製造業においてDX推進が進むなか、スマートファクトリーという言葉を耳にするようになりました。スマートフォンやスマートホームなどの「スマート」と同様の意味合いであることは推測できますが、正確に何を意味するのかわからない人もいるのではないでしょうか。
スマートファクトリーとは、デジタルテクノロジーやデータを利用することで業務プロセスの改革を起こし、稼働の最適化をめざす工場のことです。例えば、データを用いた業務管理を実現することで、生産性向上やコストカットが期待できます。また、工場で稼働する機械と基幹システム、生産管理システムなどがネットワークを通じてつながることで、設備データの見える化や生産の自動化・最適化につながります。製造業におけるDXの代表的な取り組みのひとつといえます。
この記事では、スマートファクトリーの概要から成功事例まで、スマートファクトリーについて知っておきたい情報をお伝えします。
スマートファクトリーとは
スマートファクトリーとは何でしょうか。注目されるようになった背景とともに紹介します。
スマートファクトリーの概要
スマートファクトリーとは、一般的にはデジタルテクノロジーやデータの活用によって稼働の効率化・最適化を実現する工場のことです。スマートファクトリーでは、業務プロセスの改善や品質・生産性の向上を継続的に行うことができます。
ドイツ政府によるIoTやAIなどの最先端技術を駆使した国家プロジェクト、「インダストリー4.0」によって、スマートファクトリーの概念が注目されるようになりました。
稼働の効率化・最適化、さらには新たな価値の創出・提供が期待できるスマートファクトリーは、まさに製造業における代表的なDXといえます。
スマートファクトリーが注目されるようになった背景
前述の「インダストリー4.0」以降、日本でもスマートファクトリーが注目を浴びるようになりました。また、日本の製造業が抱える下記の課題を解決できるとして、スマートファクトリーに期待が高まっています。
- 人材不足
少子高齢化の影響により労働人口が減少するなか、企業は少ない労働力で効率的に成果を上げる必要があります。また、ベテラン作業員の高齢化が進む一方で、その知識や経験が若手にうまく引き継がれていない現状もあります。スマートファクトリーでは、ロボットによる業務の自動化や、IoTやAIなどによる業務の可視化によって、限られた人数で業務遂行が可能になります。それにより、効率的に技術承継・人材育成ができることが期待されているのです。
- 激化する市場競争
グローバル化や消費者ニーズの多様化などにより、市場競争は激化しています。競争に勝ち抜くためには、これまでにない新しい価値の提供が求められます。新しい価値は、消費者ニーズの変化に合わせて、スピーディーかつ継続的に創出し続けなくてはいけません。デジタルテクノロジーやデータを活用することで、その実現が期待できます。
スマートファクトリー化の課題と解決策
スマートファクトリーの実現は、簡単にできることではありません。スマートファクトリー化を進める際には、多くの課題を乗り越える必要があります。主な課題を紹介します。
スマートファクトリーについての理解不足
まず経営層がスマートファクトリーについての理解を深める必要があります。そのうえで、目的や目標を明確にし、強い意志で実現に向けて取り組まなければいけません。
また、現場におけるスマートファクトリーへの理解も必要です。現場の理解が得られていないまま強引に進めようとすると、抵抗が生じて頓挫したり成果につながらなかったりする可能性があります。現場の理解を得るためには、丁寧に現場の声を集め、現状を正しく把握しなくてはいけません。そのうえで、スマートファクトリーがどのようなものか、現状の課題の解決策としてどのように有効なのかを説明していくことが大切です。
現場ごとにオペレーションについての研修会を実施し、全体像も含め、どのような改善が見込まれるかについて実感してもらうのも有効です。
以上のような働きかけにより、全社で同じ目的や目標をしっかりと共有したうえで取り組むことが、スマートファクトリー化の実現につながります。
大きな初期コスト
スマートファクトリーの実現には、必要なシステムやツールの導入などの大きな初期コストが発生します。特に中小企業では、製造ラインに古い機器や設備がいまだに利用されていることがあります。既存設備ではネットワーク化が困難で、新しいデジタルテクノロジーの活用ができない場合は、スマートファクトリー化の前に、デジタルテクノロジーを活用できる環境を整えるコストも発生します。
スマートファクトリー化に大きなコストが発生するのは共通認識として想定されているため、必要経費として理解を得られるかもしれません。しかし、費用対効果を測定することは難しく、経営側が投資に消極的になるケースも少なくありません。
一気にスマートファクトリー化を進めることが理想的ですが、コストの問題が障壁となっている場合は、まずはスモールスタートで始め、徐々に範囲を広げていくことが現実的な選択肢になります。例として、下記のような展開方法が考えられます。
- 主軸のラインを一部スマート化し、その後、段階的にスマート化の範囲を広げていく
- 投資効果が数値化しやすい作業範囲や部門から着手する
実施した結果から各時点での進捗や課題を確認し、改善をしながら導入範囲の拡大を進めていきます。
なお、スマートファクトリーの導入に役立てられる国の支援制度があります。下記はその一例ですが、ほかにも国や地域限定の支援制度が存在する可能性もあるため、実際にDXを推進する際に確認することをおすすめします。
スマートファクトリーの事例
スマートファクトリー化に成功した事例を4件紹介します。
H製作所の生産ロス改善
電機メーカーH製作所では、経済産業省からの委託によりスマート工場実証事業に取り組みました。実証事業では、ネットワークカメラや電流センサーを用いて、人や設備の稼働状況をデータとして収集しました。そして、収集したデータを原材料や品質などに関するデータと組み合わせることで、生産ロスやボトルネック工程を「見える化」しました。さらに、見える化から得た結果をAIに分析させることによって、作業や工程の無駄を把握し、生産ロス改善が実現することを実験で確認しました。
D社によるFactory-IoTプラットフォーム
自動車部品メーカーD社は、世界中の工場をITとIoTでつなげる「Factory-IoTプラットフォーム」を開発しました。同プラットフォームでは、世界中の工場に設置された機器からさまざまなデータを収集し、ひとつのクラウドに蓄積します。それにより、所属・担当する工場だけでなく、すべての工場のデータを自由に活用できるようになりました。その結果、世界中の工場における作業者の動き、生産状況、各地の需要などのリアルタイムな分析を見ることが可能になり、適切なタイミングで工場の改善を実現できるようになっています。
I社による人による作業の効率化や作業量の削減
総合重工業メーカーI社は、人間の作業を支援するためのロボットや設備を導入することで、作業の効率化と作業量削減を実現しました。AIがセンサーから得たさまざまな情報を解析し、適切な作業やサポートにつなげて作業効率を向上させ、快適な作業環境を実現しています。生産状況を「見える化」することで、全工場規模で情報をリアルタイムで確認できるため、改善目標の達成状況を確認するといった工場経営に役立っています。また、作業者の存在や体調をリアルタイムで把握し、熱中症の兆候や転倒の即時把握など、安全管理の高度化も進めています。
K社のスモールスタート
電気機器メーカーK社では、増産に伴う新規設備の導入をきっかけにスマートファクトリー実現へと動き出しました。当初は設備の運転・停止時間・エラー情報の見える化の実施からはじめ、その後各製造部門のニーズに応えながら設備単位での導入を進めました。その状態で3年ほど続け、省エネ化・高効率生産を目的にエネルギーの見える化に着手し、工場全体への導入へとつなげました。このようにできるところから少しずつスマートファクトリー化を進めたことで、スピーディーかつ変化に柔軟に対応でき、恐れず新しいことへもチャレンジできたとしています。まさに、スモールスタートでスマートファクトリー化に成功した好事例と言えるでしょう。
スマートファクトリー化は企業にとって大きなメリットがある
製造業におけるDXの代表的なかたちともいえるスマートファクトリー。あらゆる企業にDX推進が求められるなか、製造業に分類される企業において、スマートファクトリー化は必要な取り組みといえるでしょう。しかし、それには多くのコストや時間が必要となるうえ、費用対効果の測定が難しく、なかなか進まないケースもあるかもしれません。
スマートファクトリー化が成功すれば、新しい価値の提供が可能になり、市場での競争力を高めることができます。また、慢性化している人材不足問題の解決策にもなり、自社の長期存続につながります。可能なところから着手して、一歩一歩着実にスマートファクトリー化を進めていってはいかがでしょうか。
製造業のDXについては下記の記事でも詳しく紹介していますので、ぜひご参照ください。
製造業におけるDXの必要性―求められるアクションと推進事例を紹介
