分散型製造

分散型製造（ぶんさんがたせいぞう、）は分散生産・クラウド・プロデューシング・分散型デジタル製造・地域製造とも呼ばれ、地理的に分散した製造拠点のネットワークを情報技術で調整しながら運用する分権（英語版）的な製造形態。また、歴史的な家内制手工業モデルによる地域製造や、消費者の家庭内で行われる製造を指すこともある。

企業
企業環境における分散型製造の主要な属性は、地理的に分散した場所で価値を創出する能力である。たとえば、製品を当該市場に地理的に近い場所で製造すれば輸送コストを最小化できるDurach, Christian F.; Kurpjuweit, Stefan; Wagner, Stephan M. (2017-09-25). "The impact of additive manufacturing on supply chains". International Journal of Physical Distribution & Logistics Management. 47 (10): 954–971. doi:10.1108/ijpdlm-11-2016-0332. ISSN 0960-0035.。また、広域に分散する小規模施設で製造された製品は、個人や地域の嗜好に合わせたカスタマイズが可能である。異なる場所で部品を製造し、その後サプライチェーンを管理して最終組立のために統合することも、分散型製造の一形態とみなされるChrisman, Ray. "Enhancement of Distributed Manufacturing using expanded Process Intensification Concepts" (PDF). University of Washington. Retrieved 7 May 2013.Hermann Kühnle (2010). Distributed Manufacturing: Paradigm, Concepts, Solutions and Examples. Springer. ISBN 978-1-84882-707-3. Retrieved 7 May 2013.。デジタル・ネットワークと3Dプリントを組み合わせれば、企業は分散的かつ地理的に非依存の分散生産（クラウド・マニュファクチャリング（英語版））を実現できるFelix Bopp (2010). Future Business Models by Additive Manufacturing. Verlag. ISBN 978-3836685085. Retrieved 4 July 2014.。

消費者
メイカームーブメントやDIY文化の文脈では、消費者による小規模生産（しばしばピアツーピア資源を活用）が分散型製造と呼ばれている。消費者はYoumagineやThingiverseのようなオープンデザインのリポジトリから設計をダウンロードし、Protolabs Network（英語版）、Geomiqなどの3Dプリントサービスの分散ネットワークを通じて低コストで製品を作る。分散型製造の最も分散した形では、消費者はプロシューマーとなり、RepRapのようなオープンソースの3Dプリンタを用いて自宅で製造するPetersen, Emily E.; Pearce, Joshua (2017). "Emergence of Home Manufacturing in the Developed World: Return on Investment for Open-Source 3-D Printers". Technologies. 5 (1): 7. doi:10.3390/technologies5010007. ISSN 2227-7080.Sells, Ed, Zach Smith, Sebastien Bailard, Adrian Bowyer, and Vik Olliver. "Reprap: the replicating rapid prototyper: maximizing customizability by breeding the means of production." HANDBOOK OF RESEARCH IN MASS CUSTOMIZATION AND PERSONALIZATION, (2010).Jones, R., Haufe, P., Sells, E., Iravani, P., Olliver, V., Palmer, C., & Bowyer, A. (2011). Reprap??? the replicating rapid prototyper. Robotica, 29(1), 177-191.。2013年には卓上3Dプリンタが個人用製品製造機として経済的に成立し、自由・オープンなハードウェア設計の数は指数関数的に増加したWittbrodt, B. T.; Glover, A. G.; Laureto, J.; Anzalone, G. C.; Oppliger, D.; Irwin, J. L.; Pearce, J. M. (2013-09-01). "Life-cycle economic analysis of distributed manufacturing with open-source 3-D printers". Mechatronics. 23 (6): 713–726. doi:10.1016/j.mechatronics.2013.06.002. ISSN 0957-4158. S2CID 1766321.。現在では、何百ものリポジトリ"Printable part sources - RepRap". reprap.org. Retrieved 2023-03-02.に数百万のオープン・ハードウェア製品設計が存在し、消費者が節約目的で3Dプリントしていることを示す証拠もある。

2017年のケーススタディでは、(1) 一般的な玩具6種、(2) LEGOブロック、(3) オープンソースのカスタマイズ式ボードゲームを検証し、分析したあらゆる3Dプリント材料で、市販品に対して自作玩具では費用が75%以上削減され、リサイクルボット（英語版）という材質（廃プラスチックを使ったリサイクル材料）を使うと90%以上の費用削減効果が得られたPetersen, Emily E.; Kidd, Romain W.; Pearce, Joshua M. (2017). "Impact of DIY Home Manufacturing with 3D Printing on the Toy and Game Market". Technologies. 5 (3): 45. doi:10.3390/technologies5030045. ISSN 2227-7080.。

研究によると、MyMiniFactory（英語版）という3Dプリント・リポジトリだけで、玩具に限っても年間6,000万米ドルを大きく超える節約効果を消費者にもたらしている。現在では、こうした3Dプリンタで科学機器（英語版）のような高度で高付加価値の製品も製作できるCoakley, Meghan; Hurt, Darrell E. (2016-08-01). "3D Printing in the Laboratory: Maximize Time and Funds with Customized and Open-Source Labware". SLAS Technology. Special Issue: Collaborative 3D Printing Technology. 21 (4): 489–495. doi:10.1177/2211068216649578. ISSN 2472-6303. PMC 5380887. PMID 27197798.Baden, Tom; Chagas, Andre Maia; Gage, Greg; Marzullo, Timothy; Prieto-Godino, Lucia L.; Euler, Thomas (2015-03-20). "Open Labware: 3-D Printing Your Own Lab Equipment". PLOS Biology. 13 (3): e1002086. doi:10.1371/journal.pbio.1002086. ISSN 1545-7885. PMC 4368627. PMID 25794301.。同様に、2022年の研究では、オープンソース設計の81%が費用節減につながり、YouMagineにおけるダウンロード上位100製品が3Dプリント・コミュニティ全体に3,500万米ドル超の費用節約をもたらしたことが示されたPearce, Joshua; Qian, Jun-Yu (2022-07-15). "Economic Impact of DIY Home Manufacturing of Consumer Products with Low-cost 3D Printing from Free and Open Source Designs". European Journal of Social Impact and Circular Economy. 3 (2): 1–24. doi:10.13135/2704-9906/6508. ISSN 2704-9906.。一般にリサイクル素材を活用するプロシューマーは既存製品を購入する層と比べると節約効果を得やすいCruz Sanchez, Fabio A.; Boudaoud, Hakim; Hoppe, Sandrine; Camargo, Mauricio (2017-10-01). "Polymer recycling in an open-source additive manufacturing context: Mechanical issues". Additive Manufacturing. 17: 87–105. doi:10.1016/j.addma.2017.05.013. ISSN 2214-8604.。

社会変化
一部の論者は、共有財に基づくピア生産と分散型製造の一体作用に注目しているKostakis, V.; Bauwens, M. (2014): Network Society and Future Scenarios for a Collaborative Economy. Basingstoke, UK: Palgrave Macmillan. (wiki)Kostakis, V.; Papachristou, M. (2014): Commons-based peer production and digital fabrication: The case of a RepRap-based, Lego-built 3D printing-milling machine. In: Telematics and Informatics, 31(3), 434 - 443Kostakis, V; Fountouklis, M; Drechsler, W. (2013): Peer Production and Desktop Manufacturing: The Case of the Helix-T Wind Turbine Project. . In: Science, Technology, & Human Values, 38(6), 773 - 800.。今後範囲の経済の拡大が永続的経済成長から持続可能で個別化された生産へと生産構造を変化させる際に、市民社会は重要な役割を果たす。

生産手段の広範な民主化、とりわけ物理的生産手段の民主化には多くの課題や脅威が伴う。先進的ナノマテリアルのリサイクル可能性は疑問視されており、兵器の製造が容易になったり、偽造Campbell, Thomas, Christopher Williams, Olga Ivanova, and Banning Garrett. (2011): Could 3D Printing Change the World? Technologies, Potential, and Implications of Additive Manufacturing Archived August 15, 2013, at the Wayback Machine. Washington: Atlantic Council of the United Statesや知的財産に関する問題もあるBradshaw, Simon, Adrian Bowyer, and Patrick Haufe (2010): The Intellectual Property Implications of Low-Cost 3D Printing. In: SCRIPTed 7。

集中的大量生産は安価な国際輸送に依存するが、共有財型ピア生産＋分散型製造は有形無形の生産資源やインフラの共有と先進的製造設備を活かして範囲の経済を発達させる。またニール・ガーシェンフェルド（英語版）の「世界で最も開発の遅れた地域の一部は、最も先進的な技術を必要としている」という見解に従えばGershenfeld, Neil (2007): FAB: The Coming Revolution on your Desktop: From Personal Computers to Personal Fabrication. Cambridge: Basic Books, p. 13-14、共有財型ピア生産と分散型製造は、特定の課題やニーズにグローバルに考え、ローカルに行動する（英語版）ための必要な道具を提供しうる。

分散型製造は個人製造を後押しするのに加えMota, C., 2011, November. The rise of personal fabrication. In Proceedings of the 8th ACM conference on Creativity and cognition (pp. 279-288). ACM.、地域生産経済の形成によって社会的・経済的便益が期待される。とりわけ人道・開発セクターでは、分散型製造がラストワンマイル配送におけるサプライチェーンの課題をどう克服しうるかに関心が高まっているCorsini, L., Aranda-Jan, C. B., & Moultrie, J. (2019). Using digital fabrication tools to provide humanitarian and development aid in low-resource settings. Technology in Society. https://doi.org/10.1016/j.techsoc.2019.02.003。また、分散型製造は、コスモポリタンローカリズム（英語版）の枠組みにおいて、企業利益・過剰生産・過剰消費よりも社会・生態系的ウェルビーイングを優先して生産を再編するための重要要素として提案されているKostakis, Vasilis; Niaros, Vasilis; Giotitsas, Chris (2023-06-30). "Beyond global versus local: illuminating a cosmolocal framework for convivial technology development". Sustainability Science. 18 (5): 2309–2322. Bibcode:2023SuSc...18.2309K. doi:10.1007/s11625-023-01378-1. ISSN 1937-0709.。

技術
分散型製造は現地製造を促進することで、ローテクとハイテクの間に「ミドテク」とも言うべき領域を生み出しうるKostakis, Vasilis; Pazaitis, Alex; Liarokapis, Minas (2023-06-20). "Beyond high-tech versus low-tech: A tentative framework for sustainable urban data governance". BigData&Society. 10. doi:10.1177/20539517231180583. ISSN 2053-9517. 。「ミドテク」はローテクやハイテクと対立するものでは無く、むしろハイテクが持つデジタル化・自動化の効率と汎用性を、ローテクの自律性・レジリエンスと組み合わせる。

分散型製造における契約
分散型製造は、設計・生産・流通をエンドユーザーの近傍へと分散させる生産モデルであり、柔軟性、コスト効率、地域のエンパワーメントといった利点をもたらす一方、役割の分散や多様なステークホルダーの責任に起因する契約上の課題をも生む。

分散型製造に適合した契約・受発注モデルの研究は、役割ベースの柔軟な契約フレームワークと高度なデジタルツールの必要性を指摘しているWardeh, M.; Nguema, J. (2024). "Contracting for Distributed Manufacturing" DOI 10.5281/zenodo.14422458。これらは、品質保証、支払いスキーム、法令遵守、多主体の協調といった課題に対処するうえで不可欠である。これらの課題に取り組むことで、分散型製造における契約モデルは、よりローカルで効率的かつ持続可能な生産システムの潜在力を解放しうる。

分散型製造における契約の簡素化を目的とするシステムの試作品も開発されており、このツールは単一のユーザーインターフェースから複数の製造者にまたがる発注（英語版）管理を可能にし、ワークフローを自動化して関与者全員の明確性と説明責任を確保する。この研究はインターネット・オブ・プロダクションが主導し、mAkEプロジェクトの一環として、EUのホライゾン2020研究・イノベーション計画の支援を受けて実施された。

脚注

Category:オープンソース
Category:FOSS
Category:製造