Raspberry Pieを活用した製造業の業務改善

Question

前提・実現したいこと

製造業の業務改善のためにRaspberry Pieを使用しようと思っています。
下記の事例のようなイメージです。
http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1705/23/news011.html

発生している問題・エラーメッセージ

切削加工の機械で部品を作っている会社で、ある程度同じ部品をまとめて作る際に帰宅際に機械を設置し、仕掛けて帰ると20％くらいの確率で①止まってしまったり②不良品を作ってしまったりします。

対象の機械は↓です。
http://www.tsugami.co.jp/product/auto-lathe/post75/

その対策として
（１）動作が止まった時に①センサーで察知し、止まったことをメールで送信、②カメラで作業の様子を配信③問題なければスイッチを押して再動作
（２）不良品を作り始めた時に①センサーで察知し、止まった不良品を作っていることをメールで送信、②機械をストップ③カメラで作業の様子を配信④問題なければスイッチを押して再動作
※①②③については不可能であれば①までとか②まででもOKです

という対応を考えています。

質問内容

これを実現するにはどのような方法があるでしょうか？
またどのようなセンサーを調達すればよいでしょうか？
どのように準備を進めていけばよいでしょうか？

Comments

[退会済みユーザー]

WEBページ上では、世界No.1の高精度、高速、高剛性の工作機械、とされていますが、それが２０％の確率で動作不良を起こす、ということの相場が分かりません。工作機械も意図があってわざと止まっていると思われますが、外部に自作して用意したもの組付けて、それだけ不安定なものを(一応人が確認するにしても)自動化してしまって大丈夫でしょうか？やりたいこと自体はそんなに難しいことではなさそうですが...

たぶんRPiでサーバを作って動かすことになりますが、工作機械の安全をどう守るかの他に
RPiのセキュリティ的な心配も大きいですね。乗っ取られたらわざと工作機械が壊れるような使い方をして工作機械を破壊されかねません。

[TaroToyotomi]

これって仮に実現させたとすると、家に帰ってもメールチェックとかで仕事に縛られることになりそうですね。
ラズパイ使うなら最初のアプローチとしては各種センサを使って不良要因の分析から始められた方がいいのではと思います。

[swks]

セキュリティ的な面については初心者から実用まで持っていけるような参照サイトや書籍などご存知でしたら教えていただけると嬉しいですm(_ _)m

[swks]

不良要因の分析は、位置情報などをセンサーで把握して位置取りのズレなどを見るイメージでしょうか？

[TaroToyotomi]

どんな感じで仕事を回しているのか分かりませんのではっきり言えませんが、イメージ的にはどんなときに装置停止や不良が多くなるかのデータを定量的にとるイメージですね。例えば、温度、振動、投入した材料の種類やロット番号、加工形状の種類などを自動的に記録していく仕組みです。それで、不具合の発生とデータの間に何らか相関が確認できればその工程は昼間に回して夜は不具合の少ない工程を回すといった感じです。

[退会済みユーザー]

「セキュリティ的な」の部分は、「RPiでサーバーを作ってみた！」のようなサイトがあればそれが参考になると思います。日々攻撃にさらされるリスクがあるのを何とかして安全を確保して運用しているからですね。「不良要因」は現場に行って、オペレーターの方の話を聞いて、一日張り付いて観察して、どうして不良が起きたのか4Mのやり方で観察して～が王道だと思います。どうしようも避けきれなかった時のフェイルセーフティが監視システムではないでしょうか？

Answer 1

これを実現するにはどのような方法があるでしょうか？

これはもう済んでいますね。「その対策として」のくだりです。

またどのようなセンサーを調達すればよいでしょうか？

人なら何か物理的な現象が起こって気づくわけです。異音なのか、異常振動なのか、その知りたい「異常」を頭に思い浮かべながら、Raspberry piを取り扱っている通販サイトを眺めると、おのずと結論は出てきます。

どのように準備を進めていけばよいでしょうか？

質問欄にも書きましたが、いきなりオンラインでやるのは非常に危険です。まずはオフラインで、コアになる部分から作っていったらよいと思います。取り急ぎセンサーやRPi本体、配線類を用意してはいかがでしょうか。もし、RPiを初めて使うのであれば、qiitaなどの「やってみた」系のブログのやり方をまねして再現するところから始めるのが良いと思います。