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コニカミノルタとNEC、ローカル5Gを用いた無軌道型無人搬送車の高効率自動制御システムを共同開発
「未来ファクトリー」構想を具現化する共創の取り組みの一環
2022年1月18日 06:15
コニカミノルタ株式会社と日本電気株式会社（以下、NEC）は17日、ローカル5Gを用いたAGV（無軌道型無人搬送車）の高効率自動制御システムを共同開発したと発表した。
コニカミノルタが掲げている「未来ファクトリー」構想の具現化に向けた取り組みのひとつで、大阪府高槻市のコニカミノルタの研究開発拠点である「Innovation Garden OSAKA Center（IGOC）」に同システムを展示し、デモンストレーションが行える環境も整えた。
両社は2020年11月から、IGOCを活用して5GによるDX推進のための共創を進めてきた。今後、同システムの実証実験などを通じて実用化に向けた取り組みを進めることになる。
今回開発したAGVの高効率自動制御システムでは、コニカミノルタの画像AI技術である「FORXAI（フォーサイ） Imaging AI」の物体検出アルゴリズムと、NECの自律移動ロボット管制制御ソフトウェアである「NECマルチロボットコントローラ（MRC）」を用いている。
AGVに搭載したカメラの画像から、約2メートル離れた場所にある障害物を検知。遠距離から検知することで、レーザーレーダーを用いた一般的な制御システムと比べて、AGVの効率的な迂回（うかい）制御が可能になるのが特徴だ。また、AGVに搭載したカメラで進行方向の視野を確保するため、カメラを固定して使う場合に課題となる死角を無くし、より安全な走行を実現することができる。
さらに、大容量、超低遅延、多数同時接続、干渉が少ない安定した無線ネットワークを実現するローカル5Gの特長を生かして、すべての機器をローカル5Gで接続。画像による物体検知をリアルタイムで行い、安全、高効率の搬送を実現する。
コニカミノルタの物体検出アルゴリズムは、複数種類の物体に対して、Intel Core i7で100fps以上という高速での物体検出を実現。FORXAIマネジメントコンソールを活用して、AGVに搭載しているカメラやロボットの死活監視や稼働制御を行うほか、それらのデバイスにインストールされたAIアルゴリズムをリモートでアップデートでき、メンテナンス作業の効率化も実現する。
「物体検知アルゴリズムは特別なGPUなどが不要であり、小さなエッジデバイス上で高速かつリアルタイムに動作し、AGVの高度化を実現できる。骨格検出、属性認識などの機能もあり、組み合わせることで、さまざまな分野での応用が可能になる」（コニカミノルタ IoTサービスPF開発統括部 統括部長兼画像IoTソリューション事業部 副事業部長の岸恵一氏）という。
一方、NECのMRCは、多種多様なロボットの集中制御と一元管理を行え、ロボットごとにシステムが存在したり、現場変化や物流変動へ柔軟に対応できなかったり、といった課題を解決する。また、複数の自律移動ロボットの運用効率の向上と業務システムとの連動によって、製造現場などの生産性向上に貢献できるという。
MRCでは、現場状況に適応し、AGVに最適な走行経路をリアルタイムに計算する「最適経路生成」、制御モジュールを追加することで、多種多様なAGVを制御できる「各種AGVへの対応」、上位システム向けAPIを提供し業務アプリケーションや生産設備などの他システムとの連動して、AGVを管理、制御する「業務システムとの連動」という3つの特徴を持つ。管理はPC、タブレット、スマホで可能。対象となるすべての機器を、リモートから集中制御できるという。
今後、ローカル5G環境下で、多数のAGVをMRCによって集中制御し、数100台のAGVが同時に稼働する状況においても、大容量、低遅延通信による安全な自動運行制御の実現を目指す。
「産業DXの実現においては、NECが持つ5G技術、AI、IoTプラットフォームに加えて、さまざまなパートナーとの共創活動が重要である。特に、5Gでは早く成功事例をつくり、世の中に発信して、共感の輪をつくることが大切であり、5Gの活用に積極的な企業とコラボレーションを進めている。コニカミノルタとは、製造市場をターゲットに、5G活用において注目されるAGVでの共創を進めてきた。現場の環境変化への柔軟な対応が求められていること、決められた軌道上での制御に限定される環境から脱却すること、事故防止のために稼働エリアを分ける現状を見直すこと、マルチベンダーのAGVを制御することなどが課題となっており、AGVを高度化する必要性がある。今回の共創を通じて、これらの課題を解決していきたい」（NEC 新事業推進本部の新井智也本部長）と述べた。
コニカミノルタの「未来ファクトリー」構想は、同社が考える2030年の生産の姿を描いたもので、「AIやIoTの進化により、社会環境が急速に変化する未来の生産」と位置づける。
工程ごとに共通の産業用ロボットを用いて多品種生産ができ、工程間のモノの移動においても自動化が進み、「人と機械が共存する安全・安心ファクトリー」と「多品種・小ロット生産を実現する自律型デジタルジョブショップ」が目指す姿だ。
また、未来ファクトリーを実現する重要な技術となるFORXAIは、同社の創業以来の強みであるイメージ技術を活用したImaging AIのほか、これらを活用するハードウェアのEdge Device、開発者に提供するIoT Platformで構成。技術パートナーやソリューションパートナーが参加するFORXAI COMMUNITYを設置し、FORXAIパートナープログラムによって、パートナーとの共創によるデジタルソリューションの提供を目指している。
「パートナーのハードウェアでコニカミノルタのAIを実行したり、パートナーのAIをコニカミノルタのハードウェアで実行したりといった取り組みのほか、プラットフォーム同士の連携などにも取り組んでいる。これにより多様化している顧客の課題を解決し、継続的なイノベーションの開発にもつなげたい。社会課題をイメージングの力で解決したい」（コニカミノルタの岸氏）とした。
IGOCでは、すべてのエリアでキャリア5Gおよびローカル5Gを利用できる環境として構築。パートナー企業や研究機関、教育機関とともに、新たな価値創造のための共創の場となっている。また、IGOCが設置されているコニカミノルタ高槻サイトは、画像IoT技術者が集結しており、画像IoTプラットフォームや、独自センサーおよびエッジシステムの開発拠点にもなっている。
「5G通信で働き方を変革するワークプレイスと、新規IoTサービスの創出の拠点としており、日々仕事を行っているエリアのすべてを5G環境とすることで、ユーザーがソリューションを利用する現場に近い環境で、5GおよびFORXAIの研究開発を行っている」としている。