富山県におけるものづくりIoTの取り組みのご紹介

富山県立大学　工学部　電子・情報工学科准教授 岩本健嗣

自己紹介• 岩本健嗣(いわもと　たけし）

• 富山県立大学 工学部 電子・情報工学科　准教授(2009-)

• 2006-2008　　 KDDI研究所

• -2005 　 慶應義塾大学　徳田研究室

• 人間の行動認識、センサデータ処理、IoT利活用

• 富山県IoT推進コンソーシアム　情報共有委員会　委員長

概要• 富山県IoT推進コンソーシアムのご紹介

• 富山県における地方版IoT推進ラボ

• コンソーシアム活動を基にした国プロへの応募

• 総務省IoTサービス創出支援事業

• 共有型とやまものづくりプラットフォーム

• 中小企業を中心とした製造業に安価で使いやすいIoTシステムを提供

富山県の産業富山県

16%4%

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30%1%

　（１）　農林水産業 　（２）　鉱業　（３）　製造業 　（４） 建設業　（５） 電気・ガス・水道業 　（６） 卸売・小売業　（７） 金融・保険業 　（８） 不動産業　（９） 運輸業 （10） 情報通信業 （11） サービス業

全国

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13% 5%16%

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出典　「平成26年度県民経済計算」 出典 「平成26年度国民経済計算年報」

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ワークショップ

総務省様：講習会テキスト (IoT機器等の電波利用システムの適正利用のための ICT人材育成事業)より

ワークショップ

• 印刷・包装資材の製造、販売 の会社さんの課題

• 設備停止時間の把握

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情報共有委員会• 昨年度は「青年委員会」としてIoTの導入推進について議論

• 若手経営者等がメンバー

• 今年度より委員会のミッションをより明確に「体験プログラムの企画運営」

• 会員企業の皆様のIoT導入等に資する情報共有の場の提供

• セミナーや勉強会、見学会の企画

• 社会問題、地方創生等の広い問題解決のための議論やアイデア創出の場の提供

• 学生アイデアソン等の開催

今年度の活動予定• 学生等とIoTの利活用に関するイベントの開催や協力など

• 東京大学学生と県内学生による　「IoTアイデアソン」の実施(本会)10月1日～4日

• 女性向けIoTセミナーなどの開催

• 事例集の作成-> Webで公開等

• 体験プログラムの開催実施（今年度3回)

• 第１回(11月)： 企業見学＋セミナー(AI、データ活用など）

• 第２回(１月）：イベントを開催

• 第３回(3月7日) ：企業見学＋総務省 IoT導入支援セミナーと共催

学生アイデアソン

IoTサービス創出支援事業について

青年委員会での議論

• 製造現場でのIoTの活用について様々な議論を行った

1. 活用フィールド

2. 導入スキーム

3. 企業間連携のあり方

1.活用フィールド• IoTの主な活用を情報化、見える化、最適化の３段階で定義

• 多くのメンバから最適化こそが目指すべきゴールであるという結論が得られた

• 見える化そのものへの期待は大きくない

• 最適化では稼働率の向上など、個別の効率化に加えて、企業間連携なども含まれる

• 一方で、機械電気に比べ、薬業では製薬現場への導入は、法律による制約などでハードルが高く、包装などの周辺業務への導入が期待されていることがわかった。

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2.導入スキーム(1)• 導入への課題

• 今後、個々の会社が独自にIoTシステムを導入していくと、生産機械や生産管理システムなども異なり、独立したIoTシステムができてしまう。

• また、個別の１点もののIoTシステムの開発は高額となる一方、中小企業のIoTへの投資額は小規模であり、大企業向けのパッケージなどの導入も難しい

• システムの共有モデル(プラットフォーム化)

• 個別に開発、導入するのではなく、複数企業で同一システムを共有

• 利用企業は年間利用料を支払ってIoTシステムを利用

• (例) 中規模企業が50万円/年 小規模企業が15万円/年 程度で維持できるようなモデル

2. 導入スキーム(2)• 複数の企業で規模感を出すことにより、システムなどを共有で導入が可能

• 可能な限りの共通化によるハードウェアコストの削減

• 共通データ処理を共有することによるコストの共有

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BEC

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富山県のものづくりの現状

• 中小企業比率は全国と変わりないが、製造品出荷額では中規模企業(従業員:100-299人)の割合が全国と比べても多い

• 富山モデルとして重視するべきボリュームゾーン

• モデル例: 従業員150人、売り上げ20億円

富山県 全国

数 構成比（％） 数 構成比（％）

中小企業 36,686 99.8 3,809,228 99.7

うち小規模 31,505 85.7 3,252,254 85.1

大企業 90 0.2 11,110 0.3

合計 36,776 100.0 3,820,338 100.0

富山県 国

製造品出荷額等（万円）

構成比(%)

製造品出荷額等（万円）

構成比(%)

製造業計 356,722,286 100.0 30,513,998,900 100.0

４～９人 8,664,307 2.4 685,219,000 2.2

10～19人 13,891,334 3.9 1,233,181,200 4.0

20～29人 13,540,631 3.8 1,305,168,700 4.3

30～99人 67,271,474 18.9 4,709,387,600 15.4

100～ 299人 136,391,160 38.2 6,662,280,700 21.8

300人以上 116,963,380 32.8 15,918,761,600 52.1

IT投資額の想定• ボリュームゾーン（中規模企業）の製造品出荷額で1.2兆円あまり(H.25「富山県の工業」より)

• IT投資を売り上げの0.6%程度(日本情報システム・ユーザー協会調査による)と見積もった場合､72億円程度が見込める

• そのうち、一部でも億単位のIoT投資を呼び込める可能性がある

• 52.3%の企業が「業務プロセスの効率化」、37.5%の企業が「迅速な業績把握、情報把握」への情報投資を優先(1,2位)

• 一方モデル企業単体(150人 20億円)では、1200万円のIT投資

• そのうち実際にIoTに投資できるの数百万円程度と考えられる

• 個々の企業向けの個別開発ではなく、複数企業グループによるパッケージの共有

青年委員会による試作システム• 現場：県内中規模電子部品メーカ

• プレス機 3台にセンサを設置

• 加速度による稼働状態と札の状態取得

• データ収集のテストハードウェア: Arduino

• 通信：SORACOM LoraWAN(LPWA)

• ソフトウェア

• 全てクラウド上（Microsoft Azure）で実装

• 富山県立大学　岩本研究室による試作

共有型とやまものづくりプラットフォーム• 平成30年度　総務省　IoTサービス創出支援事業に採択

• 14件/135件

• 事業規模: 3500万円

• 富山県立大学、富山県、株式会社インテック、KDDI株式会社、富山県IoT推進コンソーシアム、(一社)富山県機電工業会、(一社)富山県アルミ産業協会、(一社)富山県繊維協会、富山県プラスチック工業会

• 安価で容易に導入できる、使いやすいIoTサービスの提供

共有型とやまものづくりプラットフォーム

[取り組み1] 共通ハードウェア

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ユースケース１<課題>• 機械加工等において、生産機械の段取り替えや材料の入れ替えなどで人手による作業が必要となり、機械が停止する。特に小ロット多品種の現場では、停止時間が大きいと機械の稼働時間割合が減少してしまう。

<目的>• 最適化により、作業員の介入時間の削減と機械の稼働時間の増加を図るため、正確な作業時間等を把握する。

<方法>• 機械の稼働時間と作業員の介在時間をセンサから取得する。

機械の稼働状態• 光センサ → ランプから稼働状態を取得• 加速度センサ → プレス機などの振動から稼働状態を取得

作業員• 人感センサ → 作業員の作業開始・終了時間の取得• ビーコン → 上記人感センサと同様

機械

光センサor

加速度センサ

人感センサor

ビーコンランプ

ユースケース２<課題>• 機械のトラブルが多発する、いわゆる「チョコ停」が発生する。チョコ停理由の頻度、割合を把握することで原因の究明やそれにかかる時間から負担を把握する。

<目的>• トラブルの要因を可視化し、また、トラブル対応までの時間短縮を図る。

<方法>• 機械の稼働時間・作業員の介在時間・トラブル発生理由をセンサから取得する。

機械の稼働状態• 光センサ → ランプ• 加速度センサ → プレス機など振動を伴う機械

機械トラブルの種類• 光センサ → ボード• カメラ → 7セグ• スイッチ → 作業員が入力

機械

光センサor

加速度センサ

人感センサor

ビーコン

ボード 7セグ

光センサ or カメラ or スイッチ

作業員• 人感センサ → 作業員の作業開始・終了時間

• ビーコン → 上記人感センサと同様(対応者が誰か取れる)

ユースケース３<課題>• 工程間で中間品(仕掛品)が発生する製造工程において、中間品の停滞によって、手待ち等が発生し工程の稼動率が低下する等の問題が発生する。

<目的>• 中間品の停滞状態等を把握し、ライン内のボトルネックを把握する。

<方法>• 仕掛在庫の位置、移動履歴、ならびに各工程の稼働率を取得する。

プレス機の生産数• 加速度センサ → プレス機など振動を伴う機械

作業員の移動頻度• ビーコン発信機 → コンテナに取り付ける、コンテナの情報を発信• ビーコン受信機 → 各機械・移動経路に設置し、各コンテナの位置を受信

機械C受信機機械A

加速度センサ

機械B

加速度センサ 加速度センサ

受信機受信機

発信機

ユースケース４<課題>• 工程の一部分を協力会社等に依頼している場合、進捗度合いを確認するために、連絡を取る手間が存在する。

• 他社の進捗度合いが不明なため、ライン管理を効率良くできない。

<目的>• 他社と工程の進捗を共有し、手間なくライン管理を行う。

<方法>• 各工程の進捗具合をセンサで取得し、クラウドで共有する。

各工程の進捗• BLEビーコン発信機 → コンテナに設置、コンテナ情報を発信• BLEビーコン受信機 → 各工程の機械に設置、付近にあるコンテナ情報を受信

データの共有• クラウドにデータをアップロード、Webからデータの閲覧

機械C

受信機

機械A 機械B

受信機受信機

企業A 企業B ( 下請け)

発信機

クラウド

共有型とやまものづくりプラットフォーム

共有型とやまものづくりプラットフォーム

[取り組み3] 学習型最適化エンジン• 工程のリードタイムや段替時間等が正確に把握できると。。

• ジョブショップ型✓ ジョブは複数の工程を経て完成✓ 各工程には，ジョブを処理する機械が複数存在

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O1ジョブ工程A

工程B工程C

機械

• 工程ごとに適切なジョブの投入順序・時刻を決定• 段取り替えを踏まえた適切なバッチサイズを決定

➡ 工程稼働率のUP• 月次計画と日々のスケジューリング計画をリンク

➡ 精度の高い納期回答が可能

スケジュール• 11月中に実証企業の募集、選定

• 機電工業会、アルミ産業協会を中心に説明会等を開催

• 30社程度実証企業の予定

• 12、1、2月に実証実験

• 利用方法、情報共有ルールの策定

• 負担のあり方の議論

実証実験後の継続性• 数十万円レベルの年間利用料で維持できるモデルの構築

• クラウドシステムの共同利用によるコスト減

• ハードウェアの共有

• 必要な時だけ利用する

• 参加企業、業界団体による運営ルールの策定

• 大学、行政によるサポート

まとめ• 富山県IoT推進コンソーシアムのご紹介

• コンソーシアム活動を基にした国プロへの応募

• 総務省IoTサービス創出支援事業

• 共有型とやまものづくりプラットフォーム

• 中小企業を中心とした製造業に安価で使いやすいIoTシステムを提供