IoT×ARで「“親方の背中”をデジタル化」集めたデータを現場の課題解決に生かす

ものづくりの現場の課題解決に生かそうと、産業機器のデータをIoTで取得している生産現場が増えている。
ただし、データをいかに活用するかという点においては、試行錯誤が続いているのが実情だ。
IoT活用の意義として、ロックウェル オートメーション ジャパンの吉田高志氏は「“親方の背中”をデジタル化する」ことを提唱している。
AR(拡張現実)などを組み合わせ、効率的な技術継承を推し進めるとはどういうことなのか、話を聞いた。

ロックウェル オートメーション ジャパン株式会社
ビジネスマネージャー
吉田 高志

「IoTでデータを取得することはできていても、解決すべき課題の存在に気づいていない生産現場は、実は少なくないようです」と吉田氏は言う。

本来であれば、先に課題を設定し、課題に関連するデータを集めるのが正しい取り組み方といえよう。

しかし、IoTという話題性とともに、製造業で使用される機器のデータを容易に取得できるさまざまなIoTデバイスが登場したことで、多くの企業は課題設定よりもまず、データ収集に取り組んできた。そして今、「データ取得ありき」で大量のデータが集められたものの、その使い方が見えていない現状にある。

課題設定の難しさとは何か。データ取得の方法は、ベンダーの提案やほかの製造業を参考にできても、課題は生産現場によって千差万別であるため、参考にできるものがない。また、課題の重要度や投じることができる費用にも違いがあるため、IoT活用の次のステップは自社で考えなければならない。

しかし、「ロックウェル オートメーション ジャパンのソリューションなら、課題を探り出す手掛かりをつかんでいただくお手伝いができます」と吉田氏は言う。

昨今の製造業に共通する課題として、「高度な技術の継承」の存在が大きいと吉田氏は語る。IoTで得たデータとARの活用は、その課題解決に効果を持つという。

必要な情報をオンタイムで提供

「ものづくりの現場には、『このときはここに気を配るべき』『この状態のときは機械を止めると良い』など、ベテランならではのさまざまなノウハウがあります。そういった属人的ノウハウについて今までの技術者は、“親方的存在”のベテラン技術者の作業を見て覚えてきました」(吉田氏)。

だが、継承すべき技術が高度化し、変化のスピードも速くなっているうえ、伝える立場であるベテラン技術者の世代の引退時期が迫っている。そこで、IoTとARは「“親方の背中”をデジタルで再現するもの」(吉田氏)として、技術継承を進めるための有効な手段となる。

1つの例として、同社製品のリニア搬送システムを挙げよう。小型のワークを搬送するシステムは、ロックウェル・オートメーションの工場で試験・実装・テスト組み立て後、一度分解してユーザーの現場で組み立てることが少なくない。工場もしくはユーザーの現場など、どこで組み立てたとしても、設置作業者の習熟度を問わず、同じ製品品質を保つことが求められる。

そこでロックウェル・オートメーションでは、自社工場においてテストで組み立てる様子を記録したARコンテンツを用意。現場で実際に組み立てるユーザーに、AR用ゴーグルと併せて提供することで、正しくラインを構築できるようにガイドする。ARには、組み立てるラインの上にIoTで取得したデータや設定値も重ねて表示するため、部品選択や締め付けトルクのミスなどを未然に防ぐことができる。

「紙のマニュアルを用意していても、組み立て作業中は見にくいことが多い。ARならば、技術者の視線に合わせて必要な情報をオンタイムで提供できるので、正確な組み立てと製品品質の確保が可能になります」(吉田氏)。

IoTとARを活用した搬送ライン構築支援の例。どこにどの部品をつなぐべきかを、ゴーグルを通して見る現物の映像に重ねて指示する

ARは機器の操作ミス防止にも効果があるという。機器に何らかの異常が発生しアラートが出た場合、現場の技術者はすぐに部品交換など適切な対応をとらないと、機器の停止が長引いて生産効率が落ちてしまう。しかしトラブル対応の経験が豊富な技術者ならともかく、経験が乏しい技術者にそれを期待するのは酷だ。

もっとも、トラブル対応の方法を表示器に表示するなど、必要なマニュアルをその場で提供するような機能はすでに普及している。しかし「実際に現場のどの機器を扱えばいいのか分からないなど、そもそもの部分でつまずくとどうしようもない」(吉田氏)。それでは、せっかく用意したマニュアルも役立たなくなってしまう。

ARはゴーグルで見える部分に必要な情報を重ねて提供するので、現場に即したマニュアルになる。

「例えばケーブルの差し込み位置を変えるような場合でも、『1番のケーブルを2番の口に挿す』といった文章による指示ではなく、ゴーグルを通して見る実際のケーブルと差込口に色を重ねて、『このケーブルをここに挿す』のような具体的な指示が可能になります」(吉田氏)。

IoTで取得した情報を、ARで現場に合わせて可視化することで、技術を伝授する“親方”をデジタル空間に再現できるのである。

同社はこうしたシステムを実現するためのコントローラーやネットワーク機器、MES(製造実行システム)や分析アプリケーションなどを提供しているが、Ethernetベースの産業用ネットワーク「EtherNet/IP」をベースとするなど、オープン性を追求している。機器のベンダーを限定せず、「ユーザーが今持っている資産をそのまま生かせる」(吉田氏)ことが、IoTで集めたデータをARなどのアプリケーションで生かすことができる理由だ。

集めたデータの使い道をAIで見つける

11月27日から開催される産業分野の展示会「IIFES 2019」では、同社はARを含め、IoTのさまざまなユースケースを提案するという。予定している展示の1つが、ポンプの予兆診断だ。

ポンプは稼働を長期間続けているうちに、内部の流体に起きた組成変化などが原因で、流体の中に気泡が発生することがある。バルブシートを緩くする原因になりがちで、気密性などを低下させてしまいかねない。ポンプを安定的に動作させるためには、気泡の発生をいち早く知ることが必要だ。そこで流量や圧力、温度などのデータをIoTで取得し、それを分析することで気泡発生前にポンプを止めて、必要なメンテナンスを行えるようにする。

しかし気泡の発生メカニズムが不明で再現性がない状態では原因を究明できず、原因となるデータが何かを特定することもできない。IoTで手当たり次第にデータを取って相関性を調べていくしかないが、そこにAIを活用することを同社はIIFESで提案する予定だ。

ポンプの保守作業改善に取り組んでいるユーザーだけでなく、既にIoTでデータを取っていて使い道はこれからというユーザーにも、有用な情報になるだろう。AIで発見した相関性から効果的な使い道が見いだせるかもしれないからだ。

AIによるポンプの予兆診断。動作に影響を与える気泡の発生の前兆を、IoTで取得したデータから迅速に捉えることが可能になる

AIの活用でも同社は、「マルチベンダーが求められる今、すべてブラックボックスにするような対応はしません」と吉田氏は力強く語る。同社が持つAIだけでなく市場に流通しているAIも組み合わせて、データ分析のアプリケーションを構成するという。ネットワークだけでなくAIやクラウドなどの環境でもオープンを貫くことで、データの高度な活用の世界にユーザーを誘っていく方針だ。

吉田高志氏が登壇!
日本最大級のオートメーションと計測の先端技術総合展「IIFES 2019」開催

電機・計測産業を核とする産業界の最先端技術・情報が集積する「IIFES 2019」に、ロックウェル オートメーション ジャパンが出展する。

また、「IIFES 2019」内で開催される「世界ものづくりフォーラム」の登壇者の1人として、吉田高志氏が講演を行う。「生産設備におけるスマート/デジタルマニュファクチャリング」と題し、ロックウェル オートメーション ジャパンが提唱するソリューションについて紹介する予定だ。

T-93R テーマセッション「世界ものづくりフォーラム」
2019年11月29日(金) 13:00-16:00 会議棟1階・レセプションホールB
https://iifes.jp/seminar.html

300社に迫る出展者による最新技術の展示やセミナー等により、これからの「ものづくり」を提言する「IIFES 2019」に、ぜひ足を運んでほしい。

見逃せない未来がここにある! 「IIFES 2019」
2019年11月27日(水)-29日(金)10:00-17:00 東京ビックサイト 西1・2・3・4ホール、アトリウム
https://www.iifes.jp/

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お問い合わせ

ロックウェル オートメーション ジャパン株式会社
〒104-0033 東京都中央区新川1-3-17 新川三幸ビル
TEL: 03-3206-2784
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