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製造業の設備管理を大きく変える予知保全とは?

レンテックインサイト編集部

予知保全や予兆保全といったように、設備が異常を起こす前に防止する取り組みが製造業で広がっています。AIやIoTの技術が発達することで実現した予知保全は、生産性を重視するこれからの製造業にとって欠かせないものになるでしょう。

この記事では、予知保全の基本的な考え方やメリット、予知保全を実現する方法について解説します。

予知保全とは?

予知保全とは、設備の稼働状況を監視することで不具合や故障の発生を事前に予知し、適切なタイミングでメンテナンスを行うことを指します。簡単に言うと、「設備がトラブルを起こす前に解決する」ための仕組みです。場合によっては予兆保全とも呼ばれますが、基本的には同じものだと考えて問題ありません。

製造業にとって、設備の停止は会社全体に甚大な被害を及ぼす可能性があります。生産ラインが停止して安定供給ができなくなれば顧客の信頼を失い、ビジネスチャンスを逃すことになるでしょう。また、設備の復旧作業や不良品の修正で時間がとられることや、壊れた設備が作業者に危険を及ぼす可能性もあります。

そのようなトラブルを防ぐために、製造業各社は設備保全に取り組んでいます。しかし、人手不足や経験豊富な設備保全担当者の高齢化といった背景から、誰でも効率的に設備保全ができる方法が求められており、そこで予知保全が期待されているのです。

予防保全との違いと予知保全への切り替えが進む理由

製造業では長らく予防保全によって設備のメンテナンスを行ってきましたが、予知保全への切り替えが進みつつあります。予防保全と予知保全で大きく異なる点は、メンテナンスのタイミングです。

予防保全はおおよその期間やタイミングを決めて定期的にメンテナンスを行うという考え方であり、まだまだ使える部品を交換してしまうことや、設定したタイミングより前に故障してしまうなど、ムダが大きい傾向にあります。ベテランの設備保全担当者であれば感覚で判断して最適なメンテナンスを行えるかもしれませんが、誰もができることではないでしょう。

一方の予知保全は、設備に不具合や故障が起こりそうなタイミングでメンテナンスを行うという考え方です。設備の状態を常に監視するためのコストはかかりますが、まさに問題が起きそうなタイミングで部品を交換したり、点検作業を行ったりするのでムダが少なく、効率的に設備の管理ができます。

従来の予防保全から予知保全に切り替えることによるメリットは他にもあります。例えば、設備保全担当者の負担の軽減です。予防保全とは違い、予知保全の場合は必要以上の人員を確保しておく必要がなくなります。最小限の人数で設備をモニタリングしておき、問題が発生しそうな場合にだけメンテナンスを行えばよいためです。

また、どの部品がおかしいかや、いつ問題が起きそうか、といったベテランの感覚をAIやIoT機器が補ってくれるため、設備保全担当者の教育も容易になるでしょう。

予防保全から予知保全に切り替えることで得られるメリットは大きなものです。そのため、製造業各社は予知保全を自社に導入すべく取り組みを進めています。

予知保全を実現する方法

予知保全を実現するためには、常に設備の状態を監視しておくシステムを構築しなければなりません。各種センサーを備えたIoT機器を取り付けて設備の状態をモニタリングし、収集したデータをAIが分析して不具合や故障の予兆を見つけ出すというのが、一般的な予知保全の仕組みです。

正しく予知保全をするためには、設備からどのデータを集めてくるかが重要になります。予知保全で使われるデータには振動や抵抗、温度、圧力、速度などがありますが、メンテナンスの対象となる部品の特徴に応じた最適なデータを選定しなければなりません。

例えば、モーターは経時劣化によって振動が変化するといわれています。振動の波形や大きさを常にモニタリングしておき、異常な振動を検知するとアラートを出すというのが、振動を使った予知保全の流れです。

また、製品の品質から設備の状態を把握する方法もあります。例えば、加工機から出てきた製品の品質を検査機のセンサーが確認し、寸法のバラつきが設定値よりも大きくなるとアラートを出すといったものです。

取得するデータは一つである必要はありません。複数組み合わせることで、より高精度な予知保全ができるようになる場合もあります。ただし、コストとの兼ね合いになるので、過剰にデータを収集するのではなく、不具合や故障の予兆を見つけ出す上で必要なデータを取得することを意識しましょう。

自社に予知保全を取り入れたい場合は、予知保全のプラットフォームサービスを利用することをおすすめします。プラットフォームサービスは予知保全に必要なIoT機器やシステムを総合的に提供するものであり、自社で一から予知保全の仕組みを構築するよりもコストと時間を削減できます。

予知保全によって設備保全の最適化を実現できる

設備の予知保全を行うことで、設備保全にかけるコストや人員を削減できます。また、削減したコストと人員をより付加価値の高い業務に投入することによって、企業は競争力を高めていけるでしょう。

予知保全は製造業のトレンドになりつつあり、先進的な企業が続々と取り組みを進めています。自社の設備保全の考え方を、予防保全から予知保全へと進化することが求められてくるでしょう。

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