現今客戶需求日趨多樣化，全球化競爭日益激烈。如何滿足瞬息萬變的需求和客戶的多樣要求，已經逐漸成為眾多製造業企業面臨的共同難題。近年來，對「大規模定制化（mass customization）」的需求越來越旺盛，即在多品項少批量生產中實現與大批量生產媲美的高生產率。在這一形勢下，部分企業開始透過將物聯網、大數據、AI（人工智能）等最新科技與純熟技能深度融合，發揮日本獨一無二的製造優勢。其中一個例子，便是大型機床製造商大隈株式會社（以下簡稱「大隈」）。機床製造是一種典型的超多品項少批量製造模式，需對成千上萬的零件進行加工、組裝和製造，同時精準滿足各種各樣的客戶要求。在這裡我們將介紹大隈如何實現「大規模定制化」，一同探索在未來的變革時代中製造業如何脫穎而出。
大隈為提供最佳製造服務而建成的新工廠內觀
大隈是一家擁有約120年悠久歷史的綜合機床製造商，其總部位於愛知縣丹羽郡大口町。公司的業務範圍遍及全球，擁有NC車床、複合加工機、加工中心、磨床等種類繁多的機床產品陣容。作為此領域的全球性大型製造商，大隈不斷取得令人矚目的飛躍性發展。
該公司於2013年建造了新型工廠「Dream Site1」（以下簡稱「DS1」），並將其定位為「建在日本，贏在全球」的工廠。當時，史無前例的日圓升值嚴重衝擊了日本製造業，不少企業都希望把生產基地轉移到海外。但大隈則認為，在日本累積多年的製造技術才是競爭力之根本，因而大膽逆時代潮流而行，果斷在日本國內的生產基地開展大規模投資。
該公司的專務取締役家城淳先生回顧道：「拋開全球形勢不提，當時我們考慮的是如果降低眼前的浪費現象，日本製造業復蘇的希望仍然很大。」這果斷英明的決定帶來了十分顯著的成效，在生產複合加工機、大中型車床和立式車床的DS1內，透過生產設備的自動化、無人化以及運轉情況的可視化，工廠的生產率和運轉率成功大幅提升。
2017年，為了實現機械設備的「大規模定制化」，該公司將DS1進一步升級，建造了最先進的新一代工廠「Dream Site2」（以下簡稱「DS2」）。DS1可對約1,000種零件進行多品項少批量加工，而DS2因生產多樣化的中小型車床、磨床，需要對約4,000種零件進行大規模定制化生產。這要求工廠做到「僅在必要時期，對必要產品，生產必要數量」，最終實現了一套能夠靈活應對因交貨期短促的插單、交貨期和規格更改而調整生產計劃的「終極高效生產模式」。
在構建實現「大規模定制化」的新一代工廠階段，大隈有三大關鍵點，即：「透過自動化、無人化、智能化和工序集中提高生產率」、「工廠控制週期的高速化（*）」、「促進整體優化的生產可視化」。
DS2以大隈擅長的智能化、工序集中的智能機為中心，深度運用機械人和FMS（彈性製造系統，Flexible Manufacturing System），推動自動化和無人化進程不斷發展。在以往難以應用的多品種少批量的重型零件加工中，工廠亦通過有效利用機械人提高了生產率。
那麼其餘兩項──「工廠控制週期的高速化」和「促進整體優化的生產可視化」該如何實現呢？在這一方面，公司面臨巨大的難題。由於需要挑戰這未曾接觸過的領域，大隈決定探索與外部企業共同合作之道。
家城淳先生提到：「我們向不少供應商諮詢了合作機會，但要優化整個工廠涉及領域非常廣泛，很難有企業能夠完整涵蓋我們設計的整體流程。在這一方面，日立精通製造現場的情況，掌握控制生產線和整個工廠的方法。將日立與我們的經驗結合在一起後，『工廠控制週期的高速化』和『促進生產的可視化』的目標就能落實了。」
在這一方面，日立製作所、大甕事業所的因應措施發揮了積極的參考作用。大甕事業所從事鐵路、電力、水處理等社會基礎設施以及製造業控制系統的開發和製造，和大隈同樣擁有多品種少批量的生產現場。
針對各式各樣的產品陣容，為了實現高效生產，大甕事業所在工廠內建立了一種採用了RFID（無線射頻識別）等技術的物聯網環境。該事業所還透過實時採集並運用工作人員（Man）、設備（Machine）、材料/零件（Material）的3M.數據，成功將代表性產品的開發週期縮短了50%。而實現高效生產的原因，就在於將驅動現場運轉的OT（控制及運用技術）與IT（數據分析及應用技術）有效結合。日立此措施對大隈來說亦非常具參考價值。
大隈和日立借此機會邁出了協同創新的一步。在實際項目當中，雙方的核心人員反覆開會討論新型製造框架，從反覆確認經營目的，到對生產現場的機械排出切屑等問題一一進行驗證，具體如生產率的飛躍式提高、開發週期的縮短、生產工序的可視化等實現方式。
在上述過程當中，日立製作所的大甕事業所累積的經驗和大隈透過DS1累積的經驗合二為一，建構出實現工廠控制週期高速化的「工序管理系統」和支持促進生產可視化的「進度、運轉情況監控系統」。
對新工廠極具参考意義的日立製作所、大甕事業所，在該工廠建立了採用RFID（無線射頻識別）等技術的物聯網環境，成功將代表性產品的開發週期縮短了50%。
生產設備的監控項目
可透過向下鑽取確認詳細信息
DS2投產後不久，效果便立竿見影。首先在「工廠控制週期的高速化」方面，以往的生產作業指示均是以日為單位進行，在變為以小時為單位後，作業指示更加迅速。
此外，DS2還採用了已在日立大甕事業所引進的RFID（無線射頻識別）技術，對工廠內零件的所在位置進行統一管理。在此之前，DS2已經做到掌握哪一個零件在哪一道工序中，而如今更能以小時為單位，掌握在工序間移動的所有零件的信息。
在「促進生產的可視化」方面，則是指運用物聯網技術，收集和聯動生產進度情況和設備運轉情況這兩項數據，實現統一可視化。同時，還研發出了一款能對所收集的數據進行深度分析的系統。透過上述措施，使鎖定工序方面的樽頸（上一道工序的延遲以及設備故障）、以及從整體優化的角度採取措施加快流程變成可行。
未來，透過靈活運用人工智能（AI）相關技術，希望進一步使其發展成能夠根據時刻變化的現場情況，自動生成高精度生產日程的系統。
在這些工序管理系統中，大隈還使用了利用日立物聯網平台「Lumada」的生產計劃優化解決方案。
家城淳先生強調：「以前還有部分零件的加工時間要超過公司內的標準加工時間。但在引進生產計劃優化解決方案後，我們可以更加靈活地應對緊急計劃調整，嚴格遵守標準加工時間。如果今後能夠進一步縮短生產開發週期，那麼在日本國內的工廠生產，就要比全球任何其他地方還要高效。推動『工廠控制週期的高速化』和『促進生產的可視化』能夠加快工廠的PDCA循環，幫助提高整個工廠的處理能力。也就是說，這一措施在提高全球性成本競爭力方面具有十分重要的意義。」
運用產業機械人，實現完全自動化
未來，大隈將把DS2累積的經驗普及到其他工廠，進一步提高整個公司的生產率，精準滿足全球市場上客戶的多樣化需求。而這要求創造出一種新型服務，即對大隈的客戶企業的製造進行智能化。
家城淳先生表示：「我們把『旨在提供最佳製造服務』作為全公司的方針。目前，商業價值的核心正在逐漸從產品轉向『智能』，這是與以往區別最大的一點。製造中的『智能』其實就是指來自現場的各類經驗技巧。如何將這種智能提供給客戶，將成為公司未來與日立開展協同創造的一項重要主題」。
大隈以作為「大規模定制化」的典型事例，在機床製造現場引進物聯網，並取得了顯著的成果。從這一措施中，我們可以窺見新一代工廠的無限潛力。收集工廠內外存有的大數據進行分析，將其用於採購、製造、銷售、維護和物流等業務後，便能夠進行精準的需求預測以滿足客戶需求，並在全球範圍內開展跨區域優化生產。未來，若以日本的新一代工廠為樣板提高全球各地製造業的生產效率，日本製造業將會再續輝煌。這應該就是製造業「贏在全球」的精髓所在。
將新工廠累積的經驗普及到其他工廠，旨在提供最佳製造服務
公開日期: 2017年10月
解決方案負責部門: 日立製作所 產業及流通業務單位
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