デジタルマニュファクチャリングとは?デジタルマニュファクチャリングの必要性と得られるメリットについて分かりやすく解説
デジタルマニュファクチャリングとは、先端技術を生産工程に組み込み、プロセスをより効率的に変革させ、変化に迅速に対応できる取り組みを指します。
本記事では、デジタルマニュファクチャリングの概要をはじめ、製造業においてデジタル化が求められる背景を分かりやすくご紹介します。
ぜひ、ご一読ください。
INDEX
デジタルマニュファクチャリングとは
デジタルマニュファクチャリングとは、テクノロジーを生産工程に組み込み、プロセスをより柔軟で効率的かつ耐障害性のあるものに変え、市場ニーズの変化に対応するという取り組みです。つまり、「製造工程のデジタル化」です。
製造に関するデジタルデータを収集、そして分析を通じて、今まで熟練工にしかできなかった製造工程を機械に代替させ、生産現場の情報をグローバルレベルで共有を図り、組織全体の生産性を向上させることを目指します。
モノづくりのデジタル化が求められる背景とは
あらゆる業界で、デジタル化による生産性の向上や業務効率化が進められており製造業も例外ではありません。
本セクションでは、製造業においてデジタル化が求められる背景を「労働力の減少」、「設備・システムの老朽化」、「新興勢力・海外勢力の台頭」の3つ観点でご紹介します。
労働力の減少とは
まず一つ目の背景として、少子高齢化による労働人口減少の問題です。
2030年の労働市場の未来推計によると、労働需要は7,073万人に対し、労働供給は6,429万人です。2030年時点で人手は、644万人不足することが予測されています。
その対策として女性やシニアの就労支援に加え、外国人の就労を増やすための様々な取り組みが行われています。
たとえこれらの対策を行ったとしても、約300万人の労働力が不足すると予測されています。その足りない労働力を補うために、デジタル変革による生産性向上が期待されています。
設備・システムの老朽化とは
デジタル化を推進するためには、ITに対する「攻めの投資」が必要であると言われています。「ものづくり白書」によると設備投資の傾向は、2019年から横ばい状況が続いており、新しい設備が導入されず、設備・システムの老朽化が進んでいるといった背景があります。
そのようなシステムをレガシーシステムと呼びます。企業の多くがレガシーシステムの保守運用や更新に予算を回しているケースが多くあります。
その結果、デジタル化に必要なIT設備への投資に、資金が回せないという状況が起きています。
迅速な設備投資が進まなければ、将来的にセキュリティの問題やシステムトラブルによるデータ流出、消失などの危険性が高まります。
こういったリスクを抱えていては、経済損失も大きくなるため、IT投資に対する考え方の改革も急がれます。
新興勢力・海外勢力の台頭とは
人件費が安くローコストで生産できる新興国の台頭により、日本の製造業は国際競争力が低下しています。
日本の製造業が、新興国を含む海外との国際競争で優位性を高めるためにもデジタル化を推進し、生産性向上と高付加価値の製品・サービス提供の実現が必要です。
デジタルマニュファクチャリングで得られるメリットとは
本セクションでは、デジタルマニュファクチャリングで得られるメリットとして、「製造現場からのフィードバックを設計プロセスへ反映」、「必要な情報・変更点のリアルタイム共有化」、「迅速な意思決定の促進」の観点でご紹介いたします。
製造現場からのフィードバックを設計プロセスへ反映とは
デジタルマニュファクチャリングの最大のメリットは、製造現場からのフィードバックを受けて設計プロセスへ反映できることです。
設計時点から生産工程におけるシミュレーションをシステム上で実施します。この実施により、機械化や自動化を含めて、最も効率的な製造工程を確立することが実現できます。この実現により、設計から生産にいたるすべての工程において、様々なアプローチで効率化できます。
たとえば、製造現場からIoTを通じてデータ収集し、プラットフォームに集約されたデータをAIが情報へ変換するなど。
すべての工程におけるデータを、システムを用いて一元的に管理を図れます。この管理により、設計部門と製造部門との製品情報の交換を強化し、製造を考慮した設計を実現することが可能です。
必要な情報・変更点のリアルタイム共有化とは
たとえば、作業を行う際に持ち運び可能な端末を携帯させる。あるいはメガネ型のウェアラブル端末を労働者に装着させたりすることで、作業に必要な情報や変更点をリアルタイムで共有を図れます。
このリアルタイムの実現により、作業の正確性と効率性向上を同時に実現可能です。
迅速な意思決定の促進とは
生産現場でのデータをリアルタイムに収集・分析を通じて、生産状況や損益指標などの見える化を行います。この実現により、現場と経営をリアルタイムに繋ぐことが可能になります。
経営層は、現場から日々更新し続けられるリアルタイムのデータを自社の経営戦略と照らし合わせて、迅速かつ正確な意思決定を行うことが可能です。
国内企業のデジタルマニュファクチャリング取り組み状況と求められる技術とは
国内におけるデジタルマニュファクチャリングは、主にハイテク産業や医療機器の分野でのハイレベルな取り組みが進んでいます。
製造業においては、電気機器やハイテク関連をはじめとする組立製造業におけるデジタル化が進んでいます
ここでは、その事例を一つご紹介します。
デジタルマニュファクチャリングの実現に向けた取り組みを強化しているのが三菱電機株式会社(以下、三菱電機)です。
三菱電機は、制御機器などを含む製造現場の技術力や知見などを強みとし、これらにデジタル技術を組み合わせたデジタルマニュファクチャリングの実現に取り組んでいます。具体的には、工場内で現場の情報をICTにより結ぶ仕組みを用意し、生産性やコストの改善につなげる取り組みを行っています。また、スマートウォッチの全自動生産ラインでは、製品の部材投入から組み立て、出荷までをすべて自動化しています。
上記の事例のように、デジタルマニュファクチャリングを実現する上で必要な技術が2つあります。
1つ目はIoT技術です。この技術を使って各部センサーなどからデータを収集します。2つ目はAI技術です。収集したデータを解析し、ソリューションを提供します。つまりAIは、IoTを補助する形でデジタルマニュファクチャリングを実現します。
主にIoT技術とAI技術の役割分担によってデジタルマニュファクチャリングは成り立っていると言えます。
まとめ
デジタルマニュファクチャリング関連の特許数は近年非常に増えており、デジタルマニュファクチャリングが大きなトレンドのひとつであることはもはや否定できません。
デジタルマニュファクチャリングは、多くの産業で生産ラインにさらなる効率性をもたらします。つまり、製品の設計、評価、生産、改良の方法自体を一変させる可能性を秘めています。
今後は、企業の生産性向上のみならず、顧客や社会、環境に対してどのように貢献できるかなど、サステナビリティの観点で取り組みを進めていくことも必要です。
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