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Ultralytics YOLO11活用したレガシーシステムのモニタリング

Abirami Vina

5分で読めます

2025年3月26日

Ultralytics YOLO11 、AIを搭載したコンピュータビジョンでレガシーシステムを監視し、効率を向上させ、アップグレードコストを削減するビジネスをどのように支援するかをご覧ください。

多くの企業、特に製造、産業オートメーション、航空宇宙、電気通信、エネルギー分野では、日々の業務をレガシーシステムに依存しています。しかし、これらの古いシステムの維持には、高いコストと技術的な課題が伴うことがよくあります。それにもかかわらず、企業がレガシーシステムを使い続ける主な理由は、それらがワークフローに深く組み込まれているためです。 

企業の約3分の2が、レガシーシステムの維持およびアップグレードに200万ドル以上を費やしています。これらの古いシステムは、自動化やリアルタイム分析が優先事項ではなかった時代に構築されました。企業は、手作業によるプロセスまたは時代遅れの監視ツールに依存していたため、非効率性と高い運用リスクにつながっていました。その結果、多くの企業は、大幅な中断なしに、より最新のソリューションに簡単に移行できず、これらの時代遅れのシステムから抜け出せなくなっています。

そこで、コンピューターが視覚データを理解し分析できるようにするAIとコンピュータービジョンが助けになる。具体的には Ultralytics YOLO11のようなコンピュータビジョンモデルを使用することで、メーターや計器のようなレガシーシステムをdetect ・監視することができる。

この記事では、YOLO11 レガシー・システム・モニタリングにどのように活用できるか、そのメリットと、企業が既存のワークフローにYOLO11 11をどのように簡単に統合できるかを探る。

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図1. レガシーシステムの例。画像は著者による。

レガシーシステムの近代化に関連する課題

レガシーシステムは多くの業界にとって不可欠ですが、それらをデジタルシステムに転換するのは必ずしも簡単ではありません。これらのシステムを近代化することは、効率を高め、リスクを軽減するために重要です。レガシーシステムの更新時に企業が直面する技術的および環境的な課題を以下に示します。

  • デジタルインターフェースの欠如: 多くのレガシーシステムは、デジタルトランスフォーメーションが一般的になる前に設計されました。それらは、アナログ制御、ゲージ、および機械式インジケーターを使用して動作するため、最新の監視ソリューションとの直接統合が困難です。
  • 高いアップグレードコスト: レガシーインフラストラクチャの交換またはアップグレードは、コストがかかり、中断を伴う可能性があります。多くの企業は、初期コストが高く、ダウンタイムが懸念されるため、大規模な交換への投資をためらっています。
  • 一貫性のないシステム設計: 古い機械は、構造、材料、および機能が大きく異なります。この標準化の欠如により、さまざまなシステムにわたって均一なデジタルソリューションを適用することが困難になります。
  • リアルタイムデータキャプチャの課題: アナログディスプレイは、自動データ収集用に設計されていなかったため、ダイヤル、メーター、または機械式カウンターから正確なリアルタイムの測定値を抽出することが困難です。
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図2. レガシーシステムの近代化に関連する課題。画像は著者による。

ビジョンAIがレガシーシステムの監視にどのように役立つか

多くのレガシーマシンは、デジタルシステムに接続できないアナログダイヤル、メーター、およびゲージを使用しています。ビジョンAIソリューションは、カメラを使用してこれらのデバイスを監視でき、画像をリアルタイムで処理して、測定値をデジタル記録に変換し、簡単な追跡とレポート作成を行うことができます。

これにコンピュータビジョンを使用する利点の1つは、運用上の問題をほぼ瞬時に特定できることです。緊急時には、値が安全な制限を超えると、自動アラートがオペレーターに通知します。

これはさておき、コンピュータ・ビジョンはより経済的な選択肢である。カメラを設置し、これらの画像を分析するAIシステムを導入することは、従来のアップグレードや手作業による監視方法と比較して費用対効果が高い。高価なインフラをアップグレードするよりも、YOLO11 ようなビジョンAIモデルは既存の設備で動作するため、近代化をより手頃な価格で実現できる。

YOLO11可能にするレガシー・モニタリング・システム

現在、AIはブームとなっており、AIソリューションを導入する際に考慮すべきモデルやテクニックは様々ある。では、YOLO11 ようなモデルは何が特別なのだろうか?

YOLO11 、物体検出、インスタンス・セグメンテーション、物体追跡など、さまざまなコンピューター・ビジョン・タスクをサポートしており、リアルタイムのモニタリングに最適である。YOLO11の主な利点の1つは、エッジデバイス上で効率的に動作する能力である。これは、強力なネットワーク接続やクラウドインフラに依存することなく、ローカルでデータを処理できることを意味する。 

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図3.YOLO11 物体検出に使用した例。

YOLO11 エッジデバイスに導入することで、ネットワークが弱く信頼性の低い工場や産業環境でも、中断することなく継続的なリアルタイム監視が可能になり、コストのかかるクラウドベースのソリューションの必要性が減り、企業にとってより手頃で実用的な選択肢となります。

その上、YOLO11 、前世代と比較して、精度と速度の両面で優れた性能を持つことで知られている。YOLOv8m22%少ないパラメータで、YOLO11mはCOCO データセットでより高い平均平均精度mAP)を達成している。 

簡単に言えば、YOLO11 、より少ない処理能力でも、より正確に、より高速にオブジェクトをdetect することができる。そのため、より少ないリソースでリアルタイムに問題を発見し、システムを監視することができる。

レガシー・モニタリング・システムにおけるYOLO11 応用

次に、YOLO11 コンピューター・ビジョンを使って測定値をtrack ・分析し、既存の機器を変更することなくプロセスを自動化する、実際の使用例をいくつか見てみよう。

YOLO11使ったアナログ・ゲージ・モニタリング

様々な産業機械が、圧力、温度、流体レベルを測定するためにアナログゲージを活用しています。手作業による測定は時間がかかり、特に大規模なオペレーションでは、しばしば不整合を引き起こします。YOLO11 、このようなプロセスを改善することができます。 

YOLO11 使ったアナログ・ゲージ・モニタリングが通常どのように機能するのか、詳しく見てみよう:

  • 物体検出:YOLO11 、まず画像内のゲージを検出して位置を特定し、複雑な環境でもゲージを正確に識別します。

  • インスタンス分割:ゲージが識別されると、YOLO11 インスタンスセグメンテーションを使用して、針、目盛り、数値マークなどの主要要素を分離します。これは、システムがゲージの関連部分のみに焦点を当て、背景のノイズや注意散漫な部分を除去するために重要です。これらの重要な部分を分離することで、次のステップはより正確で効率的になります。

  • 光学式文字認識 (OCR):最後に、OCR技術を使用して、ゲージの数字をデジタルデータに変換することができます。

これは一般的な方法ですが、正確な手順は、ゲージの種類、環境条件、キャプチャされた画像の角度や品質などの要因によって異なる場合があります。これらの変数に基づいて正確な測定値を確保するために、調整が行われる場合があります。

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図4.YOLO11 使ったアナログ・ゲージ・モニタリングの仕組み。画像は筆者による

YOLO11 11は電力会社のメーター監視を簡素化できる

多くの公共事業者は、水道、ガス、電気の消費量をtrack するために、いまだに機械式メーターに頼っている。場合によっては、検針のために手作業で現地を訪問する必要があり、時間とコストがかかる。 

YOLO11 、コンピューター・ビジョンを使ってメーター文字盤の関連部分をdetect し、切り抜くことで、モニタリング・プロセスを自動化する。そうすることで、文字盤上の数値を分離し、OCRを使って読み取ることができる。

コンピューター・ビジョンを使って収集したデータにより、電力会社は消費パターンをより効果的に分析できる。データ分析を監視プロセスに組み込むことで、過去の使用傾向をtrack し、異常を特定し、漏水やメーターの不具合などの問題を示す可能性のある消費量の急激な急増や減少などの不規則性をdetect ことができる。

YOLO11コントロールパネルの分析

産業用制御ユニット、電力網モニター、工場自動化パネルなどのレガシーシステムは、スイッチ、ボタン、インジケーターライトを備えたアナログコントロールパネルに依存して、機械の状態とエラーコードを表示します。通常、オペレーターはこれらのパネルを手動で検査しますが、これは時間がかかり、対応の遅れのリスクが高まります。

YOLO11 、制御盤の部品を正確に識別し、追跡することで、このプロセスを最適化することができます。スイッチ、ラベル、表示灯をdetect し、それらの位置と状態を判断することができます。インジケーター・ライトが警告を表示しているのか、正常動作を示しているのかを識別できます。 

例えば、警告灯が点灯した場合、YOLO11 11はその変化を即座にdetect し、オペレーターに警告を発することができる。

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図5. 表示灯付きのコントロールパネル

レガシーシステム近代化のメリットとデメリット

コンピュータビジョンは、既存のハードウェアを交換することなくレガシーシステムを監視する実用的な方法です。ただし、他のテクノロジーと同様に、利点と制限があります。効果的に適用する方法をより良く理解するために、両方を探ってみましょう。

Vision AIがレガシーシステムの監視にプラスの影響を与えるいくつかの方法を以下に示します。

  • 長期的なコスト削減:初期設定には投資が必要になる場合がありますが、監視タスクの自動化と人的ミスの削減により、長期的には大幅なコスト削減につながる可能性があります。
  • 一貫性と信頼性:品質や一貫性にばらつきのある人間による検査とは異なり、YOLO11 長期間にわたり一貫した信頼性の高いパフォーマンスを提供する。
  • 意思決定の強化:リアルタイムのデータと分析により意思決定が改善され、オペレーターは最新の情報に基づいて情報に基づいた選択を行うことができます。

一方、留意しておく必要のある考慮事項を以下に示します。

  • 画質への依存:コンピュータビジョンは、高品質の画像またはビデオフィードに大きく依存しています。画質が悪い、解像度が低い、または照明が悪いと、検出が不正確になったり、見逃されたりする可能性があります。

  • 環境要因に対する脆弱性:極端な温度、ほこり、振動、干渉などの過酷な環境は、コンピュータビジョンシステムのパフォーマンスを低下させる可能性があります。
  • 大量のデータボリュームを処理する際の複雑さ:システムが大量の視覚データを収集すると、適切なインフラストラクチャがないと、そのデータの管理、保存、分析が困難になる可能性があります。

主なポイント

レガシーシステムを効率的に監視するためには、必ずしも既存のハードウェアを交換する必要はありません。多くの企業が時代遅れの機器に対処していますが、Vision AIは大きな変更を加えることなくパフォーマンスをtrack する方法を提供します。

YOLO11 、物体検出やその他のコンピューター・ビジョン・タスクを使うことで、これを可能にします。システムを変更することなく、ゲージ、メーター、制御盤をカメラで読み取り、リアルタイムで監視することができる。このモデルはエッジ・デバイス上でスムーズに動作するため、クラウド接続が限られている業界に最適です。これにより、企業は現場でデータを処理し、運用上の問題に迅速に対処することができる。

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