200の製造業幹部がデジタルファクトリから始めるべき場所を教えてくれます - 業界知識

200人の製造業幹部が、デジタルファクトリから始めるべき場所を教えてくれます

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デジタルファクトリーの話題の中で、PricewaterhouseCoopers Germanyは、2017年前半に大規模産業および製造部門の200人の上級管理職、および業界のより多くの主要企業に関する定量的市場調査を開始しました。幹部らは詳細なインタビューを実施した。調査に参加した幹部は、製品開発、生産、または技術分野の意思決定者でした。戦略、有効性、技術、才能の4つの側面（図1参照）を通して、レポートはデジタル工場の背後にある原動力を詳細に探求し、デジタル工場を建設することを計画している中国企業に何らかの参考を提供するかもしれません。

戦略

調査結果によれば、91％の製造会社がデジタル工場に投資していますが、そのうちの6％しか「完全にデジタル化」されていません。

デジタルファクトリへの投資を計画している回答者の4分の3は、ローカライズされた製造を通じて顧客に近づいており、パーソナライズされた柔軟な生産が投資に寄与する2つの主な要因であると述べています。

デジタルファクトリーは、「ドイツ/ヨーロッパの製造業」を推進しています。デジタルファクトリーへの投資を計画している回答者の93％が、今後5年間で一部または全部のデジタルファクトリーをドイツに移転する予定です。今後5年間の投資の77％は、新しいデジタルファクトリーの建設または拡張に使用されます。デジタル化はヨーロッパの産業センターの競争力を強化しています。

デジタルファクトリの意図がなければ、企業は将来競争力を失うかもしれません。デジタルファクトリーを実現するには設備投資が必要であり、オープンイノベーションを推進するためには内外のステークホルダーと協力することが必要です。たとえば、PhilipsはDrachten工場でこのアプローチを採用しました（ "Philips：Innovation and Collaboration"を参照）。さらに、才能を雇い、訓練し、多くの変化に対応し、従業員の間で信頼を築き、そして彼らの完全な支援と完全な意見を得ることが必要です。

企業は今日の競争の激しい市場で生き残りたいと望んでおり、顧客中心は重要な要素です。企業は常に顧客の近くにいて、顧客の嗜好の変化にもっとタイムリーに対応することができます。この動きは輸送費と物流費の削減にも役立ち、顧客は最小限の、あるいは無視できる流通コストでカスタマイズされた製品から利益を得ることができます。

メリット

短期間でのまれな収益 - デジタルファクトリーへの投資は戦略的な動きであり、投資を回収するには2〜5年かかります。回答者のほぼ半数が5年以内にデジタルオペレーションへの投資を回収することを望んでいます。インタビュアーは1年以内に投資を回収することを望んでいます。

企業は、5年間で効率を大幅に改善することを望んでいます。ほぼすべての回答者（98％）が、デジタル工場への投資の主な理由として効率の向上を見ています。包括的な計画、資産活用の改善、品質コストの削減、および自動化のすべてが効率の向上に貢献します。

調査対象企業のほとんどは、デジタル工場投資の回収期間を5年に限定しています。決定の背後にあるのは、詳細なビジネス上の議論と投資の慎重な検討です。企業がさまざまなデジタルファクトリソリューションに慣れてくると、それらを実装するのに必要な時間と労力をより明確に理解できるようになるため、投資の返却期限についてより保守的な予測ができます。

プラントの効率を改善することに加えて、デジタルファクトリーは他の利点をもたらすことができます。たとえば、航空宇宙分野では、一部の企業はデジタルファクトリソリューションを使用して、従来の製造の限界を打破する高度な航空機およびエンジン設計を開発しています。さらに、デジタルファクトリは、企業がエネルギーと原材料の消費量を削減し、持続可能な開発の目標を達成するのに役立ちます。企業は、データを使用してリソース効率を改善し、サプライチェーンをより賢明にし、原材料をオンデマンドで注文し、在庫を削減しています。

しかし、同社の目標はこれだけにとどまりません。一部の企業はすでに電気がオンデマンドで消費される無人工場を計画しています。最新のデータによると、産業部門のエネルギー消費量は1990年以降減少しています。しかし、デジタルファクトリーの支援を受けても、工業製品企業は依然として省エネルギーを活用できる可能性があると考えられます。

フィリップス：イノベーションとコラボレーション

フィリップスはDrachtenのグローバル市場向けに高品質で革新的な製品を開発しています。この施設では、生産技術者と労働者が、自動組立、デジタル衛生、ロボット工学、3Dプリント、ビッグデータ分析などの主要デジタル技術を通じて、製品の開発と生産を管理し、共同開発と生産をサポートします。これらの独特で革新的なデジタル技術は、最初の正しい設計、欠陥ゼロの生産、および需要主導型サプライチェーンを可能にします。将来的には、フィリップスはその生産業務をアップグレードし続け、そしてカスタマイズの方向でより柔軟な研究開発を実行することを計画しています。

Philips Drachten工場はDrachten Innovation Clusterの代表で、北西ヨーロッパの16のハイテク製造会社で構成されており、世界中から優秀な人材や他のハイテク企業が集まっています。同クラスターはまた、地方自治体や研究所と密接に協力して、将来オランダ北部の主要産業都市としてのドラクテン地域の地位を確保し、強化します。

技術

包括的な製造実行システム（MES）によるプラントの内部および外部相互接続：デジタル化の最初のステップは、共有インフラストラクチャを介して他の資産と機械を相互接続することです。 MESシステムは、生産をリアルタイムで計画および管理し、効率、生産の柔軟性、および資産の利用を改善します。利益を最大化するには、MESシステムをERPシステムと統合する必要があります。これにより、企業は内部プロセスをデジタル化するだけでなく、サプライチェーン全体をデジタル化することができます。

共同ロボット、デジタル衛生、拡張現実感などのテクノロジが、よりスリムなオペレーションと生産性の向上を促進します。労働者の生産性と生産性の向上、プロセスの向上、製品品質の向上を支援するデジタルテクノロジが急速に普及しています。倍増すると予想されます。労働者と機械のコラボレーションは開発の重要な分野であり、デジタル双子の仮想工場の表現が生まれました。拡張現実関連ソリューションは、従業員が無欠陥製品を製造するのを助けます。

企業は、予測データ分析と機械学習を通じて、より情報に基づいた決定を下します。人工知能とデータ分析はデジタル工場の原動力であり、半数以上の研究会社がより合理的な運用上の決定を下すためにインテリジェントアルゴリズムを採用しています。。プラント内および企業エコシステム内の完全な相互接続、および情報のインテリジェントな適用は、競争力を維持するために不可欠です。

MESを利用して工場内外の相互接続を実現

工場でのスマートな相互接続のペースは加速しています。多くの企業は、センサーを使用してチップ上のデータを読み取り、識別してそれをデータプラットフォームに送信するMESなどのセンサーを介して、コンポーネント、機械、生産管理、輸送車両、労働者、さらには製品までを互いに接続するネットワーク技術を採用しています（図IIを参照）。たとえば、Bosch Rexrothは、Homburg工場で周波数ベースの識別追跡技術の世界的なパイロットを開始しました（「Bosch Rexroth：インターコネクトを介したマスカスタマイゼーション」を参照）。

MESを使用することで、情報によるリアルタイムの計画と管理が可能

MESを使用することで、リアルタイムの計画と管理に情報を使用することができます。データ分析に基づいて予期しないイベントを認識または予測し、対応または最適化のための関連アクションを生成します。一部の企業は、在庫切れを防ぎ、在庫レベルを最適化するためのシステムベースのストレージ監視システムも開発しました。

多くの企業はデジタルファクトリーの外側にも目を向けており、サプライヤ、生産ネットワークから顧客までのバリューチェーン全体を水平に統合することを目指しています。 ERPシステムへの動的接続と結合されたより高度な追跡システムはデータを透明にし、データ分析がサプライチェーン計画全体を最適化することを可能にします。

Bosch Rexroth：相互接続による大量カスタマイズ

ボッシュレックスロスは、50歳のフンボルトを拠点とするインダストリー4.0プログラムの大手工場を約700人の従業員で建設しました。インダストリー4.0を実践した最初の企業の1つです。

産業用および携帯用の制御装置、油圧機器、およびボッシュグループ内の小規模なパイロット企業としてのHumboldt工場は、Industry 4.0プログラムのユーザーおよびサプライヤです。このプラントは、ハイレベルのコア戦略を中心に展開し、デジタル化と相互接続の実装と使用を成功させるための強固な基盤を築きます。 Humboldt工場は、グループの他のパイロット工場、Bosch Rexroth製品の地域組立技術、およびBosch Connected Industryプロジェクトチームと連携して、効率性の確保と冗長性の排除のための統合と調整を行っています。これらの技術の指導の下で、工場は他の工場で推進することができる標準を確立するために様々な解決策を開発しました。各工場では、Bosch CloudやBosch NetworksのエンタープライズITアーキテクチャなどのグローバルサービスも活用して、規模の経済性を実現しています。

Bosch Rexrothは、ペーパーレスの動的看板、自動誘導製品、独立した作業ユニット、従業員と製品の自動識別、リアルタイムの品質検査など、さまざまな革新的技術を使用しています。 RFIDベースの電子サイネージやピッキングなどの実績のある技術と提携することで、Humboldt工場は効率と生産性を向上させながら、組立ラインでより多くの製品バリエーションを生産することができます。

生産性を高め、プロセスを改善するためにデジタル技術を使う

多くの企業は、労働者の生産性向上とプロセス改善を支援するために、さまざまなデジタル技術を使用することも計画しています。一部の企業では、従業員がリモートでコラボレーションするためにモバイルアプリを使用しています。ロボット工学および他のデジタル技術も労働者をより簡単に、より安全にそしてより効率的にする。共同作業ロボットは、事前プログラミングで指定されたタスクを完了するだけでなく、作業員が対話的にこれらのロボットを「訓練」することもできます。彼らはプログラミングに多くの時間を費やす必要はなく、ただ行動を繰り返すだけです。ヒューマンコンピュータコラボレーションは開発の重要な分野であり、企業が注意を払う必要がある分野であることがわかりました。多くの企業がプロセスの視覚化と自動化の改善に焦点を当てていますが、適切なテクノロジを採用してヒューマンマシンコラボレーションの受け入れを広げる計画はほとんどありません。

デジタル世代の製品と生産ラインを組み合わせることで、新しい生産プロセスをシミュレートしてテストし、実際の起動前にそれらを最適化することが可能です。

現在、製品、機器、製造ライン全体、および工場のインフラストラクチャ、いわゆる「デジタル衛生」をデジタル表示することが可能です。このテクノロジは、開発プロセスの効率を向上させ、品質を向上させ、関係者間の情報共有を促進するために、主に製品開発または生産計画段階で使用されます。デジタル世代の製品と生産ラインを組み合わせることで、新しい生産プロセスをシミュレートしてテストし、実際の起動前にそれらを最適化することが可能です。あなたがあなたのパートナーとデジタル双子を使うことができるならば、あなたはよりよくマッチングのためにあなたのプロセスを最適化することができます。デジタル衛生は、バーチャルリアリティ、拡張現実、リモートメンテナンスなどの多くのアプリケーションの基盤でもあります。

5年以内に採用される可能性が最も高いものであっても、最も一般的なデジタルファクトリテクノロジは、依然として従来のモデルの下でのパイプラインに基づいています。この場合、製造戦略や企業の生産モデル（モジュール式生産設備、柔軟な生産プロセスなど）を根本的に検討する必要があるかもしれませんが、多くの企業はこのリスクを負うことを望んでいません。企業は、全体的な事業戦略と技術開発に基づいて、グローバルな視点からデジタル戦略を開発する必要があると考えています。

データ分析による意思決定の支援

データはデジタルファクトリの基盤であり、データ分析とシステム統合に多大な投資を必要とします。センサーによって、将来のデジタルプラントは大量のデータを生成することができます。データ統合とメモリの技術能力が向上し続けるにつれて、デジタルファクトリとサプライチェーンエコシステムのリアルタイム統合が可能になります。機械設備によって生成されたデータは、サプライヤや顧客でさえもMRSやERPシステムに転送され、企業はサプライチェーン全体で重要な需給データのリアルタイム供給とやり取りすることができます。将来的には、デジタルファクトリーは、顧客の需要が利益率を最適化するには不十分である生産期間中に、さまざまなメンテナンスおよびシャットダウンスケジュールを計画できるようになります。

工場内および企業エコシステム全体にわたる完全な接続性を実現すること、および情報をインテリジェントに使用することは、企業が競争力を維持するために不可欠な選択肢となります。多くの企業がこれを認識しており、ビッグデータ機能の開発に懸命に取り組んでいます。

才能

デジタルプロダクションはデジタル労働力を生み出すことを意味します：デジタルファクトリーは新しい働き方を必要とします。労働力の構成は変化し、企業は正しい才能を採用し保持する必要があります。データサイエンティストは、運用パフォーマンスを向上させるためのインテリジェントなアルゴリズムを見つける必要があり、人間とコンピュータの相互作用には新しいスキルが必要です。デジタルトレーニングプログラムと外部の「デジタルネイティブ」の採用により、デジタル工場を成功させることができます。

デジタル変革は、トップリーダーによって開始され、直ちに開始する必要があります。企業のデジタル変革には、高度なリーダーシップとガイダンスが必要です。世界中の競合企業がデジタル化を進めている今、企業は今行動を起こす必要があります。

デジタルファクトリーは別の働き方を必要としており、企業はデジタル労働力を生み出す必要があります。デジタルファクトリーに必要なスキルを備えた十分な労働者がいることを保証するために、企業は有能な人材の不足に対処するためにビジネス、政治、学界と積極的に協力する必要があります。もちろん、トレーニングや教育への投資はコストがかかりますが、効率性の向上による収益の増加はこの投資を相殺する可能性があり、従業員は昇給の恩恵を受けることもできます。さらに、才能が必要とする資質も大きな変化を遂げています。デジタルファクトリーにおけるパイプラインワーカーの需要は減り、より多くのデータアナリストとプログラマーが必要になるでしょう。

この問題を解決するには、単により多くの人材を採用し、既存の従業員を訓練するだけではありません。上級管理職は例を挙げてデジタル変革全体を導き、企業全体で継続的な学習の精神を実践し、デジタル指向の企業文化を上から下へと構築する必要があります。

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