ローミング無線による安全非常停止の設計と開発(Design and Development of a Roaming Wireless Safety Emergency Stop)

田中専務

拓海先生、最近現場から無線の非常停止装置を入れたいと声が上がっておりますが、本当に安全に使えるものなのでしょうか。私、クラウドも詳しくなくて不安でして。

AIメンター拓海

素晴らしい着眼点ですね!大丈夫、無線でもきちんと設計すれば安全な非常停止(Emergency Stop、E-Stop、非常停止)を実現できますよ。今回はローミング(roaming、移動機能)する無線非常停止の論文を一緒に見ていきましょう。

田中専務

ローミングというのは、持ち運んでいるスイッチが移動しても別の製造セルに自動で切り替わる機能という理解で合っていますか。これって要するに複数のセルをまたいで瞬時に安全停止できる装置ということ?

AIメンター拓海

そうですよ。要点は三つです。第一に無線であっても機能安全(functional safety、FS、機能安全)を満たす設計であること。第二にローミングにより携帯スイッチがセルを移動しても安全機能が途切れないこと。第三に暗号化(encryption、暗号化)と認証(authentication、認証)で不正操作を防ぐことです。丁寧に説明していきますよ。

田中専務

機能安全という言葉は聞いたことはありますが、具体的に何を満たす必要があるのかイメージが湧きません。製造現場でどういうリスクがあるのかも教えていただけますか。

AIメンター拓海

優れた質問ですね!機能安全(functional safety、FS、機能安全)は、装置が故障しても危険を招かないようにする考え方です。無線だと通信途絶や誤認識が起き得るため、これを想定した冗長化や確認手順が必要なのです。

田中専務

誤認識や途絶が起きたら現場で大きな事故に繋がりますからね。で、ローミング環境での引き継ぎ(ハンドオーバー)はどうやって安全にやるのですか。

AIメンター拓海

論文ではIO-Link Wireless(IO-Link Wireless、IO-Linkワイヤレス)を基盤に、IO-Link Safety(IO-Link Safety、IO-Linkセーフティ)で既に要件化されている安全機構を無線に適用しています。ハンドオーバーは事前に設計された手順で状態を同期し、切り替え中は安全優先の状態を維持します。

田中専務

なるほど。導入コストと投資対効果の観点で気になります。現場のどれくらいの範囲で使えるか、既存設備への影響はどうかという点を教えてください。

AIメンター拓海

良い視点ですよ。要点は三つです。導入は既存のFS-W-Master(FS-W-Master、無線マスター)をセル単位に配置することで物理配線の手間を削減できること、ローミングセルの数は必要最小限に絞ることでコストを抑えられること、既存の安全PLCや非常停止回路と連携可能で置き換えではなく拡張として導入できることです。

田中専務

セキュリティ面はどうでしょうか。無線だと盗聴やなりすましが怖いのですが、暗号化や認証で本当に防げますか。

AIメンター拓海

はい。暗号化(encryption、暗号化)で通信内容の盗聴を防ぎ、認証(authentication、認証)で正しい端末だけが接続できるようにすれば、なりすましを防止できるのです。さらにフィールドでの電波状況は定期的に評価し、必要であればAIベースのチャネル評価で最適化することも提案されていますよ。

田中専務

分かりました。では最後に私なりに整理してみます。ローミング無線非常停止は、移動しても安全機能が途切れないように設計された無線の非常停止で、暗号化と認証でセキュリティを確保し、必要に応じてAIで電波を最適化するという理解で合っていますか。これって要するに複数セルで持ち運べて安全を担保する道具ということですね。

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