製造業（工場）DXの必要性とは？DXのメリットと課題・取り組みのポイントを解説

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• 製造業DX、工場DXとは
• 製造業のDXで得られるメリット
• 製造業におけるDXの課題
• 製造業におけるDXのポイント
• まとめ

製造業DX、工場DXとは？

製造業におけるDXとは、AIやIoT、ビッグデータといった先進技術を活用し、業務効率の向上や生産性の最大化を目指す取り組みです。従来の製造業では、紙やExcelを使ったアナログ管理が広く行われており、デジタル化の遅れが課題となっています。

在庫管理や生産計画などにおいても、手作業やマンパワーに頼る管理方法が根強く残っている状況です。知識や経験を体系化・データ化していないため、データの一元化も図られていないケースも多いでしょう。

しかし、DXが進めば製造業全体の競争力が強化され、持続的な成長が期待できます。たとえば、AIによる需要予測が可能となれば、生産計画の最適化や生産性の向上につながるでしょう。

また、経済産業省は、製造業のデジタル化を推進する目的から、2017年には「スマートファクトリー」のロードマップを提唱しています。スマートファクトリーとは工場内の基幹システムや製造実行システムなどを連携させて、一元管理により効率的な運用を実現している工場を指します。製造プロセス全体をデジタル技術によって最適化し、効率的かつ高品質な生産活動が可能となる仕組みです。

製造業におけるDX推進は、業務効率や生産性の向上だけでなく、企業全体の競争力強化にも直結する重要な戦略だといえます。

スマートファクトリー（スマート工場）とは

スマートファクトリー（スマート工場）とは、AIやIoT、ビッグデータによる分析や解析を用いて、製造プロセスの最適化と自動化を進める工場のことです。工場内の機械や設備がインターネットで接続され、リアルタイムで情報共有とデータ分析が行われるため、次のような仕組みを構築できます。

• 生産ラインの監視が常に行われ、トラブル発生時には即座に対応できる
• 過去データの分析を基に需要予測を行い、生産計画の最適化が図れる
• AIによる分析・解析による業務改善で生産性向上が期待できる

製造業のDX推進は、スマートファクトリーとなることを意味するものではありません。製造業のDXとは、サプライチェーンを含めた仕組みそのもののデジタル化を指し、スマートファクトリーは製造部門でのDXを進める取り組みです。すなわち、スマートファクトリーの推進が製造業のDXにつながると言えるでしょう。

製造業のDXで得られるメリット

人手不足の解消

DXが進めば、ロボットや自動化技術を導入されるため、少ない人員でも効率的に業務を遂行できる環境が構築されます。製造業では人手不足が深刻な問題となっており、高齢化や労働人口の減少によって、現場での人材確保が難しくなっている状況です。

しかし、DXによって労働者一人あたりの負担が軽減できれば、離職率が低下し、従業員満足度の向上が期待できるでしょう。

また、DXを進めれば技術革新に積極的な企業としてのイメージが向上します。そのため、優秀な人材の確保や採用にもプラスの影響を与えるでしょう。

業務効率化

DXの推進によって業務のデジタル化が進むため、情報の一元管理と業務効率化につながります。従来の製造業では、紙やExcelを使ったアナログ管理が主流であり、業務プロセスが複雑化や情報の伝達ミスにつながっていました。

しかし、DXによって、次のような項目が可能となるため、業務全体の効率が大幅に向上します。

• データの一元管理

生産計画や在庫管理などのデータをクラウドシステムで統合し、関係部署がリアルタイムで情報にアクセスできる。結果として、迅速な意思決定と計画の実行が可能となる。

• 業務プロセスの自動化

ロボットや自動搬送システムが導入され、組立や物資移動などの作業が自動化される。そのため、ヒューマンエラーが減少し、生産の安定性が向上する。

• ペーパーレス化

紙で管理していた帳票や指示書をデジタル化するため、管理コストが削減される。結果として、情報の検索や承認プロセスが迅速になる。

• システム連携

部門間のシステムが連携されるため、情報共有がスムーズになり業務全体の効率が向上する。

データ活用によって、生産状況をリアルタイムで把握したり、品質に影響を与える要因をデータで把握できたりするようになります。そのため、工場運営の見える化を進めれば、透明性が高まるだけでなく、早急な改善策の実施につながるでしょう。

生産性や質の向上

データドリブンな経営が進むことで、工場の生産性や製品の品質が向上します。リアルタイムのデータ収集と分析によって、生産ラインのボトルネックや問題点を早期に発見し、適切な対策を即座に講じることが可能となるためです。

たとえば、機械の稼働状況や稼働率、原材料の使用状況などは即座に把握できます。そのため、問題が発生した際にはすぐに修正し、プロセスの最適化を図れるでしょう。

また、過去のデータを活用した予測モデルに基づいて、需要変動に柔軟に対応した生産計画が立てられます。そのため、製品の品質向上や顧客満足度の向上にもつなげられるでしょう。

技術の属人化や後継者不足の解消

DXによって、工場長や部門のリーダーといった特定の人材に技術や知識が属人化することを防げます。たとえば、技術やノウハウをデジタルデータとして保存し、組織全体で共有する仕組みが構築すれば、技術が一部の人間に依存する状況を解消できるでしょう。結果として、属人性が無くなり、業務の標準化が進むといえます。

また、デジタル化された手順書や教育プログラムによって、新規従業員への教育やトレーニングを効率的に行うことも可能です。技術伝承が円滑に進むようになるため、後継者不足の解決にもつながるでしょう。

ダイナミック・ケイパビリティの強化

DXによって、ダイナミック・ケイパビリティの強化が可能です。ダイナミック・ケイパビリティとは、自社や関係各社の経営資源を再配置するという考え方のことです。

不確実性の高いVUCA時代では、企業の変革力が求められます。データ収集とシステム連携を強めた場合には、AIを活用した予測やシミュレーションが実施できるため、迅速な意思決定が可能です。

そのため、DXは市場の変動や顧客のニーズ変化への対応にも大きな効果を発揮します。たとえば、リアルタイムで市場データを分析し、需要の急激な変動や新たなトレンドを把握するといった動きも可能です。そして、データを基にして、製造計画やサプライチェーンの調整を迅速に行えば、常に市場の変化に対応し、競争力を維持できるでしょう。

脱炭素化の推進

DXが進めば、脱炭素化への新たなヒントを得ることも可能です。日本では、大企業の約9割、中小企業の約5割が脱炭素を意識した取り組みに着手しています。たとえば、工場のエネルギー管理システムを導入し、エネルギー消費をリアルタイムでモニタリングするといった方法も脱炭素化とDXにつながるでしょう。

また、脱炭素化の推進によって、低炭素製品やカーボンフットプリントが小さい商品を開発することも可能です。そのため、脱炭素化を進めれば、「環境に配慮した製品作りを行う企業」として、新しい市場の開拓につながることも予想されます。

製造業におけるDXの課題

日本の製造業やものづくり産業はDXが遅れており、大きな課題となっています。ここでは、製造業のDXが遅れている理由についてみていきましょう。

デジタル人材の不足

製造業にデジタル技術が求められる一方で、デジタル技術のノウハウを保有する人材不足が大きな課題となっています。経済産業省による「2022年度版 ものづくり白書」によると、デジタル技術導入の先導的役割を果たす人材不足を課題視している企業は、デジタル技術活用中企業で44.4％、デジタル技術を未導入の企業で36.9％となりました。
人材不足、ノウハウ不足にあわせて、デジタル人材の育成費用も不足している企業が多く、人材の採用と採用後の育成ともに追いついていない現状です。

コスト配分の難しさ

大規模な工場を持つ企業は、設備の維持費が高額になることが多いため、DXを進める際の課題になっています。加えて、工場運営では設備投資が優先されることから、ITシステムやデジタル技術への投資が後回しにされるケースも少なくありません。

また、大規模工場では、既存のシステムやプロセスをすぐに変えることが難しい点も課題の1つです。新しいITシステムの導入には、システムの安定稼働や生産ラインへの影響を最小限に抑える慎重な計画と予算が必要です。

しかし、予算の確保が難しい場合にはDXが遅れるため、市場での競争力低下につながっているといえるでしょう。

高齢化・就業者属性の偏り

製造業では、就業者の高齢化が進んでいます。経済産業省・厚生労働省・文科省が発表している「2022年版 ものづくり白書」の調査によると2002年から2021年の過去20年間で、高齢就業者数が32万人増加しています。しかし、女性就業者数は91万人減少している状況です。

日本全体では女性の雇用比率は向上しています。しかし、製造業では労働環境が厳しいことから、女性の就業比率が低くなっています。雇用比率の偏りは企業のイノベーション力や組織の柔軟性を低下させ、DXにつながる多様な視点やスキルが不足する要因だといえるでしょう。

また、日本で働く外国人労働者の約3割が製造業に従事しているものの、就業環境やスキルアップの支援が重要な課題となっています。そのため、DXを推進し、言語の違いや文化の違いによるコミュニケーションの課題を解決するデジタルツールの導入なども必要です。

製造業におけるDXのポイント

属人化している業務の洗い出し

DXを進める場合は、最初に属人化されている業務を洗いだしましょう。そして、属人化していない業務においてもシステム化・見える化すべき業務を洗い出します。

洗い出しの方法としては、部門の担当者にヒアリングを行い、具体的にどのような手順で業務が進められているかを詳細に把握しましょう。どの業務が特定の個人に依存しているか、どの部分がシステム化や見える化を必要としているかを明確化できます。

そして、属人化されている業務をリストアップし、優先度の高いものからシステム化を進めれば、業務の標準化と効率化が図れます。

データ加工や連携の強化

多くの製造業では、古い設備やレガシーシステムを使い続けているため、デジタル化が進んでいないといえます。また、仮にシステムがデジタル化されたとしても、各システム間の連携が不十分な場合、データ活用は難しいでしょう。

そのため、各システム間のデータ連携を強化し、適切なデータフォーマットに加工しなければなりません。たとえば、生産設備から収集されるデータを標準化し、品質管理や在庫管理などと連携させればデータの一元管理と活用が可能となるでしょう。

IT・DXに強い人材やパートナーに頼る

DXを成功させるためには、自社内でDXの推進を担う専門人材を確保しましょう。製造業においては、従来の技術やプロセスを理解したうえで、デジタル技術を導入・運用できるITやDXの専門家が求められます。

自社でIT人材を雇用するのが難しい場合は、DXをサポートする外部パートナー企業と協力することが大切です。優秀な外部パートナーは豊富な経験と専門知識を活かし、自社内で不足しているリソースを補えます。たとえば、ITインフラの構築やデータ分析システムの導入、DXに伴う業務プロセスの再設計なども可能です。

そのため、自社で人材を確保するのが困難な場合には、ティーガイアのように、現場のニーズに合わせたカスタマイズ対応ができる企業を選びましょう。

まとめ

製造業におけるDXは、業務効率や生産性の向上に不可欠な要素だといえます。DXに成功すれば、競争力の維持や迅速な意思決定、技術の標準化にも効果を発揮するでしょう。

しかし多くの企業では、デジタル人材の不足や高額な設備維持費、既存システムの変革の難しさが課題となっています。そのため、自社内のリソースに頼るだけでなく、外部パートナーの協力も検討してみましょう。

ティーガイアは工場ネットワークの見直しや端末管理に強みを持っているため、製造業のDXの促進が可能です。外部の専門家と連携することで、DXを加速し、市場での競争力を高めることも大切です。