工場の無人化（Lights-Out Manufacturing）の学術研究総覧

概要 (Overview)

工場の無人化（いわゆるライトアウト・マニュファクチャリングまたはダークファクトリー）は、人間の手を介さず工場が自律的に稼働する究極の自動化形態ですlinkedin.compublica.fraunhofer.de。近年のデジタル化・AI・ロボット技術の進展により、無人化工場は産業界で現実味を帯びつつあり、新型コロナウイルス下での人手不足への対応策としても注目されましたus.dmgmori.com。無人化工場は生産コスト削減・効率向上・品質安定・安全性向上など多くの利点をもたらす一方、完全な実現には高額な初期投資・技術の信頼性・メンテナンス人員・適用範囲の制約といった課題も残りますpure.bit.edu.cnpure.bit.edu.cn。本レポートでは、無人化工場を構成する主要技術と直近5年間（2020年以降）の研究動向、実応用事例、ソフトウェア面の研究を幅広く整理します。特にレビュー論文、個別技術の研究論文、実験検証を伴う応用研究に分類し、それぞれ代表的な研究の概要・発表年・研究機関・技術分野・論文リンクをまとめます。各論文の要約とともに、実際の事例（FANUCやDMG森精機、オムロンなど）の取り組みにも言及し、無人化工場の現状と展望を包括的に考察します。

無人化工場を実現する主要技術

無人化工場を支えるキーテクノロジーには、ハード面・ソフト面の両方が含まれます。Lux Research社の調査レポート（2021年）によれば、無人化工場を達成するには「材料搬送や設備清掃、検査などの物理プロセスを自動化するロボット技術」と「生産計画立案や制御など論理プロセスを自動化するソフトウェア」の両方が不可欠とされていますmjp.acrofan.com。以下に主要技術を挙げます。

  • 自律搬送（AGV/AMRなど）: 原材料や部品の搬送には自動搬送車（AGV）や自律走行ロボット（AMR）が活用されます。無人搬送システムは工場内物流を無人化し、必要な物を必要な場所へタイムリーに配送しますus.dmgmori.com。近年はセンサーとAIで安全性・柔軟性が向上し、人手によるフォークリフト等を代替しています。

  • 産業ロボットとロボット制御: 作業セル内の加工・組立・移載は産業用ロボットが担います。高度なセンサーやマシンビジョンを備えAIによる判断で人間並みの器用さと適応性を発揮するロボットが登場し、複雑な作業も自動化可能になりましたlinkedin.com。特に協調ロボット（コボット）や多関節ロボットが24時間連続稼働する体制を支えています。FANUCではロボットがロボットを組み立てる無人工場を実現し、24時間で約50台のロボットを生産、最大30日間連続無人運転を達成していますlinkedin.com。

  • インライン品質検査: 人手検査を置き換えるため、機械ビジョン（画像処理）や各種センサーによる自動検品システムが必須です。近年は高速・高解像度カメラとAI画像認識により、製品がライン上にランダムな位置でも欠陥検出が可能になっていますindustrial.omron.eu。例えば3Dビジョン技術の進展で、コンベア上を流れる不定位置の部品もロボットがピッキングできるようになり、複雑な検査や組付け工程の無人化が進展していますindustrial.omron.eu。さらに、インライン計測や自動寸法検証もロボットに組み込まれ、製造中に品質確認を行うことで、人による抜き取り検査を減らしていますdigitalcommons.georgiasouthern.edu。

  • 設備の自律化と制御: 機械加工機や組立設備自体の自動化・自律化も重要です。スマートマシン（CNC工作機械など）は加工プログラムの自動生成や工具交換の自動化、異常時のセルフリカバリー機能を備えつつありますus.dmgmori.com。また各設備がネットワークで繋がり、中央のコントローラが複数設備を統合制御することで、人間のオペレーター無しでもライン全体の調整が可能になります。DMG森精機は5軸マシニングセンタ等の高度な自動機と搬送・ストレージを組み合わせ、「ひとつの機械で加工から計測まで完結する完全自動加工セル」構築を提唱していますus.dmgmori.com。同社のシステムでは機械群とロボット、ストッカーを接続し、自動段取り・工具交換・加工・検査が夜間無人で行えるよう統合されています。

  • デジタルツインとシミュレーション: デジタルツイン技術は、工場や生産ラインの仮想モデルを用いてシミュレーション・最適化・予知保全を可能にするものです。無人化工場では人間が現場で対処できない分、事前検証と遠隔監視が重要となり、デジタルツインが威力を発揮しますlinkedin.com。仮想空間で生産設備の挙動を再現し、プロセス改善やトラブル予測を行うことで、止まらない工場運営を実現します。例えばFraunhofer IPTの研究では、多次元のデジタルツインを活用したダークファクトリー成熟度モデルが提案され、サイバーフィジカルシステムとデジタルツインの高度な統合が無人化への重要段階と位置付けられていますpublica.fraunhofer.depublica.fraunhofer.de。将来的なセンサー技術の進歩やデジタルツインの高度化が無人化工場のさらなる発展を牽引すると期待されていますpure.bit.edu.cn。

  • 人工知能（AI）とIoT: 工場内の膨大なデータをリアルタイム分析し判断を下すためにAIが活用されています。機械学習アルゴリズムが稼働状況から最適パラメータを継続的に学習・調整し、異常を検知してメンテナンスを予測しますlinkedin.comlinkedin.com。またIoTセンサーによる設備・環境データ収集とエッジコンピューティング/5Gによる低遅延通信により、自律制御システムが工場の全域をカバーしますlinkedin.com。これらにより、人間の代わりにAIが工場の「頭脳」として機能し、24時間体制の判断・指揮を執ることが可能になります。

以上のように、ロボットやAGVといったフィジカル面の自動化技術と、AI・IoT・デジタルツインなどデジタル面の技術が融合することで、初めて真の無人化工場が実現しますmjp.acrofan.com。さらに、ソフトウェアとハードウェアを繋ぐシステム統合基盤が不可欠であり、次節で解説するように、近年はERPやMESとの連携による生産計画の自動化も研究されています。

システム統合と生産計画のソフトウェア研究

無人化工場では、生産スケジューリングや設備統合制御などのソフトウェア面も極めて重要です。工場全体を統括する**MES（製造実行システム）やERP（基幹業務システム）**が自律的に稼働し、人手に頼らず計画立案・進捗管理・供給管理を行う必要があります。近年の研究では、AIを既存の生産管理ソフトに組み込み、需要変動への対応や効率的な資源配分を自動化する試みがなされていますmdpi.com。

  • AIとERPの統合: Islamら（2025年, 米国)は、AIを組み込んだERPシステムが無人化工場で果たす役割について概念フレームワークを提案していますmdpi.com。この研究では、従来のERPでは対応しきれない自律制御やサプライチェーンの柔軟性を実現するため、TOEフレームワーク（技術・組織・環境要因）、TAMモデル（技術受容）、IS成功モデルを組み合わせた統合モデルを構築しましたmdpi.com。これにより、AIによる予知保全・需要予測・在庫最適化といった機能をERPに付加し、持続可能な無人化サプライチェーンを支援する理論基盤を示しています。(発表: Sustainability誌 2025年, 国際アメリカ大学ほか) – DOI: mdpi.com

  • セル生産管理とMES連携: DMG森精機は自社ソリューションとして**「CELL CONTROLLER LPS 4」を開発し、工作機械のセル生産を上位の生産計画システムと連携させる取り組みを行っていますus.dmgmori.com。このシステムは工場の各製造セルやラインの稼働状況を集中管理し、自動で最適なジョブ配列や搬送指示を実行します。また、上位のAPS（先行生産スケジューラ）やMES、ERPともAPI連携し、生産計画の変更が即座に自動設備に反映される仕組みですus.dmgmori.com。このような垂直統合**により、受注から製造まで一貫した無人運転を可能にするソフトウェア基盤が整えられています。(参考: DMG森精機 技術記事 2023年)

  • 生産スケジューリングAI: 製造業では近年、AIを用いた自動スケジューリングの研究も活発です。例えば需要予測に基づきリアルタイムで生産計画を更新するAIや、機械学習でラインのボトルネックを予測し段取り替えを最適化するシステムなどが試みられていますmjp.acrofan.com。これらは必ずしも「無人化工場専用」の研究ではありませんが、人を介さない計画最適化という点で無人化を支える重要技術です。また、リモート監視・遠隔操作技術（AR/VRを用いた遠隔対応など）も、現場に人がいなくても生産を継続するためのソフトウェア面の研究領域と言えます。

システム統合やソフトウェア面の研究は、無人化工場における頭脳と神経網を作る試みです。上述のようなAI統合型ERPの概念研究mdpi.comや、産業界のMES連携ソリューションus.dmgmori.comは、生産管理の自律化という共通のゴールに向かっています。さらに近年は、製造業向けAI-強化型意思決定システム（需要変動に応じ自律的に生産計画を再構成するなど）や、サイバーセキュリティ（無人化に伴うリスク管理）の研究も重要視されています。無人化工場をソフト面から支える研究分野は広範囲に及んでおり、ハード技術と歩調を合わせて進化しています。

実際の応用事例に基づく研究と企業の取り組み

無人化工場のコンセプトは実際にいくつかの企業で試みられており、それらを題材にした研究・報告も存在します。ここではFANUC、DMG森精機、オムロン等の企業の事例と、それに関連する研究的知見を紹介します。

  • FANUC（ファナック） – ロボットによるロボット生産の先駆例: 日本のロボットメーカーであるFANUCは、自社のロボット工場を完全無人化する取り組みを2001年頃から進め、業界の象徴的ケースとなっていますlinkedin.com。山梨県忍野村の工場では、ロボットが24時間稼働してロボットを組み立てる生産ラインを実現し、約月30日間にわたり人手なしで連続稼働できると言われますlinkedin.com。この成功要因として、製品設計の標準化（自動組立しやすい設計）、設備故障を予見する予知保全システム（Zero Down Time, ZDT）の導入、モジュール化された生産ライン設計、品質検査の全自動化、そしてエンジニアが遠隔監視できるシステムを整備したことが挙げられますlinkedin.com。FANUCの事例は「Lights-Out Manufacturing」の実現可能性を示す証拠となり、多くの研究や記事で引用されています。例えばLinkedIn上の分析記事では、「FANUCは世界で最も成功した長期稼働の無人工場の一つ」であり、その経済効果としてコスト大幅削減と品質の一貫性向上、生産能力増強を達成したと評価されていますlinkedin.com。このように企業事例自体が貴重なケーススタディとなり、学術的にも無人化工場のベストプラクティスとして参照されています。(参考: FANUC事例の分析linkedin.comlinkedin.com)

  • DMG森精機 – 工作機械メーカーによる包括的自動化ソリューション: DMG森精機（日本）は、機械加工分野での無人化生産を実現するための統合ソリューションを展開しています。同社は「ワンストップの完全自動化」を掲げ、5軸加工機＋ロボット＋ストレージ＋ソフトウェアを組み合わせた無人加工システムを提供していますus.dmgmori.com。特に注目すべきはセルコントローラLPS4で、これは工場内の複数自動化セルを一括管理し、上位の生産スケジューラやERPと接続することで、受注から加工・検査・出荷までの流れを自動で同期させますus.dmgmori.com。DMG森精機の取り組みは経済性と環境負荷低減の両立（同社はDXとGXの融合と表現）を目指したもので、実際に57種類もの自動化ソリューション（ロボットシステムやパレットプール等）をラインナップし、様々な生産規模・ワークサイズに対応していますus.dmgmori.com。同社ブログ（2023年）では、新型コロナや技能人材不足を背景に「ライトアウトファクトリーのビジョンが現実に近づいている」と述べ、日中有人＋夜間無人運転による稼働率最大化を提案していますus.dmgmori.comus.dmgmori.com。学術論文そのものではありませんが、DMG森精機の事例は産業界の最先端実践として多くの技術者・研究者に共有されており、無人化工場実現の具体像を示すケースとなっています。

  • オムロン – 高度自動化における人間との協調視点: オムロン（日本）はFA機器メーカーとして、自律移動ロボット（AMR）や協働ロボット、センサー技術を駆使し、段階的な自動化ソリューションを提供しています。オムロン欧州のブログ記事（2022年）では、「完全なライトアウト工場は多くのメーカーにとって未だ遠い未来だが、段階的な自動化で人間の役割を再定義することが重要」と述べられていますindustrial.omron.euindustrial.omron.eu。同記事は、特に製品バリエーションが多く複雑な工程では人間の創意工夫や即応力が不可欠であり、現実的には人と自動化の協調が鍵になると指摘しますindustrial.omron.euindustrial.omron.eu。オムロン自身も、協働ロボットとモバイルロボットを組み合わせたモバイルマニピュレータ「MoMa」を開発し、人間が行っていた柔軟な組立・搬送作業を自動化する挑戦をしていますindustrial.omron.eu。これは移動台車＋ロボットアーム＋ビジョンを統合したシステムで、工場内の異なる作業場所間を移動しつつ、精密な組立作業を行えるものですindustrial.omron.euindustrial.omron.eu。オムロンの視点は、「どこまでをロボットに任せ、どこを人間が担うか」という境界設定を重視したもので、完全無人化が難しい領域を見極め、人間の能力を最大限活かすというアプローチです。このような人間中心の無人化工場論は、学術的にも「人間の役割再考」のテーマとして取り上げられており、たとえば**Gongら（2022年）**は高柔軟生産では人間の創造性が依然不可欠で、「一般的な認識とは異なり、将来的にも完全なダークファクトリーにはならない」と結論づけていますpublica.fraunhofer.de。オムロンの取り組みとこうした研究は、人間と自律システムの共存という観点で一致しており、無人化技術の現実的な適用範囲を示唆しています。

  • その他の事例: 上記以外にも、海外ではフィリップス社がオランダのシェーバー工場で128台のロボットと僅か9人のスタッフ（品質確認要員のみ）で運営するライトアウト生産ラインを構築した例linkedin.comや、中国のFoxconnが深セン工場で大規模自動化に挑戦した例（結果的に完全無人化には至らず部分自動化にとどまる）が知られていますindustrial.omron.eu。また、業種では半導体工場（クリーンルームの無人搬送）、製薬工場（汚染防止のための無人化）、自動車部品工場（夜間の無人機械加工ライン）などで無人運転の事例が散見されますassemblymag.comassemblymag.com。これら実応用の知見は学会や専門誌でケーススタディとして報告されることもあり、無人化の効果や課題（例えば、投資回収年数やトラブル発生時の対応策）について実データに基づく議論が行われています。総じて、実際の応用事例に基づく研究は「どの工程は完全自動化でき、どの工程は人手が必要か」「自動化による経済効果とリスクは何か」を明らかにするのに役立っており、無人化工場の現実解を模索する上で重要な役割を果たしています。

直近5年間（2020年以降）の研究動向

2020年以降、無人化工場に関する研究・開発はますます活発化しています。その動向をいくつかの観点から整理します。

  • 総合レビューとロードマップの登場: 従来、完全無人化工場にフォーカスした包括的文献は少なく、関連技術が散在していましたが、近年ようやく体系化が進みましたpure.bit.edu.cn。例えばWangら（2024年）は無人化工場の全体アーキテクチャを提示し、関係する主要技術と社会的インパクトを総括したレビュー論文を発表しましたpure.bit.edu.cn。この中で、無人化工場モデルの利点（コスト削減・品質向上等）と残る課題（高コスト・信頼性・人材要件等）を整理し、将来展望としてセンサー技術の高度化やデジタルツイン技術の進展が鍵になると述べていますpure.bit.edu.cn。また、Fraunhofer研究所（ドイツ）のグループは2023年前後にダークファクトリー実現への成熟度モデルと技術ロードマップを提案しpublica.fraunhofer.depublica.fraunhofer.de、自律ロボット化の段階やデータ分析活用の段階を示すことで企業が自社の自動化度合いを評価できるフレームを提供しています。さらにLux Researchのレポート(2021)も技術動向と障壁の分析を行い、完全無人化には長い時間軸が必要だが一部領域では2020年代後半に達成可能と予測していますmjp.acrofan.com。このように包括的レビューやロードマップの刊行が相次いだことは、無人化工場研究がひとつの独立分野として認識され始めた兆候と言えます。

  • パンデミックによる加速: 新型コロナウイルスの流行は製造現場から人を排しリモート化する動機を高め、無人化への関心を押し上げましたus.dmgmori.com。2020年以降、多くの企業が生産を止めないための対策として自動化投資を加速し、結果として自動搬送ロボットや遠隔監視システムの導入事例が増加しました。研究面でも、パンデミック下でのLights-Out運用の有効性や、人的リスク低減の観点から無人化を評価する論考が登場しています。例えば米国では「労働力の将来像とLights-Out製造の役割」に関する調査fanucamerica.comが行われ、危機対応力の観点で無人化工場が再評価されました。総じて、パンデミックは無人化技術採用の社会的実験の場ともなり、この時期のデータが今後の経済評価研究などにも活かされるでしょう。

  • 技術統合とクロスオーバー研究: 近年は単一技術ではなく、複数技術の統合に関する研究が増えています。例えば前述の3Dプリンタとロボットの統合では、Kantarosら（2025年）が文献レビューと事例分析を通じて、3Dプリント工程をロボットやセンサーで自動化し連続無人稼働させる可能性を議論しましたresearchgate.net。この研究では、オンデマンド生産におけるライトアウト化でカスタマイゼーションと効率を両立し得る一方、品質管理やスケーラビリティの課題も指摘していますouci.dntb.gov.uaouci.dntb.gov.ua。またハイブリッド加工（積層造形+切削）を無人セルで行う試みや、協働ロボットを用いた柔軟生産の自動化など、異なる要素技術の組合せ研究が盛んです。さらに、AI×IoT×ロボットのようなIndustry 4.0を支える技術群を総動員した実証実験（例えばスマート工場実験ラインでのフル自動運転テスト）も各国で報告されています。これらは無人化工場実現に向けた要素技術間のシナジーを探る研究と言え、単なるロボット工学や情報工学の枠を超えた学際的取り組みとなっています。

  • 人間中心設計への再注目: 無人化を追求する中でも、「人を完全に排除すべきか」「人と機械の最適な協働点はどこか」という問いは重要です。2020年以降、このテーマでの研究も増えています。たとえば前述のGongら（2022年）の研究publica.fraunhofer.deでは、多品種少量生産では完全無人化は非現実的であり、人間の判断力や創造力を活かしたフレキシブル自動化が望ましいと結論付けています。同様に、労働科学や経営学の分野でも、無人化が労働者にもたらす影響や、新たに求められるスキル（遠隔監視やデータ分析スキルなど）の研究が進んでいます。無人化工場が現実味を帯びるにつれ、「人間の役割の再定義」が避けて通れない課題となっており、技術だけでなく組織論・教育訓練の視点からの研究も広がっていますresearchgate.netresearchgate.net。

  • 特許動向: 学術論文だけでなく特許の動向からもトレンドが見て取れます。日本の経産省の調査（2020年）では、「無人化工場」に関連する論文発表はまだ多くないものの、特許出願は相対的に高い割合を占めると指摘されていますmeti.go.jp。これは企業が無人化技術を戦略的資産とみなしていることを示唆します。2019年以降、北米・アジアを中心に無人搬送や自動制御に関するスタートアップ企業への投資も急増しておりmjp.acrofan.commjp.acrofan.com、技術開発の最先端は必ずしも論文という形で公開されていないケースも多いようです。そのため最新動向を把握するには産業レポートや特許情報も重要であり、学術界と産業界の双方から情報を収集することが必要です。

論文の分類と代表的研究一覧

最後に、2020年以降の関連論文を**(1)レビュー論文**, (2)個別技術の研究論文, **(3)応用研究（実証付き）**の3カテゴリに分け、代表例をまとめます。各論文について発表年、著者所属（研究機関）、技術テーマ、簡潔な要約、入手可能なリンクを記載します。

レビュー論文（総説・展望）

  • Wangら (2024) 「Lights-out factories: Review and prospect」 – 2024年, 中国 南京理工大学pure.bit.edu.cnpure.bit.edu.cn。無人化工場に関する初の包括的英語レビューで、ライトアウトファクトリーのアーキテクチャ図を提示し、関連技術（プロセス制御システム、センサ、産業用ロボット等）と社会的インパクトを整理。pure.bit.edu.cn 無人化工場モデルの利点（コスト削減・品質向上・安全性など）と課題（高コスト・信頼性・適用制限など）を分析し、将来展望としてセンサーやデジタルツインの発展が鍵になると論じていますpure.bit.edu.cn。(掲載予定: Proc. IMechE Part B: J. Eng. Manufacture, 2024年) – DOI: 10.1177/09544054241305826

  • Md S. Islamら (2025) 「A Conceptual Framework for Sustainable AI-ERP Integration in Dark Factories」 – 2025年, 米国 Westcliff Universityほかmdpi.commdpi.com。無人化工場（ダークファクトリー）に向けたAIとERP統合の概念フレームワークを提案したオープンアクセス論文。mdpi.com 文献レビューによりAI-導入の課題（統一的導入枠組みの欠如、AI固有課題への注目不足、導入後評価指標の不足）を特定し、TOE・TAM・IS成功モデルを統合した枠組みを構築していますmdpi.com。同枠組みではAIの自律性、人機協調、運用アジリティ、サステナビリティなど産業固有の要因を組み込み、資源効率化・予知保全・SCM強靱化・循環経済対応といった無人化工場のメリットを最大化する戦略を論じています。mdpi.com 理論研究ですが持続可能な無人化運用の指針として有用です。(掲載: Sustainability, Vol.17, No.20, 2025年) – DOI: 10.3390/su17209234

  • Osterriederら (2020) 「The smart factory as a key construct of Industry 4.0: A systematic literature review」 – 2020年, スイス セントガレン大学publica.fraunhofer.de。Industry 4.0の文脈でスマート工場に関する文献を系統的レビュー。無人化工場そのものをテーマとしたものではありませんが、スマート工場（デジタル化・自動化工場）の定義や構成要素を整理しており、ライトアウトファクトリー実現の基盤知識となります。特に「完全自動化工場」がIndustry 4.0のキービジョンの一つであると位置付けmjp.acrofan.com、技術成熟度や導入課題について包括的に論じています。(掲載: Int. J. Production Economics, Vol.221, 2020年) – DOI: 10.1016/j.ijpe.2019.08.011

  • Oztemel & Gursev (2020) 「Literature review of Industry 4.0 and related technologies」 – 2020年, トルコ 他。Industry 4.0関連技術の包括レビュー論文で、IoT、ビッグデータ、AI、ロボット、クラウド等を横断的に調査していますpublica.fraunhofer.de。無人化工場を直接扱ってはいませんが、関連技術の網羅的な整理として参考になります（例：自律ロボットやサイバーフィジカルシステムの動向など）。(掲載: Journal of Intelligent Manufacturing, Vol.31, 2020年) – DOI: 10.1007/s10845-018-1433-8

代表的な個別技術の研究論文

  • Gurau & Kent (2022) 「Robotic Manufacturing System for Unattended Machining and Inspection of Graphite Plates」 – 2022年, 米国 ジョージアサザン大学digitalcommons.georgiasouthern.edudigitalcommons.georgiasouthern.edu。単一ロボットで無人加工と検査を実現したシステムを開発・実証した研究。digitalcommons.georgiasouthern.edu 従来はロボットはCNC機の段取り替えに使われることが多い中、本研究ではロボットアーム自体が工作機の役割も担い、グラファイト製品の両面加工・工具交換・ハンドリング・切粉除去・反転・エアブロー清掃・機上ビジョン検査まで一括で行いましたdigitalcommons.georgiasouthern.edu。加工経路はオフラインソフトで生成し、加工後はロボット搭載カメラで寸法検査を実施。CNC工作機を排したことで設備コストを削減し、粉塵管理も容易になる利点を示していますdigitalcommons.georgiasouthern.edu。実験では燃料電池用部材の製造を無人で成功させ、DOE（米国エネルギー省）の求める先進製造技術の一環として成果を報告しています。(掲載: Manufacturing Letters, Vol.33, pp.56-65, 2022年) – DOI: 10.1016/j.mfglet.2022.07.015

  • Kantarosら (2025) 「The Role of 3D Printing in Advancing Automated Manufacturing Systems: Opportunities and Challenges」 – 2025年, ギリシャ 西アティカ大学researchgate.net。3Dプリンタと自動化の融合に関する最新研究で、文献レビューとケーススタディから得られた知見を報告。ouci.dntb.gov.ua 3Dプリント技術の自動製造ラインへの統合は、カスタム生産やオンデマンド生産において有望であり、ロボットシステムやセンサモニタリング、AI制御と組み合わせることで**連続無人稼働（ライトアウト生産）**が可能になると述べていますresearchgate.net。一方で品質管理（ばらつきの監視）やスケーラビリティ、人材スキル変革など課題も大きいと指摘し、ハイブリッド加工（積層+切削）や標準化フレームワークの必要性も提言していますouci.dntb.gov.uaouci.dntb.gov.ua。本研究は製造ラインへのAM（Additive Manufacturing）適用という観点で、無人化工場への新たな道を示すものです。(掲載: Automation (MDPI), Vol.6, No.2, Article 21, 2025年) – DOI: 10.3390/automation6020021

  • Wichterら (2023) 「Towards a Dark Factory – Leveraging Multidimensional Twins in a Manufacturing Metaverse」 – 2023年, ドイツ フラウンホーファIPA/アーヘン工科大学publica.fraunhofer.depublica.fraunhofer.de。製造メタバースとデジタルツインによるダークファクトリー（無人化工場）実現を検討した研究。幅広い文献調査に基づき、工場自動化度を評価する6次元の成熟度モデルと、技術の将来展望を時系列で示すロードマップを提案していますpublica.fraunhofer.depublica.fraunhofer.de。成熟度モデルでは、サイバーフィジカル統合、データ分析高度化、ロボット自律性など各次元について段階（Stage0～Stage3/4）を定義し、Stage4で人間不要の自己組織化工場に至ると説明されていますpublica.fraunhofer.depublica.fraunhofer.de。ロードマップでは必要技術を技術成熟度に応じて配置し、企業が自社の自動化戦略を策定する指針としています。無人化への体系的アプローチを示した点で学術的貢献が大きいです。(発表: 国際会議論文/Fraunhofer公開報告, 2023年) – PDF: 「Towards a Dark Factory…」フラウンホーファIPA 公開資料publica.fraunhofer.de

応用研究・実証（ケーススタディ）

  • FANUCの無人ロボット工場 (事例分析) – FANUC自社工場, 山梨, 2001年～linkedin.comlinkedin.com。FANUCの長期無人運転事例は多くの文献で参照されるケーススタディです。たとえばLinkedInの分析記事では、「FANUCは2001年以来ライトアウトファクトリーを運営し、ロボットがロボットを組み立てている」と紹介され、1日50台ペースで生産し最長30日間無人運転可能とされていますlinkedin.com。成功要因として、製品設計の自動組立適合性、予知保全によるダウンタイム削減、モジュラー生産システム、品質管理の全数自動化、遠隔監視体制などが挙げられていますlinkedin.com。この事例は完全無人化によるコスト削減効果（人件費削減と稼働率向上）や品質一貫性を実証したものとして評価され、学術的にも「ライトアウト製造の可能性」を示す実証データとして引用されています。

  • Philips社のシェーバー工場 (実用化例) – Philips Drachten工場, オランダlinkedin.com。オランダのPhilips社は電気シェーバー製造において大規模な無人化を達成したことで知られます。同社工場では128台のロボットが組立・検査を行い、ライン上の人間作業者はわずか9名（主に品質保証要員）のみという体制を敷いていますlinkedin.com。この工場では製品設計段階から自動組立を前提とし、モジュラー設計によりロボット導入を容易にしています。また、ライン自体の柔軟性も確保され、多品種に対応可能とのことです。Philipsの例は消費財分野（高量生産・低コスト志向）でのライトアウト実現例として注目され、大量生産品でも無人化が可能であることを示しました。この成功は学術界でもケーススタディとして取り上げられ、欧州でのスマートファクトリー推進の好例とされています。

  • Foxconnの自動化ライン (試行例) – Foxconn深セン工場, 中国, 2010年代industrial.omron.eu。電子機器受託生産のFoxconnは2010年代前半に大規模な製造自動化を打ち出しました。深センの工場では一時「ロボットでiPhoneを組み立てる」計画が報じられ、人員削減と品質向上を目指しました。しかし完全無人化には至らず、一部の単純繰返し工程をロボットに置換するにとどまったと言われますindustrial.omron.eu。このケースからは、製品や工程によって無人化の適用限界があることが示唆されました。高度に精密な組立や頻繁な設計変更がある製品では、人間の器用さや判断力が不可欠であり、Foxconnは「Lights-Out化の難しさ」を体験した形です。ただしこの経験から、同社は作業員と協働ロボットの併用など半自動化戦略にシフトしており、一斉に完全無人化するのではなく漸進的に自動化率を高めるアプローチが現実解とされました。この教訓は学界でも、「単純に人を排除するのではなく適材適所で自動化すること」「柔軟性と自動化のトレードオフ」が議論される材料となりました。

  • 産官共同の実証ライン: 日本では、NEDO主導のプロジェクトでデジタルツインを用いた無人化ラインのシナリオ検証が行われたりfa-products.jp、自動車部品工場で夜間無人運転の実証試験が行われたりしています。例えばある加工ラインでは、日中に人と協働ロボットで生産し、夜間はロボット単独で稼働するハイブリッド運用を試み、労務コストを削減しつつ生産性10%以上向上を確認した事例があります（NEDO, 2021）nedo.go.jp。また、広島大学の調査では中国地方の中堅製造企業の約5割が検査工程を自動化済みで、7割が今後さらなる自動化意向を示すなどbsys.hiroshima-u.ac.jp、部分的無人化が広がっている実態が報告されました。これら実証はすべてが完全無人化ではないものの、段階的無人化の実効性をデータで示すものとして貴重です。学術的にも、各工程の無人化度合いと成果を測定した論文が増えており、無人化投資のROI分析や、生産計画とのマッチング評価などが行われています。

以上、無人化工場（ライトアウトマニュファクチャリング）に関する技術と研究動向、論文レビューを包括的にまとめました。完全無人の工場は依然チャレンジングな目標ですが、ここ5年程で研究の枠組みが整備され、実例も蓄積されてきました。ロボット・AI・デジタルツインといった技術の深化に伴い、無人化への道筋は着実に拓かれつつあります。一方で、人間の役割や経済性の検討も並行して進めることで、実現可能で持続可能な「未来の工場像」を描くことが重要です。今後も英語・日本語双方の最新論文や産業動向をフォローし、無人化工場の実現に向けた知見をアップデートしていく必要があるでしょう。

参考文献・情報源: 本調査で参照した主な論文・資料の出典一覧を以下に示します（各【番号】は本文中の該当箇所を示す）。pure.bit.edu.cnpure.bit.edu.cnlinkedin.comlinkedin.comus.dmgmori.comus.dmgmori.comus.dmgmori.comindustrial.omron.euindustrial.omron.eudigitalcommons.georgiasouthern.edudigitalcommons.georgiasouthern.eduresearchgate.netmdpi.commdpi.compublica.fraunhofer.demjp.acrofan.commjp.acrofan.com