シニアアプリケーションスペシャリストによる「技術トレンド情報」（第38回）
「現場の自動化・無人化DX」[2023.1.30]

「エンジニアリングDX」とは、「モノづくりのDX」のエンジニアリングチェーン領域に関わるDXを指す用語として、当社、キヤノンITソリューションズが商標登録したものです。製品ライフサイクル管理のPLMをはじめ、設計のCAD、デジタルツインのxR、生産現場のFA（ファクトリーオートメーション）から、今回ご紹介する、イメージング技術やロボティクスをベースに、人の代替化を目指す、「現場の自動化・無人化」、さらに、それらを有機的に連携・結合させることを含め、価値を創出する取り組みとなっています。
モノづくりのDXで利用される各技術領域について、簡単にご紹介します。PLM技術は、部品などの素材や製品情報から、企画、設計、生産、販売、廃棄まで製造のライフサイクル全体にわたって、管理するソフトウエアで、エンジニアリングチェー ン全般をサポートしています。
CAD技術は、部品、成形品をつくり上げるために必要なソフトウエアで、現在2Dから3Dへの変革が活発です。特に3D情報を活用できることが、アドバンテージとなります。
続く、xR技術は、3D情報を利用するVR（仮想現実）、AR（拡張現実）、MR（複合現実）技術の領域で、スマートグラスやHMD（ヘッドマウントディスプレイ）などウェラブル機器を利用し、プロダクトデザインの外観や機能性確認、試作レス、デジタルツインなどに活用されています。
さらに、FA技術では、各種センサおよび、SCADA／MES領域のソフトウエアを利用し、工場・プラント設備や製造現場において、リアルタイムなデータの収集、蓄積、監視制御から、ビッグデータ分析、AIでの最適化など、製品、製造の品質向上と、生産性向上を目指したＤＸに活用されています。
イメージング技術では、近年、技術革新が進む先進の撮像センシング技術と画像のAI技術、さらに、移動や駆動を伴うマシンやロボットとの組み合わせにより、様々な現場の自動化に活用されています。外観検査による製品や製造品質の担保、人の代替化、それによる働き方改革など、一つ先の価値創出のために導入が進められています。

産業用カメラソリューションは、マシンビジョン、コンピュータビジョンと呼ばれる領域のもので、主に、固定焦点レンズを用いた産業用カメラを、ベルトコンベア上に固定設置し、カメラ下を通過する対象物を高速に検査、認識等を行うものです。産業用カメラには、対象ワークの形状、検査内容により、エリアスキャンカメラ、ラインスキャンカメラ、3Dカメラ、ハイパースペクトルカメラなどが利用されます。カメラの映像をパソコンへ転送するために、画像入力ボード、処理のための産業用パソコン、どのような処理と自動化を行うかについては、画像処理ソフトウエアを用いて構築されます。

最後は、VSLAMカメラソリューション（第24回、第36回コラムで紹介）です。こちらは、AGVソリューションとも呼ばれており、昨今、AGVの自由走行化、AMR化する技術として、注目されている技術領域です。VSLAMとは、Visual Simultaneous Localization and Mapping　の略語で、カメラ映像をもとに自己位置推定と環境地図作成を同時に行う技術のことです。ステレオカメラとIMU（ジャイロセンサと加速度センサ）の構成に、VSLAM処理機能を搭載したデバイスを使用します。

現場の自動化・無人化DXとしては、大きく2つあり、1つは、VSLAMカメラを利用した無人走行車の自由走行化で、これまで、白線や黄線など床にはわせたライン上を移動していたAGVを経路変更時にラインの引き直しなく、自由に走行可能となります。もう1つは、物流現場で運行しているフォークリフトやエレカ（小型電気運搬車両）など、有人の構内車両に対する位置認識です。有人の走行車の場合、人の操作により自由に走行できますが、逆に、どこを走行中かを把握したいという要望があり、そのためのデバイスとしては、小さなVisual SLAM搭載カメラを取り付けるだけで、リアルタイムに位置検出ができ、非常に有効な手段となります。
また、VSLAMカメラは、必ず進行方向に取り付ける必要はなく、フォークリフトなど、前方に荷台があり、視野が狭まる場合は、逆に後部に取り付けることもでき、カメラとしては後ろ向きに進む場合でも認識可能です。さらに、VSLAMカメラソリューションとしては、自由走行化となったAGV/AMR上に、ロボットの眼として産業用カメラや、ネットワークカメラを搭載し、より高度な認識と、移動や駆動を伴う多機能なサービスロボットへの応用も進んでいます。