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シミュレーションを活用し、インダストリー5.0へつなぐ

12月 01, 2025

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Scott Parent | Ansys, part of Synopsys、 VP Chief Technologist Field Sales
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インダストリー5.0は、産業プロセスにおける重要な進化を象徴しており、人間中心のアプローチと高度なテクノロジーの統合に焦点を当てています。自動化とデジタル化に重点を置くインダストリー4.0とは異なり、インダストリー5.0では人間と技術の協働を重視しています。このアプローチにより、産業発展の範囲は、生産性や運用効率の向上にとどまらず、社会への貢献へと広がります。

この転換の中心にあるのは、デジタルエンジニアリングソリューションと人の知見を統合し、意思決定とイノベーションの強化を実現することです。インダストリー5.0では、シミュレーション、デジタルツイン、人工知能(AI)などのデジタルツールを組み込むだけでなく、これらのイノベーションを環境的・社会的目標と整合させる、より包括的な枠組みを取り入れています。また、相互接続性に焦点を当てることで、製品のライフサイクル全体(構想から保守まで)をつなぐデジタルスレッドの重要性を高め、技術、部門、ステークホルダー間のシームレスな連携を実現します。

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Ansys, part of Synopsys、 VP Chief Technologist Field Sales

高度なテクノロジーによる効率向上

企業は、高度なテクノロジーを統合することで、ワークフローの効率化、材料廃棄物の削減、ダウンタイムの最小化を図ることができます。

特にデジタルツインは、リアルタイム監視と予知保全を実現する上で極めて重要な役割を果たし、運用コストを削減しながら性能を向上させるプロアクティブな調整を実現します。物理ベースのシミュレーションと実際のデータを組み合わせることで、資源配分を最適化し、システム全体の信頼性を向上させることもできます。デジタルツインはリアルタイム監視機能を組み込むことで、さまざまな条件下におけるシステムの性能に関する包括的な知見を提供します。これらの知見により、エンジニアは潜在的な故障を予測して、保守スケジュールを最適化し、非効率性が高コストな障害へと発展する前にその問題を解決することができます。これにより、計画外ダウンタイムの最小化、修理コストの削減、重要な機械の長寿命化が実現します。結果として、タイムリーな介入が可能となり、生産性を維持するだけでなく、効率的な資源活用を図ることもできます。

さらに、AI技術により、複雑なシミュレーションが簡素化され、高速化されるとともに、広範な技術的専門知識を持たないメンバーも含む、幅広いチームメンバーがシミュレーションを利用できるようになります。この技術の民主化は部門間での連携強化を促進し、エンジニアリングおよび産業分野におけるスキルギャップの解消に寄与します。こうした技術の統合は、インダストリー5.0の原則に沿って、適応性、即応性、コスト効率の高い産業エコシステムの基盤を築きます。

相互接続により、業界の課題を克服


産業界における主要な課題

  • 持続可能性
  • サプライチェーンの不安定性
  • 規制およびコンプライアンス対応
  • 材料データ管理
  • サイバーセキュリティリスク
  • エンジニアリングおよび産業分野におけるスキルギャップ

モノのインターネット(IoT)とデジタルエンジニアリング手法を通じてプロセス、システム、センサー、チームを連携させることで、これまで不可能だった可視化と制御を実現することができます。こうした接続によって、部門横断的なシームレスなデータ共有が可能になるため、チームはリスクを予測し、迅速に対応できるようになります。これは、サプライチェーンの安全確保や製造業による予期せぬ混乱への対応に役立つだけでなく、リアルタイムのトレーサビリティも実現するため、規制遵守が面倒な作業から、業務の中に統合された一部へと変わります。

サイバーセキュリティも相互接続が真価を発揮する領域です。システムを包括的に監視できれば、脆弱性が深刻化する前にその問題を特定することができます。これは、サイバー脅威が高度化する中で極めて重要な要素です。接続されたシステムが死角をいかに減らし、機密データや重要な設備を確実に保護するかは、注目に値します。

持続可能性への取り組みも、このアプローチの恩恵を受けます。システムを相互接続すれば、非効率性の特定、資源利用の最適化、廃棄物の削減を図ることができます。センサーを統合してエネルギーを監視することであれ、デジタルツインを活用してより環境に優しい業務をシミュレーションすることであれ、これらのツールは持続可能な手法を実践的なものにします。相互接続は単によりスマートなシステムを構築するのではなく、製造および産業プロセスにおける最も困難な課題への取り組み方と解決方法を変革するものなのです。

予測的知見と運用信頼性

デジタルスレッドは、運用信頼性をさらに支え、製品ライフサイクル全体を通じて情報のシームレスな流れを作り出します。これらの相互接続されたシステムにより、設計・開発から運用・保守に至るまで、あらゆる段階で情報に基づいた意思決定が可能になります。たとえば、シミュレーションプロセスおよびデータ管理(SPDM)プラットフォームのロールベースのダッシュボードを使用すれば、場所を問わず、主要指標や作業状況に即時にアクセスすることができます。このレベルのアクセス性により、動的またはリモート作業環境でも、コラボレーションを強化し、一貫したワークフローを維持することができます。

予測的知見を日常業務に統合することで、パフォーマンスを最適化するだけでなく、持続可能性やコスト効率といった重要な課題にも対処できるようになります。産業プロセスにおいて、技術的能力をインダストリー5.0の原則と整合させれば、ますます相互接続が進む情勢の中で、信頼性、業務の流動性、レジリエンスを大幅に向上させることができます。

シミュレーションを活用したデジタルエンジニアリングは、製品ライフサイクル全体にわたって、よりスマートな設計、解析、最適化を実現し、産業プロセスのデジタル変革を推進する上で基本的な役割を果たします。


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マニュファクチュアリングインスティテュートとDeloitte社のレポート『Taking charge: Manufacturers support growth with active workforce strategies(主導権を握る:製造業が積極的な人材戦略によって成長を後押し)』によると、米国の製造業では、2024年から2033年の間に380万人の雇用が必要になると予測されている。しかし、労働力に関する課題が解決されない場合には、その半数は充足されない可能性があると指摘されている。


シミュレーションを活用して変革を加速

エンジニアや設計者はシミュレーションを早期かつ頻繁に活用することで、スケジュールの短縮と効率向上を図ることができます。開発チームは、シミュレーションを単なる後期段階の検証ツールとしてではなく、設計および開発において積極的な役割を担うツールとして導入することで、重要な知見を早期に得て設計に反映させ、研究開発(R&D)期間を大幅に短縮するとともに、製品品質を向上させることができます。同時に、シミュレーションツールによって、設計を仮想的にテストして検証できるため、費用のかかる物理的なプロトタイプへの依存を低減できます。

また、シミュレーションを活用すれば、複数の変数を同時に解析することが容易になります。たとえば、設計を最適化する際には、さまざまな構成を調査し、変更が性能や耐久性に与える影響を即座に確認することができます。これにより、推測に頼らず、真に機能するソリューションの改良に集中できるようになります。先進的なプラットフォームは、膨大なデータセットの管理を支援し、重要なシミュレーション結果へのアクセスと相互接続を実現することで、チーム間の協業を促進します。

さらに印象的なのは、これらのツールが長期的な運用目標をどのように支援するかという点です。規制遵守を確保することであれ、さまざまな条件下での装置の性能を予測することであれ、シミュレーションを活用したデジタルエンジニアリングは、競争の激しい業界で優位性を維持するために必要な知見を提供します。これは、単なる効率向上にとどまるものではなく、急速に進化する環境で革新性と適応性を育むための鍵ともなります。

シミュレーションを活用したデジタルエンジニアリングは、インダストリー5.0の原則に沿い、技術革新と産業界のニーズを橋渡しする協働的で人間中心のアプローチを推進し、持続可能かつレジリエント、しかも効率的なプロセスを支えます。

シミュレーションがインダストリー5.0技術にどのように貢献するかについての詳細は、Ansys Advantage誌の最新号をご覧ください


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Scott Parent
Vice President、Chief Technologist Field Sales

Scott Parentは2022年にAnsysに入社しました。7つ以上の業界で実績を持つ経験豊富なシニアエグゼクティブ(CTO/COO)であり、エンジニアリング、調達、製造の各業務に携わってきました。Parentは、ロボティクス、プロセスオートメーションおよびアナリティクス/デジタルソリューション、エネルギー技術、ガスタービン、往復機関、海底設備およびプラットフォームの信頼性、AUV、ダウンホール掘削、ならびに広範なセンサーの開発と生産における豊富な技術業務経験を有しています。また、根本原因解析(RCA)、リーン、シックスシグマ、TQM、財務、エグゼクティブマネジメント/シチュエーショナルリーダーシップのトレーニングも受けています。機械工学の学士号と航空宇宙工学の修士号を取得しています。 

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