大規模鉱山オペレーションにおけるマルチテクノロジー状態監視の習得

大規模鉱山オペレーションでマルチテクノロジー状態監視プログラムを管理することは、すでに複雑なメンテナンス戦略に状態監視の概念を統合するための文化変革が必要だったため、困難な課題でした。

主要課題の一つは、経験豊富なメンテナンスクルーの焦点を「故障まで運転」メンタリティからプロアクティブメンタリティへシフトさせることでした。

もう一つの大きな課題は、バックログメンテナンス項目にあまり重点を置いていない現在のワークフローモデルに、新しい作業慣習を組み込むことでした。

最後に、なぜこれが正しい選択なのかを監督者と経営陣に理解してもらうことが、最も困難なタスクの一つでした。

しかし1年足らずで、劇的な成果が実現しつつあります。状態監視統計が正しい方向にトレンドし、メンテナンスコストも大きくシフトしています。

残業が減り、計画外ダウンタイムが大幅に減少しました。最も良いのは、労働力が「機械を直す」から「問題を直す」へ、より一層焦点を移していることです。

マルチテクノロジー状態監視ケーススタディ

フォー・コーナーズ鉱山は、フロリダ州レイクランド南25マイルに位置する大規模露天採掘オペレーション。世界第13位のリン酸肥料生産者であるモザイク社の6鉱山の一つです。フォー・コーナーズ鉱山は年間約650万トンのリン酸岩を生産。鉱山には3つの明確なエリアがあります：

• ドラグライン作業：電動ドラグラインで鉱物採掘。平均50立方ヤードのドラグラインが6台。

• フィールドポンピングシステム：82台の大型2,000馬力ポンプで、ドラグラインからフロートプラントへ未処理リン酸岩（マトリックス）を移送。20インチと22インチパイプで約70マイル。

• フロートプラント：多数のコンベア、振動スクリーン、ポンプ、ログウォッシャーでリン酸岩を洗浄し、ゴミと不要物を分離。

施設全体で775台の回転機器があります。フォー・コーナーズ鉱山には270名の従業員がおり、うち110名がメンテナンス部門に所属。

フォー・コーナーズ鉱山は3月にマルチテクノロジー状態監視プログラムの導入を開始し、それ以来劇的な変化が生じています。

課題の理解

プロセスを完全に軌道に乗せるには、いくつかの大きな課題があり、今も残っています。複数人が関わるプロセスでは、人々の関係性が継続的成功に不可欠です。

各個人が互いに信頼を育み、グループとして統一された目的意識を醸成する必要があります。適格人材の発見と定着も大きな課題です。

鉱山環境で働きたい、かつ経験を持つ状態監視要員は非常に見つかりにくいです。全員が日々協働し始めると、態度と個性がグループの効果と効率に大きな役割を果たし始めます。これら技術者全員を働かせ、かつ協働させ続けるのは困難な課題となり得ます。

鍵となる課題の一つは、メンテナンスグループと状態監視グループ間のプロセス相互理解の醸成です。メンテナンス担当者は状態監視プロセスを理解し、状態監視担当者はメンテナンスプロセスを理解し、自分たちが相手のプロセスのどこに位置するかを把握する必要があります。

この相互理解なしでは、いかなる前進も困難です。

最後に、内部グループ政治が全体プロセスの改善を阻害する大きな役割を果たし得ます。功績を正当に評価しない個人がいれば、不満が蓄積。逆に、変革リーダーが頻繁に称賛すれば、全員が感謝され、より一層前進しようとします。

成功への強い意志

あらゆるプロセスの成功におけるもう一つの鍵は、成功への強い意志です。フォー・コーナーズ鉱山ではそれが明確に見られます。メンテナンスマネージャーが日々プログラムを牽引する触媒です。マネージャーの、状態監視を総合メンテナンス戦略の一部として捉える姿勢が、メンテナンス部門全体を焦点づけています。

メンテナンスマネージャーの上、本社レベルでもプログラム成功への意志が見られます。状態監視プログラムのメリットが、モザイク中部フロリダ鉱山オペレーションの総合財務戦略に組み込まれています。安全、コスト、可用性の各領域で成果を生むことが期待されています。

安全対策は、残業とコールアウト作業削減により影響を受けました。職人が計画生産シフト中に故障した設備の夜間対応で呼び出される頻度が減れば、負傷リスクも低下。

作業着手前に問題の正確な性質が特定され、職人が不要な時間と労力を問題探索に費やさなければ、負傷リスクは低減。

問題を特定し、他コンポーネントへの追加損傷が発生する前に是正できれば、修理総コストが削減。これらすべてが計画外ダウンタイム削減、すなわち機械可用性向上につながります。

 

図1. 技術別資産ランキンググラフ。

マルチテクノロジープログラム

フォー・コーナーズ鉱山は早期に、可能な限り多くの状態監視技術を採用し、資産の実際の故障モードを特定する可能性を最大化することを決定。

回転機械欠陥特定には、振動解析、接触超音波放射、油分析、機械的赤外線サーモグラフィを採用。電気モーターと関連開閉装置の故障モード特定には、モーター回路解析と電気赤外線サーモグラフィを採用。技術別カバレッジ割合は図1参照。

利用可能な最高技術

モザイク社も早期に、利用可能な最高技術への投資が最良の結果を保証すると判断。振動解析プラットフォームにCSI 2130、サーモグラフィにミクロン赤外線カメラ、接触・空気伝播超音波解析にUEシステムズ10,000、モーター回路アナライザーにPdMA MCE/Emaxを選定。

図2. 統合状態ステータスレポート

Webベースレポーティング

すべての状態監視技術の結果をモザイク要員に伝達するため、Webベースレポーティングプラットフォームを採用。選定理由：

• 顧客コンピュータへのソフトウェアインストール不要
• ワールドワイドウェブアクセス可能なあらゆるコンピュータからアクセス可能
• 異なる技術向けの特定ハードウェア・ソフトウェアプラットフォームに制限されない
• 技術追加・削除に合わせて容易に拡張可能

モザイクは全レベルの監督者が機械故障の特定と排除に関与することを望んでいます。したがって全員がソフトウェアにアクセス可能。図2は、プラントの特定エリアで特定されたすべての問題を要約するレポート例です。

統合ワークフロー

完全統合ワークフローモデルとは、モザイク要員とアライド・リライアビリティ要員が、作業の特定と完了に関して同等のオーナーシップを持つものと定義。図3はカラーコーディングでプロセスの各部分の責任者を即座に識別できるワークフローモデル。この統合ワークフローが以下のメリットをもたらすと判断：

• モザイクとアライドの日次インタラクション実現
• モザイク要員がプロセスの特定部分のオーナーシップを取得
• 技術者が技術的側面への警告だけでなく、明確な推奨アクションを提示可能
• 最下層レベルでのインタラクションが、技術者と職人の双方にとって学習プロセスを創出
• 「事後チェック」がメンテナンス修理プロセスのフィードバックループとなる

技術者、スーパーバイザー、職人の関係性……成功の鍵。

図3. フォー・コーナーズ - 状態監視ワークフローモデル

労働力教育

労働力教育がプロセス継続の重要な基盤要素になると合意。フォー・コーナーズは全メンテナンス従業員へのP-Fインターバル教育（図4参照）に多大な努力を継続。また、技術熟悉も主要トピック。

全フロントラインスーパーバイザーと職人が、異なる状態監視技術とその仕組みを認識することは、受容獲得の鍵と見なされました。信頼性エンジニアが月次「ランチアンドラーン」セッションを実施し、サンドイッチを用意して主要プログラム要素や技術デモを議論。

図4. P-Fインターバル

専念フォーカス

専念フォーカスなしでは、目標を見失いがち。これを防ぐため、フォー・コーナーズは信頼性エンジニアの時間のかなりの部分をプロセス監督に専念させました。

目標は、メンテナンスのエンゲージメントと意識を維持しつつ、メンテナンス部門とアライド・リライアビリティの双方の結果と成功を測定・ベンチマークすること。成功は週次会議で意図的に祝い、失敗は明確に特定し根本原因を排除。

図5. MTBF - モーター故障 (2005)

継続的改善

プロセス全体が継続的改善の姿勢で満たされる必要があり、フォー・コーナーズではそれが実現しています。メンテナンスマネージャーは常により多く、より良い結果を求めます。信頼性エンジニアは常により詳細な問題説明と根本原因排除への更なる焦点を求めます。この焦点維持を支援するため、アライド・リライアビリティが多数の測定項目に関する月次レポートを提供。

• 赤・黄・緑コンディションエントリーの割合（全体別、技術別）
• 実装されたコンディションエントリーの割合
• 生成された作業指示数
• ルートコンプライアンス
• 実装までの平均時間

実測指標

以下3つのグラフは、フォー・コーナーズの継続的改善と状態監視への姿勢が2005年3月以降にもたらした効果を表します。

図6. 緊急作業指示 (2005)

図7. フィールドポンプベアリングアセンブリ使用量