キスラーのプロセス開発ソフトウェアを用いたGEMÜ社の量産対応射出成形

GEMÜ社は、特定の表面品質を備えたバルブの信頼性の高い製造プロセスを設計するために、キスラーの STASA QC Optimize ソフトウェアを使用しました。包括的なデータ分析の助けを借りて、同社は、量産に対応し、高い生産性とプロセス安定性を実現する射出成形プロセスを開発することができました。これは、GEMÜ社の将来の開発プロセスにとっても成功のモデルとなっています。

1964年にフリッツ・ミュラーが Gebrüder Müller Apparatebau GmbH & Co. KG (GEMÜ) を設立したとき、そのユニークな成功の物語を予見できる者は誰もいませんでした。今日、第 2 世代が経営を指揮するこのバーデン・ヴュルテンベルク州北東部の隠れたチャンピオン企業は、2,500 人以上の従業員を擁し、バルブ、測定、制御技術における世界的なマーケットリーダーとなっています。ドイツ国内の 2 つの工場に加え、ブラジル、中国、フランス、インド、スイス、米国にも生産拠点を構えています。医療技術、製薬、半導体製造、食品・飲料業界など、多くの分野において、プロセス媒体（ガス、蒸気、液体）の制御は不可欠です。

1964年にフリッツ・ミュラーがプラスチック（PVC）製の最初のプロセスバルブを開発してバルブ技術に画期的な進歩をもたらして以来、GEMÜ 社はプラスチック加工の長い伝統を築いてきました。現在、GEMÜ社は 100 種類以上のプラスチックをさまざまなプロセスで使用し、包括的な製品ポートフォリオを製造しています。GEMÜ社の開発部門は、革新を推進し、最も厳しい基準に準拠した顧客固有のソリューションを開発しています。工具および金型の製造はすべて社内で実施されています。射出成形分野における品質要件の厳格化に対応するため、GEMÜ社はすでに、ドイツ、スイス、フランスの各拠点で、キスラー社の測定技術および工程監視システムを採用しています。キャビティ圧力センサと、機械に直接組み込まれた監視および制御システムを組み合わせることで、ケースごとの基準に基づいて、射出成形プロセスを的を絞って開発および最適化することができます。

隠れたチャンピオン企業におけるデータに基づくプロセス開発：GEMÜ社はバルブ技術の市場リーダーです
隠れたチャンピオン企業におけるデータに基づくプロセス開発：GEMÜ社はバルブ技術の市場リーダーです
量産対応射出成形プロセス：GEMÜ社の多くのバルブは特殊プラスチックを用いて製造されています。
GEMÜ社が製造する特殊部品に必要な表面品質は、STASA QC Optimizeソフトウェアによって実現されています。
高いプロセス安定性：キスラーのSTASA QC Optimizeソフトウェアにより、射出成形プロセスの最適化が可能になります。
射出成形における生産性向上（左から）：M. Willimann & J. Stahl（キスラー） – M. Fritzsche & H. Pllana (GEMÜ)
隠れたチャンピオン企業におけるデータに基づくプロセス開発：GEMÜ社はバルブ技術、特に無菌プロセス分野の市場リーダーであり、射出成形においても新たな基準を打ち立てています

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データ分析による効率的なプロセス開発

GEMÜ社は今年、キスラー社のSTASA QC Optimizeソフトウェアの導入を開始しました。このソフトウェアは、「実験計画法」（DoE）と呼ばれる統計的試験計画に基づいてプロセス最適化を可能にします。GEMÜ社のプロセスエンジニア兼技術スカウトであるMarcel Fritzsche氏は次のように述べています。「プラスチック加工向けのキスラー技術には、大学時代に初めて触れました。STASA QCはデータに基づいたプロセス開発を可能にするツールであり、これにより複雑な新製品の開発を最適化できるだけでなく、そもそもそのような製品を開発することさえ可能になります。」Fritzsche氏は学士課程の学生Hekuran Pllanaと共にソフトウェアの可能性を検証し、その提供価値に感銘を受けています：「DoEに基づくプロセス開発は体系的で構造化されています。この客観的なアプローチにより、協業の透明性が向上し、量産対応可能な射出成形プロセスへの到達期間が短縮されます。」

現在進行中のプロジェクトにおいて、高度に特殊化された部品の表面粗さを低く抑えるという課題に直面していました。Pllana氏は次のように述べています。「既存の製造プロセスは当社の要件を満たしていませんでした。適切なプロセス基盤がないため、プロセスチェーン全体を再構築する必要がありました。STASA QC Optimizeは、その重要なサポートとなりました。」STASA QCを用いた統計的テストプランニングでは、事前に定義された数のテスト（少なくとも10件）を実施し、最適な機械およびプロセスパラメータを決定します。このソフトウェアは、射出速度、保圧、射出圧力、シリンダ温度などの一般的な作動変数を分析し、主効果、因果関係、相互作用を特定することで、包括的なプロセスナレッジを蓄積します。「操作が簡単なので、ユーザーはすぐにトレーニングを受け、ソフトウェアを使い始めることができます。もう一つの決定要因は、STASA QCによって表面品質などの属性的な品質特性をモデル化できることでした」とPllana氏は続けます。

高いプロセス安定性で望ましい表面品質を実現

このケースでは、要求される表面品質を実現するために、積層造形装置が完全自動化プロセスに統合され、DoEによる検証も実施されました。STASA QC Optimizeによるデータ分析と合計3回のテストシリーズ（DoE）を経て、GEMÜは高度なプロセス制御を備えた持続可能かつ効率的な射出成形生産プロセスを実現することができました。この成功により、Fritzsche氏とPllana氏はGEMÜグループ内でSTASA QCの導入をより積極的に推進することができました。現在、Kistler社のソフトウェアは、特殊製品グループの金型検証の第2フェーズ（つまり、第1フェーズで金型が検査・承認された後）で標準的に使用されています。

Marcel Fritzsche氏は次のように続けます。「キスラー社の優れたサポートもあり、STASA QC Optimizeはデジタルツインに至るまで、堅牢でデジタル化された将来性のある生産プロセスを実現するソフトウェアソリューションを提供してくれます。開発プロセス全体にわたる精密なデータ分析により、厳格な要求を伴う複雑な顧客要望を、現在そして将来にわたって的を絞った効率的な方法で処理することが可能になりました。」

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