コラム

コストとリスクを考慮した事後保全の選択

事後保全は、設備が故障してから修理を行う最も基本的な保全方式です。目的は故障後の機能回復にありますが、突発停止による生産計画の遅延や高額な緊急コストが課題です。

この方式は、故障しても生産への影響が極めて小さい設備や、修理コストが安価で済む部品に限定して適用されます。主要な生産設備や、故障が安全リスクにつながる設備には推奨されません。最小限の初期投資で済む反面、予期せぬ大きなリスクを伴うことを理解したうえで選択する必要があります。

計画性と効率性を両立する予防保全の選択

予防保全は、設備が故障する前に計画的に点検や修理を行い、突発故障を未然に防ぎ、安定稼働を目指す保全の概念です。これには二つの主要なアプローチが含まれます。

時間基準保全

これは、稼働時間や期間にもとづき、定期的に点検や部品交換を行う方式です。部品寿命が予測可能で、かつ故障すると大きな影響が出る設備や、法規制で定期点検が義務付けられている設備に適しています。計画的に管理しやすい反面、過剰保全のリスクもあります。

状態基準保全

設備の実際の状態を継続的に監視し、データにもとづいてメンテナンスの必要性を判断する方式です。リアルタイムで健全性を把握でき、無駄なメンテナンスを削減できます。状態基準保全のことは「予知保全」とも呼ばれ、近年注目されて進化しています。

リスク回避と最適化を追求する予知保全の選択

予知保全は、状態基準保全の最先端形態として、高度なセンサー技術やデータ解析を用い、故障予兆を高い精度で予測し、最適なタイミングでメンテナンスを実施することを目的とします。生産ラインの停止が許されない重要設備や、高額な修理費用が発生する設備に最適です。

予知保全を選択することで、「必要なものを、必要なときに、必要なだけ」メンテナンスできます。これにより、生産停止を回避し、コストを最小限に抑えながら稼働率を最大限に高めることが可能です。予知保全は、現代製造業が目指すべき理想的な保全方法といえます。

時間基準保全の具体的な手法と適用例

時間基準保全は、あらかじめ定められた時間や稼働量にもとづき、計画的に点検や部品交換を行う手法です。進め方は比較的シンプルで、メーカー推奨や過去データにもとづき点検・交換時期を決定し、スケジュールに従って実施します。例えば、定期的なオイル交換やフィルター交換などがこれにあたります。

時間基準保全は、部品寿命が比較的安定しており、故障モードが単純な設備や部品に適しています。計画性が高く、人員や部品の手配がしやすい利点がありますが、まだ使用可能な部品を交換する過剰保全や、定期点検の間に予期せぬ故障が発生するリスクもございます。適切な交換時期の継続的な見直しが重要となります。

予知保全（状態基準保全）の具体的な手法と活用技術

予知保全は、設備の実際の状態を継続的に監視し、故障の兆候を事前に捉えることで、最適なタイミングでメンテナンスを行う手法です。その具体的なアプローチは、以下の技術を複合的に活用して進められます。

センサーによるデータ収集

予知保全の根幹は、設備異常を示すデータのリアルタイム収集です。用途に応じたセンサーの選定と配置により、より的確な状態監視が実現可能です。高精度に異常を検知する振動センサーは回転機械の微細な振動変化を、温度センサーは過熱や潤滑不良を、電流センサーはモーター負荷異常などを検知します。近年、無線方式（Wi-Fi含む）のセンサー導入により、設置の容易さと広範囲からのデータ収集が可能になっています。

データ解析（AI／機械学習）と診断

収集された膨大なデータは、従来からの確立した診断技術に加えて高度な解析ソフトウェアで分析されます。AIや機械学習を活用し、正常・異常パターンを学習。人間では難しい微細な変化や複雑な相関関係を自動で識別し、故障の種類、進行度合い、残りの寿命までを予測します。システムは診断結果をわかりやすく提示し、迅速な意思決定を支援します。

メンテナンス計画への反映と実行

予知保全で得られた故障予兆の情報は、具体的なメンテナンス計画に反映されます。故障が予測される設備に対し、問題深刻化前に計画的に部品調達や修理作業を実施。これにより、突発的な生産停止を回避し、作業効率を向上させ、工場全体の稼働率を最大化することができます。

コスト削減を重視する場合の保全策

設備管理においてコスト削減を最優先するなら、予知保全が最も有効な保全策です。予知保全は、センサーやデータ解析技術を用いて故障予兆を事前に捉え、最適なタイミングでメンテナンスを行うため、不要な部品交換や過剰保全による無駄を排除します。これにより、計画外停止による機会損失や緊急修理コストも大幅に削減でき、全体的なコスト最適化に貢献します。

稼働率向上・生産性安定を重視する場合の保全策

生産性の最大化と稼働率の安定は、製造業における最重要課題の一つです。この目的には予知保全がその真価を発揮いたします。事後保全では故障発生後の復旧に時間がかかり生産ラインが停止し、時間基準保全も定期的な停止を伴います。

予知保全は、故障兆候の早期検知と問題が深刻化する前の計画的なメンテナンスを可能にすることで、突発的な生産停止リスクを最小限に抑えます。メンテナンス作業も生産計画に影響が少ない時間帯を選んで実施できるため、全体的な稼働率の低下を防ぎます。これにより、生産計画の精度が向上し、安定した生産体制維持に大きく貢献します。

人手不足・技術継承の課題を解決する保全策

製造業全体で熟練技術者の高齢化や人手不足が深刻化する中、設備保全の知識や技術継承は喫緊の課題となっています。この課題解決においても、予知保全は有効な手段となります。

センサーによる自動計測とデータ解析により、人手による定期巡回や目視点検の頻度を大幅に削減し、限られた人員でより多くの設備を管理できるようになり、人手不足解消に貢献します。システムが提供する診断結果は、専門知識がない担当者でも設備の異常状態を把握しやすく、判断の属人化を防ぎます。熟練技術者の経験や勘に頼っていた判断の一部をデータにもとづいて行うことで、技術継承の負担を軽減し、効率的な保全業務と品質維持を両立します。