デジタル化によるプロセス産業の再接続

家の持ち主になったときのことを考えてみよう。数年経つと、ペンキは輝きを失い始め、いくつかの蛇口は水漏れし始め、コンセントは故障し始め、家のあちこちはまだあの薄っぺらい小さなフィラメント電球で照らされている。このような小さなことが積み重なり、四半期が終わるころには、理不尽な光熱費やメンテナンスの請求書が私の手元に届くことになる。もし私が常に気を配り、水漏れがあったらその都度塞がなければ、豪華なスイートルームの代金を払いながら、結局は窮屈な生活を送ることになりかねない。家を2軒、あるいは3軒持つことを想像してみよう。ヒューストン、問題発生だ！家屋と同じように、プロセスプラントも無数の可動部品で構成されており、老朽化が進むと非効率が忍び寄る。ユーティリティ価格が上昇する一方で、フィラメント電球のようなレガシー・プラント設備は、維持費を徐々に増やしていく。老朽化した機器や監視システムにさかのぼると、レガシー・プラントでは消費するエネルギーの約30％を浪費している。地球上で最大級の工業団地である中国を見てみよう。2016年だけでも、同国の風力抑制率は17％に達した。浪費された風力エネルギーの量は、北京が1年間に消費した電力の総量にほぼ匹敵する。これだけでは終わらない。製造業がいかに資源を大量に消費し、環境的に持続可能でないかを証明するには、米国を見ればいい。 アメリカ人は、世界の資源の25％を消費しながら、産業汚染によって世界の廃棄物の30％を排出している。当然の対応として、規制当局は産業部門に対し、廃棄物を減らし、汚染を抑制し、資源利用を改善するよう圧力を強めている。 販売価格を最適化する余地がほとんどない顧客主導のビジネス環境では、メーカーは競争力を高めるための選択肢を探らなければならない。ユーティリティ・コストはほとんどコントロールできないため、操業コストと生産コストを削減するためには、ちょっとした創造的思考が必要だ。

そこで、産業用モノのインターネット（IIoT）の話題が意味を持ち始める。 センサーやIP対応デバイスが普及するにつれ、最終的には工場現場を支配するようになるだろう。さらに言えば、メーカーがこれらのツールや情報収集機能の可能性に気づくことで、より無駄のないプロセスを構築し、オペレーションを合理化し、コスト効率を高めることができるようになる。機器のメンテナンスという単純な作業を考えてみよう。コネクテッド・エコシステムでは、機械はその状態を伝えるアラートを送信することができ、生産を中断することなく迂回することができる。そして、これは1つの工場内の1つの生産ラインに過ぎない。クラウド企業資源計画（ERP）システムを介して接続された複数のサイトにわたる可能性を想像してみてください。これにより、1つのモデル工場で確立された学習とベストプラクティスが、シームレスにエクスポートされ、接続されたすべての施設にわたって実施されるシナリオが生まれる。報告を信じるならば、プロセスをデジタル化した製造工場では、効率が82％向上した。ユーティリティ消費のコスト削減という点では、日本の大手化学メーカーは148個のスチームトラップにセンサーを組み込み、スチームコストを7％削減した。IIoTにより、プラントのオペレーターは増え続ける資産関連データにアクセスできるようになった。現在の基準で言えば、オペレーターはこの情報を活用して、欠陥のある事後保全活動から、より効率的な予知保全の枠組みへと移行している。しかし、効率的なメンテナンスの優先順位付けを複数のサイトで実施するという大きなハードルはまだ残っている。これが、総合生産性保全（TPM）を展開するための舞台となる。50年代に開発されたこの8つの柱からなるモデルの目標は、設備の信頼性を高め、最終的には生産性を向上させるために、予防的・積極的な技術に永続的に焦点を当てることである。CMMSソフトウェアとIIoTを通じて収集されたデータを組み合わせることで、メンテナンス担当者は、クラウドERPと直接連動することで、資産グループを監視し、アラートをトリガーするためのパラメーターを指定し、対応を自動化し、作業指示を生成することができる。

工場の安全性を高めるため、オペレーターは工場現場での手作業の必要性を減らす努力を続けてきた。ロボット工学とプロセスの自動化は、そのために業界全体で成功裏に利用されてきた。今後は、人的要因を取り除くことで、処理能力や材料消費の面でも効率性が向上するはずだ。IIoTによって生成されるデータの流れは、まさにそのための絶好の機会を示している。機械学習と予測データ分析を活用することができた製造システムは、生産能力を20％向上させ、リソースの使用率を4％低下させたと報告されている。製造業には、人間の推論や論理的思考が不可欠だと主張する人もいるかもしれない。では、機械が人間のように考えるようになったらどうなるだろうか？人工知能（AI）は、コネクテッド・プラント・エコシステムの中枢神経系として機能する重要な触媒となり、データを利用して、費やされるあらゆるドルから最大限の価値を引き出すようになるだろう。