最終更新日:2024-02-02
工場設備の稼働状況を遠隔でも監視できるクラウド型IoTシステムで、生産性の向上や予知保全によるリスク対策につなげたい方へ。設備稼働監視システムの基本情報やクラウド型IoTシステムの仕組み、メリット、タイプをおすすめの設備稼働監視システムとともにご紹介します。
設備稼働監視システムとは、工場内に設置したカメラやセンサーで設備の情報を収集し、稼働状態を監視するシステムのことです。
工場の生産ラインでは多くの設備が稼働していますが、様々な要因で異常が発生し、突発的な機械の故障や生産ラインの停止につながることもあります。設備の稼働停止を防ぐためには、異常を予測・検知する「稼働監視」が必要です。また、稼働率を正確に把握できれば、現場にとって最適な設備配置や人材リソースの活用も期待できます。
従業員がエラーチェックや確認を目視で行っている場合、常に設備を監視して異常を発見する必要があるので、大きな負担になります。また、ITや各種センサーの発達に伴って情報データの解析が多様化・細分化したことで、データの専門知識が求められるようになり、データの評価ができる人材の不足や属人化といった問題も生じています。
こうした問題を解消できるのが、設備稼働監視システムです。設備の稼働データを幅広く収集し、データから発見された異常や、どのように設備の稼働に連動していくのかを一元管理できるのが特徴です。また、データの収集と分析、異常の事前検知と対応の迅速化と省力化によって、工場の生産性の向上も期待できます。
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設備稼働監視システムの多くは、クラウド型IoTシステムを採用しています。クラウド型IoTシステムは、工場内に監視装置を設置後、測定のためのセンサーを取り付け、読み取った情報をクラウドに集めます。
クラウドで情報を解析し、ある一定の閾値を超えた「異常値」が検出された場合は、アラートを通知・表示可能です。また、クラウド上でデータ処理も行えるので、手元に対応したデバイス端末が1台あれば、工場以外の場所でもデータの閲覧や確認もできます。
工場内の設備監視に利用するセンサーは、監視対象によってタイプも様々です。代表的なものに、センサーをネットワークに接続して情報を収集する「IoTセンサー」があります。
稼働監視で利用するIoTセンサーには、以下のものがあります。
| 電流センサー | 設備の電流値や消費電力を計測して、適正な稼働の確認と異常の検知、電力調整を行う。 |
|---|---|
| 温度/湿度センサー | 温度センサーは接触・非接触の方式があり、湿度は生物や乾湿材料の伸縮や抵抗値などの値から検知する。 |
| 圧力センサー | タンク内の圧力や工作機械の油圧などを電気信号に変換して数値化する。 |
| 人感センサー | 周囲の温度変化を検知する赤外線や、可視光・超音波などを利用して人や物の動きを検知する。 |
| 開閉センサー | ドアの開閉を検知して、防犯対策や使用状況の確認に利用する。 |
| 照度センサー | 受光素子を使用して空間の明暗を検知し、照明の自動調節に利用する。 |
| においセンサー | 目に見えない臭気を数値化し、設備の予兆検知だけでなく、臭気の知識の属人化を防止する。 |
また、最近は、センサーの代わりにカメラを用いて、データの取得と画像認識技術を用いた解析を行う稼働監視も増えてきました。たとえば、「工場内の信号灯の色を画像解析して判別」「操作盤に表示された文字を含む情報を識別して設備の稼働状況を把握」「人間を認識して安全確保や従業員の作業時間を集計」といったものがあります。
設備稼働監視システムを導入するメリットは、大きく3つに分類できます。
設備稼働監視システムを導入すれば、各設備の稼働状況に関するデータを集計・記録できるようになります。また、客観的にデータを分析できるため、稼働率が低くなっているボトルネックとなる設備の特定や、生産工程で改善が必要な箇所を可視化することも可能です。
頻繁に異常が発生したり、稼働停止が多かったりする設備も数値やデータを通じて発見しやすくなるので、要因分析もスムーズに行えるメリットも。更に、工場設備を効果的に稼働できているのか、生産性アップのためにどのような施策を打ち出せばいいのかなど、現在の工場内の課題を発見するきっかけにもなります。
人間が目視などで工場設備を監視するデメリットには、異常の発見が遅れたり、異常検知の判断基準が属人的になってしまったりするなどが挙げられます。これでは、設備の異常を未然に防ぐことが難しく、緊急時にも適切に対応できないリスクが生じてしまいます。
設備稼働監視システムは、収集したデータをもとに自動的にアラートを出し、作業者に異常を伝えることが可能です。あらかじめアラートを出す数値や状況を設定しておけば、異常発生の前段階で警告を出せるため、予知保全にもつながります。また、設備の異常や停止といったトラブルが起きても、早期に発見できるため、対策もしやすく、稼働率の低下を防ぎやすくなる点も大きなメリットです。
作業員の定期巡回は、設備の数など工場の規模によっては、きめ細かく行うことが難しい場合もあります。設備稼働監視システムは、各種センサーや設置したカメラを通じて各設備の稼働状況や実際の様子を確認できるので、作業員の負担を大幅に削減できます。
また、モバイル端末から確認できるシステムであれば、手元にPCがない状況でも各設備を確認可能です。巡回の時間と手間を削減し、居場所を問わず設備の状況を確認できる点は、作業員にとっても大きなメリットです。
設備稼働監視システムでは、センサーやカメラをIoTで接続し、様々な処理を自動的に行えます。大きく分けて以下の3タイプに分類できます。
「設備の稼働状況やデータをリアルタイムで集約・分析したい」「異常を検知した際にアラート通知をすぐに受け取りたい」「設備の稼働状況だけでなく作業そのものに問題がないか確認したい」といった場合に適しているタイプ。設備の稼働状況の確認に特化しており、異常時には素早く対応できる点が導入メリットとなります。
「A-Eyeカメラ」では、AIで画像認識できるカメラを使って設備の情報収集・共有が可能です。工場内の環境が照明の変更などで変化した場合でも、AI学習によって精度を保った判定・判別ができます。「A-POM」はデータ通信の負荷軽減や遅延防止を目的としたデータ処理「エッジ処理」を行っているため、どこにいてもリアルタイムで情報を取得できます。
設備稼働の監視だけでなく、設備の遠隔制御も行いたい場合に適したタイプ。自動スイッチによるONとOFFの制御から、扉の自動開閉、温度管理などの設定変更といった指示を、現場にいなくても操作できます。
「ezeio」は、温度・電流・振動・圧力といった各種センサーに対応しています。そのため、工場の生産ラインだけでなく、ビニールハウスや倉庫、発電所といった施設でも遠隔制御機能を活用可能です。小規模でも複数の設備があり、状況の把握と制御に時間がかかる場合や、現場が離れていて直接的な制御が難しい場合でも、監視とともに適切な指示が出せる点は大きなメリットでしょう。
設備の稼働状況の集約に特化しており、データを日報記録や日別の稼働効率などにまとめる機能を備えているタイプ。集約したデータを分析して稼働のボトルネックを明確にしたい、稼働率の改善に活かしたいという場合に最適です。情報の収集を通じて設備稼働の効率化を図り、生産性の向上が期待できます。
たとえば、「FineReoprt」のようなBIツールなら、複数の異なるシステムのデータを集約し、一つの帳票につなげて分析が可能に。時間と手間がかかるレポート作成や帳票作業を大幅に削減できます。また、リアルタイムで生産状況を確認できるため、適切な判断や迅速な対応の実現につながります。
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（出所：A-Eyeカメラ公式Webサイト）
AI画像認識を利用して、工場の生産設備の稼働状況を把握できる設備稼働監視システム。機械や設備の稼働データは、メーカーや年代に関係なくAI画像認識で取得可能。AIの判別は設備に設置されている信号灯の光り方からの確認だけでなく、信号灯がない機械の場合でも機械の表示画面から情報を収集できるなど、既存設備への対応力が高い。蓄積された情報はリアルタイムに集計・分析され、異常検知時は即時にアラートが送信される仕組みだ。収集した情報は、Webアプリでスマホやタブレットでも確認可能。
また、AIの学習機能の活用により、環境の変化にも柔軟に対応しながら、高精度のデータを取得できる点も心強い。市販のネットワークカメラで対応できるため、IoT用の特別な機器や設備機械との配線接続も不要。導入のしやすさも魅力の一つ。
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（出所：MONiPLAT公式Webサイト）
シール材のパイオニア企業が提供する設備点検プラットフォーム。スマホで設備の振動を遠隔監視できる「VHERME」、建機のパッキン寿命を検知する「SealMote」など、異なる設備監視を連携してクラウド上で一元管理できる。
センサーの種別や設置場所などの提案や初期設定、設備の登録、状態異常の通知メール設定を代行。スマホ専用アプリ(iOS/Android)では、定期点検のスケジュール管理や点検結果の入力、報告書の承認手続きができ、業務効率化も図れる。料金は、毎月1～20日の間の最大登録設備数により変動。高額な設備投資は不要なので、コストを抑えて設備稼働監視システムを導入したい企業におすすめだ。
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（出所：Impulse公式Webサイト）
製造・生産現場の故障予兆、稼働監視を自動化できる異常検知システム。圧力、温度、回転数、振動、電流値、流量、音など、設備に取り付けられたセンサーやPLDなどから得られる膨大な稼働データをAIが分析して可視化。大量の稼働データから通常時の稼働状態を学習し、リアルタイムで異常を検知できるので安定稼働につなげやすい。ほかにも、従来管理では発見できなかった故障・停止の予兆や要因の早期発見や未然防止、特定コストの削減も期待できる。また、異常発見時のアラートやお知らせなども個別にカスタマイズ可能。ネットワークインフラやITシステムの運用監視・障害検知にも対応。
分析結果は、定期メンテナンスや点検時の実施項目・実施回数の見直し等の根拠として利用可能。監視基準の最適化・制御最適化に活用できる。
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（出所：A-POM公式Webサイト）
電流センサーに特化した設備稼働監視システム。シンプルで使いやすい搭載機能に加えて、タブレット･スマホからリモートリアルタイム稼働監視が行えること、データのCSV出力機能でデータを二次利用しやすい点も魅力だ。
センサー端末の近くにサーバー機能を持つPCを置いた「エッジ処理」を採用。設備機械から得た情報をクラウドサービス「Microsoft Azure」を介してクラウド上に保存するため、インターネット回線からどこでも情報が取得可能だ。また、データ通信の負荷軽減や通信遅延の問題も解消できる点も心強い。
クランプ型の電流センサーを用いて電流計測を行い、設備状態をリアルタイムで確認できたり、収集したデータを自動集計したりすることも可能だ。設備ごとの集計や日別集計により、生産性の向上と人材リソースの効率化を実現できるのも嬉しいポイント。
（出所：SIG-LITE公式Webサイト）
工場設備の信号灯やネットワークカメラと連動し、工場・事務所・本社・モバイル端末をクラウドでつなげることができる設備稼働監視システム。パトライト製の信号灯を導入すれば、配線工事不要の送信機を取り付けるだけで、パトライト社の「AirGRID(R)」がワイヤレス通信で情報を自動収集する仕組みを活用できる。ワイヤレスカメラは信号灯の状態と連携し、異常発生時等の状況を録画可能。設備状況のガントチャート画面は一覧表示されるため、一画面で複数の設備の稼働状況を把握できるのも魅力だ。異常発生時の状況確認や分析にも対応。
クラウド上では稼働管理・保守管理の状況、データの可視化・分析、生産工程の管理、事務所拠点内ではカメラ動画処理など、必要な情報を分けて蓄積できる。
必要な情報はWebブラウザ上で確認できるので、工場以外に事務所や本社がある場合や海外拠点の状況を確認したい場合など、複数拠点で稼働状況を確認したい企業にも最適だ。
（出所：Nazca Neo Linka公式Webサイト）
「工場マネジメント」をコンセプトに開発した工作機械・PLCの稼働監視システム。稼働管理・加工生産管理に強みがあり、ブラウザ上でNCプログラムの送受信や編集、工場内のNCプログラムを一元管理できる点が特徴。機械メーカーや年代に関係なく、幅広い機械に対応できる。
工作機械の稼働データはリアルタイムで収集。稼働状態は、PCやスマホからいつでもどこでも確認できる。なお、工作機械のステータス変化を知らせるメール機能通知により、異常停止など状況に応じて迅速な対応も可能に。ほかにも、実用性の高い設備パラメータ設定や手動入力機能も搭載。カメラ映像による遠隔監視にも対応しているため心強い。英語にも対応しているため、海外工場のシステムを共通化もスムーズだ。
（出所：ezeio公式Webサイト）
遠隔監視・遠隔制御を低コストで実現できるクラウド型遠隔監視システム。アナログ出力付きの市販センサーが使用でき、温度・電流・振動・圧力のセンサーにも対応可能だ。工場だけでなく農業、倉庫、発電所など様々な場所で導入実績あり。
各種センサーからのデータを自動取得し、クラウドサーバーを通じてブラウザから記録データやアラートをどこでも受け取れる「遠隔監視」と、設備のスケジュール運転や設定操作、異常時の緊急停止を専用サイトから行える「遠隔制御」の2つの機能を搭載。
SIMカード内蔵の設置機器「ezeio」は、ルーターなしでインターネット通信が可能。LANケーブルやWi-Fiが届かない屋外などでも問題なく使用できるため、導入までのハードルも低い。IoTに必要な機能がパッケージングされており、1台から導入できるため、スモールスタートにもおすすめだ。
（出所：コルソス CSDJ公式Webサイト）
上下水道、製造業、農業など多様な業種のIoT化をサポートする遠隔監視制御システム。設備稼働状況や故障情報、上下水道施設における水位・流量などの情報をアナログ回線、PHS、ADSL、光、CATVなど各種通信インフラを用いて監視・通報・制御する機能がワンパッケージ化されており、手軽に低コストで導入できる点が強みだ。
設置環境における最適なインフラの選択や運用に合わせた通報パターンの設定も可能。制御項目は、機械運転・停止、ランプの点灯・消灯、ブザー鳴動・停止、ゲート制御（開度指定）など多岐にわたる。
運用形態や規模に合わせたシステムが選択できる柔軟性も特徴で、単体、クラウド、オンプレミスでの運用の監視方式に対応。更に、拡張IOボード増設により、最大32入力の接点増設が可能。親子接続を行えば、最大2台の子機の増設に加え、最大96入力まで収容可能な監視端末を構築できる拡張性も備えている。
（出所：FineReoprt公式Webサイト）
日本大手企業を含む世界15,000社以上で利用実績があるデータ可視化ツール。ドラッグ＆ドロップのみの操作で、Excelに近い感覚で利用できる。生産管理現場では、工場全体やライン別の設備稼働状況、故障しやすい設備の把握など、IoTシステムとして利用可能。
複数の異なるシステムのデータや現場のモバイル端末で取得したデータを集約し、一つの帳票につなげて分析。無数の機械の稼働状況も、70種類以上の独自開発したグラフとリアルタイムの情報を活用しながら可視化できる。状況の早期把握・予実管理などにも活かせるメリットも。
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（出所：製造業向け稼動監視パッケージ公式Webサイト）
主に製造業を対象としたIoTサービス。既存設備を変更しなくても、稼働中ランプなどの信号線の上からクランプすることで、データを収集可能。設備の稼動状況や停止要因の分析、設備効率などを現場の負担を最小限に抑えて把握できる。Excelと連携すれば、日報の自動化も可能に。更に、設備に合わせたカスタマイズができるのも心強い。
専用端末のみをクランプして接続し、収集したデータをUSB経由で抜き出しできる「稼動監視パッケージスターターBOX」もあり、手軽に導入できるのも魅力だ。
（出所：生産設備連携IoTソリューション公式Webサイト）
通信技術に強みを持つ会社が提供する製造業向けの生産設備連携IoTソリューション。スマート工場の実現をサポートする「Manufacturing DX」の一つ。PLCや信号灯、温度・湿度・振動などのセンサーといった各種デバイスが持っている生産設備の稼動状況を細かく把握したり、加工の実績数などをリアルタイムで確認できるようにしたりできるので、段階的に状態基準保全（CBM）へ移行したい企業にもおすすめだ。たとえば、まずは設備の保全業務におけるプロセスを整備し、将来的にはAIによる学習・分析機能を利用して異常や故障を予知できる環境構築を目指すこともできる。
センサーからは独自技術の長距離伝送可能な無線を使って情報を収集するため、「工場に有線のネットワークが引けない」、「生産設備のデータは社内LANと切り離して運用したい」といった要件にも柔軟に対応。
工場の生産ラインの現場における設備の監視体制は、作業員が目視で確認するのがメインであり、予期せぬ異常発生や稼働停止、スムーズな対応ができないといったことが課題でした。
クラウド型IoTシステムが大半を占める設備稼働監視システムを導入すれば、「稼働状況の記録による要因分析の実現」や「設備異常の検知による早期対処の実現」、「巡回負担の軽減」といったメリットが期待できます。
設備稼働監視システムには、以下のタイプがあります。自社が抱える課題の解決や負担軽減につながるものを選びましょう。
（1）稼働状況の分析からアラート検知まで行えるタイプ
（2）遠隔制御にも対応できるタイプ
（3）稼働状況の分析に特化したタイプ
また、設備稼働監視システムを導入する際には、設備の稼働をリアルタイムで監視・確認する機能、遠隔制御ができる機能、データを活用した分析機能など、どこに重点を置いたサービスなのか自社のニーズに合わせて検討する必要があります。
設備稼働システムを導入すれば、生産設備の稼働状況を可視化でき、いつでもどこでも正確に把握できるようになります。また、未然に機械の故障や稼働停止を防ぎやすくなり、作業員の負担も大幅に軽減できるでしょう。
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