プログラマブルロジックコントローラー(PLC)
プログラマブルロジックコントローラー（PLC）は、産業用ハードウェアシステムに不可欠なコンポーネントです。 PLCは非エンジニアが使うことを前提に設計されているため、PLCがいかに重要なアプリケーションであり、現場に多くのメリットをもたらすかを理解するには、ほんの少しの努力で十分です。 キーポイント PLC = 入力 + 出力 + CPU ほとんどのPLCがラダーロジック（LD）を採用 PLCはアナログ信号よりディスクリート信号の方が処理しやすい プログラマブルロジックコントローラー（PLC）とは何ですか？ プログラマブル・ロジック・コントローラーは、ユーザー・プログラマブル・メモリーを備えたソリッド・ステート・ドライブ（活発に動く部品がないことを意味する）制御システムである。 PLCは、工場で重要な通信や操作の機能を実現するものです： 入出力制御（I/O）論理と算術のルールタイミングとカウント3モードPID制御データ・ファイル処理PLCには、携帯できるほど小さなものもあれば、別の制御室に収めなければならないほど大きなものもあります。 これはもちろん、目の前の産業事業の規模によります。 プログラマブルロジックコントローラーには、2つの選択肢があります：固定式I/Oとモジュール式 固定I/O PLCは、統合型PLCやコンパクトPLCとも呼ばれることがあります。 このタイプは、機械が生み出すあなたの入力と出力が、内部のマイクロコントローラーに完全に統合されている場合です。 つまり、このPLCは内部を一切いじれない不可侵のハードウェアユニットなのです。 モジュラーPLCは、他のモジュールと組み合わせて、入出力プロセッサの組み合わせを作ることができます。 これは、ダウンタイムの減少、故障検出の容易さ、メモリ容量の拡張、カスタマイズされた産業用ソリューションの実現を意味するため、現在では有用なものです。 モジュール式PLCの中には、突発的に1台または複数台の交換が必要になった場合に備えて、バックアップとして保有するものもあります。 PLCの仕組みは？ PLCは、データと人間の両方の入力を受けます。 データ入力には、センサー、エンコーダー、ディテクターから自動的に送られる情報が含まれます。 一方、ヒューマンインプットとは、人間が操作システムと対話するためのボタン、スイッチ、キーボード、タッチスクリーン、リモコン、カードリーダーなどを指します。 PLCはこの入力データを受け取り、物理的または視覚的な出力に変換する。 例えば、モーターの始動、バルブの排水、プリントアウトの送信、遠隔地の機器のGPS位置の監視などが挙げられます。 また、出力データは、HMI（Human-Machine Interface）を用いた視覚的な表示の形態とすることも可能です。 しかし、PLCは受け取った入力をどのように読み取っているのだろうか。 プログラマブルロジックコントローラは、信号による入力を読み取り、データを出力に変換する。 信号には、ディスクリートとアナログの2種類があります。 ディスクリート信号のオン／オフ 例：ライトの点灯・消灯のどちらか一方、あるいは機械の刃が所定の位置に下がっているかどうか。 中間的な選択肢はない。 アナログ信号とは、レンジまたは測定値 例）内部温度が80～100度の範囲にあることを記録し、30～45秒の冷却期間を経て次の自動動作を開始した時点で動作ステップを終了するものとする。 初期のプログラマブルロジックコントローラーは、ラダーダイアグラム（LD）言語とも呼ばれるラダーロジックでプログラムされていました。 非エンジニアが読むことを前提に設計されているため、電気回路図がはしご状に描かれ、操作がラングとして描かれていることから、この名がついた。 これは、すべての工程を視覚的に表現することで、作業者がどのような順序で作業を行うかをすぐに理解できるようにするものです。 コマンドの論理的な処理に変更や停止が生じた場合、プログラミングの適切なセクションに迅速かつ効率的にアクセスすることができ、ダウンタイムをできるだけ短くすることができます。 2015年、IECがPLCのプログラミング言語の規格を義務化した。 ほとんどのPLCがラダーロジックを使っていましたが、今ではこんな言語も簡単に使えるようになりました： 構造化テキスト（ST）シーケンシャルファンクションチャート(SFC)ファンクションブロック図（FBD）インストラクションリスト（IL）もちろん、ラダーダイアグラム（LD）はプログラマブルロジックコントローラの定義ロジックです。 これは、PLCが制御する大量かつシンプルなオペレーションは、あまり複雑化しない方がうまくいくからです。 むしろ、あまりに複雑なシステムを使うと、故障が頻発し、どの “はしご “で故障しているのかがわからなくなる。 機器の複雑な工程を後回しにすることで、情報の流れがスムーズになり、初期ロジックに必要なエネルギー消費も少なくなります。 PLCはどんなことに使えるの？ プログラマブルロジックコントローラーは、SCADA（監視制御・データ収集）などの制御システムアーキテクチャの重要な部分であり、HMI（ヒューマンマシンインターフェース）技術と容易にコミュニケーションすることで、作業者の理解を深めることができる。 […]
Speicherprogrammierbare Steuerung (PLC)
Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) sind integrale Bestandteile von industriellen Hardwaresystemen. Da sie für die Verwendung durch Nicht-Ingenieure konzipiert wurden, ist es nur eine kleine Anstrengung wert, zu verstehen, wie wichtig SPS in der Anwendung sind und welche vielen Vorteile sie in der Werkstatt bringen. SCHLUSSFOLGERUNGEN PLC = Eingabe + Ausgabe + CPU Die meisten PLCs verwenden […]
Programmable Logic Controller (PLC)
Programmable Logic Controllers (PLCs) are integral components of industrial hardware systems. Because they were designed to be used mostly by non-engineer workers, it takes just a little effort to understand how crucial PLCs are in application and the many advantages they bring to the shop floor. KEY TAKEAWAYS PLC = input + output + CPU […]
Programmable Logic Controller (PLC)
Programmable Logic Controllers (PLCs) are integral components of industrial hardware systems. Because they were designed to be used mostly by non-engineer workers, it takes just a little effort to understand how crucial PLCs are in application and the many advantages they bring to the shop floor. KEY TAKEAWAYS PLC = input + output + CPU […]
品質マネジメントシステム(QMS)
品質マネジメントシステムとは？ 品質マネジメントシステム（QMS）とは、特定の業績目標を達成し、品質基準を満たし、業務を継続的に改善することを目的とした一連の業務プロセスおよび手順である。 QMSの多くは、ISO（国際標準化機構）やIATF（国際自動車作業部会）などの規制団体によって作成・運営されていますが、企業が独自に規格や要求事項を作成することもできます。 品質マネジメントシステムは比較的複雑なアプリケーションであるため、導入は企業によって様々です。 しかし、すべてのQMSは、組織内のすべてのプロセスと手順を監督するために設計されていることを忘れてはなりません。 キーポイント 品質マネジメントシステムにより、生産の最適化と品質の向上を図っています。 QMSの代表的なものとして、ISO9001があります。 QMSは、組織の全領域で実施しなければ効果がありません。 企業は作業指示ソフトを活用することで、QMSの遵守を徹底しています。 システムは品質管理にどのように役立つのか？ 品質マネジメントを支援するシステムということを理解するために、まず品質マネジメントとは何かということを簡単に説明します。 品質マネジメントとは、企業が行うすべての活動が、特定の性能と卓越性の範囲内で達成されるようにするプロセスである。 一方、品質マネジメントシステムは、望ましいレベルの品質マネジメントを維持するために必要な目標、要件、ベンチマークを確立する手段である。 品質管理は、古典的な4つの要素に分解することができます： 品質計画：現在の業務状況に適合しながら、特定の基準や目標を達成するためのプロセスを設計すること。Quality Assurance（品質保証）：生産とサービスの各段階で使用されるプロセスや手順の品質に関するもの。品質管理：製品の欠陥をなくし、品質を向上させることを目的とする。品質向上：プロセスやシステムのパフォーマンスを継続的に調査し、改善するための体系的なアプローチ。 QMSを導入する際に考慮すべき7つの原則 国際的に有名ないくつかの品質マネジメントシステムの主要な貢献者であるISOは、QMSを作成または導入する際に考慮すべき7つの原則を決定しました。 顧客重視：品質を達成するために、QMSは顧客の期待に応え、あるいはそれを超えることに焦点を当てる必要がある。リーダーシップを発揮する：あらゆるレベルのリーダーが団結する必要がある。 企業内のリーダーシップが明確な方向性を持っていれば、QMSの導入は容易になります。人々の参画：QMSが効果的であるためには、すべての従業員が戦略的品質計画に関与し、参加する必要があります。プロセスアプローチ：プロセスを相互接続されたネットワークとして見直す。 この相互接続されたプロセスアプローチにより、ユーザーはオペレーション全体をよりよく理解し、より一貫した結果を得ることができます。改善すること：お客様の期待は常に進化しています。 そのため、QMSには改善のための計画や機会が組み込まれている必要があります。エビデンスに基づく意思決定すべてのQMSは、貴重な洞察とデータを収集するために、VKS作業指示ソフトウェアのような強力なツールを必要としています。関係性管理：最後に、QMSはリレーションシップ・マネジメントを考慮する必要があります。 縦と横の取引関係が適切に管理されることで、健全なサプライチェーンが形成されます。 現代のQMSの内訳 品質マネジメントシステム（QMS）とは、企業が一定レベルのパフォーマンスを維持するためのルール、プロセス、手順、ベストプラクティスの集合体である。 つまり、QMSとは、事業運営を管理し、文書化するための体系的なアプローチなのです。 すべてのQMSは、4つの基本的な構成要素を持っています： 何をするのか言ってみろ（ドキュメント）言ったことを実行する（ドキュメントに従う）言ったことを実行していることを証明する（監査とデータ収集）やることを改善する（継続的改善）そして、これらの各コンポーネントは、あらゆるステークホルダー・グループとその要件に適用されます。 例えば、こんな感じです： お客さまは一定以上の品質を求めます。従業員には十分な労働条件が必要です。政府および規制委員会は、お客様に現行の法律および規制に従うことを要求します。株主は、会社が収益を上げながらコストを下げることを求めています。各グループは、「何をやるか」「それができていることの証明」「継続的な改善のための計画」を明記した何層もの文書が必要です。 このサイクルを繰り返しながら、新たな改良が計画の第一段階となり、時間が経過していきます。 製品品質に関するQMSの実践例 あなたがバブルガム工場を経営していると想像してください。 ブルーベリービューグル」のセリフは、ファンにはたまらないですよね。 しかし、最近、いくつかの矛盾が発生しています。ありがたいことに、まだ製造現場から出たものはありません。 一貫した品質を生み出すために、あなたとあなたのチームは、作業指示ソフトウェアと一緒にQMSを導入します。 上記と同じ4つのコンポーネントを適用するのです。 お客様を満足させるために、各工程の適切な方法をまとめた作業指示書をチームで作成します。労働者は、バブルガムが規制の食品品質対策に準拠するよう、これらの手順に従事し、従います。品質データはすべてのガイドブックに記載され、正しい手順で制作されたことを示し、制作中のエラーをキャッチします。データが観測されると、新しい改善計画が毎月実施されます。QMSを導入しても、要求事項が満たされる限り、ビジネスのどこかを変える必要はありません。 しかし、企業が特定の目標を念頭に置いて、プロセスを観察、管理、最適化する機会を提供するものです。 これは、時間の経過とともに、よりスマートな改良の道を開くものであり、管理団体による認証が必要です。 品質マネジメントシステムの例 QMSの中で最も注目されるのは、ISO9000規格でしょう。この規格は、世界中の製造業やその他の産業において、生産性、効率、顧客満足の象徴となっています。 しかし、企業は特定の品質要件や責任を果たすために、他の多くのシステムを使用しています。 などが挙げられます： IATF 16949：IATF（International Automobile Task Force）が発行する、自動車生産の改善に焦点を当てたQMS。ISO 13485：このQMSは、医療機器製造における特定のガイドラインを遵守するために特に使用されます。ISO22000のこと：食品の安全性を確保することを目的とし、食品製造に関する基準やガイドラインに重点を置いたQMSです。ISO 27001：情報ネットワークの品質と安全性を維持・保護する。AS 9100D：ISO 9001と同じ内容を推進するが、航空、宇宙、防衛の各組織の特定の用途に向けたものである。
Qualitätsmanagement-System (QMS)
Was ist ein Qualitätsmanagementsystem? Ein Qualitätsmanagementsystem (QMS) ist eine Reihe von Geschäftsprozessen und -verfahren, die darauf abzielen, ein bestimmtes Leistungsziel zu erreichen, Qualitätsstandards zu erfüllen und den Betrieb kontinuierlich zu verbessern. Die meisten QMS werden von einer Regulierungsbehörde wie der ISO (International Organization for Standardization) und der IATF (International Automotive Task Force) erstellt und verwaltet, […]
Quality Management System (QMS)
What is a Quality Management System? A Quality Management System (QMS) is a set of business processes and procedures aimed at achieving a specific performance goal, meeting quality standards, and continuously improving operations. Most QMSs are created and administered by a regulatory body, such as the ISO (International Organization for Standardization) and the IATF (International […]
Quality Management System (QMS)
What is a Quality Management System? A Quality Management System (QMS) is a set of business processes and procedures aimed at achieving a specific performance goal, meeting quality standards, and continuously improving operations. Most QMSs are created and administered by a regulatory body, such as the ISO (International Organization for Standardization) and the IATF (International […]
冗長性（リダンダンシー
冗長性とは、プロセスにおける反復的で不必要なステップのことで、製造業では、リスク管理およびシステム制御のために生産サイクルに組み込まれた意図的なフェイルセーフ手段のことである。 キーポイント 総合的品質管理（TQM）に使われる技術 目的は、機器やオペレーターの潜在的な故障の範囲を限定することです。 導入コスト＜導入しない場合の結果である場合に有用である。 冗長性はどのように役立つのでしょうか？ 冗長性は重要です。 冗長性は本当に重要で、重要でさえあります。 ^ 私が何をしたのかわかりますか？ トーキングポイントを繰り返すことで、ファクターとしての重要性に特別な注意を喚起しています。 厳密には、第2文は冗長で、内容を繰り返すだけで、新たに役立つ情報を追加していないことを意味します。 もし私が編集するのであれば、2番目の文章は段落の進行を妨げるだけなので、削除します。 しかし、その冗長性に対する批判的な見方は、できるだけ少ない言葉で物事をクリアにすることが目的であるからです。 業界によって、冗長性は意図的で役に立つこともあれば、排除すべきハードルであることもあります。 製造業では、機器の故障や悪条件が重なった場合のフェイルセーフとして、生産工程に意図的に冗長性を持たせることが行われています。 つまり、リスクマネジメントという目的だけのために、何か「余計なもの」が邪魔をするのが良いのです。 冗長性の種類 冗長性の種類は何百とありますが、ここでは一般的に適用されるものを紹介します： ハードウェアの冗長性は、二重または三重のモジュラー冗長性のように、物理的なコンポーネントが二重になっている場合です。情報の冗長性とは、情報の適切なデジタルコピーと保存を保証するチェックの一種で、例えば、電子メールを受信して、それが送信されたとおりのものであると信頼するときのようなものです時間冗長性とは、複数のバッチ処理のように、操作や実行が複数の生産またはサイクルで繰り返されることですソフトウェアの冗長性は、2つのプログラムが同じコードを実行して正確さを比較するように、複数の操作やデータセットを処理するために同等のプログラムを実行するプロセスです複合型（その他）冗長性とは、機械式と油圧式の車両ブレーキのように、上記の種類をいくつか組み合わせてフェイルセーフな冗長性を作ることであり、ソフトウェアとハードウェアの両方の冗長性を利用している。 製造業における冗長性の例 製造業では様々な要素が絡んでくるので、冗長性はかなり大きく変わります。 工場のあるエリアでは、検出されたエラーに関係なく、マシンのパフォーマンスに関するデータを30分ごとに送信するという、極めて明白な時間の冗長性が使用されている場合があります。 VKSのビジュアルワークインストラクションでは、次の生産サイクルを開始する前に、オペレータがディスプレイインターフェースに変数を手動で入力したり、写真を撮影してアップロードするよう求めるプロンプトをカスタマイズすることが可能です。 冗長性は、工場の現場で安全プロトコルや標準的な操作手順について複数のサインを出すような簡単なものでもよいでしょう。 VKSのビジュアルワークインストラクションでは、次の生産サイクルを開始する前に、オペレータがディスプレイインターフェースに変数を手動で入力したり、写真を撮影してアップロードするよう求めるプロンプトをカスタマイズすることが可能です。 冗長性は、工場の現場で安全プロトコルや標準的な操作手順について複数のサインを出すような簡単なものでもよいでしょう。 冗長性を重視する業界 様々な分野の多くの産業が、その分野特有の問題に対処するために、様々なタイプの冗長性に依存しています： メディカルサプライヤーは、医薬品やサービスの需要の急激な変動に対応するため、供給ルートや在庫の冗長性を考慮する。情報技術（IT）は、バックアップファイルやサーバーを使用して、情報が安全でアクセス可能であることを二重にチェックすることで、冗長性の根幹に依存しています。TQM（トータル・クオリティ・マネジメント）のフレームワークを使用したもの例えば、民間航空機は少なくとも2つのエンジンを搭載することが義務付けられているが、技術的には1つのエンジンだけでも運航できるように、航空宇宙は設計上冗長性を持たせている。ヘルスケアでは、研究室や汚染施設において、専門家が流出物や伝染病などの有害物質を「チェック」するために複数のエリアを通過する必要がある場合に、冗長性を使用しています。主要なインフラは冗長性を考慮して構築されている。例えば、センサーや遮断機を使って過電流を検出できる複数のノードを持つ電力線を構築する。産業用製造業では、強力な機械を操作しながら作業者の安全を守るために、冗長性を多用する。 リーン生産は冗長性を利用できるか？ リーン生産方式を実践している人たちは、冗長性をリーン生産方式と同時に使用することができるのか、あるいは使用すべきなのか疑問に思っているかもしれません。リーン生産方式が無駄をできる限り排除することを意味するならば、生産ラインに冗長性を意図的に加えることは、そのビジョンを妨害することになるのでしょうか。 無駄な工程を増やすべきではなく、常に排除すべきと言われています。 しかし… 戦略的な冗長性を持たせるために、生産にかかるコスト（金銭的にも時間的にも）を最小限に抑え、もし機器の故障が予測され、時間内に修正されなかった場合、オペレーションに多大なコストがかかることを、さらに深く考えてみてください。 リスクマネジメントのためです。 多くの製造業では、成功や均一性を確保するために冗長性が極めて重要です。 毎日1回、小さく素早く冗長化することで、将来的に突然の故障による破滅的な結果を回避できるのであれば、ほとんどの人は毎日の冗長化に悩まされることはないと思うのですが。 悲惨な結果は、簡単な修正予防策で簡単に軽減されます。 貴社は、冗長性対策を実施するためのコストと、積極的なリスク管理を行わずにプロセスを放置した場合に起こりうる結果のバランスをとるための分析に投資する必要があります。 細かい学術的な証明は必要ですか？ でも、読書の宿題は私のせいにしないでね！ ジェイコブス大学のこの研究は、製造システム（MS）に冗長性を持たせることで、産業運営の「堅牢性」、すなわち相対的な健全性を高めることをうまく説明しています：“短期的なスケールではMSの冗長性を高めると製造コストが上昇する可能性があるが、むしろ長期的な視点で見ると冗長性はロバストネスを緩衝するのに役立つ。MSの冗長性、ひいては堅牢性を高めることは、MSの不確実性を管理する方法とみなすことができ、これは、例えばリスク分析に直面する製造組織の管理において重要な側面である。” 近藤麻理恵のトレードマークである掃除と整理の方法を用いたリーン生産方式の現代的な分析については、もう少し軽く（いや、かなり軽く）、手早く読みたい方は、こちらをご覧ください。
Redundanz
Eine Redundanz ist ein sich wiederholender, unnötiger Schritt in einem Prozess; in der Fertigung sind Redundanzen absichtlich in einen Produktionszyklus integrierte ausfallsichere Maßnahmen für das Risikomanagement und die Systemkontrolle. SCHLUSSFOLGERUNGEN Technik des totalen Qualitätsmanagements (TQM) Zweck ist es, das Ausmaß möglicher Geräte- oder Bedienerausfälle zu begrenzen. Hilfreich, wenn die Kosten der Umsetzung < die Folgen […]