JP7079876B1 - 醸造装置遠隔管理システム - Google Patents

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Abstract

【課題】醪の温度管理作業の自動化及び遠隔操作による労働負担軽減のための、醸造装置遠隔管理システムを提供する。【解決手段】醸造装置10と給水設備11と醪管理装置20と通信回線網30と管理サーバー40と端末機器50とから成り、醪管理装置に電磁弁と温調器と醪温度センサーと室温センサーとWebカメラとIoTクライアントマシンとデータ情報記録管理装置とを備え、通信回線網を介して端末機器と前記IoTクライアントマシンとの間で相互通信し、当該通信情報をデータ情報記録管理装置に記録し、管理サーバーには通信回線網を介して端末機器から管理情報を入力可能とし、醪温度センサーからの温度情報により、温調器を介して電磁弁の開閉を行うとともに、端末機器からの指令によりIoTクライアントマシンからも電磁弁を開閉動作可能とし、給水設備からの水の流入及び遮断を遠隔で操作可能として、醪の温度管理を行う醸造装置遠隔管理システム。【選択図】図1

Description

特許法第30条第2項適用 ウェブサイトの掲載日:令和 2年 8月27日URL:https://www.nikkei.com/article/DGXMZO63104030X20C20A8L60000/ウェブサイトの掲載日:令和 3年 8月 4日URL:https://pdf.irpocket.com/C7167/HFTv/JOPQ/uBht.pdfウェブサイトの掲載日:令和 3年 4月16日URL:https://signal.diamond.jp/articles/-/682
特許法第30条第2項適用 放送日時:令和 3年 4月13日18時30分から放送番組:NKH宇都宮放送「とちぎ630」
特許法第30条第2項適用 発行年:令和 3年刊行物:三菱電機MECHATRO+[ていあんじん](第1~4頁)
特許法第30条第2項適用 発行日:令和 2年 8月28日刊行物:日本経済新聞(第39面)発行日:令和 3年 2月 5日刊行物:下野新聞
本発明は、日本酒の醸造装置における遠隔操作システムに関し、詳しくは、制御室や制御盤などの大規模な設備を要せず、廉価な装置を用い、また、オープンソースなどを利用することで、バージョンアップや改良等、継続した利用が可能となる遠隔操作システムの技術に関する。
古くから、酒類の醸造には木製又は金属製の樽等が使用されている。通常、酒類の発酵には、糖分をアルコールに代えて、炭酸ガスを発生させるアルコール発酵が一般的である。しかし、日本酒の醸造においては、原料となる米に糖分が含まれていないため、麹の酵素によって米のでんぷんを糖分に変える糖化と、酵母を用いたアルコール発酵の二つの化学反応を、同時に同じ容体内で行う並行複発酵という製法を用いており、係る並行複発酵は、他国の酒造りにおいて例を見ない高度な醸造方法である。
係る並行複発酵における醪造り工程は、麹、酒母、水、及び蒸し米を容体内に投入する初添えから、仕込み工程が終わるまでの期間、変化する醪の糖化と発酵の状態(以下、「糖化」と「発酵」の双方の状態を含む用語として「発酵状態」という。)を確認する作業が行われる。また、糖化と発酵は温度変化を伴うため、温度の測定と温度の管理は重要である。従って、杜氏及び蔵人は数時間おきに温度を観測し、適切に管理しなくてはならない。係る管理は日中のみならず、夜中まで続くものであるため、杜氏や蔵人の負担が大きいといえる。また、醪の発酵状態は、経験を積んだ者の判断を要し、係る判断が可能な特定の人へ負担が集中するといえる。そして、温度管理を怠ると取り返しのつかない事態が生じ得る。従って、醪の発酵状態を最善のものとするにはより多くの経験を積んだ杜氏や蔵人の大きな負担によって成り立っているといえる。
なお、日本酒の醸造においては、人の手によって心を籠め作られてきた古くから日本の伝統として受け継がれた技術背景があり、自動化が遅れている分野といえる。しかしながら、人の手によるという事での利点ばかりとは言えず、定期的な温度管理の対応負担の大きさや、出来上がりの不安定さも否めない。そこで、醸造工程においても、醪の中へ櫂を用いて人為的に行っていた撹拌作業などは撹拌装置を用いて自動化しているところもあり、今後、益々自動化されることが期待されているといえる。特に情報通信技術の発達により、AIを活用することで、人にしか判断できなかった経験則に基づく判断も可能となり、更にこれをIoT技術による遠隔操作も容易となる。このように全て人的に行っていた醸造も自動化若しくは遠隔操作することで醪の発酵を分析したり、糖度の安定化等、より一層の高い品質の日本酒造りが可能となるといえる。
そこで、従来からも、温度管理を遠隔で操作するシステム等に関する技術提案がなされている。例えば、発明の名称を「穀物乾燥機の遠隔管理システム」とし、具体的には、「穀物乾燥機の各種運転情報を遠隔位置からでも適切に表示し、穀物乾燥機の良好な管理を可能とする穀物乾燥機の遠隔管理システムを提供する」ことを課題とし、解決手段として「穀物乾燥機の制御部と遠隔通信接続によって穀物乾燥機の運転情報を受ける携帯端末器とを備え、穀物乾燥機に燃料流量計を設け、該燃料流量計で検出した流量データを携帯端末器)に送信し、携帯端末器には、穀物乾燥機で乾燥した籾の重量データと、籾すり後の仕上がり玄米量データと、屑米量データと、燃料使用量データとの乾燥データ表示を圃場毎のデータとして画面表示可能とする共に、該圃場毎の反収情報を演算表示する収量分析表示を画面表示し、前記乾燥データ表示と収量分析表示を共通の画面に表示可能とすることを特徴とする穀物乾燥機の遠隔管理システムとする。」という技術が開示されている(特許文献1参照)。
また、発明の名称を「温水供給装置の遠隔操作システム及び遠隔操作方法、ならびにプログラム」とし、具体的には、「給湯器や温水暖房機器等の温水供給装置に対しても、携帯電話機等による通信網を経由した遠隔操作を適用することにより、ユーザが外出先から運転オンオフや設定温度等の変更を可能とすることで、ユーザ利便性を高めることが期待される。」ことを課題とし、「インターネットと接続可能な操作端末であるスマートフォンに、給湯機能を有する温水供給装置の給湯設定温度の変更入力が入力されると、該変更入力による変更後の給湯設定温度が予め定められた高温領域内であるときには、スマートフォンへのパスワードの入力要求が生成される。スマートフォンへ入力されたパスワードが予め定められた登録パスワードと一致したときには、変更入力に従って生成された給湯設定温度の変更指令が、通信アダプタを経由して温水供給装置へ入力される」とする技術も開示され公知技術となっている(特許文献2参照)。
また、発明の名称を「温水利用設備及び温水利用設備の遠隔制御システム」とし、具体的には「温水利用設備の外部に予め保存された情報を活用して、温水利用設備の運転を適切に制御する。」ことを課題とし、解決手段として「データ記憶部は、外部通信網を介した外部との通信が可能な温水利用設備ごとに予め作成されたユーザ登録情報を保持する。ユーザ登録情報は、温水利用設備の識別情報及び設置地点を示す情報を含む。データ収集部は、外部通信網を経由した通信により、ユーザ登録情報を用いて温水利用設備の設置地点に関連する情報を収集する。データ分析部及びは、データ収集部が収集した情報の分析に基づき、温水利用設備の運転指令を生成する。通信部は、生成された運転指令を温水利用設備に対して送信する。」とする技術も開示されている(特許文献3参照)。
上記の特許文献1から特許文献3の何れの技術も被制御装置からの稼働情報に基づいて遠隔にある端末装置に表示や操作がされるものである点において本願発明と共通する。しかしながら、特許文献1から特許文献3の何れの発明も、大掛かりな設備を必要とするものであり、本願発明のように既存のタンク毎に据え付け・移動が容易に出来るというものではなく、汎用性に欠けるとともに、コストがかかるという問題を抱えたままである。また、Webカメラを用いた画像情報に基づいて遠隔操作を行うものでもない。更には、人に代わってAIが判断するという構成を含まず、単なる情報の表示や予め設定された数値との比較等についてしか判断しておらず、日々刻々と進化するAI技術に対応できる拡張性も乏しいといえる。
特開2020-56569号 WO2018/198958号 特開2021-46971号
本発明は、世界の酒類の中でも最も人手と手間がかかる日本酒の醸造に際し、醪の温度管理が一つのタンクで約20日から30日もあり、数十本のタンクを平行して連日管理することもある。係る管理は現場に備えた温度センサーからの表示、又は温度計を数時間おきに目視により確認し、傍らに設置した紙に温度の記帳を手書きで行う。同時に状貌(泡の状態)を観察し、経験則に基づいて冷水弁開閉操作を手動で行うため、例えば弁の開閉操作のためだけに夜間出社する必要があるなど、杜氏や蔵人には過酷な労働を強いることとなる。そこで、このような作業負担を軽減し、温度情報の自動記録と醪の発酵状態を遠隔から観察並びに操作可能とすることで、適切に醪の温度管理を可能とするシステム技術の提供を課題とするものである。
本発明は、醪の発酵状態を遠隔で観察・管理するシステムであって、醸造装置と、給水設備と、醪管理装置と、通信回線網と、管理サーバーと、端末機器と、から成り、前記通信回線網は、インターネット回線、電話通信回線、若しくは近距離無線通信回線の何れか若しくはこれらを組み合わせて利用し、前記醪管理装置は、電磁弁と、温調器と、醪温度センサーと、室温センサーと、Webカメラと、IoTクライアントマシン(制御装置)と、データ情報記録管理装置とを備え、前記通信回線網を介して前記端末機器と前記IoTクライアントマシン(制御装置)との間で相互通信し、当該通信情報を前記データ情報記録管理装置に記録し、前記管理サーバーには前記通信回線網を介して前記端末機器から管理情報を入力可能とし、前記醪温度センサーからの温度情報により、前記温調器を介して前記電磁弁の開閉を行うとともに、前記端末機器からの指令により前記IoTクライアントマシン(制御装置)からも前記電磁弁を開閉動作可能とし、給水設備からの水の流入及び遮断を遠隔で操作可能とすることで、前記醸造装置に収容された醪の温度管理を行う構成を採用する。
また、本発明は、前記醪管理装置に、Webカメラを備え、係るWebカメラにより撮影した画像情報を前記通信回線網を介して前記端末機器に表示可能とした構成を採用することもできる。
また、本発明は、前記醪管理装置に、Webカメラを備え、係るWebカメラからの画像データに基づいて発酵状態を解析するAIエンジンにより、前記醸造装置の温度管理を行う構成を採用することもできる。
また、本発明は、前記醸造装置に、容体内の醪の発酵状態を側方からも観察可能な透過性素材利用醸造装置を用い、前記Webカメラを前記容体の側方にも配置し、前記容体内の醪の状態を上方及び側方から撮影した画像情報を前記通信回線網を介して前記端末機器に表示可能とした構成を採用することもできる。
また、本発明は、前記醸造装置に、容体内の醪の発酵状態を側方からも観察可能な透過性素材利用醸造装置を用い、前記Webカメラを前記容体の側方にも配置し、前記容体内の醪の状態を上方及び側方から撮影した画像情報を前記通信回線網を介して前記管理サーバーへ送信し、前記AIエンジンによる判断情報の一部として加味する構成を採用することもできる。
本発明に係る醸造装置遠隔管理システムによれば、醸造における発酵工程に必要な温度管理に際し、自動で温度データの記録を行う事から、転記ミスによる人為的な不具合の発生を無くし、また、一時間おきの温度計測作業や、人の手による冷水弁の開閉操作が不要になり、作業工数を大幅に削減できるという優れた効果を発揮するものである。
また、本発明に係る醸造装置遠隔管理システムによれば、ベテラン杜氏の熟練経験や技術の数値化ができ、係る数値化からの解析や判断に基づいた処理が可能となるという優れた効果を発揮する。
また、本発明に係る醸造装置遠隔管理システムによれば、徹夜作業を廃止してもより高品質な製品を安定生産できるとともに、泊まり込みや宿直制度、夜間早朝勤務制度などを廃止でき、完全週休二日制も実現できるという働き方改革を推進することが可能となる優れた効果を発揮するものである。
また、本発明に係る醸造装置遠隔管理システムによれば、低コスト投資による技術革新ができるという優れた効果を発揮するものである。
本発明に係る醸造装置遠隔管理システムにおける基本構成を説明する基本構成説明図である。 本発明に係る醸造装置遠隔管理システムにおける物理的装置の処理の流れを説明するフローチャート図である。 本発明に係る醸造装置遠隔管理システムにおけるソフトウェアの処理の流れを説明するフローチャート図である。 本発明に係る醸造装置遠隔管理システムの端末機器(PC)への表示状態例を示す表示状態説明図である。 本発明に係る醸造装置遠隔管理システムの端末機器(スマートフォン)への表示状態例を示す表示状態説明図である。 本発明に係る醸造装置遠隔管理システムにおいて醸造装置が複数若しくは離れた場所に設置されている場合でも一台の端末機器で遠隔操作が可能なことを示す説明図である。
本発明は、醪の発酵状態を遠隔で観察・管理するシステムであって、醸造装置と、給水設備と、醪管理装置と、通信回線網と、管理サーバーと、端末機器と、から成り、前記通信回線網は、インターネット回線、電話通信回線、若しくは前記近距離無線通信回線の何れか若しくは組み合わせて利用し、前記醪管理装置は、電磁弁と、温調器と、醪温度センサーと、室温センサーと、Webカメラと、IoTクライアントマシン(制御装置)と、データ情報記録管理装置とを備え、前記通信回線網を介して前記端末機器と前記IoTクライアントマシン(制御装置)との間で相互通信し、該通信情報を前記データ情報記録管理装置に記録し、前記管理サーバーには前記通信回線網を介して前記端末機器から管理情報を入力可能とし、前記醪温度センサーからの温度情報により、前記温調器を介して前記電磁弁の開閉を行うとともに、前記端末機器からの指令により前記IoTクライアントマシン(制御装置)からも前記電磁弁を開閉動作可能とし、給水設備からの水の流入及び遮断を遠隔で操作可能とし、前記醸造装置に収容された醪の温度管理を行う構成としたことを最大の特徴とするものである。以下、図面に基づいて説明する。但し、係る図面に記載された形状や構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の創作として発揮する効果の得られる範囲内で変更可能である。
図1は、本発明に係る醸造装置遠隔管理システム1の基本構成を説明する基本構成説明図である。以下に、各構成について詳細な説明をする。
醸造装置遠隔管理システム1は、醪の発酵状態を遠隔で観察・管理するシステムであって、
醸造装置10に醪管理装置20を備え、通信回線網30を介して端末機器50から遠隔操作により醪の温度管理を可能とすることを特徴とするものである。以下、各構成について説明する。
醸造装置10は、醪の仕込みに使用する容器を仕込タンク・仕込桶・発酵タンク・酒母タンク・醪タンクなどをいい、タンクの形状は図1に示すような円筒型が主であるが、他に角型もある。またタンク上部が開放型のものと、マンホールのついた密閉型のものがある。具体的には、木製の桶やステンレス製のサーマルタンク等であって、醪を収容し発酵させるための容体をいい、醸造装置10には、流水による冷却装置として冷水ジャケット、乃至内蔵型の冷却機能を備え、醪の温度管理を行える装置である。木桶が使用された時代には、大桶(おおおけ)または親桶(おやおけ)などと呼ばれ容量は4~6klであったが、現在ではホーロー、グラスライニング、ステンレススチールなど鋼鉄製タンクに変わり、その大きさも次第に大型化しており、10~90klが主流であるが、200kl以上のきわめて大型のタンクも使用されている。本発明では、タンク容量に限定はない。また、醪の品温管理のために冷却装置が付属しているものも多い。冷却方式には、図1に示すようなジャケット式や、図面には示していないが内部冷却式、或いはシャワー水冷式などがある。図1に示すジャケット式は、タンクの外壁の一部を二重構造とし、この間に冷却水を循環又は通過させるものである。内部冷却式は、タンクの内部に冷却管や冷却用コイルを設け、内部から醪を冷す構造のものである。なお、撹拌翼に冷水を送って、撹拌翼で冷却を行うタンクや、シャワー水冷式等もあるが、構造が複雑になるため、本発明では、実施例として、可能である旨を示すこととし、詳細については省略する。
給水設備11は、一般的には、建築物や車両・船舶などに生活・業務に必要な水を供給するための設備であり、上水道・中水道・工業用水道から受水したり敷地内の井戸から汲み上げた水を、必要とされる箇所に必要な水質で供給するため、適切な設計・施工・維持管理が必要なものである。本発明に係る給水設備11には、これらの給水設備から得られる水をチラーキング等の冷水機を用いて冷却し、冷水として供給する構成を含むものである。なお、係る冷水機には水冷式や空冷式のように多種多様なものがあるが、これらの種類に限定されるものではなく、醸造装置10から熱を奪い、冷却できる冷水が得られる給水設備11となればよい。
透過性素材利用醸造装置12は、醸造装置10において、容体の中の醪の発酵状態を観察可能なアクリル等の透過性素材を用いた醸造装置10であって、木樽やステンレス、ホーロー製のものでは従来、側方から観察できなかったが、醪の発酵は側方から観察できるとすると、アルコール発酵や糖化の進み具合など有益な情報が得られるものである。そこで、Webカメラ25を側方に配置して、醪全体の観察を可能とする醸造装置である。
醪管理装置20は、電磁弁21と、温調器22と、醪温度センサー23と、室温センサー24と、Webカメラ25と、IoTクライアントマシン(制御装置)26と、データ情報記録管理装置27とを備え、前記通信回線網30を介して前記端末機器50と前記IoTクライアントマシン(制御装置)26との間で相互通信し、該通信情報を前記データ情報記録管理装置27に記録する構成を備えた装置である。
電磁弁21は、電磁弁は電磁石(ソレノイド)に電流を流すことで、プランジャと呼ばれる鉄片を吸引し、電流を切ると離れる原理を使用し、弁(バルブ)を開閉する仕組みを持つものである。用途としては、流体(油圧、空圧、水圧など)やガスなどを通す管での流れの開閉制御に用いられる。通電の開閉には手動で開閉する方式もあるが、本発明では、電子的に開閉を操作する電磁ソレノイド駆動方式が好適である。
温調器22は、センサ信号と目標値を比較し、その偏差に応じて演算を行い電磁弁の開閉などを制御する装置である。センサ信号に温度以外の湿度・圧力・流量などを扱うことができる装置は調節計と呼び、電子式のものは特にデジタル調節計と呼ばれ、本発明の実施例としては、係る温度調節器(デジタル調節計)を用いた。
醪温度センサー23は、物質の温度変化による物性の変化を温度として検出し温度を測定するもので、例えば、測温抵抗体を用いた場合では、金属の電気抵抗が温度にほぼ比例して変化することを利用した温度センサーである。測温抵抗体を代表するものとして例えばPT100を用いること考えられる。係る測温抵抗体は、RTD(Resistance Temperature Detector)とも呼ばれ、使用される金属には一般的には特性が安定して入手が容易である白金(pt100)が用いられ、JIS-C1604で規格化されているため、各メーカー間でも互換性があるものである。但し、本発明は醪温度センサー23をPT100に限定するものではなく、2種類の異なる金属を接続して、両方の接点間にその温度差により生じる起電力を利用した熱電対や、物質から放射される赤外線の強度を測定して温度を測定する放射温度計を除くものではない。また、係る醪温度センサー23からの温度情報は、温調器22により目標値と比較され、その偏差に応じた演算が行われて電磁弁21の開閉などを制御する。なお、醪温度センサー23からの温度情報は、設定された時間間隔をおいて順次データ情報記録管理装置27に記録されるとともに、通信回線網30を介して端末機器50へ管理情報として表示される(図4参照)。
室温センサー24は、醸造装置10の周囲の外気温度を計測するためのセンサーであり、例えば、測温抵抗体の一種であるサーミスタ温度センサーを用いることが考え得る。温度変化によって電気抵抗が大きく変化する酸化物半導体を使用した温度センサーであり、温度をIC(集積回路)で測定するセンサーを用いることが好適である。なお、室温センサー24に、湿度も計測可能な温湿度センサーを用いることで、温度だけではなく、湿度の観測・記録(図4参照)も可能とすることが望ましい。
Webカメラ25は、WWW、インスタントメッセージ、PCビデオ等を使用して、撮影された画像にアクセスできるリアルタイムカメラのこと。広義にはライブカメラ(生中継カメラ)一般を指す。一般的に、撮影された画像は、リアルタイム、または一定間隔で保存される。PCに接続しリアルタイム画像転送の可能なUSB、IEEE394等のインタフェースを持ったカメラを指すほか、ネットワークインタフェースを持ち、WWWでアクセス可能なカメラのついた組み込み機器(ネットワークカメラ)を含むこともある。本発明では、係るWebカメラ25を醪管理装置20に設けることにより、少なくとも醪を上方から撮影した静止画又は動画を通信回線網30を介して端末機器50へ送信し、該画像や動画を端末機器50の表示部にリアルタイムで表示可能とするものである。また、図面には示していないが、容体内の醪の発酵状態を側方からも観察可能な透過性素材利用醸造装置12を用い、前記Webカメラ25を前記容体の側方にも配置し、前記容体内の醪の状態を上方及び側方から撮影した画像情報を、前記通信回線網30を介して前記管理サーバーへ送信可能とする構成を採用した場合には、前記AIエンジンJによる情報を追加することで、より杜氏等の経験値に基づく高度な解析や判断が可能となる。
IoTクライアントマシン(制御装置)26は、「物のインターネット」といわれるように、様々な「モノ(物)」がインターネットに接続され(単に繋がるだけではなく、モノがインターネットのように繋がる)、情報交換することにより相互に制御する装置である。モバイルトランシーバーをさまざまなガジェットや日常のアイテムに埋め込むことで、人とモノの間、およびモノ同士の間の新しい形の通信を可能にするものであり、本発明に係る本発明に係る醸造装置遠隔管理システム1では、例えば、趣味や業務(試作品の開発)等としても用いられるようになったシングルボードコンピュータのラズベリーパイ(Raspberry Pi)のように安価に入手できて、且つ通信・記録・制御機能を持ったIoTクライアントマシン(制御装置)26を利用することが好適である。

データ情報記録管理装置27は、独立した記憶用デバイスとするディスク装置、或いは前記IoTクライアントマシン(制御装置)26に実装されるマイクロSDカード等の記録媒体へ記録するものでもよく、係る記録情報には、図4、図5に示すような、例えば、設備名、データ取得時刻、現在の温度、設定温度、電磁弁の開閉状態、通信状態、警報出力、画像データ、操作者の名前、温湿度等、多種多様な情報を記録するものである。即ち、温度センサにより計測・収集した各種温度管理データ、及びWebカメラからの画像データを保存する装置のことであり、従来、杜氏等が目視した温度情報を手書きしていたという労力負担の軽減と転記ミスを防ぐことを可能とするものである。係るデータロガーは、人間の目では判別しにくく、またデータ化が容易でない微妙な醪の温度変化に対して機械的に判断し、断続的に変化する情報を保存する機能、機械であり、人間では計測が難しいものによく用いられる。例えば、刻々と変わる温湿度、また逆に、超長期的な温度や湿度の変化等の事象計測などである。記録方法は紙への印刷も可能であるが、本発明では、マイクロSDカード等の記録媒体に電気的に記録する。
通信回線網30は、インターネット回線I、電話通信回線T(携帯電話通信回線)、近距離無線通信回線Wを含む通信回線網の総称である。なお、無線電話通信回線には、基地局Kとの通信及び端末までの送受信を含むものである。
近距離無線通信システムWは、ブルートゥース(登録商標)や、Wi-Fi(登録商標)といった、通信規格に基づく近距離の無線通信機能のことであり、数mから数十m程度の距離の情報機器間で、電波を使い簡易な情報のやりとりを行うのに使用されるものである。IEEEでの規格名は、IEEE 802.15.1やIEEE 802.11規格を使用したデバイス間の相互接続が認められたことを示すもので、例えばブルートゥース(登録商標)では、2.4GHz帯を使用してPC(主にノートパソコン)等のマウス、キーボードをはじめ、携帯電話、PHS、スマートフォン、タブレットでの文字情報や音声情報といった比較的低速度のデジタル情報の無線通信を行う用途に採用されているが、本発明に係る焙煎機情報活用システム1で利用する情報量は、醸造装置10の容態内の醪の温度や計測日時等の比較的軽い数値上、若しくはWebカメラで撮影した静止画や、動画であり、ブルートゥース(登録商標)などにおいても送受信が可能である。
管理サーバー40は、ネットワーク上にサーバーを設置してオンデマンドでアクセスして利用するクラウドサーバーである。クラウドサーバーにはさまざまなものがあり、主なタイプにはSaaSと呼ばれるソフトウェアのみを提供するもの、PaaSと呼ばれるソフトウェア開発プラットフォームを提供するもの、IaaSと呼ばれるインフラを提供するものがある。クラウドサーバーをどのような用途で利用するかによって最適なシステムが異なるため、適切なものを選択する必要があり、選ぶ際には、用途、目的、必要なシステムやセキュリティを明確にすることが推奨される。なお、管理サーバー40は、クラウドサーバーとして国内だけではなく海外にも設置されており、AIエンジンJやIoTクライアントマシン(制御装置)26との連動が容易なものもあり、本発明に係る醸造装置遠隔管理システム1ではソフトウェアの提供が受けられるSaaSで十分機能する。
端末機器50は、PC、携帯電話機、PDA等に代表される各種情報をモニターに表示でき、操作指令等を通信回線網30を利用して送受信可能な情報処理装置をいう。より具体的には、スマートフォン、モバイルパソコン、タブレット端末等である。
インターネット回線Iは、インターネット・プロトコル・スイートを使用し、複数のコンピュータネットワークを相互接続した、グローバルな情報通信網のことであり、光ファイバーや無線を含む幅広い通信技術により結合された、地域からグローバルまでの範囲を持つ、個人・公共・教育機関・商用・政府などの各ネットワークから構成された「ネットワークのネットワーク」であり、ウェブのハイパーテキスト文書やアプリケーション、電子メール、音声通信、ファイル共有のピア・トゥ・ピアなどを含む、広範な情報とサービスの基盤となっている。現代社会の基盤を成し、日常的な生活を送る上ではもはや不可欠な情報通信手段となっているものである。
携帯電話通信回線Tは、電話機・電話交換機を接続する有線通信の通信線路に接続された基地局Kと、携帯端末の間で、電波による無線通信を利用する携帯電話機の電話回線網を含むものであり、マルチチャンネルアクセス無線技術を利用したものである。本発明に係る端末機器50は、無線通信により、携帯することが可能となった電話機の他、無線通信可能なタブレットやPCを含み、スマートフォンは、携帯電話の一種である。
近距離無線通信回線Wは、電波や光などを使ってデータをやり取りする無線通信のうち、通信距離が数十メートル内のものを一般に近距離無線通信と呼び、一部を除き電波の送信に免許などが不要で、誰でも市販の機器を使って自由に通信ができる回線である。使用する周波数帯はWi-Fiが2.4ギガヘルツ、5ギガヘルツ、60ギガヘルツで、ブルートゥース(登録商標)が2.4ギガヘルツ、NFCは13.56メガヘルツ。通信速度はWi-Fiが最大で毎秒6.9ギガビット、ブルートゥース(登録商標)が同24メガビット、NFCは同424キロビットとなっている。本発明では、IoTクライアントマシン(制御装置)26と通信回線網30、該通信回線網30内における端末機器50とインターネット回線I間等に用いられるものである。
基地局Kは、無線局の種別の一つで陸上移動局と通信する陸上の移動しない無線局であり、電気通信業務用が多数を占めるが、そのほとんどが携帯電話事業に関するものである。本発明では端末機器50と基地局Kとのあいだで無線通信し、電話通信回線Tを介してインターネット回線Iへと接続する通信回線網30を構成する。
AIエンジンJは、AI(人工知能)をさまざまな業務に役立てるシステムであり、近年ではコールセンター等においても、AIを利用した業務効率化が目立ち、人間の知的能力をコンピュータ上で実現する、様々な技術・ソフトウェア・コンピュータシステムが開発されている。応用例として他にも自然言語処理(機械翻訳・かな漢字変換・構文解析等)があるが、本発明では、Web25カメラから取得した醪の画像データを解析して特定のパターンを検出・抽出したりすることで、最新のディープラーニングを活用し、杜氏や蔵人といった日本酒作りの専門家の推論・判断と同様の処理をさせるために用いられる。なお、係る画像処理用のAIエンジンに関してはインターネット上のオープンソースを利用することが考えられ、コスト的にも経済的負担を少なくすることができる。
図2は、本発明に係る醸造装置遠隔管理システムの処理の流れを説明するフローチャート図であり、物理装置所謂ハードウェア装置の処理の流れを示している。先ず、現在の温度データを測定し、前回から所定時間が経過した場合には現在の温度データをIoTクライアントマシン(制御装置)26のデータ情報記録管理装置27に記録し、更に通信回線網30を介して管理サーバー40へ送信し、送信が成功したかを確認し、通信エラーがあった場合には端末機器50へ表示する。正常な場合には現在の温度は設定温度よりも大きいかを判断し、電磁弁21を開けるか閉めるかを判断して制御する。係る制御工程について、電磁弁21の開閉、及び現在の温度データを情報記録管理装置27に記録し、電源ONで正常に動作しているか否かを判断するというルーチンを繰り返すことを基本とするものである。なお、正常か否かの判断をする際に正常でないと判断された場合には通信エラーの出力を行い終了する。
図3は、本発明に係る醸造装置遠隔管理システムの処理の流れを説明するフローチャート図であり、遠隔操作の処理(ソフトウェア)の流れを示している。図3(a)は、設定温度を変更する操作をした場合の処理の流れを示し、図3(b)は、最新データを取得するための処理の流れを示している。図3(a)に示すとおり端末機器50から設定温度の変更動作を行った場合、現在の設定温度と同じか否かを判断し、異なっていた場合には現在の温度データをIoTクライアントマシン(制御装置)26に記録する。また、図3(b)は、最新のデータを取得するために端末機器50を操作して最も新しいデータを取得する。ここで、最新のデータとは、例えば、各設備名、データ取得時刻、現在の温度、設定温度、電磁弁の開閉状態、通信状態、警報出力情報、画像データ、操作者の名前、温湿度などである。
図4は、本発明に係る醸造装置遠隔管理システムの端末機器に表示される画面情報説明図である。図4に示したのは、設定情報、温度情報、湿度情報の直近の状態をグラフ化したものである。なお、係る図4に示した表示の例は、PC(パーソナルコンピューター)の表示部を想定して例示したのである。従って、係る表示情報の内容については、以下の説明されるものに限定されることなく、必要な情報を取り出す各種センサーなどからの情報の表示を含むものであり、その情報に基づいて、IoTクライアントマシン(制御装置)26と接続することによって、他の装置等を遠隔操作し得るものとする。例えば、醪管理装置20にWebカメラ25を複数備える構成により醪の状態を多方向から撮影して、リアルタイムに醪の発酵状態を視覚的に把握できるようにしたり、湿度センサー若しくは温湿度センサーによる湿度情報を入手し、図4に示すような湿度の管理情報を示したり、或いは、Webカメラからの画像を端末機器50に表示させたり、更には、Webカメラのピント調整やズーム調整をさせた画像表示をすることも可能である。
図5は、本発明に係る醸造装置遠隔管理システムの端末機器に表示される画面情報説明図である。図5に示したのは、醸造装置が複数存在し、係る複数の醸造装置の温度制御を遠隔による一台の端末機器でも操作が可能な状態及びその表示情報を示したものである。図5では、三機の醸造装置を管理する画面であり、何れの醸造装置も異常が生じていない状態を示し、且つ、現在使用中であることを表示している。
図6は、本発明に係る醸造装置遠隔管理システムにおいて醸造装置10が複数若しくは離れた場所に設置されている場合でも一台の端末機器50で遠隔操作が可能なことを示す説明図である。図6に示す通り、一か所の醸造場所に複数台の醸造装置10が存在する場合でも通信回線網30を介すことにより、一台のスマートフォン若しくは一台のPCで、例えば図5の表示画面に表したように装置名毎の醸造装置10を管理できるものである。また、異なる場所、例えば酒造メーカーの異なる離れた場所に設置されている醸造装置10についても同様に一台のスマートフォン等で観察・管理が可能となる。
本発明に係る醸造装置遠隔管理システムによれば、酒蔵の持続可能な生産と伝統の継承へ資するものであり、目前の業界を支え、若手技術者を育成するツールプラットホームとして役立ち、複数酒蔵との共同醸造や醸造プロセスの見える化等、新たな付加価値を創出し次世代型クラウド杜氏による国内外、複数拠点の日本酒醸造管理サービスをも可能とすることから産業上利用可能性は高く、また、農業等の別分野への応用展開等を視野に入れるものである点で産業上利用可能性は高いと思慮されるものである。
1 醸造装置遠隔管理システム
10 醸造装置
11 給水設備
12 透過性素材利用醸造装置
20 醪管理装置
21 電磁弁
22 温調器
23 醪温度センサー
24 室温センサー
25 Webカメラ
26 IoTクライアントマシン(制御装置)
27 データ情報記録管理装置
30 通信回線網
40 管理サーバー
50 端末機器
J AIエンジン
I インターネット回線
T 電話通信回線
W 近距離無線通信回線

Claims (1)

  1. 醪の発酵状態を遠隔で観察・管理するシステムであって、
    醸造装置(10)と、
    給水設備(11)と、
    醪管理装置(20)と、
    通信回線網(30)と、
    管理サーバー(40)と、
    端末機器(50)と、
    から成り、
    前記通信回線網(30)は、インターネット回線(I)、電話通信回線(T)、若しくは近距離無線通信回線(W)の何れか若しくは組み合わせて利用し、
    前記醪管理装置(20)は、電磁弁(21)と、温調器(22)と、醪温度センサー(23)と、室温センサー(24)と、Webカメラ(25)と、IoTクライアントマシン(制御装置)(26)と、データ情報記録管理装置(27)とを備え、
    前記通信回線網(30)を介して前記端末機器(50)と前記IoTクライアントマシン(制御装置)(26)との間で相互通信し、該通信情報を前記データ情報記録管理装置(27)により記録し、
    前記管理サーバー(40)には前記通信回線網(30)を介して前記端末機器(50)から管理情報を入力可能とし、
    前記醪温度センサー(23)からの温度情報により、前記温調器(22)を介して前記電磁弁(21)の開閉を行うとともに、前記端末機器(50)からの指令により前記IoTクライアントマシン(制御装置)(26)からも前記電磁弁(21)を開閉動作可能とし、
    前記給水設備(11)からの水の流入及び遮断を遠隔で操作可能とし、
    前記醸造装置(10)に、容体内の醪の発酵状態を側方からも観察可能な透過性素材利用醸造装置(12)を用い、
    前記Webカメラ(25)を前記容体の側方にも配置して、前記容体内の醪の状態を上方及び側方から撮影した画像情報が、前記通信回線網(30)を介して前記端末機器(50)に表示されるとともに、
    該画像情報に基づいて発酵状態を解析するAIエンジン(J)による判断情報を加える総合的な解析及び制御を行うことで、前記醸造装置(10)に収容された醪の温度管理を行うことを特徴とする醸造装置遠隔管理システム(1)。
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