専門家の洞察：デジタル時代における廃棄物管理の未来を形作る

廃棄物。製造業界で私たち全員が馴染みのある言葉であり、常に取り組み続けている課題です。それは多様な形で現れます。原材料、部品、不良品として支払い顧客の手に渡らないものだけでなく、製造プロセスの各段階で消費されるリソース――労働力、エネルギー、保管、輸送、プラントや機械などの資産――も、全体の収益に貢献しない形で消費されています。簡単に言えば、廃棄物とは収益化されない投入コストであり、したがって効率、生産性、アジリティ、品質におけるアウトプットはすべて廃棄物の代理指標と言えます。

廃棄物はリーン製造の哲学の下でより形式化された概念となりましたが、現代製造の誕生以来、業界を悩ませ続けてきた課題です。1766年、マシュー・ボルトンとそのビジネスパートナー、ジョン・フォザーギルがイングランド・バーミンガムに「ソーホー・マニュファクトリー」を開設し、当時の非効率な家内制手工業に革命をもたらす「大量生産」の概念を導入したときからです。1782年、彼らは水力駆動の金属圧延機を、画期的な新しい動力源――ワット蒸気機関――に置き換え、こうして「廃棄物との戦い」が始まりました。

それ以来、私たちは廃棄物を削減するための新しい技術、方法、プロセス、テクノロジーを継続的に発明してきました。ワット蒸気機関のような大規模なイノベーションが現れると、先人たちは効率と生産性において地殻変動的なメリットを実現し、その後、継続的な改善と微調整の時期が続きました。これにより、それらのイノベーションからのメリットがさらに最大化され、電気などの次の大規模イノベーションが現れるまで続きました。電気モーターが蒸気を置き換え、動力を高度に分散させ、よりコスト効率良く、信頼性高くしました。その後、ライン生産が労働の分業と活用の新しいパラダイムをもたらし、トランジスタが産業用コンピュータ制御と自動化を生み出しました。

これらの主要なマイルストーンはそれぞれ、最初のインパクトに続き、継続的な洗練と改善の期間が続き、連続する改善が逓減するリターンをもたらし、次の地殻変動的なシフトが現れるまで続きました。製造プロセスの改善領域を探す際、ほとんどの組織はまず「手の届きやすい果実」を摘み取ろうとします。その後、継続的に改善を求める中で、より難しく微妙な改善を探し求めます。しかし、すぐに、廃棄物源を排除するコストが、実現されるメリットと同等またはそれ以上になる地点に達します――ああ、逓減収穫の法則です。

この段階では、これらの改善を行うことは単純に非経済的になり、結果として効率と生産性の向上はプラトー（停滞）し始めます。私は、ほとんどのメーカーが今日この段階にあると考えており、いわゆる生産性パラドックスを部分的に説明する助けになります。新しい設備、プロセス、技術への投資にもかかわらず、生産性成長が横ばいなのは、手の届きやすい果実が収穫され尽くし、企業が投資単位あたりの逓減リターンのサイクルに囚われているからです。生産性パラドックスを打破できるのは、パフォーマンスに大幅な改善をもたらす次の地殻変動的なシフトが現れたときだけです。

歴史が示すように、これらのシフトは一夜にして起こりません。最初は懐疑的視線、時には嘲笑で迎えられ、ハイプの時期を経て、期待されたメリットが実現しない幻滅の時期を経ます。この移行には数年、場合によっては数十年かかることもあり、やがて、ITアナリスト企業ガートナーが「啓蒙の坂」と呼ぶ第4フェーズを通じて、具体的なメリットが徐々に現れ始めます。デジタル化、スマートファクトリー、未来の工場、インダストリー4.0、産業用モノのインターネット（IoT）は、すべて同じテーマのバリエーションであり、この次の大きなサイクルの根源を表しています。これらのテーマについては多くが報じられ、今も報じられ続けていますが、すべては単一の根本的な要素――情報、廃棄物との戦いにおける次の決定的な武器――の活用に基づいています。

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ショップフロアの既存技術（自動化など）やオフラインのパフォーマンス改善手法（シックスシグマなど）からの効率・生産性リターンの逓減は、プロヴェルビアルな「ガラスの天井」に達しています。例えば、製造オペレーションがどれだけ効果的に活用されているかを評価するために一般的に用いられる総合設備効率（OEE）の指標を取り上げましょう。OEE 100%は、良品のみが可能な限り速く生産され、ダウンタイムがゼロという完璧な生産環境を示します。このレベルの達成は議論の余地がありますが、幅広い研究によれば、世界トップクラスのメーカーは80〜85%のOEEを目指し、50〜60%がより典型的で、30〜40%も珍しくありません。これは、効率と生産性の面からはまだ大幅な改善の余地があることを示すだけでなく、パフォーマンス改善の努力が「針を動かす」ことがめったにないことも明らかにしています。代わりに、メーカーは多数の小さな、時にはコストのかかる改善の積み重ねによって、何らかの実質的な影響を出そうとしています。

このガラスの天井を突破するには、情報とデータ資産を活用し、今日より高いレベルの運用鋭敏性（オペレーショナル・アキュイティ）を開発する必要があります。物理システムには常に自然な変動と予測不能性がありますが、それを製造プロセスの最適化不足の言い訳にし続けるべきではありません。代わりに、この情報を用いて、それらがいつどこで発生するかを（リアルタイムまたはニアリアルタイムで）理解し、その変動と予測不能性に「その時その場で」、あるいはさらに良くは「発生前に」対応し、緩和するメカニズムを整える必要があります。

これは容易ではありません。単一の測定、プロセス、製品特性だけでなく、因果関係の全地形にわたって、多くの変数を継続的に理解し監視する必要があります。製造環境では、プロセスはめったに完全に孤立していません。あるプロセスのパフォーマンスは、直接的・間接的な無数の他の影響によって引き起こされる可能性が高いためです。これは「次元の呪い」と呼ばれます――次元が増えれば、より多くのデータが必要になり、実行可能な洞察を導き出すのがより困難になります。残念ながら、人間の脳はこのレベルの複雑さを扱うようには設計されていません。非常に少ない次元と非常に遅いペースでしか推論を理解できないからです。

幸い、いくつかの新興テクノロジーが融合し、成熟し、製造効率と生産性の次のシフトの基盤を形成しつつあります。高度センサーのコスト低下と小型化により、あらゆる規模の組織が、需要とサプライチェーンから、あるいは製品自体に埋め込まれたセンサーから、信じられない量のデータを継続的に取得できるようになっています。洗練度に応じて、エッジコンピューティングとして知られるセンサーに直接組み込まれた高度アルゴリズムによる自律的な計算操作を可能にし、他のセンサーやデバイスとクローズドループ（マシンツーマシン）で直接連携できます。ユビキタス通信ネットワークの台頭（新しい5G標準が主流になるとさらに変革されるトレンド）により、これらのセンサーは世界中のあらゆる場所から高速で収集データを通信できます。

これらのデータストリームには、膨大なデータストレージと、リアルタイムインサイトを生成できる速度で情報をフィルタリング、ソート、分析できるコンピュートリソースが必要です。これはビッグデータとクラウドコンピューティングによって急速に実現されつつあり、データと情報のビジネスバリューを、高コストなオンプレミスインフラから切り離しています。最後に、このデータから導き出される分析とインサイトが、効果的なアクションを実行するために、適切な場所、適切なタイミングで、ほぼあらゆるデバイスで常時利用可能であり、作業者が容易に解釈し行動できる高度に視覚的で直感的な形で提供される必要があります。これは、クラウドベースのSaaS（Software-as-a-Service）とリッチウェブアプリケーション（RWA）インターフェースの進化によって、今日主流になりつつあります。

工場、ショップフロア、サプライチェーンのデジタル化により、メーカーはこれまで不可能だった、または経済的に実現不可能だった方法で、廃棄物を迅速に特定し排除できるようになり、効率と生産性の新時代を切り開きます。手の届きやすい果実を摘み取った後も、テクノロジーと技術を進化させ、廃棄物をさらに削減する新たな革新的方法を見つけ続け、逓減収穫の法則が効き始め、次の大きなシフトを探し求めることになります。しかし、AIのグルー、アンドリュー・ング氏が我々に思い出させてくれるように、今それを心配するのは、火星の過剰人口を心配するようなものです。

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