2020年を形作るトップ3デジタル製造トレンド

無数の課題により、製造業はフルスコープのデジタル化努力に関して鈍足でした。フロンティアに挑んだ少数のリーダーが、他社が追随するための基盤を築きました。

主流のアプローチは「全速力で前進」より「様子見」でした。その結果、製品エンジニアの期待とメーカーのメンタリティの間に衝突が生じています。

過去、メーカーは新技術の採用に遅れていましたが、2020年は広範なデジタル採用の年になる見込みです。火種は燃え移り、アウトライヤーが現状に挑戦し、業界を前進させています。

「テクノロジーが急速に変化する中、メーカーはインダストリー4.0トランスフォーメーション計画を未来対応させなければ、競合に後れを取るリスクがある」と、McKinseyの2019年レポート「Future-Proofing a Digital Manufacturing Transformation」は述べています。

エンジニアは本質的にイノベーションとテクノロジーにオープンです。同時に、プロセスの性質上、サプライチェーン全体で複数レベルでの協業が求められ、常に同じマインドセットを採用してきた業界とは限りません。彼らにとって、製造のデジタル化とは、生産プロセス全体に時間・エネルギー・コスト削減の取り組みを組み込むことを意味します。

2020年に期待されるトップ3の推進技術

ここでは、2020年に見られると予想されるトップ3の推進技術と、それらがエンジニアをどうエンパワーするかを紹介します：

1. オンライン・オンデマンド製造

分散パートナーのネットワークを通じてプロセス全体を促進するデジタルプラットフォームの助けにより、オンラインメーカーは過去1年間、新素材と革新的なビジネスモデルを試してきました。

品質メーカーのエコシステムを作ることで、エンジニアが部品を作るためにすることは、コンピュータ支援設計（CAD）をアップロードし、材質、表面仕上げ、ネジ穴、公差、リードタイムをクラウドに指定するだけです。プラットフォームが設計を確認し、特定部品の製造能力を持つ分散ネットワークのメンバーがプロジェクトを引き受けます。

3Dプリント（プラスチックと金属）に加え、オンライン・オンデマンド製造企業は、CNC加工、板金加工、射出成形、ウレタン鋳造など多様なプロセスを提供しています。これらの製造方法にオンラインでオンデマンドアクセスできることで、オンデマンド部品生産がより実現可能な製造方法になります。

この業界はまだ初期段階ですが、エンジニアへの潜在的価値は巨大です。従来、部品生産は見積もり承認の長いリードタイム、国際輸送、高額な最小発注数量によって阻害されてきました。これらはすべてコストとダウンタイムを増やします。これらの障壁を減らすことで、オンライン・オンデマンド製造はエンジニアが設計を妥協せずに納品できることを可能にします。

来年は、より多くのエンジニアが主要なペインポイントを解決する手段として「オンデマンド製造」に向かうことが予想されます。これによりこの業界での競争が激化し、全般的に市場リーダーの統合が進むでしょう。これは最終的にプラットフォームに新素材の採用とより多くのメーカーの分散ネットワークへの参画を促し、エンジニアの選択肢増加、ダウンタイム削減、コスト低減につながります。

2. より多くのパートナーシップとジョイントベンチャー

メーカーは、その巨大さ、グローバル化したサプライチェーン、明確な目的の欠如により、デジタル化戦略のテストフェーズを超えて進むことが困難でした。これは変わりつつありますが、大規模組織は真にデジタルなマインドセットを組織全体に浸透させるのに遅れています。意思決定者はこれを認識し、エコシステム全体からデジタル専門知識を取り込もうとしています。

「メーカーがサプライチェーンにアジリティを構築することを考える中、これらの取り組みは孤立しては起こり得ないという認識が高まっています」と、Deloitteの「2020 Manufacturing Industry Outlook」は述べています。「強力なエコシステムを育む必要性は出現したトレンドであり、我々の調査では、特にデジタルモメンタムに関連して、メーカーにとってますます効果的な戦略であることが示されています。」

Deloitteによれば、このトレンドは来年、2つの異なる形で展開する可能性があります。第一に、デジタル移行の最前線にあるスマートファクトリーは、エコシステム全体でのパートナーシップのメリットを享受し、競合より大幅に高い率で新しいビジネスモデルと顧客価値を創造しています。出遅れた企業は今、自社でこの成功を再現しようとしています。第二に、フロンティアを押し広げる企業はまだ終わっておらず、自社にない能力を調達する手段として、自らのエコシステムをさらに拡大し続けるでしょう。

多くの市場リーダーがこの戦略でデジタルビジョンを推進しています。しかし、市場におけるデジタルケイパビリティの相対的なプレミアム価値を考慮すると、Deloitteは「2020年は完全買収よりも、パートナーシップとジョイントベンチャーをもたらす可能性が高い」と示唆しています。

外部パートナーエコシステムへのアクセスは、多くのメーカーが経験する大規模な人材とケイパビリティの欠如を埋めるために不可欠です。したがって、大手企業と革新的なデジタルスケールアップの間のパートナーシップの年になるでしょう。エンジニアは、ユーザー体験、社内コミュニケーション、合理化されたカスタマージャーニーへの注力増加の恩恵を受けます。

3. 3Dプリンティング

プロトタイピング主体の技術として始まったものが、一つの産業へと進化しました。3Dプリンティングは、すべてのインダストリー4.0技術の中で最も破壊的なものの一つと見なされています。その革命の重要な要素として、「3DPは製品開発と従来の製造の両方で実用的な代替案へと進化している」と、昨年後半のPwCホワイトペーパーは述べています。

過去数年間、新素材の登場が業界を前進させ、応用が爆発的に広がっています。当初は限られたプラスチック選択肢しかありませんでしたが、今日ではコンクリート、金属、ナノ粒子インクなどの素材追加により、イノベーションの可能性が指数関数的に拡大しました。

より大型、高速、複雑なプリンターの登場により、エンジニアは以前よりはるかに大規模なオブジェクトを構築できるようになりました。今年の最も重要な4つの3Dプリント事例は：

• 今年イスラエルでプリントされた初の3Dプリント人工心臓。テルアビブ大学の研究者たちが、患者自身の細胞と生物学的素材を用いて血管化された人工心臓を生成。
• メイン大学が最近完成させた最大の3Dプリントボート、2トン、7.5メートルのクルーザー、史上最大の3Dプリント固体パーツを含む。
• SpaceXのCrew Dragonのエンジンが全面的に金属3Dプリントで製造。これまでで最も安全な有人宇宙船として設計され、ISSとの往還16ミッションを完了。
• 現場での住宅3Dプリント価格が4,000〜10,000ドルに劇的に低下、必要な人々に安全で手頃な住宅へのアクセスを提供。

金属やコンクリート等の素材での3Dプリンティング技術は過去数年間比較的高コストでしたが、継続的なイノベーションの流れがそれらをメインストリーム生産プロセスに統合し始めています。

プリンター自体が急速に進化するにつれ、業界が3Dプリンティングの「聖杯」と見なす「マルチマテリアルプリント」に近づいています。これによりエンジニアはフィラメントの組み合わせを用いて設計できるようになります。

この印刷方法は、すべての3Dプリンティング技術の中で最も多くの価値を解き放つ態勢にあります。プロトタイピング環境でのマルチマテリアルプリント導入に向けたステップが踏まれており、技術は今後1〜2年で商用利用へ進展する見込みです。

長期的には、これらの進歩によりエンジニアにより大きな設計自由度を与え、プロトタイピング生産性を高め、納品をより効果的にします。素材と機械自体の進化により、専門家は3Dプリンティング業界が2026年までに500億ドル以上の価値に成長すると予測しています。急拡大するオンデマンド製造業界と全般的な新パートナーシップの可能性を加えれば、2020年が製造業のファストトラック・デジタル化プロセスの基準年となることが見えてきます。

著者：Filemon Schoffer氏は3D Hubsの共同創業者兼CCO、オンライン製造プラットフォーム。