3Dデジタルツイン上の操作ログから実践知を抽出し、保守・点検現場の知見継承を支援 する手法を開発
熟練者が着目したポイントを提示し、確認場面の自動再現により現場作業を効率化
日立は、社会インフラや産業設備の保守・点検現場における熟練者不足の課題に対応するため、3Dデジタルツイン上の操作ログから熟練者の実践知を抽出し、知見継承を支援する手法を開発しました。これにより、経験の浅い作業者でも必要な情報へ速やかにたどり着けるようにし、安全で確実な作業を支援します。
保守・点検では、設備の構造や関連文書などを適切に把握する必要がありますが、熟練者がどこを、どの順番で確認し、どの文書を参照するかといった知見は実践知になりやすく、継承が難しいという課題がありました。今回開発した手法は、設備を三次元で再現した3Dデジタルツイン*1上で実際に熟練者が行った操作ログを記録・解析し、支援情報として提示するものです。具体的には、熟練者が着目した確認箇所や参照文書、部品の表示・非表示などを、非熟練者の困りごとに応じて提示するとともに、熟練者が確認した3D場面を自動で再現します。本手法により、実践的な視点の獲得やノウハウの理解・継承を支援し、非熟練者の作業効率化につなげます。鉄道車両保守・点検の一部の作業を模擬して検証した結果、非熟練者が必要な情報に到達するまでの時間を60%削減し、熟練者に近い水準で情報を確認できる可能性を示しました*2。
今後、現場での知見活用をさらに進め、熟練者不足の課題を軽減するとともに、保守・点検現場における教育や知見継承を支援し、Lumada 3.0を実現する技術の一つとして、現場業務の革新に貢献していきます。
*1 3Dデジタルツイン：現実の設備や機器の形状や構造、状態をデジタル上に三次元で再現したもの。今回のケースでは、設備の部品構造を再現し、作業者が必要な情報を把握しやすくする基盤のこと。
*2 熟練者の知見の提示有無の条件で、非熟練者の鉄道車両保守・点検の一部作業を模擬して完了時間を比較した結果。非熟練者が必要な情報に到達するまでの時間は、中央値を用いた比較で60%削減できることを確認。
背景および課題
社会インフラや建設・製造業の保守・点検現場では、熟練作業者の減少を背景に、知見継承と業務効率化の両立が課題となっています。安全で確実な作業には、設備の構造や確認箇所、関連文書を把握し、必要な情報へ速やかにたどり着けることが欠かせません。
日立はこれまで、エネルギーや交通分野の建設・製造・保全などの現場で、現場内外の関係者による情報共有や合意形成を促進し、現場業務を迅速に進めるための現場拡張メタバース技術の開発に取り組んできました*3。これらの取り組みにより、設備や機器の配置や構造を3Dで把握しやすくなり、情報がメタバース空間に集約されることで、必要な情報の探索も直感的に行いやすくなりました。
一方で、業務において確認すべき設備や機器の場所や順序、関連文書などの実践的な知見やノウハウは暗黙知のままであることが多く、経験の浅い作業者への継承については限定的でした。そのため、限られた熟練者に追加の負担をかけずに、実践知やノウハウを現場で活用しやすい形で正確に収集・共有し、経験の浅い作業者が必要な情報に速やかに到達できるようにすることが求められていました。
*3 日立、現場データの収集技術や生成AIを活用した「現場拡張メタバース」を開発：日立
課題を解決するために開発した技術・ソリューションの特長
そこで日立は、保守・点検現場における熟練者不足や知見継承、業務効率化に対応し、安全で確実な作業を支えるため、熟練者の実践知に含まれる視点やノウハウを3Dデジタルツイン上の閲覧・操作ログから抽出し、非熟練者に提示する手法を開発しました。技術の特長は以下の通りです。
1. 文書と3D画面を組み合わせて実践知やノウハウを抽出・整理する技術
3Dデジタルツイン上での熟練者のカメラ移動操作、部品の表示・非表示や分解、関連文書の閲覧、検索操作などを行動ログとして記録・解析し、熟練者が有用と判断した時点で、どの視点で設備を見ていたか、どの部品を表示していたか、どの文書を参照していたかを紐づけて、文書と3D画面として抽出します。3D画面は、視点だけでなく、どの部品を分解・非表示にして確認していたかも含めて特定できるため、非熟練者は「何を見るか」だけでなく「どのように確認するか」まで把握できます。これにより、熟練者の実践的な知見やノウハウを、現場で理解しやすい形で活用できます。
2. 実際の確認場面を自動で再現し、非熟練者に視点やノウハウを提示する技術
非熟練者が困りごとを選択すると、抽出した文書や3D画面を支援情報として一覧表示し、また、熟練者が確認していた場面を3Dデジタルツイン上で再現します。必要な部品の分解や表示・非表示も自動で反映されるため、非熟練者は対象箇所や参照文書に素早く到達できます。これにより、実際の熟練者の行動に基づく支援情報を活用しながら、必要な情報の確認を迅速化し、非熟練者が安心して作業を進められるよう支援します。本手法の検証に参加した非熟練者からは、熟練者の視点には、マニュアルだけでは分かりにくい「つまずきやすい点」や「確認のコツ」が含まれており、安心して作業を進めやすいといった意見が得られました。
今後の展望
今後、日立は、3Dデジタルツインを活用した手法の検証を進め、保守・点検現場における熟練者不足への対応や教育・知見継承に貢献していきます。また、本手法で蓄積・整備するOTナレッジとAIエージェント*4を組み合わせ、Lumada 3.0を実現する技術の一つとして、産業分野における現場業務のさらなる革新を支えていきます。
なお、本成果の一部はIEEE ITSC 2026 (The IEEE International Conference on Intelligent Transportation Systems)で発表予定です。
*4 AIエージェント：利用者の目的や状況に応じて、必要な情報の検索、整理、提示などを自律的に支援するAI。
Lumada 3.0について
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