日立とダイセル、現場作業員の逸脱動作や設備不具合の予兆を検出する画像解析システムを開発

株式会社日立製作所(以下、日立)は、株式会社ダイセルの協力のもと、製造現場における作業員の逸脱動作やライン設備の動作不具合などの予兆を検出し、品質改善や生産性向上を支援する画像解析システムを開発した。

日立とダイセルは、2015年2月から16カ月にわたり、エアバッグの基幹部品を製造しているダイセル播磨工場において、同画像解析システムの実用化に向けた実証試験を共同で実施してきた。その結果、同画像解析システムを製造実行管理システム(Manufacturing Execution System)と連動させることにより、品質保証をロット単位での代表点管理から、製品シリアル単位での全点管理(人、設備、材料の状態を連続的に監視する)へ移行でき、製品の工程内保証率（*1）を格段に向上できる見通しが得られた。さらに、現場管理監督者の役割を、事後処置中心の対応から、得られた画像データを活用した傾向監視や予防処置に移行することで、不具合の未然防止にも貢献できるという。2016年度中に、本画像解析システムを播磨工場で本格的に運用開始するとともに、ダイセルの海外主要6工場への展開も進めていく予定。

近年、さまざまな業界で発生しているメガリコール問題などをきっかけに、製品不良発生時に原因を特定し対策を講じるための製造実績データを蓄積・管理する重要性が再認識されている。今後先進的な製造現場においては、IoT技術を活用した新たな製造実行管理システムを導入することにより、加工実績データや検査データ、作業者の目視チェック結果などの作業実績を収集し、これらの製品実績データを相互に関連づけることで新たなトレーサビリティを実現することが求められている。

日立とダイセルは、ダイセルにおける組立型産業である自動車エアバッグ用インフレータの生産工程において、日立のIoTを活用することで新たな生産手段を創出することを目的に、播磨工場の製造実績データを3M(Man(人)、Machine(設備)、Material(材料))の観点から解析し、その成果を＋M(Method)にどのようにつなげていくか、検討してきた。その結果、製造現場における作業者の動作や設備・材料の状態を定量的に把握することが、製品の品質改善や生産性の向上、トレーサビリティの精度向上を図るうえで有効であることが分かった。そこで、日立とダイセルは、播磨工場で培われてきた生産ノウハウをベースに、日立の画像解析技術を用いることで、製造現場の監視画像を解析して逸脱動作や設備・材料の不具合などを早期に発見でき、製造実行管理システムと連動することで、品質改善や生産性向上を支援する画像解析システムを開発した。共同で実証試験に取り組み、製品の工程内保証率を格段に向上できる見通しが得られたという。

今回開発された画像解析システムでは、前述の「3M」の観点から、作業員の動作計測のため3次元形状を取得できる距離カメラを用い、人物の手や肘、肩といった関節位置情報を取得する。現場でのヒアリングや観察をもとに、腕や足の長さといった作業とは直接関係ない情報を除去した標準動作モデルを作成し、実際の作業員の関節位置情報に基づいたデータと標準動作モデルを統計的に比較することにより、逸脱動作を判定します。このほか、設備や材料の不具合についても、通常画像との差分分析により異常を検知します。また、製造実行管理システムと連動することにより、溶接不良についても高速カメラによる発光部色分析と既存設備の電流、電圧データなどを併用し、異常を検知することが可能。このように、大量の画像データから品質改善や生産性向上に関する情報だけをリアルタイムに抽出し、データ解析することで、不具合の早期発見や品質の安定化、作業効率の改善に活用できるという。

また、製造現場の画像データを蓄積し、製品シリアル単位で最終製品と連携させることにより、不具合品が発生した際に原因の生産工程を特定し、改善施策を行うことができるだけでなく、生産工程に不適切な作業が発見された際には、シリアル単位で最終製品を追跡できるなど、マルチトレーサビリティを実現する。

今後、日立とダイセルは、播磨工場をはじめ海外6工場へ同画像解析システムの導入を進めるとともに、クラウドを活用した情報の集約と分析を通じて統一仕様設計や標準化を図り、グローバルでの統合管理システムの構築をめざすという。また、日立は、同画像解析システムをIoTプラットフォーム「Lumada(ルマーダ)」の考え方や技術を適用し、汎用化したデジタルソリューションとして、国内外の製造業向けに広く提供していく。

*1：組立加工ラインにおける各工程ごとの良品率。各工程ごとに不良品を判別・除去し、良品のみを次工程に送ることにより、最終製品における良品率の向上が期待できる。

【関連リンク】
・日立（HITACHI）
・ダイセル（Daicel）