出于以上理由,我向本公司的“制造改革室” 成员下达了“制作自己想要的东西吧!”的指示。
我们公司没有IT部门,也没有具备专业知识的人才。但我们了解到,在气门导管生产线 中,正常/异常的信号可以进入信号塔(图1-2)。我们相信,可以依靠自己的力量制作出收集这些信号的“可动率 监视器”。
图1-2 信号塔
我们考虑系统应具备以下三个条件。
①无线连接
成为旭铁工的经营者后,我发现将电气安装工程委托给专业公司不仅会花费高昂的费用,还会因为专业公司的不重视导致工期推迟,这样的事情时有发生。因此,我们没有选择电气安装工程(铺设局域网电缆和延长电缆),而是决定采用无线连接的方式。
②智能手机
同时,我们也没有在办公室安装电脑等专用终端设备,一是因为这样做成本太高,二是因为我们想在现场进行数据调查。最终,我们采用了把数据传送到已经非常普及的智能手机上的方法。这样一来,既能节约成本,又能方便我们随时随地确认数据。
③云
我们公司内部已经有几个服务器在运行了。但是,使用专用服务器需要投入大量的初期投资和维护费用。而且为了收回投资部分,我们还必须在使用服务器的前提下思考问题。考虑到目前没有必要使用这些服务器,我们决定将数据收集到云上。
然而,当时我们并没有意识到,还有一点也会对成功与否产生重要影响 。
作为附加条件,我将第四个条件单独列出,供你参考:
④减少数据的种类
一开始就以收集多种数据为前提构建系统,会花费巨额的初期投资和运营成本。此外,漫无目的地收集数据往往会遗漏重要因素。在这种情况下,做一切都是白费工夫。因此,要尽量减少收集数据的种类。
如上所述,由于正常/异常信号会从生产设备中发出,进入信号塔,所以我们决定用电波模块发出信号。
我们改造了信号塔的布线,将这个电波模块插入其中。制作存放电波模块的壳体时使用的是3D打印机,但是3D打印机使用的材料价格非常昂贵,而且制作一个需要6小时,非常不经济。事后回想起来,我们认为当时没有必要专门制造这样的壳体……通过实践,我们明白了很多事情。
通过电波模块发出的信号由名为“树莓派” 的教育专用小型个人电脑接收,然后通过互联网上传到云端(图1-3)。
之所以使用“树莓派”,是因为它的价格非常便宜。我们从东京、秋叶原购买了实物和教程,一边阅读教程,一边让LED闪烁,尝试联网,反复试错。
图1-3 树莓派
事实上,前面提到的电波模块的使用方法,我们也是用同样的方法掌握的。在尝试的过程中总会找到突破口,这是我们实践过后才明白的道理。
历经种种曲折,我们手中最初版本的IoT系统——“可动率监视器”完成了。
【系统概要】
从生产设备中获得正常/异常信号。该信号从电波模块发送到配备有“树莓派”的接收器,在那里进行数据汇集,然后再经由互联网传至云端。上传后的数据可以通过智能手机查阅(图1-4)。
图1-4 第一代“可动率监视器”的结构
这个系统的大致结构到现在也没有改变。
图1-5为2014年年末,“可动率监视器”在智能手机中的显示情况。配合现场的时间段进行了时间分割(汇集时段),可以直观看到各个时间段内正确的移动时间和停止时间。
图1-5 “可动率监视器”的显示界面
俗话说:人解决不了自己看不到的问题。
最近,“可视化”越来越受重视,但只是看到并不能解决任何问题。无论是生产管理板,还是制造“可动率监视器”,仅停留在“看到”阶段,没有任何意义。
重要的是如何将“看见”的课题和解决的行动联系起来。
以往,这个问题的重要性很少被认真考虑 。而我们公司从系统开发初期开始,就将这一点列为IoT化的要点,即IoT=IT(Information Technology,信息技术)+OT(Operation Technology,操作技术)。
不考虑操作(Operation)的IoT是不可想象的。
我们把停线会议作为操作的核心(图1-6)。每天一次,以部长为首的相关责任人会聚集到现场,就生产停止的原因、责任人、在何时、是如何应对的、实施效果、问题复发的可能性等问题进行讨论,制定对策。这就是停线会议的内容。
图1-6 停线会议的现场
说起来很简单,但落实起来却需要很长时间。
为什么呢?因为当初的问题太多,我们每天都得开2小时的停线会议。
(Ⅰ)认真对待提出的问题
“停线会议”期间,我们要求在场员工必须将会议中提出的相关问题记录下来。但受“记录下来也没什么用(得不到任何改变)”的想法影响,很少有员工愿意遵守这项规定。而要想避免这一问题的出现,就必须用心对待停线会议中提出的问题,并且进行耐心、踏实的改善。此次,停线会议在进入正轨之前,在场员工都经历了很多麻烦。
(Ⅱ)重点是每天坚持实施
停线会议每天都要实施,因为如果每周召开一次,很容易让人忘记一周内现场发生的问题。
例如,对于“上周五15:00停线的原因”,到底有多少人能记得详细内容呢?
(Ⅲ)不储存数据
使用最新的数据很重要。因为积累了一个月的数据经过一系列意义不确定的统计处理过程,充其量只能再得出一些数字,没有什么实际用途。我们公司的制造部长曾断言:“三天前的数据是不需要的。”
当然,如果你想把它用于机器学习的练习,还是要存储一定量的数据,这种情况有别于日常的改善活动。
(Ⅳ)在现场进行会议
停线会议必须在现场实施,而不能在会议室等其他地方。理由是,将得到的数据和问题点在现场与实际情况进行比对,是解决问题的捷径。
(Ⅴ)管理板的设置
旭铁工的生产线旁边,设置有改善活动专用的管理板,上面展示着“目标”、“现状”和“各种KPI ”。我们就在这个管理板前进行会议。
我认为,IoT活动是通过“使用数字技术进行模拟活动”来激发人类聪明才智、促使其采取行动的一种手段。
制造现场多年来一直被一个问题困扰,那就是“无法立即发现生产设备的停止”。
为了解决这个问题,部分生产现场配备有被称为“安灯”的、将设备生产的异常情况及时报告给工厂的系统(图1-7)。
图1-7 “安灯”系统
图1-7展示的“安灯”系统价格高达350万~500万日元,所以只能用在部分地方。此外,由于系统的设置和设定也需要花费大量的时间和手续费,所以工厂布局变更后,很多“安灯”系统其实一直处于搁置状态。
“安灯”系统价格昂贵的理由有三个。
①专用终端显示
如图1-7所示,“安灯”系统需要根据各种各样的生产线名称和展示内容等设计定制。也就是说,“安灯”系统的通用性差,工厂一旦发生布局变更,就必须重新定制“安灯”系统。
②有线连接
有线方式的电气工程费用较高。
③高空作业
为了让现场的作业人员能从工厂的各个地方看到,“安灯”系统通常被设置在天花板附近,这也是工程费用增加的重要原因之一。
基于以上理由,我们公司决定利用研发“可动率监视器” 时掌握的无线电技术自制“信息智能安灯”。
基本概要是,“从生产设备取得正常/异常的信号,将该信号通过电波模块发送给使用“树莓派”的接收器,在接收器上连接显示器,便于人查阅显示的信息。
此外,这一次还需要显示“计划停止”“调试中”“处置中”等“异常停止”以外的系统状态。为此,我们安装了“旋转开关” ,可以从中选择这些系统的状态。
监视器使用的是多台1.5万日元左右的廉价通用监视器。我认为不必像以前那样放在高处,只要确保通常的高度就可以了。通过一系列努力,我们用30万~50万日元的费用就构筑起了“信息智能安灯”。
值得一提的是,如果工厂里的烟尘较多,企业一般会选择使用高价的防尘型监视器。但是考虑到性价比,我们还是决定采用普通型号的监视器。迄今为止,没有损坏的情况出现。