インテリジェントな画像処理で、インダストリー 4.0 アプリケーションにおける生産担当者をサポート

支援を自動化

インテリジェントな画像処理で、インダストリー 4.0 アプリケーションにおける生産担当者をサポート

自動化はインダストリー 4.0 の主要な要素です。コスト削減、生産性の増加、欠陥ゼロ品質という要因により、企業に対するプロセスデジタル化の要求はますます高まっています。しかし、全面的に自動化するには高額な投資がつきものです。同時に、人と機械との関わりにおいては、今後も人間が優先されることに変わりはありません。熟練した作業員の慢性的な不足や産業上の安全性の高い基準を鑑みると、これは企業にとってたやすいことではありません。プロセス最適化を成功させるためには、多数のバリエーション、複雑な作業とプロセス、品質要件の厳格化という課題も立ちはだかります。どのようにすれば、うまく進められるでしょうか。ドイツの企業 OPTIMUM datamanagement solutions GmbH は、支援システム「Clever Klaus」を搭載したスマートソリューションを開発しました。統合が簡単なカメラベースの支援システムで、デジタル化を使用して手動の検査プロセスを最適化し、シンプルにします。IDS の高解像度 USB3 産業用カメラを使用した産業用画像認識とインテリジェントなデータベースを組み合わせ、支援システムは各ステップを認識し、全組み立てプロセスを通じてリアルタイムで従業員を支援します。指示 - チェック - 確認 - 文書化というシンプルな原則に従うと、このような複雑なプロセスでも管理可能になります。

用途

インテリジェントな組み立て支援システム「Clever Klaus」は、デジタル組み立て手順により、ステップごとに従業員に手順を示します。作業者は注文書をスキャンして、組み立てプロセスを開始します。作業台の上に設置された IDS のカメラが加工品や取り付ける個々の部品を録画します。操作手順とエラーメッセージがタッチモニターにリアルタイムで表示されます。作業ステップが正常に完了すると、作業者に確認が通知されます。組み立てが完了すると、欠陥のない生産物であることの証明書がシステムから発行されます。

「カメラはデジタルで履歴を記録します」と、OPTIMUM datamanagement solutions GmbH の業務執行取締役 Wolfgang Mahanty 氏は説明します。いつどのように何が起きたか、すべてのデジタルデータが録画され、処理されます。これによって知識ベースが作成され、その後、知識を全員に移転することができます。「カメラは多数の細部や多様なバリエーションを撮影して、安定した画像を提供する必要があります。センサーによる認識には信頼性が必要です。つまり、暗い場所や照明条件が変化する状態でもセンサーは対処できなければなりません」と、Mahanty 氏はカメラに対する要求をまとめています。そしてその理由を次のように述べています。「現代の工場では、できるだけ日光を取り入れるべきですが、すると録画品質に影響が及ぶことがあります」

IDS の USB 3 uEye CP 産業用カメラを搭載した「Clever Klaus」組み立て支援システム
IDS の USB 3 uEye CP 産業用カメラを搭載した「Clever Klaus」組み立て支援システム
インテリジェントな組み立て支援システム「Clever Klaus」は、デジタル組み立て手順により、ステップごとに従業員に手順を示します。
インテリジェントな組み立て支援システム「Clever Klaus」は、デジタル組み立て手順により、ステップごとに従業員に手順を示します。

IDS の USB3 産業用カメラ UI-3590CP なら、何の支障もありません。ON Semiconductor 製の光感度に優れた AR1820HSSC00SHEA0 ローリングシャッター CMOS センサーは BSI (バックサイドイルミネーション) テクノロジーを使用して、暗い条件でも卓越した画質を保証します。どれほど微細なディテールを撮影するときでも、低画像ノイズで超高解像度の画像を生成します。解像度 18 MP (4912 x 3684) でフレームレート 21 fps を発揮します。「DINA 3 で 1mm の誤差で製品を検出します」と Wolfgang Mahanty 氏は請け合います。さらに、カメラは小型かつコンパクトで、統合しやすいので、チームは「Clever Klaus」の真価を確信しました。

ドイツのルートヴィヒスブルクを拠点とする企業 Mann + Hummel は、濾過分野の世界的市場リーダーでエキスパートですが、同社も IDS カメラモデルで最適化された支援システムのメリットを評価しています。Mann + Hummel のテクニカルマネージャー Peter Sawatzky 氏も、「Clever Klaus」を利用しています。「フィルター部品の最終組み立てでは、多数の手作業が必要です。これには、非常に複雑でミスが起きやすいセンサー照会による、デバイスの変更が必要になります。支援システムはその能力を実証し、ミスは大幅に削減されました」  新しいバリエーションを作業準備中に容易に学習して、当日中に作業員が設置できます。「これで当社のバリエーション管理がさらに簡単になりました」と Sawatzky 氏は断言します。

その他の利点として、各生産設備に容易に統合でき、お客様のアプリケーションで必要であれば、複数のカメラモデルを使用することも非常にシンプルな方法で低コストで対応できます。

Klaus がデジタル方式でステップごとに手順を案内するので、従業員は新しい手順をすばやく安全に学習します。個々の組み立て支援システムで作業員の労力が軽減され、作業も容易になるので、生産性を大幅に向上できます。組み立てコストが軽減されるとともに、品質保証の改善により、苦情処理のコストも最小になります。「Clever Klaus が組み立て作業を支援してきたので、苦情件数が大幅に減少しました」と Sawatzky 氏は言います。

各生産機器への統合が容易で、バリエーション管理がシンプル化されます
各生産機器への統合が容易で、バリエーション管理がシンプル化されます

今後の予定

特に電機業界や自動車業界では、OPTIMUM datamanagement solutions GmbH などによる支援システムにより、プロセスのスピードアップが進み、効率と品質の向上が保証されています。製造プロセスはほぼ完璧に実行され、完全に文書化されるので、追跡可能になります。このようにして企業では生産性が向上し、必要に応じて競争力を獲得できます。シンプルで直感的な操作はインダストリー 4.0 の導入を成功するための重要な基礎です。そこで OPTIMUM はシステムを容易に学習させる方法に取り組みました。そのために CAD データ、インテリジェントなフィルター、さらには人工知能を使用しました。デジタル化をさらに進めるには、バーチャルコミッショニングの活用が考えられます。メンテナンスや作業準備部門の従業員が自分で操作できるようにするため、支援システムは直感的に使用できるように設計する必要があります。

確かなことは、デジタル化は常に進化しており、将来の工場で効率と品質を向上させるソリューションを求める声は高まり続けています。容易に統合できる個々の支援システムとインテリジェントな画像処理により、すばやく容易にカバーできます。これは短期間で回収できる投資です。

USB 3 uEye CP – 驚くほど高速、これまでにない高信頼性、卓越したセンサー

OPTIMUM datamanagement solutions GmbH