スマートファクトリーとは？求められる背景や7つの目的、メリット、導入時の注意点、事例などを解説

デジタル技術の進化により、製造業は大きな変革の時代を迎えています。その中心にあるのが「スマートファクトリー」です。

スマートファクトリーは、生産の効率化や品質向上を実現し、より持続可能なものづくりを目指す重要な取り組みです。本記事では、スマートファクトリーの概要や7つの目的、メリット・デメリット、事例について、物流DXパートナーのHacobuが解説します。

なおスマートファクトリーを実現する バース予約受付システムのAPI活用例に関する資料は以下からダウンロードいただけます。

スマートファクトリーとは？

スマートファクトリーは、IoTやAI、ビッグデータを活用し、生産プロセスを最適化・自動化する次世代型の工場です。

従来の工場と比較して、リアルタイムでのデータ収集・分析が可能になり、生産効率の向上やコスト削減を実現できます。

スマートファクトリーが求められる背景

スマートファクトリーの需要が高まっている背景には、現代の製造業が直面する様々な課題が密接に関連しています。

人手不足

少子高齢化に伴う人手不足の深刻化により、製造現場では自動化・効率化の推進が急務となっています。

グローバル競争の激化

グローバル競争の激化により、各企業は生産性の向上を迫られており、従来の製造方法では対応が困難になってきています。

高度な品質管理の実現

製造技術の面では、IoTやAIの発展により、より高度な品質管理が可能になってきました。これらの技術を活用することで、従来は人の経験や勘に頼っていた部分を、データに基づいて精密に管理できるようになっています。

エネルギーコストや人件費の上昇

また、エネルギーコストや人件費の上昇に対応するため、より効率的な生産システムの構築が求められています。

環境規制の強化

経済的な要因に加えて、環境規制の強化も重要な背景となっています。持続可能な生産活動の実現が社会的要請となる中、スマートファクトリーの技術は、環境負荷を低減しながら効率的な生産を実現する重要な解決策として注目されています。

スマートファクトリーを実現する7つの目的

スマートファクトリーには、主に以下の7つの目的があります。

品質の向上

スマートファクトリーにおいては、IoTセンサーによるリアルタイムデータの収集と、AIによる高度な分析を組み合わせることで、製造プロセスの監視と制御が可能になります。これにより、製品の不良率を大幅に低減できるだけでなく、品質のばらつきを最小限に抑え、安定した製品品質を実現することができます。さらに、収集したデータを活用することで、品質に影響を与える要因を特定し、製造条件の最適化にも活用できます。

コストの削減

コスト削減の観点でも複数のアプローチを組み合わせた総合的な取り組みが可能です。まず、材料使用量の最適化により、無駄を最小限に抑えることができます。また、ロボットやシステムの導入により人件費を削減できるだけでなく、24時間稼働による生産性向上も実現できます。

生産性の向上

生産性向上では、IoTとAIを活用した製造工程の最適化が鍵となります。設備の稼働状況をリアルタイムで監視し、予防保全を実施することで、突発的な故障を防ぎ、設備の稼働率を最大化できます。また、生産スケジュールの最適化により、設備の待機時間を最小限に抑え、効率的な生産を実現します。

製品化・量産化の期間短縮

製品開発のスピードアップも重要な効果の一つです。製品設計から試作、量産までのプロセスで得られるデータを分析し、活用することで、開発期間の短縮が可能になります。シミュレーション技術を活用することで、実機での試作回数を減らすことができ、開発コストの削減にもつながります。

人材不足・育成への対応

人材育成の面では、熟練工のノウハウやスキルをデジタル化し、AIを活用して体系化することで、効率的な技能伝承が可能になります。これにより、新人作業者の早期戦力化を実現し、人材不足の課題に対応することができます。

新たな付加価値の提供・提供価値の向上

顧客価値の創造という観点では、製品の使用状況データを収集・分析することで、顧客ニーズをより正確に把握し、製品やサービスの改善に活かすことができます。また、予知保全サービスなど、新たな付加価値サービスの提供も可能になります。

その他（リスク管理強化）

リスク管理においては、データ分析に基づく予測と予防が可能になります。設備の故障予知や、需要予測に基づく在庫管理の最適化により、生産活動に関わるリスクを最小限に抑えることができます。また、品質トレーサビリティの確保により、問題発生時の迅速な対応も可能になります。

スマートファクトリーと似た言葉との違い

スマートファクトリーに関連する言葉として「DX（デジタルトランスフォーメーション）」や「スマートマニュファクチャリング」があります。それぞれの違いを詳しく解説します。

スマートファクトリーとDXの違い

スマートファクトリーは、主に製造業の現場でデジタル技術を活用し、生産プロセスを効率化する取り組みを指します。一方、DX（デジタルトランスフォーメーション）は、単なる業務効率化にとどまらず、企業全体のビジネスモデルや価値提供の変革を目指します。スマートファクトリーはDXの一環として位置付けられることが多いですが、DXの範囲は製造業に限らず、幅広い業界に適用される概念です。

スマートファクトリーとスマートマニュファクチャリングの違い

スマートファクトリーとスマートマニュファクチャリングは、どちらも製造業のデジタル化に関連する概念ですが、視点が異なります。スマートマニュファクチャリングは、生産プロセス全体のデジタル化を指し、工場だけでなく、設計、サプライチェーン、物流なども含みます。一方、スマートファクトリーは、工場内のデジタル化・自動化に特化した概念です。つまり、スマートファクトリーはスマートマニュファクチャリングの一部と言えます。

スマートファクトリーの導入メリット

スマートファクトリーの導入は、製造業の競争力強化に大きく貢献します。製造現場のデジタル化により、様々な課題を解決し、新たな価値創造を実現することができます。

生産性と品質の向上

IoTセンサーとAIを活用することで、製造プロセスのリアルタイム監視と制御が可能になります。製造データの収集・分析により、不良品の発生を事前に防ぎ、品質の安定化を実現できます。また、設備の稼働状況を常時モニタリングし、予防保全を実施することで、ダウンタイムを最小限に抑え、生産性を大幅に向上させることができます。

コスト削減

スマートファクトリーでは、複数の側面からコスト削減を実現できます。材料使用量の最適化や、自動化による人件費の削減に加え、エネルギー消費の効率化も可能です。さらに、サプライチェーン全体の最適化により、在庫管理コストや物流コストの削減も実現できます。予知保全の導入により、設備の修理・メンテナンスコストも抑制することができます。

柔軟な生産体制の実現

デジタル技術を活用することで、多品種少量生産にも効率的に対応できる柔軟な生産体制を構築できます。生産ラインの切り替えを迅速に行うことができ、市場の需要変化や顧客ニーズの変化に素早く対応することが可能です。また、生産計画の最適化により、納期短縮や在庫の適正化も実現できます。

データに基づく意思決定の実現

製造現場から収集される大量のデータを分析することで、より正確な意思決定が可能になります。品質や生産性に影響を与える要因を特定し、製造条件の最適化を図ることができます。また、需要予測の精度向上により、適切な生産計画の立案が可能になり、経営資源の効率的な活用を実現できます。さらに、データの可視化により、現場の課題を早期に発見し、迅速な改善活動につなげることができます。

スマートファクトリー導入時の注意点

スマートファクトリーの導入を成功させるためには、適切な計画と準備が不可欠です。以下では、導入時に特に注意すべき重要なポイントについて説明します。

セキュリティ対策

製造設備のネットワーク接続に伴い、サイバーセキュリティのリスクが高まります。外部からの不正アクセスや情報漏洩を防ぐため、ネットワークの分離やアクセス制御、暗号化などの対策が必要です。また、従業員に対するセキュリティ教育も重要で、定期的な研修やガイドラインの整備を行う必要があります。

投資対効果の試算を行う

スマートファクトリー化には多額の投資が必要となるため、慎重な投資判断が求められます。導入によって得られる具体的な効果を数値化し、投資回収期間を明確にする必要があります。また、維持管理コストも含めた総所有コストを考慮し、長期的な視点での投資効果を検討することが重要です。

段階的に導入を行う

一度に全ての設備や工程をスマート化するのではなく、優先度の高い領域から段階的に導入を進めることが推奨されます。パイロットラインでの実証を行い、効果検証と課題抽出を行った上で、他のラインへ展開していくアプローチが効果的です。これにより、リスクを最小限に抑えながら、確実な成果を上げることができます。

人材育成と組織体制の整備

スマートファクトリーの運用には、デジタル技術に関する知識と従来の製造ノウハウの両方が必要です。そのため、計画的な人材育成と、適切な組織体制の整備が重要になります。社内外の研修プログラムの活用や、専門人材の採用、既存従業員のスキルアップなど、総合的な人材戦略が必要となります。

工場へ入場する車両管理も意識する

スマートファクトリーの効率的な運営には、製造ラインだけでなく、物流を含めた全体最適化が重要です。工場への入出荷車両の管理システムを導入し、到着時間の最適化や荷降ろし場所の効率的な割り当てを行うことで、物流の効率化を図ることができます。また、セキュリティの観点からも、車両の入退場管理は重要な要素となります。

スマートファクトリーの事例

ここでは、スマートファクトリーの事例を解説します。（各事例の内容は、2025年3月時点で参照先を確認したものです。）

ダイキン工業株式会社

グローバル空調機器メーカーのダイキン工業は、スマートファクトリー化に向けて先進的な取り組みを進めています。

世界84の生産拠点を持つ同社は、熟練技術者不足という課題に対し、日立製作所と協力して「ろう付け」作業のデジタル化を実現。画像解析技術とセンサーを活用して熟練者の技能を数値化し、訓練期間を半減させることに成功しました。

さらに、独自の「PDS生産」方式を基盤としながら、IoTを活用したマスカスタマイズ生産の実現を目指しています。スマートファクトリー化を5段階で定義し、2020年までに「異常の予知と予測」が可能なレベル3の実現を目標に掲げました。

また、グローバルで活用できる「工場IoTプラットフォーム」の構築を進め、設備制御の標準化と部門間システムの一元管理を目指しています。これにより、変化に強い生産システムの実現を図っています。

MONOist「工場IoTは既に実益が得られる手段、カギを握る「目的」と「協創」」

株式会社デンソー

デンソーは2019年10月、世界130の工場をつなぐFactory-IoTプラットフォームの運用を開始しました。業界初となるこの自社開発システムでは、オープンソースソフトウェアを活用したクラウドネイティブな仕組みを採用しています。

このプラットフォームにより、工場機器からのデータを一つのクラウドに集約し、グローバルな需要変動への即時対応や設備稼働状況のリアルタイム分析が可能となりました。開発では、社内技術者による継続的な改善、アジャイル開発による迅速な開発、そして社内外のパートナーとの共同開発を重視しました。

デンソーは、このプラットフォームを通じて現場の改善活動を加速させ、社員が活躍できる工場づくりと高品質な製品提供による安全なクルマ社会の実現を目指しています。

デンソー、世界130の工場をIoTでつなぐFactory-IoTプラットフォームを開発

東洋製罐株式会社

東洋製罐グループは、製造・生産データの一元管理を可能にする独自のデータ収集パッケージ「SaTeras（サテラス）」を開発しました。このシステムにより、製造設備の稼働条件や測定値などの生産関連データを一括収集・可視化し、工程不具合の未然防止や品質維持を実現する自律型システムの構築が可能となっています。現在、国内のアルミ缶製造6拠点への導入を完了し、順次主力グループ会社での試用を進めています。

また、国内包装容器事業では、独自の基幹系システム「Fact（ファクト）」の導入を進めており、業務の自動化・効率化や在宅勤務の促進を図っています。さらに、RPA（業務自動化）の活用も積極的に推進しており、2018年から2023年の6年間で約400を超える業務を自動化し、累計で約50,000時間の工数削減を達成しています。

これらのデジタル化を推進するため、2023年からはグループ全社員に向けたDXリテラシー教育を開始し、デジタル人材の育成にも注力しています。

取り組み事例紹介｜東洋製罐グループホールディングス株式会社

花王株式会社

花王は2023年3月、豊橋工場（愛知県）に完全自動化が可能な次世代新倉庫を稼働させました。この新倉庫では、トラック予約受付サービス「MOVO Berth」の予約情報連携APIを導入し、物流のデジタル化を推進しています。

この最新システムでは、カメラによる車両ナンバー認識と自動入場処理を行い、倉庫制御システムと連携して自動的に荷物の荷揃えを行います。また、荷物の準備が整うとドライバーに自動的に連絡が入る仕組みを採用し、車両の入退場管理も自動化されています。

花王は「Connected Logistics for ESG」を掲げ、デジタル技術を活用した持続可能なロジスティクスの実現を目指しています。この取り組みにより、「いつ車両が来るかわからない」という従来の課題を解決し、より効率的な倉庫運営を実現しています。物流のデジタル化により、業務の標準化と持続可能な物流体制の構築を進めています。

完全自動化倉庫×バース予約システムで実現するホワイト物流 〜API連携で実現する、トラックの場内時間の最小化〜

まとめ

スマートファクトリーは、IoTやAIを活用し、生産の最適化・自動化を実現する次世代の工場です。人手不足やグローバル競争の激化、環境規制などの課題に対応するため、今後さらに重要性が高まるでしょう。

導入により、品質向上、コスト削減、生産性向上、開発期間短縮、人材育成、新たな価値創造、リスク管理強化という7つの目的を達成することができます。ただし、成功のためには段階的な導入アプローチ、セキュリティ対策、投資対効果の慎重な検討、人材育成、物流管理の最適化などが重要です。

解説した企業の事例から分かるように、スマートファクトリー化は着実に進展しており、各社独自の方法で課題解決と競争力強化を実現しています。今後も製造業のデジタル化は加速し、より効率的で持続可能な生産体制の構築が進むと考えられます。スマートファクトリーは、製造業の未来を切り開く重要な取り組みとして、さらなる発展が期待されています。

なお、Hacobuでは「運ぶを最適化する」をミッションとして掲げ、物流DXツールMOVO（ムーボ）と、物流DXコンサルティングサービスHacobu Strategy（ハコブ・ストラテジー）を提供しています。物流現場の課題を解決する物流DXツール「MOVO」の各サービス資料では、導入効果や費用について詳しくご紹介しています。

トラック予約受付サービス（バース予約システム） MOVO Berth

MOVO Berth（ムーボ・バース）は、荷待ち・荷役時間の把握・削減、物流拠点の生産性向上を支援します。

動態管理サービス MOVO Fleet

MOVO Fleet（ムーボ・フリート）は、協力会社も含めて位置情報を一元管理し、取得データの活用で輸配送の課題解決を支援します。

配車受発注・管理サービス MOVO Vista

MOVO Vista（ムーボ・ヴィスタ）は、電話・FAXによるアナログな配車業務をデジタル化し、業務効率化と属人化解消を支援します。

物流DXコンサルティング Hacobu Strategy

Hacobu Strategyは、物流DXの戦略、導入、実行まで一気通貫で支援します。