グローバルな意味において、インダストリー4.0の概念は、製造業のデジタル化を表すものとして広く認識されています。「4.0」は、歴史的に見て4回目の産業革命、つまり第四次産業革命という意味合いを持っています。第一次産業革命は、水と蒸気を動力源とする機械化による生産、第二次産業革命は電力による大量生産、そして第三次産業革命はコンピューター制御とオートメーションによる生産を表しています。現在、製造業では第四の革命、つまりIoT技術による通信とサイバーフィジカルシステムを使用したスマートファクトリーの実現が始まっています。
世界的なコンサルティング会社であるマッキンゼー社によると、インダストリー4.0は4つの技術トレンドによって進められています。
ドイツは高度な製造システムの優れた供給者になるための国家戦略として、インダストリー4.0の概念を確立した国として広く知られています。ドイツの製造業は、最先端の研究開発機関のネットワークに支えられた世界で最も競争力のあるものの一つであります。
ドイツはインダストリー4.0の技術の世界的に優れた開発者としての立場を強くするために、優れた機械と工場による製造業、世界的に大きな影響を与えるIT能力とそのノウハウが込められたシステムや自動化工学を重要視しています。
ドイツがインダストリー4.0の普及とスマート工場化をリードしたとしても、その先導役としてのポジションをアメリカと厳しく競い合うことになるのは、確実となっています。アメリカでは、インダストリー4.0はIIoT(Industrial Internet of Things, 産業分野におけるIoT)として知られています。製造環境における技術が急速に進歩するにつれて、多くの米国企業は立ちはだかっている大規模な変化への対応に追われています。
ハーバードビジネスレビュー誌の「From Data to Action」レポートによると、企業にとってスマート工場化を進める際の最も困難な点は社内文化にあるとあります。インダストリー4.0の可能性を最大に引き出すには、企業はパフォーマンスデータの明白なソースを規定し、意思決定者すべてに、リアルタイムなデータを受領できる権限を与える必要があります。また、定量的な製造データを使用した事実に基づいたデータによって、意思決定を行うということを、マネジメントのどのレベルにおいても徹底させる必要があります。
中国は依然として世界最大の製造国であり、アジアの大国ではありますが、インダストリー4.0の普及となると、ヨーロッパや北アメリカの競合に遅れをとっています。これは主に歴史的要因よるものです。例えば、ドイツは昔から高度な生産システムに重点を置いているのに対し、中国は価格が問題となる低価値製品の製造ということを特長としているからです。現在、工員1万人当たりの産業用ロボットの台数は、ドイツでは282台にも上るのに対し、中国は約14台しかないというようなアンバランスな状態をもたらしています。
しかし、時代はとても速く変わってきています。環境や限りある資源への関心の高まりにより、中国では人件費と原材料費が高騰し、また他にも低価格を打ち出す競合が出現したため、中国は「世界の工場」としての立場が脅かされるようになってきました。その結果、中国政府は旧式な生産設備を取り替え、製造業におけるIoTに基づいた現代のテクノロジーに投資して、別の発展の道を進むことに力を入れています。
自動車産業では、現在、営業経費削減と同時に製造工程の更なる品質向上を行いたいという要望が増えているため、インダストリー4.0の時代の到来が望まれていました。
自動車産業では、すでにオートメーション、データ交換、そして生産技術の分野での変革を行っています。
セーフティクリティカルなボルト締めでは、モニタリングや分析結果記録が工程の最適化のために使用されています。センサーによって工程は記録され、より高い段階のデータベースにリアルタイムに送信されています。
IoTに後押しされたインダストリー4.0は自動車部品メーカーに対して低コストで有意な効果をもたらすものとして期待されています。市場の圧力が増大しているため、デジタル化が着実に進歩し、より反応が良いツールがこの分野に提供されています。重要なポイントとなるのは、システムのダウンタイムの削減、自動化とリソースの最適化による生産性の向上、メンテナンス費用の削減です。インダストリー4.0は、加工作業を迅速にし、競争力の向上をもたらすため、新たな販売機会が期待されます。
部品製造工場ではインダストリー4.0を実施することで、特に予防保全の面においての可能性が見込まれます。製造データを継続的に記録し、分析することで、工場やシステムのエラーが予測でき、非効率な開発を是正し、生産性を向上させることができます。
航空宇宙産業は、能力の高い熟練工と最先端のテクノロジーがしばしば同義語となっているような素晴らしい業界でもあり、非常に厳しい要求が求められる業界です。小ロット、長いサイクルタイム、サイズの大きな部品、変動性の高い製造工程が特徴のこの業界では、ツールやソリューションのスマート化を普及させることが課題となっています。
旅行客の数が増加し続けるにつれ、主要なOEM企業は全体の生産効率を向上させ、品質コストとサイクルタイムを制限し、エラーの原因であるヒューマンエラーを取り除く必要に駆られています。このことに対して、アセンブリツールはインテリジェントソフトウェアとデジタルネットワークによって、ツール同士およびメーカーの生産および品質システムと完全に接続することで、より柔軟性をもたらし、非常に役立っています。
一般産業界では、革新的で、ユニークで、品質と費用対効果が高い製品が望まれています。この業界では、新技術の進歩により製品寿命が短く、似通った製品が市場に出されるため、非常に競争が激しくなっています。したがって、革新的な新製品を市場に出すために、生産を短くしたいという要望が多くあります。この要望に応えるには、製品開発のライフサイクルを完全にデジタル化することが挙げられます。そしてこれを行うことにより、精度の高いトレーサビリティ、品質管理が行え、費用対効果の高い新製品をお客様に提供することができます。製品ライフサイクルをデジタル化するには、完全なデジタルデータモデルが必要になります。一般産業界がこうした要件を満たせるかどうかは、インテリジェントで、適合性のある生産方法にかかっています。幅広い製品がシステムやセンサーに組み込まれ、そしてすべてがお互いにインターネットで繋がっています。
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