「徹底したデジタル化 ― 中小企業が生産全体を再構築する方法」
スイスの中小企業Sistag AGは、Fastems製のフレキシブル生産システム（FMS）の近代化を進める過程で、自社の生産をデジタルの視点から徹底的に見直し、「ビットとバイト」の可能性を再認識した。この取り組みは、新たな知見と大胆な将来計画を生み出している。
世界的に事業を展開するSistag AG（本社：スイス・ルツェルン州エッシェンバッハ）は、パルプ・紙、食品・飲料、下水処理、バイオガス・化学プラントなど多様な産業向けにアイソレーションバルブ（遮断弁）を製造している。
「当社の主力製品は“Wey Valve”ブランドで知られるナイフゲートバルブです。これらのバルブは石油化学、原油生産、鉱業など幅広い分野で使用されています。当社の機械加工部門には約165名の従業員がおり、年間25,000〜30,000個のナイフゲートバルブを生産しています」と、製造部門責任者マヌエル・シュミドリン氏は語る。
高度な生産自動化を実現するエキスパート企業
多くのスイスの中小企業と同様、Sistagも高い製造コストという課題に直面している。シュミドリン氏は次のように説明する。「土地も人件費も高く、熟練した技術者の確保が難しいのが現状です。そのため、私たちは社内教育と技能育成にますます注力しています。」
経済的に生産を維持するため、Sistagの機械はほぼ休みなく稼働している。「当社の強みは特殊バルブ分野での技術力にあります。ここSistagでは自動化レベルが非常に高いため、価格面でも十分に競争力を発揮できています」とシュミドリン氏は補足する。
デジタル化を重視した近代化
このMLS-MD（フルカスタムパレット搬送自動化ライン）は、2022年に機械構造・制御ソフトウェアの両面で完全に刷新され、最新仕様へとアップグレードされた。
ナイフゲートバルブの中核部品である「ハウジング」は、2台の横形マシニングセンタで加工されている。Sistag社は2005年にFastems製フレキシブル生産システム（FMS）を導入し、OKK HM 630を接続したマルチレベルシステム（MLS）を構築した。2010年には同型のOKK機をもう1台追加し、システム全体の長さは35 メートルへと拡張された。
2022年、SistagはこのMLSの近代化を決断した。シュミドリン氏はこう説明する。「電子制御系がまだ32ビットで動作しており、部品の供給も終了していたため、実質的に“製品寿命終了”の状態でした。64ビットシステムへのアップグレードに際しては、制御系と機械構造の両方を完全にレトロフィットしました。」
Sistagは約4年前から一貫したデジタル化戦略を進めており、今回のFMS更新ではFastemsの製造管理ソフトウェア（MMS）の導入に加え、生産全体のデジタル化を主要テーマとして取り組んだ。
生産能力と稼働率の把握が困難だった過去
現在のFMSは、3つの段取りステーションと2つの素材ステーションを備え、2階層構造で計74枚以上の機械パレットと82枚の素材パレットを収容できる。
シュミドリン氏によれば、同社の60年におよぶ歴史的成長は多くが「経験と慣習」に基づいており、「これまでもこの方法でやってきた」という言葉を彼は何度も耳にしてきたという。
「ここ数年でプロジェクトベースの案件が大幅に増えました。最近では、顧客がバルブを注文すると、3〜4個ではなく一度に400〜500個という規模になります。既存のインフラでは、これほど大きな注文を最初から最後ま効率的に計画することができませんでした。リスト管理に頼っていたため、どの機械がいつ、どの工程を担当し、どの案件が優先なのか――全体像を把握するのが非常に困難だったのです。」
「そこで私たちは、MMSを中核とするMES（製造実行システム）として、生産全体を統合的に管理することを目標に掲げました。」
製造組織の“未踏の領域（テラ・インコグニタ）”
デジタル化戦略の中核を成す要素として、WCOはネットワーク非対応の旧式機械、たとえば金属プレーナーのような設備であってもMES（製造実行システム）に統合し、全社的な生産管理システムの一部として恒久的に組み込むことを可能にしている。
FastemsのMMS（Manufacturing Management Software）は、このようなデジタル化への取り組みを実現するためのすべての要件を備えている。現在、市場でもっとも強力な自動加工生産の計画・実行・監視ソリューションの一つであり、原材料、NCプログラム、工具およびその寿命といったリソースを考慮しながら、最大96時間先までの生産計画を自動で立案できる。
しかしシュミドリン氏は、計画的で一貫した生産体制を実現するためには、自動化された設備だけでなく、単体の工作機械や手動作業ステーション、検査工程までもが最終的にデジタル化の枠組みに含まれなければならないことを十分に認識している。
とはいえ、これらの領域は多くの製造現場においていまだに“テラ・インコグニタ（未知の領域）”であり、容易な課題ではない。しかしSistagでは、Fastemsの非自動化設備向けMESソリューション「WCO（独立ワークセル運用システム）」の導入によって、この状況を根本から変えようとしている。
非自動化工程のデジタル計画
この複合加工機（旋削／フライスセンタ）は、ネットワークインターフェースを介してMMS（製造実行システム）に統合される機械の一例であり、これにより生産計画・実行・監視がシームレスに行えるようになる。
シュミドリン氏は次のように説明する。「私たちは、生産の全工程──レーザー切断、工程計画、フライス加工、穴あけ、研削、そして品質検査に至るまで──をMMS上で完全に可視化したいと考えています。」
この戦略の中で、WCOは極めて重要な役割を果たす。WCOとは、非自動化の単体機械や個別プロセスをデジタル化するためのソリューションである。このソフトウェアにより、単体の機械や作業ユニット（セル）ごとの作業順序や稼働状況、能力の把握・管理が可能になる。
また、WCOは単体機械におけるNCプログラムおよび工具管理とも統合されており、独立したソリューションとしても、パレット／部品自動化システムと連携した形でも利用できる。Sistagでは初期段階として8台の機械をWCOに接続する計画であり、今後さらに対象を拡大していく予定である。
生産全体への完全統合
写真左：Fastemsスイス法人のセールスマネージャー、ジェンナロ・テタ氏（左）と製造部門責任者マヌエル・シュミドリン氏（右）。両者はSistag AGのデジタル化プロジェクトで密接に連携している。
マヌエル・シュミドリン氏は、FastemsのMESソリューションの可能性について次のように説明する。「各WCOは、単体の機械や作業ステーションを表していますが、複数の機械を1つのWCOグループとしてまとめることもできます。例えば、当社ではある部門の旋盤群を1つのWCOにまとめています。その中で、個々の機械ごとにタスクを割り当てたり、調整したりすることが可能です。」
「インターネット接続が可能な単体機械はすべて、ソフトウェアに直接接続されています。一方で、金属プレーナーのような旧式機械は構造が単純なため、ネットワーク接続ができません。しかしWCOを通じて、こうした設備も組織全体の管理システムに統合できます。必要な生産データや進捗情報は、作業者がタブレット端末からWCOに入力する仕組みです。」
「こうした柔軟な管理は、ERPシステムだけでは到底実現できません」とシュミドリン氏は語る。
MMSは、ERPシステムからの受注データをもとに、FMSと同様の仕組みでWCOと連携し、各部門の生産計画を自動でスケジューリングする。また、納期に基づいて優先順位を割り当てる。機械オペレーターは、優先順位順に処理すべき作業リストをデジタル形式で受け取る。機械のセットアップ完了や生産開始などのステータス情報は、ネットワーク接続された機械から自動的に、または作業者がタブレットを通じて手動でWCOにフィードバックする。
「この仕組みにより、非常に柔軟な運用が可能になりました」とシュミドリン氏は強調する。「必要に応じて、個別の注文を移動したり、優先順位を変更したりできます。以前はこれは不可能でした。今では、生産計画の全体像、進捗、機械稼働率、次の注文の予定など、ERPでは見えなかった運用上の重要データをすべてリアルタイムで把握できます。」
生産全体の高い透明性
Sistag社の製造部門責任者マヌエル・シュミドリン氏は次のように述べている。「私たちは、MMSを中核MESとして生産全体を可視化することを目指しています。現在すでに、より少ない機械と人員で以前より高い生産性を実現しています。この透明性の向上により、狙いを定めた精密な生産最適化が可能になりました。」
MMSとWCOによるデジタル化戦略を効果的に機能させるためには、製造管理の観点からできるだけ早期に着手し、まずERPシステムの情報を整理・整備して、必要なデータを正しい形式でMMSに受け渡せるようにすることが重要である。
「このプロセスには時間がかかりましたが、その努力に見合うだけの成果を得られました。自動化されていない機械や工程に対しても、詳細なデータをもとに非常に高いレベルの可視化を実現できたのです。」
「さらに大きな利点は、MMSとERPの間に1つのインターフェースを設けるだけで済むことです。MMSがMES（製造実行システム）として機能するため、システム全体がシンプルかつ一貫した構造になります。」
「プロジェクト型ビジネスが増加する中で、これは大きな前進です。正確な運用データに基づいて高い情報密度を得られるため、より精密な原価計算が可能となり、ERPのマスターデータに不整合がある場合も容易に修正できるようになりました。」
さらなる自動化への投資
Sistagのデジタル化戦略は、さらなる自動化投資によって補完されている。たとえば2023年12月には、Fastems製のFPC-3000（標準パレット搬送システム）が導入された。同時に、OKK製の新たなマシニングセンタへの投資も進めており、将来的には「自動化されていない機械が一台もない工場」を目指している。
「多くの企業は、Fastemsの自動化システムとMMSを導入することで、ある程度の生産可視化を実現しています。しかし、これらのソリューションはしばしば“自動化環境外”の製造能力まではカバーしていません。私たちはその点を早期に認識しました。」「現在すでに、私たちは以前よりも少ない機械台数と人員で、より高い生産性を達成しています。透明性の向上が続くことで、生産プロセス全体をより選択的かつ的確に最適化できるようになったのです」とシュミドリン氏は結論づけている。