Ubisense UWB位置測位システム Ubisense UWB位置測位システムとは？ 人、製品、部品、工具、設備などに取り付けたタグの位置を センサから測位するシステム 特徴 – 広範囲 センサの設置間隔は ～50m – 超広帯域無線（UWB）を利用 • 規制緩和措置により日本国内では2014年より屋内での使用可能 • Ubisenseタグ/センサは、型式認定取得済 (003-140083, 003-140009) – 高精度 測位精度は、XYZ方向で 15cm程度 （工場のライン上において） 人と車と工具の位置関係を15cm精度で認識 – 高メンテナンス性 タグのコントロールをセンサからリモートで出来る – 測位周期などの変更 – タグの電池寿命 通常使用で1年 Confidential & Proprietary ©2015 Ubisense 2 Ubisenseについて • 2003年にイギリス ケンブリッジに設立、現在社員数250名 AIM上場 • 3D位置測位システムを開発（ハードウェア＋ソフトウェア）、15cm程度の測位精度 製造現場におけるプロセスの見える化、自動化を実現 Ubisenseについて/) • 固体識別 & 位置情報に関するソリューションを提供 • 2003年1月イギリス ケンブリッジで設立 • 国際的に認識された顧客からなるカスタマー・ベース – 全世界50社以上、センサー：6,000以上、タグ：22,000以上 • ロンドン証券取引所AIMに上場 – Revenue (2013)：￡27,002K (≒¥4,700M) – 社員数(2013)：240名 Customers Partners Ubisense UWB位置測位システムの位置づけ 存在の検出や識別から正確な位置情報を取得できるように バーコード アクティブ RFID / WiFi パッシブ RFID 識別 Ubisense RTLS • Ultra-wideband ベース (UWB 8.5GHz～9.5GHz) –高精度で安定 •標準的なイーサネット環境で稼動 • 総務省 電波管理局型式認定取得済み –電波法改正により2014年より使用可能 • 既存設備との共存使用可能 存在検出 RTLS 正確な位置情報 測位方法（なぜUWB?） 建物の中の位置情報を正確且つリアルタイム に検索する事は非常に困難な課題 Rx – 無線による位置決定は、送信機から受信機への経路 を測定 反射信号 – 直接パス信号からのみ正確なロケーションを得ること ができ、反射信号はエラーとなる Tx 直接パス信号 反射信号 従来のRFでは、建物内での反射はダイレクトパス信号 を歪ませ、正確なパルスのタイミングが難しくなる 信号 強度 UWB信号では直接パス信号は、反射波と区別 することができ、正確なパルスタイミングが容易 に得られる 信号 強度 時間 3~5m ずれ -41.3 dBm/Mhz 時間 200ps = 6cm の解像度 測位方法（より正確な測位手段） 新しい無線技術である超広帯域（UWB）を使用することで、インダストリアル環境 下で30cmの精度で3D位置測定が実現 センサー ケーブルを介したタイミング同期 マスター センサー a2 a1 t2 t1 Tag Ubisenseセル・ネットワーク内のセンサは、従来型の無線信号でタグと通信を行い、状況に応じ最大 20回/秒のUWBパルス生成を要求 UWB信号をセンサが受信すると、受信角度( Angle of Arrival: AOA)を計算．2個のセンサーがタグか らの信号を受信することで位置を計算 センサー間の同期が取れていれば、ペアになったセンサーの受信タイミングの差(Time Difference of Arrival :TDOA)が計算でき、正確な位置が測定可能． モーション・モデル・フィルター等の第3世代ソフトウエア技術により、より安定性と信頼性を高める、シス テム・チューニングと構成が可能 Confidential & Proprietary ©2015 Ubisense 7 タグの製品ラインアップ Compact Tag 小さい (38 x 39mm) 軽量 (25g) Tool Tag 工具への取付用タグ Industrial Tag 堅牢、防塵・防水 (IP67) 電池が長寿命 (6年以上) Module Tag タグ基板 (工具などへ組込可能) 状況認識によるツール・コントロール 事例 • ユーザー事例： BMW Regensburg – 2kmの組立ラインを500のセンサーでカバー（2009年導入） – タグを1000 台の車両と150のツールに装着 >99.999%の信頼性確立 – 車種/仕様に応じてツールプログラムを自動的に設定 • 全世界でUbisense Smart Factory システムを使用した生産台数 約8000 台/日=全世界の生産台数の約４%！ ロケーション & 相互作用 ゾーンによる拘束 仮想 3D ゾーン 正確な 3D センサー タグ 空間相互作用 ロケーション オフライン・プロセス・コンテキスト • 正確な幾何学的特徴を活用した実レイアウトのモデル化 • 全てのプロセス・エリアとワークセルをモデル化 • 全ての手直し、一時保管ベイをモデル化 • プロセスのフロー及び相互関連予測モデルを作成 • 作業領域、ワークセルのパフォーマンスを測定 • 製品の作業時間、滞留時間を計測 • モニタリングされたプロセスに コンテキストを追加; 何が、 何処で、何時、何故起こったか? • 問題解決、分析·改善 を支援するために KPIを設定 K (重要業績評価指標) Proprietary and Confidential 海外での実績・事例のご紹介 SMDK社 – 廃棄物処理場 (スイス) 作業員の安全管理 導入エリア: 11000 m² (第1段階) | センサ数: 42 | タグ数： 180 | 運用開始： 2008年 問題点 ・汚染物質の除去に伴う有毒な粉塵、ガス、臭気の漏出を防止するため、 ホール内に危険領域を設ける必要があった ・作業員の安全性が第一で、安全性を確保するための実用的な手段が 必要だった Ubisense Location Platform ソリューション ・各作業員のヘルメットに取り付けたRTLSタグの位置をリアルタイムに追跡、 危険エリア内にいる作業員の人数や正確な位置を把握 ・火事などの緊急時に、正確な人数の把握や作業員の救出などに利用 導入結果 ・ 危険エリア内にいる作業員の安全性が大幅に向上 作業員の位置追跡 BNFL – 原子力発電所 (イギリス) 作業員の安全管理 導入エリア： 100 m² | センサ数：8 | 検出精度：30 cm (3D) 問題点 ・ 老朽化した原子力発電所の廃止にあたり、施設内の解体などに関わる 作業員の安全のため、作業期間内の放射線の被曝量が基準値以下で あることを保証する必要があった ソリューション BILアプリケーション Ubisense Location Platform 放射線 線量計 ・ 作業員はタグと放射線量の測定装置の両方を装着 ・ 作業員の位置情報と放射線量を測定し、履歴を平面図上に表示 ・ 作業員の作業計画の調整に利用可能 導入結果 ・ 放射線量のマップや作業員の被曝量の履歴表示により、 作業員の安全性と運用の効率が大幅に向上 作業員の位置追跡 放射線測定 POSCO社 – FINEX製鉄プラント (韓国) 作業員の安全管理 導入エリア： 12,000 m² (12フロア) | センサ数：42 | 検出精度：100 cm (3D) 問題点 ・巨大な製鉄プラント内の高炉は、複数のフロアと複雑な構造を持っており、 作業員の安全性に最大限配慮する必要があった Ubisense Location Platform ソリューション ・ 作業のヘルメットに取り付けたタグをリアルタイムに追跡 ・ プラント内のフロアにいる作業員の正確な位置の検出が可能 ・ 緊急時に、作業員の正確な人数の把握や避難誘導などに利用 導入結果 ・ 製鉄所内にいる作業員の安全性が大幅に向上 作業員の位置追跡 BMW社 自動車工場 (ドイツ) 導入エリア: 組立ライン1.9 km | センサ数: 457 | 精度: 30 cm (3D) | 1日の検出数: 165000 | 信頼性: 99.9998% 問題点 ・様々なモデルの車両を同一の組立ラインで製造している ・各車両モデルに対応した設定を車両加工時に電動工具へ送信 ・既存システムでは車両モデル特定の為にバーコード・スキャナを使用、 スキャン作業(1回約6秒)に1日1000台・165箇所で約275時間かかっていた ソリューション Production Management System Ubisense Assembly Control IBS Tool Controller 車両 – 工具 関連付け DC 工具 ・ 車体と電動工具に取付けたRTLSタグを追跡し、車体に近づいた工具を検出 ・ 車体番号を自動的に認識するため、人手のバーコード・スキャン作業が不要 ・ 車体番号の設定(トルク値など)を生産実行システム(MES)から工具に送信 結果 ・ ヒューマンエラーや作業の手戻りの削減 ・バーコード・スキャン作業が不要となり、作業時間を1日あたり275時間削減 (コスト削減効果により、約1年間でRTLS導入の費用を回収) アストンマーチン社 自動車工場 (イギリス) 導入エリア: 11700 m² | センサ数: 58 | 精度: 50 cm (2D) | 信頼性: 99.9% 問題点 ・車両の仕上工程における作業工程漏れによって、手戻り作業が発生していた Enterprise Intranet ソリューション ・最終工程のローリング・ロード試験やホイール調整、塗装検査などの工程を見える化 ・プロセス順序や各工程の所要時間のしきい値を、予め定義したルールによって指定 ・工程中に例外が発生した際、現場の作業員、社内ネットワーク上に警告を表示 Ubisense Visible Industrial Process 結果 仕上げ工程と手戻り作業工程において、車両を常に可視化することにより、 ・作業工程漏れによる手戻り作業を削減 ・手戻り作業の削減による作業品質の向上 車両 – ベイ /エリア 関連付け & プロセスルール エアバス社 A380組立工場 (フランス) 導入エリア: 3 工場 | センサ数: 118 | タグ数: 220 | 精度: 1m 問題点 ・ A380の胴体や翼等の主要な部位はヨーロッパ全域の様々な工場で製造 ・ 各工場から最終組立工場に納期通りに到着するには、各工場における 最新の作業状況を追跡するためのシステムが必要であった ソリューション ・ 各仕掛品に取付けたRTLSタグをリアルタイムで正確に追跡 ・ 現在位置を平面図に表示し、製造中の仕掛品を見える化 ・ 作業プロセスの逸脱、作業漏れ、サイクルタイムの超過時に警告を通知 Enterprise Intranet Ubisense Visible Industrial Process Site 1 Site 2 Site 3 結果 ・ 仕掛品を自動的に位置追跡することで状況報告の遅れを解消 ・ 作業遅れによる工場全体への影響評価の精度向上 ・ 作業遅れの減少によるコスト削減、在庫減少によるコスト削減 MCA – ベイ / エリア 関連付け& プロセスルール ユーロコプター社 (フランス) 導入エリア: 1 工場 | センサ数: 25 | タグ数: 150 | 精度: 1m 問題点 ・12,000 ㎡、4ホールの敷地内で1500以上の作業が同時に進行している SAP ・作業指示が可視化されておらず、部品の誤配送や紛失につながっていた ・作業指示が紙ベースのため、必要な作業指示を見つけるのが困難であった ソリューション Ubisense Asset Manager ・ 部品や作業指示を入れるボックスに取り付けたRTLSタグを正確に追跡 ・ 作業指示の現在位置をリアルタイムに表示 ・ 移動履歴の統計分析やレポート出力 結果 ・必要な作業指示を見つけるのにかかる時間を削減 ・作業プロセスのモニタリング精度の向上により、作業指示の処理時間を削減 作業指示の追跡 キャタピラー社 設備工場 (ベルギー) 導入エリア: 400 m² | センサ数: 8 | 精度: 30 cm (3D) | 信頼性: 99.9% 問題点 ・油圧バルブにホースを固定するボルトの締付作業は固定のトルク値で 行う必要があり、 ボルトが正しく締め付けられたことの100%の追跡性が 品質標準で要求されている ソリューション ・無線の電動レンチに取り付けたRTLSタグの位置を正確に追跡 ・車体番号に応じて、トルク値などの設定を工具へ自動的にロード ・あらかじめ決められた作業空間以外で工具が使用された場合に警告を発生 DeJaeger ProTrac (PMS) Ubisense Location Platform DeJaeger Tool Control バルブ-工具 関連付け DC 工具 結果 ・正しいトルク値で締め付けが行われていることを保証 ・締め付け作業の100%の追跡性を実現 ・バルブやホースを誤って取り付けたことによる手戻り作業の削減 ホンダ バイク工場 (イタリア アテッサ) 導入エリア: 2000 m² (75 m 組立ライン) | センサ数: 13 | 精度: 30 cm (3D) | 信頼性: 99.9% 問題点 ・各作業ステーションで車両識別番号のラベルを手動でバーコードスキャンし、 作業タスクのリストを呼び出す必要があった ・重要部品を追跡するシステムがなく、追跡に時間と手間がかかっていた ソリューション ・車体に取付けたRTLSタグを追跡、車体が作業ステーションへ進入した際に、 各作業ステーションのタスクを生産計画システムから自動的に取得 ・重要部品に取付けたRTLSタグを追跡、重要部品の位置管理や部品補充の 警告を通知 結果 ・ 生産ラインにおける作業の最適化やエラーの削減 ・ 重要部品の在庫補充の効率改善 ・長期的な品質向上と顧客満足の向上 IBM LAS Ubisense Location Platform バイク車両と 部品の追跡 Passive RFID フレームの認識 バス・アイロン・ワークス造船所 (アメリカ) 導入エリア: 11000 m² (第1段階) | センサ数: 42 | 精度: 100 cm (3D) 問題点 ・ 造船所ではドックや建物内に非常に多くの工具や装置を所有しており、 工具の置き忘れで必要時に見つからないなどの問題を抱えていた Enterprise Intranet ・ 特に政府の監査時などにスケジュールが遅れる影響があった ソリューション ・ 工具にタグを取り付け位置を正確に追跡、現在位置を平面図上に表示 ・ リアルタイムの位置追跡により、政府の監査を支援 ・ 工具の移動履歴、利用状況の統計分析やレポート作成 結果 ・ 工具の探索時間の削減、効率性の向上 ・2015年10月11日 政府の監査にかかる時間の削減 Ubisense Asset Manager アセットとツールの追跡 MetroTransit社 バスターミナル (アメリカ) 導入エリア: 5 ガレージ | センサ数: 450 | タグ数: 1000 + | 運用開始: 2009年 問題点 ・GPSで検知できないバスガレージの建物内では車両位置が分からない ・バス発着場ではバスを専任の監視員による誘導によって配備していたが、 監視員が目視で確認する必要があるため、時間と手間がかかっていた ソリューション ・約1000台のバスにRTLSタグを取付け、発着場内での位置を追跡 ・バスの現在位置やメンテナンス状況などをリアルタイムに画面に表示 ・バスの駐車位置の決定や運行する車両の割り当てを支援 Enterprise Intranet Ubisense Transit Yard Manager 結果 ・市内5箇所のバス発着場において、発着場内のバスの正確な停車位置を リアルタイムで得られるようになった ・監視員がバスの現在位置をモニタ上で確認できるようになり、確認作業に かかる時間を大幅に削減 バスの追跡と認識 HERMA社 物流倉庫 （ドイツ） 導入エリア： 約2,000 m² | センサ数： 25 | タグ数： 32 | 運用開始： 2010年 問題点 ・パレットを誤った位置に配置してしまうことがあり、それを探し出すのに 大きな労力と時間が無駄になっていた ・間違った注文の荷物を配送してしまうことがあり、顧客満足度に甚大な 影響を与えていた ソリューション ・フォークリフトにRTLSタグを取り付け、配送エリア内の位置を追跡 ・SAPから配置位置を取得し、タグで取得したフォークリフトの位置と比較 ・間違ったパレットを搭載すると、フォークリストの運転者に警告を通知 ・ドックのエリアを監視し、パレットが正しいトラックに搭載されたことを保証 結果 ・ パレットの探索にかかる時間を削減 ・ パレットの誤配送を根絶 Herma社 SAPシステム 端末機 Ubisense アプリケーション Location Platform まとめ • 世界中の顧客が日々の現実問題に対して Ubisenseのリアル・タイム・ロケーションを 適用しています • Industry 4.0で実現できる事 • 資産とリソースの価値を最大化 • プロセスの最適化 • コスト、リスク、複雑さを削減
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