東京工業大学名誉教授
一般社団法人次世代センサ協議会会長
小林 彬
4.SUCSに関する5つの利点
前項で触れたセンシングフレームワークの具体的な構成方法の詳細については本特集の他の解説において説明されるが、基本は、冒頭で述べたように、4つのユニットの組合せ連結によるものであり、次のような利点を持つと考えられる。(図5参照)
(注:4つのユニットを組合せ連結したものを、4両列車編成に見立てセンシングトレインと呼ぶ)
図5 SUCSが齎す5つの利点
- ① 各ユニットについて、種々ラインアップが揃うことが前提であるが、センシング系は、目的に対応して、それぞれのユニットから適当なものを選択し、それら組合せの連結(USB接続に類似するコネクター《SUCSコネクタ》を利用する)により構成できるので実現は極めて容易である。
- ② 故障等により、修理・修繕の必要が生じた場合は、該当ユニットの交換のみで対応できるので保守が容易である。
- ③ 時間の経過や、ユーザーの意向により機能・性能につき改良の必要が生じた場合には、該当箇所につき進化したユニットに変更すればよく、ヴァージョンアップ等進化に即応することが可能である。
- ④ センシング系の実現には、一般に多様な方式が想定でき、その中でどれが適切であるのかは実践によって決められるものである。SUCSにおいては、組合せ連結の多様性により、試行錯誤を円滑に短時間で行うことができるので、最適なセンシング系を合理的に選択することが可能である。
- ⑤ ユーザーからの新センシング系ニーズに対して、短い開発期間で対応できることは重要であり、SUCSであれば、確実に開発期間を短縮することが可能である。
SUCS CSはSUCS 1.0として、現在SoTとIoTの連携強化つまりS&IoTのガイドラインを整備中で、今後、SUCS 2.0においてAIまで含めた連携に基づく高度化された新センシングシステムの構築を目指そうとしている。
5.新分野への展開とセンシング技術が拓く生産性向上2.0
嘗て、センシング技術のプロセス産業や自動車産業への導入は、システムの機器計測化、機械化、自動化を支援し、製造業分野における製造工程の生産性向上に大きく寄与した。
これに対し、今後、センシング技術未開の分野への展開が社会にどのような影響を及ぼすのか最後に考えてみたい。
センシング技術未開の分野は種々あるが、例として行政を始めとするサービス業分野を想定して見たい。DX化が指摘されているように、この分野、人による作業が中心で、作業の中身は、状況の判断及びそれに続く意思決定であり、それに対応するサービスを提供することの繰返し・連鎖になっている。
そのような場合、結果として、迅速、的確、それでいて見落としのない作業が要望される訳だが、これに資するためには、的確な状況モニタリングとデータ全体を総括した客観的な評価指標の提示が必要となる。このことは、堤防決壊時の避難誘導指示等を想定して見れば容易に分かることである。この種の作業の品質向上を図ることは、言い換えると結果として:
的確なモニタリングデータの提示に基づく
《人間作業におけるリードタイムの短縮》
ということに要約される。
このように見てくると、センシング系は作業者の思考パターン等を考慮しつつ、「気付き・見守り」の側面からも支援する、知的センシングの性格を帯びることになり、システムの知能化が必須となる。(図6参照)
図6 生産性向上2.0を齎すセンシング系
上述の点を、オートメーション化に対比して考えると、支援対象が製造工程から意思決定者へと大きく変わっており、振り返って、嘗てが、生産性向上1.0の時代とすれば、今正に生産性向上2.0の時代を迎えようとしていると言える。
おわりに
以上、特集号「新しいセンシングフレームワーク『SUCS』とは何か」に関し、《SUCSが要求される背景と狙い》について解説した。膨大な市場を開拓し、客観的で的確な情報を提供することにより社会を変え、新たな生産性向上が図られるものと考えている。
なお、SUCS CSへの入会案内のURLは https://www.jisedaisensor.org/sucs/#member
であり、多数の方々の積極的参加を期待するものである。
【著者紹介】
小林 彬(こばやし あきら)
東京工業大学 大学院理工学研究科 機械制御システム専攻 教授
東京工業大学 名誉教授
次世代センサ協議会 会長
■略歴
昭和44年03月 東工大理工学研究科博士課程修了(制御工学専攻)、工学博士
昭和44年04月 東工大工学部 助手 (1969.04)
昭和50年08月 東工大工学部 助教授 (1975.08)
昭和62年12月 東工大工学部 制御工学科 教授 (1987.12)
平成5年4月 東工大工学部 制御システム工学科 教授 (1993.4.)
平成6年4月 東工大総合情報処理センター教育・研究専門委員会委員
平成12年4月 東京工業大学 大学院理工学研究科 機械制御システム専攻
平成13年4月~平成15年3月
東京工業大学 保険管理センター所長
平成17年03月 東京工業大学 大学院理工学研究科 定年退職 東京工業大学名誉教授
平成17年04月 大学評価学位授与機構客員教授
平成17年04月 帝京平成大学現代ライフ学部教授
平成22年04月 帝京平成大学現代健康メディカル学部教授
平成24年03月 帝京平成大学定年退職
■賞罰
昭和48年08月 計測自動制御学会学術論文賞受賞
昭和55年08月 計測自動制御学会学術論文賞受賞
昭和61年07月 計測自動制御学会学術論文賞受賞
平成5年5月 日本ファジィ学会;著述賞。「あいまいとファジィ」
電気学会編、オーム社発行(1991)
平成4年10月 (社)日本産業用ロボット工業会;工業会活動功労者賞
平成8年07月 計測自動制御学会フェロー受称
平成17年08月 計測自動制御学会学術論文賞受賞
平成15年10月 東京都科学技術振興功労者賞
平成23年10月 経済産業省産業技術環境局長
4.データマップによるプログラムレス化
近年ノーコード、ローコードにより、プログラム作成のハードルは低くなっているが、プログラミングの考え方のスキルと穴埋め問題的なプログラムの作成は必要であり、依然としてセンシングシステムを作り上げるためのハードルは残されている。SUCSでは、そのハードルを無くしプログラミングが不要でIoTセンシングシステムの構築と計測データの可視化ができるものとなっている。
アズビル株式会社
技術開発本部基幹技術部
古川 洋之
図4 プログラムレス
図4に示す様にスマートフォンのQRコードの読み取り機能などを使って各ユニットの認可番号をクラウドに送ることでクラウドにメタデータが展開され2項で示したAD変換データの物理量変換と可視化が自動的に実行されスマートフォンなどで計測結果を確認することが可能となり、従来の計測システムより簡便にセンシングデータを利用することができる。
また、SUCSではセンシングトレインを構築する際のプログラムレス化も実現している。表2に示すAD変換ユニットのデータマップの標準化を行うことで、通信ユニットからは所定のアドレスを読むことで標準化に対応した全てのAD変換ユニットのAD変換データなどの情報を得ることができる。SUCS1.0の規格ではセンサユニットは最大8chに対応したデータマップの構造となっている。なお、データマップには、センサユニットの接続数やデータ更新周期などのコンフィグレーションデータが用意されており、センシングトレインの起動時に通信ユニットからコンフィギュレーションデータを確認することで、設定作業なしでクラウドにセンシングデータの送信が可能となる。
プログラムレス化により専門的な知識が無くても簡便にセンシングシステムを構築でき膨大な潜在的なセンシングニーズへの展開がなされ、更には意図した計測結果が得られない場合には、ユニットの交換を行うことで、直ぐに新しいセンシングシステムを試すことが可能である。
表2 データマップ
5.活用シーン
SUCSは、簡便に利用できるIoTセンシングシステムであり、図5に示す様に例えると気軽に人差し指の代わりに使えるものとなっている。ここではSUCSの活用シーンの中から代表的な2つの事例について紹介させていただく。
まず一つ目は、図6に示すセンサメーカより頂いた製品開発の時短に有効との意見があった事例である。新しいセンサの開発の際には様々な実験や社会実装の検討を行う必要があり、独自の計測システムを構築するための時間と機器の準備が必要となっている。開発したセンサをSUCSのアナログ信号の標準化に準拠することで、他社のAD変換ユニットと通信ユニット、電源ユニットを使って直ぐにIoTセンシングシステムが構築でき開発の効率化に大きく寄与するものと考えられる。
二つ目は、ユーザがやりたいコトがあった場合に、センサユニットを交換しながら最適な選択が可能となる事例である。図7では、「ポストに郵便物が届いたことを確認したい」コトを実現するためにセンサユニットを音、光、傾斜スイッチ計測用に交換しながら試すことができ、最適なセンサユニットの選択に辿り着くことができる事例である。
他にも事例が掲載されているので、本稿末尾のホームページURLにて確認いただきたい。
図5 人差し指の代わりにSUCS
図6 センサ開発の時短
図7 コト発想の実現
6.おわりに
以上、SUCSのセンシングトレインの標準化技術とその効果の一部について説明を行った。4つのユニットを使用した計測システムは図8に示す特許(特許7034887)を取得しており、SUCSコンソーシアムの参加企業は無償で利用が可能となっている。SUCSの世界の実現のために多くの方々の積極的な参加をお待ちしている。
なお、SUCSは現在複数の新聞記事や雑誌で紹介され、展示会や講演などでの発表を通じて注目を集めている。今後も表の講演にて図9に示すデモ機を使った実演を交えた紹介を行うので、ご興味をお持ちの方は是非ご参加いただき、直接SUCSの技術に触れていただければ幸いである。
図8 SUCS関連特許(特許7034887)
表3 展示会の予定
図9 SUCSトレイン プロトタイプ
SUCSコンソーシアムへの入会案内ならびに関連情報は下記URLを閲覧いただきたい。
https://www.jisedaisensor.org/sucs/#member
【著者紹介】
古川 洋之(ふるかわ ひろゆき)
アズビル株式会社 技術開発本部基幹技術部
次世代センサ協議会社会 インフラ・モニタリングシステム研究会委員
次世代センサ協議会 SUCSコンソーシアム幹事
■略歴
- 1989年04月山武ハネウェル株式会社 入社(現アズビル株式会社)
温度調節器、地震センサなどの製品開発および遠隔遮断システムのプロジェクトリーダを経て、現在SUCSに関する研究に従事している
- 2017年07月~次世代センサ協議会社会インフラ・モニタリングシステム研究会委員
- 2021年10月~SUCSコンソーシアム幹事