製造現場の品質管理を自動化！
インラインの品質判定で不良流出0へ

株式会社ナ･デックスはスポット溶接のタイマーメーカーとして、長年にわたり製造現場の課題に取り組んでいました。現在は自社製のタイマー/計測器、信和産業様のAEセンサーを活用し、スポット・アーク・レーザー溶接、プレス、ベンダー加工の品質管理ソリューションを構築しました。主に製造業のお客様向けにインラインでの全数品質管理の自動化に取り組んでいます。

溶接を例にとると同じ設定条件で溶接を行ったとしても、板の合わせ方・ワークの形状等による外乱によって品質に違いが出てきます。このような外乱による影響は、自社システムで取得した溶接時の抵抗波形の形状に違いが表れてきます。これまでは取得した抵抗波形に対して、上限下限値を閾値として設定することで正常時の抵抗波形との違いから品質判定を行ってきました。

この方法でも不良検知は可能ですが、さらなる判定精度の向上に向けて、これまでとは違う切り口でデータの分析ができ、かつ膨大なデータから独自のモデルを作成できるツールが必要であると考えました。その中で機能性・操作性・価格という観点から、東京エレクトロンデバイスの異常判別プログラム自動生成マシン「CX-M」を採用しました。

・Excelデータ分析にかかる工数の増加
・モデル作成にかかる時間とコストの増大
・判定精度の向上

・分析作業を自動化することでデータ解析作業の時間も確保
・専門業者を介さず社員でも容易にモデル作成が可能
・微妙な違いがあったデータも正しくNGの判定が可能

・分析作業の自動化
・推論モデルを自動生成し抽出
・正確な分析検証結果を提供

分析作業の自動化
システム導入前のトライアル時のデータは、これまでエクセルを活用しデータの整理から分析まで行っておりました。しかし、設備から取得するデータは数msec毎もしくはそれより短い周期でサンプリングするため、データ量も何千何万というデータになります。これをエクセルで分析するとなるとかなりの工数がかかっておりましたが、CX-Mを活用することで分析の自動化だけでなく、csvデータの加工（仕分け作業や頭出し作業）も容易に行うことができ、本来のデータ解析の方に時間を割くことが可能となりました。

推論モデルを自動生成し抽出
これまでAI等を使用したモデル作成は、専門業者に相談する形で進めておりましたが、この方法だと時間とコストが膨大にかかっておりました。しかし、CX-Mを活用することでモデル作成を弊社の社員でも容易に作成できるということで非常に魅力に感じました。

実際の分析検証結果が良かった
レーザー溶接時にAEセンサーを活用し、OK品と溶け込み不良のNG品のデータを収集しました。このデータからCX-Mでモデル作成を行い、作成したモデルを元に判定を行ったところ、正答率は100%でした。また、エクセルでのグラフでは微妙な違いだったデータもCX-Mでは正しくNGと判定しておりました。私たちはこの結果から、CX-Mで作成したモデルを活用し品質判定を行うことは有効であると考えました。

品質統合管理システム（製造現場向け品質管理ソリューション）

①AEセンサーを活用した品質管理ソリューション
製品名：QNG
活用例：アーク/レーザー/スポット溶接、プレス、加工（切削・曲げ等）

信和産業様のAEセンサーを活用し、溶接・プレス・加工時のAE波をとらえ、インラインにて全数の品質管理を行うシステムです。

【システムの特徴】
・アーク溶接では穴あき、ブローホール、脱線での異常検知が可能
・レーザー溶接では、ギャップによる溶け込み不良の異常検知が可能
・プレスでは、割れ、ネッキングの検知が可能。また、遅れ破壊等の検出も可能
・判定異常時はPLCにエラーを出力、インラインによる品質判定が可能

【QNG システム構成図】

②スポット溶接品質管理ソリューション

製品名：WIMS

ナ・デックス製タイマーもしくは計測器から溶接時の電流/電圧を収集し、そこから得られた抵抗値によって、全打点の品質管理を行うシステムです。

【システムの特徴】
・生産時の溶接電流、電圧から抵抗波形をリアルタイムモニタリング
・判定異常時はPLCにエラーを出力、インラインによる品質判定が可能
・溶接履歴を一定期間保存し過去実績の波形と比較分析（トレーサビリティ）