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AIビジョンがGogoro社の未来の生産ラインを実現

2023/08/01

製造業の未来:理想と現実のギャップ

製造業界では完全な自動化が近い将来のように思われる一方で、実際には「人間」の関与が組立ラインで重要で不可欠な役割を果たしているという一般的な信念とは異なります。

現在の製造業では、生産ラインの頻繁な変更に対応するために、人間の調整力、認知力、適応力、柔軟性が不可欠です。この柔軟性により、人間は技術を超えた成果を出せます。技術は人間の仕事を効率化する大切なツールです。

しかし、人間の柔軟な行動が重要なばらつきを引き起こし、労働者の管理を困難にしています。

工場管理において不足している要素

伝統的な生産ライン管理では、工業エンジニアが作業台のそばに配置され、視覚観察を行い、ストップウォッチで作業時間を手動で記録します。その後、データを分析し、影響要因を特定し、ライン生産を向上させるための仮説を提案します。しかし、この方法は複雑で時間がかかり、完全ではありません。

4M1E品質管理の5要素の中で、「人間」が最も管理が難しく、問題の主要な原因です。人間の不確実性は、怠慢、感情、体調、操作技術などの要因から生じます。これらの「非効率性と低品質の原因」は、重要な管理上の課題を提起します。伝統的な管理手法では、人の動きのデータを正確に取得し、一貫した生産品質を確保することが難しいです。製造業者がデジタル変革を進める中でも、「人間」を効果的に管理することが、工場管理のパズルの欠けている部分となっています。

生産運用における情報の不足をAIビジョンが補完します。

Human Operation Platform:Comparison

AIビジョンは、手動のモニタリングを置き換えて、客観的なリアルタイムビデオ解析による完全なサイクルタイムの収集を行います。これにより、人間のオペレータによる測定エラーが排除されます。

スマートファクトリーのさらなるアップグレード

AIビジョンの目的は、生産ラインマネージャーが人員配分を最適化し、より価値の高いタスクに専念できるよう支援することです。過去には、産業工学(IE)のエンジニアが生産ラインでストップウォッチを使用して各作業台の作業時間を記録していましたが、この方法は時間がかかり、各製品ごとに約24〜48時間の研究が必要で、得られる生産ラインデータは月にわずか約15分しかありませんでした。また、ストップウォッチの記録には視覚情報がなく、作業台やオペレータ間の時間差の根本原因を特定するのが難しく、これらの問題に効果的に対処し解決することが困難でした。

最新のAIビジュアル解析のアップグレードにより、AIビジョンは労働力の管理や人間の要因による重大な変動の処理に効果的なツールとなりました。これにより、より良い制御が可能となり、運用の最適化に大きく貢献しています。

統計によると、生産ラインは毎分約15MBの画像データをサーバに送信し、これにより1日の計算データ量は約50GB、ストレージ要件は約150GBに達します。月間で約1.5TBのデータが処理されており、連続的な画像データの処理には高い安定性と性能のハードウェアが必要です。

Gogoro社は、これらの要求に応えるため、アドバンテックのSKY-6400 GPUサーバを使用し、AIのディープラーニング推論とトレーニング、リアルタイムデータ解析を行っています。また、工場内でのローカルコンピューティングにはアドバンテックのサーバが使われ、顧客データの安全性と効率を最大限に保証しています。

SKY-6シリーズGPUサーバは、1Uから4Uまでの設定で、柔軟かつ効率的なソリューションを提供します。これらのサーバはデュアルIntel® Xeon® Scalableプロセッサを搭載し、AIトレーニングと推論に必要なGPUカードを統合する柔軟性を持っています。また、産業用の設計を採用しており、さまざまな過酷な環境でも安定したパフォーマンスを提供し、AIスマートファクトリーアプリケーションに最適です。


SKY-6400

SKY-6400

4Uラックマウント Intel® Xeon® Scalable GPUサーバ

  • プロセッサ:デュアル第2世代 Intel® Xeon® スケーラブルプロセッサ
  • メモリ:12 x DDR4 2666/2933 MHz ECC RDIMM/LRDIMM / Intel Optane DC Persistent Memory、最大2TB
  • リモート管理:IPMI機能対応
  • 拡張:4 * PCIe x16 ダブルデッキカード + 1 * PCIe x8 シングルデッキ FH/HL カード + 1 * PCIe x4 カード

Gogoro社の製造ライン

これまでGogoro社は、先進的なEV組立ラインの構築に注力し、MES、IoT、そして最近ではAGVを導入して業界をリードしています。その結果、人と機械がバランスよく参加する柔軟な運用ステーションが実現され、組立ラインの生産量と品質管理において重要な役割を果たすオペレータに依存しています。

過去に、特定のケースでGogoro社の生産管理と運用に問題がありました。監督不足により、一部の手順が検査に脆弱であることが明らかになりました。この問題に対処するため、Gogoro社は積極的に解決策を模索し、運用の効率性と品質問題の根本原因を特定しようとしました。その結果、PowerArenaのAIビジョンプラットフォーム、特にHuman Operation Platform(HOP)が重要な役割を果たします。これにより、生産プロセスの潜在的な問題を特定し、貴重な洞察を提供するために必要なツールと技術を提供します。

この包括的なアプローチにより、生産プロセス全体で各車両の最高水準の品質管理を保証します。

Gogoro社のスマートファクトリープラットフォームおよびソリューションのマネージャー、Charlie Huang氏は、「スマート製造における重要な要素はAIビジョンであり、PowerArenaのAIビジョンがこのコンセプトを実現します。」と述べました。

層積み組み立てにおける工程内品質管理の保証

専用の並列ステーションで、電動スクーターの前輪ブラケットを組み立てるために2人のオペレータが協力して作業しています。作業中にエンクロージャを密閉する前に油を塗布することが重要な工程ですが、一旦エンクロージャが密閉されると、油が塗布された箇所が見えなくなり、その完了を確認することが事実上不可能です。

HOPの動作解析により、油塗布のプロセスをリアルタイムで確認することができるようになりました。AIビジョンは重要な作業ステップを保護するために使用されています。これにより、ビデオ映像と組み合わせることで、管理者は生産プロセスの任意のポイントに遡って追跡する能力を得ます。

この包括的なアプローチにより、生産プロセス全体で各車両の最高水準の品質管理を保証します。

gogoro workstation

並列ステーションでは、2人の作業者が電動スクーターの両側で協力し、さまざまな工具を使いながら前輪ブラケットを組み立てます。この作業は複雑さを増し、管理が難しくなります。

柔軟性は多様性をもたらす:生産ラインの映像トラッキングと追跡

作業者が生産を加速させようとしてショートカットを取った結果、予期しない問題が発生しました。Gogoro社の内部管理システムは、AIビジョンによって検出されたデータと比較して数秒の違うサイクルタイムを記録しました。この間、AIビジョンによる映像分析で、作業手順書(SOP)が正しく守られていなかったことが判明しました。作業者がネジを締めた後にボタンを押すべきところを、最初のネジを締めた後に押してしまいました。この違いが、MESシステムの数値とAIビジョンによって正確に捉えられた数値との間に不一致を生じさせました。HOPのAIビジョンが導入される前は、このエラーを数値や完成品だけで検出することはできませんでした。プロセスは完了していたが、順序が誤っていたため、AIの映像を追跡することでこの小さな違いを可視化することが唯一の方法でした。これにより、捉えたデータの信頼性が向上しました。

完全品質率

車両の欠陥は電子製品とは異なり、しばらくの間検出されないことがあります。問題が現れるのは通常、実際に道路を走行してからであり、その際に騒音や動作の不規則性が顕在化することがあります。これらの問題は通常、検査中に発見されますが、問題を明らかにするためにはしばしば分解が必要です。製造業者はユーザーの安全リスクだけでなく、修復にかかる大きなコストや評判への負の影響も考慮しなければなりません。

自動車組立業界では、高品質と精度を保ちながら製造プロセスの欠陥を排除することが極めて重要です。Gogoro社の製造ラインでは、AIビジョンが異常を検出すると、電動スクーターを運ぶAGVが直ちに停止し、マネージャーに通知します。作業はその場で止まり、すべてのミスが修正されるまで再開されません。これにより、将来的な大規模な修復費用を抑えつつ、現場での修正コストを最小限に抑えることができます。

HOPがGogoro社の生産に導入されてから製品の出荷率は、成功裏に100%に達しました。HOPのAIビジョンにより、すべての不良製品が工場を出るのを防止しました。

次のステップへ:スマートファクトリーのアップグレード

AIビジョンは、管理者の業務を簡素化し、全ての可能性を引き出すことを目指しています。製造業務の各面を効果的に管理・アップグレードする際に、これは革新的な役割を果たします。産業エンジニアによって時間のかかる測定作業なども、AIビジョンの導入により簡単に効率化されます。さらに、AIビジョンは隠れた問題を発見する能力を持ち、特に品質管理の難しい組み立て工程において大きな利益をもたらします。AIビジョンを活用することで、人的要因の複雑な変動を効率的かつ効果的に管理することが可能となります。

AI Vision: Digitization as a Solution

AIビジョン:デジタル化の解決策:HOP(PowerArena Human Operation Platform)は、AI駆動のスマート製造ソリューションであり、生産を可視化し、労働集約型の生産ライン向けにリアルタイムで透明な情報を提供します。

24時間365日の生産データを記録

HOPは従来の手動モニタリングの方法を置き換え、客観的で正確なシステムを採用しています。リアルタイムのビデオ解析により、連続的にサイクルタイムを捉え、AIビジョンによる操作の信頼性の高い記録を提供します。特に異常なサイクルを見つけ出し、管理者に生産ラインのパフォーマンスを最適化するための包括的なデータを提供します。

ビデオでの追跡とトレース、そして生産の可視化

HOPを使えば、生産中のどの段階でも作業場の状態を調査し、隠れた問題や非効率の原因を発見できます。これにより、管理者は重要な課題に集中し、最も影響を与える問題に対処することができます。また、HOPは機械の故障や資材不足、従業員の変更などの状況に対するデータ分析も行います。

リアルタイムのアラートデジタルポカヨケ

HOPは異常が発生すると即座にアラートを送信します。管理者は装置の故障またはオペレーターが特定の作業手順(SOP)に従っていないことによる問題をすぐに把握できます。重要な作業場では手順をリアルタイムで確認し、逸脱を迅速に特定します。これらの対策は人員安全と製品品質を優先し、問題を速やかに解決し、調査や再検査、廃棄物処理にかかるコストを大幅に削減します。

リソース資料

PowerArenaについて

PowerArena

同社は、2022年に著名なコンサルティングファームであるFrost & Sullivanから製造業用コンピュータビジョンで最も競争力のあるブランドとして認定されました。世界トップ5のEMS企業のうち3社が、PowerArenaのAIビジョンを利用して生産性を最適化し、従業員の価値を高めています。PowerArenaは、元Googleの経験豊富なエキスパートによって設立され、米国、メキシコ、台湾、中国、香港で急成長しています。企業サイト:www.powerarena.com

HOP (Human Operation Platform)

PowerArenaのHOPは、AIによって推進される先進的なスマート製造ソリューションです。HOPは労働集約型生産ラインの操作を可視化し、リアルタイムで透明な情報を提供します。HOPには24時間365日のデータ収集、AIビジョン解析、完全なトレーサビリティが特徴です。適用例にはSOPの遵守、ラインのバランス、製造過程の品質管理が含まれます。HOPは有益なデータを活用し、生産の最適化に向けた洞察を提供します。

アドバンテックについて

Advantech

アドバンテックは、「Enable an Intelligent Planet(インテリジェントな地球を実現する)」という企業ビジョンを掲げています。同社は、IoTインテリジェントシステムと組み込みプラットフォームの分野におけるグローバルリーダーです。IoT、ビッグデータ、人工知能のトレンドを取り入れるために、アドバンテックは、産業用IoTプラットフォーム - WISE-PaaSコアを備えたIoTハードウェアおよびソフトウェアソリューションを推進し、ビジネスパートナーや顧客の産業チェーンの接続を支援しています。アドバンテックはまた、ビジネスパートナーと協力し、産業インテリジェンスの目標を加速させるビジネスエコシステムを共創しています。(www.advantech.com

産業用クラウド&ビデオグループについて

アドバンテック産業用クラウド&ビデオグループ(ICVG)は、装置メーカ、サービスプロバイダー、および企業がクラウドをIoTエッジに拡張できるよう支援します。ICVGは、ネットワークのどこでもビジネスおよびミッションクリティカルなアプリケーションを確実に実行するためのスケーラブルなプラットフォームを提供します。当社の革新的な産業、ネットワーク、およびビデオソリューションは、クラウドネイティブな運用へのシームレスな移行を可能にします。これらのソリューションは活気あるソフトウェアエコシステムとサプライチェーンによって支えられており、デジタルトランスフォーメーションを加速させるための基礎的な構成要素を提供します。産業および企業のエッジからネットワークインフラストラクチャやハイブリッドクラウドまで、アドバンテック産業用クラウド&ビデオグループは、新しい5G&AI×IoT経済の基盤を形成する製品とサービスの共創を可能にします。