製造業にとって、現場となる工場の製造・業務プロセスの改善は、生産性向上や競争力強化のためにも不可欠といえます。製造プロセスや業務プロセスの改善から、企業文化や風土の変革を目指す工場DXは、製造業者が取り組むべき喫緊の課題といえるでしょう。

しかし、工場DXによって何ができるのか、どのように工場DXを進めればいいのか、わからない方も多いのではないでしょうか。なかには、単純にツールやシステムを新しくすることを工場DXと考えている方がいるかもしれません。

工場DXは、システムの刷新ではなく、企業全体の変革を目指すものであるため、概要や特徴を正しく理解する必要があります。

本記事では、工場DXがどのようなものか、もたらされるメリットや進め方などについて詳しく解説します。

製造業を営む経営者や担当者の方は必見です。ぜひ最後までお読みください。

工場DXとは

工場DXとは、デジタル技術の活用によって製造業の業務内容やプロセス、組織、企業文化、風土などを変革して、自社の競争力を高めることをいいます。

特にAIやIoTを活用したデータ管理の領域でDXに取り組まれているケースが多く、製造プロセスの自動化や効率化が図られています。

データの可視化により、品質管理・生産管理が簡単に行えるようになるほか、データをもとにした意思決定ができるようになります。

工場DXは製造業が抱える技術的・経済的課題の解決、企業の持続的な成長の力となる手段です。

工場DXが注目されている理由

工場DXが注目されているのは、日本の製造業特有の要因が影響しているためです。

日本の製造業は、複雑なサプライチェーンに関わる特性から、環境問題や国際情勢の変動、自然災害、パンデミックなど、予期せぬ事態による調達の不安定化に常にさらされています。

また、新規参入企業との競争激化や国際競争力の維持も大きな課題となっています。

これらの難局を乗り越え、事業を継続・発展させていくためには、日本の製造現場に合った形でDXを積極的に活用していく必要があるのです。

加えて、製造業の現場は他の業種と比べて工程が複雑で、高度な技術や熟練した職人の知識が不可欠です。こうした貴重なナレッジを若い世代に効率よく継承するには時間がかかるうえ、日本の少子高齢化に伴う働き手の不足は深刻化しています。

そのため、デジタル技術をうまく活用して、業務プロセスを効率化したり、人手不足を補ったりすることが、喫緊の課題となっており、工場DXが注目を集めているのです。

工場DXの必要性

工場DXは、インターネットやデジタル技術が急速に発展し、経済の動きが速くなっている現代において、その流れに遅れないために重要です。

特に製造業では、これまで熟練した職人の技術で競争力を保ってきた企業が、社会全体のデジタル化が進むことで、その強みを活かせなくなるケースが出てきています。

また、日本の製造業者の多くが海外に拠点を移すなかで、日本ならではの高い品質やサービスを守りながら、私たち中小企業が国内外で戦っていくためには、工場でのDX化は避けて通れない課題といえます。

さらに、新しい技術やアイデアを生み出すきっかけとして考えられているのも、工場DXが必要な理由です。

DXによって、これまで手作業で行ってきたデータの収集や分析、その他の準備や実際の作業を自動化できるため、作業時間を大幅に削減できます。

また、人や資金などのリソースを新しい製品の開発やサービスの改善といった、より創造的で未来につながる活動に集中して使えるようになるのです。

デジタル技術の活用は、生産プロセスの効率化やコスト削減、品質向上といった目に見えるメリットだけでなく、企業の持続的な成長や競争力強化に不可欠な要素となっています。

工場DXを推進するメリット

工場DXを推進するメリットは次の通りです。

  • 情報を可視化できる
  • 人手不足を解消できる
  • 企業の生産性が向上する
  • ダイナミック・ケイパビリティを重視した企業に変化できる
  • 生産コストを削減できる
  • 製造物の品質が向上する
  • 技術の属人化を防げる
  • データドリブンでスムーズに意思決定できる

それぞれ詳しく解説します。

情報を可視化できる

工場DXによって、さまざまな情報を可視化できます。

従業員の頭のなかや紙の書類に散在していた情報を、デジタルデータとして収集すれば、誰でもわかりやすく情報を確認できます。

例えば、機械の稼働状況や生産量、製品の品質データ、部品の在庫状況などがリアルタイムで把握できるわけです。

情報の可視化によって、どこに無駄があるのか、どこを改善すればもっと効率よく生産できるのかがすぐに把握でき、問題点の早期発見や的確な対策のための第一歩となります。

また、データに基づいた正確な情報共有は、工場全体の連携をスムーズにし、より迅速な意思決定をサポートする材料にもなります。

情報の可視化は、製造業にとって大きなメリットです。

人手不足を解消できる

工場DXは、製造業の人材不足解消の手段となります。

人による単調な作業や危険な作業をロボットやAIに任せたり、生産ラインの自動化を進めたりすることで、必要な人員を減らせるためです。

また、熟練技術者のノウハウをデジタル化してシステムに組み込めば、経験の浅い従業員でも高いレベルの作業ができるようになります。

遠隔地から工場の状況を監視したり、指示を出したりできるシステムを導入すれば、少人数で複数の工場を管理でき、限られた人材を最大限に活用可能です。

企業の生産性が向上する

工場DXの導入によって、企業全体の生産性が大きく向上します。

デジタル技術の活用により、生産ラインのボトルネック(作業が滞っている場所)を特定したり、機械の稼働状況を常に監視して、効率の悪い部分を見つけ出したりできるためです。

また、AIを使った需要予測により、必要な部品を適切なタイミングで発注するといったサプライチェーン全体の最適化も可能。無駄な在庫を減らし、生産計画をより正確に立てられるようになります。

RPA(ロボットによる業務自動化)などを活用すれば、データの入力や書類作成といった間接部門の業務効率化を実現でき、会社全体で少ない時間とコストで、多くの価値を生み出せるようになります。

製造業者が競争力を高められるのも、工場DX推進の大きなメリットです。

ダイナミック・ケイパビリティを重視した企業に変化できる

工場DXを進めることで、企業のダイナミック・ケイパビリティを高められます。

ダイナミック・ケイパビリティとは、会社が外部環境の変化に素早く気づき、自分たちの持つ能力や資源を柔軟に組み替え、新しい価値を生み出す力のことです。

デジタル技術を使って、市場の動向や顧客のニーズをリアルタイムで分析したり、工場内の生産データの活用によって新しい製品開発のヒントを得たりすれば、変化の兆候をいち早く捉えられます。

クラウドサービスなどの利用によって、新しい技術やツールを迅速に取り入れ、生産プロセスやビジネスモデルを柔軟に変えやすくなります。

工場DXに取り組めば、予測が難しい現代社会でも、変化を恐れず、むしろ変化を成長の機会として捉えられる企業へと変われるでしょう。

生産コストを削減できる

工場DXは、生産にかかるさまざまなコスト削減に効果的です。

例えば、AIによる需要予測の精度が高ければ、過剰な生産や在庫を減らせるため、材料費や保管費を節約できます。設備の稼働状況をリアルタイムで監視し、異常を早期検知できれば、突発的な故障による生産停止や修理費用を減らせます。

また、ロボットや自動化システムを導入することで、人件費を抑えたり、エネルギーの使用状況の可視化によって、無駄な消費を削減したりもできます。

工場全体のプロセスを見直し、デジタル技術で最適化することで、品質を維持しながらも、大幅なコストダウンを実現可能です。

工場DXは、企業の利益を増やし、価格競争力を高める大きなメリットとなります。

製造物の品質が向上する

工場DXは、製品の品質の安定化や、品質向上に重要な役割を果たします。

センサーやカメラを使って製造中の製品の状態を常に監視したり、AIを使って不良品を自動で検知したりすることで、人の目では見つけにくい微細な欠陥も見逃さずに済みます。

過去の生産データや品質データの分析により、品質に影響を与える要因の特定や、製造条件の最適化が可能です。製品のばらつきを減らせるため、均一で高い品質を保つこともできます。

また、顧客からのフィードバックや市場での製品の使用状況のデータを収集し、製品改善に活かすサイクルを素早く回すことも可能です。

データに基づいた品質管理は、不良品の発生を抑え、顧客満足度を高めることにつながります。

技術の属人化を防げる

工場DXを推進すれば、技術の属人化を防止できます。

特に製造業では、特定の熟練した職人だけが持つ高度な技術や知識に頼っている中小企業が多いのが現状です。これを「技術の属人化」といい、その職人がいなくなると技術が途絶えるリスクが伴います。

工場DXが進めば、熟練者の技術やノウハウを、センサーデータや作業の映像、音声などとして収集し、デジタルデータとして記録・分析可能です。

データをもとに標準作業手順を明確にしたり、AIを活用して技術を再現できるシステムを開発したりもできます。

熟練者の経験や勘に頼る部分を減らし、誰でも一定レベル以上の作業ができます。技術が組織全体で共有されることで、次世代に継承されやすくなるのは、企業にとって大きなメリットです。

データドリブンでスムーズに意思決定できる

工場DXによって、データをもとにした迅速な意思決定ができるようになります。

さまざまな情報がデジタルデータとして収集され、常に可視化できるためです。

経営者や担当者は、経験や勘に頼るだけでなく、客観的なデータに基づいて、より正確で迅速な意思決定ができるようになります。

例えば、生産状況や在庫、機械の稼働率などのデータを分析することで、次に何をどれだけ作るべきか、どの設備に投資すべきか、といった経営判断ができます。

市場のデータと工場のデータを組み合わせることで、新しい製品開発や販売戦略の立案も可能です。

データに基づいた意思決定プロセスによって、関係者間の誤解を減らし、会社全体の方向性を明確にできます。変化の速い時代において、競争に勝ち抜くための重要なメリットといえるでしょう。

取り組みやすい工場DX

工場DXにはさまざまな方法がありますが、比較的取り組みやすいものをいくつか紹介します。具体的な方法は次の通りです。

  • メーター監視を自動化
  • 遠隔サポートの導入
  • ペーパーレス化
  • コミュニケーションのデジタル化

それぞれ詳しく解説します。

メーター監視を自動化

製造にかかわるメーター監視を自動化するのは、比較的取り組みやすい工場DXです。

工場には電気やガス、水の使用量を示すさまざまなメーターがあります。メーターの数値を人が定期的に確認して記録している場合、手間がかかったり、記録ミスが発生したりする恐れがあります。

メーターにセンサーを取り付けたり、スマートメーターに交換したりすることで、使用量のデータを自動収集し、パソコンやスマートフォンからリアルタイムで確認可能です。

人の手による作業が不要になるだけでなく、エネルギーの無駄遣いを把握したり、設備の異常による急な使用量の変化を察知したりしやすくなります。

日々の業務効率化やコスト削減に直結するメリットがあるほか、DXの成功体験を積みやすいといえます。

遠隔サポートの導入

取り組みやすい工場DXの一つが、遠隔サポートの導入です。

工場の機械に不具合が発生した場合、専門の技術者が現場に駆けつけて対応するのが一般的でした。

遠隔サポートシステムを導入すれば、以下のような業務が可能です。

離れた場所にいる専門家がインターネットを通じて工場の機械の状態を診断したり、現場の担当者に指示を出したりできます。

カメラを活用した現場の状況共有や、AR(拡張現実)技術を活用した機械の操作方法の支持も可能です。

技術者が移動する時間や費用を削減できるほか、問題発生から復旧までの時間の短縮、生産ラインが止まることによる損失の最小化など、さまざまな効果を期待できます。

複数の拠点を持つ工場や、地方に工場がある中小企業にとって、遠隔サポートは効果的なDXの取り組みです。

ペーパーレス化

ペーパーレス化も、取り組みやすい工場DXです。

工場内では、製造指示書や品質管理の記録、設備の点検チェックリストなど、さまざまな書類が紙でやり取りされていることが多いです。

ペーパーレス化によって、書類をデジタルデータとして管理することで、タブレット端末を使って作業指示を確認したり、スマートフォンで設備のチェック項目を入力したり、クラウドストレージに書類を保存したりできます。

紙の書類を探す手間や、保管場所の確保といった課題が解決されるほか、情報が必要なときにすぐに検索できるようになり、書類の紛失リスクも減らせます。

リモートワークが必要になった際にも、必要な情報にアクセスしやすくなるでしょう。

ペーパーレス化は、直接的な生産プロセスにはかかわらない部分ですが、日々の業務の効率を改善し、DXへの意識を高めるための良いきっかけとなります。

コミュニケーションのデジタル化

コミュニケーションをデジタル化するのも、すぐに取り組める工場DXの一つです。

工場内での従業員間の情報共有や連絡手段として、ホワイトボードや口頭、電話などが中心になっているケースも少なくありません。

ビジネスチャットツールを導入すれば、作業の進捗状況をリアルタイムで共有したり、必要な情報を作業グループごとに整理してやり取りしたりできます。

Web会議システムを使えば、離れた場所にいる関係者とも簡単に打ち合わせでき、スムーズな情報伝達や誤解の解消、過去のやり取りの記録や確認ができるようになります。

コミュニケーションのデジタル化によって、工場内の連携を強化し、よりスムーズな情報共有を促せます。生産性向上にもつながる身近なDXのメリットといえるでしょう。

工場DXの進め方の一例

工場DXのメリットや課題、活用したいツールやシステムを理解できたところで、次に工場DXの進め方を紹介します。

工場DXを進める手順の一例は次の通りです。

  1. 現状を把握する
  2. 具体的なKPIを設定する
  3. DXに必要なシステムやツールを導入する

それぞれ詳しく解説します。

現状を把握する

工場DXを進める第一歩は、工場の現状を正確に知ることです。

日々の生産がどのように行われているのか、どのような設備があり、どれくらい動いているのか、従業員がどのように働いているのかといった、工場全体の状況を細かく調べることから始めましょう。

紙の作業指示書やチェックシート、設備の点検記録など、普段当たり前に使っている情報にも、実は多くのヒントが隠されています。

どの領域で人手不足が深刻化しているか、特定の工程で不良品が多くないか、納期遅延は頻繁に起きているかなど、具体的な課題を洗い出していきましょう。

現場で働く従業員の声を聞いたり、IoTデバイスなどで客観的なデータを集めたりして、感情論ではなく事実に基づいた現状認識を行うことが重要です。

現状把握を通じて、課題や問題点を明確にすることが、この後のDX計画の土台となります。

具体的なKPIを設定する

現状把握で工場の課題が明らかになったら、工場DXで課題をどのように改善するか具体的な目標を決めます。

目標は、誰が見てもわかるように、数字で測れるKPI(重要業績評価指標)として設定することが大切です。

例えば、もし不良品が多いことが課題なら「不良品率を〇〇%減らす」、設備の稼働率が低いなら「設備の稼働率を〇〇%上げる」、製品を作るのに時間がかかっているなら「生産にかかる時間を〇〇%短縮する」といった具体的な数値目標を設定しましょう。

KPIの設定によって、DXの進捗具合が明確になり、従業員全員が同じ方向を見て努力できるようになります。

目標が具体的であればあるほど、目標達成のためにどのようなシステムやデジタル技術を活用すべきか、どのような活動に力を入れるべきかを理解しやすくなるでしょう。

KPI設定は、効果的な工場DXを進めるための重要な指針となります。

DXに必要なシステムやツールを導入する

現状の課題と、DXで達成したい具体的な目標(KPI)が定まったら、目標を実現するために役立つシステムやデジタルツールを選んで、工場に導入する段階に移ります。

世の中にはさまざまなDXツールがありますが、闇雲に導入するのではなく、設定したKPIを達成するために最も効果を発揮するものを検討することが大切です。

例えば、生産性の向上を目指すならIoTを使って機械のデータを集め、AIで分析するシステムが役立ちます。品質向上なら画像認識技術を使った検査システムが有効かもしれません。

また、導入にかかる費用や、使用中設備との連携の可否、従業員が使いこなせるかといった点も、システム・ツール導入の重要な判断基準になります。

一度にすべての課題を解決しようとせず、設定した目標や予算に合わせて、優先順位の高い部分から段階的に導入していきましょう。

なお、システムやツールの導入後も、実際に目標が達成できているか、KPIを見ながら継続的に改善を加えていくことが、工場DXを成功させるための重要なポイントとなります。

工場DXを成功させるポイント

工場DXを成功させるポイントは次の通りです。

  • 企業全体でのDX実現イメージを設定する
  • IT人材やDX人材を積極的に採用・育成する
  • 製造現場を可視化するデータを収集する
  • 長期的な目標を設定する
  • 段階的にDXを進めるスケジュールを設定する
  • PDCAサイクルを実施・継続する

それぞれ詳しく解説します。

企業全体でのDX実現イメージを設定する

工場DXを成功させるには、経営層がリーダーシップを発揮し、DXの目的やDXによってどのような工場、どのような会社になりたいのかというビジョンを明確に描くことが重要です。

設定したビジョンは、従業員全員にわかりやすく伝え、共有することを忘れないでください。

DXとは、特定の部門だけでなく、工場全体や会社全体の変革です。全従業員が同じ目標に向かって一丸とならなければ、途中でつまずいてしまう恐れがあります。

経営層がDXの重要性を理解して、積極的に関与する姿勢を示すことで、従業員の意識も変わり、前向きにDXに取り組む雰囲気を作り出せます。会社全体でDXへの意識を高めるために、共通の目標を持つことを意識しましょう。

IT人材やDX人材を積極的に採用・育成する

工場DXを成功させるためには、デジタル技術を活用するための専門知識やスキルを持つ人材を確保しましょう。

社内にこうした人材がいない場合は、外部から専門的な知識を持ったIT人材や、DX推進をリードできる人材の採用を検討すべきです。

また、既存の従業員に、デジタル技術に関する研修や教育を行い、スキルアップを支援することも大切です。

外部の専門家に頼るだけでなく、社内にDXを理解し推進できる人材を育成することで、自社の業務内容に合わせたきめ細やかな対応が可能になります。

人材育成には時間とコストがかかりますが、将来にわたって自社でDXを継続的に進めていくためには、計画的な人材への投資が重要になることを覚えておきましょう。

製造現場を可視化するデータを収集する

製造現場を可視化できるデータを収集することも、工場DXを成功させるポイントの一つです。

工場DXを進めるには、現状の製造現場で何が起こっているのかを正確に把握しなければなりません。そのためには、機械の稼働状況や生産量、不良品の発生率、作業員の動きなど、さまざまなデータを収集し、可視化することが不可欠です。

IoTデバイスやセンサーを導入したり、既存のシステムからデータを集めたりすることで、客観的な数値による現場の状況把握ができるようになります。

また、収集したデータを分析すれば、生産ラインのボトルネックやエネルギーの無駄遣いなど、これまで気づかなかった問題点を発見できるでしょう。

現場の現状をデータで正確に把握することが、効果的な工場DXを進めるための基盤となります。

長期的な目標を設定する

工場DXを成功させるためには、長期的な目標設定が不可欠です。

工場DXは、短期間で劇的な効果が出るものではなく、継続的な取り組みが必要であるためです。

すぐに達成できる小さな目標だけでなく、数年後、あるいは十年後を見越した長期的な目標を設定しましょう。

目標の一例は次のとおりです。

  • 5年後には生産リードタイムを〇〇%削減する
  • 10年後には完全に人手に頼らない無人化ラインを実現する

長期目標を設定することで、日々のDX活動が全体のどの部分に貢献しているのかが明確になり、従業員のモチベーション維持につながります。短期的な成功や失敗に一喜一憂することなく、着実にステップを進められるでしょう。

未来の工場の姿を描き、そこに向かって着実に進むための道しるべとして、長期的な視点での目標を設定してください。

段階的にDXを進めるスケジュールを設定する

工場DXでは、段階的にDXを推進するためのスケジュール管理が重要です。

一度にすべてを変えようとすると、現場に大きな混乱を招いたり、費用が膨れ上がったりするリスクがあるためです。

DXは取り組みやすい部分から、段階的・計画的に進めていきましょう。

例えば、特定の生産ラインでIoTデバイスを導入してデータ収集・可視化から始め、次にそのデータを活用した品質管理システムを導入する、といったようにステップを踏んで進めるスケジュールを設定します。

それぞれの段階で達成すべき目標や期間を明確にすることで、取り組みやすさが向上します。また、成功体験を積み重ねやすいため、次のステップへと進む自信となるでしょう。小さな成功を積み重ねることで、従業員のDXへの理解や協力も得やすくなります。

現実的なスケジュールを立て、一歩ずつ着実に進めることがDX成功への重要なポイントです。

PDCAサイクルを実施・継続する

工場DXは、一度システムを導入したら終わりではなく、継続的に改善を続けていくことが重要です。

そのためには、PDCAサイクルを回す必要があります。

DXの計画を実行後、目標に対してどの程度達成できたのか、どのような課題が見つかったのかを分析し、結果を次の改善策に活かしましょう。

PDCAサイクルを繰り返すことで、導入したシステムやプロセスをより洗練させ、高いパフォーマンスを発揮できるように改善できます。

変化の速い現代において、常に新しい技術や知見を取り入れながら改善を継続していく姿勢こそが、持続的な工場DXの成功、競争力の維持・向上につながります。

国内の工場DXが進まない理由

これまで、工場DXのメリットや取り組みやすい工場DX、DX成功のポイントを紹介しました。

一方で、国内の製造業では工場DXがそれほど進んでいない現状があります。国内の工場DXが進まない理由は次のとおりです。

  • 設備投資に消極的
  • IT人材の不足
  • 技術継承の遅れ

それぞれ詳しく解説します。

設備投資に消極的

日本の多くの中小製造業では、新しい設備への投資に慎重なケースが多いといえます。

DX関連のシステムや機器の導入にはまとまった費用がかかること、その投資に見合うだけの効果が出るのか、成功するかどうかが不確実だと感じているためです。

現在の経営状況に大きな問題がないと感じている場合や、過去に新しい技術導入でうまくいかなかった経験がある場合、設備投資に対して消極的になりがちです。

多額の投資をしたのに、導入したシステムが現場にうまく馴染まなかったり、使いこなせなかったりするリスクを心配する声もあります。

DXは長期的な視点での投資であり、効果をすぐに実感できない可能性があることも、設備投資へのハードルを上げている要因といえます。

IT人材の不足

専門的な知識を持ったIT人材が圧倒的に不足していることも、工場DXが進まない大きな理由です。

デジタル技術を活用して工場をどう変えていくか計画を立てたり、実際にシステムを導入・運用したりするには、IoTやAI、データ分析などの専門知識が必要です。

しかし、中小企業の多くは、こうした高度なスキルを持つ人材を新たに採用することが難しく、既存の従業員を育成するための時間やコストを十分にかけられない状況にあります。

外部の専門家に頼るにしても、その費用負担が大きかったり、自社の業務内容を深く理解してもらうのに時間がかかったりするという課題もあります。

DXを推進するためのリーダーシップを発揮できる人材や、現場の課題とデジタル技術を結びつけられる人材がいないため、工場DXへの一歩を踏み出せない工場が多いのが現状です。

技術継承の遅れ

長年にわたり培われてきた熟練者の技術やノウハウが、若い世代にうまく引き継がれていないことも、工場DXの遅れに影響しています。

このような技術は、言葉やマニュアルでは表現しきれない、経験に基づく「暗黙知」として個人のなかに蓄積されています。

暗黙知をデジタル化して共有可能な形にするには、時間も手間も必要です。そもそも何から記録すれば良いのか、どのような方法でデータ化すれば有効なのかがわからないというケースが多いでしょう。

技術の属人化が進んでいると、DXによって業務プロセスの標準化や自動化の際に、前提となる作業内容の情報が不足してしまい、計画がスムーズに進みません。

また、技術を継承する側の若手従業員が、デジタル技術の活用に慣れていなかったり、新しいやり方への抵抗感があったりする場合もあり、工場全体のDX推進を難しくしています。

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投稿者プロフィール

上原和也
上原和也
株式会社真工社 DX推進室 課長
工程設計や新規品の立ち上げ、海外工場への技術支援、製造責任者を経て、DX推進室の立ち上げに参画。DX推進室の責任者として社内外のDX支援に取り組む。