食品工場のスマートファクトリー化｜導入の現状や必要性などを解説

日本の製造現場では、DX（デジタルトランスフォーメーション）の浸透といった後押しもあり、工場のスマートファクトリーを目指す動きが見られます。大手食品メーカーでも、スマートファクトリー化による食品工場の業務改善が検討・実施されてきました。

本記事では食品工場のスマートファクトリー化について、現在の状況や導入の必要性などを解説します。

食品工場とスマートファクトリーの関係｜現状と事例

食品工場とスマートファクトリーにはどのような関係があるのか、スマートファクトリーの現状や食品工場での導入事例を交えて見ていきましょう。

スマートファクトリーとは？

スマートファクトリーとは、AI技術やIoTなどのデジタル技術で情報収集・分析を行い、工場の生産性向上・ボトルネックの解消などの実現を目的とする工場の概念です。2011年にドイツで提唱されたプロジェクト、「インダストリー4.0」のメイン概念となっています。具体的な取り組み例は次のとおりです。

• 人・機械・システムの相互ネットワーク構築
• デジタル技術を活用した情報収集
• 作業・工程の自動化・半自動化

上記の施策等で工場の問題点や課題を抽出後、AIなどでビッグデータを分析し改善策を策定します。その後は分析結果を基に、工場の省人化・見える化・自動化などを進めます。

食品工場における取り組み状況・事例

食品工場の製造現場においても、スマートファクトリーの取り組みが浸透してきました。食品工場でのスマートファクトリー化の例は次のとおりです。

• チェックシートや日報、ラベルなどの管理をオンライン化し、オンライン上で確認・作業・記録できるようにした
• 製造ライン全体の設備・システムをネットワーク化し、工場全体から情報を収集し分析できるようにした
• 外観検査や画像検査にAIを導入し、視認が難しい複雑な形状の食品・容器の正誤判定や、より多くの品種への対応が可能になった
• 制御機器とデータを連携させ、計測データに応じた機械調整や対応をリアルタイムで行えるようになった

実際にお菓子メーカーのロッテ、インスタント食品の日清食品、飲料のサントリーなど、日本の大手食品メーカーでもスマートファクトリー化が進められています。

食品工場でスマートファクトリーが導入される理由

農林水産省 食料産業局の「食品産業生産性向上のための基礎知識 」によると、食品製造業は巨大産業であるにもかかわらず、生産性が製造業平均の約60％、加工（プロセス）型食品製造業に関しては約50％に留まっています。

食品工場でスマートファクトリーが導入される大きな理由の1つは、低いとされる工場の生産性向上です。製品の高品質化、収益性アップ、コストダウン、費用対効果など、食品工場で課題とされるあらゆる問題を、スマートファクトリーによって解消を目指しています。

以下では、導入理由を具体的に見ていきましょう。

製造工程の見える化による問題点・課題の抽出

季節限定商品の小ロット生産や多品種対応など、食品工場では常に臨機応変な生産が求められます。また問題の1つとして、一部の人にしか対応できない生産機器の立ち上げ・調整方法や原材料の取り扱いなど、作業の属人化・ブラックボックス化も見逃せません。

しかしこれらの問題を、始めから完全自動化で解決目指すのは非常に難易度が高くなります。まずはスマートファクトリーにおける「見える化」から取り組み、製造工程の問題点・課題を抽出し、データ収集や分析・検証からスタートするのがよいでしょう。見える化で集めたデータや検証結果を基に、具体的な改善策を策定していきます。

人材関係の不足・ミス発生の軽減

富士電機が実施した「食品工場の人手不足に関する意識調査（2023年5月） 」によると、「非常に不足している」「不足している」と答えた工場が55.6％と過半数、「やや不足している」と合わせると85.2％にも上りました。

食品工場の人手不足は、残業時間の増加や製品・サービスの品質低下、確認ミス・作業ミスなどのヒューマンエラーなどにつながります。そこでスマートファクトリー化による作業の自動化・機械化を行えば、省人化による人材の削減、必要な工程への再配置、ヒューマンエラーの減少を期待できます。

適切な在庫管理による発注ミス・フードロスの削減

スマートファクトリー化によって在庫・期限が見える化できれば、適切な原材料発注や在庫数維持、消費期限管理につながります。倉庫の省スペース化や正確な期限管理、フードロス削減による生産効率向上、SDGs達成による企業価値向上が見込めるでしょう。

まとめ｜スマートファクトリー実現に必要なこと

スマートファクトリーを実現するには、AI・IoT・情報基盤などのインフラ関係を整えるだけでは足りません。

「AI・IoTに強い人材の育成」「セキュリティの構築」「自動化に向けたデータ収集や正確な分析を行う能力・時間の確保」など、さまざまな課題のクリアが必要です。現場のスペースやコストの問題もあります。

しかしスマートファクトリー化に取り組んでいけば、将来的に食品工場の製造ラインの完全自動化や生産性の大幅な向上などを実現できます。簡単な見える化からでもよいので、スマートファクトリー化の第一歩を踏み出してみてはいかがでしょうか。

この記事の監修者

KK MAGNET 事務局

KK MAGNET株式会社は、培ってきたハイレベルな施工品質による高磁力磁石・金属異物除去・磁力検査や粉体輸送、省人化等の事業です。
プラントの設備設営に関するトータルな事業に関する高い技術を惜しみなく提供いたします。 本コラムはKK MAGNETが監修するお役立ちコラムです。