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【スマートファクトリー】AI導入により製造業はどのように変わる?

製造業の未来について、一度はこのような不安を抱いたことはありませんか?

  • 海外との価格競争に負けてしまうかもしれない
  • 社会情勢の著しい変化に対応できていない
  • 輸入品、エネルギーコストの高騰により会社が存続できるか不安

そこで、今回AI導入することでどのようなメリットやデメリット、活動事例があるのか紹介していきます。

目次

  1. AIとは
  2. 生産管理の重要性
  3. 製造業がAIを踏み切る背景
  4. AIを取り入れることのメリット
  5. AIを取り入れることのデメリット
  6. AI導入活動事例
  7. まとめ

1. AIとは

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AIとは、Aritificial Intelligenceの略称で、日本語では「人工知能」のことです。

AIの特徴は、以下の通りです。

  • 自立性
  • 適応性

自立性とは、人間が誘導することなく作業を実行する能力です。

適応性とは経験から学ぶパフォーマンスを向上させる能力です。

製造業では、AIを活用した「産業用ロボット」や「機械のスマート化」により、需要と供給の最適化、多品種変量生産が可能になります。

今後も、最新のAIロボットの導入により、製品設計も含めた”完全自動化”の実現も期待されています。

2. 生産管理の重要性

製造業では、商品を計画通りに生産するために、生産管理体制を構築しておく必要があります。

そこで、AIはその体制づくりに大きく貢献します。

3. 製造業がAIを踏み切る背景

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現在日本の製造業が抱える課題は以下のようになっています。

  • 少子高齢化による製造業の後継ぎ問題
  • 原価高
  • エネルギー高騰
  • 物価上昇

このように、日本国内外の社会課題に多大な影響を受けているのが製造業です。

そこで、鍵になるのがAI技術の導入です。

しかし、日本の製造業においてAI導入率は他国と比較して以下のようになっています。

  1. 日本:39%
  2. フランス、ドイツ:49%
  3. アメリカ:59%
  4. 中国:85%

このように主要先進国と比較すると歴然として、日本のAI導入割合が低いことがわかり遅れを取っていることが明らかです。

では一体、AI技術を取り入れることでどのようなメリットがあるのでしょうか?

4. AIを取り入れることのメリット

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AIを取り入れることで、得られる効果として以下の項目が挙げられます

  1. 人材不足解消、人件費削減
  2. 技術の継承/均一化

1. 人材不足解消、人件費削減

製造業界全体で、労働人口の減少が深刻の課題となっています。

以下の部分でAI技術を活用することで変えられる人材不足や人件費を削減することが可能になります。

  • 発注作業
  • メンテナンス業務をAI搭載システムが担う
  • 24時間稼働の実現
  • 従業員を単純作業から解放

このように、AIを導入することで人材不足、人件費削減の他に労働環境の改善にも貢献することが出来ます。

2. 技術の継承/均一化

少子高齢化により若手の人材不足が顕在化していることで、技術継承が困難になっています。

しかし、AI技術を活用することで以下の項目が解決されます。

  • 熟練工の技術を継承・均一化・平準化
  • 業務を行える人材が限定されていたところを担当者以外のスタッフでも業務が可能

日本の優れた技術をAIに反映することで、人材不足の課題が解決され質の高いまま技術継承を行えます。

5. AIを取り入れることのデメリット

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AIを取り入れることで多くのメリットを受けられる反面、デメリットは以下のようになります。

  1. 導入・運用にコストがかかる
  2. 効果がすぐに出るとは限らない

1. 導入・運用にコストがかかる

AIを導入・運用するためには、相応のコストがかかります。

明確な戦略がないとコストに見合った成果を得られない恐れがあります。

そこで、業務課題と導入目的を明らかにして戦略を明確にすることが重要になります。

2. 効果がすぐに出るとは限らない

AIを導入して、すぐにコスト削減が実現したり、生産性が向上するとは限りません。

社内にデジタル人材が不足している場合には、新たに導入した新システムにスタッフが適応するのにも時間がかかる可能性もあります。

事前に現場の従業員にAIシステム導入の必要性を伝えておくことでスムーズな実用化が可能になるで長期的な視野を持ちつつ、準備をしておくことが重要です。

6. AI導入活用事例

製造業におけるAIの活用 - 予知メンテナンスから生産計画まで | OPTiM Cloud IoT OS

具体的にAIをどのように取り入れているのか、5つの項目に分けてご紹介していきます。

生産計画の立案

ニチレイフーズは、日立製作所との協創により、機械学習および数理最適化(制約条件を満たしつつ、最も良い結果を導き出す計算技術)を組み合わせたAIを確立しました。

  • 一工場で最大16兆通りある組み合わせの中から最適な生産計画、要員計画を自動立案することに成功
    所要時間は、1/10程度に削減
  • 自動立案によって生まれた生産計画の結果や課題をさらに学習させる
    業務効率化や生産性の向上に成功+需要の変化に即対応

高精度な需要予測

ライフコーポレーションは、日本ユニシスと共同で、専門知識や日々の調整が必要な発注作業に、AIによって需要予測を行なう自動発注システムを共同開発しました。

気象データ、売上データをAIに学習させることで、実際の売れ行きからAIがモデルの再作成を自動で判断、実施するシステムです。

このシステムを導入することで以下成果が出ました。

  • 1日あたり2時間程度を削減
  • 発注作業を行えるようになるまで要していた約1年の教育機関が不要
  • 発注作業の質の均一化を実現

熟練工の技術継承

三菱総合研究所が開発したAIでは、熟練工のノウハウをAIモデルに反映することで、熟練工の退職時にも技術承継を可能にしました。

検査の自動化による品質向上

ダイセルは、AIを搭載した自律型生産システムを開発しました。

3つの異なるシステムで構成されています。

  1. 安全や品質、生産量、コストの最適な指標をリアルタイムで予測
  2. アウトプットを最大化するための運転条件を導き出すシステム
  3. 環境の変化によって生じたずれを検知・修正するシステム

これらのシステムにより、以下の改善がみられています。

  • 生産性の向上や安全・品質・コストの安定化が実現
  • 修繕費の節約や効率化した生産による在庫削減により、生産コストの大幅な削減も見込まれている

画像解析による異常検知

ダイセルと株式会社日立製作所は共同で、AIによる画像解析技術を用いた異常検知システムを開発しました。

  • 通常の作業手順から逸脱した動作を画像解析により検知し、監督者にアラート通知を行う
  • エリア内に画像分析を行うことで、人員配置と作業の最適化を行う

これらにより、異常事態の未然防止と作業効率の向上を可能にしています。

7. まとめ

AIのメリットやデメリット、活用事例などを説明してきました。以下の内容はご理解いただけましたか?

  • 製造業の課題からAI導入の必要性
  • 製造業におけるAIのメリット/デメリット
  • 具体的な実施例

また、AIの導入にはコストがかかることがネックになります。

しかし、補助金を活用することで費用を抑えることが可能となり、資金に余裕も生まれます。

活用を検討している方は専門家へ相談することをおすすめします。


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