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製造実行システム(MES):AI主導の生産

Abirami Vina

6 min read

2025年7月28日

製造実行システムが、リアルタイムデータ、AI、コンピュータビジョンによって生産をどのように強化するかをご覧ください。工場の効率とERP統合を改善します。

ほとんどの製造工場では、日常業務に機械の検査、データの追跡、部品の欠陥チェックが含まれます。残念ながら、これらの反復作業は、長時間労働中に見落とされがちです。 

しかし、AIやコンピュータビジョン(機械に視覚情報を理解させることに焦点を当てたサブフィールド)のような進歩により、これらのタスクの多くが現在自動化されています。このレベルの製造自動化をサポートするために、製造業者はショップフロア全体のデータを統合するシステムも使用しています。 

特に、工場フロアでのこの変化を推進するシステムの1つは、製造実行システム(MES)です。最先端のMESソフトウェアは、生産のすべての段階を追跡し、リアルタイムデータを提供し、チームが現場の問題に迅速に対応できるように支援します。 

この記事では、製造実行システム(MES)が工場でどのように機能するのか、そしてAIやコンピュータビジョンなどの技術が、MESをよりスマートに、より速く、より信頼性の高いものにしているのかを解説します。それでは始めましょう!

製造実行システム(MES)とは何ですか?

MES生産ソフトウェアは、工場現場での生産を管理および監視します。エンタープライズリソースプランニング(ERP)システムなどのエンタープライズソリューションと、リアルタイムの製造オペレーションを接続します。

ERPは在庫、材料、スケジュールを計画しますが、MESは実行に焦点を当てています。機械やオペレーターに指示を送信し、生産データを取得し、発生するすべてのステップを追跡します。これは、製造業者が遅延を発見し、品質を追跡し、より迅速な意思決定を行うことができることを意味します。 

例えば、製薬や航空宇宙などの業界では、MESはバッチ、機器のセットアップ、およびオペレーターの入力を追跡するのに役立ちます。これにより、問題が発生した場合に、生産のすべてのステップを簡単に追跡できます。

MESシステムとERPシステムの関係

MESシステムとERPシステムは、接続されている場合に最高のパフォーマンスを発揮します。リソースプランニングERPシステムは、在庫、注文、財務などの高レベルの計画を処理する、オペレーションの頭脳と考えることができます。MES生産ソフトウェアは、生産プロセス、設備監視、品質検査など、工場現場でのリアルタイムな活動を管理する手足のように機能します。 

脳と手が連携すると、システム全体がよりスムーズに動作します。この2つを接続することで、計画と実行の間に明確なリンクが生まれます。これにより、連携が改善され、チームはオペレーション全体でより迅速かつ情報に基づいた意思決定を行うことができます。

現代の製造業者にとってMESが重要な理由

工場では、カスタムオーダー、注文の変更、および厳格な品質チェックが日々行われています。これらの課題により適切に対応するために、MESソフトウェアは柔軟性を維持し、精度を維持するように構築されています。これらのシステムは、チームに製造現場の明確なビューを提供し、変更に迅速に対応できるようにします。

具体的には、MES(製造実行システム)技術は、リアルタイム追跡を提供することで、生産プロセスにおいて重要な役割を果たします。機械の状態、作業指示、および材料の流れを監視し、チームが生産量に影響を与える前に、速度の低下や問題を検出するのに役立ちます。

また、MESシステムは、生産全体を通して材料、機械設定、およびアクションを追跡することにより、バイオテクノロジーや医療機器製造などの規制された複雑な業界でトレーサビリティを可能にします。このようなリアルタイムデータは、監査をサポートし、コンプライアンスを確保し、一貫した製品品質を維持できます。

MES標準の変遷

スマートファクトリーというコンセプトが普及する以前は、製造業者は生産管理のために互いに接続されていないシステムに依存していました。そのため、ワークフローの調整、トレーサビリティの維持、リアルタイムな洞察へのアクセスが困難でした。オペレーションがよりデータドリブンになるにつれて、業界はMESテクノロジーがより広範な生産体制にどのように適合するかを定義するための一貫した方法を必要としていました。

1990年代後半のISA-95の導入は、大きな節目となりました。これは、MES生産ソフトウェアを、ERPなどのエンタープライズシステムと、製造現場の設備との間のリンクとして定義しました。これにより、MESが生産スケジューリング、在庫追跡、品質管理などのタスクをサポートする方法を標準化することができました。

図1. ISA-95は、製造システムにおけるMESの役割を定義しています。(出典

時間の経過とともに、製造業のニーズは変化してきました。企業は現在、より優れたトレーサビリティ、リアルタイムデータへの迅速なアクセス、コンプライアンスと効率性の両方の目標を満たすシステムを求めています。これらのニーズが今日のMESソフトウェアを形作り、製造の自動化をサポートし、工場がスマートで接続されるのを支援しています。

コアとなる製造実行システム機能

生産プロセスにおける生産性、トレーサビリティ、品質の向上に不可欠なMESソフトウェアの主要機能をいくつかご紹介します。

  • Resource and work order management: MESは、機械、ツール、作業者を製造指示に割り当て、適切なリソースが適切なタイミングで利用できるようにします。これにより、アイドル時間を削減し、より適切なリソース計画とERPシステム連携をサポートします。
  • 生産モニタリングと制御: MESは、機械の状態、サイクルタイム、および進捗状況をリアルタイムで追跡します。アラートは、チームが遅延やダウンタイムに迅速に対応し、生産プロセスを順調に進めるのに役立ちます。
  • トレーサビリティと系統:MESは、ロット番号、シリアルデータ、コンポーネント履歴とともに各部品の工程を記録し、コンプライアンスとリコールの準備のために完全な監査証跡を作成します。
  • 品質管理: MESは、すべてのステップで製品が基準を満たしていることを確認するためのチェックを実行します。検査結果を記録し、欠陥が先に進むのを防ぐために問題を特定します。
  • 在庫管理と資材管理: MESは、原材料、仕掛品、完成品をリアルタイムで監視します。適切な部品が準備できているかを二重にチェックし、在庫管理の実践を強化します。
  • メンテナンス、労働力、および分析:MESは、機械の使用状況とオペレーターのパフォーマンスを追跡して、予知保全をサポートし、労働効率を向上させ、より良いプロセスに関する洞察を提供します。

MESへのコンピュータビジョンとAIの導入

MES製造ソフトウェアは生産データを追跡できますが、カメラからの視覚入力を分析しません。機器の摩耗や組み立てミスなどの重要な詳細は見過ごされる可能性があります。コンピュータビジョンは介入して、かつては完全に手動またはセンサーベースであったタスクの製造自動化を可能にするインサイトのレイヤーを追加できます。

製造業における画像分析は、Vision AIモデルによって推進されています。Ultralytics YOLO11のようなコンピュータビジョンモデルは、ビデオフレーム全体のオブジェクトを検出、追跡、分類できます。 

例えば、YOLO11は、欠陥を特定することでリアルタイムの品質チェックを可能にし、制限区域内の作業員を検出することで安全監視を支援できます。

YOLO11がサポートする、生産プロセスを効率化できるコンピュータビジョンタスクについて詳しく見ていきましょう。

  • 物体検出 このタスクは、MESが生産中にコンポーネントまたはツールを検出し、それらが正しい場所にあることを確認し、組み立てエラーを防ぐのに役立ちます。
  • 画像分類: アイテムを合格または不合格として分類したり、製品タイプ別に分類したりするために使用でき、MESがソートを自動化し、リアルタイムで品質管理の意思決定を行うことを可能にします。
  • 姿勢推定: 姿勢推定を使用して人間または機械の姿勢を分析することで、安全性と人間工学の基準をサポートし、MESは逸脱を記録して潜在的なリスクにフラグを立てることができます。
  • インスタンスセグメンテーション: アイテムが重複したり、密にグループ化されたりしている場合でも、このタスクはそれらを検出してセグメント化できます。これにより、MESは各パーツをより正確に追跡し、在庫管理を改善できます。
図2. YOLO11を使用して、倉庫内の作業員を検出する例。(出典

クラウドMESによる製造現場のデジタル化

手動によるデータ入力、コミュニケーション不足、遅い生産プロセスなどの日常的な課題に取り組むために、多くの製造業者はクラウドベースの製造実行システム(MES)に目を向けています。これらのシステムは、機械、人、データを1つのプラットフォームにまとめ、チームがより効率的に作業し、連携を維持できるようにします。

クラウドベースのMESを使用すると、在庫管理、品質管理、注文の更新などのタスクがリアルタイムで実行され、どのデバイスからでもアクセスできます。これにより、遅延が減少し、エラーが削減され、全体的な運用管理が容易になります。

図3. クラウドベースの製造実行システムの一例。(出典

クラウドベースのMESシステムのもう1つの重要な利点は、自動部品検査やオペレーターの活動監視などのコンピュータビジョンソリューションで強化できることです。 

例えば、前述のように、Ultralytics YOLO11を使用して、コンポーネント、ツール、または完成品などのオブジェクトが工場内を移動する際に追跡できます。このようなソリューションからの洞察は、ワークフローの非効率性を特定し、アイテムの置き忘れを防ぎ、リアルタイムの意思決定をサポートするために使用できます。

MES:統合とスマートファクトリーのトレンド

コンピュータビジョンとクラウドベースのシステムに加えて、MESテクノロジーは一般的にスマートになり、接続性が向上しており、リソース計画ERPシステム、クラウドツール、およびモノのインターネット(IoT)デバイスと緊密に統合されています。この変化は応答性を直接的に向上させ、製造業者はより迅速なデータ駆動型の意思決定を行うことができます。

例えば、主なトレンドの1つは、エッジコンピューティングの使用です。データをクラウドに送信する代わりに、MESはショップフロアでローカルにデータを処理できるようになりました。これにより、リアルタイムデータの収集と処理が可能になり、オペレーションの可視性が向上します。

着実に成長しているもう1つの分野は、デジタルツインの利用です。これらは、機械またはシステム全体をシミュレートする仮想モデルです。これらを使用すると、問題を早期に特定し、現実世界の設定で発生する前に改善点をテストできます。

図4. スマートファクトリーのセットアップで連携するMESのレイヤー。(出典

主なポイント

MESテクノロジーは、今日の工場にとって不可欠な要素になりつつあります。コンピュータビジョンモデルなどの最近のイノベーションのサポートにより、MESソフトウェアを使用して、工場現場を監視し、問題を早期に発見し、生産をスムーズに実行し続けることができます。MESシステムが進化し続けるにつれて、メーカーが品質を維持し、よりスマートな日常的な意思決定を行う上で、さらに大きな役割を果たすようになるでしょう。

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