特集
IoTモジュールで変わる仕事のやり方

近年、IoTデバイスが多くの産業で導入されています。人間の五感に頼る経験が必要とされてきた場面でも、それを補うセンサを搭載したIoTデバイスが次々に登場し、さまざまなシーンで活躍しています。しかし、生産部門が直接導入したIoTデバイスを、情報システム部門が把握できていないケースは多く、セキュリティリスクにつながる危険性も。そのため、IoT機器がどのような場面で活用されているのか、今後、自社にも導入される可能性があるのか、情報システム部門の方々にとっても関心が高いのではないでしょうか。そこで、センシング技術を有効に活用できるシステムの開発や、困難を極めるプロジェクトを高い技術力で成功させてきたディー・クルー・テクノロジーズ株式会社様に、IoT導入の先進事例についてお話を伺いました。

まだ世に出ていない新しいモノを
分野を超えた「合わせ味噌」から創造したかった

貴社の設立経緯についてお聞かせください。

当社は、2003年にもともと大手通信系ハードウェア開発会社の社員だった7名で立ち上げたエンジニアの集団です。エンジニアの多くが「これをやりたい」という夢を持ってこの世界に飛び込んできますが、会議のための資料作成など本質以外の業務に多くの時間と能力が奪われてしまうという悩みを抱えています。私自身も葛藤を抱えながら業務に取り組んできましたが、エンジニアの能力と時間を本質に注ぎたい、本質的価値を世の中に送り出したいという思いが募り、一度きりの人生で後悔したくないと創業を決意しました。当社には、自分の能力を世の中に生かしたい、お客様の気持ちになって、お客様のお困りごとを自分事として解決しようとする、熱い思いのエンジニアが集まっています。従業員数に関しては、当初、困っている社員に私自身が直接手を差し伸べられる環境を重視し、50人以上に増やさない方針でした。しかし、当社には私と同じ気持ちを持った社員が集まっていることから、その役目を安心して彼らに託すことができると気づき、50人の枠を撤廃しました。今では多くの優秀なエンジニアが集まってきてくれています。

当社の特徴の一つに、「合わせ味噌」という文化があります。「合わせ味噌」の味噌は「脳みそ」です。得意な分野・技術が異なる人間の知識を組み合わせることで、同じ分野の人間からは出てこない新たな発想が生まれます。その場にいるさまざまな分野のプロから、自分とは違う視点の意見が聞けるため、「そんな発想もあるのか」という驚きがあります。この3人もCPUやハードディスク、光伝送路など専門分野がバラバラです。まだ世に出ていない新しいモノを、分野を超えた「合わせ味噌」から創造してみたかったことも起業のきっかけの一つです。

イノベーションを生む、ベテランと若手のコミュニケーション

また、私どもでは「生涯青春プロジェクト」を掲げ、60歳以上のベテランエンジニアも採用しています。百戦錬磨の彼らは、優れた技術や知識を持っているだけでなく、数々の修羅場をくぐり抜けてきています。問題を乗り越えるノウハウや経験値のDNAが若手に移管されるだけでなく、ベテランのエンジニアが貪欲に新しい技術を学ぶ姿は、若手の刺激にもなっています。

さまざまな媒体で、貴社が技術の「駆け込み寺」といわれている記事を拝見しましたが、そのようにいわれるようになったエピソードをお聞かせください。

当社への依頼には、すでに何年も開発を続けてきたプロジェクトがうまくいかず、期限間近になって駆け込んで来られるケースがあります。日本のある医療機器メーカー様から依頼された案件は、タイムリミットまであと1年しかないタイミングでした。このメーカー様は、先端医療向け「超音波診断装置用センサLSI」の開発を専門に行う会社を作り、研究・開発を続けられていました。しかし、内視鏡の先端に、カメラと超音波がついた超高性能センサを搭載する、1台約10億円のハイエンド機種の開発は、思うような結果が得られないまま行き詰まってしまったそうです。このプロジェクトを託せる企業を探していたとき、当社に優れたアナログ技術者がいるという情報を入手して協力を依頼されました。

先端医療には、デジタル技術では表現しづらい温度や音などの微妙な感覚が求められるため、主にアナログ技術が用いられます。しかし、1980年代以降、日本では多くのエンジニアがデジタル技術者として養成され、アナログ技術者不足が続いています。アナログ技術者は、ハイレベルな専門知識と長年の技術蓄積による豊富な経験が必要になるため、育成が簡単ではないこともあり、日本は先端医療分野で欧米に大きく遅れをとっていました。

我々が開発した超音波診断装置用LSIは、食道に入れる内視鏡の先端に搭載され、体内から心臓など内臓の動きを監視します。求められる要件はどれも難しく、中でも超音波を発生させて超音波ビームを送受信する超音波プローブの中には、信号を送るためのチャンネルを数千個も入れる必要がありました。通常の超音波プローブには128チャネル程度が入っていますが、それより小さいプローブに数千個のチャネルを入れることは、非常に難易度が高い仕様です。さらに、体への負担を抑えるために、極力小さなサイズにすることに加え、人間の体内に入れても問題がないレベルに熱の発生を抑える省電力化が求められました。これらの非常に難易度の高い仕様を実現することは、アナログ技術だけでは不可能です。そこで、アナログとデジタル技術をうまく融合し「合わせ味噌」した結果、無事に期限内の製品化が実現しました。この技術は、最先端のハイエンドだけでなくミドルレンジやローエンドの超音波診断装置にも応用されています。

大企業にも優秀なエンジニアがいらっしゃると思いますが、大企業で成功できなかったプロジェクトを貴社が成功させた理由は何でしょうか?

大企業では、それぞれの分野の専門部署がいくつも設置され、自部門の技術で対応できない場合は、その技術を持っている別の部署に依頼することで開発を進めていきます。もちろん、専門の部署ごとに多くのスペシャリストが所属しているメリットはありますが、いくつかの部署にまたがる開発では作業工程が増えたり、考えがまとまらずなかなか結果が出せないこともあります。各部門の代表者による会議のために、事前に部門ごとの意見をまとめたり、部門間の申し送りをするなど、本質とは別の業務も発生してしまいます。大きな組織ではどうしてもセクショナリズムが生まれてしまいますが、当社の「合わせ味噌」には壁がなく、その場ですぐに意見がまとまります。求められている結果に向かって、短期間に集中して取り組める環境と、それを最大限に生かせる優れたエンジニアがいることが、難しいプロジェクトの成功に関係していると思います。

プロジェクトの成功に必要不可欠な「合わせ味噌」は、お客様とも行います。駆け込んで来られるお客様の多くが、仕様書を作られていません。そのため私どもが最初に行うのは、お客様のお困りごとを徹底的にヒアリングすることです。目指すゴールがわかれば、デジタル、アナログ、ソフトウェア、ファームウェアなどさまざまな分野のメンバーが集まって、持ち帰った課題を共有します。解決するための仕様書を作成する「合わせ味噌」会議では、「自分が使うならこの仕様はいらない」「ここはもっとこうした方が使いやすい」といった視点で意見が交わされます。お客様から「どうしてそういう発想ができるの?」と聞かれることがありますが、常に自分が使うことを意識しているので、どうしたらより便利になるかを考えることこそ、エンジニアの本質だと信じているからだと思います。

スーパーコンピュータの開発プロジェクトにも参加されましたが、どのような経緯で、このような大きなプロジェクトの依頼があったのでしょうか?

日本は、医療機器だけでなく、医薬品の分野でもアメリカに大きく水をあけられています。アメリカでは大富豪が巨額の開発費を投じて、スーパーコンピュータを駆使した「IT創薬」を次々に開発しています。日本もこのままやられっぱなしでいるわけにはいかないと、2014年に創薬専用のスーパーコンピュータ開発プロジェクトが始動しました。当初、プロセッサの開発は、プロジェクトを率いる理化学研究所から依頼を受けた大手2社によって行われていましたが、さまざまな背景も相まって暗礁に乗り上げたところで、当社に依頼が舞い込みました。

当社からは6名がこのプロジェクトに参加しましたが、半年間、昼夜問わず理化学研究所の皆さんと「合わせ味噌」した結果、創薬では「京」を凌駕する計算速度を実現することができました。この新薬開発用の特殊プロセッサは、分子の動きを数値化するために特殊演算器を搭載した専用チップを大規模に並列処理しています。一つのボードに64コアのチップが8つ、それが64ボード搭載されているので、一度に32,768コアの並列処理を行う超高速演算が可能になりました。

当社への依頼は、過去に大手通信系ハードウェア開発会社でCPUの開発を手掛けたこの場に同席しているCTO長澤技師長を指名してプロジェクトへの参加を要望されたことからです。実は、当社にはこの業界の有名人が複数在籍していまして、同じく同席の美齊津取締役がWebメディアで連載していたアナログ技術基礎講座「Analog ABC」を見て、アナログ理論がわかったと入社してくる者もいます。

強化するのは、センサに付加価値をつけた
インテリジェントセンシングモジュール

数々の難しい案件を手掛けられた貴社がエレコムグループに入られたのは、どのような理由からだったのでしょうか?

エレコムグループの一員となったのは2018年です。それまでの16年間、さまざまなプロジェクトを成功させ、技術には自信を持っていましたが、ベンチャー企業ではどうしても越えられないのが資金調達の壁です。収益のことだけを考えれば、半導体の設計専門のデザインハウスとしてやっていく、社員を派遣に出すやり方もありました。しかし、創業以来貫き通してきた「誰でもできる仕事は受けない」という信念を曲げることができませんでした。その後、震災等の影響もあり財政的に苦しい時期が続いたことで、事業譲渡という選択をするに至りました。多くの企業から譲受したいとお話をいただきましたが、エレコムの社長から開口一番「エレコムは、日本のハード、ソフトの最後の砦になる。一緒にやろう!」という言葉を掛けられ、この社長と日本を変えようと即決しました。本気で世界に負けない日本の技術を作ろうとしている魂が、自分と同じだと感じたことが、エレコムグループに加入した一番の理由です。

エレコムグループに入られてから開発された案件で、汎用性の高いシステムの開発エピソードをお聞かせください。

エレコムの法人営業が開拓した、ある自動車メーカー様の案件で、工場で発生している作業ミスを撲滅するための「作業音検知システム」があります。お客様に解決したい問題をお聞きすると、100項目を超える悩みごとがあがってきたのですが、その中から最優先で解決してほしいと絞り込まれたのが、ハーネスを結合する際の嵌合音の聞き取りでした。

自動車の内部にはハーネスが大量に使用されています。ハーネスがしっかりはまっているかの確認手段は、「カチッ」という嵌合音です。常に騒音が響き渡っている工場内では、ハーネスがしっかりはまったときの嵌合音の聞き分けが難しく、最後まではまり切っていない半嵌合の発生が避けられなかったそうです。走行の振動でハーネスが外れるようなことがあれば人命に関わる可能性があるため、製造ラインごとに前工程の作業にミスがないかを確認してから自分たちの作業に入るという非効率な状況でした。これは、自動車メーカーだけでなく、製造工程にハーネスの嵌合が含まれている企業では、必ずあがってくる課題です。

そこで、まずは人間の五感に頼っていた部分を数値化することから始め、作業員の耳に手元の音だけが聞こえるセンサの開発に着手しました。加えて作業のリズムが狂わないよう、センサが音を感知してから人間の耳に聞こえるまでの遅延が少ないことも要件にしました。工場内の音を数値化したことで、聞き取りたい音の周波数帯だけを残して、そのほかの音のボリュームを落とすことが可能になり、工場のような大きな騒音がしている環境でも、周囲のノイズがほとんど聞こえないセンサができました。また、集音マイクは、作業の邪魔にならないよう軽量のブレスレット型ウェアラブルデバイスにして、嵌合音を拾いやすいよう、手首の内側に取りつけました。さらに、周囲で同じ作業をしている人の音を拾わないよう、同じ音が手首の内側以外の方向から聞こえてきても検知しないようにするなど、ミスにつながる要素を次々に排除していきました。

自動車以外でも、製造工程でハーネスを取りつける作業が発生する工場では、騒音の問題に悩まれていることが多いため、「作業音検知システム」は多種多様な製造業のお客様からもお問い合わせをいただいています。今後は機能をさらに進化させ、拾った音の波形から成功と失敗を読み取るなど、センサに付加価値をつけるインテリジェントセンシングモジュールをさらに進化させていきたいと考えています。

人不足に悩んでいる業種のなかでも、下町の工場などでは特に難しい状況にあると思いますが、魅力的な工場作りにも貢献されているとか。

下町の工場では、需要はあるのに人が来ないという悩みを抱えています。そこで、臭い・汚いイメージから脱却し、若者がはつらつと働ける環境を作るためのプロジェクトが動き出しています。都内の工場で行われているこの取り組みに、当社は「クーラント劣化検出装置」の試作機を投入して、その効果や効用を確認する実証実験(PoC:Proof of Concept)に協力しています。当社が関わっているのは、製造機器のメンテナンス強化です。工作機械で金属の切削や研削を行う際、加工する製品と工具が高速回転して接触することで非常に高温になります。そこで、クーラント(冷却液)を吹きかけて、部品の切削工程で使う工具や研磨機の熱を逃がすのですが、クーラントを繰り返し使うことで、金属を削った粉が液体に混じり徐々に汚れて劣化していきます。劣化したクーラントは製品の加工精度を下げたり機器の劣化を早めるだけでなく、悪臭を放ちます。そのため、劣化すれば新しいクーラントへの入れ替えが必要ですが、もちろんコストがかかるので、入れ替えまでの期間をできるだけ長くしたいわけです。コストと品質の両立には、適切なタイミングでの入れ替えがポイントとなりますが、これまでは熟練工の勘に頼っているケースがほとんどでした。

現在は、透明度や塩分濃度を測定し、成分の数値から入れ替えの要否を判断するためのセンサが登場しています。当社がPoCを行っているのは、管理が難しい水溶性クーラントです。クーラントは冷却と潤滑を目的に工作機械に吹きかけますが、研磨の摩擦によって工具の温度は200度にも達するため、クーラントの水分がすぐに蒸発してしまうとともに酸化も始まります。酸化した液体は徐々に黄色くなり、その色は繰り返し使用するたびに濃くなっていきます。水溶性のクーラントは、原液と水を指定された5%前後の濃度になるように混ぜて使用しますが、常に決められた濃度に保つ必要があります。濃度が薄いと工具の潤滑が悪くなり加工精度に影響しますし、クーラントには油だけでなく、さび止め剤や防腐剤が入っているため、濃すぎると近くで作業する人の肌が荒れてしまいます。濃度の測定は週1回くらいの頻度で行われますが、例えば、クーラント5%に対し水95%の割合を保ち続ける必要があり、測定のたびに液体を採取して濃度を測るのは手間がかかります。そこで、センサをクーラントに入れたままで、簡単に数値を確認できるようにしたいのですが、これまでのセンサは、ドロドロに汚れたクーラントに長時間放置すると壊れて測定不能になってしまい、忙しい作業の合間に手間をかけて測定するしかありませんでした。そこで、当社が開発したのは、汚れに強くクーラントに入れたままでも測定できる丈夫なセンサです。光による水の透過率や屈折率などを検知する独自のセンサ技術を応用し、人の経験に頼ることなく、交換に最適なクーラントの濃度調整や交換のタイミングを正確に把握できるようにしました。

このセンシング技術は、クーラント以外にも、さまざまな液体に応用ができると考えています。浄水場では、3時間おきに水を電子レンジで加熱して、人間が臭いを確認する作業を24時間体制で行っています。工場からの排水に含まれる油や藻の発生など、川の水から油と臭いがなかなか落ちないため、このような作業をしているそうですが、臭気センサなどが搭載された「クーラント劣化検出装置」の技術を応用すれば、人の五感に頼らないチェックが可能になるはずです。人手不足の問題は、浄水場も例外ではなく、ほかにもさまざまな現場で発生しています。新たに開発する案件だけでなく、すでに発売している当社のセンシング技術を応用することでお役に立てる現場は、まだまだあると感じています。

お問い合わせが多いのは、
大規模な電源工事不要の見守りシステム

開発済みシステムのカスタマイズに関する問い合わせが多いシステムについてお聞かせください。

作業員の安全確保と製造装置に異常がないかを検知する「見守りシステム」は、工場での安全確保や人手不足を補えるツールとしてお問い合わせが増えています。すでに稼働している工場にとって、大規模な電源工事の発生は、生産ラインを止めなければならないなど、負担が大きくなります。そこで、当社が開発した「見守りシステム」は、装置内部の電池と太陽光で稼働でき、省電力通信のBLE(Bluetooth Low Energy)Beaconなどが張り巡らされた装置を天井や壁に後づけできる仕様にしました。

「見守りシステム」の通信は無線を使用しますが、工場内はさまざまな機器が発する電波が飛び交い、モーターなどからの強力な電磁波が発射されるなど、無線を安定して使用できないことが課題です。無線が途切れることは、見守り機能の喪失に直結します。そこで、接続が途切れない、誤った信号を送らないシステムの開発に取り組みました。途切れない無線の開発には、大手通信メーカー様の案件で鍛えられた技術が役立ちました。

「見守りシステム」では、作業者がつけているIoT機器からの信号を検知しますが、作業の邪魔にならないことを考慮して小型化が進み、最新版ではブレスレット型も登場。搭載している加速度センサで倒れるスピードが測定できるので、つまずいたり体調が悪くて倒れたのか、落ちた物を拾うためにしゃがんだだけなのかを判別できるようになっています。さらに気圧センサで、作業者が何階にいるのかもわかるため、万が一のとき、駆けつけるべき場所の指示が素早く行えます。

作業現場の安全を確保するたに、以前は2人一組で互いの安全を確認しながらの作業でしたが、今は労働人口の減少ですべてを一人でやらざるを得ない状況です。一人で安全に作業できることが求められる時代に、「途切れない無線」の「見守りシステム」は、工場や作業現場にとって欠かせないシステムになると思います。

そのほか、JINS様のスマートグラス「JINS MEME」では、センサがまばたきや視線の移動、姿勢を読み取り、集中力を測ることができるセンサを開発。最近では、山本光学様の作業用保護メガネに脱着できるARグラスを開発しました。作業指示書などの図面を表示できるので、現場で図面を広げて複雑な作業内容を確認するわずらわしさから解放されます。また、スマートフォンの音声認識と翻訳機能を活用して、リアルタイムで母国語に変換して表示するアプリケーションも開発しました。近年では、外国人労働者を受け入れている職場が多く、メガネに装着したレンズに表示されることで指示内容が正確に伝わったり、円滑なコミュニケーションにも役立っています。また、ARグラスを活用した作業の見える化を必要とされる業務は多岐にわたり、今後はカメラを搭載して離れた場所から直接作業者に指示が出せるなど、さらに付加価値をつけた製品が登場する予定です。

最後に、読者の方へメッセージをお願いします。

今、これまで無理だと思われていた場所や環境にも、センサを搭載したIoTがどんどん導入されています。今後、労働人口がさらに減少していくため、省人化や業務の効率化など、さまざまな目的でIoTの導入が進んでいくことが予想されます。これはさすがにIoTでは無理だろう、センサを取りつけることはできないだろうと思われているような使い方や場所も「合わせ味噌」で解決できる可能性があります。

当社の創業当時からのモットーは、「無理無茶無謀はチャンスの始まり」という三無精神です。どんなに難しい依頼でも、最初から諦めることはしません。お客様が考えられている方法での解決が難しい場合には、代わりの方法をご提案していきます。お困りになっていることがあれば、ぜひ一度、ご相談ください。

ディー・クルー・テクノロジーズ株式会社 https://d-clue.com/
お客様のお困りごとを、最適なミックスドシグナル技術でディー・クルー・テクノロジーズが解決します。高い技術力とノウハウで、お客様のIoT化に必要なセンシングモジュールの開発をサポートします。

(「SKYSEA Client View NEWS vol.72」 2020年6月掲載 / 2020年2月取材)

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