“人”の働きを自然に助ける“日本らしい”スマート工場へ、産総研が団体設立：スマートファクトリー（3/3 ページ）

実証の場となるCPS実験棟

　さて、ここからは新たに2019年4月に完成したCPS研究棟の様子を紹介する。CPS研究棟は、HCMIコンソーシアム専門の施設ではないが、実証推進の中心となる施設である。地下1階には機械加工工場をイメージしたスペースと組み立て工場をイメージしたスペースを用意。1階には小規模店舗をイメージしたスペース、2階には、小規模半導体製造工場をイメージしたスペースと創薬実験環境をイメージしたスペースを用意している。本稿では機械加工および組み立てをイメージしたスペースについて紹介する。

機械加工をイメージしたスペース

　機械加工をイメージしたスペースでは、3軸と5軸の切削加工機、積層金属造形が可能なレーザー加工機などを用意した。

CPS研究棟の機械加工スペース（クリックで拡大）

　ここでは「縦と横のモデル化を目指す」（HCMIコンソーシアム 運営委員長 谷川民生氏）としている。縦のモデル化とは加工のデータモデル化だとする。ワークの品質や加工機の環境などにより切削加工などは同じ設定では品質がばらつく。これらを熟練工が「経験や勘」を使い、最適な加工方法を実現しているというのが現状だが、これらの実証を進めることで加工および熟練工の知識の構造化を実現することを目指していく。

　加工機からのデータ取得も行うが、データが不足している部分は新たにセンサーなどを設置して最適なモデル作成を進めていく。「センサーの設置についてもどこにどのようなセンサーを設置すれば、どういう結果が得られるのかという、モデル化が進んでいない状況だ。これらについても知見を得て、共通基盤化できるようにしていきたい」と谷川氏は述べている。

　一方、横のモデル化については、生産ラインを形成する加工機同士、もしくは工場間の連携などをイメージしている。それぞれの加工データなどが異なる中で「最適な加工を実現するためにはどのデータとどのデータを組み合わせて判断すべきか」など機器のデータの関連性を把握して、最適な加工条件などが実現できるようにする。CPS研究棟内の機器連携だけでなく、つくばの実験棟の機器との連携なども行えるようにしているという。

機械加工スペースのモデル化のイメージ（クリックで拡大）出典：HCMIコンソーシアム

組み立てをイメージしたスペース

　組み立てをイメージしたスペースでは、天井にモーションキャプチャー用のカメラが設置されており、人の動作を把握できるようにしていることが特徴だ。「あらゆる動作を行う中での人の動きや負荷などを把握する」（谷川氏）。

組み立てスペースの人のモーションキャプチャー用センサー（クリックで拡大）

　これらで人の動きを把握しつつ、ロボットの各種センサーなどにより、ロボットの動きなどもつかみ、人とロボットが自然な形で協力する姿の実現に取り組む。具体的には「人の労働環境の改善」「人とロボットの共存（安全性など）」「人とロボットの協調（協働）」などの実現を目指す。

AGVがワークを運び人が机に置き、ロボットアームがさらにそれを搬送する様子をモニタリングしたイメージ（クリックで拡大）