予知保全（ＣＢＭ）と設備診断技術(CDT) の最新動向の紹介

日本診断工学研究所

代表研究者 工学博士（東京大学）

豊田 利夫

平成27年度 徳山高専テクノアカデミヤ特別セミナー （平成28年1月8日）

（１）企業統合情報化システム （ ERP ： Enterprise Resource

Planning） （２）企業資産管理システム

(EAM ： Enterprise Asset Management)

（３）プラント資産管システム （ PAM ： Plant/Machinery Asset

Management) （４）リスクベース保全

(RBM：Risk Based Maintenance) （５）プロアクテイブ保全

（PRM:Proactive Maintenance)

最近海外文献に頻出する関連用語

保全最適化の基礎理論の紹介

偶発故障期間

（青壮年期）

摩耗故障期

（老年期）

初期不良期

（幼年期）

使用年数

故障率

Ｔ* 設備更新時期 Ｔ [年]

最適更新時期

C(T)

生涯

保全

コス

ト

1≤α

1>α

理論的には時間劣化特性の機械に対してのみ 最適保全周期が存在する。

時間劣化特性

ランダム特性

11% の部品が

定期予防保全

可能な劣化特性

89% の部品は

定期予防保全

（ＴＢＭ）で

は効果のない

劣化特性

4%

2%

5％

7％

14％

68％

A

B

C

D

E

F

実際の機械部品の劣化特性

新日本製鉄（株）の保全最適化理論

7 7

産業別保全コストの割合

8

9

10 10

保全方式の歴史と変遷

11

時間基準保全

予知保全

事後保全

緊急保全

予防保全

事後保全

保全方式(Mai ntenance Pol i cy)

(Preventi ve Mai ntenance; PM)

(Breakdown Mai ntenance; BM)

(Ti me Based Mai ntenance; TBM)

(Predi cti ve Mai ntenance; PDM)

(Pl anned Breakdown Mai ntenance; PBM)

(Unpl anned Breakdown Mai ntenance; UBM)

保全方式の体系

（１）企業統合情報化システム （ ERP ： Enterprise Resource

Planning） （２）企業資産管理システム

(EAM ： Enterprise Asset Management)

（３）プラント資産管システム （ PAM ： Plant/Machinery Asset

Management) （４）リスクベース保全

(RBM：Risk Based Maintenance) （５）プロアクテイブ保全

（PRM:Proactive Maintenance)

最近海外文献に頻出する設備管理関連用語

12

予防保全周期Ｔは単位時間の総合保全コスト

Ｃ(T)が最小となるように決定する．

　　　　 TMDTCC

TC fp ⋅+=)( →最小

最適な予防保全(PM)周期の決定法 理論的に決定可能です。

ワイブル分布を用いた最適保全周期の決定法 <Example>

Suppose F is Weibull distribution function

αλtetF −−= 1)(1,0 >> αλ where . Then

1)( −= αλαttrα

αλ

/1

0 )1(

−=

mf

p

cc

T

　　　　　　

)(22

f

p

f

pO C

CMTBF

CC

T ⋅==λ

　　ここに」

　　　　　　 pC ；予防保全コスト(¥/回)　　　　　　 fC ；当該設備の故障による損失(¥/回)　　　　　　λ ；当該設備の故障率(1/Hr) 　　　MTBF ;当該設備の平均故障間隔（=1/λ Hr）

予防保全（PM)の最適周期

本質的な意味を理解ください

　　　S

SS

Sd TMTBFTTTT ⋅⋅=≅+

⋅= 222 2

λλ

　　ここに

　　　　Ts；検査のために当該設備を停止する時間（Hr）　　　　λ；当該設備の故障率（１/Hr） MTBF ;当該設備の平均故障間隔（=1/λ Hr）

分解検査の最適周期

　　　　 fsf

pi C

CT

)(2λλ +

⋅=

ここに　Cp；診断費用(¥/回)　　　　　 fC ；当該設備の故障による損失(¥/回)　　　　λｆ；当該設備の故障率（１/Hr）

　　　　λｓ；保安設備（監視装置）の故障率(1/Hr)

監視装置をもつ設備の最適保全周期

最近は各種診断御術の統合化が進行中 （設備診断事業の総合化）

熱画像診断

機械点検

振動診断

潤滑油分析 18

１） 機械振動診断 （Vibration Analysis）

２） 保全ソフトウエア ( Computerized Maintenance Managemeent

System:CMMS)

３） 遠隔無線設備監視＆診断 (Wireless Monitoring and Diagnosis)

４） 連続オンライン監視診断 （Continuous Online Monitoring and Diagnosis）

５） 赤外線熱画像診断 (Infrared Thermography)

６） 電動機電流診断 (Motor Diagnostics)

７） 超音波検査および評価 (Ultrasonic Inspection and Evaluate)

８） 回転機械修復技術 (Corrective Tool such as

Balancing and Alignment)

米国の代表的な保全専門会社の事業内容 (Computer Systems Inc.,:CSI)

19

主生産ライン(EPR)供給SCM 出荷SCM

生産実行 (MES) 保全(EAM/CMMS)

計装制御(SCADA) 設備診断(PAM)

ライン品質計測と設備状態監視診断

(Plant Measurements and Condition Monitoring)20

最近の生産プラントのシステム構成図

（１） 設備監視ソフト(Surveillance)

（２）　　精密診断ソフト（Diagnosis）

（２） 携帯型無線点検ソフト（Portable）

（４）　　過渡状態監視ソフト（Transient）

（５）　　品質性能監視ソフト(Performance)

（６）　　制御装置監視ソフト(Control)

21

遠隔監視と遠隔診断 （E-MONITORの構成ソフト）

中央データベース

(database solution)

設備監視ソフト

(surveilance)精密診断ソフト

(DIAGNOSTICS)

過度状態監視

（TRANSIENT)

携帯無線点検

(PORTABLE)

LAN/WANソリューション

性能監視

(PERFORMANCE)

電子モニタ（E-Monitor)の構成

22

保全管理システムCMMSは (Computerized Maintenance Management System）

資産管理システムEAM (Enterprise Asset Management )

へと進化しました。

23

予知保全システムＣＢＭは (ＣＢＭ:Condition Based Maintenance Software System)

プラント資産管理システムPAM （PAM：Plant Asset Management）

へと進化しました。

24

主生産ライン(EPR)供給SCM 出荷SCM

生産実行 (MES) 保全(EAM/CMMS)

計装制御(SCADA) 設備診断(PAM)

ライン品質計測と設備状態監視診断

(Plant Measurements and Condition Monitoring)

生産プラントの資産管理ソフト（EAM-PAM）の系統図

25

プロアクテイブ保全の紹介 （Proactive Maintenance)

事前活動保全

直訳すれば

プロアクテイブ保全について （Proactive Maintenance)

１）「設備診断技術を用いて原因系のパラメータを科学的に 監視診断し劣化や摩耗など故障原因を事前に除去！」 ２）「予知保全 PｄM は故障の徴候を監視し除去するが , プロアクテイブ保全は劣化の原因を監視し除去する」 ３） プロアクテイブ保全 は劣化 除去 型保全 (Failure Proactive) ４） 予防保全 は劣化 対応 型保全（ Failure Reactive）

劣化

劣化防型止保全 【プロアクテイブ保全】

劣化反応型保全 【リアクテイブ保全】

プロアクテイブ保全の基本哲学

運転時間（Ｔ）

プロアクテイブ保全ＰＲＭと他保全方式の比較

保全方式 主要技術 医学との対応 プロアクテイブ保全 PRM (Proactive Maintenance)

故障の 根本原因（ failure root cause）系の監視と修正（例：油汚染監視と修正）

コレストロ－ルと血圧

を監視しダイエットす

ること。 予知保全 PDM (Productive Maintenance)

振動、温度、油中金属摩耗

粉、アライメントなどの監

視診断

心電図や超音波診断装

置により心臓欠陥を診

断 予防保全 PM (Preventive Maintenance

定期的オ－バ－ホ－ルおよ

び部品交換 臓器移植またはバイパ

ス設置 事後保全 BM (Breakdown Maintenance)

大きな生産損失と保全予算

が必要 心臓発作が起こってか

ら病院に駆け込む

プロアクテイブ保全と他方式保全の比較

(1) 機械油系統の目標清浄レベル TCL　（target cleanliness level）の設定

(2) 目標清浄レベル TCL を実現するための

　　フィルタ設備と汚染除去設備の選定

(3) 清浄レベルの定期監視と診断・予測

プロアクテイブ保全の３ステップ

現在は御子息のJim Fitch氏が業務を継続中

32

原因系により改善改良

１） 故障の根本原因は、多くの場合その故障形態により隠

蔽され、またその形態自体が原因とされることがる。 ２）例えば 軸受の突発故障は多くの場合は潤滑不良で片 づけられるが、根本原因は潤滑油の汚染（フィルタ 不良を含む）もしくは軸受の取り付け不良 にある。 ２） TRW の報告によると 軸受損傷の根本原因の第１は 潤滑油汚染であり、その９０％は設計寿命 以前に故 障している。

プロアクテイブ保全の基本は 日本から学んだ とされる。 １） 新日本製鉄名古屋の油圧系統汚染管理プログラム によりポンプの取り替え頻度を１／５に削減した例、 ２） 川崎製鉄の油圧系統の汚染管理プログラム により 信じがたいことであるが９７％の故障を削減した例 現在本法が適用されているのは主として油圧系統や 潤滑系統であって、プロアクテイブ保全への 第１ステップは、潤滑油、作動油、ギア－油、 トランスミッション液などの汚染管理プログラム の整備である。

名古屋製鉄所 保全現場の合言葉

“つべこべ言うな！ 黙ってやれ！”

“Do not say why !

Do it only!“

アモルファス浄油機の導入効果

7 9 8 0 8 1 8 2 8 3 8 4 8 5 8 6 8 7 8 8 8 9 9 0 9 1 9 2 0

2 0

4 0

6 0

8 0

1 0 0

0

1 0 0

2 0 0

年 度

ポンプ交換台数

作動油不良率

作動油

不良

率

およ

びポン

プ交

換台

数（

％、

台）

浄油機設置台数

浄油

機設置

台数

（台

）

新日本製鉄（株） 四阿氏論文より引用

潤滑管理の経済効果(例)

20

58 42

0.6

0.9

4

3.6

3

0 20 40 60 80 100

95

90

85

80

年 度

割 合 (1980 年を 100 とした。 )

全故障 油圧潤滑系の故障

項 目 対策内容 効 果

省エネルギー ◇省エネ型高性能ギヤ油開発 ◇高VI合成潤滑油開発

省電力 5.7億円/年

メンテナンス コスト低減

◇高性能ウレアグリース開発 ◇各種高性能潤滑油開発 ◇コンタミナント対策 （浄油装置開発等）

部品交換費用低減 4.1億円/年

潤滑材使用量削減 ◇高性能潤滑材開発 ◇油漏れ防止対策活動

潤滑材購入費低減 15億円(1977年比)

ミスアライメントによる回転機械の寿命短縮

ミスアライメントによる軸受寿命の短縮

劣化原因の定期的除去 アライメントチェックを定期的に実施！

（１）新設設備（1年間）は３ケ月毎にアライメントチェック （２）運転中設備は１年毎にアライメントチェック

プロアクテイブ保全の主業務

最近の予知保全（ＣＢＭ）技術 の動向の紹介

お帰りなさい 予知保全 ! （Welcome Back CBM !)

お帰りなさい 信頼性保全ＲＣＭ !

(Welcome Back RCM !)

43

簡易診断技術（ ＣＳＴ ） 精密診断技術（ ＰＤＴ ）

（ １ ） 点検技術（ ＣＣＴ ） （ １ ） 同定技術（ ＣＩ Ｔ ）

設備の第１次健康診断 設備の精密健康診断

点検指令 診断指令 アクション（ ２） 監視技術（ ＣＭＴ ） （ ２ ） 予測技術（ ＣＰＴ ）

設備診断の基本システム

44

（ １ ） 人による定期診断 （ ２ ） ワイヤレスセンサによる遠隔監視

・ 人が近寄ることができない設備

・ 劣化速度の遅い設備

・ 人が近寄ることが可能な設備

・ 劣化速度の遅い設備

・ 非常に重要な設備

・ 劣化速度の速い設備 マシンモニタ－

アラ－ムコンピュ－タ

マシンチェッカ

（ ３ ） 常設モニタ－による方式

ＬAN

受信装置ＰＣ

遠隔診断LAN

最近はワイヤレス設備監視が主流

45

プラント設備におけるトラブルの実に40％が回転機械から生じる振動に起因すると言われています。

46

Ｔ d； 新製（ 修復） から異常が発生するまでの時間

Ｔ i ； 異常発生から検出までの検出遅れ時間

Ｔ l ； 異常検知から故障までのリ－ドタイム

Ｔ e； 異常発生から故障までの時間

Ｔ d Ｔ e

A BC

Ｔ i Ｔ l

Ｔ d 時間

D

異常発生点

異常検出点

故障点

徴候パラメ－タ

リ－ドタイム

設備劣化と徴候パラメータの関係

47

正常標準値

異常標準値

μo

判定基準 χe

過検出率 α

良好時の分布

検出率 Ｐ o

異常時の分布

μ1見逃し率

検出率、過検出率、見逃し率の定義

48

ロ－タモ－タ

Ｙ方向振動センサ Ｘ方向振動センサ

Ｆ Ｆ Ｔ 解析装置

時間領域の診断 周波数領域の診断 空間領域の診断

Y方向

X方向

X( f )

周波数ｆ

X( t)

時間 ｔ

振動パラメータの３解析領域

49

50

周 波 数 [HZ]

振動

レベ

ル回転機械の周波数スペクト ラム

51

６

５

４

３

２１

危 険 レ ベ ル

注 意 レ ベ ル

周 波 数

振動レベル

内部異常発生時のスペクトルコンポ－ネントの変動

52

２

３

４

５

１

振動

レベ

ル

振動

レベ

ル１２３ ４５

時 間周 波 数

危険レベル

注意レベル

スペクト ル傾向管理の考え方

53

回転検出器モーター ローター

振動解析

周波数（ 次数比） 分析

振動（ 加速度） センサー診断対象ころがり軸受け

ハイパスフィ ルター

バンドパスフィ ルター

振動アンプ 包絡線処理

振幅分析

位相分析

簡易診断（ 故障検出）

（ １ ） 特徴パラメ ータ計算

（ ２ ） 特徴パラメ ータの統合

54

プラント資産管理PAMとはなにか！ (Plant Asset Management;PAM)

投資回収率ROAが最大となるような設備管理

（１）性能効率の最大化 （２）設備信頼性の最大化

予知保全（ＣＢＭ）技術

プラント資産管理 (PAM）

＝ 予知保全 （ＰｄＭ）

＋ 性能効率 エネルギー診断

（PEM）

Plant Asset Management

Performance & Energy Monitoring

Predictive Maintenance

儲かる予知保全（ＣＢＭ）がPAMの基本思想

世界の電気エネルギーの２０％はポンプが消費！

（Pumping systems account for nearly 20% of the world's electrical energy demand）

産業界ではエネルギ消費の５０％がポンプ！

（and range from 25-50% of the energy usage in certain industrial plant operations）

まず ポンプの性能・エネルギー診断・監視から始めよ！

Maintenance Costs

76

148

20

20

40

60

80

Pumps Compressors Blowers Turbines

Cost

[%]

原子力発電所における回転機械の保全コスト （Rotating Equipment Costs in Neclear Power Plant）

ポンプ コンプレッサー ブロワ タービン

主要設備の保全コスト

コスト[

％]

ポンプの１生涯コスト（Life-Cycle Cost)例

エネルギーコスト

保全コスト

購入費

Corrocoat Japan Ltd社資料 より引用

電力監視

システム 電動機 ポンプ ポンプ効率

監視システム

吐出圧力

Ep

吸い込み温度センサ

吐出温度センサ

ポンプのエネルギー診断

ポンプのエネルギ・性能 （Energy Monitoring）監視 の効果事例

診断と調整 前の効率

診断と調整 後の効率

効率改善（％） ポンプ

（最新文献紹介） プラントの性能診断による最適保全周期の決定

（Predictive Maintenance by Performance

Monitoring of Plant）

Ray Beebe

Senior Lecturer Monash University Gippsland School of Engineering

Churchill, Victoria 3842 Australia

性能監視（Performance Monitoring） による 最適保全周期の決定理論

定期修理までの運転時間（月）

エネルギー コスト

修理 コスト

トータルコスト

エネルギー 運転 コスト （ドル/月）

0

5

10

15

20

1 2 3 4事後保全 予防保全 予知保全 （劣化系監視)

予知保全 （原因系監視）

保 全 コ ス ト

保全方式による電動機の保全コスト（ドル/馬力/年）比較

From Orbit, Volume 26,Number 2,2006

NORIA Publishing;Machinery Lubrication 2006年９・１０月号

プロアクテイブ保全のための 状態基準保全(CBM)と予知保全（PdM)の関係

Sources: Society of Maintenance & Reliability Professionals Survey;The Business Case for Reliability, Robert DiStefano, John Schultz

米国における保全方式の採用事例

DuPont 社の調査による世界産業の保全コスト （最良は日本企業）

日本企業の保全コストが優れている理由 （Dupont社調査報告２）

69

新しい診断技術の紹介（１）

振動波形の特徴抽出方法

振動波形による簡易診断！ 振動波形をよく観察してその特徴をつかむ事！．

大部分の機械は“振動波形”を見ただけで 異常 が発見できる．

正常時の歯車装置の振動波形

重磨耗が存在する歯車装置の振動波形

データは三菱化学（株）殿の提供による

転がり軸受正常時の振動特性

（正規分布型の密度関数に注目！）

-5-4-3-2-10

12345

0 200 400 600 800 1000 0 0.2 0.4 0.6

転がり軸受の異常時の振動特性

（密度関数が正規分布から偏移！）

-5-4-3-2-10

12345

0 200 400 600 800 1000 0 0.5 1 1.5

)()())(

)()()(()()( 4433

xrxxHc

xHcxHcxxxf

nn

+=+++

++=

ϕ

ϕϕ

確率密度関数の直交展開

振動の測定波形を正常成分と異常成分に分離 ！

正規分布成分 （正常成分）

非正規分布成分 （異常成分）

歪度 尖り度

)()()( xrxxf +=ϕ

振動の測定波形を 正常成分と異常成分に分離 ！

測定密度 正常成分 異常成分

これを監視すればよい！

苛酷度指数（Severity Index）の定義

!where

C)(

)}()({SI

22

1

2i

2

icC

dxx

xxf

ii

i

=

=−

= ∫ ∑∞

∞−

∞

=ϕϕ

信頼区間を 1-α=0.95 とすると (1) 単独展開係数Ciの判定基準―＞4 (2) 苛酷度指数の判定基準―＞8

判定基準のまとめ

80

プロアクテイブ保全の紹介 （Proactive Maintenance)

事前活動保全

直訳すれば

80

81

プロアクテイブ保全ＰＲＭと他保全方式の比較

保全方式 主要技術 医学との対応 プロアクテイブ保全 PRM (Proactive Maintenance)

故障の根本原因（ failure root cause）系の監視と除去（例：油汚染監視と修正）

コレストロ－ルと血圧

を監視しダイエットす

ること。 予知保全 PDM (Productive Maintenance)

振動、温度、油中金属摩耗

粉、アライメントなどの監

視診断

心電図や超音波診断装

置により心臓欠陥を診

断 予防保全 PM (Preventive Maintenance

定期的オ－バ－ホ－ルおよ

び部品交換 臓器移植またはバイパ

ス設置 事後保全 BM (Breakdown Maintenance)

大きな生産損失と保全予算

が必要 心臓発作が起こってか

ら病院に駆け込む

プロアクテイブ保全と他保全方式の比較

81

82

故障メカニズム M(t)

伝達メカリズム H(t)

St ストレス

Pf 性能･強度

Fm 故障･劣化

設 備

ストレスの検出評価 故障劣化の検出評価 性能･強度の検出評価 （1）ストレス検出技術 （2）ストレス加工評価技術

（1）劣化故障の検出技術 （2）劣化故障の解析評価

（1）性能･強度の検出技術 （2）性能･強度の解析評価

総 合 診 断 （1）異常や欠陥の原因、程度 （2）信頼性、寿命の予測 （3）修復および改良法の決定

原因除去型保全 (PROACTIVE MAINTENANCE)

現象反応型保全 (REACTIVE MAINTENANCE)

日本の設備診断は劣化とその原因を併せ診断

82

83

プロアクテイブ保全の基本精神

プロアクテイブ保全では修復作業(Corrective Action)の目的を 故障の徴候(Failure Symptoms)排除でなく故障の根本原因 (Failure Root Causes)の排除におく。 従ってプロアクテイブ保全の基本哲学は劣化原因排除による機械寿命延長のための保全活動であり、 従来法のように （１）故障していないのに安全のために修理する （２）故障をルーチンまたは普通の出来事として受け入れる （３）定期保全の名のもとに重要故障修理を先取りする ことを排除する。

83

84

劣化防止型保全（Pro-Active Maintenance)の概念図

84

85

プロアクテイブ保全ＰＲＭと他保全方式の比較

保全方式 主要技術 医学との対応 プロアクテイブ保全 PRM (Proactive Maintenance)

故障の根本原因（ failure root cause）系の監視と除去（例：油汚染監視と修正）

コレストロ－ルと血圧

を監視しダイエットす

ること。 予知保全 PDM (Productive Maintenance)

振動、温度、油中金属摩耗

粉、アライメントなどの監

視診断

心電図や超音波診断装

置により心臓欠陥を診

断 予防保全 PM (Preventive Maintenance

定期的オ－バ－ホ－ルおよ

び部品交換 臓器移植またはバイパ

ス設置 事後保全 BM (Breakdown Maintenance)

大きな生産損失と保全予算

が必要 心臓発作が起こってか

ら病院に駆け込む

プロアクテイブ保全と他の保全方式の比較

85

86

プロアクテイブ保全の基本は 日本から学んだ とされる。 １） 新日本製鉄名古屋の油圧系統汚染管理プログラム によりポンプの取り替え頻度を１／５に削減した例、 ２） 川崎製鉄の油圧系統の汚染管理プログラム により 信じがたいことであるが９７％の故障を削減した例 現在本法が適用されているのは主として油圧系統や 潤滑系統であって、プロアクテイブ保全への 第１ステップは、潤滑油、作動油、ギア－油、 トランスミッション液などの汚染管理プログラム の整備である。

86

87

コンタミナント管理の概要 （新日鉄 名古屋製鉄所の 油圧系統のPRAM実例）

コンタミナント管理の必要性 磁気分離式浄油機 浄油機の導入効果

87

88

アモルファス浄油機の導入効果

7 9 8 0 8 1 8 2 8 3 8 4 8 5 8 6 8 7 8 8 8 9 9 0 9 1 9 2 0

2 0

4 0

6 0

8 0

1 0 0

0

1 0 0

2 0 0

年 度

ポンプ交換台数

作動油不良率

作動油不良率

およびポンプ交

換台

数（

％、

台）

浄油機設置台数

浄油

機設置

台数

（台

）

88

89

潤滑管理の経済効果(例)

20

58 42

0.6

0.9

4

3.6

3

0 20 40 60 80 100

95

90

85

80

年 度

割 合 (1980 年を 100 とした。 )

全故障 油圧潤滑系の故障

項 目 対策内容 効 果

省エネルギー ◇省エネ型高性能ギヤ油開発 ◇高VI合成潤滑油開発

省電力 5.7億円/年

メンテナンス コスト低減

◇高性能ウレアグリース開発 ◇各種高性能潤滑油開発 ◇コンタミナント対策 （浄油装置開発等）

部品交換費用低減 4.1億円/年

潤滑材使用量削減 ◇高性能潤滑材開発 ◇油漏れ防止対策活動

潤滑材購入費低減 15億円(1977年比) 89

90

回転機械の故障（過剰振動）の原因

ミスアライメント

アンバランス

その他

90

91

生産プラントのアライメントの現状 （ポンプアライメントの現状（ＴＬＶ社資料））

91

92

ミスアライメントによる回転機械の寿命短縮

92

93

劣化原因の定期的除去 アライメントチェックを定期的に実施！

（１）新設設備（1年間）は３ケ月毎にアライメントチェック （２）運転中設備は１年毎にアライメントチェック

プロアクテイブ保全の主業務

93

94

(1) 機械油系統の目標清浄レベル TCL　（target cleanliness level）の設定

(2) 目標清浄レベル TCL を実現するための

　　フィルタ設備と汚染除去設備の選定

(3) 清浄レベルの定期監視と診断・予測

プロアクテイブ保全の３ステップ

94

95

プロアクテイブ保全の効果事例 （電動機 $/（馬力・年））

プロアクテイブ監視 95

96 96

八幡製鉄所における予知保全の導入効果の例 （熱間圧延ラインの故障時間の事例）

97

ＣＢＭ導入による故障件数削減 （国内の製紙工場での事例）

97

98

IT活用による 予知保全（ＣＢＭ）関連技術

新しい予知保全システムの動向

（１）ＰＡＭソフトウエア（ Plant Asset Management software） （２） 振動解析（ Vibration Analysis ） （３）無線監視（ Wireless Monitoring） （４）連続オンライン監視（ Continuous Online Monitoring） （５）油分析（ Oil Analysis） （６）赤外線サ－モグラフィ（ Infrared Thermography） （７）電動機診断（ Motor Diagnostics） （８）非破壊検査（ Non-Destructive Evaluation） (９) 超音波検査（ Ultrasonics） （10）機械のバランシングや芯出し等の修復技術（ Corrective Tools） （１ 1）顧客実務教育・資格認定教育および訓練 （１ 2）関連専門研究会の主催

99

海外における診断事業の総合化・システム化 （海外専門業者の動向）

（１） 設備監視ソフト(Surveillance)

（２）　　精密診断ソフト（Diagnosis）

（２） 携帯型無線点検ソフト（Portable）

（４）　　過渡状態監視ソフト（Transient）

（５）　　品質性能監視ソフト(Performance)

（６）　　制御装置監視ソフト(Control)

E-MONITOR の構成

100

遠隔監視と遠隔断診

中央データベース

(database solution)

設備監視ソフト

(surveilance)精密診断ソフト

(DIAGNOSTICS)

過度状態監視

（TRANSIENT)

携帯無線点検

(PORTABLE)

LAN/WANソリューション

性能監視

(PERFORMANCE)

電子モニタ（E-Monitor)の構成

101

102 102

ORiN(Open Resource Interface for the Network)の構成 Developed by NEDO of Japan

Orin (オライン）

「NEDO」とは

New Energy and Industrial Technology Development Organization（新エネルギー・産業技術総合開発機構）の略。

産学連携の促進に関係する様々な施策実現において中心的な役割を果たしており、経済産業省の補助を受けて、インターンシップ、産業技術フェローシップアクレディテーションシステムなど、様々な制度の実施を行っている。

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ORiNの主な特徴は次の通りです。 (1) 統一されたアクセス方法とデータ表現を提供 (2) 装置内の資源は変数かファイルとしてアクセス (3) 工場内のあらゆる機器に容易に適用可能 (4) ORiN適用のために既存の装置改造は不要 (5) Excelデータを介して他システムとの連携が可能 (6) 設定のみでInternet経由での装置アクセスが可能 (7) アプリケーションインタフェースを変更可能

ORiNとは？(What is Orin?) ORiNとは、メーカ、機種の違いを超え、工場のあらゆる装置に対する統一的なアクセス手段とデータ表現方法をPCのア

プリケーションソフトウェアに提供するオープンな通信インタフェースで、国際標準をターゲットとするNEDO Projectにおいて'02年、ORiN Ver.1が誕生しました。

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スマートグリッド（次世代送電網）とは、電力の流れを供給側・需要側の両方から制御し、最適化できる送電網。専用の機器やソフトウェアが、送電網の一部に組み込まれている。ただその定義は曖昧で、いわゆる「スマート＝賢い」をどの程度と考えるかは明確ではない。 そもそも、オバマ政権が、米国のグリーン・ニューディール政策の柱として打ち出したことから、一躍注目を浴びることとなった、スマートグリッド。 従来の送電線は、大規模な発電所から一方的に電力を送り出す方式だが、需要のピーク時を基準とした容量設定ではムダが多く、送電網自体が自然災害などに弱く、復旧に手間取るケースもあった。 そのため、送電の拠点を分散し、需要家と供給側との双方から電力のやりとりができる、「賢い」送電網が望まれている。

スマートグリッド（Smart grid） とは

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スマートグリッドの定義 （Definition of Smart Grid；IEC)

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2010年度より、米国ニューメキシコ州のロスアラモス地区とアルバカーキ地区の2カ所でスマートグリッドの日米共同研究プロジェクトが開始される。 具体的には、太陽光や風力など、再生可能エネルギーを導入した際の配送電線網への影響や、スマートメーターを活用した新サービスの実証実験など。 日米は同プロジェクトを通し、スマートグリッド関連技術の向上と国際標準化を進める考えだ。

スマートグリッドの日米共同研究

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日本に於けるSmart Gridの構想（東芝）

FEMS (factory energy Management sytem)

HEMS (home energy Management system)

BEMS (building energy Management system)

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需要家と電力会社との間で双方向通信が可能な、電力の「見える化」のためのシステム。需要家の消費電力や太陽光発電などによる発電量がリアルタイムに把握でき、そのデータを送配電網を通じて、電力会社に送信することも可能。また、住宅やオフィス内の家電・設備機器と無線通信でつながっており、そのON/OFFや状態、送配電量の調整を、電力会社側から制御できる。 スマートメーターの設置が世界で最も進んでいるといわれるイタリアでは、同国の大手電力会社エネルが主導で、全世帯の約85％にスマートメーターが設置された。 米国の調査会社の報告では、スマートメーターの世界市場は2009年に7,600万台だったが、2014～15年頃にはおよそ3倍の2億1,200万台に達すると予測されている。 日本企業：日立製作所、大崎電気工業、メガチップス、東光電気など

スマートメータ（Smart Meter)とは

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A smart meter is usually an electrical meter that records consumption of electrical energy in intervals of an hour or less and communicates that information at least daily back to the utility for monitoring and billing purposes. Smart meters enable two-way communication between the meter and the central system. Unlike home energy monitors, smart meters can gather data for remote reporting.

スマートメータとは (What is Smart Meter ?)

Japan The Energy Conservation Center promotes energy efficiency including smart metering. Public utilities have started to test metering with integrated communication devices. Private entities have already implemented efficient energy systems with integrated feedback methods such as alerts or triggers.

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GPS 【Global Positioning System】（全地球測位システム）

Smart Grid in USA

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BEMS （ Building Energy Management System）

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BEMS （Building Energy Management System） BEMSとは，Building Energy Management Systemの略で，建物の使用エネルギーや室内環境を

把握し，これを省エネルギーに役立てていくためのシステムである．具体的には，下図に示すように計測・計量装置，制御装置，監視装置，データ保存・分析・診断装置などで構成される． 日本では平成15 年4 月に施行された省エネルギー法の改正では，BEMS の活用が追記され，その中で「判断基準改正のポイント」として，以下のBEMS に関する規定も追加された． ① 系統別に年単位，季節単位，月単位，週単位，日単位，時単位等でのエネルギー管理を実施し，数値，グラフ等で過去の比較したエネルギー消費動向が把握できるように検討すること． ② 空気調和設備，電気設備等について，総合的なエネルギー制御を実施すること ③ 機器，設備の保守状況，運転時間等を比較検討し，機器，設備の劣化状況，保守時期等

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HEMS (Home Energy Management System)

HEMS とは、IT 技術の活用により人に代わって家電機器等（エアコン、冷蔵庫等）の

最適運転や、エネルギーの使用状況のリアルタイム料金表示等、家庭におけるエネルギー需要のマネジメント（省エネ行動）を支援するシステムである。

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