製造業が注目したいITトレンド~IoT(Internet of Things)~

IoTとは?製造業に大きなメリットを与え、人材不足やDX化の中核を担う技術

製造業が注目したいITトレンド~IoT(Internet of Things)~

情報化社会が進む近年。様々なモノがネットワークでつながるようになりました。スマートフォンやパソコンはもちろん、SNSによって人ともつながり、インターネットは今では欠かせない技術と言えるでしょう。

loTは、そんなインターネットを通じて、モノ同士をつなげるために必要とされる概念の一つです。loTの導入によって様々なことが自動化され、作業効率の向上やコスト削減を実現します。

loTとはどのような技術なのか。製造業におけるloT導入によるメリットと合わせて紹介します。

IoT(Internet of Things)とは

loTとは、「モノのインターネット」のことです。電子機器や人など、様々な「モノ」とがインターネットでつながることにより、情報の相互交換や操作などを可能にします。

loTが普及する以前は、機械と機械をつなぐM2M(Machine-to-Machine)が主流でしたが、それに通信機能(インターネット接続)を加えることで、より広範囲に送受信できるようになりました。

外出先から照明やエアコンの操作、バスの到着情報の確認などが可能となり、様々な形で社会に影響を与えています。

IoT活用で製造業でも実現できる3つの機能

loTの活用により、どのようなことが可能になるのでしょうか?製造業の視点からも合わせて確認してみましょう。

モノを遠隔操作する

loTの活用により、モノの遠隔操作を可能にします。従来の操作といえば、直接機械から操作するのが一般的でしたが、機械とデバイスがloTでつながることにより、デバイスから機械を操作できるようになります。

また、インターネットを経由しているため、距離も関係ありません。赤外線システムのように少し離れての操作はもちろん、自宅や他拠点からの操作も可能です。

身近な例としては、照明のON・OFF機能が挙げられます。スマートフォンからの操作による電源の切り替えは、近年では珍しくはありません。他にも、エアコンの電源を入れたり、車や家の鍵を開閉したりなど、外出中でも、スマートフォンから操作できます。

製造機械も同様に遠隔操作を可能とし、作業効率の向上や人材不足の解消につながります

モノの状態・動きを検知する

loTを活用することで、モノの状態や動きを知ることもできます。センサーやカメラなどとの連動により、現場の情報をリアルタイムで表示してくれます。

身近な例としては、高速道路の渋滞状況が挙げられます。高速道路に設置されたセンサーやカメラによって混み状況を判断し、その情報をニュースにして流すのです。他にも、バスや電車の運行状況や、逆にバスやタクシーを待つ人が分かるなど、離れた情報を事前に知ることができるでしょう。

モノ同士で通信する

loTの活用は、モノ同士の通信も可能にします。複数のモノ同士でデータを送受信することにより、一つの命令から連動して他の機械も動作させられます。

身近な例として、スマートホームが挙げられます。「今から帰る」と指示を出せば、照明の点灯はもちろん、お風呂の給湯やエアコン操作など、必要な工程をまとめて行えます。

人の操作を必要としない自動化を目指した機能であり、デジタル化社会に向けた政策「Connected Industries」の主軸となる技術といえるでしょう。

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IoTを構成する重要な2つの技術要素

loTは、様々な技術の組み合わせによって構成されますが、中でも特に重要な要素は「センサー技術」と「無線通信規格」です。それぞれ、なぜ重要なのかを紹介します。

センサー技術

センサー技術は、機械の目や耳となる技術です。loTの基礎はあくまでも相互通信するための技術であり、情報を知るためには別の技術(情報を取得する「モノ」)を必要とします。

離れた場所の情報を正確に送るためにも、センサー技術は必要不可欠と言えるでしょう。

センサー技術の一例には、以下の種類があります。どのようなことが分かるのかを参考にしてください。

センサーの種類 機能 使用例
イメージセンサー 画像やカメラなどの、視覚情報を取り込む機能 製造業や建設業の現場などで肉眼では判別しづらいような傷や汚れなどを検知で使用
温度・湿度センサー センサー周辺の、温度や湿度を測定する機能 温度センサーは機械の異常発熱などの検出に使用
湿度センサーは機械内部の湿度管理などで使用
味覚センサー 「甘味」や「酸味」など、味覚情報を数値化する機能。数値化することで、感覚に頼らず、誰でも想像しやすくなる 外食チェーン店などが味の統一化を図るための「味覚」の数値化に使用
香気・臭気センサー 「甘い」や「臭い」など、嗅覚情報を数値化する機能。ガスなどの人では判別できない臭いも、検知する 食材の鮮度管理や香気を楽しむ食材や飲み物の管理などに使用
加速度センサー 傾きや振動など、物体の動作・変化を検知する機能 車のエアバッグや多関節ロボットなどで使用

上記のように人間の五感に変わるセンサーを活用することで、ロボットやIoTツールが人に変わって作業を実施したり、体験することが可能になります。他にも「光センサー・人感センサー」や「圧力センサー」などがあり、人の動きや機械の動きを把握するために使用されています。

無線通信規格

無線通信規格とは、データを送受信するための機能です。「Wi-Fi」や「モバイル通信」など、ネットワーク技術(「モノ」とインターネットを繋ぐ技術)のことを指します。

センサーによって情報を収集しても、それを別デバイスに送れないと意味がありません。データの送受信はloTの主軸となる部分であり、センサー技術と合わせて無線通信規格も重要となります。

特に、loTはリアルタイムの送受信を可能とすることから、データの送信量も膨大になりがちです。円滑な送受信を可能にするためにも、適した無線通信規格が望まれます。

大まかにではありますが、無線通信規格には以下の種類があります。それぞれの性能を比較してみましょう。

通信規格の種類 消費電力 通信距離 通信速度
Wi-Fi 多い 約100m 6.9Gbps
Bluetooth 少ない 約10m 24Mbps
モバイル通信 多い 約500m 128kbps
LPWA 少ない 約50km 100bps

表を確認してもらうと、通信距離と通信速度は反比例の関係にあることが分かります。通信距離が短いと速度は速くなり、逆に通信距離が長いと速度は遅くなります。

「Wi-Fi」や「Bluetooth」は近距離通信に適した通信規格である一方で、「モバイル通信」や「LPWA(Low Power Wide Area)」は長距離通信に適した通信規格といったように、それぞれに特徴があり、目的に合わせて選択することが大切です。

製造業がIoTを導入するメリット

loTを導入することで、どのようなメリットがあるのか。製造業の視点から考えてみましょう。

生産管理を自動化できる

IoTの導入により、生産管理や動作を自動化できます。機械が自動で情報を収集し、自動でまとめ管理するようになると、人の作業が不要になります。

モノ同士が通信し合うことでデータの共有もされ、「在庫が少ないから生産を増やす」「在庫の余裕があるから新しく受注をする」といった、全自動の生産工程も可能にするのです。

電源操作なども遠隔で行なえるため、現場にいる必要もなくなります。別室はもちろん、別拠点からでも指示が出せます。

将来的には、トラブル対処のために最低限の人数がいればよく、人材不足の解消にもなるでしょう。

製造工程の見える化

loTの情報を視覚化することで、製造工程が一目で分かるようになります。リアルタイムの情報から製造の遅れや生産数などを把握でき、現状に合わせた生産プランに変更できるのです。

また、各工程を精査することで、生産における様々な無駄が発覚します。無駄を改善することで、作業工程の向上やコスト削減にもつながるでしょう。

他にも、作業工程が明確になることで属人化も防げるなど、生産工程全体を見直すきっかけとなります。

機械設備の状態を把握する

IoTの情報から、機械設備の状況も把握できます。仮にセンサーで異常を検知した際には、すぐに停止処理を行うことで、大事故を防ぐこともできるでしょう。

また、使用年月から故障するタイミングも予兆できます。過去のデータや同型機のデータを参考にすることで、メンテナンスや買い替えの時期も決められるのです。

主にリスク管理に関するメリットであり、従業員の安全はもちろん、製造できないことによる会社の損失も回避できます。

作業や動線を最適化できる

IoTの導入により、作業工程も改善できます。製造工程の見える化により、無駄な工程を改善できるからです。動線もシンプルにすることで、作業による事故やトラブルを減らせるでしょう。

また、属人化の解消から、作業内容を統一化できます。マニュアルでまとめることで誰でも作業ができるようになり、作業者による作業のばらつきを防ぎます。「誰が作業をしても同じ作業になる」ことから、品質を一定に保てるようになるわけです

他にも、作業工程の最適化は人数の削減にもつながり、人材不足の解消にも良い影響を与えます。

製造業におけるIoT導入の課題

loTの導入により、作業効率の向上やコスト削減などが実現しますが、残念なことに導入による課題もあります。

導入はメリットだけではありませんので、よく考えてから導入してください。

初期投資、維持費用などのコスト

loTを導入するには、多額の費用が必要です。開発費用はもちろん、通信料、センサー代、サーバー代など、諸々の費用が発生します。

さらに、導入後はメンテナンスや電気代などのランニングコストもあり、導入の総額コストが数千万円を超える場合も珍しくはありません。

導入によって作業が楽になるどころか、導入コストが企業の負担になるようでは本末転倒といえるでしょう。

loTを導入する際は、予算的な都合を加味し、「コストに見合うだけの利益が出るのか」などをしっかり検討する必要があります。

現場および作業者の苦手意識

loTの導入について、苦手意識を持つ人もいます。今までのやり方に慣れている人ほど苦手意識を持ちやすく、新しく導入してもすぐには馴染みにくいです。

中には、「今まで問題なかったのに、なぜわざわざ導入するのか」と反発する人もいるでしょう。場合によっては、作業効率の低下や、熟練作業員の離職を招く結果にもなります。

ただ導入すれば良いのではなく、導入することで企業や従業員のメリットになるかをよく考え、判断する必要があります。

IoT人材不足(データを活用しきれない)

近年、loTの技術は普及しつつありますが、どちらかといえば新しい技術です。そのため、loTに対する知識が浅い人も多く、折角導入しても使いこなせない場合があります

導入し活用するためにはloT人材が必要であり、従業員の教育や新しい人材確保が望まれるでしょう。

また、自社での用意が難しい場合は、アウトソーシング(人材派遣)を活用する手もあります。情報技術に精通した若い世代も多く、一から教育するよりもコストを抑えられます。

他にも、セキュリティ対策を始め、導入には様々なIT知識が必要です。導入を決定する際は、同時にITへの対応を検討する必要もあります。

IoBとの関係性

IoTと類似する言葉にIoB(Internet of Behavior/Bodies)という言葉があります。「モノとインターネットを繋ぐ技術(モノのインターネット)」と呼ばれるIoTに対して、IoBは「人間の身体とインターネットを繋ぐ技術」のことを指します。「B」には「Bodies(身体)」と「Behavior(行動)」の2つの意味があり、人間の動作や行動をデジタルデータとして追跡することが可能となる技術として、将来を期待されている技術です。

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まとめ:IoTは製造業に大きなメリットをもたらしてくれる

loTの導入により、生産管理の自動化が期待できます。データ管理や分析を機械がしてくれることで、人の手による手間を省けるのです。

また、作業の見える化によって、作業の無駄を省き作業効率も向上します。リスク回避やコストの削減などにもつながり、企業にとって大きなメリットが得られるでしょう。

ただ、導入には、コストや従業員の意識管理などの課題もあります。考えなしに導入すると、逆にデメリットになる可能性もあるわけです。

将来的にはloTの導入が望まれますが、導入する際には、「なぜ自社には必要なのか」「導入するとどのように変わるのか」を明確にし、しっかり仕組みを理解したうえで、導入を検討をするようにしてください。

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