スマート化と産業・社会のIoT応用

スマートシティ は、IoT や ICT で街の交通・エネルギー・防災などの仕組みをデータでつなぎ、都市全体の暮らしやすさと効率を高める街づくりである。

街中のセンサやカメラが集めた人の流れや電力の使い方を一か所でまとめて分析し、信号の制御や電力の配分などに生かす。人手や財源が限られる地域でも公共サービスを保つ手段として、各地の自治体や企業が取り組んでいる。

覚え方smart は英語で「賢い」、city は「都市」。この単元の見出し語のうちスマート〜の 3 語は、後ろに付く語 (都市・工場・農業) が IoT を当てはめる場や分野を表す。

この用語の過去問 1 題 スマートシティ →

スマートファクトリー は、工場の設備やセンサを IoT でネットワークにつなぎ、集めたデータで生産を最適化する工場である。

設備の稼働状況を見える化し、振動や温度の変化から故障の前ぶれをつかんで止まる前に整備する (予知保全)。ドイツが掲げたインダストリー 4.0 は、こうした工場のスマート化を中心に据えた構想である。

たとえ機械一台一台に健康診断の機器を付け、具合が悪くなる前に主治医が手当てに回る工場。

覚え方factory の fact- はラテン語の「作る」に由来し、物を作る場所を表す。

マシンビジョン は、カメラで撮った画像をコンピュータで処理し、製品の検査や位置の認識を自動で行う技術である。

読み取る対象は傷・欠け・寸法のずれ、印字された文字、部品の位置や向きなど、用途に応じて決める。人の目視より速く、疲れによる見落としが出にくいため、生産ラインで全数を検査する用途に向く。

たとえラインの脇に座り続け、一つも見逃さずに製品を見比べる検品係の目を、カメラと計算機で置き換えたもの。

覚え方vision は英語で「視覚」。マシン (機械) の目、と分解すると役割が読める。

産業用ロボット は、工場で溶接・塗装・組立・搬送などの作業を、プログラムに従って自動で繰り返す機械である。

腕 (アーム) の関節をモータで動かし、重い物の持ち上げや高温の近くでの作業など、人には負担や危険の大きい作業を引き受ける。あらかじめ教えた動きを正確に繰り返すため、仕上がりのばらつきを抑えられる。

たとえ同じ動きを昼も夜も寸分違わず繰り返す、疲れを知らない作業員の腕。

覚え方「産業用」は工場で使うことを示し、家庭の掃除ロボットのようなサービス用のロボットと区別するための語。

スマート農業 は、IoT センサ・AI・ロボットなどの技術で、農作業の省力化と作物の品質・収量の向上を図る農業である。

畑やハウスの温度・湿度・土の水分をセンサで計り、その値に応じて水やりや換気を自動で行う。自動で走るトラクタや上空からの生育観察も使われ、担い手の高齢化や人手不足を補う手段になっている。

たとえ勘と経験で見ていた畑の様子を数字で読み、必要な分だけ水や肥料を配る、記録好きの農家の助手。

HEMS は、家庭で使う電気などのエネルギーを計測して見える化し、家電や蓄電池を制御して無駄なく使うための管理システムである。

使用量を自動で計り、通信で供給事業者へ送る計量器を スマートメーター といい、HEMS はその計測値も取り込める。家電や蓄電池への制御は、家庭内のネットワークを通じて行う。

たとえ家じゅうの電気の出入りを一冊の家計簿にまとめ、使いすぎの家電には自動で節約を促す家の管理人。

覚え方HEMS の H は Home。同じ形で B (Building) なら BEMS、F (Factory) なら FEMS と、頭文字で管理する対象が変わる。

この用語の過去問 1 題 HEMS →

ドローン は、人が乗らずに遠隔操作や自動制御で飛ぶ無人航空機である。

カメラやセンサを積み、GPS で位置をつかみながら決めた経路を自律飛行できる。人が近づきにくい高所や広い範囲を短時間で調べられるため、農業や物流、設備の点検など複数の分野で使われる。

たとえはしごも足場も要らず、どこへでも飛んで行って空から見てきてくれる目と手。

覚え方drone は英語で雄のミツバチを指し、ぶーんという低いうなり音の意味も持つ。羽音を立てて飛ぶ機体と結び付けると覚えやすい。