図1 多層ニューラルネットワークによる畫像認識
入力層に判定したい畫像をピクセル単位で入力し、中間層でその多次元の情報を少ない次元に落とし込みながら、畫像の特徴を抽出していきます。そして、その特徴をもとに出力層に判定種別ごとの確からしさを出力します。
図2 ディープラーニング取組みロードマップ
橫軸に畫像?數値?制御?言語の4種類の情報を取り組み順に記載し、縦軸にディープラーニング技術を記載しています。
製造への適用例として、ファイバーレーザの主要部品であるレーザダイオードのウエハ外観検査があります。従來は高度な技術者による目視検査でしたが、現在はディープラーニングによる無人システムにより、品質安定や製造コスト削減を実現しています。
また、製造への適用にあたっては、AIのホワイトボックス化を意識しています。高い精度を維持するAIモデルの設計に加え、AIの推論根拠を見える化（図3）し、どこに著目して判定したのかを確認することができます。このようにユーザー目線に立った”説明できるAI”の開発を進めています。
今後は、製造工程改善だけでなく、より付加価値の高い商品やサービスの提供に貢獻していきます。
図3 レーザダイオードチップにおける推論根拠の見える化
ディープラーニングがクラス判定を行う上で、強く著目した箇所をより暖色系の著色をして表示しています。
長い歴史の中で培ってきた材料技術を駆使することで、フジクラグループのものづくりを強力に後押ししています。安全性や環境への影響を考慮した商品をいち早く実現し、持続可能な社會の構築に貢獻するためには効率の良い材料技術開発が必須です。そこで、近年著しい進化を遂げる情報科學を材料開発に適用するマテリアルズ?インフォマティクスの導入を進めることで材料技術開発の飛躍的な向上を図っています。今後も、コアとなる材料技術を通じてフジクラグループの製品やものづくりをささえていきます。
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ものづくりにおいて、対象を正しく「知る」こと、良く「観る」＆正確に「はかる」こと、そして合理的に「解釈する」ことが課題の早期解決や新しい価値創出の要となります。當社では、ナノ～マクロ領域を網羅する高度な観察技術（観る）と長年にわたり培われた高精度かつ信頼性の高い分析評価技術（はかる）を駆使することで、フジクラの研究開発や製品製造業務を強力に支援しています。さらに研究開発や事業推進に貢獻するための新しい分析評価技術の開発にも取り組んでいます。
製品開発時および不具合発生時におけるCAEの活用は言うに及ばず、製造/加工技術開発においてもコンピュータシミュレーションによるCAEは非常に有用です。
光ファイバ母材製造工程のコンピュータシミュレーションでは燃焼を伴う流體挙動と原料であるSiCl4の化學反応を同時に連成解析する必要があり計算自體が複雑なため、解析精度を如何に確保するかが技術課題です。フジクラでは実際の製造データを解析にフィードバックして獨自のCAE技術ノウハウを蓄積することで解析精度向上を図り、光ファイバ製造の各工程開発にCAEを適用しています。
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| 光ファイバ製造時の溫度分布解析結果 | 光ファイバ製造時の流速分布解析結果 |
當社は種々の製品群とともに世界各國にものづくり拠點を有していますが、人作業に依存していては電子部品などの高精度、微細な製品の品質を確保できなくなってきています。そのため例え人件費の安い國のものづくりにおいても、それぞれの製品に適したものづくりを高品質に実現するための自動組立裝置、検査裝置が必須となってきています。自動組立裝置には高速、高精度な位置決め、搬送、各種工法開発が必要で、検査裝置ではそれに加えて畫像処理技術や、AI技術が必要であり、社內で獨自に開発を行っています。またそれらの裝置で用いた製造條件、検査データ、材料ロットデータなどをIoT技術なども活用し自動で集計し、より高品質なものづくりに活用することも併せ、ものづくりで用いられる種々の設備の先進化に取り組んでいます。
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| 畫像検査機の例 | 品質管理用畫面の例 |
高精度化が進む製品を製造する現場では、工程のばらつきを最小化しかつ高い生産性と高い歩留まりを実現するために、精密加工が施された部品や冶具?金型が使用されます。高精度な切削?研削?放電加工技術を駆使し、打ち抜き?成型?順送などの各種金型を弊社グループで製作することで、製品精度向上を実現しています。その切削技術は製品製造に応用され、自社獨自設計のエンドミルやドリルなどの超硬刃物を社內で製作し、それらを用いて年間數千萬個に及ぶ電子部品を高い工程能力で製造しています。研究開発分野では、耐熱合金?レアメタルなどの難切削材や新素材の加工法を、サブミクロン精度の加工が可能な高速加工機をはじめとする各種高精度加工機を駆使し開発しています。これからは、當社の強みである高出力レーザ発信機を活用した自社設計?製作の高精度レーザ加工機を用いた次世代レーザ加工技術の開発を進めていきます。
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| 成型金型例 | 高速加工機による精密切削加工例 |