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【図解】コレ1枚で分かる「インダストリー4.0」

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「第4次産業革命(すなわちインダストリー4.0)」。仰々しい名前ですが、もの作りの常識を大きく変えようというドイツの産業政策です。

18世紀後半から19世紀にかけて、それまでは手作業で行われていた紡績を、水力や蒸気機関を使った機械による大量生産に置き換える動きが始まりました。その後、その他の産業にも広がり工業化の時代へと向かってゆきます。これが、第1次産業革命です。

20世紀初頭、もの作りに電力が使われるようになります。加えて、統計的管理手法を使った操業管理やベルトコンベアーによる大量生産などが普及し、近代的なもの作りへと飛躍した時期を第2次産業革命と呼んでいます。

1970年代に入り、コンピューターの普及と共に生産の自動化が推し進められました。これが、第3次産業革命です。我が国は、この波に乗り、「メイド・イン・ジャパン」の時代を築いてきました。いまは、この第3次産業革命の延長線上にあります。このパラダイムを大きく変えようという取り組みが、第4次産業革命、すなわちインダストリー4.0です。

インダストリー4.0が目指しているのは、顧客ごとに異なる個別仕様の注文を量産品と同じように低コストかつ短納期で提供できるものづくりの仕組みを作ろうということです。「マス・カスタマイゼーション」と呼ばれています。

「マス・カスタマイズ」とは、大量生産(マス・プロダクション)の仕組みを活かしながら、多様化する顧客ニーズに対応しようという考え方で、少数の部材の組み合わせによって商品の多様なバリエーションを実現する方式といえるでしょう。これに対して、個々の商品個別に製造ラインを最適化して提供することを「フル・カスタマイズ」と呼びます。

これを支えるのが、3つの「インターネット」です。ひとつは、IoT(Internet of Things)。製造機械や工場設備にセンサーが組み込まれ、操業に関わるデータをリアルタイムで収集します。また、素材や材料には、ICタグ(RFID)が付けられ、その流れがリアルタイムで把握されます。また、工場で働く人もネットに繋がり、その行動がリアルタイムで把握され、その人の作業状況に従い、最適な作業工程に配置されます。さらに、その人のスキルや作業経験、習熟度合い応じ適切なガイドや指示が出されるようになるそうです。これが、IoP(Internet of People)です。また、お客様からの注文やサポートなどの情報もリアルタイムで集められます。これが、IoS(Internet of Service)です。

このように、もの作りに関わるあらゆるデータが、リアルタイムで収集されデータとして集められます。つまり、もの作りの現場である現実の世界(Physical World)が、コンピューター世界(Cyber World)にデジタルなコピーとして再現されるのです。このデジタルなコピーで、様々な作業工程や段取りを再現し、最適な方法や手順を見つけてゆきます。

コンピューター上のシミュレーションなら、何度やっても実作業に影響を及ぼすことはありません。そして最適解を見つけて、もの作り現場に指示を出すと共に、機器の制御や手配を行います。そして、再び、そのデータは、コンピューター世界にフィードバックされます。言うなれば、現実世界とコンピューター世界の間で、リアルタイムに「カイゼン活動」を行っているようなものです。「自ら考える工場」とは、そういう意味で使われます。

現実世界とコンピューター世界が密接に連携して実現するこのような仕組みをCyber-Physical Systems(CPS)と呼んでいます。このような仕組みを関連する工場がそれぞれに実装し、連携しながらもの作りを行おうというのが、インダストリー4.0です。これを人工知能やロボットのテクノロジーが支えています。

ドイツはインダストリー4.0を、新たなビジネス機会を創出し、今後の経済発展の原動力となる成長戦略と位置付けています。また、このノウハウを広く世界に展開し、ものづくりのイニシアティブを取ろうという思惑もあるようです。

「インダストリー4.0」という産業政策がスタートする発端となったのは、2005年に独連邦教育研究省が発表した「2020年のハイテクノロジー戦略」という文書です。この中で生産プロセスをデジタル化する必要性が指摘されました。さらに2009年に同省が発表した「統合システムに関する国家ロードマップ2009」の中で、「生産プロセスのデジタル化については、個々の企業や研究機関が取り組んでいるが、横の連携が取れておらず、標準化が進んでいない」として、連邦政府が主導権を握るべきであるとして、産官学を巻き込んだ大規模プロジェクトを実施することの必要性を指摘しました。

このプロジェクトにインダストリー4.0という呼び名が与えられたのは2011年のことです。この年のハノーバー・メッセで、産官学の代表が共同声明を発表し、「インダストリー4.0」という言葉が始めて使われました。

我が国では、「インダストリー4.0」を「IoTやAIを使った次世代のものづくりへの取り組み」との認識もあるようですが、本来の意味は、ここで説明したとおり、ドイツにおける産官学の産業政策であることは理解しておくべきでしょう。

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トピックス
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