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トレーサビリティ
(トレーサビリティ)
トレーサビリティとは、原料の受入から計量、配合、製造、検査、出荷までの各工程について、いつ、どの原料を、どの設備で、どの条件で処理したかを記録し、後から追跡できるようにする仕組みです。日本語では「追跡可能性」と訳されます。
完成品から使用原料や製造条件をさかのぼる追跡をトレースバック、原料から製品や出荷先をたどる追跡をトレースフォワードと呼ぶことがあります。品質上の問題が発生した際に、原因となる原料や工程を調べるだけでなく、影響を受ける製品や出荷先を特定するためにも利用されます。
トレーサビリティでは、単にデータを保存するだけでは不十分です。製品、原料、製造指示、設備、計量結果、警報などを共通の識別情報で関連付け、必要なときに検索・出力できる状態にしておくことが重要です。
トレーサビリティの仕組み
トレーサビリティシステムでは、製品、原料、容器、製造指示などを識別する番号を基準に、各工程で発生したデータをひも付けます。識別情報には、製造番号、ロット番号、原料コード、容器番号、バーコード、二次元コード、RFIDなどが用いられます。
製造開始時には、生産管理システムやタッチパネルから製造指示を受け取り、PLC、計量コントローラ、バーコードリーダー、各種センサなどから工程データを収集します。収集した情報は、タッチパネル、パソコン、サーバーなどへ保存し、製造番号、ロット番号、日時、品種などを条件に検索できるようにします。
例えば粉体配合設備では、原料ロット、目標重量、実績重量、計量時刻、投入順序、使用した計量機、警報の有無などを製造ロットごとに記録します。完成品に問題が見つかった場合は、どの原料を使用し、計量や投入が正常に行われたかを確認できます。
主に記録する情報
記録項目は、製品、工程、品質管理上の要求によって異なります。代表的な項目は次のとおりです。
- 製品名、品種、製造番号、製造ロット
- 原料名、原料コード、原料ロット、仕入先
- 目標重量、実績重量、計量誤差、補正量
- 配合、投入順序、設定値、製造条件
- 製造開始・完了時刻、工程ごとの処理時間
- 設備番号、担当者、警報、手動操作、設定変更
- 検査結果、判定結果、出荷先、出荷日時
すべての設備データを短い周期で保存すると、データ量が増え、必要な情報を探しにくくなります。異常調査や品質確認で何を知る必要があるかを整理し、イベント発生時、工程完了時、一定周期など、情報の性質に応じて記録方法を決めます。
主な用途
トレーサビリティは、品質管理、原因調査、製造記録の作成、顧客対応などに利用されます。
- 不具合が発生した製品ロットの特定
- 同じ原料ロットを使用した製品の検索
- 計量間違い、誤投入、投入漏れの調査
- 設備異常と製品品質の関係確認
- 製造記録、検査記録、報告書の作成
- 製造条件や作業方法の改善
正常時と異常時のデータを比較することで、計量時間の増加、設備停止の頻発、原料状態の変化などを把握できる場合があります。記録を品質保証だけでなく、設備保全や生産性改善にも活用できます。
識別情報とデータのひも付け
トレーサビリティの精度は、製品や原料を正しく識別できるかどうかに左右されます。製造工程の途中でロット番号や容器番号が誤って引き継がれると、保存した記録と実際の製品が一致しなくなります。
手入力は簡単に導入できますが、選択間違いや入力漏れが起こる可能性があります。バーコードやRFIDを利用すると識別を自動化できますが、読み取り位置、タグの耐環境性、読み取り失敗時の処理などを検討する必要があります。
自動搬送設備では、PLCで容器やパレットの現在位置を追跡し、計量結果や投入実績を対象物へひも付けます。容器の抜き取り、順序変更、手動移動、センサ未検出が発生した場合に、追跡情報をどのように修正するかも決めておきます。
設計・運用上のポイント
正常・異常・手動操作を区別する
正常に完了した実績だけでなく、途中中止、異常終了、再計量、追加投入、手動投入、設定変更なども区別して記録します。最終結果だけではなく、どのような経緯でその結果になったかを確認できることが重要です。
時刻とデータ形式を統一する
PLC、タッチパネル、計量機、パソコンなどの時刻がずれていると、工程の前後関係を正しく判断できません。設備間で時刻を同期し、日付形式、単位、小数点以下の桁数、品種コード、異常コードなども統一します。
データ欠落を防止する
通信断やサーバー停止中に、設備側のデータをすぐに破棄すると欠落が発生します。PLCやタッチパネルへ一時保存し、通信復旧後に再送する仕組みを検討します。同じデータを二重登録しないため、製造番号や連番による重複確認も必要です。
保存期間と容量を決める
保存期間は、品質保証期間、製品の使用期間、顧客要求、社内規定などをもとに決定します。必要容量は、1件当たりのデータ量、1日の製造件数、保存年数から見積もります。
例えば、1件当たりの記録量をD、1日当たりの件数をN、保存日数をLとすると、必要容量の概算Sは次のように考えられます。
S＝D×N×L
実際には、データベースの管理情報、バックアップ、画像や帳票データなどの容量も加わるため、余裕を持って設計します。
検索・出力しやすくする
保存した情報は、製造番号、製品ロット、原料ロット、品種、期間、設備、異常の有無などで検索できるようにします。検索結果は、画面表示、CSV出力、帳票印刷など、利用目的に応じた形式で取り出せることが重要です。
製造担当者には運転実績、品質管理部門には計量・検査記録、管理者には生産数量や異常件数など、利用者ごとに必要な情報が異なります。実際の調査や報告の流れに合わせて画面と帳票を設計します。
異常時の追跡と復旧
通信異常、電源断、読み取り失敗、データベース異常などが発生した場合は、どこまでデータが保存されたかを確認できるようにします。保存に失敗した状態で製造を継続するか、工程を停止するかは、品質上の重要度に応じて決定します。
バーコードやRFIDを読み取れない場合は、無条件に製造を進めず、再読取や手動入力を求めます。手動で識別情報を修正した場合は、変更前後の内容、日時、操作者を履歴として残すことが望まれます。
停電後に設備を復旧する際は、仕掛品の位置、計量途中の原料、未完了の製造指示を確認します。保存済みデータと設備内の実際の状態が一致していることを確認してから運転を再開します。
既設設備へ導入する場合
既設設備では、現在どの情報を取得できるかを確認します。PLCや計量機にデータ通信機能がない場合でも、接点信号、アナログ信号、帳票データ、手入力などを組み合わせて、必要な範囲から記録を始められる場合があります。
導入時にすべての工程を一度に自動化するのではなく、計量実績や製造番号の保存から開始し、後から原料ロット、警報履歴、検査結果、上位システム連携を追加する方法もあります。将来拡張を考慮して、識別番号やデータ形式を最初に整理しておくことが重要です。
ハカルプラスの対応
ハカルプラスでは、計量設備、配合設備、搬送設備などから、原料情報、計量値、製造条件、設備状態、警報履歴を収集し、製品やロットにひも付けて保存するシステムを検討します。
機械設備や計量機の設計に加え、制御盤、PLC、タッチパネル、計量コントローラ、バーコードリーダー、RFID、通信機器などを組み合わせ、各工程の実績を自動記録します。搬送物の位置追跡、誤投入防止、計量完了判定、手動操作履歴なども設備に応じて構成します。
タッチパネルやパソコンでは、設備モニター、製造実績、計量結果、警報履歴、設定変更履歴などの画面を設計できます。検索、CSV出力、帳票作成、バックアップについても、運用方法と保存期間に合わせて検討します。
また、生産管理システムや基幹システムから製造指示を受信し、製造完了後に実績を返す連携にも対応します。通信断時の一時保存、再送、重複防止、既存データとの互換性を確認し、機械、計量、制御、ソフトウェアを一体として構築します。
よくある質問
Q. 保存データと実際の製品が一致しなくなる原因は何ですか？
A. ロット番号の入力間違い、搬送物の順序変更、バーコードの読み取り漏れ、手動移動などが主な原因です。工程ごとに識別情報を確認し、例外操作も履歴として記録する必要があります。
Q. 通信が切れた場合も製造実績を残せますか？
A. PLCやタッチパネルへ一時保存し、通信復旧後に上位システムへ再送する構成を検討できます。保存可能件数や再送方法、重複登録の防止方法を事前に決めます。
Q. 既設設備へ後からバーコード管理を追加できますか？
A. 製造番号や原料コードを既設PLCへ渡せる構成であれば追加できる場合があります。読取器の設置場所、通信方式、既設ソフトの改造範囲を確認します。
Q. 記録したデータを変更できないようにできますか？
A. 操作権限を分け、一般操作者による編集を制限できます。修正が必要な場合は、変更前後の値、操作者、日時、変更理由を履歴として残す方法があります。
Q. 既存の手書き帳票をそのまま電子化できますか？
A. 項目を整理したうえで、画面入力、自動取得、帳票出力へ置き換えられる場合があります。ただし、紙の様式をそのまま再現するだけでなく、検索や集計に適したデータ構造へ見直すことが重要です。