© 2018.11.01

「産技連 第2回IoTものづくり分科会」

KISTECにおける中小企業へのIoT⽀援事例の紹介

神奈川県IoT推進ラボ 事務局情報・生産技術部 宮澤 以鋼

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・設⽴団体 神奈川県

・基本財産 9,080百万円（土地2,090百万円、建物6,990百万円）

・職員数 総数319名（H29年度）役員6名常勤職員197名（事務50、研究145、技術・技能2）再雇用職員6名、契約職員７名、非常勤職員12名パートタイマー48名、業務委託43名

・予算 4,111百万円（H30年度）

・拠点 海⽼名本部溝の口支部殿町支部横浜ブランチ

産技総研の概要

海⽼名本部

殿町支部溝の口支部

横浜ブランチ

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H30年度組織と業務内容

理事⻑

副理事⻑

監事２名

化学技術部

川崎技術⽀援部

材料化学G、化学評価Ｇ、バイオ技術Ｇ、環境安全Ｇ、新エネルギーＧ

微細構造解析Ｇ、材料解析Ｇ、太陽電池評価G

理事(事)

理事(技)

総務部

企画部

人材育成部

研究開発部

事業化⽀援部

機械・材料技術部

電子技術部

総務課、経理課

経営戦略課、連携広報課知財戦略課、情報・システム課

教育研修課

研究支援課、橋渡し研究課、(LiSE)

企画支援課 (横浜ブランチ)企画支援Ｇ、事業化促進Ｇ

材料物性Ｇ、材料評価Ｇ、ナノ材料Ｇ解析評価Ｇ、機械制御Ｇ

電⼦デバイスＧ、電⼦材料Ｇ、電⼦制御Ｇ、電磁環境Ｇ、電⼦システムＧ

総務、経理、⼈事

事業全体の総合調整、大学・研究機関等との連携交流、知財支援

研究者や技術者等向け⼈材育成産技総研職員の⼈材育成

研究プロジェクト・事業化促進研究等の実施

製品開発や商品化促進のための支援

各技術分野に関連した技術相談、試験計測、開発委託等による企業の技術的課題解決に向けた支援

情報･生産技術部 デザイン・設計G、システム技術Ｇ、試作加工Ｇ（ﾃﾞｼﾞﾀﾙものづくり）

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重点事業

橋渡し機能の強化 研究開発 評価技術サービスの提供 技術支援

IoT技術の導入支援 事業化支援5年間実績の50％増

5年後にH27年度実績の倍増

5年後にH28年度実績の倍増

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産業用ネットワーク工場ネットワークの3階層

出典 http://businessnetwork.jp/Detail/tabid/65/artid/5543/Default.aspx

CC-Link 協会 日本電機工業会

弊所で試験を実施している通信規格フィールドレベル コントローラレベル

情報系ネットワークとの通信は HTTP, OPC UA や MQTTが有⼒5

システム技術グループ工場用ネットワークの認証試験

• 工場のIoT化

– 2000年から、工場用ﾈｯﾄ

ﾜｰｸが普及

• 認証試験実施– CC-Link

– FL-net

• 1000BASE-T

試験も実施

CC-Link試験装置FL-net試験装置

○今後

・ﾒｶﾄﾛﾘﾝｸ系の認証試験を強化・ 1000BASE-T試験

に加え、ｲｰｻﾈｯﾄ系に対応

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デジタルものづくり

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モデル化生産工場

デザイン 検証 市場へ 分析・改善

原材料

IoT：デジタルファクトリー

部品調達

生産計画

品質管理

在庫管理

I4.0

: スマートマ二ュ

ファクチャリング

広域調整

出荷

CPS:

サイバーフィジカルシステム

高効率・低コストものづくりの実現

設計試作

試験評価

生産技術

中小企業の要求 3Ｄデータ作成 立体造形 試作品

情報系ネットワーク

製造業用クラウド

ビッグデータ活用

IoT

制御系ネットワーク

I4.0の実現

設備の充実

及び活用

デジタルファクトリー＆スマートマニュファクチャリング実現への技術支援

見える化

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IoT推進体制（H28年度）

官民協働／地域連携中小企業IoT化推進コンソーシアム

地方創生加速化交付金（H27年度補正予算）

連携機関：広域関東圏１都１０県１市公的試験研究機関

中小企業IoT化推進事業

神奈川県IoT研究会

埼玉県IoT利用技術

研究会

製造業中小企業

スマエネ中小企業

材料・流通中小企業

製造業（工場）中小企業

材料・部品中小企業

流通中小企業

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神奈川県IoTプロジェクト（H28年度）

IoT研究会を立ち上げ、IoT知識を普及するためのフォーラム・講演会を開催し、中小企業におけるIoTの技術動向を調査し、会員に標準化動向等に関する情報等を提供する。

IoT研究会事業

IoT化に必要なデジタルデータの取り出し、ネット（クラウド等）との適合性、

他の機器との連動性や制御性、更にはネットにおける安全性の確保などの検証環境を整備・提供する（IoTラボ）。

IoTラボの整備・運用事業

中小企業のIoTの導入・実用化の形態として考えられる類型（スマートメンテナンス、エネルギー管理システム、フィールド機器のIoT化）について、県内企業に開発を委託し、検証を行う。成果物をIoTラボに設置する。

IoT導入/実用化検証事業

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支援事例１：ｽﾏｰﾄﾒﾝﾃﾅﾝｽ（向洋技研様）

各種タイプ：2500台（２５カ国）

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支援事例２：IoT DATA UNIT開発（ACR様）

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環境データ

電源入力

供給電力

【IoT技術活用のための知的財産活用促進支援事業（H29年度）】

支援①

支援②

支援③

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IoTへの取組事例

• 試験機の制御盤（カウンター）を見ないと負荷の回数がわからない

• 家具（椅子）が壊れると停止するが、いつ止まったかわからない

• 他の場所（研究室など）で、試験機の様子を見たい

所内にある「家具（椅子）の耐久試験機（昭和49年製）」

レトロな装置をIoT技術に対応させる

負荷の回数のカウンター

制御盤の表面

制御盤

⇒ Webベースの見える化システムを作成15

Web ベースの監視システムの試作

試験機

Raspberry Pi

リミットスイッチ

Webブラウザ

USBカメラ

カウンタ信号

GPIO

LED（7セグ）

カウンタ値 UART接続

カウンタ値カメラ画像

リミットスイッチ状態HTTP接続

見える化

制御盤の裏にマイコンやリレーを設置

Web画面の作成

・ 配色／レイアウト／ボタンやグラフの形状等は，デザイン担当者が作成・ HTML 5／CSS, Javascript(Ajax)やSVG などの技術を活用

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支援事例３：データの取得・保存（三陽製作所様）

・サーボモータでプレスする機械

・押し込み速度、量を制御できる

平成３０年電気学会全国⼤会2018.03.16

（株）アマダのカタログより出典

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CPUユニット

KV-7500

電源ユニット

KV-PU1

入出力ユニット

KV-SIR32XT

アナログ入力ユニット

KV-SAD04

アナログ入力ユニット

KV-SAD04

パソコン

（データサーバ）

アナログ入力ユニット

KV-SAD04

ハブ

タッチパネル

VT5-W07M

プレス機から

加圧力の電圧

直流増幅器

AM20AZ

直流増幅器

AM20AZ

ひずみセンサ

プレス機から

加圧力の電圧

変位センサ

アンプ

変位センサ

ヘッド

PLC

変位センサ

アンプ

変位センサ

ヘッド

変位センサ

アンプ

変位センサ

ヘッド

変位センサ

アンプ

変位センサ

ヘッド

プレス機から

ヘッド位置の電圧

ひずみセンサ

システムの全体構成

プログラマブルロジックコントローラ（PLC）にア

ナログ入力ユニットを装着して、アナログデータを取り込む

データサーバのパソコンがデータを保存する（イーサネットで接続）

平成３０年電気学会全国⼤会2018.03.16 19

データの取得例

・測定データの一例

平成３０年電気学会全国⼤会2018.03.16 20

IoTテストベッド自社の対象機器を持ち込んで、IoTの試⾏・評価を実施する環境

• 試作品の動作検証、通信負荷試験、ネットワーク測定等

【評価用搬送システム】• 制御モジュールを組み換えて、利用者のニーズに合わせたシステムの構築が可能

【制御装置】• PLCまたはボードコンピュータを利用可能

• 評価用搬送システムの制御

• センサデータや制御情報などをデータサーバに転送

【データサーバ】• 当研究所内サーバに構築

• センサデータや制御情報などを蓄積

【通信ネットワーク】• VLAN (Virtual LAN)によるネットワークの分割が可能

• Industrie4.0推奨規格であるOPC UAやIoTに適した軽量なMQTTを利用可能

制御装置

社内サーバ

評価用搬送システム

データサーバ

通信ネットワークセンサデータ制御情報

センサデータ制御情報

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IoTテストベッドを用いた制御実験

【評価用搬送システム】 : 搬送コンベアとスカラロボットを交互に2台ずつ配置

【制御装置】 : Raspberry Piを使用、OPC UAクライアント機能を持つ

【データサーバ】 : クラウド上に構築、OPC UAサーバとデータベースを動作

【PC (操作用端末) 】 : デモ動作プログラムの実⾏や蓄積したデータの⾒える化

評価用搬送システム

データベース

3.3V 24V

電圧変換回路 Raspberry Pi(制御装置)

USB

GPIO

OPC UAサーバ

PC (操作用端末)

OPC UAクライアント

データサーバ(プライベートクラウド)

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OPC UAクライアント

WEB

ワークの流れ

OPC UAを用いたPLCとロボットコントローラとの協調制御

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PLCopen Japanとの共同研究による成果

制御情報の⾒える化

OPC UAを用いたPLCとロボットコントローラとの協調制御

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PLCopen Japanとの共同研究による成果

構築事例（OPC UA利用の例）

PLCopen Japan との共同研究で開発（SCF2017で展示）

PLCがDIOの，Raspberry Pi が SCARAロボットのゲートウェイゲートウェイ間でOPC UAによるデータ転送を⾏い，制御を⾏う

今後の展開 - 通信評価試験システムの構築• 既存ネットワークの帯域使用率分の通信負荷をかける

• 被試験機において、適切な通信容量、取得頻度、接続ノード数で動作

（ノード数が不足している場合は、その分の通信負荷をかける）

• データ通信に、大幅な遅延・エラー・パケロスなどがないか確認

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DBサーバ

Ethernet HUB被試験機

Ethernet HUB

パケット用PC

パケットデータ取得&可視化

...

サーバへの通信負荷

通信負荷用PC

通信の統計データ可視化

(必要であれば)ゲートウェイ

Ethernet Cable

...

DUTsデータの蓄積

デザイン・設計グループ

大型インクジェット式3Dプリンター・大型、細密製品の高速試作・検査、組立冶具等の少量生産

高精度三次元測定機・寸法測定・形状評価・製品検査

3D CAD/CAE・3Dモデルの作成、設計・3Dモデルによる構造解析

デザイン支援・画像デザインの作成・製品デザインの作成・商品性の向上・競合製品との差別化

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試作加工グループ

ー新たな課題に理論と実験の融合で挑戦しますー

●保有設備の一例●

NCルーター有限要素法解析シミュレーション

• 金属および木質材料の加工技術に関する研究開発ならびに技術支援

• 塑性加工、切削加工、電気加工（放電加工、レーザ加工）、溶接技術に関する研究開

発ならびに技術支援

• 数値解析を用いた、塑性加工時の応力解析ならびに溶接時の熱弾塑性応力解析に

よる技術支援

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1000BASE-Tコンプライアンステスト装置

１．通信規格 米国電気電子学会：IEEE802.3：1000BASE-T

２．本 体 オシロスコープ：DPO5104B（テクトロニクス社製）

イーサネットコンプライアンステストソフトウェア：TDSET3

任意波形ジェネレータ：AWG5002C

テスト・フィクスチャ：TF-GBE-ATP

装置外観 測定結果の例（テンプレートテスト）

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デザインについて

デザインとは、色 や 形 だけでない

プロセス メッセージ性

機能性 審美性 感情実用性

使いすさ分かりやすさ

安全性

驚き、喜び美しさ楽しさ

役に立つ使用シーン

環境

「魅力あるものづくり」「製品の魅力を的確に伝える」30

デザイン支援について 概要

３Ｄプリンターによる造形

モックアップ作成

デザイン作成

デザイン案の作成・デザインスケッチ・モデリング

コンセプト立案

・調査・分析・デザインコンセプト

策定

デザイン相談

企画・コンセプト・形状に関する相談

製品・商品化

ユーザー調査

・使用感の確認・修正

造形確認

・形状確認・動作確認・方向性の絞り込み・修正

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技術相談専用電話直通：046-236-1510

メール技術相談https://www.kanagawa-iri.jp/e_mail_consul/

相談窓口

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