産業社会におけるデジタル化の価値（2）
製造現場はどう変わる？ デジタル技術がもたらすインパクト（1/3 ページ）
「デジタル化」とは何か――。デジタル化が産業社会にもたらす変化と価値について、全4回で解説する。第2回では生産技術、生産現場に近い部分において、最新のデジタル技術がどのような革新をもたらすのか？ モノづくりの在り方がどのように変わるのか？ 具体例を交えながら詳しく解説する。
こんにちは、志田穣です。
連載「産業社会におけるデジタル化の価値」では、IoT（Internet of Things）や人工知能（AI）といった近年話題のテクノロジーの中核を担う、「デジタル技術（デジタル化）」が産業社会に何をもたらすのか？ その価値について全4回にわたり解説していきます。
前回はモデル化、システムズエンジニアリング、ビジュアリゼーションについて紹介しました。第2回となる今回は、製造現場により近い部分とバリューチェーンにおけるデジタル化の流れについて取り上げます。
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生産フェーズにおける行動の不完全性とは
前回、産業社会の課題とは、常に「認識」⇒「判断」⇒「行動」における組織の不完全性、能力の欠如をいかに強化するかであるとお伝えしました。では、製造業、とりわけ生産フェーズにおける“行動の不完全性”とは何でしょうか。以下で整理してみたいと思います。
（1）生産量の柔軟性に対する不完全性
製品の需要量は、景気や顧客の嗜好により変動しますが、一般的な工場、生産拠点はある一定の生産量を想定して運用されています。もちろん、ある程度の生産力増強や生産量調整は可能ですが、現代のように外的要因が激変する社会において、その変動に対応することは非常に困難です。また、工場の新設／廃止は膨大なコストがかかり、需要変動に対応するにしても、企業として非常に大きなリスクを伴う決断となります。
（2）製品多様化への対応の不完全性
需要量だけでなく、顧客が要求する商品は多様化しています。ある商品（例えば、自動車）のバリエーションやマーケットごとの適合仕様品を生産することですら、多くのチャレンジを伴います。ですから、“どんな商品でも生産できる夢のような工場”が誕生するのは、もっと遠い未来のことでしょう。
（3）生産技術に対する不完全性
多くの組立系製造業では、自社で製造する構造部品のほとんどを、プレス、鋳造／鍛造、切削加工、樹脂成形といった生産技術を用いて作っています。これらの技術は長年にわたり量産のために使われてきましたが、型あるいは工具が介在することによる形状的な制限が伴ったり、複数工程が必要となったりします。
（4）予測に対する不完全性
製品需要の将来性を読み解くことは、非常に困難です。新しい製品（完全な新製品だけでなく、派生製品も含む）を生産する場合、既存の生産ラインや設備、設定を変更／修正して利用することがありますが、これらの検証や新しい生産ラインのスループットを予測することでさえ、極めて困難で手間の掛かる作業です。
（5）現状を把握する能力の不完全性
工場の生産ラインや設備機械が、今どこで、どのような状態で使われているのか、実は把握されているようでされていません。製造現場において調整は日々行われており、現実の状況は刻一刻と変化していますが、そうした変化の多くがマスターデータへきちんと反映されていません。
部品表（BOM）と工程表（BOP）の連携／管理
前述した課題のうち、（2）製品多様化への対応の不完全性と、（4）予測に対する不完全性に対しての1つの解は、マスターデータである部品表を、設計開発のみならず生産技術、生産現場の領域まで連携して活用することです。一般的に製品構成というものは設計側で定義され（eBOM）、その構成は設計側の理屈で決まります。一方、モノを製造する観点では工順などの理屈でBOMが定義され（mBOM）、そこに工程が組み込まれて工程表（BOP）が定義されますが、部門が異なることからデータの流れが分断されていることが多く見受けられます。そのような場合、eBOMの派生部品（オプション）情報を、下流であるmBOM側がどう受け止めるかが課題となります。昨今のように派生数が増大すれば、この部分をマニュアル操作でつなぐことは困難であり、システムによる連携が不可欠になってきます。
工場などの生産現場には、作業区ごとに設備機械があり、ライン単位でロボットあるいは工員が配置されています。これらは製品の構成ツリーと対応した形で「工場の構成ツリー」と呼ぶことができ、複数の国に生産拠点を持つようなグローバル企業であれば一元的に管理されるべきものです。そうすることで、製品の部品表と連携した標準化されたBOPの情報を基に、ある工場での固有の工程計画、または派生製品や設計変更への対応をスムーズに行うことが可能になります（図1）。
図1 標準化されたBOPから工場固有BOPへの展開
また、これらのBOPも単なるデータベース上の1レコードだけでなく、関連する3Dデータや属性と併せて管理することで、工程計画や後述するシミュレーション（バーチャルコミッション）を精緻に行うことが可能です。一昔前であれば、製品の3Dデータはともかく、設備の3Dデータを全て用意し、かつBOPに関連付けて管理することは非常に困難でしたが、こちらも技術の進歩により実現可能となってきています（図2）。
図2 BOPと関連付いた作業区画の設備3D表現（出典：シーメンスPLMソフトウェア）
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産業社会におけるデジタル化の価値
「デジタル化」とは何か？ デジタル化が産業社会にもたらす変化と価値について、全4回で解説する。
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