産業用ロボットの未来を変える
ワイヤレス通信技術とは？ ロボット/AGV/AMRなど、活用事例をご紹介
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ABOUT産業用ロボットに欠かせない
ワイヤレス通信技術とは？
ロボット
AGV
AMR
ドローン
ワイヤレス通信
LTE/5G
開発支援
ロボットには様々な種類があります。産業用ロボットをはじめ、災害用ロボットや建設ロボット、工事用ロボット、AGV、AMR。最近何かと話題のドローンもロボットの中に分類されます。
これらのロボットには、カメラの映像や制御用データ、センサー情報など、各種データを送受信するための無線技術がかかせません。特に数百台以上の産業用ロボットが稼働している大規模工場では、工場レイアウトの都合やコスト削減などの観点からワイヤレス通信技術がもたらす恩恵が大きくなっています。
EXSAMPLESワイヤレス通信技術の活用事例
ロボット
AGV
AMR
工作機械
01 ロボット
産業用ロボットは可動部分が多く、有線ケーブルだと断線やねじれなどによる故障が発生するという問題があります。
また、倉庫内でレール上を搬送するロボットはそもそも有線接続することが出来ません。
このような環境ではあらかじめプログラムされた制御ではなく現場の状況に合わせて、インテリジェンスな制御を行い現場の最適化が必要となってきました。
そのため今では産業用ロボットもワイヤレス通信が主流になっています。Wi-Fiによる通信やBluetooth®による省電力化、5Gでの高速・大容量・低遅延通信など、さまざまな最新の無線技術が導入され開発されています。
さらに、今後はデータ通信以外にも、無線を活用したワイヤレス給電技術が普及していくと考えられます。
02 AGV/AMR
AGV（無人搬送車）/AMR(自律走行搬送ロボット)には、Wi-Fiによる走行中のデータ通信やBluetooth®による搬送指示プログラムの伝送や、5Gによる自立走行支援など、ワイヤレス通信技術が至るところで活用されています。
しかし広い工場や倉庫の中では、柱や壁、資材の設置状況により電波が届かない、干渉してしまうなどの場所が至る所にあり、通信異常が発生する可能性があります。
重要なことは、すべての移動エリアで、確実に通信ができることです。より搬送効率を高めるには高度なワイヤレス通信技術が求められます。また、事故防止・安全管理の観点からLiDARを活用した自動マッピング機能も普及してきました。
このLiDARの補助としてミリ波によるセンシング技術を用いて壁の向こうにある人や障害物などをキャッチするためにも無線の応用技術が必要となっています。また、位置情報取得の為屋内GPSと呼ばれるUWBも普及し始めています。
03 工作機械
従来、工作機械やNCマシン、検査設備など、人が機械のそばで操作を行っていましたが、今では、ワイヤレス通信技術の発展により無人化が急速に発展しています。
例えば、機械のデータをサーバーに送り、自宅から設備の状況を確認するといったリモートワークにも適用可能になっています。
また、熱・振動・回転数などのモニタリングが工作機械においては、予防保全の観点で重要になりますが、このモニタリングのデータ送受信にも無線技術が活用されています。
今後、工作機械は、5Gの特性を生かしたデータ伝送など、送りたい容量や速度、データの内容にあわせて多種多様な無線規格がキーとなり開発されています。
VARIOUS WIRELESS工場内で使われる
様々な無線
ロボット
AGV
AMR
工作機械
環境監視
モニタリング
入退室管理
在庫管理
上記の「産業用ロボット」、「AGV/AMR」、「工作機械」以外にも工場内ではさまざまな無線技術が使われています。
例えば在庫管理、環境監視（水質、空気）モニタリング、入退出の管理などです。
さらに、無線の規格も多様で、高速・大容量・低遅延通信の特徴を持つローカル5Gや、省電力・長距離伝送を目指すLPWA、安価で構築できるBluetooth®まで幅広くもあります。
また、工場内では、データ通信を行う無線以外にもミリ波センシング技術、Wi-Fiセンシングによる各種分析、UWBによる位置検出などと電波を応用した機器も使われています。さらには、ワイヤレス給電などの研究開発も進んでおり、今や、ワイヤレス技術は必要不可欠なものとなってます。
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産業用ロボットが活用される製造現場にはさまざまな無線システムの電波や製造機器からのノイズ、外来波などが入り組んでいる環境が多いです。このような環境下で移動する産業用ロボットに必要なワイヤレス通信技術について解説します。
- ・産業用ロボットに欠かせないワイヤレス通信の課題とは？現状の無線システムの限界について
- ・産業用ロボットに欠かせないワイヤレス通信技術は「モバイル通信技術」にあった！
- ・弊社取り組み（安定ネットワークを実現する技術）
ISSUES無線に関する課題
セキュリティ
サイバー攻撃
ハッキング
バックドア
データ欠損
ディペンダブル
さまざまなシーンで活用されているワイヤレス通信技術ですが、まだ課題はたくさんあります。
例えば、無線方式の混在による通信障害、産業機器から出るノイズの影響、数百～数千にも上るIoT機器の電波干渉、さらには工場や倉庫の金属の壁・柱・資材など無線の通信環境には好ましくない状況といえます。
また、セキュリティ面での無線技術への信頼性についても大変重要です。技術力が低くなれば脆弱性を突いたサイバー攻撃やバックドアからの不正アクセスによる情報漏洩、通信時のデータ欠損など発生してしまう恐れがあります。
AGV/AMRの動作停止
移動体であるため常に電波環境が変わることや数百～数千台のAGVを制御する環境で、AGVの無線が切断される。これにより、AGVの動作が停止するため、作業の生産性低下を招いている。
ロボットの課題
遮蔽物の影響、電波干渉、機器類から発せられるノイズなど、ロボットの無線が切断され動作停止となってしまうことや、データの欠損により正確な情報の伝達が出来ないなどの課題があります。
無線機器の信頼性
データーの欠損、ハッキングによる機密情報の漏洩などセキュリティ面の課題があります。
WHAT WE CAN DOモバイルテクノが出来る事
LTE/5G
UWB
LPWA
開発支援
電波の見える化や信頼性のある無線通信以外にもご要望に合わせた様々な無線機器の開発を行っています。
無線機器の開発においては、データの伝送速度、内容、容量、通信距離、など適材適所に合わせた無線方式の選定が必要となります。
その為にも無線方式の選定や無線機器の仕様、電波法に関する検討など機器の構想段階から決めておかなければいけいない項目が沢山あります。
モバイルテクノでは、今までの無線機器開発実績の経験をもとに下記のご提案を致します。
・各種無線規格(LTE/5G/Wi-Fi/Bluetooth®/LPWA/UWB・・・)に対する、ハード、ソフトの開発 ・アナログ回路設計 低周波から高周波までミリ波設計（回路設計、アートワーク、電磁界解析シミュレーション） ・デジタル回路設計 FPGA,LSI開発 ・ソフトウエア開発 ・無線機器の評価、各国電波法の認証取得サポート ・無線モジュール選定
02LTE/5G通信機器開発
LTE/5Gなど通信機器の開発からミリ波などの高周波設計までサポートいたします。
03LPWA通信機器開発
Sigfox/LoRa®/HaLow™など様々な端末をデータの内容から判断し適切な無線方式での開発いたします。
AGV/AMR
- ■ミリ波レーダー
- ■ミリ波RF回路技術・評価技術
- ■シミュレーション技術
- ■レーダ信号処理技術
- ■FPGA／LSI開発技術
- ■基板設計技術
- ■2G／3G／LTE／5G 端末設計技術
- ■各種IoT(Wi-Fi/Bluetooth®/LPWA、応用技術)
ロボット
- ■2G／3G／LTE／5G 端末設計技術
- ■各種IoT(Wi-Fi/Bluetooth®/LPWA、応用技術)
- ■独自無線方式検討（各種IoT/省電力技術）
- ■通信モジュール選定
- ■RF／デジタル回路設計・基板設計技術
- ■ファーム設計技術
- ■評価技術
工作機械
- ■2G／3G／LTE／5G 端末設計技術
- ■各種IoT(Wi-Fi/Bluetooth®/LPWA、応用技術)
- ■独自無線方式検討（各種IoT/省電力技術）
- ■通信モジュール選定
- ■RF／デジタル回路設計・基板設計技術
- ■ファーム設計技術
- ■評価技術
入退出管理センサー
- ■Bluetooth®
- ■UWB
- ■各種IoT
- ■短距離無線通信技術（802.xx 他）
- ■RF／デジタル回路設計
- ■基板設計技術
- ■ファーム設計技術
- ■評価技術
無線データーロガー
- ■各種センサー
- ■独自無線方式検討（各種IoT/省電力技術）
- ■長距離伝送技術
- ■省電力技術
全体
- ■電磁界解析シミュレーション
- ■各国電波法評価・認証サポート
COMMITMENT TO THE FUTURE未来への取り組み
Beyond5G
6G
ミリ波
テラヘルツ波
高周波
日々の生活のさまざまなところで無線機器が使われ、ワイヤレス通信技術はますます重要性が高まってきています。
5Gから6Gへ、Wi-Fiもアップデートしていく中、周波数もミリ波帯からテラヘルツ波帯へと、高周波帯域の活用が進んでいます。
今後、周波数の高周波帯へのシフトが加速していくことで、さらに無線機器の開発は専門性が高い分野となっていきます。
モバイルテクノは、無線技術の設計開発のリードカンパニーとして、無線技術を通じセキュアでより良い豊かな社会を実現できるように取り組んでいきます。
今後も皆様の要望に応えるため最新技術や無線に関する知見をさらに深め、的確なサポートをできるよう邁進します。
※「Wi-Fi」は「Wi-Fi Alliance」の商標又は登録商標です。 ※「Bluetooth®」ワードマークおよびロゴは登録商標であり、Bluetooth SIG, Inc. が所有権を有します。 ※「LoRa®」マークおよびLoRaロゴは Semtech Corporationの商標です。 ※その他会社名、各製品名は、一般に各社の商標または登録商標です。
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産業用ロボットが活用される製造現場にはさまざまな無線システムの電波や製造機器からのノイズ、外来波などが入り組んでいる環境が多いです。このような環境下で移動する産業用ロボットに必要なワイヤレス通信技術について解説します。
- ・産業用ロボットに欠かせないワイヤレス通信の課題とは？現状の無線システムの限界について
- ・産業用ロボットに欠かせないワイヤレス通信技術は「モバイル通信技術」にあった！
- ・弊社取り組み（安定ネットワークを実現する技術）
