最終更新日 2023/11/15
製造工場でIoTが導入される事例は増えています。スマート工場と呼ばれており、製造現場におけるさまざまな課題を解決できると期待されています。
それでは、製造工場にどのようにしてIoTを導入すれば良いのでしょうか。また、具体的にどんなことを実現できるのか知りたい人は多いでしょう。
本記事では製造工場におけるIoTの導入について、メリットや事例などを紹介します。工場へのIoT導入に興味のある人は参考にしてください。
目次
製造工場におけるIoTの導入とは
製造現場をIoT化する施策は多くの工場で実施されています。
総務省の『令和元年版 情報通信白書』によれば、国内の企業の約20％でIoT化が実現されているのが現状です。業種別のデータでは、製造業の約30％でIoTの活用が進められていました。すべての業種の中でも製造業が最もIoT化を推進しています。
また、総務省の『令和2年版 情報通信白書』によれば、IoTの活用目的の約80％が効率化・業務改善でした。
参考：総務省 令和元年版 情報通信白書｜IoT・AIの導入状況と今後の意向
参考：総務省 令和2年版 情報通信白書｜企業におけるIoT・AI等のシステム・サービスの導入・利用状況
スマート工場化として注目
スマート工場とはIoTの技術を活用して工場の生産性や品質管理の向上を図ることです。主にIoTやビッグデータなどの活用により高収益化を目指します。IoTやAIを導入することで、さまざまな工程の自動化や省エネルギー化を実現できるのです。
たとえば、画像データをコンピュータに処理させることで検査工程を自動化できます。コストダウンや業務効率化を進めることができ、製造業の会社に大きな利益をもたらすと期待されているのです。
製造工場のIoT導入で実現できること
製造工場でIoTを導入して何を実現できるのか紹介します。
現状の的確な把握
IoTを導入することで現状を的確に把握できるようになります。
なぜなら、工場の機械をインターネットに接続して遠隔地から管理できるからです。常に最新の生産状況のデータを収集して管理できるため、現場に人がいなくても的確に現状を把握できます。
たとえば、機械の故障や発注ミス、在庫不足などをすぐに把握して対処できるのです。
省エネによるコスト削減
工場をIoT化すれば省エネを実現できます。
理由としては、あらゆる機械をインターネットに接続して利用状況を管理できるからです。それぞれの機械のエネルギーの利用状況を把握することで無駄をなくせます。
こういったように、無駄にエネルギーを消費している部分を瞬時に見つけ出し、迅速に対応できる体制を整えられるのです。IoT化によって、常にエネルギー効率を考えて機械を動かせるようになり、省エネ化につながります。
生産性や品質の向上
工場のIoT化を進めることで生産性や品質の向上を図れます。
たとえば、機械とインターネットを接続してデータの一元管理が可能です。生産ラインで過密な部分や待機状態の機器などをリアルタイムで検出できます。
工場の生産性を妨げている部分の検出にIoT化は役立ち、早急に対処できるため生産性の向上を実現できるのです。
機械の異常を検知するのにもIoT化は役立ちます。問題のある機械を早期に発見して対処することで品質の向上にもつながります。
人手不足の解消
IoT化によって人手不足を解消できます。
自動化を進めることで人が行う業務を減らせるからです。工場内のあらゆる業務をIoTにより自動化できる可能性があります。
人的作業の工数を減らすことで、少ない人数でも工場を運営できるのです。製造業では人手不足に陥っている企業がたくさんあるため、IoTは注目されています。
製造工場でIoTを導入するメリット
製造工場でIoT化を導入するとどんなメリットがあるのか紹介します。
業務全体の人員削減
IoT化を導入すれば業務全体で人員削減を図れます。
たとえば、機械の巡回や点検、記録といった作業はすべて自動化できるからです。
機械とコンピュータをネットワークで接続することで自動的にデータを収集して異常を検知できます。
わざわざ人が点検を行って、データを記録していた作業をすべて省けるのです。IoT化によって、多くの業務が不要になり、人員削減を期待できます。
品質の向上
IoT化を進めれば、トレーサビリティを実現して品質向上を果たせます。
製造ラインの各工程のデータを記録して分析できるからです。データを分析すれば、不良品や破損などを即座に発見して対応できます。製造ラインの問題をすぐに把握して解決することで効率的に品質管理を進められるのです。
データをすべて記録していれば、問題の原因追求を素早く行うことができ、トラブルを回避できます。製造ラインのさまざまなトラブルを未然に防ぐことで品質の向上を実現できるでしょう。
予知保全の最適化
IoT化で予知保全の最適化を図れます。
なぜなら、稼働状況のデータをリアルタイムで収集して監視できるからです。機械から得られるデータにより、故障や不具合の可能性を検知できます。
そうすることにより、問題のある箇所に素早く修復やメンテナンスを施せるのです。予知保全によって、不良品の発生や生産ラインの停止といったリスクを回避できます。
こういったように予知保全の最適化を図ることで、製造ラインの生産性の向上につながるのです。
製造工場でIoTを導入する方法
製造工場でIoT化を進めるには、まずは見える化から始めます。
あらゆる機械からデータを収集できる体制を整えるのです。収集したデータは数値化・グラフ化することで傾向や状態を視覚的に見えるようにします。
得られたデータをもとにして効率的に機械が動作するように制御を行うことも大切です。最終的には機械の制御をすべてコンピュータに任せる自動化を実現します。
自動化によって、データの収集から制御まですべてを機械に任せられるようになり、業務の効率化や人員削減、品質向上などを図れるのです。
製造工場のIoT導入での注意点
製造工場でIoTを導入する際の注意点を紹介します。
導入コストがかかる
IoT化を実現するためにはシステムの導入コストがかかります。
既存の設備や機械ではネットワークとの接続が困難なケースがあるからです。設備や機械を一新することになれば、多くの設備投資が必要になります。
既存の設備にIoT化のためのカメラやセンサーを後付できる場合は費用を節約することが可能です。工夫次第で導入コストを抑えることはできます。それぞれの現場の状況によって、IoT化のために必要なコストは異なるため注意しましょう。
生産ラインが停止する
IoT化を進めるためには一時的に生産ラインをストップしなければいけない場合があります。
既存の設備や機械をIoT化する場合でも、工事のために生産を止めるケースがあるからです。しかし、生産ラインを停止させると生産効率が低下して、機会損失が起きるリスクもあります。
ただし、IoT化の進め方によっては、大掛かりな設備の入れ替えを避けてIoT化を進めることは不可能ではありません。できるだけ生産ラインを停止させずにIoT化を進めることが大切です。
デジタル人材が必要となる
IoT化を進めるためにはデジタル人材を用意しなければいけません。
設備や機械の設定から使い方まで正しく理解して実行できる人材を確保する必要があります。一からデジタル人材を採用するには時間とコストがかかるでしょう。自社内にノウハウがない場合は、人材育成で対応するのは難しいです。
自社だけでIoT化に対応できない場合は外注するという選択肢があります。ただし、外部企業へIoT化の設定や運用を依頼するには費用がかかる点に注意しましょう。
製造工場のIoT導入に成功した事例
製造工場へのIoT導入に成功した事例を紹介します。
総合空調メーカー
総合空調メーカーで製造工場にIoTを導入した事例があります。
海外進出を目指す際に職人が足りず、国内と同程度の品質を維持するのが困難であるという課題に直面したのです。
そこで、スマート工場化に取り組み、国内の職人の動きをAIで解析して技術レベルを数値化し、人材育成に役立てる施策を実施しました。その結果として、新しく確保した職人の技術習得を効率化させて、海外拠点への技能伝承に成功したのです。
金属加工メーカー
金属加工メーカーでのIoT化の成功事例を紹介します。
自動車向けの部品を金属加工していたメーカーでIoT化が進められました。生産設備のデータをリアルタイムで収集するシステムを開発して、機器の管理の自動化を実現して人件コストの削減に成功したのです。
さらに、危機の予防保全や生産設備の稼働率の向上などに成功して、生産性の向上を実現しました。製造工場のIoT化を進めたことで、さまざまな課題を解決できたのです。
電気機器メーカー
大手電気機器メーカーではスマート工場化の事業に取り組みました。
そのために製造工程の見える化を図り、多くの無駄が発生している作業を抽出したのです。工場の生産設備にセンサーデバイスやネットワークカメラなどを設置してインターネットに接続することで、生産ラインにおけるIoT化を実現しました。
収集したデータをAIに分析させて、無駄な作業や工程を発見して生産ロスを大きく削減することに成功したのです。
まとめ
製造工場でIoT化を実現できればコスト削減や人手不足の解消、品質向上などさまざまなメリットを得られます。
IoT化を進めるためには、見える化や制御、自動化のプロセスを踏む必要があり、デジタル技術に精通した人材が必要です。しかし、社内にノウハウがなく、デジタル人材が不足している場合はIoT化を進めるのが困難になります。
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