OHC2018Kagawa - Speaker Deck

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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

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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

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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

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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）

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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）

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Raspberry Pi

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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

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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

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こんなところに使ってみました

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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

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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

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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

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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

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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！

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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

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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・・・

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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）

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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）

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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

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つくりかた（ちょっと突っ込んだ、技術的なはなし）

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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

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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

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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）

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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

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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

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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 ）

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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

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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