近年は機械学習の普及に伴い、Factory Automation（FA）領域の製造現場においても、製品不良を予測するために異常検知を適用する事例が増えている。しかしながら、昨今の製品多様化や製造技術の複雑化により、FA 製造現場では、Man（人）、Machine（機械）、Material（材料）、...

近年の消費者ニーズの多様化に対応するために、変種変量生産を大量生産に劣らない低コストで実現する取り組みが盛んに行われている。その実現には、個々の装置でのタクトアップと装置立ち上げ時間の短縮が必要となる。特に、装置の重要パーツであるサーボドライバには、装置の最大性能を短時間で実現することが望まれる。...

近年、技術革新に伴って製品型式の短命化が進んでおり、製造設備にも新製品型式への迅速な対応が求められている。そのためPLM（Product Lifecycle Management）情報基盤を導入して、製品と設備の設計情報を統合管理することが行われている。そして製品型式ごとの製造作業指示を自動生成して、...

近年の製造業において、製造のためのデータ（情報）を標準化し、設計や保守を統一化することで生産性を上げる等の取り組みは各所で行われている。その一方で、価値創出や競合優位性の強化のためのカスタマイズ（独自仕様化）は、その目的の重要さ故に様々な局面で行われている。このことは必然的に標準化と相反する方向であり、その両立が課題である。...

近年の生産現場では、多品種少量生産の増加、定職率の低下による新人作業者の増加等、生産性や製品品質の低下に直結するバラツキ要因が増加している。バラツキ要因の特定には長期間の作業時間データが必要だが、現在はワークサンプリング法と呼ばれるサンプリング計測手法しかなく、リアルタイムに継続的に情報を収集できない。...

近年、国内半導体業界は競争激化や半導体不足によるサプライチェーンの混乱に直面し、古いプロセスのASICの生産終了が進む中、我々は、顧客への商品供給維持のためにASIC生産終了時の対応に苦慮している。一般的な対応策としては、一括購入（ラストバイ）か、再設計（リメイク）が考えられるが、リメイクでは、...

設計段階で想定していなかった問題が、試作段階で初めて問題となって発生することがある。その要因の1つに、実機評価で制御／観測困難なバラツキによる影響が挙げられる。バラツキの振れ方によって出力値やその変化特性が一定にならない現象は、ロジックをもとに検証していく“順問題的アプローチ”で真のメカニズムを捉えることができない。...

製品には、様々な使用環境の変動に対して安定して動作するロバストな品質が要求される。電気製品では、急激な電圧・電流の変動などの電気的外乱に対して、動作が不安定になる条件を潰しこむ必要がある。...

カーボンニュートラル・脱炭素社会への取り組みと並行し、労働人口の減少やサテライト工場の推進から、製造業の自動化が加速している。このため、製造現場の電動機器やセーフティー機器、IoT 機器は増加傾向であり、エネルギー消費量増加と装置や制御盤の占有スペース増大が問題となっている。これら問題解決のために電源機器へは、...

近年、日本政府が2050 年までの目標に掲げるカーボンニュートラル社会の実現に向けて、バイオマスプラスチック普及促進が活発化している。既存の石油由来プラスチックからバイオマスプラスチックへの転換では、とりわけ産業界においては、材料特性の実用性とリードタイムの双方において、シームレスな切り替えが主要な課題となる。...

オムロンのファクトリーオートメーション事業では、豊富な商品群と制御アルゴリズムを組み合わせ、顧客の製造現場課題へのソリューションを提供している。これをグローバルで横展開する技術ナレッジ共有システムを構築し開発と運用の連携（DevOps）を通じて小規模な改良を重ねている。...

人手不足の解消や、製品品質の向上は、製造現場における大きな課題であり、その改善の手段として、AI（Artificial Intelligence：人工知能）の適用が進められている。ところが、従来のAI では、適用が困難なケースがある。そのひとつに、AI のアルゴリズムが前提としているデータの分布と、実際の製造現場のデータの乖離がある。...

近年の電力変換機器の高周波化や高電力化に伴い、多層のプリント配線板における絶縁破壊リスクが増大している。リスクに対応するため、高周波域への対応も含めた部分放電発生部位および部分放電開始電圧の予測技術が望まれていた。従来、エナメル線のツイストペアや球電極などの簡易形状には、電界CAE解析と理論から部分放電開始電圧を...

近年は市場ニーズの変化が速く、製品ライフサイクルの短命化が進んでいる。このような市場動向に対応するため、より短い期間での生産設備の立ち上げが必要となる。これまでにオムロンはFA統合開発環境Sysmac Studioにおいて仮想化技術を導入し、3Dシミュレーションによる設備の事前検証を可能にした。...

労働人口の減少、および脱炭素化に向けた生産現場の省エネルギー化が、社会的に大きな課題となっている。それに向けて、モータの回生電力を有効活用する方法が提案されており、サーボドライブのDC給電化が期待されている。一方で、現在主流のAC給電システムと比較し、サーボドライブDC給電システムは、サーボドライブが発生したノイズが...

高度化する自動車の電子基板に対し、目に見えない部品のはんだ接合部の検査を行うため、我々はこれまでCT方式のX線自動検査装置を提供してきている。しかし、当社の従来技術である連続撮像制御を搭載したVT-X750-V1/V2では、検査対象となる視野への撮像系ステージの移動時に、停止と移動を繰り返していたため、...

近年、安心・安全への社会的関心が高まっており、商品に不具合があった場合のリコール対応に備え、迅速なリコール対象の特定が求められている。対象の特定にあたっては、対象部品に、製造ライン番号や、製造年月日などのトレーサビリティ情報を記録した2Dコードを付与する方法がある。2Dコードを付与する方法の1つにレーザマーキングがある。レーザマーキングは、レーザを照射しながらスキャニングすることでワークに直接印字する方式であるため、...

オムロンのファクトリーオートメーション事業では、顧客における製造現場課題に、グローバルに展開するエンジニアが技術的なソリューションを提供し、効果的な解決策を実現することで、顧客への価値提供の向上を行っている。さらなる加速のため、これまで個々のエンジニアあるいは各担当拠点に留まっていた技術ナレッジをグローバルに共有、活用するシステムを構築した。...

近年、安心・安全への社会的関心が高まり、不具合品を市場に出さない品質向上に加え、不具合発生時に迅速な対象の特定を可能とするため、対象部品や製造を管理するトレーサビリティの重要性が増している。一方で、自動車業界を中心に金属対象物へのトレーサビリティを目的とした印字後の熱・研磨処理、塗装処理といった後工程を...

近年、製造現場における「労働人口の減少」、「熟練者の不足」といった社会的課題は深刻さを増しており、自動化ニーズは高まり続けている。シート製品の製造をしている高機能フィルム業界、製紙業界においても、検査員が目視作業をしている工程があり、作業にかかる工数や工程そのものを削減する取り組みが続けられている。...

近年はIoTの普及に伴い、Factory Automation（FA）領域の製造現場において、センシングデータや制御データを収集して、製品不良の要因を解析する事例が増加している。しかしながら、FA製造現場で収集される制御データは、複数工程が同期制御されるため、ある制御データが別の制御データに連動して...

ディスプレイ用のガラスやフィルムなど、インラインでの透明体厚み検査において、設置時の調整が簡単で、搬送中のばたつきやシワによる傾斜に対しても安定して計測できるセンサが求められる。我々はこれまでに、変位センサの主流であった三角測距方式に代わる、白色共焦点方式...

近年、製造業における労働力不足が顕著となっており、人の作業を人工知能（以下、AI）に置き換えることが推進され、画像検査による異常検知などが利用されるようになってきた^1）。一方で、ねじ締めにおける軸力不足など外観上の違いが乏しく、画像検査の適用が困難な問題もある。...

製造業において、人手不足や人件費の高騰により製造の自動化、とりわけロボットの導入が積極的に行われているが、設置スペース、立ち上げ工数、作業の柔軟性などが課題である。特にニーズがあるバラ積みされた部品をピッキングするアプリケーションでは、部品の正確な位置・姿勢を認識するために3D センサが必要不可欠...

近年、生産現場では、制御機器の生み出すデータを活用し、情報処理技術を活かした生産性や歩留りの向上、生産立ち上げ期間の短縮といったニーズが増えてきている。そのニーズは多様化しており、また、情報処理技術は向上し続けることから、現場のニーズに素早く対応し、かつ最新の情報処理技術を用いた...

製品の組立工程には、コンテナ内に無造作に積まれた部品を自動機へ供給する作業がある。これはバラ積みピッキングと呼ばれる。近年の製造現場での人手不足や人件費高騰の深刻化を受け、同作業の自動化が求められている。3Dセンサと産業用ロボットを用いてバラ積みピッキングを実現することにより、同一システムで多品種の生産に...

検査システム事業部では、従来からプリント実装基板を3D 計測し、定量化された品質基準に従って検査を行うAOI （Automated Optical Inspection）、3D-CT 方式ではんだの形状の検査を行うAXI （Automated X-ray Inspection）、各工程検査装置からの品質データや生産情報を分析するQ-upNavi、不良を作らない生産作りに貢献するために...

基板の外観検査において、部品に対するはんだの濡れ検査は最も重要である。しかしながら、はんだは電極やパッド／ランドの形状等により多様な形状を形成し、さらに基板設計や周囲の様々な部品による影や二次反射といった現象により、正しくはんだ形状を計測するのは困難となる。また、正しくはんだ形状を...

近年、日本をはじめとする製造業からサービス業へのシフトが進んだ国において、質が高い労働者の人件費が高騰しており、人手が中心となっていた中品種中量生産現場におけるロボットの自動化ニーズが高まっている。そこで我々は、中品種中量生産の組立前工程で必須となるキッティング工程に着目し、...

製造現場では生産性を維持・向上しながら加工精度を向上することが要求されている。それに伴い近年では、製造現場での材料や機械のばらつき・変動が無視できなくなっている。製造現場では、このような外乱影響を抑制するために様々な制御手法の工夫や、現場作業者による生産装置の調整を行うことで加工精度の悪化防止に取り組んでいる。一般に外乱影響の抑制にはフィードバック・フィードフォワード制御が...

ソフトエラー起因でのシステム異常により設備が緊急停止することなく、安全機能を維持しながら設備が稼働し続ける信頼性の高い安全システムを開発したので報告する。半導体デバイスの高集積化および微細化に伴い、メモリにおける一過性のビットエラー（ソフトエラー）が問題となっている。ソフトエラーにより半導体メモリに保存されているデータが一時的に書き換わることで、システムの...

近年、製造現場において人とロボットが同じ空間で作業することを実現するために、人との衝突を安全に回避するロボットの軌道計画技術開発が複数の研究機関や製造業等で進んでいる。しかし従来の技術は、ロボットが回避動作を実施する前に作業動作を一旦停止しなければならないため、人と密接する際にロボットが頻繁に停止し、生産性が著しく低下する問題がある。本研究では、この問題を解決するために...

近年は市場ニーズの変化が速く、製品ライフサイクルの短命化が進んでいる。このような市場動向に対応するため、より短い期間での生産設備の立ち上げが必要である。従来は実機のみで立ち上げていたため、作業の待ち時間の発生やロボットの作業位置、姿勢を教示するティーチングに時間がかかっていた。これを解決するため、独立した複数のソフトウェアを連携させて仮想立ち上げ環境の実現が提案されてきたが...

複数の照明の光度を調整できるマルチCH照明を持つ撮像系において、外観検査における照明条件とカメラの撮像条件を、容易に短時間で設定できるようにする問題を取り扱う。提案手法では、環境光、センサノイズ、暗電流オフセット、光度の量子化などのハードウェア特性の補正処理を構築することで、画像合成により、任意の照明条件におけるワークピース（検査対象の被写体）の撮影画像を精度良くシミュレーション...

近年、人件費の高騰や新型コロナウイルスの流行などの影響により、生産現場では省人化が求められている。省人化の手段の一つとして産業用ロボット、特に垂直多関節ロボットのニーズが高まっているが、高い生産性を実現するロボットの動作を生成するには大きな工数がかかるうえ、専門知識も必要となるため、普及が進んでいないのが現状である。そこで、本研究では垂直多関節ロボットを対象に、自動かつ高速に動...

ものづくりにおいては、実験計画法に代表される統計的手法を用いて生産条件の最適化を行うことが重視されている。しかし、先見知識の活用などにより実験数を削減する場合が多いため、生産条件から製品品質を予測する応答曲面モデルに十分な精度が得られない場合がある。本稿では、他の領域で収集した情報を活用することで効率的な学習を実現する手法である転移学習に着目し、少数の実験しか実施しない場合にも...

従来、基板検査システムのシステム設計ではアクティビティ図やシーケンス図を作成してシステムの振る舞いを表現してきた。しかしながら、これらで表現できるのは一般的な振る舞いに留まっているのが現状であり、システムが高機能化・複雑化する中で設計段階において異常系の振る舞いを精緻に特定して不具合の混入を防ぐことは難しい。筆者らは基板検査システムの開発においてシステム安全性解析手法...

近年、人とロボットが協調して製品を生産するための、様々な協調生産システムが開発されている。しかし現時点では適用可能な国際安全規格がないため、協調生産システムの安全設計を行う設計者は、最適な安全設計手法を見出すことができていない。また、協調生産システムのリスクアセスメントにおいて同定される多くの危険源に対して、どこまでのリスク低減が必要かを判断するための手法も存在して...

生産現場において通信経路の高速化，ストレージの低価格化および大容量化といった情報化システム構築の環境がそろいつつある。オムロンは未来工場として，これらの技術とオープンネットワークであるIO-Linkを活用したセンサレベルまでカバーする情報化システムを実現していく。そして今回，オムロンはこの未来工場コンセプト実現に向けたIO-Link対応セーフティライトカーテン（侵入検知センサ）...

本稿では、ロボットがコンテナにバラ積みされている物体をピッキングするための、把持位置認識を扱う。通常、把持対象物体の三次元CAD を用いることで把持位置を認識するが、特定の三次元CAD が存在しない非剛体物体・不規則形状物体では認識が困難になる。非剛体物体・不規則形状物体のピッキングを実現するため、三次元CADを用いずに把持位置を認識することを可能にするモデルレス...

基板の外観検査において，電極が薄膜の場合，結晶構造が不規則となり同軸照明で撮像すると反射特性の差がムラとなって表れることがある。このムラのため異色欠陥を見つけることが困難となる。ムラは基板に照射する光の角度と光の強さを最適化することで軽減できる。しかし，これには経験を持った作業者でも時間がかかるため，自動化するための方法が考案されている。従来方法...

近年、設備の老朽化に伴う盤内部品の異常な温度上昇による停電や発火事故などが増えてきている。それにより、例えば工場においては製造ラインが停止し、機会損失の発生や、社会的イメージの低下につながる恐れもある。保全員による定期的な設備保全を実施することで異常の発生頻度を抑えているが、温度異常は数日で進行するものも存在するため、完全には抑制できていない。そ...

多品種少量生産に伴う段取り替え時のセンサの配線工数と、センサ配線の断線によるダウンタイムの増加が、生 産現場において問題となっている。そのため、配線の必要のない無線によるインターフェース（I/F）の導入が検討 されている。センサの配線には主に信号と電源の2種類が存在し、信号は通信規格に準拠した方式により一部無線 化が実現されている。一方、電源に対しては...

近年、製造業では熟練技能者の不足や人件費高騰の影響を抑えるためAI やIoT を活用した業務効率の改善やコストの削減を求められている。これらのニーズを満たすため制御盤内の機器は増加し、スペースの確保が課題となっている。特に電源は制御盤内において大きなスペースを占有するため小型化が重要である。一般に、電源の小型化はスイッチング周波数の高周波化によって実現...

近年モノづくりの現場では、「モノづくりの高度化・複雑化」や「熟練者不足」といった各国共通の課題に対して、IoT技術を活用し製造現場のデータを収集し、それらを分析することで、これらの課題解決を行う取り組みが盛んに行われている。高機能フィルム業界や製紙業界においても同様の課題・取り組みが続けられている。我々オムロン株式会社 検査システム...

製造業では、少子高齢化などの環境変化により保全を担う技術者が不足している。また、設備の老朽化による突発故障の発生頻度が増えており、生産の稼働率が低下している。このモノづくりの課題を解決するためには、設備の劣化状態を把握して、故障する前に計画的に保全を行う“状態基準保全”に移行していくことが効果的と考えられている。一方で、この状態基準保全を実現するため...

基板実装の世界では、はんだが見えず外観検査困難な部品や基板が増加している。また、自動車業界をはじめ、はんだの接合強度や全面検査など高品質を担保するための要求が増えている。これらの要求に答えるべく、CT型X線自動検査装置において、最たる課題であったインライン全面検査に必要なタクトを実現するための最新技術を紹介する。 高精度なモーションコントロール技術と高速画像...

近年、センサなどの制御機器の生み出すセンシングデータをAIなどの最新IT 技術を駆使して活用することの重要性が高まっている。その促進には制御機器の不統一なセンシングデータを体系化されたIoTデータに変換して収集・蓄積することが重要である。FA現場で制御を担ってきたPLCをデータハブとすることで、多様な制御機器からの...

製造業の多品種少量生産化の流れに伴い、工場内のレイアウト変更に対して柔軟に対応できる生産設備が求められている。無線押ボタンスイッチは、信号線が不要であり、さらに発電機能の内蔵によって電源線をも不要としているため、有線の押ボタンスイッチと比べて設置の自由度が高く、配線工数が低減できるという利点から、生産現場への導入が...

近年、製造業では、熟練技能者の不足や人件費高騰の影響を抑えるためAIやIoTを活用するニーズが高まり続けている。オムロンでは、設備の稼働率向上と高品質な製品を安定的に生産するため、設備の異常検知を実現する「AI搭載マシンオートメーションコントローラ」を開発した。本来、異常検知を実現するには、データサイエンティスト...

近年、製造業では、設備の稼働率向上と高品質な製品を安定的に生産するため、製造現場においてAI（Artificial Intelligence）やIoT（Internet of Things）を活用するニーズが高まり続けている。従来、製造現場のデータを活用するには、センサやモータ等各機器のデータをネットワーク経由で専用のデータベースサーバへ蓄積し、分析を...

製造現場においては慢性的に人手が不足している。さらに将来、熟練技能者の減少により生産性の低下が見込まれており、省力化や省人化の要求がある。このような背景から、FA分野においてはAI技術を予知保全に用いることで、省力化や省人化を進めている。しかし、一般的にAI技術は高性能なハードウェアが必要であり、また...

近年、市場における消費者ニーズの多様化に伴い、短いサイクルで新しい商品が次々と生み出されている。製造業各社は、新しい商品を製造するために、新たな生産設備の増設や既存設備の段取り替えパターンの追加などの対応を行っている。こうした中、生産設備の制御システムの複雑化や、制御ソフトウェアの大規模化が進んでいる...

自動車業界では、リコール件数の増加が業界全体で問題となっている。リコール発生時の迅速な対応のため、全ての構成部品が、いつ、どこで生産されたかを特定する個体識別技術の重要性が高まっている。個体識別技術の中でも、粉塵や油汚れに強いという利点を持つRFIDは、短距離通信を目的としたHF帯RFIDと、長距離通信を...

近年、製造業の現場においては、ニーズ多様化の時代に求められる「多品種変量」への対応が必要となっている。これに伴い、安全制御も柔軟に製造ラインの段取り替えが可能な安全システムの構築が必要であり、その解決策として、安全コントローラの導入が挙げられる。標準化団体PLCopenによるSafetyファンクションブロック...

生産現場において、設備の安定稼働は重要な要素の一つであり、稼働を維持するためには計画的、かつ的確なタイミングでの保全が重要になる。保全現場においては、保全員が定期的に工場内を巡回し保守点検しているが、近年は人手不足・技術者不足により計画的な保全活動を継続することが難しくなっている。そのため、設備の...

近年、自動車業界のリコールといった品質問題に対応するために、トレーサビリティの重要性が増している。企業はトレーサビリティを実現し、その社会的責任を果たすために、あらゆる物・あらゆる場所に二次元シンボルを印字して、個体管理の対象を拡大しようとしている。印字する二次元シンボルには、印字の省スペース化...

本稿では外観検査自動化システムにおいて、一様背景（ヘアライン、梨地、等）ワークにおける多種多様な欠陥を検出する技術を提案する。現在、ものづくり領域において、「人材不足」および「嗜好の多様化」が進み、目視検査工程の自動化ニーズが高まっているが、既存の画像センサでは多種多様なワーク・欠陥種に対する...

変位センサは従来三角測距方式が主流であったが、最先端のモノづくりを行う顧客の製造現場では、三角測距方式による設置時のチューニングの難しさ、測定対象物の材質違いによる誤差の課題が出ていた。それらの課題に対し、我々は簡単に誰でも測定対象物の材質によらない計測が可能な新原理の同軸白色共焦点変位センサ...

近年、プリント実装基板の実装現場には、ますます高い品質とコスト競争力が要求されてきており、できるだけ人のスキルや工数を必要としない、自律的に高い品質を維持する生産ラインが求められている。オムロン株式会社　検査システム事業部では、従来からプリント実装基板を3D計測し、定量化された品質基準に従って検査...

AI・IoT・ビッグデータが、これまで人の経験・ノウハウに依存してきた製造現...

近年、生産現場では装置や製品品質を常時監視し、それらの異常や不良を予兆の段階...

ものづくりの生産工程における様々な制御課題の解決に向けて、オムロンはILO（...