3Dプリント、ビッグデータ、ロボットが中国産ならではの体験を提供します

この投稿は Little Soft Bear によって 2017-5-17 12:06 に最後に編集されました。

「中国製造2025」発表後、国内外の企業やシンクタンクが注目し、研究を進めている。「中国製造2025」、米国の「再工業化構想」、日本の「工業知能化」、ドイツの「インダストリー4.0」を比較した結果、世界の先進製造業は3Dプリント、ビッグデータ、ロボットなどの最先端のホットスポットに重点を置いているとみられる。中国は「中国製造2025」の実施過程で、世界の製造業の最先端のホットスポットと発展の道を綿密に追跡・学習し、企業が適時に適切に発展の優先順位を改善・調整するよう導き、「中国製造2025」を世界の同様の計画の中で競争力と積極性を持たせる必要がある。

3Dプリンティングは細分化された産業に応用されている。 「究極的には、高度な製造技術によって新しいデザインや新しい材料の応用が可能になる」と、ゼネラル・エレクトリックの中国研究開発センターのゼネラルマネージャー、ウェイ・ビン氏は3Dプリンティング技術についてコメントした。最近、欧米の製造業連合組織は、3Dプリントサブ産業の発展に向けた明確な方向性を示しており、3Dプリント技術の市場需要は主に医療や航空機の重要な小型部品の製造に位置付けられています。

この点に関して、中国工程院の報告書は、3D技術がインテリジェント生産、インテリジェント処理、インテリジェント設備を促進すると指摘した。私の国の 3D プリント技術は、ウェアラブル電子デバイス、ウェアラブルデバイス、パーソナライズされた手術ガイド、一部の医療モデルにおいて、より大きな役割を果たすはずです。 3D テクノロジーは、デジタルモデルファイルを基に、粉末金属やプラスチックなどの接着材料を使用して層ごとに印刷することでオブジェクトを構築するテクノロジーです。 1980年代に誕生した3Dプリント技術は、近年になってようやく世間の注目を集めるようになったが、すでに医療業界で大きな成果を上げている。
ベルギーのマリス3Dプリンティングテクノロジー株式会社の中国ゼネラルマネージャー、カイム・フランソワ氏は、同社は2013年だけで、パーソナライズされた手術ガイドや一部の医療モデルを含む15万個の医療モデルを印刷したと語った。現在、世界中で1,000万人以上の人々がカスタマイズされた3Dプリント補聴器を使い始めている。上海交通大学教育部デジタル医療工学研究センターの王成涛教授は、個別化、精密、低侵襲治療、遠隔治療が21世紀の臨床医学発展の4つの主要な方向であると考えています。その中で、デジタル技術が主なサポートであり、3Dプリント技術が重要な部分を占めています。

王成涛氏によると、3Dプリント技術は現在、モデル作成、精密手術の補助、カスタマイズされたインプラントという臨床医学の3つの主要分野で使用されている。次の研究開発の方向は、軟組織システムと組織工学の足場の3Dプリントである。同時に、血管や筋肉をプリントできるかどうかなど、モデルの物理的特性に対する要求も高まっている。 3Dプリント技術は本質的には印刷技術ではなく、製造技術であることがわかっています。業界では「付加製造」とも呼ばれています。原材料を加工して最終製品を形成する従来の製造業とは異なり、3Dプリント技術は「無から有を生み出す」生産プロセスです。原材料の幾何学的形状に制限されないだけでなく、廃棄物もほとんど発生しないため、コストを効果的に節約できます。

「3Dプリント技術は、従来のプロセスでは解決できない多くの問題を解決できます。」ゼネラル・エレクトリック中国研究開発センターのゼネラルマネージャーであるウェイ・ビン氏は、先進的な製造の基礎は先進的な製品にあり、先進的な製品の生産には、先進的で信頼性の高い加工方法と新しい材料を適用する能力がなければならないと述べました。3Dプリント技術は、複雑でパーソナライズされた製品の製造において、従来の製造プロセスよりも優れています。魏斌氏は例を挙げ、航空機のエンジンブレードの前にあるバードストライク防止部品は形状が複雑で加工が難しいが、3Dプリント技術では「ワンタイム成形」が可能で、製造効率が向上するだけでなく、製品に機能要件を満たす機械的特性を与えることができると述べた。

もちろん、3D プリント技術の応用と管理は、決して 3D プリンターに限定されるものではありません。機械、モデル、優れた材料があれば、優れた製品を生産できるというわけではありません。3D プリント業界も、従来の製造業と同様に、管理と運用のためのプロセスフローが必要であり、機械はその中の 1 つのリンクにすぎません。 3D プリント技術はますます注目を集めており、3D プリント業界は「最も急成長している 10 の業界」の 1 つとなっていますが、従来の製造業の規模と比較すると、まだほんのわずかなものです。世界3Dプリンティング技術産業連盟の統計によると、2013年時点で世界の3Dプリンティング市場規模はわずか40億米ドル近くで、大企業の年間生産額にも満たない額でした。

業界関係者は、3Dプリント技術は「利益率の高い製品やサービスの製造・販売、消費者へのパーソナライズされた革新的な体験の提供」により適していると考えている。その発展の道は、伝統的な製造業と競争することではなく、加工・製造の柔軟性の高さと幅広い材料の適用性を通じて伝統的な製造業の優位性を補完することにある。その「精密、正確、迅速」な製造特性により、伝統的な製造業の変革とアップグレードを促進するだろう。 3D プリント技術は世界的な技術競争になりつつあり、先進的な製造業の発展の道筋を示しているだけでなく、伝統的な製造業の変革とアップグレードの方向性も示しています。

ビッグデータ + クラウドコンピューティング: 生産プロセス全体に組み込まれています<br /> 米国の「再工業化構想」、日本の「産業知能化」、ドイツの「インダストリー4.0」はいずれもビッグデータやクラウドコンピューティングなどの新世代情報技術を製造業の生産・サービスプロセス全体に組み込んでおり、その実施の進捗状況と効果は広く注目を集めている。「ほとんどの製造企業は、競争とは問題が発生したときにその解決に重点を置くことだと理解している。これは目に見える競争にすぎない。賢い企業はすでに問題を回避するために懸命に取り組んでいる。これは目に見えない競争であり、将来の競争は主にこれに関するものになるだろう」と、米国立科学財団（NSF）のインテリジェントメンテナンスシステム産学協力センター所長の李傑氏は述べた。インターネット時代において世界の製造業の状況は変化しており、ビッグデータ技術が重要な役割を果たすだろう。

ビッグデータとは、現在主流のソフトウェアでは、合理的な時間内に収集、管理、処理できず、企業がビジネス上の意思決定を行い、より積極的な目標を達成するのに役立つ情報にならない膨大な量のデータを指します。これは、大量データとも呼ばれます。李傑氏は、情報化時代の製造業におけるビッグデータの源泉は、コネクション（センサーとネットワーク）、クラウド（いつでもオンデマンドのデータ）、サイバー（パターンと記憶）、コンテンツ（関連性と意味）、コミュニティ（共有とコミュニケーション）、カスタマイズ（パーソナライズされたサービスと価値）の6Cであると述べた。

「ビッグデータ技術の最大の価値は、上記のビッグデータを活用して、まだ発生していない隠れた問題を見つけ出し、その発生を回避することだ」と李傑氏は述べた。プロクター・アンド・ギャンブル社は、おむつの漏れなどの品質問題を防ぐために、カメラを使っておむつを1枚ずつ検査していたと報じられている。問題が発見されると、機械を停止して不合格のおむつを選別し、生産を再開しなければならなかった。生産ラインを止めずに不良品を取り除くにはどうすればよいでしょうか?プロクター・アンド・ギャンブルは、ビッグデータ技術の支援を受けて、問題を発見して対処するという従来のアプローチを変えました。代わりに、おむつの生産をリアルタイムで監視し、不健康な状態を事前に検出し、その状態のおむつをすべて取り除くことで、生産ラインの継続的な稼働を確保しています。これだけでも、P&Gは毎年4億5,000万ドルの生産コストを節約しています。

「中国は最大のアプリケーション市場と大量のデータを持っており、高速鉄道データ、工作機械データ、生産ラインデータなどがある。それらを分析できなければ、最大の市場を失うことになる。米国には19万人のビッグデータ分析エンジニアが不足しており、中国には190万人が不足している」と李傑氏は語った。ガートナーコンサルティングは、ビッグデータを大規模で急成長し、多様な情報資産にするには、クラウドコンピューティングという新しい処理モデルが必要であると考えています。

「クラウドコンピューティングとは、簡単に言えば、ネットワークコンピューティングです。つまり、コンピューティングはもはや CPU を中心に展開するのではなく、ネットワークを中心に展開します。これは、ネットワークに接続された機能のレイヤーのようなものです。ネットワークがどこまで拡張しても、コンピューティング能力はその場所まで拡張されます。どこにでもあります」と、シスコグレーターチャイナのシニアバイスプレジデントである Yin Kang 氏は語りました。クラウドコンピューティングは、従来のコンピューターとネットワーク技術の統合と発展の典型的な成果です。断片化されたデータを関連データに変換し、劣化したデータを最新のデータに変換します。クラウドコンピューティングを通じて、共有されたソフトウェアとハードウェアのリソースと情報を、オンデマンドでコンピューターやその他のデバイスに提供できます。

Yin Kang氏は、クラウドコンピューティングはビッグデータに生き残るための余地と価値を与え、「知性から知恵への移行」を可能にしたと述べた。専門家は、情報化と工業化の融合が非常に重要であり、その融合プロセスは、垂直方向のクラウドコンピューティング性能の向上と水平方向の産業発展空間の開拓という2つのエンジンによって推進されていると述べた。 IBMソフトウェアグループのスマートシティ部門のチーフアーキテクトである朱華宇氏は、製造プロセスにおける洞察はビッグデータのリアルタイム監視と効果的な予測に依存し、製品最適化における洞察も顧客からのフィードバックに依存していると考えています。そのため、非構造化データの処理能力は、ビッグデータ技術を製造業に適用する際に突破しなければならないボトルネックです。

特に企業向けのビッグデータとクラウドコンピューティングの組み合わせは、企業の生産指向の製造からサービス指向の製造への変革を促進し、インターネット技術を通じて非対称のビジネスモデルを排除し、製造プロセスと製品の最適化に関する洞察を養うことを目的としています。製造業全体のレベルでは、ビッグデータとクラウドコンピューティングは、より高い効率、生産の柔軟性とセキュリティ、そして新たなイノベーションプラットフォームを業界にもたらし、製造業を生産指向の製造からサービス指向の製造へと変革し、最終的にはインテリジェント製造とクラウド製造へと移行させます。

人間と機械の統合が新世代ロボットの焦点となる<br /> 将来、ロボットは人間と融合できるようになるだけでなく、より安価になるでしょう。ロボットを中小企業でも利用できるようにすることは、柔軟性と低価格の両方が求められ、現時点では達成が難しい目標ですが、私たちの取り組みの次のステップの方向性です。国家の展開によれば、今後10年間の我が国のロボット産業の発展は、産業用ロボット、自動車、機械、電子、危険物製造、国防軍事産業、化学工業、軽工業における特殊ロボット、医療健康、家庭サービス、教育、娯楽などの分野におけるサービスロボットの応用ニーズに重点を置き、積極的に新製品を開発し、ロボットの標準化とモジュール化を推進し、市場への応用を拡大していきます。ロボット本体、減速機、サーボモーター、コントローラー、センサー、ドライバーなどの主要コンポーネント、およびシステム統合設計と製造における技術的なボトルネックを打破します。

自動化技術の典型として、産業用ロボットは常に自動化分野における「最高の宝石」として称賛されてきました。中国工程院の王天然院士によれば、産業用ロボットは誕生以来、大きな発展を遂げており、他の分野にも技術を移転し、サービスロボットなどの新しい分野を生み出しているという。権威ある団体によると、ロボットは将来、人間の仕事や生活に影響を与える重要な技術の一つであり、その中でも人間の生産性を高める産業用ロボットや医療分野で使われるロボットは大きな影響を与えるだろう。

特に労働力不足などの問題の緩和において、産業用ロボットはますます重要な役割を果たしています。王天然氏は日本を例に挙げ、1970年代から1990年代にかけて日本経済は急成長し、深刻な労働力不足に見舞われたが、世界最大のロボット大国、製造大国になるまでに20年かかったと述べた。 1990 年代に入ると、アジアの経済は急速に発展し、この地域における産業用ロボットの需要は世界で最も急速に増加しました。産業用ロボットの世界的な需要は依然として非常に広範囲です。職種別に見ると、産業用ロボットはわずか 5.63% を占めています。

王天然氏は、現在、産業用ロボットは自動車完成車や部品、建設機械、軌道交通、低圧電気機器、電力などの分野で十分に応用されており、ロボット技術は主に2つの方向で絶えず改善と発展を続けていると述べた。1つはロボットの動作能力の完璧さを追求し、速度、精度、適応性を向上させ、その応用分野を拡大することであり、もう1つはロボットの知能化とネットワーク化に継続的に取り組み、機械と人間の相互作用能力を向上させることである。

統計によると、1990年から2000年にかけて、産業用ロボットの位置決め精度は61％向上し、平均無故障時間は137％増加し、価格はほぼ半分に下がりました。日本の予測によれば、2030年までにロボットの繰り返し位置決め精度は2倍になり、絶対位置決め精度は1桁向上する。「ロボットに作業方法を教える現在の方法は非常に不器用です。人がティーチペンダントを持ち、ロボットに操作方法を段階的に教えなければなりません。するとロボットは操作を何度も繰り返し、製品を交換するために動くことができなくなり、そうしないと再度教える必要が出てきます。」王天然氏は、現在の取り組みの方向性は、ロボットを生産プロセスのコンポーネントに変え、プラグアンドプレイできるようにすることだと語った。

現在、ロボットの応用分野は拡大しています。日本はヒューマノイドロボットの研究開発において画期的な進歩を遂げているとみられる。大阪大学国際通信基礎技術研究所の主任研究員である西尾修一氏は、このロボットは人間に似ており、オペレーターによる遠隔操作が可能で、ロボットとユーザーの間のスムーズなコミュニケーションが可能になると述べた。「人間と機械の融合は、新世代ロボットの本質的な特徴であり、国際ロボットコミュニティの主な取り組みの方向です。」王天然氏は、産業用ロボットを例にとると、ロボットは将来、人間と同じ自然空間で作業し、人間のニーズを満たし、人間のスキルを習得できると述べた。「将来、ロボットは弟子のように主人と一緒に働き、主人から学ぶことができるようになります。人間とロボットの関係も、主従関係から協力関係に変わります。」

近年、我が国の有効労働力が年々減少し、人件費が上昇し続けているため、ロボットの需要が急速に高まっています。統計によると、2013年の中国のロボット販売台数は3万6000台に達し、2012年より41％増加し、日本を抜いて世界最大のロボット市場となった。国際ロボット連盟は、中国の産業用ロボットが2017年に40万台となり、過去最高を記録すると予測している。「ロボット1台あたりの価格が25万元で、年間販売台数が3万6000台、ロボット1台が価格の4倍の価値がある応用プロジェクトを完了すると仮定すると、国内市場は毎年数千億元の価値を持つことになる」と王天然氏は述べ、オープンな市場は世界中のロボットメーカーを引きつけ、市場競争は激化し続けるだろうと語った。

出典: Economic Information Daily 拡大記事: Antarctic Bear が「Made in China 2025」に基づく 3D 印刷を分析

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