IoTによるスマートファクトリーのメリットと導入までの4ステップ

製造業でIotを活用したスマートファクトリーへの取り組みが増加しています。この記事では、なぜスマートファクトリーが注目されているのか、スマートファクトリーの導入までのステップや導入後のメリットを解説していきます。

スマートファクトリーとは

スマートファクトリーは和製英語であり、製造現場のFA機器（Factory Automationに使用される機器）がネットワークでつながった工場を意味しています。 ネットワークを介してあらゆる機器や設備、人の行う作業などのデータに関してIoTなどを用いて取得・収集を行い、そのデータを分析・活用し、新しい付加価値を生み出す仕組みが取られている工場がスマートファクトリーです。

スマートファクトリーが注目される背景

注目される大きな要因は、ドイツ政府が提唱した「インダストリー4.0」にあります。インダストリー4.0は、ドイツ政府が主導する国家プロジェクトであり、製造業界全体の高品質化と効率化を実現させることで、ドイツ製品の国際競争力を引き上げる取り組みです。 ドイツのインダストリー4.0を受け、日本の経済産業省は「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・インダストリーズは、IT化やロボットの普及などを通して、製造現場の効率化を図るための取り組みです。こうした背景により、スマートファクトリーは注目されています。

スマートファクトリー化するメリット

スマートファクトリーを導入することで得られるメリットはいくつかあります。では、主なメリットについてみていきましょう。

1.現場の業務を可視化

スマートファクトリーでは、IoTやインターネットを活用することで、設備や機械の稼働状況を常に計測し、インターネットを介して共有できます。それにより、生産性が高い業務と低い業務の判断が容易になります。現場の業務を可視化するため、会社全体で業務の効率化に取り組みことが可能です。

2.エネルギーの最適化

工場では、空調や機械など日々膨大な電力を業務に使用しています。スマートファクトリーでは、エネルギーを効率的に使用するためのシステムであるFEMS（工場エネルギー管理システム）が導入されています。 FEMSは、省エネ装置と電力需要装置を連携させているため、工場内で必要なエネルギーを自動で把握することが可能です。余分なエネルギーを使用している設備がある場合は、供給量を下げてエネルギーの消費を減らせるなど、エネルギーの最適化を行えます。

3.情報の蓄積

従業員ごとの知識や作業熟練度などの情報をデータベース化し、その情報を蓄積できます。その情報を分析することにより、技能やノウハウを体系化することができ、技術の継承が行いやすくなるでしょう。

スマートファクトリー化するデメリット

多くのメリットがあるものの工場のIT化を行うため、それに伴うデメリットも存在します。ここでは、スマートファクトリー化のデメリットについて解説していきます。

1.コストが高い

FEMSを導入するためには、社員教育や初期投資が必要です。多額のコストが発生するため、導入のする際の大きなハードルとなっています。

2.機器ごとのメンテナンスが必要

スマートファクトリー化では、最新技術を導入した機械を使用して、工場の自動化を行います。しかし、いくら高性能な機械であっても定期的なメンテナンスは必要です。機械や設備ごとにそれぞれメンテナンスの方法が異なるため、担当する作業員の教育やメンテナンスマニュアルの作成など手間や負担が発生します。

スマートファクトリーで解決できる課題

スマートファクトリーを導入することによって、解決できる課題は非常に多くあります。ここでは、その中でも日本企業にとって重要な課題について解説していきます。

1.デジタルシフトへの対応

デジタルシフトとは、IoT・AIなどの最新技術を使用して、新しいビジネスモデルを創出し、業務の工程を大きく変革することを意味しています。 日本の大手企業などはデジタルシフトに適応しており、今後はデジタルシフトできない企業は競争力が低下すると言われています。スマートファクトリーを導入することで、デジタルシフトへの対応が可能です。

2.改善のコモディティ化への対応

コモディティ化とは、商品間の差異がなくなる状態のことです。改善のコモディティ化とは、改善方法などが常に類似している状態になることで、新たな付加価値が生まれにくい状況を指しています。 スマートファクトリーでは、機器や設備、人が行う作業などに関して、IoTなどを用いてデータの収集を行い、そのデータを分析・活用します。新しい付加価値を生み出す仕組みが取られているため、改善のコモディティ化に陥るリスクを軽減することができます。

3.デジタル化・ソフトウェア化への対応

現在、ビジネスをデジタルデータにもとづいて変革するデジタル化、大量のデータを取得して活用するソフトウェア化が多くの企業に求められています。スマートファクトリーでは、IoT・AI・ビッグデータ・ロボットなどの最新技術を活用するため、デジタル化・ソフトウェア化に対応することが可能です。

4.人材不足への対応

日本では企業の人材不足が進んでおり、人材確保が大きな課題です。そのため、スマートファクトリー化による生産工程の自動化・省人化、IT・IoT・ビッグデータ・AIなどを用いた業務の効率化は、人材不足という課題の解消につながります。

スマートファクトリーの導入のステップ

スマートファクトリーを導入する際には、4つのステップが関連してきます。 1つ目は、IoTやインターネットなどを利用し、機械や設備の稼働状態などの工場内の情報を収集することによる情報の可視化です。 2つ目は、収集した情報をビッグデータ分析、AI関連技術で分析を行うデータ分析になります。 3つ目は、分析結果をもとに、機械・設備、人にフィードバックを行う「制御」です。 4つ目は、制御を組み合わせることで、生産や経営全体に最も適した結果を導きだす「最適化」です。

これらのステップを踏むことで、最終的には人手をかけなくても自律的な判断をするスマートファクトリーの実現が可能になるでしょう。