製造業注目の「インダストリー4.0」とは? IoTがもたらすメリット

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近年、第4次産業革命とも云われる『情報通信技術と製造技術の融合』が急速に進んでいます。

工場では機器がインターネットに接続されて制御・管理される『スマートファクトリー化』が進んでいるように、ITやIoT製品が発展しているいま、製造業はDXをはじめ新しい産業形態に変化しつつあります。
こうした産業のデジタル化を推進するコンセプトに「インダストリー4.0(Industrie4.0)」というものがあります。

本記事では「インダストリー4.0(Industrie4.0)」についてご紹介していきます。

「インダストリー4.0(Industrie4.0)」とは?

インダストリー4.0(Industrie4.0)とは、第4次産業革命ともいわれる「製造業のデジタル化」を推進する政策的コンセプトのことです。2011年にドイツで提唱され、近年AIやIoT等の技術が発展してきたことで世界各地へコンセプトが広まりました。


アメリカでは「インダストリアル・インターネット」、中国では「中国製造2025」などと様相を変え唱えられており、日本では「Connected Industries」という呼び名が2017年に経済省から公式に発表されました。

その内容は、製造業のデジタル化=『情報通信技術と製造技術の融合』への対応であり、近年急速に発達し増加したスマートファクトリーの推進などが主たる例です。
具体的には、次のような変化がその1例です。

例1:設備の稼働状況をリアルタイムに把握する

製造業における機械・設備がセンサーを用いて稼動状況などをリアルタイムに収集し、または倉庫に保管される資材や生産ラインへ送られる物資にICタグが付与されることで、情報が一元管理されるようになります。

例2:作業工程をデータでシュミレーションし、業務フローを最適化する

製造工程におけるあらゆるデータが、機器に備え付けられたセンサーなどを通じて余すことなく全て収集されるようになれば、コンピューター上で作業工程の詳細なシミュレーションを構築することができるようになります。このシミュレーションを何度も繰り返すことで、作業効率やコスト面においてもっとも効率の良い業務フローを導き出すことが可能となり、業務効率の改善や製造コストの最小化が図れるようになります。

補足ですが、こうしたコンピューター上の仮想世界(サイバー空間)と現実世界(フィジカル空間)の間で連携が実現される状態を、Cyber Physical Systems(=CPS)といい、製造プロセスをデジタル化して大幅な工数・コストの削減と、製造業の競争力強化を可能にします。

インダストリー4.0(Industrie4.0)の歴史

前述の通り、インダストリー4.0(Industrie4.0)は2011年にドイツにて提唱されました。

2005年にドイツの教育研究省が「ハイテク戦略2020」と呼ばれる政策的な活動計画を示した文書を発表し、その中で生産プロセスをデジタル化する重要性が指摘されたことを端きりに、製造業のデジタル化が産業政策として注目され始めます。その後、2011年の国際産業見本市「ハノーバメッセ」にて始めて提唱されたことでインダストリー4.0(Industrie4.0)は世界各地へ広まりました。

特に、2014年のハノーバメッセではインダストリー4.0(Industrie4.0)が大々的に取り上げられ、この頃から日本でもインダストリー4.0(Industrie4.0)が注目を集めるようになります。

2013年には、機械工業やICT、電子工業などの各種関連する業界団体が「インダストリー4.0プラットフォーム」を立ち上げており、2035年までの計画・ロードマップが作成されています。

インダストリー4.0(Industrie4.0)が製造業界にもたらすメリットは?

製造業が競争力で勝るためには、新規性があり、且つ顧客のニーズに合わせた高品質なモノを安く生産することが重要です。しかし、多くの工場では生産ラインにある各種機器ごとに、それぞれ個別の制御機器・管理システムが存在しているという現状があるため、機器の故障や資材の不足などを人の手で管理しなくてはなりませんでした。

また、近年は顧客ニーズが多様化しており、それぞれの細かなニーズに合致した製品をひとつひとつ作ること=「マス・カスタマイゼーション」(多品種少量生産、または個別注文生産)は、コスト面で難しいという問題もあります。


こうした現状に対応することができるのが『インダストリー4.0(Industrie4.0)』です。

具体的には、まず工場における機器を全てIoTによってインターネットに接続し、機器の制御や稼動状況の可視化及び管理などを一元的に行うことを実現します。このような「スマートファクトリー」では、機械の稼動状況がリアルタイムに取得・記録されるため、どの機械が故障したか瞬時に判別可能となり、機械の故障や不具合に繋がる小さな『異変』にも前もって気づけるようになります。

従来なら、機器の故障で生産ラインが稼働停止すると、故障した機械を探し出して修理・代替品への交換等の対応を完了するまで生産ラインをストップしなくてはなりませんでした。しかしスマートファクトリーであれば機器の些細な異変にも気がついて故障前にメンテナンスを実施できるため、ロスを削減することが期待できます。

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