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日産、栃木に「革新的」生産ライン 変化対応しやすく

日経クロステック

「DNA」であるものづくりの強さを発展させた、革新的な生産技術と生産現場──。8日、日産自動車がクルマづくりの新コンセプト「ニッサンインテリジェントファクトリー」(NIF)に基づく栃木工場(栃木県上三川町)の新生産ラインを公開した。「新生日産」の象徴となる、SUV(多目的スポーツ車)タイプの新型電気自動車(EV)「アリア」を新生産ラインで造り始めている。

革新的な生産ラインが必要となった背景として、同社副社長で生産・SCM担当の坂本秀行氏は「変動強度への対応」と「クルマの複雑化/高度化」を挙げる。

人材不足や労働環境の改革などに加え、新型コロナウイルス禍や天災といった予期せぬ事態や、カーボンニュートラル(温暖化ガスの排出量実質ゼロ)に代表される環境問題への対策の強化といった変動に強くなる必要がある。一方で、生産するクルマは電動化や知能化、多品種化などが進んでいる。こうした環境の変化に対応すべく開発されたNIFは「明日の日産が飛躍する要になる」(同氏)。

このため、同社はNIFの4本柱を次のように定義する。

[1]電動化やコネクテッドといった新技術を多く搭載する次世代のクルマを造る技術
[2]匠(たくみ)の技を伝承したロボットによる高品質なクルマの量産
[3]人とロボットが協働できる働きやすい現場
[4]生産システムのゼロエミッション化によるカーボンニュートラル対応

これらを実現するために、NIFでは数多くの革新的な生産技術を導入する。

例えば、「SUMO」と名付けたパワートレーン一括搭載システムは、1つの生産設備で幅広い車種の混流生産を可能にする生産技術。現在生産するアリアの4種類のユニットにも1つの設備(SUMO)で対応可能だ。

さらに、全車共通のベースと組み合わせるフロント/センター/リアのパレットを取り換えれば、EVだけではなくガソリンエンジン車やハイブリッド車も生産できる。工数や設備投資の削減に加えて、作業者にとって負荷が高い姿勢での作業が不要になるというメリットも得られる。

日産自動車が「車載用の量産では世界初」と誇るのが、磁石レス界磁モーターの巻線装置。希土類(レアアース)が必要な永久磁石を組み込んでおらず、8極巻線界磁ローターを採用。直径が1.2ミリメートルで全長が350メートルの銅線を1極当たり118周、8極合計で944周を20分で巻き上げる。しかも、同時に8個のローターを生産できる設備だ。

デジタル技術を活用した作業習熟や設備メンテナンスのサポートも進めた。作業習熟では複合現実(MR)技術を活用したシステムを開発。設備メンテナンスでは、あらゆるモノがネットにつながる「IoT」のネットワークを活用し、集中管理室から現場に最適な復旧方法を指示する仕組みを導入した。これにより、設備故障の復旧時間を30%削減できる。

カーボンニュートラル対応としては、自動車のボディーとバンパーの一体塗装設備を「世界で初めて実現した」(同社)。従来は、鋼やアルミニウム合金でできたボディーとプラスチック製バンパーは別々に塗装していた。塗装・焼き付けの温度が、ボディーは140度、バンパーは85度と異なっていたためだ。

これに対し、NIFで導入した新塗装ラインでは、85度で硬化する水系塗料を独自に開発。ボディーにバンパーを取り付けた状態で塗装できるようにした。これにより、使用エネルギーを25%削減しつつ、ボディーとバンパーの色合わせも容易になって品質向上を実現しているという。

同社は生産でのカーボンニュートラルを実現するため、2050年までに生産設備を全て電動化し、かつ電力を再生可能エネルギー、もしくは燃料電池で発電したものに転換する考えだ。鋳造工程などでの鋼やアルミ合金の溶解も電化し、圧縮空気や蒸気の利用もなくす。まずは30年までに二酸化炭素(CO2)排出量を41%削減し、50年にはCO2排出量をゼロにする計画である。

現時点では栃木工場のNIFではアリアしか生産していない。だが、今後、新型車の投入時などに栃木工場のNIFで生産する車種を拡大するだけでなく、「世界中の全工場に展開していく」(同社)考え。

ただし、パワートレーン一括搭載システムや一体塗装設備などを導入する際には、既存の工場を大幅に変える必要がある。実は、栃木工場ではNIF導入に当たって工場建屋などを新設している。稼働中の工場にNIFをどう導入していくのかは課題となりそうだ。

(日経クロステック/日経ものづくり 中山力、日経クロステック 近岡裕)

[日経クロステック 2021年10月9日掲載]

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