ITを活用したリモートメンテナンスに関する研究

ＩＴを活用したリモートメンテナンスに関する研究
１．目的
自動化装置のメーカーは，製品を納入した後に発
生する動作不安定や突発的な故障の修理，定期的な
保守などのために現地へ出向いてメンテナンス作業
を実施する必要がある．しかし，限られた人員で製
品開発とメンテナンスの両方を手掛けるには負担が
大きく，海外などの遠隔地への納入をあきらめてい
るメーカーもある．そこで，これらの問題を解決す
るためにインターネットによるデータ通信を利用し
て遠隔地から装置の監視やメンテナンスを行うため
のシステム開発を行った．
２．方法
機械装置の動作状態を遠隔監視するために，音，
振動，シーケンサの入出力信号をネットワーク経由
でリアルタイム転送し，モニター画面に波形として
表示するための研究を行った．センサーによって収
集した音と振動は，コンピュータのサウンドカード
に入力し，Ａ／Ｄ変換して転送した．また，シーケ
ンサの入出力信号はシリアル通信によって収集し，
音，振動データと共に転送した．
機械装置各部の温度を遠隔監視するために，赤外
線カメラと放射温度計を併用する方法を開発した．
赤外線カメラで対象物表面の温度分布を撮影し，放
射温度計で任意の１点の温度を測定することによっ
て赤外線画像全体の温度の絶対値を計算した．この
方法によって，高価なサーモグラフィーを使用する
ことなく２次元温度計測が可能になった．(図１)
動画像による遠隔監視を行うために，大量の画像
をネットワーク経由で高速転送する方法を開発し
た．動画像の中から動きのある部分を自動で検出し
てＪＰＥＧ圧縮し，動きの無い部分はビットマップ
・データで転送した．
故障の自動診断の一例として，加工音によるドリ
ルの破損診断に関する研究を行った．対象物として
プリント基板の加工装置を使用し，ドリル周辺にマ
イクロフォンを取り付けて加工時の音声波形を収集
した．(図２上) この波形から時間の経過に伴う周
波数スペクトルの変化(図２下)を抽出した．さらに，
周波数を５つのバンドに分割し，それぞれの周波数
バンドに含まれる音声スペクトルの積分値を計算し
て故障診断のための特徴量とした．不良ドリルと正
常ドリルそれぞれ数１０本から５つの特徴量を抽出
し，ＭＴＳ法を用いて不良空間と基準空間を作成し
企画情報課
○香川敏昌，柏木利幸
た．空間の作成に使用していないドリル３０本を用
いてマハラノビス距離による不良判定実験を行った
結果，約８０％の不良判定率を得ることができた．
また，ＭＴＳ方を用いてシーケンサの入出力信号
波形に異常が生じた場合に，どの故障事例に近づい
ているかを判定して診断・予測を行うための研究を
行った.
３．結果
研究を行った結果，リモートメンテナンスに必要
な次の①∼⑥の機能について良好な結果を得ること
ができ，今後の応用研究と事業化への足掛かりを築
くことができた．
①音，振動，シーケンサ入出力信号の遠隔監視
②熱画像による装置各部の温度の遠隔監視
③動画像による動作状態の遠隔監視
④ドリルの破損状態の自動診断
⑤シーケンサ入出力の自動診断・予測
⑥ＬＥＤ照明装置の明るさの遠隔操作
図１
図２
熱画像の遠隔監視画面
加工時の音声波形と時間−周波数分布