インダストリー4.0とは？4つの設計原則や軸となるテクノロジーも紹介

インダストリー4.0は日本でも推進される産業政策です。今後の発展も期待されていますが、詳細をよく知らないという方も多いのではないでしょうか。
今回はインダストリー4.0における4つの設計原則や軸となるテクノロジーも紹介します。

インダストリー4.0とは、ドイツ政府が発表した産業政策のこと

インダストリー4.0とはドイツ政府が2011年に発表した産業政策のことで、第四次産業革命とも呼ばれます。工場にIT技術を取り入れることで、製造業のプロセスの効率化を目指した取り組みです。

インダストリー4.0の4つの設計原則

• 相互運用性
  モノや人、システムなど生産に関連するものを連携し、密接に情報交換を行うことでリアルタイムに情報を活用します。
• 情報の透明性
  モノや人、システムを繋いで得た情報を製造プロセスに関わる人が扱えるように可視化します。そして、そのデータを分析し、結果を活用してプロセスの効率化を行います。
• 技術的アシスト
  センサーやデバイスを使った情報収集、重労働や危険な作業のロボットによる自動化で、人にとって困難な課題を解消します。
• 分散的意志決定
  現実世界で収集したデータをサイバー空間で分析し、現実世界へフィードバックすることで生産ラインの意思決定を自立化します。

日本でも推進されるインダストリー4.0

経済産業省がConnected Industriesという概念を提唱したことで、日本においてもインダストリー4.0は推進されています。人とモノのつながりを重視することで新たな付加価値を創出し、社会課題を解決する産業を目指しています。

目指すべき産業のあり方が明確になったことで、政府はインダストリー4.0を推進する姿勢を示しました。代表例として、空飛ぶクルマの開発やIoT家電からデータを収集した生活の改善などがあります。

インダストリー4.0の軸となる6つのテクノロジー

IoT

IoTはInternet of Thingsの頭文字を取った言葉で、モノとモノがインターネットでつながることを意味します。これにより、リアルタイムで大量のデータを収集し分析することが可能になります。

AI

AIはArtificial Intelligenceの頭文字を取った言葉で、人工知能を意味します。機械学習やディープラーニングを用いて、コンピューターに人間と同じような判断を行わせることができます。これによって、人には処理しきれない大量のデータを扱えるようになります。

セキュリティ

インダストリー4.0ではモノとモノをインターネットでつなぐため、悪意ある攻撃やウイルスの侵入などのサイバー攻撃を受けるリスクが高まります。そのためサイバー攻撃に対するセキュリティ対策が必要です。

エッジコンピューティング

エッジコンピューティングとは、従来データセンターやクラウド上で行われていた処理を、データを収集する端末やその近くに設置したコンピューターなどで行うことを意味します。エッジコンピューティングによってデータ分析をリアルタイムで行うことが可能になり、業務効率が上がります。また、データが収集した場所で処理されるため、余計な通信がなくなりセキュリティリスクも低減されます。

クラウドコンピューティング

クラウドコンピューティングとは、インターネットを介してストレージやデータベース、アプリケーションなどのサービスを提供することを意味します。これにより大量のデータの統合や保存が容易になり、また、自社でサーバーやアプリケーションを用意する必要がなくなるためコストも削減できます。

デジタルツイン

デジタルツインとは、現実世界のモノから収集したデータを仮想空間上で再現する技術のことです。仮想空間で現実に限りなく近いシミュレーションが可能になるため、自社製品の製造過程やサービスなどの改善が見込めます。

インダストリー4.0によって実現可能なもの

製造業の自動化

インダストリー4.0によって実現可能なイノベーションの中で代表的なものが、製造業の自動化です。製造業の自動化は長年取り組まれていますが、従来の自動化は工程や工場同士のつながりがなく、プロセス全体での連携が困難でした。しかし、IoTによって工場内のあらゆる機器から情報を収集し、分析・遠隔操作することが可能になりました。

データによる意思決定

IoT技術によって多様なデータの収集が可能になったことで、従来は人の経験や勘に頼っていた高度な判断をより早く正確にできるようになります。例えば、工場において現場からの電話や直接赴くことでしか得られなかった情報を、センサーが即座に収集し、システムが自律的に判断・調整できるようになります。

インダストリー4.0の導入における課題

通信環境の構築

インダストリー4.0を導入するためには、通信環境の構築が必須です。工場の自動化を行う場合、機械の稼働状況などのデータをリアルタイムに収集するセンサーやそれをインターネットにつなげる設備が必要になります。既存の工場設備の中に新たにセンサーを組み込むのは容易ではなく、コストの増加は避けられません。

中小企業への適用

インダストリー4.0発祥の国であるドイツでは、政府による中小企業向けの支援が機能しています。しかし、日本におけるインダストリー4.0は中小企業にまで普及していません。インダストリー4.0には大きなコストを要し、中小企業は設備投資に踏み切る資本的な余裕がない場合が多いため、中小企業に対する支援を厚くすることが今後の課題と言えます。