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3.
© 2021, Amazon
Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Product & Product Design Smart Factory Smart Products & Services • インフラを意識せず、デザイン作 業そのものに集中 • 多数の並列タスクを実行すること で、市場に出るまでの時間を短縮 • オンデマンド利用によるコスト削 減 • クリティカルデータとIPを保護す るセキュリティ • Overall Equipment Effectiveness (OEE)の改善 • 制御はエッジ、蓄積・分析・ロ ジック生成はクラウドのハイブ リッドとすることで、進化し続け る工場を実現 • 新しい収益モデルの獲得 • コネクテッドプロダクトによる顧 客体験と品質の改善 • スケーラビリティ(Up/Down, Global) • コストの低減とセキュリティの向 上 製造業におけるクラウド活用カスタマーユースケース
4.
© 2021, Amazon
Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. 生産現場におけるIoT・クラウドの活用例 ① ② ③ ④ 生産状況の見える化 分析による業務改善 予兆保全/品質予測 課題:簡単に早く設備の稼働状況を把握したい 課題:設備稼働データを使った分析により業務改善を行いたい 課題:稼働率向上のために予知保全を行いたい/品質予測により外部 不良率を低減したい 外観検査・画像解析 課題:画像解析用いて設備管理や外観検査の自動化に活用したい 生産ライン NC PLC/DCS/OPC 人 データ収集・蓄積 可視化 IoT Gateway 生産ライン 生産ライン 生産ライン データ収集・蓄積 + 可視化 統合データベース 分析 生産 品質 設備 生産ライン 収集 蓄積 データ加工 機械学習 (1)データ発生 (A) データ送信 (B) モデリング (C) 構築モデルの配布 (2) 異常検知 (3) 警告灯点灯 予測モデル の作成 生産ライン 収集・蓄積 ラベリング 機械学習 (1) 撮影 (A) データ送信 (B) モデリング (C) 構築モデルの配布 (2) 不良検知 (3) 仕分け 予測モデル の作成
5.
© 2021, Amazon
Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark 機械学習を用いた外観検査の自動化 工場データの可視化・分析 https://aws.amazon.com/jp/local/manufacturing/ AWSの製造業に対する取り組み 複数のセッション動画、デモコンテンツをご視聴 できますので、是非ご参照ください。 ARを用いた生産ラインの可視化と異常検知
6.
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7.
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8.
© 2021, Amazon
Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. デモ使用機材 • ミニチュア工場装置 • フィッシャーテクニック・エデュケーション • Conveyor Belt 24V • Indexed Line with two Machining Stations 24V • Sorting Line With Color Detection 24V • PLC • 三菱電機 FX5UC CPUユニット FX5UC-32MR/DS-TS • Edge Computer • NVIDIA Jetson nano
9.
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10.
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11.
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12.
© 2021, Amazon
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13.
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Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Stream Manager Visual Inspection Demo Architecture AWS Cloud Jetson Nano Greengrass Core PLC control Lambda Inference Lambda model Topic Amazon SageMaker Amazon SageMaker Ground Truth Amazon Simple Storage Service AWS IoT SiteWise Camera PLC
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Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. プロトコルアダプタの選択肢 • Modbus-RTU • Greengrass Connectorとして提供 (設定のみで接続) • OPC-UA, Modbus-TCP, EtherNet/IP • IoT SiteWise (Greengrass Connecter) の利用で可能(後述) • OPC-UA • Adapter実装リファレンスを提供 https://github.com/aws-samples/aws-iot-greengrass-opcua-adapter • OPC-DA, SLMP • Machine to Cloud 接続フレームワーク (AWS Solutions) として提供 https://aws.amazon.com/jp/solutions/implementations/machine-to-cloud-connectivity-framework/
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Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. 3rd Party ソフトウェアによる収集 Factory AWS Cloud MELIPC MELSEC AWS IoT Core AWS IoT Analytics Amazon QuickSight Operation Dashboard (稼働状況) BI Dashboard (稼働実績、統計情報) EdgeCross v1.22 より GUI 操作のみで AWS にリアル タイムでデータ送信可能。 AWS より WhitePaper を 提供 (※) AWS IoT SiteWise ※ https://www.mitsubishielectric.co.jp/fa/ssl/sols/psm/psh/solution/detail/?companyid=kmpu1 6nkq8&solutionid=b185eead-2931-4224-89a3-0e977be67d71
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Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. AWS IoT SiteWiseは、ローカルゲートウェイを使用してプラントからデータを収集し、 そのデータを構造化してラベルを付け、リアルタイムのKPIとメトリクスを生成して、 データに基づく意思決定を改善します AWS IoT SiteWise データを構造化し、機器と プロセスのパフォーマンス メトリックを指定する ダッシュボードを作成および 共有して、現在から過去の機 器データを視覚化 機器データを数分でAWSに 取り込む ASSET MODEL Property: Attribute tool_id : Property: Time-series pressforce-ch1 : Property: Formula Avg Pressforce : f (pressforce-ch1) データを時系列データベースに 格納 Analytics Services
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Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. データの収集 • すべての設備のデバイス、機器、ヒストリ アンDBからデータを収集 • MQTT, OPC-UA, EtherNet/IP, および Modbus プロトコルをサポート • AWS IoT CoreおよびPUT APIを介してAWS IoT SiteWiseにデータを取り込み • エッジゲートウェイを一元管理 OPC-UA Modbus-TCP EtherNet/IP Device MQTT Greengrass SiteWise Connector AWS IoT SiteWise AWS IoT Core AWS SDK Analytics Services
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Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. 工場データの可視化・分析
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Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. 工場データの可視化・分析 AWS IoT SiteWise Monitorによる リアルタイムデータの可視化・分析 QuickSightによる 中長期データのBI分析
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Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. AWS IoT SiteWise Grafana Integraion • Grafana 7.3.0 以降でデータソースとしてSiteWiseを指 定できるプラグインを提供開始 • AWS Managed Service for Grafana (AMG) のデータソース としても指定可能 • Grafanaダッシュボードの様々な視覚化オプションで 機器データをニアリアルタイムで可視化、監視が可能 に • 複数のAWSソース(Amazon Timestream, CloudWatchなど )およびその他のデータソースからのデータを単一の Grafanaダッシュボードで可視化可能に https://aws.amazon.com/jp/about-aws/whats-new/2020/12/introducing-aws-iot-sitewise-plugin-for-grafana/ https://docs.aws.amazon.com/ja_jp/iot-sitewise/latest/userguide/grafana-integration.html Analytics Services
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Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Smart Factory Demo Architecture Plant AWS IoT Core AWS IoT Greengrass AWS Cloud AWS IoT SiteWise AWS IoT Events AWS Lambda Web Browser AWS AppSync Data upload w StreamManager Publish error warning Status check Real-time data monitoring Data reference by head-mount device AWS IoT Analytics Amazon QuickSight
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Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. AWS IoT SiteWise Edge -エッジでのデータの処理 • アセットモデルによるプロパティに対するラベ ル付け、変換の実行、およびメトリクスの計算 をローカルで実行 • 変換を使用しデータをフィルタリング • プロパティとメトリクスの履歴データに アクセスするためのGET API • フィルタリングまたは集計された結果のみをク ラウドに転送しコストを最適化 • アセットモデルは自動的にクラウドから エッジゲートウェイに同期されます Ingest Local Apps Get API Label inputs and compute metrics Query path ASSET MODEL Property: Attribute robot_id : Property: xPosition pIck-rate-ch1 : Property: Formula Picking Workcell Put API UPLOAD path Cloud Destinations Process Streams Local Storage Analytics Services Preview
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Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Smart Factory Demo Architecture Plant AWS IoT Core AWS Cloud AWS IoT SiteWise AWS IoT Events Web Browser Data upload w StreamManager Publish error warning Status check Real-time data monitoring Data reference by head-mount device AWS IoT Analytics Amazon QuickSight AWS IoT SiteWise Edge AWS IoT Greengrass
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Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. 装置の異常検知
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Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. 機器またはプロセス内のイベント を検出するために受信 テレメトリデータを評価する ための単純なロジックを構築 何千ものセンサーや他のソース のデータからイベントを検出 結果をトリガーして 操作を最適化 AWS IoTイベントを使用すると、機器および一連のデバイスからのデータを 継続的に監視し、イベントが発生したときに適切な対応をトリガーできます ! AWS IoT Events Analytics Services
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Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. IoT Eventsで作成している探知モデル
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Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. 保守の進化 事後保全 Reactive Maintenance Time Based Maintenance Condition Based Maintenance 状態基準保全 Predictive Maintenance 保守の進化
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© 2021, Amazon
Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Monitron https://aws.amazon.com/monitron/ Amazon Monitron は機械学習や開発の経験が無くても、 Amazonの配送センターで機器を監視するのと 同じテクノロジーで予防保守を実現する システムをエンドツーエンドで提供。 振動や温度を捉えるIoTセンサやデータ集約・転送を担う ゲートウェイ、データを処理するクラウドサービス等 バージニア北部で利用可能。スターターキットが米国、 英国、EU で購入可能。日本対応は未定 モバイルアプリはGoogle Play Storeで入手可能。 機械学習の技術により産業機械の異常な動作を検知、 予防保全を行えるようにすることで計画外の停止時間の削減を図る
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Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Lookout for Equipment https://aws.amazon.com/lookout-for-equipment/ 既存の機器センサーを利用している環境で、 機械学習の知識なしに設備の動作異常を検出し、予防保守を可能にする 個々の機器データを基に機械学習を使用した高精度の異常検知を実現 従来からある閾値ベースや統計ベースではない 既存センサーデータを利用可能 利用が容易ですぐに始められる モデル学習、推論の自動化 継続的な精度の改善 異常検知結果への人によるフィードバックで精度改善 異常検知時の対処の自動化 問題チケットの作成や自動アラームの通知
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Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. 機械学習を用いた外観検査の自動化
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Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. About Visual Inspection Model Input data Diff Model Restored image Abnormal part ① ② ① - ②
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Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. モデル作成だけでなくモデルの再学習や ダッシュボードによる検査状況のモニタリングまでカバー 画像の登録 モデルの学習 モデルの評価 外観検査 正常画像を 20枚以上、異常画像を10枚以上用意し、 それらにラベル情報を紐付ける 登録した画像とラベル情報を指定して学習開始 学習に使用していない画像を使って性能を評価し、 予測が間違っていたら修正して再学習を実行 作成したモデルに画像を入力して得られた結果を ダッシュボードでグラフィカルに確認 https://aws.amazon.com/jp/lookout-for-vision/ 画像の異常検知 – Amazon Lookout for Vision
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Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Rekognition Custom Labels どの欠陥かを区別したい、 画像の どこにどの欠陥があるか まで検出したい場合に有用 Amazon SageMaker Ground Truth で作成した教師データを使ってモデルを構築 ノーコードで 独自の物体検知・シーン認識モデルを構築 https://aws.amazon.com/jp/rekognition/custom-labels-features/
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Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. 参考リンク • ミニチュア工場を使ったスマートファクトリーデモのアーキテクチャ • https://aws.amazon.com/jp/blogs/news/architecture-of-smart-factory-demo-using-model-factory/ • 日本のお客様向け AWSの製造業に対する取り組み • https://aws.amazon.com/jp/local/manufacturing/ • AWS IoT SiteWise ハンズオンを公開 • https://aws.amazon.com/jp/blogs/news/https-aws-amazon-com-jp-blogs-news-aws-iot-sitewise-workshop/ • https://iot-sitewise.workshop.aws/ja/
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