バーチャルコミッショニング：プラント統合を加速しダウンタイムを削減

プラントは設備とスタッフの変化とともに進化します。インダストリー4.0がこの進化を加速し、より高い生産性、効率、コスト削減を実現します。本稿では、Boulting Technologyのデジタルリード、ニック・バウトン氏が、バーチャルコミッショニングがいかにプラント統合を変革するかを解説します。

制御システムシミュレーションは1970年代にさかのぼり、ランプとスイッチでプラント信号を模倣していました。それら初期セットアップはシステムI/Oへのハードウェア配線を必要とし、ランプ以上の実ロジックはありませんでした。

1980年代半ばから後半にかけ、PLCまたはスタンドアロンPC上で動作するソフトウェアベースのシミュレーションが登場。HMIやSCADA画面での可視化が可能になりましたが、依然としてPLCコードと並行して維持管理が必要な別モデルに依存しており、時間とコストがかかりました。

今日、産業用IoT（IIoT）がソフトウェアシミュレーションをさらに進化させ、バーチャルコミッショニングを生み出しました。このアプローチは、デジタルモデルを設計プロセスに直接統合することで、多くのレガシー制約を克服します。

システムの可視化

バーチャルコミッショニングは、製造環境全体のデジタルツインを作成します。物理的な設置前に、新規設備と既存システムを3D仮想空間でシミュレートすることで、エンジニアはプラント全体でのシームレスな統合を検証できます。調整はその場で可能で、時間とコストの両方を節約します。

従来のシミュレーションとは異なり、バーチャルコミッショニングでは、プラントを模倣する別の試みではなく、システム設計の一部としてモデルを使用します。デジタルツインアプローチで、プラント全体のダイナミクスをコミッショニングし、プロセスの障害を即座に検出・解決し、修正を直接制御システムに統合できます。

物理的メリット

物理的変更前にデジタルで機器をテストできるため、プラントマネージャーは生産を止めずに統合課題を特定・修正できます。これによりダウンタイム削減、統合時間短縮、設置後の修正コスト削減が実現します。

自動化が進んだプラントは、バーチャルコミッショニングの最適な候補です。精密な結果予測により、手動コミッショニングにつきものの不確実性を排除。残る変数は人的要因のみなので、経験豊富なコンサルタントの関与でスムーズな設計と実装を確保できます。

バーチャルコミッショニングを設計フェーズに組み込めば、ほぼ即座にメリットが得られます。隠れた課題を早期に発見する能力により、より速く、より安全で、より収益性の高いプラントアップグレードを目指すメーカーにとって不可欠なツールとなります。Boulting Technologyでは、バーチャルコミッショニングが近い将来に広く採用され、各プラントの独自の進化をスムーズにすると予測しています。

著者は、システムインテグレーターBoulting Technologyのデジタルリード、ニック・バウトン氏です。

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