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人間中心の製造業: Industry 5.0と未来の工場

人間中心の製造業

Industry 5.0と未来の工場

人間中心の製造業: Industry 5.0と未来の工場

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今こそ人間を再び工場の中心に据える時です。

Industry 4.0は、効率、大量生産、生産ラインといった製造のあらゆる部分をカスタマイズする能力で企業に多くの利益をもたらしました。将来も進んでいくこれらの進歩は社会にとってどういった意味を持つのでしょう。

あなたが生産ラインで働いていて、多数の重いパーツを必要とする製品を組み立てているとしましょう。ロボットの支援や外骨格を活用することで、大きな金属部材を運ぼうとして腰を痛めることなく、すべての重労働を行うことができます。

あるいはロボットの同僚にあなたの動きを思考と共に模倣させれば、あなた自身が安全でない環境に入る必要がなくなります。

将来、機会が人間に取って代わるということはありません。そうではなく、両者は協力し共に進化していくことでしょう。

今こそ人間を再び工場の中心に据える時です。

Industry 5.0とはなにか

製造業の進化における次の段階であるIndustry 5.0は、包括的なアプローチを採用してIndustry 4.0を補完します。Industry 5.0は雇用と成長に留まらず、地球の境界を尊重し、レジリアントな繁栄をもたらし、製造業界で働く人々の幸福を中心に据えた生産を行うプロバイダーとなるのです。

従業員と製造業がIndustry 5.0の恩恵を受けるのはなぜか

エリクソンインダストリーラボの調査によると、製造業で働く人の71%が退屈な作業、汚い作業、または危険な仕事を行い、80%が仕事中に怪我を負ったと回答しています。接続性の向上により、人間がスキルを向上させる一方で、退屈で、汚く、危険なタスクの多くを機械に任せることが可能になります。私たちは人間である従業員の能力を結集し、最大限に活用する必要があるのです。

接続性はIndustry 5.0をどのように実現するか?

将来の工場では、学習、教育、理解を時間とともに進化させるために、人間と機械の間、および機械同士の間の効果的なコミュニケーションが不可欠となります。音声、ジェスチャー、ユーザー入力、機械および感覚データを捉えるには、工場敷地内の高度な接続に依存する、多様な通信チャネルが必要になります。

Industry 5.0とはなにか
「人間は決して機械や自動化に従属すべきではないが、機械と自動化は人間に従属すべきである。」

 – H.H.ローゼンブロック(H.H. Rosenbrock)教授(1990)「Machines with a Purpose」

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Industry 5.0とテクノロジーの民主化

過去10年間で、私たちは製造業において大きな技術的進歩を見てきました。Industry 4.0の初期には、人間の従業員とマシンツーマシンのロボット工学の統合、さまざまな無線ネットワークの統合、クラウドベースの機能、IoT(Internet of Things)による完全なデジタル化に向けた開発がありました。

このトレンドは今後も続くことでしょう。エリクソンインダストリーラボの最近のレポート「The rise of the smarter, swifter, safer production employee」によれば、製造業者のほぼ3分の2が、ビジネスの80%が10年以内に完全に自動化されると予想しています。

しかし何もかもを自動化できるわけではなく、将来も多くの作業に依然として人間による制御や関与が必要になることも明らかです。従業員はプロセスの監視、設計、エンジニアリング、プログラミング、保守など、より価値の高いタスクに焦点を移す必要があります。

多くのタスクはまだ自動化が難しいと考えられていることから、 人間には依然として工場で果たすべき役割があります。

人間は拡張および自動化技術の助けを借りて

人間は拡張および自動化技術の助けを借りて、より効率的かつ正確にタイムリーな意思決定を行うことができます。また高性能の接続、AIツール、VR(Virtual Reality)デバイスの助けを借りることで、より協調的にリモートで作業し、マシンや同僚と対話できるようになります。

結果として多くのブルーカラーの仕事がホワイトカラーの仕事となる可能性があります。エリクソンインダストリーラボの研究者は、全製造業者の半数が、10年後にはロースキル人材の職がなくなると予測していることを発見しました。

「Outlook on human-centric manufacturing towards Industry 5.0」レポートでは、ニュージーランド、スウェーデン、中国の研究者が人間と自動化技術の統合に関して、「5C」の旅を辿る人間と機械の関係を調査しました。

  • Co-existence(共存) – 機械は人間にとって単純なツールであるか、人間とは独立して動作します。(第1次および第2次産業革命)
  • Co-operation(協力) – 機械と人間は、部分的に重複する作業スペースを共有します。両者が一時的にタスクを共有することがありますが、同じタスクで同時に作業することはありません。(第3次産業革命)
  • Collaboration(コラボレーション) – 機械と人間は、同期したインタラクティブな共同活動を通じてタスクを実行します。(第4次産業革命)
  • Compassion(思いやり) – 機械は人間の感情、ニーズ、好みを感知します。人間は共感的な機械の健康状態に配慮します。(Industry 5.0)
  • Co-evolution(共進化) – 機械と人間が相互作用を通じて能力を伸ばします(Industry 5.0)。

新しいデバイスとスキルが必要になる従業員

 

製造業者はこれらの技術開発により、AI、スマートデバイス、データドリブンのロボット工学の導入を含め、現在のテクノロジーで従業員に利益をもたらす方法を模索しています。

接続されたデバイスはすでに、機能を強化したり、即時の通知、アラート、利用可能な情報を提供したりすることが可能です。ハンズフリーモードを実現するヘッドセットとメガネが注目を集めていますが、それらの長期間の着用については、依然として人間工学上の課題として残されています。

新しいデバイスとスキルが必要になる従業員
従業員は仕事を通じて学ぶことができますが

従業員は仕事を通じて学ぶことができますが、スキルアップの必要性は強くなるでしょう。エリクソンインダストリーラボの調査によると、意思決定レベルの10人中7人は、生産に従事する従業員には、より高い創造的問題解決、データ分析、コンピュータープログラミングのスキルが求められると予想しています。

さらに10社中8社近くが、急速に変化する環境に追いつくためには継続的な学習が必要になると述べています。

製造業界も、経験豊富な従業員が退職し、若く経験の浅い従業員がそれに代わることで、人口動態の変化を経験しています。コンピタンス不足に苦しんでいる製造業者は、教育、業種、国籍、年齢といった垣根を越えて人材を探す必要があります。拡張テクノロジーは、従業員のオンボーディング、スキルアップとスキル向上に重要な役割を果たします。

コボットとは何か

機械が進歩し、人間のスキルが上がるにつれて、協働ロボットすなわち「コボット」の台頭が見られることでしょう。共有スペース内における人間とロボットの相互作用を意図したコボットは、人間の動きをコピーする機械式アームなどを備え、人間を怪我から保護します。

2019年、エリクソンと日立アメリカの研究開発チームは、産業用ソフトウェアで労働者が必要とするものをローカルの5Gネットワークからリアルタイムで制御できるようにすることで、人間とロボットの共存を促進しました。

これは、プラットフォームが低遅延で高速かつ信頼性が高い安全な接続により、タスクを切り離して適切な作業者(人間またはロボット)に委任できることを意味します。これらの開発は2021年にはロボット工学の範疇を超え、製品の障害検出、仮想検査、従業員の人間工学などの視覚ベースのユースケースにまで進んでいます。

人間のデジタルツインと従業員のプライバシーとセキュリティの確保

コボットを実現するために必要な人間と機械の相互作用を最高レベルで実現するには、人間のデジタルツインが必要です。

機械とプロセスのデジタルツインは、通常は産業プロセスの監視と最適化に使われますが、人間の従業員の利益のために機能するように最適化することもできます。人間の従業員を含む工場の完全なデジタルツインを作成するには、人、ロボット、他のシステムに至る産業システム全体の仮想表現が必要になります。デジタルツインの人的要素を作成するには、人間がどのように動き、働き、振る舞うかを理解し、その認知能力、好み、願望を考慮に入れる必要があるでしょう。

人間の従業員に関連するデジタルツインの用途の一つとして考えられるのは、実際のシナリオをシミュレートする仮想トレーニング環境を開発することです。ただし人間の従業員を含む完全なデジタルツインについては、特にデータとプライバシーの扱いに関して、データ主体により高いレベルの保護の提供を求める欧州型のアプローチに移っていることから、倫理上の懸念とプライバシー上の懸念の両方に注意が重要です。

この文脈におけるデジタルツインの使用の透明性を確保し、従業員のプライバシーと自律性に伴う法的権利と倫理的権利の両方を確実に尊重することが重要です。

プライバシーを保護するデジタルツインソリューションは、機密性の高い産業データと個人データをまとめて収集し処理するシナリオにおいて、規制によるプライバシー保護と技術的なプライバシー保護を組み合わせる必要があります。このプラットフォームにより、特に変わりつつある状況下において、確立されたプライバシー権を侵害することなく、デジタルツインの 「アプリケーション」利用に最適な情報を抽出できます。

人間のデジタルツインと従業員のプライバシーとセキュリティの確保

Industry 5.0の中心となる接続性

ベライゾン副社長兼グローバル製品戦略&イノベーション責任者のクリス・ハルトン(Chris Halton)氏にとって、5G Advancedのネットワーキングは、Industry 5.0実現の中核となる機能です。人間を製造プロセスの中心に据えるには、リアルタイムで信頼性の高いユビキタスな接続が必要です。

変わりやすい産業市場に対応するためにポートフォリオを革新し進化させているベライゾンは、Industry 4.0において有利な立場にあります。ハルトン氏は、今日のベライゾンには産業オートメーションの未来を実現する安全な産業用ネットワークを拡張し提供する力があると確信しています。

しかしハルトン氏は、この産業の進化を活用しようとする企業は、テクノロジーの導入のみならず、文化/組織的調整と、機械と共に働く新しい方法に適応しなくてはならない作業者のスキルアップを検討する必要性も強調しています。

「産業環境へ無線機能を持ち込むことで、産業界に多くの価値が解き放たれることは間違いありません。これによりロボットと人間のコラボレーションを強化して反復的なタスクや物理的に困難なタスクを支援することで、人間が付加価値のある作業と意思決定に集中する時間を増やすことができます。」

ベライゾン副社長兼グローバル製品戦略&イノベーション責任者 クリス・ハルトン

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2021年11月、グローバルな鉄鋼メーカーであるアルセロール・ミッタルがフランスのダンケルクに有する拠点で、別の重要なプロジェクトが始まりました。5G Steelとして知られるこのプロジェクトでは、従業員が無線デバイスを利用して、保守とスケジューリングに必要な生産データを監視します。高速接続と低遅延性を備えた5G Steelを使うことで、接続されたすべての従業員がそのモビリティに関わりなくどこでも作業できます。

アルセロール・ミッタルは、この非常に制約の多い環境で必須となる、Wi-Fiに匹敵する低遅延性と高速接続を提供するEricsson Private Networkを使い、さらに高レベルのセキュリティとレジリエンスを追加しています。鉄鋼業界全般のデジタル化は、野心的な脱炭素化目標も実現します。

工場床材

米国、エストニア、中国を含む世界各地に展開されたエリクソン自身の5Gスマートファクトリーでは、物理的な紙は必要ありません。従業員は最新のデータ探索とAIサポートソリューションを含む分析ツールを使って、自分でインサイトと分析を作成できます。たとえば何千もの製品の高度な障害パターン分析は、現在はスマートデバイスに含まれる分析機能による自動レポートで処理されています。

その他の例としては、中央チームやベンダーチームへのリモートサポートが可能なARデバイスがあります。チームはこれによって段階的に生成された知識ベースの情報をリアルタイムで受け取ることができます。さらに開梱プロセスは完全に自動化されており、ロボットが「ビン」から識別したさまざまな材料がベルトコンベアーに置かれ、組み立てのために生産ラインに送られます。

製造業の未来はどうなるのか

AR、VR、デジタルツイン、外骨格などの期待される生産ツールは、今後10年以内に業界に大きな価値をもたらすでしょう。

「現在の世代の製造業は変わりつつあり、考え方も変化しています。簡単にアクセスできるデータと情報が手元に届き、それを持つ従業員が決定を下すことが期待されています。製造業の未来は、人間のニーズが推進するでしょう。」

ロックウェル・オートメーションのソフトウェア及び制御事業部EMEA責任者、サーチン・マーサー(Sachin Mathur)

製造業の未来はどうなるのか

製造業者の観点から見ると、Industry 5.0によって産業プロセスを簡単かつほぼ完全に自動化された方法で最適化し、労働力の多様性を高め、最適な場所に人間の能力を配置あるいは開発できるようになります。

従業員は、より高く評価され、多くの権限を与えられ、能力をもち、機械と協力して持続可能な生産に貢献できると感じることでしょう。

2030年の工場と現在の工場の主な違いには、物理的なものだけでなく行動に関わるものもあります。人間と機械の能力は共に成長し、デジタルレポートと完全に自動化された生産プロセスの相乗効果が生まれることでしょう。この種の技術は、鉱業、空港、港湾など、生産ラインに類似した施設を持つ他の業界に波及する可能性があります。

Industry 5.0は、人間がその創造性、水平思考、問題解決といったユニークな資質をさらに発展させることを可能にします。

その基盤となるのは、イノベーションを実現し、産業用通信の世界と人間の通信の世界を融合させる通信プラットフォームへのアクセスです。長きにわたって人とモノを結んできたエリクソンは、Industry 5.0を推進しています。信頼性、相互運用性、持続可能性を最初から考慮することで、工場を再び民主化することができます。

人とロボットが協働する世界は、産業界やそれ以外の分野へどのような影響を与えると思いますか?

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