人間本位の産業を目指して

第４次産業革命・DX・Society5.0と21世紀の経営工学～スマートマニュファクチャリングを取り巻く経営・システム・エンジニアリング～
2022年9月9日
ロボット革命・産業IoTイニシアティブ協議会
産業IoT アドバイザー
水上 潔
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目次

人間本位の産業を目指して

1. イントロダクション
2. 国際動向から

3. RRIでの考察
4. 経営工学への期待

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人間本位の産業を目指して

イントロダクション

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テーマ

人間本位の産業を目指して

Analysis vs Synthesis

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システムデザイン（ワークデザイン・プロセスデザイン）

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人間本位の産業を目指して

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システムデザイン（ワークデザイン・プロセスデザイン）

人間本位の産業を目指して＜記述方法＞
静的・動的、状態・機能、目的・制約・環境
As is・To be、スコープ、ステークホルダー ・・・・

メタ（抽象↔具象）

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ロボット革命・産業IoTイニシアティブ協議会RRI

人間本位の産業を目指して安倍首相・内閣府制定のロボット新戦略に基づき、2015年5月にＲＲＩが発足
https://www.jmfrri.gr.jp rriで検索
第4次産業革命・DX・Society5.0への対応として「IoTによる製造ビジネス変革」
及びロボット変革を推進

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7日独共同宣言

人間本位の産業を目指して⚫ 2016年3月28日、経済産業省と経済エネルギー省の間で「日独ＩｏＴ／インダストリー４．０協力に係る共同声明」を締結。同４日の日独首脳会談で本声明の締結を歓迎。
日独政府間「共同声明」のポイント

ﾌﾟﾗｯﾄﾌｫｰﾑ間、研究機関間でも協力推進⚫ 経済産業省とドイツ経済エネルギー省の間で、IoT/インダストリー4.0協力に関する局長級対話を毎年実施。
⚫ IoT/インダストリー4.0に関心がある民間団体等の参加を得て、具体的に下記項目等で連携（詳細次ページ）⚫ 民間のプラットフォーム協力✓ ロボット革命イニシアティブ協議会とプラットフォームインダストリー４．０の間で連携強化に係る文書を４月２８日に締結。

① 産業サイバーセキュリティ② 国際標準化③ 規制改革
④ 中小企業⑤ 人材育成⑥ 研究開発上田経済産業審議官
マハニック経済エネルギー省事務次官⚫ 研究開発協力✓ 産業技術総合研究所とドイツ人工知能研究所（DFKI）との間で研究協力のLoIを締結済み。
✓ 今後具体的な協力に向けて連携強化の調整を実施中。

日独首脳会談 共同記者会見（平成28年5月4日） 安倍総理冒頭ご発言「日独は科学技術とイノベーションで世界をリードしています。先週、経済産業省と経済エネルギー省の間でＩｏＴとインダストリー４．０に関する共同声明が発表されたことを歓迎したいと思います。今後も日独で緊密に協力して、「第四次産業革命」を実現させたいと思います」
安倍総理とメルケル首相

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人間本位の産業を目指して国際動向から

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人間本位の産業を目指して自分に課したミッション：
第4次産業革命（DX・Society5.0)で、製造業をどう（why・what・how）変えるのか

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人間本位の産業を目指して

Planetary Boundary
ドイツの目標（覚悟）• 2050年には、2018年比で天然資源の利用を50％に減らす• 天然資源の利用を半減させても、持続的な経済発展を実現する←日本は？
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人間本位の産業を目指して

これは、誰の命題ですか？

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12ご存じですか

人間本位の産業を目指して

GAIA-X
IDS／IDSA
Catena-X
Asset Administration Shell
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13欧州デジタル経済圏GAIA-Xの紹介

人間本位の産業を目指して

Gaia-Xを使用すると、国際レベルのビジネス、科学、政治の代表者が次世代のデータインフラストラクチャの提案を作成します。これは、データとサービスを利用可能にし、照合し、共有できる信頼の環境で、オープンで透過的で安全なデジタルエコシステムです。
Gaia-X は、ヨーロッパおよびそれ以降のためにヨーロッパによって開始されたプロジェクトです。
ヨーロッパや世界中のビジネス、政治、科学の代表者が手を取り合って協力し、フェデレーションされた安全なデータ インフラストラクチャを構築しています。企業と市民はデータを照合して共有し、データを管理できるようになります。データをどこに保管するかを決定し、常にデータ主権を保持する必要があります。
Gaia-X のアーキテクチャは、分散化の原則に基づいています。Gaia-X は、すべてが共通の標準である Gaia-X 標準に従う多数の個々のプラットフォームの結果です。私たちは共に、オープン性、透明性、信頼の価値に基づいたデータ インフラストラクチャを開発しています。したがって、出現するのはクラウドではなく、多くのクラウド サービス プロバイダーを結び付けるネットワーク システムです。
GAIA-X - Home (data-infrastructure.eu)
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人間本位の産業を目指して

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GAIA-X Lighthouse Projects
自動車

人間本位の産業を目指して

モビリティ

農業

生産
クラウドインフラ
サプライヤーネットワーク
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CATENAーX

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人間本位の産業を目指して

Catena-Xの仕組みの汎用性 1

人間本位の産業を目指して

Catena-Xの仕組みの汎用性
左記のバリューチェーンを構成するステークホル
ダーは、自動車特有ではなく、製造業一般とも言える。

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Catena-Xの仕組みの汎用性 2

人間本位の産業を目指して

Catena-Xの仕組みの汎用性
左記の手始めの10のユースケースは、自動車特有ではなく、製造業一般とも言える。

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Catena-Xの仕組みの汎用性 3

人間本位の産業を目指して

Catena-Xの仕組みの汎用性
左記のCatena-Xが用意した運用環境は、自動車特有ではなく、データ連携に必要な一般的機能とも言える。
＜仮説＞

データ構造
（概念の体系化）
を外部化①分野に固有であるサービスア
プリケーションとデータ構造（概念の体系）は外部化しているのでこの運用環境はどの分野にも適用できる可能性がある。共通の概念の体系の元にアプリケーションが動く。
②こうした構造が次頁のような多層なエコシステムを実現できる2022 Copyright Robot Revolution & Industrial IoT Initiative, All Rights Reserved.

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CatenaｰXから見えた多様なエコシステム構造
ビジネスエコシステムは、多種多層で重なっている構造を持つ。
出典“The Death of Competition” by J.F.Moore 1996（米）Catena-Xに見える多様なエコシステム
1. 自動車製造••••

A社OEMエコシステム
B社電装品エコシステム
C国エコシステム
国際エコシステム•••

サプライチェーンエコシステム
エンジニアリングチェーンエコシステム
環境管理エコシステム••

D社PFエコシステム
E社PFエコシステム

アプリケーションで言えば、AIやCPS/DTなどもこの構造に載る人間本位の産業を目指して

これは下図
スマートサービス（アプリケーション）層(黄色)スマートデータ（IDS）層(薄緑)スマートプロダクト（アセット管理シェル）層(薄青)の独立した3階層構造から実現
この構造でEnd to Endのデータ主権、セキュリティなどを確保
出典 “SMART SERVICE WELT” byAcatech 2015（独）スマートサービス層

2. ユースケース（及びアプリケーション）
スマートデータ層

3. プラットフォームエコシステム
これらは、1例でしかないが、多層であり、重なりを持ったエコシステムで、1社1部門から見ると複数のエコシステムにつながっており、必要あればさらにエコシステムを切替えられる。
インターネットでA氏からB氏に様々な機器を介してメールが送れる。これに、データの所在とその意味合い、アプリケーションでのデータの体系を管理する仕組み(ピンク)を持つことで上記データエコシ
ステムの構造が可能
自動車製造以外の他のエコシステム、例えば、教育、健康、福利、金融・・・等とも重なることも可能になる。

スマートプロダクト層
データの所在と意味
アプリケーションのデータ体系などを管理
この構造は他の分野でも同様のフレームで構築できる（CatenaｰXがフラグシップと言われる所以）
これにより、特定のアプリやプラットフォーム依存を排除しこれらの複数の組合わせ可能にする
オープンソースソフトの活用でコストを下げる

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文責 RRI 産業IoTアドバイザー 水上 潔

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製造業のサービス化への対応

人間本位の産業を目指して

Catena-Xの構造は欧米で言われる製造業のサービ
ス化Product Service
Systemのあらゆる形態に対応できる。日本で主流のPureProductにも。
これは今後出てくるであろうビジネスイノベーションにも対応できる。

Types of Product-Service System (PSS) [35] | Download Scientific Diagram (researchgate.net)

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人間本位の産業を目指して

Product-service systems - Vlaanderen Circulair (vlaanderen-circulair.be)2022 Copyright Robot Revolution & Industrial IoT Initiative, All Rights Reserved.

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人間本位の産業を目指して

以下3枚は、工学的に精査要2022 Copyright Robot Revolution & Industrial IoT Initiative, All Rights Reserved.

24欧州の活動 3層構造の分析
プラットフォーム連携化
GAFAMやSAP、SIEMENSなどのプラットフォームはこのルールに合わせてプラットフォームの機能を提供

この部分に競争力はない

サービスアプリケーション（SAPやSIEMENSに相当）
IDS（Catena-X連携運用環境）

データ連携の仕組み

共通の様々な分野の（Catenaのユースケースに相当）
ものづくり技術などの概念の体系

アセット管理シェル
アセットの情報プロファイル（器）
各企業やメーカー製品のアセット管理シェルに入る
データ体系（VWやBASFに相当）
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人間本位の産業を目指してユースケースで作成開始
GAIA－XやIDSAでプロジェクトは3桁
欧米型トップダウンの経営を反映した概念（ボトムアップ型の日本には合わない）
過去の類似例ERP、MES

欧米型に合わせると日本の良さは失う
一方共通化しないとITの失敗のように国全体として膨大な費用がかかる
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日本の状況 現状のままだとプラットフォーム連携化
GAFAやSAP、SIEMENSなどのプラットフォームはこのルールに合わせてプラットフォームの機能を提供

サービスアプリケーション（SAPやSIEMENSに相当）

共通の様々な分野の（Catenaのユースケースに相当）
ものづくり技術などの概念の体系

人間本位の産業を目指して日本語での共通の概念体系がない
企業・部署でバラバラ
よってこの構造では繋ぎようがない

アセット管理シェル
アセットの情報プロファイル（器）

つまりネット上の構造から日本企業はなくなるので、日本企業は日本市場に閉じこもって活動
しかし、欧米と圧倒的コスト・スピードに不利があり日本市場でも立ちゆかない

各企業やメーカー製品のアセット管理シェルに入る
データ体系（VWやBASFに相当）

日本語での共通の概念体系は、学と企業で作るしかないが、情報科学でのこの考え方を理解できる人材が学・企業にほとんどいない。
学には生産工学のような実学が弱い（質量など）
IT企業すら、概念の体系化に関して理解が弱い

IDS（Catena-X連携運用環境）

データ連携の仕組み

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ものづくり技術の概念の例
欧米型：トップダウン型

概念の体系の共通化の範囲

ERP
PLM

SCM

管理に関して概念が共通化していて整合が取れている

MoM

現場概念を共通化し始めている。
あくまで上部からのトップダウン（現場での自主改善はない代わりに、現場の不具合はトップダウンで全体設計に反映される）

人間本位の産業を目指して

日本型：ボトムアップ型
経営管理
財務管理
購買調達管理
人事管理
生産管理
工程管理
設計管理

IT世界
等、バラバラでこれらに対して現場からデータを個別に入力非整合？
もしくはすり合せ？
作業標準

作業手順
現場の実QCD

工程レベルで日々改善改善があるため欧米流の構造には合わない
現場毎に言葉ややり方がバラバラ

尚、欧米はデータ連携で現場情報を理解していずれ日本レベルの概念を体系化する（科学的に向かう）
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Catena-Xが示す課題

人間本位の産業を目指して

1. 目的がわかりづらい →これまでの独戦略から考えて、「イノベーションの加速化への対応」

2. カーボンニュートラルや循環経済は1項を進める重要なイネブラーであり、目標。
3. この図で、日本が理解しずらいのは、オントロジー化（共通概念化）（ものづくり技術のオントロジー）
4. その概念に基づくデータ体系が欧米では企業間で準備され始めている
5. 日本には3項、4項がない（企業・部署で異なる部分個別のデータ）。 表層上の構造だけでは真似できない。（日本語によるオントロジーがないことが大問題。）
6. 欧州で当たり前なので説明がないと想定すると、日本にはそもそもそうした発想がない。
→ 背景に、ものまねでものを作ってきた？（改善は自分達で作ったので・・・）
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人間本位の産業を目指してRRIでの考察

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第4次産業革命への道のり（1）多層な技術的基盤

人間本位の産業を目指して➢ 多層な技術的基盤を統合しデータ活用して、エコシステムでイノベーションを加速化する。

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水平連携型産業構造のイメージ
人的資源

開発・製造・保守技術

サプライチェーン

バリューネットワーク

サプライヤー

オープンエコシステム

OEM

労働者

市場

科学・産業技術

人間本位の産業を目指して

流通ベンダ
マーケット

LC
LS全体の市場化

Future 水平連携構想

開発

サービス実装利用

Now 垂直統合

メンテ

市場

廃棄マーケット
企業グループ

流通ベンダ
OEM

サプライチェーン
サプライヤー

開発技術

製造技術

保守技術

労働者

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科学・産業技術

製品？

人的資源

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（補足） 技術的基盤と産業構造とデータ連携基盤

人間本位の産業を目指して

産業
構造

技術的基盤
（プロセスを含む）

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製造 aaSのシステム的位置付け

人間本位の産業を目指して

社会 aaS
Society5.0, SDGs, TripleBottomLine
新しい産業構造
都市 aaS

健康 aaS

エネルギー aaS
Mobility aaS

食料 aaS農業 aaSなど

全ての分野に製品やサービスを提供する
設計・製造・運用情報も含まれる「（被）製造 aaS」 （一般に言う製造aaSではない）
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Product Service System

人間本位の産業を目指して

Types of Product-Service System (PSS) [35] | Download Scientific Diagram (researchgate.net)

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基本認識

人間本位の産業を目指してフレームワークとインフラとエコシステム➢ 欧州の技術的基盤データ連携基盤は共通フレームフレーム。単につなぐ以外に、活用するための仕掛けやノウハウがいる。
➢ 欧米では実践的蓄積が進められている。この中で、活用するにはエコシステム化が重要な位置付けにある。
フレームワークの先進事例：
AAS・IDS・GAIA-X
データ連携基盤+コンテンツ？

ものづくりのエンジニアリング体系と基礎的知識

産業インフラ= 「製造aaS」システム
産業インフラ+ 運用他 =

新しい産業構造としてのビジネスエコシステム

ユーザ運用のエンジニアリング体系と基礎知識
・・・
独はこれらのデジタル化の検討を始めている。
課題：これらは日本では整理ができていない。

ビジネスエコシステムの運用は、現在経営学や経済学のトピックスとなっている。これまでの企業目線と異なるエコシステム視点の検討が始まっている。

背景には下記がある
大学では個々の先生が個々に教育することが任されており、共通の体系化ができていない。（欧米にはある）
体系化では日本の学は論文が書けないと言われ、ために着手されていない？？

企業側経験値としては、PFが成功している企業やオープンソースコミュニティにノウハウが存在する。
いわば発展途上領域。ドイツはこのため、組織的検討をしている。

注：基礎知識とはpost competitive領域、誰もが当たり前に共通に持っている知識、学術的公知な知識。この他、産業政策的にpre competitiveな領域も存在する。尚、独はものづくりエンジニアリングに関してのデジタル化の分析を始めている。
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補足 システム指向

人間本位の産業を目指して

現在

未来
メタプロセス（方法の方法論）の設計
http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.457.3253&rep=rep1&type=pdf
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具体的施策の7システムズの構造
現時点の社会システム

人間本位の産業を目指して「製造 aaS」システム具現化させるための仕組み

製造業システム

パラダイムシフト

Society 5.0の社会システム（2030~2050年）「製造 aaS」システムを実現する技術的仕組み

新しい産業構造システム「製造 aaS」システム

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企業が意識すべきエコシステム“The Death of Competition”
by J.F.Moore 1996

人間本位の産業を目指して

最近のSH
プラットフォーマー
エコシステムドライバー
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人間本位の産業を目指して経営工学への期待

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人間本位の産業を目指して

経営工学とは、ものづくり（広義）のプロセスの経営・管理を工学する• 現場の在庫管理、スケジューリング
• MES、MoM、SCM、ERP・・・• 第4次産業革命対応の産業社会設計と実装（運用）

ものづくりという様々なレベル、人間が意図を持って行う世界での工学、つまり、人工物を作り、運用、再利用するなど世界のコントロールとマネジメントに対する工学
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人間本位の産業を目指して学術会議における「ものづくり」の定義
人間社会の利便性向上を目的に人工的に「もの」（形のある物体および形のないソフトウェアとの結合を含む）を発想・設計・製造・使用・廃棄・回収・再利用する一連のプ
ロセスおよびその組織的活動であり、 結果が社会経済価値の増加に寄与できるとともに、人間・自然環境に及ぼす影響を最小化できること。
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工学と「ものづくり」についての考察

人間本位の産業を目指して⚫ 工学にはanalysis と synthesisがある。analysisは 「存在するもの（自然物、人工物）」を理解する、synthesisは、「まだ存在しない人工物」を作り出す。
⚫ ものづくりのあるべきシナリオは、analysisの学術を素養として身に着けつつ、それらの知識を領域横断的に活用し、社会的期待に導かれて、まだ 存在しないもの（システム、サービス）をsynthesisの考え方・方法により作り出すこと。
⚫ 本来のsynthesisでは、最初は領域独立・横断的にTo-Beで考察し、synthesisが進むにつれて、各領域の課題に落としていく。最初は領域独立でToBeの姿を姿を追求することが本質的に大事、という意味で、synthesisは横串的に構成されていることが重要。

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人間本位の産業を目指して⚫ 操作知識（synthesis 横串）の体系的教育が必要。
⚫ 縦串（製品対象知識）の習得ができた人
材に対して、横串（操作知識）の教育を行っていく。
⚫ そのためのカリキュラム体系が必要。

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人間本位の産業を目指して⚫ 左が「ものづくり」系の工学、右が「管理」系の学術⚫ analysis/synthesisの学術をしっかり身に着けたsuper-engineerを育成するとともに、自由にTo-Beで発想できる環境を提供することも必要。

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まとめと提言

人間本位の産業を目指して

1. 世界は大きく変化し始めている。
2. 日本は？
3. 新しい次代のものづくりやその産業構造に向かって、経営工学は非常に重要な役割を担っている

4. Synthesisへの取組みをお願いします
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