製造業でのIoTの使用方法：8つのユースケースと今後のトレンド

製造業におけるIoTは、製造業の世界で白熱しています。インダストリー4.0では、ビジネスリーダーは技術変化の新しい波を経験しています。

パラダイムシフトは、将来に向けた戦略を推進するのに役立っています。そして、このビジョンは、企業がより適応性があり、革新的で、回復力のあるものになるのに役立ちます。

成功するIoTトレンドを組み込むことは、グローバルパートナーとして卓越するために不可欠です。そのため、リーダーはAI、ウェアラブル、3Dプリントなどの最先端テクノロジーと融合したエコシステムの構築を目指す必要があります。

ニッチなテクノロジーは、製造のユースケースで最も価値の高いIoTをサポートし、ROIを向上させることができます！

製造業におけるIoT

産業用モノのインターネット（IIoT）は、従来の工場をスマートスペースにするための一歩です。

製造業におけるIoTは、前例のない混乱を引き起こしており、最前線の労働者にとって工場をより安全にし、生産性と効率を向上させるのに役立ちます。そして、はい、それはあなたに何百万ドルも節約することができます！ここでは、いくつかのエキサイティングなサポート統計を確認します。

• 専門家は、製造市場規模における世界のIoTが、2020年の332億米ドルから、2025年には538億米ドルに、年平均成長率（CAGR）10.1％で成長すると予想しています。 （Markets and Markets、2020）（出典:)
• PwCが発行したレポートによると、製造業者の90％は、製造プロセスのデジタル化がリスクよりも長期的な利益をもたらすと考えています。 （PwC、2020）（出典:)
• ある調査によると、米国では、製造業者の約35％が、スマートセンサーから生成されたデータを収集して使用し、製造プロセスを強化しています。 （Mordor Intelligence、2021）（出典:)
• さらに別の調査によると、メーカーの約34％が、米国のメーカーが運用にIoTを採用することが不可欠であると考えています。さらに、IoTはメーカーのエコシステムの一部になり、ソフトウェア、クラウドコンピューティング、分析ツールを組み合わせて、さまざまなソースからの生データを意味のある予測に変換し、さらにユーザーフレンドリーなインターフェースで提示します。 （Mordor Intelligence、2021）（出典:)
• 北米は、特に産業、製造、自動車の各セクターでIoTの採用に大きな進歩を遂げました。 smartamerica.orgによると、米国政府はIoTセキュリティインフラストラクチャの更新に20年間で約41兆ドルを費やすと予想されています。 （AIMultiple、2021）（出典:)
• 専門家は、個別の製造業、運輸およびロジスティクス、および公益事業業界がIoTプラットフォーム、システム、およびサービスにそれぞれ400億ドルを費やすことを強調しています。 （Statista、2021）（出典:)
• 製造業者の58％が、産業運営をデジタル化するためにIoTが必要であると述べています。調査はまた、投資コストが製造業でのIIoTのより迅速な採用を妨げる最も重要な障壁であることを強調しました。 （GE、2017年）（出典:)
• アクセンチュアによると、米国企業の回答者の46％が、IoTを従業員の生産性を向上させる機会と見なしています。 （アクセンチュア、2015年）（出典:)

結論： インダストリー4.0への移行は、製造業で明らかです。製造業者は、スマート製造を積極的に取り入れ、相互接続されたインテリジェントな製造システムの新しいレベルに向かって進んでいます。

IoTが製造業をどのように変革しているか

デジタル化は製造業の展望を高めてきました。企業は、革新的なテクノロジーを通じてエコシステムを変革しようとしています。

調査研究はまた、デジタルリーダーがゲームを変えるインダストリー4.0ソリューションを採用していることを示しています。今日、デジタルサクセスジャーニーは刺激的です。そして、IoTが製造業をどのように変革しているかを簡単に見てみましょう。

初期の機能不全を予測する

アナリスト企業によると、82％の企業が計画外のダウンタイムを経験しています。製造における計画外のダウンタイムは、企業に1時間あたり26万ドルものコストをかける可能性があります。機械のダウンタイムと損傷は、製造会社にとって重大な場合があります。さらに、最前線の労働者を危険にさらすこともあります。

IoTデバイスには、温度、振動、電圧、電流などを監視できるさまざまなセンサーがあります。したがって、これらのセンサーは、予測される誤動作の早期警告サインに役立ち、より安全な職場を作成します。

より高いマージンと顧客満足度

製造業者は、IoTと接続された製品を使用することで刺激的な機会を得ることができます。関連製品から得られるメリットは、既存のサービス提供を強化することから始まります。リモート診断は、顧客満足度を高め、修理までの時間を短縮します。これにより、顧客との絆を深めることができます。

したがって、早期警告および検出信号は、将来の製品の品質向上を促進する可能性があります。また、新しいサービスにより、より高いマーキングと顧客満足度の向上が保証されます。

接続されたサプライチェーンによる資産管理の改善

メーカーは、より高い顧客サービスの期待に直面しています。重要な期待の1つは、納期の短縮です。

このような状況を背景に、メーカーは加速された配送ニーズを満たすためにマイクロロジスティクスネットワークを模索してきました。資産レベルでの接続されたサプライチェーンでのIoTの使用は、在庫ポジションの管理に役立ちます。さらに、複雑なロジスティクスネットワーク全体で実際の在庫をより詳細に把握できます。

オペレーショナルインテリジェンスを実装

自律型機械は時間のかかる重労働を引き継ぐ可能性があり、専門家はこれを製造業の未来と予測しています。

マシンが接続されていると、人間の介入をほとんど必要とせずに相互に通信および調整するインテリジェントネットワークを作成するのに役立ちます。

品質を向上させる

IoTセンサーは、製品サイクルのさまざまな段階でのサードパーティからのデータを含む、製品仕様およびその他のメトリックに関するデータをキャプチャします。さらに、メーカーはどの製品が品質仕様を満たし、物理的検査が必要かを判断できます。

データは、利用される原材料の構成、および輸送やその他の要因が完成品に与える影響に関するものです。さらに、結果に統合された場合、IoTシステムは製品に対する消費者の反応に関するデータを提供します。洞察は、品質の問題を見つけて修正するのに役立ちます。

改善された生産計画とスケジューリング

さらに別の変革は、IoTソリューションによる製品品質と工場の歩留まりの向上から利益を得るメーカーによるものです。企業は、より優れた生産計画とスケジューリング、および生産ラインのリアルタイム監視を体験できます。

たとえば、 組織で100を超える手動検査が必要だとします。あなたは、検査が総生産時間の約20パーセントを費やしていることに気づきます。品質チェックを自動化することで、シナリオを好転させることができます。

プラントの安全性とセキュリティの向上

IoTテクノロジーと広範なデータ分析を組み合わせることで、日常業務における車両の事故、従業員の不在、ニアミス、怪我などのKPIを監視することで、安全性とセキュリティを促進できます。

IoTは、これらの重要な領域へのリアルタイムの洞察を通じて、より良い安全性を保証します。そのため、問題にすぐに対処できるようになりました。さらに、メーカーは健康と安全に関する規制と環境問題への準拠を保証できます。

セキュリティはIoTの課題であり、悪意のある攻撃者が企業のデータへの簡単なアクセスポイントとしてテクノロジーを標的にしています。

懸念は、異なるサプライヤとセキュリティプロトコルにあり、現在の標準化はありません。オペレーショナルテクノロジーとITは、セキュリティの問題に対処するための不正アクセスの防止にリンクする必要があります。

製造業におけるエキサイティングなIoTユースケース

リモートモニタリング

リモートモニタリングは、産業資産を持つリーダーがIoTに接続された資産で計り知れない有用性を見つけることができるかどうかを調べるための優れたユースケースです。ここで、IoTセンサーは機器の使用状況と状態を監視できるため、パフォーマンスの評価に役立ちます。さらに、センサーは、問題が発生した場合にサービスを展開するのにも役立ちます。

このモデルは、 Equipment-as-a-Service として、まったく新しいビジネスモデルへの新しい道を開きます。 。

例：Armal、 ポータブルトイレの大手メーカーは、成形装置を使用して製品のプラスチックフレームとコンポーネントを作成しています。彼らは、機械の電力消費を監視して最適化したいと考えていました。

IoT産業用ソフトウェアを介したIoTセンサーを使用すると、生産サイクル全体で消費電力をリモートで追跡できます。

生産ラインのリアルタイムIoT監視システムは、機械のエネルギーコストを約40％削減するのに役立ちました。このように、Armalは、各マシンの電力をリアルタイムで監視できるIoTソリューションを取得することで、デジタル化の旅を完了しました。

デジタルツイン

デジタルツインは人気を集めています。 IDCは、2018年にデジタルツインテクノロジーに投資した企業は、重要なプロセスのサイクルタイムが30％向上することを期待できると述べました。 （IDC、2017年）（出典:)

このように、デジタルツインと融合したIoTの力を活用できるリーダーは、詳細な分析を楽しむことができます。デジタルツインテクノロジーは、クラウド、IoT、エクステンデットリアリティ（XR）、AIです。

したがって、IoTアプローチ（別名デジタルツイン）を適用すると、企業は堅牢なデジタルコピー、物理オブジェクトの仮想コピーを作成でき、製造現場でのアプリケーションが便利になります。機器とスペアパーツの仮想コピーを使用すると、管理者は、物理的な資産を危険にさらしたり損傷したりすることなく、プロセスをシミュレートし、問題を発見し、必要な結果を達成できます。

例：Kaeser、 大手製造会社および圧​​縮空気製品プロバイダーであり、デジタルツインを適用しました。このテクノロジーは、会社が製品の販売からサービスの販売に切り替えるのに役立ちました。

Digital Twinシステムは、Kaeserのライフサイクル中の機器の運用データ、特に空気消費率を容易にしました。

監視により、ケーザーは固定料金ではなく空気消費量に基づいてクライアントに課金することができました。その結果、同社は商品コストを30％削減し、デジタルツインを使用するすべての主要ベンダーのほぼ半数を採用しました。

ロジスティクス管理

製造会社のロジスティクスは、天候を管理できないためリスクがあります。さらに、詐欺の可能性が高く、管理する必要のある資産が多数あります。輸送に大きく依存している企業は、さまざまなデバイスやシステム間のIoT主導の相互接続を検討できます。

ロジスティクス向けのIoTアプリケーションは、倉庫保管からフリート管理、貨物追跡まで、一般的なサプライチェーンに沿った多くのユースケースを処理できます。したがって、テクノロジーはデジタルトランスフォーメーションの背後にある重要な力として機能します。

例：Amazon、 スタンドアロンのドロップシッピングボットとロッカーの恩恵を受け、配達の利便性を高め、利益を上げています。したがって、メーカーは送料を削減できます。

自動注文処理とステータス更新により、企業は配送スタッフの数と全体的な運用コストを削減できます。さらに、接続されたボットをラストマイル配信に使用すると、コストを大幅に削減し、顧客満足度を高めることができます。

ロジスティクスマネージャーは、修理や燃料費にIoTを使用できます。彼らは、燃料費の監視、スマートデリバリー、診断、およびドライバーをカバーするタスクを最適化できます。ドライバーと車両のパフォーマンスをリアルタイムで監視することで、技術者の安全性が高まり、在庫の損傷が減り、保険金の支払いが減ります。

KPIの製造

製造業の主要業績評価指標（別名KPI）は、業績に関する重要な洞察を提供する定量化可能な指標です。指標は、企業が最も重要なことに集中できるように定義および測定されているため、メーカーにとって重要です。さらに、一定期間にわたってパフォーマンスを追跡、分析、最適化することができます。

そのようなKPIは多数あり、一般的に使用される製造KPIの1つは、工場のパフォーマンス、可用性、および品質を計算することによって測定される設備総合効率（OEE）です。特に工場フロアでのパフォーマンスの適切な測定は、理想的には他のKPIと一緒に使用して、さまざまな観点からパフォーマンスをよりよく理解する必要があります。

製造業は、意思決定の指針となるいくつかのKPIを選択できます。 KPIダッシュボードをすぐに利用できるようにすることで、企業の優先事項に焦点を合わせ、組織が正しい方向に進んでいることを確認できます。

ダッシュボード、レポート、分析-ビジネスがどのように機能しているかについて分析することはたくさんあります。目標は、パフォーマンスが期待と一致するかどうかを理解するためにかかる時間と労力を削減することです。最終的に、産業用IoTプラットフォームは、データをコンパイルしてコンテキスト化して、ビジネスのパフォーマンスをさらに説明できる簡略化されたレポートとダッシュボードにするのに役立ちます。

2022年の製造業におけるIoTのトレンド

従業員の安全

全米安全評議会（NSC）によると、2019年の労働災害の総費用は1,710億ドルでした。この数字には、賃金と生産性の損失、医療費、および管理費が含まれています。また、直接的または間接的に傷害に関与している身体障害者以外の労働者が失った時間の価値を含む、無保険の費用も含まれます。

製造業は、毎年事故の可能性が高い最も危険な産業分野の1つです。製造業におけるIoTは、安全性を向上させ、作業関連の怪我を防ぐためのホットトレンドとして継続します。

センサーを使用することで、施設や設備の状態に関する正確なデータを期待できます。さらに、潜在的なリスクや危険を簡単に検出できます。安全対策を改善するためのIoTのユースケースには次のものがあります。

• 技術者の心拍数と血圧を追跡するウェアラブル。また、作業を続けることが危険な場合に通知を受け取ることができます。
• 超過レベルの熱、大気汚染、放射、またはノイズを検出し、アラートを送信できるスマートセンサー。
• 温度変化に敏感で火災を検出する火災センサー。
• 予知保全を実行して、損傷や事故を引き起こす前に、故障した機器を廃止または修理します。

セキュリティとプライバシー

プライバシーとセキュリティは、ITスペシャリストにとってますます主な焦点となっています。製造業における目に見える価値の増加は、システムをサイバー脅威にさらします。これは、IoT所有者にとって懸念事項です。

従来の工場をスマートで安全な工場に変えるために、データ漏洩やマルウェア（またはランサムウェア）感染に対処する必要性が高まっています。認証は、クラウド、ネットワーク、ソフトウェアアプリケーションなど、IoTのすべての領域で重要です。 IoTエコシステムを保護する方法は次のとおりです。

• 物理的なIoTデバイスを追跡し、紛失や盗難を回避します。
• リスクの特定とリスク評価の実行。
• 暗号化を使用します。

事実、認識とセキュリティプロセスが最も重要であり、この傾向を企業文化に浸透させる必要があります。

マシンツーマシン（M2M）自動化

M2Mテクノロジーは当初、製造および産業環境で採用され、SCADAやリモート監視などの他のテクノロジーが機器からのデータをリモートで管理および制御するのに役立ちました。 M2Mテクノロジーの主な目的は、センサーデータを利用してネットワークに送信することです。

注意すべき最良の側面の1つはデバイス間の通信であり、通信を可能にするデバイスにスマートセンサーを組み込むことができます。 IoTシステムは、センサーを使用して、資材の調達、需要と販売の予測、人的介入なしの流通などの意思決定を伝達および自動化できます。

M2M自動化を利用したいメーカーは、データをエンタープライズソフトウェアと統合する必要があります。 ERPが製品や機械と通信することで、技術者は製造パフォーマンスを綿密に監視し、1つのソリューションで洞察を得ることができます。 M2Mが役立ついくつかの方法は次のとおりです。

• リモート監視。
• 商品の補充。
• 資産の追跡と監視。

IoTとVRおよびARを組み合わせて、デジタルと物理の世界を近づける

VRとARをIoTデータと組み合わせると、大きなメリットがもたらされます。経済的な利点には、利益の向上、コストの削減、製品またはサービスラインへの革新的な機会などがあります。

IoTのトレンドは、2022年以降に注目すべきものになるでしょう。 AR/VRとIoTアプリケーションが連携して動作するユースケースの例を次に示します。

• 機器の管理-機器の状態に関するIoTセンサーによって収集されたデータは、仮想要素として配置でき、故障やクラッシュをリアルタイムで視覚化するのにさらに役立ちます。
• スペースの管理— ARは、工場の在庫場所を最適化し、労働者が施設内を安全に移動するための最適なルートを作成するのに役立ちます。
• 従業員の教育— IoTデータを使用すると、機器、機械、または製品の仮想プロトタイプを作成し、従業員がそれらを正しく使用する方法を学ぶことができるシミュレーションを支援できます。

まとめ

製造業におけるIoTは、収益性の高い成長の機会をもたらします。また、一部の主要企業は、デジタル化を活用してメリットを最適化するためのニッチテクノロジーをすでに模索しています。

最終的に、有望なテクノロジーは製造業への道を開き、次世代の製造業の卓越性を実現することができます。

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