真空ポンプ異常検出装置の試作開発

当社は様々な分野のソフトウェア開発を手がけており、本事業は、いわて半導体関連産業集積促進協議会の半導体製造装置メンテナンス参入研究会で出された現場の声がきっかけであった。半導体工場では、真空ポンプは設置台数が多く稼働時間も長いため、定期的なメンテナンスで故障を未然に防いでいた。異常音や異常振動を事前に検知できればメンテナンス周期を延ばし、突然の故障による稼働ロスを減らせると考えられていた。

研究会の会員である半導体製造工場から真空ポンプの異常に関する聞き取り調査を行い、その内容をもとに試作機の開発に着手した。真空ポンプの異常は主にモーター本体やポンプ自体の経年劣化が原因で、故障の前にそれらから異常音や異常振動が発生するという理解から、試作機は音響と振動の異常を感知して外部へ通知する仕様とした。振動は一方向の振動を検知する加速度型振動ピックアップ、音響はコンタクトマイクを採用し、両者を同時に取得してデジタル信号に変換し、設定済みの正常範囲値を超えた場合を異常として検出した。異常の通知方法はLEDの点滅、無線LAN、ブザーの3種類とし、異常時の振動や音と解析データをメモリーカードに記録できるようにした。ハードウェアは研究会の参加企業に外注して試作機を5台製作し、参加企業2社の工場の真空ポンプに設置して評価試験を行った。

2社での評価試験で、1社ではリアルタイムで異常を検出でき、もう1社では異常は検出されず、データ解析の結果、正常動作範囲内で稼働中であることが確認された。異常の検出と外部への通知は目標どおりの成果を挙げ、LEDの点滅とブザーによる通知は正常に動作した。無線LANによる通知は工場内の周波数規定により現地試験ができず、社内の机上試験で作動が確認された。一方で、1台あたりの価格が目標の5万円を大幅に上回ったことやサイズが目標を超えたことが今後の改善点として残った。

試作2号機を平成27年12月開催のセミコンジャパンに出展し、ユーザーの反応を見極めながら改良を進め、平成28年中の商品化を目指している。開発した装置や検知手法は真空ポンプのほか、エアコンの室外機等にも適用でき、幅広い製造業をターゲットにすることも期待される。