圧縮空気業界を変革する4つの主要IoTソリューション

スマートテクノロジーは産業施設により多くの機能をもたらします——「スマート」な機械管理と予知保全。圧縮空気メーカーが追加機能を求める場合、これらのIoTアプリケーションはパフォーマンス、メンテナンスコスト、エネルギー使用に大きなプラスの影響を与えます。

インダストリー4.0技術は圧縮空気業界に大きな影響を与えています。Internet of Things（IoT）デバイスがこれまで最大の影響を及ぼしています。これらは専門家に最適化されたメンテナンス戦略を提供し、パフォーマンス改善、メンテナンスコスト削減、エネルギー使用の最適化を可能にします。

圧縮空気メーカーが現在使用しているIoTアプリケーションは何か、今後数年で業界はどう進化するか？

1. 予知保全

予知保全は、産業用IoTデバイスの最も人気のあるアプリケーションの一つと思われます。インターネット接続センサを使用して設備パフォーマンスを監視します。設備パフォーマンスのベースラインを構築した後、これらのセンサは、機械が典型的なパラメータ外で振る舞ったり、異常に振る舞ったり、故障の兆候を示したりしたときに現場作業者にアラートを出せます。

一部のシステムは、故障している機械をリモートで停止させることもでき、より大きな損傷や故障を防止します。予知保全アプローチは、同等の予防保全戦略よりも大幅にコスト効率が良い場合があります。IoTパフォーマンスセンサは、定期メンテナンスチェックの間に発生する問題を検知し、定期チェックでは見つからなかった問題をスーパーバイザーが防止できるよう支援します。

予知保全はまた、技術者が問題をそれまでより早く検知できるよう支援し、より早期の修理、改修、交換を可能にし、将来的なメンテナンスコストの削減に役立つ可能性があります。

インテルのホワイトペーパーによると、空気圧縮機の予知保全にIoTを使用した場合、ダウンタイムとエネルギー消費に大きな影響を与えました。レポートによると、空気圧縮機メーカーのFushengは、IoT監視ソリューションにより初回修理率を20%改善し、ダウンタイムを25%削減しました。

Fushengのアプローチでは、排気圧力、排気温度、オイル温度、オイル圧力を監視する4種類のセンサを使用しました。センサはプログラマブルロジックコントローラーを介して分析モデルに情報を配信しました。

分析モデルが動作パラメータの異常振る舞いを判断すると、メンテナンススタッフにメールアラートが送信され、設備機能の管理と損傷防止のために迅速に対応できるようになりました。

このアプローチは、プロセス擾乱を検知する追加のIoTセンサで拡張可能です。例えば、湿度を追跡するデバイスは、他のセンサに干渉し配管腐食を引き起こす可能性のある結露の蓄積を検知できます。

このアプローチにはリスクがあります。AIを活用した予知保全は、実質的に管理・維持が難しいブラックボックスアルゴリズムを生成します。しかし、予知保全はIoTデータ収集とデータ分析の最も効果的なアプリケーションの一つであり、空気圧縮機メーカーとエンドユーザーに大きなメリットを提供します。

2. パフォーマンス最適化によるエネルギー節約

消費監視は、圧縮空気におけるIoTの顧客側アプリケーションです。施設はIoTデバイスを使用して、現場の空気圧縮機が使用するエネルギーを監視し、エアデマンド分析（ADA）を実行します。これにより、実際にどれだけの圧縮空気が必要かをより正確に把握でき、無駄を削減できます。

IoTセンサが予知保全戦略の一環としてすでにエネルギーと使用データを追跡しているため、これらのエネルギー追跡と需要追跡ソリューションは、既存のIoTインフラストラクチャの上に容易に実装できます。

IoT搭載の損失削減も、廃棄物削減とエネルギー効率改善に役立ちます。平均して、産業用圧縮機が生成する圧縮空気の最大30%が、供給ネットワークの漏洩により失われます。配管と一般的な漏洩ポイント付近に超音波センサを配置することで、圧縮空気漏洩を自動検知できます。

このデータは全体的な施設エネルギー管理に役立ち、運用変数とエネルギー消費の関係をエンドユーザーが特定するのを支援する可能性があります。メーカーはパフォーマンスデータを将来の空気圧縮機設計にも活用できます。

FushengのIoT技術適用に関するインテルのレポートでも、ダウンタイムとメンテナンスの削減、エンドユーザーが空気圧縮機パフォーマンスを改善できる運用変更の結果として、IoT空気圧縮機管理が大幅なエネルギー節約をもたらすことが判明しました。

3. リモート管理と空気圧縮機の自動化

IoTデバイスは、メーカーとエンドユーザーがリモート監視・制御システムを構築するのを支援し、現場管理者がオンサイトにいなくても空気圧縮機を切り替えたり、圧縮機設定を変更したりできるようにします。

リモートアクセスは、IoTフリートのスタンドアロン機能として、またはより複雑な多目的サイト監視システムの一部として機能できます。多くの場合、リモートアクセスはリモート監視システムの一部であり、予知保全ソリューションとしても機能する場合があります。

これらのデバイスにより、Wi-Fiやセルラーネットワーク経由でインターネットに接続することも可能で、有線接続の必要性を減らし、リモート施設管理ソリューションをより柔軟にします。これらのシステムは、現場スタッフにシステムのリモート制御を提供し、技術者や管理者が現場にいなくても空気圧縮機のパフォーマンスをチェックできるようにします。

高度に洗練されたシステムでは、現場の空気圧縮機と関連機械・設備をほぼ完全に自動化できる場合があります。これらのシステムは、ロボティクスや施設管理ソリューションなど、現場の他のスマートシステムと空気圧縮機を調整するのにも役立つ可能性があります。

これらのシステムは、作業者やスーパーバイザーが現場を直接訪問できない危機に備えたいエンドユーザーにとって、ポストパンデミックの世界で特に価値があるかもしれません。

4. 即時サービス情報

空気圧縮機が故障またはサービスを必要とする場合、IoT監視センサがその空気圧縮機に関するリアルタイム情報を技術者に提供できます。例えば、予知保全システムが特定の圧縮機の重要な運用データ——オイルバレル圧力と温度など——を監視している場合、技術者が到着する前に特定の問題の原因に関する手がかりを提供できます。

これにより、技術者は何が問題を引き起こしたかについてより良い見当がつき、適切なツールを準備したり交換部品を持参したりできるため、サービスリクエスト完了にかかる時間を最小化できます。

例えば、急激な圧力低下データは現場スタッフに空気漏洩を警告します。超音波センサからの更なる情報により、技術者が現場にいなくても漏洩箇所を特定できる可能性があります。タンクバルブの不具合から空気が漏れている場合、技術者は交換バルブを持参するか、到着前に発注できます。

一部のケースでは、この追加情報により、技術者が電話サポートで現場従業員を修理プロセスにガイドでき、ダウンタイムを削減し、直接のメンテナンスコールの必要性を排除できます。適切なメンテナンスアプローチと組み合わせると、このサービス情報は修理に必要な時間をさらに削減し、ダウンタイムと廃棄物をさらに減らせます。

圧縮空気業界がIoTを活用する方法

インターネット接続センサとスマート施設管理技術は、業界全体に大きな影響を与えています。

空気圧縮機のメーカーとエンドユーザーにとって、IoT技術はいくつかの異なる方法で有用です。リモート監視と予知保全の両方がダウンタイム削減と機械パフォーマンス改善に役立ち、潜在的に廃棄物とメンテナンスコストを削減します。

IoTデバイスで収集されたデータの分析は、メーカーの設計プロセスを支援したり、空気圧縮機のより効果的な管理を可能にしたりします。