2026.06.25 オンプレAIカメラ - コトバモニター技術自社サービス紹介

既設設備とAIカメラをI/O接点で連携。製造現場の異常を映像で記録する方法

はじめに

製造現場では、検査装置や生産設備が異常を検知すると、シグナルタワーの点灯やブザー、操作盤のエラー表示などで作業者へ知らせます。

しかし、異常が発生したことは分かっても、その直前に現場で何が起きていたのかまでは、設備のエラー履歴だけでは判断できないことがあります。

「異常が起きる前に、製品はどのような状態だったのか」
「作業者はどのような操作をしていたのか」
「ライン上で詰まりや落下は発生していなかったか」
「同じ異常が繰り返される原因は何か」

こうした状況を確認するために有効なのが、既設設備のI/O接点とAIカメラを連携させる仕組みです。

設備が出力する接点信号をきっかけに、異常発生時刻を記録し、その前後のカメラ映像を確認できるようにします。

既存設備を大幅に改修するのではなく、設備が持つ信号出力を活用することで、製造現場の品質管理、原因調査、トレーサビリティを強化できます。

I/O接点とは

I/Oは「Input／Output」の略で、機器同士が信号を受け渡すための入力・出力を意味します。

製造設備では、次のようなイベントを外部へ知らせるためにI/O接点が使われています。

設備異常
検査NG
非常停止
製品通過
扉の開閉
センサー反応
ライン停止
処理完了
シグナルタワー点灯

古い設備や単体装置でも、無電圧接点やリレー接点を備えている場合があります。

無電圧接点とは、接点の開閉によってON・OFFを伝える仕組みです。接点自体から電圧を供給するのではなく、外部の受信機器側で状態を読み取ります。

ネットワーク通信に対応していない既設設備でも、こうしたI/O接点が利用できれば、信号変換機器を介してWebシステムやAIカメラと連携できる可能性があります。

アナログ機器とAIカメラをつなぐ

製造現場には、長期間安定して稼働している既設設備が数多くあります。

一方で、古い設備はクラウドやAPIに対応しておらず、デジタルシステムとの連携が難しいことがあります。

そこで活用できるのが、設備のI/O接点です。

設備から出力されるON・OFF信号を信号変換機器で受け取り、ネットワーク上で扱えるデータへ変換します。その情報をWebシステムやカメラ管理システムへ送り、映像にイベント情報を付与します。

基本的な処理の流れは次の通りです。

製造設備や検査装置が異常を検知する
設備からI/O接点信号が出力される
信号変換機器が接点の変化を受信する
接点信号をネットワーク通知へ変換する
Webシステムが発生時刻、設備、ライン、対象カメラを記録する
カメラ映像にイベント情報を付与する
管理者が異常発生前後の映像を確認する

この仕組みにより、アナログ寄りの既設設備と、最新のAIカメラやWebシステムをつなぐことができます。

なぜ設備信号と映像を連携するのか

設備ログには、発生時刻、エラーコード、停止状態などが記録されます。

しかし、設備ログだけでは、実際の現場状況を把握できない場合があります。

たとえば検査装置がNGを出した際、原因は製品そのものだけとは限りません。

製品の投入方向が通常と異なっていた
複数の製品が重なっていた
作業者がライン上の製品に触れていた
搬送途中で製品が傾いていた
設備付近に異物が落下していた
前工程ですでに異常が発生していた

設備信号とカメラ映像を紐づければ、エラーコードだけでは分からない状況を確認できます。

映像を常時監視するのではなく、異常が発生した時刻を基準に必要な映像だけを確認できるため、原因調査の時間短縮にもつながります。

活用例1：検査装置のNG信号と映像を連携

製造ラインでは、異物検査、重量検査、外観検査など、さまざまな検査装置が使用されています。

検査装置がNGを判定した際に接点信号を出力できれば、その時刻をカメラ映像へ記録できます。

管理者は、発報イベントの一覧から対象の記録を選び、検査前後の映像を確認します。

これにより、次のような確認がしやすくなります。

NG判定された製品の状態
製品がラインを通過した方向
作業者による取り除き作業
排出機構が正常に動いたか
異常発生前後のライン状況
同じ時間帯に発生した別の異常

品質管理担当者が現場へ聞き取りを行う前に、映像で状況を把握できるため、原因調査を効率化できます。

活用例2：設備停止時の前後映像を確認

設備停止の原因は、機械的な故障だけではありません。

製品の詰まり、材料の投入ミス、作業者の操作、周辺設備との干渉など、さまざまな要因が考えられます。

PLCや設備から停止信号を取得し、カメラ映像と連携させることで、停止直前の状況を確認できます。

たとえば、次のような用途があります。

搬送ライン停止時の製品状態確認
ロボット停止時の周辺状況確認
非常停止ボタン操作時の映像確認
センサー異常発生時の現場確認
復旧作業の記録

設備ログと映像を組み合わせることで、保全担当者の原因分析を支援できます。

活用例3：扉・シャッター・ゲートの開閉記録

製造現場では、設備扉、安全柵、搬入口、シャッターなどの開閉状態を管理することがあります。

開閉センサーや接点出力とカメラを連携すれば、扉が開いた時刻の映像を記録できます。

活用例は次の通りです。

安全扉が開いた際の作業確認
許可されていない時間帯の開閉確認
搬入口の開閉と入出庫状況の確認
設備内部へのアクセス記録
衛生管理エリアへの出入り確認

接点ログだけでなく映像も残すことで、監査や安全管理に活用しやすくなります。

活用例4：シグナルタワーの発報と映像を連携

既設設備から直接信号を取得することが難しい場合、シグナルタワーや表示灯の状態を起点に検討する方法もあります。

方法は大きく二つあります。

一つは、シグナルタワーへ送られている接点信号を分岐または中継して取得する方法です。

もう一つは、カメラ映像からランプの点灯状態をAIで判定する方法です。

I/O接点を利用できる場合は、明るさや画角の影響を受けにくく、明確なON・OFF信号として扱えることがメリットです。

一方、設備改修ができない場合は、AIカメラで表示灯の色や点灯状態を読み取る方法が候補になります。

現場条件に応じて、接点連携と映像AIを使い分けることが重要です。

AIカメラを使うメリット

1. 異常発生時の映像を素早く探せる

通常の録画映像では、発生時刻を確認してから該当時間帯まで映像を移動する必要があります。

イベント情報が付与されていれば、発報履歴から対象映像へ直接移動できます。

2. 発生前後の状況を確認できる

異常が発生した瞬間だけでなく、その前後の映像を確認することで、原因につながる動きや作業を把握しやすくなります。

3. 原因調査の属人化を減らせる

作業者の記憶や口頭説明だけに頼らず、映像を共通の事実として確認できます。

4. トレーサビリティを強化できる

発生日時、対象設備、対象ライン、カメラ、トリガー種別などを記録することで、後から履歴を追いやすくなります。

5. 再発防止策を具体化できる

実際の映像を確認しながら、作業手順、設備配置、教育内容、ライン設計の改善を検討できます。

AI解析と接点信号は役割が異なる

設備連携では、すべてをAIで判断させる必要はありません。

設備が明確な異常信号を出せる場合は、その信号を活用する方が確実なことがあります。

接点信号とAIカメラには、それぞれ異なる役割があります。

接点信号が得意なこと

設備が異常と判断した事実の取得
明確なON・OFF状態の取得
検査NGや停止信号の取得
タイミングの正確な記録

AIカメラが得意なこと

異常時の周辺状況確認
人や物の動きの確認
設備ログに残らない現象の把握
複数要因の視覚的な確認
特定状態の画像認識

設備の判断は接点信号で取得し、その原因や周辺状況をAIカメラで確認する。

この組み合わせにより、信頼性と情報量の両方を高めることができます。

導入前に確認するべき接点仕様

I/O接続を行う際は、設備の仕様を事前に確認する必要があります。

主な確認項目は次の通りです。

無電圧接点か、有電圧出力か
接点形式はNOか、NCか
出力信号の保持時間
パルス信号か、状態保持信号か
同時に複数信号が出る可能性
設備メーカーが外部接続を許可しているか
既存回路への影響
必要な絶縁方法
使用する電源電圧
信号変換機器の入力仕様

NOは通常時に接点が開いており、イベント発生時に閉じる方式です。
NCは通常時に接点が閉じており、イベント発生時に開く方式です。

設備によって信号仕様は異なるため、回路図や取扱説明書を確認し、必要に応じて設備メーカーや電気工事担当者と調整します。

信号をWebシステムへ渡す方法

設備の接点信号を直接カメラへ接続できない場合は、信号変換機器を使用します。

信号変換機器は、接点のON・OFFを受信し、ネットワーク上の通知へ変換します。

たとえば、次のような処理です。

接点信号を受信
発生時刻を記録
HTTPS通信でWebシステムへ通知
Webhookを送信
設備IDやライン番号を付与
カメラ管理システムへイベントを登録

Webシステム側では、どの設備で、いつ、どの信号が発生したかを記録し、対象カメラと紐づけます。

複数ラインへ展開する場合は、設備ID、ラインID、信号種別、カメラIDの対応関係を整理しておくことが重要です。

PoCでは手動トリガーから始める

既設設備へいきなり信号線を接続することに不安がある場合は、段階的に検証する方法が有効です。

最初の段階では、Web画面に手動トリガーボタンを用意し、設備が発報した想定でイベントを作成します。

この段階で確認する内容は次の通りです。

カメラの画角
照明条件
製品通過部の見え方
シグナルタワーの視認性
イベント登録の動作
発報前後映像の確認方法
管理画面の操作性
ネットワーク接続状況

カメラとシステム側の動作を確認した後、第二段階で接点信号を接続します。

段階的に進めることで、既存設備への影響を抑えながら、実運用に必要な条件を確認できます。

導入時に確認すべき現場条件

I/O接点とAIカメラを連携する際は、電気信号だけでなく、現場環境全体を確認する必要があります。

通信環境

カメラや信号変換機器がネットワーク通信を行う場合は、有線LANや無線LANの電波強度、帯域、安定性を確認します。

電源

カメラ、信号変換機器、通信機器の電源を確保する必要があります。

カメラの画角

設備全体、製品通過部、作業者、表示灯など、何を確認したいかによって設置位置が変わります。

照明

逆光、暗所、照明のちらつき、設備の反射などによって映像の見え方が変わります。

防水・防塵

水、粉じん、油、蒸気が発生する現場では、設置機器の保護等級や設置方法を確認します。

時刻同期

設備イベントと映像を正確に紐づけるには、各機器の時刻が合っていることが重要です。

導入後の運用設計も重要

システムを構築しても、異常発生時の対応方法が決まっていなければ、十分に活用できません。

事前に次の内容を整理します。

誰が発報を確認するか
どの画面から映像を見るか
何分前から何分後まで確認するか
映像確認結果をどこに記録するか
品質管理部門へどのように共有するか
保存期間をどう設定するか
監査時に誰が映像を閲覧できるか
異常の分類や原因コードをどう管理するか

映像を記録するだけでなく、品質管理や設備保全の業務フローに組み込むことが重要です。

製造業で期待できる効果

I/O接点とAIカメラの連携により、次のような効果が期待できます。

異常発生時の確認時間短縮
設備停止原因の調査支援
品質管理の強化
作業者への聞き取り負担の軽減
映像証跡によるトレーサビリティ向上
再発防止策の具体化
保全・品質・製造部門間の情報共有
既設設備を活用した段階的なDX
複数ライン・複数拠点への横展開

特に、設備更新には大きな費用がかかる一方、既設設備の接点信号を活用できれば、現在の設備を残しながらデジタル化を進められます。

まとめ

製造現場には、安定稼働している一方で、ネットワークやAPIに対応していない既設設備が数多くあります。

こうした設備でも、I/O接点や無電圧接点を活用することで、AIカメラやWebシステムと連携できる可能性があります。

設備が出力する異常信号を起点に、発生時刻、設備、対象カメラを記録し、前後映像を確認できるようにする。

これにより、設備ログだけでは分からなかった現場状況を可視化し、品質管理、原因調査、設備保全、再発防止に活用できます。

重要なのは、AIですべてを判断することではありません。

既存設備が持つ確実な信号と、カメラが持つ豊富な映像情報を組み合わせることです。

当社では、AIカメラ、I/O接点、信号変換機器、Webシステム、通知機能を組み合わせ、製造現場の設備や運用に合わせた映像連携システムの構築を支援しています。

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