製造業

製造業は、設備、労働力、機械、工具、化学的または生物学的処理または配合を利用して商品を創造または生産することです。これは経済の第2部門の本質です。[ 1 ]この用語は、手工芸からハイテクまで、さまざまな人間の活動を指す場合がありますが、最も一般的には、第1部門の原材料が大規模に完成品に変換される工業デザインに適用されます。このような製品は、他のより複雑な製品（航空機、家電製品、家具、スポーツ用品、自動車など）の製造のために他の製造業者に販売される場合もあれば、第3次産業を介してエンドユーザーや消費者に配布される場合もあります（通常は卸売業者を介して小売業者に販売され、小売業者はそれを個々の顧客に販売します）。

NASA研究所におけるニューホライズンズ宇宙探査機の製造

製造工学は、製造プロセス、つまり原材料から最終製品に至るまでの工程を設計・最適化する工学分野です。製造プロセスは製品設計と材料仕様の決定から始まります。そして、これらの材料は製造工程を通じて改良され、最終的に目的の製品へと仕上げられます。

現代の製造業は、製品の部品の製造と統合に関わるすべての中間段階を包含します。半導体や鉄鋼メーカーなどの一部の業界では、製造（fabrication）という用語が代わりに使用されます。[ 2 ]

製造業はエンジニアリング業界や工業デザイン業界と密接に関係しています。

語源

現代英語のmanufactureは、おそらく中期フランス語のmanufacture（「製造の過程」）に由来しており、これは古典ラテン語のmanū（「手」）と中期フランス語のfacture（「作る」）に由来する。あるいは、英語のmanufactureは、より古い英語のmanufacture（「人の手で作られた」）とfraction（ 「製造」）から独立して形成された可能性もある。[ 3 ]英語におけるmanufactureの最も古い用法は、16世紀半ばに、手作業による製品の製造を指して記録されている。[ 4 ] [ 5 ]

歴史と発展

先史時代と古代史

イスラエル、ネゲブ地方の刃物を作るためのフリント石の芯、約4万年前
フランスの国立考古学博物館に展示されている青銅器時代後期の剣または短剣の刃。

人類の祖先は、ホモ・サピエンスが出現する約20万年前より、石やその他の道具を使って物を製造していました。[ 6 ]石器製作の最も初期の方法はオルドワン石器「産業」として知られ、少なくとも230万年前に遡ります。[ 7 ]道具使用の最も古い直接的な証拠は、250万年前まで遡るエチオピアの大地溝帯で発見されています。 [ 8 ]石器を製造するには、特定の剥離特性を持つ硬い石（フリントなど）の「芯」をハンマーストーンで叩きます。この剥離により鋭い刃が生まれ、主にチョッパーやスクレーパーの形で道具として使用できました。[ 9 ]これらの道具は、狩猟採集生活を送っていた初期人類が骨や木などの柔らかい素材から他の道具を作るのに大いに役立ちました。 [ 10 ]約30万年前の中期旧石器時代には、単一の石から複数の刃を素早く形成できる準備されたコア技術が導入されました。[ 9 ] 木、骨、または角のポンチを使用して石を非常に細かく成形する圧力剥離法は、約4万年前からの上部旧石器時代に開発されました。 [ 11 ] 新石器時代には、フリント、ヒスイ、ヒスイ輝石、グリーンストーンなどのさまざまな硬い岩石から研磨された石器が製造されました。研磨された斧は、発射体、ナイフ、スクレーパーなどの他の石器や、木、骨、角などの有機材料から作られた道具と一緒に使用されました。[ 12 ]

銅の製錬は、陶器窯の技術によって十分に高い温度が可能になったときに始まったと考えられています。[ 13 ]ヒ素などさまざまな元素の濃度は銅鉱床の深さとともに増加し、これらの鉱石を製錬すると、工具の製造に適するように十分に加工硬化できるヒ素青銅が生成されます。 [ 13 ]青銅は銅と錫の合金です。錫は世界的に見ても比較的少ない鉱床でしか見つからないため、純粋な錫青銅が広く普及するのを遅らせました。青銅器時代、青銅は強度や延性などの機械的特性と、複雑な形状の物を作るために鋳型で鋳造できることの両方により、工具を作る材料として石に比べて大幅に優れていました。青銅は、より優れた工具と青銅の釘によって造船技術を大幅に進歩させ、ドリルで穴をあけて編み込んだ紐で船体の板を取り付ける古い方法に取って代わりました。[ 14 ]鉄器時代は、青銅ではなく鉄と鋼を用いた武器や道具の広範な製造によって定義されるのが一般的である。[ 15 ]鉄の製錬は錫や銅の製錬よりも困難である。なぜなら、製錬された鉄は熱間加工を必要とし、特別に設計された炉でしか溶解できないからである。鉄の製錬が発見された場所と時期は不明である。これは、ニッケルを含む鉱石から抽出された金属と熱間加工された隕石鉄を区別することが困難であったためである。[ 16 ]

古代文明の発展期には、製造技術の進歩から多くの古代技術が生まれました。6つの古典的な単純機械のいくつかはメソポタミアで発明されました。[ 17 ]メソポタミア人は車輪の発明者とされています。車輪と車軸の機構は、紀元前5千年紀にメソポタミア（現在のイラク）で発明された陶工のろくろで初めて登場しました。 [ 18 ]パピルスから作られたエジプトの紙や陶器は大量生産され、地中海沿岸地域全体に輸出されました。古代エジプト人が使用した初期の建築技術では、主に粘土、砂、シルト、その他の鉱物からなるレンガが使用されていました。[ 19 ]

中世と近世

イギリス、ラディントンにあるラディントン・フレームワーク・ニッターズ博物館のストッキングフレーム

中世には、新たな発明、伝統的生産手段の管理方法の革新、そして経済成長が見られた。2世紀の中国の技術である製紙は、8世紀に中国の製紙業者の一団が捕らえられた際に中東にもたらされた。[ 20 ]製紙技術は、ウマイヤ朝によるヒスパニア征服によってヨーロッパに広まった。[ 21 ] 12世紀にはシチリアに製紙工場が設立された。ヨーロッパでは、紙を作るためのパルプの原料となる繊維は、亜麻や綿のぼろ布から得られていた。リン・タウンゼント・ホワイト・ジュニアは、糸紡ぎによってぼろ布の供給量が増え、それが紙の低価格化につながり、それが印刷技術の発展の要因になったと考えている。[ 22 ]大砲の鋳造により、 15世紀半ばにはフランスで高炉が広く使用されるようになった。中国では紀元前4世紀から高炉が使用されていた。[ 13 ] 1598年に発明されたストッキングフレームは、編み手の1分間の結び目の数を100から1000に増加させました。[ 23 ]

第一次産業革命と第二次産業革命

1835年のロバーツ織機の織物小屋の図

産業革命とは、 1760年から1830年代にかけてヨーロッパとアメリカ合衆国で起こった新しい製造プロセスへの移行のことである。 [ 24 ]この移行には、手作業による生産方法から機械への移行、新しい化学製造プロセスと製鉄プロセス、蒸気力と水力の利用増加、工作機械の開発、機械化された工場システムの台頭などが含まれる。産業革命はまた、前例のない人口増加率の上昇をもたらした。繊維産業は、雇用、生産額、投資資本の点で、産業革命の主要な産業であった。繊維産業はまた、近代的な生産方法を採用した最初の産業でもあった。[ 25 ] : 40 急速な工業化はイギリスで始まり、1780年代に機械化された紡績が始まり、[ 26 ] 1800年以降には蒸気力と鉄の生産が急速な成長を遂げました。機械化された繊維生産は19世紀初頭にイギリスからヨーロッパ大陸やアメリカ合衆国に広がり、ベルギーとアメリカ合衆国に繊維、鉄、石炭の重要な中心地が出現し、後にフランスでも繊維が出現しました。[ 25 ]

1830年代後半から1840年代前半にかけて経済不況が発生し、この間、紡績や織物の機械化など、産業革命初期の技術革新の導入が鈍化し、市場が成熟した。機関車、蒸気船、蒸気船の普及、熱風製鉄、電信などの新技術など、この時代後期に開発された技術革新は、1840年代と1850年代に広く導入されたものの、高い成長率を牽引するほどの力はなかった。1870年以降、第二次産業革命と呼ばれる一連の新たな技術革新によって、急速な経済成長が始まった。これらの技術革新には、新しい製鉄工程、大量生産、組立ライン、電力網システム、工作機械の大規模製造、蒸気動力工場におけるますます高度な機械の使用などが含まれていた。[ 25 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]

真空ポンプと材料研究の進歩により、白熱電球は1870年代後半に実用化され、一般家庭でも使用可能になりました。この発明は職場に大きな影響を与え、工場では2交代制、3交代制の労働者を雇用できるようになりました。[ 30 ]靴の生産は19世紀半ばに機械化されました。[ 31 ]ミシンや刈取り機などの農業機械の大量生産は19世紀半ばから後半にかけて行われました。[ 32 ]自転車の大量生産は1880年代に始まりました。[ 32 ]蒸気動力工場が普及しましたが、水力から蒸気への転換はアメリカよりもイギリスで早く行われました。[ 33 ]

現代の製造業

1944年、ニューヨーク州ウィートフィールドにあるベル・エアクラフト社の組立工場

工場の電化は、実用的な直流モーターと交流モーターの導入後、1890年代に徐々に始まりましたが、1900年から1930年の間に最も急速に進みました。これは、中央発電所を備えた電力会社の設立と、1914年から1917年にかけての電力料金の低下によって促進されました。[ 34 ]電気モーターにより、製造において柔軟性が高まり、ラインシャフトやベルトよりも保守が少なくて済みました。多くの工場で、電気モーターへの移行の増加に伴って、生産量が30％増加しました。電化は近代的な大量生産を可能にし、初期の大量生産の最大の影響は日用品の製造にあり、例えばボール・ブラザーズ・ガラス製造会社では、1900年頃に米国インディアナ州マンシーのメイソンジャー工場を電化しました。新しい自動化された工程では、ガラス吹き機を使用して、210人の職人のガラス吹き職人とヘルパーが置き換えられました。小型電動トラックは、以前は手押し車で一度に6ダースしか運べなかったボトルを、今では150ダースまで一度に扱えるようになりました。ガラス炉に投入する砂やその他の材料をシャベルで扱う作業は、電動ミキサーに置き換えられました。工場内で重い荷物を運ぶ作業は、 36人の日雇い労働者に代わり電動オーバーヘッドクレーンが採用されました。 [ 35 ]

大量生産は1910年代後半から1920年代にかけてヘンリー・フォードのフォード・モーター社によって普及した。[ 32 ]同社は当時よく知られていた連鎖生産方式あるいは連続生産方式に電気モーターを導入した。フォードはまた、エンジンブロックの片側にあるすべての穴を1回の操作で開けることができる多軸ドリルプレスや、1つの治具に保持された15個のエンジンブロックを同時に加工できる多頭フライス盤など、特殊な工作機械や治具を購入または設計・製作した。これらの工作機械はすべて生産フローの中に体系的に配置され、一部には重い物を加工位置に転がすための特別な台車を備えているものもあった。フォード・モデルTの生産には3万2000台の工作機械が使用された。[ 36 ]

リーン生産方式（ジャスト・イン・タイム生産方式とも呼ばれる）は、1930年代に日本で開発されました。これは、生産システム内の時間短縮、およびサプライヤーや顧客への対応時間の短縮を主な目的とした生産方式です。[ 37 ] [ 38 ]オーストラリアでは、1950年代にブリティッシュ・モーター・コーポレーション（オーストラリア）がシドニーのビクトリアパーク工場で導入し、後にトヨタへと伝わりました。[ 39 ]この技術は、1977年に2つの英語論文によって日本から欧米諸国に広まりました。1つは、トヨタ社内でこの方式の開発に尽力した大野耐一氏にちなんで、この方式を「大野システム」と呼びました。 [ 40 ]もう1つは、トヨタ関係者が国際誌に発表した論文で、より詳細な情報を提供しました。[ 41 ]これらの宣伝やその他の広報活動は、1980年代に導入が開始され、その後、米国をはじめとする各国の業界に急速に広がりました。[ 42 ]

世界クラスの製造業 という概念は、製造業における卓越性と関連している。[ 43 ]この用語は、作家リチャード・J・ショーンバーガーによって提唱されたが、[ 44 ]フリンらは、この用語は当初RHヘイズとスティーブン・C・ホイールライトによって使用され、[ 45 ]その後ショーンバーガーによって取り上げられたと指摘している。[ 46 ]

機械の移転と物流

多くの製造業では、生産には原材料のサプライチェーンだけでなく、大型産業機械の輸送と設置も必要です。プレス機、射出成形機、CNC工具などの重機は、工場の改修、施設の移転、廃止プロジェクトの際、しばしば移動が必要になります。これらのプロセスには、索具、傾斜積載輸送、フォークリフト、特大荷物の許可など、特殊な物流が伴います。北米では、Specialized Carriers & Rigging Association（SC&RA）などの業界団体が、重量物輸送と機械移動に関する安全基準とベストプラクティスを提供しています。機械移転計画に関する独立したガイドでは、段階的な移動、営業時間外の移転、バッファー在庫、機器移動中の生産継続性を維持するための詳細な現場評価など、ダウンタイムを最小限に抑える戦略が提供されています。[ 47 ]

製造戦略

製造戦略の「伝統的な」見方によれば、製造のパフォーマンスを評価するための5つの主要な側面は、コスト、品質、信頼性、柔軟性、革新性である。[ 48 ]

製造業のパフォーマンスに関して、 「製造戦略の父」と呼ばれるウィッカム・スキナー[ 49 ]は「フォーカス」という概念を提唱し[ 50 ]、企業は5つの側面すべてにおいて最高レベルのパフォーマンスを発揮することはできず、したがって1つまたは2つの競争上の優先事項を選択しなければならないという含意を持っていました。この見解は、製造業戦略における「トレードオフ」理論につながりました[ 51 ] 。同様に、エリザベス・ハースは1987年に、製造業における顧客への価値提供について、「より低い価格、より迅速なサービス対応、またはより高い品質」という観点から論じました。[ 52 ]「トレードオフ」理論はその後も議論され、疑問視されてきた。[ 51 ]コリン・ニューは1991年までにトレードオフのアプローチを放棄することが「やや流行」していたと指摘した。[ 53 ]一方、スキナーは1992年に、当時は「『製造戦略』の概念に対する熱意が高まっていた」と書き、学術論文、経営者向け講座、ケーススタディなどにおいて、関心が「爆発的に高まっていた」と指摘した。[ 54 ]

製造業ライターのテリー・ヒルは、製造業はマーケティングや財務などの機能に比べて「戦略的」ではないビジネス活動と見なされることが多く、製造業のマネージャーはビジネス戦略策定の議論に「遅れて」参加し、その結果、受動的な貢献しかしていないとコメントしている。[ 55 ] [ 56 ]

ケン・プラッツとマイク・グレゴリーは、製造戦略策定プロセスを支援することを目的とした製造監査スキームを考案しました。[ 57 ]これは、1998年に英国貿易産業省の支援を受けて出版された「競争的製造業：製造戦略策定への実践的アプローチ」で広く知られるようになりました。[ 58 ]

産業政策

製造業の経済学

バルセロナのCNT-FAI労働協同組合は木材と鉄鋼製品を生産しています

新興技術は、米国の製造業ベルト地帯に見られるように、先進製造業における雇用機会において新たな成長方法をもたらしています。製造業は、国家インフラと国防にとって重要な物質的支えとなっています。

一方、ほとんどの製造プロセスには、多大な社会的・環境的コストが伴う可能性があります。例えば、有害廃棄物の除去コストは、それを生み出す製品のメリットを上回る可能性があります。有害物質は労働者を健康リスクにさらす可能性があります。これらのコストは現在では広く認識されており、効率性の向上、廃棄物の削減、産業共生の活用、有害化学物質の排除などを通じて、これらのコストに対処するための取り組みが行われています。

製造業のマイナスコストは、法的にも対処可能です。先進国は、労働法と環境法によって製造活動を規制しています。世界中で、製造業者は製造活動の環境コストを相殺するために、規制や汚染税の対象となる場合があります。労働組合と職能組合は、労働者の権利と賃金の交渉において歴史的な役割を果たしてきました。先進国で利用可能な環境法と労働者保護は、第三世界では利用できない場合があります。不法行為法と製造物責任法は、製造業に追加コストを課します。これらは、過去数十年にわたって進行中の、製造業を基盤とする産業が「先進国」よりも生産コストが大幅に低い「発展途上国」経済に事業を移転するという、進行中のプロセスにおける重要なダイナミクスです。[ 59 ]

ファイナンス

財務的な観点から見ると、製造業の目標は主に生産単位あたりのコストメリットを達成することであり、これは最終顧客に対する市場価格の削減につながります。[ 60 ]この市場に対する相対的なコスト削減によって、製造企業は利益率を確保しています。[ 61 ]

安全性

製造業には特有の健康と安全に関する課題があり、国立労働安全衛生研究所（NIOSH）によって、労働安全衛生問題に関する介入戦略を特定し提供する国家職業研究アジェンダ（NORA）における優先産業部門として認められています。[ 62 ] [ 63 ] [ 64 ]

製造業と投資

ドイツと米国の製造業における設備利用率

世界の製造業と投資の動向と課題に関する調査と分析は、次のような点に焦点を当てています。

  • 製造業のレベルやより広範な産業経済成長において国家間で生じる大きな差異の性質と原因。
  • 競争力
  • 海外直接投資家にとっての魅力。

研究者たちは、一般的な概観に加えて、製造業の発展における特定の重要な側面に影響を与える特徴と要因を検証してきた。彼らは、西洋諸国と非西洋諸国の様々な国における生産と投資を比較し、重要な個別産業および市場経済セクターにおける成長と業績に関するケーススタディを提示してきた。[ 65 ] [ 66 ]

2009年6月26日、ゼネラル・エレクトリックのCEOジェフ・イメルトは、米国は一部の分野でアウトソーシングしすぎており、需要喚起のために金融セクターや消費者支出にもはや頼ることができないとして、米国は製造業を労働力の20％に増やすよう求めた。 [ 67 ]さらに、米国の製造業は米国経済の他の部分と比較すると好調である一方、他の高賃金諸国の製造業と比較すると業績が悪いことが調査で示されている。[ 68 ] 2000年から2007年の間に、米国の製造業の雇用の6分の1にあたる320万人が消滅した。[ 69 ]英国では、製造業団体EEFが英国経済のバランスをとって金融サービスへの依存を減らすよう求め、製造業の議題を積極的に推進してきた。

主要製造国

国連工業開発機関（UNIDO）によると、2023年には中国が世界で最も生産量の多い製造国となり、世界の製造業総生産量の28.7%を占め、次いでアメリカ合衆国、ドイツ、日本、インドとなっている。[ 70 ] [ 71 ]

UNIDOは、各国の製造業の競争力を測定する競争力産業パフォーマンス（CIP）指数も公表しています。CIP指数は、国の製造業総生産量に加え、ハイテク能力や世界経済への影響といった他の要素も考慮に入れています。2020年のCIP指数ではドイツがトップとなり、中国、韓国、米国、日本がそれに続きました。[ 72 ] [ 73 ]

2023年、米国の製造業は国内総生産の10.70%を占め、労働力の8.41%を雇用しました。製造業の生産額は総額2.5兆ドルに達しました。[ 74 ] [ 75 ]ドイツの製造業の生産額は2023年に8449億3000万ドルに達し、2022年から12.25%増加しました。この部門は約550万人を雇用し、労働力の約20.8%を占めました。[ 76 ]

製造業生産高別国別リスト

以下は世界銀行によると、その年の製造業生産高の総額が米ドルで上位50カ国である。[ 77 ] [ 78 ]

製造業生産高別国別リスト
ランク 国または地域 価値（百万米ドル） 世界の %年
− 世界16,829,029100%2024
1中国4,661,44127.70%2024
2アメリカ合衆国2,913,11417.31%2024
−欧州連合2,722,46316.17%2024
3日本867,1145.15%2024
4ドイツ829,9554.93%2024
5インド490,4032.91%2024
6韓国416,3892.47%2023
7メキシコ363,7872.16%2024
8イタリア345,2892.05%2024
9フランス298,2841.77%2024
10イギリス291,7951.73%2024
11ロシア288,1121.71%2024
12ブラジル269,8251.60%2024
13インドネシア265,0731.58%2024
14七面鳥218,5801.30%2023
15サウジアラビア192,6691.14%2024
16カナダ187,1611.11%2021
17スペイン184,4951.09%2024
18  スイス165,6890.98%2024
19アイルランド157,1170.93%2024
20ポーランド140,9030.83%2024
21オランダ128,2130.76%2024
22タイ128,0380.76%2024
23ベトナム116,3830.69%2024
24バングラデシュ98,5440.58%2024
25オーストラリア96,2270.57%2024
26アルゼンチン95,5400.57%2024
27マレーシア94,9280.56%2024
28シンガポール89,4030.53%2024
29スウェーデン84,1450.50%2024
30オーストリア80,1400.48%2024
31イラン78,5430.46%2023
32フィリピン72,3680.43%2024
33デンマーク72,2180.43%2024
34ベルギー70,9320.42%2024
35チェコ共和国69,1300.41%2024
36イスラエル60,1390.36%2024
37ベネズエラ58,2360.34%2014
38アラブ首長国連邦55,7610.33%2023
39プエルトリコ（米国）55,6320.33%2024
40エジプト54,0530.32%2024
41南アフリカ51,2240.30%2024
42パキスタン48,9120.29%2024
43ルーマニア43,6870.26%2024
44コロンビア42,2790.25%2024
45フィンランド41,5430.24%2024
46ポルトガル35,5970.21%2023
47ペルー35,5870.21%2023
48ハンガリー35,2380.21%2023
49カザフスタン34,4820.20%2023
50ノルウェー29,9360.17%2024

参照

参考文献

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