竹內制果有限公司

IoT（物聯網）在製造現場的使用正在各個製造業中普及。但是，只有少數情況可以大規模實施大筆投資。在食品製造領域，尤其是對人類而言，例如日本甜點，當前的形勢還遠非物聯網。在這種情況下，日本的甜點製造商已經在使用IoT進行預防性維護方面取得了成功的成果。石川縣加賀市的竹內制果集團。

竹內精工集團為何考慮使用物聯網進行預防性維護？與加賀的支持公司和多家支持公司有關係。我們向他們詢問了他們的背景，艱辛，成就和未來的計劃。

竹內精機集團慶祝成立70週年，原材料價格飛漲

包子和其他甜點仍然是旅遊勝地的標準紀念品。結果，在溫泉勝地附近製造紀念品的公司在全國設有工廠。此類甜點製造商之一就是Takeuchi Seika Group（石川縣加賀市），該公司於2019年慶祝成立70週年。武內製卡集團在加賀溫泉附近設有三家工廠，自成立以來一直致力於創造高附加值的產品，主題是“創造明天的著名甜點”。目前，它生產各種各樣的旅遊紀念品，從日本的甜點，如金絲巴，久留米，銅鑼燒和bun頭，到西方的甜點，如曲奇，芝士蛋糕和金融家，並通過機場和火車站出售。

 

不斷發展的竹內精工集團最近一直在努力應對原材料價格飛漲的問題。為了應對原材料價格上漲，該公司決定致力於通過提高產量和彌補生產效率帶來的成本增加來提高生產率。

Takeuchi Seika Group董事兼總經理Ryoichi Shimizu先生

他說：“原料以及用於包裝的薄膜的價格飛漲，我們不得不加以應對。由於激烈的市場競爭，很難提高產品價格。因此，我們考慮提高內部系統的效率，而提高生產效率的方法之一就是增加產量，“竹內精機集團董事兼總經理Ryoichi Shimizu解釋說。

為了實際增加產量，引入了新的製造機。然而，在引入之後，儘管表現出期望的性能，但是性能逐漸下降，並且出現了不能維持所需的產量的現象。清水說：“儘管採用了新的方法來提高生產率，但仍存在根本無法達到預期性能的情況。”

“ Kintsuba”加熱機延遲了最初計劃的數量

該公司首先添加了新的製造設備，以提高其主要產品之一Kintsuba的製造過程中的生產率。Kintsuba是一種日式甜點，在鐵板上烤成麵團，麵粉將其溶解在羊羹周圍的水中。作為金澤（石川縣）的紀念品而聞名，是需求穩定的受歡迎產品。為了生產Kintsuba，使用了特殊的燒結機。這是該烘烤機的新機器的介紹。傳統機器每分鐘烘烤33件，但於2016年推出，將其提高到40件。

推出“ Kintsuba”加熱機

烘焙機中的製造過程如下進行。

1 取羊羹
2 將麵團加到羊羹中
3.在鐵板上塗抹食用油
4.將羊羹放在鐵板上
5.使用不同的角度和表面多次重複上述步驟
6.將羊羹進行冷卻
將成品轉移到包裝過程中

這些複雜的任務通過內置在機器中的約40個氣缸同時並行執行。

但是，在安裝開始時，可以按照指定的速度每分鐘烘烤40件，但隨著其繼續運行，生產能力逐漸下降。如果發現問題，生產速度將降至每分鐘37至38件，從而導致偏離計劃。結果，現場人員必須加班直到深夜才能確保生產。

該現場的一些工作人員報告說，他們的能力未達到計劃的水平。在他注意到的階段，他每次都進行維護，並試圖恢復自己的能力並恢復過來。但是，每天的生產速度降低大約20到30分鐘，因此，僅看一下機器的運行情況就太小了。結果，存在這樣的情況，其中，執行維護的時間被延遲並且工作時間被延長。

因此，我們調查了為什麼我們能夠在測試階段根據能力進行生產，卻無法真正發揮這種能力。關於速度降低的原因，預計氣缸存在問題。

竹內精機集團高級主管 新井晃男先生

該公司維護高級主管Akio Arai表示：“在使用烘烤機的製造過程中，有一項工作是在烘烤金箔麵團之前將食用油塗抹到鐵板上。油缸由氣缸操作，並且將油塗抹到鐵板上。但是，在該過程中，直到完全完成下一個烘烤操作才完成該過程，因此，如果上油被延遲，整個過程將被延遲，生產能力將下降。幾乎在每個過程中都使用氣缸，但是很明顯，上油過程會影響生產率。”

上油的氣缸的工作時間從頭到尾運行，通常需要2.7秒左右。如果這是3.1秒，則意味著每天減少600個單位。在當時的維護時，當知道延遲時間時，會清除氣缸上的灰塵和由於磨損而引起的細微划痕，並將機油注入氣缸中以提高性能。但是，視負責人而定，節拍時間可能不會延遲0.4秒。清水說：“當我擔心該問題該怎麼辦時，我遇到了一個使用物聯網的製造監控系統。”

用烘烤機上油的過程

使用物聯網實現加熱機的預防性維護

實際安裝的製造過程監控系統。超過指定時間時，紅燈點亮

這次，物聯網的使用是由e-F@ctory Alliance合作夥伴Tachibana Eletech的一項提案觸發的。清水回憶說：“起初，我不知道什麼是物聯網，它要花多少錢，或者是否要實施和解決它。” 但是，“據Tachibana Eletech的建議，我聽說三菱電機的eF-@ctory解決方案中的一種具有監視氣缸的系統。 “（清水先生）。

烘焙機性能降低的問題在於“延遲在現場不可見”。因此，通過引入物聯網解決問題的方向是“每次獲取從一個氣缸行為的開始到結束的間歇時間”。然後，設定氣缸1的動作的節拍時間的上限時間，如果超過設定時間，則視為延遲，發出警報，並通知負責人。

另一方面，在用於從點火器的音序器（PLC）獲取信息的I / F（接口）中，設置了諸如不影響近鐵點火器本身的機器控制之類的條件。荒井強調：“我們特別重視提供及時通知的準確信息。”

通過三菱電機的“ e-F@ ctory”輕鬆介紹

這次，竹內精機集團推出的基礎是三菱電機的氣缸監測系統。三菱電機已經開發出製造概念“ e-F@ctory”，該概念將FA和IT結合在一起進行開發。我們已經準備好了。因此，具有監視氣缸的功能，並且可以通過使用它來構建製造過程監視系統。

“存在一個問題，我們無法單獨與我們的公司一起創建程序，但是我們能夠從三菱電機公司編寫通用程序。此外，在Tachibana Eletech的支持下，該引入被低成本地推廣了。這是招聘的決定性因素之一，”清水說。

氣缸監控系統的控制面板內

此外，竹內制果集團所在的石川縣加賀市，正在為那些旨在使用物聯網設備提高生產力的公司提供補貼。據說這也是一個很大的推動力。清水回憶說：“我不知道物聯網是否會真正增加價值，所以我認為我應該從一個很小的起點開始。在這方面，補貼制度很棒。”

另外，目標加熱機似乎使用了三菱電機的PLC（PLC），似乎有些運氣。但是，當監視系統連接到烘烤機時，維護合同的細節仍然存在問題，例如如何維修和維護機器。機械製造商Takeuchi Seika Group和Tachibana Eletech對這些問題進行了討論，他們能夠解決合同問題。

使用三菱電機定序器的烘焙機控制面板

最終，我們於2018年12月進行了調查並與Kintsuba加熱機的界面進行了會面並確認了規格。據該公司稱，節拍時間監控於2019年1月上旬開始，評估於1月下旬開始。

從這些評估的結果來看，據說目前正在顯著提高生產率。通過掌握最佳的維護時間，可以在不降低性能的情況下進行生產，並且獲得有關產量的詳細信息等可以進一步提高效率，並且在引入時預計每分鐘40個單位據說已經實現了42件。該公司的績效比預期高出5％，並提高了產量，這對工作作風產生了積極影響，例如減少了員工的加班時間。

此外，在那之前必須依靠直覺進行的維護，“因為我可以專注於要點，所以更容易提供指導。結果已經得到證明，減輕了員工的負擔。”荒井 此外，對較昂貴的氣缸等的有效維護具有延長部件壽命的額外好處。清水先生說，這項投資“即使沒有補貼也能盈利”。

使用AI進行預測性維護並可視化生產線運行時間

“ e-F@ctory支持模塊”還具有許多其他功能，因此Takeuchi Confectionery Group將擴展其監視系統，不僅包括氣缸，還包括電機振動測量。他們正在考慮。此外，過去由員工手動進行維護，但是如果存在重疊的問題，則可能無法解決此類問題，因此，正在考慮使用使用AI和其他方式的預測性維護。

將來，該公司計劃對生產線的運行時間進行可視化。竹內精機集團目前有3家工廠，共有13條生產線。營業時間差異很大，有些生產線每天營業，有些生產線每週營業一到兩次。對於公司而言，通常會根據要生產的產品重新安排生產線。但是，目前尚不能實時掌握各操作的狀態，例如“全操作日”，“計劃關閉時間如切換”，“故障時間”。

將來，通過可視化此類工作時間，我們將取消已經停工很長時間的生產線，並收集用於選擇和集中的基本數據，例如增加工作時間長的生產線數量。他想做分析。Shimizu先生說：“這項計劃表明，可視化可以極大地改善這種情況。很難一introduce而就地引入它，但是我認為公司仍有空間。通過利用物聯網，我們將能夠創建這些隱藏的資源。”

Takeuchi Seika Group產品的Shimizu先生（右）和Arai先生（左）

 

圖文參考: 三菱電機