在布局结构复杂的工厂内铺设“无盲点的通信网络”,
通过改进检查作业,强化积极主动的环境保全活动

  凸版印刷株式会社(总公司:东京都文京区,代表取缔役社长:麿秀晴,以下简称“凸版印刷”)在自有工厂构建了可自动采集废水水位和氢离子浓度等环境数据的系统。该系统通过利用凸版印刷正在促进普及的下一代LPWA(低功耗广域网)标准ZETA (※1)得以实现。
  本系统由无盲点覆盖整个工厂的ZETA网络、连接该网络的各种传感器设备、存储测量数据的云端系统平台“ZETADRIVE®”和数据监控系统组成。
  此外,为了能够将工厂当前运行的多台测量仪器的输出信息数字化,并以ZETA通讯格式发送数据,凸版还新开发了一种数据传输设备“ZETABOX™”。

凸版印刷工厂内构建的环境数据自动采集系统示意图 © TOPPAN INC.
凸版印刷工厂内构建的环境数据自动采集系统示意图
© TOPPAN INC.

  在引进本系统后,凸版印刷的工厂有望减少约20%的环境保全作业负担。由此,可将人力资源配置到积极主动的环境保全活动中,强化工厂整体的风险管理。
  本系统已在2021年10月27日(周三)至29日(周五)举行的“5G/IoT通信展”(地点:日本千叶幕张国际会展中心)的ZETA联盟展位凸版印刷展区(7/8号馆,45-2号展位)中展出。

开发背景

  近年来,从联合国可持续发展目标(SDGs)的角度来看,应对全球气候变化和环境问题已成为企业存续中不可或缺的一部分。虽然在生产现场开展环境保全工作是企业应该履行的社会责任,但另一方面,由于环境数据主要依靠人工采集,在确保劳动力已相当困难的情况下,实现工厂的IoT化是一个亟待解决的课题。
  即便是在凸版印刷的工厂内,测量环境数据的传感器也经常被安装在信号难以传递的室内、地下,或无法确保电源的室外等处,因此使用传统的网络技术难以实现工厂的IoT化。凸版通过利用易于连接的ZETA网络,在工厂内构建了“无盲点无线通信网络”,实现与安装在不同位置的传感器进行连接,建立了一套可自动采集数据的系统。
  凸版计划第一步在已开始引进该系统的自有工厂中,将其1000多个检查项目中的约10%的传感器连接到ZETA网络,开始自动采集工厂废水水位、pH值(氢离子浓度)和ORP(氧化还原电位)等信息,并预计在2022年度内对相应工厂所有环境数据实现自动采集。

引进环境数据自动采集系统,实现高效检查和维保作业的示意图  © TOPPAN INC.
引进环境数据自动采集系统,实现高效检查和维保作业的示意图
© TOPPAN INC.

本系统的特长

① 利用ZETA构建“无盲点无线通信网络”
  由于工厂内布局结构复杂,存在大量信号难以传递或难以确保电源的区域,凸版采用电池驱动型中继器进行妥善布置,构建了无盲点的无线通信网络。

② 通过数据转换设备“ZETABOX™”(新开发),可活用现有的测量仪器
  为了将现有测量仪器输出的数据数字化,并通过ZETA实现数据接收,凸版新开发了一种数据转换设备“ZETABOX™”。通过使用本设备,不但可以降低引进成本,还能够在不改变测量仪器维护工作等情况下自动采集数据。

ZETABOX™ © TOPPAN INC.
ZETABOX™
© TOPPAN INC.
产品名称 ZETABOX™
支持I/F 4-20mA或RS-485(3ch)、触点开关(1ch)
驱动方式 电池式
电池寿命 4-20mA:12年、RS-485:8年
※每隔30分送信1次的情形
※ZETA-P协议中的计算值
防水性 IP65
※基板采用防水涂层,防止结露
尺寸 210×150×55mm

③ 实现系统协作的云端管理系统“ZETADRIVE®
  在本系统中,云端系统平台“ZETADRIVE®”负责管理从工厂众多传感器中所采集到的数据。提供用于数据采集、设备控制等的应用程序接口(API: Application Programming Interface),可根据各家工厂的需求,实现与系统和应用之间的协作。

“ZETADRIVE®”系统组成示意图 © TOPPAN INC.
“ZETADRIVE®”系统组成示意图
© TOPPAN INC.

今后的目标

  目前,正在推动凸版集团旗下的十家日本工厂引进本系统(包括截至2021年10月正在考虑引进的工厂),今后将推广到各生产基地。同时,凸版还在积极开发从针式模拟测量仪自动采集数据等升级版的系统,计划开发包括对采集数据的分析和报告生成等系统在内的综合性解决方案。
  此外,凸版针对现已拥有数据监控系统,但仍存在环境数据采集课题的客户,开始销售本系统。

第四届5G/IoT通信展

日期: 2021年10月27日(周三)~29日(周五)
开放时间: 10:00~18:00(最后一天为10:00~17:00)
会场: 日本千叶幕张国际会展中心
主办单位: RX Japan株式会社
官方网站: https://www.5g-expo.jp/en-gb.html(英文网站)

※1 ZETA
由英国ZiFiSense公司开发,具有超窄带(UNB: Ultra Narrow Band)多信道通讯、网状结构网络广域分布式接入、低功耗双向通讯等特点,是适用于物联网的最新型LPWA(低功耗广域)网络标准。ZETA是LPWA标准之一,使用多级中继器进行多跳通讯,与其他类型的LPWA相比,可以减少基站的设置,实现低成本运营,因此备受关注。
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