新商品速報2018年10月発売

AI搭載マシンオートメーションコントローラ
AI予知保全ライブラリ

AI搭載マシンオートメーションコントローラ NX701-Z□00 / NY5□2-Z□00
AI搭載マシンオートメーションコントローラ NX701-Z□00 / NY5□2-Z□00

現場知能化による、学習・進化するモノづくり

AI/IoT技術の活用による人と機械が互いに成長する未来工場

モノ作りの高度化と進化スピードが速まる一方で、世界規模で進む労働人口の低下とそれに伴う熟練技能者の不足。オムロンは、製造現場の装置層でAI/IoT技術を活用し、熟練技能者の勘・経験等の暗黙知を形式知化をすることにより、“人と機械が互いに成長する未来工場”を実現します。

オムロンが目指す未来工場とAIコントローラによる実現手段

  • 止まらない設備
  • 性能を最大限発揮する設備
  • 不良品を作らない設備
オムロンが目指す未来工場とAIコントローラによる実現手段

AIと制御の融合で究極のAIエッジコントローラを実現

AI搭載マシンオートメーションコントローラ(通称:AIコントローラ)は、制御機能に独自のAI機能を搭載することで、装置層での情報活用をマイクロ秒オーダーでリアルタイムに実現します。装置に瞬時に発生する“いつもと違う”を超高速・高精度に検出し、制御にリアルタイムに反映することで装置層の傾向監視のみならず、高速生産で瞬時に発生する品質不良の未然防止を可能にします。

AIと制御の融合で究極のAIエッジコントローラを実現

さらに、通常はデータサイエンティストがマイニングにより見つけ出す有意なパターンをA Iコントローラ専用Sysmac Libraryとして部品化します。「止まらない設備」を実現するAI予知保全ライブラリからリリースし、「性能を最大限発揮する設備」、「不良品を作らない設備」を実現するライブラリを順次リリースしていきます。

AIによる予知保全で実現する「止まらない設備」

状態基準保全の実現による保全革新

装置データに基づき“いつもと違う”をリアルタイムに監視することにより、装置状態に応じた最適なタイミングでの状態基準保全を実現します。

From 事後・定期保全

熟練技能者による事後・定期保全

長年培った勘、経験に基づき、事後・定期保全(時間基準保全)を実施。

熟練技能者による事後・定期保全
To 予知保全

AIコントローラによる予知保全

装置データに基づき、AIが装置状態の監視を実行。装置状態に応じた最適なタイミングで予知保全(状態基準保全)を実施。

AIコントローラによる予知保全

予知保全実現による期待効果

1. ダウンタイム最小化による生産ロスの削減
2. 最適なタイミングでのメンテナンスによる費用削減
3. 部品交換タイミングの適正化による保守部品在庫の削減
4. 解析不要で異常個所の特定が可能
5. 高度な知識/技能なしで保全業務の定型化が可能

AIによる予知保全の運用フロー

Step1

学習モデル生成

現状の装置データに基づき、しきい値を含めた学習モデルを生成。(“いつも”の状態を学習)

Step1 学習モデル生成

Step2

装置監視の実行

学習モデルに基づいて装置を監視。装置状態がしきい値を超えると通知。

Step2 装置監視の実行

Step3

しきい値の再設定

装置状態を確認。異常が無ければ、しきい値を再設定。

Step3 しきい値の再設定

Step4

部品交換

しきい値の再設定と監視を繰り返すうちに異常発生。部品交換を実行。

Step4 部品交換

Step5

新しい部品で学習モデル生成

部品交換後、異常ラインをヒントに再度しきい値を含めた学習モデルを生成。繰り返す事でより確かな状態基準保全を実現。

Step5 新しい部品で学習モデル生成

”いつもと違う”を高速高精度に検知可能なAIコントローラ

究極のエッジコントロールを実現する独自のデータ活用機能で、これまで見えなかった装置状態の可視化が可能。その結果、AIコントローラがマイクロ秒オーダーで装置の“いつもと違う”を検知します。

AIと従来手法の検出能力比較(電圧・電流等の時系列データ事例)

AIと従来手法の検出能力比較(電圧・電流等の時系列データ事例)

“いつもと違う”を検知するためのデータ活用フロー

“いつもと違う”を検知するためのデータ活用フロー

高速高精度に検知するための機能

高速時系列DB機能搭載

制御周期と完全同期した時系列データを蓄積します。定周期データにより装置の振る舞いを正しく把握し、精度の高い学習モデルの生成と判別が可能です。また上位接続機能により、上位層⇔装置層のAI連携で最適なFactory IoT化に貢献します。

高速時系列DB機能搭載

超高速AIエンジン搭載

リアルタイム処理に最適な機械学習エンジンIsolation Forestをベースにオムロン独自の高精度化チューニングを行い、高速性と高精度検出の両立を実現しました。また、多峰性を持ったデータに適用可能なアルゴリズムで、多品種生産等、複数の動作モードが必要な装置にも適用可能です。

超高速AIエンジン搭載

止まらない設備を実現するAI予知保全ライブラリ

“いつもと違う”の高精度検出が可能な特徴量をソフトウェア部品化

対象機構の動作データに基づき“いつもと違う”を判別するための最適な特徴量をAI予知保全ライブラリとしてソフトウェア部品化しました。予知保全の取組みを簡単に開始できます。

“いつもと違う”の高精度検出が可能な特徴量をソフトウェア部品化

注.お客様の装置に最適化した学習データ、しきい値の設定は、当社にて実行いたします。詳細は、当社営業窓口にお問い合わせください。

環境変動の影響を最小にするロバスト性を実現

装置起動後の経過時間、季節、朝昼夜等の環境温度は、刻一刻と変化しています。その影響を最小化する当社独自の特徴量を開発、お客様の安定した予知保全の取組みを支援します。

環境変動の影響を最小にするロバスト性を実現

※オムロンで定義した特定環境における評価結果です。全ての環境での使用を保証するものではありません。

システム構成例

AI活用による予知保全の実現を一括でサポートします。

システム構成例