状態基準保全（CBM）の核心原則と主要メリット：IIoT時代の最適戦略

世界経済が「岐路に立っている」と表現するのが正確でないとしても、2021年初頭の曲がり角を曲がった今、重要な局面にあることは確かです。今取る行動、導入するプロセスが長期的に大きな影響を与えます。

これは製造業や重工業セクターにおいて特に当てはまります。サプライマネジメント協会（ISM）の最新レポートによると、製造業購買担当者景気指数（PMI）は2021年3月時点で10か月連続の製造業成長を示し、新規受注と生産は増加傾向にあります。しかし、サプライヤーは顧客需要を完全には満たせていません。これが生産設備の過負荷を招き、より迅速な生産・納品のプレッシャーとなる可能性があります。その結果、資産に異常なストレスがかかり、最終的には設備故障の可能性を高めたり、少なくとも突発的な修理の必要性から計画外ダウンタイムを引き起こしたりする恐れがあります。

三軸Bluetooth振動センサー　出典：https://www.augury.com/machine-health-solutions/

これらすべてを考慮すると、製造業やその他の産業組織が現在の保全プロセスを真剣に見直すのに、これ以上良いタイミングはないと言えます。あらゆる瞬間の資産健全性を理解できれば、最もコスト効率の良い保全形態である「状態基準保全（CBM）」を実行できます。産業用IoT（IIoT）の夜明けにおいて、資産集約型で卓越性を目指す多くの製造業者が、CBMのメリット、すなわち運用費削減、アウトプット改善、動的データによる資産健全性と知識の向上を実感し始めています。

以下では、CBMの主要な原則を探り、他の保全戦略に対する優位性と、IIoT時代におけるその重要性の高まりを詳しく検証します。

主要設備における状態基準保全の理解

簡略化すると、下図は保全タイプの分類を示しています。予防保全（プロアクティブ保全とも呼ばれる）は、時間基準保全（TBM）と状態基準保全（CBM）に分かれます。

一言で言えば、CBMとは、重要資産の測定された状態または健全性に基づき、修理または交換タスクを実行することです。この段階では、当該コンポーネントや機械は故障しておらず、顕著な誤作動も起きていないかもしれません。

CBMの目的は、資産やコンポーネントの潜在的・差し迫った故障の「早期警告シグナル」を探ることです。資産健全性の特定パラメータ（振動、温度、汚染度など）を測定し、そのパラメータ値を時系列でトレンド追跡します。機能的故障に向かって進行していると判断される臨界点に達したら、CBM介入をスケジュールします。

最もよく知られた状態監視技術には以下があります：

• 振動分析：振動レベルを監視し、信号パターンを検索します。回転コンポーネントを持つ機械でよく用いられます。主要KPIには、実効値（RMS）、標準偏差、尖度、ピーク振幅、歪度などがあります。
• 赤外線サーモグラフィー：熱波長を検知し、異常（過熱・過冷却など）を検出します。
• 油分析：油潤滑機械で粘度、汚染物質の有無、機器内部劣化の兆候を測定します。
• 超音波：圧力・真空システム（ボイラー、熱交換器、凝縮器など）の漏れ位置の特定、電気部品のアーク放電やコロナ放電の検査に最適です。超音波センサーは、機械潤滑油の品質やギア、ベアリング、ポンプ、モーター、蒸気トラップ、バルブなど多くのコンポーネントの機能検査にも用いられます。
• モータ電流シグネチャ分析（MCSA）：電流波長の大きさを監視し、モーターの主要な機械的故障を発見します。

オンラインオイル状態センサー　出典：https://oilqualitysensor.eu/ocm-on-generatorsets/

これらすべての修理や機械健全性チェック（およびCBMの一般的な実践を構成するその他さまざまな手法）は、資産が故障する、あるいは問題の可能性を示すよりもはるかに前に実施されます。これは時間基準保全（TBM）も同様ですが、TBMが固定スケジュールに従って実施されるのに対し、CBMは条件に基づきます。

典型的なCBM介入には以下が含まれます（これに限定されません）：

• ベアリングの再グリスアップ
• 緩んだホールドダウンボルトの締め直し
• カップリングのバランス調整
• 電気ケーブル端子の更新
• 転がり軸受の交換
• ポンプセットの芯出し

設備保全の最前線におけるCBM

組織に最適な保全戦略を確立しようとするとき、実際のプログラム導入（ひいては実際のナットアンドボルト作業）に入る前に、マクロとミクロの両視点から考えることが極めて重要です。さまざまな機械、コンポーネント、その他資産を見ながら、ストレートに自問してください：「今交換しようとしている資産やコンポーネントは、実は継続運転に全く問題ないのではないか？」と。

この問いの答えは、与えられた資産を検査するために必要な分だけ機械を分解してみるまで、多くの場合分かりません。単純な目視検査から上述の各種分析手法まで、すべてがこの文脈で有用です。多くの場合、精査中のコンポーネントは良好な状態で、継続運転に十分安全だと分かります。これを手作業で行うのは時間がかかりますが、現代のCBMでは、IIoT対応センサーがすべての重要資産データをリアルタイムで監視し、主要な知見を数秒で整理されたレポートとして提示できます。これがCBMがコスト効率に優れる理由です。

時間基準保全は、リアクティブ戦略（資産の部分的・壊滅的故障後にのみ修理・交換する）よりは大抵の状況で優れていますが、その硬直性ゆえにCBMに劣ることが多々あります。予防保全の間隔が inflexible（硬直的）であれば、資産を「過剰保全」してしまうリスクがあります。この枠組みが提供する安定性に関わらず、人的・財務的リソースの過剰使用になりやすく、TBMはCBMよりも導入コストが高くなることが少なくありません。最終分析として、強固な予防保全フレームワークを導入しようとするあらゆる組織にとって、CBMが最良の選択肢として際立っています。

データ分析のインダストリー4.0時代におけるCBMの重要性

デジタルトランスフォーメーションと接続性の新時代において、診断・分析情報は資産情報システムにおいて、多くの場合リアルタイムで全ステークホルダーに提供されます。このデジタルレバレッジは、保全の計画とスケジューリングを大幅に改善します。その結果、卓越性を目指す現代の組織において、効率性と有効性の向上を通じてボトムライン構築に速やかに貢献できます。

物理資産に常設センサーが搭載されるようになり、IIoT（インダストリー4.0と呼んでもよい）は保全の在り方を変えつつあります。これを「保全4.0」と捉えることもできます。どの用語を使うにせよ、共通しているのは、産業用設備保全の分野で、私たちの目の前で革命が進行しているという事実です。非効率な従来手法から、資産健全性と状態の継続的かつデジタル化された監視へ、Bluetooth、Wi-Fi、ゲートウェイを通じて動的にクラウドへ情報が届けられます。

製造セクターにおけるデジタル化の進展（および世界経済を構成する他のほぼすべての広範な産業カテゴリ）という文脈を踏まえると、CBMは資産の実際の劣化（または非劣化）を継続的に検証することに基づき、資産を維持する最もコスト効率が良く、経済的な方法です。CBMの監視コストが最も高いことは認めます（特にリアクティブ保全と比較して）。しかし、CBMならリアクティブ保全や時間基準保全よりも、はるかに低い資産修理コストと少ない計画外ダウンタイムで済みます（また、IIoT技術が漸進的に進歩するにつれ、監視支出は他の分野での節約効果と比較すれば、最終的には無視できるレベルになります）。

IIoTとの接続という文脈でCBMを通じて実現されるその他のメリット：

• 生産アウトプットの増加：リアルタイム状態分析を行い、問題パターンを素早く特定できれば、保全をより効果的に計画・スケジュールできます。長期的には資産可用性とパフォーマンスレベルが向上し、生産アウトプットの顕著な増加として現れやすくなります。
• 資産ライフサイクルの延長：リアクティブ保全戦略は、故障して緊急修理・交換が必要になる個別資産に害を及ぼすだけでなく、故障資産に接続された多くのコンポーネントにも悪影響を及ぼします。突然の故障はあらゆるシステムにストレスを与えます。すぐに1つではなく複数のコンポーネント、あるいは相互接続された機械セット全体の修理が必要になるかもしれません。継続的な設備監視を可能にするCBM戦略は、資産のライフサイクルを延長し、運用費と資本支出の削減を促進します。
• 計画・スケジューリング・スペア予測の改善：資産保全をあなたがコントロールする（逆ではない）状態になれば、リソースの配分と展開を慎重に計画・スケジュールできます。スペアを十分前もって計画・予測できるだけでなく、人的リソースレベルも予測し、それに応じた計画が立てられます。
• 信頼性の向上：状態監視と資産健全性情報を欠陥排除やさまざまな根因分析（RCA）プロセスに活用できることも大きなメリットです。CBMは直接的に資産信頼性を向上させるものではありませんが、得られた情報は後でミッション成功確率の向上に役立てられます。信頼性プログラムと併用すれば、ポンプ、モーター、ファン、ギアボックスなどさまざまなコンポーネントについて得られる情報は、将来の欠陥と資産故障の可能性を低減する上で貴重です。

センサーと資産監視ソフトウェアによるCBM実装

IIoTによって促進されるCBMフレームワークでは、データが常にクラウドにストリーミングされ、IIoTバリューチェーンを通じて流れ、予知保全戦略のパフォーマンスをますます高めます。これは究極的に、最先端のビジネスインテリジェンスとリアルタイムデータ分析を物理資産状態管理戦略の文脈で採用する、卓越性を目指す企業の保全プログラムを変革し、強化するものです。

高度なIoTセンサーは、CBMイニシアチブを最も効果的に展開する上で不可欠です。センサーによる潜在的問題の検知から、保全（または修理）による適切な介入までのパスは短く鋭くなります：IoTセンサーデータを使って、コンピュータ化保全管理システム（CMMS）やエンタープライズ資産管理（EAM）プラットフォームから直接作業指示をトリガーできます。

DynawayをEAMニーズに採用すれば、保全運用をさらに強力に制御できます：当社ソリューションはMicrosoft Dynamics 365やMicrosoft Dynamics AX2012とシームレスに連携します。また、Dynawayは主にクラウドベースのDynamics 365の一部として運用されますが、オンプレミス展開も実装可能です。私たちは現代EAMの紛れもない先駆者であり、ますます予測困難な市場において不可欠な資産管理の難題に包括的に対応するアプローチを提供します。

保全の風景がどう変わっているか：インダストリー4.0が成長し、あなたの周囲のあらゆるものに浸透しています。故障はますます速く発見され、計画外ダウンタイムのリスクは刻一刻と低下しています。状態基準保全は、産業分野におけるデジタルトランスフォーメーションがもたらす価値を活用するのに最適な位置にあります。

Dynaway EAMの可能性をフルスペクトルで活用し、あなたの保全プロセスにより高いインテリジェンスと包括的な監視をもたらしましょう。