製造業におけるDXとは？メリット・課題・進め方と事例をわかりやすく解説

この記事でわかること

• 製造業におけるDXとは？
• 製造業DXが直面する課題と乗り越える方法
• 製造業DXの成功事例

近年、製造業における「DX（デジタルトランスフォーメーション）」という言葉を耳にする機会が増えてきました。大手企業を中心に、AIやクラウド技術を活用した生産ラインの自動化や、DX推進のための補助金活用の機会なども注目され、実際に多くの措置が進んでいます。

その中で特によく取り上げられるのが「IoT（アイオーティー）」という用語です。これは「Internet of Things」の略で、日本語では「モノのインターネット化」を意味します。製造機器やセンサーをインターネットに繋げることで、実際の利用状況をデータ化し、適切な操作や改善を繰り返すことができる技術です。

しかし、「DX」という用語は気になりつつも、実際にはどういったことを意味しているのか、「IT化」との違いや、「システム化」とどのように区別するのかといった点がわかりづらく、行動に移せない方も多いのではないでしょうか？

そこで本記事では、製造業におけるDXについて、基本的な概念から、DX化を進める上で直面する課題とその解決策までをわかりやすく解説していきます。

また、DXにお悩みの方は、ぜひ、議事録作成時間を大きく削減できるスマート書記をお試しください。スマート書記は機密情報を学習させることなく、使えば使うほどAIの精度を上げることができるため、議事録作成時間を大きく削減することができます。

スマート書記を14日間無料で試す or サービス資料をみる

スマート書記がわかる人気3点セット資料（サービス概要・導入事例・機能詳細）をみる

製造業におけるDXとは？

製造業におけるDX（デジタルトランスフォーメーション）とは、単なるアナログからデジタルへの置き換えではなく、製造現場・業務プロセス・製品・サービスを含むあらゆる領域でデジタル技術を活用し、ビジネスモデルや企業文化そのものを根本的に変革する取り組みを指します。これにより、企業は競争力を高め、持続可能な成長を実現しようとしています。

なぜ今、製造業にDXが求められているのか？

製造業におけるDXが注目される最大の理由は、外部環境の急速な変化にあります。グローバル競争の激化や消費者ニーズの多様化により、「高品質・低コスト・短納期」が当たり前とされる時代になりました。このような要求に応え続けるには、従来の手法では限界があります。

さらに、日本では少子高齢化が進行し、熟練工の引退による技術継承の問題や、人手不足による生産効率の低下が深刻です。そこで、デジタル技術を活用して生産工程を自動化・最適化し、誰でも品質の高い仕事ができる環境を整えることが求められているのです。

また、カーボンニュートラルの実現に向けて企業には環境配慮が求められており、エネルギー消費の見える化やCO2排出量の削減にもデジタルの力が活かされています。

DXとIT化・デジタル化の違いとは？

混同されがちな「IT化」「デジタル化」と「DX」ですが、それぞれの意味は以下の通り明確に異なっています。

• デジタル化：紙やアナログな情報をデジタルデータに変換すること
• IT化：そのデジタルデータやITツールを活用して業務そのものを効率化・自動化すること

たとえば、日報を紙からExcelに置き換えるのはデジタル化であり、そのExcelデータをもとに自動集計したり、クラウドで共有・分析したりする仕組みを導入するのがIT化です。

一方、「DX」はこれらを含みながら、さらに一歩進んだ概念です。デジタル技術を活用して、製品開発の考え方、業務の流れ、組織の在り方、さらにはビジネスモデル全体を変革していく取り組みです。単にデジタルツールを導入するのではなく、それを通じて企業の競争力そのものを高めることが求められます。

つまり、DXは目的であり、IT化・デジタル化は手段という違いがあります。

製造業特有のDX領域とは？

製造業におけるDXは、他の業界と比べて特有の領域が存在します。たとえば、実際のモノを生産する「現場」がある点です。サービス業のように情報だけで完結せず、人・機械・素材などの物理的な要素が複雑に絡み合うため、DXの対象が多岐に渡ります。

具体的には、以下のような領域がDXの中心となります：

• スマートファクトリー化：センサーやIoTを活用し、工場全体の稼働状況やエネルギー使用量をリアルタイムで把握・制御する。
• 品質管理の自動化：AIや画像認識によって検査工程を自動化し、人手によるばらつきを抑える。
• 予知保全：機械の異常をセンサーとAIで早期検知し、故障前にメンテナンスを行う。
• マスカスタマイゼーション対応：顧客ごとのニーズに柔軟に対応できる製造ラインの構築。
• 設計・生産連携の強化：PLM（製品ライフサイクル管理）やCADデータのクラウド共有によって、設計と製造の壁をなくす。

また、これまで「暗黙知」とされてきたベテラン技術者のノウハウをデジタル化して可視化することも重要なDX領域です。こうした取り組みを通じて、属人的な生産体制から脱却し、誰でも高品質な製品を安定して生産できる仕組みづくりが進められています。

製造業のDXは、単なるデジタルツールの導入ではなく、現場と経営が一体となってビジネス変革を実現していくプロセスなのです。

製造業DXがもたらす4つのメリットとは？

人手不足や国際競争の激化、品質や納期への要求が高まる現代において、DXはもはや選択肢ではなく必須の経営戦略といえます。ここでは、製造業DXがもたらす代表的な4つのメリットについて、具体的な効果や背景を交えて解説します。

1. 業務効率化・人手不足の解消

製造業界では、少子高齢化による労働人口の減少が深刻な課題となっています。DXの推進によって、IoTセンサーや自動化設備、AI解析などを活用し、現場の作業を効率化できます。

例えば、製造ラインにセンサーを設置して機械の稼働状況や異常をリアルタイムで監視することで、故障や停止を未然に防ぐことが可能になります。さらに、RPA（ロボティック・プロセス・オートメーション）による事務作業の自動化は、設計・生産計画・在庫管理といったバックオフィス業務の時間短縮に直結します。

加えて、DXによって熟練工のノウハウをデジタル化し、教育コンテンツやマニュアルとして蓄積することで、新人や若手社員の育成期間を短縮できます。これにより、現場の即戦力化が進み、人手不足の影響を緩和できます。さらに、遠隔操作やリモート監視の仕組みを導入することで、少人数でも複数拠点を効率的に管理できるようになります。

2. コスト削減と利益率向上

DXは単に作業効率を高めるだけでなく、コスト構造そのものを変革します。IoTやAIを活用した設備の予知保全により、突発的な故障や生産停止による損失を削減できます。これにより、メンテナンスコストや在庫コストの低減が可能になります。

また、需要予測や生産計画の最適化によって、過剰生産や在庫の抱え込みを防ぎ、キャッシュフローの改善にもつながります。さらに、エネルギー使用量をリアルタイムで可視化・分析することで、省エネ施策を効果的に実施でき、光熱費の削減にも直結します。

DXによるコスト削減は、単に支出を減らすだけではありません。データ分析を活用して新しい付加価値サービスを提供したり、製品ライフサイクル全体を最適化したりすることで、利益率の向上にもつながります。

3. 品質の安定とトレーサビリティの向上

製造業において品質は企業の信頼そのものです。DXを活用すれば、製品の品質をリアルタイムで監視し、異常を即座に検知して改善できます。例えば、製造ラインに設置した高精度カメラやセンサーが不良品を自動検出し、その場で排除する仕組みを導入すれば、人による検品作業の負担を減らしつつ、品質のばらつきを最小化できます。

さらに、トレーサビリティ（製品の生産履歴追跡）の強化もDXの大きな効果です。原材料の仕入れから製造、出荷、販売までのすべての工程データをデジタルで管理することで、不具合が発生した際に迅速かつ正確な原因追及が可能になります。これはリコール対応の迅速化や被害の最小化だけでなく、顧客への信頼向上にもつながります。

加えて、このようなデータを分析することで、長期的な品質改善や製品開発の精度向上にも寄与します。品質管理が属人的な経験や勘から脱却し、科学的・データ駆動型のプロセスに移行することは、競争力の源泉となります。

4. サプライチェーンの可視化と強靭化

グローバル化が進む中、サプライチェーンはますます複雑化し、災害や地政学的リスクによる影響も無視できません。DXによってサプライチェーン全体を可視化することで、原材料調達から製品出荷までの各プロセスの状況をリアルタイムで把握できます。これにより、納期遅延や供給不足などのリスクを早期に検知し、迅速に対応できる体制が整います。

さらに、AIによる需要予測やリスク分析を活用すれば、複数の調達先や生産拠点を柔軟に切り替える戦略を事前に立案できます。これにより、自然災害や国際的な物流障害が発生した場合でも、事業継続性（BCP）を確保できます。

近年では、ESG（環境・社会・ガバナンス）やサステナビリティの観点から、サプライチェーン全体の透明性が求められています。DXを通じて環境負荷や労働環境に関する情報を可視化することは、国際的な取引やブランド価値向上にも直結します。

製造業DXが直面する4つの課題と乗り越える方法

製造業におけるDXは、生産性や品質向上、競争力の強化といった大きな可能性を秘めている一方、その実現には数々の壁が存在します。本章では、特に多くの企業が直面しやすい4つの課題と、それを乗り越えるための実践的な方法について解説します。

1. DX人材・ITスキルの不足

製造業のDX推進で最も深刻な課題のひとつが、DXを牽引できる人材やITスキルの不足です。特に地方拠点の製造現場では、ITエンジニアやデータサイエンティストを採用するのが難しく、既存社員の中にもデジタル技術に精通している人は限られます。また、製造業特有の設備知識とITスキルを兼ね備えた「ブリッジ人材」は希少で、育成にも時間がかかります。

この課題を乗り越えるためには、まず社内教育の強化が欠かせません。オンライン研修や外部セミナーを活用して、既存社員のITリテラシーを段階的に引き上げることが重要です。

さらに、外部の専門人材やコンサルタントをプロジェクト単位で活用し、社内にノウハウを移転する仕組みを作ることも有効です。最近では、ローコードやノーコードツールの導入により、現場担当者でもアプリやデータ可視化の開発が可能になっており、こうしたツールの積極的な採用もDX人材不足の解消につながります。

2. レガシーシステムの存在と現場の反発

製造業では、長年使い続けてきた生産管理システムや基幹システムが「レガシー化」しているケースが多く見られます。これらのシステムは現場に深く根付いており、変更には大きなコストとリスクが伴います。そのため、現場担当者からは「今のままで問題ない」「新しいシステムは使いづらそう」といった反発も起こりやすく、DX推進の大きな障害となります。

この問題を解決するには、いきなり全システムを刷新するのではなく、段階的な移行計画が必要です。

たとえば、まずは一部の業務プロセスだけを新システムに置き換え、現場に慣れてもらいながら徐々に範囲を広げていく方法が効果的です。

また、導入前に現場の声を丁寧にヒアリングし、UI/UXの改善や運用フローの調整を行うことで、反発を最小限に抑えられます。さらに、古いシステムを活用しつつ新しい仕組みと連携させる「ハイブリッド運用」も有効です。

3. 経営層と現場の認識ギャップ

DXの成功には、経営層と現場の間での方向性の一致が欠かせません。しかし現実には、経営層は「DXで新しいビジネスモデルを創出したい」と考える一方で、現場は「日々の業務が増えるだけではないか」と懐疑的な姿勢を示すことが少なくありません。

この認識ギャップが埋まらないままDXを進めると、現場の協力を得られず、プロジェクトが頓挫するリスクが高まります。

解決のためには、まず経営層がDXの目的と必要性を現場にわかりやすく説明する場を設けることが重要です。加えて、現場の業務負担軽減や作業効率化など、短期的に実感できるメリットを盛り込んだ施策から着手することで、現場の理解と協力を得やすくなります。

また、DX推進チームに現場出身のメンバーを加えることで、双方のコミュニケーションがスムーズになり、共通認識の形成につながります。

4. 投資対効果（ROI）に対する不安

DXにはシステム導入や人材育成など、多額の初期投資が必要です。そのため経営層や株主からは「本当に投資を回収できるのか」という懸念が常につきまといます。特に製造業では、既存設備や仕組みが長年稼働しており、新たな投資に踏み切る判断は容易ではありません。

この課題を克服するためには、投資対効果（ROI）を数値化しやすい領域からDXを始めることが効果的です。例えば、不良品率の削減や在庫管理の最適化など、成果が比較的早く表れやすい領域で実績を作り、そのデータをもとに次の投資判断を行う方法です。

また、国や自治体のDX関連補助金や税制優遇措置を活用すれば、初期負担を軽減できます。さらに、DXを単なるコスト削減ではなく、将来的な売上拡大や競争優位性の確保といった観点で説明することで、社内外の理解を得やすくなります。

これら4つの課題は、多くの製造業DXに共通して見られるものですが、それぞれに適切なアプローチを取れば乗り越えることが可能です。重要なのは、短期的な成果と長期的な変革をバランスよく組み合わせ、社内全体でDXの価値を共有しながら進めていくことです。

製造業DXを成功に導く進め方｜4つの観点

製造業におけるDXを成功させるためには、単に最新のITツールを導入するだけでは不十分です。現場の実情や経営方針、組織文化を踏まえた総合的な取り組みが必要です。ここでは、実際に成果を上げやすい進め方のポイントを4つの観点から解説します。

1. まずはスモールスタートで現場課題から着手

DX推進の第一歩は、いきなり大規模なシステム刷新を行うことではありません。特に製造業の場合、現場の作業や工程は長年の経験や試行錯誤の積み重ねで成り立っています。そのため、大掛かりな変革は現場に混乱を招き、反発を受けやすくなります。

そこで有効なのが、まずは小さなプロジェクトから始める「スモールスタート」です。例えば、設備稼働データの自動収集による稼働率改善や、検査工程での画像認識AI導入など、現場の負担を軽減しつつ成果が見えやすいテーマを選ぶことが重要です。小さな成功事例を積み重ねることで、現場の理解と信頼を得られ、DX推進の勢いが加速します。

また、スモールスタートの利点は、短期間で効果検証ができる点にもあります。トライアルで得られたデータやフィードバックをもとに改善を重ねることで、本格導入時のリスクを最小化できます。この「試行→検証→改善」のサイクルを繰り返す姿勢が、DXを長期的に成功させる土台となります。

2. 経営層のコミットメントと組織横断の体制づくり

DXは単なる現場改善ではなく、企業全体の競争力を左右する経営戦略の一部です。そのため、経営層が明確なビジョンを示し、コミットメントを持って推進することが不可欠です。経営層の後押しがないDXは、現場の一部活動にとどまり、全社的な成果に結びつきにくくなります。

加えて、DXは製造、品質管理、購買、営業など複数の部署にまたがる活動です。サイロ化された部署ごとの最適化ではなく、部門間の壁を越えた「組織横断型チーム」の編成が効果的です。IT部門と製造現場のエンジニア、データサイエンティスト、経営企画などが連携し、同じゴールを共有することで、DXの成果は飛躍的に高まります。

さらに、組織横断の体制づくりでは、意思決定のスピードも重要です。現場の課題解決に必要なリソースや予算を迅速に割り当てられるよう、意思決定プロセスの短縮や承認フローの簡略化も検討すべきです。

3. 外部パートナー・ベンダーの活用

製造業のDXでは、自社内の人材や技術だけで全てを完結させるのは現実的ではありません。AIやIoT、クラウドなどの最新技術は進化が速く、常に専門的な知見が求められます。そのため、経験豊富な外部パートナーやベンダーを積極的に活用することが効果的です。

外部パートナーを選定する際には、単なるツール提供だけでなく、自社の業務プロセスや課題に深く踏み込んでくれるかが重要な判断基準となります。また、導入後の運用支援や社員へのトレーニング提供など、伴走型のサポートをしてくれるかどうかも確認すべきです。

さらに、異業種の知見を持つパートナーと組むことで、これまでにない発想やアプローチが得られる場合もあります。例えば、物流業界のデータ分析ノウハウを製造業の在庫最適化に応用するなど、異分野融合型のDXも視野に入れることで競争力を高められます。

4. 利用可能な補助金・支援制度の活用

DX推進には一定の初期投資が必要ですが、日本国内では製造業向けのDX支援制度や補助金が多数用意されています。これらを上手に活用することで、コスト負担を軽減し、よりスムーズなプロジェクト立ち上げが可能になります。

例えば、「ものづくり補助金」や「IT導入補助金」は、中小製造業が設備投資やシステム導入を行う際に利用できる代表的な制度です。また、各自治体でも独自のDX推進支援策を設けている場合があります。さらに、補助金申請をサポートする専門コンサルタントを活用することで、採択率を高めることもできます。

補助金や支援制度は公募期間や条件が限られているため、最新情報の収集が欠かせません。経済産業省や自治体の公式サイトを定期的にチェックし、自社のDX計画とマッチする制度を見逃さないようにすることが重要です。

これら4つのポイントを意識して進めることで、製造業DXは単なる一時的なIT導入ではなく、企業の成長を支える持続的な取り組みへと発展させることができます。

製造業DXの成功事例3選

ここからは実際に製造業におけるDXの成功事例を紹介していきます。具体的にどのような形で製造業DXを実現したのかぜひ参考にしてみてください。

ダイキン｜IoTによる空調機器の稼働最適化

ダイキンは、経済産業省と東京証券取引所が実施する「デジタルトランスフォーメーション（DX）銘柄 2024」に選定された企業です。空調機器の稼働効率と省エネ性能を高めるために、IoTを活用した「オールコネクテッド戦略」というプロジェクトを2021年から推進しています。

すべての空調設備をネットワークで接続し、クラウド上で一元管理することで、稼働状況やエネルギー消費をリアルタイムに把握できる体制を構築しました。これにより、利用者はスマートフォンやタブレットから遠隔で運転制御や設定変更が可能となり、無駄な稼働を防止しながら快適性を維持できるようになっています。

また、2017年から、空調技術に精通している独自のIoT・AI人材の育成に取り組み始め、2026年３月期末には社内のデジタル人材を2000人に増やす計画が進んでいます。

参考記事：「デジタルトランスフォーメーション（DX）銘柄2024」に選定

パナソニック｜生成AIによるモーター設計

パナソニック ホールディングスは、自社の高速シミュレーション技術とAIを融合させ、デバイス設計を迅速かつ自動で行う「設計AI」の開発に取り組んでいます。このAIは、設計者の勘や経験に依存するのではなく、構造をゼロベースで生成し、磁場・運動・制御の3要素を統合した「連成シミュレーション」を活用しながらモデルを自律的に最適化します 。

従来はリニアモーターを搭載する電動シェーバー「LAMDASH」シリーズにおいて、設計改善は設計者が数ヶ月かけて数パーセントずつ性能を向上させるスタイルでした。しかしこの設計AIを使えば、同程度の改善を数日で達成できるようになり、最終的には従来比およそ15％の出力向上を実現しました。

さらに注目すべきは、この成果を特定の領域にとどめず、他の製品群にも応用できる可能性が示されたことです。リニアモーターだけでなく、電動工具や車載用モーター、さらにはシーリングファンなどへの展開も見据えた、有望で画期的なAI活用事例となっています 。

参考記事：パナソニックの「設計AI」が“勘と経験”を超える設計の自動化を実現
　　　　　AIが切り拓く製品設計の新領域 ～パナソニック、進化的アルゴリズムで性能限界を突破～

川崎重工業株式会社｜工場のデジタルツイン化

川崎重工業は、製造現場の効率化やトラブル対応の迅速化を目的に、工場全体の「インダストリアルメタバース」、すなわちデジタルツイン構築に取り組んでいます。

基盤としてMicrosoft Azureを採用し、Azure IoT やエッジAIソリューションである Azure Percept、さらに MRデバイスの HoloLens を現場に導入しています。これにより、産業用ロボットの故障時には現地に赴かずとも迅速な対応が可能となり、加えて予兆保全や複数拠点にいる技術者からのリアルタイムな遠隔支援を実現しました 。

さらに「Azure Digital Twins」の活用により、工場設備の状態を仮想空間で再現し、過去・現在・未来の稼働状況を可視化可能としています。これにより、物理的に離れた拠点でもトラブルの原因特定と解決ができるため、現場の状況を遠隔で正確に把握しながら対処する高度な管理を実現しています。

またこの取り組みは、川崎重工のDX戦略「Kawasaki DX」の中核として位置づけられており、モノづくりからコトづくりへのビジネスモデル変革、働き方改革、安全・安心のデジタル基盤整備の一環として推進されています。製造現場に新たなデジタル価値を提供し、従業員の負担軽減や業務の高度化を図るだけでなく、全社的なプロセス革新の起点となるアプローチです。

参考記事：DX戦略｜企業情報｜川崎重工業株式会社
　　　　　川崎重工、製造全工程のデジタルツイン構築を目指し「インダストリアルメタバース」に着手

まとめ｜製造業DXは小さな一歩から始めよう

製造業におけるDX（デジタルトランスフォーメーション）は、単なるITツールの導入ではなく、業務プロセスやビジネスモデルそのものを変革し、競争力を高める取り組みです。しかし、その全体像を一度に実現しようとすると、コストや人材不足、社内調整といった壁に直面し、プロジェクトが頓挫するリスクもあります。だからこそ、まずは現場で最も効果が見込める小さな課題から解決し、成功事例を積み重ねることが重要です。

例えば、紙ベースの検査記録をデジタル化する、設備稼働状況をセンサーで可視化する、といった小規模な取り組みでも、現場の生産性や品質向上に直結する成果を生み出すことができます。こうした成功体験は、社内のDXへの理解や協力を得るための強力な材料となり、次のステップへの原動力になります。

製造業DXはマラソンのような長期戦です。焦らず、一歩ずつ進めることが、最終的に大きな成果をもたらす近道となります。

よくある質問とその回答

Q. DXを始めるにはまず何から手をつければいいですか？

まずは現場の課題を洗い出すことから始めましょう。特に、日常的に「時間がかかっている」「人の勘や経験に頼っている」「ミスが多い」と感じている業務は、デジタル化による改善効果が高い分野です。

また、いきなり最新のAIやIoTを導入する必要はありません。まずは既存の業務フローを見直し、簡易なデジタルツールや既成システムを使って改善することで、低リスクで効果を実感できます。この「小さな成功体験」を積み重ねることが、DXを長期的に推進する基盤になります。

Q. DXにはどれくらいの費用がかかりますか？

費用は取り組む範囲や規模によって大きく異なります。例えば、単一工程のデジタル化であれば数十万円から数百万円程度で始められるケースもありますが、全社的な基幹システム刷新や高度なIoT導入になると数千万円〜数億円規模になることもあります。

重要なのは、初期投資だけでなく、運用・保守費用や社内教育コストも含めたトータルコストを見積もることです。また、製造業向けのDX推進には国や自治体の補助金制度が多数存在するため、これらを活用すれば費用負担を大幅に軽減できます。

Q. DX推進にあたって社内の理解が得られるか不安です。

社内の理解を得るためには、「なぜDXが必要なのか」を明確にし、数字や事例を交えて説明することが効果的です。特に現場社員にとっては、自分たちの仕事がどのように楽になり、どんな成果につながるのかが重要な関心事です。抽象的なビジョンだけでなく、具体的な改善効果を示すことで、納得感が高まります。

また、現場の意見を早期に取り入れ、パイロットプロジェクトに現場メンバーを参画させると、自発的な協力が得られやすくなります。経営層からの強いコミットメントと、現場の主体的な参加がDX成功の両輪なのです。