IoT ICT 書籍
 
No.1891
製造プロセスのスケールアップの正しい進め方とトラブル対策 事例集
化学工場・研究所の事故・災害対策とリスク管理

◎ 集めたデータをどう『現場改善』『コスト削減』に結び付けるか?
                  多くの企業を悩ますこの問題の解決策!

製造プロセスにおけるIoTICT技術の活用

−生産性・品質の向上 / 保全の高度化 / 装置・設備設計の効率化−

発刊予定 : 2017年4月末  体 裁 : A4判 約550頁   定 価:80,000円(税抜)


■ 執筆者(敬称略) 

新日鉄住金ソリューションズ(株) 井上 和佳 (株)電通国際情報サービス 袖井 幸久
日本エマソン(株) 一木 澄隆 NPO法人分析産業人ネット 村山 健
(株)ファーマトリエ 岡村 元義 武蔵野大学 大塚 誠
京都大学 加納 学 (国研)水産研究・教育機構 水産大学校 太田 博光
東北大学 加納 純也 新川電機(株) 瀧本 孝治
GEエナジー・ジャパン(株) 河部 佳樹 岐阜県情報技術研究所 棚橋 英樹
(株)チノー 岩崎 友幸 NTTコミュニケーションズ(株) 谷川 唯
(株)アスペンテックジャパン 吉田 正裕 (株)リガク 池田 智
(株)テックアナリシス 久田 浩史 阪和電子工業(株) 中家 利幸
(株)ケツト科学研究所 沓掛 文夫 (株)レクサーリサーチ 中村 昌弘
(株)ピーエスエスジャパン 高橋 秀典 立教大学 中村 二朗
(株)アスペンテックジャパン 高里 耕治 横河電機(株) 仲矢 実
マカフィー(株) 佐々木 弘志 長野計器(株) 堤 大和
出光興産(株) 坂倉 圭 パナソニックソリューションテクノロジー(株) 藤井 恭子
アンリツ(株) 山崎 圭太 日本ユニシス・エクセリューションズ(株) 藤本 泰士
PTCジャパン(株) 山田 篤伸 (株)エプシロン 南 一郎
オムロン(株) 山田 亮太 ピーエスイー ジャパン 柏屋 滋
(株)オーバル 若松 武史 シーメンス(株) 粕谷 忠広
クオリカ(株) 小柴 博貫 (国研)情報通信研究機構 板谷 聡子
EtherCAT Technology Group 小幡 正規 旭化成エンジニアリング(株) 福永 辰也
富士電機(株) 松井 哲郎 ジェイティ エンジニアリング(株) 福田 敏博
(株)明治 神谷 哲 KWPコンサル(株) 本多 貴治
富士通(株) 須賀 高明 日本電信電話(株) 味戸 克裕
図研エルミック(株) 杉浦 正志 (株)アニモ 木村 晋太
エンドレスハウザージャパン(株) 正木 義久 双葉電子工業(株)  野原 康弘
(株)トクヤマ情報サービス 西村 昌浩 日本ガイシ(株) 野尻 敬午
東京大学 船津 公人 日揮(株) 橋 公紀
日本電気(株) 相馬 知也 YPSO-FACTO Jay Yun
(株)ISIDビジネスコンサルティング 安藤 純    

■ 目  次

第1章 シミュレーションを活用した製造プロセスの設計

第2章 プロセスシミュレータを活用したプラントの運転条件検討、安全性向上

第3章 プロセス用分析計を用いた品質保証・工程管理

第4章 センサによるプロセス変数のリアルタイム計測とデータの活用

第5章 生産データの効率化な収集、解析技術

第6章 工場、プラントの制御技術とサイバーセキュリティ対策

第7章 IoT技術を活用したスマートプラント、 スマートファクトリーの構築事例


◇第1章 シミュレーションを活用した製造プロセスの設計◇

1節 流体解析技術の実プロセスへの活用事例
1.流体解析について
2.種々の解析モデル
 2.1 VOF 法(Volume-of-Fluid)
 2.2 DEM-CFD 法
3.事例紹介
 3.1 金属焼入れ解析
 3.2 焼却炉解析
 3.3 反応を伴う撹拌槽スケールアップ解析

2節 流体シミュレーション技術を活用した攪拌・混合プロセスの開発
1.攪拌装置の開発
 1.1 流体シミュレーション技術
 1.2 攪拌装置へのCFD適用事例
 1.3 まとめ
2.LNG貯蔵タンクのロールオーバーシミュレーション
 2.1 LNGタンクにおけるロールオーバー現象
 2.2 ロールオーバーシミュレーション

3節 CAEを用いた乳化・分散・撹拌装置の性能評価とスケールアップ事例
1.ローター・ステーター型ミキサーの概要
2.性能評価指標
3.性能評価指標の導出
 3.1 隙間部分のエネルギー消散率の導出
 3.2 開口部分のエネルギー消散率の導出
 3.3 総括乱流エネルギー消散率の導出
4.CAEの援用方法
 4.1 計算方法
 4.2計算結果の妥当性確認
5.指標の妥当性確認
6.スケールアップへの応用
7.スケールアップの精度

4節 コンピュータシミュレーションを活用した粉体プロセス制御
1.DEMによる粉砕シミュレーション
 1.1 ボールミル粉砕プロセスへの適用
 1.2 乾式ボールミル粉砕プロセスでの粒子径変化の予測
 1.3 湿式媒体撹拌ミルのシミュレーション
 1.4 シミュレーションから得られる情報
 1.5 粉砕の直接シミュレーション
2.混合シミュレーション
3.ふるい分けのシミュレーション

5節 シミュレーションソフト活用による吸着プロセスの利益性最大化
1.はじめに
 1.1 ニーズの違い
 1.2 ユーザーの違い
 1.3 共通点
 1.4 ソフトウェアの違い
2.プロセス産業において吸着シミュレーターがもたらす利益の例
 2.1 糖類
 2.2 ガス乾燥
 2.3 パラキシレン
 2.4 バイオプロセス

 

◇第2章 プロセスシミュレータを活用したプラントの運転条件検討、安全性向上◇

1節 プロセスシミュレータの種類、特徴
1.Aspen Technology社
2.Chemstations社
3. Honeywell社
4.オメガシミュレーション社
5.PSE社
6.Schneider-Electric社
7.Virtual Material Group社
8.WinSim社
9.BRE社

2節 プロセスシミュレータの各種モデリング法とその長所・短所
1.システム構成に由来するモデリング分類
2.アルゴリズム(解法手順)に由来するモデリング分類
 2.1 インサイドアウト(I/O)法
 2.2 疑似2成分(PBM)法
 2.3 ホモトピー(Homotopy)連続法

3節 シミュレーションを活用したダイナミックプロセスの設計
1.gPROMSによるプロセスモデリング
 1.1 モデルヴァリデーション (model validation)
 1.2 プロセスの最適化 (process optimisation)
 1.3 グローバルシステムアナリシス(Global Systems Analysis)
2.gPROMSプロセスモデリングツール
 2.1 gPROMSモデルビルダ (Model Builder)
 2.2 gPROMSプロットフォーム上の分野別アプリケーションソフトウェア
3.gPROMSプロセスビルダ (Process Builder)
 3.1 アドバンスト・モデルライブラリ (Advanced Model Library)
 3.2 gUTILITY - 用役システム解析・最適化ツール
 3.3 gFLARE ? フレアシステム及び脱圧・ブローダウン解析
 3.4 gFUELCELL - 燃料電池モデリング用ライブラリ。 
4.gFORMULATE (gPROMS Formulated Products)
 4.1 gCRYSTAL - 溶液晶析解析用ツール
 4.2 gSOLIDS - 固液・固気分離、分級、造粒プロセスのモデリングツール
 4.3 gCOAS - 経口吸収解析ツール
5.ハイブリッド・シミュレーション (CFDとの連成計算)
6.物性推算パッケージ (physical properties)
7.オペレータ・トレーニング・シミュレーター (OTS)


4節 シミュレーションによる生産工程設計の効率化と動的最適化
1.サイバーフィジカルの意義とパラダイムチェンジ
2.「シミュレーション統合生産」のコンセプト
3.新しいAI技術「Deep Thinking」としてのSIM
4.「シミュレーション統合生産」の量産への展開
5.IVI活動における大手製造業での実証実験
6.中小企業での実業務への適応

5節 ミラープラントの予測技術によるオペレーション変革
1.オペレーション改革とIoT、Big DATA活用
 1.1 IoT、Big DATAへの期待と活用目的
 1.2 IoT、Big DATAと理論(ロジック)との融合
2.プラントライフサイクルでのシミュレータの多目的活用
 2.1 シミュレータのデザインからオペレーションまで一気通貫活用
 2.2 プラントシミュレータを活用した安全運転設計例
3.シミュレータのオンライン活用
 3.1 ダイナミックプラントシミュレータの発展の歴史
 3.2 ミラープラントとは
 3.3 ミラープラントによるプロアクティブオペレーション
4.ミラープラントを活用した最適運転設計


6節 ソフトセンサーによるプラントの運転状態推定と製造プロセスの安定化、効率化
1.ソフトセンサーとは
2.ソフトセンサーの適用先
3.ソフトセンサーの役割
4.ソフトセンサーの運用までの流れ
5.製剤分野におけるオンライン監視
 5.1 IOTおよび新規IOT手法
 5.2 結果と考察
 5.3 まとめと今後の展望
6.ソフトセンサーの課題と今後


◇第3章 プロセス用分析計を用いた品質保証・工程管理◇

1節 プロセス分析計の種類・原理と導入のポイント
1.製造工程におけるプロセス分析の意義
2.プロセス分析計の種類・原理
 2.1 サンプル採取点と分析計の設置場所
 2.2 プロセス分析計の種類・原理
3.防爆構造
 3.1 耐圧防爆構造
 3.2 本質安全防爆構造
 3.3 内圧防爆構造
4.プロセスへの分析計の適用視点
5.プロセス分析の導入のポイント
 5.1 プロセス分析計の特性
 5.2 インテリジェント化による信頼性向上
 5.3 アナライザバスによる一括管理 
 5.4 スマートセンサ
6.今後のプロセス分析の課題


2節 ラマン分光法による製剤構成成分の識別・定量と分散状態の可視化
1.ラマン分光法による錠剤の主薬濃度測定
 1.1 試料および処方
 1.2 広域プローブ型ラマン分光器と測定方法
 1.3 測定結果
2.錠剤のラマンイメージング測定
 2.1 試料および処方
 2.2 顕微ラマン分光器と測定方法
 2.3 測定結果
3.低波数領域ラマン分光法による結晶形の評価
 3.1 低波数ラマン分光法と装置
 3.2 カルバマゼピン(CBZ)結晶多形識別
 3.3 錠剤中の物理的混合品と共結晶の識別


3節 X線分析による医薬品の成分・内部構造のリアルタイム分析
1.単結晶X線構造解析の医薬品分野における利用
 1.1 単結晶X線構造解析の原理
 1.2 蛋白質-化合物の構造確認に基づく薬剤設計
 1.3 合成過程における化合物の構造確認
2.粉末X線回折による結晶多形の評価
 2.1 粉末X線回折による結晶形の同定
 2.2 粉末X線回折による錠剤中の原薬の結晶形の同定
 2.3 XRD-DSC同時測定
3.蛍光X線分析法による不純物元素の管理
 3.1 蛍光X線分析法とその特長
 3.2 蛍光X線分析装置
 3.3 不純物元素の分析例
 3.4 医薬品の不純物ガイドライン(Q3D)と蛍光X線分析法


4節 連続波テラヘルツ分光法による錠剤中の分子種・結晶種識別
1. テラヘルツ波の応用分野の概要
2.テラヘルツ分光学の基礎
3.テラヘルツ分光法とテラヘルツイメージングの優位性とIoT分野への応用
 3.1 テラヘルツ時間領域分光システム
 3.2 テラヘルツ周波数領域分光法システム
 3.3 THz-TDS イメージングシステム
3.4 THz-FDSイメージングシステム
4.テラヘルツ分光測定のシステム構成
5.テラヘルツ分光による定量分析と多変量解析法
6.テラヘルツ分光測定の医薬品への応用
 6.1 結晶多形と分子種の識別
 6.2 共結晶(コクリスタル)成分の識別

5節 対象物に含まれる水分推移のオンライン監視
1.近赤外吸収の原理及び特徴
2.測定装置概略
3.フィルター式オンライン水分計
 3.1 光学系概略
 3.2 全体構成(測定装置)
 3.3 ラインの管理
 3.4 検量線

6節 液中、スラリー中に含まれる凝集・粗大粒子のオンライン定量測定
1.AccuSizerの原理とCMPスラリーの管理
2.AccuSizerのアプリケーション例

7節 非破壊分析手法の種類・特徴とPATへの応用
1.NIRによる医薬品工程モニタリング
2.押し出し顆粒の流動層乾燥工程のNIRモニタリング
3.流動層造粒工程における顆粒の水分量と粒子径のIn-Line NIR同時モニタリング
4.撹拌造粒によるテオフィリン含有打錠用顆粒造粒製造過程における水和物転移のNIRモニタリング
5.テラヘルツスペクトルによる結晶性医薬品の非晶質化プロセスモニタリング
6.音響解析による顆粒剤乾燥工程モニタリング
7.X線イメージング解析による有核錠製造工程モニタリング


◇第4章 センサによるプロセス変数のリアルタイム計測とデータの活用◇

1節 製造現場における無線技術の活用とその課題
1.環境と通信品質
2.製造現場の無線環境の変化
3.アプリケーションと通信要件
4.無線技術活用とその課題

2節 製造現場での利用に向けた無線環境センサの通信品質向上
1 .製造現場において無線通信品質を低下させる要因とその対策
 1.1 他の無線通信システムとの干渉
 1.2 電波の減衰
 1.3 自己無線システム内での干渉
2.製造現場における高信頼無線通信実現に向けた電波伝搬特性の測定とモデル化
 2.1 電波伝搬環境の測定
 2.2 近似できる分布関数の同定


3節 液体流量のオンライン計測
1.流量計測の基本
 1.1 流量の定義
 1.2 流量計の分類
2.流量計の精度
 2.1 精度一般
 2.2 流量計の精度表現
3.流量計の信号
 3.1 出力
 3.2 通信機能
4.流量計の紹介
 4.1 容積流量計
 4.2 差圧流量計
 4.3 面積流量計
 4.4 タービン流量計
 4.5 渦流量計
 4.6 電磁流量計
 4.7 コリオリ流量計

4節 レベル測定値以外に様々な測定データを活用できる最新のレベル計技術
1.レベル計の概要
 1.1 レベル計の歴史
 1.2 レベル計の種類
2.レベル計とデジタル技術
 2.1 レベル情報を伝送する信号
 2.2 デジタル技術によって進化したレベル計
 2.3 HART信号を利用したレベル計情報の伝送
3.最新の技術を取り入れたレベル計
 3.1 レベル計の内部データ監視機能の利用
 3.2 Bluetoothを利用した機器調整


5節 温度センサの種類、特徴と使い方のポイント
1.温度センサ
 1.1 熱電対の基礎
 1.2 測温抵抗体の基礎
2.実際の温度計測と注意点
 2.1 固体表面温度を測定する場合
 2.2 配管内温度を測定する場合
 2.3 壁取付けセンサで気体温度を測定する場合
3.設置環境による注意事項
4.保守・点検


6節 圧力計測機器の種類と選定における注意点
1. 圧力の種類
2. 圧力計測方式の種類
 2.1 計測方式
 2.2 機械式圧力計測の代表例
 2.3 電子式圧力計測の代表例
3. 選定のポイント
 3.1 一般用途
 3.2 水素用途
 3.3 腐食性・高粘の測定流体の用途
 3.4 食品・薬品
 3.5 酸素測定の用途
 3.6 半導体用途
4. トラブル対策
 4.1 振動
 4.2 脈動
 4.3 過大圧
5. これからの圧力計測機器
 5.1 赤外線通信を用いた圧力スイッチ
 5.2 光ファイバを用いた測定方法

7節 製造プロセス中における帯電量のリアルタイム計測
1.静電気の帯電量計測方法
 1.1 箔検電器
 1.2 測定回路
 1.3 改良型静電気測定器
2.静電気の可視化
 2.1 静電気可視化装置の紹介
 2.2 エリア型の使用例
 2.3 リニアスキャン型の使用例
3.まとめ
 3.1 静電気(電荷)の貯まる場所
 3.2 静電気計測の注意事項
 3.3 除電の注意事項

8節 機械振動監視システムの構成と解析、診断
1.振動監視システム概要
2.状態監視モニタ
3.振動測定パラメータ
 3.1 「変位」「速度」「加速度」の関係
 3.2 各測定パラメータの適用周波数
4.振動センサ
 4.1 非接触変位センサの原理
 4.2 非接触変位センサの取り付け方法
 4.3 圧電型振動センサの原理
 4.4 圧電型振動センサの取り付け方法
5.関連規格
 5.1 ISO 10816 : 機械振動
 5.2 ISO 7919 : 非往復動機械の機械振動
 5.3 ケーシング振動測定と軸振動測定の選定
6.振動解析と診断
 6.1 代表的な振動解析法
 6.2 解析可能な最高周波数とスペクトルライン数
 6.3 機械振動の原因と特徴
 6.4 振動診断事例


9節 回転機械状態監視技術の高精度化・高効率化
1.振動・音響に基づく回転機械の状態監視技術の重要性
 1.1 振動・音響による状態監視の重要性
 1.2 状態監視技術の高精度化・高効率化への問題点
2.パラボラ集音マイクロホンと合成波形分離手法による状態監視技術の高精度化・高効率化の実現
 2.1 パラボラ集音マイクロホンによるSN比向上と複数回転機械の音源同定
 2.2 音源同定結果に基づいた合成波形分離手法の適用
3.回転機械と真空ポンプでの検証


10節 音・振動データの解析と機械の故障予知
1.設備保全における音響・振動診断
 2.1 自ら音響・振動を発する設備の診断
 2.2 自ら音響・振動を発しない構造体の診断
2.音響・振動診断の適用範囲
3.音響と振動の特徴
4.音響・振動の分析方法
 4.1 波形
 4.2 波形包絡線
 4.3 スペクトラム
 4.4 ケプストラム
 4.5 スペクトログラム
 4.6 異常検知
5.事例
 5.1 冷却ファン
 5.2 研削盤
 5.3 コンクリート
 5.4 ボールベアリング
 5.5 ギアボックス


11節 製造現場のデジタル・エコシステム/IoTで創るコラボレーションの仕組み
1.はじめに −IoTで定期点検が無くなる日 
2.計装技術の変遷とIoTとの関係
3,Plantwebデジタル・エコシステム
 3.1 IoTで求められるセンサーの形/Pervasive Sensing
 3.2 最適なセキュリティの選択/Secure First Mile
 3.3 これまでのアセット管理を超えたIoTソフトウェア/Plantwebアプリケーション
 3.4 場所を選ばない必要な情報の共有/いつでもモバイル
 3.5 外部エキスパートとのコラボレーション/コネクテッド・サービス
4.デジタルエコシステムの導入手順と選択肢

 

◇第5章 生産データの効率化な収集、解析技術◇

1節 製造プロセスから得られる操業データとその解析の基本
1.操業データの活用とプロセスのモデル化
 1.1 操業データの活用
 1.2. プロセスのモデル化
2.仮想計測
 2.1 石油・化学産業における現状
 2.2 プロセス産業における共通課題
 2.3 メンテナンスフリー化
3.異常検出

2節 IoT市場におけるスペクトラムアナライザの役割
1.周波数偏差
2.占有周波数帯幅
3.隣接チャネル漏洩電力
4.スプリアス
5.送信時間制限装置
6.キャリアセンス
7.空中線電力

3節 工場設備の稼働情報収集と予防保全への活用
1.バリューデータの収集
2.予防保全と予知保全
3.稼働情報の収集方法
4.工場設備の稼働情報収集の実践
5.業務への活用

4節 リアルタイムデータの収集、分析とその活用による生産性向上の事例
1.Aspen InfoPlus.21紹介
 1.1 高度なタグ検索機能
 1.2 トレンド表示機能の拡張
 1.3 多様なソリューションを連携させるMESシステム
2.シミュレーションソフトウェアとの連携による生産性向上

5節 異常の早期検知手法のための高度信号処理技術
1.異常早期検知の問題点
2.ビックデータを用いた異常兆候早期検知
 2.1 異常早期検知手法概要
 2.2 モデル化手法
 2.3 モデル化手法詳細
 2.4 実機械のモデル
 2.5 適用事例


6節 プラントのセンサーデータのインバリアント分析による故障予兆のリアルタイム検出
1.プラント監視・保全を取り巻く環境
 1.1 プラント監視における現状と国の取り組み
 1.2 熟練技術者の不足
 1.3 事後保全・予防保全から予知保全へ
2.機械学習とインバリアント分析技術
 2.1 機械学習とインバリアント分析技術
 2.2 インバリアント分析技術の概要
3.障害予兆監視/保全業務への適用
 3.1 ガスタービンでの故障予兆検知
 3.2 化学プラントでの改修効果測定

7節 プラント制御におけるデータ分析技術と異常診断、品質推定への活用
1.アラーム予測によるプラント運転支援
 1.1 アラーム予測によるプラント運転支援とは
 1.2 運転データによるアラーム予測
 1.3 アラーム予測による運転支援のまとめ
2.バッチプロセス向けMSPC
 2.1 バッチプロセス向けMSPCとは
 2.2 バッチプロセス向けMSPCシステム
 2.3 冷蔵ショーケースの異常検知への適用
 2.4 バッチプロセス向けMSPCのまとめ


8節 中小製造業における現場情報自動収集の仕組みを活用した現場マネジメント力の向上
1.中小製造業における現場マネジメントの壁 現場情報自動収集の意義       
2.現場情報の自動収集による現場マネジメント精度アップ及び現場改善
 2.1 生産稼働情報の自動収集
 2.2 計測データの自動収集
 2.3 製品/ひとの位置情報の自動収集
3.つなぐことこそが現場マネジメント力向上への道


9節 中小製造業における生産情報の自動収集に関わる課題と対応
1.中小製造業における生産現場の情報化
 1.1 情報化の必要性
 1.2 IT導入で期待される効果
 1.3 ITの状況
2.先進企業の事例紹介
3.中小企業がITを活用するための課題
 3.1 成果の把握
 3.3 IT人材育成
 3.2 ベンダーへの提案依頼書(RFP)作成

 

◇第6章 工場、プラントの制御技術とサイバーセキュリティ対策◇

1節 産業用ネットワーク「PROFINET」によるエネルギー管理と安全制御
1.産業用ネットワークPROFINET
2.エネルギー管理
 2.1 背景
 2.2 消費エネルギーの削減策
 2.3 適用事例
 2.4 PROFIenergyの制御
 2.5 今後の方向性
3.安全制御
 3.1 安全制御の課題
 3.2 安全ネットワークプロファイル PROFIsafe
 3.3 PROFIsafeとドライブ安全機能の活用
 3.4 PROFIsafeとロボット安全機能の活用 
 3.5 無線安全通信機能の活用 
 3.6 PROFIsafeを使用したマシンのモジュラー化の実現例

2節 EtherCATによるマスタ・スレーブ間のリアルタイム通信と給電技術
1.EtherCAT技術
 1.1 通信の仕組み
 1.2 同期モード
 1.3 アプリケーション層
 1.4 Safety over EtherCAT (FSoE)
 1.5 デバイス記述ファイル
 1.6 EtherCATの堅牢性
 1.7 診断機能
2.EtherCAT P
 2.1 概要
 2.2 EtherCAT Pデバイス
 2.3 EtherCAT Pネットワーク設定
 2.4 EtherCAT P構想

3節 工場、プラントのサイバーリスクとCSMSの構築・運用による効果的なセキュリティ対策
1.工場・プラントのセキュリティ課題
 1.1 オープン化が進んだ制御システム
 1.2 迫りくるIoT時代
2.サイバー攻撃によるリスク
 2.1 制御システムの特徴
 2.2 制御システムにおけるセキュリティ環境の変化
 2.3 起こりうるサイバー攻撃のインシデント
3.CSMSの構築・運用
 3.1 CSMSとは
 3.2 サイバーセキュリティポリシーとは
 3.3 セキュリティ管理の基盤となるCSMS
 3.4 サイバーセキュリティポリシーの構成
 3.5 リスクアセスメント
 3.6 セキュリティ対策の検討
 3.7 内部監査
 3.8 マネジメントレビュー
4.CSMS認証の取得とメリット
 4.1 CSMS認証の概要
 4.2 CSMS認証取得のメリット


4節 工場・プラント群の一括モニタリング技術とそのセキュリティ対策
1.あらゆる産業へ変革をもたらすIoT
2.クラウドを活用した一括モニタリングのメリット
3.IoTにうってつけのクラウド
 3.1 クラウドへの期待
 3.2 クラウドを構成する技術
 3.3 パブリッククラウドとプライベートクラウド
4.IoT時代のネットワーク技術
 4.1 IoTにおける一般的なネットワーク構成
 4.2 セキュアなプライベートネットワーク
 4.3 進化する無線通信技術
5.セキュリティを取り巻く動向
 5.1 制御システムにおけるセキュリティ
 5.2 セキュリティ対策の方針
6.プライベートクラウド、プライベートネットワークを活用したIoTプラットフォーム
7.一括モニタリングの先に期待されるもの

5節 工場、プラントのセキュリティ事故事例と求められるセキュリティ対策
1.工場・プラントのセキュリティ事故事例
 1.1 クローズドな環境におけるUSBメモリによるマルウェア感染
 1.2 一時的なインターネット接続の運用を利用したマルウェア感染
 1.3 情報システムと制御システムが接続していたことによって発生したマルウェア感染
2.工場・プラントにおけるセキュリティ対策
 2.1 現状把握と脅威分析
 2.2 実際のセキュリティ対策の考え方
 2.3 デバイスのセキュリティ技術
 2.4 通信網のセキュリティ技術
 2.5 データセンターのセキュリティ技術
 2.6 リスクを考慮したIoTセキュリティ対策例

 

◇第7章 IoT技術を活用したスマートプラント、 スマートファクトリーの構築事例◇

1節 設備診断技術へのICT(IoT)活用による予知保全の高度化
1.設備診断技術とは
 1.1 設備診断技術の歴史
 1.2 設備診断技術の適用
2.振動診断技術による予知保全
 2.1 振動診断技術のポイント
 2.2 オンライン振動診断システム
3.振動診断におけるICT(IoT)活用の取り組み
 3.1 Web型遠隔自動診断システム
 3.2 生産情報との融合(ビッグデータ解析の可能性)
4.設備診断技術とビックデータ分析の予知保全の役割


2節 製造所横断によるMES階層再構築の取組事例
1.再構築に向けた認識論
 1.1 再構築での三つの着眼点
 1.2 分化したシステム階層に適うパッケージ製品の選定:ソフトウェア
 1.3 製造所統合を支えるICTインフラ整備
 1.4 システム担当部署の組織運営
 1.5 三位一体
2.取組状況と利用促進
 2.1 経過
 2.2 社内事例の列挙
3.再構築に対する評価
 3.1 システム担当部署における定性効果
 3.2 利用者へのアンケート結果
4.今後の展望
 4.1 大規模システムの運用保守と責務
 4.2 プラント製造現場での人の介在
 4.3 知識データとの連携
 4.4 実績収集に連なる後続行為の包括的システム化
 4.5 製造所運営の統括体制


3節 生産工程で生じるデータの収集・分析と歩留まり改善に向けた活用
1.対象製品
 1.1 ベリリウム銅合金の特徴
 1.2 改善対象
2.ビッグデータへ分析への挑戦
 2.1 トライアル
 2.2 本格導入
 2.3 現状の課題

4節 バイオ医薬品の連続生産と工程分析による品質確保
1.バイオ医薬品製造プロセスの管理
 1.1 機能別に製造を管理する
 1.2 シングルユースシステムの普及と課題
 1.3 IoT化に向けてのモニタリングの重要性
2.バッチ培養と連続培養
 2.1 フェドバッチ培養とその管理
 2.2 連続培養とその管理
 2.3 On-line化の必要性
3.精製工程管理の現状と問題点
 3.1 カラムクロマトグラフィー工程のIoT化の課題
 3.2 収率維持と品質管理の現状
4.リアルタイムリリースに向けての動き
 4.1 リアルタイムリリースの必要性
 4.2 リアルタイムリリースは実現可能か?

5節 金型分野におけるIoTの仕組みと活用
1.IoTとは
 1.1 IoTを実現するシステム基盤
 1.2 製造業・金型におけるIoT
2.IoTを活用した「かしこい金型」の取組
 2.1 かしこい金型研究会の目的
 2.2 「かしこい金型」の概略
 2.3 加工不具合検知
 2.4 その他
 2.5 金型のIoT化
3.金型向けIoTシステムの概要
 3.1 キーコンセプト
 3.2 IoTプラットフォームの要件
 3.3 システムの構成
4.今後の展望


6節 プラスチック射出成形における金型内部状態のインライン計測
1.金型内樹脂圧力計測システム
 1.1 インライン用圧力計測ユニット
 1.2 金型内圧力センサ
2.IoTのシステム構築
 2.1 成形状態監視システム
 2.2 稼働監視システム


7節 中小企業とのスマート金型の開発事例

8節 生産数量の少ないラインのICT化
1.日本の製造業におけるICT化の課題
 1.1 日本の製造業のICT化の現状
 1.2 ICT化が進まない理由
 1.3 生産数量の少ないラインのICT化
2.実績データの収集
 2.1 設備データの収集
 2.2 組立作業の実績収集
 2.3 紙帳票の電子化
3.データの蓄積
4.ラインの状況の見える化
 4.1 月報の電子化
 4.2 設備の生産履歴
 4.3 検査データを使った不良の未然防止


9節 IoT技術を活用したチョコ停の原因究明ツールを用いた現場改善手法
1.生産工場の課題と工場内ネットワークの現状課題
 1.1 生産工場の課題
 1.2 工場内ネットワークの現状
 1.3 生産ラインの再稼動までの流れと課題
 1.4 スマート工場構築の課題
2.課題解決の手段
 2.1 システム概要
 2.2 チョコ停の原因追究、現場改善手法
 2.3 「チョコ停 Finder」を用いてIoT化を実現

10節 IoT技術による製造ラインの可視化からスタートする生産最適化に向けた改善への取り組み
1.なぜ今IoTが注目されているか
 1.1 IoTへの期待
 1.2 製造業でのIoTへの期待
2.富士通アイ・ネットワークシステムズ山梨工場での製造ラインの可視化プロジェクト
 2.1 プロジェクトの狙い
 2.2 プロジェクトの内容
3.株式会社島根富士通におけるリペア工程の可視化プロジェクト
 3.1 プロジェクトの狙い
 3.2 プロジェクトの内容
4.IoTシステムの検討方法
 4.1 どのようなイノベーションを目指すのか
 4.2 提供したいコトの定義


11節 AR技術による製造・物流業の現場作業支援
1.AR技術
 1.1 AR技術とは
 1.2 ARによるヒトの能力拡張
2.スマートグラス
 2.1 スマートグラスとは
 2.2 スマートグラスの種類
 2.3 従来のスマートグラスの課題と今後の動向
3.製造現場の課題とその解決
 3.1 製造現場の課題
 3.2 製造現場でのAR現場作業支援適用例
4.物流現場の課題とその解決
 4.1 物流現場の課題
 4.2 物流現場でのAR現場作業支援適用例


12節 スマートファクトリーを実現するために求められるモデル化とシミュレーション
1.スマートファクトリーとは
 1.1 スマートファクトリーとは
 1.2 シミュレーションにおけるポイント
3.モデル化
 3.1 モデル化とは何か
 3.2 実際のプロジェクトでの制約
 3.3 モデル化のアプローチ
 3.4 主要なモデルの例
4.モデル化による「デジタル・ツイン」構築とシミュレーション活用の事例
5.スマートファクトリーの拡張と応用
 5.1 S&OP(セールス&オペレーションズ・プランニング)
 5.2 サービス化


13節 スマートファクトリー化の推進で直面する課題とその解決策
1.海外事例に見るスマートファクトリー化の狙い
 1.1 米国飲料メーカーにおける取り組み事例
 1.2 欧州航空機メーカーにおける取り組み事例
 1.3 米国ディーゼルエンジン・メーカーにおける取り組み事例
2.スマートファクトリーへのアプローチの違い
3.スマートファクトリー実現への効果的なアプローチ
 3.1 自動化か人への気づきか
 3.2 作ってから検討する
 3.3 小さく初めて大きく育てる
4.今後のスマートファクトリーの活用に向けて
 4.1 デバイスクラウド
 4.2 IoT プラットフォーム
 4.3 機械学習
 4.4 拡張現実

 

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