IoTデータを活用して3Dプリント事業の運用効率を向上

出典: Oqton Intelligence

製造業界では、組織がより迅速かつ適切に意思決定を行えるようにするデジタル変革が進んでいます。クラウドコンピューティング、人工知能 (AI)、モノのインターネット (IoT) などのテクノロジーにより、製造業者は生産性の向上に役立つ豊富な新しい情報にアクセスできるようになります。

付加製造においては、データは新たな金です。企業は 3D プリンターや IoT データに関する情報をリアルタイムで活用してパフォーマンスを向上させることができます。次に、3D プリント IoT データとは何か、そしてそれをどのように活用してより効果的な意思決定を行うことができるかについて説明します。

3D プリントにおける IoT データ 過去 10 年間で、3D プリンターは成熟し、生産可能な技術になりました。今日では、多くの機械が IoT デバイスに接続されており、常に情報を生成しています。このデータが具体的に何で構成されているかは、3D プリンターのモデルやベンダーによって大きく異なりますが、一般的には、次のようなセンサーによってキャプチャされたプリンターのバイタルサインを指します。

1. 印刷ステータスと進行状況 これは、プリンターが接続されて印刷中であるか、スタンバイ状態であるかなどのプリンターの状態に関する情報です。たとえば、印刷が行われている場合には、IoT データには完了したビルドの割合が含まれます。

2. デバイスデータ空気の流れ、圧縮空気の消費量、温度 (ホットエンド、チャンバー、またはプリントベッド)、フィルターの状態、速度などのリアルタイム情報。

3. 安全な操作 センサーは、機械のドアが開いているか閉じているかなど、安全制御に関する情報を提供します。

ビルドの進行状況、温度、湿度、空気の流れなどの基本的な IoT 情報は、組織が追跡して全体的なマシンのパフォーマンスと生産性を把握できる特定の主要業績評価指標 (KPI) に組み合わせることができます。
エンジニアはこれを使用して完了時間を確認し、次のアクションを計画し、さらには生産効率を向上させることができます。

IoT データは 3D プリンティングにおいてどのような役割を果たすのでしょうか?
これは多くのエンジニアにとって馴染みのあるシナリオです。金曜日に印刷ジョブを開始しましたが、翌週の月曜日に、プリンターまたはスライスファイルの問題によりジョブが失敗したことがわかりました。機械がアイドル状態のときに失われる時間に加えて、材料の無駄にも対処する必要があります。ここで、問題が発生したらすぐにそれを把握し、すぐに変更を加えてプリンターを再び稼働させることができると想像してください。これがモノのインターネットによって可能になるのです。

Oqton Manufacturing OS のようなプラットフォームを使用すると、ユーザーはダッシュボードを構成して、マシンのパフォーマンスと印刷ステータスを監視できます。このデータを使用することで、効率を向上したり、印刷ジョブの失敗を防いだりすることができます。

ユーザーはアラートを設定して潜在的な問題を検出し、即座に対処することができます。たとえば、印刷ジョブに指定されていないマシンの素材を使用すると、通知されます。

アラートを使用すると、ユーザーはリモートで作業しているときでもマシンを監視できます。酸素レベルが目標を超えたり、コーターが遅すぎたりすると、電子メールまたはテキストメッセージが届くので、印刷が失敗する前に対処できます。

テスト印刷の場合、監視によって反復回数を減らし、プリンターや部品に重大な損傷が発生するリスクを最小限に抑えることができます。

このように IoT データを使用することで、製造業者は 3D プリンターや後処理ワークステーションの生産性を向上させることができます。これは、粉末ベース、フィラメントベース、ポリマー、金属、複合材など、あらゆる種類のテクノロジーと材料に適用されます。

3D プリントパラメータの監視 IoT データに関しては、追跡できるパラメーターが多数あり、どのパラメーターが自社にとって最も関連が深いかを各組織が最もよく理解できます。彼ら全員が必要としているのは、ダッシュボードを簡単に構成して KPI を追跡できる機能です。 Manufacturing OS は構成や再構成が簡単なので、企業は優先順位に応じてダッシュボードを素早く調整できます。

さらに、企業は収集したデータを活用して、よりスマートな AI ベースの意思決定を行うことができます。たとえば、製造オペレーティングシステムの AI は最適なネスティング方法を提案できるため、ビルドの準備時間が短縮され、毎日の生産性が向上します。

意思決定に大きな変化をもたらすのは、単一の MES ですべてのマシンデータの概要を把握できる機能です。つまり、ユーザーは成功または失敗に関するフィードバックを継続的に受け取ることになります。ダッシュボードは常に最新の状態に保たれているため、パフォーマンスと機能を完全に把握でき、より適切な計画決定を行うことができます。

ユーザーは、IoT と直接マシン制御 (DMC) に接続することで、より効率的な産業オートメーションソリューションを入手できます。 IoT 接続デバイスがパフォーマンスデータを提供する一方で、DMC システムはそれを分析し、結果に基づいて機械の操作を変更できます。たとえば、DMC は印刷ジョブをリモートで開始、停止、または一時停止できます。

DMC システムは、機械を正確に制御することで無駄を減らし、生産量を増やすため、製造効率と生産性を大幅に向上させます。

3D プリントと IoT のユースケース プリンターのパフォーマンスと材料の使用状況に関するリアルタイムデータを入手することで、どの製造業者もメリットを得ることができます。これにより、ダウンタイムが短縮され、マシンの可用性をより迅速に確認し、需要の変化に迅速に対応できるようになります。すべてのデータを組み合わせることで、総合設備効率 (OEE) を測定し、必要に応じて改善を行うことができます。

ただし、エネルギーやヘルスケアなどの規制の厳しい業界では、IoT データからさらなるメリットが得られます。これらのメーカーは、製品のトレーサビリティに関する厳格な要件を満たす必要があり、準拠するために、マシンと印刷ジョブを綿密に追跡する必要があります。

IoT データにより、印刷プロセス中に発生する問題を特定して解決し、印刷された製品がこれらの要件を満たしていることを確認できます。

3D プリンティング IoT の限界 プリンターや後処理装置をインターネットに接続すると、多くのメリットが得られます。ただし、3D プリントにおける IoT の制限の 1 つは、一部のマシンが接続できないことです。この場合、特定の API 統合を開発する必要があります。

もう 1 つの欠点は、リアルタイムで送信できるパラメータの数が限られていることです。その結果、データの視覚化とデータの最適化では、ビジネス運営に関する洞察は限定的なものしか得られません。

3D プリンティング市場は今後数年間で大幅に成長すると予想されており、多くの新しいマシンベンダーがプリンターの接続性を実現し、より多くのマシンデータを取得し、予測分析を可能にするでしょう。

IoTの未来 モノのインターネットは付加製造に革命をもたらしました。リアルタイムの機械監視により、製造業者はプロセスをより細かく制御できるようになり、プロセスの効率、信頼性、コスト効率を高めることができます。

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