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GCPを活用した物流倉庫内の異常検知/Anomaly detection in distribution warehouse using GCP

GCPを活用した物流倉庫内の異常検知/Anomaly detection in distribution warehouse using GCP

Google Cloud NEXT '19 in Tokyo での発表資料です。
https://cloud.withgoogle.com/next/tokyo

ASKUL Engineer

September 12, 2019
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Transcript

  1. 三井 康行
    GCP を活用した物流倉庫内の異常検知
    アスクル株式会社
    先端テクノロジー 主任研究員

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  2. 自己紹介

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  3. 自己紹介
    氏名: 三井 康行
    略歴:
     2003 年 ~ 国内大手電機メーカー研究員
    テキスト音声合成等,音声言語処理の基礎研究
     2016 年 10 月 ~ 現職
    現在のテーマ:
     機械学習を用いた最適化
      在庫配置,配送,需要予測,etc.
     その他諸々(予知保全,データ基盤整備,庫内自動化,etc.)

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  4. アスクルのご紹介

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  5. 事業概要
    1993 年
     事業所向け (BtoB) 通販事業開始
    2012 年
     個人消費者向け (BtoC) 通販事業開始
     (LOHACO)

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  6. 連結売上高の推移
    FY2018
    FY2010
    FY2000
    FY1994
    (億円)
    3,500
    3,000
    2,500
    2,000
    1,500
    1,000
    500

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  7. 取扱商品
    BtoB BtoC

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  8. アスクルの物流基盤

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  9. アスクルの物流倉庫における自動化

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  10. ASKUL Value Center 関西(AVC関西)
    稼働開始:2018 年
    延床面積:約 5 万坪

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  11. ASKUL Value Center 関西(AVC関西)
    稼働開始:2018 年
    延床面積:約 5 万坪
    コンセプト:人が歩かない物流センター
    コンベヤ長:20km 超
    自動化比率:約 80%

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  12. 紹介動画
    (イベント時のみ再生)

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  13. 自動化推進に伴う課題

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  14. 膨大な量の設備
    ● 24/7 のメンテナンス
    ○ 設備故障がお客様に直結
    ○ サービスレベルの維持
    ● 設備専門スタッフの現場常駐
    ○ 特殊な技能を有する人材確保
    ○ 全国に展開する倉庫
    「明日来る」のために

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  15. 保全コスト
    ● 定期的なメンテナンス
    ○ 故障していない箇所も点検/交換対象
    ○ コスト大
    予防保全の限界

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  16. 予知保全への転換
    ● 故障を事前に予測
    ○ サービスレベルの維持
    ○ 人員配置の適正化
    ● 適切なタイミングで保全
    ○ 保全コストの最適化

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  17. GCP を活用した異常検知

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  18. バーコードリーダー(BCR)
    ● バーコードを読み取る機械
    ○ 段ボール
    ○ コンテナ
    ● 固定式

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  19. コンテナ

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  20. BCR の用途
    ● バーコードの持つ情報
    ○ 商品情報:倉庫管理システム(WMS)と連携
    ● バーコード読取後の処理
    ○ コンベア分岐部での進路決定
    ○ 後工程への商品情報伝達

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  21. No Read Error
    ● BCR のエラー
    ○ バーコードの読取に失敗
    ● 原因
    ○ 高速移動
    ○ バーコードの擦れ
    ○ 振動等による BCR 本体のズレ
    ○ BCRの異常(設定ミス,故障)

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  22. 対応
    ● エラー時の個別対応は困難
    ○ 日常的に読取失敗が発生
    ○ 少数回のエラーは様子見
    ● 頻発する場合
    ○ 点検
    ○ 調整
    ○ 交換
    主に事後対応
    エラー    故障

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  23. 事前把握は可能?
    ● 倉庫内でのエラー確認は困難
    ○ 数百台 @ AVC 関西
    ○ エラー表示端末が倉庫内に点在
    ○ 全件確認に数時間
    ● 異常判断が困難
    ○ 何回エラーを出したら異常?
    ○ 徐々に/急に増えたら異常?
    従来設備では不可能

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  24. やりたかったこと
    1. No Read Error の時系列変化が見たい!
    2. No Read Error が頻発する BCR をいち早く把握したい!

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  25. GCP の活用
    データ処理
    ログ蓄積
    見える化

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  26. データフロー
    設備稼働 log
    確認
    点検
    処置

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  27. BigQuery によるデータ蓄積
    ● 設備稼働ログを BigQuery に蓄積
    ○ 全 BCR について
    ■ 正常通過回数
    ■ No Read Error 回数
    ● データ可用性を重視

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  28. Compute Engine によるデータ処理
    1. Data Portal 用データ加工
    ○ BigQuery + python(pandas + pandas_gbq) にて実装
    ○ 一定期間毎のエラー率,エラー回数累計等を計算
    2. Slack を用いたアラート発報
    ○ 1 日1 回アラートを発報
    ○ 対話形式で対応済機器を登録

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  29. Slack 画面イメージ(アラート時)
    日付 BCR位置 NR率 NR回数 通過回数
    20190701 3F_A_GTP_15_S 1.09 20 1809
    20190701 4F_C_GTP_03_S 3.56 98 2756
    20190701 3F_A_GTP_IN_A1_E 2.53 25 987
    2019年7月1日分のBCR No Readアラートをお知らせします。
    AVCK_bot アプリ 10:15
    過去5日間で
     「3F_A_GTP_15_S」が3回【 2019/06/29 対応済 】
     「4F_C_GTP_03_S」が2回
    それぞれ閾値を超えています。
    送信

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  30. Slack 画面イメージ(対応時)
    送信

    過去5日間で
     「3F_A_GTP_15_S」が3回【 2019/07/01 対応済 】
     「4F_C_GTP_03_S」が2回
    それぞれ閾値を超えています。

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  31. Slack 画面イメージ(対応時)
    送信
    + 4F_C_GTP_03_S 対応完了
    @AVCK_bot
    過去5日間で
     「3F_A_GTP_15_S」が3回【 2019/07/01 対応済 】
     「4F_C_GTP_03_S」が2回
    それぞれ閾値を超えています。

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  32. Slack 画面イメージ(対応時)
    4F_C_GTP_03_S 対応完了
    三井_yasuyuki_mitsui 12:30
    送信

    過去5日間で
     「3F_A_GTP_15_S」が3回【 2019/07/01 対応済 】
     「4F_C_GTP_03_S」が2回
    それぞれ閾値を超えています。
    @AVCK_bot

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  33. Slack 画面イメージ(対応時)
    三井_yasuyuki_mitsui 12:30
    @yasuyuki_mitsui:
     「4F_C_GTP_03_S」を対応済リストに登録しました。
    送信

    アプリ
    AVCK_bot 12:30
    過去5日間で
     「3F_A_GTP_15_S」が3回【 2019/07/01 対応済 】
     「4F_C_GTP_03_S」が2回
    それぞれ閾値を超えています。
    4F_C_GTP_03_S 対応完了
    @AVCK_bot

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  34. Data Portal によるグラフ化
    ● BigQuery に蓄積されたデータをグラフ化
    ○ No Read Error 率を時系列可視化
    ○ Error 率の推移を確認
    ● 現場スタッフによる UI 利用
    ○ 対象 BCR のフィルタリング
    ○ 表示期間指定

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  35. Data Portal によるグラフ化の例

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  36. Data Portal によるグラフ化の例
    ● 直感的で分かりやすい UI
    ● BigQuery と連動してグラフが自動更新

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  37. 現場からの声
    ● 「エラーが頻発している BCR をいち早く把握することで重大な
    問題に発展する前に対応できるようになった」
    ● 「エラー多発の要因分析ができるようになった」
    ● 「他の機器にも展開したい」

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  38. おわりに

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  39. 今後の展開
    ● 予知保全の実現へ
    ○ No Read Error 傾向と現場対応実績との相関分析
    ○ 対応方針を推測
    ○ 故障時期の予測
    ● BCR 以外への設備への展開

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  40. GCPとの連携強化(予知保全以外)
    ● スタンドアロンなデータ同士の GCP 上で連携
    ○ 在庫
    ○ 売上
    ○ 配送
    ○ 販促 etc.
    ● 未来の姿:全てのデータを GCP 上で処理
    ○ 分析
    ○ 予測(機械学習)

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