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株式会社日立デジタルマーケティング 日立ソリューションズ
スマートマニュファクチャリングソリューション

Deep Learning技術を活用した
外観検査/監視業務の自動化

Deep Learning技術を活用した外観検査/監視業務の自動化

執筆者情報

岡本 光平
  • 株式会社日立ソリューションズ
  • 社会イノベーションシステム事業部 モビリティソリューション本部 オートモーティブソリューション部 第2グループ 主任技師
1999年 旧日立ソフトウェアエンジニアリング(現)日立ソリューションズに入社。以後、半導体事業部向けソフトウェア開発に従事。
2012年~ADASシステム開発に着手。
2015年~DeepLearning技術を活用した技術検証を開始。
2017年~顧客との協創によるAIシステム開発を積極的に推進中。

 2018年現在、日本全体で就業人口の減少、高齢化が進んでおり、工場を含めさまざまな業務において、人手不足の問題が顕在化してきています。事務処理などに代表される入力業務はRPA(ロボティック・プロセス・オートメーション)など最新のITシステムにより自動化・省力化が進んでいます。これに対して、製造業の生産や検査工程における検品や監視業務においては、2000年代より様々な技術を活用した省力化・自動化について、早くから検討が進んでいます。

 弊社ではスマートファクトリーのソリューション化を目指し、2015年以降、さまざまな顧客の工場・製造現場を見学し、課題をヒアリングしてきました。その結果、いまだに外観検査の多くは検査員による目視に頼っていることがわかってきました。さらに、検査員の高齢化により、職人的な検査ノウハウが伝承できずに品質クレームが増大しているというケースもありました。

外観検査にからむ工場の主な課題

・官能的な検査項目があり、検査装置では対応できない。このため、検査員で目視検査を実施している
・検査装置を導入しているが、虚報率が高く、検査員の工数が削減できない
・検査員の定年退職により、別の担当者に引き継いだが、顧客からの品質クレームが倍増
・受け入れ品質チェックの担当者が退職するため、入庫物の品質チェックが心配
・顧客から品質レポートを要求されているが、すべて目視でチェックしており、正確なデータ収集ができない
・24時間の検査体制が必要だが、夜勤の人員が採用できない

 これらの課題はいまは現場にとどまっていますが、将来的には経営の継続性にまで発展しかねない問題と考えられます。

図1.検査・判定プロセスの課題
図1.検査・判定プロセスの課題

 画像処理技術はディープラーニングと呼ばれる深層学習技術が発表されて以後、活発に研究が進んでいます。これらの研究成果の大部分はOSS(オープンソース)として公開されており、幅広く利用可能な技術となっています。これを活用することで、先述した課題の解決が可能になります。ただし、いまだに研究レベルのものも多く存在するため内容の精査が必要です。また新しい研究成果がすぐに出てくる(短い場合は1ヶ月おき)分野なので、常に最新技術のリサーチが必要な状況です。

 どの技術が最もベストな選択か、どのように使ったらよいか、環境の構築方法、学習の仕方、データの集め方など、実際の課題解決には非常に高度なITスキルが必要になります。また、深層学習技術だけでは、高い正答率を出すことはできません。撮像装置で不良をきちんと撮影するテクニック、撮影された画像から必要な対象部分のみを抽出する画像処理技術など、画像処理に対する知識も必要です。さらに、これら技術の現場活用には、ITインフラ構築、工場ネットワーク接続、製造ラインへの組込み、既設システムへの接続などの検討も必要です。当然ですが、製造に関わる業務知識も必要になります。

 弊社では、さまざまな顧客のシステム構築を実施してきたシステム・インテグレーション実績、自社にて培ってきた機械学習/ビッグデータ解析のノウハウ、組込みソフトウェアや車載物体認識などで蓄積した高度な画像処理技術のノウハウを持っており、お客様にワンストップで、画像認識ソフトウェアをご提供することが可能です。AIエンジンのみならず、画像前処理部分、撮像のコンサルティング、インフラも含めたシステム構築のご提案などすべてをまとめたご提案を実施します。

・部品はあるが、撮影ノウハウがない? → 大丈夫です。まずはどうやったら部品を撮影できるか、そこからご提案いたします。
・ベンチャーに頼んだらAIエンジンだけでシステムまで提案してこない。 → 大丈夫です。弊社ならばシステム開発までご提案します。
・カメラやライン構築までお願いできないか? → 大丈夫です。日立グループ各社と連携し、適切なご提案をいたします。

図2.日立ソリューションズの画像判定ソリューション
図2.日立ソリューションズの画像判定ソリューション
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