一、萌芽:フォード自動車の自動車パイプライン生産
1913年、フォード・モーター社は最初にパイプライン自動車組立システムを構築したため、世界の自動車製造業の驚くべき革命を引き起こし、自動車生産の規模化を促進した。フォードの組立ラインの各タスクにはステーションがあり、これは工場を貫通する数百台の車が同時に生産できることを意味している。
フォードの独創的な工場では、フォードTモデルは最初から最後まで93分で組み立てられた。実際には3分おきに、完全な小型車が転がってラインオフしている。これが自動車生産ラインの始まりと芽生えの段階であり、同時に、この段階で自動車は金持ちの専属ではなく、何千人もの一般人が自分の車を運転することができるようになった。
二、革新:日本の「定時生産制」JIT生産方式
1953年、日本トヨタの大野耐一副総裁は単品生産(one-piece-flow)と量産の特徴と利点を総合し、多品種小ロット混合生産条件下で高品質、低消費の生産方式である定時生産(Just In Time、略称JIT)を創造した。ジャストインタイム生産方式(Just In TimeはJITと略称する)、ストックレス生産方式(stockless production)とも呼ばれる。ジャストインタイム制とは、必要な部品を必要な数だけ必要な時間に生産ラインに送り、必要な部品だけ、必要な数だけ、ちょうど必要な時間に生産に送ることを指す。だから定時生産制の出発点は、無駄を絶えず解消し、在庫を減らし、持続的な循環式の改善を行うことである。
JIT生産方式の基本思想は、「必要な時だけ、必要な量だけ、必要な製品を生産する」、つまり在庫がない、または在庫が最小になる生産システムを追求することである。JITの基本思想は、生産の計画と制御及び在庫の管理である。そのため、JIT生産モデルは「リーン生産」とも呼ばれている。
三、発展:自動化された作業場と工場
50年代以降、自動化された半自動化されたパイプライン、すなわち剛性自動ラインと呼ばれるものが出現し始めた。特に電子計算機と自己制御技術の発展は、生産プロセスの自動化を大いに促進した。
60年代、工業生産は電子計算機を用いて大型設備、例えば大型蒸留塔、大型圧延機などに対して、最適な制御を行い、直接デジタル制御(DDC)及び設定値制御(SPC)を実現した。
70〜90年代、自動計器とハードウェアの開発、マイクロコンピュータの登場により、生産プロセスの自動化は新たなハイレベル段階に入った。工場全体またはプロセス全体の集中制御、コンピュータシステムを用いたマルチパラメータ総合制御、または複数のコンピュータを用いた生産プロセスの階層的総合制御と経営管理への参加は、この段階の主要な特徴である。
21世紀に入ってから、「人間本位」、「省エネ・環境保護」の観念が深く浸透し、工場自動化は工場総合自動化(フルセット自動化とも呼ばれる)に向かって発展している。米国科学院の調査分析によると、自動車工場は工場全体の一体化制御を採用し、製品の品質は2-5倍、生産効率は40-70%向上し、設備利用率は2-3倍高く、生産サイクルは30-60%縮小し、エンジニアの作業能力は3-5倍向上した。
四、脱皮:工業4.0時代の知能製造
現在、人類は工業4.0時代を迎え、モノのインターネットと製造業のサービス化はインテリジェント製造を主導とする「工業4.0」を迎えており、情報通信技術とネットワーク空間仮想システムである情報物理システムを十分に利用することで、製造業をインテリジェント化に転換することを目指している。
一方、自動車業界は製造業の中で知能化の程度が高い代表として、ドイツのベンツ自動車会社、BMWグループ、フォルクスワーゲングループ、ボッシュ会社はすでに率先して水工業4.0を試験した。国内では、自動車製造に携わる企業も4.0時代の転換を考え始めているが、例えば東風日産工場は「工業4.0」時代の先駆者となった。2017年東風日産は「i?計画」を全面的に実行し、その「智造品質」は製造技術のインテリジェント化のアップグレードを通じて、工場の自動化改造を行い、先進的な工程技術センターを構築し、デジタル化開発プラットフォーム、インテリジェント化精工製造と情報化品質管理を用いて、「智」造品質を構築する。次のようになります。
1.工場の自動化を全面的に向上させ、高品質製品の輸出を保証する
2016年に東風日産の4地5工場は完全に新しい柔軟性と集約化された自動生産ラインを導入し、全車系の受注式生産を実現し、敷地面積を30%~ 50%削減し、全車、部品の在庫を20%削減し、今後3年間で自動化率をさらに向上させ続ける。例えばプレス技術、溶接作業場、塗装作業場、樹脂作業場などは先進的な自動化技術を全面的に応用している。
総組立については、ダッシュボード自動組立、エンジン&トランスミッション自動化組立、新式ロボット応用などの新技術プロジェクトもすでに前期開発を完了し、その中に新たに導入されたリム自動ラミネート、オイルタンク自動ソートラインアップなどの自動化改善プロジェクトは、自動化率を12.5%(業界内平均自動化率は7~8%)に引き上げ、業界内のリードレベルにある。
2.展望知能技術を用いて、科学技術を製品の核心に組み入れる
展望知能技術の面では、東風日産は2016年に国内初の「整備制」先進工事技術センター(AEP)を使用した。新たに落成したAEPは新型スマートグリーン工場の創設、製品の同期開発、システム建設、専門家化人材育成の3つの機能を担い、デジタル開発プラットフォーム、スマート化精工智造ツール、ビッグデータ品質管理の3つの智能手段を提供する。
3.全過程の知能監視システム、生産ラインの自動警報を実現する
品質管理の面では、東風日産エンジン工場はインテリジェント製造の理念を運用し、システム全体は各製品に身分証明書を与え、各工程のデータを自動収集し、与えられた唯一の身分を通じて関連情報を直列化し、最終的に全軌跡のデータを形成する、データの正確な収集は、データの応用のために無限の可能性を広げ、製品、設備、生産ライン、機種などの各次元はすべて正確に追跡でき、そして生産ラインの自動警報を実現し、不良品の流出を防止する。