２－１. SHM（構造物ヘルスモニタリングシステム）
予知保全のDXをリードするAiアルゴリズムに依る最先端SHM技術
近年、構造物の保全方法としてCMS（コンディショニング モニタリング システム）が注目を集めています。一言で纏めると「予知保全」技術です。各種センサーを同時同期に繋ぎ合わせ、構造物固有の「周波数」の異常を検知し、Ai（人工知能）のディープラーニング機能を組み合わせ、故障個所及び異常を検知し、悪化や事故を事前に防止する手段として、幅広い産業への応用が期待されています。 当社は、Ai先進国の米国をはじめ、ソフトウエア強国のインド等の最先端技術を開発するユニコーン企業とのネットワークを活用し、今後、構造物保全の主役となるCMSのリーディングカンパニーとしてローンチしました。 当社のSHM（Structure Health Monitoring ）システムは大手鉄道会社と共同で開発され、採用されいるシステムで、この度、音響センサーを付加し、よりグレードアップした製品として皆様のお役立つ製品開発に励みます。 CMSシステムは以下の構造物の予知保全に貢献します。
インフラメンテナンスのDXを先導します！ 世界初‼ 音響センサーを搭載した「SHM」
構造物ヘルスモニタリング技術は次世代の構造物モニタリングシステムで、既存、目視検査等、人間の感に頼っていたアナログ検査はヒューマンエラーを伴い、時には、重大事故に繋がる事態を招いて来ました。本製品を導入することにより・・・ ①多点観測により構造物の状態変化がON TIMEで観測可能 ②地震などの非常時には観測地点の変位等の形状変化の「見える化」が可能 ③観測者の属人要素に依存しない定量観測が可能 －となります。
本製品は既存1台百数十万円もした装置を独自の解析技術を駆使し、１/５までコストダウンに成功。Aiデジタル技術を駆使し、インフラメンテナンスのDX（デジタルトランスフォーメーション）を実現します。
世界初‼SHM(Structural Health Monitoring)+A（ Acoustic Sensor）
構造物ヘルスモニタリング技術（SHM： Structural Health Monitoring）は、構造解析の手法を活用し、構造物全体の特性変化を振動波形等を各種センサーで直接、計測・解析することにより把握する診断技術です。当社は世界で初めてSHM技術に音響センサー（ Acoustic Sensor）を組み合わせ、より精度の高い診断技術を確立を目指します。
構造物の劣化を正確に把握するために、高所や狭所の様な人が直接対応することが難しい場面での検査も必要な為、センサーを用いた構造物モニタリングシステムの活用が注目されています。その一つに構造物の固有振動数の変化から劣化を検知する手法があり、多くの構造物の固有振動数は主に0.1～10Hzであり周波数が小さくなればなるほど、信号も微弱になるため、低周波帯域に対する高分解能なセンシングと優れた周波数特性が求められます。
モニタリング技術がメンテナンスにもたらす効果
SHM設置例
Hybrid Gateway 特徴と改良点
| センシング方式 | Dual ３軸MEMS加速度センサー及び適応型信号処理による高感度加速度測定 |
| サンプリング周波数 | 100Hz |
| 測定可能範囲（加速度） | -２G～+２G |
| 測定感度 | 3.9μｇ/ＬＳＢ |
| 測定可能範囲（地震周波数） | 0Hz～40Hz |
| 加速度データの検出を開始する閾値 | 個別に設定可能なガル数及び継続時間により測定開始 |
| 測定時間 | 最大100秒(10,000サンプル） |
| アンテナ | 付属ストレートアンテナ、通信感度良Ｌ字型アンテナを利用可能 |
| 通信 | LoRa Private、3G/4G |
| 受信感度（LoRa） | -110ｄBｍ以上 |
| 受信感度（3G/4G） | -110ｄBm以上 |
| データ形式 | CSV |
| その他 | 電源ユニット並びにハイブリッドゲートウェイの死活監視を遠隔監視可能（1日1回） |
| ボックス仕様 | IP67 |
| 動作温度範囲 | －20℃ ～ 60℃ |
| 電源 | ５V、500ｍA（最大値） |
| サイス D × W × H 「mm］ | 90 × 130 × 41 （突起部を除く） |
| 重量 | 248ｇ（ストレートアンテナ接続時） |
SHM Traffic Structure
層間変位並びに最大応答回転角算出の概要
仕様・詳細
| 仕 様 | 詳 細 | |
|---|---|---|
| センシング方法 | Dual3層 MRMS 加速度センサー搭載 サイズ：W130×D90×40mm（アンテナ160mm） ※Ｌ字アンテナタイプあり | 適応信号処理（特許申請中）による高センサーノードの測定方式採用 |
| 通 信 | モバイル通信網 | モバイル通信網 |
| 電 源 | 電源電圧：5V 60mA［通信時］ ACアダプターによる2系統の給電方式 ①サイズ W200×D300×H131.5mm ②小型サイズ W125×D175×H150mm | 停電時に備え非常電源装填タイプも用意 ①バッテリー容量：12A（5V、200mA負荷時で100時間） ②バッテリー容量：12A（5V、200mA負荷時で40時間） ※対応時間は使用状況により変動する為、参考値です。 |
| アプリケーション | 標準：指定FTPサーバーへのセンサー検出データ通信 その他、波形表示。パワースペクトル分析(long Term、 Short Term分析に対応）変位表示、SI値、震度計算など豊富なオプションをWeb画面で確認可能 | クラウドサービスリリース予定 |
| その他 | 電源の安定動作、サーバーの死活管理を遠隔にて実現 |
２－２. Aiアルゴリズム制御 鉛蓄電池再生事業
最先端テクノロジーAiアルゴリズム制御とナノテクノロジーでソリューション！
現代社会に於いて、必要不可欠なバッテリｰの真のリサイクルにより、政府の目指す循環社会実現に貢献します。
■持続可能な目標・SDGｓへの貢献
- 鉛蓄電池の寿命延長による廃棄量削減
- バッテリｰ性能維持によるＣＯ２排出量の削減
■企業の経費削減等、効率化に貢献
- バッテリｰ寿命延長による企業のコスト削減
- 遠隔監視システム／Ai制御よりメンテナンス負荷の軽減により効率化実現
■社会の安全機能維持に貢献
- 社会インフラ（防災無線、灯台、通信基地など）の蓄電池維持により社会の安全確保の貢献
開発の背景 ～バッテリｰのリサイクル実態～
開発の背景 ～鉛蓄電池の劣化原因～
■鉛蓄電池の劣化現象
- 鉛蓄電池は最も普及している蓄電池で自動車・電動フォークリフト・船舶等、多くの製品で使用されているが、１～６年で廃棄されているのが現状
- しかしながら、バッテリーの構造として１０年程度は耐久性がある。特にディープサイクル型はより、堅牢な構造を有する。
- 鉛蓄電池が短期間で交換・廃棄される理由は、充放電を繰り返す事で電解液中の硫酸と電極の鉛が結晶化してしまい、、硫酸鉛（サルフェーション）が電極に板に付着して充電できなくなるからです。
- バッテリーの劣化原因の70～80％がサルフェーションが原因とされる。
開発技術 ～鉛蓄電池の回復技術～
鉛蓄電池再生装置「BRシリーズ」開発軌跡
BRシリーズ 主要技術
鉛電池は100％＊再生可能です！
この画期的な鉛電池再生は、２つの新技術（特許化技術）が可能にしました。これら新技術によってたとえば新品交換と再生処理使用を比べると（下図参照） 50%以上の費用削減が期待できます。*３つの指標全て新品レベルまで回復します。
システム構築図
鉛電池再生システム（Lead-acid Battery Refreshing System）は、ナノテクロジーを用いた再生液、独自の電気処理装置（BR1111）、さらに最新のIOT測定技術による遠隔測定・監視システム、遠隔制御システム、クラウドAI 分析センターなどから構成され、小規模再生事業から大規模再生事業まで、すべての鉛電池を最高の状態に再生することを可能とした画期的なシステム技術です。
バッテリー再生実験レポート
BRシリーズによる再生処理でのバッテリー内部観測画像
BR-PROでのバッテリー再生過程での重要データのオートロギング機能と可視化
蓄電池遠隔モニタリングシステム（Battery Remote Monitoring System)
最先端 EIS(electrochemical impedance spectroscopy) 分析の導入
