予防保全とは？メリットや注意点、効率的に実施できる2つの製品を紹介

予防保全は製造業において重要なプロセスの一つです。製品の品質維持や予期しないダウンタイムの発生に関わるため、軽視することはできませんが、できれば「効率よく実施したい」と考える人も多いでしょう。

そこで本記事では予防保全とは何かを解説し、メリットや注意点、効率的に実施できる2つの製品を紹介します。

まず、予防保全の定義や必要性、種類について解説します。

予防保全とは設備や機械の故障を事前に予測し、定期的な点検や保守作業を通じて生産ラインの継続的な稼働を確保することです。

具体的には適切なタイミングで部品や機器を交換したり、計画的に清掃や設備のメンテナンスを実施したりします。

予防保全は生産の品質維持やスケジュールの遵守において非常に重要です。機器の劣化や部品の摩耗による故障は、生産中断や品質低下などのトラブルを引き起こす可能性があるためです。

予防保全を実施することで異常を検出し、故障リスクを最小限に抑え、生産効率の向上やダウンタイムの削減を実現します。

予防保全には、主に3つのアプローチがあります。
 

• 時間基準保全（Time-based Maintenance）
• 利用基準保全（Usage-based Maintenance）
• 状態基準保全（Condition-based Maintenance）

それぞれの概要やメリット・デメリットは次の通りです。

時間基準保全は、設備や機械の保全作業を一定の時間で実施する方法です。定期的な点検や交換スケジュールが設定され、一定期間ごとに部品の交換や機器の点検・清掃が行われます。

【具体例】
1年に一度、潤滑油やフィルターを交換する

利用基準保全は、実際の使用状況に基づいて保全活動を行う方法です。センサーやデバイスを使用して稼働時間や運転回数などをモニタリングし、必要な保全作業を行います。

【具体例】
稼働時間や運転回数に応じて機械の刃具を交換する

状態基準保全は、設備や機械の状態に基づいて保全活動を決定する方法です。メンテナンス担当者の長年の経験から機械の異常音など五感による判断で実施され、人に依存してしまうケースもあります。
近年、IoT機器の登場でセンサーやモニタリングシステムを使用して、機械の振動や温度、圧力などのデータを取得し、データをもとに故障直前の異常な状態が検出された場合に効率的に保全措置を実施するようになってきています。これらは予知保全（予兆保全）と呼ばれることもあります。

【具体例】
ベアリングの異常振動を検知して交換を行う
多くの企業では、時間基準保全や利用基準保全が採用されています。どちらも状態基準保全に比べて実施しやすいためです。

ただ、IoT機器を導入することで、状態基準保全にシフトする企業も増えています。

予防保全することにはさまざまなメリットがあります。ここでは主なメリットを3つ紹介します。
 

• 品質を維持できる
• ダウンタイム発生を抑制する
• 労働環境の改善に繋がる

予防保全は製品の品質保持に役立ちます。定期的な点検は、設備の異常や劣化を早期に検知できる可能性があるためです。

自動車の組み立てラインを例に挙げると、部品の締め付け不足や位置ズレを検出できれば、製品の欠陥を事前に防ぐことができるでしょう。また、食品加工工場においては、定期的な清掃と点検によって機械の汚れや異物混入を防ぐことで、生産ラインの安定性を保てます。

さらに、設備の部品や機器の交換、保守作業によって劣化を防ぎ、生産能力を維持し続けることもできるでしょう。このように予防保全は生産プロセスの安定性や効率性を向上させ、生産力を保つうえで大きな利点をもたらします。

予期しないダウンタイムが発生すると、売上の減少やブランドイメージの低下を招きかねません。

原因が機械や機器にある場合、予防保全を行うことで、予期しないダウンタイムの減少に繋がります。部品の劣化や摩耗を早期に発見し、問題のない状態で生産を続けることができるでしょう。

さらに、異常が発生する前に対策を取ることで、不良品の発生を少なくできるというメリットもあります。

予防保全の実施は労働環境の改善にも寄与します。設備や機械の故障を未然に防ぐことで作業現場の安全性が確保され、怪我や事故のリスクを低減できるでしょう。

さらに、作業効率の向上にも役立ちます。設備や機械の稼働が安定していれば、生産プロセスがスムーズに進行し、スケジュールを正確に立てられます。生産ラインの停止や遅延が減少し、生産計画の達成が容易になるため、残業の削減にも繋がるでしょう。

このように予防保全の実施は作業現場の安全性と効率性を向上させ、労働者の健康と生産性の両面においても多くのメリットがあります。

予防保全にはいくつかの注意点があります。特に気をつけるべきなのが以下の3つです。
 

• 労力や費用が必要になる
• 適切な間隔や基準を設定しなければならない
• スケジュール管理が必要になる

予防保全の実施には、一定の労力や費用が必要です。例えば、製造設備の定期的な点検にはある程度のリソースが求められます。また、機器の状態を評価するためには、各種計測機器や検査ツールの導入が必要です。

適切な予防保全を実施するためには、データを収集するためのセンサーやシステム、データベース、分析ソフトウェアなどの導入も欠かせません。このように、人的・経済的なコストがかかる点は注意したいポイントです。

しかし、労力や費用をかけることで最終的には生産効率が向上し、コストの削減や顧客満足度の向上に繋がる可能性があるでしょう。したがって、予防保全にかかる費用と労力は、その成果に比べて十分に見合ったものとなることが期待できます。

予防保全には、適切な間隔や値を設定することが重要です。過度な頻度で行うと、無駄なコストや負担が増える可能性があります。逆に、間隔が長すぎると異常や劣化が未検出のまま進行し、故障などのリスクが高まります。

適切な間隔や値を設定するためには、過去のデータを分析し、劣化するパターンを把握する必要があるでしょう。

点検作業は適切なタイミングで実施することが求められます。例えば、生産がピークを迎える時期などを考慮して、スケジュールを調整する必要があるでしょう。

急な変更が発生する可能性も考慮しなければなりません。製造現場では、予期せぬ故障が発生する可能性もあります。このような場合においても、柔軟に対応できるスケジュールの管理が重要です。

予防保全は、IoT機器が増えたことで予兆保全に変わりつつあります。状態把握をIoT化することで現場に行く必要がなくなり、リアルタイムな状態把握ができるだけでなく、省人化やスキルに依存しないなど大きなメリットが生まれているからです。

予防保全の場合、人的・経済的なリソースを無駄に消費してしまう可能性があります。例えば時間基準保全の場合、時間が基準となるため、異常がない機械や設備に対しても保全活動のリソースを投じてしまうことになるでしょう。

IoT機器を活用してデータを収集し、あらかじめ異常を検出できれば、コストを最小限に抑えつつ保全活動を行うことができます。

上述した通り、予防保全はIoTによって大きな変化を遂げつつあります。効果的な保全活動を行うには、IoTの導入が大切です。

そこで、ここでは予防保全に役立つAVEVAの製品を2つ紹介します。

AVEVA Mobile Operatorはプラントに最適なモバイルワークフォースと意思決定支援システムです。点検業務の効率化と標準化を目的としたパッケージアプリケーションで、モバイル端末から点検業務の判断をシステムに任せることができます。

例えば、紙ベースで点検作業を行っている場合、点検する人の経験によって「問題点を発見できるかどうか」が変わります。場合によっては問題点の発見が遅れたり、点検実績の入力に手間がかかったりすることもあるでしょう。

AVEVA Mobile Operatorはドラッグ＆ドロップで簡単に手順を作成し、スケジュールマネージャーの機能でスケジュールの設定と負荷を分散できます。他にも、作業者がモバイル端末から実績を入力ができるうえに、管理者が実績の一覧での確認や報告書の作成も可能です。

AVEVA Insightは、生産現場を監視・分析・予測するIoTプラットフォームです。IoTプラットフォームは設定や導入に時間がかかる場合もありますが、比較的簡単にAI分析できるという点がAVEVA Insightの特長です。1つのタグデータを閾値の設定なしで分析し、時系列データの偏差や正常値との乖離から正常/異常かを判断します。

また、設備に関係するタグデータと学習期間を設定し、正常時のモデルを簡単に作成します。そのモデルをもとに機械の状態を正常か判断するため、経験が少ない方でも保全活動を実施することができるでしょう。

さらに、予兆保全だけでなく稼働率の監視やOEE分析も可能です。

予防保全は製品の品質維持や予期しないトラブルを防ぐうえで重要です。ただ、労力が必要になったり適切なスケジュール管理を求められたりするなど注意点もあります。

効率よく予防保全を行ううえで注目されているのがIoT機器やソリューションの導入です。例えば、AVEVA InsightやAVEVA Mobile Operatorを使えば、コストを最小限に抑えたうえで効率的に保全活動を実施することができるでしょう。

「IoT化が大切なのはわかっているけれど、どう進めればよいかわからない」
「予防保全をもっと効率的に実施したいが、どのようなIoT機器を導入すればよいのだろう」

このようなIoTに関する不安やお困りごとがある場合、当社の「IoTソリューション」をご利用ください。専任のスタッフがお困りごとを解決に導きます。