近年、IoTやAIなどのデジタル技術を活用して、製造現場における生産効率の向上やプロセスの最適化を図る“スマート工場”が注目を集めています。いまやスマート工場は、工場の最適化だけでなく、企業全体の取り組みへと広がっています。

工場のIoT化やスマート工場という言葉を聞いたことがある方も多いと思いますが、「IoT化するメリットが知りたい」「IoT導入の方法や必要な費用について知りたい」という方も多いのではないでしょうか。

本記事では、工場をIoT化するメリットを踏まえつつ、スマート化に伴う費用や導入方法について解説します。

工場をIoT化する4つのメリット

IoTを取り入れた工場では、データの収集や稼働状況の数値化が可能になり、より効率的かつ正確な生産管理を実現できます。業務の省人化や設備の予知保全など、製造現場における課題改善に役立てられます。

ここでは、工場をIoT化するメリットを4つ紹介します。

①生産性の向上

IoTを活用することで、生産ラインの稼働状況をリアルタイムで監視できるようになります。目標に対する生産進捗を確認して、各ラインの遅れやトラブルの可視化が可能です。

▼IoTの活用例

• 製品の生産情報や検査情報などのデータを蓄積する
• 製品不良が出やすい場所を分析して、トラブルの原因を早期発見・改善する
• 在庫の状況を可視化して、在庫切れを防ぐ

すべての工程の稼働状況と生産進捗を監視することで、生産性が低いラインを可視化できます。さらに、生産性が低くなっている原因を把握して、適切な改善策を講じることで、生産性の向上や効率化を図れます。

②稼働・品質の安定化

工場のIoT化によって設備・機械のリアルタイムな遠隔監視が可能になることで、故障や不具合を防ぎ、安定的な稼働・品質を維持できるようになります。

▼IoTの活用例

• 設備・機械に設置したセンサーから稼働データを取得して、通常と異なる動作・変化を検知するとアラートで通知する
• 稼働データの分析によって故障・不具合の原因を解明して、メンテナンスや部品交換の時期を見直す

設備・機械の故障や不具合を把握したときだけメンテナンスを行える予知保全は、生産ラインの停止を最小限に抑えることが可能です。これにより、コスト損失や生産ロスを減らせるため、安定的な製品の製造ができるようになります。

また、故障・不具合が発生した場所や状況のデータを分析することで、迅速な復旧作業と原因解明が可能になります。さらに、再発防止のための対策を講じられるため、設備保全の強化にもつながります。

③知識・ノウハウの継承

IoTの導入によって、熟練技術者が持つ知識・ノウハウなどの技術を継承しやすくすることもメリットの一つです。

▼IoTの活用例

• 熟練技術者の作業工程・動作をカメラで撮影して、蓄積したデータを基にマニュアルを作成する
• 製造過程における温度や照度などを測定後、数値化して、データに基づいた品質管理を行う

工場のIoT化によって、これまで感覚的に行ってきた作業の可視化が可能になります。熟練技術者の知識・ノウハウをマニュアル作成・体系化することで、後継者教育に役立てられ、技術継承がしやすくなります。

また、熟練技術者の動作をデータ化してロボットに再現させることで、勘や経験に頼らないデータに基づいた管理が可能です。これにより、業務品質のばらつきや属人化の解消が期待できます。

④エネルギーの最適化

工場のIoT化は、製造現場におけるエネルギーの最適化にも有効です。IoTを活用することで、工場内にある設備機器の消費エネルギーを算出して、適切に管理できるようになります。

▼IoTの活用例

• 工場内の各設備に必要なエネルギー消費量を算出・管理して、余分なエネルギー使用をカットする
• 設備・照明などの使用状況を遠隔監視して、作業内容や時間帯に応じて稼働を制御する

各設備・機械のエネルギー消費量を可視化することで、稼働状況に応じて設備の電力量を調整できるようになります。エネルギーの最適化によって、コスト削減や環境保護にもつながります。

スマート工場の実現に必要な費用

スマート工場の実現には、設備の導入が必要です。費用は工場の規模や既存設備の状況によって異なり、数十万で実現できることもあれば、数億円かかることもあります。また、設備の導入費用だけではなく、ITツールを使えるようになるための社員教育にも費用がかかります。

さらに、工場内でインターネット環境が構築されていない場合、データを保存するサーバやパソコン、データを分析するシステムなどが必要です。工場内の設備・機械を一新する場合には、初期費用が高額になるケースも少なくありません。

工場のスマート化に必要な費用として、以下が挙げられます。

▼工場のスマート化に必要な費用

• データを取得するためのIoT機器（センサー・カメラ等）
• 取得したデータをAI判定、画像認識するためのIoTゲートウェイ
• 取得したデータを蓄積・管理するためのクラウドサーバ
• クラウドサーバにアクセスするためのインターネット環境やデジタル端末
• 導入後の保守管理

既存設備に後付けできるセンサー・カメラであれば、設備の入れ替えや工事が不要なため、導入コストを抑えられます。

工場のスマート化を進める場合は、環境構築やIoT機器の導入にどれくらいの費用がかかるか、事前に確認しておくことが重要です。

工場にIoTを導入する方法

ここからは、工場にIoTを導入してスマート工場を実現する方法を紹介します。

IoTを導入するには、ベンダーからIoT機器やクラウドサーバを購入する、またはレンタルサービスを利用する方法があります。コネクシオの『Smart Ready IoT ソリューションセット』では、工場のIoT化に必要な機器・サービスをパッケージ化して提供しています。

▼Smart Ready IoT ソリューションセットの内容

• 設備・機器に後付けできるセンサー
• センサーやPLC（Programmable Logic Controller：プログラマブル・ロジック・コントローラ）で取得したデータをクラウドサーバでやり取りするためのゲートウェイ
• セキュアなネットワーク通信を行うためのVPN
• 取得データを蓄積・管理するためのクラウドサーバ・アプリケーション

システム構築をはじめ、IoT機器・センサーの設置、クラウドサーバの導入まで、一括サポートを行っているため、IoT化をスムーズに進められます。

また、既存設備を流用してIoT化を実行することで、設備入れ替えや工事にかかる初期費用も抑えられます。

さらに、コネクシオでは設備・機器・装置のデータ収集、海外工場の稼働状況の把握などに役立つIoTゲートウェイ『CONEXIOBlackBear』も取り扱っています。通信のプロとして、課題解決のためのソリューションをオールインワンで提供できます。

まとめ

この記事では、IoTやAIなどのデジタル技術を活用したスマート工場の実現について、以下の項目を解説しました。

• 工場をIoT化するメリット
• スマート工場の実現に必要な費用
• 工場にIoTを導入する方法

IoT化によりスマート工場を実現することで、業務の省人化や稼働・品質の安定化、知識・ノウハウの継承、エネルギーの最適化などのさまざまなメリットが期待できます。

ただし、インターネット環境の構築から始める場合、あるいは設備・機械を一新する場合は、高額な費用がかかるケースがあります。

『コネクシオ』では、センサーやゲートウェイ、クラウドサーバなどをパッケージ化した『Smart Ready IoT ソリューションセット』を提供しています。工場内の既存設備・機械をそのまま流用できるため、初期費用を抑えることが可能です。

IoTの導入で工場の効率化を図りたいとお考えの方は、コネクシオまでお問合せください。