ケーススタディ

1つのライン、多様なバッテリ:Ioneticとロックウェル･オートメーションが電動化を容易にする方法

世界をリードする自動車産業の機械装置メーカ(OEM)は、毎年数百万台の車両を生産しており、Tier 1サプライヤーの能力を活用してカスタムEVバッテリパックを社内で大規模に開発し、単価を削減しています。対照的に、年間10000台未満の車両を生産する数千のニッチ製造メーカは、異なる課題に直面しています。単価への感度は低いものの、開発予算が限られているため、多くの製造メーカは、パッケージングのニーズを完全には満たさない既製品のバッテリ設計に依存しています。今、第3の選択肢があります。

タイプ産業所在地

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ケーススタディ

EVバッテリ

アーリー、イングランド

ソリューション

• Ioneticは、ロックウェル･オートメーションとパートナシップを結び、単一の生産ラインで複数のカスタムバッテリパック設計を製造可能な柔軟な製造システムArc Fabを開発しました。

• Emulate3Dデジタルツイン技術によって、仮想試運転およびプロセス検証が可能となり、セットアップ時間の短縮と生産リスクの低減を実現しました。

• Plex Smart Manufacturing Platformによる生産トレースの自動化、ワークフローの最適化、業務全体のリアルタイムで可視化の実現。

• iTRAK®インテリジェントトラックシステムは、柔軟なモーションコントロールを導入し、異なるパック設計への迅速な再構成を可能にしました。

• FactoryTalk® DataMosaix™は、エネルギー使用量のマッピングを含むリアルタイムのデータ洞察を提供し、生産効率とサステナビリティの最適化を実現しました。

結果

• 仮想コミッショニングとプロセスシミュレーションによるセットアップ時間の最大3分の2削減。

• 市場投入までの時間の最大25%短縮によるOEMへのカスタムバッテリパックの迅速な納品の実現。

• GWhあたりの設備投資の5分の1への削減による少量生産製造メーカへの製造能力のさらなる提供。

• 生産柔軟性の解放、同一ラインで異なるバッテリパック構成の製造が可能

• エネルギー効率の向上、データ駆動型の洞察による製造開始前の生産非効率性の特定と排除

電気自動車のバッテリセルのクローズアップ写真、オレンジ色の配線と金属コネクタ付き

1つのライン、多様なバッテリ

高度な技術を持つ仕立て屋のように多用途な製造ラインを想像してください。顧客のニーズに正確に合わせて設計されたオーダーメイドのスーツを作ることができます。しかし、その仕立て屋が数日ではなく数時間でオーダーメイドのスーツを作り、しかも大手小売店に匹敵する価格で提供できると想像してください。やや拡張された比喩かもしれませんが、これがIoneticとロックウェル･オートメーションのパートナシップの本質です。両社は共同でこの理念を適用し、電気自動車とそのバッテリの世界にこれまでにないソリューションをもたらすことに成功しています。

課題

これまで、ニッチで少量生産の機械装置メーカ(OEM)は、EVバッテリソリューションに関して選択肢が限られていました。標準化された既製品のバッテリパックは信頼性を提供しますが、独自の車両設計に必要な柔軟性に欠ける場合があります。一方、Tier 1エンジニアリングサービスプロバイダーによる完全なオーダーメイドのバッテリプログラムには、大量生産と多額の設備投資が必要であり、多くの革新的な機械装置メーカ(OEM)にとってそのメリットは手の届かないものとなっています。これは、小規模製造メーカが電動化への道のりが遅くなる一方で、大手機械装置メーカ(OEM)は自社の規模に合わせたカスタムソリューションで前進してきたことを意味します。

ロックウェル･オートメーションの最先端デジタルツイン技術とIoneticのAI支援、ソフトウェア加速システムを活用することで、私たちはついにこのサイクルを打破し、幅広い最新式の機械装置メーカ(OEM)の性能、コスト、市場投入までの時間のニーズを満たす、業界を変革するカスタムバッテリパックを提供しています。

パートナシップが存在する理由システム的な課題の解決

電動化が未来であることに疑いの余地はありません。ヨーロッパにおける電気自動車の販売減速が広く報じられているにもかかわらず、長期的なトレンドはサステナブルな成長に向かっています。しかし、ギガファクトリーの増加にもかかわらず、バッテリパックのコストは依然として課題であり、EVの総コストの最大40%を占めています。

数十万台、あるいは数百万台を生産する大量生産車両プラットフォームにとって、このコスト比率は時間をかけて吸収することができます。しかし、小規模でニッチな製造メーカにとっての参入障壁は著しく大きく、時には不可能な場合もあります。

電動化はネットゼロ排出の達成に不可欠ですが、多くの小規模機械装置メーカ(OEM)は適切なバッテリソリューションへのアクセスに苦労しています。従来の製造方法は大量生産向けに設計されているため、ニッチな製造メーカが自社の特定のニーズに合ったバッテリパックを見つけることは困難です。このギャップに対処するには、従来の開発モデルの障壁なしにイノベーションを可能にする、柔軟で効率的なアプローチが必要です。

システム上の課題

硬直的な製造モデル従来の生産ラインは構築に時間がかかり、コストも高く、少量生産の機械装置メーカ(OEM)に必要な機敏性には適していません。多額の初期投資(時には数千万USDに及ぶ)を必要とし、単一のバッテリパック設計に対応するように構築されるため、バッテリ技術の進化や車両設計の変更に応じて設計を適応させることができません。

性能の妥協既製品のパックは、重要な性能要件やパッケージング要件を満たさないことが多く、重量、サイズ、エネルギーの面で非効率性を招きます。また、真にユニークな車両設計を目指す製造メーカの野心を阻害します。車両設計と性能の多くはバッテリと一体化しており、文字通りバッテリを中心に構築されています。

「標準」バッテリに合わせて車両設計を適応させることは、車両の美的魅力やさまざまなシャーシシステムのパッケージングを向上させることにはほとんど貢献せず、画一的な設計による同質化の海を生み出す可能性があります。これにより、一部ではEVを単なる家電製品とまで呼ぶ声もあります。EVへの移行においてブランドのDNAを構築し維持する唯一の方法は、車両とバッテリを一体的に設計することです。

法外なコストとタイムラインティア1サプライヤーとのカスタムバッテリパック開発には4年以上かかり、USD 30,000,000以上のコストがかかる可能性があり、ほとんどのニッチ機械装置メーカ(OEM)にとって乗り越えられない障壁となっています。予算が確保できたとしても、内部要因や市場要因など、さまざまな理由によるプロジェクトの遅延は、すでに薄い利益率を急速に侵食し始めます。この問題は、バッテリセル性能の年々の急速な向上率を考えると、悪化する一方です。

よりスマートに、より速く、よりスケーラブルに

カスタムEVバッテリパックの設計は、パズルの一片に過ぎません。それらを大規模に、手頃な価格で、効率的に製造することが、長年にわたる真の課題でした。従来の開発プロセスでは需要に追いつくのに適していないため、スーパーカーからバス、トラック、さらにはボートまでの用途に対応するニッチおよび少量生産のEV製造メーカには、まったく新しいアプローチが必要です。これは、Ioneticが過去3年間解決しようとしてきた課題であり、Rockwellとのパートナシップによってまったく新しいアプローチを採用することで、同社はブレークスルーを達成したと確信しています。

Ioneticとロックウェル･オートメーションは、ソフトウェア、ハードウェア、柔軟な製造技術における両社の強みを高度な自動化と組み合わせるためにパートナシップを結びました。IoneticのArcプラットフォームは、AI駆動の設計、迅速な仮想検証、ソフトウェアによる最適化を統合し、開発時間とコストを大幅に削減します。しかし、柔軟な生産がなければ、最良の設計でさえストールする可能性があります。そこで登場するのが、適応性のある製造システムであるArc Fabです。

ロックウェル･オートメーションの自動化およびデジタルツイン技術を活用したArc Fabは、単一のライン上で複数のカスタムバッテリパックを製造することを可能にし、試運転時間を最大3分の2削減し、機械装置メーカ(OEM)の市場投入までの時間を大幅に短縮します。Emulate3D™動的デジタルツインソフトウェア、Plex Smart Manufacturing Platform、独立カートトラック技術などのスマートファクトリー技術により、バッテリパック製造の新しい基準を創出しています。それは、ニッチおよび少量生産の機械装置メーカ(OEM)にとって、高速で、コスト効率が高く、スケーラブルな基準です。

製造現場における赤と黒のケーブルが接続されたバッテリパック接続端子のクローズアップ写真

スケールに応じた柔軟性

ロックウェルのiTRAK® Intelligent Track Systemsを統合することで、単一の生産ラインで柔軟性が向上し、複数の顧客向けに複数のバッテリパック設計の生産が可能になります。

この先進的なモーションコントロール技術により、個々の機械装置メーカ(OEM)のニーズに合わせた迅速な切り替えと、さまざまな構成の効率的な処理が実現します。

短納期・低コスト

より迅速な試運転時間、削減された開発コスト、最適化された製造プロセスにより、機械装置メーカ(OEM)に競争優位性をもたらします。

進捗と革新性の証明

このパートナシップは、柔軟性・効率性・オペレーションという3つの重要分野でバッテリパック製造を変革し、すでに業界をリードする成果をもたらしています。

Emulate3D™テクノロジーによる柔軟性

ロックウェルのEmulate3D™動的デジタルツインソフトウェアにより、Ioneticは生産ラインを仮想的にシミュレーション・最適化し、高額な新規ツーリング投資なしでオーダーメイドのバッテリパックを製造できます。

これにより、市場投入までの時間がこれまで以上に重要となっている中で、顧客が競争力を維持するために必要な大規模なカスタマイゼーションが可能になります。スタンドアロンのデジタルツインよりもさらに一歩進み、Emulate3Dソフトウェアは物理的な生産ラインと同じコードを使用することで、仮想世界でプロセス検証された内容が現実でも一貫して機能することを保証します。これにより、製造開始前のシームレスなプロセス検証が可能になります。

コストと時間の効率性

ロックウェル･オートメーションのEmulate3Dデジタルツインソフトウェアを活用したArc Fabでのバーチャルコミッショニングにより、生産ラインのセットアップに必要な時間が最大3分の2削減され、新しい設計の試運転時間が短縮されます。Plex Smart Manufacturing Platformを統合することで、生産トレースの自動化、ワークフローの最適化、製造性能のリアルタイムで可視化が実現し、業務がさらに合理化されます。これにより、機械装置メーカ(OEM)顧客は車両を大幅に迅速に市場に投入でき、OEMが急速に革新し、EVへの高まる需要に応えることが可能になります。

バッテリ製造は通常、時間とコストがかかります。ロックウェルの自動化技術およびデジタルツイン技術とArcの効率性を組み合わせることで、生産ラインの立ち上げにかかる時間とコストを大幅に削減しました。これにより、お客様のラインをより迅速に試運転し、遅延を減らし、スケーリングをはるかに予測可能にすることができます。

小規模な機械装置メーカ(OEM)にとって、これによりカスタムバッテリパックの生産がより利用しやすく、柔軟になります。さまざまなセル形式、化学組成、システム電圧の選択肢により、お客様はニーズに合わせたバッテリパックで電動化戦略を迅速に最適化できます。

JAMES EATON
CEO and Founder, Ionetic

Ioneticがロックウェル･オートメーションと提携することで実現した自動化およびデジタル検証によって解放される効率性は、製造能力を確立するために必要な全体的な設備投資(設備投資)を削減します。GWhあたりの設備投資が5分の1となり、小規模な機械装置メーカ(OEM)でも利用しやすくなります。

オペレーショナルエクセレンスとエネルギー使用

Emulate3Dダイナミックデジタルツインソフトウェアでのシミュレーションによるボトルネックの特定およびオンデマンドでのワークフロー最適化の実現により、高いスループットと生産性の向上を実現します。ロックウェル･オートメーションのFactoryTalk®DataMosaix™などの産業データオプスソリューションは、Energy Managerなどのアプリケーションを活用し、生産ライン全体のエネルギー使用をマッピングすることで、生産開始前に非効率性へ対処でき、サステナビリティに配慮した製造の実現、運用コストの削減、バッテリパック生産における全体的なエネルギー効率の向上を支援します。

デジタルツインは、もちろん、幅広い産業で製造プロセスのシミュレーションに広く活用されています。しかし、すべてが仮想世界で評価される物理的実体のデジタル表現であるものの、その品質は一様ではありません。多くは、実質的にはビデオゲームに近く、単に外観が似ている3Dモデルを作成してシミュレートされた工場の見た目を再現しているだけです。しかし、Emulate3Dを活用することで、私たちは施設の本物のデジタルツインを作成し、実際の設備向けに作成したコードで仮想施設内のロボットを制御しています。これにより、施設が設置された際に、それらがどのような性能を発揮するかを正確に把握できるという完全な確信が得られます。

ÅSA ARVIDSSON - ロックウェル･オートメーション Central, East & North Region Regional Vice President

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