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産業ロボット/CNC+IoT+フォグコンピューティング+深層学習=製造業の自動化促進

ファナックやシスコ、PFNらが製造業向けIoTプラットフォーム

2016年04月19日 07時00分更新

文● 大塚昭彦/TECH.ASCII.jp

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 産業用ロボット/工作機械メーカーのファナックとシスコシステムズ、ディープラーニング(深層学習)技術のPreferred Networks(PFN)、ロックウェル オートメーションの4社は4月18日、製造業向けIoTプラットフォームの共同開発を行うことを発表した。協業を通じて、各種製造設備から収集した大量のデータに基づく生産性や稼働率の向上、機械の自動制御などを可能にするためのオープンプラットフォームを開発していく。

(左から)発表会に出席したシスコシステムズ SVP IoT兼アプリケーション担当のローワン・トロロープ氏、ファナック 専務取締役 ロボット事業本部長の稲葉清典氏、ファナック 代表取締役社長の稲葉善治氏、ロックウェル オートメーション 上級副社長 戦略的開発兼CTOのスジャット・チャンド氏、Preferred Networks 代表取締役社長 CEOの西川徹氏

工場の「ゼロダウンタイム化」から「インテリジェント化」へと歩を進める

 ファナックとシスコは今年1月、ファナック製産業用ロボットの稼働率を向上させるための「ZDT(ゼロダウンタイム)コネクテッド ロボット プロジェクト」を発表した。これは、ロボットが搭載するモーターからデータを収集、分析し、故障の徴候をいち早く検知して故障発生前にモーター交換を行うことで、不意の故障発生によるダウンをなくすというもの。現在、約6000台のロボットがZDTにより監視されており、今秋には1万台を超える見込みだという。

 今回発表された「FIELD(FANUC Intelligent Edge Link and Drive)System」は、このZDTプロジェクトをさらに拡張するもの。ロボットやCNC、工作機械、PLC、各社センサーなど、工場内にあるさまざまなマシン/デバイスからデータを収集し、分析/活用する多種多様なアプリケーションの開発プラットフォームとなる。なお、提供開始は今秋ごろからを予定している。

FIELD Systemの概念図。中央の黄色いプラットフォーム(FIELD)上で、収集したIoTデータを活用するアプリケーションを開発していく

 単なるデータ収集と分析だけでなく、分析結果を各種マシンの自動制御にフィードバックして活用できる点が特徴だ。また、収集されるデータのほとんどを現場側(ネットワークデバイス内)で処理する“フォグコンピューティング”アーキテクチャを採用しており、データセキュリティの面でも安心度が高い。

概念図。リアルタイムデータの収集と分析、可視化だけでなく、機械学習/ディープラーニングも用いて「知識」や「知恵」へと変換していく

 アプリケーション開発においては、PFNがオープンソースで提供するフレームワーク「Chainer」を用いることで、機械学習/ディープラーニング技術を容易に組み込むことができる。Chainerは分散協調型の強化学習が可能であり、複数のフォグコンピューティングデバイス間で学習結果をリアルタイムにやり取りさせることで、学習を短時間で完了できるメリットもある。

ファナックとPFNによるデモシステム。バラ積みされた円柱部品をロボットにうまくつかみ出させる。ディープラーニングを適用した8時間の自動学習の結果、人間がチューニングした場合と同等の、取得率90%を達成した

 今回のFIELD systemにおいて協業各社は、ファナックがセンサーを搭載したロボットやCNCを、シスコとロックウェルがネットワーキング、コンピューティング、セキュリティの各インフラハードウェアおよびミドルウェアを、PFNがディープラーニング/機械学習およびIoTストリームエンジンのミドルウェアを、それぞれ提供する。

 なお、FIELD systemは“オープンプラットフォーム”を謳っており、産業用デバイス(PLCやセンサーなど)接続のためのドライバや、FIELDプラットフォーム上で動作するアプリケーションを、認証を受けたサードパーティが開発できるようになる予定。

 また顧客への提供/サポート窓口を一本化するため、ファナックでは新たに「トータルインテグレーションパートナー」資格を設け、ロボット/FA/ネットワーク/システムのインテグレーションをワンストップで実施できるパートナーを育成していく方針。

ロボット/産業機械からFA、ネットワーク、システムまでワンストップで提供できるパートナーを育成

日本やアジアで高まる製造業の「自動化ニーズ」に応えるために開発

 今回の4社は、たとえばファナックとシスコ、ファナックとPFN、シスコとロックウェルなど、これまで個々に協業を行っている。今回のFIELD systemは、そのノウハウを1つのプラットフォームに統合し、さらにサードパーティへも開放してエコシステムを拡大しようという動きである。

 ファナック 代表取締役社長の稲葉善治氏は、日本に限らず東アジアの製造業においては、人件費の高騰や労働人口の減少、また世界のどの工場でも一定品質を保ちたいというニーズから、生産設備の自動化への要求が拡大していることを説明。今回発表するFIELD systemによって、そうした要求に応える高度な自動化を、柔軟なかたちで推進していくと述べた。

 またファナック 専務取締役 ロボット事業本部長の稲葉清典氏は、ファナック製のロボット/CNCは全世界で200万台以上が稼働しており、中には処理能力の古いマシンもあるが、そうした古いマシンもFIELD Systemと組み合わせることで機能を強化できると説明した。

 シスコシステムズ SVP IoT兼アプリケーション担当のローワン・トロロープ氏は、今回の協業は、製造業とITとが融合を始める「歴史的なパートナーシップである」と挨拶。すでに各社との協業を通じて高い成果を挙げており、工場現場の生産性向上という1つの目的に向かって今後も協業に注力していく姿勢を示した。

 ロックウェル オートメーション 上級副社長 戦略的開発兼CTOのスジャット・チャンド氏は、産業用IoTはまず「スマートアセット(知的な生産設備)」領域から始まるとの考えを述べ、ファナックとの協業事例から、多額の投資をせずとも製造機械の効率改善を図ることができるとした。

 Preferred Networks 代表取締役社長 CEOの西川徹氏は、今回の協業は“IoT×人工知能×分散協調型コンピューティング”という同社ビジョンを初めて具現化するものだと説明。ファナックとの協業において実装した「ディープラーニングを使った異常検知」の事例では、従来手法では直前まで検知できなかったロボット故障の予兆を、約40日前に検知できたことを紹介した。

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