マルチモーダルなロボットAIソリューション「exaBase ロボティクス」を用いて日本製鉄の重機操業における熟練作業の効率的な技能伝承を実現する基盤を構築

〜スラグ分離作業の効率化に向け東日本製鉄所君津地区で検証開始〜

　AIを利活用したサービスによる社会課題解決に取り組む株式会社エクサウィザーズ（東京都港区、代表取締役社長：石山 洸、以下「エクサウィザーズ」）は、同社が提供するマルチモーダルなロボットAIソリューション「exaBase ロボティクス」によって、重機操業における作業状況を可視化し、熟練作業の効率的な技能伝承を実現するデータ解析基盤を構築しました。そして、本年2月より、日本製鉄株式会社（東京都千代田区、代表取締役社長：橋本英二、以下、日本製鉄）の東日本製鉄所君津地区において同解析基盤の検証を開始しました。

☑︎背景

  少子高齢化に伴う人手不足や製造現場での技能伝承の課題を背景として、産業基盤のＤＸによる「遠隔化・自動化」の推進が喫緊の課題となっています。
  製鉄現場では、溶けた鉄の成分、品位調整をする際に発生するスラグ※を分離する作業が必要になります。この作業では1,000度を超える高温溶融物を扱うため、作業員は現場に設置したカメラで確認しながら重機を用いて遠隔操作で作業を実施しています。高温溶融物の状況が変化する中での作業には、作業員の知識・経験に基づく判断が重要であり、効率的に技能伝承を進める上で実作業の指標化や熟練技能者のスキル・ノウハウを形式知することが難しいといったことが課題となっていました。
※：金属を製錬した時に出る副産物。

☑︎スラグ分離作業におけるデータの可視化を実現、AIが作業者に向けた要点を提示することで作業の効率化・均質性の向上を見込む
  上記課題の解決に向け、エクサウィザーズと日本製鉄はスラグ分離作業における重機操業デジタル化プロジェクトを進めています。このたび、同取り組みの一環として「exaBase ロボティクス」を用いて重機操業における熟練作業の技能伝承を実現するデータ解析基盤を構築し、東日本製鉄所君津地区において検証を開始しました。これにより、重機操業においてこれまでデジタル化できていなかった様々なデータの可視化を実現するとともに、作業における熟練要素の解析を行うことで、勤続10年以上のオペレーターに現れる操業技術を明確にすることができました。また同時に、新人オペレーターにおいても熟練オペレーターと同様の操業が行えるようにAIが作業者に向けた要点を提示することで補佐するソフトウェアを敷設したため、今後、同作業の効率化および均質性の向上が期待されます。

 

図１．製鉄プロセスにおけるスラグ分離作業イメージ

【データ解析概要】
①センサーデータ：重機の操業位置、速度等
制御板の操作情報と重機先端のリアルタイムな位置を取得するセンサーによって、
オペレーターによる操作信号と重機の位置変動を取得し、作業傾向を解析

②動画データ　　：スラグ分離作業の状況、溶融物の状態等
操業エリアに取り付けられたカメラから得られた画像データにより、スラグ分離状況を解析

③操業情報　　　：処理日時、作業者情報等
各操業ごとの担当者、実施日時、対象作業難度を上記データに紐付け、統合的に解析を実施
 

　図２．熟練作業の傾向性把握の流れ※画像はイメージ


【exaBase ロボティクス 概要】

　「exaBase ロボティクス」は、AIプラットフォーム「exaBase」のロボット向けAIとして、対象物の画像データ、現場機器・ロボット制御データやシミュレータ生成データ等、様々なマルチモーダルデータを活用して工程の自動化・最適化を可能にするロボットAIソリューションです。単純作業の代替や熟練者の動作再現等、様々なシーンで活用することができます。

【活用例】
１.不定形物の把持
野菜・魚等の形に個体差があり一定ではない食品や反射・透明性のある物体の把持が可能

2.粉体秤量
多品種の粉体の高精度での測りとりを実現

3.熟練者の動作再現
研磨・研削・重機操作等、熟練の作業者の動作の見える化とロボットによる自動化を実現

☑︎2022国際ロボット展（iREX2022）に「exaBase ロボティクス」を技術展示
  エクサウィザーズでは、exaBase ロボティクスのユースケースの一つである「熟練技能の再現」における日本製鉄との取り組みを筆頭に、様々な業界において熟練技能の見える化・効率化を支援しています。
2022年3月9日(水)～12日(土)にかけて東京ビッグサイトにて開催される「2022国際ロボット展」では、同技術の食品業界におけるユースケースとして、「盛り付け」という言語化できないデザインセンスを学習することで一流シェフの盛り付けの技能を再現するAIロボットをブース展示します。

※exaBaseはエクサウィザーズの登録商標です。

【株式会社エクサウィザーズ 会社概要】
会社名　：株式会社エクサウィザーズ
所在地　：東京都港区東新橋１丁目９−２ 汐留住友ビル 21階
設立　　：2016年2月
代表者　：代表取締役社長　石山 洸
事業内容：AIを利活用したサービス開発による産業革新と社会課題の解決
URL：https://exawizards.com/