食品

スマートファクトリー / IIoT

YOKOGAWAが考えるスマートファクトリーとは

YOKOGAWAが考えるスマートファクトリーとは、食品工場内における4M(設備、人、モノ、手順)の動きに関する様々なデータが一元管理され、工場の自動化/省力化が進み、下記3点が実現された工場を指します。

1. 品質と生産性の向上
2. 製造時に発生するロスや間接業務の削減によるコストダウン
3. より付加価値の高い作業に集中できる環境の構築

部分的に自動設備を導入するのではなく、工場内のIIoT活用により設備とデータを繋げ、基盤を構築することで、工場の全体最適化を実現します。

食品製造業では、「品質向上」と「コストダウン」の両立といった従来の課題に加え、

• 消費者のニーズ多様化による多品種少量型生産への移行
• 労働人口の減少やスキルの継承
• ニューノーマル時代への適応（人が密となる製造形態/マンパワーに頼る生産からの脱却）

といった新たな課題に適宜対応する柔軟性が求められています。

YOKOGAWAは上記実現に向け、IA2IA（Industrial Automation to Industrial Autonomy) の取組みを提唱しています。 IA2IAとは、常に人による 監視と介入が必要となるプロセスから脱却し、設備自体が、自ら学習し適応することで、起動から停止までシステムが担う「操業の自律化」を実現した生産体制への移行を意味します。 詳細はこちらをご参照ください。

YOKOGAWAのコンサルティングサービス

YOKOGAWA は長年の経験と知識により様々な製品を組み合わせ総合的にコンサルティングし、お客様が考えるスマートファクトリー実現に向けお手伝いします。
詳細はこちらをご参照ください。

効果

(1) 生産計画の自動立案により、計画立案工数を削減し、属人化を排除
(2) コストデータの一元化と見える化を実現、原価低減対策が必要なポイントの明確化
(3) 多品種生産に対応した正確な原材料管理により、在庫ロスを削減
(4) 予兆/予防保全基盤の確立により、設備停止時間、故障件数、設備復旧時間を削減し、生産機会ロスを削減
(5) 人とシステムのダブルチェックにより、多品種生産における誤投入防止並びに誤作業ロス削減
(6) 製造実績の一元化により、迅速なトレーサビリティの実現
(7) 検査実績の一元化により、分析時間を短縮、迅速な品質安定化対策の実施
(8) 生産プロセス・設備・ロボットの制御により、生産プロセス自動化／作業者の省力化と、現場人員の減少を実現
(9) 設備ごとのエネルギー使用量と設備稼働実績の一元化により、ムダエネルギーを特定／改善
(10) 操業データの収集/解析により、ボトルネックの解消・品質安定化を実現

スマートファクトリー構築のための主なパッケージ製品と効果

スマートファクトリー構築のためのソリューションリーフレット

• YOKOGAWAのIIoTソリューション
• 生産管理ソリューション
• 製造現場作業支援ソリューション
• 操業データ解析ソリューション
• 設備保全管理ソリューション

コストダウン

(1)生産計画支援、(2)生産管理・原価管理、(3)設備保全、(4)製造管理、(5)自動制御と品質安定化 の5つの切り口でコストダウンを実現します。

(1) 生産計画支援によるコストダウン

お客様の課題

• 手作業による生産計画立案に時間と手間がかかる

ソリューション

• 人、設備、コンタミネーションを考慮した生産計画の自動立案が可能
• 視認性の高いユーザインターフェースにより、立案された計画の進捗管理が容易に可能

効果

• 計画立案工数の大幅削減、計画立案時間の短縮、属人化の排除を実現
• 運用に即した効率的な計画による生産コスト、機会損失、仕掛り在庫の削減を実現

(2) 生産管理・原価管理によるコストダウン

お客様の課題

• 利益分析や原価差異分析などの原価に関する計算が困難
• 正確な原価・実績・ロスを把握することが難しい
• 需要変動による販売計画変更に製造が追従することができていない

ソリューション

• 製造現場からの正確な実績データの収集、原価計算により、原価・ロスの把握が可能
• 製造、販売、在庫情報の連携並びに高速なMRPにより、需給変動への対応実現
• 生産状況を反映した計画立案によるスムーズな製造現場への計画変更の反映が可能

効果

• 標準原価の設定、実際原価の把握、原価差異分析の簡易化による原価低減を実現
  合わせて上記作業実施にあたる工数の削減実現
• 需給変動への迅速な対応実現により、生産機会損失を削減
• 適切な在庫管理により、在庫ロスを削減

(3) 設備保全によるコストダウン

お客様の課題

• 突発的な設備故障により、ラインが停止し、復旧対応に時間がかかる、また機会損失が発生している
• 保全部品管理が正しく実施できず、過剰に部品在庫を抱えてしまっている
• 突発的な故障を防ぐための定期点検が、故障実態とあわず余剰な点検となり工数不足に陥る
• 点検計画の立案・見直しに時間がかかる

ソリューション

• 過去の故障データ等設備保全に関連する情報を一元管理、点検計画の迅速な立案を実現
• 一元管理した情報と設備稼働データとの連携によりCBM（※）を実現し、余剰点検を排除
• 設備の振動や温度の継続的なモニタリングにより、設備異常予兆を感知、定期点検なしでの故障前対応を実現
  ※CBM：Condition Based Maintenance

効果

• 設備の安定稼働により、計画通りの生産を実現し、廃棄ロスによる損失を削減
• CBMの実現により、設備停止時間、故障件数、設備復旧時間を削減
• 情報の一元管理により、紙管理や転記等保全管理工数を削減
• 予兆監視により設備点検の効率化、点検工数削減

(4) 製造管理によるコストダウン

お客様の課題

• 原材料の先入れ先出し管理が正しく実施されず、廃棄ロスが発生している
• 誤計量や誤投入等、作業ミスの発生による廃棄ロスが発生している
• 品質異常や設備トラブル、作業ミス発生時のトレースに時間がかかり、迅速な対応ができていない
• 自動化設備を導入したが、作業者の工数を削減することができていない

ソリューション

• 適切な引当て管理、入荷から使い切るまでの正確な在庫管理を実現
• 紙等、手作業で管理している現場実績等情報の電子化実現
• 標準作業手順をシステムで管理し、手順のガイダンス並びにシステムと担当者でのダブルチェックを実現

効果

• 在庫管理精度向上や使用期限切れ原料削減により、原材料在庫を削減
• 現場実績情報を電子化し、トレース時間の短縮と転記ミスによる在庫情報との不一致防止を実現
• 作業者の作業ミスが減少し、廃棄ロスを削減
• 自動化設備への指示をシステムがサポートし、製造現場の全体最適化を実現

(5) 自動制御と品質の安定化によるコストダウン

お客様の課題

• 自動化設備を導入したが、製造品目ごとの調整に時間がかかる
• 品質が安定化しない、その要因もわからない
• 設備異常によるライン停止や材料などの供給タイミングのずれによる非効率な生産

ソリューション

• DCSの導入による製造品目に達したレシピに基づく自動制御を実現
• 4Mの変動要素を見える化して対応することで、品質の安定化を実現
• 設備異常の予兆監視や、自動設備と材料供給の連携によるJustinTime生産の実現

効果

• 製造品目の変更時の停止時間を短縮
• 製造現場の変化に追従しながら安定した品質を確保、最適な運転を実現
• 製造ライン停止を削減し工場安定操業を実現

生産管理・原価管理システムによってコストダウンが可能な一例

生産管理・原価管理システムを導入し、コストの見える化並びに原価差異分析を実現可能とし、ポイントを絞ったコスト低減活動を実施することで、より大きなコストダウン効果を得ることが出来ます。

コストダウンのための主なパッケージ製品と課題

コストダウンのためのソリューションリーフレット

• 工場運営の最適化を実現へ

トレーサビリティ

食品製造業の皆様は、より「安全」で「安心」な製品供給を実現するフードチェーン確立を目指し、ご対応されていることと思います。
YOKOGAWAは、トレーサビリティの確立により、出荷後の製品に対し問い合わせがあった場合、即座に製造実績を遡り原因を追究し迅速な対応を可能とするべく食品製造業の皆様を支援します。

食品製造をとりまく環境

健康意識の高まりや、HACCPなどによるリスク管理の導入、食の多様性に対するニーズなどから、食の“安全性”への関心が高まり、食品製造業のみならず、食品に関わる企業に対する“品質”要求はより厳しくなっています。

アレルゲン問題

• 含有アレルゲンは何か
• 原料・資材のアレルゲン含有量は問題ないか
• アレルゲンが混入する可能性はあるか

ハラル問題

• ハラル認証に適合しているか

食品製造業の課題

• 市場からの問い合わせに対する迅速な対応
  （問い合わせ、ご指摘品対応体制の構築）
• 原料由来、製造プロセス異常による品質問題への迅速な対応
  開発～製造～供給までの情報一元管理
  （トレースフォーワード・トレースバックが確立された体制の構築）
• 製品ライフサイクルの短命化
  多品種少量生産により、膨大な情報管理が必要

YOKOGAWAのトレーサビリティソリューション

トレーサビリティシステムは、生産系トレーサビリティシステムと、流通系トレーサビリティシステムに分類されます。 YOKOGAWAは、主に生産系トレーサビリティに関連するソリューションを提供します。
ものづくりに関わる情報を生産管理システムや、製造管理システムなどを活用することにより、統合管理を実現し、調達、製造、出荷に至る一連の業務を支援します。
消費者からの問い合わせ対応のみならず、食の"安全"、"安心"を支える品質の作りこみを狙いとした、品質管理や品質保証を支えるソリューションを提供します。

(1) 生産管理：いつ、なにを、どの程度作るなどの生産計画や原材料の調達計画を管理します
(2) 製造管理：誤投入などの作業ミス防止の支援や、何が、どのように作られたかなどの製造実績を管理します
(3) 品質管理：原料や製品の検査における分析値・洗浄記録など品質データを管理します
(4) 設備管理：製造プロセスにおける温度など設備状態を管理します

トレーサビリティシステム構築のための主なパッケージ製品とソリューション

フードディフェンス

食品工場の敷地及び工場内のセキュリティを強化する、トータルフードディフェンス

工場内での異物混入は、企業への信頼を揺るがす大きな原因のひとつです。YOKOGAWAは、こうした食品製造に対する意図的な混入を防御するため、何かが起こる前に防ぐ仕組み、起こってしまった後に追跡できる仕組みを構築し、食の安全を守る食品製造現場を支援します。

• 入構管理　：　敷地内への入構は関係者のみ
• 入退室管理：　工場内の入館及び製造工程内への入室は関係者のみ
• 工程内監視：　原料・製品トレーサビリティと工程内作業の映像記録を管理

また、食の安全・安心の強化のために、適切な温度管理や衛生管理などフードセーフティ視点におきましても支援します。
詳細は下記をご参照ください。
トレーサビリティ / HACCP

新型コロナウイルス対策

近年、新型コロナウイルスの流行により、食品製造業は現場作業者の体調管理や、工場においても三密回避など様々な対策を強いられていると思います。 非接触で一度に大人数を安全・高速に検温し、個人の追跡が可能な体温測定ソリューションを提供します。これにより、発熱をした個人の早期特定が可能となり、工場でのクラスター発生対策を支援いたします。
新型ウイルス予防対策（体温測定編）

食品安全システム認証規格 FSSC22000 取得対応

近年の世情を反映し、取引先に食品安全・衛生管理に関する規格の認証取得を要請するケースが増えています。 食品製造業向け食品安全システム FSSC 22000 構築のための前提条件プログラム ISO/TS22002-1:2009 の第18章に記載されている要求事項 「フードディフェンス、バイオビジランス及びバイオテロリズム」への対応を支援します。

製造工程内ディフェンス

|入構管理 | 作業映像の記録 | 工程内ゾーニング管理 | 原料庫・薬品庫の人と物の紐付け |

入構管理

カード認証や指紋認証システムにより、部外者の侵入を防ぎます。
また監視カメラにより、外部からの侵入を監視します。

作業映像の記録

製造管理システム（CIMVisionLIBRA）を使用し、原材料投入タイミングで、Web カメラの向きを変え作業が行われている投入口の映像を記録します。

工程内ゾーニング管理

工程内入退室を把握し、関係者以外を入室させない仕組みを確立します。

• 在室時間管理
• あらかじめ設定された時間を超えた場合に異常と判断します。

• アンチパスバック
• カード操作なしの入退室を防ぐ機能です。
• 「入室」⇒「退室」の手順を踏まないと不正使用と判断します。

原料庫・薬品庫の人と物の紐付け

画像検知技術で、原料庫や薬品庫からモノを抜き取ったことを検知し、その画像を記録します。

フードディフェンスのための主なパッケージ製品

• 監視カメラ FIELDEYE
• 製造管理パッケージ CIMVisionLIBRA

フードディフェンス実現のためのソリューションリーフレット

• 食品工場のフードディフェンス
• 新型ウイルス予防対策（体温測定編）

HACCP / FSSC22000

HACCP対応、FSSC22000※対応、食品の品質管理、サニタリ機器など、食品工場における衛生管理ソリューションや、食品ロス削減の取組みをご紹介します。
※FSSC22000：食品安全マネジメントシステムに関する国際規格

HACCP義務化への対応

2020年6月には食品を扱う全事業者に対し、HACCPに沿った衛生管理の実施が義務付けられました。2021年6月からは、HACCPの導入・運用が完全義務化となります。ガイドライン7原則12手順に従い、原材料を仕入れて提供するまでの工程を、監視・管理することが求められています。
YOKOGAWAは、手順６：製造ラインの危害要因の分析　手順７：重要管理点の決定　手順9・10・11・12：モニタリング・改善・検証結果の記録の観点から、HACCP対応を支援いたします。

食品ロス削減への取組み

令和元年に食品ロス削減推進法が施行されました。食品製造業には、原料の無駄のない利用や製品の賞味期限延長への工夫など、
食品ロス削減に向けた対策が求められるようになりました。
YOKOGAWAは『品質リスク低減』と『適切な在庫管理』の観点から、食品ロス削減への取組みを支援します。

サニタリセンサ・分析計

YOKOGAWAでは、食品製造業向けに、衛生管理の厳しいご要求にお応えするサニタリセンサや分析計をご用意しています。

• 食品工場用サニタリセンサ
• 分析計

食の安全確保のための主なパッケージ製品

• 製造管理パッケージ CIMVisionLIBRA
• 品質情報管理支援パッケージ Lab-Aid
• リアルタイム操業情報管理パッケージ PI System
• プラント情報管理システム Exaquantum
• GMP管理業務支援パッケージ CIMVisionQA
• SMARTDAC+ ペーパレスレコーダ　GX10/GX20

HACCP 義務化に対応する安全管理ソリューションリーフレット

• 横河のHACCP対応への取り組みについて
• 食品ロス対策リーフレット

設備保全

設備台帳管理や保全計画作成を支援する設備保全システム、機械学習による設備異常予兆検知システムなどにより、故障を未然に防ぎ、工場の安定・安全稼働並びに生産機会損失を低減するソリューションをご紹介します。

(1) 保全業務を支える設備保全システム

お客様の課題

• 設備部品の最適な交換周期がわからない、点検周期がわからない
• 突発的な生産設備の性能低下や停止による復旧対応に時間がかかる

ソリューション

• 故障履歴の見える化により、設備部品の交換周期を把握し、最適な保全計画を作成可能
• 設備関連データの一元管理により、適切な設備部品の在庫管理を実現

効果

• 定期点検作業見直しにより工数削減
• 突発的な設備故障発生を削減し、生産機会損失を低減
• 設備、保全情報の一元管理により、紙管理や転記など間接業務削減
• 設備トラブル対応にかかる時間の短縮

(2) 異常予兆検知による設備保全

お客様の課題

• 生産設備の突発故障・ライン停止により、大きな機会損失がうまれた
• 生産設備の異常の発見が遅れ、製品の廃棄、回収を余儀なくされた

ソリューション

• 設備の微かな異常を検知し、故障発生前にアラームをあげることで、故障の未然防止が可能
• 設備の振動や温度の継続的なモニタリングにより、設備異常予兆を感知
• 収集したデータの解析により、故障原因の迅速な究明が可能

効果

• 突発的な設備故障発生を削減し、生産機会損失を低減
• 設備・工程異常による、品質リスクを低減
• 設備トラブル対応にかかる時間の短縮

設備保全のための主なパッケージ製品と課題

設備保全のためのソリューションリーフレット

• 保全業務の最適化で止まらない工場へ

省エネルギー

エネルギー使用量の見える化によって、省エネを実現するだけではなく、無駄やばらつきを発見し、オペレーション改善も支援します。 

お客様の課題

• 省エネを進めたいが、改善ポイントが特定できない
• 省エネは進めているが、次に何を⾏ったらいいか分からない
• ユーティリティの省エネだけでなく、⽣産⼯程と連携し、生産における全体のコスト削減活動をしたい

ソリューション

• ムダの発見と最適なKPIの設定を支援
• 製品別、ロット別エネルギー原単位の明確化を実現
• エネルギー情報と生産情報を統合し、生産工程全体の省エネ活動支援を実現

効果

• 工場全体での使用エネルギー量見える化により、月ごとの比較並びに改善ポイント特定が可能
• ライン毎の傾向を把握することにより、省エネ対策の検討並びに効果測定を容易に可能
• 生産情報との連携により、製造工程のエネルギー効率悪化の原因解析が可能
• 同一製造品目の他工場比較により、ユーティリティコスト視点での最適な生産計画立案が可能

YOKOGAWAの甲府工場は、ＩＴ活用の見える化システムと組織的運用を両輪としてエネルギー視点での改善活動で大きな成果をあげ、省エネのモデル工場として注目を集めています。
詳細はこちら

YOKOGAWAは経産省、環境省などの補助事業を利用してのFEMS (Factory Energy Management System) など、省エネ・CO2削減に貢献する高効率化設備の導入を推進しています。
詳細はこちら

省エネ活用のための主なパッケージ製品

• 生産スケジューラ ASTPLANNER
• 工場エネルギー操業支援システム Enerize E3
• SMARTDAC+ データロギングソフトウェア GA10

食品工場用センサ

食品工場用センサの主な製品

■ サニタリ用センサ

• EJAC60J サニタリ用アダプタシステム（エキレス形）

■ 他センサ

• 光ファイバ温度センサ
• レーザガス分析計
• Sushi Sensor
• レーダーレベル計
• 電磁流量計
• 渦流量計
• 超音波流量計
• コリオリ質量流量計

コリオリ質量流量計の活用例

質量流量計に「泡」はNG という常識を変えます。

お客様の課題

• 既設質量流量計は気泡が混入したらオーバーレンジとなってしまう

ソリューション

• 10％以上の気泡混入流体でも測定可能

効果

• 継続した測定が可能となることで、気泡混入による配合量不明で廃棄していた製品のロスが削減

【活用事例①】ROTAMASS 原乳受け入れ工程における質量流量測定
【活用事例②】ROTAMASS コンスターチ製造における密度・濃度測定