インダストリー4.0を活用せよ：勝利のデジタルロードマップ構築のための実証済み戦略

準備ができていようがいまいが、製造業の世界は変わりつつあります。インダストリー4.0技術を用いたデジタル戦略策定への入門ガイドをお届けします。

第1次、第2次、第3次産業革命を振り返る必要はありません。

過去2世紀の製造業の進歩を追跡したい方は、インターネットやその他で豊富な情報を見つけられるでしょう。

今、より重要なのは、a) われわれが第4次産業革命の初期段階にあり、その変革ポテンシャルは前身を遥かに超えること、b) これらの新技術を習得することが将来の成功に不可欠であること、を認識することです。

しかし、この「インダストリー4.0」と呼ばれるものは何なのか？そして、人類が最初の石を研いだ以来続いてきた日常的な技術進歩と、何が違うのか？

深い問いですが、簡単に言えば、現在の産業革命は「データとデジタル化」によって定義されます。工作機械と工場がスマートになり、以前は分断されていたシステム同士が通信し、意思決定が推測ではなく分析に基づいて行われる環境です。

また、蒸気動力が電気に取って代わられ、機械的制御システムがコンピューターとソフトウェア制御に置き換わったように、バーチャライゼーションとビッグデータが、現在の製造方法論を拡張し、場合によっては置き換える環境でもあります。

ここでは、機械加工現場、板金加工業者、そして実に製造業の誰もが、この勇敢な新しいデジタル世界で成功するために精通すべき、インダストリー4.0の主要コンポーネントをいくつか紹介します。

産業用モノのインターネット（IIoT）とは？そのメリットは？

ご自宅にインターネット接続型煙探知機やスマートサーモスタットがあれば、あなたはすでにモノのインターネット（IoT）に精通しています。同じ技術をCNC工作機械やその他の産業機器に適用すれば——そう、あなたは今、IIoT（産業用IoT）のユーザーです。機械性能、生産ステータス、潜在的なメンテナンスニーズなどについて、無数のビットのデータを生み出す源泉となります。

実際、IIoTはこれほど多くの情報を収集できるため、いわゆるビッグデータの源泉と見なされます——最大の利益を得るためには、必要最小限に絞り込むべき真の情報の洪水です。しかし、適切に実装されれば、IIoTは施設が「部族的知識（暗黙知）への過度な依存」を避け、熟練者が苦労して得た経験を持って去っていくリスクを軽減することを可能にします。

これは、Sandvik Coromantのデジタルマシニングディレクター、ジェフ・リジー氏の指摘で、IIoTと同社のMachiningInsightsのような分析ソフトウェアを組み合わせれば、それら熟練者を遥かに効果的にできると述べています。また、まだIIoTを使っていないショップにとって、今が始める絶好のタイミングだとも語っています。

産業用クラウドコンピューティング

ほとんどのケースで、IoTデバイスからストリーミングされるデータはクラウドに集まります。その高尚な名前にもかかわらず、クラウドは実のところ、アトランタ、リノ、またはその他の場所にある、超接続されたサーバーで満たされたデータセンターに過ぎません。IIoTと同様、あなたは毎日クラウドを使っているかもしれませんが、意識していないだけです。あなたのバンキングソフトウェアはクラウドにあり、Facebook、Dropbox、Words with Friends、そして今日使用されている実質的にすべてのコンピューターベースサービスやモバイルアプリも同様です。

なぜこれがメーカーにとって重要なのか？いくつかの答えが考えられます。第一は、前述の通りIIoTとの相互運用性に加え、生産プロセスのリモート監視と管理の機会です。これは無人製造とその多くのメリットへの扉を開きます。

しかし、Autodesk 360、MachiningCloud、そして多くのエンタープライズリソースプラニング（ERP）システムのような、クラウドベースのSaaS（Software as a Service）提供が増えていることも理由です。これらは、導入の合理化と投資コストの大幅削減を提供しながら、かつて手が届かなかったハイエンドソフトウェアシステムへのアクセスを、中小メーカーにももたらします。Epicor Softwareのトム・ビディンガー氏によれば、「クラウドコンピューティングには、我々全員のビジネスのやり方を完全に変革する力があります」

デジタルツインとは？

クラウドは、インダストリー4.0のもう一つの主要な発展である「デジタルツイン（仮想ツイン）」と密接に関連しています。何と呼ぼうが、メーカーはこれらのデジタルレプリカを、製品設計の検証、故障モードのシミュレーション、現場での性能予測、実世界のリアルタイム使用データ収集に使用します。

AutodeskのCAMプロダクトマネージャー、アル・ワットモフ氏は、デジタルツインが改善の多くの機会を提供することを指摘します。「ツールパスシミュレーションのようなシンプルなものから、加工データをデジタルツインに結びつけて性能分析を行うことまで可能です。スペクトラムの反対側には、工場フロアのデジタルツイニングがあり、産業・製造エンジニアに、オペレーション全体を最適化する更なる能力を与えます」

アディティブマニュファクチャリング（積層造形）

そして3Dプリンティングがあります。一見すると、なぜアディティブマニュファクチャリング（AM）がインダストリー4.0技術と見なされるのか不明かもしれませんが、それがそうであることは疑いありません。MakerBot IndustriesのCEO、ナダブ・ゴシェン氏の見解では、「低ボリュームをコスト効率よくプリントする能力が、マスカスタマイゼーションを、業界大手だけでなく、より多くのメーカーの手の届く範囲に引き寄せました」

同氏は、3Dプリンティングが本来のラピッドプロトタイピング技術としての用途を遥かに超えて進化したことを指摘します。施設では治具やその他ツーリングの製作に使用し、航空機メーカーでは重要なエンジンコンポーネント、HVACダクト、構造部品の製造に使用し、自動車メーカーも最終用途製造技術としてその価値を見出し始めています。リストは尽きません。

しかし再び、なぜ3Dプリンティングがインダストリー4.0の傘下に入るのか？より重要なのは、なぜメーカーがそれを採用すべきなのか？理由は多数あります。まず、それは本質的にデジタル技術です。データ交換とコラボレーションにクラウドを活用します。大部分が自動化され、ローカル製造を促進し、減法製造プロセスよりはるかに低廃棄物です。AMはまだ機械学習とAI（人工知能）には対応していませんが、確実に来ます。

AIについて言えば、これもインダストリー4.0パズルのもう一つのピースです。拡張現実と仮想現実（AR/VR）、高度なロボティクスと自動化、エッジコンピューティング、サイバーフィジカルシステム（CPS）なども同様です。取り組むべきことが多すぎるように見えるかもしれませんが、実際そうであり、デジタル製造戦略の実装を検討している人々へのジェフ・リジー氏のアドバイスは：「大きく考え、小さく始め、速く動け」

Sandvik Coromant、MakerBot、Autodesk、Epicor Software、その他の皆様のご協力に感謝します。

自動化とデータをどう活用して製造能力を向上させていますか？コメントでご意見・知見をお聞かせください。

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