工場のIoTとは?導入事例と課題・メリットデメリットについて解説

工場のIoTとは?導入事例と課題・メリットデメリットについて解説

工場での仕事は、ロボットやデジタル機器の導入によって日々変わっています。

人手不足の影響もあり、工場ではIoT化と呼ばれる仕組みの導入も推奨されています。

しかし、IoT化といっても何を導入したらいいのか、何を解決できるのか分からない方もいるでしょう。

本記事では、工場のIoT化の導入事例と課題、ソリューションについて解説していきます。

より効率化を進めて安全性を高めたい企業は参考にしてみてください。

工場のIoTとは?導入事例と課題・メリットデメリットについて解説
目次

工場のIoTとは作業の安全性や効率を高める取り組み

工場のIoTとは、機械や設備を自動化しながら作業の安全性や効率を高める取り組みです。

IoTは「Internet of Things」の略称で、機械や設備がインターネットにつながっている状態を指します。

工場がIoT化を進めることで製造機械や機器のデータを収集し、より効率を高めるための改善を行いやすくなります。

現在では、IoTシステムだけでなくAIによるデータ分析や改善提案を受ける仕組みなど、常に最新技術を導入する流れが止まりません。

いかにIoTを導入して業務効率化を高められるかが、工場経営には大切です。

工場IoTのメリット

工場IoTには、以下のようなメリットがあります。

  • 生産管理の自動化
  • 機械や設備の容易なメンテナンス
  • 業務の最適化

それぞれのメリットについて詳しく解説していきます。

生産管理の自動化

工場にIoTを導入すると生産管理を自動化できます。

機械や設備に取り付けたセンサーや端末が常にデータを読みとってくれるので、従業員が機械や設備のメーターを目視で確認する必要がありません。

生産管理計画を立てる際は、過去のデータを集めて手作業で計画を作成するのが一般的でした。

IoTを導入すると、データ収集だけでなく分析まで行ってくれるので、生産管理を自動化できます。

無理や無駄のない生産計画を自動で作成できるのがIoTのメリットです。

機械や設備の容易なメンテナンス

既存の機械や設備にIoTセンサーを導入すると、温度やエラーだけでなく異常な負荷を感知できます。

大きなトラブルが発生する前に機械や設備をメンテナンスできるので、作業員の事故や生産停止などの大きなトラブルの抑制が可能です。

大きなトラブルが発生してしまうとメンテナンスコストも上昇しますが、小さな異常の時点でメンテナンスすると交換する部品も最小限で済みます。

長期的に使う機械や設備を容易にメンテナンスできるのが、IoTのメリットです。

業務の最適化

工場の業務は、業務の効率化や安全対策など課題や改善すべき問題が数多く存在します。

業務を最適化するためには、IoTを導入してデータ収集を徹底するのが効果的です。

IoTによって日々の業務がデータとして可視化されるので、改善が必要な課題や問題にいち早く気がつきます。

位置情報を可視化できるシステムを導入すると、作業の動線を理解して最適なレイアウト変更ができるでしょう。

IoTは、工場内の業務全般を最適化できる点がメリットです。

工場IoTのデメリット

工場IoTには、以下のようなデメリットも存在します。

  • コストの制限がある
  • 短期間では効果が出にくい
  • 既存システムとの連携が難しい

それぞれのデメリットについて詳しく解説していきます。

コストの制限がある

工場にIoTを導入するためには、導入コストが必要です。

高性能なIoTは導入だけでなく、メンテナンスやサポートでも高額な費用が発生するためです。

小さな端末や安価なIoTも存在しますが、工場全体をIoTするためには多額の費用が発生するので、導入をためらってしまう企業も少なくありません。

IoTを導入する際は、継続的に運用できるコストのIoTを選定していくことが大切です。

短期間では効果が出にくい

IoTシステムは、導入してすぐに効果を実感できない場合があります。

センサーの場合は最適な取り付け位置を考慮する必要があったり、収集したデータをどのように活用するか検討したりする必要があるためです。

また、従業員がIoTシステムに慣れるための時間も必要になるので、すぐに効果を実感できない可能性がある点はデメリットです。

IoTは長期的に運用していくシステムなので、短期間での効果を求めないようにしましょう。

既存システムとの連携が難しい

IoTシステムはさまざまなサービスが存在しているので、既存システムとの連携方法もシステムによって異なります。

IoTを導入したのに連携できずにデータを活用できないという状況になると、企業としてはデメリットになります。

一部のIoTだけでなく、工場全体でどのようにIoTを構築していくかを検討していくことが大切です。

工場のIoT導入事例

工場のIoTとして、以下の導入事例を紹介します。

  • 設備の予知保全
  • データを基にした経営
  • 従業員の育成
  • 業務の効率化
  • コストの見える化

それぞれの導入事例について解説していきます。

設備の予知保全

IoTシステムを導入すると、工場内の機械や設備の余地保全ができます。

機械や設備の稼働状況をデータ化してモニタリングできるため、故障や異常の予兆をいち早く発見できるためです。

これまでの工場は、定期的な保守点検と機械や設備が故障してから事後保全を行うのが一般的でした。

保守点検と事後保全だけでは、機械や設備の故障で生産ラインを止めてしまうリスクが存在します。

IoTシステムを導入すると機械や設備の状態をデータで分析できるので、故障が起きる前に警告を出す予知保全が可能です。

大きな故障やトラブルが発生する前に保全ができるので、生産ラインを止めることなく安全に稼働できます。

データを基にした経営

IoTによって、データを基にした工場の経営が可能です。

企業の経営や重要な判断にデータを活用する「データドリブン」な経営ができるので、市場や顧客の需要の変化や利益の見通しなどを詳細に確認できます。

工場内の機械や設備にIoTシステムを導入し、稼働状況や生産数の推移だけでなくクラウドソフトで売上や目標達成率まで把握可能です。

データを基にした経営は、市場の変化が激しい現代で最適な判断を下すために重要な取り組みです。

従業員の育成

従業員の育成にもIoTは大きなメリットを与えてくれます。

これまではベテランの従業員の技術や経験を若い世代に引き継いでいくのが一般的でした。

IoTシステムで採取したデータを分析して仕組み化することで、難しい技術の継承も容易に行えます。

ベテラン従業員の技術継承は属人化する傾向が強く、マニュアル作成も容易ではありませんでした。

IoTシステムはベテラン従業員の動作やコツを分析できるので、人材育成のコストを大幅に削減可能です。

業務の効率化

工場全体のIoTによって、生産性が向上して業務効率化につながります。

IoTは、データを基に人材の配置からセンサーによる検査まで対応できるので、人的ミスの軽減と生産性の向上に直結します。

工場では作業者が目視で製品を確認したり点検を行ったりしていましたが、IoTシステムを導入すると非属人化の業務が増えるのがメリットです。

生産時間の短縮と人的ミスによる不良率が低下するので、利益も増えるのがIoTの特徴です。

コストの見える化

工場でIoTを導入すると、コストの見える化が可能になります。

エネルギーの使用量が把握できるので、エネルギーコストの削減に向けた改善を行いやすくなるでしょう。

近年の日本では、燃料費や電気代などのエネルギー高騰が大きな問題です。

工場で大規模な生産をするためには、大きなエネルギーが必要です。

IoTセンサーでエネルギー消費量を測定し、AIがそのデータを分析できる環境を構築すると、エネルギーコストを抑制できます。

エネルギーコストの削減は工場の利益増加に直結するので、優先してIoT化を進めてみましょう。

工場の業種別IoT例

工場の業種別のIoT例も紹介していきます。

今回紹介するのは、以下の2つの業種です。

  • 食品工場
  • 生産工場

それぞれの工場のIoT例を紹介していきます。

食品工場

食品工場では、食品の安全の観点から製造ラインの自動化やロボットの導入が進んでいます。

日本の食品工場では、2020年からHACCP(ハサップ)という管理手法が義務つけられているためです。

HACCPでは生産設備の温度管理を記録する必要があり、定期的な巡回と記録が必要でした。

IoTを導入してモニタリングすることで、自動で監視ができるようになります。

生産工場

生産工場では、機械の稼働データを収集するためにIoTが導入されています。

近年は工作機械メーカーが独自のIoT機能を提供し始めました。

古い機械はメーカーの提供するIoTの対象外になるケースが多いという問題がありましたが、電流センサーとIoTを組み合わせて稼働状況をモニタリングできるようになっています。

常時稼働状況を把握できるので、生産計画へのデータ活用が容易になっています。

工場IoTの失敗事例

工場のIoTには、以下のような失敗事例も存在します。

  • 目標が定まっていない
  • 最初から大きなシステムを導入してしまう

それぞれの失敗について解説していきます。

目標を設定していない

工場がIoTする際に、目標を設定していないと失敗しやすくなります。

IoTを導入することが目的となってしまい、導入後の活用方法を見いだせなくなってしまうためです。

IoTは技術の1つに過ぎません。

大切なのは、現状でどんな問題があるかを把握し、IoTによってどのような改善が見込めるかを知ることです。

エネルギーコストを削減したいのか、経営判断を最適にしたいのか、目的によって導入するシステムも変わってきます。

まずは目標を設定し、その目標を達成するためにIoTをどう活用していくかを検討しましょう。

最初から大きなシステムを導入してしまう

IoTは工場に大きなメリットを与えてくれますが、最初から大きなシステムを導入してしまうと失敗しやすくなります。

IoTを導入するためには、そのシステムを管理する人材が必要です。

大規模なIoTを導入してしまうと、管理する人材を確保しきれずに効果を活かしきれません。

IoTは小さな端末やセンサーから導入を始め、効果を実感してから大規模なシステムを導入するようにしましょう。

工場IoTの課題

工場IoTには、以下のような課題があります。

  • セキュリティ対策
  • ネットワークの見直し
  • IoT人材の確保

それぞれの課題について解説していきます。

セキュリティ対策

IoTシステムを導入する際は、セキュリティ対策が必要です。

日本に限らず、IoTシステムをターゲットにしたサイバー攻撃が存在するためです。

IoTシステムがサイバー攻撃を受けて機能停止や情報漏洩してしまうと、企業として大きな損失になります。

これまでの工場の機械や設備は、ネットワーク接続せずに工場内で環境を構築していました。

しかし、IoTシステムを導入するためにはネットワークとの接続が不可欠です。

そのため、IoTシステムを守るために新たなネットワークセキュリティ対策が必要になります。

ネットワークの見直し

機械や設備にIoTシステムを導入して自動化するためには、ネットワークの見直しが必要です。

IoTシステムは、感知するセンサーや端末から常に大量のデータを収集するためです。

ネットワークに十分な容量がないと、通信速度の低下や送信エラーなどのトラブルが起きるかもしれません。

ネットワークに負荷がかかっても十分に対応できる余裕のあるキャパシティが必要です。

IoT人材の確保

IoTシステムを活用できる人材は、日本にはまだまだ少ないのが現状です。

IoTシステムに限らず、日本ではIT技術を駆使できる人材が足りていません。

IoTシステムを安定して稼働するためには、システムのトラブル発生や安定した保守ができる人材が欠かせないためです。

効果のあるIoTシステムを導入しても、適切に運用できなければ意味がありません。

工場でIoTシステムを導入する際は、専門知識を持った人材育成や採用が必要です。

まとめ:工場のIoTと業務改善は必須の業務

工場のIoTは、機械や設備をネットワークに接続することで稼働状況やデータを収集可能です。

収集したデータは生産計画の自動化やベテラン従業員の技術継承など、多方面で活用できます。

工場のIoTにはコストが発生する点や活用できる人材の確保などの問題もあるので、無理なく導入していくようにしましょう。

工場のIoTも大切ですが、同時に従業員同士の意識を変革して業務を効率化していくことも重要です。

従業員の主体性を高めて、その生産性を最大限活かすために必要だと感じたらIoT導入を検討してみてください。

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