デジタルツインによる生産変動を考慮した生産システムのエネルギ原単位の最適化

本研究では、デジタルツインにより生産ラインにおける、生産変動（段取替え、特急品対応、故障等）による下流工程への影響を予測し、予測に基づき影響の最小化を目指す。生産変動により、下流工程の設備への部品到着遅延が発生し，設備は待機状態（アイドル状態）が発生し、ムダなエネルギが消費される。そこで、デジタルツインにより、実生産ラインの変動を感知し、速やかに生産設備のアイドル状態開始・終了を予測し、最適な動作を決定し、エネルギ消費量を最適化し、単位製品あたりのエネルギ消費量（製造エネルギ原単位）を最適化することを目指す。令和３年度は、「アイドル発生予測処理に要求される仮想モデルの研究」、および「仮想モデルのシミュレーションの提案と実装」を実施した。「アイドル発生予測処理に要求される仮想モデルの研究」について、要求される仮想モデルを開発した。また、「仮想モデルのシミュレーションの提案」を行い、実装方法について、検討した。本年度は、「仮想モデルのシミュレーションの実装」について、実施した。具体的には、まず、特急品生産に対応する生産変動の発生について、検討した。特急品生産による上流工程から下流工程への影響について分析した。分析結果を使用して、上流工程から下流工程への影響予測を可能とする仮想モデルを開発し、シミュレーションに実装した。次いで、機械故障に起因する不良品発生による検査工程での不良品の取り除き処理に対応する生産変動の発生について、検討した。不良品の取り除き処理による下流工程への影響について分析した。分析結果を使用して、下流工程への影響予測を可能とする仮想モデルを開発し、シミュレーションに実装した。

本研究では、デジタルツインにより生産ラインにおける、生産変動（段取替え、特急品対応、故障等）による下流工程への影響を予測し、予測に基づき影響の最小化を目指す。生産変動により、下流工程の設備への部品到着遅延が発生し，設備は待機状態（アイドル状態）が発生し、ムダなエネルギが消費される。そこで、デジタルツインにより、実生産ラインの変動を感知し、速やかに生産設備のアイドル状態開始・終了を予測し、最適な動作を決定し、エネルギ消費量を最適化し、単位製品あたりのエネルギ消費量（製造エネルギ原単位）を最適化することを目指す。令和３年度は、「アイドル発生予測処理に要求される仮想モデルの研究」、および「仮想モデルのシミュレーションの提案と実装」を実施した。「アイドル発生予測処理に要求される仮想モデルの研究」について、要求される仮想モデルを開発した。また、「仮想モデルのシミュレーションの提案」を行い、実装方法について、検討した。本年度は、「仮想モデルのシミュレーションの実装」について、実施した。具体的には、まず、特急品生産に対応する生産変動の発生について、検討した。特急品生産による上流工程から下流工程への影響について分析した。分析結果を使用して、上流工程から下流工程への影響予測を可能とする仮想モデルを開発し、シミュレーションに実装した。次いで、機械故障に起因する不良品発生による検査工程での不良品の取り除き処理に対応する生産変動の発生について、検討した。不良品の取り除き処理による下流工程への影響について分析した。分析結果を使用して、下流工程への影響予測を可能とする仮想モデルを開発し、シミュレーションに実装した。