製造業DXとは？メリットや課題について解説

現代のビジネス環境の中で、しっかりとした足場を維持し、競合他社と差別化を図るためには、効率的な生産性向上と継続的なイノベーションが欠かせません。

特に製造業においては、製造プロセスをよりスリークで効率的なものにするために、テクノロジーの力を借りて『製造業DX』と呼ばれるデジタル変革が進んでいます。

この記事では、製造業DXとは何か、その具体的なメリットや課題について詳しく解説します。新しい時代の製造業に適応するための有益な情報を提供することで、それぞれの企業がDXの道をどのように進めば最善かを理解する助けとなることを目指します。

製造業におけるDX（デジタルトランスフォーメーション）とは

製造業におけるDX（デジタルトランスフォーメーション）は、AIやIT技術を取り入れる事でデジタル化を推進し、業務の効率化を進めて行きます。

これにより製品を使用する人々の生活をより良いものに変えていく、その潜在力こそがDXの本質です。アナログ作業が主体の製造業にとって、このDXは成長の可能性を秘めたキーファクターとなりうる一方で、多くの企業から目が離せない状況となっています。

我が国の製造業は、世界的な競争の波や少子高齢化等の要因により生産年齢人口が減少しており、それによって様々な問題に対応せざるを得ません。それら課題を解消する手段として、DXが注目されています。

デジタル技術を製造業に導入すれば、製造プロセス全体の情報を一元化して管理することが可能となり、業務効率化が見込めます。

また、各工程をデジタル化して測定・管理すれば、それまで個々の従業員に頼りきっていた技術やナレッジを、組織全体で共有と蓄積することが可能となります。これにより社内データと情報の共有が活発化し、組織全体として社会や経済の変動に応じた柔軟な対応が可能となります。

製造業のDX化が必要な理由とは

製造業のデジタル変革、或いはDX化は、今や避けて通れぬ道となっています。その理由は主に２つあります。

一つは、生産効率化による経費節減です。製造業というものは多様な素材を使用して製品を生み出すもので、そのプロセスはいわば複雑さの極みで、時間を非常に要します。しかしその全過程をデジタル化することにより、その複雑さを最適化し、コストを効果的に削減することが可能となります。

二つ目として挙げられるのは、市場の変化に伴う素早い対策実行力の向上です。インフォメーションがデジタル化される事で、購買行動のパターンや市場の最新トレンドをリアルタイムでの理解が可能となり、その結果を製品開発や販売戦略に活かすことが可能となります。これらが事業の成長を加速させ、市場の変動に対する対応力を高めます。

競争が激化する製造業の現状と、絶え間なく変動する市場の要望に対応するためには、DX化の推進は絶対条件です。既存の仕事を自動化することで時間を節約し、新たな開発や戦略にリソースを集中的に使うことが可能となります。

製造業におけるデジタル変革は、単に流れに乗るだけでなく、企業自体の技術革新と発展を引き立てる重要な役割を果たします。

製造業DXのメリットとは

製造業DXのメリットについて、詳しく解説します。

情報の可視化

可視化とは、受注からアフターサービスまでの全ての工程の情報を統合し、アクセス可能にすることです。従来、生産プロセスや品質管理に関するデータは散在していましたが、今では一元化し、リアルタイムでリーダーに情報を提供します。これにより、生じた問題に対しても的確にフィードバックし、改善策を適用できます。

可視化された情報は、企業の業務管理に役立つ具体的な洞察を提供します。例えば、季節変動や需要予測に基づいた生産調整、物流の最適化、販売予測等です。これらは全て業務の効率化に寄与し、その結果、製品の品質向上やコスト削減などのポジティブな効果が期待できます。

業務効率化は新たな技術開発や市場開拓のチャンスを生み出し、企業の発展を加速させる可能性を持っています。つまり、DXと情報の可視化は、製造業が次のステップへと進む一助となる道具なのです。この可能性を見据え、製造業のDX化はますますその重要性を増していくことでしょう。

ダイナミック・ケイパビリティ重視の企業に

ダイナミック・ケイパビリティとは、「市場や顧客の要望が激しく変わる環境下でも、企業が自己を変革し持続的な成長を遂げるためのフレームワーク」を指す言葉です。

市場の変動に柔軟に対応する仕組みを持つことは、現代のビジネス環境において避けて通れません。その一環として製造業のデジタル化（DX）は重要な機能を果たします。

製造業にDXを取り入れることで、人材開発体制の強化や業務の効率化が可能となり、変化に対応力のある人材の育成と業務プロセスの最適化が実現します。

日本ではまだ、ダイナミック・ケイパビリティを重視した経営は多くは見られません。そのため、今こそ積極的にDXを推進し、企業の組織風土を変革していくことが求められています。

品質安定・人材コスト削減

DXによる製造業への主な利点は、品質の確保と人件費の削減の二つです。

品質の安定化を支えるのは、データ解析の力です。AIの導入やIoTの活用により、製造工程全体をリアルタイムで把握し、不具合の早期発見と対応が可能となります。これにより、製品の欠陥を未然に防ぎ、かつ製造条件も最適化することが可能となります。その結果、一定の品質を保つ製品を提供することが可となります。

次に、人手による作業を機械に置き換えることによる人材コストの削減です。これにより、人間が取り組むべきタスクをより重要なものに絞ることが可能となります。これらの変化により、稼働時間の短縮や人手不足の解消へと繋がり、人材コストの削減が実現するのです。

生産効率向上

DXを実施することで、生産過程の自動化と生産コストの軽減という、製造業における重要な二つの利益が手に入ります。

製造業は手作業が多く、複雑な業務プロセスが必要だったことから、DXを導入することで、これらを自動化と効率化することが可能になります。具体的には、AIやロボットの利用で必要以上の人的リソースを減らし、同時に生産データの収集と分析を通じて生産ラインを最適化し、設備の運用を改善することが可能となります。

さらに、IoTの活用により、製造プロセス中の情報をリアルタイムに収集し共有することが可能になります。これにより、速やかな意思決定や問題の早期発見と対応が可能になり、これら全てが運用コストの削減と生産性の向上に直接貢献します。

製造業におけるDXの推進は、その競争力を大幅に強化します。DXの導入により、効率性と品質の向上を同時に達成し、製造業全体での価値向上を実現することが可能となります。

顧客満足度向上

データの集約と分析による製造業DXでは、製品の質を上昇させ、生産効率を改良することが可能です。

これにより、安定した商品供給と短い納期が実現し、結果的に顧客満足度が向上する benefit を提供します。

さらに、生産過程のデータ化と視覚化により、問題を素早く解消し、顧客要望への迅速な対応が可能になります。

また、IoTやAI技術の活用により、製品利用時のデータをリアルタイムで追跡し、分析することも可能となりました。これにより、カスタマーサービスの改善や製品改良の提案が可能となり、顧客満足度を更に向上させることができます。

これらの取り組みは、顧客ロイヤルティ改良だけでなく、リピート購入や新規顧客の獲得にも寄与します。

製造業DXの課題とは

製造業DXにはメリットがある一方で、デメリットも存在します。

属人化している業務の把握

日本の製造業界は、優れた技能と経験を持つ職人たちが主体となる現場主義・職人主義の風潮が色濃く、その結果、その優秀な人材の知識と経験は集約化されてしまっています。

これによって、業務の詳細や情報が限られた人々の間でしか共有されておらず、全体での情報分散や知識の共有が難しい状況が見受けられます。

DXを推進するための重要なステップは、このような情報や知識を「目に見える形」にすることです。これを実行しなければ、DXの導入が成功しても、必要な情報が十分に伝播せず、業務の効率化も期待できません。

したがって、DXを適切に進めるためには、情報や作業内容を確実に取り出すための詳細なヒアリングを行い、現場から必要な情報をすべて「可視化」することが絶対に必要となります。

導入コスト

工場の設備をデジタル化するためには、大規模な初期投資が必要となります。

この高額な投資は、期待される生産性の向上により長期的には回収可能とも言えますが、厳しい競争環境のもとで運営を続ける中小製造企業がそのリスクを直ちに受け入れられるかは案外難しいところです。

しかし、この導入コストを軽減するための対策として、クラウドベースの活用が挙げられます。

クラウドベースの技術を利用することで、業務に適したシステムを必要な時だけ、必要な量だけ活用することによって運用コストを管理し、政府によるIT導入補助金制度も多くの企業にとってハードルを下げる一助となっています。

製造業を取り巻く経済環境

製造業の経済環境は、決して安定しているとは言えません。製造業は日本の国内だけでなく、全世界の経済動向に直結しているからです。

最近では新型コロナウイルスの影響や、米中貿易摩擦などが製造業に重大な影響を与えており、これらの問題は決して軽視できないものです。このような厳しい経済環境の中で、企業が新たなDXへの取組みに投資するための資源を確保するのは容易なことではありません。

DX推進には新設備の導入が必要なので、それに必要な資金が集まらなければDXの進展は望めません。このような現状を鑑みて、経済状況を理解し、余裕資金が出てきたときにDXに取り組めるような計画を用意しておくことが重要です。今後、”脱プラスチック”や”脱カーボン”といった潮流が強まると予想される中、製造業界が逆風に立つことが予想されます。だからこそ、DXへの取組みを少しずつでも進めていきましょう。

その一方で、業務のデジタル化による組織体制の変更や業務プロセスの再編成は、新しい知識や技術を必要とします。この適応がうまくいかなければ、DXの力を十分に活用できない可能性があります。また、データセキュリティも切っても切り離せない課題となります。

DX化により大量のデータが生成・活用される一方で、そのデータ漏洩などのリスクも増えてくるため、セキュリティ対策の強化と新たなデータ活用の手法や体制の整備が求められています。

DXの知識がある人材の採用・育成

現実の問題として、DXに精通した専門的な能力を持つ人材の確保や育成が大きな難題となっています。

DX化を推進するためには、新たな技術やビジネスモデルを理解し、それを事業に活かすことができる人材を見つけ出すことが必須です。しかしながら、現状においては、こういった人材が不足しており、専門人材を確保する競争が激化しています。

また、既存の従業員に対するDXに関連するスキルや知識の教育・育成も欠かせません。経営層だけでなく、現場にいる全ての従業員がDXの可能性を理解し、それを具体的な行動に落とし込むことが求められるのです。

製造業のDXを進める方法とは

製造業においてDXを推進する方法をご紹介します。

①現場の理解・目標の共有

製造業におけるDXの推進は、「現場の理解・目標の共有」からスタートします。

製造業の現場は、品質維持、効率化、コスト軽減など、数々の要素を絶妙にバランスさせながら運用しなければならない複雑な領域です。したがって、DXの立案や適用は具体的な現場の要求や問題に対する深い理解が求められます。この時点で、情報リテラシーを装備したIT人材と現場のスキルを持つ作業者たちの間に壁が存在してはなりません。両者がコミュニケーションを取り、相互理解を深め、共感を抱くことで初めて、DXプロジェクトは進展することができます。

そして、目標の共有もまた重要な要素となります。DXの最終的な成功は、技術的な面だけでなく、ビジネスの成果という形で具現化しなければなりません。従って、全員が達成したい目標を明白に理解し、その達成のために協力する風土を醸成することが求められます。

重視すべきは、DXは一部の人材だけの問題ではなく、組織全体の成績に直結する重大な課題であるという認識を共有し、全員がオーナーシップを感じて行動することです。現場の理解と目標の共有、これらこそがDXを進行させる基礎を築く上での重要なステップです。

②計画の策定

該当する業務とその実現方法を理解し、現状のデータを収集してDX推進計画を立てることが重要です。

具体的には、生産量や販売数、工程に関わる従業員の数や作業時間、業務フローやIT関連の資産・ソフトウェア・ハードウェア、さらに顧客や取引先、また他社からのデータを積極的に取り込むことが求められます。これらのデータから、業務の最適化やデジタル化に必要な作業量を見極めることができます。

その後は、具体的な目標を設定します。このとき、目標を具体的・測定可能・達成可能・関連性のある・時間制限のある（SMART）ものにすることを意識しましょう。そして、これらの目標を達成するためのアクションプランを作成します。この段階では、各種技術やソリューションをいかに導入し、企業や社員にどう受け入れてもらうかを検討することが中心となります。

また、DXの推進には人員や予算の確保が必須です。計画を進める上でのリスクの管理やスケジュール調整も重要な要素となります。適切な人材配置や予算確保だけでなく、経営層から全社員までの一体感を生むことも大切です。

③スモールスタート

大きな規模のDX計画を一度に実行しようとすると、予想外の問題が浮上した際の解決戦略が難しくなります。ここで重要なのが、初めは小規模な範囲から開始し、その成功を確認しながら次のステップに進む「スモールスタート」の考え方です。これにより、トラブルが発生した場合でも早期に対応しやすくなります。

特に製造業においては、プラントの運転停止は許されません。そこで推奨されるのが、DXを一部のラインで先行試行し、効果を確認後、他のラインにも導入する手法です。これにより、製造全体の流れを阻害することなく、DXの効果を確認することができます。

スタッフの技術力や認識度も変革のスピードに影響します。しかし、スモールスタートによれば、それぞれのスタッフに合わせてDXを進行できるのです。

製造業におけるDX推進の具体策とは

製造業DXの具体例をご紹介します。

業務フローの見直し

効率的な生産ラインと一貫した品質を確保するため、業務フローの改善が必要となります。

例えば、工場の業務フローをデジタル化すれば、手作業によるロスの削減が可能です。アプリケーションを導入して、ピッキング・検品・出荷作業をデジタル化することで、生産状況をリアルタイムで把握し、モノの流れを可視化。生産の効率とスピードを強化し、一定の品質を維持できます。

更に、AIやIoTを活用して製造プロセスや設備の状況を詳細に解析し、改良点を見つけることも可能です。これにより、高精度な生産向上策を立案し、予測メンテナンスからもトラブルを防げます。

製造業におけるDXの推進は、全体閲覧の観点から必要な業務フローの見直しが求められます。効率化とコストダウンはもちろん、技術の進化による新たな価値創造も可能になります。こうした取り組みによって、企業は競争の優位性を確保し、真の力を引き出すことができます。それは納期遅延や特定工程の負担集中といった問題を解決することから始まります。

全体的な業務フローを可視化することで、ムリ・ムダ・ムラを特定し、それらを改善します。各部署の日常業務であろうと、疑問から改善が進むこともあります。それぞれの工程や任務を5W1H（いつ・どこで・誰が・何を・なぜ・どのように）を意識しながら検証しましょう。

業務マニュアル作成

製造業におけるDXの具体的な手法として、業務マニュアルの作成が大切な要素です。日々の大量のデータ生成の管理や分析は、人手だけでは難しく、DXの力が必要となる場面です。

作成された業務マニュアルは、製造プロセスや品質管理といった各種業務の詳細が記載され、社員が業務を適切に行う方法を理解することが可能になります。マニュアルの制定による手順の標準化は、ミスを削減し、全体の生産性向上に寄与します。

さらに、現場で得た情報をデジタル化することにより、AIやビッグデータ分析といったツールを活用した効率的な業績管理や意思決定支援が可能です。業務マニュアルの作成は製造業におけるDX推進の重要なステップであり、この道のりを積極的に進めなければならない要件となっています。

ここで、「業務マニュアル作成ツール」を用いて、アナログのマニュアルをデジタル化し、タブレットやスマートフォンで閲覧可能とすることもDXの一環です。このようにして、それぞれの工場や部署で分散していた知識や情報を一元管理し、業務効率化とノウハウ強化を実現させることが可能になります。

業務効率化ツールの導入

業務効率化ツールは製造現場での作業効率を向上させ、ヒューマンエラーを減らす役割を果たします。具体的には、RPA（ロボティックプロセスオートメーション）というツールが、作業の一部を機械やAIに委任することで、従業員の負担を軽減し、パフォーマンスを向上させます。

さらに、IoT（インターネットオブシングス）を活用した機械保守も大いに注目されています。これは、工場内の機械をリアルタイムで監視し、適時にメンテナンスを行うことで、機械のダウンタイムを最小限に抑え、生産性を高めるものです。

さらに、VR（バーチャルリアリティ）やAR（オーギメンテッドリアリティ）技術は、新入社員の教育や業務上の安全訓練の効率化に寄与します。これらのテクノロジーを使えば、リアルな状況をシミュレーションすることで、短期間で新たなスキルを学び取ることが可能となります。

クラウドサービスの利用

製造業のDXを進める上で、デジタル技術の選択だけではなく、データやツールの保管場所も考慮することが重要となります。

データとツールの保管場所としては、自社で運営するオンプレミスと他社が提供するクラウドの二つがあります。オンプレミスの場合、初期費用が大きいですが、保守や増設などを自社で手掛けます。たとえば、製造業のITインフラストラクチャに依存したシステムを構築する場合、イニシャルコストと運用コストが増加する傾向にあります。

これに対し、クラウドの利用は、ビジネススケールや変化に応じてシステムを調整できるという大きな利点があります。加えて、クラウドは、使用した分だけ費用が発生するため、コスト効率が高く、保守やメンテナンスは提供会社が担う形となります。

製造データが集約され、高速かつ正確に共有されることで、意思決定のスピードが速まり、製造プロセスの効率化や製品の革新も実現します。また、データ解析ツールを組み合わせることで、更なる製造効率の向上や新規商品開発に役立つ情報が容易に取得可能となります。

製造業のDXの取り組み事例とは

製造業DXの具体的な事例をご紹介します。

スマートファクトリー化

DXの一環として製造業界で注目されているスマートファクトリーとは、情報通信技術（ICT）を利用して機械、人間、そして業務プロセスの効率化や品質向上、生産性の向上を図る新しい製造現場の形を示します。

具体的には、AIによる製品の検査や異常状態の監視、センサーデータを利用した設備の最適運転、クラウドを利用したタイムリーな生産情報の管理などが可能です。例として、トヨタ自動車では製品製造にAIを用いて品質を極限まで高める取り組みを行っています。同様に、ファナックではFA機器やロボットをネットワークに繋げてIoTを実現しています。

これらのDXの取り組みを通じて、製造業は市場環境の変動に迅速に対応し、製品の競争力を高めるだけでなく、働く環境の改善も推進しています。ISP4.0の時代において、スマートファクトリーは製造業で必須の存在となっています。

大手電気製品メーカーでも、リードタイムの短縮、多様な製品の低量生産、過剰在庫の解消、作業の個人依存の解消などの運用課題への取り組みが進められています。グループ各社の設計センターや拠点とネットワークを接続し、共有基盤の構築を行っています。

そして、生産に関連するデータを集め、製造プロセスを可視化し、問題点の特定と解決策の策定、そしてフィードバックをスピーディに行い、生産計画や人員配置の最適化を実現しています。さらに、顧客との協業を促進するために、独自に開発したデータ収集や可視化技術のサービス化を進めています。

ペーパーレス化

製造業におけるDXの具体的な取り組みとして、ペーパーレス化が注視されています。

製造業のペーパーレス化の効果は、紙ベースで行われていた品質管理記録や作業手順書のデジタル化による業務効率化や、エラー発生リスク削減に明らかです。自動車部品製造会社の場合、品質検査結果をタブレットで入力し、リアルタイムにデータベースに記録する方式に変更したところ、データ入力の効率は大幅に改善し、読み違えや入力ミスのエラーはほぼゼロになりました。これが品質改善にもつながりました。

ペーパーレス化は組織の全体的なデジタル化を進める第一歩であり、DXの出発点となります。その影響は、業務効率化だけでなく、機器投資の最適化や電子データ活用による新たなビジネスチャンスの創出にもつながります。製造業のDX推進において、ペーパーレス化は革命的な変革をもたらす可能性がある重要なステップです。

ゴムやプラスチック製品を製造する企業の例を挙げれば、事業者からの納品伝票や顧客からの注文書を手動入力していましたが、時間がかかる上に、エラーが頻発する問題がありました。しかし、文字認識システムのOCRと自動化を支援するRPAを使用して、これらの書類をデジタル化し、コアシステムに取り込むシステムを構築しました。

これにより、受注処理や入荷処理の時間短縮が可能になり、経費精算のデジタル化やISO関連文書のバージョン管理の強化といったさらなるDXの取り組みを進めています。

生産管理システム導入

生産管理システムは、製造業において生産計画から製造、販売、在庫管理、原価計算までの業務を一括管理するためのツールです。

金属加工企業では、資材発注のムダや納期遅れ、不良品率の高さが課題となっており、これらの課題解決に生産管理システムの導入が行われました。

このシステムでは、製造に必要な資材を効率的に管理し、製品の性質や納期に応じて優先順位を自動的に設定し、前工程での不良があれば工程を進捗できないように制御するなどの機能が提供されています。

この取り組みにより、資材発注におけるムダや納期遅れ、不良品の削減が実現され、企業の収益増加にも寄与しています。

まとめ

製造業DXは企業の生産性を高め、イノベーションを促進する道筋を示します。

そのメリットは効率化やコスト削減、市場への迅速な対応力など、課題は人材育成や保守・管理の負担増大等があります。

実践に必要な具体的なステップと共に理解し、有益な変革を実現しましょう。

よくある質問

製造現場でのDXとは？

製造現場におけるDXとは、従来のノウハウを個人の経験として蓄積するだけでなく、デジタル化を通じてその知識を共有しやすくすることを指します。

このアプローチを通じて、「リードタイムの短縮」「生産性の向上」「品質の向上」といった目標を達成し、常に変化する顧客や社会のニーズに適応するビジネスモデルの変革を促進することが重要です。