【光伸舍】來自京都的計數技術：將「計數」發展到極致

神奇之處：正確計算不規則下落的螺絲數目

數位區域感測器的外觀。這種機型是用來計數螺母等小型物體的。搬運部分十分簡單，感測器（帶鏡頭的部分）遠離計數物體是這種機型的特徵。感測器和照明的位置、搬運處的設計等都會隨著計數對象而進行較大的改變。

當我觀看光伸舍的「數位區域計數器」（以下簡稱DAC）的動作時，覺得很不可思議。托盤上散亂的螺絲排成幾列進行移動，然後落入箱子裏。DAC的感測器能捕捉到下落過程中的每一個螺絲。在空中不規則下降的螺絲數目被正確計算出來並顯示在顯示器上。由於螺絲並非排列得整整齊齊，所以看上去一點都不像是在「數數」。儘管如此，DAC還是能夠答出正確的結果。

DAC可以計算各種物體的數目。從螺栓、螺母、特別小的螺絲、軸承滾珠、電子部件、連接器、西服鈕扣等這類工業零件，到切好的蔬菜、糕點、營養補品、肉丸、油炸食品、冷凍生麵團、植物種子等等，可以應用在各種領域。而其中的許多領域，用原來的技術是無法計算出正確的數目的。

用線陣感測器追蹤物體的影子

讓機器計算物體的數目，其實是一件很難的事。在計數時經常使用的光線感測器或秤，會由於物體形狀或重量的偏差而出現較大的誤差（請參照圖1）。在計算這類不容易計算的物體的數目時，該公司獨創的採用了線性感測器的計數技術讓正確的計數成為可能。

圖1　重量相同時和重量有偏差時

普通的光線感測器只監測一點，DAC的線陣感測器會對從監測線上經過的物體的影子以每秒1萬次的頻率進行追踪（請參照圖2）。即便移動的物體有光線照不到的地方，但只要影子是連續的，就判斷為一個物體，因此即便是對於有孔的物體，也可以正確計算其數量（請參照圖3）。

圖2　線陣感測器能夠追踪物體的影子

圖3　對有孔物體也可進行正確計數的原理構造圖

由於DAC同時也在測量物體的面積，因此可以把小的物體作為異物從計數中排除掉，而重疊的物體則可以當作2個物體進行計數（請參照圖4）。該公司擁有這項計量技術的專利，這項技術除了可以用一個感測器同時計算多列物體的數量外，還擁有許多優點：由於感測器距離物體較遠，不容易受到水、油和粉塵的影響，可以測量到很小的物體等等。

圖4 線陣感測器還可以測量物體的面積

20年反覆試驗誕生出無法模仿的技術

光伸舍的白川光英董事长

「如果只看原理的話，人們可能覺得可以輕鬆模仿這種技術。」公司董事長白川光英先生說。 「可是，要想正確地計算數量，需要掌握包括搬運部分在內的許多操作技巧。例如冷凍生麵團，在搬運這類麵團時，讓它們彼此分開而不黏在一起就是一件很難的事情。20年來，我們進行了反覆試驗，不間斷的生產製造計數器，積累了豐富的經驗，這就是我們公司的優勢。」

「這些年來，不斷有國內外的企業向我們公司諮詢：『這種東西你們能計數嗎？」例如，汽車引擎上使用的形狀複雜、有許多間隙的金屬零件，用光線感測器是很難捕捉的，而且因為沾上了油，重量發生改變，用秤計量的話誤差比較大。計算這種零件的數量很難，不過用了DAC以後計算出了正確的數目，客戶非常高興地說：『這麼多年，我們一直覺得準確計數是無法做到的，今天終於做到了！』還有，製藥公司為了測試（藥品的）性能，帶來了裝在金屬桶裏的500萬片樣品，經過實際計量，確認DAC的計數準確無誤之後，採用了我們的產品。」

準確的計數是時代的要求

近幾年來，光伸舍的計數器的銷售量突然急劇上升。其中一個原因是，產業界正在進行的供應鏈的優化和按需生產。在許多製造業，在需要的時候按照需求的數量生產產品，可以減少不必要的庫存和廢棄損耗，應對急劇的需求變化。隨著這種優化的進行，交貨的單位也從重量變成了數目。

例如，在冷凍生麵團的計數領域，該公司產品得到了廣泛應用，這就是冷凍保存技術和便利商店的發展所產生的需求。便利商店每天會預測每個店舖的需求，在此基礎上對訂貨量進行精確調節。在麵包生產線上，用計數器準確計算出未發酵的冷凍生麵團的數量，然後冷凍保存起來，以此來應對每天變化的訂單。

便當，是日本的一種獨特飲食文化。便當的製作工廠也是計數需求很高的地方之一。面向老年人的便當，為了平衡營養，會做出一些非常細緻的規定，例如「一個便當裏放入兩個胡蘿蔔」。於是，供應蔬菜的公司就必須在精確計算切好的胡蘿蔔的數量之後再發貨。

最近，植物種子的計數需求正在世界範圍內成長。以前，植物種子是根據重量單位或容量進行販賣的，而現在這個標準漸漸變成了數量。這也是技術革新和產業變化帶來的需求。用最新技術生產出來的種子基本上都會發芽，因此對植物進行細緻的生產管理也就成為了可能。而且，對於那些高附加價值、高價的種子，計數誤差所帶來的損失是不容忽視的。在日本，大約從20年前開始，高附加價值的番茄種子就已經通過計數管理進行發貨了。近年來，這一趨勢已經擴展到海外，不僅是蔬菜種子，玉米等穀物的種子也開始採用計數管理了。

備受世界矚目的光伸舍種子計數器

「計數器還賣不太出去的時候，一個朋友曾對我說：『這種東西你要做20年？沒有巨額的投資是不會成功的。』」白川先生說道。他果然堅持開發了20年，最後不僅提高了性能，市場環境也完備了，技術終於開花結果了。

追根究底是京都的企業文化

京都可以說有著與日本其它地區完全不同的獨特的製造業文化。京都人白川先生將京都製造業的特點歸納為「對一個領域進行徹底挖掘」。「京都企業一般不太起眼，不過大多會專注於自己擅長的領域進行開發。」白川說。「我們也經常被客戶說：『到底是京都的企業啊！』京都人很執著。」他笑著說。經營上注重「選擇和專注」的做法，或許早就根植在京都的產業裏了。

「感測器的性能還有發揮的餘地，因此速度和精度應該還能提高。」白川先生說。對於計數技術的鑽研開發，今後仍將繼續。

目前正在開發的機器具備以下功能：利用計數技術，對不同品種物體的顏色、形狀和大小進行多列隨機檢測，並用3,000個／分鐘的超高速進行分選。這樣可以防止工廠裏大小不同的螺母混雜在一起引起的麻煩。粉紅色的是不同品種（右側畫面）

採訪、文章：木村菱治