スマート製造技術：効率的な生産の未来？

2020年の初め以来、工業および製造業はCOVID-19パンデミックの影響を受けています。工場は、強制的な閉鎖、厳格な安全プロトコル、そしてその結果生じる労働力不足により、生産管理に苦労している。労働集約型産業は特に大きな打撃を受けており、産業自動化への転換を促している。さらに、パンデミックの震源地でもあった1つの国への過度の依存によってサプライチェーンが混乱し、サプライチェーンの再編と他国への移転を余儀なくされました。

パンデミックは続いているものの、その猛威は弱まり、通常の活動が再開されています。過去数か月間の苦闘により、機械の自動化、パフォーマンスの最適化、プロセスの視覚化、データに基づく意思決定の必要性が浮き彫りになりました。このような状況において、スマート製造技術はますます導入され、注目を集めています。これらのテクノロジーは、組織が人材不足に関連するリスクを軽減し、全体的な効率を向上させ、不確実性や前例のない出来事によってもたらされる課題にスムーズに対処するのに役立ちます。

スマート製造とは、製造環境にデジタル技術を統合して、製造をより効率的、適応的、データ駆動型にすることを意味します。このアプローチには、バリュー チェーン全体の可視性の向上、意思決定の迅速化、エラーの減少、従業員への依存度の軽減など、さまざまな利点があります。

製造業および工業部門の重要な側面は物流です。自動誘導車両 (AGV) とドローンにより、迅速かつ効率的な配送が可能になり、工場内および工場間の物流における人間への依存が大幅に軽減されます。さらに、これらの車両は、さまざまなルート、速度、積載量などに合わせて必要に応じて再プログラムできるため、柔軟な輸送オプションになります。 AGV とドローンは、倉庫や配送センターの全体的な生産性を向上させるための頼りになるソリューションとなっています。

拡張現実 (AR) と仮想現実 (VR) の技術は、製造企業の間でますます人気が高まっています。最も成功した例はボーイング社です。同社は AR を使用して工場の電気配線を設置し、品質を 90% 向上させ、作業時間を 30% 削減しました。 AR および VR テクノロジーは、人間が複雑なタスクを正確に完了するのを支援することで、すぐにその価値を証明すると期待されています。これらの技術は、組み立てや製造に加えて、製造設計やプロセスシミュレーションの分野でも重要な役割を果たします。

あらゆる新製品やプロセスのシミュレーション、生産設定の変更、それらのリアルタイム監視は、時間の経過とともに有益であることが証明されています。デジタル ツイン テクノロジーにより、製品の設計、製造プロセス、運用のモデリングが可能になります。根本原因分析やwhat-if分析など、デジタル ツイン テクノロジーが提供するさまざまな機能は、組織が効率的に業務を運営し、物理的な資産をより適切に維持するのに役立ちます。ユニリーバは、15 の生産セルにデジタル ツインを実装した後、一貫した品質を維持し、バッチ生産時間を短縮し、リソースの使用率を向上させることができました。将来的には、デジタルツインの普及により工場の力はさらに強くなるでしょう。

デジタル ツインなどのテクノロジーを現実のものにするには、産業用 IoT (IIoT)、人工知能 (AI)、機械学習 (ML) などの他のテクノロジーを統合する必要があります。 IIoTは工場の資産、プロセス、在庫などをデジタルで接続し、将来のスマートファクトリーの基盤となることが期待されています。バリュー チェーンのさまざまな要素間の接続を作成し、サプライ チェーン全体の可視性を向上させます。 McKinsey Global Institute の調査によると、IIoT は 2025 年までに 1.2 兆～3.7 兆ドルの経済効果をもたらすと予想されています。ロードマップと戦略を計画している企業は、最大の利益を得るためにこのテクノロジーを確実に導入するでしょう。

協働ロボット（コボット）などの技術は、今後数年間で勢いを増すと予想されています。協働ロボットは、共有ワークスペースで人間と一緒に作業するように設計されています。協働ロボットは柔軟性、利便性、生産性を提供します。ロボットは簡単に再プログラムでき、反復作業や危険な作業を実行するために素早く展開できるため、人間の作業員が安全で熟練した作業に従事できるようになります。

米国ロボット工業会は、2027年までに協働ロボット市場が75億ドル（産業用ロボット市場全体の29%）に達すると予測しています。グリッパー、組み込みビジョン システム、AI や ML などのサブシステムにおける技術革新により、協働ロボットはよりスマートで効率的になっています。協働ロボットは初期コストが低く、投資収益率 (ROI) が高く、生産性が高いため、需要が急増するでしょう。

COVID-19 の経済的影響により、現在はスマート製造技術への投資が妨げられている可能性がありますが、その明らかな利点により、今後数年間で導入が加速するでしょう。スマート製造技術により、業界は将来同様の課題に対応し、事業継続性と全体的な効率性の向上を確保できるようになります。 （キャシーが編集）