プロセス自動化の未来、2025年

共生知能と自律運転がプロセス産業の変革的成長を導く

本調査では、プロセス自動化市場の将来像を検証し、従来型のハードウェア中心システムから、プロセス産業およびハイブリッド産業におけるソフトウェア定義のAI駆動型自律運用への移行を分析します。ISA-95技術レイヤー分類法を用いて、石油・ガス、化学、製薬、連続プロセス分野における市場進化と競争力学を評価します。

包括的なベンダー分析を通じて、次世代自動化アーキテクチャをめぐる競合する戦略的ビジョンを特定し、3つの重要な成長機会を明らかにします：AI駆動型自律最適化プラットフォーム、エッジAI予測保全エコシステム、オープン自動化統合プラットフォームです。破壊的技術、革新的なビジネスモデル、競争激化といった戦略的課題が、従来の自動化パラダイムを根本的に再構築しています。

本分析は、労働力課題、運用複雑性、サイバーセキュリティ脅威、規制順守要求に牽引され、プロセス産業のアーキテクチャが共生型インテリジェンスと自律運用へと進化していることを示しています。主要な知見として、現場レベルの高度制御システムとクロスレイヤプラットフォーム技術が最大の成長可能性を秘める一方、インテリジェント運用管理には重大な実装障壁が存在することが明らかになりました。

本調査は、プロセス自動化をソフトウェア定義の自律的運用フレームワークへと変革する技術的・市場的要因に関する洞察を提供します。

レポートサマリー：プロセス自動化市場、2024年～2032年

世界のプロセス自動化市場は、2024年に481億3,000万米ドルと評価され、2032年までに1,842億9,000万米ドルに達すると予測されています。2024年から2032年までのCAGRは18.3％と見込まれています。本市場は産業用AI、自律的運用、デジタルツイン、予知保全ソリューションを網羅し、インテリジェントで自己最適化可能な接続型産業システムの新たな時代を推進しています。ソフトウェア定義型自動化、リアルタイムAI駆動運用、高度なデジタルツインの導入により、プロセス産業は効率性、安全性、運用レジリエンスの強化を実現します。

主要な市場動向と洞察

• 自動化エンジニアの深刻な不足と労働力の高齢化が自律運転の需要を加速させており、人的介入を減らし専門家の能力を拡大しています。
• AI駆動型自動化とエッジコンピューティングにより、リアルタイムプロセス最適化、予知保全、自己修復型運用が実現されています。
• ソフトウェア定義オートメーション市場は15％以上のCAGRで拡大が見込まれ、業界全体でモジュール化されベンダーに依存しないプラットフォームへの移行が活発化しています。
• デジタルツインソリューションは、複雑な運用をシミュレート・管理するためにますます活用され、資産の可視性とライフサイクル管理の強化を実現しています。
• 予知保全の導入は増加を続けており、ダウンタイムの最小化と資産の長寿命化を支援しています。

市場規模と予測

• 2024年市場規模：481億3,000万米ドル
• 2032年予測市場規模：1,842億9,000万米ドル
• CAGR（2024年～2032年）：18.3％
• 予測期間において、強化されたフィールド制御（AI対応）が最大かつ最も急速に成長するセグメントとなります。

市場概要- プロセス自動化市場、2024年～2032年

世界的に、産業オートメーション、産業用AI、デジタルツイン市場の融合が進み、各セクターにおける競争力と効率性が再定義されています。プロセス自動化業界は、手動監視システムから、AIベースの意思決定エンジンとエッジ接続性によって主導される統合されたインテリジェントな運用へと移行しています。

自律運転市場に影響を与える主な構造的変化には、以下のものが含まれます：

• 分散型インテリジェンスを可能にするソフトウェア定義制御システムの採用
• 設備故障を予測するAI搭載予知保全戦略の拡大。
• リアルタイムのプラント性能をシミュレートするデジタルツインエコシステムによるプラットフォーム化の進展。
• 人間とAIがシームレスに連携する企業文化の変革。

インダストリー4.0は、自動化を反応型から自己学習型の自律ワークフローへと進化させ、人的依存を低減し、スキル不足によるイノベーション格差を解消しています。エマーソン、ハネウェル、シーメンス、横河電機などの主要自動化企業は、オープンアーキテクチャ、ゼロトラストサイバーセキュリティ、スケーラブルなデータモデルを組み合わせた「設計による自律性」への移行を主導しています。

これらの変化は、産業用AI市場における世界のメガトレンドと同期しています。現在、AI駆動の分析エンジンがほとんどのプロセス制御システムの基盤となっています。予知保全市場の進歩と相まって、産業企業は「常時稼働」オペレーションへと移行しており、これによりダウンタイムを最大30%削減しています。

この変革により、AI、デジタルツイン基盤、自律制御システムが一体となった「オートメーション・トライアングル」が形成され、明日の産業バリューチェーンの中核インフラを構成します。

市場規模と収益予測- プロセス自動化市場、2024年～2032年

プロセス自動化市場は、2024年の481億3,000万米ドルから2032年までに1,842億9,000万米ドルへ成長し、18.3％という驚異的なCAGRを記録すると予測されています。このエコシステム内では、産業用AI市場や自律運転市場といった隣接産業が急速に拡大し、相乗的な成長の勢いを生み出しています。

組み込みAIによる強化されたフィールド制御は、産業デジタル化の成長エンジンであり、工場が完全自律型システムへと進化することを可能にします。デジタルツイン技術の統合は可視性と予測制御を推進し、クロスレイヤソフトウェアプラットフォームはフィールド、エッジ、エンタープライズシステムをほぼリアルタイムで統合します。

予測保全市場はこの拡大を補完するものであり、AIベースの監視と故障モデリングが現代のプロセス制御フレームワークの中核機能となりつつあります。

分析範囲- プロセス自動化市場、2024年～2032年

本Frost & Sullivan調査は、プロセス自動化市場、産業用AI市場、自律的運用市場の交差点を中核とし、これら3つの市場が世界の製造業、エネルギー、化学セクターに与える総合的な影響を分析します。調査範囲は以下の通りです：

• 産業分野：石油・ガス、発電、化学、製薬、鉱業
• 技術セグメント：デジタルツインプラットフォーム、AI分析、予知保全ソフトウェア。
• 自動化レベル：フィールド制御、インテリジェントオペレーション、エンタープライズインテリジェンス、クロスレイヤ接続性をカバーするISA-95レイヤー。

予測期間は2023年から2032年までで、収益はメーカーレベルで米ドル建てで測定されます。本分析ではロボットおよびビジネスプロセス自動化は対象外とし、産業環境におけるリアルタイム制御、安全性、信頼性を向上させるAI駆動型運用技術に焦点を当てています。

セグメンテーション分析- プロセス自動化市場、2024年～2032年

市場のセグメンテーションは、従来型オートメーションと産業用AI市場の統合を反映しています：

• 強化されたフィールド制御（AIレイヤー）：このセグメントは2032年の市場シェアの56％を占め、AIセンサー、スマートアクチュエーター、ロボティクスを統合し、エッジレベルの自律ユニットを構築します。
• インテリジェントオペレーション：機械学習による高度なプロセス制御機能で製造工程を最適化します。緩やかな成長を示すもの、この層は予知保全市場における基盤であり、保全予測とプラントプロセス最適化を統合します。
• エンタープライズインテリジェンス（デジタルツイン層）：デジタルツイン市場は企業デジタル化の基盤となり、シミュレーションベースの意思決定環境を通じて、施設横断的な洞察と資産のライフサイクル最適化を提供します。
• クロスレイヤ技術（AI＋エッジ）：AI駆動型分析、サイバーレジリエンス、クラウドネイティブアーキテクチャを実現する急成長セグメントです。

これらのセグメントは総合的に、産業オペレーション層がインテリジェント自律ネットワークへと技術的に融合する流れを示しています。これらの技術の統合により、AI予測、デジタルシミュレーション、プロセス実行の間に共生的なエコシステムが形成され、自律オペレーション市場の基盤を構成しています。

成長要因- プロセス自動化市場、2024年～2032年

• 自動化エンジニアの深刻な不足（今後10年間で200万人以上と予測）と高齢労働者の退職が迫っている状況が、人的介入の必要性を低減しつつ残存する専門能力を強化する自律システムの需要を加速させています。
• 運用コスト、エネルギー費用、競合圧力の高まりにより、プロセスをリアルタイムで最適化し、無駄を削減できるAI駆動の自動化に対する即時的な需要が生じています。
• AIエージェントとエッジコンピューティングの成熟により、生産現場でのリアルタイム自律的意思決定が可能となり、クラウドの遅延を解消すると同時に、従来システムでは実現できなかった予知保全や自己最適化機能を実現します。
• ハードウェア依存なく迅速な導入・更新を可能とするベンダー非依存のモジュール型ソリューションを求める組織の需要に牽引され、世界のソフトウェア定義オートメーション市場は2024年から2032年にかけて15％超のCAGRを記録すると予測されます。

成長の抑制要因- プロセス自動化市場、2024年～2032年

• AIプラットフォーム、エッジインフラ、システム統合の高額な初期費用は、特に中小企業にとって財務的な障壁となります。また、投資回収時期の不確実性と複雑な投資収益率（ROI）計算により、経営陣による導入判断が困難となるケースも見受けられます。
• プロセス産業の顧客の50％以上が、数十年前から使用されているDCS/SCADAシステムに依存しており、これらは独自プロトコルを採用しているため、現代のAIやソフトウェア定義ソリューションとの互換性がありません。そのため、高額な改修または複雑な統合アプローチが必要となります。
• プロセス産業の顧客のほぼ50％が、相互接続されていないシステム間のデータ断片化、低品質なデータ、センサー測定値の欠落に直面しており、これらがAIモデルのトレーニングを妨げ、自律型ソリューションの効果的な導入を阻んでいます。
• 産業システムはデジタル接続性により攻撃対象領域が拡大している一方で、最新のセキュリティ機能が不足しており、安全上のリスクが生じています。このため、組織は侵害される可能性のある自律運転に対して慎重な姿勢をとっています。
• 多くの産業従事者は、業務の補助ではなく職の奪取を懸念し、AIシステムに警戒感を抱いています。また、組織文化がデジタル変革に抵抗するため、技術が利用可能であっても導入障壁が生じています。

競合情勢- プロセス自動化市場、2024年～2032年

自律運転市場における競合は、産業用AIの主要企業と制御システム大手プロバイダー間の急速な技術革新によって特徴づけられます。

Frost & Sullivanは、以下の主要プレイヤーを特定しております：

• Emerson- 「Project Beyond」を通じ、自社の制御システムとアスペンテックのAIレイヤーを統合し、自己最適化型自動化を実現。
• Siemens AG-モデル駆動型運用向けにAIコパイロットを統合したXceleratorプラットフォームを通じ、デジタルツイン市場を牽引しております。
• Schneider Electric社- ベンダー非依存のプラグアンドプロデュースアーキテクチャを実現する「EcoStruxure Automation Expert」を開発中です。
• Honeywell 社- 予測保全市場の知見を「フォージ自律運転環境」に統合しています。
• Yokogawa - OpreX IA2IAアーキテクチャを拡張し、ロボティクスとオープンプラットフォームを連携させ、データ駆動型プロセス自律化を実現。
• AspenTech & ExxonMobil- オープンオートメーション標準と石油・ガス自律プログラムの推進に向け協業。

これらの企業は、自律的な産業エコシステムを実現するソフトウェア定義のクラウドネイティブ技術という統一ビジョンに向けて収束しています。その戦略的方向性は、モジュール式AIプラットフォーム、オープンソース協業、SaaSベースの予知制御を重視し、産業用AI、デジタルツイン、予知保全の各セグメントにおける市場統合を推進しています。

よくあるご質問：

• 1.プロセス自動化業界の2032年までの市場規模予測はどの程度でしょうか？
  • プロセス自動化市場は、2024年の481億3,000万米ドルから2032年までに1,842億9,000万米ドルへ成長し、CAGR18.3％が見込まれています。
• 2.産業用AIはプロセス自動化の未来にどのように貢献しますか？
  • 産業用AIは、リアルタイムでの自律的意思決定、予知保全、自己最適化を可能にし、運用効率を大幅に向上させます。
• 3.デジタルツインは産業オペレーションにおいてどのような役割を果たしますか？
  • デジタルツインは物理資産の仮想複製体を作成し、継続的なシミュレーションと分析を提供することで、資産ライフサイクル管理とプロセス最適化を改善します。
• 4.自動化オペレーションの需要が高まっている理由は何でしょうか？
  • 自律運転は、AIとエッジコンピューティングを通じて人的介入への依存を減らし、労働力不足の解消と運用レジリエンスの向上に貢献します。
• 5.予知保全は製造効率にどのような影響を与えますか？
  • 予知保全市場では、AIとIoTを活用して設備の故障を予見し、ダウンタイムを最小限に抑え、保守コストを削減します。
• 6.プロセス自動化市場はどのような課題に直面していますか？
  • 課題としては、初期費用の高さ、レガシーシステムとの統合の難しさ、データの断片化、サイバーセキュリティリスク、デジタルトランスフォーメーションへの抵抗などが挙げられます。
• 7.プロセス自動化技術を最も積極的に導入している産業はどれですか？
  • 主要な分野としては、石油・ガス、化学、製薬、発電、鉱業などが挙げられます。
• 8.ソフトウェア定義オートメーションの成長を牽引する技術動向は何でしょうか？
  • ハードウェア依存なく迅速な導入と更新を可能にする、モジュール式でベンダー非依存のプラットフォームが主要な促進要因です。
• 9.市場リーダー企業はどのように差別化を図っていますか？
  • Emerson、Siemens、Schneider Electric、Honeywellなどの企業は、AI対応プラットフォーム、デジタルツイン、スケーラブルなクラウド・エッジアーキテクチャに注力しています。
• 10.エッジコンピューティングはプロセス自動化においてどのような意義を持ちますか？
  • エッジコンピューティングは低遅延のローカルAI意思決定を可能にし、生産現場における応答性と自律運転性を高めます。

目次

戦略的インペラティブ

• 成長がますます困難になっている理由とは？
• The Strategic Imperative 8（TM）
• プロセス自動化市場の将来に対する上位3つの戦略的インペラティブの影響

成長機会の分析

• プロセス自動化における変革の必要性
• プロセス自動化における共生型インテリジェンスのビジョン
• プロセス自動化の基盤
• プロセスプラント自律性の5段階
• 成長の促進要因
• 成長の抑制要因
• 市場定義
• 市場規模と予測
• 市場の動向

成長機会領域

• 成長機会1：AI駆動型自律プロセス最適化プラットフォーム
• 成長機会2：エッジAI予測保全アプリケーション
• 成長機会3：プロセス産業向けデジタルツイン・マーケットプレース

付録と今後の展開

• 成長機会のメリットと影響
• 今後の手順
• 免責事項