中小規模製造業者の製造分野におけるデジタルトランスフォーメーション（DX）推進のためのガイド

製造分野 DX の理解

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2目次
1. 製造分野の DX を理解する ......................................................................................................... 4
1.1 本資料の位置づけ ............................................................................................................................. 41.2 製造分野 DX とは .............................................................................................................................. 5
1.2.1 これまでの中小製造業における事業環境の変化、課題と「製造分野における DX」の定義 ............. 5
1.2.2 製造分野 DX として目指す姿 ...................................................................................................... 7
2. 中小製造業の更なる発展に向けて ............................................................................................. 11
2.1 製造分野 DX で重視すべきポイント（デジタル製造エコシステム）....................................................... 11
2.1.1 デジタル製造エコシステムによる中小規模製造業の価値創出の変化 .......................................... 122.1.2 デジタル製造エコシステムを支援する DX 基盤 .......................................................................... 133

1. 製造分野の DX を理解する
中小規模製造業における DX の目的は、顧客価値を高めた製品・サービスを提供し続けられる企業となり、競争上の優位性を確保し続けることです。本項に示した定義を参考に、自社における製造分野の DX を具体化してください。

1.1 本資料の位置づけ
本資料は、中小規模製造業がデジタルトランスフォーメーション(DX)に取り組む際に進め方の参考として活用いただくことを目的として作成した「中小規模製造業者の製造分野における DX 推進のためのガイド1(以下、製造分野 DX 推進ガイドと表現)」の一部です。このガイドは以下の構成で実現しており、本資料は①に位置づけられます。
① 製造分野 DX の理解製造分野における DX を理解するために、製造分野 DX の定義や、目指す姿を示します。
② 製造分野 DX の目指す姿への推進目指す姿に向けて製造分野 DX 度チェックを活用した取り組み方法を示します。
③ 製造分野 DX 度チェック
製造分野の自己診断と、レベルアップのためのアクション例を示します。
④ 製造分野 DX 推進ステップ例
製造分野 DX の目指す姿に向けた推進ステップの事例を示します。
⑤ 製造分野 DX の事例集
DX に取り組んだ背景、成果、成功した要因などの事例を示します。
⑥ 製造分野 DX 関連情報
製造分野の DX に関する文献や WEB サイトの情報と、関連組織の一覧を示します。
⑦ マンガでわかる FAQ
製造分野の DX に取り組むにあたりよくある疑問を示します。
⑧ 用語集
ガイドなどで出てくる DX に関する用語を示します。
⑨ 製造分野 DX 金言コラム集
製造分野 DX に関する金言コラムをマンガ付きで示します。

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中小規模製造業者の製造分野におけるデジタルトランスフォーメーション(DX)推進のためのガイド(IPA) https://www.ipa.go.jp/ikc/reports/mfg-dx.html
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1.2 製造分野 DX とは
1.2.1 これまでの中小製造業における事業環境の変化、課題と「製造分野における DX」の定義
中小製造業を取巻く事業環境は大きく変化しています。中小企業白書 2016 において挙げられた問題点は現時点でも解決しておらず、労働力の不足に関しては、コロナ禍でますます厳しくなっています。以下に中小企業白書、ものづくり白書に記載された課題を示します。
⚫

中小製造業を取り巻く事業環境の変化（中小企業白書 2016）◆

大企業の下請けを中心とした取引構造の希薄化◆

少子高齢化による国内需要の縮小（弱い個人消費・外需・インバウンド依存）◆

労働者の不足（外国人、フリーター等の存在を前提とした労働市場、コンビニ、クラウドシェアリングなどのビジネスモデル）⚫

中小製造業の課題（ものづくり白書 2017/2018、中小企業白書 2019）◆

日本のものづくり産業全体の課題である、人材不足、強い現場力の維持・向上、中小企業が所有している設備は老朽化が進んでいるに加え、中小企業全体の課題である収益力向上（稼ぐ力の強化）が急務である。

大企業との格差が拡がる

中小企業白書 2019 より

図 1.2-1 大企業製造業と中小企業製造業の格差

5このような事業環境の変化へと対応する中小規模製造業における課題を「中小規模製造業の製造分野における DX のための事例調査報告書」では以下のように整理しました。
・中小規模製造業は大企業の大量生産を支える垂直統合したサプライチェーンの中で、低価格・高品質・短納期という要求に対応。
・大量生産した同一製品が顧客に受け入れられるという状況は変化してきており、大量生産からスマート工場やスマートマニュファクチャリングの目指すマスカスタマイゼーションを要求される状況。
・下請け構造から脱却し、個々の企業の強みを生かした水平方向の連携構造へ転換する。
・さらに高付加価値の可能性が高いコンシューマ製品を生み出す中小企業連合のサプライチェーンへ拡張することが求められる。
・このような中小規模製造業の製造分野における DX を実現しなければ、日本の製造業に明るい未来はないと危惧する。
このような課題へ対応するため、本ガイドでは、「製造分野の DX」を以下と定義します。
「顧客価値を高めるため、製造分野で利用されている製造装置や製造工程の監視・制御（OT）などのデジタル化を軸に、IT との連携により製品やサービス、ビジネスモデルの変革を実現すること」「顧客価値を高める」ことで、その結果として収益力を向上できる、競争力を高めることができると理解いただければと考えます。

図 1.2-2 DX 推進による収益力向上

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1.2.2 製造分野 DX として目指す姿
製造分野 DX の定義として、「顧客価値を高めるため、製造分野で利用されている製造装置や製造工程の監視・制御（OT）などのデジタル化を軸に、IT との連携により製品やサービス、ビジネスモデルの変革を実現すること」としました。では、具体的にどのような目指す姿を描くのかについて、中小規模製造業が製造分野におけるDX により目指す姿として、「スマートファクトリー」「スマートプロダクト」「スマートサービス」を図 1.2-3 に例示しました。
この目指す姿は、どれか１つだけを目指すのではなく、デジタル化を進めていく段階で追加・変更等をしていくことが良いと思います。例えば、最初は「スマートファクトリー」を中心に目指しつつ、一部は「スマートプロダクト」や「スマートサービス」に向けた取組みも進めておき、その後「スマートファクトリー」が順調に進んだ段階で、「スマートプロダクト」や「スマートサービス」の取組みをより強化していく、といったような流れが現実的ではないかと思われます。また、本項に示したものだけが目指す姿ではなく、自社にとって最適な目指す姿を描いていただ
きたいと考えます。

図 1.2-3 中小規模製造業の製造分野における DX により目指す姿目指す姿をより理解いただくため、それぞれの目指す姿に該当する企業事例を示します。初めに、「中小規模製造業の製造分野における DX のための事例調査報告書」に掲載した事例の中から、スマートファクトリーに関わるものを図 1.2-4 に示します。
スマートファクトリーの事例では、単なる生産性向上・品質向上ではなく、データに基づく業務改革を行い、従来と違う顧客価値を提供できるようになっています。工場のデータを活用して、受注業務の変革に繋げています。

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図 1.2-4 14 事例におけるスマートファクトリー実践企業一覧
具体例として、スマートファクトリーの考え方を図 1.2-5 に示します。IT 化により受注・生産計画・設備計画、人員計画・部品発注などの業務はシステム化され、省力化・迅速化を実現できます。今後は、実際の物理的なものの動きをデータ化し、既存の IT システムと繋げることで、様々な変化に対応できるスマートファクトリーを実現できると考えます。

図 1.2-5 スマートファクトリーの考え方8

次にスマートプロダクトです。
スマートプロダクトでは、どのように顧客体験を変化させたかという視点で考えてください。事例で示した碌々
産業は、ユーザーにおける製品稼働状況データ等を次製品・機能開発で活用するということを始めており、製品の機能として、製品そのものをアップデートする情報を収集できるようになっていることが、まさにスマートプロダク
トと言えます。

図 1.2-6 14 事例におけるスマートプロダクト実践企業一覧
具体例として、碌々産業の例を図 1.2-7 に示します。「製品にデジタル技術を適用し、データを収集し、データを活用した付加価値と顧客の経験価値を高め続ける」という点がポイントです。これまでも、マーケティング、お客様からの声、ビックユーザーの声などを製品作りに利用していますが、製品そのものの機能として、顧客経験価値向上に利用できるデータ収集ができることが、ブレークスルーと言えます。

図 1.2-7 スマートプロダクトの考え方と碌々産業の例
9次にスマートサービスの事例を図 1.2-8 に示します。「顧客体験をサービスで実現」という点は理解し易いと考えます。

図 1.2-8 14 事例におけるスマートサービス実践企業一覧
スマートサービスの考え方の参考として、『デジタルファースト・ソサエティ』で示されている「モノづくり→モノ＋コトづくりへ」を図 1.2-9 に掲載します。単なるサービス単体の提供ではなく、「モノ＋コトづくり」という点で、製造業者が目指す姿として競争力を高められると考えます。

図 1.2-9 スマートサービスの考え方
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2. 中小製造業の更なる発展に向けて中小規模製造業が製造分野における DX により目指す姿は理解いただけたと思います。しかしながら、中小規模製造業が個社でできる取り組みは限られており、競争上の優位性を確保することは困難です。そこで、中小規模製造業が競争上の優位性を確保するために考えるべきことを説明します。

2.1 製造分野 DX で重視すべきポイント（デジタル製造エコシス
テム）
中小企業が DX として重視すべきポイントは、データ連携をキーとするデジタル製造エコシステムです。企業間連携をデジタル技術やデータを利用して実現いただきたいと考えます。

図 2.1-1 デジタル製造エコシステムの考え方

以下では、デジタル製造エコシステムによる中小規模製造業の価値創出の変化を説明しています。また、デジタル製造エコシステムの形成を支援する DX 基盤とそこで想定している製造システムの構成の例、DX 基盤における機能的な要件とそのねらいを示しています。

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2.1.1 デジタル製造エコシステムによる中小規模製造業の価値創出の変化
図 2.1-2 にデジタル製造エコシステムによる中小規模製造業の価値創出の変化を示します。
従来、中小規模製造業は、製品を製造している大手製造企業の下請けとして部品を提供しているケースが多く、顧客価値への貢献の内容が見えにくく、かつ独自に顧客価値を作り出すことが難しい状況でした。また、ビジネス機会は発注元の大手製造企業に大きく依存しており、それらは、日本の中小規模製造業の生産性が低い主要な要因と考えられます。
DX の取り組みによって企業内の部門間連携が進み、ビジネス環境の変化への柔軟な対応が可能な状態となり、更に、複数企業の連携を可能とするデジタル製造エコシステムを形成することによって中小規模の製造企業が単独ではできなかった変化への対応や新たな顧客価値創造の可能性が増し、上記問題が解消されていくことが期待できます。
デジタル製造エコシステムは、まずは比較的柔軟に他社との連携が可能な企業の集まりによって形成され、その後、標準化や基盤機能の充実によって連携の範囲がより拡大していくと予想されます。それに伴い、創造可能な顧客価値の可能性が拡大し、中小規模の製造企業にとって新たな顧客価値の提供に貢献するビジネス機会が増加していきます。

図 2.1-2 デジタル製造エコシステムのイメージ図

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2.1.2 デジタル製造エコシステムを支援する DX 基盤(1) DX 基盤の概要
多くの中小規模の製造企業では、（製造現場での情報を含めて）情報共有を伴う他社との連携がすぐに可能な状態とはなっておらず、DX の取り組みの中でそのための対応を実装していく必要があります。ビジネスを継続している状況下でそれを行っていくのは容易ではないことが想像でき、多くの製造企業が DX の取り組みで利用できる基盤機能（以降「DX 基盤」）の必要性が予測できます。
以下に、デジタル製造エコシステムの形成を支援する（現時点で想定している）DX 基盤のイメージを示します。
なお、図 2.1-3 では、DX 基盤で動作する共通の基盤機能が複数の企業によって公開され、共有されていく環境も示しています。

図 2.1-3 デジタル製造エコシステムの DX 基盤

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(2) DX 基盤で想定している製造システムの例
DX 基盤が実装され、活用される環境として想定している製造システムの概要を図 2.1-4 に示します。
各種製造用機器には、ネットワーク接続のインタフェースをもっておらず、可搬媒体を使ってのデータの入出力しかできないタイプ、RS232C 等のインタフェースを使って PC 等のコンピュータと接続可能なタイプ、ethernetに接続可能なコントローラや PLC に接続して利用可能なタイプ、ethernet に直接接続可能なタイプ等、いつくかのタイプがありますが、稼働時のデータの取得・送出はそれぞれに応じたネットワーク接続を考慮する必要があります。また、製造用機器の既存の入出力インタフェースでは取得できないデータについては、必要なセンサーを取り付けて Wi-Fi 等の無線通信を経由してそこからデータを取得する方法が多く用いられており、参考とすることができます。

図 2.1-4 デジタル製造エコシステムの製造システムの概要

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(3) DX 基盤の機能的な要件とねらい
DX 基盤の機能的な要件とねらいを図 2.1-5 に示します。

図 2.1-5 デジタル製造エコシステムの DX 基盤の機能要件

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監修
社会実装推進委員会 組込み・OT 系 DX 検討部会 製造分野向け DX 推進検討 WG
主査 山本 修一郎（名古屋大学）
委員

大久保 賢二（IT コーディネータ茨城）
木田 成人（昭和精工株式会社）
小山 典昭（理化工業株式会社）
辻野 一郎（大阪府）
松隈 隆志（JEMA スマートマニュファクチャリング特別委員会／オムロン株式会社)

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社会基盤センター
IPA/社会基盤センターは、社会に向けて新たな情報発信や指針を示し、IT 利活用を促進させ、安全な IT 社会や社会変革のための基盤を構築する各種活動を行っています。

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所在地 〒113-6591 東京都文京区本駒込 2-28-8 文京グリーンコート センターオフィス

執筆
山下 博之

IPA / 社会基盤センター

久野 倫義

IPA / 社会基盤センター

今崎 耕太

IPA / 社会基盤センター

丸山 秀史

IPA / 社会基盤センター

宮本 博司

IPA / 社会基盤センター

五味 弘

IPA / 社会基盤センター

松田 充弘

IPA / 社会基盤センター

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中小規模製造業者の製造分野におけるデジタルトランスフォーメーション（DX）推進のためのガイド
製造分野 DX の理解
2020 年 12 月 23 日

発行

2021 年 9 月 27 日

改訂

監修者

独立行政法人情報処理推進機構社会基盤センター

発行人

片岡 晃

発行所

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