トレンド

センサの選定からデータの知見化まで工場のスマート化をトータルに支援
日本 IBM ＆ JFE グループ ㈱エクサ
生産現場にデジタル技術を活用する動きが広が全体像を示すドキュメントが存在しないというケっている。狙いはドイツ発のインダストリー 4.0 とースも少なくない。また、センサなどのデバイス同様に工場内の設備をデジタル技術によって連携や機器に関する知識不足がネックとなって IoT シさせ、生産性を向上させることである。予知保全

ステムの導入を円滑に進められない製造業は少なの実現もデジタル技術活用のターゲットである。

くない。IoT 活用の成果を生み出すためのカギをIoT 技術を用いて設備の状態をモニタリングし、握るデータ分析人材がいないことも多くの製造業

故障が発生する前に部品を交換したり修理を行うが抱えている課題だ。センシングデータを予知保

予知保全を実現すれば生産をストップさせない体全に活かすためにはデータの分析を通して、故障制を構築できる。予備品の低減など保全業務にかの予兆をとらえるデータモデルを確立するというかるコストの削減も可能となる。さらに自社の現作業が必要である。それを行うのがデータ分析ス

場の保全に留まらず、IoT を活用し、顧客に納入ペシャリストだが、一般の製造業でデータ分析スした製品の稼働データを分析し、顧客に運用コスペシャリストを抱えているところはまれだ。

トの低減につながる運用法を提案するなどのサービス事業を創出する企業も現れている。

製造業が直面しているこれらの課題を解決するソリューションとして、日本 IBM ＆ JFE グループ

しかし、生産現場にデジタル技術を導入するた企業のソリューションプロバイダーであるエクサめの課題は多い。生産設備を連携させるためにはが提供しているのが「エクサ Smart ファクトリー工場の全体像を把握することが求められる。だが、 ソリューション」である。
工場を建設してから多くの時間が経過し、工場の「製造現場の業務知識とエンジニアリング知識の両者を保有する人材を豊富にもち、その人材がお写真１

エンタープライズ営業本部 Smart ファクトリー営業部
セールススペシャリスト

山口 裕也氏

客様と一緒になって課題を整理するとともに、生産現場できちんと機能する IoT 機器やネットワー
クを提供し、そこから得られたデータを知見化し業務を改善できること」と、エンタープライズ営
業本部 Smart ファクトリー営業部セールススペシ
ャリストの山口裕也氏はエクサの強みを説明する（写真１）。同社はその強みをべースに工場をスマート化させる取組みを本格化し実績を上げている。

生産現場の課題解決のカギはデジタル技術の活用にありエクサの Smart ファクトリーソリューションとはどのようなものか。以下でアウトラインをおさ136

Vol.63 No.9 工場管理

トレンド

センサの選定からデータの知見化まで工場のスマート化をトータルに支援えておくことにしよう。

図１

エクサ Smart ファクトリーソリューションの概念

図１は、⑴現実世界（「制御・実行」および「デ現実世界ジタル化・センシング」の各領域を指す）と、⑵仮想世界 / デジタルツイン（「分析・認識」「モデリング」「システム化」の各領域を指す）を示している。
生産現場は現実世界、デジタルツインはデジタル制御・実行技術を用いて現実世界仮想世界にマッピングし、デジタル化・センシング

IT システムによるデータ分析を可能にする。データ分析を通じて得た知見を現実世界に適用することによって製造業は生産性の向上や予知保全の導分析・認識システム化入などの現実世界におけるテーマを速やかに実行するサイクルを回すことができるようになる。

モデリング

業務の改善・高度化の起点となるのはデジタル化・センシングの領域である。ここで行うのは、センサや RFID、３D レーザスキャナーなど IoT

仮想世界 / デジタルツイン

関連機器を用いて現実世界の製造現場を IT で扱えるようデジタルツインに変換すること。次の分ンを構成するツール・機器の活用領域とその効果

析・認識からモデリングに至る領域で最初に行うについて紹介する。のは、デジタル化した現場の情報を分析することである。
たとえば、設備データから劣化予測や故障予測

３Dレーザスキャナーで生産現場を可視化など故障予兆のための分析を行うことだ。次に行はじめに取り上げるのは、デジタル化・センシ

うのは、データ分析によって得た知見をモデル化ングのツールである３D レーザスキャナー。同社すること。設備故障のパターンをモデルとして作は、中・遠距離スキャナーと近距離スキャナーの成することがその一例である。次のシステム化で２つを用意している。

は、作成したモデルを IT システムに組み込む。具

スキャナーの使い方はこうだ。まず、中・遠距

体的には、設備の状態を監視して故障が発生しそ離スキャナーを工場の現場に複数設置する。スキうになったらアラートを発する予知保全システム

ャナーはレーザを発射する。発射したレーザは工を構築することだ。システム化は、仮想世界にお場内の設備に当たると跳ね返る。スキャナーはそけるデータ分析を通じて得た知見を現実世界にフれらを取得する。取得したデータは位置・色などィードバックする役割を担うといえる。の点データが集まった点群データである。この点

設備故障や保守作業の記録などを統合的に管理群データを PC 画面上に３D で表示し、位置や形するシステムを構築することもシステム化で取り状を確認する。近距離スキャナーは設備の表面の組むべきテーマだ。現場の業務改善を継続的実行へこみなど微細な形状データの取得に用いる。３するためには設備・資産を統合管理する仕組みを

D スキャナーを活用することによって写真に近い構築することが欠かせない。製造業はこうしたサリアルな設備の情報を得られ工場全体のデジタルイクルを回すことによって現場の改善や止まらな化が可能だ。また、３D スキャナーで得たデータ

い工場を実現するための体制を整えることができを地図データと連携させれば工場内のどこにどのる。エクサは現場の実情にあわせて、サイクルのような設備があるかを表す構内図が作成できる。

どこから改善・高度化に着手すべきかを考え、現設備・資産管理システムと連携させれば、設備を実的な進め方を提案している。

クリックするとその設備に付帯する点検記録やマニ次に、エクサ Smart ファクトリーソリューショ
工場管理 2017／07

ュアルなどを呼び出す仕組みも構築できる
（図２）
。
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図２

３D レーザスキャナーを活用して取得した工場内設備の点群データ。３D でリアルに表現している生産現場の環境に合わせてセンサを提供
センサや RFID などの IoT デバイスと IoT デバ
イスが収集したデータをきちんとサーバーに届けるネットワークに関する知識を豊富にもっていることも同社の強み。熱や騒音、振動が発生する生産現場ではセンサやネットワーク機器が劣化しやすい。また、現場の機器とデータをサーバーに送信する無線ネットワークの周波数が干渉してデータが送信できないというケースも珍しくない。センシングデータをきちんと収集・送信する仕組み

３D レーザスキャナー活用のメリットは、工数を構築するためには自社の現場に適したセンサををかけずに生産現場のデジタル化が実行できるこ選定することが欠かせない。しかし、最適なセンと。３次元 CAD ソフトを活用して工場のデジタサを選ぶための知見を自身で保有する製造業は少ル化を行うことも考えられる。

ない。そうした企業を支援するのがエクサの技術

しかし、「生産現場のデジタル化に３次元 CAD者だ。

ソフトを用いると膨大な工数がかかる。３D スキ「当社の技術者は JFE グループ企業として培っャナーを使うと大規模な工場でも２〜３週間で工たノウハウをべースに顧客の工場の環境に最適な場のデジタルツインを作成することができます。

センサとネットワークを選ぶ知見を提供している」

工場の現場をデジタル化するための現実的な解はと山口氏は話す。

３D スキャナーを使うことです」とエンタープラ
イズプライズ開発本部 IoT・海洋ソリューション部シニアプロジェクトスペシャリストの遠藤明彦氏は話す（写真２）。

データ分析スペシャリストがデータを知見に変換するプロセスを支援
故障の予兆をキャッチし、設備にトラブルが発生する部品を交換したり設備の改修を行う予知保全を行うには IoT システムが収集したデータを知見に変え、故障予測などのモデルを作成するアナ

写真２

エンタープライズプライズ開発本部 IoT・海洋ソリューション部 シニアプロジェクトスペシャリスト
遠藤 明彦氏

リティクス（分析）やコグニティブ（認知）という作業を行うことが必要。その領域でもエクサは強みをもつ。
「データ分析とモデルの作成は業務ごとに取り組む性格のものであり、現場の状況や条件の変化に合わせて継続して行っていく作業。当社は日本
IBM と JFE グループから迎え入れたデータ分析スペシャリストを筆頭に自社にデータ分析が行える人材を揃えています」と遠藤氏は話す。IoT 活用の目的は、データを知見に変えることによって業務の高度化や効率化を図ることである。そのための仕組みづくりをエクサの技術者が後押しする。
現場のデジタル化を進めるためには設備の３Dデータや稼働データ、さらには設備の購入・メン

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Vol.63 No.9 工場管理

センサの選定からデータの知見化まで工場のスマート化をトータルに支援

トレンド

図３

設備・資産管理システムのイメージ図
プラント/フィールドA
運転データ

ゲート
ウェイ

ビッグデータ

分析・解析

クラウドサーバ＆ストレージ

データロガー

センサー
設備台帳

マニュアル
現場担当者

施工情報

モデル・
知見

点検・
記録情報
知見に基づく指示・支援

複数プラントに随時拡張可能

プラント/フィールドC

運転データ

ゲート
ウェイ

運転データ

データロガー

センサー

現場担当者
施工情報

機器情報

3D 情報

設計情報

知見に基づく指示・支援

現場管理者

設備台帳

マニュアル
現場担当者

施工情報

機器情報

3D 情報

設計情報

現場管理者

状況把握･分析ゲートウェイ

データロガー

センサー
マニュアル

経営部門

プラントA プラントB プラントC

現場管理者

プラント/フィールドB

設備台帳

プラント/フィールド単位、および全体横串での検索や分析を可能とする
設備・資産管理ポータル

管理DB

機器情報設計情報

Portal

設備･資産現場状況把握

3D 情報

蓄積
情報

知見に基づく指示・支援

現場状況確認

分析

情報共有

報告

知見に基づく改善

報告書作成

予知保全 手順見直し

計画作成

保全計画作成運転効率アップ

利益率向上

テナンスなどの情報を包括的に管理する仕組みを確立することが欠かせない。その仕組みを実現するツールとしてエクサは IBM Maximo を基盤とする設備・資産管理システムを提供している。同シ
ステムの特徴は、複数拠点の情報・データを一元管理ができること（図３）。グローバルに製造拠点をもつ製造業が各拠点の保全活動をベンチマークすることに同システムを活用しているという。また、顧客に納入した製品をモニタリングして製品の活用法を提案するサービスを新しい事業として成長させようとする企業が同システムをその基盤として導入しているという。
以上見てきたように、エクサの Smart ファクト
リーソリューションは、生産現場のデジタル化や設備データの収集・分析、データの知見化、知見の生産現場への適用に至るサイクルをトータルにサポートする。
（小林 秀雄）工場管理 2017／07

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