令和３年度
課題解決型ローカル５Ｇ等の実現に向けた開発実証
中小企業における地域共有型ローカル５GシステムによるAI異常検知等の実証

成果報告書概要版

令和４年３月２５日
株式会社愛媛CATV

実証概要

1

背景・目的
官民協働により「ものづくり企業」の促進に注力している愛媛県においてICT導入やスマート化の遅れによるハンディ
キャップを解消し、地域発展を図るためにローカル5Gを活用した実証を行った。
本実証では中小企業が多数を占める地域においてローカル５Gの実装を促進することを目的にコスト抑制を主目的とする共有型モデルをユースケースとし、占有型モデルに劣後しない高品質を実証することを目的とする。
実証のフィールドは精密金属部品加工工場とし、低コストローカル5Gのインフラの実証、スマート工場ソリューションの有効性を実証した。
また、同業他社案件と連携することで、県内企業に横展開することはもとより、地域における官民一体となったローカル
5G導入促進に寄与する。
【共有型モデルイメージ】2

実証概要 （1/2）
実証フィールド

ツウテック株式会社（愛媛県東温市 精密金属加工部品工場）
愛媛県産業技術研究所（愛媛県松山市）MECサーバーを共有

実証項目
ローカル５Ｇの電波伝搬特性等に関する技術的検討（技術実証）〇電波伝搬モデルの精緻化
敷地３面を山斜面に囲まれた場所に複数建屋を持つ工場において、屋外（工場敷地内）から複数工場建屋内及び事務所内に向けて、開放面への電波漏洩の影響を検証しつつ効率よく電波伝搬を行える基地局の置局モデルを導出した。

〇電波反射板によるエリア構築の柔軟化
屋外（工場敷地内）から複数工場建屋内及び事務所内に安定して電波を伝搬するための反射板の効果的な利用モデルを導出した。

〇その他（社会実装を実現するシェアリングモデルに即した品質確保に関する実証）
ユーザ側（工場側）設備を極小化し、他の設備をすべて地域の閉域網内で共有することでオンプレミス型と同等の品質・性能の確保を可能とし、地域閉域網ならではの機密性の確保、ボトルネックの回避、トラヒックの域外流出・構築運用コストの肥大化を回避できる、社会実装の早期実現に資する低コストのローカル５Ｇネットワークモデルを導出した。

ローカル５Ｇ活用モデルの創出・実装に関する調査検討（課題実証）〇設備の異常検知
ローカル５Ｇの高速・低遅延性を活かし、切削工具の繊細な動作音をリアルタイムに収集してAIにより破損につながる異常音（予兆）を検知し、切削工具の適正なタイミングでの予防交換を実現し、不良品発生の低減や生産性の向上が図れることを検証した。

〇検品作業の効率化
ローカル５Ｇの高速・低遅延性を活かし、完成した部品の高精細画像を収集し、遠隔からの検品チェックやAIを活用した検品判断により検品作業の効率化、納期の短縮や納期遅れの低減が図れることを検証した。

〇熟練技術の伝承
ローカル５Ｇの高速・低遅延性を活かし、スマートグラスを用いて、遠隔からの熟練技術者による技術指導や作業支援を実現し、非熟練者のスキルアップ（習熟度向上）や生産性の向上が図れることを検証した。

3

実証概要 （2/2）
実証フィールド

株式会社ユタカ（愛媛県松山市 精密金属加工部品工場）
愛媛県産業技術研究所（愛媛県松山市）MECサーバーを共有

実証項目
ローカル５Ｇの電波伝搬特性等に関する技術的検討（技術実証）〇電波伝搬モデルの精緻化
市街地（住宅地）に囲まれ、道路をはさむ自己土地内に７つの工場建屋が存在する環境において、屋外から各工場間をつなぐローカルネット
ワークとしてローカル５Ｇを活用するモデルを導出した。

〇電波反射板によるエリア構築の柔軟化
一部工場建屋において屋外の基地局との位置関係により、電波を受信したいポイントが死角（不感エリア）又は受信不安定となる場合を想定し、同基地局からそのポイントに電波を届けるための電波反射板の効果的な利用モデルを導出した。

〇その他（社会実装を実現するシェアリングモデルに即した品質確保に関する実証）
ユーザ側（工場側）設備を極小化し、他の設備をすべて地域の閉域網内で共有することでオンプレミス型と同等の品質・性能の確保を可能とし、地域閉域網ならではの機密性の確保、ボトルネックの回避、トラヒックの域外流出・構築運用コストの肥大化を回避できる、社会実装の早期実現に資する低コストのローカル５Ｇネットワークモデルを導出した。

ローカル５Ｇ活用モデルの創出・実装に関する調査検討（課題実証）〇設備の異常検知
ローカル５Ｇの高速・低遅延性を活かし、切削工具の繊細な動作音をリアルタイムに収集してAIにより破損につながる異常音（予兆）を検知し、切削工具の適正なタイミングでの予防交換を実現し、不良品発生の低減や生産性の向上が図れることを検証した。

4

実証環境の構築

5実証環境の構築（実施環境）
Mapsデータ：©2022 Google Earth
愛媛CATVセンター
今実証の５Gコア設備およびネットワークの基幹拠点

愛媛県産業技術研究所（松山市久米窪田）
地域共有型MECサーバーのツウテック工場（東温市則之内）

設置拠点

ユタカ工場
（松山市西垣生町）（フィールド環境）（フィールド環境）

三方を山に囲まれ、公道を挟んで広範囲に一方は田園開放地と複数の工場建屋が立地。

いう特徴をもった立地。

他者土地利用モデル。

敷地内に４棟の建屋。

５G基地局RU

自己土地利用モデル。

6

５G基地局RU

実証環境の構築（ネットワーク・システム構成）
愛媛県産業技術研究所（松山市久米窪田）
５G
基地局

ツウテック工場（東温市則之内）

ユタカ工場（松山市西垣生町）

ＭＥＣサーバー

５G
基地局

５G
基地局

1G

10G

建屋間ＬＡＮ

10G
工場1

地域閉域
光ネットワーク

工場2
UE
UE

UE

Wifi / USB

Ethernet

工場1

5GC

UPF
ＭＥＣサーバー類

UE

Ethernet

事務所

BBU
デバイス/装置

UE

UE

工場2

UE
・・・

工場8

10G

愛媛CATV

工場内LAN

コア

BBU

5GC

UPF
L3SW

5GC/UPF

ローカル
折返通信

L3SW
BBU

クラウドコア

5GC

インターネット7

実証環境の構築（ネットワーク・システム構成）
ツウテック工場 配置構成図
測定試験用
クラウドコア

５GC
B棟【ツウテック工場】
対象周波数帯：4.8-4.9GHz
実施環境：山間部地域における屋内外共に実施。
工場外から、複数工場内
及び事務所内に向けて電波発出。

インターネット
HoloLensのみ使用

Ａ棟

５G UE

５G UE

加工機器
音響セ ン サ ー

検品装置

ＡＩ検知エッジPC
反射板

４Ｋカメラ

C棟

スマートグラス

ＡＩ検品エッジPC

愛媛CATVセンター

５G基地局（4.7GHz SA）

５GC
L3SW

５Ｇ
4.8GHz
基地局
５G UE
通信距離〇ｍ（自己土地利用）

インターネット接続I/F

UPF

５G UE

スマートグラス

PC

愛媛CATVサブセンター

D棟

管理者

愛媛県産業技術研究所

BBU
専用線

ＭＥＣサーバー類
専用線

8

測定器

本実証での新設

実証環境の構築（ネットワーク・システム構成）
ユタカ工場 配置構成図
第１工場
測定試験用
クラウドコア

PC

５GC

第５工場

【ユタカ工場】
対象周波数帯：4.8-4.9GHz
実施環境：市街地（住宅地）エリア。
道路をはさんで複数の建屋が存在。

インターネット

加工機器
管理者
音響セ ン サ ー

５G UE

ＡＩ検知エッジPC

HoloLensのみ

５G UE

愛媛CATVセンター
インターネット接続I/F

公道をはさみユタカ倉庫が密集した土地

第２工場
反射板（他社土地利用）
５G基地局（4.7GHz SA）

５GC

UPF

５G UE

専用線

その他
第３、６、７、８工場
￥￥
PC

L3SW
愛媛県産業技術研究所

BBU

ＭＥＣサーバー類

専用線
測定器

9

本実証での新設

実証環境の構築（システム機能・性能・要件） 基地局システム機能・性能・要件
実験試験局の諸元

基地局

移動局

変調方式

OFDM（QPSK 16QAM 64QAM 256QAM）

通信方式

TDD（同期および準同期方式）

電波の型式及び周波数の範囲

80M0 X7W 4850.01MHz

占有周波数帯幅100MHz

空中線電力

0.25W×8台=2W（33dBm）

0.2W（23dBm）

空中線利得12.57dBi

4dBi

型式又は名称F5G-J001001-00

RTL0306
T99W288【ツウテック工場】■ローカル5G要件
対象周波数帯：4.8-4.9GHz
実施環境：山間部地域における屋内外共に実施。
工場外から、複数工場内及び事務所内に向けて電波発出。

【ユタカ工場】■ローカル5G要件
対象周波数帯：4.8-4.9GHz
実施環境：市街地（住宅地）エリア。道路をはさんで複数の建屋が存在。

■システム機能・性能・要件■システム機能・性能・要件

10免許及び各種許認可、実証環境の運用体制
本実証で使用するローカル５Ｇについては、電波法に基づく実験試験局の申請を株式会社愛媛ＣＡＴＶが行い、四国総合通信局から令和３年１２月３日に免許の交付を受けた。
また、実証環境で使用する５Ｇ のインフラとネットワークは株式会社愛媛ＣＡＴＶが、スマート工場ソリューションに必要なＭＥＣサーバー等は愛媛県産業技術研究所が中心となり運用した。
実証時におけるトラブル・異常時の連絡体制や責任の分解については、コンソーシアム構成員間で「愛媛県ローカル5G
開発実証に関する契約」を締結し、本契約に基づき、各構成員の業務分担と責任の所在を明確化するとともに、実証時に事故が発生した場合に直ちに代表者へ報告する連絡体制を確立した。

（株）愛媛ＣＡＴＶ
愛媛県（株）地域ワイヤレスジャパン

・５G免許人・実証環境構築
・ネットワーク運用保守

・基地局、UEの供給、保守

ツウテック（株）
愛媛県産業技術研究所
・MECサーバー運用
・スマートグラスを用いた熟練技術伝承・コンテンツ開発支援

トラブル、異常時の連絡体制「愛媛県ローカル5G開発実証に関する契約」に基づき相互連携。

エクシオグループ（株）

富士通Japan（株）

・スマートグラスの提供、運用、支援・AI画像検品
・AI設備異常検知（株）グレープワン
・電波伝搬の検証

11（株）ユタカ

愛媛大学
・ネットワーク品質測定

ローカル５Ｇの電波伝搬特性等に関する技術的検討（技術実証）

12電波伝搬特性等の測定
課題解決システム利活用
環境における技術的課題

エリア算定法（パラメータ仮説）によるシミュレーション結果と実測値と誤差が生じてしまい精度の追及が困難である。

実証目標

三方を山斜面に囲まれた中に複数の工場建屋が存在する複雑な環境（郊外）および住宅地に囲まれ、道路をはさむ自己土地内に7つの工場建屋が存在する環境（市街地）においてエリア算定法と実測値の違いを明確にする。

実証前の仮説エリア算定法と実測値は相違して、シミュレーション結果通りの結果を得られない。

実証内容

電波法関係審査基準に規定するエリア算定法により算出されたカバーエリア端および調整対象区域端にて受信電力を取得する。カバーエリア
端の受信電力と異なっている場合にはカバーエリア端となる場所を探索する。
測定結果を踏まえ、エリア算定法による精度追求に限界があることを検証した。

実証結果と分析・考察

ツウテック工場：南側には算出式よりもかなり広いカバーエリアが広がっていることが分かる。敷地の南側は基地局よりも標高が低く、さらに建物や遮蔽物もほとんどなく、ほぼ見通しの環境である。したがって、敷地南側は算出式のカバーエリアより広くなっていると考えられる。
屋内浸透なしカバーエリア
屋内浸透ありカバーエリア

ユタカ工場：全体的に算出式よりもかなり広いカバーエリアが広がっていることが分かる。特に北東の方角は建物や遮蔽物もほとん
どなく、開放地のような環境である。したがって、北東の方角は算出
式のカバーエリアより特に広くなっていると考えられる。

屋内浸透なし調整対象区域
屋内浸透あり調整対象区域

カバーエリア
調整対象区域

1つの基地局がカバーするエリアは一様の環境になっているわけではない。環境の違いが電波伝搬の特性に大きく影響し、エリア算定法と実測値が相違する。

13

電波伝搬モデルの精緻化
課題解決システム利活用
環境における技術的課題

サイトジェネラルな伝搬式を使うことにより、商用展開時における電波発射後に散見される遮蔽物等による弱電スポット等の発生懸念がある。
一方で他者に対する与干渉計算という観点から、サイトジェネラルな伝搬式も重要である。

実証目標

ツウテック工場：屋外の基地局から複数工場建屋内に向けた環境における屋内浸透モデルとして、電波法関係審査基準に規定するエリ
ア算定法のR値を精緻化する。

ユタカ工場；住宅地に囲まれ道路をはさむ自己土地内に7つの工場建屋が存在する環境において、屋外の基地局から複数工場建屋に向けた屋外モデルとして、電波法関係審査基準に規定するエリア算定法のS値を精緻化する。

実証前の仮説ツウテック工場：一般的な住居などに比べてガラスが占める割合が少なく、電波法関係審査基準に規定するエリア算定法のR値が16.2よりも大きいと仮説した。

ユタカ工場；住宅が密集しているエリアであり、電波法関係審査基準に規定するエリア算定法による端末地上高1.5ｍは、ほぼ見通しが無くエ
リア算定法よりもエリアが狭くなると仮説した。

実証内容①3次元レイトレース法が、精緻化したエリア算定法および実測値に近い精度のシミュレーション結果をえられること検証した。
②電波法関係審査基準に規定するエリア算定法の精緻化により、実測値との間にどの程度の誤差が生じるか検証した。
評価には次式で定義されるRMSEを用いた。

実証結果と分析・考察∑𝑁𝑁 �𝐿𝐿𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 . (𝑖𝑖)−𝐿𝐿𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 . (𝑖𝑖)�

𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅 = � 𝑖𝑖=1

𝑁𝑁

ツウテック工場：B工場棟の1階、2階の測定結果を用いてR値の精緻化を実施した。
R値はそれぞれ18.456／17.456という結果を得られた。同一建物であるが1階は工作機械が点在、2階は梱包材等資材置場となっており、R値が大きく異なる可能性を考慮して分割し精緻化したがR値が大きく異なることはなかった。
算出式のRSSIは電波法関係審査基準に従い人体損失8dBを考慮

142

ユタカ工場；方位による違いは認められず、800m付近を境として環境がことなることから800mを境として2つのエリアを区分けして精緻化を実施した。
S値は800m以内では10.2、その外側では16.5と言う結果を得られた。
市街地と判断していた基地局周辺は郊外地のS値12.3に近い値であり、2階建て住居が密集する程度であれば市街地よりも郊外地のS値を使用したほうが実測値に近い。

電波反射板によるエリア構築の柔軟化
課題解決システム利活用
環境における技術的課題

電波法関係審査基準に規定するエリア算定法は建物等による遮蔽・反射・回折を考慮した計算をしていないことから、ローカル5Gの実運用時に電波法関係審査基準に規定するエリア算定法ではカバーエリア内であったとしても、建物の遮蔽による弱電スポットや建物の反射が原因となる干渉によるスループットの低下等が発見されることがある。

実証目標

電波反射板によりRSRP-90dBm以上、下りスループット150Mbps、上りスループット30Mbps（スループットはセルスループットであり、上り下りとも
複数台の端末が同時に通信する場合には案分される）の性能を目標値とする。
レイトレースシミュレーションが、電波反射板に有効なツールであることを検証する。

実証前の仮説ツウテック工場：屋外に設置する基地局から、工場棟屋内に設置する端末へ十分な電力値の電波が届かない。

実証内容

基地局から発出されたローカル５Ｇの電波が、電波反射板（1.5m四方のアルミ板）により基地局から端末へ電波を届けることができ、所要の受信電力やスループットを得られることを検証するために反射板設置前後の、目的としている場所（端末設置場所）の受信電力、通信品質、伝送性能を測定し評価した。
また、実測値の受信電力と比較し、レイトレースシミュレーションが実運用上有効であることを評価した。

実証結果と分析・考察

ツウテック工場：レイトレーシングシミュレーションでは反射板により強い伝搬路を確保することが可能となっておりRSRPが最大10.5dB改善する計算結果であった。
実際に反射板を設置したことによりUEの実測でRSRPが＋8.2ｄB改善、
PUSCHスループットが+23.2Mbps改善し、目標値を達成した。

SS-RSRP(DL)SS-SINR(UL)PDSCH Tput
PUSCH Tput

反射板なし

反射板あり

差異

-90.6
30.2
622.6
12.5

-82.4

+8.2

33.7
659.9
35.7

+3.5
+37.3
+23.2

15

ユタカ工場：1つの基地局で7つの工場棟へ電波を届ける必要がある
が、第1工場が半値角から外れ、且つ基地局直下に位置することから端末に必要な電波を直接届けることができない。

ユタカ工場：レイトレーシングシミュレーションでは反射板により強い伝搬路を確保することが可能となっておりRSRPが最大4dB改善する計算結果であった。
実際に反射板を設置したことによりUEの実測でRSRPが+1.4dB改善、
PUSCHスループットが+27.8Mbps改善し、目標値を達成した。

SS-RSRP(DL)SS-SINR(UL)PDSCH Tput
PUSCH Tput

反射板なし

反射板あり

差異

-84.1
33.0

-82.7
32.3

+1.4
-0.7

251.8
28.3

525.4
56.1

+273.6+27.8

フィルム反射板と金属反射板の性能評価
課題解決システム利活用
環境における技術的課題

金属の反射板は重量があることから（強度が必要なため）取付金具含めて重量が嵩むことなり、取り付ける箇所の強度検討等により設置場所が限定されることがある。

実証目標

軽量なフィルム反射板が金属反射板と同等以上の性能を有していることを確認する。

実証前の仮説金属板と同等以上の性能があり設置性なども含めて、金属反射板よりも有用である。

実証内容

積水化学工業株式会社が開発する透明フレキシブル電波反射フィルム（SPR-MW01）で、あらゆる物に貼り付けることが可能となっており、フィルム内部に特殊メタマテリアル層があり電波だけを反射することが可能な素材を金属板と比較した。
評価ポイントは南北を建物に遮蔽されており、南東方向80m付近に位置するRUはN-LOSである。RUおよび評価ポイントがLOSとなるポイントに反射板を設置して評価を行った。
反射板

RU
評価ポイント

評価ポイント

RU

実証結果と分析・考察

フィルム反射板

サンプル数が少ないために断定はできないが、本実証の結果、フィルム反射板は反射板無しに比較して改善効果が認められ、その特性は金属反射板と同等であると判断できる。金属に比較して軽量であること、あるいは透明であることから設置場所に自由度ができる等のメリットがあり、実運用上有用な反射素材であると考える。

16

電波反射板の有用性

 意図しない反射波が多数存在する環境においても、反射板により明確な伝搬パスを作ることで伝送性能の改善が可能である。
 反射板は広範囲なエリアの改善はできず、狭域の改善が可能である。
 反射板自体に電波の強さを増幅する機能は無いことからエリアを拡張するような使い方はできない。
エリア内でのデッドスポットの改善に適している。
 反射板設置場所とエリア対象となるUE設置場所のRSRP差が大きい（言い換えると反射板設置場所での十分に強いRSRP値が必要）場合に、反射板の効果も大きくなる。
 反射板はRUおよびUEに対して見通しがある環境で効果を発揮する。
 反射板設置により、その周囲に対して狭域ではあるものの、RSRPの劣化を招く可能性があり、設置時には向きの調整が必要である。

17

遅延計測
5つの構成を評価比較
1. キャリアLTE＋公衆網
2. 5G設備を全てオンプレミス型として設置
3. 光回線（有線）で直結
4. 5GCを遠隔地（東京）に設置
5. 地域コア設備共有型

5GCをL5G地域サービス事業者（愛媛CATV）に設置し､UEと5GC等の間を地域サービス事業者の光回線で接続

•
•
•
•
•

オンプレミス型と地域コア設備共有型では､ほぼ同程度の遅延特性であった。
地域コア共有型・同期モード，中央値で上り40.2〜45.0ms，下り7.8〜10.4ms
地域コア設備共有型は､5Gコア装置東京設置構成に対して､遅延特性が優れており､その差は5.2〜12.2msであった。
LTEと比して､ローカル5Gの利用は､遅延時間の改善が見られた。特に､下り方向の差異が顕著であり､中央値で50ms程度から10ｍs以下への改善も見られた。
準同期モードは、同期モードに比べ上り方向の遅延時間が、10〜20ms程度向上している。
下り（基地局から移動局方向）の遅延の変動に比べ､上り（移動局から基地局方向）の遅延の変動は大きかった。その理由は確定できていないが､送信電力の違いによる､外乱（障害物や干渉等）の影響の受けやすさが考えられる。
18

ローカル５Ｇ活用モデルの創出・実装に関する調査検討（課題実証）

19

【課題実証概要】 ユースケース①：音響診断による設備の異常検知 （1/2）
実証概要

加工に利用する切削工具の寿命の判断を行い、早期交換によるコスト増、交換が遅れた際の機械故障や不良品発生なくすための設備異常検知・解決策【ツウテック株式会社】
切削工具の寿命の判断を行い、早期交換によるコスト増の抑制、交換が遅れた際の機械故障や不良品発生をなくす。

背景・課題

解決策
【株式会社ユタカ】
切削工具の高負荷時の工具破損タイミングの見極めを行い、工具破損による機械故障や不良品発生をなくす。

実証目標

実証環境

■効果検証
A)
B)
C)

不良品発生率 - 20%改善
調達コスト- 20%改善
作業効率- 20%改善①実証用マシニングセンタに設置したセンサデバイスより収集された音響データをもとに、エッジPCにより異常検知が行われ、ローカル５Gを通して、管理者へ送信される。
②管理者は設備状況を監視する。
③異常を検知した際に、管理者は作業者に電話で工具交換を指示する。

異常検知確度 - 検知確度90%以上
伝送品質- 同一性99%以上
伝送スピード- 通知時間3秒以内- 転送速度1.5Mbps

■運用検証
A)

作業時間

・実装シナリオ①適用効果と課題確認（本検証）②蓄積データを用いた異常検知確度向上③対象設備・工具の適用範囲拡大

■機能検証
A)
B)
C)

①異常を判定しリアルタイムに管理者へ送信②管理者は、通知及び音響データ正常か異常かを判断③異常と判断した場合、管理者は工具交換の指示- 既存運用時の同等以下

20【課題実証概要】 ユースケース①：音響診断による設備の異常検知 （2/2）
実証
結果

本課題実証において、事業・環境が異なる両社の課題に対する効果および運用が可能であることを確認し、実装が可能であると判断する。
機能面においては、異常検知確度が目標未達であったが、本実証で得られた異常時のデータを基に異常検知確度を向上できる見込みである。
[総括] 両社共に生産性・コストの面で20%以上の事業改善効果が認められた。 (%)

(万円)

30

[結果] A)不良品発生削減率 ツウテック社: ▲28.0% (不良品発生率 10→ 7.2%)
ユタカ社:

効果
検証

B)調達コストC)作業効率▲38.5% (不良品発生率 20→12.3%)

ツウテック社: ▲20%（交換工具数 100→80個/月）
ユタカ社:▲20%（交換工具数 20→16個/月）
ツウテック社: ▲21% (作業時間 100→79.6h/月)
ユタカ社:▲32% (作業時間 20→13.6h/月)

38.5%改善

20
10
0

28%改善

ツウテック社 ユタカ社

月間不良品発生率比較

125
100
75
50
25
0

(h)
20%改善

20%改善
ツウテック社 ユタカ社

月間調達コスト比較

100
80
60
40
20
0

21%改善

32%改善

ツウテック社 ユタカ社

月間作業時間比較
既存運用
実証運用[総括] システム導入により設備の異常検知(破損)が可能となり、リモートによる管理者
からの短時間での工具交換指示が可能であることを確認した。
ツウテック社： 28.6% (検知数2/異常数7）[結果] A)異常検知確度
ユタカ社

機能
検証

： 57.1%（検知数4/異常数7）B)伝送品質

転送前後のファイルで可視データ/ハッシュ値を比較⇒可視化データ/ハッシュ値が同一であることを確認

C)伝送スピード①通知時間3秒以内達成②伝送速度1.5Mbps以下達成

ツウテック社: 0.6sec、 ユタカ社: 0.73sec
ツウテック社: 11.6Mbps 、ユタカ社: 5.0Mbps
音響的統計量の差と設備異常判定閾値運用
検証[総括] 異常検知システム適用後の加工作業における運用時間は、既存運用時間と同等であり、作業負担なく運用可能であることが分かった。
[結果]A)作業時間ツウテック社: ▲1.2時間/月 （12.2→11.0時間/月）
ユタカ社:

課題
および
解決策

▲0.2時間/月 (6.6→6.4時間/月)

時間(H)※異常検知確度は異常時データを基に改善を図ることで、実装可能と考える。
15
10

1.2時間削減
0.2時間削減

5

既存運用

0

実証運用

ツウテック社
ユタカ社
異常検知システム導入前後の月間作業時間の比較[課題] 工具破損の予兆を検知する診断アルゴリズムの実証および実装[解決策] 本実証で工具劣化時あるいは損傷時に見られた特徴量を用い、適正な異常予兆判定を行う診断アルゴリズムを構築し精度向上を図る。

21

【課題実証概要】 ユースケース②：検品対象のAI画像解析 （1/2）
実証概要

生産の中心となる熟練技術者の熟練技術を要する製品の検品が滞ることのないように、一次検品における検品品質の安定化と、遠隔地においても製品外観を画像確認することにより二次検品作業を可能とする高精細画像の送受信の実証【ツウテック株式会社】

背景・課題

目視一次検品で発生した欠陥に対し、熟練技術者が出張などで不在な状況では、二次検品の遅れから出荷遅延の可能性がある。一次検品の品質安定化と、遠隔地においても製品画像から二次検品作業を可能とする高精細画像の送受信が必要となる。

実証目標
■効果検証
A) 平均滞留時間：一次検品でNG判定された部品の二次検品確定までの時間改善が
50%以上
■機能検証
A) 伝送品質：一次検品画像を伝送した画像同一性が99%以上
B) 伝送スピード：144Mbps以上■運用検証A) 検品正答率：90%以上（NG品の見逃がしが無いこと）
B) 検品作業時間：二次検品作業時間が現状と同等（約50秒/個）以下

実証環境

解決策

・解決策
①検査精度・時間の標準化②遠隔地からの検品
・実装シナリオ①ローカル５Ｇによる画像検品システムの検証(本実証)②実証検証で抽出された課題解決③社外での検品可能化に向けた施策実施①現場作業者が検品対象を外観検品装置に乗せ、自動検品を行う。
②エッジPC上の検品AIにより検品が行われ、結果はローカル５Gを通して、事務所にいる管理者へ送信される。
③管理者は検品AIの検査結果について成否を確認する。
④成否を確認した結果（判定結果）はローカル5Gを通して、工場にいる作業者へエッジPCを介して送信される。

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【課題実証概要】 ユースケース②：検品対象のAI画像解析 （2/2）[総括] 納期遅延の抑止、余剰品の削減を確認でき、
事業改善効果が認められた。

効果
検証

[結果]

A) 平均滞留時間：▲31%（160.7→95.2h/月）
予備品削減額：▲10%（2→1百万円/月）

200

余剰品額(千円)

本課題実証において、納期遅延の抑止、余剰品の削減効果を確認し、実装が可能であると判断する。
リモートにおける二次検品正答率は、目標未達であったが、画像の視認性を向上することにより、実用可能の見込みである。
滞留時間(分)

実証
結果

31%改善

100
0

系列1

系列2

10%削減

1000
500
0

系列1

系列2

予備品の削減額

平均滞留時間[総括] ローカル5Gを利用した高精細画像の伝送によるリモート検品を可能とした。

機能
検証

[結果]

A) 伝送品質：100%
B) 伝送スピード：40Mbps[最大]（目標144Mbps）
伝送時間：12.8(秒)※NG画像のみ(52→10)とすることで、伝送時間2.5秒まで短縮可[総括] リモートでの二次検品作業の運用には、問題が発見されたが、画像の視認性を向上することにより、改善可能である。

運用
検証

検査対象部品

外観検品装置による伝送画像

A)二次検品正答率
画像による検品数 判定数
二次検品結果[結果] A) 検品正答率
一次検品：正解:100%、虚報0%、見逃し0%
二次検品: 正解:75%、虚報0%、見逃し25%
B) 二次検品作業時間 部品A 120秒/個（目視:76秒/個）

正解
虚報

25

見逃し

※視認性向上策：画像でのNG部の局所表示、原画像提示
課題
および
解決策

側面(一部)

表面(一部)

正答率

20

75%

0

0%

5

25%

+44秒

B)二次検品作業時間[課題] 本実証での検品対象2種に加え、部品対象の適用拡大[解決策] 対象部品に合わせたAI検品モデルの拡充（ユーザー企業主体でのモデル作成）

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【課題実証概要】ユースケース③：熟練技術の伝承 （1/4）
 掲載内容 実証概要＜ユースケース③：熟練技術の伝承＞
熟練技術者が有する高度な加工技術を継続するため、未熟練者への技術伝承が可能なスマートグラスを用いた熟練者技術の伝承。

 背景となる課題を踏まえた実装シナリオ・実証目標
１．熟練技術者が遠隔地から指導可能な体制を整える。【遠隔地支援】
２．熟練技術者の技術を確認しながら作業できる環境を整える。【技術伝承】
未熟練者が熟練技術をスマートグラスで伝承することによる効果として、トータルの指導・作業時間の削減を評価指標（ＫＰＩ）として、25％の削減を目標とする。

 実証環境

遠隔地支援

技術伝承
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【課題実証概要】ユースケース③：熟練技術の伝承 （2/4）
 実証内容【遠隔地支援】

ローカル５Ｇを用いたソリューションの有効性等に関する検証

遠隔地からの工程設計（加工手順や切込み速度、量など）の指導を行うことによる指導時間の削減効果を検証した。

遠隔地からの指示・支援による加工時の指導時間削減効果を検証した。

工程設計の指導による１週間単位での相談時間の削減効果は
週20回の相談×在勤率0.5×削減時間１時間（移動時間）＝10時間

遠隔地からの指導による１週間単位での相談時間の削減効果は
週5回の相談×在勤率0.5×削減時間１時間（移動時間）＝2.5 時間【技術伝承】
未熟練者のバリ取り作業について、スマートグラスを用いた熟練者の技術伝承について評価を行った。
６人中４人でバリ取りの良品が増加し、６人中５人で問題あるバリ取りが減少し、技術の向上が確認できた。
一方で、作業時間は個人差も大きく、スマートグラスの使用前後で全体として明確な作業時間の削減と確認できるほどの変化はなく、未熟練者の作業自体は、時間短縮より、技術の向上に寄与したと考えられる。
スマートグラスの使用による１週間単位での指導時間削減効果は、熟練者の移動時間を考慮し、
週2回の指導×在勤率0.5×削減時間１時間（移動時間）＝1時間
スマートグラスを用いた未熟練者の機械セッティング時間の検証結果
旋盤作業者に指導する削減効果として、熟練者が時間を割いて指導する内容が、スマートグラスで代替可能であったことから、１週間単位での熟練者の指導及び移動時間の削減時間は
週0.25回の機械セッティング×在勤率0.5×削減時間１時間15分（移動時間込み）＝0.15625時間
25

【課題実証概要】ユースケース③：熟練技術の伝承 （3/4）
伝送スピード評価

ローカル５Ｇを用いたソリューションの実装性に関する検証

閉域網利用時クラウド利用時

平均値

クラウド利
用時（秒）
0.431

閉域網利用
時（秒）
0.796

中央値

0.417

0.773

最長値

0.623

1.27

最短値

0.269

0.225

クラウド利用時は通話状態での時間差
閉域網利用時は257MBの動画が表示される時間差
両方とも概ね１秒以内
概ね１秒程度の遅延を問題とするコンテンツ以外はスマートグラスとローカル５Gの閉域網を用いて問題なく使用可能。

作業性インタビュー結果
バリ取り時の作業
性

機 械 セ ッ ティ ン グ
スマートグラスを使用し、作業を行った未熟練者、遠隔地からの作 時の作業性
業支援において支援を行った熟練者にスマートグラスを用いた指導に関して視認性や作業効率についてインタビューを行った
ク ラ ウ ド利 用 と閉域網利用による差

熟練者・未熟練者による評価・分析
実装に必要となる課題
・動画で動きがわかりコツがわかりやすかった。
・内容は理解できたが、指示通りに実践・動画が大きく見やすかった。
できるかは別であった。
・細かな動きまで確認できて良かった。
・速さが確認できて良かった。
・目線での操作ができることが、手を動かす方法よりも操作性が良かった。
・効率の良いコンテンツの作成・手が表示される操作は工具の回転時には移さないようにしないと、巻き込まれる恐れがある。 ・暗い個所の作業はグラス越しでは確認
・ある程度慣れている作業に近い場合は詳細なマニュアルは読むのに疲れるので必要ない。
しにくい。
・項目立てて、みる箇所を限定して使用したい。
・手が油で汚れた場合にセンサーを汚し・MRを用いたセッティングマニュアルでは、ボタンの押す位置がわかりやすいなどの利点があてしまう可能性がある。
る一方で、現実の物とMRが重なると実際自分が行っている操作がわかりにくい。
・未熟練者の作業動画を熟練者が見ると、未熟練者がどの部分に気を付けて作業しているかがわかりやすくてよい。
・操作は図面を大きくしてみる必要がある。
・長時間の使用は目が疲れる。
・図面の小さい文字などは拡大しなければ読みにくい。
・工程のやり取りは図面をPDFで参考にした方が通じやすい。

26

【課題実証概要】ユースケース③：熟練技術の伝承 （4/4）
ローカル５Ｇの実装に向けた課題の抽出及び解決策の検討
コンテンツは静止画像や短い動画の方が扱いやすいとの意見があった。
長時間の動画コンテンツを作成し、作業を実施した場合、作業動画を見落とした際にコンテンツ動画を止め、戻ってから再生を行うという作業は煩雑となるため、手間が増えた。
一方で、スマートグラスでコンテンツを確認するためには、コンテンツ作成業務が発生し、従来までの口頭での伝達やメモ書きに比べて時間を要する作業であった。
そのため、コンテンツ作成業務については、作業内容が同一で、長期間継続して行う作業に対して行うこととし、単発の発注などに対しては、遠隔作業支援などを活用する方が良いと考えられる。

27

継続利用・実装計画
共有型モデルの実装には、愛媛県が中心となり、㈱愛媛CATVのローカル５G地
域シェアリングモデルをフル活用することで横展開するために必要な実証事業を右図の体制で実施する。継続利用・実装計
画の見通しは以下のとおり。
 令和４～5年度は、右図のような体制において愛媛県の独自予算で異常検知と技術伝承業務支援の実証を継続。
愛媛県産業技術研究所においては、
横展開先企業発掘のため実証結果の周知と、シェアリングモデルの検証を
愛媛CATVと共同で継続。独自の取り組みは外部資金を活用する等で開発を令和6年度まで継続実施。
 令和7~8年度は本コンソーシアムメン
バーが中心となり、ソリューションビジネスを県内製造業へ横展開し、さらに全国展開を模索。

ローカル５Ｇを用いたスマート工場継続体制①ローカル５Ｇネットワーク強化

愛媛県産業技術研究所
産業創出課㈱愛媛ＣＡＴＶ

全体とりまとめ
県内企業への横展開を先導

ツウテック㈱【ア ドバイザー】

愛媛大学小林教授⑤スマートグラスを使った技術伝承・業務支援強化
補完研究を県の実証事業で実施
産業技術研究所

本技術実証事業で得られた成果を活用し、各工場間のネットワークの強化の検証を継続【ア ドバイザー】

企業内専用回線としてのICTｿ
ﾘｭｰｼｮﾝﾋﾞｼﾞﾈｽとして展開

エクシオグループ㈱スマートグラスを用いた遠隔作業
支援のコンテンツ開発、データのクラウド化（MECサーバー活用）②AI分析による設備の異常検知
補完研究を県の実証事業で実施
異常検知のシステム開発
加工時の音響データを取得し、AI分析により設備の異常を検知して工具交換の必要性を判断

異常検品システムを横展開③機械の遠隔操作等による効率化
独自に実施
共同受注システム開発
遠隔操作で他社に設置している機械を操作し、切削加工する。
共同受注システム
データ（著作物）は保護する。
を横展開

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㈱ユタカ

※L5G基地局等継続利用し県内企業へ横展開を検討④高精細カメラ画像のAI分析による製品外観検品

現場作業者（非熟練者）

スマートグラス

デジタル
手順書

デジタル手順書を見つつ熟練技術者からの指導を遠隔で熟練技術者「基準超過、NG品です。」

独自に実施
AI検品システム開発
ローカルでの画像AI検品とリモートでの画像目視検品により、多品種小 高精細
カメラ
ロット生産に対応

AI検品システムを横展開

検品対象製品

企業の生産性の
向上

まとめ

29

まとめ
◎技術実証
○電波伝搬特性等の測定
１つの基地局がカバーするエリアの環境が異なっていることが電波伝搬特性に大きく影響し、エリア算出法によるシミュレーション結果と実測値の相違が郊外および市街地いずれでも生じる。
○電波伝搬モデルの精緻化
エリア算出法のＲ値（ツウテック工場）については壁素材、厚さ、面積占有率の条件により、Ｓ値（ユタカ工場）については家屋が密集するエリアと開けたエリアに分けて精緻化した結果、別紙のとおり実測値に近い算出結果を得られる値を求めることができた。詳細は別紙のとおり。
エリア算出法による精度の課題を解決するため３次元レイトレース法を導入し、シミュレーションを行った結果、郊外、市街地いずれにおいても精緻化した算出式と同等以上の精度であることを確認した。
○電波反射板によるエリア構築の柔軟化
カバーエリア内のRSRPが強いエリアで地物等に遮蔽されてできたデッドスポットに対し、近隣の強いRSRP値を得られる場所に反射板を設置するとその効果を最大限に活かせること。反射板により明確なパスを構築し伝送性能を向上させられることなどを確認した。
○フィルム反射板と金属反射板の性能評価
金属の反射板は重量があることから設置場所が限定されるため、軽量なフィルム反射板の性能を評価した結果、金属反射板と同等の性能を確認した。
○遅延計測
地域コア設備共有型をオンプレミス型ほか複数条件で比較した結果、地域コア共有型ローカル５Gにより､オンプレミス構成と同等の通信遅延を実現でき、コアの共有により設備コストを抑えながらローカル５Gの特徴を活かせることを確認した。

◎課題実証○ユースケース①：音響診断による設備の異常検知
本課題実証において、事業・環境が異なる両社の課題に対する効果および運用が可能であることを確認し、実装が可能であると判断した。
機能面においては、異常検知確度が目標未達であったが、本実証で得られた異常時のデータを基に異常検知確度を向上できる見込みである。
○ユースケース②：検品対象のAI画像解析
本課題実証において、納期遅延の抑止、余剰品の削減効果を確認し、実装が可能であると判断した。
リモートにおける二次検品正答率は目標未達であったが、画像の視認性を向上することにより、実用可能の見込みである。
○ユースケース③：熟練技術の伝承
スマートグラスを用いてコンテンツを利用した作業を行ったところ、一部業務において作業時間が増加したケースはあるものの、概ね円滑な作業支援を行うことができた。
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まとめ（別紙）
R値（ツウテック工場）の条件

S値（ユタカ工場）の条件

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