日本における基幹産業の1つである製造業の領域にも、デジタルトランスフォーメーション（DX）の波は押し寄せている。少子高齢化に伴う人手不足は、工場など“モノづくり”の現場にも影を落としており、熟練作業者のスキル継承、いわゆる属人化の解消は喫緊の課題だ。なかでもベテランによる“目視”に依存した外観検査のデジタル化は後手に回っている。そこで注目を集めているのが、精度を損なうことなく目視検査を自動化できる「AI外観検査」だ。今回は、NTT東日本がREIWAプロジェクトの一環として展開するAI外観検査ソリューションについて、ビジネスイノベーション本部 ソリューションアーキテクト部の金田 健一氏、北村 直樹氏に話を伺った。

AI基盤に低遅延でセキュアな地域エッジを採用し、属人化した製造現場の“検査工程”を自動化

熟練作業者の高齢化が進み、人材の確保も困難な状況のなか、デジタル技術を活用した工場の自動化、いわゆるスマートファクトリー化は製造業界におけるトレンドとなっている。ところが「ワーク」と呼ばれる出荷前製品の品質検査、いわゆる外観検査においては、依然として人の目に頼る作業から脱却できていないケースもめずらしくない。製造機械の導入により製造プロセスの自動化は実現できているが、検査工程はベテラン作業者が目視で行っているという製造現場も少なくないだろう。

生活やビジネスにICTが浸透したことで多様化した顧客ニーズに応えるため、昨今の製造業では多品種少量生産の流れが加速しており、人の技術・経験に依存した外観検査は限界を迎えている。NTT東日本 ソリューションアーキテクト部の北村 直樹氏は、製造現場の検査工程における課題について次のように語る。

「変形、キズ、汚れなど外見上の不良をチェックする外観検査を目視で行っている製造現場においては、スキルの属人化、検査品質のばらつき、検査数・スピードの限界といった課題が顕在化しています。検査を担当する作業員の人数によって1日の生産量が制限されたり、作業員によって検査基準に差が出たり、長時間の作業で集中力が途切れて不良品を見逃したりと、人に依存した検査にはもはや限界が見えてきています」（北村氏）

ファクトリーオートメーション（FA）が推進される状況のなか、検査工程については、いまだ人の手によって実施されている印象が強いと北村氏は現状を分析。課題を解決するためのアプローチとして、AI技術を活用した外観検査を挙げる。NTT東日本では、2019年に「REIWAプロジェクト」を立ち上げ、社内外のICTアセットを結集し、顧客と伴走しながら地域課題の解決を目指す取り組みを推進。その一環として、製造業向けのAI外観検査ソリューションを展開している。その開発に携わっているNTT東日本 ソリューションアーキテクト部 担当課長の金田 健一氏は、同社が手がけるAI外観検査ソリューションの特徴を説明する。

「良品画像と不良品画像の特徴をAIが学習することで、熟練作業者の目視検査と同等の外観検査を実現します。東日本全域に拠点を持つNTT東日本の通信インフラを活かしたREIWAエッジ（地域エッジクラウド）を基盤とし、閉域網を用いることでセキュアかつ低遅延でクラウドAIモデルと接続。工場内に設置する機器を最小限に抑えられるため、故障リスクやハードウェアの導入・メンテナンスコストも軽減できます。さらにクラウド基盤を用いるため、スケーリングも柔軟に行えます。また単なるAIソリューションではなく、撮像装置の提供からネットワークの構築、運用の支援までトータルで提案・支援できることも特徴となります」（金田氏）

AI外観検査システムは、撮像装置とAIモデル、ワーク搬入・搬出機構（検査対象のワークを撮像位置まで移動させ、検査結果に応じて振り分ける仕組み）といった要素で構成されるが、同社のソリューションはFA機器メーカーと連携し、すべての要素を含めてトータルで提案する。複数のベンダーとやり取りしながらシステムを作り上げていく製品と比べて、導入にかかる時間や手間を大幅に軽減できることが大きな強みとなる。

また閉域網で接続した地域エッジ上のAIモデルで判定を行うことで、ネットワークの遅延時間が生産効率を落とすといった問題も解決できると金田氏は話す。さらに「製造現場のワーク画像は、企業にとって非常に機密性の高い情報のため、パブリッククラウド上にアップロードするAI外観検査システムに、セキュリティ面の不安を感じている企業も多いと思います。REIWAプロジェクトの地域エッジを基盤とする弊社のソリューションならば、安心して利用していただけると考えています」と、セキュリティ面でのメリットについても言及する。

地域企業やパートナーと共創することで、ソリューションの価値を高めていく

前述したように、NTT東日本が手がけるAI外観検査の強みは、同社が展開するREIWAプロジェクトのソリューションとして提供を準備しているところにある。地域エッジのAIモデルと閉域網に接続することで、パブリッククラウドにおける通信速度、セキュリティ面の課題を払拭しながら、オンプレミス環境におけるハードウェアコストの問題も解決が可能だ。

REIWAプロジェクトでは、サービスを開発して顧客に提供するだけでなく、顧客との共創により地域社会が抱える課題を解決するためのソリューションを作り上げていくという手法を取り入れている。AI外観検査ソリューションもその1つであり、地域の企業やパートナーと共創することで新たな価値の創出を目指している。実際、製造業者からの引き合いは強くなってきていると北村氏は語り「食品製造会社や金属加工会社など、さまざまな業種・業態の企業が導入に向けた検討を進められています。人手不足を補えるソリューションとして期待しているといった声をいただいています」と手応えを口にする。

もちろん、近年の技術トレンドであるAIを活用したいといったニーズに対しても、本ソリューションは有効。従来のルールベースの外観検査ではなく、AIへ良品や不良個所の特徴を学習させることで、加工食品など形状が安定しないワークに関しても高い精度で不良品を検出することが可能となる。AI導入を検討するうえで障壁となるAIモデルの構築やトレーニングに関しても、NTT東日本グループが持つ知見を活かした支援が受けられるという。

「AIが人に成り代わり一定の基準で検査を実施することで、人手不足によるボトルネックを解消し、工場の生産能力をフルに発揮できるようになります。人が足りず、やむなくサンプリング検査を行っているというケースにおいても、AIに置き換えることで全数検査に切り替えられ、不良品を出荷してしまうリスクを大幅に軽減。企業の信頼性を高めるといった効果も期待できます」（北村氏）

またNTT東日本のREIWAプロジェクトでは、AI外観検査だけにとどまらず、工場の自動化、すなわちファクトリーオートメーションの推進を全方位で支援する。金田氏は「今後、工場内に閉じたOT領域もインターネットと接続されるようになります」と語り、IT向けのセキュリティ対策では保護できないOT領域のセキュリティに関してもトータルで提案していきたいと力を込める。

「閉域網を利用するREIWAプロジェクトの地域エッジへのアクセスに、ゼロトラストセキュリティの機能を付加することで、工場内のデータをより安全に活用できる環境を提供していきたいと考えています」（金田氏）

蓄積されたICTアセットを活用し、メイドインジャパンの国際的なブランド力向上を目指す

近年の製造現場が抱える検査工程の人手不足を解消し、工場内の自動化・省人化を支援するNTT東日本のAI外観検査ソリューションは、生産性向上を図り、競争力を高めたい製造業者にとって見逃せない選択肢となる。同社では、今後もREIWAプロジェクトを通じて、地域に根ざした国内製造業の活性化を支援していく予定だ。金田氏は、今後の展望について次のように語る。

「製造業は日本における基幹産業であり、高品質な製品を安定的に供給できる技術力は世界に誇れるものだと思っています。NTT東日本は、“地域の未来を支えるソーシャルイノベーション企業”を目指しており、メイドインジャパンの国際的なブランド力を再び高めていくことに貢献していきたいと考えています。今後も東日本全域に拠点を持つ弊社ならではの細やかなレスポンス・対応力を活かして、企業それぞれの課題に伴走していきます。AI外観検査ソリューションも含め、製造現場の貴重な人的リソースを、よりコアとなる領域に注力するための支援を続けていきたいと思います」（金田氏）

地域社会との共生より培われたICTアセットを活用し、地域の価値創造と地域循環型社会の実現を目指すNTT東日本のREIWAプロジェクトと、その一環として地域との共創で作り上げていくAI外観検査ソリューションは、今後もさらなる発展が期待されるだろう。

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