工場IoTの目指すべき姿とは?


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日本の製造IoTの現状

 現在、日本におけるものづくりへのIoTの活用は、「第1次ものづくりIoTブーム」とでも呼ぶべき活況を呈している。

 日本におけるものづくりIoTの特徴は、IoT導入の受益者が製造現場であり、見える化・解析・対策のループが製造現場の中に閉じた、いわば「現場カイゼンのIoT」となっていることにある。

 このような現場カイゼンのIoTは、日本流の問題解決能力の高い「現場」に、より高度な問題解決を支援するデジタルツールを導入する活動と同義である。欧米企業に対して出遅れた感のある工場IoTの取り組みではあるが、欧米企業へのキャッチアップは十分に可能ではないかと期待している。

 現場カイゼンのIoTで用いられるデータは、連続した、アナログ的なデータである。生産設備やヒトの動きを時系列で把握し、これを見える化する、あるいは機械学習などにより傾向を分析し、異常値を発見・予測することが典型的なデータの活用方法である。

 これを実現するためのシステム投資は比較的小規模で済む。具体的には、センサー本体と、そのデータを格納するIoTデータ基盤、機械学習環境、およびデータを可視化するBI*1 ソフトウエア、加えて、その結果を業務に組み込むワークフローソフトウエアが代表的なコンポーネントとなるだろう。

 これらのコンポーネントの多くは、すでにクラウドサービスとして提供されており、短期間での導入や、小規模なテスト導入も可能である。現場向き、小規模投資、短時間導入といった特徴から、中小企業においても実現しやすいのが「現場カイゼンのIoT」であるといえる。

 このような、現場カイゼンのIoTの国内事例を2つほど挙げておきたい。

 スザキ工業は、プレス機の稼働状況を見える化するための仕組みとして、機器に取り付けたセンサーの情報を大型モニターに一元的に表示する「電子アンドン」の仕組みを構築した。

 また、CNC*2 旋盤・小型マシニングセンターのメーカーであるシチズンマシナリーは、顧客に販売した機器の稼働監視・保守効率化のために、電子アンドンと同様の仕組みを実現している。同社では、社内実践も積極的に行っており、フィリピンの自社工場の稼働監視・遠隔保守にも活用しているという。

シチズンマシナリーの「alkapplysolution(アルカプリソリューション)」。“CREATION No.16”より許可を得て転載。


 さらに同社は、ハードウエアの提供にとどまらず、設備をネットワークに接続するための接続機器や接続環境、NC*3用プログラムのオンデマンド提供や、複数工場間の技術者をつなぐためのリモートプレゼンス(TV会議など)環境の提供など、関連するサービス販売にも事業領域を拡大しつつある。

 このように、日本のものづくり現場におけるIoTの活用は着実な広がりを見せており、今後さらなるIoT活用・現場効率化の事例の登場が期待される。

*1=Business Intelligence。企業などの組織のデータを、収集・蓄積・分析・報告することで、経営上などの意思決定に役立てる手法や技術。

*2=Computerized Numerical Control。機械工作において工具の移動量や移動速度などをコンピュータによって数値で制御すること。

*3=Network Computer。イントラネット・インターネットで利用することを前提に開発されたネットワーク専用コンピューター。

欧米における製造IoTとの比較と、ものづくりの将来像

 では、日本のものづくり×IoTの活用は、世界各国と比較して将来的にも安泰なのか。残念ながら、そうとは言えない。

 ものづくりの「現場でのIoT活用」に関しては、上述の通り、グローバルに見ても高いレベルで実現されている。しかし、欧米のIoT推進団体が目指しているような、「ものづくり現場と他の機能部門をつなぐ」ためのIoTや、「複数の企業のものづくり現場をつなぎオープンイノベーションを起こすIoTプラットフォームの構築・活用」については、日本国内では目立った動きがほとんど見られない状況である。

 欧米におけるものづくりIoTの狙いは、製造現場に閉じた「生産性向上」にあるのではない。製造現場と経営をつなぐことで、ハーレーダビッドソンの事例のような「マスカスタマイズ*4」を実現して顧客単価の向上を図ったり、複数企業の製造現場からベストプラクティスを抽出し、誰でも使えるノウハウと各企業の差別化領域を明確に仕分ける事を目的としている。

 いわば、ものづくり企業のビジネスモデル、ひいては、ものづくり産業全体の産業構造・競争環境の作り変え・見直しを迫ろうとしているのである。

 たとえば、工場配置シミュレーターと呼ばれるソフトウエアを使うと、プリセットされた生産設備データを選択し、工場の3Dモデルの中で生産設備をドラッグ&ドロップで配置することで、生産ラインの概要設計が可能になる。

 さらに、PLC*5やNC、あるいはロボットなど、プログラムが必要な機器に対しては、ライブラリからプログラムを選択しカスタマイズするなどの方法で、シミュレーター上で行った動作設計をもとに、実際の設備に送り込まれる動作プログラムを自動生成することも可能になりつつある。

 下に、工場配置シミュレーターの一例としてVisual Components社のソフトウエアの画面イメージを挙げる。

 もちろん、最終的な装置間の動きの微調整や稼働確認など、物理的な設備を前にして生産技術者が行わなければならないことも残されてはいるものの、ギリギリまでデジタルシミュレーターを使い事前検討しておくことで、物理的な設備を扱うタイミングを可能な限り遅らせ、物理的な人やモノの稼働や移動を大幅に減らすことができる。

 このような工場配置シミュレーターの利用がさらに進めば、多くのライン設計者がシミュレーターに「プリセット」済みの設備を使ってラインを構築するようになるだろう。さらには、より効率的なライン設計を実現するために、代表的な製品については検証済みのラインの「テンプレート」が提供される可能性もある。

 その結果、ライン設計者は、個別の機器を選択するのではなく、テンプレートが実現するラインの効率とトータルコストを意思決定の基準にするようになるだろう。いわば、顧客の設備購買行動・設備の販売チャネルが変化し、顧客による設備の指名買いから、テンプレートに含まれる機器の“ついで買い”へと変化する。

 その時、設備の販売チャネルは、既存の機器販売代理店から、シミュレーターやテンプレートの提供会社へと変化していく可能性があるのだ。

*4=Mass Customize。大量生産に近い生産性を保ちつつ、個々の顧客のニーズに合う商品やサービスを生み出すこと。

*5=Programmable Logic Controller。機械の制御に使われる、シーケンス(順番)を制御するコントローラーのこと。シーケンサーとも呼ばれる。

日本の製造業IoTの課題

 工場配置シミュレーターが引き起こす変化の事例は、ものづくり×IoTが引き起こしうる、ものづくり産業の構造変化の一例にすぎない。

 日本のものづくり企業にとっての本当の問題は、このような産業構造変化への対応をほとんど行えていないことにある。製造現場である工場におけるIoTの導入・活用は始まっているものの、それはあくまで「生産性向上」を目的とした、従来型のカイゼン努力の延長にすぎないのである。

 今、日本のものづくり企業の経営者に求められているのは、ものづくりの×IoTがもたらしうる変化の大きさを認識し、その対策の検討は製造現場だけでは行えないのを理解することだ。その上で、IoTの検討のリーダーシップを自らが握り、将来の自社のあるべき姿の検討をすぐにでも始めることだ。

 工場IoTにとどまらない「ものづくり企業の経営改革IoT」が普及すれば、ある程度の生産性向上の方策は、ベストプラクティス(テンプレート)として購入可能になってしまうだろう。

 経営者が本当に考えるべきは、そういった差別化が困難な経営状況の中で、自社が本当に強みとするべきは何なのか。品質なのか、コストなのか、あるいは顧客対応の柔軟さやOne2One*6生産への対応力なのか。また、それらを実現するためには、製造現場を始めとする各機能部門に何を求める必要があるのか。ベーシックな生産性を満たすことはもちろんのこと、加えて求めるべきは何か。徹底した品質なのか、One2One生産に対応するフレキシビリティなのか、その両方のバランスなのか・・・。

 そういった具体的な要求・指示が行われていないために、生産現場はIoT活用方策の検討を指示されても手に余り、従来型の生産性向上検討の延長線上の活動しかできていない。それが日本のものづくりIoTの現状であり課題なのではないかと懸念している。

 日本流の「現場カイゼンのIoT」と、欧米流の「経営改革のIoT」は非連続なものである。経営改革のIoTを実現するためには、製造現場に閉じたシステムではなく、ERP*7やSCM*8、PLM*9、MES*10といったものづくりITとIoTが高度に連動する、ITとIoTの協調システムの検討・構築が必須である。

日本的IoTと欧州的IoTの比較。


 もし、日本における経営改革IoTへの理解度が高まらなければ、日本におけるIoTブームは、経営変革まで行き着くことなく現場カイゼンのIoT止まりで収束してしまい、2〜3年後には「IoTもバズワードだった」と総括されかねないのではないか。

 そうなれば、その間に経営レベルのIoT活用を志向している欧米企業に大きく水を開けられ、エレクトロニクス産業に次ぐ「デジタル敗戦」が、日本のものづくり産業のあちこちで起こり始めないとも限らないのである。

*6=One to One。受注生産。

*7=Enterprise Resource Planning。企業全体を経営資源の有効活用の観点から統合的に管理し、経営の効率化を図るための手法・概念のこと。

*8=Supply Chain Management。物流システムをある1つの企業の内部に限定することなく、複数の企業間で統合的な物流システムを構築し、経営の成果を高めるためのマネジメント手法。

*9=Product Lifecycle Management。製品に関するマーケティング、企画、製造から販売、保守、廃棄までのライフサイクル全般にわたる情報、製造・販売コストや部品供給会社など外部の関連情報までを包括的に管理すること。

*10=Manufacturing Execution System。工場の生産ラインの各部分とリンクすることで、工場の機械や労働者の作業を監視・管理するシステム。

筆者:清水 敦