製造業とは
製造業は原材料または部品を完成品に作り変えるプロセスです。また、世界貿易に年間何兆ドルも貢献し、何百万人もの雇用を生み出す世界経済の重要な分野です。製造業は、石器時代からイノベーションおよびテクノロジー主導の分野に変化しており、過去の基本的な新石器時代の道具から自動プロセス、常時接続機器、およびデータリッチな製造による現在の複雑なスマート・ファクトリーに進歩しています。
製造ソフトウェアとは
最近、顧客の期待の高まりは、さらにダイナミックな需要シフト、および注文のカスタマイズにつながっています。この結果、メーカーは、コンピューティング・パワーと製造ソフトウェアの進歩によって、従来の工場を自動化し、適切な意思決定を行う必要があります。
製造ソフトウェアは製造プロセス全体で情報とプロセスを管理します。製造業ERPソフトウェアは、クラウドにあると、製造現場全体のデータを統合し、財務、エンジニアリング、業務などの部門システムに使用できます。クラウドベースの製造ソフトウェア・システムは、ERPソフトウェアとサプライチェーン・マネジメント（SCM）ソフトウェアを統合して、インダストリー4.0への取り組みの主軸になることができます。メーカーは、複数の工場で適切な資材とリソースを使用し、無駄を排除して、製品をさらに体系的に製造できます。この結果、品質、効率、およびマージンを向上できます。
製造ソフトウェアの種類とは
製造スケジューリング・ソフトウェアは、労働資源、資材、および設備の状況を考慮して、詳細な生産スケジュールを作成します。このソフトウェアは、すべての供給制約を考慮した後、詳細な需要要件を満たすことができるように、資材所要量計画（MRP）またはジャストインタイム（JIT）生産方式と在庫管理システムを使用します。
製造実行システム（MES）ソフトウェアは、作業指示を実行し、製品ラインまたは複数のサイトで生産効率と品質管理データを監視して、原材料を完成品に作り変える物理プロセスの実行を管理します。
継続的な生産量を確保するために、資産、特に生産ライン機器の信頼性と稼働時間を最大限に向上するには、製造工場のメンテナンス・ソフトウェアが必要です。このソフトウェアは、モノのインターネット（IoT）センサーによる資産監視、デジタルツインなどのイノベーションとともに、故障を予測できる予知保全、および人件費とスペア・パーツ・コストを削減するために最適化できるメンテナンス・プログラムを実現します。また、不要なダウンタイムとメンテナンス・コストの増加につながる可能性がある製造業向けの従来の予防保全ソフトウェアに代わるものです。
製品ライフサイクル管理（PLM）ソフトウェアなど、他の種類のソフトウェア・システムは、製品設計が、適切な材料とリソースによって、複数の工場で体系的に行われるように、製造ソフトウェアと連携できます。この結果、高品質の製品を大量に製造し、利益率を向上できました。
製造業の簡単な歴史
製造業の歴史は古く、新石器時代には、食べ物を挽く道具、繊維を染めたり織ったりする道具、酒を発酵および蒸留する道具が最初に作られたと考えられています。次の段階として、古代ギリシャおよびローマでは、最初の機械の構成要素であるねじ、滑車、およびレバーが発明されました。この時代、仕事は熟練した職人によって行われていました。職人は、技術と特権を守るために、ギルドを形成するようになりました。
18世紀末の英国では、工場制度の導入によって、繊維産業が手工業生産から蒸気機関による機械生産に移行して、第一次産業革命が起こりました。鉄道、電信、および電気の提供を特徴とする次の産業革命は約100年後に訪れました。この時代の有名な発明には、白熱電球と自動車があります。20世紀初期、フォード・モーター・カンパニーは、専用機械と治具を組立ラインに適用して、大量生産を普及させました。
製造とモノのインターネット
製造業がモノのインターネット（IoT）でどのようにさらにスマートになっているかを読む1947年のトランジスタの発明は、デジタル・コンピュータへの道を開き、第3次産業革命を形成する交通技術と通信技術（無線通信など）の進歩につながりました。リーン生産方式（ジャストインタイム生産方式）は、1930年代にトヨタが開発しましたが、日本車が大きな市場シェアを獲得した1970年代に普及し始めました。この生産方式は、工場内の加工時間を短縮し、在庫水準を削減するだけでなく、サプライヤーへの対応時間を短縮することも目的としています。
現在、私たちは第4次産業革命（インダストリー4.0）を迎えています。インダストリー4.0は、スマート・テクノロジーによって、従来の製造を自動化することを特徴としています。このようなテクノロジーには、モノのインターネット（IoT）、クラウド・コンピューティング、ロボット工学、人工知能、機械学習、および自然言語処理があります。リアルタイムのデータと分析ツールは、個別の従業員に手渡されて、インダストリー4.0の重要な原則である分散型意思決定を実現します。
製造手法の種類
製造業を分類する一つの方法は顧客需要を満たす手法に注目することです。
見込生産（MTS）
MTSとは、需要予測に応じて、製品を製造し、ショールームまたは倉庫で在庫として保管する従来の生産手法です。需要予測は過去の販売データ、現在の経済状況、およびマクロ経済トレンドに基づいています。
利点には、予測可能な生産スケジュールによるリソースの効率的な使用、および規模の経済による生産コストの削減があります。また、通常、完成品は、在庫があるため、顧客は、さらに迅速に受け取ることができます。主要な欠点は過剰在庫と在庫切れの可能性が高くなることです。また、天候、経済、地政学などの外部要因による不正確な需要予測に起因する可能性があります。
受注生産（MTO）
MTOとは、顧客の仕様に応じて、製品をカスタマイズし、注文を受けてから、生産を開始する生産手法です。航空宇宙、建設、ハイテクなど、特殊な業界で一般的です。受注設計と呼ばれるこの製造手法は、かなりの量のエンジニアリング設計があらかじめ必要な製品に適用されます。
MTOの主要な利点は値引き販売またはスクラップする必要がある過剰在庫が発生しないことです。それぞれの受注は処理され、顧客には、仕様どおりの注文が届きます。欠点は、顧客にとっては、完成品を受け取るまでの期間が長くなること、メーカーにとっては、原材料の供給変動にさらされるため、さらに高いレベルの安全在庫が必要になる可能性があることです。また、需要の偏りによって、操業停止が生じ、コストが増加する可能性があります。この理由は、工場が、収益性を向上するために、生産ラインの使用率を高める必要があるためです。
Make to Assemble（MTA）または受注組立
Make to Assembleは、MTSとMTOを組み合わせた手法であり、需要予測に基づいて、部品またはサブアセンブリを生産するものです。最終的な組立は顧客が発注してから開始します。製品の最終的な構成は最終組立時にのみ行われるため、メーカーはカスタマイズされた注文を受け入れることができる。また、完成品を顧客に提供するまでの期間は、MTO手法と比較して、はるかに短縮できます。しかし、顧客が発注しないと、メーカーは相当量の部品在庫を保管したままになる可能性があります。
製造プロセスの種類
製造業を分類するもう一つの方法は、生産方法、および生産される完成品の種類に注目することです。
ショップ型製造
ディスクリート製造では、パソコン、家電など、簡単に特定できる商品を生産します。部品表は、個別の完成品を構成する部品と原材料を定義するために、使用します。通常、生産は、生産スケジュールで必要な数量を満たすために、個別の商品が複製される組立ラインで行われます。同じ組立ラインで異なる製品を生産するため、切り替えとセットアップが複雑なプロセスになる可能性があります。
プロセス製造
プロセス製造は、製品の作成方法がディスクリート製造と異なります。レシピと製法によって、化学的で物理的な変化で原材料と食材を完成品に変えます。通常、完成品は、大量に生産されますが、顧客が消費できる個別の小さな単位に分割できます。
プロセス製造には、バッチ・プロセス製造と連続プロセス製造の2つの方法があります。バッチ・プロセス製造では、容器サイズ、ライン・レート、またはランの標準の長さによって決定されるランまたはロットの標準のサイズで製品を生産します。特に、飲食業界で一般的に使用されています。一方、連続プロセス製造は、24時間365日稼働して、停止間隔が非常に長くなります。また、石油、ガスなどの業界で使用されています。
混合モードの製造
顧客の期待の変化に対応するために、ディスクリート製造とプロセス製造を使い分けている業界もあります。たとえば、消費者向けパッケージ商品業界は、一部の製品をバッチ混合プロセスで生産した後、個別のユニットに梱包しています。この方法は、製造実行システム（MES）アプリケーションによって、1つの生産ラインでこのプロセスを実行する必要があるメーカーにとっては、困難な可能性があります。
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ジョブショップ製造
ジョブショップ製造は、カスタマイズされた製品を小ロットで製造するものであり、MTOまたはMTSです。独自のセットアップとプロセス・ステップの優先度設定が必要なため、組立ラインではなく、特定の生産分野が使用されます。たとえば、産業機械、航空機、またはハイテク機器のメーカー向けにカスタム部品を製造する機械工場です。
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反復製造
自動車業界、耐久消費財業界など、最小限のセットアップまたは切り替え時間で製品を常に供給する必要がある業界もあります。反復製造では、専用の組立ラインまたは製造セルが同じ製品または製品群向けに設置され、生産が24時間365日行われ、仕掛品は一時保管場所に移動されません。
スマート・マニュファクチャリングとスマート・ファクトリー
スマート・マニュファクチャリングは、さらにスマートな機器、設備、製品、データ、およびプロセスを組み合わせて、業界のプラクティスを最新化する取り組みの総称です。この用語には、インダストリー4.0およびスマート・ファクトリーという並列的なコンセプトが含まれています。
スマート・ファクトリーでは、新しい工業生産テクノロジーによって、最小限の人的介入で生産環境を運用しています。センサーは、故障の前に、機器の問題を検出して、高コストのダウンタイムを回避します。アディティブ・マニュファクチャリング、通称3Dプリントでは、複雑な形状の部品をカスタマイズし、迅速にプロトタイピングし、大量に生産できます。デジタルツイン、つまり物理オブジェクトのデータで常に更新される物理オブジェクトのデジタル表現では、設計をさらに迅速にプロトタイピングし、機器のパフォーマンスを継続的に監視できます。
このようなテクノロジーすべてには、センサーの実行に使用するローカル・プログラムから、複数の生産ラインでリソースを監視および調整する製造実行システムまで、アプリケーション・ソフトウェアが必要です。エンタープライズ・リソース・プランニングなどのサプライチェーン・マネジメント・ソフトウェアとの統合では、複数の工場で適切な材料と資源によって、製品設計を体系的に製造できます。この結果、高品質の製品と利益率の向上が実現します。
製造業の未来
製造業は原材料を完成品に変える主要な手段であることに変わりはありません。現在、GDPの大部分を農業などの産業に依存している国々は、製造業を進化および使用して、産業政策を推進し、雇用を増加するでしょう。テクノロジー企業とメーカーは、スマート・マニュファクチャリングの約束を果たし、インダストリー4.0とその先の未来を築くために、コンピューティングとソフトウェアの進歩を引き続き推進するでしょう。