　一般的な設備保全方式は、「事後保全」と「計画保全」に分けられる。事後保全は故障が起こった後などに対応するという方式だ。一方の計画保全には、「時間基準保全（Time Based Maintenance、定期保全）」と「状態監視保全（Condition Based Maintenance、予知保全）」がある。この2つを比較すると、定期保全は計画を立てやすいが、メンテナンスが過剰になるという点が課題となる。予知保全は過剰メンテナンスを抑えられ突発的な故障を防ぎやすいものの、診断技能が必要で監視コストがかかるなどの課題がある。これらを比較した上で、同事業所では予知保全の比率を増やすこととした。

　この予知保全を推進するためには、課題である状態監視の手間とコストの削減がポイントとなる。そのため、まずは一般的に販売されているシステムやソリューションの導入を検討したが「高価なものしかなく、最重要設備など限定された箇所以外では活用が難しかった」（藤山氏）。

　そこで「自社で予知保全システムの開発を行うことを決めた」（藤山氏）という。安価、簡単設置（配線工事不要の無線式）を開発コンセプトにし、必要最低限の機能に絞り低価格化を目指した。また、開発には新製品開発推進委員会（社内ベンチャー）を活用し、IoT技術を用いたセンサーネットワークシステムの構築を目指した。

　その結果、グループ会社のエンジニアリング事業会社である日本製紙ユニテックと共同で予知保全のシステムの開発に成功した。最終的には、製造設備など稼働中の機械装置に対し無線センサーで異常予兆を常時監視するシステム「e-無線巡回」として、外部に販売を行うようになったという。

「e-無線巡回」がもたらしたもの

　従来の設備異常の予兆把握は、人が現場を巡回し、異常を発見する方法が中心で、巡回者の経験や勘という数値化できない技術や技能に大きく依存してきた。同システムでは稼働中の機械装置の「温度や振動加速度」データを蓄積し、数値データで傾向監視ができる。異常傾向が見られた設備については適切に対処することで設備トラブルを未然に防ぎ、操業の安定化に寄与することが可能だという。

　システム構成は、主にモータなどの機械装置に取り付けるセンサー付きの「子機」（温度と振動などを測定し親機へ送信）、「親機」（一時的にデータを保持し、子機データをサーバへ送信）、データを蓄積、警報チェックする「収集用サーバ」、監視端末（測定データの監視、異常時の発報）などである。最小構成は親機1台、子機1台、PC1台としており、非常に簡単に予兆把握が行えることが特徴である。

　白老事業所では事業所内のネットワークを利用し、建屋ごとに親機を置き（合計9台）、大型モニター付監視端末を保全事務所に設置している（各自のOA端末でも利用可能）。子機は2つのセンサーを搭載しており、それぞれで湿度と振動（加速度）の両方を測定できる。センサー先端に磁石をつけることで簡単に設置が可能だ。電動機の場合は負荷側と反負荷側に取り付けて測定を行っているという。

　実際に測定を開始後に、駆動用モータに設置したセンサーで、ロール減速機受け軸の異常状態を観測し、故障前にメンテナンスを行えた。また、電動機（250kW）反負荷側（ファン側）の異常発生後の振動計測なども実際に行え、停止時間低減に貢献しているという。

　このような事例を踏まえて、藤山氏は「e-無線巡回」を設置した効果について「リアルタイムでの状況確認やヒストリカルトレンドなど設備の運転状況が把握できるというのは大きい。閾値による警報出力などにより、設備の異常状態を自動検知（予兆検出）でき、パトロールなどの効率向上や、適切なタイミングでの保全が行えるようになった」と語っている。

IoTを活用した故障根治へ

　また、今後の展望として安全作業支援へのIoT活用やリモート保守、スマートメンテナンスご意見番（AIスピーカー）などに取り組んでいく方針を示した。藤山氏は「IoT活用で実現できたことは、設備診断作業の業務改善と診断結果の見える化である。これらを土台とし、今後は故障根治対策や再発、類似防止へとつなげられる取り組みを進めていきたい」と語っている。

トヨタ生産方式と設備保全、IoT活用をどう考えるか
日本型モノづくりの象徴ともいうべき「トヨタ生産方式」。本連載では多くの製造業が取り入れるトヨタ生産方式の利点を生かしつつ、IoTを活用してモノづくりを強化するポイントについて解説していきます。第2回となる今回は、設備保全へのIoT活用のポイントについて紹介します。
故障予知は前提、“真の予兆保全”を実現するために必要になるもの
2017年はIoTやAI技術の進展により、大型機械や設備の故障予知や予兆保全への取り組みが加速した1年となった。2018年は故障予知などを前提とした、センシングやデータ管理などが進み、予兆保全に関する各種製品開発やソリューションが数多く登場する見込みだ。
製造業のサービス化、予兆保全は単なる「はじめの一歩」
製造業の産業構造を大きく変えるといわれている「第4次産業革命」。しかし、そこで語られることは抽象的で、いまいちピンと来ません。本連載では、そうした疑問を解消するため、第4次産業革命で起きていることや、必要となることについて分かりやすくお伝えするつもりです。第7回は、前回に引き続き「製造業のサービス化」についてご紹介します。
全員参加の生産保全、TPMとは何か？
本連載「いまさら聞けないTPM」では、TPMとは何か、そして実際に成果を得るためにどういうことに取り組めばいいかという点を解説していく。第1回となる今回は、まず「TPMとは何か」について紹介する。
工場自動化のホワイトスペースを狙え、主戦場は「搬送」と「検査」か
労働力不足が加速する中、人手がかかる作業を低減し省力化を目的とした「自動化」への関心が高まっている。製造現場では以前から「自動化」が進んでいるが、2019年は従来の空白地域の自動化が大きく加速する見込みだ。具体的には「搬送」と「検査」の自動化が広がる。
自律するスマート工場実現に向け、IoTプラットフォーム連携が加速へ
製造業のIoT活用はスマート工場実現に向けた取り組みが活発化している。多くの企業が「見える化」には取り組むが、その先に進むために必要なIoT基盤などではさまざまなサービスが乱立しており、迷うケースも多い。ただ、これらのプラットフォームは今後、連携が進む見込みだ。