2019年注目の最先端製造テクノロジートレンド5選

2018年は製造業者にとって安定した業界成長の年でした。最近の『Forbes』報告によると、米国製造業はリーマンショックから回復し、過去8年間で110万の雇用を創出しました。この数は2019年も増加が見込まれています。

新技術とイノベーションが製造業の雇用を創出し続けています。例えば、工作機械数値制御（CNC）の進歩がアウトプットと効率指標を向上させ、中小製造業者（SMM）の生産性の競争環境を平準化しています。

しかし、製造業者はこれらの技術進歩を十分に活用できているでしょうか？ マッキンゼー・グローバル・インスティテュートの報告によると、米国製造業者は2025年までに全体価値を20%、最大5300億ドル向上させる可能性があります。しかしマッキンゼーは、業界全体（SMMを含む）が新たに利用可能になった技術とプロセスを活用しなければ、それらの数字は達成できないと警告しています。

付加製造から協働ロボットまで、全米の製造業者はすでにこれらのハイテク進歩の多くを活用しており、多くは地元のMEPセンターを通じてMEPナショナルネットワーク™との繋がりを築いたおかげです。

これらの取り組みに基づき、2019年にSMMが注目すべきホットな機会をいくつか紹介します。

1. 付加製造（アディティブ・マニュファクチャリング）

付加製造の進歩は、SMMのエネルギーコスト削減、廃棄物削減、生産性向上に貢献します。さらに、これらの技術はますます手頃になってきています、とカリフォルニア製造技術コンサルティング（CMTC）、カリフォルニア州のMEPセンターは述べています。

昨年、NIST MEPはNIST内の別プログラムである付加製造計測科学（MSAM）プログラムと提携し、付加製造の長短を検証しました。このコラボレーションで、3Dプリンティングのメリットを享受するために製造業者が考慮すべき以下の「ファクトイド（小さな事実）」が判明しました：

• 付加製造機を購入しなくても試せます。ローカルなサービスビューローが、設備投資前にテストを支援してくれます。
• すでにCAD（コンピュータ支援設計）を使用しているなら、付加製造を活用するまであと一歩かもしれません。データがすでにデジタル化されていれば、そのデータを付加製造装置にリンクして試作するのはシンプルなプロセスです。
• NIST MSAMデータベースは、NIST研究者がさまざまな材料、レーザー出力、レーザー速度、その他の要因をサンプリングしてビルドを作成する際に収集したデータを製造業者に提供します。
• 付加製造を恐れず試してみてください。MEPセンターと提携している製造業者はすでに試作テストを行い、有望な初期成果を上げています。
• 付加製造はすでに金型製造に導入され、金属鋳造の従来の砂型に取って代わられつつあります。

2. 協働ロボット（コボット）

ロボティクス産業協会（RIA）は、協働ロボット（コボット）を「定義された協働ワークスペース内で人間と並んで作業するよう特別に設計されたロボット」と定義しています。付加製造と同様に、コボット技術は大規模事業と競争しようとするSMMにとって強力な味方となり得ます。RIAは、より多くの製造業者がこの技術を活用するにつれ、コボット売上が2026年までに340億ドルに達すると予測しています。

この需要拡大を見越し、NISTロボティクス試験施設の研究者たちは、安全基準の実装や、人間がコボットと並んで作業する際の複雑性の研究など、継続的なロボティクス研究を行っています。NISTの科学者たちは、組立、機械監視、品質検査などの製造タスクにおけるコボットの安全性と生産性の可能性を文書化しています。

3. スマート製造

機械学習と分析がCNCマシンを通じてより容易に利用可能になった今、製造業者はスマート製造を活用して生産性と効率を向上させられます。MEPナショナルネットワークの最近の記事では、「スマート製造」を「製造プロセスに関する情報が、必要なとき、必要な場所で、必要な形で利用可能になるよう実践することで、重要なビジネスオペレーションの方向性について賢明な意思決定ができるようにすること」と定義しています。

テクノロジー単独ではビジネスは成長しません。記事では、製造業者が長期・短期のビジネス成長目標を設定、成長を測るマージンを定め、それから初めて目標達成に必要な機械と技術を決定すべきだと提言しています。

4. サイバーセキュリティ

NISTから入手しやすいサイバーセキュリティガイドラインのおかげで、サイバーセキュリティ計画を持たないSMMも、自社の運営と顧客の機密情報を守り始められます。例えば、CNCマシンは製造業者の成長を助けましたが、同時にハッカーの潜在的なアクセスポイントも増やしました。これらの脆弱性に対処し始める時が来ています。

国防総省（DoD）は、全ての契約先原器メーカー（OEM）にサイバーセキュリティ基準を設定しており、これらのルールはDoDサプライチェーンの一部である中小製造業者にも適用されます。国防連邦調達規則補足（DFARS）は「基本的な」情報システムセキュリティ管理を定め、「適切なセキュリティ」「独自情報」「管理対象技術情報」などのキーワードを定義しています。

これらのDoD基準は、「DFARSサイバーセキュリティ要件への対応としてのNIST SP 800-171セキュリティ要件評価のためのNIST MEPサイバーセキュリティ自己評価ハンドブック」に反映されています。これは、防衛契約者になる（または継続する）ためにDFARS要件を満たさなければならない製造業者向けのフレームワークを示すとともに、組織リスクを管理するためのサイバーセキュリティロードマップを求める商用サプライチェーンにも適用可能です。

5. 労働力開発

技術進歩は、労働力開発の未来に多数の機会をもたらします。すでに、ロボットに置き換わった反復的な組立・検査作業を担っていた従業員が、問題解決スキルを要するより高度なポジションへキャリアアップしています。

一方で、製造業者は依然として多数の熟練労働者を必要としています。デロイトと製造業研究所の最近の研究によると、熟練生産、デジタル人材、運営管理のポジションは今後3年間で3倍埋めるのが困難になる可能性があり、2018年から2028年の間に製造業で240万のポジションが未充足のままになると予測されています。

製造エンジニア（プラントエンジニア、プロセスエンジニアとも呼ばれる）は、2019年に費用便益分析、生産問題解決、CADソフトウェアによる製品・システム設計・生産を行う人材として高い需要が見込まれます。物理世界とデジタル世界の間で製造バリューチェーン全体の通信ネットワークを管理するデジタルツインエンジニアも、デロイトと製造業研究所の研究によれば高需要が予想されます。

こうした新しいハイレベルポジションの人材確保と充足を支援するため、MEPナショナルネットワークは十分に研究された労働力開発ソリューションを提供し、リソース接続、産業パートナーシップ、キャリアパスウェイ、既存および新興人材の獲得に関するその他のガイダンスを提供できます。

未来は今ここ

2019年が製造業にとって興味深い年になることは間違いありませんが、上記のすべてのトピックは、今後数十年間の製造業を形作るより大きなダイナミクスの側面を表しています。事実、私たちは製品の設計、製造、使用、サービスのあり方を変える産業革命の只中にいます。そのインパクトは特に中小製造業者にとってエキサイティングで、生産性と収益性を高めるための要素がこれほどアクセスしやすくなったことはありません。御社が機会を掴む準備ができているなら、未来は今ここにあります。