スマートファクトリーとは? 概要やメリットを解説

 2021.05.30  デジタルトランスフォーメーションチャンネル編集部

スマートファクトリーについてご存知ですか?工場などの設備データなどの情報をIoTによって可視化することや、自動化することを目的としており、コストカットや生産性の向上、他にも様々な目的をもって進められている戦略です。しかし、スマートファクトリーを導入するためには課題や、検討するべきことがいくつか存在しています。

今回はスマートファクトリーの概要と、導入までのステップ、メリットやデメリットの紹介まで詳細に解説します。

スマートファクトリーとは? 概要やメリットを解説

スマートファクトリーとは?

まずはスマートファクトリーの概要を知らなければなりません。スマートファクトリーの大きな目的について紹介していきます。

工場内の設備データを可視化・自動化すること

スマートファクトリーは、一般的にIoT機器を導入することによって、工場内の設備データを可視化あるいは自動化することを意味しています。ドイツ政府が提唱した国家プロジェクトである「インダストリー4.0」を体現した工場を指し示しており、IoT機器から得られるデジタルデータの活用によって、業務プロセスを改善、品質や生産性の向上を実現することと定義されています。

スマートファクトリーには、AIなどの人工知能やモノのインターネットであるIoTなどの先進的な技術を取り入れた効率的な工場であり、これらの先端技術によって可視化及び自動化を容易にし、生産性の向上やコストカットなどの効率化を図ることを可能にすると考えられています。

起源はドイツ政府の国家プロジェクト

スマートファクトリーの起源はドイツ政府の国家プロジェクトである「インダストリー4.0」が始まりとされています。これは第4次産業革命ともいわれており、ITの先端技術が進化発展するとともに産業構造の変革が起こることによって生まれたプロジェクトといえるでしょう。

日本でもこのような支援戦略として「コネクテッドインダストリーズ」という名称でIoTやAIなどのデジタル技術が生み出す価値を支援する方針を打ち出しています。

スマートファクトリーの目的

スマートファクトリーの大きな目的は4つあります。

  • コストカット
  • 生産性の向上
  • 人的ミスの減少による品質価値の向上
  • デジタルシフトへの対応

スマートファクトリーが実現することで、人材不足が解消され生産性が向上し、人的コストを抑えることができます。また、作業が自動化・効率化されることで人的ミスは減少し、デジタルシフトへの対応をスムーズに行うことを目的としているのです。

スマートファクトリー化への4ステップ

スマートファクトリーを実現するためには、4つのステップがあり、このステップが基本的な構造となっています。確認していきましょう。

「収集」「蓄積」「分析」「活用」のサイクルが基本的構造

4つのステップとしては、工場内の情報の「収集」、サーバーやクラウド上にデータを「蓄積」、蓄積されたデータをAIによって「分析」、分析から得られたデータの「活用」。これらを基本的なサイクルとして、スマートファクトリー化は進んでいきます。

「収集」では、工場設備の稼働状況などのデータを収集します。これにより生産性をどのように向上させるのか対応を考慮することが可能です。

「蓄積」によって、目的に沿って収集されたデータが蓄積され、どのように利用するか検討することができます。「分析」では収集・蓄積したデータから分析を行い最終的な「活用」への仕組みを考慮することとなるのです。

これらのサイクルによって得られたデータに関連する作業を自動化することが実現するためのステップとなります。

スマートファクトリー化が進まない理由

スマートファクトリー化をすれば効率化が計れることがわかっていますが、実際には進んでいません。これらが進まない理由について説明します。

ネットワークの構築が必要

スマートファクトリーとはIoT機器やAIなどネットワークとの接続を有する機器の導入が最低限必要です。ここには問題があり、導入の目的を明確にしなければ適切なネットワーク環境の構築を行うことができません。

せっかくスマートファクトリーを構築しようと思っていても、構築までのハードルが非常に高く構築に対する障壁となってしまいます。また、中小企業などの設備はIoTを利用したデータ取得を前提として作られていないなどの問題から、資金の面で導入を諦めざるを得ないという状況に置かれているといえるでしょう。

もし構築ができる環境だとしても工場のどのデータを連携するのかしっかりと考慮しなければ効果を得るのが難しいのも導入が進まない理由の1つといえるでしょう。

サイバーセキュリティが強化されていない

スマートファクトリーの構築が完了し、工場を効率的にすることに成功してもそこで終わりではありません。スマートファクトリーの要はIoT機器やAIなどのネットワーク接続を有する機器であることから、物理的なセキュリティよりもサイバーセキュリティの面で非常に脆弱であることが考えられます。

過去の事例では、ランサムウェアなどのサイバー攻撃が行われ、工場内部のコンピューターへ感染が確認された事例があるのです。スマートファクトリーを実現するためには、サイバーセキュリティの問題をどのように解決するのか、あるいはどのように対応するのか、ということを想定することが必須になることでしょう。

データが活用できない

機器の設置やセキュリティ面の問題の他に、もう1つの課題が「データの活用」にあります。データを取得することができ、蓄積ができるようになったとしても、分析や活用まで活かすことができなければそのデータは使えないデータでしかありません。

例えば条件が統一されていない機器や、設置した機器の設定がバラバラでは取得したデータから得られる情報もバラバラで分析に支障が出てしまいます。

そのため、データを使える状態にするために、取得したいデータについての検討がされていること、事前にデータの加工やデータの準備をすることが必要になります。スマートファクトリーの肝はデータを活用するサイクルまでもっていくことであって収集・蓄積することではありません。最終的に活用できるデータを扱う人材も必要になってくるでしょう。

スマートファクトリー化によるメリット・デメリット

スマートファクトリー化によって起こるメリット・デメリットが存在します。それぞれ解説していきます。

スマートファクトリー化によるメリット

メリットは人材不足の解消や、データの見える化、材料投資・設備管理が最適化されること、情報の蓄積など、効率化につながることが多いといえるでしょう。

例えばデータの見える化によって、現状の生産性が見えるようになります。どの工程の作業で生産性が低いのか、あるいは高いのかが把握できれば工場はより効率化するための改善策を打ち出すことができるでしょう。

もちろんこれは材料への投資、設備の管理についても情報として見えるようになることにもつながります。必要以上の材料への投資をする必要がなくなることや、設備の管理も最適化することが可能となるのです。

これによって効率化が行われコストカットなどの利点も得られるといえるでしょう。

スマートファクトリー化で懸念されるデメリット

デメリットとしては、IoT機器のメンテナンスが必要であることが挙げられます。当然IoT機器も機械のためメンテナンスを必要とします。その際に、メンテナンスマニュアルの構築や、メンテナンスのための作業員の教育が必要となるでしょう。

効率化を行うことは大きなメリットでもありますが、メリットがデメリットを上回らなければ実施する意味がありません。導入コストもあるため、問題点を洗い出し、デメリットよりもメリットの方が大きいことを確認した上で着手することが大切であるといえるでしょう。

まとめ

スマートファクトリーの概要から、スマートファクトリー化へのステップ、スマートファクトリー化が進まない理由やメリット・デメリットまで解説しました。スマートファクトリーは未だ障壁が大きく、日本での導入は中々進んでいません。

しかしスマートファクトリー化をうまく活用することができれば、工場内を可視化すること、品質の向上や自動化、コストカットなど大きなメリットが期待できます。これからIT化が加速的に進んでいく中で、従来のやり方では生産性の改善が期待できない、コストカットするべき場所がわからないといった問題に早期に対応するためにも、スマートファクトリー化戦略を導入してはいかがでしょうか。

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