2024/1/21

製造業における将来像に関する一考察
日本機械学会 生産システム部門
つながるサイバー工場(CPPS)研究分科会の活動の振り返り※ CPPS︓Cyber Physical Production System

2024年1月18日

鴻池運輸株式会社
則竹 茂年

鴻池運輸株式会社 会社概要
本社所在地〒541-0044

支社所在地〒104-0061

⼤阪市中央区伏⾒町4-3-9
TEL 06-6227-4600

FAX 06-6227-4650

東京都中央区銀座 6-10-1 GINZA SIX 7階
TEL 03-3575-5751

創業

FAX 03-3575-5656

1880(明治13)年

会社設⽴

1945(昭和20)年5月30日

代 表者

代表取締役兼社⻑執⾏役員
鴻池 忠彦

資 本

⾦

1,723百万円

従業員数

連結︓約24,000名

市

東京証券取引所１部 （9025）

場

単体︓約15,000名

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鴻池運輸株式会社の事業フィールド
分野別

セグメント別鉄鋼業務
環境・エンジニアリング業務

食品業務

複合ソリューション事業

食品プロダクツ業務
メディカル業務
空港業務
生活業務
物流業務

国内物流事業

定温業務
海外業務

国際物流事業

インド関連

上場年月日

2

発表者紹介
・1994年4⽉〜2019年3⽉ 株式会社豊田中央研究所

・⼯場・物流シミュレーション（⽣産性・稼働率等の評価）の開発と展開、
ライフサイクル評価研究、デジタルツイン研究（99年当時）
・マーケティング研究、シンクタンク機能、社会システム研究、
IoT・機械学習、都市創⽣メカニズム研究などに従事
・グループ羅針盤機能（将来ビジョン、Industrie4.0）

・2019年4⽉〜

鴻池運輸株式会社

鴻池技術研究所 所⻑

・現在

鴻池運輸株式会社 技術革新部 部⻑
兼、鴻池技術研究所イノベーションセンター センター⻑

また、≫ 日本機械学会 ⽣産システム部門 部門⻑（2021年）≫ HCMI BC部会 副部会⻑（2023年）
なども拝命

2

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日本機械学会生産システム部門（2018年7月20日東京ビッグサイト）

日本機械学会 生産システム部門

つながるサイバー工場(CPPS)研究分科会〜サイバー空間へつながるモノづくり像、そして将来への技術ロードマップ〜※ CPPS︓Cyber Physical Production System

活動指針・活動期間・メンバー【活動指針（戦略）】
技術調査、ビジョン策定を中心として、個別テーマ毎に専門家による講演と、参加メンバーのディスカッションによるビジョン策定を積み上げ、 CPPS（Cyber Physical
Production System）展開に向けた技術ビジョン提示を目的とする。
【活動期間】
2016年6月〜2019年3月（当初2年計画（2018年3月まで）を1年延⻑）【メンバー】
主査︓⽇⽐野浩典
⽇本⼤学（当時︓東京理科⼤学）
幹事︓中村昌弘
レクサーリサーチ
則⽵茂年
鴻池運輸㈱（当時︓㈱豊田中央研究所）
顧問︓⻄岡靖之
法政⼤学，IVI理事⻑
参加︓約40名（産・学・官）
学︓東京⼤学、⼤阪⼤学、神⼾⼤学、法政⼤学, 等
官︓経済産業省、産業技術総合研究所、NEDO
産︓パナソニック㈱、㈱東芝、横河マニュファクチャリング㈱、㈱⽇⽴製作所
⽇産⾃動⾞㈱、㈱デンソー、㈱ジェイテクト、矢崎総業㈱、㈱安川電機、㈱ニコン、他

3

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生産システムを取り巻く環境 （2016年当時）
変種変量生産需要同期生産垂直立ち上げ社会環境

グローバル生産
国際分業化と協力
グローバリズム
先進国と開発途上国の調和先進国の和開発途上国間の問題

サステナブル生産省エネルギ生産

国際
環境

自然
環境

生産
システム
少子高齢化対応生産
自動化生産
セル生産
作業者中心生産
技能継承
総人口の減少年齢構成の変化
労働時間の短縮
労働の質の変化

今であれば、・ChatGPT
・メタバースは必須項目！

ニーズの多様化
個性の表現
価値観の推移伝統、文化の価値

ものづくり

労働
環境

技術
環境

基盤
技術
環境

ICT
IoT
スマート技術地球温暖化
資源の節約
エネルギの限界
自然の生態系との調和

Industire4.0
デジタルエンジニアリング
シミュレーション
AM技術
MEMS技術エンジニアリングチェイン効率化
サプライチェイン効率化
製造業のサービス化
固有技術の進化ICTの発展／ソフトウェアの充実
自動化技術・安全技術
知能化技術
集中技術→分散技術

CPPSに関する本質的認識の議論◆CPPSは，生産システムを対象としたCyber Physical System．
◆ CPPSは，現実世界であるPhysicalと仮想世界のCyberを連携して，ものづくりにおける新たな価値を創造する、ものづくりマネジメントのためのシステム技術◆ Physical世界とCyber世界間の転写率が高まるとCyber世界において，システムの振る舞いの予測精度が向上し，様々な意思決定の確度とレベルが高まり，且つ意思決定の規模と範囲が大きくなる。エンジニアリングチェーンやサプライチェーンの効率化が期待できる。

CPPSモデル
ものづくりシステムコンセプト

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CPPS活用への期待

ビジョンに対するバックキャストのアプローチ活動

STEP1︓2040年ものづくり像創造
Type0, 1, 2の商品カテゴリ別
SC、SM、HCの将来像を創造

STEP2︓現状とのギャップを埋める
技術ロードマップの作成
STEP3︓CPPS要求仕様の明確化
STEP4︓CPPS実現に向けた
9
技術ロードマップの作成

5

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ビジョンに対するバックキャストのアプローチ
2040年製造業の⽅向性に関する仮定
Type 0
従来の⼤量生産型の発展

Type 2中間としてのマスカスタマイゼーション▶ 製造難度が⾼く寡占化され ▶ セミオーダー品でモジュール
るもの
により完成するもの▶ 希少リソース(⾼度設計・製造知 ▶ 消費者からの選択肢が多い
識、⾼額設備投資、巨⼤顧客D/B)が不可⽋で寡占化されるもの▶ 素材や部品レベルのもの▶ 消費者からの選択肢が極めて少ないType 1
徹底的な個別対応の⾼度化▶ 個人差要求（身体的・認知的特徴、感性等）が⼤きい
もの▶ 消費者からの設計に基づき、製品を構成する部品の製造を指示・提示
可能

２．製品、サービスの分類
Type 0
従来の⼤量生産型の発展

4/20

Type 2Type 1中間としてのマスカスタマイゼーション 徹底的な個別対応の⾼度化▶ 希少リソース(⾼度設計・製造知識、⾼額 ▶ タイプ０とタイプ１に入らないもの
設備投資、巨⼤顧客D/B)が不可⽋で▶ アセンブリはタイプ１だが、デバイスは寡占化されるもの
タイプ０のような組合わせのもの▶ 素材や部品レベルのもの▶ セミオーダー品でモジュールにより▶ 事業あたりの調達量が多いもの
完成するもの▶ 個人差要求（身体的・認知的特徴、感性等）が⼤きいもの▶ 体験が消費されるもの▶ タイプ０で要求される希少リソー
スが不要なもの

キーデバイス（CPU、メモリ等）

⾃動⾞

医療製品

鉄鋼、ベアリング

住宅、業務⽤施設

スポーツ・レジャー⽤品

シェアリング⾃動⾞

コンビニ、外食（チェーン店）

⾐料、ファッション

宇宙機器

中食、弁当

教材、文具

化学素材

業務⽤調理機械

健康、睡眠

住宅⽤資材

業務⽤⾞両、船舶

趣味、嗜好品

⾼精度⾦型

一般家電、ＰＣ

⾼級家具、家電

航空機部品

⺠生⽤ロボット

職人⽤工具セントラルキッチン

モジュール化された産業⽤機械

安全・衛生⽤品

データセンタ住宅リフォーム

ペット⽤品

11

6

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３．生産システム 進化の方向性
生産数
(Qty)

従来型生産の進化による
QCDEロス無き世界

Type0Development of“Ultimate Mass Production”
Zero QCDE Loss

5/20

現在より、はるかに安価で多様な生産システムを即座に構築することが可能な世界

Development of“Mass-Customization”

徹底した個別対応による顧客価値提供の世界

Type2

Development of“Individualization”

Type1
製品種類(P)

つながるサイバー工場ＣＰＰＳ研究分科会

Smart Machine ＷＧ
リーダー： パナソニック 槇原正氏
（担当幹事： 日本大学｟元、東京理科大学｠ 日比野先生）

Supply Chain ＷＧ
リーダー： (元)東芝 古賀康隆氏（担当幹事： 鴻池運輸｟元、豊田中央研究所｠ 則竹茂年）

Human Centric ＷＧ
リーダー： 横河マニュファクチャリング 杉浦純一氏（担当幹事： レクサーリサーチ 中村昌弘氏）
Copyright 2018 JSME/CPPS Working Group13

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つながるサイバー工場ＣＰＰＳ研究分科会

Smart Machine ＷＧ
リーダー： パナソニック 槇原正氏
（担当幹事： 日本大学｟元、東京理科大学｠ 日比野先生）

１．スマートマシンWG 議論の主題
議論のポイント︓ Smart Machineとは何か?
2018年時点のマシンとは︖
プレス

切削

圧着機

電線カッター

組付

検査機

樹脂成型機
実装機

結局何をしている︖

複合加工機

ピック/プレース
整列

情報機器（アンドン、センサー）

搬送

搬送機器（コンベア、リフト）

溶接冶具、ツール、型、工具

塗装

エアー 発電熱処理

2040年に向けての進化は︖
ID付与/メモリ/データ処理/コミュニケーション
設備のどの階層まで知能化︖

知能化

付加

ロボット（多軸、スカラー）

ポンプ

研削

Smart Machine Will Be?

熱両極化

集中化 VS 分散化
グループテクノロジー
複雑加工 VS 専門加工
専用化 VS ｺﾓﾃﾞｨﾃｨ化

⾼速・⾼精度 VS 低速・こわれない

検査

最適工程設計を誰が考える︖
設備の⽅で⾃律制御︖

研磨

故障０ー完全予知保全（可動率100％）

洗浄

段取り

ロスゼロ化

・・・

・・・

停止０ー設備シェアリング
（経営稼働率100％）
廃棄０ー ユーティリティのリユース（廃棄物０％）
部品在庫０ー稼働状況のｻﾌﾟﾗｲﾁｪｲﾝ共有
データ収集、インターフェース、通信、モニタリング⽅法は︖(2016年第1回目議論)

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ものづくりの変化︓Type 0
従来の⼤量生産型ものづくりが発展し、世界規模でのアセットシェアリングが進む
現在

2040年

・各社が生産を⾏うために設備を保有し、『工場』を形成している。

・各社が『設備』を保有することがなくなり、各社の『工場』がなくなる。

・同じような加工を⾏う設備でも、各社各々が保有、管理している。

・同じような加工を⾏う設備が集約され、設備のコミュニティが形成される。

A社

B社

B＆C社
（製品設計・サービス）

設計が
強い
製造技術が
強い

複数の企業での４Ｍシェアリング

購入・販売
購入・販売

発注 製品
A＆C社
（製造受託サービス）

購入・販売

C社

ものづくりの変化︓Type １
徹底的な個別対応の⾼度化、オープンコミュニティにおけるミニファブが拡⼤
現在

2040年

※ビジネスとして成⽴していない・企業毎に技術がクローズで商品設計、生産準備は各社が独⾃に⾏っている
・製品設計情報はブラックボックス
・設計データは工場で物質に転写される
CPPSとCPGの関係性
公(パブリック)
サイバー
フィジカル

デザインアーキテクチャ
ソリッド
サーフェス 等

ＣＰＧ

私(プライベート)・オープンなサイバープレイグランド(CPG)上で世界中のデザイナーが、設計、量試をしている
・製品設計情報はフリー or 課⾦制・設計データは顧客に最も近い場所で転写され待ち時間が限りなく少なくなり、リードタイムの概念は事実上無くなる公(パブリック)

ＣＰＧ

CPPS

サイバー
フィジカル

加工

切削 プレス
研削 成形

ボクセル

私(プライベート)

境界が曖昧に

積層・⾃動化

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ものづくりの変化︓Type 2
マスカスタマイゼーションはモノファンクションマシン群の有機的結合による多様な生産システムにより実現
現在

2040年

単一機能の⾃律化、有機的結合によるスマート化
複雑機能の単一マシン化
・単一のマシンで、複数の複雑な機能を実現 ・単一機（モノファクンションマシン）

・⾼コスト化・品種の多さで競う
・コンポーネント数の爆発
・使ってない機能は遊休

熱処理
ＡＭ

機械B

切削
研削
塗装
洗浄

ピック/プレース
機械A
整列
段取り
検査
組付
機械D
バリ取り
溶接

低コスト化、コモディティ化、省エネ
コンポ―ネントのアトム化
フレキシブルな通信・インターフェース
使⽤履歴、ロングライフサイクル管理

・有機的統合システム
単一機の組み合わせによる多様なシステム
組合わせの複雑化、システム化

有機的統合システム
熱処理

ＡＭ

機械C

切削

研削

塗装

洗浄

検査

ピック/プレースモノ
ファンクション

整列

段取り

バリ取り

溶接

組付

製品タイプ と スマートマシンの関係

102024/1/21

製品タイプ と スマートマシンの関係

生産する消費財の特徴(数量、精度等)によって最適なS/M象限が決まる
動⼒源
知的制御部

A:Mega-Mono マシン

メガ

B:Mega-Multi マシン

切削 能⼒10

切削 能⼒10
AM 能⼒10

AM 能⼒10

生産数/
マシン D:Micro-Mono マシン

マイクロ

切削
能⼒1

C:Micro-Multi マシン

切削
能⼒1
AM
能⼒1

工程/機能
生産能⼒

切削 能⼒1

AM能⼒1

モノ

AM 能⼒1

切削 能⼒1
AM 能⼒1

マルチ

機能数/マシンモノファンクションマシンの有機的結合
CPPS技術による単機能設備群の有機的結合により、
現在よりはるかに安価で多様な生産システムを構築することが可能になる。
A:Mega-Mono マシン

メガ
生産数/
マシン

マイクロ

B:Mega-Multi マシン

D:Micro-Mono マシンの有機的結合
CPPS技術による対象範囲の拡⼤
切削
能⼒1

検査
能⼒1

切削
能⼒1
AM
能⼒1

モノ

AM
能⼒1

塗装

能⼒1
C:Micro-Multi
マシン
洗浄
能⼒1

機能数/マシン

組⽴
能⼒1

マルチ

11

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モノファンクションマシンの有機的結合
CPPS技術による単機能設備群※１の有機的結合※２※１ ある時点における経済的合理性から⾒て、それ以上分解する必要がない単一機能をもつ加工設備※２ 知能化、微細化、ネットワーク化、⾃律分散技術等によって単一機能が集まり強く結びついて一個の全体を形づくり
各機能の間に緊密な統一と連関を形成

 フレキシブル
 最小コスト & 消費エネルギー
 ⾼稼働率 安定稼働、安定品質
 QCDEロスの極小化

モノファンクションマシンの有機的結合

塗装

有機的統合システムのイメージ

切削
熱処理

研削

洗浄
検査

CPPS

切削
ＡＭ

ピック/プレース
ピック
整列 段取り 組付

切削

バリ取り

溶接

12

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スマートマシンの2040年ビジョン
CPPS-CPG連携による４種のスマートマシンの最適化
CPG
オープン設計情報の流通PF
設計・デザイン・シミュレーション

実現可能性、製品構成
設計、原価、在庫計算(Cyber Play Ground)

マーケットプレイス

⾃社ブランド発注
スーパー
デザイナー

スーパー
クリエイターENG Chain
CPPS

基幹部品
生産計画

・バーチャルモックアップ・構成、生準・BOM/BOP

設計

発注

企画

発注

提案

小型の複合マシンは、
ミニファブなどヘビーユーザ、及び地域グループで活躍（CPG経由なしでも可）Micro-Multi

Mega-Multi

超精密部品、
ニッチ部品
一品モノ生産

SoS
インテグレーター“Integrated”
Micro-Mono

Mega-Mono

メガファクトリーは、世界的な主従連合によりアセットを集約

・最適調達、物流
・最適生産SYS設計

実⾏指示、製品数量や種類によってモジュール型プロセスを即座に変更

Supply Chain
CPPS
量産プロセスや物流の設計、動的最適化計算を担い、実⾏指示として発信

Overview of Smart Machine 2040
Integral and sharable Mono-function machines for SoS design②Manufacturing at the Cyber Play Ground

Custom Orders/Configuration

・Limited platformers

OpenService
Service
Open
Providers
Providers・Super creators
Tools
Sites

Design Communities/Cyber Industry①Diverse manufacturing by
the Mono-functional machine
M/C

M/C
M/C
M/C

M/C

Feedback

SoS Designers
Industry Integrators
Usage Feedback

Open Design Data

・High performance prod.
for intellectual modules

Mega Factories

Systems

ModuleMaterials

Pull Type・Adjusters

Final Assy. M/CAMCustomers

Smart Robot①Assets Sharing at Global Scale
Direct Orders

・High precision
specialties

Legacy Business/
Factories

Assy. Under transport

Zero Downtime
Zero Lead time・Supply various Smart Machine
Zero Defects
Industry M/C Suppliers
Zero Emission

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克服すべき技術課題
複合加工機の⾼度化
 複雑設備の⾃動操業技術
 全球上での三次元認識技術
 ⾼稼働を維持するための最適計画
 適正仕掛在庫を維持する世界規模での在庫把握※違うものをつくる
 需要と故障の予測に基づいた最適タイミングでのメンテナンス
 機能別スケジューリング技術
 （設備内での）製品の⾃己調整技術
 （設備内での）製品の⾃己修復技術
 （設備内での）製品の⾃己診断技術

CPG
 設計情報のオープンプラットフォーム
 様々な⼈工物の概念認識技術
 製品のリバースエンジニアリング技術
 ⼈真似によるティーチング技術
 ⾼速CPG連携技術
 ⾼強度暗号化技術(オープン化）
ホームロボット クラウドベースのロボット学習技術
 五感転写ロボット
 ⼈まねロボット

CPPS related

MF単体の創出 MFのグローバルID管理技術
 MFのスケーラブル構成技術
 MFのモジュール設計技術
 MFの⾃己調整技術
 MFの⾃己診断技術
 MFの⾃己修復技術
 MFのセキュリティ技術
 MFの加工・組⽴精度向上
MF間論理的結合
 M/Fの組合せロスを考慮した工程設計の⾃動化
 前後工程の⾃律的モノ、情報のやりとり
 ⾃律分散型ソフトウェア技術 機能単位のシェアリング最適化
 マシン間の移動や精度保証
 遠隔地スケジューリング連携
 複数の異なるマシン組合せ管理 世界中の設備稼働をリアルタイムに把握
 工程間能⼒差によるロス最⼩化
 加工指示情報伝達の⾃動化、⾼速化

レガシー生産技術の進化
 ⾼稼働を維持できる故障しない設備 （故障予知技術）
 バッチ生産の⾼効率スケジューリング
 ⼤ロットの品種毎の段取り⾃動化
 加工速度向上、ハイサイクル技術
 排出熱の再利用技術
 型の⾃動搬送
 型のマルチファンクション化
共通技術（フィジカル） 設備⾼密度化技術
 製造設備（体積）の極⼩化技術
 最適エネルギー分配技術
 モータ、インバータ等の⼩型化・省エネ化
 非接触給電技術 ※⼩型化に寄与、無線、可搬性
 ⾼密度電池技術
 エネルギーハーベスティング

汎⽤AM
15/20
 AM積層材の新材料開発
 AMの多材料混合積層技術
 AMの超⾼速積層技術
 AMの最適混合積層設計技術
 低コスト3DP普及 低コスト多軸MC(新興国メーカ台頭) 低コストAM複合加工機
 超汎用製造技術（様々な製品サイズへの対応）
 柔軟な把持技術（ワンチャック化、マルチハンド化）
 振動吸収技術 ※Dは論理的な統合と考える
 水平保持技術
MF間物理的結合
 プラグアンドプレイ技術
 MFのライン構成の⾼速変更技術
 機能間の段取り⾃動化，⾼速化
 機差に応じたプロセスの⾃動生成
 SCM,生産計画と連動したM/Fの組替
 機差に応じたレシピの⾃動生成 MFのインターフェース共通化技術
 MFの再構成技術
 配管レスのMF構築技術
工場内搬送の最適化
 非ワンチャック環境における⾼精度搬送技術
 ドローンによる工程間搬送技術
 デリバリィング生産技術
 ロボットによる工程間⾃動フレキシブル搬送
 工程間搬送ロス最⼩の物流ルート算出
 フレキシブル搬送技術（ワーク）

共通技術（サイバー） データマイニング（警報情報のソート・ランク付け等ノイズを振り分ける技術）
 データの寿命管理技術
 ⼈工知能 機械学習の性能保証技術 アルゴリズム保証
 プログラム⾃動化技術
 4M検知(IoT)
 技術と製品のベストマッチング
 設計者と設備のベストマッチング

まとめ

2040年
2030年
2020年

20/20

従来型生産の進化による
QCDEロス無き世界

レガシー生産技術の
⾼度化

Type0

現在より、はるかに安価で多様な生産システムを即座に構築することが可能な世界
複合加工機の計画系連携技術
MF単体の⾃律制御MF間の論理的
結合技術
MF間の物理的結合技術
⾼速CPG連携技術

Type2

超汎⽤コンシューマー
向け製造装置Type1

徹底した個別対応による顧客価値提供の世界
エネルギーロスゼロ
稼働技術

加工対象とSmart
M/Cのベストマッチング

14

2024/1/21

つながるサイバー工場ＣＰＰＳ研究分科会

Supply Chain ＷＧ
リーダー： (元)東芝 古賀康隆氏（担当幹事： 鴻池運輸｟元、豊田中央研究所｠ 則竹茂年）

Copyright 2018 JSME/CPPS Working Group28

2040年TYPE0の世界
強く⼤きなビジネスモデルを提供できる超巨⼤企業がコモディティ化されたモノづくり企業を統合．
例えばコミュニティ構築をコーディネートする超⼤企業がモバイルコミュニティプラットフォームを提供．
その傘下にあるユニット製造企業はエネルギーや資源を有効活用するために設計情報を共有．
パーソナル
マネージ
サービスで
手配済み
デス．

昨日入った突然の会議のお迎えは大丈夫
なのかな・・・？

⾃動コント
ロールされたドローンが物流の要に

交通網はラ
イフラインの
様に最適
制御

進化したス
マートグリッド
でスマートビルディング

⾃動運転ト
ラックがロジスティクスをスマート化

サプライチェーンは信頼性やブランド価値で“固定化”され，“多数の構成ノード”が強く結ばれる．
資源・エネルギー価値が重要視されることで全てのノードで“設計情報が共有”される．
Copyright 2018 JSME/CPPS Working Group

コモディティ化された工場がコミュニティの構成要素を供給29152024/1/21

2040年TYPE1の世界多様化した価値観はついにパーソナルデザインに発展．
情報端末を使ってオリジナルデザインを具現化するサービスが世界中に定着．
⾼性能3Dプリンタで様々な質感や素材を再現できるまでに．

家具やインテリア・ワードローブ・生活家電など

CPG世界のユーザ側で“設計情報がランダムに発生”する．
“スマートマシンの⾼機能化”で近隣で好きなモノを⼊手．
インターネットで共有“短いサプライチェーンがランダムに発生しては消滅”する．
⾃宅でデザイン3Dプリンタコンビニエンスストア Copyright 2018 JSME/CPPS Working Group30

2040年のTYPE2の世界

○○が欲し
い！

キーモジュールメーカー

最適
組合せを
発注
注文
TYPE2用エージェント

近所のメーカーズ

△△を購入
するわ！

Copyright 2018 JSME/CPPS Working Group31

16

2024/1/21

2040年のTYPE2の世界
洗濯機と簡易宿泊施設付
ワンボックスカー

必要なモジュールを供給

キーモジュールメーカー

ヒューマン
アシスト
プラット
フォーム

同じプラットフォー
ムが価値を変えて納⼊されます︕

輸送中にマスカスタマイゼーションに対応した“モジュール化”が発展．
ヒューマンアシスト
設計情報を有する．“メーカーズ”によって地産地消が一気に進む．
プラットフォーム上に“設計情報を共有する地域別サプライチェーン”が構築される．
製品を組⽴
ペット型ロボット

近所のメーカーズ

Copyright 2018 JSME/CPPS Working Group32

サプライチェーン進化の⽅向（仮説）1. 効率的なSupply Chain
2. レジリエントSupply Chain

Copyright 2018 JSME/CPPS Working Group33

17

2024/1/21(3)サプライチェーン進化の⽅向性（チェーンの形視点）■ SCは設計情報発生源によって分化し最適化される■ 資源・環境維持の価値観の重みにより設計情報発生源が限定される■ 構成軸，物流軸，変動軸によって8象限に定義
8象限のイメージ

構成軸︓製品構成情報のつながり
物流軸︓SCの⻑さ
変動軸︓固定的SCか動的SCか
Type0
信頼性・資源・環境
深が重視され固定的
長く深い連鎖にType1
構成軸
多様性・CPG
個の価値観が重視され，神出鬼没の
短い浅い連鎖浅
Type2
モジュラー・メーカーズ
モジュラー化によって 静地産地消が極度に推進短いが深い連鎖に

⻑
物流軸
変動軸

短

34
Copyright 2018 JSME/CPPS Working Group動

CPPSにおける技術連携シナリオ（効率的なＳＣ）

最適部品流動化（ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ）

製品移動ﾄﾚｰｽ/最適化
トレサビ
生産同期（ｽｹｼﾞｭｰﾘﾝｸﾞ）サイバー

運用（ﾀｲﾐﾝｸﾞ）ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ/最適化

ｽﾏｰﾄ企業連携

高品質組合せ
製品品質評価稼働Inf.

BOM+α

生産進捗
Ｉｎｆ.

QualitypartBOM

M-BOM
ロジＩｎｆ.

製品構成最適化
工場最適制御フィジカル
Copyright 2018 JSME/CPPS Working Group

partBOM

Quality-BOM

稼働Inf.

部品構成最適化

工程進捗
Ｉｎｆ.

コンテナＩｎｆ.

工程最適制御/保全輸送（トラック）最適運用
コンテナロボット（自律化）35
積み卸しロボット

18

2024/1/21

CPPSにおける技術連携シナリオ（レジリエントなＳＣ）

ﾗｲﾌｻｲｸﾙ・ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ

市場ニーズ推定
AS最適化

内外製調整/調達/設計最適化

代替部品DBサイバー

復旧ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ（最適化）

SCMｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ
製品品質評価嗜好推定

partBOM
BOM

需要/市場ｾﾝｼﾝｸﾞ

最適設計

製品構成最適化

フィジカル

部品構成制御/最適化

不具合Ｉｎｆ.

災害予知Ｉｎｆ.

不具合検知

災害予測
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BCP最適化BCP支援

Copyright 2018 JSME/CPPS Working Group(3)技術課題
サプライチェーンの進化

技術要素にブレークダウン

効率的なSC

レジリエントなSC

サイバー＆フィジカルSC最適化
バーチャル企業情報統合活用 市場/資源を考慮した生産物流最適化

カテゴリ分けSC構造（フィジカル） SC構造（サイバー）
生産連携（同期）

市場取り込み不具合・災害

データ基盤

物流シェア
物流・マテハン⾃動化

トレサビ

PLM-PF
スマート活用 スマートな
企業間連携
部品最適流動化
生産・ロジ統合シミュレーション

MES・ロジ連携
コンテナロボット
⾃動操作
工程・ロジ連携
荷姿規格化
Copyright 2018 JSME/CPPS Working Group

需要DB

不具合・災害予知

品質DB
不具合検知

IoT非構造化DB

MR連携

不具合予測

災害予測
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需要推定AI19

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Smart Contract -ブロックチェーン技術適用従来のサプライチェーン
資源会社

部品会社

BOM情報

最終ｾｯﾄ会社

BOM情報

BOM情報

物流会社

販売会社

製品情報

製品情報

廃棄業者

ものの流れや設計情報をブロックチェーンを使って共有
資源会社

部品会社

最終ｾｯﾄ会社

物流会社

販売会社

廃棄業者

ものの流れや設計情報

BtoBネットワーク
Copyright 2018 JSME/CPPS Working Group38

資源量予測のためのPLM P/F（Platform）
上から⾒た⼆次元的サプライチェーン

従来の二次元的サプライチェーン最適化モデル
×

+

×

+

×

三次元的のサプライチェーン最適化モデル

サプライチェーン全体を通した資源最適配分。
素材リサイクルを考慮した最適SCMが可能に

三次元的サプライチェーン
横から⾒た構成情報付きサプライチェーン

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Copyright 2018 JSME/CPPS Working Group

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Summary•••

Type0 (RED)
超巨⼤企業
MOV: Static
NOD: Many
BOM: Deep
Type2 (BLUE)
モジュラー化MOV: Static
NOD: Few
BOM: Deep
Type1 (YELLOW)
極限の多様性MOV: Dynamic
NOD: Few
BOM: Shallow

市場の多様性と効率性から
サイバー上での計画・設計が最重要となり，CPPSの存在が不可⽋になっていく．
Copyright 2018 JSME/CPPS Working Group40

つながるサイバー工場ＣＰＰＳ研究分科会

Human Centric ＷＧ
リーダー： 横河マニュファクチャリング 杉浦純一氏（担当幹事： レクサーリサーチ 中村昌弘氏）
Copyright 2018 JSME/CPPS Working Group

41

21

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Supply Chain と Engineering Chain
検討対象： 赤枠内の「人」の役割・活動
Engineering Chain①工場内の人の活動②E/Cにおける人の活動

製品企画
開発設計

生産
管理者
e.t.c

作業者
技能者

生産技術者
クリエイター
デザイナー e.t.c

工程設計
設備製作調整工場内

Supply
Chain

素材
メーカ

仕入先
メーカ

工程

工程

海外
関係会社

工程

市場

得意先

Shop floor

Copyright 2018 JSME/CPPS Working GroupＣＰＰＳの拡大と「人」の活動範囲
Supply Chain

将来

MRP

Engineering Chain

Costing

CAD

Quality

OR

CAE

AI
CPPSの拡⼤に伴い
BOM
Big-data
Reference「人」の活動範囲も同時に拡⼤
Analysis
Model
IE

Logistics

Scheduling

Simulation

MES

Machining

NetworkSensing 生産に関わる

現在「人」の主な
活動範囲

Control/PLC

Shop floor
Management

Robotics

TQM

Copyright 2018 JSME/CPPS Working Group

EnergyM2M

Production
TPM

Cloud

U/I
5S

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超人はシステム能力を発揮させ、創造の源となる
現在の人の役割(狭い範囲で何から何まで対応する)

CPPS時代の人の役割

生産の超人（広い範囲を総合した意思決定）

CPPSを活⽤して、挑戦的に創造する能⼒に限界限定された範囲内で勘と経験で全てを⾏なう

⾼い
能⼒

方向付けと意思決定
生産準備や編成計画の⾃動化、⾃律化

⽅向付けと意思決定
生産準備や編成計画

生産活動 by

CPPS

生産活動

Support Staff

エンジニアリングの超人

限られた範囲広い対応範囲Copyright 2018 JSME/CPPS Working Group44

３つの生産ＴＹＰＥと製品・サービス
Type 0
従来の⼤量生産型の発展

Type 2Type 1中間としてのマスカスタマイゼーション 徹底的な個別対応の⾼度化▶ 希少リソース(⾼度設計・製造知識、⾼額 ▶ タイプ０とタイプ１に入らないもの
設備投資、巨⼤顧客D/B)が不可⽋で▶ アセンブリはタイプ１だが、デバイスは寡占化されるもの
タイプ０のような組合わせのもの▶ 素材や部品レベルのもの▶ セミオーダー品でモジュールにより▶ 事業あたりの調達量が多いもの
完成するもの▶ 個人差要求（身体的・認知的特徴、感性等）が⼤きいもの▶ 体験が消費されるもの▶ タイプ０で要求される希少リソー
スが不要なもの

従来型生産の進化によるQCD
ロス無き世界モジュール型知能設備群による生産最適化世界

徹底した個別対応による顧客価値提供の世界

キーデバイス（CPU、メモリ等）

⾃動⾞

⾼級家具、⾼級家電

鉄鋼

住宅、業務⽤施設

スポーツ・レジャー⽤品

ベアリング

一般家電、ＰＣ

⾐料、ファッション

航空機部品

⺠生⽤ロボット

教材、文具

化学素材

モジュール化された産業⽤機械

医療製品

住宅⽤資材

業務⽤⾞両、船舶

職人⽤工具

宇宙機器

業務⽤調理機械健康、睡眠シェアリング⾃動⾞

住宅リフォーム

ペット⽤品

セントラルキッチン

コンビニ、外食（チェーン店）

安全・衛生⽤品

データセンタ

中食、弁当
Copyright
2018 JSME/CPPS Working Group

趣味、嗜好品4523

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Type 0 活動する「人」の主な場
⼈／エンジニアリングの超⼈
⼈／生産の超⼈Engineering chain
Market

生産準備での全体最適化

Supply chain
Production

生産、品質の安定性を管理

Copyright 2018 JSME/CPPS Working Group46

TYPE0 ２０４０年の世界
Cyber世界
エンジニアリングの超人

生産の超人

最適生産
システム設計

生産監視
システム

ナレッジ

カン・コツ
気づきなど

管理支援系

CPPS
Physical世界を転写した仮想世界
教育・
作業指示
システム

品質・生産性
故障・エラー情報など
情報収集支援系

知識支援系

作業者

Physical世界

作業支援系
Copyright 2018 JSME/CPPS Working Group

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Type 2 活動する「人」の主な場
⼈／エンジニアリングの超⼈
⼈／生産の超⼈Engineering chain
Market

市場要求に動的に対応できる製造⽅式の構築

Supply chain 市場要求に動的に製造対応する
Production
意思決定
Copyright 2018 JSME/CPPS Working GroupTYPE２ ２０４０年の世界

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Type 1 活動する「人」の主な場
⼈／エンジニアリングの超⼈
⼈／生産の超⼈Engineering chain
Market

顧客ベースで製造できる製造⽅式の構築

Supply chain

Production

⾃律製造⽅式を補佐する役割Copyright 2018 JSME/CPPS Working GroupTYPE1 ２０４０年の世界（例）Cyber世界
エンジニアリングの超人
エンジニア

生産の超人

管理支援系

グローバル
生産管理
材料調達・装置管理

顧客ベースで
製造できる
装置設計

デザイナー
知識支援系

設計・提案
システム

CPPS Physical世界を転写した仮想世界
ナレッジ
設計データ

オンリーワン製品の創造
作業支援系

人センシングシステム
・感情・喜怒哀楽
・好みなど
情報収集支援系

作業者

Physical世界
Copyright 2018 JSME/CPPS Working Group

営業マン

エンドユーザ

エンドユーザーとものづくりが同一箇所・近距離

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つながるサイバー工場ＣＰＰＳ研究分科会

全体まとめ

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Copyright 2018 JSME/CPPS Working Group

2040の全体像（SC, SM, HC, EC）

目的︓“市場価値÷(1+α×QCDEロス)” 最大化①サイバープレイグラウンド(CPG)でのものづくり

・限られたPFers

Open Service
Service
Open
Providers
Providers

Tools
Sites

Design Communities/Cyber Industry⑨モノファンクションマシンによる多様な生産システム
M/C

M/C

M/C

M/C

Systems

Feedback

Open Design Data

⑥スーパーエンジニア
・知的モジュール⾼効率生産
Mega Factories

M/C

Custom Orders/Configuration

・グローバル規模でのスーパークリエイター②スーパークリエイター

ModuleMaterials

Pull Type

Usage Feedback

Zero Defects③迅速な再構成・アジャスターの存在?
（人の柔軟性活⽤）

Final Assy. M/CCustomers

AM Smart Robot⑧世界規模でのアセットシェアリング
①世界規模でのアセットシェアリング

Zero Lead time

Zero Downtime

Direct Orders⑦熟練ノウハウ活⽤・超⾼精度、

Legacy Business/
こだわりの世界 Factories
Zero Emission

Assy. Under transport④迅速、柔軟サプライチェーン

Copyright 2018 JSME/CPPS Working Group⑤世界最適調達、最適資源配分

SoS Designers
Industry Integrators

・多様なSmart Machineの供給

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全体の方向性 → 実現手段としてのCPPS
多様性 （柔軟性 ）効率性と多様性の追求は継続
・Type0：QCDEロス最小化を追及しつつも、市場（文化）／材料／環境の多様性にも順応・Type1：
消費者主導の多様化を優先しつ
つ、社会通念上、QCDEが必須
・Type2：Type0⇔Type1 を揺らぎながら、スパイラルアップ的に発展
市場価値÷(1+α×QCDEロス）＝

個々に最適化されたモノ・コトが、ＩｏＴデータを媒介に、
サイバー空間を通じてつながり、効率性と多様性を追求
上記の連携・最適化・意思決定システム全体をＣＰＰＳとして実現
Copyright 2018 JSME/CPPS Working Group54

ＣＰＰＳの世界
ＡＩ

2040年のサプライ
Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
サイバー上での最適なシステム＆データ連携

Copyright 2018 JSME/CPPS Working Group55

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2040年のサプライチェーンCPPSのイメージ
ＡＩ
Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
サイバー上での最適なシステム＆データ連携

ﾘｱﾙな
ｻﾌﾟﾗｲﾁｪｰﾝ

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Copyright 2018 JSME/CPPS Working Group

各ＷＧのキーメッセージ
サイバー空間を通じて、
製品構成情報と資源量を共有し、最適資源分配とスマートなサプライネットを実現
世界資源の最適分配、ムダな輸送の削減

サイバー空間を通じて、
モノファクションマシンの有機的結合（連動）による分散型生産システムの実現

サイバー空間を通じて、
個人や機械に閉じた知識・経験・情報を共有

最適に機能特化した設備の組合せで、複雑な市場変化に追従（System of Systems）

人と人、人と機械のコミュニケーションによる新しい働き方の実現

Copyright 2018 JSME/CPPS Working Group57

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CPPS実現に向けた技術課題
エンジニアリングチェーン
CPPS

ＣＰＰＳを用いたエンジニアリング実現上の課題
視点（ビュー）の形成

現場起点活動との親和

オープン／クローズ戦略
ＣＰＰＳ基盤設計に関する課題

具体的なコンテンツ創出ヒューマン
セントリック
CPPS

具体的な機
能の明確化

サプライ
チェーン
CPPS
スマート
マシン
CPPS

プラットフォーム構築

リアル⇔サイバー間の転写に関する課題
非数値情報の転写

仮実双方向の転写

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Copyright 2018 JSME/CPPS Working GroupCPPS実現に向けた技術課題の例< 2018年度取組み予定 >具体的な機能の明確化 目的別のＣＰＰＳ機能（コンテンツ）の明確化
非数値情報の転写数値化が難しい情報（品質、手触り・・・）の転写技術

仮実双方向の転写

サイバー上への仮想転写と、現実社会への実転写の技術

現場起点活動との親和

日本的な現場主導の活動との親和性と、それを可能とする転写技術 （現場力最大化を支援するＣＰＰＳ設計）< 残存課題の例>
プラットフォーム構築 サイバー上での最適なシステム＆データ連携を可能とする
プラットフォーム技術（⇒ ex. Smart Construct等のｵｰﾌﾟﾝＰ/Ｆ）
視点（ビュー）の形成

エンジニアの目的、意図に即した視点（ビュー）の形成技術

オープン／クローズ戦略 Ｗｉｎ－Winの関係を迅速に構築する仕組みと技術
Copyright 2018 JSME/CPPS Working Group59
ex. メカニズムデザインを考慮したスマート契約などを検討）（⇒

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