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OHC2018Kagawa

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October 06, 2018

 OHC2018Kagawa

オープンハードカンファレンス 2018 Kagawa/Fall in OSC
http://oshwc.project2108.com/event/oshwc2018kagawafall/
「ラズパイで製造現場をカイゼンしてみた」

概要:
RaspberryPiと市販のFA(Factory Automation)機器を活用して、製造現場のカイゼンに取り組みました。
MFTの展示物の詳説です。
日経BP主催の「みんなのラズパイコンテスト2017」技術賞受賞作品。

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myasu

October 06, 2018
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Transcript

  1. ラズパイで 製造現場を カイゼンしてみた 於 オープンハードカンファレンス香川2018

  2. 概要 ⚫小型パソコン「RaspberryPi」の紹介 ⚫活用場面と、製作に至った背景 ⚫製作した装置の説明 ⚫RaspberryPi と PLCの比較 ⚫まとめ

  3. 自己紹介 ⚫myasu ⚫岡山県在住 ⚫本業 岡山の機械メーカ、生産技術 (数年前までとあるFA機器メーカーに勤務) 生産設備・治具製作 生産ラインの設計・立ち上げ・カイゼン

  4. 自己紹介 ⚫電子工作が趣味の人たちの集まり 「えれく ら!」 のメンバ ⚫電気・電子・メカ工作のもくもく会、情報交換会 ⚫開催場所:高松・「えれくら!」と、倉敷・「えれく ら!大都会」(←主催)

  5. 小型パソコン「Raspberry Pi」を 生産現場で活用した事例を紹介 小型パソコン「Raspberry Pi」 工場の生産現場 (写真:Switch Science, raspberrypi.org)

  6. Raspberry Pi

  7. 小型パソコン「Raspberry Pi」 ⚫イギリス生まれの、教育用コンピュータ ⚫HDMI出力、USBポート4つ、無線LAN、有線 LAN(B) ⚫価格:8£(約1200円)~ 65mm “Raspberry Pi Zero

    W” “Raspberry Pi 3 Type B+” 85mm (写真:Switch Science, raspberrypi.org) ・UNIX系のOS ・Windows が動作
  8. 小型パソコン「Raspberry Pi」 ⚫PLCのような、デジタルの入出力ポートを装備 ⚫組み込み機器の業界でも、普及が進む

  9. こんなところに 使ってみました

  10. 活用の場面 ⚫とある工場の製品・・・ 農機具(農業で使う道具・設備) ⚫「季節に合わせた製品」を ⚫「多品種・少量生産」 ・「季節に合わせた」 ・「多品種・少量生産」 → 次回の生産は、来年の同じ時期 →

    年間約250機種。生産期間は最短3日~最長4ヶ月
  11. 活用の場面 多品種少量に対応:セル生産方式 工程1 工程2 工程3 工程4 完成品 限られた生産スペースで“多品種少量生産” → 毎週のように、生産ラインを立ち上げ・解体を繰り返し

    部 品 ス ト ア 出 荷 セル生産
  12. 活用の場面 多品種少量に対応:セル生産方式 工程1 工程2 工程3 工程4 完成品 部 品 ス

    ト ア 出 荷 セル生産
  13. 多品種少量に対応:セル生産方式 工程1 工程2 工程3 工程4 完成品 部 品 ス ト

    ア 出 荷 セル生産 活用の場面 ボトル ネック
  14. 多品種少量に対応:セル生産方式 工程1 工程2 工程3 工程4 完成品 部 品 ス ト

    ア 出 荷 セル生産 活用の場面 作業中にいちいち ストップウォッチで 計っていられない!
  15. 多品種少量に対応:セル生産方式 工程1 工程2 工程3 工程4 完成品 部 品 ス ト

    ア 出 荷 セル生産 活用の場面 作業中にいちいち ストップウォッチで 計っていられない! ・各工程の作業が1サイクル 終わるたびにボタンを押す ・作業時間が自動的に、履歴に残る
  16. 測定データの履歴画面 工程1 工程2 工程3 測定データの 履歴を 残している ・・・

  17. 製作した装置 現場で不要になった 液晶モニタ イレクターパイプ 実物の写真 RaspberryPiと周辺回路を 収めた制御盤 無線スイッチ 高さ 約1.3m

    小型パソコン RaspberryPi 2015年に製作、3年以上稼働中・・・ (写真:Switch Science, 富士電機)
  18. 製作した装置 工程1 工程2 工程3 工程4 無線スイッチ使用で煩わしい配線無し ボタン1 ボタン2 ボタン3 ボタン4

    無線スイッチ (写真:富士電機)
  19. 画面構成 タクトタイムの 履歴を グラフ表示 測定データの 履歴画面 測定中の モニタ画面

  20. つくりかた (ちょっと突っ込んだ、技術的な はなし)

  21. ハードウェアの構成 FA用センサなど FA用表示灯など DC24Vで動作する機器 RaspberryPi 3.3Vで動作する部品 フォトカプラ で 電気的に絶縁 フォトカプラ

    で 電気的に絶縁 トランジスタ アレイで 電流増幅 センサ の信号 表示灯の 信号 表示灯を点灯 センサ の信号
  22. ハードウェアの構成 DINレール取り付け (タカチ) 時刻保持RTC ユニット RaspberryPi 本体 トランジスタアレイ FA機器 入出力端子

    フォトカプラ
  23. ハードウェアの構成 アルミフレーム (NICオートテック) イレクターパイプ (矢崎加工) 回転灯 (日惠製作所、 パトライト) 電源レス無線スイッチ (シュナイダー・富士電機)

    スイッチ サーキットプロテクタ (IDEC) 端子台 (東洋技研) コンセント等 (パナソニック) 制御盤の箱 (タカチ、 日東工業、 東洋技研)
  24. ソフトウェアの構成 RaspberryPi OS ・Windows 10 IoT Core UWPアプリ VisualStudioで、 ソフトウェア開発

    リモートデバッグ Wifi
  25. ソフトウェア 詳細 ユニバーサル Windows プラットフォーム (UWP) アプリ グラフ表示 「Live Charts」

    https://lvcharts.net/ タクトタイムの 履歴を グラフ表示 ボタンが押され た信号を受付 前回、ボタンが 押されてからの 経過時間を計算 履歴データを保存 定期的に画面の内容を更新
  26. RaspberryPiとPLC ⚫PLCを使っても、同じようなことが出来る ⚫測定時間の情報を、大きな画面で見たい ⚫大型のFA用のタッチパネルは高価 ⚫Microsoft Visual Studioで開発可能 ⚫Windowsアプリとして開発。(リモートデバッグ可能) ⚫データの収集・解析 ⚫ネットワーク接続を標準装備

    PLC = プログラマブル ロジックコントローラ (写真: Siemens )
  27. RaspberryPiとPLC P L C Raspberry Pi 記述言語 ラダー C# /

    VisualBasic Python 他 RUN中 書き込み 可能 不可能 デジタル入出力 ポートの電圧 24V 3.3V →別途24V変換必要 操作者に対する 入出力機器 FA用 タッチパネル 液晶モニタ マウス、キーボード 使用する上で気になる機能比較 ソフトウェア技術者の方が、ちょっとしたカイゼン機器を開発できる
  28. まとめ ⚫工場の製造現場の、ちょっとしたカイゼンに RaspberryPiを活用した事例を紹介 ⚫PLCとRaspberryPi 得意不得意があるので、 用途や場面に応じて使い分けすることが重要