電子機器製造におけるAIビジュアル検査
23.03.2023
業界：電子機器製造
場所：台湾
Might Electronics社は、35年以上にわたる電子機器の研究開発および製造で培った豊富な実績を活かし、2021年10月に台湾に新工場を開設しました。これにより台湾での生産体制が一層強化され、モーター組立ラインには、アドバンテックの産業用GPUサーバ「SKY-6400」を活用したPowerArenaのAIビジュアル検査プログラムが導入されています。
ストップウォッチ管理に頼った生産ライン運営の非効率性
従来のモーター組立ラインでは、IEエンジニアがストップウォッチを使用して現場を巡回し、各作業ステーションのサイクルタイムを測定・記録していました。しかし、人手不足の影響により、各工程で記録できるサイクル数は約5回に限られていました。また、ストップウォッチによる記録は数値データのみで映像が残らないため、作業時間が遅延する根本原因の特定や、適切な改善策の検討が非常に困難でした。 さらに、サイクルタイムを手作業で収集する方法はIEエンジニアにとって大きな負担となり、データ収集には1～2営業日を要していました。そのうえ、各作業ステーションのサイクルタイムを確認するための調整作業も必要となり、全体として多くの手間と時間がかかっていました。
ソリューション
Might Electronics社は、各作業ステーションに設置したカメラで画像を取得し、そのデータをアドバンテック「SKY-6400」サーバへ送信してAI解析を行う、PowerArenaのAIビジュアル検査プログラムを導入しました。各作業ステーションおよび作業者の生産時間や処理量を参照することで、サイクルタイムをリアルタイムに算出することが可能です。
作業ステーションのサイクルタイムに異常が発生した場合は、即座に管理者へ通知され、原因の特定を促します。異常が発生したステーションの映像を再生することで、管理者は問題の要因を迅速に把握することができます。Might Electronics社のRay氏は、「リアルタイムで取得した生産ラインのデータを活用することで、リソースの調整や現場の人員配置の最適化が可能となり、生産ラインの均衡を常に保つことができる」と述べています。これにより、全体的な生産性の向上が実現しています。
また、PowerArena社のGavin氏は、「AIビジュアル検査プログラムの導入にあたっては、作業者の顔が映らないようカメラの角度を調整し、手の動きのみに焦点を当てている」と説明しています。AIの導入が厳しい労働管理ではなく、製品品質の向上を目的としたものであることを作業者に理解してもらうため、現場とのコミュニケーションを重視しています。
システム構成図
AI検査の3つの主要な特長：効率性、品質、そして包括的な生産履歴
従来は、IEエンジニアがデータ収集のために特定の標準作業手順（SOP）を策定し、手作業による煩雑な工程に長時間を費やしていました。現在では、SOPの構築および分解作業が完了すると、エンジニアはコンピュータ上からサイクルタイムの統計データを直接取得できるようになっています。この仕組みにより、従来に比べて処理速度が大幅に向上し、サンプル数も飛躍的に増加しました。現在では、各作業ステーションの評価に必要な1日分のデータを収集・分析することが可能です。さらに、AIソリューションによって削減された時間は、生産ラインの改善や最適化に向けた計画立案に活用されています。
第二に、製品品質をより確実に検証できるようになりました。Ray氏によると、Might Electronics社ではこれまで、初品検査および生産終了時のサンプル検査を主な品質管理手法として採用していました。しかし、初品検査は現場スタッフが個別に実施するため、一定のばらつきや不確実性が生じる可能性がありました。AIは各作業ステーションにおける製品の全工程を記録し、異常が発生した際にはリアルタイムで管理者へ通知します。この新たな仕組みにより、すべての製品を初品として検査するような運用が可能となり、品質管理の精度が大幅に向上しています。
第三に、包括的な生産履歴の構築が可能になりました。PowerArenaのAIビジュアル検査を活用することで、すべての組立工程の映像を記録・保管できます。製品に不具合が発生した場合やユーザーから問い合わせがあった際には、システム上の組立記録をもとに、不具合が発生した工程を特定し、迅速な改善につなげることができます。
AIアプリケーションに最適な高性能と拡張性兼ね備えた「SKY-6400」
Might Electronics社におけるAI導入の成功は、PowerArena社の高度なAIアルゴリズムと統合技術、そしてそれを支える重要なハードウェアの採用によるものです。PowerArena社のGavin氏は、「当時、Might Electronics社が求めていたハードウェアには、高性能で長期にわたって安定稼働できること、さらに1台でAIの演算ニーズを満たせることが求められていました。アドバンテックの『SKY-6400』は、これらの要件に最適で、コストパフォーマンスにも優れています。SKY-6400は24時間365日の連続稼働が可能な、信頼性の高い産業用サーバです」と述べています。また、SKY-6400は高い拡張性を備え、複数のグラフィックカードを搭載できることから、Might Electronics社が計画するAIビジュアル検査の将来的な拡張においても、最適な選択肢となっています。
同社は今後、AIを活用したSOP分析の導入を計画しています。この仕組みの実現には相当量のハードウェアリソースが必要となりますが、SKY-6400の柔軟な拡張性により、システム導入時に新たなメインハードウェアを購入する必要はありません。グラフィックカードを増設するだけで、SOP分析に必要な演算能力を確保することが可能です。
さらに、Ray氏は「スマートファクトリー化の流れを受け、Might Electronics社では新工場にWi-Fi 6プロトコルを全面的に導入し、AIアプリケーション展開に向けた堅固な基盤を構築しました」と強調しています。今後は、人員管理や工場の安全性といった分野でもAIの活用を視野に入れています。同社は、工場のスマート化を加速させることで、グローバル市場における競争力のさらなる向上を目指しています。
アドバンテックについて
弊社は、「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。(https://www.advantech.co.jp/)
産業用クラウド＆ビデオグループ（ICVG）について
アドバンテックの産業用クラウド＆ビデオグループ（ICVG）は、機器メーカー、サービスプロバイダー、企業向けに、ネットワーク全体で業務アプリケーションやミッションクリティカルなアプリケーションを安定して実行できる、スケーラブルなプラットフォームを提供しています。これにより、クラウドをIoTエッジへと拡張する取り組みを支援しています。 また、弊社の産業・ネットワーク・映像分野における革新的なソリューションにより、クラウドネイティブな運用環境への円滑な移行を実現します。これらのソリューションは、活発なソフトウェアエコシステムと強固な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重要な基盤を提供します。 ICVGは、産業エッジからハイブリッドクラウドに至るまでの領域において、5GおよびAIoT時代の基盤となる製品・サービスの共創を推進しています。（www.advantech.com/cloud-iot）
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