スマートファクトリーについて解説！製造業の課題をどう解決できる？企業例とともに徹底解説します！

スマートファクトリーとは？

スマートファクトリーの定義

スマートファクトリーとは、IoTやAIなどの最新技術を活用することで、効率の良いものづくりや技術・ノウハウの「見える化」を推進している工場のことを指します。

一例として、工場内の機械をIoTデバイスやインターネットに接続し製造に関わるデータを蓄積することや、そのデータを活用して作業の効率化や、生産性の向上に繋げるといった取り組みが挙げられます。

工場など製造現場のみならず、ロジスティクス（製品の効率的な生産や流通）の改善や、使用されるエネルギーの削減など、製造業の幅広いプロセスをスマート化させることが期待されています。

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スマートファクトリーの歴史

スマートファクトリーが注目されている背景として、2011年にドイツ政府が提唱した「インダストリー4.0」というプロジェクトがあります。

インダストリー4.0とは「第4次産業革命」を意味し、IT技術を活用した第3次産業革命に続く大きな革命として、「スマートファクトリーの実現」を掲げています。

総務省によると、インダストリー4.0の主な目的はスマート工場を中心としたエコシステムの構築であるとされています。

各製品の製造時期や納品先といった情報の共有や、製造プロセスの円滑化、さらに既存のバリューチェーンの変革など、スマートファクトリーにより新たなビジネスモデルが構築されていくと考えられています。

インダストリー4.0が掲げられたことにより、世界中でスマートファクトリーに対する知名度が高まりました。

参考：総務省『平成30年版情報通信白書』

スマートファクトリーで解決できる課題

「アナログな工程」の見える化

製造業の課題のひとつとして、製造工程がアナログな体制で管理され、属人的な技術やノウハウで運営されていることが挙げられます。

スマートファクトリーの導入により、生産ラインや工場全体での各工程について、データに基づく最適な管理を行うことが望めます。

「アナログな製造工程の見える化」の実現が可能になり、生産性があがるため各工程に関わる人の負担を減らすことができるでしょう。

効率的なものづくりの実現

製造業の特徴として、工場などの生産ラインを止めることが非常に難しいということが挙げられます。

そのため、効率の良い生産手段を新たに採用したいと考えた際に、生産ラインを止めるなど、効果検証を実務内で行うことは不可能に近いでしょう。

しかし、デジタル技術の活用により、製造現場をバーチャル上でシミュレーションすることが可能になります。

実際の現場で効果検証を行わずとも、様々な条件で試すことができるので、最適な手段を見出すことができます。

例えば、製造機器にIoTデバイスを取り付けて生産に関するデータを蓄積し、そのデータをもとにコンピューター上でシミュレーションを行うことが可能です。

技術の継承

製造業の現場では、業務に対する技術とノウハウが熟練の従業員に蓄積しているケースが多く、継承が難しいという問題があります。

長年業務に従事する中で獲得した技術は言語化しづらく、「個人の感覚」という属人的なものをどのように若手の従業員に伝えていくかが課題として上げられます。

スマートファクトリーの醍醐味である、データ分析やIoTを活用することで、熟練労働者の技術やノウハウをデータで蓄積することができるので、後継者がベテランと同じ水準の技術を得ることができるでしょう。

スマートファクトリーの将来性

現状の日本での取り組み

日本のスマートファクトリーは、現在進行形で発展しています。

経済産業省が実施した調査によると、約7割の企業がものづくりの工程においてデジタル技術を活用していると回答しました。

開発・設計などの上流工程から、製造や生産管理などの現場まで幅広くデジタル技術が導入されています。

デジタル技術の活用で影響があった項目として、生産性の向上、開発・リードタイムの削減、作業負担の軽減や効率の改善、高品質な製品の製造、仕事の再現率向上などが挙げられています。

スマートファクトリーは決して未来の話ではなく、多くの企業が現場へのデジタル技術の導入に踏み切り、課題解決に向けすでに動き出しています。

製造業の現場で働く人にとって、効率化が期待できるため朗報といえるでしょう。

参考：経済産業省『2022年版ものづくり白書』

スマートファクトリーの今後の展望

先述の通り、すでに多くの企業がデジタル技術の導入を実現させているため、スマートファクトリーは今後も発展していくと期待されています。

それは、日本だけではなく「世界」においても同じです。

Reportlinkerによると、世界のスマートファクトリーの市場規模は、予測期間中に9.9％のCAGR（年平均成長率）で成長し、2027年までに1,376億米ドルに達すると予測されています。

特に成長が予測される分野として、産業用3Dプリンターやプラント設備管理 (PAM) 、医療機器が挙げられています。

スマートファクトリーは製造業の成長を加速させる「要」として、今後も注目されるでしょう。

参考：Reportlinker『Global Smart Factory Market By Component, By Solution, By Industry Vertical, By Regional Outlook, Industry Analysis Report and Forecast, 2021 – 2027』

スマートファクトリーに取り組んでいる企業例

スマートファクトリーを実際に導入している企業をご紹介します。

株式会社日立製作所

世界的にも有名な電機メーカー「株式会社日立製作所」では、いち早くスマートファクトリーの導入に着手しています。

2016年度には、サプライチェーンと工場の生産活動のデジタル化の一環として、「作業改善支援システム」と、「工場シミュレーター」が導入され、人やモノ、設備の情報が効率よく循環する生産モデルを確立しました。

他にも経済産業省からスマート工場実証事業として、「平成28年度IoT推進のための社会システム推進事業」にも参画している同社は、先進的なスマートファクトリーのロールモデルだといえます。

株式会社キオクシア

半導体メモリ・SSD事業で有名な「株式会社キオクシア」では、世界最大級のスマートファクトリーを実現することを目標に、最新技術の導入に積極的に取り組んでいます。

AIやIoTなど最先端デジタル技術を導入した自律型工場では、工場で発生した膨大な量の生産関連データを活用する取り組みや、AIによる製品不具合の発生の防止など、原因を自動で推定する取り組みが行われています。

現場技術者がAIによるデータ分析を行うことにより、飛躍的な生産性向上を可能にさせています。

ダイキン工業株式会社

総合空調メーカーの代表的な企業「ダイキン工業株式会社」では、スマートファクトリーによる生産効率向上の取り組みとして、IoTなどを活用した「マスカスタマイズ生産」への取り組みについて方針を掲げています。

一例として、各設備の制御をネットワークでつなぐ、「工場IoTプラットフォーム」の構築を実現させています。

これにより、プラットフォームを通して世界中の工場間で同水準の情報を扱うことが可能になり、各工場で蓄積された技術やデータを活用したものづくりが推進されます。

他にも、熟練技術者のノウハウをデジタルで数値化することにより、取得にかかる期間を約半分まで削減するなど、技術の継承についての取り組みも積極的に行っています。

TOTO株式会社

トイレや浴槽など、住宅設備機器メーカーとして名高い企業「TOTO株式会社」では、滋賀工場にてIoTによる製造データ取得やデータの可視化について取り組んでいます。

製品個体ごとのデータを取得し、品質情報とともにクラウドに保存することでビッグデータの分析をできるようにしています。

実際に、不良品の検出や品質に影響を与える要因の見える化が進められ、より高品質なものづくりを実現しています。

スマートファクトリーで製造業の課題を解決

スマートファクトリーはIoTやAI、データ分析など最新技術を駆使して、製造業が抱える多くの問題を解決できる画期的な取り組みです。

世界中で推進されている取り組みであり、日本でもスマートファクトリーの導入にむけ尽力する企業は今後増えていくと予想されます。

工場のDX化により、製造業をさらに発展させることができます。

製造業やIT業界に興味がある方には、非常に向いている仕事ではないでしょうか。

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