通过区域中心之间的合作实现世界一流的技术

通过区域中心之间的合作实现世界一流的技术

2016/01/31

通过区域中心之间的合作实现世界一流的技术 可参与全球市场竞争的高精度激光划痕检测装置“Hole Riser”

在工业产品的制造现场，生产线的自动化已经取得了长足的进步，但大部分检测线仍然依赖于人力。因此，通过自动化检测来提高质量控制一直是该领域的夙愿。这里是西格玛株式会社（广岛县吴市）的激光划痕检查装置“Hole Riser”的诞生地。该检查装置现已成为海外厂商关注的产品，但事实上，该公司的开发努力通过与AIST的两个区域中心的合作而结出硕果并开花结果。

Sigma 将 AIST 的基础技术投入实际应用

中村（AIST 中国中心）“孔立管”的开发始于冈田先生的激光划痕检测技术。

冈田（AIST 中国中心）自 1992 年左右以来，我一直致力于开发优质钢板上的细小划痕检测装置。 1995年左右，我应广岛县一家公司的要求，将该技术应用于圆柱形液压缸零件的检查。我们进一步将其开发为汽车气缸体孔的检查装置，并作为利用激光衍射检查气缸内表面的微小划痕和缺陷的装置，在1999年的广岛专利流通展览会上展出。

　具体来说，该系统的工作原理是，一边用激光照射待检查物体的表面，一边逐渐移动旋转探头，然后分析反射光以检测划痕和缺陷。西格玛总裁下中看到了这一点，并表示他想用它来检查内部零件。

江崎（西格玛公司）虽然汽车零部件工厂的生产线是自动化的，但大多数检查都是通过目视完成的。自动化测试一直是一个长期的梦想，因为它既耗时又昂贵，而且结果可能会有所不同。为了实现这一目标，我公司决定与产业技术研究院共同研究气缸体孔内壁检查装置。

中村联合研究始于2000年，当时AIST成立之前，当时的中国中心还是中国工业技术研究所、工业科学技术机构。

冈田是的。然而，2004年，包括我在内的AIST的三名研究人员全部从中国中心调到筑波中心，所以我从筑波跟踪Sigma的研发。得益于Sigma工程师的不懈努力，AIST提供的技术种子得以商业化。

江崎我们与AIST的合作进展顺利，并于2005年完成了原型机，并于2006年开始了第一台激光探伤设备的销售活动。

听取用户反馈并做出改进

江崎第一台机器被一家大型汽车制造商购买，并获得了行业内的认可，但设备的耐用性仍然不足，销售不景气。

冈田此时，联合研究已经结束，Sigma正在进行自己的研发。

江崎是的。在第二台机器的开发过程中，我们收到了很多来自各大汽车制造商的改进请求，他们购买了设备进行验证。尤其是在速度方面。该检查装置使探头高速旋转，检查任务箱的内壁。当时这个速度是每分钟1500转，但我被告知除非超过10000转，否则不能在现场使用。但无论当时的结构如何改进，都是不可能的，而且即使可以，也被认为会存在耐久性问题。为了制造出能够全年 365 天、每天 24 小时进行检查、同时持续高速旋转的产品，我们设计了一种新结构，最终能够实现每分钟 12,000 转。

　然而，2007年发布的第二款车型由于雷曼危机的影响，两年内根本没有卖出去。虽然没有人买账，但我们继续拜访各个公司，在收到反馈的同时不断改进。

冈田大约在那个时候，其他公司推出了基于激光的探伤设备。

江崎第三款型号“Ana Riser III”是一款旨在绝对胜过竞争设备的产品。至此，我们终于可以开始稳定销售了。随着用户数量的增加，来自现场的反馈和信息将被收集，问题将变得更加清晰，改进将变得更加容易。这个循环开始发挥作用，质量得到提高，并决定将产品陆续用于批量生产线。目前，我们正在利用这一时期积累的专业知识继续开发。

我们再次联手解决高级问题

中村2011年，Sigma与AIST的联合研究将再次启动。当时，您向我们寻求如何减少误诊伤口的建议。

江崎由于检查精度的提高，存在将污垢和其他物体识别为划痕的问题。由于质量过高造成的生产损失是一个主要的业务问题。然而，在检测微小缺陷和过度判断之间存在着权衡，并且这个问题一直难以解决。认识到内部研发的局限性后，我们再次咨询了日本产业技术研究院（AIST）。

中村我曾经在九州产业技术综合研究所（AIST九州中心的前身）做过研究，所以当我想到谁适合作为响应者时，我立即想到了九州中心的野中先生。这真是一场跨地域的比赛。

野中（AIST九州中心）当时，我正在研发用于检查晶圆、印刷线路板等缺陷的设备，主要是在半导体和电子领域。九州的半导体产业表现不佳，但汽车产业却蓬勃发展，制造基地除了组装之外还具备研发功能。作为九州中心，我们相信，如果我们能够将我们的优势运用到这个广泛的汽车领域，我们将能够做出更广泛的贡献。这时，中村先生叫住了我。

　能够区分划痕/缺陷和污垢等，并且不会漏掉最小缺陷的检查设备的要求与我在九州中心正在研究的感官测试的自动化、系统化和标准化主题相一致，因此我利用AIST的研究加速资助系统来促进与中小企业的合作。经过反复试验，基于所获得的基本结果的提案被中小企业厅选定为制造业补贴项目，并开始正式设备开发。这是与Sigma联合开发的重启。

　然而，将新的光学设计融入到薄型探头高速旋转的有限空间中以检测污垢和缺陷是一项艰巨的挑战。因此，很难获得结果，但通过使用紫外线激光，我们终于能够分别检测缺陷和污垢。

江崎误判次数减少，可以可靠地识别正常产品，从而提高检测精度和良率。 2015 年 6 月，我们发布了采用该技术的产品“Hana Riser IV”。

开发梦想检测设备的挑战仍在继续，以创建国际标准

江崎目前，我们正在开发“Ana Riser V”，作为经济产业省战略基础技术发展支持项目（支持项目）的一部分。除了现有的检测功能外，我们的目标是自动测量被检测孔的直径、圆度和表面粗糙度。基于我使用 Hole Riser IV 的经验，我决定勇敢地进入一个新的测量领域，相信可以通过使用激光来实现测量工作的自动化。在零件上钻孔是机械加工的基础之一，因此如果我们能够开发出这种技术，它将成为世界各地制造公司梦寐以求的检测设备。

野中尽管系列名称相同，但《Ana Riser V》相对于《Ana Riser III 和 IV》来说是一个巨大的飞跃。之前的 Hole Riser 仅检查是否存在缺陷，而 Hole Riser V 不仅可以识别缺陷，还可以高速、高精度地测量加工过程的成品状态，例如孔加工表面的直径和圆度。除了我们独特的测量光学设计之外，我们还融入了许多想法和技术，包括电源和信号传输方法，以支持高速探头旋转和数据处理速度。我们相信，通过引入一种新的光学测量方法，可以提供更详细的孔加工表面信息和检查结果，我们将能够获得有意义的、高附加值的数据，即使在物联网时代也可以使用。

　“激光测量”意义重大，堪称真正着眼下一代的创新技术。

中村在质量控制非常重要的时代，检查和测量的自动化将产生巨大的影响。

江崎在物联网时代到来之前，如果我们能够创建一个系统来收集检查和测量数据并将其用作大数据，将有助于质量的提高。我也认为这是一个很有发展潜力的技术。

野中此外，我们的目标是将我们开发的检测技术（例如选择和应用适合缺陷尺寸的激光束光斑尺寸）的测试方法纳入全球标准。

　技术的国际标准化对于在全球市场开展业务具有重要意义。通过将标准化和专利作为一个整体进行传播，我们希望提高日本的潜力和国际竞争力。

江崎一开始我并不理解标准化这个词，但最近我开始使用“顶级标准系统”。^*1”的国际标准提案时，我意识到由日本牵头制定规则的重要性。关于孔内检查的自动化，我们希望在三年内制定JIS标准，并在未来制定ISO标准。

中村我认为，从中国中心到九州中心的合作扩展通过挑战国际标准实现了全球扩张，这是地区振兴的一个很好的例子。

与当地企业的合作是 AIST 的核心，口号是“技术 x 协作 = 创新”

中村AIST 致力于以其“10 x 200 x 3000 综合实力”支持当地产业。包括区域中心在内的全国10个研究基地将作为所有AIST的一站式联络点，由创新协调员领导的200名员工将充当礼宾员，倾听企业的各种要求，3000名研究人员将做出回应。

　中国中心宣传的是生物质利用技术的研究，但即使您是一家与生物质无关的公司，也请随时来中国中心咨询，作为所有AIST的一站式联络点。 2011年我被任命为中国中心主任时，我成立了AIST中国中心之友协会（Sanyukai）。除了为我们的旗舰研究做出贡献之外，我们的目的是帮助人们了解 AIST 的原始作用并创建区域合作网络。目前，约有200家来自各行各业的公司参与其中，主要集中在电子、制造、能源和环境领域。

　自2013年起，我们一直举办“技术交流沙龙”，向当地研发型企业介绍AIST的广泛研究种子，并获得外部资金并与大学和公共研究机构合作提出联合研究项目。

冈田为了发现现场问题，AIST 员工主动走访企业是极其重要的。归根结底，重要的是人与人之间的信任关系。

中村目前，这种合作的成果已开始逐渐显现。 2015年度，广岛汽车相关中小企业要求的低成本随机拣选机器人系统的开发，作为与AIST和广岛县立技术研究所合作的NEDO项目开始。

江崎我觉得我们收到了越来越多的海外制造商对我们的孔立管的询问，并且它受到高度重视，2014 年我们被选为全球 100 强利基公司之一。^*2''，通过与AIST的合作，我们已经成为一家可以在全球舞台上竞争的公司。 2015年，我们在海外扩张中站稳了脚跟，因此2016年我们希望建立更可靠的量产体系，并致力于促进销售。

中村我们认为，与当地公司关系密切的区域中心的作用非常重要，它可以确定广泛的需求，并将其与 AIST 的种子相匹配，以创造能够在全球舞台上竞争的技术。 AIST 重点培养作为协作关键的创新协调员，我目前就是其中之一。

　我们的密码是“技术x协作=创新”。我们希望以中国中心为基础，继续通过AIST的全国网络促进适当的匹配，为当地的创新创造做出贡献。

---

*1：顶级标准系统。成立于2012年6月。从2014年7月起扩展到新的市场创建标准化体系。这是一个无需通过行业组织达成共识即可快速提出国际标准并将其标准化为JIS的体系。[返回来源]
*2：全球 100 强利基公司。经济产业省选出了100家致力于开拓国际市场、在利基领域占据高份额、实行良好管理的企业。[返回来源]