スマートファクトリーとは？導入するメリットや事例を分かりやすく解説

• 位置測位

近年、「スマートファクトリー」という言葉が広まりつつあります。経済産業省も20～30年先を見据え、製造現場のデジタル化を推進しています。

この取り組みは製造業を中心に注目され、着実に拡大しています。
しかし、「スマートファクトリーとは具体的に何を指すのか理解しづらい」と感じる方もいるでしょう。

本記事では、スマートファクトリーの基本的な考え方や注目される背景、導入によって得られるメリットを解説します。

1.スマートファクトリーとは？

スマートファクトリーとは、IoT（Internet of Things：モノのインターネット）、AI、ロボットなどの先端技術を活用し、データの可視化や自動化を進めることで、製造工程を改善し稼働効率を高めた工場を指します。

「製造業DX（Digital Transformation：デジタルトランスフォーメーション）」と呼ばれることもあり、人手不足が深刻化する日本では、その仕組みや効果への期待が高まっています。
少子高齢化に伴い労働力の確保が難しくなるなか、効率化を実現する取り組みとして注目されています。

スマートファクトリーの代表的な事例には、以下のようなものがあります。

出典：総務省「インダストリー4.0とは」

DXとの違い

DXは、ITの活用を通じて組織構造やビジネスモデルそのものを変革する、企業全体の取り組みを指します。

一方でスマートファクトリーは製造業におけるDXの一環と位置づけられており、現場レベルでのデジタル技術活用によって生産性や品質向上を目指すアプローチです。

FAとの違い

ファクトリーオートメーション（Factory Automation）は、これまで人間が行っていた作業を機械やロボット、デジタル機器に置き換えることで、特定の生産ラインの自動化を進める方法です。

それに対してスマートファクトリーは、工場全体をデジタル技術で連携させ、製造工程を総合的に「最適化」「可視化」する取り組みであり、より広範な変革を目指している点で異なります。

IoTとの違い

IoTは、モノをインターネットに接続しデータを収集・共有・制御するための技術です。

一方でスマートファクトリーは、IoTをはじめとする先進的なIT技術を活用し、リアルタイムのデータ分析を通じて製造プロセスの効率化や最適化を図ります。
つまり、IoTはスマートファクトリーを実現する技術の一つです。

2.スマートファクトリーが注目される背景

近年、経済産業省は製造業のDX推進を掲げ、その一環としてスマートファクトリーの普及に注力しています。

スマートファクトリーを導入すれば、従来アナログで行ってきた業務を自動化・効率化できます。
その結果、品質や生産性の向上に直結する業務に人的リソースを集中でき、蓄積したデータを活用した能力開発や人材育成も可能になります。

さらに、新たなニーズに即した製品を迅速に提供できるほか、データ可視化によってサプライチェーン全体の効率化も進みます。
トレーサビリティを確保することで品質保証も強化され、製造業の競争力向上に大きく貢献すると期待されています。

3.スマートファクトリーの導入による7つのメリット

スマートファクトリーの実現で現場はさまざまなメリットを得ることができます。
ここでは具体的なメリットをご紹介します。

メリット1. 稼働状況の可視化による生産性向上

スマートファクトリーを導入すると、工場の稼働状況をリアルタイムで収集・確認でき、稼働率を可視化することでダウンタイムの削減につながります。

さらに、センサーやデジタル技術を活用すれば、生産ラインの稼働状況や在庫、作業進捗も常時把握できます。
これにより、ボトルネックの特定や業務改善がしやすくなり、生産性や作業効率の向上が期待されます。

メリット2. 作業工程・材料・設備の最適化によるコスト削減

「いつ」「どこで」「何が」起きているかを各工程から正確に収集・分析することで、最適なタイミングで材料を供給したり設備を調整したりできます。
さらに、従業員の業務量や作業場所のデータを把握することで、稼働時間の最適化も可能になります。

その結果、無駄のない運用が実現し、工場内の連携が強化されることで全体のコスト削減にもつながります。

メリット3. 製品化・量産化までの期間短縮

設計から試作、生産までをデジタル化・自動化することで、開発スピードを大幅に高められます。
仕様変更があっても柔軟に対応でき、内容をすぐに現場へ反映できます。
さらに、新しい生産ラインの立ち上げも効率的に進められるため、市場投入までの期間を短縮できます。

メリット4. 熟練の技術を継承し人材不足・育成に対応

ベテラン技術者のスキルをマニュアル化・体系化すれば、技術継承がスムーズに進み、人材育成を効率的に行えます。
製品の品質を維持しながら新しい技術者を育成できる点は、人手不足に直面する日本企業にとって大きな利点となります。

メリット5. 品質の向上

スマートファクトリーでは、製造履歴データを製品ごとにひも付けて管理できるため、品質トレーサビリティを確保できます。

さらに、画像処理やAIによる不良検知、センサーデータの時系列監視を活用することで、品質管理の精度を高められます。
その結果、不良品の流出を防ぎ、ユーザー満足度やブランド価値の向上につながります。

メリット6. 需給予測などのシミュレーションを実現

スマートファクトリーでは、大量のデータをもとに需要予測や生産計画のシミュレーションが行えます。

多様な顧客ニーズへの柔軟な対応が可能となり、それに伴い加工技術の幅も広がります。
さらには、性能の高い製品や新たなサービスの提供にもつながります。

メリット7. リスク管理の強化

センサーやAIによる状態監視で機械の異常を早期に検知し、故障を未然に防ぐことができます。
万一トラブルが起きても、リアルタイムの情報共有と自動制御によって被害を最小限に抑えやすく、安定した生産体制の維持に役立ちます。

4.スマートファクトリー導入時の課題

スマートファクトリーを導入する際に想定される3つの課題について解説します。

課題1. 導入コストの見極め

スマートファクトリーを構築するには、システム整備やネットワーク環境の構築、対応機器の導入などに多額の初期投資が必要です。
特に大規模に導入する場合は費用負担が大きくなるため、費用対効果を見極めたうえで慎重に判断することが重要です。

課題2. セキュリティ対策が必要

製造現場がネットワーク化されると、サイバー攻撃のリスクが高まります。システム停止や情報漏洩を防ぐには、十分なセキュリティ対策が必要です。
さらに、データを適切に扱える専門人材を確保し育成することも大きな課題となります。

課題3. 人材の確保・育成

スマートファクトリーを運用するには、製造業の知識とITスキルを兼ね備えた人材が欠かせません。
そのため、IoTやAIなどの技術に精通し、現場との橋渡しを担える人材を確保・育成することが急務となります。

5.スマートファクトリーを実現する4つのポイント

スマートファクトリーは、単にIoT機器を導入するだけでは実現できません。
ここからは、スマートファクトリー化を成功させる4つのポイントをご紹介します。

ポイント1. スマート化の目標を策定

スマート化の第一歩は、達成したい目標を明確にすることです。

多種多様な機器を一度に導入するとリスクが高まり、効果の正確な把握も難しくなります。課題や目的に合わせて導入範囲を検討し、段階的に進めることが求められます。

そのうえで、「内容」「方向性」「対象範囲」を明確にすることが重要です。

ポイント2. スモールスタートで導入効果を検証

スマート化の目的を定めたら、次のステップは自社に適した機器やシステムのトライアルです。
初期段階では重要な機能に絞り込み、小規模から始めることが効果的です。

トライアルを重ねることで必要なデータが蓄積され、実運用に近い検証が可能になります。
十分な試験を行わないと、現場でデータ連携がうまくいかないなどのトラブルが発生する恐れがあります。

そのため、目的に合う機器やシステムを選び、十分なトライアルを経て導入へ進めるのが一般的な流れです。

ポイント3. 従業員の教育

新しい機器やシステムを導入する際は、事前に現場従業員の理解を得ることが重要です。
加えて、ものづくりとIoTの両方を理解できる人材の育成や意識改革も欠かせません。

導入効果を共有し、従業員のモチベーションを高めることで、運用を定着させやすくなります。

ポイント4. 継続的な取り組み

スマートファクトリーは一度導入して終わるものではなく、継続的に改善を重ねる取り組みです。
運用で得られたデータを分析し、不具合やトラブルの原因を特定することで、効率化や品質向上を進められます。

変化に柔軟に対応しながら改善を続ける姿勢が、成功につながる重要なポイントです。

6.スマートファクトリーを実現する自動認識技術

スマートファクトリー化を進める際には、RFIDや位置測位システム（RTLS）などの自動認識技術の活用が有効です。

RFID

RFIDは、電波を用いてICチップ内のデータを読み取り、モノの識別や管理を行う技術のことです。

工場におけるRFIDの活用方法については、以下のコラムで解説しています。

位置測位システム（RTLS）

サトーでは主な位置測位ソリューションとして「Ubisense（ユビセンス）」と「Quuppa（クッパ）」、その他ビーコン群を取り扱っています。

「Ubisense」はUWB（Ultra-wideband：超広帯域無線通信技術）の技術を使い、最小の誤差が15cmと精度の高い位置情報を取得できるソリューションです。

UWBの詳細については、以下のコラムで解説しています。

「Quuppa」はリーダー（ロケーター）とタグを組み合わせ、誤差50cm～1m程度で詳細な位置情報を取得できます。
例えば、作業者のヘルメットや製造ラインに取り付けたタグを読み取り、位置情報から作業内容を把握できます。

さらに、作業工数が自動で集計されるため、手作業でのデータ登録が不要になります。
仕掛品や部材、備品などにタグを付ければ、所在をリアルタイムで可視化でき、在庫の状況を常に確認できる点も大きなメリットです。これにより棚卸作業の工数も削減できます。

最終的に、製造業務へより多くのリソースを割けるようになり、生産性の向上につながります。詳しくは以下のページをご覧ください。

サトーでは、位置測位データの可視化に便利なパッケージシステム「uSIGMA（ユーシグマ）」や「Quuppa」と「Ubisense」を特別価格でお試しいただける「スターターパッケージ」をご提供しています。

位置測位システム（RTLS）の詳細については、以下のページもご覧ください。

7.スマートファクトリーの導入事例

今回は「Quuppa」を活用した企業の事例をご紹介します。モノや人の位置情報から生産性を改善し、スマートファクトリー化を実現した事例をご覧ください。

「モノや人の位置情報」を活かしスマートファクトリー化を実現

自動車製造業のA社様では、工場の新設にあたりさらなる生産性改善を求めていました。

【導入前の課題】

そこで、屋内位置測位技術「Quuppa」を導入することにより、モノや人の位置情報から「いつ」「誰が」「何を」「どれだけ」作業をしているのかを把握する体制を構築し、現場に負荷を一切かけずに、生産性を改善しました。

【導入による効果】

同社は、最新の技術を取り入れたスマートファクトリーのグローバルモデルケースといえます。

具体的な施策内容については、以下もご覧ください。

8.まとめ：スマートファクトリーで効率的な生産体制を実現しよう

近年、DX推進の流れを受けて多くの工場がスマートファクトリー化に取り組んでいます。

データを効果的に活用すれば、各作業の工数や進捗をリアルタイムで把握し、従業員を最適に配置できます。
さらに、位置情報を取り入れることで生産性の向上も実現できます。

業務のスマート化に課題を感じている場合は、ぜひサトーへご相談ください。

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