Wi-Fi接続を介した生産ラインRGVの自動化

背景

知能物流の中心的な技術として、自動運搬車両は近年急速に成長しており、大手自動車メーカは新しい生産ラインの設立に投資しています。従来の機械製造や化学処理などの産業に加えて、電子機器や家電分野での新たな応用が、代替燃料車両、特に電気自動車（EV）の販売を増加させています。

従来の自動車生産ラインが重要な組み立て、溶接、塗装の工程を含むのに対し、EV製造の重要なポイントはパワーバッテリー技術にあります。したがって、パワーバッテリーの生産を最適化することがEVへの投資と研究開発の主な焦点となっています。

近年、中国に拠点を置く自動車メーカが複数の電気自動車（EV）を発売し、高い評価を受け、記録的な売り上げを達成しました。これにより同社は、中国のEV市場におけるリーダーとしての地位を確固たるものとしました。現在このメーカは、車両製造技術と特許取得済みのリチウムバッテリー技術の両方を持つ、数少ない自動車ブランドの一つです。競争優位性を維持するために、同社は、工場のインフラと生産プロセスを最大限に効率化し、生産性を向上させることに力を入れています。

システム要件

近年、中国に拠点を置く自動車メーカが複数の電気自動車（EV）を発売し、高い評価を受け、記録的な売り上げを達成しました。これにより同社は、中国のEV市場におけるリーダーとしての地位を確固たるものとしました。現在このメーカは、車両製造技術と特許取得済みのリチウムバッテリー技術の両方を持つ、数少ない自動車ブランドの一つです。競争優位性を維持するために、同社は、工場のインフラと生産プロセスを最大限に効率化し、生産性を向上させることに力を入れています。

倉庫では迅速で大量処理を行うために、しばしばレール誘導型車両（RGV）が使用されます。メーカは、バッテリーセルの取り扱いを自動化かつ迅速化したいと考えており、自社の工場生産ラインをRGVトロリーでアップグレードする計画を立てました。RGVは沿って移動するシャトルのようなもので、出庫/入庫ステーション、バッファステーション、コンベア、エレベータ、ロボットなど、他の物流システムと容易に統合でき、物資の取り扱いや輸送に活用されます。

しかしながら、既存のインフラストラクチャや生産ラインの高密度な配置、さらにはいくつかの鉄鋼構造物や高出力の電気機器の存在により、著しい電磁干渉が発生しています。そのため、スケジューリングシステム、RGV制御システム、ハンドヘルドタブレット間で信頼性のある通信を確保するためには、産業用データ送信に信頼性の高い接続を提供するWi-Fiネットワークが確立される必要があります。

さらに既存のPLC制御システムがModbusを使用しているため、ワイヤレス通信ソリューションは、簡単で円滑な統合のためにModbusプロトコルの転送をサポートする必要があります。同時に工場内には複数の生産ラインがあるため各生産ラインのシステムは独立しており、生産上の問題を防ぐためにはそれが重要です。

導入製品

• EKI-1361：1ポートのRS-232/422/485から802.11 a/b/g/n WLANシリアルデバイスサーバ
• EKI-6333AC-2G：IEEE 802.11 a/b/g/n/ac 同時デュアルバンド Wi-Fi AP/クライアント
  
• EKI-2528：産業用アンマネージド・スイッチ
  

システム概要

このケースでは、統合されたRGVソリューションを使用して生産ラインを自動化し、柔軟な製造システムを提供しました。バッテリーパックの生産ラインには、素材の取り扱い、バッテリーセル、モジュールの輸送にレールとRGVトロリーが装備されました。無線通信機能を提供するために、アドバンテックのEKI-1361 Wi-FiクライアントとEKI-6333AC-2G Wi-Fiアクセスポイント（AP）が主要なコンポーネントとして活用されました。

EKI-1361クライアントは、シリアルからWi-Fi、イーサネットからWi-Fi、および2.4G/5Gを提供し、ソリューションの柔軟性を高め、RGVアプリケーションに必要な無線通信とネットワーク接続を提供します。RGVトロリーには、PLC制御キャビネットが装備されており、EKI-1361クライアントがイーサネット接続を介してPLCコントローラに接続されています。各生産ラインには、無線オーバーライドとしてEKI-6333AC-2G Wi-Fi APが設置され、ネットワークケーブルを介してスケジューリングシステムホストに接続されています。

作業者は手持ちのタブレットを使用して生産オーダーを計画し、RGVのPLCと無線で通信して輸送操作を実行し、RGVを指定されたステーションに移動させることができます。RGVは、産業生産に需要に応じて、ワークショップ内で素材を移動させるのに役立ちます。素材や製品がRGVに積まれると、自動的な経路管理によって、迅速かつエラーのない処理が保証されます。スマートファクトリーの運用において、このソリューションは効率的かつコスト効果の高い無人生産を実現するための自動化と柔軟性を提供します。

システム構成図

導入結果とメリット

RGVロジスティクスソリューションは、高品質なEVバッテリーの生産を標準化するための基本的な要素を提供しました。素材輸送に一般的に使用される他機器と比較して、このソリューションはネットワークの利用可能性、機器の配置、設置スペースに制限されることはありません。その代わりにメーカは、EKI-1361およびEKI-6333AC-2G Wi-Fi通信デバイスを採用することで、工場全体で中断のないネットワーク接続を確立することができました。

EKI-1361 Wi-Fiクライアントは、高速ローミング機能（接続の間隔が<100ms、バックグラウンドチャネルスニッフィング、高速自動チャネル選択など）を提供しています。EKI-6333AC-2GワイヤレスAPは、安定したネットワークカバレッジを提供し、2.4G/5Gデュアルバンド通信をサポートして複数のデバイスがアクセスできるようにします。これにより、RGVがWi-Fiネットワークを移動するにつれて自動的にAPが切り替わるなど円滑な通信が確保されます。さらに、柔軟な構成とネットワーク計画のための2つのギガビットイーサネットポートを含めることでケーブルの問題はなくなり、長いトロリーの経路を設計し、ワークフローを改善することができます。

優れた互換性と展開の容易さを提供するRGVロジスティクスソリューションは、単独での運用をサポートするだけでなく、品質検査、警告レポート、作業指示管理などの機能を提供するために他の生産管理および制御システムと統合することも可能です。高密度の生産ラインや労働が不適切な状況では、手作業の処理をRGVトロリーで置き換えることにより、エラー率を最小限に抑え、高い位置決め精度を提供して労働コストを削減し、素材の取り扱いタスクを正確かつ迅速に完了させることができます。

倉庫業務や物流のほかに、RGVはソリューションメーカにとって幅広い可能性を提供しています。技術の進歩に伴い、将来のソリューションでは1台の車両に複数の機能を統合し、最大の効率性を実現するためにさまざまなアプリケーションをサポートすることができるでしょう。製品機能を継続的に最適化することで、アドバンテックは信頼性の高い無線通信ソリューションを顧客に提供し、迅速かつ柔軟に構成できるようにしています。