熟練検査員の分析技術をAIで標準化 検査速度を従来の約6倍に

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株式会社HACARUSと第一工業製薬株式会社は1月6日、食品や医薬品などに使われる「カルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC)」の製造工程における途中経過の判定に、近赤外線カメラといったセンサーによる撮影とAI(人工知能)を組み合わせ、検査速度を約6倍にする検査技術を開発した。

これまでは検査員が経験にもとづいて実施していた検査作業を自動化することで、品質の高さや供給体制の安定化を実現し、検査員の負荷軽減と熟練技能の継承につなげる狙いだ。

第一工業製薬ではセルロースを原料にCMCを製造し、リチウムイオン電池から高級養殖魚の餌まで幅広い用途で活用している。製造工程では、水分含有量の調整が不可欠で、適切な配分が決まっている。

ただし、水分含有量の測定は可視光による画像検査では難しく、従来は溶剤を使った容積測定や育成に5年以上かかるベテラン検査員らによる製品表面の目視検査、手で握った感触などで判定していた。

第一工業製薬はDX(デジタルトランスフォーメーション)の一環で、検査結果を数値化して工程の標準化をはかるため、AIの活用を計画。少量のデータでAIを構築し、外観測定技術の課題解決策を提示しているHACARUSと連携して、AIによる測定技術を開発した。

測定は近赤外線カメラといった最新のセンサーと、撮影した画像を分析するAIを組み合わせて実施される。CMCには使い道に合った水分含有量があり、赤外線を当てた時の吸収や反射が異なる。適切な水分量の正常品に対して、水分過多であれば撮った画像が黒くなりすぎたり、水分不足であれば白くなりすぎたりする。水分量の適切な状態やピーク値をグラフ化し、数値で表現できる点も本AIの特徴だ。

実証実験を経て、2021年11月から試験運用を開始した。検査の自動化により、1回の測定検査にかかる作業時間が30分から5分程度と約6分の1に短縮できるケースも見られた。時間短縮によって作業点数も大幅に増加できるため、より効率的な生産や省力化を進めるという。

人件費をはじめ、検査や検査員育成のコストが今後2~3年で50%程度削減できると見込んでいるという。今後、本AIの水分含有量の測定技術はCMC以外の化学物質でも測定できると見られ、他の素材への適用も進めていく方針だ。

第一工業製薬 大潟工場 製造部 特殊品職場職長の田代大道氏、HACARUS 代表取締役CEO の藤原健真氏のコメントは以下のとおり。

─第一工業製薬 大潟工場 製造部 特殊品職場職長 田代 大道氏
「今回の測定技術の開発によって、職場の生産性が向上し、製品の安定供給が実現していくと考えています。DX推進プロジェクトが、社内や製造現場に大きな効果をもたらす成果へとつながりました。CMCは、植物由来の素材で環境にやさしく、持続可能な社会づくりに必要な素材として国際社会の関心が高まっています。今後も、CMCの特長を引き出した製品開発に努め、産業を通じて、国家や社会に貢献していきます」

─HACARUS 代表取締役CEO 藤原 健真氏
「AIを用いた画像解析はHACARUSの得意とする分野の一つです。弊社ならではの経験と技術力で、人の知見を資産化し、オペレーションの効率化・省人化を成功させます。引き続き、さまざまな製造業の検査領域における課題解決に向け、生産性向上やDX推進に関わる課題解決に取り組んでいきます」

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