デジタル化は現代を動かす大きな力であり、私たちの世界を一変させています。スマートでネットワークにつながったシステムが、あらゆる種類の用途にますます浸透しています。モノのインターネット（IoT）は、家庭、都市、旅行、物流、小売、医療など、すでにさまざまな環境に影響を及ぼし始めており、工場の門の内側にも例外なく広がっていくでしょう。
マッキンゼーによる最近の推計によると、2025年におけるIoT活用の潜在的な経済効果は3兆9,000億米ドルから11兆1,000億米ドルに上り、そのうち1兆2,000億米ドルから3兆7,000億米ドルが工場環境でのIoT活用によるものと見込まれています。スマート製造、あるいはドイツで「インダストリー4.0」とも呼ばれるこの仕組みは、IoTを基盤とする完全にネットワーク化された製造エコシステムです。
将来、あらゆる「工場のオブジェクト」がネットワークに統合されると、従来の制御階層は、製品、フィールド機器、機械が分散型で自律的に組織化される形に置き換わります。生産工程は、顧客一人ひとりの要望に応じて、最小ロットでも費用対効果を保ちながらジャストインタイムで生産できるほど柔軟になる必要があります。顧客も、マウスをクリックするだけで製品を設計し、注文できるため、この変化を後押ししています。製品が数日以内、ときには数時間以内に届くことも期待しており、人件費の安い遠隔地から商品が届くまで何週間も待ちたいとは考えていません。
こうした大きな可能性がある一方、比較的伝統的な製造業の領域にIoT技術が一気に導入されるわけではありません。投資サイクルは長く、革新を追求することよりも、工程と技術の堅牢性が重視されるからです。まず答えなければならない問いがあまりにも多くあります。
IoT技術が工場の隅々、最小の設備にまで浸透するなか、技術プロバイダーと工場の計画担当者は、4つの主要課題の解決策を見いださなければなりません。
システム間の相互運用性をどのように確保するか
何千もの機器が同時に通信するなかで、リアルタイムの制御と予測可能性をどのように保証するか
破壊的な新規参入者や競合他社が、高度にネットワーク化された生産システムを掌握するのをどのように防ぐか
IoT技術の便益や投資収益率をどのように見極めるか。
技術的不確実性と財務リスクを補うには、適切な実証環境が必要です。そこで初めて、スマート製造の技術や戦略を導入、評価し、実演できます。そのため、大手のIT・自動化技術プロバイダーのほぼすべてが、独自のソリューションを試験・実演できるスマート製造ラボを設けています。しかし、重要な点が見落とされています。スマート製造はネットワークのパラダイムであり、自動化からIT、製品のデジタル設計からリサイクル、スマートセンサーから業務アプリケーションまで、幅広い領域に影響を及ぼします。
こうした側面をすべて一度にカバーできる単独のソリューションプロバイダーは存在しません。包括的なソリューションを生み出すには、技術プロバイダーが連携し、それぞれの強みと能力を持ち寄って、技術ユーザーの将来の要件に合う互換性のあるソリューション・ブロックを開発するネットワークが必要です。
協業モデルの登場
包括的なスマート製造ソリューションを開発するこうした拠点の形として、産業界と研究機関のパートナーが協力する協会が考えられます。このネットワークには、大規模な多国籍企業、中小企業、経験豊富な研究センターが参加できます。こうした協業モデルの重要な目標は、現実的な条件のもとで革新的な工場技術を試験し、可能な限り速やかに研究室から市場へ移すことです。
このような協会の強みは、「中立」なプラットフォームとしての構成にあります。ビジネス上の競争関係にかかわらず、技術プロバイダーとユーザーを結びつけます。つまり、事業領域や能力分野が重なる企業が、規模、歴史、経済状況にかかわらず協力します。ここでは、特定の企業やブランドに縛られない独立した共通規格を策定し、独自の技術やビジネスモデルをオープンなエコシステムで利用できるようにします。
事業領域や能力分野が互いに補完し合う技術プロバイダーも、異なる領域をつなぐことで生まれるネットワークの機会から恩恵を受けられます。たとえば、従来型の自動化技術と、ビッグデータ活用や保守工程のデジタル化といったITシステムとの接点が挙げられます。このネットワークには研究パートナーも加わります。必要な研究プロジェクトに取り組み、その成果を実用化へと進めるのがその役割です。さらに、すべてのパートナー間の協力を調整します。
こうした協業モデルの一つは、SmartFactoryKLによって実現されています。ドイツのカイザースラウテルンでは2005年以来、SmartFactoryKLがインダストリー4.0規格に基づく高度にモジュール化された生産ラインを実装してきました。これは、複数ベンダー間の協業における最初のベストプラクティス事例と見なせます。スマート製造というパラダイムは、スマートなエコシステムとシームレスにつながる、顧客主導型で極めて効率的な工場のビジョンを呼び起こしました。しかし、そこに至るまでには、なお多くの課題があります。スマート製造ソリューションが技術的に実現可能だと証明することは、仕事の半分にすぎません。
今日の最大の課題の一つは、技術の受容とシステム間の相互運用性が十分でないことです。次の産業時代に広く受け入れられる規格は不可欠ですが、実現は決して容易ではありません。第一に、顧客ニーズに基づく大きな市場需要、すなわち市場からの牽引力が必要です。第二に、共通で市場性のあるソリューションについて協力し、合意する企業の臨界量、つまり技術を押し進める力が必要です。
もちろん、産業革命が急速に起きたことはありません。技術の進歩と市場の需要に後押しされた進化的な移行のなかで、変化は数十年をかけて進んできました。現在のスマート製造への動きも、数十年にわたる進化になる可能性が非常に高いでしょう。こうした展開を加速させるには、触媒として、組織間ネットワークと実証環境をさらに整備する必要があります。
