自動車製造においてトレーサビリティが重要な理由

自動車業界では、製造は複雑なプロセスです。膨大な数のサプライヤが、確立された手順に従って組み立てに必要な部品をジャストインタイムで出荷します。トレーサビリティにより、すべての関係者は、部品、シリアル番号、ロット番号、製造日時、製造場所などに至るまで、各部品の正確な供給元を特定することができます。

自動車が何万もの部品で構成されている場合、それぞれの部品を追跡できることは、さまざまな理由から非常に重要です。その理由には次のようなものがあります。

• 組み立てと品質管理の正確性：品質保証には、正しい部品を正しい順序で組み立てる必要があります。バーコードによるトレーサビリティにより、組み立て時のミスを確実に防ぎます。
• 部品の製造から廃棄までの追跡：個々の部品のトレーサビリティを向上させることで、メーカーは最小の部品に至るまで性能効率をより深く把握することができます。このようなデータは、各部品の耐用年数と正味価値を最大限に高めることを目的とした、将来の設計と製造の取り組みに役立てることができます。
• サプライチェーンの可視化：膨大な数のサプライヤのエコシステムはサプライチェーンに負担をかけ、課題を生み出します。地政学的な要因、病気や自然災害のような突発的な混乱により、その課題はさらに深刻化します。何万もの部品を追跡できることは、製造業務と回復力のあるサプライチェーンにとって必須です。
• 効率的なリコール：欠陥部品のリコールが発生した場合、各部品をロット番号や部品番号などの識別情報とともに、元のサプライヤまで遡って追跡できることが重要です。自動車会社は、数百万ドルを無駄に費やして広範囲にわたるリコールを実施する代わりに、特定のメーカーとロットから出荷された欠陥部品が搭載された車両の小規模なサブセットを正確に絞り込むことができます。このような効率化により、無駄が削減され、コストが節約され、ブランドの評判が守られる可能性が高まります。
• 偽造品の防止：自動車メーカーは多数のサプライヤに依存しているため、偽造品がチェックされなければシステムに紛れ込む可能性があります。このような部品はメーカーの評判を著しく損ない、リコールを複雑化する可能性があります。トレーサビリティを確保することで、企業は部品の供給元を簡単に確認し、元のベンダーまで追跡して偽造を防ぐことができます。
• データ主導のインダストリ4.0との統合：バーコードやRFIDタグによるトレーサビリティは、よりスマートな工場を構築する一連のテクノロジーの一部です。製造実行システム（MES）は、トレーサビリティプロセスからのデータと統合することで、より円滑かつ迅速な製品開発と製造サイクルを実現できます。リアルタイムのトレーサビリティは、自動車メーカーが生産ラインで部品を追跡しながら、個別生産プロセスを最適化するのに役立ちます。

スキャン可能なバーコードは、ラインの監視と比較を容易にし、工場管理者はどのプロセスがより時間を要するかを判断し、それに応じて最適化することができます。また、製造プロセスを詳細に追跡することで、問題が深刻化する前に迅速に発見し、解決することができます。製造業におけるダウンタイムは、数百万ドルとは言わないまでも、数千ドルの損失につながる可能性があるため、このような予防措置は特に重要です。トレーサビリティは、企業がそのような莫大な出費を避けるのに役立ちます。

追跡可能な製造データは、将来の洞察力を向上させるために過去の行動を訓練できる機械学習アルゴリズムのための貴重なインプットとなります。たとえば、特定の条件下で部品が故障することを知ることは、将来の故障を事前に警告するアルゴリズムの設計に役立ちます。

• 部品の製造から廃棄までの効率：製品が販売された後でも、部品を追跡し、性能を追跡する能力は、ダウンマーケットのデータから、その製品がどのように使用されているかについての貴重な洞察をメーカーから得ることができるため、価値があります。このような情報は、メーカーが部品交換やその他の付加サービスを積極的に行うのに役立ち、顧客満足度を向上させるだけでなく、アフターマーケットサービス契約においてさらなる収益源を提供することができます。
• 規制遵守の実現：メーカーは、安全性、品質、持続可能性に関する厳しい業界標準や規制を頻繁に遵守しなければなりません。トレーサビリティを生産プロセスに組み込むことで、企業はこれらの規格に準拠し、必要に応じて監査文書を作成することが容易になります。

トレーサビリティのステップ

包括的なトレーサビリティとは、部品にマーキング、検証、読み取りを行い、データをリアルタイムでMESに送る必要があることを意味します。

• マーキング：トレーサビリティを確保するための情報は、通常、ダイレクトパーツマーキング（DPM）と呼ばれるバーコードの形で部品に刻印されます。レーザー技術は、シリアル番号、バーコードなどの永久的な識別子を作成することができます。バーコードには1次元と2次元があり、後者は水平方向と垂直方向の両方を使用することで、より多くの情報を記憶することができます。
• 検証：高解像度カメラにより、マーキングがサイズ、形状、位置の基準を満たしていることを検証します。これらのカメラは、人間が読む情報と機械が読む情報の両方の精度をチェックし、MESと統合してリアルタイムで検証します。
• スキャニング：バーコードスキャナは、原材料から品質保証に至るまで、製造プロセス全体を通して、個々の部品に関する情報を体系的な間隔で読み取ります。Omron AutomationのV430産業用固定マウントバーコードリーダ （MicroHAWK製品ライン）（図1）は、1Dおよび2Dバーコードのデコードを簡単、迅速、確実に行うために設計された高性能バーコードリーダです。リーダは、さまざまなラベル上の1D/2DまたはDPM 2Dバーコードをデコードし、製造トレーサビリティシステムの重要な構成要素となります。

図1：Omron AutomationのV430産業用固定マウントバーコードリーダは、1Dおよび2Dバーコードのデコードを簡単、迅速、確実に行うために設計された高性能バーコードリーダです。（画像提供：Omron Automation）

堅牢で小型のハウジングは、結露を防ぐ、二重フロントウィンドウ構造を採用しています。使いやすさ、デコード性能、オプションの液体レンズオートフォーカス、超小型フォームファクタにより、V430は自動車、食品、日用品、電子機器、ライフサイエンス、物流、倉庫などの業界で使用できる小型撮像装置となっています。

バーコードによるトレーサビリティの課題を克服

トレーサビリティを確立する一般的な方法は、部品ごとにバーコードを作成することです。このような方法は有用ですが、数千の部品のうち最も小さな部品にバーコードを刻印することが難しい場合があります。同様の課題は、動きの速い生産現場のベルトコンベヤ上のラベルのスキャニングにも当てはまります。均一でないコードラベル、不十分な照明、さまざまなラベルの向き、不均一なラベル形状が問題を複雑にしています。

また過酷な環境は、ラベルの摩耗や破損につながることもあります。製造工程の早い段階で部品にスタンプを押さなければならない場合、部品は高熱、圧力ホースによる噴射、腐食性の化学薬品にさらされる可能性があります。

バーコードスキャナは、ラベルを素早く読み取り、苛酷な条件下でもうまく機能しなければならないだけでなく、品質が最適でないラベルでもそうしなければならないことも多いです。低レイテンシ、高解像度の画像処理を備えたリーダは、損傷や汚れのあるバーコードを正確にデコードすることができます。また、MicroHAWK製品ラインは、複雑な装置内にリーダを組み込み、悪条件下で動作する必要があるアプリケーション向けに特別に設計された超小型バーコードリーダのファミリです。センサの解像度は0.3MPから5MPまであり、複数の光学系と照明オプションが用意されています（図2）。

図2：超小型産業用EthernetバーコードリーダMicroHAWK V430シリーズは、複数の光学系と照明オプションを利用できまｓ。（画像提供：Omron Automation）

このリーダは、デコードアルゴリズム、多様なセンサ構成、Ethernet/IPおよびProfinetコネクティビティ、液体レンズオートフォーカステクノロジーを特長としています。特に重要なのは、MicroHAWKに搭載されたXモードデコードアルゴリズムで、シンボルを再構築できるため、歪んだコードや不鮮明なコードでも読み取ることができます。

これらの技術革新により、MicroHAWKはさまざまな距離でさまざまなコードを読み取ることができます。ブラウザベースのWebLinkプログラムにより、特別なソフトウェアをインストールすることなく、箱から出してすぐに使用することができます。

まとめ

インダストリ4.0の時代、製造業の複雑化により、サプライチェーンだけでなく、部品の製造から廃棄までのプロセス全体における透明性と可視性の必要性が高まっています。Omronのバーコードスキャナおよびバーコードリーダは、トレーサビリティへの大きな貢献であり、現代の自動車製造に不可欠な要素となっています。