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工場の「無線IoT化」が日本の製造業を飛躍させる
──製造現場における無線実証実験プロジェクト

2017年02月24日

 モノとモノをネットワーキングするIoTの活用が、現在、社会のあらゆる領域で進んでいる。工場でも、IoTの導入によって生産性を大きく向上させる動きが活発になっているが、課題は機器間の接続だ。有線での接続では工場内が「配線だらけ」になってしまう。一方、無線導入にもいくつかのハードルがある。実証実験によって工場の「無線IoT化」を実現し、製造業のパフォーマンスを上げることを目指すプロジェクトが、現在進んでいる。

工場には「つなぐ」べき機器が多すぎる

 機器と機器、あるいは機器とネットワークをつなぐことで、リアルタイムの制御、計測、データ収集などを実現するIoT。その仕組みが最も力を発揮すると考えられている分野の一つが製造現場である。製造機器をネットワーキングしてそれぞれ機器の状態を把握し、メンテナンスや部品交換などの最適なタイミングを計る。あるいは、製造ラインの切り替えの際に製造ラインの機器と通信することによって切り替えのスピードを上げ、ラインがストップする時間を短縮する──。現在、さまざまな工場でそのような仕組みづくりが進んでいる。

 しかし、その「工場IoT化」には大きな課題もある。工場にはつなぐべき機器があまりに多いということだ。機器をネットワーキングする方法としてまず考えられるのはケーブルで物理的に結ぶことだが、すべての機器を「有線化」すれば、工場内が配線だらけになるばかりでなく、ケーブルの破損のリスクが増大する。さらに、「つなぐ」ことを前提にしていない古い機器の場合、ネットワーキングすること自体が難しいケースが少なくない。
 その課題を解決し、工場のIoTをさらに推し進める方法として期待されているのが「無線化」である。

無線化によって「柔軟な工場」を実現する

 工場の無線化を検証し、新しい無線システムの開発を目指す「フレキシブル・ファクトリー・プロジェクト」が動き始めたのは、2014年のことだった。プロジェクトに参加しているのは、国立研究開発法人情報通信研究機構、オムロン、国際電気通信基礎技術研究所、NEC、日本電気通信システム、サンリツオートメイション、富士通、富士通関西中部ネットテック、村田機械の9者だ。このプロジェクトを中心で進める情報通信研究機構の板谷聡子氏は説明する。

国立研究開発法人 情報通信研究機構
ワイヤレスネットワーク総合研究センター
ワイヤレスシステム研究室 主任研究員 理学博士
板谷 聡子氏

 「機器製造、通信、システムなど、それぞれの分野に強みのある企業と情報通信研究機構がともに進めているのがこのプロジェクトです。2015年3月に最初の実験を行ってから約2年にわたり、多くの工場のご協力のもと、実験を重ねてきました。今年の3月末までに、延べ10工場を越える見込みです。」

 近年、消費者の嗜好性やライフスタイルの多様化を受けて、多品種少量生産を行う工場が増えている。例えば、マスプロダクトのイメージの強い自動車は、実は同じ車種でも仕様、色、オプションなどが異なる多品種少量生産の代表的製品である。そのような工場では、生産ラインの切り替えが頻繁に発生する。その切り替えによるダウンタイムが長くなれば、生産性はそれだけ落ちることになる。前述のように、それを防ぐのに有効なのがIoTだ。IoTによって製造機器を常に監視し、コントローラブルな状態にしておけば、スピーディな切り替えが可能になる。

 生産現場を柔軟な変化に対応できるようにしておくこと──。それがこれからの工場に求められる要件ということである。板谷氏が率いるプロジェクトが「フレキシブル・ファクトリー(柔軟な工場)」と冠しているのもそのためだ。その柔軟性を無線化によって実現しようというのがこの取り組みの狙いである。

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