FANUC、インダストリー4.0対応のロボット向け予知保全ソフトウェアを発表

FANUCは、インダストリー4.0の約束の一つである、工場設備の予知保全を、Zero Down Time（ZDT）IoTソリューションで現実のものとしました。ZDTは、FANUCのあらゆるロボットアームとその周辺機器に適用できます。

工場内のその他の自動化を支援するために、今年後半にはFANUCのIntelligent Edge Link and Drive（FIELD）システムを提供予定です。これは、サードパーティ開発者が他の自動化設備からデータを収集・分析するアプリケーションを書くための、無料かつオープンソースのプラットフォームです。

Smart Manufacturing誌は、FANUC AmericaのZDTエンジニアリングディレクター、ジョー・ガッザラート氏に話を聞きました。

ジョー、ZDTとは何ですか？

「ZDT」は「Zero Down Time（ゼロダウンタイム）」の略です。メーカーが需要を満たすために24時間365日稼働し続けている今、予期せぬダウンタイムは生産損失をもたらします。ZDTでは、ロボットの機械的、システム、プロセスの健全性を監視し、予期せぬダウンタイムを排除します。

16か国、100以上のお客様拠点で、21,000台以上のロボットがZDTに接続されています。

これらのロボットを監視し、分析によって問題が予測されると、ZDTシステムはお客様とサービスチームに通知し、予期せぬダウンタイムが発生する前に問題に対処できます。すでに、予期せぬダウンタイムにつながると判断された問題を特定することで、お客様に8,500万ドル以上の節約をもたらしました。

どのように実現したのですか？

ZDTには4年以上取り組んできました。最初は500台のロボット、10拠点で各50台から始めました。

重要なデータを含むメッセージを生成するロボット用ソフトウェアを作成しました。それらのロボットは、メッセージをお客様の工場内にあるデータコレクターに送信します。ZDTデータ

コレクターの役割は、メッセージを暗号化し、クラウド上のデータセンターにアウトバウンドで送信することです。そこでは保存され、エンジニアが書いたプログラムによって自動的に分析されます。

分析のいずれかが問題を検知すると、お客様とサービスチームにメールが送られ、サービス技術者の一人がお客様に電話をかけ、アラートの意味、確認方法、対処方法を理解してもらいます。また、お客様が支援を必要とする場合、技術者が部品やサポートを現地に手配し、ダウンタイムが発生する前に問題に対処します。

ZDTを可能にする具体的なテクノロジーは何ですか？

ZDTデータコレクターは、非常に低い帯域幅要件で動作します。ビッグデータ関連の他の実装の中には、ミリ秒単位でデータを常時ストリーミングするものもあります。ZDTはそのように設計されていません。ロボットから1年間で500メガバイト未満のデータを収集します。また、データコレクターは小型コンピューターで動作し、多くのコンピューティングリソースを必要としません。

もう一つの鍵はクラウドインフラストラクチャです。分析のためにデータを取り込み、保存するツールが非常に重要です。データが保存時に安全で、分析プログラムによる使用に効率的なように整理されていることを確認しています。

私たちの分析は、おそらくZDTで最も重要な部分であり、これまでの成功の鍵です。これらは、ロボットコントローラーソフトウェアを開発している同じエンジニアによって書かれています。ロボットソフトウェアの開発において数年の経験を持つFANUCエンジニアが、ロボットから生成されるデータから分析プログラムを書いています。ロボットソフトウェアの開発における専門知識が、ロボットから生成されるデータからの分析作成に大いに役立っています。

ZDTプロセスで収集したデータには他の用途がありますか？

ZDTは他にも多くのことを行います。お客様の生産性向上、メンテナンスリソースの最適化、サポート工数の削減、ロボット寿命の延長を支援する多くの機能を作成しました。

良い例がプロセス変更分析です。オートメーション設備を扱ったことがある多くの人が経験するのは、現場に行ってみるとシステムがレートを出していなかったり、前日とは違う動作をしていたりすることです。周りに聞いても同じ答えです。「触ってない」「誰も何も変えてない」。ZDTなしでは、人々は独自の分析を行って何が変わったかを突き止めなければなりません。

ZDTでは、ロボットから毎日あらゆる種類のデータをログ取得しているため、お客様は自分のロボットのいずれかが変更されたかどうかを確実に知れます。ロボットが変更されると、どのプログラムや設定が変更されたか、日付と時刻、元の値が正確にわかります。したがって、誰が変更したかを特定でき、元に戻すのが非常に簡単になります。

データは安全ですか？

ZDTデータコレクターは、お客様のファイアウォールでブロックでき、データをデータセンターに送信する際に暗号化します。また、アウトバウンド専用サービスです。

また、ZDTを「読み取り専用」と考えてください。ロボットが収集した情報のみを確認できます。何も変更できません。

FANUCがZDTユーザーは企業全体で診断情報にアクセスできると述べるとき、それはロボットを指し、工場内の他の設備を指すのではありませんか？

通常はそうですが、実際にはZDTを設計する際、お客様が一部の周辺機器を追跡できるようにしました。

ロボットのドレスパッケージに、エンドオブアームツーリングに電力を供給する外部エアラインと電気ケーブルが含まれているとしましょう。ドレスパッケージの摩耗をロボットからのデータと関連付けることができます。例えば、ロボットが何万度も動いたり、手首を何万回もひねったりした後、ZDTが条件成立を通知し、検査のために誰かを派遣できます。

ZDTなしでは定期的にメンテナンスを実施するかもしれませんが、ZDTがあればロボットの使用状況に基づいて検査できます。つまり、カレンダー時間の経過ではなく、必要なときにメンテナンスを行うことで、メンテナンスリソースを最適化できます。

また、ZDTは他の設備からデータを収集しませんが、FANUCはまさにそれを実現するテクノロジーを今年後半にリリースする準備を進めています。

FIELDシステムをどう説明しますか？

FIELDは、今年米国で展開するプラットフォームです。ロボット、溶接コントローラー、PLC、センサーなど、ネットワーク対応のあらゆるコンポーネントからデータを収集するように設計されており、必ずしもFANUC製品である必要はありません。施設内のあらゆるネットワーク対応デバイスが、工場内部で動作するFIELDシステムとデータを共有できます。

FANUCはソフトウェア開発キットを提供し、サードパーティがそのデータにアクセスし、お客様に価値を提供するアプリケーションを書けるようにします。ZDTはFANUCがこのタイプのデータ活用で提供する価値の一例ですが、製造設備からのデータで人々ができることは数百万通りあると考えています。FIELDシステムは、他の企業が独自のアプリケーションを開発し、メーカーに販売できるように設計されています。

FIELDシステムには2種類のサーバーがあります。1つはFIELD Base Proで、最大30デバイスを接続できます。もう1つはCiscoのUnified Computing Serverをサポートし、最大150デバイス接続が可能です。これらはガング（連結）でき、サーバー間で情報を共有できます。

さまざまなIoTプラットフォームがありますが、FANUCのFIELDシステムはいくつかの利点で独自性を持っています。

• 工場内で動作します。他はZDTのようにクラウドで動作します。FIELDアプリケーションは工場内で動作するため、はるかにレスポンシブです。データをニアリアルタイムで取得し、分析し、非常に迅速に意思決定できます。インターネット接続にも依存しません。
• FANUCはFIELDプラットフォームを完全にオープンにしました。FIELDシステムパートナー協会があり、アプリケーションを書きたい人、FIELDシステムを自社システムやデバイスと統合したい人が参加できます。メンバーになる費用はかかりません。
• あらゆるネットワーク対応デバイスに接続できます。既存の多くのプラットフォームは非常に少数のプロトコルや標準プロトコルのみをサポートしますが、FANUCはデバイスメーカーが独自のプロトコルを書ける機能も含んでいます。FIELDシステムにデバイスを接続する既存のドライバーがない場合、自分で作成できます。その開発キットはデバイスメーカーに無料で提供されます。

デバイスとアプリケーション開発者のコミュニティを作り、製造能力をさらに高めることが狙いです。