in

2021年の製造業のためのスマート技術のトレンド6

世界が注目する2021年の製造業のためのスマート技術とは?

今年、製造業はデジタルトランスフォメーションが進み、数々のスマート技術の導入を余儀なくされました。そのような中で、2021年に世界が注目している製造業者のためのスマート技術の6つのトレンドを紹介します。

 

スマート技術導入のリスク

新しい技術を導入する際に、数あるテクノロジー企業の中から投資する価値のあるものと、まだ発展途上のものを判断するのは難しいかもしれません。新しい製造技術を導入する際のリスクは大きく、厳格な業界であればあるほど、そのリスクは高くなります。

例えば、品質重視のメーカーは、業界で実証済みの技術を適切なタイミングで投資することを特に重視しています。準備が整う前に新しいシステムを導入することは、エラーやダウンタイムのリスクを負うことになります。しかし、逆にスマート技術の投資に時間をかけすぎると、特に動きの速いスマートマニュファクチャリングの分野では、競合他社に優位性を与えてしまう可能性があります。

2021年を見据えて、製造業者は価値あるスマート技術に投資して、成功を見出す必要があります。

以下、世界の製造業者が2021年に注目すべき6つのスマート技術を紹介します。

 

①クラウド

 

 

製造業は、次世代のサービス体験や個別化された製品に対する変化の激しい顧客の要求に応えるためには、あらゆる努力が必要となってきました。このような激動に直面しているにもかかわらず、ほとんどのメーカーは取り残されているのが現状です。プロセス重視の製造業は、コアアプリケーションや業務アプリケーションをクラウドに移行することを何年も躊躇してきました。残念ながら、これは、機能的な工場、ITシステム、ビジネスプロセスの運用のために必要な可視性、柔軟性、自動化を逃していることを意味しています。

クラウドがもたらす可能性としてスマートファクトリーを考えてみてください。スマートファクトリーとは、製造現場のあらゆるFA機器の稼働状況を全てネットワークを介して把握・蓄積し各FA機器を効率的に稼働させることで、最大の利益を産み出す工場のことです。このような状況は、COVID-19によるパンデミックにより、工場の現場でソーシャルディスタンスをとる必要があることから世界中で加速しています。

今のクラウドベースの製造実行システム(MES)と品質管理システム(QMS)は、個々の機械や役割に合わせてカスタマイズできる有能さと、何千もの工場にまたがる全社的なオペレーションを管理できる収容能力の両方を持っています。クラウドベースのシステムへの移行はスピード、機敏性、そして工場のオペレーションをリアルタイムで360度見渡せるようになります。

過去5年間でセキュリティ、パフォーマンス、統合の障壁の多くが大幅に減少したことで、製造業が直面している最大の課題に十分に対応できるクラウドソリューションにより、製造業が次の段階へ変化する状況が整っています。

パンデミックがもたらした緊急性を考えれば、製造業者は自社のオペレーションやシステムにリモートでアクセスするための迅速な対応をとる必要がありますが、アナログな非デジタルオペレーションはもはや選択肢の一つでさえなくなっていきます。

製造業がクラウドのメリットを享受できる状況でも、どのようにして始めればよいのかについては課題が残ります。

クラウド主導の機能を採用するためには、製造業者は、リソースの最適化に焦点を当てて、新規または既存のソリューションを使用したプロセスを段階的に変えていく必要があります。

このようなアプローチにより、クラウドとオンプレミス環境のハイブリッドが実現し、製造機能を必要に応じて進化させ、業務を拡張することが可能になります。クラウド技術は、メーカーが求めるビジネスニーズに対応するだけでなく、破壊的で競争の激しい市場を突破するために必要な結束力、可視性、柔軟性を提供します。

 

②産業用IoT(IIoT)

製造業の成功には、接続、自動化、追跡、分析の能力が必要です。産業用IoT(IIoT)は、これを促進する鍵であり、デジタルトランスフォーメーションの成功の核となるものです。今日のIIoTソリューションは、生産プロセスをリアルタイムで監視・コントロールすることができ、データを収集して蓄積し情報そして品質管理を行うことができます。

これにより、ユーザーは、あらゆる施設のあらゆる資産管理、オペレーターやモニタリングする者は、世界中のどこからでも、接続されたデバイス上で視覚的に把握することができます。リアルタイムでの分析により、製造業者は潜在的な問題が発生する前に対応できるようになり、問題を事前に防ぎ作業を効率化させます。

機械のデータも追跡され、データの統計によって、過去の履歴表示からグラフや予測の提示まで、あらゆることが可能になり、製造業者はより優れたビジネスの意思決定を行うために必要なデータを手に入れることができます。IoT導入によって提供されるインサイトは、人員の最適化、環境と燃料効率、自動化の増加に対処することで、より詳細な効率化を実現することも可能にします。

例えば、ドイツのアンベルグにあるシーメンスの電子機器製造工場では、機械とコンピュータがバリューチェーンの75%を自律的に処理しており、約1,000台の自動化コントローラが生産ラインの端から端まで稼働しています。生産される部品は、製品コードを使って機械と通信し、機械に生産要件と次にどのステップを踏む必要があるかを伝えます。すべてのプロセスはIT制御のために最適化されており、その結果、故障率は最小限に抑えられています。従業員は、予期せぬ事故への対応を含め、生産とテクノロジー資産を監督しています。

IIoTは、産業界の製造業において大規模な成長を遂げようとしています。このイノベーションは、工業製造業がデジタル時代に向けてビジネスを変革しようとしている時期に来ており、IIoTが提供できる洞察力、柔軟性、自動化はIIoTがもたらす高度のリアルタイムの洞察力により、この新しい時代に盲目的に無計画に飛び込むことを避けるのに役立ちます。

 

③機械学習(ML)と人工知能(AI)

 

製造業務(ERP、MES、SCPなど)やIIoTのセンサーなどの相互接続されたデータの増加に伴い、それらすべてのデータを分析して行動し、さらに事前予測する必要が出てきました。機械学習(ML)と人工知能(AI)は、膨大な規模のデータを分析して検討することができ、成功には欠かせないものとなっています。

MLとAIは、メーカーが大規模なデータへのアクセス、測定、収集、処理を可能にし、方針転換に遅れるリスクを回避するために必要な理解を深めることができます。

2021年には、グローバルで最も競争力のある製造業者は、MLとAIを活用して、人間だけでは気づくことのできないトレンドを把握し、これらの洞察を完全に自動的に生成して、オペレータやプランナーがより多くの情報に基づいた意思決定を行えるようにするでしょう。

機械学習や人工知能は、企業の製造方法に影響を与えるだけでなく、企業が何を製造するかを決めるのにも役立ちます。例えば、アメリカのパッケージ食品会社のConAgra社もそのような企業の一つであり、消費者の嗜好を見極めるためにAIを活用しています。例えばヴィーガン市場は急成長しており、2026年には240億ドル強の価値があると予測されている。また、100 年以上の歴史を持つConAgra社は、消費者の嗜好が、加工肉のようなものから、より健康的な選択肢へと移行していることを認識しています。これはソーシャルメディアや消費者の食品購入行動のデータを分析する同社のAIプラットフォームから取得した情報です。AIによるデータより、同社はベジバーガーやカリフラワーライスのような代替肉製品を生産するようになりました。

また、同社のAIは製造プロセスのスピードアップにも貢献しており、新製品の設計、製造、発売までを最短で数週間で行うことができるようになっています。予想外の工場やサプライチェーンでのアクシデントが発生した場合においても、AIは最短時間で最善の回避策を提案し、コストとダウンタイムをさらに最小限に抑えることができます。

 

④3Dプリント

 

3Dプリントとは一見SF作品に出てきそうなツールですが、実際に現在現場で重宝されているツールです。3Dプリントは、デジタルファイルから3Dオブジェクトをアディティブ法(必要な部分だけ銅めっきして回路形成する方法)により作成するプロセスです。

3Dプリントは、基板全面に銅を成膜し、不要な部分を除去し回路形成するサブトラクティブ法(エッチング法)の対極にあります。

3Dプリントは、従来の製造方法よりも少ない材料で複雑な形状を製造することができ、数年前よりも少ない費用で迅速に製品の原型を作れるようになっています。完成品を大規模でより迅速に生産できるようになりつつあり、これはすべて3Dプリントによって可能になっています。

3Dプリントは、現在スマート製造のための新興技術のトップに挙げられています。かつて3Dプリントは、初期の段階では試作品や単品製造にしか適していませんでしたが、現在では急速に生産技術へと変貌を遂げています。

現在の3Dプリントの需要のほとんどは、産業用のものですが、世界の3Dプリント市場が2026年までに410億ドルに達するとも予測されています。進化するにつれ、3Dプリント技術は、ほぼすべての主要産業を変革し、将来的には私たちの生活、仕事、遊び方を変える運命にあるといえます。

3Dプリンティングは、多くの用途があり、これから多くの産業で使用できるようなまざまな形の技術や材料を網羅しています。3Dプリントは多様な産業の集合体であると考えることが重要です。

以下3Dプリントの用途例を挙げてみましょう。

  • 消費品(眼鏡、靴、デザイン、家具)
  • 工業製品(製造工具、試作品、最終機能部品)
  • 歯科用品
  • 義肢装具
  • 建築スケールモデルと模型
  • 化石復元
  • 模写
  • 法医学的病理学における証拠の再構築
  • 小道具

⑤ ブロックチェーン

ビットコインや他の暗号通貨を動かす技術としてよりよく知られているブロックチェーンは、透明性と信頼性を高めるためのメーカーのツールとしての可能性も示しています。これは、分散型の分散型台帳にデジタル資産の起源と動きを記録する能力に由来しています。

ブロックチェーンはまだ現場ではほとんど実証されていませんが、サプライチェーンの監視、偽造品の検出、資産の追跡、品質保証、規制遵守などの主要な問題点に対処できる可能性があります。ブロックチェーン技術が情報を配信する方法は、透明性を高めることに加えて、これらのデータが一箇所に集約されていないことを意味します。

ブロックチェーンは製造業に大きな可能性を秘めています。サプライヤー、戦略的調達、調達、サプライヤーの品質から、マシンレベルの監視やサービスを含む現場のオペレーションまで、プロセスのあらゆる分野の可視性を高めることで、ブロックチェーンは全く新しい製造業のビジネスモデルを可能にします。サプライチェーンはすべての製造業の基礎であり、サプライヤーの注文精度、製品品質、追跡可能性を向上させることで、製造業は納期をより確実に守り、製品品質を向上させ、最終的にはより多くの売上を上げることができるようになります。

ブロックチェーン技術は航空業界や医薬品を含む多くの業界では、十分に立証されており、ブロックチェーンを使用することで部品が本物であることを確証することができると言われています。

まだ中央集権型システムで運用されている製造業者にとって、ブロックチェーン技術はリスクとセキュリティに関する製造業者の考え方を一変させる可能性を秘めているのです。

 

⑥コラボレーションロボット(コボット)

コラボレーションロボット(通称コボットは、企業が社会的な距離感が必要とされる中での生産量の増加に取り組む中で、2021年には工場の現場でより普及するであろう一つの技術です。協調型ロボットは、従来の産業用ロボットとは異なる新しい形態のロボットオートメーションであり、人と同じ空間で一緒に作業のすることができるロボットのことをさします。

COVID-19によるパンデミックにより人間と人間の接触が制限される中、製造業者は人間の従業員の間で社会的な距離を縮めることをサポートするために工場現場にコボットを大量に配備することにつながりました。

コラボレーションロボット技術は急速に進歩しており、様々な方法で展開することができます。コラボレーションロボットが活用できる典型的な業務は以下の3つです。

1反復的で退屈な作業

退屈で肉体労働を要求される作業は、人間の労働者にとって危険な作業となります。コボットは、重い部品を保持するなどの作業を自動化するのに有効で、人間の作業員が怪我をするリスクを減らして生産性を高めることができます。

2 短時間または変化しやすい生産工程

コボットは従来の産業用ロボットよりも柔軟性があります。より早く、より簡単に統合してプログラムすることができます。そのため、ロボットが様々なタスクを実行しなければならない環境では、より収益性が高くなります。

3 共同作業環境

コボットは人間の作業者と対話することを目的としています。ロボットが作業の一部しかできず、人間の方がより効率的に作業を行うことができる場合には、コラボレーションロボットが最適な選択肢となります。

コラボレーションロボットはロボット技術の新しい形であり、大きな可能性を秘めています。産業用ロボットよりも適しているシナリオがいくつかあり、生産性の面でもメリットがあります。

世界のデジタルトランスフォメーションが進んでいる国や製造業者では現在、そのコボットの初期導入におけるねじれが解消されつつある段階に既にあり、2021年には、コボットはもはやパンデミックの対応としての実験ではなく、年間を通して必要とされる自動化と生産量を維持するための重要な必需品となると予想されています。

 

まとめ

以上紹介した世界が注目する2021年の製造業のためのスマート技術のトレンドトップ6をまとめます。

  1. クラウド導入
  2. 産業用IoT(IIoT)
  3. 機械学習(ML)と人工知能(AI)
  4. 3Dプリント
  5.  ブロックチェーン
  6. 協働ロボット(コボット)

パンデミックの影響で、メーカーはテクノロジーの考え方や使用方法の転換を余儀なくされ、この画期的な転換はほぼ一夜にして起こりました。しかし、急速な変化に伴い、急速な進歩がもたらされました。これら6つのテクノロジーは、市場シェアを維持し、獲得するためにスマートな製造業者が使用しているツールの最前線に押し出されたのです。

 

製造業者のためのこれらのスマート技術は、今日では利用しやすいものとなっています。ほぼすべての産業で生産のかたちを変えつつ、生産の効率、収益性に関して新しい時代へとなりつつあります。これらのスマート技術は世界的にも押さえておくべき2021年のトレンドとなっているので、少しでも早くスマート化に向けて動き出す必要性があります。今後も日本の製造業界のスマート化、デジタルトランスフォメーション化のための発信をしていきたいと思います。

レポートする

Written by 日比 章善

コメント

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です

Loading…

0

よければ高評価をお願いします!

東大発VCの圧倒的投資力が、海外スタートアップとのオープンイノベーションを可能に (forbesjapan.com)

製造業の技術者、開発者へ向けた技術検索エンジン「ManuTech βeta」を発表。141万以上もの技術情報が一度の検索でアクセ (www.asahi.com)