稼働監視システム導入で、6億円以上の利益をもたらした製造業の秘話

　製造業、エネルギー、化学工業などの業界で、ほどんどの生産活動には設備稼働監視が必要です。特に製造業や化学工業では、生産設備は企業にとって、重要な資産の一つです。しかしながら、現場での稼働監視は十分に行っていないケースも多くあります。

　その結果、設備トラブルや不具合が発生した場合、即時に対応ができなく、稼働状況の確認に時間をかかってしまい、業務に支障が出て、工程や納期の遅れ、さらには生産品質の低下、安全事故が発生する恐れがあります。

稼働監視とは

　稼働監視とは、工場で設備をリアルタイムに監視し、稼働データを収集し、設備の稼働状況を見える化にすることです。

　Iot見える化のソリューションとしての稼働監視システムにより、作業員は工場の生産実態を把握でき、設備の異常状況を早めに対応、設備の一元管理ができます。生産現場の生産性向上に繋がります。

稼働監視の目的と必要性

　生産設備の稼働監視が不可欠な理由として、稼働監視を利用することで、設備の稼働データを見える化し、設備の不調を素早く把握することができ、設備稼働の安全性を保障し、工場生産効率性を向上させることがあげられます。また、人件費を節約し、確実な経済利益をもたらせます。

１．設備異常状況を速く対応と不具合を未然に回避

　伝統的な工場では、作業員が交代で設備を巡検し、手動で生産ラインの設備状況を記録しています。設備稼働データの処理と分析は人の手作業に依存して、非常に時間と労力を費やしました。

　稼働監視は、センサーやカメラで工場のすべての設備をリアルタイムで監視し、稼働データを自動で収集・処理して可視化します。

　現場の稼働監視ダッシュボードを通じて、設備の異常停止や負荷超過などの生産緊急事態をリアルタイムでモニタリングできます。点検時間を大幅に短縮することだけでなく、データを分析できる高度専門人材が不足、設備を管理するために必要な人員配置コストが高まっているなどの悩み解消にもつながります。

　また、手作業によるデータ入力ミス、異常検知作業の低効率、無駄な人件費などの問題も免れます。

２．膨大なデータの活用

　DXの推進、IoTやロボットの導入により、今の製造業の現場は、「スマート工場」へと生まれ変わりつつあります。生産性を高めるためのビッグデータの有効活用を図りつつ、企業経営のさらなる進化をとげるには生産設備の稼働監視が不可欠です。

　手作業に依存する従来型の設備管理では、時間と手間がかかるだけでなく、情報の誤りや漏れが発生する可能性も高いです。紙ファイルが年々増加しているにもかかわらず、設備稼働状況や生産状況をリアルタイム及び事前に把握できません。IoTデータが絶えず発生している現代社会、デジタル化が進んでいる今の企業経営では、紙で記録されたデータは、生産の意思決定を支援する役割がどんどん弱まっています。

　稼働監視は今までの各生産設備の稼働状況を一括で可視化することで、稼働率低下の要因がデータ分析により、一目瞭然となります。設備モニタリングのデータによって設備トラブルや稼働率の停滞に一定の傾向を見出しやすくなるため、稼働率の課題を改善するための施策を講じやすくなり、生産体制の最適化をサポートできます。

設備稼働監視システム利用のメリット

１.生産リスクを低減する　

製造業では、大型生産設備の連続稼働率が重要であり、設備の不調をタイムリーに発見・解決できなければ、設備の損害、工程遅延や納期遅延が発生する可能性があり、安全事故が乗じる恐れもあります。その結果、顧客のクレームを引き起こし、会社の経済的利益を損なうことになります。

そのため、設備の稼働状態を監視して、システム障害を検知し、すぐに対処できる仕組みを検討しなければなりません。

稼働監視システムは工場内の設備情報を一元管理し、稼働状況をリアルタイムで見える化にします。機械設備に設置したセンサーから状態データを収集・診断・検知。故障回避、保守コスト低減などを実現します。

たとえば設備の電源電圧や温度などのデータが設定した基準を超えた場合、異常を予測・検出し、PCやスマホなどのモバイル端末に自動的にアラートを通知します。

製造現場のデータを活用し、設備管理者が離れた場所から設備の異常状態を把握し、速く異常対応できます。設備トラブルを最小限に抑えることができ、都度確認が不要で、生産リスクを低減できます。

2.生産効率を向上させる

人による現場確認は時間がかかるため、生産ラインでボトルネック工程が出てきます。生産ラインのボトルネック工程は生産能力と密接に関係しているため、生産ライン全体の稼働率が低下する原因の一つになります。

生産プロセス管理が稼働監視システムによって自動化されている場合、生産状況は見える化され、リアルタイムに把握できます。稼働監視システムは、設備ごとの稼働データを収集、統計、集中処理して、視覚的なダッシュボードで表現することができます。「リモート」で「迅速」な製造現場の管理を実現します。

生産設備あるいはシステム管理者は、ダッシュボードを確認するだけで、現場全体の生産進捗と設備状態を一目瞭然に把握できます。リアルタイムなデータに基づいて生産計画を最適化し、ボトルネック工程を解決し、稼働率、生産率を向上させます。

３．生産リソースを再配置し、経営利益をあげる

製造業工場では、作業員は交代制で設備を保守・点検します。しかし、日本では少子高齢化が進み、様々な職場では人手不足に直面していて、今後工場従業員の確保は容易ではないと考えられます。人件費と人的リソースの確保に悩んでいる会社が多いではないでしょうか。

また、設備ごとの定期点検、交換業務が作業者に依存するため、作業者の稼働時間や個人スキルによって、工業生産ラインの生産能力が大きく変動します。実際、人による点検作業は点検モレや入力ミスが避けられないことで、気づかなかった点検モレによって設備トラブルが発生することも稀ではありません。

これらの業務をシステム化することで、自動でスケジューリングや作業前通知ができ、現場では、スマホなどのモバイル端末に記録を残すことで記録忘れによるトラブルをかなりの程度回避できます。

稼働システムのリアルタイム監視により、不具合が頻発する老朽化した設備の保守や入れ替えをして、設備のライフサイクルを最大化します。人的資源含まれる生産リソースを再配置、経済利益を向上できます。

稼働監視システム導入すると、作業員人手の不足が一部解消し、作業員の負担も軽減します。従業員リソースを再配置し、会社の人員構造の改善につながり、将来的な設備メンテナンス全体の機能拡張としての役割も期待されます。

製造業稼働監視システムの種類

１．リモート稼働監視システム

リモート稼働監視システムは、無線で設備データを送信・保存し、遠隔地で設備を監視するシステムです。 リモート監視を使用することで、設備管理者は現場にいかなくても設備の稼働状態を把握できるため、作業時間が短縮されます。

リモート監視システムの導入により、現場設備の稼働状態を把握し、製造工程のチョコ停や異常消費電力量などの問題を低減できます。ただし、導入するときは、リモートシステムが既存の設備に対応できるかどうかを確認する必要があります。

２．AI画像認識による稼働監視システム

稼働監視を導入するには、稼働データを取るための機器が必要となります。

稼働監視機械の多くは取り付けが工事が必要ですので、導入コストと導入ハードルが高いと考えられます。今では設備既存の信号灯に付けるだけのIoTセンサーなどのハードウエァもあります、取り付け作業も数10分で完了するため、お試し運用も可能です。

AI画像認識の稼働監視とは設備に設置したカメラやセンサーから稼働データを収集し、AI解析によって異常を検知することです。設備に備えた信号灯の光によって稼働状況を確認するだけでなく、信号灯を持たない設備でも設備の表示画面から情報を収集できるため、稼働問題を速く対応し、設備アラーム時には設備管理者に通知を行います。また、AIは画像や動画で人間の目には見づらい変化を認識できるため、検査精度を向上させて設備の安全性を確保できます。

３．データ可視化ツール連動の稼働監視システム

BIツールなどのデータ可視化ツールを用いて、各設備の稼働実態を図表やグラフ、ダッシュボードに視覚化し、設備の異常やスイッチラインなど、さまざまな稼働状況を異なる色で表示します。 また、画面には当日の各設備の切り替え状況や、作業員が入力した情報が表示され、工場内当日の設備稼働状況を直感的に把握し、問題を追跡することが可能です。

10秒ごとにデータをキャプチャしてデータスクリーンを更新する稼動監視システムもあります、リアルタイムで効果的なモニタリングを保証することで、異常問題をタイムリーに検知・警告します。稼働中の生産ライン全体への影響を最小限に抑えられます。BIツールとの連携により、報告工数の削減及び、データの活用で生産性向上へ繋がります。

稼働監視システムの活用事例

１．設備のOEEを大幅に改善

【導入前の課題】

製造業A社はフラットダイの販売、研究開発、製造を一体としたソリューションプロバイダーです。製品生産、品質管理や調達のデータの処理と分析は手作業に依存していました。

手作業には調整しやすいという柔軟さがありますが、ヒト的ミス、低効率、納期遅延などの問題がよく発生します。また、設備はお互い独立しているため、データの連携と一元管理の能力が不足し、設備の稼働状況を正確に把握することができていません。

【導入後の効果】

FineReportを通じて、各設備に分散したデータを統合し、設備稼働可視化センターを構築し、現場の設備総数、稼働状態、負荷状況や従業員パフォーマンスなどの情報が把握できます。異常な設備状態は責任者にタイムリーに通知させて、設備のOEEを大幅に改善しました。

結果、A社の在庫原材料は20% 削減し、生産効率をなんと180％に向上させ、人件費も30% 削減できました。

２．設備稼働監視5秒ごとにデータをキャプチャし、問題解決と生産効率が保証される

【導入前の課題】

S社は伝統的な化学工業会社です。デジタル化を推進する前のS社では、紙媒体にレポート作成など多くの重複作業が日課でした。時間と手間がかかるだけでなく、情報入力の誤りや漏れが発生するケースも少なくありません。残念なことに時間と手間をかけて作成したレポートは可視化するのが難しいです。せっかく蓄積したデータを有効活用されていないのも製造業の課題の一つです。

利益の伴わない「ムダと無用」な作業を何とかして削減していきたいと、S社の情報化担当者が話しました。

以前、工場のある設備がダウンしたが、本社に連絡がいくまで数日かかったということがありました。 工場の生産負荷がリアルタイムで把握できないため、設備トラブルへの即時対処ができませんでした。

【導入後の効果】

S社はまず生産現場のデータ活用とペーパレスを目標として、デジタル化を推進させると決意しました。FineReportを導入し、「設備稼働監視システム」を開発しました。統合設備負荷概要表に各生産ラインの設備から5分ごとにデータを抽出し、現場に設置したデータスクリーンに表示します。設備稼働状況を”見える化”して生産率向上に向けた改善ができる。

設備のトラブルや生産ラインの異常を事前に検知し、故障を予測する予知保全なども可能になりました。スマホで設備のQRコードをスキャンし、現場でデータを入力できます。手書きと紙媒体によるデータ収集の漏れ、ミス、認識しづらいなどのトラブルも最小限に抑えられます。

モバイル端末への通知機能も利用し、従業員が各生産設備の負荷をリアルタイムで把握でき、急な設備異常を素早く察知できるだけでなく、異常を検知するシステムを構築しておくことによって安定した生産を維持することができます。

データスクリーン（ダッシュボード）では、各コンプレッサーの温度・圧力などの指標、各設備の連続運転日数、設備出口の情報、さらには設備のエコ・排出データなど、生産・製造設備の稼働状況が包括的に表示されます。

３．設備パラメータの監視　製品の工芸と品質を改善し、設備の利用率を高める

【導入前の課題】

T社は電気自動車の電池の開発・製造・販売をおこなっている企業です。現場の生産状況を把握するために、設備保守、資材管理、生産計画実行、生産量追跡、品質分析などのデータの管理が必要です。しかし、業務で蓄積した複雑かつ形式の異なるデータはバリア状態になりやすく、その結果、工場作業員は生産計画に対する認識や理解の不足が生じ、作業のモチベーションの低下を招きます。

また、T社は工場の生産現場の状況を統合的に管理する最適な方法を見つけていません。工場長は、毎日1時間以上をかけて、場内全ての生産ラインとワークショップを点検し、時間と手間がかかるのみならず、効率も悪かったです。

【導入後の効果】

T社はDXの一環として、設備状況を”見える化”して生産率向上に向けた改善施策を施す方針を固めました。2018年にFineReportを導入して、スマート製造のためのビッグデータ活用プラットフォームを作りました。システム連携でデータのサイロ化を解消し、設備稼働率の見える化をして、稼働率向上の改善に繋げることができました。

　生産拠点管理ダッシュボードと生産モニタリングセンター用の2つのデータ可視化プラットフォームを構築しました。現場で設置したビッグスクリーンに表示された一目瞭然のダッシュボードにより、生産品質データをリアルタイムで確認でき、作業員の品質保証意識とやる気を刺激します。

稼働監視システムはスマホなどのモバイル端末でも見られるので、工場長は現場まで行かなくても、各設備の利用状況が稼働状況画面で確認できますし、トラブル時の即通知で事足りるようになります。

FineReportのデータ可視化プラットフォームにより、100台以上の設備でPLCのパラメータ設定とプロセス標準（高温時間、圧力パラメータなど）に不一致があることが判明し、現場のプロセスと製品品質、生産性が改善されました。FineReportの導入で、T社の経済利益は3億円以上を上げ、良品率は10%以上向上しました。

４． 設備のアイドル警告　1人で2台の設備を管理していたのが6台へ

【導入前の課題】

タイヤ製造のH社では、密閉式混合機のアイドリ状態を防止することがとても重要であて、設備の稼働状況をリアルタイムに把握する必要があります。これまでの工場管理は設備既存の信号灯からの音やライトのアラートに頼っていたため、設備管理担当者、1人あたり2台までしか管理できませんでした。

【導入後の効果】

H社はIoTセンサーを取り付け、稼働監視システムを開発するため、FineReportを導入しました。密閉式混合機の供給電圧、電流、温度、圧力、などのデータに基づいて、稼働状態分析レポートをカスタマイズして、可視化ダッシュボードに統合しました。

密閉式混合機が3分以上アイドル状態になると、監視システムはモバイル端末のアプリやPCにタイムリーな警告メッセージを送信します。設備管理者は、早期警告に従って問題を対応し、損失を回避して設備の使用率を向上させることができます。

FineReportで開発された稼働監視システムによって、設備管理担当者がスマホアプリで設備の状態を把握できて、従来の目視での稼働監視からデジタル化に移行し、一人あたりが管理できる設備は六台になりました。

５．稼働監視で1300水ポンプ場への巡回点検を簡単に　

【導入前の課題】

ある地域には1300以上の下水ポンプ場があって、建設・作業・保守会社、行政の監督部門と監査会社W社の計3者が管理・保守に関与していました。

W社は、下水道ポンプ場の検査と監督を担当します。設備の稼働状況をチェックし、作業と保守会社の仕事を監督し、行政の監督部門に状況を報告しなければなりません。1300箇所以上の散在しているポンプ場がこの一連の業務に大きな時間的コストをもたらしています。W社は、業務の効率アップと生産性向上は図るため、稼働検査システムとバックオフィス管理・保守システムの構築が急務となりました。

【導入後の効果】

W社はFineReportによって、稼働監視システムを開発し、電力消耗量の的確なモニタリングとアラート仕組みを構築しました：現場に存在する様々なアナログ計器を、カメラセンサーで画像解析することで、指示値を数値化します。点検自動化システムで、数値化されたデータは担当者専用ポータルから確認できます。各ポンプ場設備の稼働状態を記録され、現在の電気消耗量とポンプ場ごとの効率の変化を異なる色で表現しています。

このプロダクトは要件定義完了から、たった10日間で納品完了しました。巡回点検作業効率と点検品質の向上に貢献します。クライアントの開発コストを節約し、人件費の削減にも役立ちました。また、クライアントにFineReportで軽量ビジネスシステムを開発する能力、柔軟に既存のシステムと連携できる汎用性を見せました。

まとめ

FineReportは帳票作成、分析ダッシュボード設計、データ入力、モバイル対応、システム連携など様々な機能をオールインワンに集結したデータ活用ツールです。

生産工程において、FineReportは稼働データ分析や異常検知などの機能により、工場の生産性向上、納期順守、安全生産を支援するだけでなく、人手不足の解決、生産コストの削減、企業の経済効率を最適化することを支援します。

Finereportは、さまざまな生産項目や設備に合わせてカスタマイズしたサービスを提供します。また、設備部品在庫管理、製品品質管理、工芸最適化、生産コスト管理などのシステムも構築できます。

工場での稼働監視システムを最大限に活用するために、自社のニーズに合った稼働監視サービスを検討・導入する際、FineReportの無料トライアル版を試し利用するのもいいでしょう。