スマートマニュファクチャリングとは：テクノロジーで革新と利益を実現

2022年4月13日更新

 

待つことがリスクになるのはいつか？他のみんなが前進しているときです。スマートマニュファクチャリングテクノロジーを後でなく今活用するのが賢明な選択です。Industry Weekの報告によれば、ほとんどの製造企業が昨年末以来、少なくとも1つのスマートマニュファクチャリングプロジェクトに取り組んでおり、「スマートマニュファクチャリングへの移行は、顧客により良く、より収益性高くリーチしサービスするのに役立つ」としています。また、多くの企業が既存設備にセンサーを追加して実験しているとも報告しています。なぜ試さないのですか？

スマートマニュファクチャリングとは何か？

スマートマニュファクチャリングとは、リアルタイムデータを用いて実行可能なインサイトを提供し、プロセス改善、プロセス最適化、設備稼働率向上、スマートマニュファクチャリングシステム内での高度な柔軟な対応を促進する概念です。

このデータ活用により、生産設備がデータ収集、分析プラットフォーム、その他の新技術と統合されたスマートマニュファクチャリングプラントが実現します。スマートマニュファクチャリングは、コンピュータ制御、データモデリング、ロボティクス、エッジコンピューティングなど多様なテクノロジーを用いてこれを実現します。

スマートマニュファクチャリングの概念は長年存在してきましたが、テクノロジーが今、それを現実のものにしています。これは製造プロセスにおけるデジタル化の採用拡大に根ざしています。グローバル経済の拡大に伴う消費者ニーズに対応するため大量生産システムが成長する中、サイバーフィジカルシステムの融合によって生み出されるデータが、全体的な運用改善にますます活用されています。

製造設備は、センサーやデバイスで接続され、製造プロセス中のデータを監視・収集します。このデータは直接クラウドにストリーミングされるか、クラウドに送られる前にエッジまたはフォグコンピューティングで処理されることがあります。クラウドで受信したデータは、人工知能（AI）、高度なデータ分析、堅牢な機械学習アルゴリズム、機械監視プラットフォームなどの新興技術を用いて、実行可能なインサイトに変換され、よりシャープな意思決定に活用されます。

スマートマニュファクチャリングのメリットは企業全体に及びます。インサイトはサプライチェーンの課題解決と予知保全プログラムの開発に使われます。スマートマニュファクチャリングは、ERP（企業資源計画）ソフトウェアの価値を高める貴重なデータ分析も提供できます。

製造業へのスマートテクノロジーの到来は、企業のビジネスのやり方を変えています。インテリジェントマニュファクチャリングにより、製造ビジネス全体がよりリーンでデータ駆動型の企業へと変貌し、大きなメリットを得てビジネスプロセスに革命をもたらします。

スマートマニュファクチャリングとインダストリー4.0の関係

産業機器の発展を振り返り、生産性の飛躍的向上をもたらした各革命を見てみましょう。

第1次産業革命では、製造が手作業の家内制から工場へ移行しました。水力と蒸気動力といった革新により大量生産が一般的になりました。

第2次産業革命では、製鋼技術の向上と工場の電化といった更なる革新が見られました。人間が機械を操作し、手作業時代と比べて遥かに多くの製品を生産できるようになりました。

第3次産業革命では、コンピュータが自動化を導入し、製造プロセスをさらに高い生産性レベルへ引き上げました。これにより大幅なプロセス改善と効率化が可能になりました。

現在、新興テクノロジーの集合体が第4次産業革命、すなわちインダストリー4.0を推進しています。産業用インターネット、人工知能、機械学習、付加製造、エッジコンピューティング、ロボティクス、拡張現実、その他のスマートテクノロジーのスイートで構成されます。

インダストリー4.0とは？インダストリー4.0、別名第4次産業革命または4IRは、コンピューター、データ、自動化がいかに進化し融合し、仕事のあり方、特に製造業を変えているかを指す包括的な用語です。完全ガイドを読む。

これらのテクノロジーにより、製造プラントはあらゆる設備で生み出される膨大なデータを活用し、効率改善、スマートサービスによる収益増、運用効率と成長戦略に影響を与えるサイバーフィジカルシステムの導入が可能になります。

スマートマニュファクチャリングがインダストリー4.0と関わる主要領域：

• 運用効率の大幅向上： データ活用により生産プロセスのエンドツーエンド可視化を実現。リアルタイムデータと高度分析でこれまで気づかなかったトレンドを検知。データを文脈化し、操作現場のインタラクティブHMIから管理者・技術者まで、より迅速・正確な意思決定へ届けます。これらの接続システムはERP、品質ソフト、財務ソフトなど機能領域とリンクし、効率的で生産的なスマート環境を創出。
• 機械ダウンタイムの削減： ダウンタイムは最大のリソース浪費の一つ。インダストリー4.0テクノロジーで問題を事前検知。データ分析でスピンドルレベルまで機械状態を把握し、オペレーターが迅速に変更可能。計画外停止にはアラートで技術者に通知し、次の段取り替え時に修理準備が可能。このビッグデータ処理により、実際の状態に基づく処方・予知保全プログラムを開発し、全設備のダウンタイム削減長期戦略を展開・監視。
• 作業者安全の向上： インダストリー4.0テクノロジーで、製造業史上最も安全な環境を創出可能。工場IIoT監視プラットフォームと連携したロボティクスが、人間が行っていた危険作業を代行。アラームとアラートでオペレーターが故障状態を検知し安全に設備停止可能——オペレーターと設備の双方を保護。実際、インダストリー4.0テクノロジー使用メーカーの41%が作業者安全の大幅向上を報告。熱・湿度・ガス/ヒューム検知など周囲環境の工場全体監視システムを機械と連携させ、卓越した安全基準を持つスマートファクトリーエコシステムを構築可能。
• 在庫管理と最適化の主導： 原材料、仕掛品、完成品のいずれも、在庫は製造管理者の常なる関心事。スマートファクトリーでは、インダストリー4.0テクノロジーで入荷時・保管場所・ピッキングの正確なスキャンを実現。RFなどのセンサー・デバイスで仕掛品を追跡し、付加価値工程をリアルタイムで正確に把握。IIoTプラットフォームのディープデータ分析で強力なABC分析を実現し、需要急増やサプライチェーン混乱時に高利益商品を優先。リアルタイムデータをERPや財務ソフトと統合し、在庫コストを自動化。
• サプライチェーン管理の大幅強化： サプライチェーン管理は製造業の要。スマートマニュファクチャリングのセンサー、エッジコンピューティング、産業用インターネット活用で、多くのインダストリー4.0テクノロジーがサプライチェーン性能を改善。高度データ分析で信頼できる最小発注量（MOQ）設定が可能。バッファー在庫の必要性判断と最適化も可能。需要計画をモデリングし精度高い予測を実現。システムは「 ماذا لو（what-if）」シナリオプランニングの分析力を備え、混乱に先んじて対応可能。

スマートマニュファクチャリングの潜在力

スマートマニュファクチャリングの潜在力は計り知れません。接続デバイスを備えたインテリジェントファクトリーは、リアルタイムでデータを提供し、クラウドベースコンピューティングで分析エンジンとリンクします。この接続により、スマートファクトリーはよりレスポンシブで柔軟になります。

データが運用活動を指示し、製造業者に何をすべきかを伝えます。これは生産部門だけでなく企業全体に影響します。品質システムはAIでインライン目視検査と単位あたりの精密な重量・寸法測定を実現。生産システムデータと同様、品質データも即座に利用可能でより良い意思決定を支援。

同じセンサーセットで機械ステータスのリアルタイム可視化を実現。オペレーターは生産現場でより速く対応し、ダウンタイム削減、詰まり解消、技術者への問題報告が可能。AIとMLアルゴリズムと組み合わせれば、これらのセンサーとデバイスで予知保全プログラムが可能になり、機械保全を受動的・事後対応から能動的・付加価値機能へと転換。これによりメーカーはコスト管理、ダウンタイム削減、設備寿命延長を実現。

スマートマニュファクチャリングは新製品と付加価値サービスも生み出せます。製品を寿命末期まで監視する能力はゲームチェンジャーとなり、前例のないレベルのフィールドサービスを可能にし、将来のより良い製品設計を支援。

この潜在力はすでに成果で証明されています。インダストリー4.0テクノロジーでスマートマニュファクチャリングを開発する企業では、88%が生産性向上、74%が収益性向上、43%が顧客満足度向上、42%が機械稼働率向上を報告。これらのメリットは強調しすぎることはありません。

MachineMetricsはショップフロアからトップフロアまで、リアルタイムで正確な生産データを即座に可視化し、スマートマニュファクチャリングを実現します。

スマートマニュファクチャリングの課題

すべての革命と同様、完全なデジタル化への道のりには時間がかかります。途中でいくつかの障壁を克服する必要があります：

• セキュリティ： インターネットだけで毎日数万件のセキュリティ侵害が発生し、産業用インターネットも例外ではありません。システムセキュリティへの懸念は長年製造管理者の頭を悩ませてきましたが、今日のクラウドコンピューティングシステムはこれまで以上に安全です。セキュリティが甘いという認識はありますが、現実には侵害はクラウドへのハッキングよりも、社内のユーザーステーションから発生する可能性が高いです。IIoTセキュリティについて詳しくはこちら。
• 統一性の欠如： スマートマニュファクチャリングテクノロジーは着実に増えていますが、業界は依然として非常に断片化しています。DIYシステムが蔓延し、企業は往々にしてあるサプライヤーのデバイスを別のサプライヤーのソフトウェアに合わせる必要があります。有線・無線・セルラーなど異なる接続方法も存在。社内に他ベンダーのシステムを接続・同期・導入するスキルセットが不足しがちです。MachineMetricsは、データを収集するだけでなく変換・標準化して価値を生み出す、多数の接続方法に対応したターンキースイートでこの問題を解決。
• 相互運用性： 多くのサプライヤーソフトウェアシステムがレガシーエンタープライズソフトウェアと完全に相互運用可能でなく、導入を躊躇させています。あるいは、サプライヤーがIoTソフトウェアのIP強みを利用し、メーカーに不要な追加ソフトウェア購入を強いるケースも。対照的に、MachineMetricsプラットフォームはAPIを通じて既存エンタープライズソフトウェアと統合し、その能力を拡張するもので、陳腐化させません。
• 製造とITでの雇用喪失懸念： 高度な自律・準自律機械により、多くの作業者が製造ジョブを失うことを恐れています。ITプロフェッショナルも、ラジカルな新システム導入で圧倒され、解雇されロボットに置き換わることを恐れています。

MachineMetricsによるIIoTの適用

インダストリアル・インターネット・オブ・シングス（IIoT）は、インダストリー4.0テクノロジーによって駆動されるスマートマニュファクチャリングを達成する絶大な機会を提供します。MachineMetricsは、これを現実にするアウトオブザボックス機能を提供。プラットフォームは高度分析、機械学習、工場内のデバイス接続（新規OEM機器とレガシーアナログ製造設備の両方）も可能にします。

MachineMetricsは、スマートマニュファクチャリングがコストを理由に諦めたり、場当たり的になったりする必要がないことを理解しています。ベストインクラスプラットフォームを活用すれば、企業はスマートマニュファクチャリングのメリットを実現し、前例のないコスト削減、高生産性、高品質、プロセス改善、スマートマニュファクチャリング環境での競争優位を得られます。

正確なデータがスマートマニュファクチャリングを駆動する

デモを予約