スマートファクトリーとは？得られるメリットと各国の取り組みをご紹介
工場内のあらゆる機器や設備がインターネットに接続され、ITによる稼働状況や品質などの情報の管理が行われている工場をスマートファクトリーと言います。「スマート」とは、スマートフォンやスマートスピーカーと同様、「賢い」という意味です。スマートファクトリーは、IoTや人工知能（AI）を用いて、生産ラインや稼働の効率化を目指します。
2011年のハノーバー・メッセ（ハノーバー国際産業技術見本市）で、ドイツ政府がモノづくり革新プロジェクトとして「インダストリー4.0」を提唱したことから、スマートファクトリーという用語が注目されるようになりました。インダストリー4.0は、産官学の協力により、ICTを活用して生産プロセスをデジタル化することで、大量生産（マスプロダクション）と同等の効率で、一品一様のカスタム製品を製造できるようになるマスカスタマイゼーションを実現するというような大幅な業務改善を目指すもので、「4.0」は「第四次の産業革命」を意味します。
スマートファクトリーのメリット
スマートファクトリー化を進めるメリットとして、データの見える化やデータ活用による生産性向上と品質の安定が挙げられます。機器の稼働状況や機器のエラーなどを把握することで、従来見えなかった改善点が可視化され、工場内の効率化や生産性の向上につなげることができます。また、データに基づいた在庫の管理や作業の自動化、AIによる空調設備の調整などにより、作業効率の改善や省エネ・省コストを実現できます。
予知保全の実現、すなわち、生産設備や機器に取り付けたセンサーなどで稼働状況をリアルタイムにモニタリングすることで、不具合や異常を検知したり、致命的なトラブルが発生する前に対処したりできるのも、スマートファクトリー化のメリットです。事故や故障を未然に防ぎ、生産ラインの停止を避けることが、生産性の向上につながります。つまり、スマートファクトリーとは、止まらない工場でもあるのです。
また、特に日本におけるメリットとして、「技能継承」対応という側面があります。少子高齢化とともに熟練工の引退が進む状況で生産性向上を実現するには、IoTやAIを活用し、自動化、スマートファクトリー化を進めることが必須といえます。さらに、米国のキャップジェミニ・リサーチ・インスティテュートは、スマートファクトリーを実現することで、2023年の世界経済に1.5兆～2.2兆ドル/年の価値が生まれると試算しています。
スマートファクトリーで実現するインダストリー4.0（ドイツの取組み）
前述したように、ドイツではインダストリー4.0と呼ばれる製造業のデジタル化を目指す国家プロジェクトが進行中であり、スマートファクトリーはそれを具現化する手段として位置づけられています。スマートファクトリー化に関連する独企業の活動も活発です。
例えば2020年3月には、フォルクスワーゲン（VW）とシーメンスが、VWの電気自動車の増産に向けたスマートファクトリー化で協業することを発表しました。大規模なデジタル化が進むVWのツヴィッカウ工場では、無人搬送車（AGV）を活用した搬送の自動化などの取組みが進んでおり、既に、最終アセンブリラインでの自動化率が17％から28％に上昇するなどの成果が生まれています。シーメンスは、2021年には中国・広州市にスマート工場の操業開始を予定するなど、海外においてもスマートファクトリー化を進めています。
また、2019年のハノーバーメッセでは、BMWグループと米マイクロソフトが、共同でスマートファクトリーのプラットフォームを展開することを目指す「Open Manufacturing Platform（OMP）」を発表しました。BMWグループでは、3000台以上の機械やロボット、自律搬送システムを接続したIoTシステムを利用して工場の運用を行っています。これを標準化し、マイクロソフトのクラウド基盤である「Microsoft Azure」上に構築し、他社でも利用できるようにしたものがOMPであり、利用企業（OMPコミュニティー）には、BMWグループがドイツのレーゲンスブルク工場などで活用する、自律輸送システムのIoT基盤などが提供されます。
コネクテッド・インダストリーズ（日本の取組み）
ドイツのインダストリー4.0を受けて、日本の経済産業省は2017年3月、ドイツで開催された国際情報通信技術見本市（CeBIT 2017）において、「コネクテッド・インダストリーズ」を提唱しました。コネクテッド・インダストリーズも、IT化や協働ロボットの普及などにより製造現場をより効率化するための取り組みであり、作業を人の手からロボットへ移行し、さらにインターネットも活用して、人の負担を軽減するスマートファクトリー化を目指しています。
CeBIT 2017に参加した世耕経産相は、ドイツのツィプリース経済エネルギー相と共同声明「ハノーバー宣言」を発表し、コネクテッド・インダストリーズとインダストリー4.0が積極的に連携していくことを確認しています。
2017年5年には、第4次産業⾰命に対応したものづくりの実現に向けた「スマートファクトリーロードマップ 」を発表しました。スマート化のレベルを、レベル1（データの収集・蓄積）、レベル2（データによる分析・予測）、レベル3（データによる制御・最適化）に分け、コストの削減、品質や⽣産性の向上、⼈材不⾜・育成への対応、新たな付加価値の提供・提供価値の向上といったテーマごとに、各レベルで実現すべき目標を定めています。
一方で、「ものづくり白書」2019年度版によれば、製造過程のデータ化や自動化を実施していると回答した企業は全体の10%弱で、実施する計画があると回答した企業を合わせても20%程度です。その一方、半数以上の企業が、製造過程のデータ化や自動化の実施状況を「可能であれば実施したい」と回答しており、必要性は感じているものの、実行まで移せている企業は少ないという現状が浮かびます。
5Gで加速するスマートファクトリー
2020年春から、日本国内でも5G（第5世代移動通信システム）の実用化が段階的に開始されています。「多数同時接続」や「超低遅延」の5G回線の実用化は、スマートファクトリーにも大きなメリットをもたらします。これまでは、リアルタイム性と安定性を確保するために有線での接続が必要でしたが、5Gが導入されれば、配線に左右されず生産ラインのレイアウト変更を柔軟かつ容易に行える「レイアウトフリー生産ライン」が実現できます。
また、熟練工の作業の動きを撮影した映像データなどを収集し、AIで解析。熟練者との違いを作業者へリアルタイムにフィードバックすることで、生産性の向上と早期習熟をサポートするなどの取組にも注目が集まっています。
2019年9月には、NTTドコモ、ノキアグループ、オムロンの3社が、製造現場における5Gの活用についての実証実験を実施することを発表しました。
5Gが未整備の地域においても、5Gの利用を可能にするための取組も進んでいます。総務省は、2019年12月にローカル５Ｇ導入に関するガイドラインを策定し、同月から5G無線局免許の申請受付を開始しています。5G通信網は、スマートフォンの通信需要が集中する都市部から整備されていくため、製造業の需要が高い地方部では実用化が遅れるというジレンマがありますが、工場などの敷地内だけでの利用に限定したローカル5Gの活用により、製造業における5Gの利用、ひいてはスマートファクトリー化が進むことが期待されています。
このように、クラウドサービスや通信環境の整備とともに現実化してきているスマートファクトリーですが、そこで扱われる膨大なデータを活用したり、または基幹システムとの連携によるデジタルトランスフォーメーション（以下、DX）の推進など、製造業におけるビジネスのプラットフォームとしての役割も期待されます。企業内のシステム全体の構想の中で取り組んでいただきたいと思います。
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