Download KSK-GH21-1 標準技術活用による生産支援に関する研究

ＫＳＫ－ＧＨ２１－１
！
平成21年度製造業の基盤的技術の拡充強化に関する
研究等補助事業
標準技術活用による生産 支援に 関する研究
平成22年3月
財一団法人
機械振興-協会
技術研究所
ﾘｨｨｺﾞﾉFイハ0１
Oｏ
この事業は､競輪の補助金を受けて実施したものです。
http://ringring-keirinjp／
標準技術活用による生産支援に関する研究
一目次一
'・緒言..…………………………………………………………･………………………………………ｌ
参考文献……………………………………………………………………………………………………２
２．生l雁システムの動向調衡…..………………………･…………………………………………………３
２．１海外動向iilM査……･……………………･……･………………･…………………….……………….３
２．２［Iil際会議AIDMS2009………..………………………･…………･…………………………..………３
２．３エアバス社水仕トウールーズlﾕ場………………………………………………………………11
参考文献………･……………………………………………………･…………………………･………い’
３．ボータル・コラボレーション型''三藤支援システムの研究……･………………･…･……………1６
３．１まえがき………………･………･………………･…･…………………･………………･…………1６
３．２行景・'三1的・･……………………………………………………………･…………………………1７
３．３ボータル・コラボレーションノi1生産支援システムのコンセプト..……･……………………1８
３．４多角点画像リンクシステム……･……………………………………･…………………･………2２
３.`1.1背殿・目的…………………………………………………………･……･…………･………2２
３．４．２多角点画像リンクシステムのコンセプト……………･………………………･……･……2３
３．１．３多角点画像リンクシステムの開発………………･……………･…………･………………2７
３.岬ｌ検iiIK災験..………………･……………･……………………………･…………………･……3４
３．４．５まとめ…………………………………………………………………………………………3７
３．５障害状況117現システム………………･……………………………･…･…………………………3７
３．５．１背j;(・目的……………………………………………………………………………………3７
３．５．２障需状況再現システムのコンセプト…………･…………………………………･………･３８
３５．３障害状況再現システムの|)M発……………………………………･…･…………………･…3８
３．５．４検証実験………………………………………･……………･……………………………･…4０
３．５．５まとめ………………･…･……･……………･…………………………………………..……`1１
３．６研究成果の辨及活1Iilj…………………………………………･……..……………………………4１
3.6.1標準技術活用ビジネス小研究会の概要………………･…………….……….……………４１
３．６．２１:作機械内衝突防止システムの実111化に関する研究会の概要・・……………………･…4２
３．６．３２００９１El際ロボット展へのｌｌｌ展･………･…………………………･…………………………4２
３．６．４工作機械の衝突防止とＩＴ化実用セミナ……………………………………………….……Ⅲ
３．６．５まとめ…………………･……………･…………………………………………….…………小1
３．７あとがき……･………………………･………………………………………………………･……４６
参考文献・…･…………･…………………………………………………………………………………4７
４．シミュレーションによる生産システム構築効率化と,llj質向上の研究…………………………4９
４．１まえがき……………………･……………･…･……………………………………………………4９
４．２外観検査|(ｉ１け設備シミュレーションの研究・…………………･…･……………………………４９
‘1.2.1はじめに.…･…･………………………･……………･……………･…………………………4９
－１－
4.2.2外観視覚検査自】Uj化構築の課題………･………………………………………･…….……4９
4.2.3外観検査向け設備シミュレーションの要件………………………………………………5１
4.2.4基本システム構成………･………………………………･…･…………･……･･……･…･･…5３
4.2.5埜礎実験……･……･…………………･………………………….．……………………･……5９
４．２．６おわりに.………………･……･……･･………………･………………………………………6２
４．３生産システムの作業者シミュレーションのモデリングの研究…･…･……………………･…6２
4.3.1はじめに…･…………･………………･……･…………………………･…………･…………6２
４．３．２作業者シミュレーションモデルの分析……･………………………………･･……………6２
4.3.3作業者の工程内での作業内容の表現方法……･…･…………………･……………………6３
4.3.4作業者の工程間移りi1lの表現方法…………･………………………･……･…………………6３
4.3.5提案す~る作業者シミュレーションモデルのケーススタディ……………………………6４
4.3.6実装方法……………………･……………･……………………･･…･…………………･……6５
４．３．７A§礎実験…･…･…………………………･…………．.……………………………････………６６
‘1.3.8おわりに.……･･･…………………………………………………･･…･…･………………･…6９
４．４成果の普及活ilill．.…･…．.……………･……………………………………………………………6９
４．５あとがき………………………..………………………………･……………･……………･……･６９
参考文献…………………………･…………………･………………………………………………･…7１
５．緒言．…….………………………･……･……………………………･………………･……..…･…７２
謝辞．.…….…….……………..….………………･…………..……………………….｡……………7３
－１１■
＜研究＞
標準技術活用による生産支援に関する研究
木村利明*!，日比野浩典梍，神田雄一*3,福田好朗*’
ＡＩ巴seaｴ血pmjectofmam企nhmngBu印port可gbemBu血ngin血】Bmalgtandardtechndo獣eＢ
TbshialdlmWIURA，HimnoriIⅢＢＤＪＯ，
YUimhiKANDA，＆ＹｂｓｈｉｍＦＵＫＵＤＡ
1．緒言
支援システムのliI究」の概要を示す．
本研究では，特にグローバルな拠点間での遠
２１錘システムの運用．保守の閏呰では，２００７
隔運用や遠隔保守支援が行える仕組みの研究０Ｍ
年問題により，技能伝ﾉｼﾞ(が課題となる一方で，
発を行う．従来の園輔皿用支援やiii隔保守支援
低いスキルの作業者でも，より容易に利用可能
に関する手法は，例えば工作機械などの機器メ
な21鑑システムが求められている．さらに，特
ーカが,インターネットにより，ユーザT:場の機
に工作機械などの工場設備のiiF外輸出比率は商
器の制御装置iliiiiiiを閲覧しながら保守を行う遠
く，グローバルな拠点Ⅱ'１での遠隔皿ⅡやCIL守支
隔保守の仕jfuみを活用しはじめている．
援が行える(蝋lみが求められている．
しかし，これらの仕組みは，機器メーカ毎に
他方，生産システム榊築段階では，製品ライ
開発しているため，異メーカの機器がil1L在する
フサイクルの短命化により，一層の生産システ
工場への適用が困難である．また，これらは制
ム榊築効率化を追求する一方で，11,造工程のｉｉｉ
御装置画面を閲覧する方式が主であるため，機
次元の品質鵬11が求められている．
器の姿勢，ワークなどのlIfil辺の状況までは托蛎：
そこで，標fili技術活Ⅱ]による(ｌ錘支援に関す
できず，故11厳診断に手間がかかる場合がある．
る研究')では,平成20年度から平成21年度の２
さらに，ユーザやサービス会社が保有する保守
カ年計画で，大きく２つの視点から研究を実施
説ＩｌＭ:，およびユーザＷｉ;積した保守記録など
した．それらは，生産システムの咽Ⅱ，および
の分散したドキュメントを管理し，必要に応じ
保守向けに，遠隔監視，ドキュメント管理など
の機能を，ＴＶ会iiiii機能により遠隔}処点間で」軒「
て検索して利用する仕組みが欠如している．他
方で，これらの仕組みは，機器メーカの保守支
し，低いスキルの作業者の遠隔作業や保守支援
援用であるため，機器メーカと工業企業側との
を行う「ポータル・コラボレーション型生産支
援システムの､暁」と，生産システム構築段IWF
間のコラボレーションに利用が限定されており，
工場企業内の]錫と設計拠点間などの普段のコ
向けに，「シミュレーションによる生産システ
ラボレーションに用いることができない．
ム榔築効率化と品質向上の研究」である．
生産技ilii部システム腺
そこで，本研究では，これらの課題解決をＨ
的として，遠'IMI監視システム，分散したドキュ
メントを管理・検索するドキュメント管理シス
テムの情報を，製造業1句けに特化したTV会議の
仕組みである述隔監視・保守支援川コラボレー
客員研究員（東洋大学）
ション機能により，拠点'１１１で同視点表示し，共
客員研究員（法政大学）
通ポインタと会話によりⅡ業支援や(呆守支援を
まず，「ポータル・コラポレーションiKI14擁
＊＊＊＊
－２３１
'GI二j】iEB技術部
１－
行うシステムをボータル.。ラボレーション型
川しており，作業者を主体とする生産システム
生産支援システムと呼ぶことにし，本システム
を対象として，生産準備段|勝の課題を整理し，
の実現手法について研究を実施した．
iMIR題を解決する作業者シミュレーションのモデ
なお，本研究の実施にあたっては，前身研究
ル化手法の研究を実施した．
で開発し，一部は実用化された標準技術により
本報では，標準技#稲用による生jIiE支援に関
異メーカ，異機iiIi，新旧機器の情報と，製造災
する研究の１１`成２１年度の研究成果を報告する．
行システムの情搬との相互連携が可能な工場内
第２章に本研究のllQ連技術imj向調査結果を報告
情報連携環境，JlE環境の活用によるマルチメデ
し，第３章に「ボータル・コラボレーション型
ィアで機器監視を行う３－，友示遠N鑑E視システ
21］liE支援システムのUf死」の成果を，第４章に
ム，および本環境により，異メーカで新旧のNC
「シミュレーションによる』擁システム構築効
装置に適用可能な工作機械内衝突防止システム
率化と,W,蘭向上のU暁」の成果を報告する．
などのli1}究成果2):Ⅱ')5)6)も活川することで，nil院
第１章の参考文献
事業の効率化を図った．
つぎに，「シミュレーションによる生産シス
テム構築効率化と品質向上の研究」の概要を示
l）（財)機械振興協会技'1祠｢究所,平ljjt20年度
す．湿Ｆ，ものづくりに関わる企業は，製１W】の
製造業の基盤的技術の拡充強化に関する研
ライフサイクルの短期化，消費者ニーズの多様
究等Mi助事業標準技術による生jY;支援に
化に伴い，従来の多品種少馳生産から，需要変
関する１１暁，ｈｌ城21年３ﾉ］
Miljが大きい変菰変量の生iHiへの対応を迫られて
2）（財)機械振興協会技NliVi1l究所,平ljR15年度
おり，これに対応できる，より柔軟な生産シス
テムを早く設計櫛築することが重要となってい
製造業の基盤的技術の拡充強化に関する研
る.その解決策の一つとして,より早い段階で，
設計の'１１１題を発見し，＃縦するフロントローデ
支援システムに関するU暁,平成１６年３几
3）（財)機械振興協会技術W}究所,平成16年度
ィングにより設計の手戻りを極力減らすことが
製造業の基盤的技術の拡充強化に関する研
重要となる．最近では，コンピュータの演算速
度の高速化や三次元CAD技術などWi澱技術の進
展などが相まって，シミュレーションを利川す
るフロントローディングによる生産システムの
究事業グローバル生jHIiにおける中'1,企業
究事業グローバル生藤における中小企業
支援システムにＮＩＩする研究,平成17ｲF３月．
4）（財)機械振興協会技術研究所,平成17年度
製造業の基盤的技術の拡充強化に関する研
設計・榊築に九吋-る期待が大きくなっており，
究事業グローバル生面EにおけるIlj小企業
その利川が進展しはじめている．しかしながら，
支援システムにＩＩＬ)する研究,｡|城１８年３月．
生産システムの設計（生産準備）・構築（=l程
実装）ではさまざまな評価を実施する必要があ
5）（財)機IHi振興協会技術U}究所,１１城18年度
先端的技術開発の推進に関する調在研究等
り,現状,シミュレーションの利用は限定rlｳで，
補助獅業デジタルマニュファクチャリン
その適１１１範囲を広げる必要が生じている．
グに関する研究，､|城19年３月
そこで，本研究では，まず，最近重要になっ
ている製造品質の効率的な保証に注目し，ロボ
6）（財)機械振興協会技術liH究所,平成19年度
ットとカメラを利川する外観視覚検査の白1k''化
補助Ⅱ１１F業デジタルマニュファクチヤリン
を対象として，外iﾋﾞM視覚検査の自mII化構築のiUlL
題を整理し，課Rgを解決する外観検査向け殺備
グに関する研究，平成20年３月
シミュレーションの研究を実施した．次いで，
近年の変緬変麸の生産に対応するため，セル生
産など，作業者が主体となる生産システムが燗
－２－
先端的技’1稲ｉ発の推進に関する調査研究等
・Ｃｏ－ＥｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆＰｒｏｄｕｃｔＤｅｓｉｇｎａｎｄ
ムの研究発表も増えてきていることが挙げられ
る．これは近年，欧州内の研究予算の配分方法
SupplyChainconsideringChangeMan-
agementStrategies(3)．
が変化しており，特に，欧州連合第７次研究枠
・Relationshipswithcustomers(3)．
組み計画のＦＰ７(TheSeventhFramework
・Knowledgemanagement(2)．
Programme)において，重点研究に新生産技術，
・Fromsingletonetworkedenterprises
エネルギー，環境（気候変動を含む）などが挙
performancemeasurementandmanage-
げられており，研究の対象の傾向が変わりつつ
ment(4)．
あることが関係していると推察する．ＦＰ７は，
・Ｎｅｗｐｒａｃｔｉｃｅｓｉｎｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎａｎd
2007年から２０１３年までの７年間にわたり，４項
logisticorganisations(4)．
目の具体的プログラム（協力，構想，人材，能
・AgentModelling，DistributedSimula-
力）に韮づき実施されている2)．この４つの具体
tion＆ControlFrameworksforProduc-
的プログラムの詳細は，「協力ｊが加盟国間の共
tionIIanagementSystems(4)．
同研究活動に関連しており，「構想｣が欧州研究
・Sustainability(4)．
評議会（ERC）を通して実施する基礎研究を取り
・Risksanduncertainty(2)．
扱い，「人材」では，マリーキュリーアクション
・Maintenance，ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎａｎｄｍｏｎｉｔｏｒ－
(人材の流動性関連）や関連の他の活動を行い，
｢能力」では，研究インフラ，「知」に基盤を置
ｉｎｇ(4)．
・Services(8)．
く地域,中小企業の支援することを狙っている．
･Cooperativesupplychains：modelsand
共同研究は９分野で，具体的には，保健，食料・
challenges(4)．
農業・バイオテクノロジー，情報通信技術，ナ
・Productionprocesses(4)．
ノサイエンス・ナノテクノロジ－．材料・新生
・Supplychainsoperationmanageｍｅｎｔ
産技術，エネルギー，環境（気候変動を含む)，
(4)．
運輸（航空を含む)，社会経済科学・人文科学，
・Productionmanagement(4)．
安全･宇宙である．新生産技術などの製造分野
・Projectsandlifecycle(4)．
では，ロ本発の国際共同研究プログラムのIMS
・Leanmanagement(4)．
(IntelIigentManufacturingSystem)が，母体
・Productionsystemsdesign(4)．
となり活動を活発化させている．後述する
・Productionnetworks(3)．
IMS2020は，最近の欧州の代表的なプロジェク
トである．なお，次回のAPMS2010では，サステ
・ＩＣＴ(3)．
ナブル生産システムをメインタイトルにするこ
・Change，strategyandinnovation(3)．
・Relationshipswithsuppliers(3)．
とが決まっている．
また，APMS2009では，グローバルなサプライ
・Quality(3)．
チェーンの研究発表もさかんであった．これ
・Performancemeasurementandcosting
は，BRICsなどを含むグローバル生産が活発化
(4)．
している現状では，グローバルなサプライ
全体的な印象としては，生産システムにおけ
るハードウェアそのものではなく，生産システ
チェーンの効率化が一層重要となっているため
ム構築支援技術や管理技術の分野の研究が多
ンの研究の場合，工場をブラックボックスとし
である．ただし，グローバルなサプライチェー
て扱うことを前提としており，具体性に欠ける
発表も敬見することがあり，実際に講演会に参
加して前提条件を確認することは重要であると
感じた．論文レベルのみのサーベイのみでは，
い．
今回の講演での新しい方向性として，地球i且
暖化の議論に端を発する資源の有限性の解決策
として注目されているサステナブル生産システ
－４－
実１１１１二利用できるかどうかの12Ｕｌ研が離しいと考
ンス，誹減タイトル:FGdGratedmeans
える．
Forgl-eat（IestiI1iesrequiredforin-
また,APMS2009では，従来さかんであった工
dustｒｉａｌａｌｌｉａｎｃｅｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ：ｒｉｓｋ
場内の生産マネジメント１%l係の研究が少なく
なっている一方で，ネットワークを活川するシ
sharing，ｖｉｌ･tualplatf､ormsandiI1tegratedlogisKD,
2．講師：Dr、RLagouardep,AGDFCEGEDIM
ミュレーションの研究が蝋えている．
APMS2009のii帷演発表では，レベルにはばらつ
RS，フランス，講演タイトル：Ｔｈｅ
きがあるものの一定レベル以上の研究内容であ
り，参考となる研究が多い今後も継続的に調
l1ealthcaTeinrorlnatioI1syste】】】：per-
汽が必要な｢R|際会議である．図２．３に講演会の
３．識師：EmeritProfGuyDoumeingts，
spectivesandchallengesI)．
様了を示す．
UI1iversityBordeauxlNTEROP-VLab，フ
潅調講演は，国際的にｲﾌﾞ粘な講師による合計
ランス，講演タイトル：３０thAnniver-
3回の講演が実施された．これらの識演はどれ
saryoflFIP1V､０５．７１XTEGRATEDPro-
も興味深かった(図２．４参照)．
（luction】IaIlaHell】entAP)lSnl．
１．講師：Ｄ１．．Ｙ・Fourastier，EADS，フラ
本研究の成果として，発災タイトル：
｢ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＭｏｄｅｌＤｒｉｖｅＫ１ＥｌｌｇｉｎｅeriI1gFor
ManufacturingCell｣'i〕をAP){S2009で識減した．
層～＿
講演内溶は，設備シミュレーションの新しい考
え方として，シミュレーションモデル駆動剛の
￣
設備シミュレーションを提案した．これは，従
来のPLCを利用する,没備制御方式をPCベースの
制御方式して，その制御を殻備のシミュレー
ションモデルが実行する(図２５１図2.6参照)．
これによって，作成したシミュレーションモデ
ルを実際の制御で利H1できるため，モデルの再
利用が､｢能となり，モデリングコストを下げる
ことが､i能となる．また，従来から提案してい
図２．３APMS2009の研究講演会場
る設備シミュレーションの生藤システム構築時
のリードタイム短縮にも寄与できる利点がある
(図２．７参照)．質疑応縛では，５件ほどの使問
があり，活発であった．実際のﾉﾋ塵システムに
■
■（●■■０－■ＤＣウＣ■
’－－１－－－‐‐
－円一
恩，111
対する導入計画やその効果に関する質問などが
Ｌ
あった．また，シミュレーションと実機の同期
方法についての質|Ｍ１があった．今同の発炎で
は,同jU1については詳しく述べておらず,今後，
機会があれば講演する予定である旨の説ﾘ|をし
讓鬘ii:;i薑：
た．
APMS2009全体のrl1で,特に注目した講演内蒋
として，サステナブル生産システム関係とグ
ローバルなサプライチェーン関係の2つに絞り，
図２．４APMS2009の基調講演の様子
－５－
詳細内溶を報告する．
を報告する．本識演は，ミラノ工科大学Taiscl1
まず，サステナブル生産システム関係の先進
的な研究として，欧州を中心としてサステナブ
ル生産システムの現状柵査と10年後の2020年
教授らの研究である．Ｔ２Ｉｉｓｃｈ教授は，ＴＣ５
へのロードマップ作成に関する|ﾘ｢究を実施して
社会，経済，殿境を考慮して成り立つとしてい
いる、{S2020の研究識演「IntroducingEnergy
る(図２．８参照)．この前提に立って，サステナ
Perfol-II1aｎｃｅｓｉｎＰ1℃ｄｕｃＬｉｏｌｌＭａｎａｇｅｍｏｎｔ：
ブル生産システムを整理するために大きく５つ
TowardsEnergyEfficientManufacturing」7〕H）
のキーワードと，さらにキーワードごとにサブ
ＷｏｒｋｉｎｇＧｒｏｕｐａ７の現在の代表でもある．
Taisch教授は，サステナブル生産システムは，
与
１
旨、、
Sin1ulatlon
Simulmtor
NewMIg・SyS
鋤
Dcsi2n
MDdelin□
犀
ロ：８日：卍
Optimunl
ｓｏ■０
solulion
lWzllllz11ion
Ｉ
EnEInocrin且Aclivitv
VirtualFactory
図２５シミュレーションモデル駆動型の
設備シミュレーションの概要
設備シミュレーション
MmuItldu｢iⅡBMnl2in嘩向nglDf()gcsS“SiInlI18111I)81Ｍ(】〔lclDrilu【h1XI18iI1c囮｢8n1HlnTMaJ1t】IbcILInng(･qIl
／１，呼ITlhLIlhjnIbrL'…2：
Ｍ画面iJhlkD堀.匹jibⅡ３，油ｈｎｌｈ)M『v･LwnlF2贈TlにCOT
、
己一一一一一■■■ベ
動I
Fu1lVirImEl］
－－－－－－－’
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二
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鬮欝璽塾
麺i3iji湿駐
錘ii薗iiii議》
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[曲
１
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ノ
－－－昼－－－、
ヲ」
瓜AlW鵲蝿
Rｅａｌ
Ｌ一一一．．－－．．－－－－－－－－－．－．－－－－－」
図２７シミニLレーションモデル駆動型の
設備シミュレーションによる生産システム柵築の効率化
－６－
nlS2020では，これらの５つのキーワードの
キーワードを掲げている.それらを以下に記す．
内で，「SustainablelⅡanufacturing，Products
(1)SusLair1ableMallufacLuTillg，Productsand
andServicesIをKATl，「EnergyEfficient
Services．
.ＳＣａ１℃eRosou1℃esj1allagemenL．
ManuFacturing」をKAT2，「KevTechnologies」
をKAT3，「Stalldards」を1<AT４，「TnnovatiolL
・SustainableLifecycleofproductsand
Competencesl)evelopIneI1tandE(lucationRe-
・TechnologiesforSusLainability．
searchTopics」をKAT5としてグループ化して，
グループ毎に１年から３年先のロードマッブ，３
年から７年先のロードマップ，７年から１０年先
productionsysLems．
・Sustainal)lePToduclandPro(lLlction．
・SustainableBusinesses．
のロードマップを作成する．10年から15年先の
(2)EneTgyEFficientManufacturing．
．Ｅ1)(，rgySources「o１．Ｆ【lctol･ｉｅｓ．
．Ｅf｢icient「)roductiol1Processes．
・ＥｎｅｒｇｙＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｌｌｉｎＣｏｌｌａｂｏｒative
ＲＥ･白I1apin8nGw6IobalmanufaEturinB
Frameworks・
｢orcompetitive5ustainablesYstcms-IMS20ZOにontTibu1iom
ManagementandControlofEnergyCon-
EにＯＮＯＭＹ
suInption．
(3)KeyTecllnologies．
・F1exibleManufacturingSystems．
PolJjIwh
l
・Cost-SavingHanufacLuringSystems．
・EnergysEwiI1gManufacturiI1gSystems．
・KeyTechno]ｏｇｉｅｓＥｍｂｅｄｄｅｄｉｎｔｌｌｅＰｒｏｄ－
■
ｕＣｔＳ．
＞
lJ
lIOW
(4)Standards．
Knowln(､⑪
釦Ｍ
１で('11101“iGD
・TnterfaceStalldards．
・MeasurementStandtw(1ｓ．
EＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴ
SＯＣＩＥＴＹ
・ProcessStandards．
図２８１Ms2020における
・SafetySLandards．
サステナブル生産システムの前提
.Ｐ１℃ductan(lcoInpoI】し』lltStalldflr(1ｓ．
・NiaterialSta11dards．
(5)Innovation，CompeLencesDevelopmenrand
E(lucaLiｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＴｏｐｉｃｓ．
ImpaER
矼
’
’
[鑑鵠!｢～ご堂」
【B-Im｡.|~～－－
RAL2
uHOpOI;mUHihpIm世H１－．
・CrossSectorialEducation．
－－８A１２Ｊ
KＡＴ１
可
ObIectiVeS
１｡￣ＵｌＵｌ４'１－
ｍＡＺｎ…
Ⅱ＿ＢＴ.]Ｉ１
１１
・CCI]ｌｍｕｎｉＬｉｅｓｏＦＰｒａｃｔｉｃｅ．
・ＦｒｏｍＴａｃｉｔｔｏＥｘｐ］ｉｃｉｔＫｎｏｗｌｅｄｇｅ．
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三
・ＰｅｒｓｏｎａｌｉｚｅｄａｌｌｄＵｌ〕i(luitousLearning．
」
｢
訂Ｅ１フＳＴ
Ｄ－□〒７足■ｌ■．□石-コ，△，ＲＡＺ△ユー．
一丼’一一》 一
・Benchmarl《ing．
1
ー
I－ｆＲｎｆ１ｌ－－ｌ二Ｍ２．，－
[豊蓋l豐弩L二=且竺二」
・ＩｎＩ１ｏｖａｔｉｏｎＡｇｅｎｔｓ．
・Acce】eratodLearnillg．
ｎＣｎＦ■m
￣●－
・TeachingFactories．
・ＳｅｒｉｏｕｓGames．
||甥IiM1i1I;:iwdlM3NM::ＩＷ．，llWiiW．
IVTpTOpIcs
￣
ＲＡ３－ｎ－＿
、
』
【･ﾕＹｍ｢$3.7WarE7.10Wafs
図２．９１Ｍs2020の活､)］
－７－
lD15Ye3r:
ロードマップについては，それぞれのグループ
ている．ＫＡＴ１とＫＡＴ４との関係について表２．１
に,KAT2とKAT4との関係について表2.2に,ＫＡＴ３
とＫＡＴ４との関係について表2.3に示す．
の結果を考慮して,全体で雛論し,作成する(図
2.9参照)．「Standards」のKAT4と「Innovation，
CompetencesDevelopmentandEducationRe-
IMS2020では,産業界とのワークショップ,イ
ンタビュー，オンラインでの調査を実施する
searchTopics」のKAT5については,KATLKAT2，
KAT3と密接な関係があるため,KATLKAT2,ＫＡＴ３
の詳細項目との関係をマトリックス化して考え
(図２．１０参照)．また，日米欧ですでに実施さ
れている20のロードマップや日本発の国際共同
表2.1ＫＡＴ１とＫＡＴ４との関係
IMS2020ResearchTopics
RelationswithStandardization(KAT4）
InRBrf1C⑨
ｕ⑨空qnmment
PrOC②ここ
S陸nfhrqs
巳坦ｎ．釦刷⑨
St2DnqO争面写
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濠，ブラジルなどからも参加している．
研究のＩＭＳでの１３の研究結果を取り込み，
IMS2020とのマッピングを行う．産業界への対
次に，グローバルなサプライチェーン関係で
先進的な研究として，慶応義塾大学の中野教授
面でのインタビューをすでに１０６件実施済であ
る．その内訳は，欧州６１１''二，米国１８１''二，韓国
１６件，濠１件，［1本１０件である．オンラインで
の調査の例を図２．１１に示す．IHS2020では，現
在，産学官合わせて94の大学，企業，研究所の
の「AConceptualFrameworkforSustainable
HanufacturingbyFocusillｇＲｉｓｌ《sinSupply
ChaiI1」,)，ボルドー大学のZacl1arewicz教授の
｢I1LAMultiAgeITt/Short-LivedOntologyPlntformr0rEntGrpri白eTl1teroperabi1ity」Ｉ())，
参加がある．欧州がrl1心であるが，米1１１，Ｆ１本，
表２２ＫAＴ２とＫＡＴ４との関係
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RelationswithStandardization（KAT4）
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図Ｚ１０１ＭＳ２０２０での調査活動の概要
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図２１１１Ms2020のオンラインでの調査例
武蔵大学の梅田教授の「AstudyonVMI-based
のモデル化手法を提案した（図２．１２参照)．
Zacharewicz教授の「IlLAMultiAgent/Ｓｈｏｒｔ－
ＬｉｖｅｄＯｎｔｏｌｏｇｙＰ１ａｔｆｏｒｍｆｏｒEnterprise
supply-chainsystembysimulationanalysis」
'１)の講演を報告する．
中野教授の「AConceptualFrameworkfor
lnteroperability」１０では，サプライチェーン
SustainableManufacturingbyFocusingRisks
を含むエンタープライズレベルの様々な解析に
inSupplyChain」，〕では，サプライチェーンの
は，エージェントベースのシミュレーションが
リスクを取り上げている．持続可能な生産のた
有効で，その実装には米国DODが開発した分散
めには，このサプライチェーンのリスクを明確
シミュレーションのアーキテクチャのHLA(High
LevelArchitecture)が有効であると提案した
化し，解析することが重要で，その解析のため
表2.3ＫＡＴ３とＫＡＴ４との関係
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(図２．１３参照)～梅田教授の「AstudyonVHIbasedsupply-chaiｎｓｙｓｔｅｍｂｙｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
ａｎａｌｙｓｉｓ」Ｍ)では，組立メーカ主導のJ1Ｔ(Just
lnTime)･雁法に替わり，今後，部品メーカ主導
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２．３エアバス社本社トウールーズエ場
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欧州の航空機メーカのエアバス社本社トウー
ルーズエ場を訪問し，鯰新の航空機製造を調査
図２．１２持続可能な生産のためのリスクの概要
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した．エアバス社は，欧州の航空機メーカが米
国の航空機メーカと対等に競合できるように，
1970年にフランスのアエロスパシアル社とマト
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英国のBAEシステムズ社が加わった．エアバス
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負担し，「|｢場専有率の1｛１１名を目指して投立され
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た．本社は南フランスのトウールーズ．従業員
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数は約５万7,000人．
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エアバスの航空機群は107座席から525座席
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まで装備する５つのファミリーで構成される．
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単通路剛のA320ファミリー(A318,Ａ319,Ａ320,
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A321)，ワイドポデイ双発機のA300/A310ファミ
リー，長距離jilのA330/A340，次世代機A350XwB
～
ファミリー，そして大型機のA380ファミリーが
ある（図２．１５１３)参照)．これらの航空機聯の各
機種間で機|ｲ):枇造，撚jliltシステム，コックピッ
ト仕様，操縦性能などをできるだけ共通化する
ことで，製造コストやメンテナンス等のコスト
図２．１３エンタープライズレベルの
評価のためのシミュレーション手法
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を削減している模様．
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近年，航劉幾の設計・製造について，｜Ⅱ:界的
に革新的な技術が導入されている．エアバス社
と競業する米国ボーイング社では，妓近では，
ボーイング787型機設計・製造において同際的
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な協業設計・製造を目指している．設計段階で
図２１４ＶＭ１評価のシミュレーションモデル
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は，三次元ＣＡＤを利用する協調設計をデータ
エアバス社では，設計・製造において欧州内
ベースで実施している．生産準備段階では，，設
計で利１１]した三次元CADIif報を利)１吋‐るシミュ
レーション技術を導入している（図2.16参照）
の協業設計･製造を実施しており，具体的には，
IＩ).製造段階では〆機体部品などの搬送では,国
際協業によるサプライチェーンの効率化を|則る
イドに必要な部品を必要なタイミングで準備し
ボーイングネヒと同様に，投計，〈k産準備でデジ
タル技術を灘入している．最終組立は，フラン
ス・トウールーズとドイツ・ハンブルクで実施
している．胴体などの大きな機ﾄﾄﾞ部品の搬送で
は，欧州内のサプライチェーンの効率化を|刈る
ため，ベルーガと呼ばれる胴体搬送用の航空機
を利ＩＩＬ，ドイツ，スペインから搬送している．
その他の機体部品などの搬送では，鉄道，船
組立を実施できる椅理体制により生産性を高め
(海，川（ジロンド川))，トラックなどを利川し
ている．これにより1台/311のAk産F1標を立て
ている．部６１，の多くはフランス，ドイツ，スペ
ている．ドリームリフタ_の写真を図2.17151に
インで作られており，距離的は，それほど離れ
示す．
ている訳ではない．ただし、製造としてはＪＩＴ
ためドリームリフタ一と呼ばれる胴体搬送｝1]の
航空機を利用してＪＩＴを目指す．生産ラインで
はムーピングラインと呼ばれる一定速度で機体
を動かしながら製造する．これにより，機体の
ラインサイドの到杵時間が櫛理でき，ラインサ
フランス，ドイツ，スペイン，英国など欧州の
１６カ所に点在する各拠点で実施している'2)．
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図２１６航空機の生産システムの
シミュレーションによる評価14】
図２１７ボーイング社の部品輸送機
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篝薑篝薑鑿鑿鬘
ＩＤロ～￣￣－－－．－二一
鈴司りＰ４鷺二二
図２１８エアバス社の部品輸送機ベルーガ16】
1２－
という訳にはいかない状況にあるように感じ
る．どちらかというと適正部品ｲE庫による在庫
受け波しに利１１１されている．トウールーズエ場
管理方式を孫川しているように考える．なお，
フランスにあり，近郊に大都市がなく，かつ,バ
の概要を図２．１９に示す．トウールーズは，南
リ上空のように飛行スケジュールが過密な地帯
ベルーガによる部品空||術をボーイングに先駆け
て実施しており，サプライチェーンの効率化を
早くから領極的に実施している．ベルーガの写
真を図２．１８１６)に示す．
欧州以外では，北米には設i;|･オフィスが，中
国とロシアにはエンジニアリング・センターが
ある．２００７年５月には中国天津でA320ファミ
リーの岐終組立工場の越設がｉ１ｆＩ:し，完成間近
ではないため，航空機の飛行テストとしては適
した地区である．
部品倉Iiliは，組立工場から数百メートル程度
の場所にある．機体組立時は，順番に機体部飴
が搬送され，順序良く組み立てられる．自1Ｈ１｣車
工場で良く利用されている「みずすまし」など
の搬送も利川されている．エアバスド'二の組立で
は，すべての機種でドッグ式で組立を実施す
となっている１２k
今同訪問したトウールーズエ場は，極めて広
い敷地を有しているトワールーズエ場には，
る．
組立工場，部『１６倉庫，機体テスト，エンジンテ
２階建ての飛行機で，民間航空機史上燈も大き
スト，滑走路などの役I111iがある．トウールーズ
なワイドボデイ機である．初飛行は2005年４１］
エ場は，トウールーズ・ブラニヤック|剰際空港
２７，で,初期の構想から初飛行まで16年の歳月
(ToulouseBlagnacll1ternatjonalAirport）
が工場に隣接しており，ベルーガによる機体部
を要した.2006年１２J]に欧州航空安全局(EASA）
品搬送のみならず，製造された機体のテストや
A380の組立は。新規に建てられた専用の工場
今同は，A380の組立を見学した．A380は，総
と米連邦航空局(FAA)の型式証明を取得した'2)．
￣
時Ｐ
追北＝Ｅ万万〒もて￣
－ﾖ
A380組立建屋
、
トウールーズ・
ブラニャック
､HlOooRlc
部品倉庫群
国際空港
(左衛星 写真よりも増加）
図２１９エアバス本社トウールーズエ場の概要
－１３－
で組み立てられる．ムービングライン方式は採
１１]していないA380の組立工場では,機体毎に，
を追加する必要があり，大きな投資が必典とな
る．テスト期間が長くなっており，;検査工程の
小さな部品の垂直搬送１Ｍのエレベータが，機体
先頭部と，尾翼部にある．この２箇所とエンジ
効率化は重要であると感じた．特に，外観検査
については，人による検査を自動化に慨き換え
ン組立の場所には，作業の効率化を考慮して足
場が作られている．トウールーズエ場は,３つの
組立ドッグを持つ．ハンブルグにも1つの組立
ドッグを持っている模様．おおよその作業スケ
ジュールは,組立に1週１１１１，工場内テストに2週
ることで，検査Ｉｌｌｊ便の安定や検査時間の短縮化
が図れると思われる．
間，工場外テストに３週ｌ１ＩＬペイント（ハンブ
工場に隣接してA380のモックアップセンター
が併,没されており，Ａ380胴体部のモックアツプ
が展示されている（図２．２０参照)．１階と２階
には，それぞれ，座席やクルーの仕事スペース
ルグ工場）に１週間で，全体では７週lil1j程度が
などが,模倣されているA380の商談の際には，
必要とされる．テストIUIlilllが長い．意外と組立
このモックアップセンターが活用されている
の期間が短い～検査は，自動検査と人手による
外観検査などがある．兇学当日は，主翼のたわ
第２章の参考文献
み，組立談兼などを．F1ilMで検査しており，意
外と人間による外観検脊が重要視されているよ
うに感じた．作業はゆっくり進んでいるイメー
l)http://www・ipSj・orjp/lqiigyo/iinkaiⅡFIP/tc5・html，
ジを持った．ル､立作業荷は1,000人から３，０００
2）http://www,dcljpn・ｃｃ､eur()pa・eu/relation／
人規模である．チーム性で，２シフト，９時間労
sllowpage-jp-1℃Iationssciencc・fP7.php,(2010)．
3)FollrastierY;,Fedcratedmeansfbrgreatdcstinies
lMM1である．
（2010)．
生産性の効率化を図るためには，組立工程へ
rcquiredfbrilldustrialalliancestratcgies:risksl1aP
の部品の供給が鍵となる．部品一つ一つが大き
ing,virtualplatlbmlsandintc2ratedlogis,Proceedin直sofAPMS2009､ＣＤ－ＲＯＭ,(2001)．
く，かつ，Ｗｉ密な部品が多いため，部品倉庫と
組立工程との搬送方法とそのスケジューリング
4)LagouardepP.,Thchealthcareinfbrmationsys‐
が腫要である．現状の紐立工程は，ＪｌＴを実現
tenl:pcrspectivcsandcha1lcngcs,Proccedillgsof
するのは難しい印象を持つムービングライン
APMS2001,CD-ROM,(2001)．
方式は一つの解決手段ではあるが，そのために
5)DoumeingtsO,３０thAnniversaryoflFIPWC、
は，今以上の組立スペースが必要になり，建屋
５．７１ＮＴＥＧＲＡＴＥＤＰｒｏｄｕｃｔｉｏｌ）ManagcInent
APMS,ＣＤ－ＲＯＭ,(2009)．
6)HibinoH.,ｅｔａＬ､SimulationSimulationModel
DriveI1EngineeringfbrManulhcturingCell,ProceediI1gSofAPMS2009､CD-ROM,(2009)．
7)ＴａｉｓｈＭ.,IntroducingEnergyPerfbrmamcesin
ｐ
Ｑ
駒
1次
;
ProductionManagement:TowardsEnergyEm-
cicntManuftIcturing,Procee(1ingsofAPMS2009、
CD-ROM､(2001)．
8)httpWwwwjms2020・net/,(2010)．
，）NakanoM,AConceptualFrameworkfbrSustainablcMal1uR1cturingbyFocusingRisksin
S11pplyChain,ＰＩ･oceedingsofAPMS2001､ＣＤ－
ＲＯＭ､(2009)．
図２２０Ａ380モックアップセンター
1４－
10)ZacharewiczqHLAMultiAgent/Short-Lived
OntologyPlatIbmlfbrEntem｢iselnteroperabiIityb
ProceedingsofAPMS2009,ＣＤ－ＲＯＭ,(2009）
11）ＵｍｅｄａＳ.,AstudyonVMI-basedsuppIy-chain
systembysimuIationanaIysis,Proceedingsof
APMS2009,ＣＤ－ＲＯＭ,(2009)．
12)http://www､airbuSjapancom/,(2010)．
１３）ｈｔｔｐ://ｊａｗｉｋｉｐｅｄｉａ・ｏｒｇ/ｗｉｋｉ／
ＡＢ:AirbusA380ParisAirShowjpg,(2010)．
１４)ＬｕＲ.,etaL,ManuftlcturingprocessmodeIingof
boeing747movinglineconcepts,Proceedings
o「WmterSimulationCon化rence2002，ＣＤ－
ＲＯＭ,(2002）
１５）ｈｔｔｐ://ｊａｗｉｋｉｐｃｄｉａ・ｏｒｇ/ｗｉｋｉ／
：747400LCFDREAMLIFTERjpg,(2010）
16)http:"uploadwikimediaorg/wikipedia/commons／
4/4c/Ahbus-Belugajpg,(2010)．
1５－
3.ポータル･コラポレーション型
生産支援システムの研究
Ⅲ)'2)'3〕」の手法を提案し，試作システムを開発し
た・本システムは，素材や治具などの三次元モデ
ルをあらかじめ作成して，シミュレーションによ
3.1まえがき
利益確保のための現場改善や，売り上げ増大を
図る製販一体化のためには,安価で,かつ容易に，
り衝突を予知するような従来方式では，解決困難
であった現場の段取り間違いによる衝突事故に対
し，段取り後の素材や治具を三次元レーザスキャ
製造現場の情報連携を図ることができる標準化や
ナで計iNIし，その情報と，標準技術により取得し
オープン化されたｌＴ技術の導入を進めることが
たNC装悩の情報とを照合することで,衝突を予知
重要である．また，2007年問題などにより，高い
する方式とした．この開発により，誰でも工作機
スキルを持つ作業者が減少し，技術や技能の伝承
械などの工場設備を安全かつ容易に使いこなせる
が問題となり，その一方で，誰でも工作機械など
ようにするための－技術が提案できた．
の工場設備を安全かつ容易に使いこなせるように
木研究ではさらに，「③グローバルな拠点間で
するための技術が必要とされている．さらに，特
の遠隔連用や保守支援が行える仕組みの開発」の
に工作機械などの工場設備の海外輸出比率は高く，
課題に取り組む．
従来の遠隔運用支援や遠隔保守支援に関する手
そのため，グローバルな拠点間での遠隔運用や保
守支援が行える仕組みが求められている．
法としては,例えば工作機械などの機器メーカが，
これらの課題を整理すると，「①標準化やオー
インターネットにより，ユーザ企業の工場内の機
プン化されたＩＴ技術の導入促進」，「②誰でも]：
器の制御装置画面を閲覧しながら保守を行う遠隔
作機械などの工場設備を安全かつ容易に使いこな
保守の仕組みを活用しはじめている．
せるようにするための技術の開発｣，および，「③
しかし，この従来方式は，機器メーカ毎に開発
グローバルな拠点間での遠隔運用や保守支援が行
されているため，異メーカの機器が混在する工場
える仕組みの開発」の３項目となり，①と②に関
しては,前身研究I)213)')5)により解決を図ってきた．
への適用が困難である．また，これらは制御装置
まず，「①標準化やオープン化されたＩＴ技術の
導入促進」に対しては，ljii身研究')2)3)において，
工場内で標準技術と接続する技術開発が立ち遅れ
素材などの周辺の状況までは把握できず，故障診
断に手|}１１がかかる場合がある．さらに，ユーザや
ていた工作機械に関し，異メーカ，新旧の工作機
ザが醤欄した保守記録などの分散したドキュメン
械を，標準技術の一つであるORiN(OpenResource
トを管理し，必要に応じて検索して利用する仕組
interfacefortheNetwork6))に接統迎用する方
画面を閲覧する方式が主であるため,機器の姿勢，
サービス会社が保有する保守説明書，およびユー
みもあわせて必要である．
式を開発し，この成果と関連する標iili化団体との
さらに,この従来方式は，機器メーカの保守支
相互成果により，標準技術による異メーカ，異機
援専用であるため，機器メーカと工場との'111のコ
緬，新旧機器の情報と，製造実行システムの情報
との相互連携が可能な工場内情報連携環境を構築
７１m9)した．さらに，本環境を活用し，マルチメデ
ラボレーションに利用が限定され，例えば工場を
ィアで機器監視を行う３－D表示遠隔監視システム
１０)などの応用システムを提案した．
持つ企業lIUlの設計拠点と製造拠点との間や，工場
と顧客'１１１などのような普段のコラボレーションに
用いることができない．
そこで，本研究では，これまでの研究成果を活
つぎに，「②誰でも工'１機械などの工場設備を
用しつつ，遠隔監視システム，分散したドキュメ
安全かつ容易に使いこなせるようにするための技
ントを符理・検索するドキュメント管理システム
術の開発」に対しては，Iiil身研究Ｉ)5)において，異
の情報を,製造業向けに特化したTV会議の仕組み
メーカ，新ｌロエ作機械向けに，工作機械内の工具
と素材，および治具などとの衝突事故を防止する
仕組みである「工作機械内衝突防1ｋシステム
である遠隔監視●保守支援用コラボレーション機
能により，拠点間で同視点表示し，共通ポインタ
と会話により作業支援や保守支援を行うシステム
－１６－
をボータルーラボレーシヨン型生産支援システ
ムと呼ぶことにし，本システムの実現手法を提案
する．特に，本システムは，工作機械などの機器
メーカが導入するシステムではなく，工場を持つ
企業自身が導入することを考慮することで，工場
を持つ企業の設計拠点と製造拠点間などのような
普段のコラボレーション用途にも利１１]できるよう
にする．
一方，遠隔監視・保守支援用コラボレーシヨン
テムを試作開発した．
さらに，朧視中に蓄積した動作履歴のデータベ
ースの情報により，監視用のアプリケーションシ
ステムを再生動作させ，例えば機器の故障時の機
器の振る舞いなどを再現することが可能な障害状
況再現システムを開発した．
また,これらの研究成果の普及活動として,2009
国際ロボット展などの展示会出展や，研究成果を
教材としたセミナなどを開催した．
機能により共有する情報の源である工場側の監視
本報では，平成２１年度の研究成果報告として，
技術，および安全技術のより高い完成度と利便性
本研究の背｣紺目的，ポータル・コラボレーショ
が求められる．そこで，特に安全技術に着目し，
ン型牛産支援システムのコンセプト，多角点画像
その－つとして前身研究で開発した「工作機械内
リンクシステム，障害状況再現システム，および
衝突防止システム」を機能拡張し，自動運転直前
研究成果の普及活動について報告する．
に加工シミュレータでＮＣプログラム全体に対し
て衝突予知を行う「シミュレータ迎鵬型工作機械
3.2背景・目的
遠隔運)Ⅱ支援や遠隔保守支援に関する従来手法
内衝突防止システム」などの周辺アプリケーショ
ンも開発する．
は，前節で述べた通り，機器メーカ毎に開発して
本研究は，２カ年計画であり，初年度の平成２０
年度は，ポータル・コラボレーション型生産支援
いるため，異メーカの機器が混在する工場への適
用が困難であったり，機器の周辺状況の把握やド
システムのための遠隔監視・保守支援用コラボレ
キュメントの取り扱いなどの機能が不十分であっ
ーション機能の開発を行ったＭ)１５)'6)１７)'鳳川，)20)．ま
たりする.また,機器メーカと工場間のみならず，
た，周辺アプリケーションの一つであるシミュレ
工場を持つ企業側の設計拠点と製造拠点１１１１や，工
ータ迎携型工作機械内衝突防止システムの開発も
場と顧客間などのような普段のコラボレーション
行った１１)１５)１６)１７)Mi)19)20)．さらに，これらの研究成
に利用できないなどの課題がある．
果の普及活動として,jll1TOF2008などの展示会出
そこで，工場を持つユーザ企業や，工場の情報
展やセミナなどを開催し，多くの関連業界の方に
システム化を手がけるＳＩｏｒなどからもヒアリン
研究成果を紹介した．
グを行った結果，具体的に解決すべき課題として
さらに，最終年度である平成２１年度は，平成
次があがった．
20年度に開発した遠隔監視.保守支援用二ラボレ
（監視機能の拡充）
ーション機能により共有する工場側の遠隔監視シ
①異メーカ，異種，新旧機器への対応
ステムやドキュメント管理システムの機能の充実
②制御装腫の情報のみならず，機器の姿勢，ワ
を図るとともに，研究成果の普及活IMIを行った．
ークの状態などの機器の周辺情報の取扱い
具体的に，遠隔監視システムやドキュメント管
理システムの充実では，これまでの研究で開発し
（分散する既存ドキュメントや知識の管理）
③ユーザ，サービス会社などで分散して保有す
た遠隔監視機能の一つである３－Ｄ表示遠隔監視シ
るドキュメントの管理
ステム１１)の課題であった3-Dモデルの作成工数の
④機器の状態や，目の前の機器の部位を指し示
削減に対して，機器，製品，および仕掛品などの
すことで必要なドキュメントを検索する機能
写真を3-Dモデルの代用とし，写真の表示切り替
（グローバル環境でのコラボレーション機能）
えにより多角点からの表示と，写真に写っている
⑤工場と機器メーカのみならず，工場と顧客間
例えばスイッチなどの部位に関連したドキュメン
トを検索することが可能な多角点画像リンクシス
などのような普段のコラボレーション
⑥中小企業への導入を考Ni(し，安価に導入可能
1７－
］》
であり，かつセキュアに運用可能な仕組み
そこで,図3.1に示すような工場ｌ１Ｕ１の異メーカ，
典機JiiIK，新|F1機器の|,'i報と，製造災行システムの
レーション磯能から構成され，それぞれ次のよう
な特徴を持つ
まず，述lIiW朧視・管理システムでは，前身研究
の成果である工場内情報迎挑環境（図３．２）を活
用することで，「①異メーカ，異種，新旧機器へ
情報との相互連携が可能な工場内ＩｉＩｉ柵連携環境，
その環境を用いた遠隔監視・管理システム，イン
ターネット｣二に分散した機器メーカ，機器のサー
の対応」を解決した監視などの応用システムを用
いる．また，「②制御装１１ftのＩｉ１ｉ綴のみならず，機
器の姿勢,ワークの状態などの周辺状況の取扱い」
に対しては，同じく前身研究の成果である3-D表
示遠隔監視システム（図３．３）を活用し，文字や
数値によるIlilliiWl装iYの情報の朧視に加え，３－１)モ
デルやカメラｌｌ１ｌｉ像による機器の姿勢，ワークの状
態などの周辺ＩＩＩｉ報の取扱いを可能にする.さらに，
監視のみならず，監視の際に収集した動作履歴に
より，３－Ｄ衣示遠隔監視システムなどのWfliMmア
プリケーションを再生表示することで，例えば機
器の故障時の磯器の振る郷いなどを再現すること
ビス会ｉ'二，ユーザがＩＩＬｲ】-するllH1il々の磯器に関する
取扱説UH轡や保守説'ﾘ1i'ﾄﾞなどを管理活１１】するドキ
ュメント構理システム，およびこれらの情報を拠
点間で相互にコラポレーションをしながら活用す
るＴＶ会雛システムなどから成るポータル.コラボ
レーション型生産支援システムを捉案し，これら
の柵麺解決を図ることを木研究のｒ１的とした．
3.3ポータル。コラポレーション型牛産支援シ
ステムのコンセプト
ポータル・＝ラボレーション型生産支援システ
が可能な陣ZI1;状況再現システムなども提案する
ムは，遠隔監視・符瑚システム，ドキュメント掴；
理システム、および述隔監視・保守支援１１１．ラボ
DcviccmaintenimccccI1Lcrside
Ｇｍｏにｓ１ｄｃ
DcvicebuildcTsidcdocllment目e｢Ｖｅｒ
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Device-Ievel
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－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－■■■￣■■■------■■■－－-－￣￣-－-－－－－－-－－－-－－－－－-－－－-－－－￣
図３．１ポータル・コラボレーション型生産支援システムのコンセプト
1８－
StudygroupofbusinessappHcation日
usinRstand3rdtGchnoIoIrie⑤
ＦＡＯＰ－ＲＦＭ
ＭｍＸ－ＭＥＳＸ
ＯＲＩＮｆｏｒｕｍ
ＦＤＣ／ＦＤＭＬ
LeVoI-4
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Business
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図３．２エ場内情報連携環境
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凸ｐｐＤＢＰｈ■
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図３．３３－０表示遠隔監視システム
作業担当者などが作成したメモなどは，機器の操
つぎに，ドキュメント管理システムとしては，
作担当者が管理していて，その担当者が休暇中や
工場を持つ企業1ﾉ1のイントラネット内において，
川張中であったり，あるいは退職してしまったり
企業内で分散して|》し行されている本来共有すべき
した場合，兄つけⅡけ-のに手間がかかることが見
ドキュメントを符理し,利)Ⅱ可能にすべきである．
受けられる．
特に汀機器の取扱い説明書，保守I税|ﾘ]ﾉﾄﾞ，および
そこで，本ドキュメント管理システムでは．こ
1９－
く三一二H､魍…
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ｔｕ」五、ロz２ｄＢＣＥ
■■b0pB●■■ﾛ■Ｌ▲■い■すr,■■の。b△■ロロニ■●■■●■グ■
図３．４ドキュメント管理システム
れらの分散梼理されたドキュメントを，ネットワ
位などをマウスクリックすることで関述するドキ
ークなどをⅢいて一元的に検索可能な機能を提供
ュメントを検索する機能15)などを有する(図3.4）
する．具体的には，ネットワークで接続された散
在するパソコンにドキュメントを絡納しておく．
さらに，木ドキュメント管理システムは，３－，表
,l<述隔監視システムで活用している３－１)モデルの
この時，もともとパソコンなどで扱えるファイル
部位からのドキュメント倹索のみならず，３－Ｄモ
として存在するドキュメントはそのままの状態で，
デルの代わり，：機器，製品，および仕掛品などの
紙に記赦された状態のドキュメントについてはス
壕奥を代用し，写其の表示切り替えにより多角点
からの表示と，写真に写っている例えばスイッチ
キャナで読み取り，PDF(PorLableDocument
ForlnaL）などの形式に変換し，なおかつ
OCR(OpLicalCharacterReader)処邸などによりド
キュメント内の文字を認識させた状態で保管する
さらに，ドキュメント検索のためのサーバパソコ
ンをネットワーク上に置き，市販のドキュメント
検索エンジンなどを活用して，分散符理されたド
キュメントが所在するパソコンやホルダに，検索
などの部位に関逃したドキュメントを検索するこ
とが可能な多角点l1lii像リンクシステムなども提案
する．
述隔監視･保守支援川コラポレーション機能は，
述隔監視・管理システムによる監視ＩＩ１ｉ報，および
のためのリンクを付けておく．さらに，工場のイ
ドキュメント櫛IIEシステムによるドキュメント情
報などの同・表示|IIIiiHiを,拠点間で1771時にljLl臆し，
拠点間で共通操作可能なマウスカーソルなどで，
ントラネット内のみならず，機器の保守会社〆機
器メーカのサイトなどのインターネット上に分散
されたドキュメントサーバともアクセス権限があ
表示中の文字情報，liIji像，および3-Dモデルの部
位を指し示しながら会話をすることで遠隔作業支
援や遠隔保守支援を行うためのコラボレーション
れば検索対象とする機能などを披ける．これらに
環境を提供する．
より，「③ユーザ，サービス会社などで分散して
保有するドキュメントの管理｣の＃|(趣に対応する．
一方，「①機器の状態や，「1の前の機器の部位
を指し示すことで必要なドキュメントを検索する
機能」のiiM麹に対応するため，ドキュメント検索
の際の検索キーは，3-1)表示述ⅢilMfilMシステムと
連携して，朧悦lIlf雑として表示される機器のエラ
ー番号や，3-1)モデルとして表示される機器の部
本遠隔監視・除く''二支援111コラボレーション機能
のシステム榊成は，図3.5の通りである．本遠隔
朧視・保守支援川コラボレーション磯能では，工
場を持つ企業の工場や設計部門，営業部門などの
イントラネットの難境i<にある複数の拠点のみな
らず，顧客や機器メーカなどのようなエクストラ
ネット環境下の拠ﾊﾟﾊﾟも含め，同時に複数拠点が参
〃Ⅱしたコラボレーションを行うことを考慮する必
－２０－
／
俎l薊l乍繋・保弓売冨I】Y１，
11石_トワライアント（企9$i外】
11モートワライアント（企聚内】
璽旦圏
【石人)Ⅱ季-余〃＝ィ戸シト
ASPとして動作可能がだめ
中小企業にも導入可能
ｺF誌ルーうご>１３嘘
迩團蜜
曇
、人)11モー'約ライアント
甲ごＦ■■000●●●●●⑤●●■OOODqO■
■■■■■■■■■凸■■■▲■凸■■▲▲■
infUJ｢『虹［….._－－－
工廻（企:ME向】
匿忍&サーバ
(ORil(サーバ）
戸1烏
生理ﾌｲｼﾞ
ローガル
I;ili鐘
算鋤
鋤
オープンＮＣ
ワンNC
工I乍樋樋，
I1樋挽，
無人運転中の
遠隔監視を考慮した動作環境
…..｡`工埋内男認1（LAlI活用）
Ｔ
,……コラポレーシロ＞＆工蝋F】監視
（イン勺一ネィト活嗣）
丙一フシＮＣ
隣Nロポヅト
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ﾈｳﾞﾄﾜｰ1窟鰯マ
リモートティスワトソーＺ
機能の強化・高速化
認ｍｙ，
要価移ｲﾝﾀﾞｰﾈヮﾄOK
VPN・ｾｷｭﾘﾃｨ機器不悪
図３．５遠隔監視・保守支援用コラボレーション機能のシステム構成
愛がある．そのため，木遠隔監視・保守支援)nコ
品現物などを高画伍な画像として扱い，拠点間で
ラボレーション機能のサービスを提供するサーバ
同じビューで閲覧したり，相7ｉ２に指し示したりす
は，インターネット上にASP(ActivcServer
ることができる機能として，商機能なアプリケー
Pages)サーバとして設祇する．ＡＳＰサーバとする
ション共有機能を嘘り込む．さらに，遠隔地から
ことで，工場を持つ企業|`1身がこのサーバを設ｉＩｆｌ
工場の無人端末に接続し，エ場内LANに接続され
しても，ＡＳＰ推考などがi没１１'tしても良い後者の
ている機器の状態Vilfllllを行うような場面を想定し
無人端末に対して,パスワードなどの入力により，
場合は，ＡＳＰ業者が賃貸することで，Ｔ:場が安llli
な月極め契約で利用できるようにすることも可能
である．
また，ＡＳＰサーバ側には，必､要に応じてVPNの
セキュアに遠隔監視を行うことができるようにす
る機能も合わせてｉＩｌｉＩｌｌｉする．
これら述隔監視・ＴＩＦ理システム，ドキュメント
機能を設け，接続する各拠点は，VPXのソフトウ
ェアクライントを)UいてASPサーバと接続するこ
とで，セキュアな接続環境を提供する．この稀拠
点でVPXのソフトウェアクライントをⅢいること
管理システム，および遠隔監視・保守支援Ｈ１。ラ
ポレーション機能から成るポータル・コラポレー
により，各拠点のインターネット接続環境にＶＰＮ
ルータなどの特別な装ilftをi没けなくてもよく，結
果的に安価なインターネット接続環境でも利川]可
る．
①イントラネット／エクストラネットにおける
能となる．
②イントラネット／エクストラネットにおける
ションノｌｉ１ｌﾉﾋ塵支援システムは，例えば，図３６，
および次の①～③に示す利用場面で活用可能であ
分散ｲＬｌ~人拠点'１Mのコラボレーション
さらに，ASI）サーバI:の遠隔監,祝・保守支援)１１
リモート有人端｣ﾐと，ウェアラブルコンピュ
．ラボレーション機能に，企業外などのエクスト
ータを装着したｲ1.人現場作准将との。ラボレ
ラネットでの利用を考慮して，時限的に企業外か
らコラポレーションに参ｶﾙﾘ能となるアカウント
ーション
をﾘﾋﾞ行する磯能を設けるまた，紙のlxlIlITや，艇
－２］
③リモート有人拠点から，工場内の無人拠点の
朧ｉＭ・拠作
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遠隔共同設計の場面で
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無人エ場の遠隔監視に
’
機器の遠隔操作・保守支援に
図ａ６活用場面の仮
「①イントラネット／エクストラネットにお
ける分散有人拠点間のコラボレーション」では，
,l1ilIIliliTカメラの対応や時限的なアカウント発行の
磯能により，例えば工場と設計部'111との場所が
離れている場合で，紙の図而や仕掛製品などの現
物を相互に兄ながら急な,没,汁変更や製造方法に関
する打ち合わせなどに対応'１J能である．
「②イントラネット／エクストラネットにおけ
るリモート有人端末と，ウェアラブルコンピュー
タを装着したｲ｢人現場作堆櫛とのコラボレーショ
ン」では，ウェアラブルコンピュータの利用を考
慮して，現場の操作を極力少なくても利用可能な
仕組みの開発などにより,例えば,述陥|処点から，
ウェアラブルコンピュータに対して，阿像，３－Ｄ
モデルＪ機器の状態情報，およびドキュメントな
3.4多角点画像リンクシステム
3.4.1背景・目的ボータル．。ラボレーショ
ン型化)雅文援システムは，異機iiK・典メーカの機
器の情#}lの取扱いが可能な遠隔朧視システム，分
散したドキュメントを管理．,検索するドキュメン
ト管理システムなどの'1'7報を，製造業向けに特化
したTV会離の仕組みである遠隔朧悦.保守支援用
。ラポレーション機能により拠点間共有し，述隔
作業支援や遠隔保守支援を行うシステム仕組みで
ある．その際，本仕組みにおいて，特に遠隔朧視
システムの一部である３－D表示述隔監視システム
が提供する機器などの3-Dモデルを，拠点間で，
同一視点で表示させ，｜,ｒｌ－のマウスカーソルを)|ｌ
いて，「そこ」，「ここ」といつたこそあど言葉
を交えながら会話ができる機能を有することは，
な機能を設けることで，安価なインターネット環
拠点間の意思疎通の方法として大変有益である．
しかし，３－Ｄモデルの作成は，例えば工作機械
などの機器の場合，３－Dモデルの元となるCADデ
ータを[宙作機械メーカから入手することがM1雌で
あり，また〆仮に入平ができても，たとえ|,｢|耐iri
の工作磯械でも取り卜|けられているオプションが
異なったり，マテハンなどの周辺機器が異なった
境でもＴ場の朧視が可能である．
りすることがあり,そのまま使えないことがある．
どを表示させ，双方で，｜iflじ画面を，lilじピュー
で|Ｍ魔したり，指し示したりすることで遠隔作
業α保守支援が可能である．
「③リモート有人拠点から，工場内の無人拠点
の監視・操作」では，無人端末に対して，パスワ
ードなどの入力により，セキュアに迷陥監視可能
－２２－
仮に，３－Ｄ表示遠隔監視システムが扱う３－Ｄモデ
では，工場内の機器の状態に追従動作する３－Dモ
ルをCADで新規に作成する場合，小型のマシニン
グセンタで,５人日２５万円程の費用が掛かるとの
デル，カメラ画像，および制御装置の情報などの
マルチメディア情報を統合表示可能な機能を設け
試算も得ており，構築コストが課題となる．さら
た．また，３－Ｄ表示遠隔監視システムは，ネット
に,素材や仕掛り品などについては,もともとＣＡＤ
ワークミドルウェアの標準技術の--つである
データが無いことが多く，しかも加工工程途中の
ORiNを活１１】しているため，異メーカ，異機械の機
形状変化や，組立工程による他の部品との結合な
器に適用可能である．
一方，本ボータル・=ラボレーション型生産支
ど，３－，モデルとして扱うには手'111が掛かる対象
援システムにおける３－Ｄ表示遠隔監視システムの
物もある．
そこで，デジタルカメラなどで撮影した機器の
主な役割は，通常利用される監視のためだけでは
周辺写真,素材や仕掛り品の現物写真などを,３－Ｄ
モデルに代わるメディアとして扱い，例えば，複
なく，ポータル・=ラボレーション型生産支援シ
数の機器の周囲の写真や，部分的な拡大写真を視
作業などで注目してもらいたい機器の部位付近ま
点の変更を想定した順序に並べ替え，さらに写真
で誘導したり，具体的な機器の部位に注目しても
に写ったスイッチ類などに関連するドキュメント
らうための指示をしたりする用途でも用いられる．
の検索キーを付加して，ドキュメント管理システ
図3.7は，ポータル・コラボレーション型生産支
ムとも連携運用可能な多角点画像リンクシステム
援システムの利用場面例として，インストラクタ
を提案する．これにより，３－Ｄモデル作成のコス
側の作業指示者が，オペレータ側の作業者のポー
トの課題解決が図れ，さらにもともと３－Dモデル
タル・=ラボレーション型生産支援システムの端
として扱いにくい素材や仕掛り品の悩報も，ポー
末画面を閲覧，および操作をしながら，保守支援
タル・コラボレーション型生産支援システムにお
を行っている際の接続イメージを示したものであ
いて活用可能となる．
る．また，図３．８は，このポータル・コラポレー
ステムで会話をしている相手に対し，作業や保守
以下に，多角点画像リンクシステムのコンセプ
ション型生産支援システムの利用場面例における
ト，多角点画像リンクシステムの|＃１発，および検
会話，および3-D表示遠隔監視システムやドキュ
証実験などについて報告する．
メント管理システムの利用の様子を示したもので
ある．この図3.8では,特に同図の(5)～(12)に示
3.4.2多角点画像リンクシステムのコンセプト
す箇所で，３－Ｄ表示遠隔監視システムが利用され
ポータル・=ラボレーション型生産支援システム
ている．また，（14)～(19)の通り，３－Ｄ表示遠隔
における３－D表示遠陥監視システムの活用方法の
監視システムの3-Dモデルをもとに，必要なドキ
ュメントを検索することにも利用されている．具
代わりとなりうるシステムとして，多角点画像リ
ンクシステムの機能要件を検討した．
もともと３－D表示遠隔監視システムは，異メー
体的には,機械の特定部位付近への作業者の誘導，
該当箇所の指示，およびドキュメントの検索にお
カ，異機器が散在する工場の遠隔監視用として開
いて，３－Ｄ衣示遠隔監視システムの３－Ｄモデルが
発したものである．従来の監視方式は，カメラ画
使われている．
像や制御装置の情報をj､信回線で取得し，パソコ
これらのことから，写真をベースにした多角点
ンに表示する方法が主であった．そのため，例え
画像リンクシステムを，３－Ｄモデルの代わりに活
ばカメラ画像の場合，表示が実耐像であるため，
臨場感はあるものの，カメラの設悩位置や照明な
どの条件により監視箇所に制限がある．また，制
御装慨の情報は，詳細な数値や文字h1i報として取
用する場合，少なくとも次の２点の機能要件を満
得できるが，臨場感に欠け，直感的な状況把握が
部位を撮影した複数の写真を，位置関係がわ
たしている必要がある．
(1)機械の特定部位付近への作業者の誘導，およ
困難である．そこで，３－Ｄ表示遠隔監視システム
－２３－
び該当箇所の指示が可能となるよう，機器の
ＡＳＰサーバ
週隔壁裡薗爆守支擾属。ラポレーシヨン橿朧
インストラクタ側ＰＣ
オペレータlillllP1C
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ｌ'ﾘﾓｰﾄｶﾒﾗ画像
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１国臓藤】宗
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ローカルネット
ローカルネット
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アプリケーションPＣ
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１１
３－Ｄ表示遠隔監視システムの活用例
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「・学都△言至心》逗斡制已検加
孕）畝嵜悌
９エ畠Ｒｉｍ
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ｕＬＬＩ呼字
Ｗ｝⑥一陣】匁仏
Ｉ
」鬮鰄辮謁輸蘭鋼惑藷譲‐↓
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かるように配置して，ドキュメントやウェブ
慨関係がわかるように配瞳して，ドキュメントや
ウェブページ化し〆切り構え表示可能とする機能
については〆機器の周辺をデジタルカメラなどで
搬彩した複数の写真の『|]から，必要なものを自在
に選択し，図３．９に示すように，例えば視点移動
のlllii序や，ある写真と，その部分拡大の写兵など
ページ化し，切り替え表示可能とする機能
(2)写瓦に写っている例えばスイッチ,部品などの
特定部位の識別と，名称鵬性の付加，および
名称属性から関連するドキュメントを検索
するためのドキュメント管理システムとの
連携機能
のような関係付けをしながら配極してドキュメン
トやウェブページ化し,切り替え表示可能にする．
(1)の機器の部位を撮影した複数の淨真を，位
●
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図３．９写真の選択と視点移動を考慮した配置
－２６－
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図３．１０ドキュメント管理システムとの連携
また，（２）の部品などの特定部位の,搬別と，名
ワーク上に設置する．多角点llIli像リンクシステム
称脇,性の付力11,および名称腿.性からIIM述するドキ
を利川するクライアントは，同ローカルネットワ
ュメントを検索するためのドキュメント管理シス
ーク上に,没綴したブラウザが動作するパソコンで
テムとの連挽機能については,図３．１０に示すよう
あれば良く，アクセスに関するセキュリティが必
に，写真に写ったスイッチなどの特徴部位を切り
要な場合は，多角点iilIi像リンクシステムサーバの
１１}し，ドキュメント管理システムに検索キーワー
ドとして渡せるような衆,称》両性を付ﾉﾉⅡする機能を
サーバOS(OperaLingSystem)の機能を活用したり’
ローカルルータなどをＩ役けたりすることで別途
'没ける.さらに，その部位をマウスクリックする
行う．また，遠隔地からインターネット経111で本
ことで，ドキュメント監視システムのドキュメン
多角点iiIji像リンクシステムを利Nける場合は，遠
隔監視.係（)芝支援１１１．ラボレーション磯能により，
多角点ii[ii像リンクシステムサーバと同一ローカル
ト検索用ASPプログラムに粕称属性を検索キーワ
ードとして渡し，必要なドキュメントを検索させ
る磯能を設ける．
ネットワーク上のクライアントをiiW面共有して間
接的に利)i]するが,VPN(VirtualPrivaLeNeいv()rk）
３．４３多角点画像リンクシステムの開発Ｉｉｉｉ
などを川いて,直接アクセスし,ｒｌＴｉ１Ｉ１しても良い．
(2)多角点画像リンクシステムの基本動作
攻で述べたコンセプトに澱づく多角点,ｉｌ１ｉ像リンク
システムを開発した．ここでは，開発した多角点
lllIi像リンクシステムの柵成，ノJlE本動作，櫛理面[ｎｉ
の機能，およびユーザ操作ilhi面の機能について示
す．
(1)多角点画像リンクシステムの構成
多角点画像リンクシステムは,図３．１１に示す通
り，’台のサーバパソコンにW'ｻﾞ築され,ポータル．
。ラボレーション型生産支援システム内では，ド
キュメント符J'11システムと|if]－のローカルネット
開発した多角点画像リンクシステムの雑木動作
は，対象機器の複数の写真が11,'１り込まれ，ドキュ
メント符J1l1システムともリンクが可能なIIhililiであ
るニーザル]操作画面による動作と，ユーザ用操作
両面を作成するための管理用画[liiによる動作の２
種類がある．
管理IUl1Ililiiiによる勤作では,図ａｌ２に示すよう
にクライアントから多角点l1I1i像リンクシステム
サーバの符理画面のASPを呼び}｣Iレデジタルカ
－２７－
一ＩｌＩ１ＩＩＩＩ０ＩｌＩＩ０ＩＩＩＩＩＩｌ一
サナー比
一（い》肉、評一
フブイア
インターネット
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ハンズフリー
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コンピュータ木休部
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作業者側拠点クライアント
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図３．１１多角点画像リンクシステムの接続構成
I￣・・￣￣￣~￣------------￣￣－－￣￣~￣~￣￣－－－－－－－－－－￣ヨー￣－－－－－－－－－－－－---・ロ－－－局「-----￣￣￣－－￣￣-----￣￣￣￣￣￣￣￣
ＩＤ
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￣￣ﾛ
簡理用操作画而’三一一
Ｐ■
Ｐ■
－－
ﾆーノーーニー
多角点画像リンクシステム
ユーザ用槻作画面
サーバ
写互
露|:鰍Ⅸ
一一rzIZB
管理用操作画面▲
｜■■■’
、Ｐ
-■面
■
1店
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■
１
１
■
、
多側点函倣ﾘンクシステム
管理用膿作画面ＡＳＰ：
■
１０１８０、■ｄｐ０Ｉ０００００１１１１１ＩＩｌＩＩＩ
､ヘ＜とnｍ
■
■８０８■■■■『二■『
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■０１００Ｄ００ＩＩＩＩＩ０ＩＩＩｌｌＩＩＩＩｌＩＩ
■■■■
|脂
■■
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■■
■－－．ｓ．＝－．－．－．－．．｡．■＝■■Ⅱ
塁
クライアント
：－－－－－－－－－－－－－－１－－川－－－－１－－
ローカルネットワーク
図ａｌ２管理用画面による動作
-２８－
R－－
「－－－－－－－￣￣￣￣------￣￣－－－－＝－－－－＝
--------------------------1「-----~－－－~~--~~~－－~－－
リンクーーヘ1１
:･･…坪
■■■虹■■■■■■■■■■■■０■■■■■■■■■■■､■■■■■再■の｡■■』
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■００
■■■■■
：
１Ｉ■Ｐ
ＩＵ■■
０１■■
Ｉ８■■
１１：！
1１
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１Ｉ：：
ＩＤ■■
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ドキュメント検索用AS目
lｉｉｉ
１－－－
、：
１００１
lｌ
Ｉｌ
■
ＩＩ■Ｄ
一噸
Ｕｌ
澤壼テン場Ｑ
１１－－－－－
ＩＢ■■
１０■■
１１■■
１１；ｉ
ｌＵ＝■
Ｆ了=。
Ｆで=］
■■
、ｐＤＤＤｏ０ｍＯＯ■■Ｐ：
【■凸
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■．．■■■■■■■■－■■■■■■■■●■』
玉馴一
一議》
ｌ是‐僻汀
乏少・田
Ⅱ’０１０１０
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Ｆキュメント
ﾋ.,.｡■3
ＩＩｉｉ
ＩBｒ■
１－１１Ｉ
ＩＩｌＩ０
■ロロ
■￣･－回ご占一
}･↑････ﾖ
00■■
■DB
f●■￣■￣●●U
ユーーザ用操作画面
皇
クライアント
-...---」U-------.--..-..-...
－１
図３１３ユーザ用操作画面による動作
メラでlli&影した複数枚の写真から，搬器毎など，
理用画面の機能,および(4)ユーザ用操作両耐の機
必要な写真を選択し，視点の移動などに沿って並
能に示すような機能を開発した．
(3)管理用画面の機能
び替え，さらに与Ｊ１４に写ったスイッチなどの部分
画像に対して関係するドキュメントを検索するた
めの検索キーワードを付加するなどの動作を行う．
この鋤作により作成されたユーザ)i]操作画面は，
機器などの名前を付けて，多角点ll11iI蝋リンクシス
テムサーバに格納しておく．
ユーザ用操作画面による動作では，図３．１３に示
すように，クライアントから多角点iWi像リンクシ
ステムサーバのユーザ川操作W1imiのASPを呼び出
し,対象となる機器などの名称を入力することで，
必要となる機器の写兵が配置されたヘージを呼び
出す．さらに，必要に応じて，ユーザ川操作画面
に配liIfされた写真をＩＨＩ雌すると共に，写真に写っ
ている部位に関迦するドキュメントを参照する場
合は，写真の部位をマウスクリックすることで，
ドキュメント管理システムのドキュメント検索Nj
ASPに検索キーを渡してリンクされ，別ウインド
ウで検索されたドキュメントの－職が表示される
さらに，一覧からドキュメント鍋をクリックする
ことで，対象のドキュメントを表示することがで
きる．
管理用ii11i1niの機能として，主に次の'1つの機能
を開発した．
①設備機械毎の縦方向および'ﾂﾞ(方向のiilli像配rｔ
②設備機械ｉｌｆの縦刀向および横方向のllhi隙切り
替え順番の設定
③自動認織機能
④『自動,沼'識した部位|'Y1i像』および『ユーザが
範１１M桁定した部位iil1i像』に対するドキュメン
ト櫛耶システムとのリンク設定機能（以「,
リンク股定機能）
①設備機械毎の縦方向および横方向の画像配
'１'t，および②,没備』機械毎の縦方|h]および横方向の
,,,,i像切り称えlllp番の設定は,図３１４に示すように’
同図の｢l1Ili像一覧｣部分に炎示された写真を,「階
屑ｌＬ「階胴2」，および「階層3」などの場所
に，ドラッグ＆ドロップして配適する機能である.
この「IWlf川,１１」，「|勝肘２」，および「陪艸''３」と
は，例えば述隔監視・保守支援n]コラボレーショ
ン機能を使１１１｢|】に〆機:雛'1位を相手に伝えるため
のＩＴＩ途の場合卵機器の周辺を，横方向に￣周する
これら符理)|]面iiiiによる動作，およびユーザ川
ように縮杉した写真を「ＷｆｌＷｌＬ縦方lfi1に移!'i'］
操作illli[IIiによるIIilI作を実現するため，Ｍｋの(3)櫛
しながら伽形した写真を，「階屑２」に，部分的
－２９－
’６’■…￣_■－
后■
甲■■￣
=■
■－■●●0口
■
曲一■■。
■の■I
●呵已も
吐見
一
画匡彊
０００ＩＩＩＩＩＩｌＩＩＩＩＩＩＩｌＩ０８ＩＩ０Ｉ０ＩＩ一
ローＩＩＩＩ０ｌＩＩｌⅡ８０ＩＩＩＩ２ＩＩＩ００Ｉ８０ＩＩ
卯一画一国一■一
－００日８ＩＩＩＩ０ＩＩＩＩＩＩ０ＩＩＩｌ０Ｉ００８Ｉ００ｐ
塗lii重靹献
宜函
一一
図３．１６検索キーワードの付加
■▲▲＝■■
手順の詳iWl1に'１Uわる写典を「階|衝2」，および｢階
層３」に配砿するなどの使い方も考えられる．
③自動認織磯能，および④リンク設定機能は，
図3.14設備機械毎の写真の縦方向および横
方向の画像配置
配樋した写災の''1に写っているスイッチやハンド
[IH方I印西雌と鞭方向面侭の梢威イメージ1．
縦3-1
鞭3-1
■■■
蝿･Ｉ･］
鞭.1.1.'.‘
鯉1-1Ｊ，
鍵1-1
鍵３－s
鰹３３
騒顕Hl鯉ほ1.1
殿`K･ヨ
縦け」
灘2.2
繩2．２１，
罐３－４
繕3-4
縦`3.3
雛`３．３１鰹５．２１鱈６．Ｍ｛
鰹５２ 鱈６．１
IHl
柵L
miT:F１ R7扉１１
mi~TFI
暇３
横＆
llH6I
1N｡；
綴３－５
灘3-1,
、｡1４
噸･純
鞭昨`I，
樅1.4
謎３．６
縦3.6
91KJか‘
MLか６
｜鞭3-7b
縦3-7
lII`1．６
繩`1．６
偽
lR2
MH１．５
tfu･５
e
駆１．８
繩１．６
ルなどのﾉﾄﾞ#だ部位を両像,認搬し，さらにドキュメ
ント検索のための検索キーワードを付け，ドキュ
メント管理システムのドキュメント検索用のＡＳＰ
とリンクさせる機能である．図3.16は,配慨した
写真のうち，一枚の写真を炎示し，￣部を拡ﾉ<し
て，操'何膳のリセットボタンの画像部分をマウス
操作で矩形に|Ｍ１み，「リセット」という検索キー
ワードを付加している様子を示したものである.
これにより，ユーザ)ﾛ操作ii1Iiiliiで同写真のⅢ部位
￣
躯3.2
鞭３．２
鯰
N１７房1１
鯛５
鍵9-1.
縄9-1
IBIS
鯛＆
綱７
1樹７
鞭8.2
箙己･２
:ｉＹ７･］
ⅦＢ･］
$Ｈ8.1
§iY7-1
IＨｆ
'１１８．
驍（
欄９．
鞭９２
鞭9.,
F7百F11縦9-3
|lW3ヨ
縦９－３
ＳＯ
ヴ
鑓ｇ－４
縦9-4
概咄凸7．
蝋`ｗ
職方向薗腫と鎧方向重像のIFII
|鵜優’
’
|態滕|鷺露:薦鰯鷺鬮j扇E三J:．
IPI方向面憧は８番目に丑I最した這憧存示す．
この綱置屋の鑑方向百世の５審目に登録した両憧審示す＿－
祠綱方向両臆のみの例）
慨８．４
をマウスクリックすることで，「リセット」とい
Ⅲ方向爾燥は３番日に丑録し､擬方向厨偉の４艀日に登録した蔵
位潅示す＿．
嚢四角に園主れ彪笥位は＿睦夫・鍾小喬伝が笠浪されている．
画ｈ
Zoo、1.8.2.
Zoo、1.8.2
ＺｏｏｍｄＣ２･Z◇
Zoo、4.2.2J
Ｚｏｏ、1．３．３
ZoomlC3･Bｊ
Frooml-3o4Zoo、1-3.4-
ｚＯＯｍｄｌ･ｇＢＤ１
ZoomdC2-BD1
■
［盈退■■。
Ｚｏｏｒｎ５Ｃ３Ｃ２･ｌＺｃｏｍ８ｏ２Ｃ２ｏ［。
Zoo、5.3.2.’
Zoo、8.2.2`’
Ｚｏｏｍ８ｎ－３
Zoom8-2-S｡
．》脳叩。
■
Zoornlo3･ｌｏＩＺｏｏｍ2.1.1．ｌＺｏＤｍ６1.2.1．ＩＺｏｏｍ５－３．１．ｌＺｏＤｍＢ･2.10Ⅱ．
Zoo、1.3．肱
Zoom2･正１． Zoo、4.2.兆 Zcom5-3･ル Ｚｏｏ、8.2-1.
巳
■
翻方【印愛像と拡大・縞小蚕像のIRD．
|……|鱒霧謹霧iii霞懲:鰯～Ｉ
ＺＯｍｗ1.2-3
横方向面撞憾４讐目に鞭方向百瞳は２寄日Iニョ蜂し．
拡大・娼小置憧の３審目瞠登浸した言撞悪示す．
’
、▲ 、腿一 ０Ｆ
ｌ：
[侭方向百侭と拡大・轄小屋憧の鯛威イメージ］
画像１
’、△
図ａｌ５縦横方向の画像配置の関係
に拡大して撮影した写典を「階)苗３」のエリアに
配瞳する．このように「階層ｌ」を「横」，「階
厨2」を「縦」，および「階層３」を「Zoo､」とし
てＭ１)|Ｉした場合の各写典の関係は,図３１５に示す
通りであり，例えば作業者が機器の周りを，移動
しながら見たことを想定した配憧が可能となる．
また，作業手順ﾉﾄﾞのⅡ]途として，大まかな作業
手'1『ｉにljMわる写上`〔を「階府ｌ」にluiM'､１tし，個々の
－３０－
、■■
翁宅
「．］⑤
灘
￣
ｐ￣
'
ｿ
画像２
「
」
画像３
図３１７類似形状がある写真の例
画像１
(a)ある画像内で、
＝
ドキュメント管理システムと
リンクを躯りたい部分
（例;スイッチなど)を
－－串■ョ
（１）
Ｉ
霞塑騏
劃!’
■■■■■■｡
■せ＝■■
廓い■■
■色■
■
マウスで矩形,範|開選択する
鰯
ロ゛熟
Ｉ
、＝■.
面面｜瞳
￣■
￣■６１
秒
ご￣
画像１
塗!『
（２）
(b)形状認職され､候補となる
ロｒ
西公
ｍｍ証団
毒皀
心傍
庵
Ｉ
複数の形状が表示される⑩,で、
マウスで必要対象形状護選択する
B｣
Ｉ
、
頁点■
￣
-'･･￣－－￣￣￣可
－－１■■－－－－－－＝－･＝･＝－－＝＝･＝＝･－－－．－－.'---------￣Ｉ
■･￣'------￣￣
０，■
露Ｉ
ニーーキ
Ⅱ
図
■声
画像２
（１）
I￣1■■￣￣■■０－￣■■■■■■'■■－－￣＝'■■0￣￣￣－１■■￣￣-－－－－－－－－￣－－
－－￣￣￣－－---
一一
一一ｔ１
一一一輿く
『『
『。
『一
』言
』》
『『
』一
『言
】言
】一一
】一
コ｜
』一
一一
亭』
に)｢自動潔職｣ボタンを
－■■ト
マウスクリックすることで、
他の'複数画像から、
■■
▲仏
伽で選択した必,要対象
『
Ⅱ
△■■▼
形状が含まれる画像が
自動選択され韓それぞれの
画像の中で、候補⑲形状が
表示される
ＦＵ
･
▼
画く
ｆ２
}画像２
圏
■
（２）
ﾛ_
露！
廓
肝Ⅲ１－
二一｝｜’
ⅡⅡｉｌＩｌｌｌｉ００ⅡⅡ回Ⅲ中ｕｎｐｎＩＩ⑪ⅢｌＩｌ＃０３ⅡｉｌｌｌＩ０ｌｌ５ⅡＩＩＩＩＩＩＩ０ＩｉＩｌＩ００ＩＩ１ｌｌｉｉｉＩｌＩ０ｌｌ０ｉⅡｌｉｉＩＩｌｌｉｌＩＩｌｌｉＩＩＩＩＩＩｌＩｌＩＩ一
￣
国璽・一醇皿曇謝難漕蝿Ｓ雪」
１
:ロハ：
￣＝－－＝－１■■－－￣￣■Ⅱ■■■■－－１■■－－￣－０■■－－－－－－－－－１■－－．■■■■■■－－■■■ｌ■■■－－－－－－－Ⅱ■■￣Ⅱ■■Ⅱ■■￣Ⅱ■■￣。■■－－－－－■－■■■■■■■■■－－■■■Ⅱ■■■■■Ⅱ■■］■■－１■■＝＝＝＝＝￣－－－－－－－－￣￣１■■－－＝－－－－－－－－－－-－－＝
Ｉ
Ⅱ１
■
国■
面氏エ
￣
■
灘
面
(｡沖)で自動選択された
画像それぞれに対して、
複数ｍ候補形状がある
場合は篭マウスクリック
することで、
対象形状を選択する
Ｗ￣■
￣
ー
lr９領UPN＝■
1－－－－＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿－－－－－－＝＝‐－．．０－－．．０－－－－－－－■■0■－－－・ﾛ。－－＝.＝.－－.＝＝－－－＝－－
いう検索キーワードでドキュメントの検索が可能
となる．また，図3.17に示すように，検索キーワ
ードを付加した写真（imi像ｌ）に対し，他にもリ
セットスイッチが写っている写真(illli像2,画像3）
西ﾕｰｻﾞ腕闘西のﾍﾟｰﾜごＨに【…lRmUIpmnl低ploroo
･0口
ﾌﾌｲﾙ｡囲斉(ロヨ〈宗０，迫副ご入り(母ツー"⑩ヘ"ワqHl
汀
ﾌﾌｲﾙ⑤囲寓ロ涜示⑭■副ユリ(dツー"①へ”qｐ悪
名称１ﾏﾂｺｸﾞ煙夕Pv4nAザI睡司
名称ｌﾏｼﾆﾝｸﾞ煙夕Pv4nAvI唾Ｈ１
プロジェクト名ＰＭＩＭ
ﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄ名ＰＷⅡＡ
ﾆﾘﾒﾝﾄlmulZILOl細月圏映歸
ﾆﾘﾒﾝﾄ、りIIlLlliiDH街1A帝
(1)メイン画面表示
．・西口
ユユーリ、酉弱BTﾍﾟｰﾜＨ拒函mIlm0cmqO陣mrGJ
話
ｵｲﾙ⑤区民(｡表示０，お気【と入口⑭ツーｊＩｍｄＵ煽咄
ｵｲﾙ□区民｡涜示⑭乃冨【と入D③ﾂｰﾙｍＪＵ”０Ｊ
があれば,図３．１８に示すように'２１動認誠して，I司
一の「リセット」という検索キーワードを自動付
加する機能も有する．この自動認識の具体的な動
作の流れは次のようである．まず，（a)あるl11ii像内
で，ドキュメント符理システムとリンクを張りた
い部分（例：スイッチなど）を，マウスで矩形範
囲指定する（参照：図３１８(a)，画像１(1)）．（b）
すると，形状が認,M1され，候耐iとなる複数の形状
が表示されるので，マウスで必要対象形状を選択
する（参照：図３．１８(b)，画像｜(2)）．（c）さら
に，「MilI認識」ボタンをマウスクリックするこ
とで,他の複数画像から，（b)で選択した必要対象
形状が含まれる画ＩＫｌが自動選択され，それぞれの
画像のllJで,(b)でマウス選択した対象形状と類似
する峡hli形状が表示される（参照：図３．１８(c)’
画像２(1)，画像３(1))．（d)そして，（c)でlillIill選
択された|醐像それぞれに対して〆複数の候補形状
がある場合は，マウスクリックすることで，対象
形状を選択する（参照：図３１８(｡)，画像２(2)，
画像３(2))．
名称｜ﾏﾂｭﾜｾﾝﾀFｗＥＨザ6F環
石I兼
己ヨヨ
マツニンク〔エンタＰＷｎＡ
勺＝－＝ひび■＝ﾅ
プロジェクト名
ﾌﾟﾛｼﾞｪｸ1.を
ﾏｼﾆﾝｸﾞtZ2ﾉﾀ唾5片
ﾏｼﾆﾝｸﾞtZﾝタ
、、ノル
(4)ユーザ用操作画面の機能
ユーザ)U操作両iYiiの機能として，主に次の３つ
マツニシロセツタPWnAa鉛囮
ｸｰﾆ2ノリｕンﾀ100218
ｸｰﾆ2ノリｕン夕100218
■一三ツワセンク1，０２１８２
回一三ツワセンク1００２１８２
コメントIIWlHL1XRBH宙膜額
可２K:小
の機能を開発した．
①股Iili機械一覧から多角点画像リンクする設備
機#'１(を選択・表示する機能
②設附i機械両像を切り替える機能
③設備機械画像を操作する機能
(2)設備機械ページの選択
[汀石■
、■０，曲万一I~誼←ｐ1.--------｡…-DIFpWFI
一正
ＰｗＬＵｍＹＰａ゛⑪圦弦尋19<９－４の、ｴﾗび’百l狩廷后J田｡
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１
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'1o沼Ｉ”：”レワTTU岳月旦⑧ローＩ１託J1OUiUOJ誼ﾘムＷｊｍＭＤｒ
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Ｉ幻InRIIIHMlIEIoiY~mOlImIH罰
８０■０■■■■■■‐－－０１．Ⅱ■
三 匠幸一
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１１
塑雪筆議
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((《雲箪型鵬幾0１
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ロメソトH1hImRHQ畳moITUr8nJRURIB秦
…１$⑪J瓜’１脅臘､…,僻輌ｗ１
図３２０表示の切り替え操作
(3)選択した設備機械のページ
図3.19設備機械を選択・表示する機能
－３２－
－Ｆ
階層３
階層２
画印加割』。
q昌企
1１ 1１
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図３．２１表示の切り替え表示佃
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元ｉ０ｄＪ
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Ｆ功
｣￣▽
Ｉ型 ：
廟;財豊,露
」■
■
①設備機械一覧から多角点画像リンクする設備
ム，または３－Ｄ表示遠隔朧視システムを操作
機械を選択・表示する機能は，ユーザが多角点リ
ンクシステムのサーバにウェブブラウザでアクセ
スし，図3.19(1)に示すようなメインiilli而を表示
し，オペレータに，操作盤全体表示を提示．
③インストラクタが，多角点画像リンクシステ
備機械毎のページを選択し，図３．１９(3)のように
表示する機能である．
ム，または３－Ｄ表示遠隔監視システムを操作
し，画像や3-Ｄモデルのハンドル部位をクリ
ックして，ハンドルに関する取扱説明書を検
索（ドキュメント管理システムが自動起励)．
②設備機械画像を切り替える機能は，表示され
た設備機械のページに対し,図3.20に示す,階層
④インストラクタが，ドキュメント管理システ
ムの検索結果から必要な取扱説明書を選択し，
後，図3.19(2)に示すような複数保撤してある設
１～階層３のエリアに表示されている写真をマウ
オペレータに提示．
スクリックすることで，他の画像に表示を切り替
本シナリオにより，開発した多角点画像リンク
えることができる．図３．２１に，画面切り替え操作
システムを用いた動作検証結果は,図3.23の通り
を行った際の階層l～階屑３の表示切替例を示す．
であり,比較のため,従来の3-D表示遠隔監視シス
同図３．２１に示す通り，階層１の画像それぞれで，
テムを活用した動作検証結果は,図3.24の通りで
階層２の複数画像の切り替え表示が可能であり，
ある．
さらに階層２のそれぞれで，階層３の複数画像の
切り替え表示が可能である．
本実験の結果，開発した多角点画像リンクシス
テムをN1いた動作が，従来の3-D表示遠隔監視シ
③設備機械画像を操作する機能は，階層ｌ～IWf
ステムを川いた動作と同様に行うことが可能であ
lWi3のそれぞれの画像に写っているドキュメント
った．また，多角点画像リンクシステムを活用し
検索キーワードが割り付けられた部位をマウスク
た場合，コンテンツの作成において，対象となる
リックすることで，必要なドキュメントを検索す
設備などのCADデータの入手，または作成する必
る機能である．図3.22は,階層３に写っているマ
要があることに対し，多角点画像リンクシステム
ガジン操作盤上の正転スイッチ部分をマウスクリ
は写真を利用するため，手軽なコンテンツ作成が
ックすることで，正転スイッチに関わるドキュメ
できる特長があることに加え，次の優位性がある
ントを検索し，表示した例である．
ことが分かった．
まず，遠隔監視・保守支援用コラボレーション
3.4.4検証実験開発した多角点画像リンクシ
機能と連桃した運用を行った場合，例えば3-D表
ステムを，遠隔監視・保守支援用コラボレーショ
示遠隔朧視システムの場合,図3.24(3)～(4)の場
ン機能で運用し，インターネットを介した。ラボ
面において，インターネットの通信速度が十分で
レーションの動作検証実験を行った．１lilI作検証実
はないと，３－Ｄモデルの回転，移動，拡大．縮小
験に際しては，比較のため，多角点画像リンクシ
などの追従が遅くなり，操作が難しくなる．しか
ステムの代わりに，これまでの3-D表示遠隔監視
し,開発した多角点画像リンクシステムの場合は，
システムを利1i]した動作も行った．
図3.23(3)～(4)の場面において，表示切り特えを
検証実験のシナリオは，遠隔地に居るインスト
ラクタが，工場の新人の工I|機械オペレータに対
行いたい画像を選択するだけであるため，操作中
の通信fitが少なくて済み，操作性が優れている．
し，工作機械のハンドル，および操作盤の取扱説
さらに，多角点画像リンクシステムの場合，図
明i1Fを提示することを想定し，次のシナリオで行
３．２１に示すように，画像に順序を付けて配置する
った．
ことが可能であるため，例えば作業手順書として
①インストラクタが，多角点画像リンクシステ
の用途など，応用活用の可能性がある．
しかし，多角点画像リンクシステムは，画像を
ム，または３－Ｄ表示遠隔監視システムを遠隔
切り替え表示する方式であるため，３－Ｄ表示遠隔
から起動．
②インストラクタが，多角点画像リンクシステ
隔監視システムのように，実際の機器の状態によ
－３４－
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るアニメーション表示ができないため，監視シス
テムとしての用途には不向きであり，用途に応じ
3.5障害状況再現システム
た使い分けが望まれる．
年度の研究で，ポータル・コラボレーション型生
3.4.5まとめボータル・コラボレーシヨン
産支援システムに構成要素の一つである述隔監視
システムの一部として，多角点画像リンクシステ
3.5.1背景・目的前節で報告した通り，本
型牛潅支援システムに構成要素の一つである遠隔
監視システムの一部として，デジタルカメラなど
で撮影した機器の周辺写真，素材や仕掛り品の現
ムを開発した．しかし，多角点画像リンクシステ
物写兵などを，３－Ｄモデルに代わるメディアとし
コラボレーション機能との連携によるインターネ
て扱い，例えば複数の機器の周囲写真や，部分的
ットを用いた遠隔拠点間のコラボレーション時の
な拡大写真を視点の変更を想定した順序に並べ替
操作性が優れている反面，写真などの画像の活用
え，さらに写真に写ったスイッチ類などに関連す
を基本としているため，アクチャルな機器の状態
るドキュメント検索キーを付加して，ドキュメン
監視には不向きであるそこで，アクチャルな機
ト梼理システムとも連携運用可能な多角点画像リ
器の状態監視が必要な場面など，利用場面に応じ
ンクシステムのコンセプトを提案した．
て，３－Ｄ表示遠隔監視システムをはじめとする従
提案コンセプトに』§づく，多角点画像リンクシ
ムは，３－Ｄモデルの作成が不要である点で，安価
な導入が可能であり，かつ遠隔監視・保守支援用
来型の遠隔監視システムの併用も必要となる．
ステムを試作し，遠隔監視・保守支援用コラボレ
従来型の遠隔監視システムは，前身研究の成果
ーション機能と連携した運用検証実験を行った結
である標準技術による異メーカ，異機菰，新旧機
果，従来の3-D表示遠隔監視システムを用いた勤
器の情報と，製造実行システムの情報との相互運
作と同様に行うことが可能であった．さらに，開
用可能な工場内情報連携環境を活用することで，
発した多角点画像リンクシステムは，表示切り替
3-D表示遠隔監視システムの他,WebやEXCELなど
えを行いたい画像を選択するだけで様々な視点の
によるユーザサイドでも構築可能な仕組みとして
画像に切り替え表示できるため，３－Ｄモデルを基
充実してきた．
本としたシステムのように，３－Ｄモデルの回転，
一方,これらの遠隔監視システムは,異メーカ，
移動，拡大・縮小などの操作中の通信丘増加が少
異機種，新Ⅲ機器の情報を統一的に扱うため，監
ないため，遠隔監視・保守支援用コラボレーショ
視情報の収集に標準技術の一つであるＯＲｉＮを活
ン機能との連携などのようなインターネットを介
用し,監視情報の履歴蓄菰もＯＲｉＮのミドルウェア
した皿１１１には適していることが分かった．
であるCaoSQLが行っている．
本システムの開発により，３－Ｄ表示遠隔監視シ
しかし，現状のCaoSQLは,監視情報の履歴蓄積
ステムなどの3-Dモデルを基本としたシステムを
という観点から，市販のデータベースに情報を蓄
用いる場合に必要となる３－Dモデルの作成が不要
積するのみで，例えば機器の不具合があった場合
なることで，運用コストの低減が図れると共に，
の解析作業などは，データベースの情報を直接解
もともと３－Dモデルとして扱いにくい素材や仕掛
析するなどにより行っていたため，直感的に履歴
り品の情報もボータル・コラボレーション型牛産
情報から機器の振る舞いを想像することが難しく，
支援システムにおいて活用可能となった．また，
作業性に課題があった．
操作時の通信量増加が少ないことから，インター
そこで，実際の機器からの逐次情報ではなく，
ネットを介した利用に適したシステムとすること
ができた今後は，保守支援用のみならず，作業
データベースに蓄積した職歴情報を読み出し，そ
の情報により，豊獄に揃っている既存の遠隔監視
手順11Fなどへの応用活用についても検討を進め，
システムなどの監視用のアプリケーションシステ
実用化を目指す予定である．
ムを再生動作させる障害状況再現システムを提案
する
本報告では，障害状況再現システムのコンセプ
－３７－
卜，障害状況再現システムの１１M発，および検証実
験について報告する．
3.5.2障害状況再現システムのコンセプト
ここでは，障害状況再現システムのコンセプトを
示す．
まず，図３．２５左の「監視状態表示」に示す通
り，通常状態では，３－Ｄ表示述隔監視システムな
どの監視システムは，ＯＲｉＸなどの標準技術を活
)|]し肝機器からの情報を逐次取↑{卜して，機器の状
態に合わせた3-Dモデルのアニメーションや状態
表示を行う．その際，ＯＲｉＸのミドルウェアである
CaoSQLが機器の状態臓雁をIlj版のデータベース
に１１篝出す．
つぎに，機器の故障などが発生し，故障発生前
後の動作を3-D表示遠隔驍拠システムなどの監視
3.5.3障害状況再現システムの開発提案す
るコンセプトに基づく，障霄状沙IL1Ii呪システムを
|Ⅲ|発した．ここでは，開発したシステムの榊成，
およびIlllMiイメージなどについて細皆する．
(1)システムの構成
｜＃|発した障害状況再現システムの運)i]時の榊成
は,図ａ２６の通りであり,CaoSQL,CaoSQLConfig，
および障害状況再現システムの３つの對了プログ
ラムから成る．
CaoSQLは，もともとＯＲｉＮのミドルウェアであ
り，様々な機器からの情報取↑(ﾄにＩｊＭする糠珊，取
↑\したデータのネーミング，型変換，およびデー
タベースへのTllIFき込みなどを行うミドルウェアで
あり，CaoSQLConfigは，対象機器，またはアプリ
ケーションシステムに合わせて，これらCaoSQL
'１'i報収集を一時停止させ,図325右の｢再生状態
表示」ｌこように，今同|》|発するIliit醤状況再現シス
テムが,データベースの1卿ｌｉ１Ｉｊ'iW1を収↑(ルCaoSQL
のIlIi報取得に関する定義を行う機能であり，定義
されたW;報をCaoSQLcsqとして係櫛することで
きる．ただし，CaoSQLcsqは，監視状態表示の場
合と,lli化状態表示の場合とで,|i'j報の取得先が異
なることから，記録用と再生)11とに分けて作成す
に提供することで，３－Ｄ犬示述隔朧視システムな
る必典がある．
システムで確認する場合,ORilYによる機器からの
どの監視システムを再生1Iil作させることができる
｜噸}ｻﾞ状況再現システムは，監視状態で蓄械した
データベースからの情報を読み込み，その情報を
CaoSQLに渡すことで再生動作を行うが，この時，
。、表示通1V､監視システム
３Ｄ表示蹟IUE監視システム
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監視表示状態
再生表示状態
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図３．２６障害状況再現システムの構成
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ス《だノニール22定ﾌｧｲﾙのロードナｈ－プ
スケジュールのインポートノエクスポートカ可能
U■胡千
（１）メイン画面
＄'-0．
？［●名】Ⅱｈ
～
鴎
~蕊fHW
打桿＿＿且
'…１，．。｡
リストに潮加月１津
iulRしたﾘｽﾄのiTi生Ｉ(､序の入れ筒え
庇gが可龍
■■ｄｒｗｒ゛勺■Ⅱ
＝
～
両笙リスト
圃釦をlララとここにスケジュールとして
Ｈ１；される
(2)スケジュール
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作成画面ノ
印■■｣
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(8)再生両而
タイトル再生ｽｸｰﾄのデータ１１
Ｍ停止玲民左証視
pIH1nIｸﾝを押すごとで.カレンダー
言箭
から回!？「皿室Ｔどこと全『宣痘
箔』
ニー
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ゴントロー＆名一プイチエム湯でフィルクーォろ＝獣｡ｎｋｈ
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③、、印画咀呵則則凹呵、四則回唱
へ
尺のＵ７閂騨f,，詞
11の府ＩＩＴ位囲
図３．２７障害状況再現システムの画面イメージ
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-11停止４月虹29定(画5-.､i屯ごa
P11T全面好
liij蕊騨一）
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一訂■師のロワロ
戸＝万可エーロ
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■＝■。■I
［》一一『■一■一》一｛一壷｛》》》》一
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一一一一》》一一豈
,､引甘搾詔E、浮幻脚占寮辨冒・
1】●虫■■
一声璋Ｏ』■｜函・●】『【』ＯＧ』】
.&雨~豆X雨r繭!『T頭河
…にM
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一一コ一再一一》一一 一吋一０－ｓ凸）『『
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一 時唾。。『肛叱一『函南靜輻哺南】唖苗晒』
ツー￣､-１…へ－１､`…
￣■■■
再生及作パネル荷主丹生
百
､■－￣
￣
ＩＶｍＴｃデータがグリツ円二置示され
る夷同行やプー2万『:ｲﾝﾄの行ど
nrlILて旦泓<なっている
＝
再亘亭に忌示すら西込みtNH
;戈固の岳込み詮民なども歪矛可唖
CaoSQLは，１１｢生１１１のCaoSQLcS(lを利用すること
で,データの取得先を,障害状況再現システムとす
ることができる.また,障害状況再現システムは，
単純な再生のみならず，データベースの時刻付き
情報を参照し,ljH始終了の日時などを楕定したり，
再生するlI1i#１１項|旨1を指定したりするスケジュール
(2)のスケジュール作成画面では，カレンダー
からおおまかな再生|)H始，終了の｢]時指定の後，
(2)のスケジュール作成画面下図のように,これに
より選択された履雁ｉＩ１ｉ報を参照し，脳歴情報の
||舵のレコードiii位で詳細な再生6M始，ｉ１ｊ:生終了
などを指定することも可能である．
機能も有する．さらに，再生動作Il1に，再生の早
送り，停止，巻き戻しなどの動作もできるように
し，利便性を商めた．
(2)画面イメージ
3.5.4検証実験開発した障害状況iIi:現シス
テムの動作検証実験を行った．
開発した|Iilt11i:状況再現システムの''１１Ｍiイメージ
水実験では,三炎↑12機制禦オープンＮＣ装侭を搭
Ililtしたジェイテクトトl製小型立形マシニングセン
は，図327の辿りである．図327(1)がメインlUli
タPV411Aと，CiIncLrix社の制御ソフトウェア
面であり，ここから図3.27(2)のようなスケジュ
(､()ＤＥにより制御されたガントリロポット型搬送
ール'１三戒，または，図3.27(3)のような再生画面
装侭から構成された実験用生産ラインを対象に，
に分岐する．
次のシナリオによる検証動作実験を行った．
(1)のメインiljiliIiでは，スケジュール作成lIIii面，
および再生iilIill[iへの分岐の他に，１１｢化したい複数
(1)本実験用生産ラインを稼動させ，ＯＲＩＮで稼動
ＩＩ１ｉ報を収集し，CaoSQLによりlijiI1i1il1Ii報をデー
のスケジュールのリスト表示，llljjﾉﾄﾞの入れ替えが
可能であるまた，スケジュールについては，フ
ァイルとしてセーブ，ロードも可能である．
タベースに登録．この際，３－Ｄ炎示述隔監視
システムも動作させる
(2)生産ラインを体11=させ，ＯＲｉＸによる履腫情報
①既存のWeb３Ｄシステムの障害状況を一旦CaoSQLで記録
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こ■
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②Historyデータベースのデータを参照,CaoSQLPlaye｢で再生
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③Web3Dシステムで障害状況を再現
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図３．２８動作検証実験のシナリオ
－４０－
の収集を終了し，蓄積したデータベースのデ
ータを用いて,図a28のように障害状況再現
システムを動作させ，それにより３－Ｄ表示遠
隔監視システムを動作させる
本動作検証実験の結果,(1)の情報収集の場合と，
(2)の再生動作の場合とで,３－D表示遠隔監視シス
テムが共に同様な動作が行えることを確認した．
この結果から，提案する仕組みにより，３－Ｄ表
示遠隔監視システムなどの監視用アプリケーショ
ンシステムを，監視目的のみならず，履歴情報に
基づく再生動作に活用可能となった．
3.5.5まとめ実際の機器からの逐次情報で
はなく，市販のデータベースに蓄積した履歴情報
を読み出し，その情報により，豊富に揃っている
既存の遠隔監視システムなどのアプリケーション
システムを再生動作させる障害状況再現システム
の手法を提案した．
が,2009国際ロボット展のORiN協議会主催／(財）
機械振興協会技術研究所協賛の小間に出展し，本
研究の昨年度の成果である遠隔監視・保守支援用
コラボレーション機能，およびシミュレータ連携
型工作機械内衝突防止システムを出展した.また，
関連研究成果や成果を活用した製品を教材とした
工作機械の衝突防止とＩＴ化実用セミナも実施し
た．
ここでは，標準技術活用ビジネス小研究会の概
要，工作機械内衝突防止システムの実用化に関す
る研究会の概要，２００９国際ロボット展への出展，
および工作機械の衝突防止とＩＴ化実用セミナの
実施結果について報告する．
3.6.1標準技術活用ビジネス小研究会の概要
本研究会は，当所を事務局として，平成１５年10
月に発足した基盤的生産技術研究会の下部組織で
あり，発足当初は「中小企業向けデジタルエンジ
提案した手法に基づく，障害状況再現システム
ニアリングソリューションズ研究会一標準化技術
を試作し，３－Ｄ表示遠隔監視システムにより，試
作したシステムによる動作検証実験を実施したと
ころ，情報収集の場合と再生動作の場合とで共に
3-Ｄ表示遠隔監視システムが正常に動作すること
を持ち他生産運用支援ソリューションズに関する
研究一」として活動し，平成１８年４月から「標準
技術活用ビジネス小研究会」と名称を改め，勢力
的に活動している研究会である．
本研究会の目的は，本標準技術活用による生産
を確認した．
これにより，３－Ｄ表示遠隔監視システムなどの
支援に関する研究の研究成果をはじめ，前身研究
アプリケーションシステムを，監視目的のみなら
であるグローバル生産における中小企業支援シス
ず，履歴情報に基づく再生動作に活用可能となっ
た．今後は，障害状況再現システムの再生動作を
テムに関する研究やデジタルマニュファクチヤリ
スケジュールによるものばかりではなく、他の機
各標準化団体との共同研究成果，および参加メン
器の状態情報をトリガとして再生動作や停止など
が行えるような機能拡張を行い，例えばMESシス
テムの複数の機器の接続作業などにおいて，一部
の機器を本障害状況再現システムに置き換え，全
ての機器がなくても構築作業・テストが行えるよ
バの関連技術や製品などを相互活用することで，
うな仕組みへの応用利用などについても検討した
一般の展示会への出展,および当所(東久留米市）
い．
の模擬工場やセミナ環境などにおいて，販社やユ
ングに関する研究の研究成果,成果を用いた製品，
参加メンバにおける標準技術活用ビジネスを促進
することである．
具体的には，各標準化団体とも連携して，各研
究成果や技術の相互活用方法の検討，研究成果の
ーザ向けの実体験型セミナを実施している．
本研究会への参加は，一般入会による参加の他，
3.6研究成果の普及活動
本標準技術活用による生産支援に関する研究の
ORiN協議会，製造業XML推進協議会ＭＥＳＸジョイ
関連技術の普及活動として，基盤的生産技術研究
ントワーキンググループ,ＦＡオープン推進協議会
会標準技術活用ビジネス小研究会，および工作
機械内衝突防止システムの実用化に関する研究会
)OIL情報連携実証モデル専門委員会,およびFAオ
ープン推進協議会ネットワークを活用したもの
－４１－
づくり支援サービス専門委員会と本標準技術活用
ビジネス'１､研究会とが共同研究の覚書を締結して
いることから，相互のメンバが互いの研究会に参
加可能である．
チェックシステムを2009国際ロボット展に出展，
ユーザモニタの実施，および研究成果を用いた製
品を教材としたセミナなどを実施し，研究成果の
！;:及に努めた．
この標準技術活用ビジネス小研究会の活動ス
ケジュールは，毎年秋季に開催される一般の展示
会をマイルストンとして，展示会までに製品化を
目指した各研究成果や各製品の相互活用方法の検
ａ6.32009国際ロボット展への出展標準技
術活用ビジネス小研究会，および工作機械内衝突
討や開発を行い,これらの成果を展示会に出展し，
防止システムの実用化に関する研究会が主体とな
り，本研究の成果を，2009国際ロボット展に出展
さらにそのフォローアップとして，セミナを実施
した.2009国際ロボット展は,平成２１年１１月２５
するといった一連のサイクルを定期的に回してい
１１（水）～11月２８日（土）に，東京ビッグサイ
トの東館で開催され，主催者の報告によれば，４
る．
本研究会は，これまでに前身研究であるグロー
日間の会期で延べ１０万1,090人の来場があった．
バル生産における中小企業支援システムに関する
今回は，２００９国際ロボット展のＯＲｉＮ協議会主
研究の成果の一部を実用化し，企業メンバに採択
催／(財)機械振興協会技術研究所協賛の小間に出
され，製品化した実績がある．
展し，同小間では，日独韓の３カ国から企業１７，
本年度はこれらの実績を継続すべく，本研究の
大学１，団体２，個人２の計22の参加があり，合
成果である遠隔監視・保守支援用。ラボレーショ
ii1.28件の展示があった.図3.29～図3.30は,ORiN
ン機能を2009国際ロボット展に11I展したり,研究
協議会主催／(財)機械振興協会技術研究所協賛の
成果を用いた製品を教材としたセミナを実施した
'１､lliの全景を示したものである．これらの出展の
りして，研究成果の普及に努めた．
うち,標準技術活用ビジネス'1､研究会,および工作
機械内衝突防止システムの実用化に関する研究会
3.6.2エ作機械内衝突防止システムの実用化に関
は，次に示す通り，合計企業８，団体２から，１０
する研究会の概要本研究会は，関連業界から
件の出展を行った．
の要望により，前身研究のデジタルマニュファク
①ＯＲｉＮ２ＳＤＫ
チャリングに関する研究の研究成果である工作機
②設備情報収集ターミナルADDOF20080RiN
械内衝突防止システムの実用化を目指して，平成
③MES連携デモ
20年４月に発足したものであり，（財)機械振興協
④EXPIO-MES（MESパッケージ）
会技術研究所，パルステックエ業㈱,㈱ブルーム
⑤ＯＲｉＮベースアプリケーション稼1mI監視Ｗｅｂ
LMT，アドー・ジャパン㈱，および㈱ソフイックス
システム
が参加する．本研究会では，デジタルマニュファ
⑥遠隔作業・保守支援システム
クチャリングに関する研究の研究成果である工作
⑦シミュレータ連擁型工作機械内衝突チェック
機械内衝突防止システムのみならず，本研究の成
果であるシミュレータ連携型工作機械内衝突防止
システム
⑧ロボット搭載用ＯＲｉＮ対応三次元レーザス
システムの実用化システムを，シミュレータ連携
キャナ
型工作機械内衝突チェックシステムと銘銘し,そ
⑨ロボット簡易ティーチングシステム
の製品化も活､１１範囲としている．
⑩カーオディオ向け自動検査
具体的な活動内容は，研究成果を製品化するた
なお，これら①～⑩の出展に参加した企業，お
めの改良，ユーザモニタの実施，製品化のための
よび団体は，アドー・ジャパン㈱，㈱ケー・ティ
販売・サポート体制の構築，展示会出展，および
ー・システム，㈱ソフィックス，㈱高崎共同計算
セミナ実施などの普及活動である．
センター，㈱デンソーウェーブ，パルステックエ
本年度は，シミュレータ連携型工作機械内衝突
業(槻，｜開ブルームLMT，日本ユニシス・エクセリ
－４２－
遥
切
図３．２９展示小間の全景(1)
図３．３１MES連携デモ他の展示
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竃露参一Ｆ
図３．３０展示小間の全景(2)
図３．３２遠隔作業・保守支援システムの展示
ユーションズ，ＯＲｉＸ協議会，（1(ｲ.)磯械振興協会技
術研究所である．
特にこれらの出展項目のうち，イミ研究に直接関
連した出腿は，①～⑦であり，慨嘆はつぎの通り
である．
「①ORiX2SI)1(」は，ＯＲｉＮ協継会で仕様策定さ
れ，㈱デンソーウェーブで製,W化されたネットワ
ークミドルウェアの標準技術の一つであるORiN2
の機器接続やアプリケーションＩＨＩ発行用キットの
ソフトウエアである．この()RiX2S[)Ｋには，前身研
究であるグローバル生産における'|'小企業支援シ
ステムに関する研究成果であるⅢ作機械とＯＲｉＫ
とを接続するためのORiXllUlのソフトウェアが盛
図3.33シミュレータ連携型エ作機械広
衝突チェックシステムの展示
り込まれている．
「②,没lllil1Ii報収集ターミナルADDOF2008
術を活用し,アドー･ジャパン㈱で製,肋化された，
()RiN」では，IMi身研究であるグローバル生産にお
新'１１１:作磯械を()RiNに接続するため機器をlLlI展
ける中小企推文援システムにＩＨＩするｲﾘﾄ先の研究成
した．
果であるI作磯械とＯＲｉＮとを接続するための技
－４３－
「③】IlES連携デモル「①EXPIO‐MES（MESパッ
ケージ)」，「⑤ORiNベースアプリケーション稼
励監視Webシステム」は，標池技術活用ビジネス
'１研究会の平成18年度の成果として,参加メンバ
である㈱ケー・ティー・システムが主体となって
開発した，ロボット，PLC，および工作機械などの
機器レベルの情報連携のための標準技術である
ORiNと，機器レベルと製造実行レベルとの情報交
換標準仕様であるMESＸとのゲートウェイである
MESX-ORiNゲートウェイを活用したデモンストレ
3.6.4エ作機械の衝突防止とｌＴ化実用セミナ
2009国際ロボット展への出展は,研究成果をより
広く広報するという点で効果があったが，内容を
より深く知りたいという方向けに，基盤的生産技
術研究会標準技術活用ビジネス'1､研究会主催，
ORiN協議会,工作機械内衝突防止システムの実用
化に関する研究会協賛により，平成22年１月２６
日（火）に，当所の研修実習室，および生産シス
テム実験室にて，「工作機械の衝突防止とＩＴ化実
ーションである.このデモンストレーションでは，
ORiNやMESXなどの標準技術の相互活用により，
１１１セミナ」を実施した．
機器レベルとしては,ORiNfiU拠の様々なメーカの
コンを準備し，実習を含む表3.1に示すプログラ
工作機械，PLC，ロボットを相互接続し，ＭＥＳレベ
ムで開催した．
本セミナでは，受講者２名に対して１台のパソ
ルとしてはMESX準拠のMESのシステムなどが容易
本セミナを開催した結果,当初定員を30名とし
に接続可能なことを示した．これらの中で，特に
たが，定員を上回る受講申し込みがあったため，
前身研究のデジタルマニュファクチャリングに関
急遜セミナ会場の増席を図り,最終的に46名の参
する研究で開発し，㈱ソフイックスが製品化した
加となった．
ファナック㈱製オープンＮＣ用のＡＰＩである
FOCAS1を,ORiNに接続するためのソフトウェアで
受識者から，教材として用いた研究成果，およ
び応用製品の詳細仕様，入手方法，および価格問
あるFOCAS1プロバイダや，「②設備情報収集ター
い合わせをいただくなど,盛況なセミナとなった．
ミナルADDOF20080RiN」で紹介した研究成果応
また，標準技術活用ビジネス小研究会の活動に賛
用製品についても出展した（図3.31）．
同頂き，本研究会への新規入会を検討をいただい
「⑥遠隔作業・保守支援システム」では，本研
ている受識者もある
究で開発したポータル・コラボレーション型生産
なお，図３．３４にセミナ会場の様子を示す．
支援システム，およびその構成要素である遠隔監
視･保守支援用コラボレーション機能を出展した．
3.6.5まとめ本研究に関連する研究成果の
ただし，出展方法としては，ポータル・コラボレ
普及活励として，基盤的生産技術研究会標準技
ーション型生産支援システムは，概要のパネル展
術活用ビジネス小研究会，および工作機械内衝突
示とし，遠隔監視・保守支援用コラボレーション
１町''二システムの実用化に関する研究会が，研究成
機能は，パネル，およびデモンストレーション用
果を2009国際ロボット展に出展した結果,および，
の動画キャプチャの展示会ブースでの放映，およ
工作機械の衝突防止とＩＴ化実用セミナとして,実
び展示ブースでの実演デモとした（図3.32）．
習を含むセミナを実施した結果について報告した．
「⑦シミュレータ連携型工作機械内衝突チェッ
また，エンドユーザへ配慮させて頂き，詳細報
クシステム」では，本研究で開発し，工作機械内
告は控えさせて頂くが，工作機械内衝突防止シス
衝突防止システムの実用化に関する研究会で製品
テムの実用化に関する研究会が，本研究成果を活
化作業中のシミュレータ述拠型工作機械内衝突チ
用したシミュレータ連榔型工作機械内衝突チェッ
ェックシステムを出展した．具体的な出展方法と
クシステムの実工場でのユーザモニタを実施中で
しては，パネル，および実際にシミュレータ連携
ある．
型工作機械内衝突チェックシステムを動作させた
今後も本研究，およびグローバル生産における
際のビデオを展示会ブースで放映した(図3.33)．
''''１､企業支援システムに関する研究やデジタルマ
ニュファクチヤリングに関する研究などの研究成
果の実用化や普及を促進する活動の一環として，
－４４－
実ｑｌＴ作櫻赫の１而空防止とｌＴ化実用セミナのプログラム
表3.1エ作機械の衝突防止とｌＴ化実用セミナのプログラム
目目今．雪FE室[k】
１０:00～10:０５１開会・諸案病
１０:00～１０:０５
１０:05～１０:３Ｃ
05～1０ 3０
1０
エ作機械の情報システム化
工作機械の情報システム化
１０:３０～１１：１５
1０
30～１１：1５
ORiNの概要
１１：１５～１２:0０
１１:１５～１２:00
異メーカ。新１日エ作機械のネットワーク接続ソリユーンヨン
異メーカ。新旧エ作機械のネットワーク接続ソリューション
アドー・ジャパン㈱代表取締役下谷幸久
㈱ソフィックス営業部課長鈴木崇史
／日十N鍵城士扁剛惚今持術榊零所牛産特術部持術主幹木村利明
（財)機械振興協会技術研究所生産技術部技術主幹木村利明
㈱〒､ﾉ､ノーカェーブ制御システム事業部技術１部副主任吉田幸重
㈱デンソーウェーブ制御システム事業部技術１部副主任吉田幸菫
后(休み
１１:００～１３:0０昼休み
１２:00～１３:0０
１３:００～１３:３０
１３:00～1３ 3０
監視用Ｗｅｂアプリーションプログラミング
(財)機械振興協会技術研究所生産技術部技術主幹木村利明
（財)機械振興協会技術研究所生産技術部技術主幹木村利明
１３:３０～１４:OＣ
００
１３:30～1４
MES連携システム
'４００～１４:３０
１４:00～１４:3０
遠隔作業。保守支援システム
㈱ケー・ティー・システム代表取締役木下守克
(財)機械振興協会技術研究所生産技術部技術主幹木村利明
（財)機械振興協会技術研究所生産技術部技術主幹木村利明
日本ユニシス。エクセリューシヨンズ㈱戦略システム事業部
ビジネスシステム１室２グループ野村昌和
１４:30～１４:4５
１４:30～14:４５１休憩
休憩
エ作機械におけるエ具・ワーク計測
１４:４５～１５:１５
1５
１４:45～1５
㈱ブルームＬＭＴ枯術支穰部長左山邦彦
㈱ブルームLMT技術支援部長左山邦彦
３Ｄレーザスキヤナ
１５:１５～１５:４０
１５:１５～１５:4０
パルステツクエ業㈱光応用カテゴリー３Ｄスキヤナチーム
主査寺田久晃
エ作機械内衝突チェックシステム
(ﾛｵ)機械振興協会技術研究所生産技術部技術主幹木村利明
（財)機械振興協会技術研究所生産技術部技術主幹木村利明
１６:00～１６:１０１休憩
1０
１６:００～1６
休憩
4５
１６:１０～1６
１６:10～16:４５１模擬エ場の見学
模擬エ場の見学
１５:40～１６意ＯＣ
１５:40～１６:00
１６:45～１７:00
買疑応答・閉会
１６:45～17:00｜質疑応答・閉会
可
－－
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；
図３．３４エ作機械の衝突防止とｌＴ化実用セミナの様子
4５
一般展示会出展やセミナ開催などの広報活動を実
施する予定である．
3.7あとがき
本研究では，遠隔監視システム，分散したドキ
ュメントを管理・検索するドキュメント管理シス
周囲写真や，部分的な拡大写真を視点の変更を想
定した順序に並べ替え，さらに写真に写ったスイ
ッチ類などに関連するドキュメント検索キーを付
加して，ドキュメント管理システムとも連挑運用
ポータル・コラボレーション型生産支援システム
可能な多角点画像リンクシステムのコンセプトを
提案した．また，提案コンセプトに基づく，多角
点画像リンクシステムを試作し，遠隔監視・保守
支援用コラボレーション機能と連携した運用検証
実験を行った結果，従来の３－D表示遠隔監視シス
テム,およびそれらの情報をＴＶ会議などにより拠
点間共有し，遠隔作業支援や遠隔保守支援を行う
について研究し，本システムの実現手法の提案，
テムを用いた動作と同様に行うことが可能であっ
およびプロトタイプシステムの開発などを行った．
た．さらに，開発したシステムは，表示切り替え
また,ＴＶ会議により怖報共有する工場(iU|の監視技
を行いたい画像を選択するだけで様々な視点の写
術，および安全技術に関わるシステムのより高い
真に切り替え表示できるため，３－Ｄモデルを基本
完成度と利便性が求められている背景から，特に
としたシステムのような3-Ｄモデルの回転,移動，
工作機械の安全技術に着目し，シミュレータ連携
拡大・縮小などの操作が不要のため，操作時の通
型工作機械内衝突防止システムなどの周辺アプリ
信雌増加が少なく，インターネットを介した運用
ケーションについても提案した．さらに，本研究
には適していることが分かった．
に関連する研究成果の普及活動として，研究成果
本システムの開発により，３－Ｄ表示遠隔監視シ
を一般の展示会に出展したり，各種セミナを実施
ステムなどの3-Dモデルを基本としたシステムを
したりするなどで，広報活動に努めた．
H1いる場合に必要となる３－Ｄモデルの作成が不要
本研究のスケジュールは，２ヵ年計mliiであり，
なることで，運用コストの低減が図れると共に，
初年度の平成20年度は，ポータル．。ラボレーシ
もともと3-,モデルとして扱いにくい素材や仕掛
ョン型生産支援システムのためのＴＶ会議機能を
り,1lbの情報もポータル・コラボレーション型熊産
応用した遠隔監視・保守支援用コラボレーション
支援システムにおいて活lWI可能となった.今後は，
機能の開発を行った．また，周辺アプリケーショ
保守支援川のみならず，作業手順書などへの応用
ンの一つであるシミュレータ述携型工作機械内術
活１１１についても検討を進め，実用化を目指す予定
突防止システムの開発も行った．さらに，これら
である．
の研究成果の普及活動として,jlMTOF2008などの
つぎに，障害状況再現システムの開発では，実
展示会出展やセミナなどを開催し，多くの関連業
際の機器からの情報ではなく，市販のデータベー
界の方に研究成果を紹介した．
スに蓄積した履歴情報を読み出し，その情報によ
さらに，最終年度である平成２１年度は，平成
20年度に開発した遠隔監監視･保守支援用コラボ
レーション機能により運用する工場側の遠隔監視
システムやドキュメント管理システムの機能の充
り，すでに陛富に揃っている遠隔監視システムな
提案した手法に基づく，障害状況再現システムを
実を図ることの一環として，多角点画像リンクシ
試作し，３－Ｄ表示遠隔監視システムにより，試作
ステム，および障害状況再現システムを開発し，
したシステムによる動作検証実験を実施したとこ
さらに，研究成果の普及活動を行った．平成２１
ろ，情報収集の場合と再生動作の場合とで共に
年度の具体的な成果は次の通りである．
3-Ｄ表示遠隔監視システムが正常に動作すること
どの監視用のアプリケーションシステムを再生動
作させる障害状況再現システムの手法を提案した．
を確認した．
まず，多角点画像リンクシステムの開発では，
これにより，３－Ｄ表示遠隔監視システムなどの
デジタルカメラなどで撮影した機器の周辺写真，
素材や仕掛り品の現物写真などを，３－１）モデルに
代わるメディアとして扱い，例えば複数の機器の
監視用アプリケーションシステムを，監視目的の
みならず，職歴情報に基づく再生動作に活用可能
－４６－
となった．今後は，障密状況再現システムの再生
動作をスケジュールによるものばかりではなく、
例えばＮＩＥＳシステムの複数の機器の接続作業など
において，一部の機器を本障害状況再現システム
に置き換え，すべての機器がなくても構築作業・
先端的技術開発の推進に関する調査研究等補
助事業デジタルマニュファクチヤリングに
関する研究平成１９年３月
5）（財)機械振興協会技術研究所，平成１９年度
先端的技術開発の推進に関する調査研究等補
助事業デジタルマニュファクチャリングに
テストが行えるような仕組みへの応用利用などに
ついても検討したい．
関する研究平成20年３月
さらに，研究成果の普及活動では，本研究成果
の普及活動として活動１１１の基盤的生産技術研究会
標準技術活用ビジネス'１，研究会，および工作機械
内衝突防止システムの実用化にIHIする研究会が，
6）大寺信行,榊原聡，木村利'’１，情報システム構
研究成果を２００９国際ロボット展に出展した.また，
工作機械の衝突防止とＩＴ化実川セミナとして,実
用の方法，精携工学会誌，Vol､７３No.８
築のための標準技術の取り組み，システム制
御情報学会誌，ＶｏＬ５１Ｎｏ､3,2007,pp20-25
7）木村利WI，工場内ネットワークによる情報活
2007,pP888-892
習を含むセミナを実施した．特にセミナを開催し
8）KimuraT.，TezukaM，ａｎｄＫａｎｄａＹ.，
た結果,定員を上回る４６名の参加があった．さら
Developmentofan
に，受ii1i者から，教材として用いた研究成果，お
lnformatjon-intcroperablcEnvironmcnt
よびZ医用製姉の詳細仕様，入手方法，および価格
BascdonOpenTechnologieslbrLcan
問い合わせをいただくなど，盛況なセミナとなっ
ProductionSystems,lFIPlntcrnational
た．また，本セミナへの参加をきっかけに，標準
FcderationforlnformationProcessing，
技術活用ビジネス小研究会の活動に賛同頂き，研
ＶＯＬ257,2008,LcanBusinessSystemsand
究会への新規入会の検i付をされている受ilMi者もお
Beyond，ｐｐｌ２１－ｌ２８
９）CostanzｏＦ.，ＫａｎｄａＹ.，KimuraT.，Kuhenlc
られる．
今後とも基盤的生産技術研究会標flli技術活１１｝
ll，LisantiB.，Ｓｔｒａｉｊ.，ThobenK.，Wilhelm
ビジネス小研究会，および工(i犠械内ilii突防1kシ
B.，ａｎｄＷｉｌｌｉａｍＰ.，I2nterprise
ステムの実用化に関する研究会などを活用し，本
OrganizationandOporation，Springｏｒ
研究成果の実１１I化やＩＭＬ及に努めていく=r定である．
ⅡandbookofMechanicalEnginecring,2009,
ppl267-l354
第３章の参考文献
1o）木村利Iﾘ1，犬飼利宏，「１１井大介，神田雄一，
マルチベンダ生産ライン|､]け３－Ｄ衣示遠隔監
l）（財)機械振興協会技術研究所，平成１５年度
視システムの開発，精密工学会誌，
製造業のJ`§盤的技術の拡充強化にⅢIする研究
VoL7LNo､3,2005,ｐｐ､374-378
』１１F業グローバル生産における中小企業支援
１１）木村利Iﾘ|,日本国特許,特願2007-341038,2007
システムに関する研究平成１６年３月
12）木村利W|他，標f1Ii技術を活用したl作機械内
2）（財)機械振興協会技術研究所，平成１６年度
衝突防｣ヒシステムの開発（第１報）工付機械
製造業の避盤的技術の拡充強化に関する研究
内衝突防''二システムのコンセプト，２００７年度
リド業グローバル生産における中'１，企業支援
梢密工学会秋季大会学術講演会論文集，
システムに関する研究平成１７年３月
ｐｐ､399-400
3）（財)機械振興協会技術研究所，平成１７年度
13）木村利lﾘI，岡部偏孝，神|､雄一，工作機械内
製造業の雅盤的技術の拡充強化に関する研究
ｉＷｊ突防止システムの開発（第１報)従来型NC
」1$業グローバル生産における中小企業支援
装置向けプロトタイプシステム，日本機械学
システムに関する研究平成１８年３川
会[No.08-13]生藤システム部門研究発表識減
4）（財)機械振興協会技術研究所，平成１８年度
－４７－
会2008講演論文集,2008,pp83-84
14）（財)機械振興協会技術研究所，平成２０年度
製造業の基盤的技術の拡充強化に関する研究
等補助事業標準技術活用による生産支援に
関する研究平成21年３月
15)木村利明,日本国特許,特願2006-281507,2006
16)木村利明,日本国特許,特願2008-106585,2008
17)木村利明,日本国特許,特願2008-280226,2008
18)神田雄一,木村利明,ポータル．。ラボレーシ
ヨン型O&Ⅱサポートシステムの研究(第３報）
遠隔監視・保守支援用コラボレーション機能
の開発，日本機械学会[No.09-1]2009年度年
次大会講演論文集Vol､4,2009,pp327-328
19)木村利明,伊崎達也,寺田久兜,下谷幸久,左山
邦彦,神田雄一,工作機械内衝突防止システム
の開発(第２報)シミュレータ連携型工作機械
内衝突防止システム，日本機械学会
［No.09-1]2009年度年次大会講演論文集
Vol､4,2009,ｐｐ､321-322
20)KimuraT.，IzakiT.，TeradaH.，ShitayaY.，
SayamaK.，ａｎｄＫａｎｄａＹ.，Acollision
preventionsystemwithenhancedfunctions
fordetectingwork-piesesettingdefects
ofmachinetools，JSME，Proceedingsofthe
５thlnternationa1Conferenceo、Leading
EdgeManufacturingin21stCentury，2009,
ｐｐ７９－８２
－４８－
でも一定の品質を効率的に保つことが重要とな
りつつある．その解決策の一つとして，出荷前
の関所とも呼ばれ，従来，作業者による目視に
頼っている外観検査の自動化，特に，三次元の
多方向・多点・多品番検査に対応するロボット
とカメラを利用する外観視覚検査の自1lib化の
4．シミュレーションによる生産システム
構築効率化と品質向上の研究
4.1まえがき
近年，ものづくりに関わる企業は，製品のラ
イフサイクルの短期化，消費者ニーズの多様化
に伴い，従来の多品穂少量生産から，需要変動
が大きい変種変量の生産への対応を迫られてお
り，これに対応できる，より柔軟な生産システ
ニーズが高まっている．
しかしながら，現状，その導入に際して，製
品一つ当たりの検査項目や検査点が多く，ま
た，変種変戯生産下では製品種類が多いため，
カメラの焦点距離や撮像タイミング，ロボット
の効率的な!,j作の調整，視覚検査プログラムの
調整などは実機で試行錯誤により実施してお
り，現場での調整時間が長時間化している．ま
た，新規製品を追加する場合，新たに設備を停
ムを早く設計構築することが重要となっている．
その解決策の一つとして，より早い段階で，設
計の問題を発見し，解決するフロントローディ
ングにより設計の手戻りを極力減らすことが重
要となる．最近では，コンピュータの演算速度
の高速化や三次元CAD技術など情報技術の進展
などが相まって，シミュレーションを利用する
フロントローディングによる生産システムの設
止して調整する必要がある．
計・榊築に対する期待が大きくなっており，そ
これらの解題を解決するために，オフライン
の利用が進展し始めている．しかしながら，生
（仮想環境）でカメラの焦点距離や撮像タイミ
産システムの設計(生産準備)・構築(工程実装）
ングの決定，ロボット動作の生成，および，視
ではさまざまな評価を実施する必要があり，現
覚検査プログラムの事前評価を実施する外観検
状，シミュレーションの利用は限定的で，その
査向け設備シミュレーションの研究を実施して
適艸1範囲を広げる必要が生じている．
いる．本報では，まず，外観視覚検査の自動化
そこで，本研究では，まず，最近重要になっ
構築の課題を整理し，課題を解決する外観検査
ている製造品質の効率的な保証に注目し，ロ
向け設備シミュレーションの基本システムやそ
ボットとカメラを利用する外観視覚検査の自動
の実装法を提案し，基礎実験によりその有効性
化を対象として，外観視覚検査の自動化構築の
を確認する．
課題を轆理し，課題を解決する外観検査向け設
４．２．２外観視覚検査自動化構築の課題
備シミュレーションの研究を実施した.次いで，
外観検査の実態調査では，約70%の外観検査は
近年の変種変量の生産に対応するため，セル生
作業者の目視で行われており，いまだに人手に
産など，作業者が主体となる生産システムが増
頼る部分が多い!).具体的な検査として,寸法検
加しており，作業者を主体とする生産システム
査等の計測関係については自動化が進んでいる
を対象として，生産準備段階の課題を整理し，
が，形状検査，欠陥検出，および異物検出につ
課題を解決する作業者シミュレーションのモデ
いては自動化が遅れていることが指摘されてい
ル化手法の研究を実施した．これらの研究内容
るＤ・人手による検査は,検査システムへの投資
と，研究成果の普及活動について以下の節で報
を省けコスト的に優位であるが，利用の制約や
告する．
限界があり，例えば以下のような代表的な課題
がある．
４．２外観検査向け股備シミュレーション
・人による目視検査は見落としや，判断
の研究
ミスが生じ，不良品の流出が起こる可能
4.2.1はじめに近年の産業界では，国内
性が商まる．
では熟練作業者の不足，海外では現地化生産の
進展などにより，経験の浅い作業者による製造
－４９－
・判定に個人差があるため，品質が安定
せず，品質にばらつきが生じる可能性が
高まる
・検森判定にノウハウが必要等．
これらの課題に対応するために，近年のコン
そこで,近年,外観検在の自動化において,注
ピュータの高速化や両像処理技術の進歩によ
り，外観検査の自動化に期待が集まり始めてい
る．外観検査の自動化の代表的なメリットを以
目されている三次元の多方}イリ・多点・多品番検
査に対応するロボットとカメラを利用する外観
視覚検査NIi築を例に課題を只篇体的に分析した．
図4.1にロボットとカメラを利用する外観視覚
願検査システムの例を示す2１．図４．２に外観視覚
検査アプリケーションの例を示す2)．図4.3(a）
に現状のロボットとカメラを利用する外観視覚
検査の柵築プロセスを雌蝿し,図示する．まず，
整理したロボットとカメラを利)Uする外観視覚
下に犯す．
・想定した範１mでの検査見落としを防ぎ，
検査品質向上が可能．
・一定基準の検査で品質の安定性が高ま
る．
・連続高速運IliZiが可能．
・検査結果データや,検査画像の保存が可
検査榊築手順を記す．
能で，トレーサピリティに利)１１回｢能．
１．１輪iに対象ワークと検査項目を入派．
２．実験環境で対象ワークの視覚検謙プログ
ラムの|｣二様を作成．
３．実験環境でロボット動作プログラムをオ
他方で，以下のような代表的なデメリットが
指摘されている．
・システムの榊築（立ち上げ）に時間
フラインで作成．
（期間）が必要．
４．実環境で指定サイクルタイム内で,かつ，
障害物に干渉しないで!Ｉｉ１ｊ作するロボット
・現場で機器をⅢいた調繋が必要で，現
状，トライアンドエラーで実施してお
動作プログラムを作成．
り，調整時間が掛かる．
５．実環境でロボットuilj作プログラムと撮像
のタイミングを決定．
６．実環境で視覚検森プログラムを作成．
・新規に製品を投入時には検査プログラ
ムの変更が必嬰．変繩変賦下では，プロ
グラムの追加修正が頻繁に生じる．
・初期投資が必要．
霞Ｅロ~
ＵＥｉ壹剰湖．
１山Ⅲ川鵡
１
Ｉ
烏ｆＹ《
に．
￣
これらの中で，４～６の作業は，現場で1両１時並
筐ﾐi表！
鑑
鯛
歪、
￣
図４．２視覚検査アプリケーション2】
図４．１ロボットとカメラを利用する
外観視覚検査システム2１
5０－
る．
列的に調整を繰り返し，全lIfの作業時間の80％
を占めることがあり，識llliの血上げ時間を長期
これらの課題を解決するためには，オフライ
ン（仮想鰍境）で緯時間にWi度のI筒iいロボット
化させる工要因の一つであり，白動化の弊害要
因になっている．その主なIM1由としては，製１W’
と視覚検在のプログラミングの災呪,および，
負-1「例（例：キズなど）に対するロバスト化の
実現がTir要となる（図４．３（１）)参照)．
一つ当たりの検査項卿や検ilf点が多く，また，
変種変量生産下では製１１１ﾙ種類が多いため，カメ
ラの焦点距離，撮像タイミング，稼動範囲，軌
道嫌の制約を考慮するロボットの効率的な動作
のilA鵬，視覚検査プログラムの綱盤などの多視
4.2.3外観検査向け設備シミュレーション
の要件木研究では,オフライン(仮想環境）
でカメラの焦点距離や撮像タイミングの決定，
ロボットmilj作の生成，および，視覚険i1iHプログ
点の,i1i価を統合的に災機で試行錯緤により実施
ラムのjll:liiii;ＩｈＩｌⅢを災施する外観検ｉｌｉｉ向け設備シ
ミュレーションを提案する．提案する設備シ
ミュレーションを利用して，以下の活動の実現
していることが挙げられる．また，視覚,検査プ
ログラムは導入時には想定する検瀧項|｣に対す
る1:11定処理を実装し，設(ｌｌｉが磯uiljしてから判明
することが多いキズ検在惇の処理を設備を停止
して調盤しながら，随時追川1.修正しているの
が現状であるさらに，新規製品を追加する場
合，新たに設備を停止して,淵艦する必要があ
全休エンジニアリング担当
設備設計
現状
視覚処理j日当
視覚処理担当
視覚プログラム作成､照明設憧
を'1桁す．
Ｌ仮想空間内でカメラ，光源，ワーク（製
１Ｍ】)等をレイアウトし,鹸適な撮像箇所を
険付．
調整デバッグ
調整デバッグ
鰯型一型ii塗1二製毎｜汀１
一選Lii塗Ei型埋
川面１
「１
ＺｊｆＦｌｊ:；M調鑿ﾃﾞﾊﾞｯｸﾞ
欝鼈l塞睾ﾝ，
零塗!'塞睾ﾝ，懸檸!'…先
鷺
{謹艤莚ﾃﾞﾝｲ鯛鑿ﾃﾞﾊﾞｯｸﾞ
ブロウ
照明･Ｉ
調整デバッグ
チンク
ロボット担当
プログラム作成､ティーチング
L｣
〕
う訳ではない）
現物(率類揃う訳ではない】
:蓋鑿fWi
全狐類揃う訳ではない場合あり）
１１遜ﾖｾﾞ 仕様(全秘類揃う訳ではない場合あり）
製品メーカ
(エンドユーザ】
(エンドユーザ）
［
:産開始
,産Ｉ)Ⅱ雄
一少
一＞
(a）現状の機築プロセス
設備設計
提案
視覚処逗；日当
視覚処逗担当
視覚プログラム作成､照明設置
視覚プログラム作成､照明設箇
ﾛﾎﾞｯﾄ担当
ロボット担当
プログラム作成.ティーチング
ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑ作成.ティーチング
設備設計‘
△
墾忠
欝灘鐵…
篝!'蓋1$ﾘﾗ…
検可
調整デバッグ
「
、…雌,苫…
ドー
全体エンジニアリング担当
誼【圏 言バッグ
調整
⑪
Ｐ二一
一ヲ
|農鰹=`参テー蝿
||鍵！=篝讓←鼬
鎖
製品設ｉ 図((，A､>o"､】1.現物(全柧類揃う訳ではう
製品メーカ
＜￣戸
(エンドユーザ）
逢…i：
Fバッグ短くなる
短くなる
ニヴ
、皇
君▲
ジグ
デバッグ◇作菜前倒し
◆並列化,同期化
各作梨効率化
現場での調整時’ H1の短縮
仕様(全種類揃う訳ではない場合あり）
（b）提案する設備シミュレーションを利用する構築プロセス
図4.3ロボットとカメラを利用する外観視覚検査の構築プロセス
－５］
２
３
4．
カメラの焦点距離・広角，ロボットの到
を事前に検討．
これらのL|』で１．２．７はCAI)システム単独で
光源の種類やその位置による淡淡情報を
含んだ画像を生成．
も実現可能と考えられるが，提案する設備シ
多点検査の場合のカメラの切り替えタイ
これまでの研究では，笑際のFA機器やそのエ
ミング等を実際の設備で用いる災デバイ
ミュレータなどをシミュレーションに活用する
設lWiシミュレーション環境例えば3)~8),および,シ
ス（例えばPLCなど）を用いて検証．
戸ひ
6．
険査プログラムの不良品検撒能力の向上
達可能範囲，ワークの;検査範囲等から岐
遮な検査点を逆算．
|寵在対象ワークの背景や障害物,および，
検査点を迦るロボットの軌道を生成し，
ミュレーションはl～７を同時に実現を'11局す．
７
ロボットの下渉チェック評II1iやサイクル
ミュレーションモデルに設備制御機能を持たせ
るシミュレーションモデル駆動Ji1設備制御環境
タイムを動1FIMiに算出し，ロボットプログ
を提案した（図４．４参照)．これらの開発した
ラムを事前に作成．
設lWiシミュレーション環境は，三次元空間を利
３で生成された画像を利用して，視覚険
代プログラムを事前に作成．
用して設備の振る舞いを模倣する機能を持ち，
かつ，実俶機との接続を容易にする機能を持つ、
負事例（例：キズモノ）を生成し，視覚
襟fl1i技術のミドルウェアを利月)して開発してお
賢一
＞MixedReality
八ugmcntcdlAugmcntcd
Virtual
●刀回』
Ｉ
鋼．
記
lRcal
VMual
Ｗｏｒｌｄ
P。■
Real
World
》
雪i篝i鑿
設備シミュレーション環境研究開発（1,6．’
し
シミュレーションモデル駆動型設備制御環境研究開発（H1,‐）
生産準備
2＞
エ程実装
-＞運斥
図４４これまでの設備シミュレーションの研究開発概要
－５２－
醤
I上新たなシステムとの接続も容易である．そ
提案する外観検査向け設臘シミュレーション
こで，今１回1の外観検ilf向け設備シミュレーショ
ンは，これまでに開発した設備シミュレーショ
環境を図４．６に，その動作|ﾉﾘ容を図４．７に，シ
ステム構成を図４．８に示す．
ン環境を雌礎として，新たな機能を付加して開
(1)の機能を実装するために，新たに設備シ
ミュレータ（EMU）を開発する．ＥＭＵの主な機能
は，仮想空IlU1ﾉ1のロボットかどの三次元投備モ
デルのメカ的な動きを棋倣する機能（ツリー表
現による動作記述)，仮想カメラによる撮像お
よび画像生成機能，仮想照明の設置とその膜倣
機能，三次元rA[)情報のlWiilIIi機能，産業川ミド
発する．
4.2.4基本システム構成３京の活動要件
を実現するために，識(llliシミュレーションでは
大きく以下の５の必要機能（図４．５参照）を提
案する．
（１）製品や設備の三次元CADデータを用いて，
ＣＧを利用する仮１１(L(堰間内でロボットを動
作させ，それに1口1期して仮想空間のカメ
ラで外観を撮像する機能．
（２）撮像した両像を実空間で使うIdIi像処理シ
ステムへ転送し，視覚検在プログラムの
ルウェア()RiNとの連携機能(実プログラムとの
連携）等である．EMUの描ldli部を図4.9に示す．
また，複数カメラを使った視覚検査ロボットの
教示に関して〆検査点毎にカメラの焦点距離襟
を考慮してカメラとレンズを選択しながら，教
示する必要があり，EMrでは，これらの作業の
支援機能も開発する（図４．１０，図４．１１参照）
(2)の機能の内，視覚検iIiミプログラムとEMTと
の情報連挑として，以lMiの研究で提案している
ソフト結線システム１１を利用するソフト結線
ijT1iii評価を災施する機能．
（３）仮想空間と実デバイス（例えばPLCなど）
の同期・連挑機能．
（４）仮想空間のロボットとロボットシミュ
レータとの異矼シミュレーションの同期・
連携機能．
システムは。産業用ミドルウェアORiN91を利用
（５）負聯例画像の生成機能．
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図４．５提案する外観検査向け設備シミュレーション
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図４６提案する外観検査向け設備シミュレーション環境
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図４．７提案する外観検査向け設備シミュレーションの動作内容
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限り逗し処理
孔⑧
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'①→
設備
シミュレータ
ロボット
シミュレータ
実デバイス
(例:ロボット,PLC）
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ＯｐｅｎＣＶ
図4.8提案する外観検査向け設備シミュレーションのシステム構成
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カメラ
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仮想ロボット
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ＬＥＤ照明
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検査対象
ロボット用
アルミハウ
ジング
図４．９開発した設備シミュレータＥＭＵ
－５５－
点(C）
レンズ焦 点距
図４．１０教示点支援システムの概要
カメラ情報設定‘
カメラ台数．
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撮像教示点設定終了
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焦点距離(、)指定
照明の設定
撮像教示点検出
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撮(!;(候補検出
図４．１１教示点支援システムの例示
一円６－
OpCllCV1o)を利用する．
し，接続する機器,制御磯器,各種プログラム，
シミュレータの結線をソフト的に実現するシス
テムである．このシステムにより，BiLInapなど
(3)の機能の実装には,(2)と同様にソフト結線
システムを利)Hする．このシステムにより例え
ば’，機器が持つI/Oや変数に格納された情報を
の画像↑IIi報を転送する．視覚検査プログラムと
別の機器やシミュレータへ転送できる．
しては，今回は，｜酊像処理の準標flli化手法の
実ワーク仮想ワーク
図４．１２検査対象ロボット用アルミハウジング
Hardware
Software
●
モニタ１
■｜鱸
Ｅ－へ｢踵雪男ヨー
モニタ２
甲．．Ｉ
仮想環境
･ワーク(対象製品）
･カメラ
･ロボット
･その他設備
プログラミング董境
･視覚検査プログラム
Ⅱ
園miN
・ロボットプログラム
￣
一一や
■刊
ＶＰハウジンリⅡｕＩｍ生I典90部､,■壷［
■￣￣￣凸上一一■
･操作GUI
･撮像画像表示
･検査情報表示
Ｊ
」
ＰＣ構成7.-騨蠅ｗ－
ＯＳ:WindowsvistaUltimatc32bit版
ＣＰＵ:XconW35202.66ＧＨｚ
操作盤
圏』&邑囚喜冒室；
グラフィックボード:NVIDIAQuadroFX580 園同圃|デー鑿
メモリ:2ＯＢ
図４．１３実験のシステム環境
－５７－
回[NU-c跡酩
河同iPn
￣Ｉ。
図４１４仮想カメラで指定のタイミングで撮像する様子
一口一
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1LL画２ｍ
埋回×四平髄
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VPハウジング外観検査
｜ＶＰハウラ
雨ﾗﾗﾌﾗ外観震寳~]Ｐ＄H=45謎一Ｎ鬘’
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1５０４３００１３２０Ｋ
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６５０１５５６．１７０Ｋ
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上臥mIil穴6Ｘ
1６０１５５１５５０Ｋ
１６０155１５５０Ｋ
l［ とlnEYI1I穴6Ｙ
1８
上I》11駁111穴6Ｙ
1５０１４５Ｍ８０Ｈ
１５０１４５１`１８０Ｋ
}■ トｌＶｍｌ呵穴7】
1９
とon囮付穴7Ｘ
5５０５０５４４０K
５５０５０５４４０Ｋ
HJO
20;上画、(､穴7Ｙ
Frnnln穴7Ｙ
２０
上甑rZI1穴7V
ユｎｄＩ４０Ｋ
５４［
５４０４０‘IJIＯＫ
上lnnItl穴BＸ
２１ 上､、付穴BＸ
目、フ５９０Ｋ
ZU8僧
265502590Ｋ
}･鮒酎什宍1Ｗ
上卯取付穴8Ｙ
切目1６
KＩＯｄＭＯｌ４
２５５４０‘１４０Ｋ
2２
ｌｌ
IｎＩＨＥＵＩｍｎＸＩ
諏誘EＵ
羽琵
IHIn個(､１，１，１腿IH甑【m8xll河定前｜判定
１２五毛
1A五名
Ｕ
《》】
《
ﾍﾟｰﾜ１１ベラ2)
Ｉﾍﾟｰﾜ'１ベラ21Ｉ
図４．１５視覚検査プログラムの動作の様子
－５８－
Ｉ
(4)の`磯能を実現するために，今回はコンサ
バテイブな分倣同101手法を実装する．ロボット
シミュレータは，デンソーウエーブ社の
WINCAPS31I)を利H1する．
(5)の機能を実現するために,三次元CAD情報
にキズなどの負の｡'1F例を生成する手法を実装す
Ｉ
国
る
⑨。、鱗
提案するシステム榊成としては,(1)(4)(5)の
機能実装部の仮想環境，産業用ミドルウェア
ORiN,および,プログラミング環境で(購成する．
４２．５基礎実験ロボット川のアルミハウ
ジングを対象とする外観検査の雄礎実験を実施
し，提案する,没lilliシミュレーションの有効性を
評価した．代爽的な外観検査項目である，品番
読取，キズイ｢無，バリイj無，欠品有無，配満（加
図４．１６品番読取検査
’
工穴の位liltなど)，寸法計測（内径など）の６項
目を対象にした．撮像は６箇所実施した．外観
検議対象は１Bi&砿で，製飴情報としては正事例
モデルと２つの貧りF例モデルを準備した．カメ
｜’
】
ラは，３台ロボットに搭載するとした．光源は，
投備外部からの１つの平行光源と天井に２つの
点光源，および，ロボット先端に１つのスポッ
ト光源を孜定した．撮像のタイミング処理は，
ロボットプログラム内で行い，ＰＬＣなどの機器
を利川しないで,非同)，Iで実施した.実験は1台
！'＝．’】
１１１
己
、こ
「
のPCで実施した.ＰＣの|緋成はＯＳ:Windowsvista
UItimatc32bit版,ＣＰＵ:XconW35202､66ＧHz,グ
図４１７キズの有無検査
ラフィックボード：NVlDlAQuadroFX580，メ
モリ:2ＯＢである．ロボット)'１のアルミハウジン
グデータは,三次元CAI)のPro-Eで|乍成され,ＥＭＵ
の拙両エンジンであるDirect-X形式に変換し，
[2MＵ内で便川した．変換されたデータのポリゴ
ン数は65481ポリゴンであった．図４．１２に，検
齋対象であるロボット川のアルミハウジングの
実ワークと仮想ワークを示す．図４．１３に，本
「
可
■
ワ
実験のシステム環境を示す．
基礎実験の結果，ロボットプログラムで動作
される仮想潅間のロボットに設置された仮想カ
メラで外観を指定のタイミングで提I蔓{し（図
４．１４参照)，外観両像（今回は48万画素）を生
成できた．EMU内のロボットとWinCaps3内のロ
図４１８（リ有無の検査
ボットはlrr]｣！}できた．生成された画像を視覚検
－５９－
査プログラムに転送できた．これにより，想定
したシステム的な動作は確認が取れた．
生成された｣I=事例モデルの画像を利)|]して，
視覚検査プログラムを事前に作成できた．ま
た，想定するキズ，バリ，欠品，配織，寸法の
負事例を含む負事例モデルを利用してよりロバ
ストな視覚検査プログラムを作成できた（図
４．１５参照)．
検査プログラムにおける６項目である，品番
読取，キズ有無，バリ有無，欠品有無，配侭(加
工穴の位置など)，寸法計測（内径など）の具体
的な検査内容とOpenCV関数の関係を以下に記
図４．１９欠品有無の検査
す．
まず，品番読取検査では，印刷された品番を
読み取り，間違えがないか検査する（図４．１６参
照)．
－－
①予め決められた範囲を切り取る(Cut)．
②２値化する(Threshold21
③品番を読み取る(OCRead)．
④設定値と比較し，判定する．
キズ有無では，キズの有無を調べ，キズがあ
ればＮＧＩ品と判定する（図４．１７参照)．
①エッジ検出を行う(CannyEx)．
②検査したい範囲を絞る(SetROI)．
③検査範囲にエッジがあるか探索する
（Trim1
④範囲にエッジがある場合は，それを傷と
図４．２０配置（ｶﾛｴ穴の位置）検査
判定する
冊
バリ有無では，バリの有無を調べ，バリがあ
ればＮＧ品と判定する（図４．１８参照)．
①検査したい範囲を絞る(SetROI，Trim)．
②２値化する(ThresholdEX)．
③中心座,標が属する輪郭を検出する
（FindContours，ContoursNumber)．
④輪郭に対して，桁|リブイッテイングを行
う(FiCEllipse)．
⑤輪郭と楕円を比較し，閾値によってバリ
の有無を判定する
▲膠
■Ｌ
」
蝋
図４．２１寸法検査
欠品有無では，外周の穴が既定の．位侭にある
-６０－
ており，その中心を検出し,傾きが規定価
か調べる（図４．１９参照)．
であるか検査し，判定する．
①２値化する(TlWesholdEx)．
②輪郭を検出する(FindComtoursEX)．
寸法計測（内径など）では，内側の穴の大き
さを調べる（図４．２１参照)．
①２値化する(T11resholdEX)．
②中心に一番近い中心座標を持つ輪郭を検
出する(FindContours，ContoursNuInber)．
③検出した輪郭それぞれの中心座標･半径・
長靴短軸の差を調べて，既定の穴かどう
か判定する．
配悶（加工大の位置など）では，穴が既定の
③楕lUフィッティングを行い，長径と短径
角度にあるか調べる（図４．２０参照)．
を算出する(FiLEllipse)．
①２値化する(ThresholdEx)．
②白い面（面A）が属する輪郭を検出する
設備シミュレーションによる生成画像と実画
（FindContours，ContoursKuInber)．
像との比較実験では，輝度値に差異があった．
ただし，輝度値に関する画像処理の閾値調整
は，現場で微調繋で修'E可能であることが分
③楕円フィッティングを行い，楕円と輪郭
との差を検出する(FitEllipse)．
④輪郭の差の部分に検香したい穴が所属し
~＝些声
勺
Ｌ
可、．
記録画像
●
●●
L理
＠
A
ll
錘
Ｉ
l■■■l■l■
ヅ
CaoScripti--，１，エー＿鴎
一一一一--－バリ検出本体一一------------
富uncti｡、FindBari(ByValVarsNum，ByRefValue）
－ｔ
＝」
ａｐｐ,OnErrorGoi0”Err”
DimResult,各処理の結果
DimOircumference，楕円の円周
ＤｌｍＴｅｍｐＸ，TempY，範囲を絞り込んだ方卜庫標
ＤｌｍＲＯＩ(3)
輪郭描画に使う
Ｄｉｍｓｉｋｉｉ、二値化の閾値
，初期化
ヨｉｒｂｉｌＲａＩＰｉ＝－
W8lW1二Ｗ
ROI(2)二300
ROI(3)＝３ＵＯ
二il0，
－ｓｉｋｉｉ＝４０１」
,円のあたりをつ けておく範囲決めう宮
実設備環境に応じた修正箇所
左例:検出範囲と二値化レベル
○・－－－－．－
検出範囲＝(ROI(O)｡ROI(1))－(ROI(2),ROI(3)）
=値化レペルーsikii
I:::F|艦ti111iii圏V%s1ub，’二|道化ﾚﾍﾞﾙ=sikii
,エッジ検出とTriHIで範囲をさらに絞る
ｍｃａｏＦｉｌｅｌｍ質.OannyExnIcBl0FileReSultl｢Ⅱ９．１，，２５５，２５５，５
図４．２２輝度値に関する画像処理の閾値調整
－６１
’
かつた（図４．２２参照）が，今後，増し実験が
ステムの評価手法としてシミュレーションの有
必要である．
効性は様々な事例を通して確認されている例えば３
基礎実験により新たに分かった利点として，
視覚検査プログラム作成時には，生成される検
査両像における検査対象の大きさが精度良く嚇
前に入手できることの重要'性である．画像の判
定領域が事前に分かると，画像における対象の
～s)が，作業者を主体とする生産システムの場
合，一般的な「資源」という役割に加え，「搬送
システム」という役割を同時にシミュレーショ
ンモデル内に構築する場合が多く，モデルが複
雑になり専門的な技術者を必要とする場合が多
い．また，その憐築・評価時間が長期化し，モ
デリングコストの増加の課題が生じている．
位般関係が明確になり，検杏探索範囲が狭ま
り，視覚検査プログラム開発効率が高まること
が分かった．
そこで，筆者らは作業者シミュレーションモ
今後も引き続き基礎実験が必要であるが，今
回の基礎実験を通して，提案する設備シミュ
デルの構築支援システムの開発を実施してい
る．本報では，まず，過去の作業者シミュレー
ションモデルを分析し，その構造と課題を整理
する．次いで，課題を解決するための作業者モ
デルの表現方法を提案し，ケーススタディによ
りその有効性を確認する．この作業者モデルの
表現方法の実装方法を提案し，基礎実験によ
レーションは，ロボット川のアルミハウジング
の外観検査において有効であると考える．ま
た，本実験は,すべて１台のPCで実施しており，
性能的にも実川化レベルに達していると考えて
いる．
４．２６おわりに本報では，外観検査向け
設備シミュレーションの基本システムやその実
装法を提案し，基礎実験によりその有効性を確
認した．本研究の最終目標は，①現場調整作業
20％以下，②稼動後の修正作業50％減であり，
今後も引き続き基礎実験を実施し，達成度を検
4．ａ２作業者シミュレーションモデルの分
析過去の事例を利用して，作業者シミュ
レーションモデルの構造を分析し，作業者シ
ミュレーションモデルの主要な３つの要素であ
る「モノ」「作業者」「工程」と，それらの要素
証していく．なお，本設備シミュレーションに
間の５つのアクテイビテイを抽出した．それら
関して，現在，特許４件を出願中である．
を図４．２３に示す．
り，その有効性を評価する．
（１）主要な３要素
４．３生産システムの作業者シミュレー
ｉモノ：部品や製品など,モデル内を流れ
ションのモデリングの研究
4.3.1はじめに近年，変種変量の生産に
る要素．
ｉｉ・作業者:工程での処理に必要な資源として
の役割や工程間の運搬を行う要素．
対応するため，セル生産など，作業者が主体と
なる生産システムが増加している.他方,生産シ
エ程１
エ狸の柵撒
「;厄璽１
エ程２
工程の制撤
ｒＪ亟璽~１
-.-
エ程Ｇ
エ程の特敬
エ程の特徴
｢7Ⅱ璽丁荷重
,Lji｢鱈
図４２３作業者モデルの要素とアクテイビテイ
－６？－
エ程４
-.-
モノ
膝者
諜者
モノ
塀溺
Ａ－ｄ－
ｉｉｉ工程：場所･設備という際な物理的な特
徴以外に，モノに付加価値を与える「処
いう行き先判断の表現であり，に．工程一工程（
理｣という作業を含む要素,バッファの場
合は処理がない工程として扱う．
作業者シミュレーションモデルでは，③およ
作業者)]の移動先を決定する際に使用する.
(2)５つのアクテイビテイ
び④の表現方法が明確になっておらず，体系的
a、モノーエ程：工程内で行う「処理」とい
な表現方法がないため，専門的な技術者が必要
で，かつ，その榊築・評価時間が長期化してい
う作業．
b・モノー作業者：工程内で，モノの運搬に関
ると考えられる．本報では，③および④の表現
わる作業．運搬は工程間を移動すること
方法を以下の章で提案する．
であり，工程内で行う作業はモノを「取
4.3.3作菜者のエ程内での作巣内容の表現
る」と「魁<」の２つとなる．
方法作業者の工程内での作業とは，第２章
対して作業者が行う作業．処理に作業者
で示したとおり，［ｈモノー作業者]と[c・作業
者一工程]で行う作業と整理できる.ｂはモノの
が必要かということで，「資源」としての
運搬に関わる工程内の作業であり，モノを「取
役割を表す．一般的には「保全」作業にも
る」「置く」の２つとなる．ｃの作業は「処理」で
「資源」としての役割が存在する．
ある．また，例外的な作業として「保全ｊとい
c、作業者一工程：工程内で行う「処理」に
｡、工程一工程(モノルモノの移動．この集合
う作業も存在する．これらを合わせ，作業者が
がモノの経路情報となり，モノの流れ方
工程内で行う作業は「取る」「置く」「処理」「保
を定義する．
全」の４つであると鞍理できる.この４つの作
e、工程一工程(作業者)：作業者の移動．移動
業を組合せて，代表的な生産システムの工程内
は「運搬」「回送」「予約」の３種類に整理
における作業者の作業内容を単純化して表現す
できる．
る方法を提案する．作業とその実行liliiの組合せ
で表現した代表的な作業パターンの例を表4.1
作業者シミュレーションモデルを作成する際
に示す．
例えばNo.lのセル生産方式の場合，作業者の
に，明確にする必要がある表現は，大きく以下
工程での作業内容は，運搬してきたモノを「置
の４つとなる．
①モノの流れ方の表現
き｣，何らかの「処理」を行い，「取って」次工
②工程自体の特徴の表現
程へ運搬すると表現できる．ＮＯ２の自動加工機
③作業者の工程内での作業内容の表現
間の運搬を作業者が行うシステムの場合，加工
④作業者の工程間移動の表現
が完了したモノを「取り」未加工のモノを「置
く」と表現できる．No.３の流れ生産の場合は，
①は，モノの投入スケジュールや加工経路，
作業者は工程の「処理」のみを行うと表現でき
各工程での処理時間などの表現である．②は，
る．表中の数字は，作業者がその工程で「実行
主に工糯の物理的な特徴の表現で，例えば工程
を試みる」作業のI11ji序を表す．実行を試みると
が加工機なのかバッファなのかを指す．①およ
は，状況によって実行不可能な作業は省略可能
び②については，工程自体の特徴と[a、モノー
エ程]の作業，［ｄ工程一工程(モノ)]の移動で
ということである．例えばＮＯ２の工程で，作業
者がモノを運搬してきたが工程にモノが無い場
表現する．一般的なシミュレータでは，トラン
合，作業者は１番目の「取る」を省略し２番目
ザクションやファシリティを利川することでそ
の「置く」を行う．
の表現は可能である．③は，作業者が工程内で
4.3.4作業者のエ程間移動の表現方法
行う状況に応じた作業の表現であり，［b・モノ
ー作業者］と[c・作業者一工程]の作業が該当す
作業者の工程間移11111は,第２章で示した[ｅ工程一
る．④は，作業者が次にどの工程へ行くか，と
工程(作業者)]の移1IMIであるが，この移!IMIは｢運
搬」「回送」「予約」の３種類に整理できる．以
－６３－
下にそれらの用語定義を記す．
全工程に存在しない場合，作業者が回送
・運搬：モノをモノの経路情報に従って次工
移動し，次の作業が発生するまで待機す
る工程であるという情報．
(2)工程に付加する属性情報
・作業パターン省略不可：予約移動先として
程まで搬送する積救移動．
・回送：実行可能な作業が全工程に存在しな
い場合，待機工程へ戻る空荷移動．
・予約：実行可能な作業が他の工程に存在す
工程を選択するには，移動後にその工程
る場合，その工程までの空荷移動．
の表4.1の作業パターンの作業がすべて
実行可能な場合のみという傭報．
このうち，「回送」と「予約」は，移動先候補
･猶予時間：その工程の表4.1の作業パター
が複数存在する場合が多く，複数の移動先候補
ンに従い作業を試みた結果，実行不可能
の中から１つを選択する単純な指標として，従
であり作業を省略する，という状況にお
来から以下のものが利用されている．
いて，この時間だけ省略を待つという情
・指定順：移動先候補の中から順番に行先を
報．
選択．
(3)作業者の場所を考慮した指標
・発生順：移動先候補の中の作業発生時刻順
･検索順を最初から：作業者の検索順を昇順
に選択．
または降|頂に検索し,最初の待機/予約可
能な工程を選択する．
しかし,作業者シミュレーションモデルでは，
･検索順を現在位置から：作業者の検索順を，
作業者の現在位置から昇順，または降順
判断時の作業者と工程の場所や状況次第で，移
動先の決定を動的に行う必要がある．そこで，
に検索し,最初の待機/予約可能な工程を
作業者の場所を考慮した指標と，指標を利用す
避択する．
るために必要な属性情報を合わせた表現方法を
提案する．
（１）作業者に付加する属性情報
4.3.5提案する作察者シミュレーションモ
デルのケーススタディ提案する表現方法
・担当範囲と検索順：担当範囲は，作業者が
を利用して，図４．２４の生産システムを例に作
担当可能な工程の範囲を表す情報．検索
業者モデリングを行い，表現方法の有効性を確
順は予約移動判断時に担当範囲内の作業
認する．
を検索する順序の情報．
図４．２４の生産システムは１２工程で，モノは
・待機工程：待機工程は，実行可能な作業が
工程l～１２を順に流れる．工程１，４はバッファ，
表４．１エ程での代表的な作業パターン
ＮＣ
作菜と実行順序
パターンで表現されるエ程の概要
団く処理取る
１２３ｌ４ｌ５ｌ６ｌ７
セル生産方式における組立エ程の様なエ程
１
自動機ラインの運搬を作巣者が行う様なエ程
２
流れ生産における組立エ程の様なエ程
２
３
あれば
１
あれば
あれば
１
ﾊﾞｯﾌｧの様なエ程
１
搬送の始点となるようなエ程
搬送の終点となるようなエ程
１
自動化ラインの保全のみを作梁者が行う様なエ程
－６４－
例外
保全
２
あれば
１
あれば
あれば
あれば
工程２，３および工程１０～１２は設備による自動
運用案２では，作業者１の担当範囲に進入する
加工，工程５～９はセルによる組立を行う．工
程１０～１２は搬送設備による自動搬送である．
モノ流れは２つあるため，進入工程のそれぞれ
また，担当する作業者は３人である．この生産
システムにおける作業者の運用方法を決定する
工程にモノがなくても１分は待つことを表現し
ため，以下の２つの運用案の比較検討を行って
と待ちの2つのムダの評価も可能となる．また，
いると仮定した．
作業者2,3の担当範囲と待機工程を同じとする
を待機工程とし，猶予時間を1分とすることで，
ている．この時刻を調整することで，空荷移動
ことで，巡回型のセル生産方式を表現してい
(1)運用案１：作業者の作業分担は，作業
者１が工程１～３の運搬を，作業者２が工
る．
程４～６の処理と運搬を，作業者３が工程
本ケーススタディを通じて，提案する表現方
７～9の処理と運搬を担当するこの場合，
法が代表的な作業者を主体とする生産システム
工程４～９のセルは分割型となる工程１
の表現に有効であることが確認できた．
～３の運搬は入替方式で行う．
4.3.6実装方法提案する作業者シミュ
(2)運用案２：工程10～１２の運搬を変更
レーションモデルの実装を，表計算ソフトウェ
し，作業者１が工程１～３と工程１０～１２
アのExellと商用の生産システムシミュレータ
の運搬を，作業者２，３とも，工程４～９の
Witness12)で実施した（図4.25参照)．Exell上
処理と運搬を担当する．この場合，工程４
で，作業者シミュレーションモデルをモデル化
～９のセルは巡回型となる．工程1～３お
して，作成されたモデルのシミュレーションを
よび１０～１２の運搬は入替方式で行う．
Witness上で実施する構成を提案する．シミュ
提案する表現方法による２つの運用案のモデ
レーションの結果は，Exellに反映される構成
ルを表４．２，４．３に示す．運用案ｌでは，各作
とする．提案する作業者シミュレーションモデ
業者の担当範囲へ進入するモノの流れは1つの
ルに対応する実行ライブラリィをWitnessで準
みのため，進入工程を待機工程とし，猶予時間
備する．これにより，利用者はシミュレーショ
を無限とすることで，待機工程ではモノが来る
ン実行部を意識することなく，かつ，シミュ
まで待つことを表現している．工程５～９の工
レーションプログラムを作成することなく，作
程の作業パターンＮＣをｌとし，作業者２，３の
成したモデルのシミュレーションを実行するこ
担当範囲を分けることで分割型のセル生産方式
とを目指す．将来的には，モデリング結果を，
を表現している．工程２，３の作業パターン省略
を不可とすることで，工程2,3工程への空荷移
XML等の汎用情報を利用してデータ化して，そ
の汎用データを生産システムシミュレータが読
動を禁止し，入替方式の運搬を表現している．
み込み，シミュレーションを実行する構成を考
自動加エ
エ程１
バッファ
セル(分割型と巡回型の検討）
エ程２
Ｐ
エ程３
自動加エ
仇
自動ｶﾛｴ
惨
エ程４
バッファ
エ程５
価
組立
伝
自動ｶﾛｴ(運搬方法を検討）
エ程1２
自動ｶﾛｴ
エ程1１
匂
▽
エ程1０
自動ｶﾛｴ
句
自動加エ
エ程６
組立
エ程９
囚
組立
エ程８
圃
図４２４ケーススタディの生産システム
－６５－
組立
エ程７
剣
組立
えていく予定である．これにより，モデリング
部とシミュレーション実行部を疎結合となり，
工程内が自動化され作業肴が持ち回りで迎搬す
る生産システム（図4.27参照)，ライン咽生産
より汎川的な作業群シミュレーションを実現す
システム（図４．２８参照lである．これら３つ
ることを考えている．
４．３．７基礎実験実装した作業者シミュ
の生産システムは，Exell上で，モデル化でき
た．その際，般初のモデルの変数を変える程度
レーションモデルとそのシミュレーションにつ
で大きな変更が必要なくモデル化できた．Wit-
いて雑礎的な実験をした．図４．２６に示すよう
I1ess上でもjIjlb初に作成したシミュレーションプ
な設備１５台，作業肴3名で構成される仮説の生
ログラムの変数を変える程度で大きな変更が必
産システムを対象とした．３つの代梼案をモデ
要なく３つの代祷案を検証できた（図４．２９参
ル化し，シミュレーションを実施した.３つの代
照)．作業者シミュレーションモデルの工程モ
デルに対応するWitnessでの実行ライブラリィ
替案は，セル型生瀧システム（図４．２６参照)，
表４２運用案１のモデル表現
Ｚ
８
1１
－
７
腱’７
１
皿■
凹冊
：
，ｑ●】｜刊ⅡⅡ
，
２’１
２
‐Ｇ■】｜□ⅡⅡ
作業者１
担当範囲｜作業者１１２３
作業者２
’
ロ●■】｜弔日Ⅱ
エ程誉岩１１１２３４
￣ヨピ糎而1Ｆ葉ｱﾏ?ダーンNｏｌｌ５１２２４
８
と探詞'償｜鱒：
’
作業者３
罷一一癖
待機エ程待機待機
作業パターン省略不可不可不可
猶予時間無限無限
各作業者とも、回送先･予約先となるエ程が1箇所のみのため､選 沢指標は不要
表４．３運用案２のモデル表現
;'二:’ 劃
４
６』６
５５
i雲|司亙|芸：
作業者1の回送先･予約先の選択指標はどちらも｢検索１１項を現在位置から(昇順)」
ｒｋ
作乗孟シミユレーシユン
モ訂しファイル
「作案宿モデルmod」
Ｏｐｍ
▼
パラメータ入力用
Ｍラメーク股定上［
ノノー’’１１１
（
リンク
入力
YuTTBESS
-伝シスヂム
図４２５実装方法
-６６－
斜,鰍孤（
輪晃出力用
｢崎興哩力蛍上」
５
胆－２－６
；
４４
’
３５
作業者３
１
２９
作業者２
－
酊冊
Ｇ
５
§’１
２
幽囚
’
３』２
作業者１
２回
鑪》『
１１
引
雲l司五
＊」
図展
Ｉ
ニグ
巳、
ニ
一
一
一
一
一
一
一
一
』
隅
里翠雲
圧
セル1５
一｜
」
作二巻３
面阻加竺
の蕾TfiimJi三］
＞
図４２６セル型生産システム
ｉｉ
里翠輩
鴇FiiLf｢雨■■図
向いⅨ一
①
図團團團團
---Y一色堅３－－－－｣〈
ｌＷＴ零コ
図４２７エ程内が自動化され作業者が持ち回りで運搬する生産システム
’
鰯図旦国図国蟻
…鱗四四田囹亟
－－－－－－－－－－－－－－－－－グー－－－－－－－－~、、－－－－－－－－－－－－－ゴー－－－－－－－－－－グー'
1.Ｙ
①囹両||竺司祠i纒晦,６１～緋
巻
図４２８ライン型生産システム
6７
Ｍ胡
ＵＰｌ
ｑｐ
今｡
－少
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ｄＰ
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今
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ｕＰＤｋ
ＵｒＵ
Ｕｒｆ
ＵｒＫ
シ○今
吻○今
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LAB２
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今Ｃ
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今
図４．２９Witnessのシミュレーション実行
名前：ＥＯＰｌ５Ｍｏｃ
エレメントタイプ：Ｍ:ﾏｼﾝ
数量：１
優先度：迅低
種類：シングル
サイクルタイム：SSWorkCyoIe(Ａ品種ＡStep）
インプット／アウトプットルール
インプット：
アウトプットＩ
ＰＵＬＬ付ｏｍＥＯＰＩ５ＢＵＦ(1)
PUSHtcFCellRuIcForOutpUtにＯＰＩ５Ｗｏ）
処]唖」
lFmLAB・ELabC劃Ｉ（1．EOPl5・vlloO1）＝１１mode・Cl』nst
レイバールール
mLAB.V,LABNamc（IoEOP15.vNo.1）
ELSE
WDIt
ENDIF
段取り＃1１
lFSS-CelIScLUp<EpP15.vNo.2.1)＞０１段取腎え時間がある場合のみ
lFmLAB1F-LDbCBll(31EOPI5､vNo,1）＝11,ｍb,Cl｣nst
mLABVLABNamo(3.EOP15・vNo,I）
ＥＬＳＥ
Ｗａｉｔ
ＥＮＤＩＦ
ＥＬＳＥ
ＮＯＮＥ
ＥＮＤＩＦ
ｌＦＳSLCcI1Brcak(EOPI5.vNo.2.1)＞０１修理詩IU1がある墹合のみ
修理＃1１
ＩＦｍＬＡＢ.FLL曰bCaI1(2.EOP15AJNo.】）＝ｌ１ｌｍｄＧ.CMnBt
mLAaV-LABNamc(20EOPl5.vNo.I）
ＥＬＳＥ
Ｗａｉｔ
ＥＮＤｌＦ
ＥＬＳＥ
ＮＯＮＥ
ＥＮｍＦ
腰取蕎気
段取替え：
段取脅えモードｉ
初期回数：
処理回数２
殴取懇え蹄ＩＮＩ：
新しい段取賛え
故障回数
ＳＳＣｅⅡSetUp(ＥＯＰ１５,vNo,1,1】
SSLCoilSetUpにOP15DvNDolJ1
SSCellSetl｣ｐにＯＰ１５.vNo.2.1】
故厘
故睡故障孟号1
故障モー代麓時間
処理側始時のみ故障発生：はい
故iWL罷生間隔》NEGE)中(SSLCellBrcakにOP15.vNC,Ｍ)）
修理時NII：SaCellBreak(BOP15.ＶNo.2.1）
バーツ灰粟：いいえ
アクション
憐理中の段取り：いいえ
ｍLAB､F-LnbGDt（1,ＥＣＰ15.ＶNo.I）
ｍLAB､F-LnbFrce（にOP1avNoJ）
mLABF-LobGct(31EDP15.vNoqI）
mLABF-LnbFrcc(30E,ＣＰＩ5.vNoJ）
mLAB.FとLnbGct(2pEpP15-vNoOl）
mLABF-LnbF…（2ＥＤＰ15.ＶNo.1）
悠了時：
F-ActOfMacにOPI5.vNo.3）
図４．３０Witnessでの実行ライブラリィの例
－６８－
２１年１１月２６１１)．
の例を図４．３０に示す．
今後，実験を燗す必要があるが，提案する作
業者シミュレーションモデルはｲ丁効であること
が確認できた．また，その実装方法も有効であ
3．研究会：機械振興協会技術研究所／基
盤的生産技術研究会（l社)，製造科学技
術センターＩＭＳセンター／IMSアイデア
ファクトリー（３社)．
ることを砿認した．
4.3.8おわりに本報では，作業者モデル
の表現方法を提案し，その有効性をケーススタ
ディを通じて確認した．提案する作業者シミュ
4．展示会：｢Ｆ１際ロボット腿２００９（東京
レーションモデルの実装法を提案し，実際に実
5．新聞樹Jlilt／技術解説記事褐j1ili：外観検
装を行い，鵬礎実験によりそのｲ｢効性を確認し
た.今後,様々な腕点から基礎笈験を実施し，さ
らなるｲJ・効性を確認する予定である．
査の自動化:仮想空間で１１Ｆ１ｉｉｉ険征（、l盲１１工
ビッグサイト）ブース展示（平成21年１１
月）（図４．３１参照)．
業新聞，2009年ｌＯｎ２８ｐ期1:'１１１m）（図
４．３２参照)１９),デジタルマニュファクチャ
リングにおける設備シミュレーション
（第５３回システム制御情報学会研究発表
4．４成果の普及活動
研究成果の杵及のため，学会での発表に留ま
らず，見学会，研究会などを迦して，研究内容
や開発したアプリケーションを公Ｉ)Mした．以下
講演会基調識演・解説）20)．
6．特許出願：４件（外観険謙li1け,没備シ
ミュレーション'1M連）（1120年度111願分も
含む)．
に，それらの慨典を記す．
Ｌ学会：国際会議APMS2009での論文発表
卿)と技術講演（フランス・ボルドー）（２２
4.5あとがき
節参照)，ロ本機械学会論文集での論文発
本研究では，まず，最近重要なっている製
表M]，１１本機械学会生瀧システム部門講
造品質の効率的な保証に注目し，ロボットと
演会（早稲田大学）'５)～'8)での発表．
カメラを利)Ⅱする外観視覚検査の自動化を対
2．外部識演会：ｎｌｓアイデアファクト
象として，外観視党検査の自動化榊築の綴題
リー総会／技術講演（平成21年７月)，日
を整理し，課題を解決する外観`検査向け設備
本能率協会･ものづくり３ＤeXpo(東京ピッ
シミュレーションの研究を実施した．具体的
グサイト）(平成２１年１１月２０ｐ），ＯＲｉＫ
には，外観検査向け,没備シミュレーションの
ミーティング（東京ビッグサイト）(平成
潅木システムやその実装法を提案し，lL確実
図４．３１国際ロボット展２００９ブースにて
－６９－
１０２８
：四一……１１ⅡＮｉｌⅡＩＮＮ＆'1,10101ⅡⅡ)lⅡ9１,』小森Ｅ
:ＣＣ９Ｉ８５甲巴２１応１１
０２
"｡"|畠NFU工業新聞
する生産システムを対象として，生謄fMi術段
階の課題を整理し，課題を解決する作業者シ
験によりその有効性を確認した．木研究の最
ミュレーションのモデル化手法の研究を実施
終目標は，①現場調整作業20％以下，②稼動
後の修正作業50％減であり，今後も引き続き
嵯礎実験を実施し，達成度を検証していく．
した．具体的には〆作業者モデルの表現方法
なお，本設ＩｉＩｌ;シミュレーションに閲して，現
を提案し，その行効性をケーススタディを血
在，特許'１１１:を柵願ＬＩ１である．
じて確認した．提案する作業者シミュレー
次いで，近年の変種変量の生潅に対応する
ションモデルの笈装法を提案し，実際に実装
ため，セル生産など，作業者が主体となる生
を行い，埜礎実験によりその有効性を確認し
産システムが蝋D11しており，作業者を主体と
た．今後，様々な視点から基礎実験を実施し，
ＢＵ■２－ＢＰ３ｐ６ｏ８６Ｆｓ河ｏｒ■ＢＤｂｏ■Ｔｕｌ０ｄｕｐ０Ｕｈ■■区ＥｃＢ･ＬＬＯＤＵｒＢｈ■Ｇ工POOL平Ｇ
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ミュレーシ叫発山阿四 ヅトの駒、宰鰍州別口
ワイン点Ｗｕ嘱以嶺凹迎 Ⅳ他意”討銭、⑪錘
図４．３２日刊エ業新聞の掲載記事（朝刊１面）
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潅園のうヤン皿奉虚悶エ』Ⅲ旧駛で十五缶箭ガニ如冴、再ｈ】十分■赴煙か。シ｜ｕリーシゴ世
かけて圦服川副寸箔凸宅弁瞭川醐究緬ⅨＭ１例琴御札煙向鯨蝋、ふめ抑の外峨鋤臓郡吋判Ⅲ
が沁乙。鱈溢Ｉ欣堂イエ塩虎肥し一屯、砥。パ叩鐙哩乙広睡迩捻。、川碑邨恥、汕叩０面帆⑰
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守揺酬介嘘乏インの鈎勝ワ０つげ訂イン』鳴畑馴獅雌臆吋胆弗躍よい巳【２ｎＤｎＮ岡皿、別
宅いか庭鍾らずあが記、、し０Ｗｕ糊仰勿スデム、作化⑰イン邸噛風蝿《｜卜阿厩川川峨池一
々脚。ロボトロＦＡ
侭征一二ｈ刃〕口
凶況の芝一』＄ソーゥーと
スの防止からロボットと 屯一つの憧祁一章函雪醒
二審は、人握化哲口机傾 羽紙デーガヘカ二つの斑
宜迅の兇瀬重しや釧郎ミ 又糎薩プ宮グラムを、
、田川湖肺妬与叩型口
実ライン設置作業１’５
桓砿煉蝿狐ね瞠艸観兜研洩画炉餌久川韮１－－
》》一》丑》一》》曲炉『
7(】
仮想 空間で 事前検証
外観検査の自動化
ネットワークインタフェースORiN，計測と
さらなる有効性を確認する予定である．
制御学会誌，４２，No.７（2003)．
また，研究成果の普及のため，学会での発
表に留まらず，見学会，研究会などを通して，
10）http://opencvjp/opencv-1.0.0/document／
研究内容や開発したアプリケーションを公開
opencmBf-CV-matchinghm１M℃V-imgpmc-matching
した．
（2010)．
11）http://www､denso-wavecomOa/robot/Product／
第４章の参考文献
latest/wincaps2/index・hｔｍｌ（2010)．
12）wwwengineering-eyecom/wimess／（2010)．
l）http:"www､kmt-irLgojp/kankou/kenkyuhokoku／
13)HibinoH.,InukaiT.,andYUkishigeYbshidaY；
2003/T42斗7.pdf外観検査ニーズに関する調
SimulationModelDrivenEngineeringlbrManu-
査研究（2010)．
facturmgCell，Proceedingsofthelntemational
ConfbrenceonAdvancesinPmductionManage‐
Z)httpWwww・denso-wave・com｛ia/『obot/product/Iat‐
3)HibinoH,InukaiTX,andFukudaY,Efficientmanu‐
mentSystems,CD-ROM(2009)．
14）田中邦明，倉橋正志,林伸広,稲生進也，日
filcturingsystemimplementationbasedoncom-
比野浩典,福田好朗,需要同期を実現するモ
binationbetweenrealandvi｢tualfactoryうmjer-
ジュール構造剛１k塵における製造指示シス
〃α"｡"αﾉﾉＤ”"α/q/Prodiｲc"o〃Ｒ“eα花ｈ,44,
テムに関する研究，日本機械学会論文集Ｃ
est/vir/(2010）
編，７５，No.７５４，pl535-1542（2009川
3897-3915（２００６)．
4）TZlnukai,Ｈ・Hibino,YTukuda,SimulationEnvi‐
15）日比野浩典，犬飼利宏，吉田幸童，外観検
ronmentSynchronizingReaIEquipmentfbr
査向け設備シミュレーションの研究第一報
ManuIhcturingCeIl,JoumaIofAdvancedMe‐
基本システムの提案，日本機械学会生産シ
chanicalDesign,Systems,ａｎｄManufacturing，
ステム部門研究発表講演会2010（20101
16）藤咲大輔，」三野滋，日比野浩典，外観検査
Ｗ1.1Ｎ０．２，PZ38-2Z4(2007)．
向け設備シミュレーションの研究第二報
５）TInukai,Ｈ・Hibino,YFukuda,Enhanceddis‐
tributedsimulationusingORiNandＨＬＡ，
仮想カメラ生成画像の寸法検査の視点によ
Mechatronicsfbrsafbty,securityanddepend‐
る基礎的実験，日本機械学会生産システム
abiIityinanewera(Elsevier),Ｐ261-264(2007）
部門研究発表講演会2010（2010)．
6)HibinoH.,InukaiT,andFukudaYB,EmuIationin
17）犬飼利宏，吉田幸童，日比野浩典，シミュ
ManufhcturingEmgineeringProcesses,Proceed‐
レーションモデル駆動型生産設備の研究，
ingsoftheWinterSimuIationCon化祀nceZOO8，
日本機械学会生産システム部門研究発表講
pl785-l793(2008)．
演会2010（20101
7）日比野浩典,生産システムの設計・実装を効
18）斉藤伸也，日比野浩典，丸山祥宏，生産シ
率化する設備シミュレーション技術，技研
ステムの作業者シミュレーションモデリン
所報VoL44,No.１(135）（2008)．
グ，日本機械学会生産システム部門研究発
表講演会2010（2010)．
8)HibinoH.,Inukai正,andFukudaY,SakimotoK.，
SimulationEnvironmenttoMinimizeLead-time
19）日刊工業新聞，外観検査の自動化：仮想空
ofManufhctu『ingCeIllmpIementationPIDcess
間で事前検証（2009年10月２８日朝刊１面）
UsingReaIEquipmentlnteraction,Proceedings
20）日比野浩典，デジタルマニュファクチヤリ
ofthelntemationalConfbrenceonAdvancesin
ングにおける設備シミュレーション，第５３
ProductionManagementSystems，ｐ257-270
回システム制御情報学会研究発表識演会基
（2008）
調講演，pl63-l66(2009)．
9）水川真，産業用機器・ロボットのオープン
－７１－
5．結甘
どの監視用のアプリケーションシステムを再生動
本研究では，平成2041三度から平成21年度の２
カ年計画で｝大きく２つの視点から研究を実施し
作させる障害状１尺再現システムの手法を提案し，
試作システムの開発結果を報告した.これにより，
監視用のアプリケーションシステムを，監視目的
た．それらは，生産システムの運用，および保守
のみならず,履歴情報に基づく再生動作に活ﾉﾄﾞI可
向けにｉ劃隔監視，ドキュメント管理などの機能
能となった．
を,ＴＶ会議機能により遠隔処１点0111で共有し，低い
このllM発した多角点画像リンクシステム，障害
スキルの作業者の遠隔作業や係長行魔援を行う「ポ
状況iI観システムなどを含tjDポータル・コラポレ
ータル・コラボレーション型生産支援システムの
ーション型生産支援システムは現在，基盤Iib牛【
研究」と，生産システムhW築段階向けに，「シミ
産技術W｢究会標準技術V舌用ビジネス'１，研究会な
ュレーションによる生産システム１１臘築効率化と品
どで，菊Ｉ)化を検討中である．
質向上の研究｣を実施した.本報告は，平成２１
また，昨年度に試作開発したシミュレータ連携
型工ＩＩＰ機械I）Vi蛇目ＪｔＩｌヒシステムは，工ＩＩＥ機械内衝
年度の研究内容を中心に報告した．
第２章では,今年度実施した欧州生産シ
ステムの動向調査結果を報告した．
突防止システムの実用化に関する研究会で，実用
化に向けた改良，および製品化のrlli傭を進めてい
第３章でI土生産jfL点のグローバル化により必
要とされるグローバルな拠刺111でのi劃罰運用や保
ると共に，実際の製造業の工場でユーザモニタを
爽施中である．
守支援の他組みである「ポータル・＝ラボレーシ
ョン型生産支援システムの研究｣の成果を報告し
た．具体的には多角点画像リンクシステム，お
よひ障害状i兄再現システムの開発結果について報
告した．
第４jiTでは，「シミュレーションによる生産シ
ステムl1II築交檸化と品質向上の研究｣に関する研
究成果について報告した．本H1究では，ま状最
近愈要なっている製造品質の効率的ｵR保証に注目
し，ロボットとカメラを利用する外観視覚検査の
まず,多角点画像リンクシステムの開発では，
自動化を井像として，外観視覚検査の目､力化W1i築
デジタルカメラなどで撮影した機器の周辺写真
素材や|i掛り品の現物写嘆などを，３－Ｄモデルに
代わるメディアとして扱い，これらを視点の変更
を想定したl頂にifﾍﾞ替え，さらに写真に写ったス
イッチ類などの画像に付TlⅡ]された検索キーを元に，
ドキュメント管理システムともiIE擁可能な多角点
の課題を糟ZEし，課題を解決する外､11検査1句け設
備シミュレーションの研究を実施した．具体的に
は外観検査lfiIけ設備シミュレーションの基本シ
ステムやその実装法を提案し，恕遮l33jiによりそ
の;Ｆ１効性を確認した．本研究のl刷[終目標は,①現
画像リンクシステムのコンセプトを提案し，試作
場『iMil劇1業20％以下,②鋼ｉｌｌ後の修IE作業50％減
システムの開発結果を報告した．本システムの開
であり，今後も引き続き基礎実験を実施し，達成
発により，３－Ｄ表示遠隔監視システムなどの３－Ｄ
度を礎1Kしていく．なお，本設Iiiシミュレーショ
モデルを基本としたシステムを用いる場合に必要
ンに関して，現在,特許４件をlLl鑛中である．
となる3-Dモデルの作成が不要なることで運用
次いで,近年の変種変量の生産に対応するため，
コストの低減が図れると共に，もともと3-Dモデ
セル生産など，作業者７ｹx主体となる生産システム
ルとして扱いにくい素材やtl掛り品の情報もポー
がＩ！ijjllしており，作業者を主体とする生産システ
タル・コラボレーション型4韮支援システムにお
ムを井縢として，生産準備段jiViのｉＭＩｌ題を!H錘し，
いて活用可能となった．
つぎに,障害状況再現システムの開発では実
際の機器からの情報ではなく，市販のデータベー
スに蓄積した履歴情報を読み出し，その情報によ
り，すでに豊富に揃っている遠隔監視システムな
課題を|､狭する作業者シミュレーションのモデル
化手法の研究を実施した．具体的には作業者モ
デルの表現方法を提案し，その有効性をケースス
タディを通じてWIi葛認Lした．提案する作業者シミユ
－７２－
レーションモデルの尭袋法を提案し，実際に実装
を行1'､,趨趨割験によりその有効性を確認した．
今後,様々な視点から麹踏翼験を実施し，さらな
る有効性を１Ｍ醜「ｻｰる予定である．
これらｉﾎﾟｰｰﾀﾙ・＝ラボレーション型生産支
援システムの研究ｊと「シミュレーションによる
生産ｼｽﾃﾑｲﾄﾞﾄﾞ築効率化と品質向'二の研究Iの研
ﾀﾞﾖ戊果に関して，学会や識li耐会などでの普及活mlj
のみなら哉国嬢ロボット展2009へ出展し，さら
に日刊工業新H1ti二での１５N鞄iI2果の記事が褐iMtされ
るなど，広く一般に公開した．
また,平成20年４月から，リニニーアルスター
ﾄした当所の基鰯if1HI三産技ilimW究会においてもこ
れらのliHﾂｮ戊呆はliIilmされており，各方面の標準
化活NiIIとも相互連ｌｊｌＬて，さらなる普及1や実用化
活動を行った．特に，「ポータル・＝ラボレーシ
ョン型q乏産支援システムの研究jに関わる応用研
標準技術
究を行っている
i舌用ビジネス研究会では，Ｗ}ﾂﾖﾌ脆呆を計iM;ｲにした
工作ＩｉｊＭ戒のimi突防止とIT化実用セミナを実施し，
より深く研ﾀﾞｾﾞﾂj､果を広報する活U1Ijを行った．
さらに，国壌的な産学i罰1mjl3il1究を実施してい
る製進鋼学技術センターIIISセンター主催の国内
企業との産学宮連U細暁に鋤Ⅱし，本ＩＤＩ究の成果
を１劃kとした産業応用を目Ｉ０１庫産業,電機産業，
エンジニアリング産業とともに検討し，研ﾗﾄﾞﾂﾒb果
の広報Fや普及活動を実施した．
鮒辞
本研究は財団法人ＪＫＡの鏑li3i補助金を受け
て実施したものであり，こ支援いただいた関係各
位に深くｌｉ鰯ル､たしま余
－７３－
Ⅱ
ｒ・
Fに
》津團
研究鮒
KSK-GII21-l
標準技術活用による生産支援に関する(ｉ｢究
平成２２年３ｊｊ３１１１発行
発行所
（〒203-0042）
1M111法人機IMMUimIL協会技術研究所
東京都東久劉米IIf八幡I11J-Jlll齢１２号
趣話012乳75-1155（代表）
印刷所
（〒187-00311
株式会社アトミ
東』;(都小1211j小川東111丁五丁１１］3111;２２５.
他誌042-345-1155