インダストリー4.0【設計原則・要となるスマートファクトリー・必要なテクノロジー・取り入れることの目的とメリット】

日本におけるインダストリー4.0「コネクテッド インダストリーズ」

コネクテッド インダストリーズ（Connected Industries）とは、経済産業省が2017年に提唱した概念です。

主に製造業を対象とした「データを介して、機械、技術、人など様々なものがつながることで、新たな付加価値創出と社会課題の解決を目指す産業のあり方」のことを表します。

世界では、ドイツの「インダストリー4.0」、フランスの「未来の産業（Industrie du Futur）」、中国の「製造2025」など、インダストリー4.0（第4次産業革）命を起こそうと、具体的な政策を掲げ、推進しています。

このような背景を受けて、日本ではコネクテッド インダストリーズ（Connected Industries）を2017年3月に開催された「ドイツ情報通信見本市」で世界に発信しました。

具体的には、人・モノ・技術・組織などがつながることで、新たな付加価値の創出や社会的課題を解決する産業を目指すという取り組みです。

コネクテッド インダストリーズ（Connected Industries）を実現する3つの柱

コネクテッド インダストリーズ（Connected Industries）を実現するものとして、以下の3つの柱が示されています。

1. 「人と機械・システムが対立するのではなく、協調する新しいデジタル社会の実現」
2. 「協力と協働を通じた課題解決」
3. 「人間中心の考えを貫き、デジタル技術の進展に即した人材育成の積極推進」

これらの中で重要になるのが、3番目の柱にもある「人間中心」という考え方。

システムを優先するドイツの「インダストリー4.0」とは異なっているのが大きな特徴です。

インダストリー4.0の要となるスマートファクトリー

インダストリー4.0の中心にあるのは「工場のスマート化」、いわゆる「スマートファクトリー」です。

スマートファクトリーを実現した工場では、工場の機器、設備、工場での作業データをAIやIoTなどの先端テクノロジー技術を使って、データを収集して分析・活用。業務プロセスの改革、品質・生産性の向上を継続発展的に実現することが可能になります。

つまり、インダストリー4.0を実現するためには、スマートファクトリー化が欠かせないということになります。

＊スマートファクトリーの詳細は、「スマートファクトリー｜スマートファクトリーの定義とIoT活用事例」の記事を参照。

インダストリー4.0を取り入れることの目的とメリット

インダストリー4.0を取り入れる大きな目的は、スマートファクトリー化です。

そして、スマートファクトリー化することで得られる主なメリットには以下のようなものが挙げられています。

工場の自動化による生産性向上

機械や製造スタッフの稼働状況をはじめとした生産に関わる情報を収集、分析。

収集したデータを活用することにより、人材配置やあらゆる工程を管理。

発注から納品までの工程を自動化したり、遠隔管理できるため、作業の効率化、生産性の向上につながります。

人材不足・雇用などの課題解消

製造業の就業者数は、約20年間で157万人の減少。

若年就業者数は、約20年間で121万人減少しており、人材不足、雇用は大きな課題をなっています。

労働不足が深刻化すると、生産ラインが稼働できないという事態を招きかねません。

また、人材を確保するには、賃上げが必要になりますが、賃上げした分のコストは効率化して生産を高めることで確保する必要があります。

インダストリー4.0を取り入れ、スマートファクトリー化することで、適正な人材配置や作業の自動化を行えば、生産性が高まり、上記のような課題の解決に。

コスト削減や正確な需要予測

データ収集・解析により、無駄や課題を把握し、解決につなげることが可能に。

さらに、需要予測を活用することで、過剰在庫を防ぎ、コスト削減にも寄与します。

インダストリー4.0の設計原則

インダストリー4.0には、以下の4つの設計原則があります。

相互運用性（Interoperability）

相互運用性とは、製造業に関わるすべての人・モノ・システムをつなぐことを意味します。

工場内の製造機械を連携するだけでなく、ヒトをサポートするロボット活用や、遠隔地の共同作業を実現するために情報をやり取りするために拠点間の情報を共有したりすることを指します。

情報透明性（Information Transparency）

生産工程で得た膨大な量の情報やデータを誰でも閲覧できる状況にしておくこと。

従業員それぞれがデータの使い方を考えられる状況を作り、製品開発や製造工程の見直し、顧客の需要分析などに役立てることで生産性向上につなげます。

技術的アシスト（Technical Assistance）

人間にとって重労働だったり、危険にさらされる作業を機械やロボットなどに任せること。

作業の効率化が図り、作業スタッフの安全を確保することもできます。

分散型決定（Decentralized Decision-making）

状況をリアルタイムに反映しながら、経験や勘だけでなく、収集したデータをもとに自動で意思決定していくこと。

業務ごとで意思決定を分散させることで、それぞれの状況に応じた最適な判断をすることができます。

インダストリー4.0に必要なテクノロジー

インダストリー4.0の推進は、以下の6つのテクノロジーで支えらます。

IoT（モノのインターネット）

スマートファクトリーを実現する重要な要素。

工場内に設置された機械にIoTを導入することで、大量のデータを収集・分析することが可能。

AI（人工知能）

機械学習などのAIにより、取得したデータから自動的に知識やパターンを学習。

設備の異常検知や自動制御、需要予測などが可能になります。

クラウドコンピューティング

インターネットなどのネットワーク経由で、クラウドサービス事業者の提供するコンピュータ機能を利用する仕組み。

スマートファクトリーを実現するには、複数のデータを統合するクラウドコンピューティングが必要です。

エッジコンピューティング

「端末の近くにサーバを分散配置する」ネットワーク技法のひとつ。

ユーザや端末の近くでデータ処理することで、上位システムへの負荷や通信遅延を解消します。

エッジコンピューティングを使用することで、データ分析をリアルタイムで行うことが可能になり、業務効率化につながります。

セキュリティ

インダストリー4.0では、製造機器をインターネットに接続することにより、サイバー攻撃に遭う危険性が高まります。

サイバー攻撃やウイルス侵入を防ぐためのセキュリティ技術は欠かせません。

デジタルツイン

現実世界の物体や環境から収集したデータを使い、仮想空間（サイバー空間）上に双子のようにコピーして再現するテクノロジーのこと。

仮想空間（サイバー空間）で、新製品の設計や工場ラインなどさまざまなシミュレーションができるため、生産性の向上が可能に。

インダストリー4.0に欠かせないスマートファクトリー化を実現する「スマートマットクラウド」

リアルタイム実在庫のデータを収集、分析、遠隔管理が可能

スマートマットクラウドはリアルタイム実在庫のデータを収集、分析、遠隔で管理。工場内の自動化、スマートファクトリー化をサポートするIoTソリューションです。IoTで現場のモノの動きを捉え在庫管理を自動化、その上で工程内のモノの流れを分析し問題を見える化します。さらにリアルタイム実在庫データを武器に工程を跨ぐ流れの澱みを特定しDX、現場力の向上に寄与します。


在庫置場に出向くことなくリアルタイムで管理画面から部品と仕掛品の在庫数を確認できます。在庫確認や補充タイミング把握のため、倉庫や工場内を走り回る必要はもうありません。

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◆特徴