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Semelhante a IoT × 機械学習 製造機器のデジタル数字認識と IoT によるデータ収集・活用 (20)
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IoT × 機械学習 製造機器のデジタル数字認識と IoT によるデータ収集・活用
- 1. Copyright © 2018 Knowledge Communication Co.,Ltd.All Rights Reserved.
株式会社ナレッジコミュニケーション
ビジネスデベロップメント部
大柳 友洋
- 2. 2Copyright © 2018 Knowledge Communication Co.,Ltd.All Rights Reserved.
略歴
・某メガバンクの勘定系、情報系のインフラ 10年
・2017年1月~ ナレッジコミュニケーション
・クラウド、機械学習、IoT、HoloLens、いろいろやってます
- 3. 3Copyright © 2018 Knowledge Communication Co.,Ltd.All Rights Reserved.
ナレッジコミュニケーション 会社概要
・クラウド(Azureなど)のインフラSIをやっています
・MUFG Fintechアクセラレータ 第1期参加企業です
・千葉と熊本で機械学習、VRなどの研究・開発を行っています
- 4. 4Copyright © 2018 Knowledge Communication Co.,Ltd.All Rights Reserved.
今日のお話
・IoT化に向けた製造機器からの情報収集の課題
・機械学習とIoTによる解決策
・機械学習による数字認識
・Azure IoTHubによるデータ収集から活用まで
・課題と今後の展望
- 5. 5Copyright © 2018 Knowledge Communication Co.,Ltd.All Rights Reserved.
IoTとは
・いろんなモノと情報をやりとりして活用する
- 6. 6Copyright © 2018 Knowledge Communication Co.,Ltd.All Rights Reserved.
製造機器のIoT化によるメリット
ミス・不正防止
データ活用
効率化・省力化
・確認・転記時の人的ミスを防止
・システム化により改竄など不正を防止
・リアルタイムに情報を収集
・大量のデータから新たな知見を発見
・定期的な巡回確認が不要
・異常値を検知しアラート通報
- 7. 7Copyright © 2018 Knowledge Communication Co.,Ltd.All Rights Reserved.
製造機器のIoT化におけるハードル
専用機器を購入する
費用がかかる
機器ごとに
インターフェイスが異なる
ネットワーク接続に
対応していない
IoTを始めたいのに始められない…
- 8. 8Copyright © 2018 Knowledge Communication Co.,Ltd.All Rights Reserved.
製造機器のIoT化における解決策
カメラで撮って機械学習で数字認識させれば?
24℃
- 9. 9Copyright © 2018 Knowledge Communication Co.,Ltd.All Rights Reserved.
システム構成
USBカメラ
機械学習モデル
24 → 24と認識
小型Linuxコンピュータ
Raspberry Pi
製造機器
(デジタル表示盤あり)
クラウド基盤
Microsoft Azure
IoT Hubで
データ収集・連携
・汎用品でコストを抑えて構築
・収集したデータはAzureに収集して連携
- 10. Copyright © 2018 Knowledge Communication Co.,Ltd.All Rights Reserved.
機械学習モデルの構築
- 11. 11Copyright © 2018 Knowledge Communication Co.,Ltd.All Rights Reserved.
機械学習モデルの構築
・APIの利用
- Computer Vision API
- Custum Vision Service
・自前で作成する
- Chainerなど
- 12. 12Copyright © 2018 Knowledge Communication Co.,Ltd.All Rights Reserved.
Computer Vision API
・Azureの提供する文字認識(OCR)サービス
・デジタル数字は読み取れない
- 13. 13Copyright © 2018 Knowledge Communication Co.,Ltd.All Rights Reserved.
Custom Vision Service
・モデルは簡単に作れたが、精度が不足
- 14. 14Copyright © 2018 Knowledge Communication Co.,Ltd.All Rights Reserved.
Chainerによるモデル構築
・ChainerのMNIST手書き文字認識を参考に構築
・モデル構築はクラウドのVM上で、認識はラズパイ上で
引用元:http://ailaby.com/chainer_mnist/
手書き文字を
デジタル数字に置き換え
入力データ読込処理を
カスタマイズ
- 15. 15Copyright © 2018 Knowledge Communication Co.,Ltd.All Rights Reserved.
訓練データの作成
・元画像をゆがませてランダムに生成
※画像に対して反転、回転、クロップ、ノイズ付加などの処理を施して
画像パターンを増やす手法を Data Augmentation(水増し) というらしい
- 16. 16Copyright © 2018 Knowledge Communication Co.,Ltd.All Rights Reserved.
数値認識デモ
キャリブレーション機能数字認識機能
数字表示部の位置、
明るさなどを
手動で事前に調整
デジタル数字を
正しく認識できている
- 17. Copyright © 2018 Knowledge Communication Co.,Ltd.All Rights Reserved.
IoT環境の構築
- 18. 18Copyright © 2018 Knowledge Communication Co.,Ltd.All Rights Reserved.
IoT連携、データ活用環境の構築
SQL
Database
PowerBI
Azure
IoT Hub Stream
Analytics
Raspberry Pi
Functions
機器との接続
データ送受信
データのフィルタ
データの振り分け
データの可視化
データの蓄積 外部API呼び出し
- 19. 19Copyright © 2018 Knowledge Communication Co.,Ltd.All Rights Reserved.
IoT Hubの設定
・IoT Hubを作成、接続文字列をデータ送信用スクリプトに埋め込み
接続文字列にデバイス名や
アクセスキーを含む
接続文字列を元に
IoTクライアントを作成
- 20. 20Copyright © 2018 Knowledge Communication Co.,Ltd.All Rights Reserved.
Stream Analyticsの設定
・IoT Hubから来たデータをSQL Database、PowerBIに連携
IoT Hubから
SQL Databaseへ
IoT Hubから
PowerBIに
- 21. 21Copyright © 2018 Knowledge Communication Co.,Ltd.All Rights Reserved.
Functionsの設定
・Functionsで定期的にデータベースの値をSlackに送信
SlackのAPIを呼び出し
SQL Databaseから
データを取得
- 22. 22Copyright © 2018 Knowledge Communication Co.,Ltd.All Rights Reserved.
Slackで通知
・CO2濃度をSlackに通知
- 23. 23Copyright © 2018 Knowledge Communication Co.,Ltd.All Rights Reserved.
PowerBIでのリアルタイム可視化
・ダッシュボードでリアルタイム可視化
- 24. 24Copyright © 2018 Knowledge Communication Co.,Ltd.All Rights Reserved.
ビジネスアイデアを動くものにできた!
・機械学習による数字認識モデル構築
→データさえあればプログラミング不要 ※認識ロジック
・オープンソースベースに開発
→組み合わせれば大体のことはできる
・クラウドにインフラをおまかせ
→ IoT基盤、データベースなどの構築コスト・手数を削減
- 25. 25Copyright © 2018 Knowledge Communication Co.,Ltd.All Rights Reserved.
ユーザからの反応
・IoT in Actionで展示
→いろんな業種の方から引きあいあり
・刺さったところ
→こんなの探していた、低コストでできるところがいい
・よく聞く要望
→アナログメータも対応してほしい、ローカルで使いたい
- 26. 26Copyright © 2018 Knowledge Communication Co.,Ltd.All Rights Reserved.
社内検証ででてきた課題
・カメラの問題
→照明の映り込み、外部の明るさの影響、設置位置
・ミニコンピュータ
→Raspberry Piが安定しない、現場での長期稼働に不安
・よく止まる
→ラズパイ?ネットワーク?IoT Hub?Stream Analytics?
- 27. 27Copyright © 2018 Knowledge Communication Co.,Ltd.All Rights Reserved.
ビジネス化に向けた今後の展望
・共創ラボメンバの協力で工場での実地検証
→現場での課題の洗い出し、解決策の考案
・パートナーを探す
→ミニコン、カメラ、ネットワーク、機器保守など
・検証に協力可能なユーザを探す
→様々な環境で実地検証をしてノウハウを蓄積、展開
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一緒に働きたい人募集中
機械学習、IoT、HoloLensなどをビジネスとしてやってみたい、
ナレコムの業務内容を詳しく知りたい、という方は
cloud@knowledgecommunication.jp にメールをいただくか、
本日の懇親会にて名刺交換させてください。
- 29. 29Copyright © 2018 Knowledge Communication Co.,Ltd.All Rights Reserved.
余談
・開発時間の捻出
→昼休みと通勤時(片道1時間10分)に開発
・エラーへの対処
→Qiita、Stack Overflow、公式ドキュメントに答えはある
・有識者の知恵を引き出す
→IoTビジネス共創ラボ、社内の有識者に聞く
Notas do Editor
- 次にPowerBI。リアルタイムに現在地を確認できます。
この後の懇親会会場でデモをやります、ぜひ見にいらしてください