クラウドエヌシーがメタルマーケットマガジンに掲載されました。
多くの金属部品は、材料を機械加工して完成品を提供するが、使用される最新の工作機械に最適なプログラムを作成するには時間がかかる。CloudNCは、英国チェルムスフォードにある創業1年の工場で、機械加工のビジネスに革命を起こそうと努力している。リチャード・バレットは、共同創業者でCEOのテオ・サヴィルに会い、進捗状況について話し合った。
体積が半立方メートル以上あり、何千ドルもするような高品質のステンレス鋼の固まりを思い浮かべてほしい。あなたの仕事は、その立方体の6つの面すべてに、さまざまな精密な直径の穴を開けることだと想像してください。
このような複雑な部品は、ガスや流体が高圧で通過する工業規模の油圧ブロックやガス混合ブロックの用途に必要である。完成した部品が使用中に故障することは、はっきり言って考えられない。
このような部品や、鋳造や3Dプリンティング技術では不可能な無数の部品を作るには、何十年もの間、フライス加工、旋盤加工、ドリル加工、研削加工が使われてきた。
金属を削って完成部品を作るCNCマシンのスピード、精度、信頼性は近年着実に進歩しているが、目的の製品に到達するまでの一連の工程をプログラミングすることは、最近まで熟練した人間のプログラマーの領域だった。彼らの経験によって加工プログラムは作成されるが、その作成には何時間もかかり、パーツの物理的な製造自体にも、さらに何時間も加工時間がかかる。
CloudNCのビジネスの中核は、複雑な数学と人工知能を駆使したソフトウェアの開発である。このソフトウェアでは、ある部品を作るために使用できる膨大な数の異なる加工工程の順序を検討し、最適なものを見つける。
CloudNCのCEOであるテオ・サヴィルは、どんなに優秀で経験豊富な人間の機械ツール・プログラマーでも、ツールを使う最適な順序を見つけることはできないだろうと語った。「そうならない。それはあまりにも難しい。世界最高のCAM プログラマーを使って、ある部品の完璧なCAM プログラムを作成するのに3ヶ月を与えたとする。なぜなら、CAM プログラムをより速くするために人間ができることは何でも、私たちのソフトウェアが毎回、何の努力も必要とせずにできるからです」と彼は言う。
「そして、人々が考えている以上のことができるようになる......多くの方法があるからこそ、そこにチャンスが生まれるのだ」と付け加えた。
改良のための反復サイクルは信じられないほど速い。
工場
CloudNCが1年前に引っ越した新しく明るい工業用ユニットは、以前の工場作業場から醸し出される、どちらかといえば暗く、窮屈で、油っぽいイメージとはまったく異なっている。ここは、同社のCAM プログラミング・ソフトウェアを開発するためのテストベッドであると同時に、金属部品の商用サプライヤーでもある。
メタルマーケットマガジンが2019年末に訪問したとき、CloudNCは11台のCNCマシンを稼働させており、さらに多くの注文を受けていた。セットアップが終わると、各ドリル加工機、フライス加工機、旋盤加工機は無人でうなり声を上げながら稼働する。各機械が作業に取り掛かる透明な安全ドア越しに、機械担当の人間が進捗状況を観察できる一方で、各ワークピースは加工中に自動的に位置決めされ、ロボットアームがシーケンスの各段階で必要な工具の選択と交換を行う。
同社は、公差と補足情報を示す顧客の標準CADファイルを使用しています。「誰もが2D図面の代わりにモデルベースの定義を使用し、公差が3Dファイルにあればいいのですが、まだ誰も使っていません」とサヴィル氏は言う。
クライアントが非常に難しい、あるいは不可能な加工ステップを要求する場合、CloudNCの製造エンジニアの指導が必要になることがある。「穴の底までねじ山があり、それは基本的に不可能です。とサヴィル氏は例を挙げて説明した。
各パーツは、四角形、ビレット、シリンダー、プレート、円形など、保管棚に置かれた金属ブランクから始まります。材料は、適切な切削工具、CAM プログラム、検査プランが割り当てられた状態で台車に積み込まれ、その後、そのジョブを実行するためにセットアップされた機械に移され、プログラムされ、積み込まれる。生産された最初の部品は、顧客へ発送される準備が整う前に、品質がチェックされ、時にはサンプリングも行われる。
「その連鎖を可能な限り狭めるようにしています」とサヴィルは言う。CloudNCには、ロボドリルや旋盤など、数種類の機械がある。
「ロボドリルはアップル社のiPhoneのシャーシなどを作ることができる。ロボドリルは非常に優れた量産機械で、非常に速い。汎用性は高くないが、その能力の範囲内で行う作業としては信じられないほど速い」と説明した。
CloudNCの工場には5軸加工機DMG Mori DMU 60Evoがある。「DMU60Evoは非常に先進的で、基本的にどんな業種にも対応できます」とサヴィル氏。
メタル・マーケット誌の取材時には、航空宇宙部品の加工が行われており、切削工具の自動交換が行われていた。「これらの機械が優れているのは、そのサイズと移動に必要な重量を考慮すると、信じられないほど高速であることです」とサヴィル氏。各機械には約120種類の工具が収納されており、カルーセルに収納されているため、素早く工具にアクセスし、保管することができる。
このような材料は切削が非常に難しいからです」とサヴィルは説明する。「私たちのソフトウェアは、その時間を大幅に短縮します。CloudNCでプログラムすれば、その部品は半分の時間で生産できるはずです。つまり、機械の歩留まりを1日で2倍、最終的には4倍にできるのです。つまり、1日で機械の歩留まりを2倍、最終的には4倍にすることができるのです。これが、私たちが構築するプログラムの付加価値です。既製の機械を、従来の工場で達成するよりも4倍から8倍も生産性を高めることができるのです。つまり、私たちはより多くのマージンを得ることができ、顧客はより低価格を得ることができるのです」。
CloudNC社最大のCNCマシンはDMG Mori DMU 95モノブロックで、ほぼ1メートル立方、重さ1トン以上のパーツを加工できる。同社では、何百種類もの切削工具を自由に使うことができる。「どのような順序でも、どのような加工パラメータでも、どのような深さでも、どのような速度でも、どのようなクーラントでも使用することができます。
「時間短縮という点では、サポートされている部品について、現状の技術をベンチマークしたところ、約2倍の速度が出ました。つまり、サイクルタイムは半分になり、1日に機械から取り出せる部品数は、従来の2倍になります。私たちはこれを3倍、4倍と増やしていき、本当に複雑な部品ではおそらく8倍から10倍にするでしょう。しかし、平均すると、将来的には数倍のスピードになるでしょう」。
CloudNCはすでに数百種類、数千台の部品を生産している。サヴィルによれば、CloudNCの工場は満杯に近い状態だという。「これは11台の機械で、おそらく40台まで増やせるだろう」と彼は指摘する。マシンは所有ではなく、リースされている。機械の移動には専用のフォークリフトが必要で、再運転には2、3日かかる。工場のレイアウトは、2019年後半に3日間で再構成された。
「このビルはおそらく1年も経たないうちに満杯になるだろうが、ここにはたくさんのスペースがある」とサヴィルは付け加えた。
現在、CloudNCが製造している部品の約40～50％はすでに自動化が可能である。この割合は、同社のソフトウェアがその能力を高めるにつれて、さらに増えていくだろうとサヴィルは言う。
クラウドNCがこれまで製造してきた部品の中で、彼が最も誇りを感じているのはどの部品なのか、具体的には説明できなかった。人工衛星の部品も作ったことがある。
「通常のオートメーションの範囲外の部品を作りたいとき、ソフトウェアではできないことをするために、ここには非常に高い技術を持った人たちがいます」と彼は付け加えた。
金属購入の完全なコモディティ化を望む
ミッション
サヴィルは、CloudNCの活動を、製造業の未来に向けた、より広範で長期的な使命の一部ととらえている。
「多くの人が次の産業革命について考えるとき、モノの産業インターネット、センサー、機械のライン化について話している。3Dプリンティングや新しい製造プロセスについて考えているのです」とサヴィルは言う。
「私たちは少し違った見方をしています。新しい産業革命は、旋盤、フライス盤、パンチ、プレス機、曲げ機、切断機など、伝統的な製造装置の全自動化によってもたらされるだろう。多くの人がすでに自動化されていると思い込んでいるこれらのさまざまな製造装置は、実はそうではないのです」と彼は強調する。「これらはすべて、高度に熟練した人間のオペレーターを必要とする。
「工場に足を踏み入れれば、効率的な操業を維持するために、1時間ごとに非常に複雑な決断を下す人々で溢れている。
「工場に足を踏み入れれば、そこには誰もいない。唯一の問題は、その実現にどれだけの時間がかかるかということだ"
彼はこのビジョンを、例えば100個の金属部品を生産するために良いサプライヤーを見つけることの難しさと比較し、見積もりを取るのに5～10日かかる可能性があると指摘した。「部品が届くまでおそらく6～12週間はかかるでしょうし、工場が非常に優れていて需要があれば、さらに長くかかるかもしれません。私たちは、注文が予定通りに届かない確率はおよそ10分の1と見積もっています」と彼は付け加え、また、10件に1件の注文は品質に問題があることを示唆する指標もあると指摘した。
価格は必要以上に高くなる可能性が高いという。"そのため、私はひどい顧客体験をすることになり、おそらく非常に長い時間待たされ、必要以上に低い品質の製品に必要以上のお金を払うことになるだろう"
サヴィルにとって、製造業の未来はこうあるべきだ：「私は3Dデザインを手に入れた。おそらく、ジェネレーティブCADが私と一緒に設計し、あるいは完全に自動で設計し、API（アプリケーション・プログラミング・インターフェース）を通じて、製造サービスとずっと会話している。
その部品を買いたい人は、設計している間中、すでに価格とリードタイムを知っている。「私がクリックするだけで、即座に工場が（あるいは工場のネットワークが）立ち上がり、必要な材料や道具をすべて、この自動サプライチェーンのさらに下の工場に引き込んで、数日、あるいは数時間で生産し、私に届けることができるのです」とサヴィルは構想している。
彼は、ウェブホスティングが非常に良い例であると、他の業界との並列を示した。「アマゾンがウェブサービスを提供する以前は、非常に多くのプレーヤーが存在し、高価で、少し信頼性が低く、アクセスが困難で、一般的に厄介で不便な、信じられないほど断片化された市場がありました」と彼は指摘した。
「その後、アマゾンがAWSで登場した。AWSは垂直統合されている。AWSは非常に安価で信頼性が高く、信じられないほど柔軟性がある。この新しいタイプのサービスは、業界の統合を推し進め、現在のような形になりました。「信じられないほど断片化された市場から、わずか10年あまりの間にほぼ完全に統合された。
「時間が経てば、製造業にも同じことが起こると思います」とサヴィルは付け加えた。サヴィルは、製造業はもっとゆっくりしたスピードで進むだろうが、最終的にはテクノロジーによって業界は統合されるだろうと考えている。「テクノロジーは、このようなことを可能にする偉大なアンレベラーだ。ある種の技術が開発されれば、十分に破壊的でありながら、十分に高価であるため、少数の主要プレーヤーがこの分野を支配できるようになる。
もうひとつの比較対象は、個々のホテルの価格決定力を弱体化させた、ウェブベースのホテル予約サイトである。これとは対照的に、「製造業では、品質や納期の信頼性、価格がサプライヤーによって驚くほどバラバラなので、マーケットプレイス的なアプローチは簡単にはできない。「というのも、10社の工場に同じ部品を発注すれば、10種類の部品、サービスレベル、そして価格が異なるからです。
「今、すべての機械が自動化され、どの工場を選ぼうと、すべての機械が安定した性能を発揮するようになれば、価格決定権をすべて持つ市場ができる完璧なシナリオになるでしょう。業界全体がコモディティ化し、競争が激しくなるでしょう。しかし、私たちが構築しているような技術がなければ、そのようなことは起こらないでしょう」と彼は強調した。
より安く
CloudNCは一般的に、同程度の品質とサービスで、競合他社より10～25％安くすることを目指している。
だから、"小屋のフレッド "が50年前の旋盤でワッシャーを打ち抜くよりも25％安くすることは目指していませんが、航空宇宙や石油・ガス、医療向けの仕事をするそれなりに高度な機械工場よりも25％安くすることは目指しています」とサヴィルは言う。
市場にはさまざまな階層があると指摘した上で、最終的には同社の技術が向上すれば、CloudNCは『物置のフレッド』よりも25％安くできるようになるだろうと語った。しかし、現在のところ、このビジネスは航空宇宙グレードの品質を、競合他社を下回る価格帯で極めて確実に提供することに非常に重点を置いていると説明した。
CloudNCは中～大ロットの部品製造の注文を好む。CloudNCの顧客は、航空宇宙、自動車、防衛、石油・ガスなど多岐にわたるが、同氏は、「当社のスイートスポットは、（特定の）業界というよりも、顧客の規模です。売上高が1,000万ポンドから1億ポンドの範囲で、CNC加工をアウトソーシングしている顧客は、定義上、当社の理想的な顧客です」。
飛躍
CloudNCは現在まだ投資段階にあり、「何年も続くだろう」とサヴィルは言う。「そして、それは何年も続くだろう」とサヴィルは言う。
CloudNCはすでに数回の資金調達を成功させており、2020年にはさらに資金調達を行う予定だ。メタルマーケットマガジン誌が2019年後半に訪問した時点では、同社の資本金は約2,000万英ポンドだったが、サヴィルは間もなく5,000万英ポンド近くになると予想している。
サヴィルは、機械加工に人工知能を使うというコンセプトを検討している企業が他にもあることは認めつつも、「ステルスモードの新興企業を除いた限り、この技術で進歩を遂げたのは世界で我々だけのようだ」と語った。
これは技術的に非常に困難な問題であり、ソフトウェア・エンジニアの軍団を問題に投げつけて "解決してこい "と言うだけで解決できるようなものではない。彼は、この問題に対する牽引力を得るためには、コンピュータができることの限界を押し広げるために、多くの深い研究開発とコンピュータサイエンスが必要であると述べた。
「創業から3年と8ヶ月の間、私たちのソフトウェアで商業的に何かを作ることは現実的ではありませんでした。そこから価値を引き出せるようになったのは、ここ数カ月のことです」とサヴィルは昨年11月に語っている。
「ソフトウェアが実際に機能する前に、私たちはこの工場からスタートした。製造会社とソフトウェア・エンジニアリング会社を同時に立ち上げ、両者の準備が整ったところで、両者を融合させることができるようになるには、しばらく時間がかかることはわかっていた。
サヴィル氏は、工作機械市場のトップエンドでは、機械メーカー間の機械性能は比較的近いと述べた。「工作機械の性能は非常に高い。それらは比較的コモディティ化されている」と語った。
しかし、ハードウェアの面ではどれも優れているが、より優れたソフトウェアによって使いやすさを簡素化することには、改善の余地があると彼は考えている。「最終的に私たちがここで作りたいのは、完璧な工場の設計図です。空いているスペースを借りて、そこに機械と私たちのシステムを設置するだけです。信じられないようなスピードで拡大するのにそれほど多くのものは必要ないのです」。
クラウドNCは2019年に従業員数を80人に倍増させた。「最終的に、この会社は人材なしには成り立ちません。ですから私たちは、世界で最も優秀な人材を招き入れ、彼らを満足させ、彼らを成長させ、彼らが保持する適切なことに集中させるための採用エンジンを構築しました。
「単なるソフトウェア・エンジニアリングの会社だったら、もっと簡単なのにと思うことがある」と彼は微笑んだ。「これが参入障壁のひとつだ。この問題を解決したければ、ソフトウェアを構築し、工場を所有し運営しなければならない。それ自体も難しいことだが、それらを同時に行い、同時に規模を拡大することは、信じられないほど困難なことなのだ。
「経営陣は重要であり、企業の成功には欠かせない」と彼は強調した。「人々がテクノロジーに目を向け、テクノロジーが自分たちを救ってくれると考えることがある。そうではなく、技術系の会社から人をすべて取り除いたら、技術に価値はなくなります」と彼は付け加えた。
クラウドNCの工場には、実際に機械を動かし、収益を上げ、顧客を満足させる生産チームと、ソフトウェアチームや継続的改善チームの2つの側面がある。
「サヴィルは言う。「改良のための反復サイクルは驚くほど速い。「将来の完璧な工場レイアウトや完璧な工場システムを可能な限り早く実現することができ、それをサポートするのがソフトウェア・チームです。物理的に工程を組み替えるだけでは不十分な場合は、その上にデジタル技術を重ねることができます」とサヴィルは説明する。
「製造の完璧さを追求するのは終わりのない旅ですが、その時点で私たちはワールドクラスをはるかに超えていると思います」と彼は付け加えた。
CloudNCの魅力は何ですか？"ここに来て、私たちがこの業界で見たことのないような、目に見えて違う存在であることを知ることができる。イメージと価格が顧客を引きつけ、品質と信頼性が顧客を引きつけるのです。
自動化され、より速く、より良く、より安くなるはずだ：「なぜ業界はこうではないのか？「私たちはとてもせっかちです。それが私たちの原動力なのです」と彼は締めくくった。
金属サプライチェーンの改善が必要
CloudNCは標準的なアルミ合金や鋼鉄、時にはチタンも加工する。「いずれは航空宇宙グレードのニッケルベースの超合金にも参入する予定です」とサヴィルは言い、同社は銅や真鍮も加工していると指摘した。「最終的には、顧客が何を望んでいるかが重要なのです」。
同社は、CloudNCが顧客にビジネスを提供したいのと同じように、上流のサプライチェーンとビジネスを行いたいと考えている。「金属を買うことは、アマゾンで何かを買うようなものです。金属を買うことは、アマゾンで何かを買うようなものです。価格が非常に良いことは分かっている。品質も申し分ない。
サヴィルは、こうしたことが常に起こるとは限らないと言う。「私たちにとって最も重要なことは、顧客にとっても同じことです。
CloudNCの経験では、加工が非常に難しくなるような方法でカットされた素材が納品されたり、注文したサイズと違うものが納品されたりすることがある。「良いサプライヤーも存在しますが、正しい加工を行うサプライヤーはどうしてもリードタイムが長くなります。
「しかし、まだそこに到達していないのは残念だ。材料が間に合わないと、顧客との約束を果たすことが難しくなる。どんな素材でも24時間以内に、必要なサイズのものを手に入れられるようにしたいですね」。
CloudNCは、顧客独自の材料の加工もある程度行っている。「非常にハイエンドの航空宇宙企業や自動車企業と仕事を始めると、彼らはサプライズを望まないので、（加工する）材料を提供してくれる可能性が高くなります」とサヴィルは付け加えた。
材料の品質が悪いこともある。「例えば、ビレットの内部に巨大な気孔が開いていることがあります。加工を始めると、大きな穴が開いてしまうのです」とサヴィルは振り返る。
彼は、業界全体では、典型的な工場の収益の5％がスクラップ費用に消えていると指摘した。「ある部品が公差から外れた場合、それをチェックするための適切なセンサーがなければ、何が起こっているかに気づく前に100個ものスクラップを出すことになる。
ソフトウェアがミスを犯すことはないので、部品がスクラップになることはない。「99％以上の場合、スクラップされる部品はヒューマンエラーによるものです。機械が壊れるのはヒューマンエラーによるものだ。機械が故障することはあまりありません。もし切削工具が壊れたら、それはおそらく人為的なミスでしょう。すべては人とその決断に帰結する」とサヴィルは締めくくった。
メタルマーケットマガジンにCloudNCが掲載されました。
