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製造業では、人手不足や熟練技術者の高齢化、原材料価格の変動など、さまざまな課題への対応が求められています。こうした状況のなか、課題解決や競争力強化につながる取り組みとして注目されているのが「製造業DX」です。
一方で、「製造業DXでは具体的に何をするのか」「どこから取り組めばよいのかわからない」と感じている方もいるでしょう。また、デジタルツールを導入したものの、現場で十分に活用されず、思うような成果につながらないケースもあります。
製造業DXを進めるには、デジタル化そのものを目的とせず、自社が抱える課題を明確にしたうえで適切な方法を選ぶことが大切です。
本記事では、製造業DXの基本的な考え方から、求められる背景やメリット、進まない理由、具体的な進め方までわかりやすく解説します。AIやIoTなどの活用技術や、DXを成功させるポイントも紹介するので、製造現場のDXを検討している方はぜひ参考にしてください。
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製造業DXとは
製造業DXとは、デジタル技術やデータを活用し、製造現場の業務だけでなく、組織やビジネスの仕組みまで変革する取り組みです。
近年は、人手不足や市場環境の変化などを背景に、製造業でもDXの重要性が高まっています。まずは、製造業DXの定義と、混同されやすいIT化・デジタル化との違いをみていきましょう。
製造業DXの定義
製造業DXとは、デジタル技術やデータを活用して業務プロセスや組織などを変革し、企業の競争力や新たな価値の創出につなげる取り組みです。
製造業では、設計や生産、生産管理、品質管理、設備保全、調達、販売など、さまざまな工程でデータが生まれます。こうしたデータを収集・連携して活用すれば、業務の効率化だけでなく、生産工程の最適化や品質向上、設備トラブルの予防などにも役立てられるでしょう。
さらに、製造現場だけでなく、部門を越えてデータを活用し、経営判断や製品・サービスの価値向上につなげていくことも製造業DXの重要な目的です。
IT化・デジタル化との違い
IT化やデジタル化とDXでは、取り組む目的や範囲が異なります。
IT化は、ITツールやシステムを導入して業務を効率化する取り組みです。また、デジタル化は、紙の帳票を電子データへ置き換えるなど、アナログで行っていた業務や情報をデジタルへ移行することを指します。
一方、DXはデジタル技術やデータの活用を通じて、業務プロセスや組織、製品・サービスなどを変革し、企業の競争力向上につなげることが目的です。
たとえば、紙で管理していた設備の点検記録を電子化するだけでなく、蓄積したデータを分析して設備の故障傾向を把握し、点検方法や保全計画の見直しにつなげる取り組みなどが挙げられます。
IT化やデジタル化はDXと別々のものではなく、DXを実現するための手段や段階として捉えると理解しやすいでしょう。
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製造業DXが求められる4つの背景
製造業では、人手不足や技術継承、市場環境の変化など、従来の業務改善だけでは対応が難しい課題が増えています。そのため限られた人員や設備を有効に活用しながら、変化する需要に対応していくためにも、データやデジタル技術を活用したDXの重要性が高まっているのです。
ここでは、製造業でDXが求められる背景を4つに分けて解説します。
1．人手不足に対応するため
製造業では、人手不足が深刻な課題となっています。必要な人材を十分に確保できない状況が続けば、一人あたりの業務負担が増えるだけでなく、生産体制の維持が難しくなる可能性もあります。
そこで重要になるのが、デジタル技術を活用した業務の効率化や省人化です。たとえば、IoTを活用して設備の稼働状況を自動で収集したり、AIで検査業務を支援したりすれば、人が行っていた確認や記録などの作業を減らせます。
限られた人員でも安定した生産を続けられる体制を整えるために、製造業DXの必要性が高まっているのです。
2．技術継承を進めるため
熟練技術者の高齢化や退職に伴い、長年培われてきた技術やノウハウを次世代へ引き継ぐことも製造業の課題です。設備の調整や異常の判断、品質管理などが特定の担当者の経験や勘に依存している場合、退職によって貴重なノウハウが失われる可能性があります。
作業手順や設備の設定条件、点検・修理履歴などをデータとして蓄積すれば、個人がもつ知識を組織で共有しやすくなります。また、熟練者の判断基準を可視化することで、作業の標準化や人材育成にも活用できるでしょう。
技術を個人だけに蓄積させず、組織の資産として残していくためにもDXが求められています。
3．市場環境の変化に対応するため
消費者ニーズの多様化や原材料価格の変動、原材料の調達から製造・物流・販売までの一連の流れを指す「サプライチェーン」の不安定化など、製造業を取り巻く環境は変化しています。
需要や調達状況が変われば、生産量や納期、在庫なども状況に応じて調整しなければなりません。
設備の稼働状況や在庫、生産実績などのデータをリアルタイムで把握できれば、状況の変化を捉えて迅速に判断できます。さらに、設計・製造・調達・販売などの部門間で情報を共有することで、生産計画の変更にも対応しやすくなるでしょう。
市場環境の変化を素早く捉え、柔軟に対応できる生産・経営体制を構築することも、DXが求められる背景のひとつです。
4．生産性と競争力を向上させるため
人件費や原材料費などのコストが増加するなか、製造業が競争力を維持するには、限られた経営資源を有効に活用して生産性を高めることが重要です。
設備や生産工程のデータを収集・分析すると、設備の停止時間や作業の遅れなど、改善すべき箇所を把握しやすくなります。さらに、設備稼働の改善や定型業務の自動化を進めれば、生産効率の向上やコスト削減にもつながるでしょう。
データをもとに改善を繰り返し、より効率的な生産体制を構築することは、企業が継続的に競争力を高めるうえでも重要です。
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製造業DXで得られるメリット
製造業DXを進めると、作業効率の改善だけでなく、品質の安定や迅速な意思決定、属人化の解消にもつながります。
ここでは、製造現場と経営の双方で期待できる4つのメリットを紹介します。
生産性を向上できる
製造業DXを進めると、設備や人員を効率的に活用し、生産性を高められます。設備の稼働状況や作業実績をリアルタイムで確認できれば、設備の停止や工程内の無駄を早期に発見しやすくなります。
収集したデータを生産計画へ反映することで、人員配置や設備の使い方も見直せるでしょう。また、定型的な入力や確認作業を自動化すれば、担当者は品質改善や工程管理など、より判断が求められる業務に時間を充てられます。
現場の状況をデータで把握し、継続的な改善につなげられる点は、製造業DXの大きなメリットです。
品質を安定・向上できる
製造業DXは、品質のばらつきを抑え、安定した製品づくりを進めるうえでも有効です。製造条件や検査結果を継続して蓄積すると、不良が発生しやすい条件や工程の傾向を把握しやすくなります。
たとえば、AIによる画像解析を検査に活用すれば、目視検査を補助し、異常を効率的に検出することも可能です。さらに、蓄積した品質データを分析して製造条件や検査方法を見直せば、不良の発生を抑えるための改善にもつなげられるでしょう。
品質管理を担当者の経験だけに頼らず、データをもとに継続して改善できる点もメリットです。
データに基づく意思決定ができる
製造業DXを進めると、経験や勘だけに頼らず、データを根拠に意思決定できるようになります。生産量や設備稼働率、品質情報などを一元管理すれば、製造現場の状況をさまざまな角度から把握できます。
たとえば、設備の稼働率が低下している場合、停止時間や生産実績などのデータを確認することで、原因を特定しやすくなるでしょう。共通のデータをもとに課題を検討できれば、生産計画の見直しや設備投資などの判断にも根拠を持たせられます。
経営層と現場が同じ情報を共有し、認識をそろえやすくなる点も重要なメリットです。
属人化を解消できる
製造業DXは、特定の担当者に依存している業務を見直し、属人化を解消するうえでも役立ちます。作業手順や設備の設定、点検・修理履歴、品質管理の基準などをデータとして蓄積・共有すれば、担当者が変わっても必要な情報を確認できます。
さらに、作業方法や判断基準を明確にして業務を標準化することで、「担当者がいなければ対応できない」といった状況を減らせるでしょう。過去の対応履歴を確認できる環境があれば、トラブルが発生した際の対応もしやすくなります。
担当者ごとの知識や経験を組織全体で活用できる仕組みを整えることが、安定した業務運営につながります。
製造業DXが進まない理由
製造業DXの必要性を理解していても、実際の取り組みが思うように進まない企業もあります。主な要因として挙げられるのが、DX人材の不足や既存システムの問題、投資対効果への不安、現場の理解不足です。
DXを円滑に進めるためにも、まずはどのような要因が妨げになっているのかを把握しておきましょう。
DXを推進できる人材が不足している
製造業DXが進まない理由のひとつは、製造現場とデジタル技術の両方を理解し、取り組みを推進できる人材が不足していることです。DXでは、製造現場の業務知識に加え、ITやデータ活用、プロジェクト管理など幅広い知識が求められます。
社内で担当者を選任しても、通常業務との兼任によってDXの推進に十分な時間を割けないケースもあるでしょう。また、特定の担当者だけに任せてしまうと、部署をまたいだ調整が難しくなり、全社的な取り組みへ発展しない可能性もあります。
DXを継続的に進めるには、経営層や製造現場、情報システム部門などが連携できる体制を整え、必要に応じて社内教育や外部の専門家による支援を活用することが大切です。
レガシーシステムが残っている
長年使用してきたレガシーシステムが残っていることも、製造業DXを妨げる要因のひとつです。レガシーシステムとは、長期間の利用によって複雑化・老朽化し、新しい技術や業務の変化に対応しにくくなったシステムを指します。
部門ごとに異なるシステムを利用している場合、データの形式や管理方法が統一されておらず、部門間の情報共有やデータ連携に手間がかかります。さらに、システムの仕様を理解している担当者が限られていると、改修や機能追加が難しくなる場合もあるでしょう。
既存システムをすべて一度に刷新するのではなく、現状の課題を把握したうえで、優先順位を付けて見直していくことが重要です。
導入コストや投資対効果に不安がある
デジタルツールやシステムの導入には費用がかかるため、投資対効果への不安からDXに踏み切れないケースもあります。とくに、新たな設備やシステムを大規模に導入する場合は、初期費用だけでなく、運用や保守、従業員教育などにかかる費用も考慮しなければなりません。
また、DXの効果は必ずしも短期間で現れるとは限りません。導入目的や評価指標が曖昧なままでは、どの程度の成果が得られたのか判断しにくくなり、次の投資にもつながりにくくなります。
そのため、導入前に解決したい課題と期待する効果を明確にし、投資に対する成果を評価できる状態を整えておくことが重要です。
現場の理解を得られない
製造業DXを定着させるには、実際にデジタルツールやシステムを利用する現場の理解と協力が欠かせません。新しいツールの導入によって入力作業が増えたり、従来の作業手順が変わったりすると、現場の負担が一時的に増える場合があります。
導入目的や現場にとってのメリットが十分に共有されていなければ、DXが「業務を増やす取り組み」と受け取られ、ツールの活用が進まない可能性もあるでしょう。
経営層やDX推進担当者は、解決したい課題や導入によってどのように業務が変わるのかを具体的に共有することが大切です。また、現場の意見を取り入れながら、実際の業務に合った運用方法へ改善していく必要があります。
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製造業DXの進め方
製造業DXは、デジタルツールの導入から始めるのではなく、経営や現場が抱える課題を整理し、目的に沿って段階的に進めることが重要です。また、導入後も効果を検証しながら改善を続ける必要があります。
ここでは、製造業DXを進める基本的な流れを4つのステップに分けて解説します。
DXの目的を明確にする
製造業DXに取り組む際は、最初に「何を改善したいのか」を明確にすることが重要です。システムやAIなどの導入自体が目的になると、必要以上に機能を求めたり、導入後の成果を適切に評価できなかったりする可能性があります。
まずは、人手不足への対応や生産性の向上、品質の安定など、自社が解決したい経営課題や現場の課題を具体化します。そのうえで目指す状態を明確にすれば、必要な技術や対象となる業務も選びやすくなるでしょう。
DXを課題解決の手段として捉え、取り組む目的を明確にすることが最初のステップです。
現状の課題を整理する
DXの目的を明確にしたら、現在の業務や設備、データ管理にどのような課題があるのかを整理しましょう。
たとえば、業務の流れを確認し、手作業が多い工程や情報共有に時間がかかっている業務、特定の担当者に依存している作業などを洗い出します。あわせて、各部門で使用しているシステムや管理しているデータを確認すると、情報の分散やデータ連携などの課題も把握しやすくなります。
洗い出した課題をすべて一度に解決しようとせず、改善した場合の効果や緊急度などを踏まえて優先順位を決めることが大切です。
小規模な業務から導入する
取り組む課題を決めたら、対象となる業務や工程を絞り、小規模な範囲からデジタルツールやシステムを導入します。
最初から全社へ導入すると、費用や運用負担が大きくなるだけでなく、想定していなかった問題が発生した際の見直しも難しくなります。まずは設備監視や検査、情報共有など、課題や導入効果を確認しやすい業務から始めるとよいでしょう。
小規模な導入であれば、実際に使用する従業員から意見を集めながら、操作方法や業務フローを調整できます。一定の成果を確認したうえで対象となる工程や部門を広げることで、導入時のリスクを抑えながらDXを展開できます。
導入効果を検証して改善する
デジタルツールやシステムを導入した後は、当初設定した目的に対してどの程度の効果が得られたのかを検証しましょう。
たとえば、生産性の向上が目的であれば作業時間や生産量、設備の安定稼働が目的であれば稼働率や停止時間など、目的に合った指標を設定して導入前後の変化を確認します。期待した成果が得られていない場合は、運用方法や設定、対象業務などを見直す必要があります。
一方で、成果が確認できた取り組みは、ほかの工程や部門へ展開できるか検討するとよいでしょう。導入して終わりにせず、効果の検証と改善を繰り返すことが、DXを継続的な取り組みとして定着させるポイントです。
製造業DXで活用される主な技術
製造業DXでは、AIやIoT、クラウド、デジタルツインなど、さまざまなデジタル技術が活用されています。ただし、技術の導入自体を目的にするのではなく、自社が解決したい課題にあわせて必要な技術を選ぶことが重要です。
ここでは、製造業DXで活用される代表的な4つの技術について、具体的な活用方法とあわせて紹介します。
設備保全のDXでは、設備情報や点検・修理履歴を一元管理する「CMMS（設備保全管理システム）」も活用されています。CMMSの機能や導入メリットについて詳しく知りたい方は、「CMMSとは？設備保全管理システムの機能・メリット・導入方法をわかりやすく解説」もあわせてご覧ください。
関連記事：CMMSとは？設備保全管理システムの機能・メリット・導入方法をわかりやすく解説
AIによる異常検知・需要予測
AIは、設備の異常検知や需要予測など、人による判断や分析を支援するために活用できます。大量のデータから傾向やパターンを分析し、予測や分類などを行える点が特徴です。
たとえば、設備から取得した温度や振動などのデータをAIで分析すれば、通常とは異なる変化を検知し、点検や保全を行う際の判断材料にできます。また、過去の販売実績や受注状況などを分析し、将来の需要を予測する活用方法もあります。
AIによる分析結果を設備保全や生産計画、在庫管理などに生かすことで、経験や勘だけに頼らない判断を支援できるでしょう。
IoTによる設備稼働の見える化
IoTは、設備の稼働状態をデータとして収集し、製造現場の状況を見える化するために活用できます。IoTとは、設備や機器などをネットワークにつなぎ、取得したデータを収集・共有する仕組みです。
たとえば、設備に設置したセンサーから稼働時間や停止時間、温度、振動などのデータを取得すれば、設備の状態を継続的に把握できます。データを蓄積することで、停止が多い設備や異常が発生しやすい条件なども分析しやすくなるでしょう。
巡回点検などで得られる情報と設備データを組み合わせることで、設備の状態をより詳細に把握し、保全や改善に生かせます。
クラウドによるリアルタイムな情報共有
クラウドは、工場や部門ごとに分散している情報を共有し、関係者が必要なデータを確認しやすい環境を整えるために活用できます。クラウドとは、インターネットなどのネットワークを通じて、システムやデータを利用する仕組みです。
生産実績や在庫、品質などに関する情報をクラウド上で共有すれば、製造や調達、営業などの関係者が必要な情報を確認しやすくなります。紙や個別のファイルによる情報共有を減らすことで、確認や転記にかかる手間の削減にもつながるでしょう。
工場や部門を越えて最新の情報を共有できる環境を整えることは、迅速な意思決定を支えるうえでも重要です。
たとえば、巡回点検の記録や報告をデジタル化すれば、紙やExcelへの転記を減らし、点検結果を関係者で共有しやすくなります。巡回点検をデジタル化するメリットや具体的な方法については、「巡回点検とは？点検項目や効率化する方法、デジタル化のメリットを解説」で詳しく紹介しています。
関連記事：巡回点検とは？基本のやり方とデジタル化で効率化する方法を解説
デジタルツインによる設備シミュレーション
デジタルツインとは、現実の設備や工場などから取得したデータをもとに、デジタル空間上に現実の状態を再現する技術です。現実と連動した仮想モデルを活用することで、設備や生産工程の分析、シミュレーションなどを行えます。
たとえば、生産ラインの変更を検討する際に、設備の配置や生産条件をデジタル空間上でシミュレーションすれば、実際に設備を変更する前に影響を確認できます。事前に複数の条件を検証することで、設備変更後の手戻りや調整作業を減らすことにもつながるでしょう。
設備投資や生産計画などを事前に検討できる点も、デジタルツインを活用するメリットです。
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製造業DXを成功させるポイント
製造業DXを継続的な成果につなげるには、デジタルツールを導入するだけでなく、社内で目的を共有し、データを活用できる環境を整えることが重要です。そのうえで、自社の課題や現場の運用に合ったデジタルツールを選ぶ必要があります。
ここでは、製造業DXを成功させるために押さえておきたい3つのポイントを紹介します。
DX推進の目的を社内で共有する
製造業DXを成功させるには、経営層や製造現場、IT部門などの関係者が、DXに取り組む目的を共有することが重要です。目的が十分に共有されていないと、部門ごとに認識のずれが生じ、新しい仕組みが現場へ定着しにくくなる可能性があります。
たとえば、人手不足への対応や品質の改善、設備管理の効率化など、解決したい課題を具体的に示します。あわせて、DXによって現場の業務がどのように変わるのかを共有すれば、従業員も取り組む必要性を理解しやすくなるでしょう。
導入後も進捗や成果を共有し、関係者が共通の目標に向かって取り組める体制を整えることが大切です。
データを一元管理できる仕組みを整える
製造業DXでは、必要なデータを部門を越えて共有・活用できる環境を整えることが重要です。生産管理や品質管理、設備管理などの情報が別々に保管されていると、必要なデータを探したり、部門間で共有したりするだけでも手間がかかります。
必要な情報を一元的に確認できる仕組みを整えれば、関係者が必要なデータへアクセスしやすくなります。また、同じ情報を複数のシステムへ入力したり、表計算ソフトへ転記したりする作業の削減にもつながるでしょう。
収集したデータを蓄積するだけで終わらせず、分析や業務改善へ活用できる管理環境を整えることがポイントです。
自社に適したデジタルツールを導入する
製造業DXでは、機能の多さだけで判断せず、自社が抱える課題や実際の業務に合ったデジタルツールを選ぶことが重要です。高機能なツールでも、必要な業務に対応していなかったり、操作が複雑だったりすると、現場で十分に活用されない可能性があります。
まずは解決したい課題と必要な機能を整理し、操作性や既存システムとの連携、導入後のサポート体制などを比較します。実際に利用する従業員の意見も確認しておくと、導入後のミスマッチを防ぎやすくなるでしょう。
とくに製造現場では、生産管理や品質管理、設備保全など業務によって抱える課題が異なります。自社がDXを進めたい業務を明確にしたうえで、それぞれの業務に適したツールを選定することが大切です。
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製造業DXを進めるには、デジタルツールを導入するだけでなく、現場で日々発生する情報を蓄積・共有し、継続的な業務改善へ活用できる環境を整えることが重要です。とくに、設備の点検や修理、保全に関する情報を紙や表計算ソフトで管理している場合、情報が分散しやすく、過去の履歴を確認するだけでも時間がかかるケースがあります。
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たとえば、これまで紙や表計算ソフト、個人のパソコンなどに分散していた情報を集約することで、必要な情報を探す手間や転記作業の削減につながります。関係者が必要な情報を確認しやすくなるため、担当者ごとの情報量の差を抑え、スムーズな連携にも役立つでしょう。
また、設備保全では、過去の点検や修理に関する情報を蓄積し、必要なときに確認できる環境づくりが欠かせません。情報を継続的に蓄積・活用できる仕組みを整えることで、業務の属人化を防ぎ、点検・保全業務の効率化や標準化にもつなげられます。
「設備に関する情報が複数の場所に分散している」「過去の対応履歴を探すのに時間がかかる」「担当者によって情報管理の方法が異なる」といった課題を抱えている場合は、ANDPAD BMを活用して設備保全業務のDXを進めてみてはいかがでしょう。
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まとめ
製造業DXは、デジタルツールを導入することがゴールではありません。自社が抱える課題を明確にし、データやデジタル技術を活用しながら、業務や組織のあり方を継続的に改善していくことが重要です。
まずは現場の業務を見直し、「情報共有に時間がかかっている」「特定の担当者しか対応できない」「必要な情報が複数の場所に分散している」など、DXによって改善したい課題を洗い出してみましょう。取り組む範囲を絞って導入し、効果を確認しながら対象を広げることで、現場への負担や導入リスクを抑えやすくなります。
とくに設備保全やメンテナンスでは、日々の点検や修理で蓄積される情報を適切に管理し、次の対応や改善へ生かせる環境づくりが大切です。自社の課題や業務に適したデジタルツールを活用し、現場で継続して運用できるDXを目指しましょう。
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