#133 インダストリー4.0_スマートファクトリー

2011年に初めて提唱された「インダストリー4.0」の目的は製造業の自動化、つまり機器やロボットをコンピュータ制御することにより工場内において人手を必要としない「スマートファクトリー」を実現することです。

 

サプライチェーンをデジタル化し、コスト削減・予防保全・付加価値を生み出す生産方式の最適化による生産性の向上を目指します。

 

スマートファクトリーの実現において重要なのが、IoTの導入による情報通信環境の整備です。工場内のラインや設備、工場間をインターネットで接続することで、無人で無駄のない生産ラインを実現します。

 

そのためには、IoTを用いたデータ収集が重要です。センサーなどからインプットしたデータは、ビッグデータとして記録され続けます。

 

ビッグデータはそのままではただの大容量データにすぎませんが、これをAIで分析し、有用なデータとして活用できるようになります。これまでは人がパフォーマンスの評価とフィードバック、業務改善を行っていたものが、これらの技術によって全て自動化されるのです。

 

スマートファクトリーを実現することで、製造業界は様々な恩恵を受けられるようになります。

 

◻️柔軟な計画変更

生産ラインの停止や生産計画の変更には事前の調整が必要ですが、スマートファクトリーの生産ラインはネットワークで一元管理されるため、意思決定が速やかに実行されます。

 

多くの工程があっても一斉にコントロールできるようになるため、速やかな生産計画を実現できます。

 

◻️データに基づいた人員配置

スマート工場では生産ラインの稼働状況や人員の配置、生産量やスピードなどをIoTの力でビッグデータとして記録できます。

 

蓄積したデータを分析し、必要なラインに必要なだけの人員を配置したり、電力などの使用に無駄がないかなど、さまざまなリソースについて最も効率よく稼働させるための最適化が可能となります。

 

◻️技術や知識の数値化

熟練の作業員やエンジニアの存在は頼りになりますが、個人のスキルレベルとパフォーマンスは客観的には把握し難いものです。

 

熟練技術者のスキルがデータによって可視化されれば、技術の継承も容易になり、ロボットのパフォーマンス改善にも応用されるため、技術者不足や熟練者不足の解消につながります。

 

◻️異常検知と予防保全

全ての生産ラインやシステムがオンラインでつながっているため、異常が発生した場合に速やかに検知し、被害の拡大を最小限に抑えることができます。

 

センサーのデータを解析し、AIに学習させることで人間では気付かないレベルで予防保全に取り組めるため、重大インシデントの発生を未然に防ぐことができます。

  

スマートファクトリーは少子超高齢化が進むに日本において、製造業における重要なソリューションのひとつなのです。

#132 スマートハウス

スマートハウスは住宅内で使われるエネルギーを効率よく利用することをコンセプトとしており、その根幹を支えているのが「HEMS(Home Energy Management System)」です。

 

HEMSでは住宅内すべてのエネルギーを管理しており、使用中の機器や消費エネルギーなどを逐一把握しています。モニターにどのくらい電力を使っているか表示したり、ユーザーの命令を受けて消費電力を下げたりと、エネルギー制御に関するさまざまな処理を行います。

 

さらに一歩進んだ概念として、「ZEH(net Zero Energy House)」があります。ZEHでは住居の断熱性などを高め、HEMSにより消費エネルギーを徹底管理したうえで、太陽光発電などの再生可能エネルギーシステムを使ってエネルギーを自給し、最終的には住宅内のエネルギーの需要と供給が差し引きゼロになるように調整するものです。

 

日本政府は2030年までに、新築住宅には基本的にZEHが導入されていることを目標に掲げています。つまり、今後はZEHの観点から建築されたスマートハウスが主流になっていくでしょう。

 

このような背景から最近ではHEMS・ZEHを搭載し、IoTシステムも併設されるハイブリッド住宅も登場しています。

 

日本はテクノロジーの活用に関して、あらゆる分野において欧米や中東に比べると遅れ気味なのが残念ですが、スマートハウスは政府が推進しているのも後押しとなり、今後、急ピッチで進んでいくでしょう。

#131 IoT住宅

IoT住宅とは、「IoTを活用して、居住者の生活上の利便性を向上させた住宅」と定義されています。これまでITとは縁のなかった家中のモノがインターネットに繋がり、データを送受信して私たちにさまざまなサービスを提供してくれます。

 

2017年以降、日本でも話題になりシェアを伸ばした「スマートスピーカー」もそのひとつです。

 

声を掛けるだけで音楽を再生したり照明やエアコンを操作したりと、IoT住宅を実現する代表的な機器のひとつと言えます。

 

最近ではスマートリモコンの利用者も増えています。スマホアプリから各家電に命令を出し、スマートリモコンを経由して命令を送信すれば、IoT非対応の機器もネットワーク化して操作できるようになります。

 

スピーカー機能が搭載されているモノもあり、声で直接各家電に命令を出すことができたり、人感センサーで居住者の入退室を認識し、自動で照明を消したりといった操作が可能なモデルがあります。

 

このようにIoT住宅では各IoT機器やシステムにより、居住者の暮らしが従来よりもさらに便利になっていくでしょう。

#129 無人配送

配送分野ではIoTやAI技術の導入により、配送ルートの最適化、ドローン配送、トラックの自動運転などによる無人配送が進められています。

 

配送ルートの最適化とは、配車業務の自動化や効率的なルートの計算、リアルタイムな進捗管理など配送業務の効率化を目的とするものです。ドライバーの数が多くなると、ひとりひとりの配送をいかに効率化させるかが生産性を大きく左右します。

 

配送ルートを最適化することで、荷物を配送し終えたトラックが移動している空車時間を短縮化し、トラックの稼働率を上げることができ、最適なルートで配送することによって走行時間の短縮、燃料や人件費などのコスト削減が可能です。

 

また、無人航空機ドローンを使った配送も実証実験が進んでいます。アクセスの悪い山間部や、陸路での配送に時間がかかる地域への配送が可能です。災害時にも重要な配送手段になるでしょう。

 

高速道路では複数台のトラックが陳列走行する自動運転の実証実験が行われています。ドライバーの高齢化や人手不足への解消、長時間運転の軽減が目的です。

 

政府や日本自動車工業会といった業界団体も支援しており、2025年以降を目標に段階的な自動運転の導入が期待されています。

 

IoTやAI、ロボティクス技術を活用したSCMの最適化によるスマートロジスティクスの実現は、業務効率化、安全品質の向上、人手不足の解消、コスト削減など物流業界における喫緊の課題を解決することができます。

 

配送効率化や自動化、無人化により、物流業界を取り巻く環境は大きく変わることでしょう。

#128 WMSによるデジタル化

◻️WMSとは「Warehouse Management System」の略

 

直訳すると「倉庫管理システム」になります。資材、商品、貨物などの入出庫履歴や在庫照会、帳票類の発行、出荷、棚卸しなどを一元化して管理するシステムです。

 

これらの履歴やセンサーのログを分析することで生産性を把握し、作業効率向上に活用することができます。

 

倉庫内の自動化では、無人フォークリフトが注目されています。24時間稼動可能な無人フォークリフトは自動走行だけでなく、荷役、搬送、棚入れ、棚出しなどの作業全般を自動で行うことができ、生産性向上に役立ちます。

 

ピッキングロボットはモノを取り出す作業を行うロボットとして注目されており、製造業で使われるピッキングロボットと異なり、Amazonの倉庫など無数のモノが並ぶなかからターゲットの製品を探し出す工程や、重い荷物の移動を行わせます。

 

商品が保管されている棚自体をピッキング作業者がいる場所まで自動搬送するロボットや、自動で該当の商品棚まで移動することができるロボットによって、作業者はピッキング作業だけに集中することができます。

 

効率が向上するだけでなく、人的ミスや作業による身体的負担を軽減ことが可能です。

#127 スマートロジスティクスとは

スマートロジスティクスとは、最新のテクノロジーを用いて物流のコスト削減や業務効率化、品質やトレーサビリティの向上、環境負荷の低減を実現するものです。

 

物流におけるモノの流れであるサプライチェーンには、生産者から消費者に商品が届く過程(輸送、保管、包装、流通加工、荷役、情報処理)があります。

 

スマートロジスティクスでは、IoTやAI技術を用いてSCM(サプライチェーンマネジメント)や物流のインフラを確立することによって、業務効率化と環境負荷低減を目指します。その実現には、IoTとAI技術の導入が不可欠です。

 

IoTの例としては、商品やパレットなどに無線タグやセンサーなどを付けてインターネットに接続することで、位置情報や温度変化などの情報をデータとしてやり取りすることができ、作業の効率化、品質向上に役立てられています。

 

スマートロジスティクスの目的は、人の手や判断が必要とされる物流業務において、作業の無人化や自動化、自動運転といった方法を通じて、人手不足や小口配送への対応、SCM(サプライチェーンマネジメント)の最適化です。

 

特に、物流業界は慢性的な人手不足が課題となっています。要因は、仕分け作業や配送作業など厳しい労働環境や低賃金があります。

 

スマートロジスティクスを実現することにより、ピッキングシステム、自動運転の導入によるドライバーや物流現場の人件費を削減することができるだけでなく、そもそも人が作業しないので現場での安全性を向上させることも可能です。

 

近年、ネット通販やメルカリなど、CtoCの取引が増えたことにより、少量で小額の小口配送のニーズが急増しています。小口配送は仕分け作業やスピード配送、多頻度配送への対応などが求められるため、スマートロジスティクスは小口配送増加に伴う配送効率化の課題解決にも期待されています。

 

すべての商品にセンサーが取り付けられ、個々のデータを管理することができるようになれば、商品の状態をリアルタイムで把握したり、トレーサビリティに活用できます。

 

さらに、ビッグデータを元に需要予測することで、過剰在庫を防ぎSCMを最適化することができるでしょう。

#126 加速するEV

◻️EV:Electric Vehicle (電気自動車)

自動車は日本の基幹産業です。その自動車産業が大きな岐路に立たされています。従来のガソリン車やディーゼル車を電気自動車に置き換える、いわゆる「EVシフト」が世界的に急激な勢いで拡大していることにあります。

 

中国では国策で一気にEVシフトを進めており、大気汚染の深刻な都市部ではガソリン車に対して厳しい制限を設けており、EVは優先的に購入できるようにしています。日本では真似のできない方法でEV化を加速しており、環境対策の側面を見せながらも、自動車強国になることを目的としています。

 

内燃機関自動車の開発力では日本やドイツなどのメーカーに太刀打ちできませんが、EVであれば大逆転可能と考えているのです。脱石油のトレンドは欧州にも広がっており、各国が20xx年までにガソリン車とディーゼルを全廃すると宣言しています。

 

13億人を超える人々が生活し、急激な経済成長が見込まれるインドでも2030年までに販売する車をすべてEVにする方針です。2022年内には、インドは中国を超えて人口世界一になる見通しです。

 

これまで、環境に配慮した自動車の代名詞としてはトヨタのプリウスでしたが、いまやEVがプリウスにさえ影を落としています。排気ガスゼロの自動車のみの販売を認めるという方針は、ハイブリッド車のプリウスも販売できません。トヨタに限らず、自動車メーカーにとってEVシフトは国際競争力を維持するためにも必要不可欠な転換となっているのです。

 

自動車製造には多くの部品メーカーが関わっており、電子化の進行により複雑になった現在の自動車は、エンジンだけでも1万点以上の部品が使われているといいます。EVはエンジンを搭載しないので、それだけでも1万点を超える部品が不要になります。

 

自動車製造業には約80万人が従事していますが、そのうち約60万人は部品メーカーの従業員です。EVの部品数はガソリン車の半分以下といわれるため、部品メーカーの半数以上が必要なくなるといわれています。つまり、30万人以上が雇用を失う可能性があるのです。

 

エネルギー革命が起きた当時、わずか1年で928の炭鉱が閉山し、離職者数が20万人を超えたという歴史もありました。同じようなことが自動車産業界でも起きようとしているのです。しかし、日本の自動車メーカーが産業構造を維持するためにEVシフトから距離を置けば、国際競争力は著しく低下することでしょう。

 

自動車産業の覇権争いから離脱することは、慢性的な貿易赤字に陥ってしまうことにもなります。業界内の抵抗勢力への対応も求められますが、特にこれからの5年間において、各自動車メーカーの動向は注視しておかなければいけません。

#120 Why Japanese people !!

現在、最新のテクノロジーが集結している場所はどこでしょうか。中国でも、アメリカでも、もちろん日本でもありません。実は、アフリカなのです。アフリカはノンバンク(個人の銀行口座を持たない)の人々が多く、自国通貨の信用も低いため、暗号資産を含め「電子決済」がものすごいスピードで普及しています。

 

また、荷物をドローンで届けるサービスなど、日本ではいつ始まるのか分からない便利な技術が次々と実用化されているのです。いったいなぜなのか・・・答えは、インフラが整っていない国ほど新しい技術を取り入れようとするときに、既存インフラにおける利権の問題や法整備など、時間のかかる手順を踏むことなく取り込むことができる点にあります。

 

「リープフロッグ現象」と呼ばれるもので、略せば「カエル跳び」ですね。既存社会のインフラが整備されていない新興国において、新しい技術やサービスが、先進国が歩んできた技術の進展を飛び越えて急速に広まっていくことと定義されます。

 

コロナ禍により、私たちの日常は大きく変化しました。一方、インフラが整いすぎていて在宅勤務やリモート会議など無縁だった日本が、世界と比べていかに遅れているのかが周知の事実となりました。

 

2021年4月、行政改革担当大臣から各省庁に対して、「FAX廃止」の通達が出たことが話題になりました。信じたくはありませんが、現場では「FAXは必要だ」という抵抗が起きていたとかいないとか…。

 

アメリカにある博物館には展示物として「FAX」が置かれているようです。昔はこのような通信手段がありました・・・と。昨年までそのような手段を使って、国の中枢機関が重要なやりとりをしていたと思うと驚きです。

 

なぜこのようなことが起きるのかというと、日本は「できない人に合わせる」傾向が強いからです。中国のように「できない方が悪い」と割り切って強制的にDX化を進めていくのも考えものですが、「できない人を切り捨てるな!」というこれまでの風潮のままでは、なかなか先に進めないのも納得できます。

 

今後も、デジタルが苦手な人は苦手なままなので、日本におけるDX(デジタルトランスフォーメーション)は世界と比べて周回遅れでしか進んでいかないかもしれません。

#119 食肉消費量の増加

日本の人口減少については周知の事実ですが、世界規模では人口の増加は継続していきます。2020年に78億人を記録した世界人口は、2040年にも90億人に達する見込みです。

 

そこで問題となるのが食料です。途上国が経済成長すると、食生活が変化します。どうなるのかというと、結論は「肉を食べる」です。世界の食肉消費量は、2020年から2030年までに約70%、2030年から2050年の間にはそこから更に20%以上拡大すると予測されています。

 

しかし、すでに地球上にある利用可能な土地の25%はすでに家畜用の牧草地であり、牛肉1kgの生産に必要な穀物は約8kgともいわれます。子牛から育てて食肉になるまでには2~3年かかるため、供給の拡大にも限界があります。

 

そういったなか食品をテクノロジーで開発する分野が「フードテック」と呼ばれており、開発が進んでいるのが「代替肉」と「培養肉」です。現在、欧米では肉を食べることは地球環境や健康に悪影響を与えるという考え方が浸透してきており、罪悪感を抱かせないものとして市場規模を拡大しているのが「代替肉」です。

 

とはいえ、結局は本当の肉でないと満足できないといった声もあり、「培養肉」の分野が注目を集めています。その名の通り、肉の細胞を培養して作られる食肉で、動物の幹細胞を取り出して増殖させます。細胞を少しだけ採取することで培養できるので、動物を大量に飼育することも、屠畜する必要もなくなります。

 

現在の技術でも培養肉であれば年間に数十トンの量産が可能だといいます。しかし、培養肉はまだ実証実験の段階であり、店頭には並んでいません。今年の3月、日清食品ホールディングスが「食べられる培養肉」の作製に日本で初めて成功したことが話題になりました。

 

牛から採取した筋肉細胞を、コラーゲンを混ぜた溶液中で培養し、長さ1cm程度のサイコロステーキ状の筋組織をつくることに成功しています。今後は、脂肪も一緒に培養して大きくする技術などを開発し、本物の肉に近付けていく方針だといいます。

 

「謎肉ヌードル」が売れているのですから、そのうち「培養肉ヌードル」が発売されるかもしれませんね。私は食べてみたいです(笑)

 

2040年には世界の食肉市場は200兆円規模にも達する見込みがあり、そのうち35%を培養肉が占めるとの見通しもあります。

 

消費者に受け入れられるかというところで課題は残りますが、培養肉が環境負荷の軽減や食糧危機の解決に不可欠だとすれば、そのうち抵抗なく食べているのかもしれません。

 

世界人口の急激な増加は確実に訪れる未来であり、私たちを取り巻く状況を考えれば、テクノロジーによるこういった取り組みの数々は、必ず普及していくと考えられます。

#118 私たちの進むべき道

それでも、これまで見てきたテクノロジーの進化は「持続可能な世界の実現へ向けた、人類の絶え間ない前進」と捉えることができます。

 

この流れは一貫して継続しており、多くのモノやサービスのコストがゼロに近付いています。#96でも取り上げている「非収益化」が好循環を引き起こしている事実も、疑う余地がありません。

 

需要を満たせるだけの安価なエネルギーがあれば、きれいな水もふんだんに手に入ります。自動運転のEVの普及は環境にやさしい交通手段の選択肢を増やし、3Dプリンティング技術の向上でこれまでより安くモノや住居を手に入れられるようにもなります。

 

また、IoT・5G・AI・AR・VRの融合により、世界中のあらゆる地域、社会的・経済的地位にかかわらず、低いコストで教育・医療を受けられるようになります。貧富の差は拡大を続けるなか、テクノロジーが世界の直面する問題を解決する手段をもたらすという考え方はあまりにも楽観的であると指摘されることも事実です。

 

しかし2021年時点、さまざまなツールやテクノロジーへのアクセスの改善により、極度の貧困が減少に転じていることが明らかになりました。やるべきことはまだまだありますが、飢餓による死者数の減少や健康寿命の延長など複数の指標が上向いており、「世界はひそかに良くなっている」と評されています。

 

同時に、再生可能エネルギーのコストは急激に低下し、インターネット接続と安価で高性能なデバイスは最貧層でも入手しやすい状況に改善しています。今日、タンザニアの子供はAIを使った教育に加えて、グーグルやバイドゥを通じて世界中の情報にアクセスできます。

 

まもなく帯域幅が爆発的に拡大することから、さまざまなクラウドベースのアプリを通じて、教育からエンターテインメントまで、ありとあらゆるサービスを無償で享受できるようになるでしょう。

 

最貧国で生活する子供たちにタブレットを渡したところ、数日で使い方をマスターし、2週間後には友達同士でABCの歌を歌えるまでになったといいます。これは教育水準の向上や、健康と福祉の大幅な改善をテクノロジーがもたらしていると評価することもできます。

 

私たちが、これからの10年で起ころうとしている100年分の技術革新に対応するのは容易なことではありません。常に、そして継続的に学び続けることが重要になってくるでしょう。どんなテクノロジーが存在し、そのテクノロジーによって何が可能なのか、正しい情報を常時アップデートしていけるように意識しておく必要がありそうですね。

 

迫りくる変化から目を逸らさず、柔軟に対応していきましょう。