第一工業製薬株式会社 様

2020年度

音響AI技術で、 設備の予防保全・維持管理の実現を検証

2020(令和2)年度、企画開発室では第一工業製薬株式会社(DKS、本社・京都市)と共同で、音響AI技術を工場設備の予防保全や機械の維持管理に役立てる実証に取り組みました。 音響AI技術とは、機械の稼働音を定期的に録音し、その音をクラウド上でAI解析・グラフ化。平常運転から異常発生までの過程を段階的に可視化できるようにすることで、機械の不具合を未然に防ぎ、生産効率の改善や設備の維持管理に役立てようというものです。録音機器にスマホを用い、1回の録音時間が15秒前後と手軽なことも重要なポイント。熟練技術者の耳や勘に頼っていた故障の予知を、AI技術の力によって現場作業員が早期に、そして確実に検知できる環境を目指します。

DKSでは2018(平成30)年より、国内3工場のスマート化を本格的に行っています。今回の目的は、音響AI技術の導入により、音での予防保全が可能かどうかを見極めるというものです。4、5月に大潟工場(新潟県)と滋賀工場(滋賀県)でさまざまな機械のサンプル音を集め、検証に適した装置として生産工程の要である真空ポンプを選定。6月からは四日市工場霞地区(三重県)も含めた3工場の計10台の真空ポンプの音を1日1回、点検作業の時間帯に現場作業員がスマホで録音し、クラウドにアップ。稼働音のAI解析結果はグラフに表示され、平常運転時の基準円とその都度比較することで異常傾向の有無を導き出す仕組みになっています。実際、実証期間中の10月、大潟工場で真空ポンプの不具合が起きた際、その2日前から真空ポンプが発する音に異変があったことがグラフ上でもはっきり示されていました。(下図) 今回の技術検証を通して、音による工場設備の予防保全が有効であると分かり、2021(令和3)年度からは3工場のより多くの真空ポンプを中心に、さまざまな機械でも音響AI技術の適応が可能かどうか検証を進めていきます。

真空ポンプ稼働音AI解析結果(2020年10月、大潟工場)

  • 緑色の分布が平常運転時の稼働音
  • 赤色の分布が、ポンプが故障する2日前の稼働音
  • 緑色の分布と赤色の分布が一致しない

今回の共同実証について、ご担当の方に振り返っていただきました。

デジタル人材の育成にも役立つ親しみやすい技術の一つ

第一工業製薬株式会社
取締役 管理統括
河村 一二氏

工場のスマート化というと、新規の工場に最新鋭の設備を導入するケースが多くありますが、昭和・平成の時代を支えてきた昔ながらの工場をスマート化するのも実は大切なことなんです。当社の場合、大潟と滋賀が設立から半世紀以上経つ古参工場ですが、古い工場は減価償却が終わっている分、スマート化することで大きな利益創出が期待できます。そのために必要なステップの一つが、デジタル人材の育成。現在、全社員をデジタルプラットホーム化する目標を掲げ、社員一人ひとりがデジタルに親しみ、業務の中で積極的に活用してもらうための独自教育を実践しています。音響AIは、生活に身近なスマホを使用するという点でも取り入れやすいものでした。

1日1回 機械の「健康診断」で安定した生産工程の実現へ

作業者の負担を最小限にしながら確かな分析データが得られることに面白みを感じ、今回の技術実証に参加しました。1日1回、十数秒、スマホで機械の「健康診断」をするような感覚ですよね。既にある社用スマホを使用すれば、新たな設備投資の必要もありませんでした。大潟工場で発生した真空ポンプの不具合が、音響AIの解析結果と一致した時は、音による予防保全の実現に手ごたえを感じました。課題は、個々の工程や機械の設置環境によって、基準となる平常音が異なること。機械それぞれに趣向性もあります。安定した生産工程の構築に向けて、その点をどう解決していくか、企画開発室の方と実証を重ねていきたいと思います。

第一工業製薬株式会社
生産本部 生産管理部 生産技術グループ長
安田 正史氏