制御盤2030 ホワイトペーパーご紹介

日本電機工業会（JEMA）より制御盤2030のホワイトペーパー（PDF)が公開されました。
制御盤業界における課題や背景から制御盤業界のあるべき姿とこれからの在り方などがまとまっています。

EPLANが目指す「設計から製造までつながる電気設計」「制御盤製造」と通ずるところがあるので、是非より多くの人にこのホワイトペーパーを見ていただきたく、簡単にまとめて紹介しています。
全文はJEMAのHPで公開されています。

１．制御盤業界を取り巻く環境と課題

環境の変化:

市場のグローバル化、最終製品の多様化など多くの環境変化に合わせて生産設備の高機能化が求められています。そのため制御盤に搭載されているFA機器も増加、配線作業も複雑化するという事が起こっている。

国内労働力の変化：

制御盤業界に携わる技術者/技能者の減少が進んでいる。

制御機器(コンポーネント)の進化：

多機能・高性能・小型化が進み、盤の省スペース化、筐体レス化につながるようなものも出てきている。

ユーザーニーズの変化：

産業用設備のネットワークに関するオープン化。システム全体としての最適化や製品ライフサイクルとしての全体最適が求められる。

２．2030年の制御盤のあるべき姿

組み立ての省人化：

データの標準化が進むと、設計データを製造現場で活用できる。電気回路図から配線指示書を自動生成、機器配置図から組立用ロボットプログラムを自動生成するなど。

設計の効率化：

今日の制御盤設計には大きく分けて 「電気回路図」「機器配置図」「ハーネス図」「板金図」が存在する。

一般的に「電気回路図」「機器配置図」は主に電気(制御)技術者が2D CADを使って作成し、「板金図」は機械設計者が3D CADを使っている。
このように制御盤を1台設計するだけでも数種類のツールを使用しているので、設計データの相互連携が図られていない。

各種ツールのデータ・フォーマットを標準化し、設計データのポータビリティを高めることで設計の効率化を図る。

制御盤の高付加価値：

品質や、筐体の小型化や省配線などによるコストダウン以外の「差別化」が求められる。予知保全や沿革からの「見える化」など、制御盤メーカーは機器ベンダとのオープンイノベーションが必要になってくる。

３．制御盤設計に起きている変化

モジュール化：

制御盤のモジュール化は主に2つに大別される。

１．機能ブロックとしての、筐体、PLCや端子台などの制御機器、ケーブルや電源装置といったハードウェアのモジュール化
　　モジュール構造により組立時間や製造コストが30%程度、短縮・提言するものがある。

２．機能ブロックであるPLC等が実行する制御プログラムやCADデータ、受注、調達などのソフトウェアのモジュール化
　　再利用及び変更可能なモジュールデータ構造を採用し、回路図、配線図、3D及び2D部品図表の帳票データが連携した効率的な修正・変更作業が可能。

電線接続の合理化：

人手不足、熟練の技能を持った技術者の不足により、ねじ締め、トルク管理が不要のスクリューレス端子台の採用が進む。
スクリューレス端子台を導入することで

配線時間の短縮
接続品質の安定
安全性の向上　が実現可能になる。

5Gによる信号線の無線化：

製造現場では、配線工事のコスト削減やネットワークの複雑化から無線化のニーズはあるが、信頼と実績から有線による配線が基本となっているが、
2030年に向けては5Gでの急速な無線化の普及が期待される。

設計データフォーマットの国際標準化：

設計データの保存用フォーマットを標準化し、国際規格とする活動が進んでいる。2019年4月にIECでメーカーに依存しないプログラムの標準フォーマット(PLCopen XML)が発行された。
AutomationMLは工場やプラントに必要な設計データをXMLで総合的に表現することができるため、各種エンジニアリング・ツール間のデータ交換標準として欧州を中心に普及が進んでいる。

制御盤のバリューチェーンの全体最適：

制御盤製作において、板金、塗装、組配などの各製作工程の担当業者がネットワーク接続された生産情報を共有することでサプライチェーンに渡る生産システム全体の最適化を実現できるようになる。

サプライチェーンの進化：

WEBを経由した技術営業、調達(受発注)も活用されるようになる。例えば配電盤・制御盤の製造に必要な筐体の加工をWEB上で設計～図面完成～見積～発注ができ、短納期化を実現するサービスなどである。

盤内機器のIoT化による保守・アフターサービスの高付加価値化：

制御盤のコンポーネントとそれを操作する人・保守する人がつながることで設備の状態を監視し、故障を事前にとらえ、最適な生産を継続することが可能になる。
機器がネットワークにつながると製造ライン変更による設備変更が発生した場合においても速やかに稼働して製造することができる。
QRコードを活用して設計情報をスピーディーに入手し現場で活用する仕組みや、AR技術も活用しながら保全効率の向上をはかる取り組みもIoT化の１つである。