イノベーションを原動力とし、未来に備える

主要な産業機械工学:トレンドと今後の挑戦について専門家がディスカッション

Techtalk Mechanical Engineering

機械工学は、グローバル経済の最も重要な柱のひとつであり、現在大きなチャレンジに直面しています。新しい技術や高まる顧客の期待に加えて、政治や経済の不確実性がこの業界をゼロから変化させ、革新的なアイデアや製品の台頭が求められています。そのような変化の中、私たちはこの分野の将来を展望する専門家を交えて、機械工学の動向と発展についてディスカッションを行いました。

ヴェルナー・フォン・シーメンス、ゴットリーブ・ダイムラー、ロバート・ボッシュ:産業分野、とりわけ機械工学は、ドイツで長年に渡り受け継がれてきた特別な伝統です。この分野から何を連想しますか?

Andreas Muckes: 私にとって機械工学は、とりわけドイツにおいて、ある種の精神的なものにインスパイアされたものです。不可能だと言われて来たことが、シーメンス氏やダイムラー氏、ボッシュ氏がやってきて、「可能だ!」と言ってやってのけてきました。私は、こういった野心や、新しい次元で物事を考える創造性、刻々と変化する状況に適応する能力こそが、ドイツにおいて機械工学が今日まで生き続けてきた本質的な特性であり、美徳であると考えています。そしてそれが今後も同じであることを期待しています。

Holger Wennrich: ドイツの機械メーカーが海外で、とりわけ品質の面で非常に高い評価を受けているのもそのためです。海外の同僚や顧客と話をしていると、ドイツでは機械が「可能な限りに優れたもの」という原則で作られている一方、他の国では「十分に優れたもの」という原則が適用されているという話をよく聞きます。これは問題にもなりえますが、チャンスとみることもできます。

Muckes: 機械工学の世界には、その専門分野で絶対的な強さを誇る「隠れたチャンピオン」が驚くほどたくさんいます。しかしながら、自動車やスポーツシューズなどの商品を購入する際、それを製造した機械に興味を持つことはあまりないですよね。

Sebastian Eisele 博士: それに対して、機械を購入したり使用したりする人たちは、間違いなくこれらの企業のことを耳にしたことがあるでしょう。もちろん、彼らにとって品質と信頼性は最も重要な購入基準のひとつです。しかし、それ以外の要素も重要です。例えば、その機械は工場でどれくらいのスペースが必要になるか?他の機械と接続できるか?操作は簡単か?などです。これらは、メーカーが開発プロセスの早い段階で問わなければならない点です。

伝統的なクリエイティブ精神と並んで、機械工学の発展に影響を与えているのは、主に生産性、効率性、柔軟性といった要素です。この分野の技術革新における最も重要な原動力は何だとお考えですか?

Experts talking about mechanical engineering

専門家は、機械工学では柔軟性と顧客との近接性がますます重要になっているという意見で一致しました。

Wennrich: 私は柔軟性が最も重要なトレンドだと考えます。ほとんどすべての分野で、生産量の規模は縮小しています。メーカーは、大きなばらつきのある製品を、よりコスト効率よく生産する必要に迫られています。そのためには、適切な機械と、ネットワーキングやデジタル化などの機能を備えた新しい製造コンセプトが必要です。

Eisele: このような柔軟性へのニーズは、消費財だけでなく機械工学においても、パーソナライゼーションの高まりが後押ししています。かつては、機械メーカーは標準的な製品を開発し、販売していましたが、このような時代は終わりました。今日の顧客は、自分の欲しいものを正確に把握しており、機械であっても、より多くの個別改造を求めるようになっています。つまり、サプライヤーはより柔軟でなければなりません。

Muckes: しかし同時に、品質も高くなければなりません。例えば、工作機械は、1 個 であろうと 50,000 個であろうと、すべての部品を同じ精度で製造しなければなりません。そのため要求事項はさらに複雑になります。

デジタル化およびネットワーク化は、機械工学を根底から変えようとしています。これらは機械メーカーや顧客にどのような課題やチャンスをもたらすのでしょうか?

Thomas Ameis: 私はこのトレンドを、機械工学がその革新力を証明するチャンスだと考えています。将来、この分野で成功を収めたいのであれば、デジタル化、ネットワーク化、予知保全などの分野で、イノベーターとして競争相手から抜きん出なければなりません。もちろん、これは技術的に難しいことではありますが、多くの可能性を秘めています。特に、バッチサイズが 1 個と小さく、経済的に実行可能な製造プロセスに関しては、その可能性が大きく広がります。積層造形や 3D プリンティングのような新技術は、以前には考えられなかった可能性をもたらしています。

Eisele: しかし、デジタル化やネットワーク化は、ドイツの中核的な得意分野ではないです。主要な技術革新はほとんど海外で行われています。その理由のひとつは、ドイツのデータ保護レベルの高さです。その一方で、私たちは乗り遅れたり、おろおろしすぎたりしないようにしなければなりません。たとえば AI:この新技術の信じられないような可能性に目を向ける代わりに、世間ではその可能性を制限しようという議論が大半を占めています。私はこれが必ずしも正しいアプローチだとは思いません。

機械工学におけるデジタル化とは、さらに多くのセンサーやコントローラー、その他電子部品を、関連するケーブルとともに設置することも意味します。これには主にどのケーブルが使用されるのでしょうか?

Wennrich: 電気駆動用のモーターケーブルやサーボケーブルから、接続用ケーブルやセンサーケーブル、データ伝送用の BUS ケーブルやイーサネットケーブルまで、機械のデジタル化や自動化が進めば進むほど、基本的にケーブルの種類は増えます。ここで重要なのは、機械により多くのセンサーや電気部品を設置するためのスペースです。これは通常変わらないため、スペースを節約するソリューションがますます求められるようになっています。つまり、外径と曲げ半径が小さいということです。

エナジーチェーンは、ケーブルや電線を可動機械部品に確実に接続するためによく使用されます。エナジーチェーンの構造と使用にあたっては、どのような点に注意する必要があるのでしょうか?

Eisele: 最近の機械は、より速く、よりダイナミックでなければなりません。移動距離と速度の増加により、エナジーチェーンにかかるストレスはさらに大きくなっており、このことも考慮する必要があります。しかし、計画の段階で利用可能なスペースと必要なケーブルの数との間でジレンマに直面します。一方では、マシンは多機能で電気系統が充実していなければならず、他方では可能な限りコンパクトでなければならない。

Ameis: これについては私たちも認識しています: ネットワークやセンサー技術の進歩によりケーブルの数は増えていますが、エナジーチェーンを設置するスペースは変わりません。チェーン内の別々のチャンバーにケーブルを敷設することは難しくなってきています。ここで重要なのは、ケーブルを最適に配置することで、スペースを賢く利用することです。設置ガイドラインを考慮した内部配置により、ケーブルの最大耐用年数が保証されます。

Muckes: さらに顧客は、エナジーチェーンシステムのケーブル、コネクター、チェーンはすべて互換性があると思い込んでいますが、必ずしもそうではありません。通常、機械の機械部品と電気部品は別々の部署で設計されます。多くの場合、これらの部門は互いに十分なコミュニケーションが取れておらず、例えばスペースに関しても異なる要求を持っています。システムサプライヤーである私たちは、こうした課題を解決するために、これらの部門をまとめる立場にあります。しかし、そのためには顧客との距離が近いことが不可欠です。

顧客との距離の近さについて:多くの機械メーカーは、ますますサービスコンセプトに重点を置くようになっています。顧客との良い関係とは何を意味し、成功する戦略とはどのようなものだとお考えですか?

Energy chain

Eisele: 機械工学における有望なアプローチのひとつに、ターンキーコンセプト、つまりすぐに使える製品の提供があります。あらゆる分野の企業が、技能不足に不満を抱いています。機械を試運転したり、操作したりするのに十分な資格を持ったスタッフがいないのです。そのため、操作スタッフが必要なく、技術者だけが必要となるすぐに使える生産ライン一式を提供できる企業は、明確な優位性を持っています。また、顧客もこのために追加料金を支払う姿勢です。しかし、メーカー側は誰が機械を購入し、どのように使用するかをいつも事前に知っているわけではないため、個別の設計をすることが難しいのです。

Ameis: そうですね。環境条件を考慮して計画を立てるのは難しいことが多いです。ここで重要なのは、機械の日常的な使用経験です。地理的な違いも軽視できません。例えば、タイにある機械とドイツにある機械では、温度や湿度のストレスがまったく異なります。したがって、事前にさまざまな条件でテストすることが望ましいですね。

Wennrich: 専門家の技術的なアドバイスは、いつの時代も非常に貴重なものです。例えばケーブルに関して言えば、標準的な製品はコストパフォーマンスが最も良いものが購入されるというのは事実です。しかし顧客は、自分たちの課題や用途をよく知っている信頼できるパートナーから洗練された製品を購入することを好みます。そして理想的には、調達プロセスを簡素化するために、将来的にもこのパートナーから購入を続けます。

Muckes: 購買部門は、調達プロセスに組み込まれるのが遅すぎたり、プロジェクトが非常に緊急であったりするため、「いつもこうしてきた」というモットーに従って購入せざるを得ないことが多い。たとえ明らかにより良い部品が市場にあったとしてもです。代替ソリューションを積極的に提案し、その付加価値を明確に説明することで最適化の可能性を指摘することも、サプライヤーの仕事です。

Ameis: もし顧客が、まだ市場に存在しないかもしれない製品を必要としているのであれば、サプライヤーと顧客が一緒に開発し、連続生産が可能になるまで協働するのもひとつの可能性です。そうすることで、顧客との長期的で安定した関係を築くことができます。

もうひとつのトレンドは、よりサステナブルな生産方式と再生可能エネルギー源への移行です。ここにはどのようなチャレンジがあり、機械メーカーは長期的にどのような利益を得ることができるのでしょうか?

Eisele: 再生可能エネルギーへの移行は間違いなく必要です。しかし、現在の高いエネルギーコストは、多くの製造業にとって現実的な課題となっている。政治家は、ドイツが将来も競争力のある場所であり続けるために、より良い枠組みを作る必要があります。現在のところ、他国の方がうまくやっています。複雑なグローバルサプライチェーンを少し解きほぐすことも、持続可能性を高めるアプローチです。コロナパンデミックは、いかに生産ラインの停止が簡単に起こるかということを知らしめました。また、上流製品が必要とされなくなったサプライヤーにも大きな打撃を与えました。これらの多くのサプライヤーは現在、不安定な状況に置かれています。そして最後に投げかけたい疑問は、「数セント安いからといって、すぐ近くのサプライヤーではなく、地球の裏側から製品を買う必要が本当にあるのか?」ということです。

ここで取り上げたグローバルサプライチェーンの混乱だけでなく、政治危機やインフレの影響もあり、多くの機械メーカーが不確実な未来に直面しています。こうした不確実性にどう対処すればよいのでしょうか。

Muckes: こうした不確実性がもたらす影響として、短期主義の高まりが考えられます。しかし、機械工学は、新製品だけでなく新しいアイデアが生まれる企画段階から生きています。流れに逆行するように、今後は企画の早い段階からサプライヤーと密接に連携し、彼らの目を通してさまざまな工程を見ることが当たり前になると想像されます。そうすることで、あるプロセスが実現可能性、機能性、持続可能性の面で本当に賢明なのかどうかが判断しやすくなり、開発のテンポも上がるでしょう。

Eisele: わたしも、長期的な協力関係が不確定要素に対応するための鍵になると思います。例えば、特定のタイプの機械に焦点を当てたパートナーシップなどです。メーカーとサプライヤーの良好なコミュニケーションは特に重要であり、将来的にはさらに重要度を増すでしょう。

Muckes: ビジネス拠点としてのドイツのもうひとつの利点は、いわゆる隠れたチャンピオンを含め、企業が狭い地域に集中していることです。このような近接性が、柔軟なパートナーシップを可能にしています。サプライヤーが製品を顧客と一緒に作ることを受容すれば、顧客も創造性を前面に出すことができます。

革新的な力は常に機械工学の際立った特長であり、 今後もその成功を確かなものにしていくだろう。
EKD システムズ GmbH 最高技術責任者 Thomas Ameis

このような課題や新たなチャンスを念頭に置き、機械工学は今後どのように発展していくとお考えですか?

Two experts talking about mechanical engineering

専門家達は、機械工学の最新動向やトレンドについて議論し、業界の将来について推測しました。

Muckes: 機械工学の次の発展段階は、よりコスト効率の高い生産と、少量生産、つまりバッチサイズ 1 個から、連続生産と同等の高品質生産を可能にするものだと思います。デジタル化、ネットワーク化、そして積層造形のような新技術がこれを可能にします。あとは、この機会を最大限に活用できるかどうかです。

Eisele: ドイツでは、政治的枠組みにおいて多くの改善の必要性があると思います。たとえば承認プロセスをスピードアップするなどです。多くの企業が、関連する認可の取得が複雑であることを理由に、新たな開発に難色を示しています。品質はそのままに、これは簡素化されなければなりません。また、今後ますます多くの生産活動が機械によって行われるようになり、機械に対する需要が高まることも事実です。だからこそ私は、機械工学にはバラ色の未来があると見ています。今はリソースを集約し、自分の得意分野を知り、市場を観察し、おそらくより冒険心をもつことが重要です。そうすれば、成功の邪魔をするものは何もなくなると私は思います。

Ameis: 同感です。革新的な力は、常に機械工学の際立った特徴であり、今後もその成功を確かなものにしていくでしょう。私はそう確信しています。

議論参加者

four mechanical engineering experts
f.l.t.r.

Thomas Ameis は2022年10月、HELUKABEL の子会社である EKD システムズにテクノロジーマネージャーとして入社。機械工学を専攻した彼は、1990年代半ばからエネルギーチェーンの専門家として働き始め、前職では営業とエンジニアリングの両分野で豊富な経験を積んできた。

Sebastian Eisele 博士は Eisele Elektronik GmbH の社長。グラッテン(ドイツ)に本社を構える同社は、機械建設の下請け会社として、エネルギーチェーン、制御盤、ケーブル組立の建設に注力している。同社の強みのひとつは、時間・エネルギーコスト・スペースを節約する完全なシステムを顧客に提供すること。

Andreas Muckes は2023年8月よりHELUKABELに勤務。ドラッグチェーンシステムのグローバルセグメントマネージャーとして、前職で豊富な専門知識を培ったエネルギーチェーンシステムを担当。

Holger Wennrich は 2007 年に HELUKABEL に入社し、イタリアと中国の子会社マネージャーなどさまざまな役職を歴任。2019 年からは特殊ケーブル部門で事業拡大を担当。また、ドラッグチェーンケーブルを専門としたグローバルセグメントマネージャーでもある。

このほかにも多くのエキサイティングな記事が、カスタマーマガジン『POWER』14号に掲載されています。 ぜひお読みください!

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