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【ソニーグローバルマニュファクチャリング&オペレーションズ株式会社】巡回点検と遠隔監視の融合による、高度な設備予兆管理体制の構築

故障予兆検知ご担当者様

 左から佐藤さま、原田さま  

 

課題

  • 巡回点検の効率化・高度化を実現したい
  • 設備異常の兆候を動かなくなる前に掴みたい
  • ベテラン暗黙知の喪失を防ぎたい

 

対応

  • 無線振動センサーを用いた設備状態の常時・遠隔監視とデータ収集体制を構築した
  • センシングデータを活用した故障予兆検知アプリケーションの導入による予兆管理の強化・自動化を行った
  • ベテランの「五感」をデジタル化し、誰でも高度な異常判断を可能にする体制を構築した

 

ソニーグローバルマニュファクチャリング&オペレーションズ株式会社(以後、SGMO)は、ソニー製品における要素技術の開発および商品設計、生産技術と製造、部品調達、物流、修理サービスといった、ものづくりのあらゆる機能を一貫して担っている会社です。
品質の高い製品を安定的に生産するためには、生産設備だけでなく工場操業に必要なユーティリティ設備*の維持・管理が必要になります。ユーティリティ設備の中で、特に、回転機器類は広大な工場敷地内に数多く分散して設置されており、定期的に巡回点検を行いながら設備状態を確認するのですが、高度な技術をもった点検者の五感による異常判断が必要となっていました。
今回は、幸田ファシリティご担当の皆さまに、故障予兆検知サービスの導入背景から活用状況についてお話を伺いました。

*ユーティリティ設備:工場や建物を稼働・維持するために必要な電力・水・ガス・空気・蒸気などのインフラを供給する設備全般を指します。

 

巡回点検における負担と属人化に対処するために、データを活用した予兆管理を行いたい

 

ー 故障予兆検知サービス導入の背景を教えてください

 

設備の点検に関して、以下のような課題がありました。

  • 監視対象の機器が構内のはずれに設置されていることが多く、移動と対応のコストがかかる

  • 回転機器の異常に気がつくタイミングが遅れる
  • 人の五感による点検を行っているが、振動音などを聞いて判断できるベテランが年々減っており、ノウハウが後進に伝えきれず、監視業務の質低下の懸念がある

よって、以下のような仕組みを導入し、予兆管理強化につなげる必要があると判断しました。

  • 遠隔で機器・設備常時監視が可能なシステムを導入する

  • 機器異常に早い段階で気が付ける仕組みを構築する

  • AI・DX技術によりベテランの暗黙知のデータ化・可視化を行い、「多様なスキルレベルのスタッフでも、ベテランと“同じ基準”で、異常判断が可能」となる仕組みを構築する

 

カメラのレンズを生産しているSGMO幸田サイトのユーティリティ設備に対して、上記の課題があり、さまざまなソリューションを検討してきましたが、本サービスの実地運用を2023年から行っております。

 

回転機器に無線振動センサーを取り付けて、監視業務をスマート化

 

ー どのような対象設備で実地運用をしていますか 

 

対象設備として、空調用一次・二次ポンプ、圧縮空気生成用のエアコンプレッサー、排気ファンなどを監視しています。工場操業に必要なエネルギー供給を行うための設備を中心に、2023年から監視を始めており、2023年:9台、2024年:13台追加、2025年:15台追加というように段階的に対応する設備数を増やしながら現在37台の設備を監視しています。回転機器について全数台監視をするという目標があり、2026年は更に規模を拡大する予定です。将来的には、巡回点検と常時・遠隔監視を並行して行い、人員減少の中でも監視の質の向上と効率化・高度化を目指していきます。

 

全体像_回転機器2

 

対象設備となる回転機器と中継器、監視PC、Gatewayの設置例 

 

ー 無線振動センサーの設置と日々の監視はどのように行っていますか 

 

無線振動センサーは、負荷側のポンプなどの軸受けに設置しています。事前に高感度な加速度計で振動波形を計測・分析することで、最適な場所を確認して設置を行いました。工場内に幾つか機械室が分散していることから、中継器を使ってセンサーからの電波強度を増幅し、オフィスにあるGatewayを介して監視サーバーにセンサーデータを収集して蓄積しています。監視サーバーは社内のイントラネットに接続されており、設備点検を行うメンバーは各自の業務PCからアクセスし、Webアプリとして提供される故障予兆検知アプリケーションにて設備状態を確認しています。
日々の監視作業としては、異常が検知されると登録されたメンバーにメールでお知らせが届きます。それを起点として、各自の業務PCから監視サーバーにアクセスし、故障予兆検知アプリケーションにて異常となった設備を確認しています。

 

佐藤さん

 

無線振動センサーを設置し、アプリケーションで設備状態を確認

 

故障予兆を検知確認でき、常時遠隔監視を実現

 

ー 運用効果はどのようなものが確認できましたか

 

運⽤17年⽬の圧縮空気⽣成のエアコンプレッサーにて、故障予兆を検知しました。
下図の予兆検知した際の加速度周波数情報から、劣化の兆候を⽰す特有の帯域の反応が強くなってきていることがわかります。
対象設備の事前の分析結果から、異常はベアリングの共振周波数と特定でき、ベアリング摩耗劣化が進んでいると判断できました。
こちらはもともと⼊替計画されている設備でしたので、新規設備に入れ替え後、無線振動センサーを再設置して確認を行いましが、正常な他同型機の振動とほぼ同じレベルになっていることが確認できています。

 

故障予兆グラフ

 

 

ー 故障予兆検知サービスを使用した感想はいかがでしょうか 

 

運用面では、24時間常時監視・自動判断ということが実現できています。定期巡回と合わせた運用を行っているのですが、「見ていないときに何かが起きても検知してくれる」安心感があります。
既存設備にセンサーを後付けすることで監視を自動化できるので、大掛かりな改造が必要なく、古い設備を抱えながら運用している我々にとって、非常にフィットする監視システムだと考えています。
また、異常検知の反応レベル(閾値)も各々の設備の運用状態に合わせて自動で定義してくれるので、運用負荷が少なく、真に実運用できる監視システムだと思っています。

 

巡回点検のスマート化による、高度な予兆管理体制への進化

 

 

ー 今後は故障予兆検知サービスをどのように活用していきたいですか

 

対象設備の監視をスマート化することで、オフィスにて遠隔監視することを実現したいと考えております。現在は、巡回点検と予兆監視による判断を併用していますが、予兆検知の内容をもとに着目すべき対象機器を明確化してから、巡回点検で確認できるようになってきています。製造機器用の冷却水ポンプや生産用の排気ファンなどは100台以上あり、段階的に監視台数を増やしていきます。
全数常時監視と巡回点検を併用し、少人数でも「ダウンタイム・ゼロ」の運用を目指して行きます

 

 

ー 故障予兆検知サービスが今後も業務の生産性向上をサポートできるように改善を進めてまいります。 貴重なお話をありがとうございました!

 


 

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