予防保全：資産可用性向上とコスト削減への道筋

予防保全の解説

予防保全（PM）は、資産集約型産業における収益性とパフォーマンスに不可欠です。

すべてのPMタスクは、資産管理目標と組織目標への明確なライン・オブ・サイト（視線）を提供しなければなりません。なぜ各ボルトを締めるのか、なぜ各モーターを芯出しするのか、なぜ各コンベアを頻繁に洗浄するのか、その理由を知らなければなりません。

各PMタスクは価値を生むものでなければならず、高い資産可用性の達成と資産の固有信頼性の維持に役割を果たすものでなければなりません。すべてのPMタスクは、資産ライフサイクル全体を通じて投資対効果（ROI）を提供しなければなりません。

詳細に入る前に、一歩引いてみましょう。

予防保全とは正確には何か？

シンプルに言えば、予防保全とは、メンテナンス部門と運営部門が実施するすべてのタスクで構成される戦略であり、設備故障を防ぎ、それらの主要機能を維持することを目的としています。

今までにPMという略語を何度も耳にしたかもしれませんし、プレベンタティブメンテナンスと呼ばれるのを聞いたこともあるでしょう。

だがそれが予防保全です。私たちの売れる商品やサービスを提供するために、設備の故障を防ぎ、運用機能を維持するメンテナンスタスク。それは、私たちの組織を、あの宿敵である「計画外ダウンタイム」と「生産損失」から守ります。

適切な設備と資産を対象とし、財務的に「やる価値がある」ものでなければなりません。

それについては後で詳しく。

予防保全には歴史がある

ここ数十年の主要な産業トレンドと企業を振り返ります：

年代	支配的なトレンド
2010年代	インダストリー4.0 IoT メンテナンス4.0 循環型経済と持続可能な生産 Google, Facebook, Twitter, Snapchat
2000年代	持続可能な生産 「グローカリゼーション」（グローバル＋ローカル適応） 産業用ロボット GE, Microsoft, Intel
1990年代	グローバル化 リーン生産、シックスシグマ、RCM Toyota, General Motors
1980年代	自動化、コンピュータ、エレクトロニクス Exxon Mobil, IBM
1970年代	国際化
1960年代	大量生産 国際貿易 デミングの品質への影響
1950年代	戦後成長、消費主義の高まり
1940年代	第二次世界大戦の需要

1940年代に至るまで、設備はオーバー設計され、シンプルでした。これは一般的に信頼性が高く、メンテナンスが容易で、リアクティブメンテナンスが主要戦略でした。しかし1940年代、第二次世界大戦がヨーロッパで激化すると、状況が劇的に変化しました。産業需要の増大により、ダウンタイムイベントの影響が拡大しました。設備は自然とより複雑になり、修理により長い時間を要するようになりました。こうして、予防保全が定期オーバーホールの形で前面に出てきました。

1950年代、辛い戦時中を生き延びた世代による消費主義の高まりで、産業と予防保全への更なる需要が生まれました。

1960年代には大量生産が本格化し、国際貿易が大幅に成長し、設備への要求はさらに高まりました。エドワード・デミングの思想と影響が製品品質に深い影響を与えていましたが、定期オーバーホールとリアクティブメンテナンスが依然として主流でした。

1970年代以降、より高い品質と可用性、より少ないダウンタイム、より長い設備ライフサイクルへのニーズが生まれました。組織は国際化し、グローバルに競争する必要がありました。予防保全は価値を生み、やる価値があるものでなければなりませんでした。定期オーバーホールが常に価値を生むわけではなく、常に故障を防ぐわけではないという認識が広まりました。

予防保全は進化しなければなりませんでした。

状態監視などの新技術が萌芽期にありました。PMは清掃、潤滑、点検により焦点を当てるようになりました。

1980年代には産業オートメーション、コンピュータ、エレクトロニクスのブームが運用効率を牽引しました。これに伴い、新しいメンテナンススキル、マルチスキル、新しいPMルーチンが必要となりました。

1990年代には大規模なグローバル化と、リーン生産とシックスシグマアプローチの普及により、無駄と欠陥を削減しました。信頼性中心メンテナンス（RCM）がメンテナンス戦略の理解を深めました。90年代には、オペレーターが一次メンテナンスとPMタスクを実行する「オペレーター主導メンテナンス」への動きも見られました。

2000年代は気候変動により持続可能性への焦点が移り、「グローカリゼーション」という用語が生まれました。この頃には状態監視技術が進歩し、予防保全を大きく前進させました。産業用ロボットも前面に出てきて、新たなPM要件をもたらしました。

2010年代には産業環境が大きく変化しました。予防保全は第4次産業革命（インダストリー4.0）の中にあり、相互接続されたセンサーとシステムが設備健全性のリアルタイム情報を提供しましたが、焦点は持続可能性と循環型経済にありました。テクノロジー巨人が支配し、彼らの主要資産・設備はデータセンターでした。

今日、資産集約型で動的な産業では、予防保全とそれが組織目標達成にどう価値をもたらすかについて、遥かに深い理解を持っています。

資産を故障させてから修理するのは高コストなビジネスであり、より良い予防保全の実施方法があることを理解しています。

予防保全はさまざまなタイプのタスクで構成される

一部では、PMは時間または使用ベースの交換のみで構成されると信じられています。これは厳密には真実ではありません。半分の絵に過ぎません。予防保全は大きく二つの領域に分けられます：時間/使用ベース保全と状態基準保全です。

時間/使用ベース保全

PMと聞いてまず思い浮かぶのはこれでしょう：時間（カレンダー）ベースまたは使用ベースで、部品とコンポーネントを交換または更新します。プロセスフィルターを12ヶ月ごとに交換するようスケジュールしたり、製紙用カッターブレードを2500時間稼働後に交換するようスケジュールしたりします。どちらの場合も、それらの限界に達した直後にアイテムが摩耗することが知られています。したがって、メーカーは故障を予防しているのです。

カレンダーベースのタスクはスケジュールしやすいですが、その12ヶ月間プロセスフィルターが毎日使用された保証がないため、過剰メンテナンスまたは不十分メンテナンスのリスクがあります。一方、使用ベースのタスクは追跡と管理が難しいものの、資産の実際の利用に基づくため、より効果的かつ経済的です。

資産の清掃と潤滑といったその他の典型的なPMタスクも、時間/使用ベース活動と見なせます。これらのシンプルだがクリティカルなタスクは、製造活動の週や月単位のスケジュールで実施されることが多く、設備機能と信頼性を維持する役割を果たします。

状態基準保全（CBM）

このタイプのメンテナンスとは、資産の測定された状態に基づいてのみ、修理または交換タスクを実施することを意味します。

状態監視という技術を使用して、状態基準保全を実現します。

まず、振動、温度、デシベル、摩耗粒子、汚染度など、資産健全性の特定パラメータを測定します。その後、パラメータ値を時間経過とともにトレンド管理します。資産が機能不全に向かっている（機能を果たせなくなっている）と判断されるクリティカルポイントに達したと判断したら、状態基準保全介入をスケジュールします。

CBM介入の例：

• 摩耗ベアリングの交換
• ファンインペラのバランス調整
• 電気接点の更新
• ポンプセットの芯出し
• 潤滑油の補充
• 緩んだ電気ケーブルの締め付け

CBMは、実際の劣化メカニズムに基づいて資産を維持する、最もコスト効率が良く経済的な方法です。

状態監視技術のサブセットとして、感覚的および詳細な検査があります。これらは予防保全において大きな役割を果たし、資産劣化を能動的に浮き彫りにします。定性的になりがちですが、可能な限り定量化すべきです。感覚的検査には以下が含まれます：

• 異常音を聴く。
• 損傷を探す。
• 焦げ臭さを嗅ぐ。

詳細な検査（とチェックリスト）は、醸造所の小さな1kW投薬ポンプから製鉄所の250MW蒸気タービンまで、すべての資産タイプとカテゴリで使用できます。検査には以下が含まれます：

• 軸振れが0.004インチ（約0.1mm）以下であることを確認。
• モーターケーブルグランドの劣化兆候を検査。
• 駆動ベルト張力が88〜90ポンド（約40〜41kg）に設定されていることを確認。
• ポンプメカニカルシールの漏れを検査。

予防保全が何であり、何で構成されるかを理解したところで、次の問いを自問する時です。

 

「良い」PMとはどのようなものか？

まず明確にしておくべきは、予防保全がすべての資産に適用されるわけではないということです。多くの場合、組織内の中・高重要度資産に適用されます。低重要度資産は、故障の結果がPMの時間とリソースを正当化しないため、多くの場合「故障まで運転（ランツーフェイル）」されます。

次に、予防保全の議論において、ベストインクラスの組織が故障モード影響解析（FMEA）を用いてメンテナンスアプローチと戦略を開発している（PMは常にその重要な要素である）ことを述べずに語ることはできません。

第三に、PMをEAMシステムまたはCMMSで管理しましょう。予防保全には、従来のワークマネジメントの一部として独自のワークフロープロセスがあります。スケジュールされたPMがわかっていれば、リソース計画を予測し、コストを管理下に置けます。

「適切な」予防保全を実施するためのベストプラクティスとポイント：

時間/使用ベースPM — これらのタスクは、時間の経過とともに真に摩耗するアイテムやコンポーネントのために取っておきましょう。真の摩耗特性を示さないアイテムを交換またはオーバーホールしているなら、金をドブに捨てています。このタイプのPMは、製品と接触するアイテムや摩擦が発生する場所のアイテムに限定すべきです。

CBM — 状態監視測定は、故障検出に適したインターバルで実施し、検出可能な故障モードに基づくべきです。つまり、ベアリング損傷、芯出し不良、アンバランス、キャビテーションを浮き彫りにするために振動を測定するということです。すべてを教えてくれるわけではありません。ポンプを汚染製品が通過していることは教えてくれません。測定は繰り返し可能で、毎回同じ場所から収集される必要があります。

検査 — 既知の故障モードに基づき、定量的で繰り返し可能であれば、検査プログラムは非常に成功します。ここでの違いを見てください：

1a.	ベアリングの軸方向ガタをチェックする。
1b.	すべてのキャップヘッドボルトが締まっていることを確認する。

1a.	ダイヤルゲージ（DTI）を使用し、常温（18〜30℃）でベアリング軸方向ガタが0.001〜0.0015インチであることを確認する。
1b.	校正済みトルクレンチをクロス締めで使用し、4本すべてのキャップヘッドボルトが250インチポンド（約28Nm）で締め付けられていることを確認する。

2セット目の検査がいかに価値を生むか、おわかりいただけますか？

対照的に、1セット目の検査は曖昧で、時間の浪費、誤解釈、議論、ミスを招きます。

誰もそんなものは望んでいません！

予防保全は「やる価値がある」のか？

前述の通り、PMは「やる価値がある」必要があります。つまり財務的にやる価値があるということです。故障を防ぐコストが、故障そのもののコストより安くなければなりません。そうでなければ、それは「やる価値がない」のです。

この図を見てください：

非常にシンプルな概念を示しています。

PMをほとんど実施しなければ、事後保全コストが高くなります（多くの故障を是正する必要があるため）。逆に、過剰なPMを実施すれば、事後保全コストは非常に低くなりますが、PMコストが急上昇します。

資産、その故障モード、メンテナンスニーズを理解すれば、最適メンテナンスインターバル（スイートスポット）を見つけられます。これは、特定のPMタスクについて、資産ライフサイクル全体で組織にもたらすメンテナンスコストを最小化するPMインターバルです。

コストに関する類似の概念はこちら：

定期的な予防保全により設備ライフサイクルを延伸することで、運用・メンテナンス支出の観点から、ライフサイクルコストを大幅に削減できることを示しています。

教訓は？ 計画的かつプロアクティブであれ、完全にリアクティブであってはならない。

注意すべきポイント 

これだけ良い話をした後で、少し議論を抑制し、注意・警戒すべきポイントを挙げます！

OEM推奨メンテナンス — 資産がまだ保証期間内なら、ガイダンスに従うべきです。しかし、保証期間終了後はPM戦略を見直すべきです。なぜなら、OEM推奨PMは保守的な見積もりとワーストケースシナリオに基づいているからです。これらは資産の過剰メンテナンスを招く可能性があります。OEMはあなたがどの業界にいるか、運用環境がどうかを知らないからです。

さらに考慮すべき点は、すべてのOEMはスペアパーツ販売で利益を得ているということです。

曖昧で定性的なPM — 「ポンプをチェックする」のようなPM検査は、組織を混乱、誤報、誤解釈、リスク増大に晒します。前述の通り、価値を生み、可能な限り定量化しましょう。

定期オーバーホール — 定期オーバーホールで部品を交換しているなら、交換する部品が通常の手段で真に摩耗していることを絶対に確認してください。モーターとギアボックスを6ヶ月ごとに交換している — 万一故障したら困るから — なら、貴重な時間、熟練リソース、資金を浪費している可能性が高いです。

あなたの車のギアボックスを6ヶ月ごとに交換しますか？

以上が、予防保全について、それが何であるか、どこから来たか、ベストプラクティス、注意点の素晴らしい概要です。

次にどこへ進むか？

運用卓越性を目指す組織は、インダストリー4.0とメンテナンスのデジタル化を受け入れる必要性を理解しています。予防保全、そのプロセス、ワークフローは、この新しい概念に綺麗に適合します。作業員は今、インターネットに接続されたモバイルソリューションで、ショップフロアでリアルタイムにPMを管理できます。インダストリー4.0のレンズを通して見た予防保全の動的データは、EAMやCMMSにおけるデータ豊富な意思決定への新たな道を開きます。

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コンピュータの前で過ごす時間を減らし、資産のメンテナンスにより多くの時間を費やしましょう！