スマートファクトリーとは?スマートファクトリー化で得られるメリットと課題

さまざまな技術が進化を続けている中、最近では『スマート〇〇』という言葉をよく耳にするようになっています。最も身近な例を挙げると『スマートフォン』で、今やスマートフォンは日常生活をおくるうえで「なくてはならない存在になっている」という方も多いのではないでしょうか?他にも、誰もがお世話になっている冷蔵庫やテレビ、空調機器などの中にも『スマート家電』などと呼ばれるものが登場し、今までの家電製品とは一線を画すほどの高機能に驚いてしまうものです。

ちなみに、『スマート(smart)』は『賢い』という意味で使われています。つまり、『スマート家電=賢い家電』『スマートフォン=賢い電話』という意味となります。

そして近年では、私たちの生活を支えるさまざまな製品を製造する工場など、製造業においても『スマートファクトリー』という言葉が登場しています。上で紹介した例に習うと「スマートファクトリー=賢い工場」となるのですが、実際の所どういったものを指しているのかイマイチ分かっていない…という方もいるかもしれません。
そこでこの記事では、スマートファクトリーがどういったものなのか、またスマートファクトリーのメリットなどを簡単にご紹介していきたいと思います。

スマートファクトリーとは?

それではまず、「スマートファクトリーは何なのか?」と言う点について簡単にご紹介しておきましょう。冒頭でご紹介したように、スマートファクトリーを日本語に直訳すると『賢い工場』になるのですが、これだけではイマイチ意味が分かりません。

スマートファクトリーというのは、工場内にAIやIoTを導入し、ネットワークを通じて各製造工程を自動化する取組みのことを指しています。近年では、「IoTの導入による業務の見える化」などといった文言をよく見かけるようになっていますが、スマートファクトリーでは見える化だけでなく、「省力化・省人化によるコストダウン」「生産性を向上させて売上を上げる」「人為的ミスの削減による品質の向上」などの実現を目的としています。

このスマートファクトリーは、もともとドイツが行っている、製造業に対する最適化の国家プロジェクトである『インダストリー4.0』を実現するために提唱されたもので、工場そのものが考え、判断することでより効率的に製品の生産を行うことがコンセプトとなっています。

ちなみに日本でも、スマートファクトリーをはじめとする最先端分野への取り組みを推進するために、経済産業省がコネクテッド・インダストリーズを提唱しています。

スマートファクトリーがもたらすメリットとは?

それでは、スマートファクトリーがもたらすメリットは、どのようなことが考えられるのでしょうか?スマートファクトリーは、本来人間の手で行っていた作業を、AIやIoTなどの最新テクノロジーを導入することで、自動化することができます。
人に頼らない製品作りが進められるようになるということで、以下のようなメリットが得られると考えられています。

現状の見える化

スマートファクトリー化を実施する場合、AIやIoTによって現状の工場内部の状態をデータ化し分析することができるようになります。現状の製造工程において、製造装置などの稼働状況を常に計測しデータ化することで、現状の問題点などを洗い出すことが可能になります。

例えば、生産性が高い作業と低い作業が把握できれば、製造工程をより効率的にするための改善策なども考えることが可能です。さらに、工場内の全てのデータを計測しているため、機器の異常や故障などがあっても迅速に発見することができ、基準に満たない製品を出荷してしまうリスクが低くなります。

工場の最適化

工場を稼働させるためには、莫大なエネルギーを消費することになります。製造に関係する機器を動作させるためのエネルギーはもちろん、工場内で働く作業員が快適に業務を行うための空調管理や照明など、1日稼働するだけでも相当なエネルギーを消費します。

スマートファクトリー化を実施すれば、AIやIoTによって日々消費されるエネルギーに関しても詳細なデータを収集することができます。そのため、収取されたデータを用いて業務の最適化を行い、無駄なエネルギー消費を無くすという取り組みも可能です。またスマートファクトリーでは、工場内のエネルギーをより効率的に活用するため、『FEMS(Factory Energy Management System)』が導入されることが多いです。FEMSは、工場内の各設備の必要エネルギーを自動で把握することができ、余分なエネルギー消費がある場合には供給を下げるなど、エネルギー消費を最適化するシステムです。

このように、スマートファクトリーは工場全体の最適化を目指すことができ、コスト削減を期待できるのです。

工場のエネルギー管理システム『fems(フェムス)』とは?

作業の省力化・省人化

これは非常にわかりやすいメリットです。スマートファクトリーは、AIやIoTなどの最新テクノロジーを導入し、もともと人の手で行っていた作業を自動化するものです。つまり、人に頼らない製品の製造を目指すものですので、大幅な省力化・省人化を目指すことができます。

近年では、さまざまな業界で人材不足が深刻化していますが、工場などの製造業界では、業務を成り立たせるための労働力が足りなくなっており、既存人員にかかる負担がどんどん大きくなっていると言われています。スマートファクトリー化は、こういった製造業界での人材不足問題を解消するための希望にもなっています。

スマートファクトリーの課題とは

ここまでの説明で分かるように、スマートファクトリー化には非常に多くのメリットがあると考えられています。しかし、実際に導入を検討した場合には、いくつかの課題が存在します。

導入コスト

最も大きな課題と言えるのが、スマートファクトリー化をするためには、莫大な導入コストがかかってしまうと言う点です。スマートファクトリーを実現するためには、さまざまな最新機器を導入する必要があります。さらにそれだけでなく、導入した最新機器を操作するためには、社員教育にもコストをかけなければいけません。
将来的には、無駄の削減などで売り上げの向上が見込まれるものの、初期コストがネックとなりスマートファクトリー化が難しいという企業は多いと思います。

データ収集に関する課題

スマートファクトリー化を目指す場合には、工場内のさまざまなデータを収集することになるのですが、「どのようなデータを収集し分析するのか?」が非常に重要で、その選定が難しいと言われています。

なぜかと言うと、どのような業務にAIなどを活用するのか?によって必要なデータが異なるため、データを収集するにもノウハウが必要になるのです。したがって、やみくもにスマートファクトリー化を進めたとしても、必要なデータが取得できずに断念するケースというのも多いと言われています。

まとめ

今回は、ここ数年でよく耳にするようになってきた『スマートファクトリー』について簡単にご紹介してきました。スマートファクトリーは、直訳すると『賢い工場』という意味になっており、さまざまな最新テクノロジーを導入することで、製造工程の自動化や最適化を目指すという取り組みになります。

現在、少子高齢化が進む日本では、今後も労働人口の減少が進むと予測されていることもあり、製造業界での自動化は急務だと言われています。日本政府が「コネクテッド・インダストリーズ」を提唱したこともあり、スマートファクトリーへの関心は、今後ますます高くなっていくと予想されています。

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