
部品最適流動化
トレサビ
自動操作
スマートな 企業間連携
カテゴリ分け
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee
スマートマシンWG 活動報告
日本機械学会/つながるサイバー工場研究分科会CPPS
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee 19
Smart Machine Will Be?
ID付与/メモリ /データ処理 /コミュニケーション
プレス 圧着機
電線カッター
樹脂成型機
実装機
ロボット(多軸、スカラー)
検査機
情報機器(アンドン、センサー)
搬送機器(コンベア、リフト)
冶具、ツール、型、工具
2018年時点のマシンとは?
ポンプ 発電 エアー 熱
・・・
複合加工機
結局何をしている?
切削 研削
組付
付加
熱処理
ピック/プレース
整列
搬送 検査
溶接 研磨
塗装 洗浄
段取り
2040年に向けての進化は?
・・・
知能化
両極化
集中化 VS 分散化 グループテクノロジー
複雑加工 VS 専門加工
専用化 VS コモディティ化
ロスゼロ化
故障0ー完全予知保全 (可動率100%)
停止0ー設備シェアリング (経営稼働率100%)
廃棄0ー ユーティリティのリユース (廃棄物0%)
高速・高精度 VS 低速・こわれない
設備のどの階層まで知能化?
Smart Machineとは何か? 議論のポイント:
最適工程設計を誰が考える? 設備の方で自律制御?
部品在庫0ー稼働状況のサプライチェイン共有
データ収集、インターフェース、通信、モニタリング方法は?
スマートマシンWG 議論の主題
(2016年第1回目議論) Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee 20
製品、サービスの分類
21
Type 0 従来の⼤量生産型の発展
Type 2 中間としてのマスカスタマイゼーション
Type 1 徹底的な個別対応の⾼度化
▶ 希少リソース(⾼度設計・製造知識、⾼額
設備投資、巨⼤顧客D/B)が不可欠で寡占化されるもの
▶ 素材や部品レベルのもの
▶ 事業あたりの調達量が多いもの
▶ タイプ0とタイプ1に入らないもの
▶ アセンブリはタイプ1だが、デバイスはタイプ0のような組合わせのもの
▶ セミオーダー品でモジュールにより 完成するもの
▶ 個人差要求(身体的・認知的特徴、
感性等)が⼤きいもの
▶ 体験が消費されるもの
▶ タイプ0で要求される希少リソースが不要なもの
キーデバイス(CPU、メモリ等) 自動車 医療製品
鉄鋼、ベアリング 住宅、業務用施設 スポーツ・レジャー用品
シェアリング自動車 コンビニ、外食(チェーン店) 衣料、ファッション
宇宙機器 中食、弁当 教材、文具
化学素材 業務用調理機械 健康、睡眠
住宅用資材 業務用車両、船舶 趣味、嗜好品
⾼精度金型 一般家電、PC ⾼級家具、家電
航空機部品 民生用ロボット 職人用工具
セントラルキッチン モジュール化された産業用機械 安全・衛生用品
データセンタ 住宅リフォーム ペット用品 Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee
生産システム 進化の方向性
生産数 (Qty)
製品種類(P)
Type0
Type2
Type1
Development of “Ultimate Mass Production” Zero QCDE Loss
Development of “Individualization”
Development of “Mass-Customization”
従来型生産の進化による QCDEロス無き世界
徹底した個別対応による 顧客価値提供の世界
現在より、はるかに安価で 多様な生産システムを即座に 構築することが可能な世界
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee 22
現在 2040年
・各社が生産を行うために設備を保有し、 『工場』を形成している。
・同じような加工を行う設備でも、各社 各々が保有、管理している。
・各社が『設備』を保有することがなくなり、 各社の『工場』がなくなる。
・同じような加工を行う設備が集約され、 設備のコミュニティが形成される。
A&C社 (製造受託サービス)
B&C社 (製品設計・サービス)
発注 製品
A社 B社
C社
設計が 強い
製造技術が 強い
購入・販売
購入・販売
ものづくりの変化:Type 0
購入・販売
複数の企業での 4Mシェアリング
従来の⼤量生産型ものづくりが発展し、世界規模でのアセットシェアリングが進む
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee
23
CPG
現在 2040年
※ビジネスとして成立していない
・企業毎に技術がクローズで商品設計、 生産準備は各社が独自に行っている
・製品設計情報はブラックボックス
・設計データは工場で物質に転写される
・オープンなサイバープレイグランド(CPG)上で 世界中のデザイナーが、設計、量試をしている
・製品設計情報はフリー or 課金制
・設計データは顧客に最も近い場所で転写され 待ち時間が限りなく少なくなり、リードタイムの 概念は事実上無くなる
徹底的な個別対応の⾼度化、オープンコミュニティにおけるミニファブが拡⼤
ボクセル
デザインアーキテクチャ
CPPSとCPGの関係性
ソリッド サーフェス 等
サイバー
フィジカル 私(プライベート)
公(パブリック)
私(プライベート)
CPG
加工
切削 研削
プレス 成形
積層・ 自動化
フィジカル
公(パブリック)
CPPS サイバー
境界が曖昧に
ものづくりの変化:Type 1
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee
24
熱処理 切削 研削
AM
組付
ピック/プレース
整列
溶接 バリ取り
段取り
検査
塗装 洗浄
熱処理 切削 研削
AM
組付
ピック/プレース
整列
溶接
バリ取り
段取り 検査
塗装
洗浄
機械A
機械B 機械C
機械D
マスカスタマイゼーションはモノファンクションマシン群の有機的結合による 多様な生産システムにより実現
現在 2040年
複雑機能の単一マシン化
・単一のマシンで、複数の複雑な機能を実現
・⾼コスト化
・品種の多さで競う
・コンポーネント数の爆発
・使ってない機能は遊休
単一機能の自律化、有機的結合によるスマート化
・単一機(モノファクンションマシン)
低コスト化、コモディティ化、省エネ コンポ―ネントのアトム化 フレキシブルな通信・インターフェース 使用履歴、ロングライフサイクル管理
・有機的統合システム
単一機の組み合わせによる多様なシステム 組合わせの複雑化、システム化
モノ ファンクション
有機的統合システム
ものづくりの変化:Type 2
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee
25
製品タイプとスマートマシンの関係
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee 26
モノファンクションマシンの有機的結合
モノ マルチ 機能数/マシン
マイクロ
メガ
B:Mega-Multi マシン
C:Micro-Multi マシン
A:Mega-Mono マシン
生産数/ マシン
D:Micro-Mono マシンの有機的結合 CPPS技術による対象範囲の拡⼤
切削 能力1
AM 能力1 AM
能力1
検査 能力1
洗浄 能力1
塗装 能力1
組立 能力1
切削 能力1
CPPS技術による単機能設備群の有機的結合により、 現在よりはるかに安価で多様な生産システムを 構築することが可能になる。
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee 27
※2 知能化、微細化、ネットワーク化、自律分散技術等によって 単一機能が集まり強く結びついて一個の全体を形づくり 各機能の間に緊密な統一と連関を形成
※1 ある時点における経済的合理性から見て、 それ以上分解する必要がない単一機能をもつ加工設備
フレキシブル 最小コスト & 消費エネルギー ⾼稼働率 安定稼働、安定品質 QCDEロスの極小化
モノファンクションマシンの有機的結合
CPPS技術による単機能設備群※1の有機的結合※2
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee
スマートマシンの2040年ビジョン
量産プロセスや物流の設計、動的最適化計算を担い、実行指示として発信
Mega-Mono
Mega-Multi
オープン設計情報の流通PF マーケットプレイス
CPG (Cyber Play Ground)
Supply Chain CPPS
スーパー デザイナー
スーパー クリエイター
自社ブランド発注
設計・デザイン・ シミュレーション
・バーチャル モックアップ ・構成、生準 ・BOM/BOP
Micro-Multi
CPPS-CPG連携による4種のスマートマシンの最適化
“Integrated” Micro-Mono
設計 企画 提案
小型の複合マシンは、 ミニファブなどヘビーユーザ、 及び地域グループで活躍 (CPG経由なしでも可)
実行指示、製品数量や種類によって モジュール型プロセスを即座に変更
メガファクトリーは、世界的な主従連合によりアセットを集約
超精密部品、 ニッチ部品 一品モノ生産
・最適調達、物流 ・最適生産SYS設計
ENG Chain CPPS
実現可能性、製品構成設計、原価、在庫計算
発注 発注
SoS インテグレーター
基幹部品 生産計画
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee 29
まとめ
現在より、はるかに安価で 多様な生産システムを即座に 構築することが可能な世界
2040年
Type0
Type2
Type1
2030年
2020年
従来型生産の進化による QCDEロス無き世界
徹底した個別対応による 顧客価値提供の世界
レガシー生産技術の ⾼度化
複合加工機の 計画系連携技術
MF単体の 自律制御
MF間の物理的 結合技術
MF間の論理的 結合技術
超汎用コンシューマー 向け製造装置
⾼速CPG連携 技術
エネルギーロスゼロ 稼働技術
加工対象とSmart M/Cのベストマッチング Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee
30
ヒューマンセントリックWG 活動報告
日本機械学会/つながるサイバー工場研究分科会CPPS
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee 31
素材 メーカ 工程 工程 工程
仕入先 メーカ
海外 関係会社 得意先
市場
製品企画
開発設計
工程設計
設備製作調整
Supply Chain
工場内
Engineering Chain
①工場内の人の活動 ②E/Cにおける人の活動
サプライチェーンとエンジニアリングチェーン
作業者 生産 管理者 デザイナー 技能者
クリエイター 生産技術者
e.t.c e.t.c
Shop floor
H/C WGで取扱う領域は、赤枠内の「人」の役割・活動
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee
人が推進するモノづくりの変化
Human
R&D
Human
R&D
Human
R&D
Human
R&D
Knowledge
Value creation
超人の誕生 ニーチェの言う、人知を集め、自らの 意思を以て創造的に行動できる人となる
Design
Complex Job
Small Job
System
System
System
System
Requirement
Requirement
Requirement
人の熟成度
未来のものづくり
CPPSの熟成度
Cyber Product Line
Cyber simulation
Value creation by CPPS
Cyber Meeting
Knowledge
Knowledge
知の集積を通じた 高度な価値創造活動へ
33
エンジニアリングの超人 生産の超人
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee
超人はシステム能力を発揮させ、創造の源となる
34
生産準備や編成計画の自動化、自律化
方向付けと意思決定
生産活動 by
CPPS
広い対応範囲 限られた範囲
能力に 限界
高い 能力
方向付けと意思決定
生産準備や編成計画
生産活動
受け身の立場で、勘と経験で全てを行なう
現在の人の役割 (狭い範囲で何から何まで対応する)
CPPS時代の人の役割 (広い範囲を総合した意思決定)
エンジニアリングの超人
Support Staff
生産の超人
CPPSを活用して、挑戦的に創造する
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee
2040年のものづくりにおけるH/C WG ビジョン
Type 0 従来の⼤量生産型の発展
Type 2 中間としてのマスカスタマイゼーション
Type 1 徹底的な個別対応の⾼度化
▶ 変化の主題
(キー・メッセージ)
▶ 従来型生産の進化によるQCDロス無き世界
▶ モジュール型知能設備群による生産最適化世界
▶ 徹底した個別対応による顧客価値提供の世界
H/C WG ビジョン
①生産に関わる様々な要素のナレッジ化、メソッド化を図り、 サイバー世界に 転写するとともに、上流・下流とのコミュニケーションにより価値創造する活動にシフト。 ②サプライチェーンとエンジニアリングチェーンとを融合したCPPSを自由に操り、 価値創造する『超人』を創出。
2040年のCPPSに対応するエンジニア像
グローバル戦略の中で、サプライチェーンのCPPS情報を活用し、最適な生産のしくみを構築する活動
⼤量生産用複合機群を活用して、カスタマイゼーション生産能力を⾼める生産ステム設計ができる活動
・小型万能複合機・新素材を開発・創造する活動 ・フレキシブル生産を実現する工法開発から、フレキシブル製品設計の可能性を提案できる活動
2040年のCPPSに対応する作業者像
・⼤量生産用単一機能設備、⼤量生産用複合機の稼働を最⼤にできる活動 ・安定した時間・品質で作業できる活動
・カスタマイゼーション生産能力を⾼める生産計画を意志決定する活動 ・生産指示に基づき、柔軟に生産実行する活動
・小型万能複合機の維持管理できる活動 ・場合によっては、匠の技能を持った活動。
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee
35
Type 0 活動する「人」の主な場
36
Engineering chain
Supply chain
Production
Market
生産準備での 全体最適化
生産、品質の安定性 を管理
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee
人/エンジニアリングの超人
人/生産の超人
Type 1 活動する「人」の主な場
37
Engineering chain
Supply chain Production
Market
顧客ベースで製造できる 製造方式の構築
自律製造方式を 補佐する役割
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee
人/エンジニアリングの超人
人/生産の超人
Type 2 活動する「人」の主な場
38
Engineering chain
Supply chain Production
Market
市場要求に動的に対応できる 製造方式の構築
市場要求に動的に 製造対応する 意思決定
人/エンジニアリングの超人
人/生産の超人
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee 38
TYPE2 2040年の世界(例)
39
Cyber世界
Physical世界
エンジニアリングの超人
作業者
知識支援系
作業支援系
情報収集支援系
管理支援系
ナレッジ
生産の超人
生産監視 システム
教育・ 作業指示 システム カン・コツ
気づきなど
品質・生産性 故障・エラー情報など
生産計画動的最適化システム
意志決定 生産工程動的 最適化システム
構築
生産工程 動的装置
設計
CPPS Physical世界を転写した仮想世界
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee
CPPS研究分科会 活動報告まとめ
つながるサイバー工場研究分科会CPPS
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee 40
2
S/C
E/CSmartmachine
HumanCentric
(1)Vison
(2)Back Casting(3)Approach
(3)Approach (3)Approach
(3)Approach
Today
Future/Will BeModel WB1
Model WB2
Model WB3
Model WB4
(4)Tobe built
(4)Tobe built (4)Tobe built
(4)Tobe built
CPPSの狙い
Unify as Concept
予定調和
見えている技術
要求技術
活動の進捗
STEP1:2040年ものづくり像の創造
Type0, 1, 2の商品カテゴリ別
SC、SM、HCの将来像を創造
STEP2:現状とのギャップを埋める
技術ロードマップの作成
STEP3:CPPS要求仕様の明確化
STEP4:CPPS実現に向けた
技術ロードマップの作成
進捗
委員会の様子
情報共有 by 経産省様
将来ビジョンシンポジウム with 独 I4.0訪日団
グループ討議
日独IoTフォーラム at Cebit 2017
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee 41
多様性(
柔軟性
)
全体の方向性 → 実現手段としてのCPPS
個々に最適化されたモノ・コトが、IoTデータを媒介に、 サイバー空間を通じてつながり、効率性と多様性を追求
上記の連携・最適化・意思決定システム全体をCPPSとして実現 =
・Type0: QCDEロス最小化を追及しつつも、 市場(文化)/材料/環境の 多様性にも順応 ・Type1: 消費者主導の多様化を優先しつ つ、社会通念上、QCDEが必須 ・Type2: Type0⇔Type1 を揺らぎながら、 スパイラルアップ的に発展
効率性と多様性の追求は継続
市場価値÷(1+α×QCDEロス)
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee 42
CPPSの世界
Optimization
AI
サイバー上での最適なシステム&データ連携
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee
各WGのキーメッセージ
サイバー空間を通じて、 モノファクションマシンの有機的結合(連動) による分散型生産システムの実現
サイバー空間を通じて、 個人や機械に閉じた知識・経験・情報を共有
サイバー空間を通じて、 製品構成情報と資源量を共有し、 最適資源分配とスマートな サプライネットを実現 世界資源の最適分配、ムダな輸送の削減
最適に機能特化した設備の 組合せで、複雑な市場変化に追従 (System of Systems)
人と人、人と機械の コミュニケーションによる 新しい働き方の実現
Copyright 2018 JSME/CPPS Research Committee 44
本分科会と他の研究活動との位置づけ
産官学の枠を飛び越え、他の機関への技術ビジョン提言を実施していく
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IVI RRI
IoT推進ラボ
日本機械学会 生産システム部門
つながる工場 研究分科会
活動モデルの追及と 適用検証
技術ビジョンと 技術検証
METI
広く産業界
つながるサイバー工場 CPPS研究分科会
技術ビジョン提言
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さいごに
最後までご清聴、ありがとうございました。
2018年度(最終年)も引き続き活動予定です。
1年後の最終報告をお楽しみに!!
より詳しい情報は、つながるサイバー工場研究分科会: CPPS (Cyber Physical Production System)(P-SCD397)のHPを参照願います。 https://www.jsme.or.jp/msd/sig/cpps/index.html ( ”日本機械学会生産システム部門”→”研究分科会” からたどることができます。)
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CPPS WG 2018 Spring 報告書作成主要メンバー
• 主査 日比野浩典 東京理科大学 • 幹事 中村 昌弘 株式会社 レクサー・リサーチ • 幹事 則竹 茂年 株式会社 豊田中央研究所 • S/C WG リーダ 古賀 康隆 株式会社 東芝 • S/M WG リーダ 槇原 正 パナソニック 株式会社 • H/C WG リーダ 杉浦 純一 横河マニュファクチャリング 株式会社 • S/C WG 澁谷 宗隆 日産自動車 株式会社 • S/C WG 杉西 優一 株式会社 日立製作所 • S/C WG 根井 正洋 株式会社 ニコン • S/C WG 増井 慶次郎 国立研究開発法人 産業技術総合研究所 • S/M WG 梅津 真弓 株式会社 安川電機 • S/M WG 上岡 洋介 シーケーディ 株式会社 • S/M WG 近藤 伸亮 国立研究開発法人 産業技術総合研究所 • S/M WG 下村 賢司 矢崎総業 株式会社 • S/M WG 堤 大輔 株式会社 日立製作所 • S/M WG 向井 康晴 株式会社 ジェイテクト • H/C WG 杉本 隆 パナソニック 株式会社 • H/C WG 砂口 洋毅 国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構 • H/C WG 田村 康訓 株式会社 デンソー • H/C WG 中野 信一 川崎重工業 株式会社 • H/C WG 森永 英二 大阪大学 • H/C WG 渡邊 嘉彦 矢崎総業 株式会社
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(主要メンバー、敬称略、WG順)
編集履歴
• 2018/03/14 rev 1.0
• 2018/07/30 rev 1.1
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