食品・飲料業界は製造オペレーションに関するいくつかの重要な課題に直面しています。食品・飲料メーカーのオペレーションは通常、一般に定置洗浄 (CIP)、トレーサビリティ、ラベル誤表記の記録、シリアル管理などの複雑なプロセスで構成されており、業界はブランドと製品の品質、味、安全性の一貫性を最大限確保しつつ、同時に原材料と規制対応コストの上昇分を補うために生産と包装のコストを引き下げていく必要があります。さらに、業界は食品安全、トレーサビリティ、栄養と健康、持続可能性に関する政府規制の順守に加え、急速な変化を続ける消費者の要求やビジネス チャンスに俊敏に対応する必要があります。食品・飲料業界では、製造の課題だけでなく、サプライ チェーンの課題も対処しなければなりません。そのためには、最新の IIoT やデジタル テクノロジーを導入し、継続的なプロセスの改善や生産拡大の機会に活用することが求められます。

食品・飲料製造業界に関する課題の多くは、マーケット需要の変化によって生じたものです。より豊かで都会的な生活を送る人口が新興国で急増した結果、業界が顧客の要求に応えるために、新たな手法の採用やデジタル テクノロジーの導入が必要とされています。工場はデジタル型の追跡可能サプライ チェーンやデジタルファクトリーを採用し、インテリジェンスを活用することで競合優位性を獲得するための準備をしなければなりません。工場にスマート製造ソリューションを実装してパフォーマンスをリアルタイムで可視化し、将来の需要や機器の故障を予測し、現在の意思決定が将来のオペレーションの結果にどのようなインパクトを与えるか測定する必要があります。

工場におけるスマート製造の注目点は、生産予測などサプライ チェーンからの情報の取得と、オペレーションの完全なトレーサビリティの獲得にあります。ただし、工場は最新のスマート製造テクノロジーを操るスキルを持つ人材を集めなければならないのと同時に、その技術の教育もせねばなりません。現在、多くのプロセスにおいて人材の約 5 割を占めるベビー ブーマー世代がオペレーションを担当していますが、退職が近づいています。食品・飲料メーカーは複雑なオペレーションを行っているため、作業員の退職により自社のスキルが失われないよう、知識を収集して管理し、新しいワークフロー プロセスとして組み込む必要があります。

大部分がミレニアル世代で構成される若い人材においては、柔軟性の高いアジャイル生産における課題を対処するための新しいツールやワークフローを必要としています。ワークフローの確立によりユーザーの日常業務が支援され、コラボレーションが促進し、事務処理が削減、工場のデジタル トランスフォーメーションが実現します。たとえば、モビリティによりあらゆる場所からのあらゆる情報への安全なアクセスが可能になります。集中オペレーション センターが導入されれば、専門家がリモートからログインして問題を解決できるようになります。その結果、オペレーションとメンテナンス作業の効率性が向上し、作業環境が改善されるので新しい人材を呼び込めるようになります。

デジタル トランスフォーメーションは、食品・飲料メーカーがスマート製造を実現に向けた多数のテクノロジーの導入を可能にします。たとえば、複雑な製造プロセスは、安全性と品質の目標を達成する際の制約になりますが、安全性と品質の向上を支援するために、シミュレーション技術を活用すれば、複雑な製造プロセスの設計、制御、および運用まで行うことができます。シミュレーション技術により、複雑なプロセスを効率的に構築できます。濃縮機や乾燥機は、設計パフォーマンス検証、オペレーターのトレーニングおよび高度なオペレーションが構築された食品・飲料製造の良い例です。その結果、製品の品質のばらつきが軽減され、パフォーマンスが向上し、生産リスクとダウンタイムが減少します。

サプライチェーンの複雑性は食品・飲料企業の懸念事項の一つです。食品・飲料のサプライ チェーンは大量トランザクションであることに加え、賞味期限があることで大きな課題が生じます。そこでデジタル テクノロジーを導入することにより、生産計画とスケジューリングを統合するソリューションが提供され、オペレーションを改善し、原材料のデータ管理から、包装最適化アクティビティまで導入できるようになります。その結果、オペレーションのリスクが低減され、計画と実績とのギャップが縮まり、エンドツーエンドのスループットが向上し、物流コストが削減されます。

デジタル トランスフォーメーションは、一般に管理が徹底されていないオペレーションのキーとなる部分に導入されます。例えば定置洗浄 (CIP) では、デジタル テクノロジーによって洗浄オペレーションは効果的な監視と最適化がされ、適切な洗浄を証明するために必要な情報を収集します。これにより、水、化学薬品、電力の無駄だけでなく、生産機会の損失を検出することも可能です。その結果、工場の生産性が向上し、水、電力、化学薬品の無駄を削減でき、適切な洗浄オペレーションの証拠となる文書化も可能になります。

最新の OT/IT インフラストラクチャーで食品・飲料メーカーの課題を解決する方法

デジタル トランスフォーメーションやスマート テクノロジーの導入に向けた課題の解決には、運用技術 (OT) と情報テクノロジー (IT) の融合が不可欠です。食品・飲料工場で OT と IT が融合することは、IT の専任者が 「リアルタイム」、「ノンストップ」、「決定的」といったOT特有の言葉の意味を学習しなければならないことも意味しています。OT の専任スタッフもまた、最新の IT 基盤への アプローチを活用することの利点を急速に理解しています。この融合により工場は計画外ダウンタイムに対応しやすくなります。レガシー オートメーションの資産の多くは、クラウドに接続したり、エッジ デバイスとして動作するために IIoT テクノロジーを必要としているからです。そのためには多くの場合、組み込み型のスマート デバイスを資産に追加します。24 時間 365 日リアルタイムまたは準リアルタイム データが利用できることは飲食業界でグローバルに競争する企業にとって不可欠です。この OT と IT の融合というトレンドにより、より緊密な統合、より多くの情報、そしてレガシー オートメーション システムを含むすべての製造資産からのアナリティクスが求められるようになります。これはまた、クラウド コンピューティングの導入やビッグデータ アプリケーションにとっても有用ですが、そこからさらに、予定外のダウンタイムを削減する目的での高可用性システムのニーズの高まりにもつながります。

OT と IT の融合はエッジ コントロールを実現する方法の一つです。エッジ コントロールはコンバージド コントロール アーキテクチャであり、食品・飲料メーカーはこれを利用してオンプレミスでもクラウド経由でも必要に応じて資産を管理できるクリティカルな能力を手に入れることができます。これには、リモート アクセス、高度なオートメーション、オペレーターによる手動制御機能を備えたコネクテッド コントロール プラットフォームが含まれます。特にミッションクリティカルなアプリケーションにおいては、サイバー セキュリティのローカル コントロールとファイアウォール保護により最大の導入効果が得られます。食品・飲料メーカーは、エッジ コントロール アプリケーションを電力監視、マシン オートメーション、そして監視、制御、および安全管理を提供するプロセス オートメーション システムに実装できます。

食品・飲料メーカーは簡素化された OT/IT インフラを実装することで、工場の運用およびメンテナンス担当者により迅速に保守可能なソリューションを提供し、技術的なリスクとビジネス上のリスクの両方を低減することができます。OT/IT のインフラにより個別の機器の非常に信頼性の高い統合が実現し、生産に関するエンドツーエンドのシステム情報の可視化と追跡が可能になるだけでなく、効率と分析のためのデータ収集が自動化されます。柔軟で堅牢な OT/IT インフラストラクチャーの導入は、既存のアプリケーションのニーズに対応するとともに、IIoT およびデジタル トランスフォーメーション戦略を完成する最も簡単な方法でもあります。要約すると、最新の OT/IT インフラは食品・飲料メーカーが製造の課題に対処する上で不可欠であり、生産性と収益性にもプラスの効果をもたらします。

このトピックに関する詳細はARC Advisory Group (英語)および Stratus Technologies の共催による次のタイトルのウェブキャストでご覧いただけます:「How a Modern OT/IT Infrastructure Can Help Food & Beverage Manufacturing Challenges」こちらをクリックして動画をご覧いただけます。(英語)