現場に手早くIoTを導入、Azureクラウドを利用した分析やBIまで

コンテックは自社のM2M/IoT向け製品「CONPROSYS M2Mコントローラ」を利用した生産現場の革新を進めている。小牧事業所（愛知県小牧市）が舞台だ。器具やセンサーから集めたデータをクラウドに集積し、BI（Business Intelligence）ツールを使った可視化にも取り組んでいる。Microsoft Azureのディストリビューターである東京エレクトロンデバイスは、コンテックのCONPROSYSとAzureのサービスをパッケージにした「Azure IoT 評価キット」の販売を開始、小牧事業所のような取り組みを誰でも始められる形だ。第2回IoT/M2M展秋（幕張メッセ、2016年10月26〜28日）では、CONPROSYSの新機能も体験できる。

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　ものづくりの現場にIoTを導入し、生産性を高めたい。だが、何を手掛かりにしてどのようなシステムを作りあげればよいのか、経験豊富なユーザーはまだまだ少ない。

　まずはどの業務を改善したいのか、そのためには現場のどこにIoTを導入し、どのようなデータを取得すればよいのか。例えば現場の責任者と生産管理の責任者が顔を付き合わせて、計画を練る必要がある。

　「当社の小牧事業所（愛知県小牧市）では2015年10月から、IoTの導入に向けて検討を始めました。改善目標は複数の段階に分かれており、まずはペーパーレス化です。これまでは計測器で測定した結果を紙で記録していましたが、取得した測定結果を直接クラウド上に蓄積して、分析につなげていきたい。現在は『Microsoft Azure（以下、Azure）』と接続し、データを蓄積している段階です」（コンテック生産本部生産管理部で部長を務める中本賢司氏）。

　コンテックはM2M/IoTソリューションとして、センサーからの情報を取り込み、コントローラーやゲートウェイとして動作する「CONPROSYS M2Mコントローラ」シリーズを製品化している（図1）。

図1　CONPROSYS M2MコントローラとノートPCを接続して動かしているところ　デモ用にセンサーと接続しやすい端子を設けている

　同社の製品を製造する小牧事業所では、IoTシステムを組み上げることで3つの効果を狙う。「まずは当社が考えるソリューションを試行すること。次に、顧客向けのショールームとして役立てたい。最後に、工場内の生産工程のボトルネックを可視化し、分析後、生産性の向上につなげることです」（中本氏）。

7つのIoT応用例を作り上げる

　小牧事業所に導入を予定する構成イメージを図2に示した。さまざまな機器やセンサーからCONPROSYS M2Mコントローラ（黒箱として図示）にデータを吸い上げ、クラウドに送り込み、可視化・分析するという形だ。

図2　小牧事業所に導入を予定するIoTシステムの全体像

　現時点では、CONPROSYS M2Mコントローラを15台導入し、幾つかの用途でIoTの導入が完了している。図左下に示した実装ラインの末端に基板の枚数を数える光電カウンターを導入し、印刷機と実装機向けの分電盤とCONPROSYS M2Mコントローラと接続した。消費電力を記録できる。

　現在、部分的に完成しているのが、所内の温湿度の監視と機器の管理だ。トルクドライバの締結力（図3）やはんだごてのこて先温度（図4）を管理している。

　「現場で利用している作業指示管理システム『WinsMan』と連携して、正常範囲にあるトルクドライバやはんだごて以外の利用を制限する、静電チェッカーを通った作業者だけに作業を許可するといった仕組みを作り上げているところです」（中本氏）。

図3　トルクドライバの締結力を自動測定しているところ

図4　はんだごてのこて先温度の測定　従来の手法（左）とIoT化したところ（右）

　「今後はデータの集積を続けて、器具の経年劣化の分析を進めたいですね。セル生産の現場では、マットスイッチや人感センサーを利用して、稼働率を把握し、作業効率を高めたり、工数の削減につなげていきたい」（中本氏）。

Azureと簡単に接続するには

　「現在Azureにデータを集積しているのは、トルクドライバとはんだごてのこて先温度です。事業所内の温湿度については、Azureのサービスに含まれているBI（Business Intelligence）ツールを使った可視化も進めています」（中本氏）。

　CONPROSYS M2Mコントローラを利用して利用環境に合わせたIoTシステムを構築する際、ユーザーからの要望が高い点が2つある。クラウドに簡単に接続し利用できることと、さまざまなセンサーを利用することだという。

　そこで、Azureのディストリビューターである東京エレクトロンデバイスは、CONPROSYS M2MコントローラとAzureの接続を前提にしたIoT構築用のキット「Azure IoT 評価キット」を販売する（図5）。

図5　Azure IoT 評価キットの内容

　図5の左上にあるCONPROSYS M2Mコントローラがセンサーなどからデータを収集する。Azureとの接続はIoT Hubが担う。データのリアルタイム処理や変換、特徴抽出を実行するのはStream Analyticsだ。Blob Storageが計測データを蓄積し、分析・可視化のためのツールPowerBIの利用権も付く。

　評価キットにセンサー類は含まれていない。「CONPROSYS M2Mコントローラとの接続を確認したセンサーについて、今後リストを公開していく予定です」（東京エレクトロンデバイス）。

CONPROSYS M2Mコントローラ自体を使いやすくする改善も

　コンテックは2016年10月下旬からCONPROSYS M2Mコントローラの機能を大幅に強化する。モニタリング機能（CONPROSYS HMI）と、簡易制御に役立つタスクスクリプト機能（CONPROSYS VTC）だ。

　工場設備が出力するセンサーデータを小規模にモニタリングしたいとしよう。このようなとき、Webサーバや開発環境を使わなくても、データをグラフや図で表示できないか、対象とするセンサーをGUIで切り替えて表示できないか、このような要望に応えるのがモニタリング機能だ。

　あらかじめ用意された部品を使ってノートPC上でモニター画面を作成できる（図6）。「数値データを時間の経過に従って表示する機能では、表示領域を指定するだけで、リアルタイムに時刻が更新されることに特徴があります（図7）」（コンテック）。

図6　モニタリング機能を利用した設備監視の画面例

図7　グラフやメータでリアルタイムにデータを見ることが可能だ

　もう1つの新機能は、タスクスクリプト機能だ。SDKを用いたソフトウェア開発環境を用意しなくても、CONPROSYS M2Mコントローラを用いた簡易データ処理を可能にする。CONPROSYS M2Mコントローラと接続したノートPC上でWebブラウザを起動して組み上げていく。

　例えば、センサーデータAとセンサーデータBを比較して、どちらかがあらかじめ閾値を超えた場合にアラートを出力するといったプログラムを容易に作成できる。

　図8に示したように、方眼紙のような領域にあらかじめ用意されたコマンドを置くことで、比較やループ、出力といった機能を実現できる。

図8　タスクスクリプト機能を利用しているところ

　第2回IoT/M2M展秋（幕張メッセ、2016年10月26〜28日）では、コンテックブース（ブース番号23-26）内で、2種類の新機能を体験できるコーナーを設ける。ノートPCとCONPROSYS M2Mコントローラを接続し、説明員から説明を受けながら操作できる。

　いずれの機能もファームウェアのアップグレードによって提供するため、CONPROSYS M2Mコントローラを新規に購入する場合はもちろん、従来機種を利用している場合でも更新対象となる。

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