工場は長年、雇用や地域の繁栄をもたらす場としてだけでなく、慌ただしく、騒がしく、汚れていて、環境を汚染する施設として、人々の想像の中で重要な位置を占めてきました。そこでは、主に低技能のライン作業に何千人もの人々が従事していました。
今日、工場は変化しています。技術、自動化、グローバル化における目覚ましい進歩が、メーカーによる工場ネットワークの計画、建設、運営、統合の方法と場所を変えています。また、事業運営、政治、社会にも大きな変化をもたらしています。米国のラストベルトからインドや中国の農村部まで、技術は製品の生産や流通のあり方をどう変えているのか、自動化や自由貿易は価値ある工場の仕事を奪っているのか、どのようなスキルが求められるのか、新たな生産技術を前に地域社会はどうすれば繁栄できるのか、と多くの人々が答えを模索しています。メーカーは競争上の優位性を得る、あるいは競争力を維持するために、生産量や効率を高める新技術を取り入れ、従来の設備をいつ、どのように更新すべきなのでしょうか。
私たちは、世界経済フォーラムの「生産の未来」イニシアチブで知識パートナーを務める中で、こうした問いについて考えてきました。企業、政府、そして社会は、進行中の技術動向を理解し、協力して、明日の工場のある町が繁栄できるようにしなければなりません。
未来の工場はどのような姿になるのでしょうか。
重要な答えは工場の現場にあります。3Dプリンティング、高度なロボット工学、モノのインターネット、人工知能、ウェアラブル機器、仮想現実や拡張現実などの新技術が融合して新たな価値を生み出し、極めて効率的で柔軟な未来の工場を実現します。生み出される価値は確かなものです。大手グローバルメーカーは、全体的な稼働効率の改善、在庫やエネルギー・水のコスト削減、安全関連事故の減少を通じて、全業務で効率を高め、コストを最大30％削減しています。
変化の速度や、ネットワーク全体に変化が広がる様子は業界や国によって異なりますが、未来の工場はよりデジタル化・仮想化され、資源効率の高い空間になります。情報をより広く利用できるだけでなく、機械同士が通信し、互いに指示を出し合う、よりつながりの強い環境です。自動化、シミュレーション、可視化、分析がより広く活用され、無駄をなくし、材料の歩留まり、エネルギー消費、労力、時間の面で効率を高めます。
とりわけ、未来の工場には共通する大きな特徴が3つあります。
つながり、自動化され、柔軟なデジタル工場現場の工程
モノのインターネットと接続性を分析や人工知能と組み合わせることで、設備効率が高まり、停止時間や計画外の保守が減り、メーカーはサービス分野で新たな価値の源泉を見いだせるようになります。デジタルツイン、シミュレーション、仮想現実を活用すれば、設計者やオペレーターはインタラクティブなメディアの中に仮想的に没入し、設計、生産工程、材料の流れを最適化できます。3Dプリンティングは、新しい製品設計や機能の実現に大きな可能性をもたらすとともに、カスタマイズの拡大も可能にします。
オペレーターと機械の新たな関係
技術は仕事の性質や、オペレーターに求められるスキルを変えています。ロボット工学によって「退屈で、汚く、危険な」作業の大半が自動化され、協働ロボットはますます囲いの外に出て、オペレーターと並んで作業するようになっています。拡張現実やウェアラブル機器も、工場現場でのオペレーターの訓練、組み立て、意思決定の方法を変え、柔軟性、生産性、品質を高めています。
技術によって労働者の総数が減る一方で、一人ひとりの生産性を大幅に高められるため、多くの分野で労働力は引き続き費用対効果の高い選択肢となるでしょう。今後数年間、少なくとも次の10年のかなり先まで、工場では人とサイバー技術の組み合わせが主要な役割を担い続けると考えられます。労働人口の高齢化が進む先進市場でも、労働者により高いスキルが求められる低コスト市場でも、技術は生産性向上の効果を速やかに引き出し、未活用の労働力を生かすための有効な手段となるでしょう。
工場の構造、立地、規模
未来の工場は極めて効率的で持続可能なものとなり、交換可能な生産ラインを備えたモジュール化が進み、複数の生産ロットに合わせて容易に再構成できるようになります。デジタル生産技術により、ソフトウェア開発者、製品設計者、生産技術者は、開放的で風通しのよい環境で働けるようになります。技術によって低コスト労働の役割が小さくなり、規模の経済が成り立つ最低規模が下がるにつれ、分散型製造が主流になるでしょう。メーカーは従来の生産拠点に、消費地の近くに置く小規模で柔軟性の高い拠点を加え、より応答性の高いサプライチェーンによって地域のニーズに応えられるようになります。こうした、より地域に根ざし、エネルギー効率が高く、廃棄物の少ない工場は、循環型経済の発展に寄与するでしょう。
こうした全般的な傾向は実現しそうですが、未来の工場が単一のモデルに従うわけではありません。業界や発展途上国・先進国の経済がそれぞれの道を模索する中、変化の進み方は地域によって速さも姿も異なります。その一方でメーカーは、急速に変化する能力を踏まえ、設備投資戦略を見直す必要があります。従来の投資期間では対応できなくなるためです。すでに対応を始めた企業もあれば、あまり長く後れを取る余裕のない企業もあります。
技術が雇用の流れを変え、規模を重視した低コストの労働集約型の仕事をなくす一方で、より高いスキルを要する仕事を地方の市場拠点に分散させる中、地域社会が繁栄するには、必要なスキルとインフラを整えなければなりません。地域社会の備えを進めるため、政策立案者は企業、学術界、社会団体と連携し、主導的な役割を果たす必要があります。
これまでの産業革命は何世代にもわたって進展しましたが、第4次産業革命の進展速度を前に、地域社会が取り残されることを望まないなら、より迅速な対応が必要です。
