クラウドワークス MACHINERY - 2019年9月9日発行
なぜサブトラクティブ金属切削のNCプログラミングは、アディティブ・マニュファクチャリングのように簡単ではないのでしょうか？基本的には、3Dファイルをプログラミング・システムに提示し、「ゴー」を押すだけである。アンドリュー・オールコックは、それを実現した会社を訪ねた。
複雑な角柱部品のNCプログラミングの現実は、CNCマシンを駆動するための一連の命令生成に数日から数週間を要することがあることは、読者もご存知の通りである。もっと単純な部品であっても、"恐ろしく見栄えのするソフトウェア、CAM"を使って、熟練した経験豊かな労力を何時間も費やしているのです」と、英国に本社を置き、ベンチャーキャピタルから出資を受け、"ステルスモード "から抜け出したばかりのソフトウェア開発とCNC機械加工を手がけるCloudNC社のCEO、テオ・サヴィル氏は言う。
プロトタイプを作るにせよ、金属切削CNC工作機械を使って数百万個の部品を作るにせよ、NCプログラミングは不変の作業だが、バッチサイズが小さいほど、設計から製造までのサイクル全体に占めるNCプログラミングの割合が大きくなる。「少量バッチからプロトタイプの分野であれば、CAM プログラミングは、顧客に請求する金額の90％を占めることもあります。そのため、小ロットやプロトタイプは、必要以上に高くつくのです」とサヴィル氏は言う。
二次的な問題は、従来のプログラミングルートで生成される加工サイクルのほとんどが非効率的であることだ、と彼は付け加える。「このようなCNCマシンで単純な部品を作る方法は何兆通りもあります。しかし、その中で本当に高速な方法は数種類しかない。人間は、部品を作るための許容可能な方法を考え出すことには長けていますが、利用可能な装置で部品を作るための最適な経路を見つけることは私たちの能力を超えています。"
同CEOが業界団体に語ったところによると、年間1000億ポンドを超える世界的な部品加工市場のほとんどすべてが、可能な限り半分の速度で製造されている。
彼は続ける：「この工程を自律化し、プログラミングを自動化し、加工プログラムを最適化することができれば、すべての金属部品の製造コストを半減させることができます。製造方法によっては、部品コストを10分の1にすることもできる。私たちはこの4年間、極秘裏にこれに取り組んできたのです」。
開発されたソフトウェアには、関連する公差要件を持つ3D部品ファイルが入力され、開始ブロックサイズが定義され、製造設備パラメータ（材料、機械、ワーク保持、工具）がソフトウェアに知らされます。その後、最適なNCプログラムが "数分 "で生成されます。プログラム作成に1週間かかる航空宇宙部品が、わずか10分で処理でき、最初のサイクルまで人の立ち会いを必要とせず、動作が「ほぼ保証」される。そしてもちろん、このプログラミング要件の削減は、技能の課題にも対応する。引退するNCプログラマーの数は、訓練を受けている数をはるかに上回っている、とサヴィルはアドバイスする。
これが意味するのは、少量生産やプロトタイプの場合、「コストを大幅に削減」し、顧客に部品をより早く届けることができるということだ。また、サイクルタイムが従来の2倍以上短縮されるため、コストも大幅に削減され、わずか数カ月で実現可能となる。
しかし彼は、"では、なぜこれがこれまで行われてこなかったのか？"という修辞的な質問を投げかける。驚異的に複雑」だからだと彼は答え、こう付け加えた：「これはおそらく、今製造されている技術の中で最も難しいもののひとつだろう。この解決策の一部はクラウド・コンピューティングの力である。しかし、膨大な馬力は解決策ではなく、「コンピューターで形状を表現するまったく新しい方法」を含む多くの分野の開発が必要であり、さらに2016年以来、ベンチャーキャピタルによる1,135万ポンドの支援があり、来年にはさらなる資金調達が予定されている。このような支援により、「この問題を解決するために、世界最高のソフトウェア・エンジニアを集めることができた。
売らずに使う
しかし、同社はこのソフトウェアを販売するのではなく、それを活用できる製造企業のグローバル・ネットワークの構築をサポートし、他社が追随できないサービスを提供するために使用する。そして、すでに最初の工場を稼働させている。今年1月にチェルムスフォードに開設された25,000フィート2の工場（拡大オンライン記事参照）は、すでに「CloudNCテクノロジーのコア・ソフトウェアと、その周辺に構築している他のすべてを使用して、より速く、より良く、より安く」製造された部品で顧客にサービスを提供している。そして、この声明の最後の部分も重要である。
ソフトウェアが適用される環境をコントロールすることで、多種多様な設備を持つ企業に販売する場合に対応しなければならないソフトウェアのばらつきがなくなり、ソフトウェア開発に集中できるようになる、とCEOは強調する。製造環境の標準化には、第二のメリットもある。そのひとつが見積もりの自動化で、何日も何週間もかかっていた工程が、瞬時に自動化される。
標準化された製造環境、既知の製造時間という利点に加え、彼は言う。"工場のスケジューリングに関して、他の誰にもできないような非常に興味深いことができる......見積もりを出してから顧客に部品を届けるまでの全プロセスを超効率的にする技術をすべて構築できる。
CloudNCの最初の工場は、部品を生産することでいくばくかの利益を得ているが、実際には「スケーラブルなモデル、つまり世界中に "コピー＆ペースト "できるように設計された、大規模な自動化と効率化の青写真を開発する」ことに重点を置いている。そして、規模を拡大できる工場の展開は、2020年の次の資金調達に続いて「非常に迅速に」開始されるだろう。彼は、来年末までに4つの工場ができる可能性を示唆している。
十分に大きなビジョン？サヴィルはこう明かす。「私たちの究極のビジョンは、もっと大きなものです。CNCマシニングは、私たちにとって明らかな出発点でした。というのも、CNCマシニングは解決するのが驚異的に価値のある問題だからです。しかし、それは私たちが考えていたよりもずっとずっと難しいことが判明しました。私たちは3年ほど前に、現在のような状態になるだろうと考えていました。しかし、私たちが本当に実現したいのは、一次部品、つまり金属やプラスチックのブロックから作られる部品の製造を完全に自動化することです。
「今日、金属部品を買おうとすると、そのプロセスは本当にひどいものだ。多くの工場にEメールを送らなければならないが、そのほとんどは返事がない。返事がある工場は何日か後に見積もりを出してくる。彼が批判しているのは、業界の人々ではなく、彼らが一緒に、あるいはその中で働いているソフトウェアやシステムである。CloudNCのCEOが想定しているプロセスは、3Dモデルのアップロード、即座の見積もり、製造可能性のための即座の設計フィードバック、価格とコストドライバーの特定、修正、オンライン購入である：「アマゾンのようなものです。部品がすぐに、適切な価格で手に入ることが分かっていますし、その部品が間違いなく正しいものであることも信頼できます」。
自動化された工場では、機械がすでに部品の製造方法を知っている。「何千もの部品をわずかな時間で受け取ることができるようになります」と彼は断言する。たとえ複数の工場にまたがっていたとしても、生産環境が標準化されているため、部品は同じになります」。「CNCマシンを完全に自動化できれば、何千台ものマシンに製造を分散させることを妨げるものは何もありません。つまり、今日では1,000個を生産するのに数カ月かかっていたのが、将来的には数日で済むようになるのです」。("群機械加工 "という表現が適切なようだ。）
このソフトウェアと製造用ハードウェアの組み合わせの開発において、CloudNCは、トヨタのような企業で採用されている最高の製造文化と、グーグルのような企業で見られる高成長技術文化を融合させようとしている、とサヴィルは言う。「私たちは、それらをミックスして、超高速で革新的で、今回のような問題を解決できる新しい技術・製造文化を作り出そうとしているのです」。そして彼はこう結んでいる：「50年先には、あらゆる種類の製造業が自律化されていることでしょう。1台であれ100万台であれ、部品であれアセンブリ全体であれ、エンジンのような複雑なアセンブリであっても、3Dファイルをサプライチェーンシステムに放り込むだけで、人間が一切関与することなく戻ってくる。これを可能にするのは、すべての機械が自分の生産能力を把握し、サプライチェーンの最上流に位置する機械の工場が、完全に自動で他のチェーンに呼びかけることができるようになることだ」。
cloudncを支える人々
取締役会が取り込む：
- テオ・サヴィルは、ワーウィック・マニュファクチャリング・グループで3Dプリントの研究、販売、製造研究の経歴を持つ。サヴィルはそこで、どのようなソフトウェアが使われ、どれほどの時間がかかっているかを目の当たりにし、3Dプリントと同じようにNCプログラミングを自動化することを思いついた。
- CTOのクリス・エメリーは元グーグルで、ハイパフォーマンス・コンピューティングとグラフィック・プロセッシング・ユニットのバックグラウンドを持つ。
- シラジ・カリクは、モンサントに9億3000万ドルで売却されたクライメート・コーポレーションの創業者であり、元CTOである。
- ポール・マクナブはシスコシステムズの元最高戦略責任者。
- クリス・メアーズはメタスイッチ・ネットワークスの元CTOである。
- サイモン・マードックはアマゾン・ヨーロッパの元副社長で、ジェフ・ベゾス直属の部下である。
世界トップクラスの人工知能投資家」によるベンチャーキャピタルの支援とは別に、同社は政府の支援機関であるイノベイトUKからも資金援助を受けており、またハイ・バリュー・マニュファクチャリング・キャタパルトからも支援を受けている。
8月現在、CloudNCは「驚異的な」企業から集めた20人以上のソフトウェア・エンジニアを含む75人程度の規模だが、あと1年もすれば数百人を雇用することになるだろう、とCEOは明かしている。
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今年初めに行われたテオ・サヴィルのプレス向けプレゼンテーションで、CloudNCの概要とその野望が紹介された。
CloudNCの工業団地は、町の中心から1.5マイルほど離れた、新しく開発されたClock Tower工業団地にある。工場まで歩くと、カーディーラー、Homebase DIYストア、洗車場、Big Yellowセルフストレージ、そしてアルディ、M&S、Furniture Village、DFS、Dunelm、Costaなど、お馴染みの店舗が立ち並ぶClock Towerがある。道路を挟んで向かい側には、Topps Tiles、Halfords、Formula One Autocentre、Hot Tub Barnがある。
ルート上には、世界的な電子部品のイノベーターであるテレダインe2vという大きな工場が1つあり、すでに名前が挙がっている大規模な小売業の背後には、いくつかの小規模な産業活動があった。しかし、小売業と工業が一体となったクロックタワーは、以前は飲料メーカーのブリタビックが11エーカーの敷地を所有していた場所にある。工場は2014年に閉鎖され、同じイギリスの飲料メーカーでIrn-Bruで有名なAG Barr社に買収された。
このような産業革命後の町並みはどこにでも見られるが、この環境では、グローバルな金属下請け機械加工の未来モデル、つまり破壊的なモデルが生み出されているに他ならない。それは興味深い並置であり、隣の小売公園に集まる買い物客にはまったく見えないものだ。
CloudNCの野望はすでに本編で説明した通りだが、そのような企業が現場ではどのような姿をしているのか、いわば「牛肉はどこにあるのか」ということだ。まず第一に、外から見ると、そのオペレーションは近代的な産業ユニットのように見える。確かに、VCエンジニアリングでもVC CNCマシニングでもなくCloudNCという社名は、より現代的な取り組みを暗示している。受付には、この会社がどのような会社であるかを示す手がかりがある。テーブルの上には、サイモン・シネック著の『Start with why』が置かれている。サイモン・シネックは、人々が仕事でもっとインスピレーションを得られるようになり、ひいては同僚や顧客にもインスピレーションを与えられるようになることを支援する運動を始めた人物だ。アマゾンのレビューによると、彼の同名のTED講演は2800万人以上が視聴しており、歴代3位の人気TEDビデオ（https://is.gd/oxehep ）となっている。
受付を出てショップフロアとNCプログラミング・エリアに向かう途中、休憩・飲食エリアを通るが、そこにはサッカー・テーブルもある。サヴィルCEOは、従業員の平均年齢を30歳以下としている（おそらくエンジニアリング部門の平均年齢より10～20歳低い。）これがY世代、フェイスブックの生みの親であるマーク・ザッカーバーグの世代だ。この世代は次のように定義されている：デジタルネイティブ、自由と柔軟性を熱望する、組織のためではなく 組織とともに働くデジタル起業家。
CloudNCの従業員のうち約35人はチェルムスフォードに、残りはロンドン本社におり、約25人のソフトウェア・エンジニアが働いている。総従業員数75名のこの会社は、今後もっと大きくなる予定だが、社内に8名の人事・人材開発部門を持ち、CloudNCの文化に合う人材を探す。冷静で理性的、情熱的で才能があり、新しいことを容易に取り入れることができ、他人とうまくやっていける、成長マインドを持った人材を望んでいるため、特定のスキルセットよりも性格や態度、適性を重視して選考している。そのような人材を見つけるためには、多くの面接を行い、「余裕があるから」という理由で、その条件に合う人材を採用するという選択をしなければならない。人材は間違いなく会社の核となる資産であり、最も目に見える特徴である。
ショップフロアは、まだほとんどがスペースだが、最大20台のCNC工作機械が設置される予定で、より伝統的に見える。DMG森5軸マシニングセンターとErowa自動パレットローディング、マザック5軸とファナック4軸機械、そしてCNC旋盤（フルサービス業務をサポートするために必要だが、焦点はプリズム部品である）がある。
ここでは、CloudNCの標準化された製造システムと関連プロセスが作成され、自動NCプログラミング・ソフトウェアがテストされ、適用されている。ハイテク・デジタルの世界と、伝統的な金属切削の物理的世界が出会う場所なのだ。
CloudNCは、チェルムスフォードにある現在のスペースを、隣接するユニットを取得することで倍増する予定だ。CloudNCはここで「テンプレート」を開発し、「サプライヤー、顧客、才能の有無」に応じて「切り貼り」していく。古くからの顧客でもない。CloudNCは、下請けに50万ポンド以上の資金を費やす企業や、CloudNCと「いつでも全面的に関与する用意があり、意欲的な」企業、つまり質の高い顧客と仕事をしたいと考えている。今年1月に操業を開始したファクトリーワンには、すでに30～40社の顧客がおり、医療、石油・ガス、モータースポーツ、自動車航空宇宙など、あらゆる主要産業分野の代表者が名を連ねている。しかし、アルミニウムは、自動NCプログラム作成ソフトウェアを使用して、これまで取り組んできた主な材料である。しかし、マシナリーの訪問当日には軟鋼のテストが進行中であり、ソフトウエアは順次、他の材料でも検証されている。
成功した工場テンプレートの拡張は、ベンチャーキャピタルによるいわゆるラウンドB（2000万ポンド以上）の資金調達に続くもので、VCの専門用語で言うところの「成長エンジン」となる「3桁の台数」の工作機械を購入する資金を提供する。切り貼り工場に投入する工作機械を大量に調達することは潜在的な問題である。
サヴィルは、VCの目から見たCloudNCの投資タイプを "ムーンショット "という言葉で表現している。
しかし、この積極的な事業拡大に先立ち、細かい作業がある。現場を歩きながら、CEOは機械に関して現在取り組んでいる問題のいくつかを説明した。その多くは、機械とオートメーション間のソフトウェア統合、機械の通信機能、そして機械自身が何を伝えることができるか、さらに同じ基本NCプログラム（ただし各機械用に後処理されたもの）を実行する異なるブランドの機械での加工結果のばらつきに関するもので、後者は機械制御や機械パラメーター設定の違いによるものである。しかし、これらはすべて基本的にはソフトウェアの問題であり、解決可能である、と彼は言う。例えば、一旦機械が設定されれば、同じモデルの他の機械も同じ設定で供給されます。しかし、レーザーベースのツールセッターが切り粉で汚れるなど、基本的な機械工学の問題でさえ、解決する必要がある。
CEOは、標準装備されている機械の接続性と通信機能の不足に明らかに不満を抱いている。それらは十分ではなく、そのため工作機械は「完全に機能していない......地面に叩きつけられれば動くはずだ......完全に接続されているはずだ。
しかし、切削に関しては、同社が選んだ装置は50ミクロンの公差を簡単に達成することができる。しかし、20ミクロン以下の公差、そして確実に1桁ミクロンの要求では、結果を保証するために『半仕上げ／測定／オフセット更新／仕上げ切削』のシーケンスが適用される。このアイデアは、全自動で正しいパーツを製造できる機械内プロセスを開発することである。「たとえサイクルタイムが長くなったとしても、人が関与する必要のない、完全に再現可能なプロセスを求めています」。
しかし、より一般的な自動化については、審査はまだこれからだとCEOは説明する。「効率的な指揮を執る人々によって運営される（機械の）セルは、ロボットよりも安価なオプションです。一人の人間が最大20台の機械を管理することができる。人対ロボットというのは、まだ未解決の問題です」。
そして、そのような効率的な指揮を執るソフトウェアはどこから生まれるのだろうか？もちろん社内で開発される。クラウドNCのCTOであるクリス・エメリーは現在、「ERPは恐ろしい」工場を「あるべき姿」で運営するファクトリー・オペレーティング・システム（FOS）を開発中だ。AI採用するFOSは、工場の環境を理解し、「何がうまくいかない可能性があるかを確率的に理解」する。そして、何か問題が発生した場合、FOSは学習し、即座に再計算し、活動を更新し、必要な方法で人々を指示します。このようにして、CloudNCの工場は「顧客を失望させることなく、（現在の標準よりも）はるかに高い機械稼働率」を実現することになる、とCEOは説明する：「システムは工具、材料、スケジュールを注文することができます。つまり、アマゾンが倉庫を運営するのと同じようなソフトウェアということですか？そうですね、よく似ています。アマゾンは高度に垂直統合されており、多くの分野で独自の技術を開発している。しかし、CloudNCの戦略では買収は前面に出ていない。
そのような指示された環境にある、人をベースとした現場プロセスは、リーン／改善トレーニングを通じて、現在も微調整が続けられている。現在では、継続的改善体制を推進することのみを任務とするハイレベルの従業員がいる。工具のセットアップ時間がわずか数日で4分の1に短縮されたことは、初期のメリットだった。次は機械の段取りである。「定期的なカイゼンイベントがあり、それは終わりのないものです。このようなことは、現在3週間かかっている工場内の部品の移動時間を短縮することにつながる。
テオ・サヴィルによるCloudNCの戦略と野心についての最初のプレゼンテーションが印象的であったとすれば、チェルムスフォードにある研究開発ラボの工場訪問は、それを実現するために注がれている焦点と努力を強調するものであった。また、同社が新しいタイプの金属切削加工請負企業であり、その独自のソフトウェア指向、高効率の標準化された製造システム'アプローチと'カット・アンド・ペースト'の世界的な野心の完全性によって、オンライン即座の見積もりと迅速な納品を提供する他の機械加工企業よりも優位に立っていることも明確に示された。
CloudNCがMachineryで紹介されました。
