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3Dデジタルツインが製造業DXに欠かせない理由とは?立ちふさがる課題や対策を解説

製造業におけるDX化を加速するためには、今後3Dデジタルツインといった3D技術が欠かせないと「製造業のDXを3D化で加速する」の著者、鳥谷浩志さんが説明されています。ではなぜ、3Dデジタルツイン技術が必要だと考えられているのでしょうか。

今回は、製造業のDXの状況や3Dデジタルツインに関するニュースをもとに、日本の現状や抱えている課題、解決策に3Dデジタルツインが必要な理由を深掘りします。3Dデジタルツインの導入に関する展望も解説しているので、最新技術の魅力をチェックしてみてください。

日本の製造業DXの実現には3Dデジタルツインが欠かせない

日本の製造業を飛躍的に効率化するDX(デジタル・トランスフォーメーション)を実現するためには、3Dデジタルツインが重要になると、ニュースのなかで説明されています。また、同ニュースのなかでは、次のポイントを向上させるために3D技術の必要性が説明されています。

日本の製造業の強みとは何か。すなわち「現地現物による擦り合わせによる品質の造り込み」や「複雑な図面を読み解く高度な現場力」だ。

引用:ニュースイッチ『「3Dデジタルツイン」で、日本の製造業の強みをそのまま活かすDXを実現できるか』

現在の日本では、積極的にIoT技術や自動化技術、ロボティクス技術などが導入されていますが、まだ取り組んでいるのは大手企業が中心であり、中小企業などでは思うようにDX化が進んでいない状況です。

そういったなか、日本の製造業ならではの強みを活かすためには、3Dデジタルツイン技術がかなめとなります。どうして製造業と3Dデジタルツインが紐づけられるのか、日本の製造業における現状や課題を含め、順序立てて必要性を説明していきます。

3Dデジタルツインとは?

3Dデジタルツインとは

3Dデジタルツインとは、コンピューター上に現実世界と寸分かわらない空間を作りだし、次のような方法で疑似的にシミュレーションをする技術のことです。

  • 3D-CAD解析
  • 設備配置検討

実際の現場でシミュレーションをすると膨大なコストがかかるほか、失敗が許されません。
一方で3Dデジタルツイン上なら、何度でもシミュレーションが可能です。

効率の良い工場の配置検討、設備交換のシミュレーションなど、多種多様な目的で3Dデジタルツインを活用できます。

日本における製造業DXの現状

製造業DXの現状

ドイツが国を挙げて取り組んでいる「インダストリー4.0」の考えは、日本でも適用されており、すでに製造業のDX化が進行しつつあります。とはいえ、スムーズにDX化を実現できているとは言えません。

まずは日本における製造業DXの現状について、覚えておくべき要点をまとめました。

DX化は大手企業の独壇場となっている

現在、DX化を積極的に実施しているのは大手企業が中心です。

もちろん、中小気道でもDX化に役立つ次のようなソフト・ツールなどの導入が始まっていますが、一部の業務でしか利用できていません。

DX化として期待されるソフト・ツール 活用できる事柄
ERPシステム(基幹業務一元化システム) ・工程管理
・人材管理
自動化ソフト(RPA) ・報告書作成
・自動計算
情報収集・分析ツール(IoT) ・データ取得
・傾向の分析

なかでも対応できているのはソフト面だけであり、膨大な費用がかかるハード面のDX化については、うまく対応できない状況です。

古いシステムから脱却できずにいる

製造業の会社によっては、昔から使い続けているレガシーシステムを中心にルールが決められているため、なかなかDX化に取り組めないケースも少なくありません。

例えば、レガシーシステムを脱却してDX化を進めるためには、企業全体のルールから見直す必要があります。しかし、業務を一時的に停止しなければならないなどの課題が山積みです。

IT人材が不足していることも含め、古いシステムを使い続ける影響で、いつまでもDX化を実現できずにいる状況に陥っています。

3Dデジタルツインを含むDX化の課題

製造業DXの課題

製造業は今、3Dデジタルツインを含めたDX化に関わるツール・システム等の導入に複数の課題を抱えています。参考として、DX化の実現に影響する課題を2つ紹介します。

業務の全工程に最新技術を適用しなければならない

製造業は業務のサイクルがほかの業種よりも長いことから、以下に示す工程すべてに3Dデジタルツインといった技術を適用しなければ、DX化を実現できません。

  1. 設計
  2. 生産
  3. 販売
  4. 保守
  5. サービス

例えば、自社における祭祀技術の導入はもちろん、サプライチェーン企業となる運送業・販売業といった企業と連携してDX化を進めていかなければ、効率化できるポイントが小規模にとどまってしまいます。

特に、サプライチェーン全体で新技術を取り込むのは困難であり、実現に膨大な時間とコストがかかるため、3Dデジタルツインといった技術導入が遅れやすいと言われています。

デジタル家内制手工業がDX化を阻害している

日本では今まで、紙の書類やハンコを使った承認作業など、全ての手続きで「紙」を利用してきました。そして、紙を使った日本ならではのプロセスが、3Dデジタルツインはもちろん新技術をうまく使いこなせない要因になっているとご存じでしょうか。

例えば、わざわざ3Dで作成したデータを印刷して紙に出力して関係者に共有するというように、業務で二度手間、三度手間が発生しているのが実情です。ニュースのなかではこれを「デジタル家内制手工業」と呼んでおり、非効率であると指摘されています。

「ものづくり白書」によると、製造業の約半数が3Dデータなどを紙媒体の図面に出力して、情報共有をしていることが判明しました。どんなにDX化の新技術を導入しても、日本独自のプロセスを解決しなければ、DX化の実現が遅れてしまうと危惧されています。

日本の製造業と3Dデジタルツインの相性が良い理由

日本ならではの文化や社会的な状況のせいで製造業のDX化が遅れている日本ですが、3Dデジタルツインの技術を活用すれば、問題をすぐに解決できるとニュースで語られています。

具体的に、日本の製造業と3Dデジタルツインのどのような部分で相性がよいと言われているのでしょうか。DX化の悩みを打開する対策について紐解いていきます。

すり合わせによる品質の造り込み

日本では、現地現物で業務のすり合わせや方向性を決める流れが大きいことから、その品質を3Dデジタルツインに当て込むことができるのではないかと期待されています。

工場内で物事の本質を見極め、すばやく合意を交わして次のアクションを実施する日本では、3Dデジタルツインで作成した3Dモデルをベースに協議することで、今まで以上に素早い判断ができるようになります。

アナログな資料で合意を得るためには、担当者(上司・責任者)を探して資料を渡す、その後に別の担当者と資料を共有してようやく判断が下るのが一般的です。

一方で3Dデジタルツインなら、瞬時に関係者に情報を届けられるほか、3Dモデルを自由に移動させながら必要箇所を各個人が好きにチェックできます。「ここの資料がほしい」などと、追加資料を要求されなくなり、スピーディーに事業効率化の造り込みが可能となるでしょう。

複雑な図面を読み解く現場力

普段から髪の図面を使ってイメージを共有している日本では、レイヤーが入り乱れた複雑な図面を読み解く力が備わっています。とはいえ、すべての担当者に同じスキルがあるとは限りません。

そこで役立つのが3Dデジタルツインの技術です。
3Dモデルとして情報を共有できるようになれば、さらに図面を読み解く力を発揮できるようになり、経験の差を問わず瞬時に判断をくだせるようになります。

また3Dデジタルツイン用に作成したデータは工場内だけでなく、サプライチェーン企業にも共有が可能です。

XVLフォーマットを活用すればデータ容量を抑えたまま、フリーソフトで情報共有もできるため、図面を3Dデジタルツインとして作成することで製造業のDX化を実現しやすくなると期待されています。

3Dデジタルツインを活用した製造業の展望

3Dデジタルツインの展望

今後、製造業で3Dデジタルツインを活用するためには、あらかじめ「誰が」「どのように」推進していくのかを決めることが欠かせません。ここで重要となるのが、経営陣などが意思決定を行う「トップダウン」、従業員で意思決定を行う「ボトムアップ」の割合を決めることです。

ニュースのなかではトップダウン20%・ボトムアップ80%の割合で動く方がDX化を実現しやすくなると語られており、現場を知る従業員主体で取り組むことが重要だと説明されています。

工場全体の考えを統一して施策を考えるボトムアップに重きをおけば、反発などが起こらないまま、スムーズにDX化を実現できます。そして、最終的には上層部が判断を下すことにより、スムーズなDX推進が可能になると考えられています。

製造業として将来性の不安や、効率化の実現に課題を抱えているのなら、この機会に3Dデジタルツインを主軸としたDX化の推進を検討してみてはいかがでしょうか。

3Dデジタルツインについてまとめ

「製造業のDXを3D化で加速する」の著者である、鳥谷浩志さんによると、日本は国内ならではの風習などの影響で、DX化の推進に時間がかかっていると説明されています。また、他国よりもDX化が遅れている状況です。

そういったなかでうまくDXを推進するためには、3Dデジタルツインを中心に、ボトムアップ・トップダウンを組み合わせることが欠かせません。無理に会社のルールを変えずにDX化を実現したいなら、ぜひ本記事で紹介した動き方・考え方などを参考にしてみてください。

時代の流れと共にDX化の事例も増えていくため「ものづくり白書」といった資料や「インダストリー4.0」の報告などから目が離せません。

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