インダストリー4.0という概念は数年前からありましたが、スマートな製造業への移行が現実味を帯びてきたのは、ソフトワライゼーションとコネクティビティの進化によって、ごく最近のことです。
インダストリー4.0という概念は数年前からありましたが、スマートな製造業への移行が現実味を帯びてきたのは、ソフトワライゼーションとコネクティビティの進化によって、ごく最近のことです。
5Gは、従来のB2Cに加え、B2Bバーティカルに特化した機能を含む第一世代のモバイルセルラー技術でした。5Gが進化し続ける中、様々な垂直産業は、将来の標準に自分たちの要件が対応できるように、3GPP仕様の開発に参加し始めています。
図：2019年からの3GPP本会議出席者は、ベンダーやオペレーターに加え、さまざまなバーティカルメンバーが参加した。
5Gとスマートマニュファクチャリングの組み合わせにより、短期間でカスタマイズされたソリューションを生み出す生産の柔軟性や、リモートで設定・監視できる自律的なオペレーションが可能になり、全体の生産性の向上や品質の安定につながります。
プライベート5G（P5G）ネットワークは、他の接続技術に比べて低遅延、高信頼性、セキュリティの向上に加え、多くのメリットをもたらすため、すでに産業界で試行、テスト、導入が進んでいます。様々なアナリスト会社の予測によると、スマート・マニュファクチャリングの市場規模は、2030年までに5,000億米ドルを超えるとされています。
試行が成功し、本番になればなるほど、その学びはメーカーの信頼につながり、最終的な市場規模は現在の予測をはるかに上回るものになるかもしれません」。
P5Gネットワークの初期試験と展開により、機械、デバイス、人の間の通信をより速く、より効率的に、より信頼性の高いものにすることで、製造業をいかに効果的に変革できるのか、多くの学びが得られました。ここでは、P5Gがスマートな製造業を支援する方法をいくつか紹介します：
全体として、プライベート5Gネットワークは、メーカーが生産性を向上させ、コストを削減し、製品品質を向上させることで、グローバル市場での競争力を高めることができます。
ここでは、P5Gがスマートマニュファクチャリングに活用されている実例を紹介します。
P5Gネットワークは、すでに自動車製造の最適化に向けて試行されています。その理由と長期的な影響をご紹介します。
課題自動車の製造では、部品の製造や組み立ての際に一貫性が求められます。小さなばらつきがあると、品質が損なわれ、その結果、作られた仕様に合わない製品ができてしまいます。生産ラインを中断させないために、あらゆる種類の不具合をリアルタイムで特定し、迅速に対処する必要があります。また、品質を保証するために、長期間にわたって劣化のない信頼性の高い動作が求められます。
ソリューションです：5G接続により、撮影されたすべての画像とデータのリアルタイム分析が可能になり、機械の最適なパフォーマンスを確保し、不具合をなくすことはできないまでも、減らすことができました。AIベースの予知保全は、低遅延接続の利点を活かして欠陥を発見し、ダウンタイムを削減します。拡張現実（AR）および複合現実（MR）技術により、あらゆる工場設備の遠隔保守のサポートが強化されました。
結果P5Gネットワークにより、物理的なケーブルが不要になったため、柔軟性が増し、ケーブルの問題によるダウンタイムが減少し、異なるモデルで動作するように生産ラインを再設定するのに要する時間が短縮されました。同時に、工場の現場でタスクを実行するための既存の機能を満たし、より新しいユースケースを展開する可能性を導入しました。
教訓を得た：P5Gは、製造業がインダストリー4.0の原則を採用できるようにする上で、大きな役割を担っています。高データレート、超低遅延、超高信頼性、セキュリティ強化などの5G機能は、自動化、迅速なカスタマイズのための柔軟性、一貫した品質を可能にします。プロセスが洗練され、新しいユースケースが特定されるにつれ、P5Gが貢献できることは、今後さらに増えていくことでしょう。
航空機メーカーは、製造業務のデジタル化、遠隔検査、遠隔支援、ARやMRを活用したトレーニングなど、さまざまなユースケースでP5Gネットワークの利用を検討するようになってきています。
チャレンジ航空機の製造において、コネクティビティは重要な役割を担っています。大規模な敷地、巨大な格納庫、免許不要の無線帯域での干渉のため、これまで以上に多くのツールや機械を接続することは大きな課題となっています。さらに、高度なマニュアル作業からより自動化された作業への移行に伴い、作業や機器の状態をリアルタイムで追跡する必要があります。
ソリューションです：P5Gネットワークは、多数のデバイス、工具、機械、車両、スペアパーツを接続するために、広域で信頼性の高いカバレッジを提供することにより、これらの課題のすべてではないにしても、その多くを解決することができます。さらに、P5Gネットワークは、厳密なセキュリティ、プライバシー、データ保護を提供します。
結果を出しています：P5Gはすでに、航空機メーカーの各拠点でさまざまなユースケースを実現しています。テストデータは、5Gで素早くアップロード/ダウンロードできます。AR/MRヘッドセットにより、複雑なマニュアルをタブレットや物理的に持ち運ぶ必要性が減りました。自動搬送車（AGV）を使って、格納庫と現場の間で部品を移動させ、リアルタイムでビデオストリームを流して確認することができるようになりました。協働ロボット（コボット）は、製造を加速させるために働くことができます。ドローンによるリアルタイム検査で、より速く、より正確な機体の検査ができる。
学んだことP5Gはすでに多くのユースケースに対応していますが、マルチサイト展開の主な課題は、周波数帯の利用可能性です。各国の周波数帯域が調整されていないため、すべてのサイトで同じ無線と最適化を使用することはできません。いずれにせよ、現在のP5Gのユースケースは、現在では表面をなぞったに過ぎず、5Gの機能により、最終的にWi-Fiから5Gに移行するユースケースは、さらにいくつか存在することになります。
東南アジアの大手事業者は、多国籍製造業とP5Gソリューションを導入し、生産性を向上させることができるかどうかを検討しました。
課題：製造工場では、いくつかの問題が生産性を低下させる大きな要因になっています。その一つは、工場内の機械の移動と再構成であり、もう一つは、不適切な構成に起因する故障によるものです。さらに、リアルタイムで機械の監視やメンテナンスを行うためには、信頼性の高い接続が必要です。
ソリューションです：P5GベースのIoTスマート製造ソリューションにより、製造工場はリアルタイムでデータを収集・分析し、機械の動作に関する最新情報を即座に提供できるようになりました。AR/VRベースのトレーニングソリューションにより、より多くの人が機械について学ぶことができ、リアルタイムでデバッグすることができるようになりました。機械に搭載されたセンサーにより、機械の遠隔監視や位置のトレーサビリティが可能になり、製造品に搭載されたセンサーにより、製造から出荷までの道のりを追跡できるようになりました。
結果を出すことができました：P5GベースのIoTスマートマニュファクチャリングソリューションにより、製造工場は報告書作成などのタスクを削除し、工場現場での作業に人員を割くことで生産性を向上させました。トレーサビリティにより機械の稼働率が向上し、現場作業員のトレーニングによりスキルが向上し、機械の操作方法を知らないことや誤った設定による予定外のダウンタイムが減少しました。
教訓を得た：異なる国に生産ラインを持つ多国籍製造工場では、スマートマニュファクチャリングは、一度導入してテストした後、他の国でもプロセスを再現するのに役立ちます。分散した地域でリアルタイムのサポートを受けることができ、年中無休でいつでも問題解決をサポートすることができます。
P5Gネットワークの本格的な普及を阻む唯一の現実的な課題は、P5Gネットワーク用の周波数が確保できないか、地域によって周波数が異なるため、異なる無線ハードウェアやデバイスを購入し、地域ごとに同じ厳しいテスト段階を経なければならないことです。
プライベート5Gは、今日産業界が直面している多くの課題を解決する上で計り知れない可能性を秘めている。すぐに導入できる既成のソリューションはありませんが、ニーズや要件に合わせてオーダーメイドのソリューションを構築するチャンスはあります。私たちがどのようにお客様のお役に立てるか、ぜひお問い合わせください。
