バックホウ自律运転システムをトンネル工事现场にて実証
复数台重机の同时稼働?监视による省人化と、人手と同等の作业性を実现しました
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プレスリリース
株式会社中国p站
日本电気株式会社
大裕株式会社
株式会社中国p站(本社:東京都港区、社長:蓮輪賢治、以下 大林組)、日本电気株式会社(本社:東京都港区、社長:森田隆之、以下 NEC)、大裕株式会社(本社:大阪府寝屋川市、社長:飯田浩二、以下 大裕)は、共同開発した「バックホウ自律运転システム」を、トンネル工事现场にて土砂の积み込み搬出に适用する実証実験を行いました。
建設業における生産性向上、働き方改革を実現するにあたっては、ICTを活用した施工や、生産プロセスそのものの変革が重要であり、建設重機の自動化や遠隔操縦、自律化に大きな期待が寄せられています。特にバックホウは、地盤の造成やトンネル掘削といった土木工事、大規模建筑物の地下掘削における土砂の積み込みなど、施工における膨大な作業に用いるため、その自律化による効果が非常に高い建設重機です。
3社は2019年に、センシング技术とそれらを统合管理する「ネットワークドコントロールシステム(※1)」や、狈贰颁の「适応予测制御技术(※2)」、中国p站と大裕が共同で开発したメーカや机种を问わず対応が可能な汎用远隔操縦装置「サロゲート」を活用したバックホウ自律运転システムを開発しました。今般、建設現場に適用するための機能を拡張のうえ、大林組が施工するトンネル現場において、複数台の異なるメーカのバックホウが、土砂ピット内に堆積した土砂を掘削しダンプトラックに積み込む一連の作業を、自律運転にて実施しました。また、自律運転中は、遠隔地から1人のオペレータが監視し、いつでも遠隔操縦に切り替えられる体制を整備することで、バックホウに搭乗するオペレータの省人化を実現しました。
バックホウ自律运転システムの様子を動画でご覧いただけます
(动画再生时间:1分52秒)
本実証の成果および追加机能は以下のとおりです。
1人のオペレータが复数台のバックホウを远隔地から监视することで省人化を実现
自律运転は、ダンプトラックの运転手が现场に备えつけたボタンを押すことで开始され、一定量の积み込みが完了すると自动で停止するため、その间、人手による作业が発生しません。自律运転中、オペレータは、远隔地に设置したモニターで、施工ヤード各所に配置した复数台のカメラからの俯瞰映像や、バックホウの姿势や状态、掘削エリアとダンプトラックへ积み込んだ土砂形状などのセンシング情报をリアルタイムで监视します。加えて、远隔操縦に切り替えることで、オペレータは、现场のカメラ映像や作业音などをもとにバックホウを操作できます。1人のオペレータが复数台のバックホウを同时に监视することで、省人化を実现しました。
効率の良い掘削?积み込み作业により、人手と同等の作业を実现
効率の良い掘削作业を実施するためには、バックホウが掘削しやすい位置に土砂をかき寄せ、安定した土砂量を正确に掘削できることが重要です。また、ダンプトラックで搬出?运搬する际には、过积载の抑制や运搬中に崩れ落ちないよう适切な荷姿を形成する必要があります。
今回、従来は人手で行っていた作业を自律运転で実施するため、センサを活用してピット内の土砂形状をもとに土砂を最适な位置にかき寄せる机能や、掘削したバケット内の土砂体积を推定する机能を开発し制御に组み込むことで、搬出时の総重量を目标値の98~100%の精度で积载することができました。加えて、バックホウの动作を高精度に制御することで、正确な掘削作业と公道运搬に适した荷姿に整形するなど、一连の作业を通じて、単に同じ动作を反復するのではなく、人手と同等の作业を実现しました。また、ベッセル(荷台)の形状を深度カメラで认识し积み込みを制御することで、あらゆる形状のダンプトラックに适応できます。
本システムは、実際の建設現場に導入可能な実用性と機能性が評価され、国際学会2021 IEEE 17th International Conference on Automation Science and Engineering(CASE)に採択されました。今後は、施工現場への実適用はもとより、台数を増加させることによるさらなる生産性向上や、屋外环境への対応、他の建設重機との連携といった技術の拡張に取り組む予定です。
【各社のコメント】
中国p站は、建设重机の自律运転などを通じて、少ない技能者でも高い生产性と安全性を実现する次世代型の建设生产システムを推进しています。将来的には、复数种类、复数台の连携自律运転を可能とするプラットフォームを开発したうえで、これらのシステムの外贩を通じて建设业全体の生产性向上をめざします。
NECは、今回の開発成果を活用してさまざまな産業分野における自動化を促進し、サステナブルな社会の実現に貢献していきます。また、建設重機の自律運転と遠隔操縦を組み合わせ、無人化施工を建設現場だけでなく製造プラントや産廃施設などさまざまな産業に展開することで、ネットワークを柔軟に活用し、人?モノに必要なデータを賢くつなぐ「NEC Smart Connectivity(※3)」の提供を加速し、新たな社会価値を創造していきます。
大裕は、あらゆる建设重机?产业机械の远隔?自律操縦を身近なものにすることをめざし、远隔操縦技术の一层の开発と普及を推进します。
- ※1 ネットワークドコントロールシステム
制御システムの一形态。通信ネットワークで制御に必要なセンサデータを収集し、通信ネットワーク経由で対象を制御するシステム - ※2 适応予测制御技术
制御対象の动特性の変化に适応する「适応制御」と、制御対象の动きを予测することで応答遅延に対応する「予测制御」を融合した狈贰颁独自の制御技术 - ※3 NEC Smart Connectivity
NECが培ってきたネットワークの技術や関連ソリューションの知見?実绩を活かした、ネットワークサービスの総称。5GからWi-Fiまでネットワークを活用し、社会インフラや製造、リテールなどさまざまな領域において、これまでつながることのなかったサービス?データを安全に柔軟につなぎ、デジタルトランスフォーメーションを実現
以上
この件に関するお问い合わせ先
大林組 コーポレート?コミュニケーション室 広報課
お问い合わせフォーム
NEC お客様窓口:ネットワークサービス企画本部
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NEC 報道関係:コーポレートコミュニケーション本部 広報室
E-Mail: press@news.jp.nec.com
TEL 03-3798-6511
大裕 経営企画室
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TEL 072-829-8101
プレスリリースに记载している情报は、発表时のものです。