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産業用IoTの重要性
中国が新たなインフラ整備とデジタル経済の推進を続ける中、産業用IoTが人々の目にますます映るようになっている。統計によると、中国の産業用IoT産業の市場規模は2021年には8000億元を超え、8060億元に達すると予測されている。国家計画目標と中国の産業用IoTの現状の発展傾向から、中国の産業用IoTの産業規模は今後さらに拡大し、産業市場の成長率も徐々に上昇していくと予想される。中国の産業用IoT産業の市場規模は2023年には1兆元を突破し、2024年には1兆2500億元に達すると予測されている。中国の産業用IoT産業は非常に明るい展望を持っている。
中国企業は数多くの産業用IoTアプリケーションを実施してきた。例えば、ファーウェイの「デジタル石油・ガスパイプライン」は、管理者がパイプラインの運用状況をリアルタイムで把握し、運用・管理コストを削減するのに効果的である。上海電力公司はIoT技術を倉庫管理に導入し、システム内で初の無人倉庫を構築して資材管理レベルを向上させた。
注目すべきは、調査対象となった中国の経営幹部の約60％がIoT開発戦略を持っていると回答した一方で、関連投資を行ったと回答したのはわずか40％だった点である。これは、産業用IoTへの初期投資額が大きいことと、実際の効果が未知数であることに関係していると考えられる。そこで今回は、空気圧縮機室のインテリジェント化という実例を通して、産業用IoTが工場のコスト削減と効率向上にどのように役立つかについて解説する。
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従来の空気圧縮機ステーション：
人件費が高く、エネルギーコストが高く、設備効率が低く、データ管理がタイムリーではない。
空気圧縮機は、洗浄機、各種空気運動量計など、0.4～1.0MPaの高圧空気を必要とする産業機器向けに高圧空気を生成できる空気圧縮機です。空気圧縮機システムの消費電力は、産業エネルギー消費量の約8～10%を占めています。中国における空気圧縮機の消費電力は約2260億kW・h/年で、そのうち有効なエネルギー消費量はわずか66%であり、残りの34%（約768億4000万kW・h/年）のエネルギーが無駄になっています。従来の空気圧縮機室の欠点は、以下の点にまとめられます。
1. 高い人件費
従来の空気圧縮機ステーションはN台の圧縮機で構成されています。空気圧縮機ステーションにおける圧縮機の起動、停止、状態監視は、当直の空気圧縮機ステーション担当者の管理に依存しており、人件費が高額になります。
また、保守管理においては、手動による定期メンテナンスや、エアコンプレッサーの故障診断における現場検出方法など、時間と労力がかかるだけでなく、障害物除去後に遅延が生じ、生産活動が阻害され、経済的損失につながる。さらに、機器の故障が発生した場合、機器サービス業者に過度に依存して出張修理を依頼すると、生産が遅延し、時間と費用が無駄になる。
2. 高いエネルギー消費コスト
人工的な安全装置が作動している場合、最終的な実際のガス需要は不明です。ガスの使用を確実にするため、空気圧縮機は通常、より開放された状態で稼働します。しかし、末端ガスの需要は変動します。ガス消費量が少ない場合、装置はアイドル状態になったり、強制的に圧力を解放したりするため、エネルギー消費の無駄が生じます。
さらに、手動によるメーター読み取りは、適時性、精度、データ分析の点で問題があり、パイプラインの漏れや乾燥機の圧力損失が大きすぎる場合、時間の無駄となり判断できません。
3. デバイス効率が低い
スタンドアロン運転の場合、オンデマンド起動で一定量のガスを供給すれば生産要件を満たせますが、並列運転の場合、異なる生産工場の電力設備のサイズが異なり、ガスやガス供給時間が不整合になる状況が存在するため、QiZhan 全体の科学的な配電スイッチマシン、メーター読み取りにはより高い要求が課せられ、省エネルギー、電力消費量削減につながります。
合理的かつ科学的な配置と計画がなければ、期待される省エネルギー効果は得られません。例えば、一級の省エネ型空気圧縮機、冷乾燥機、その他の後処理装置を使用しても、運転後の省エネルギー効果は期待値に達しません。
4. データ管理がタイムリーではない
設備管理担当者がガスと電気の消費量レポートを手作業で統計するのは時間と労力がかかり、一定の遅延が生じるため、企業運営者は電気消費量とガス生産量のレポートに基づいてタイムリーに経営判断を下すことができません。例えば、日次、週次、月次のデータ報告にはデータ遅延があり、各作業場で個別に会計処理を行う必要があるため、データが統一されておらず、メーターの読み取りも容易ではありません。
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デジタル式空気圧縮機ステーションシステム：
人員の無駄をなくし、インテリジェントな機器管理とリアルタイムデータ分析を実現します。
専門業者によるステーション室の改修後、エアコンプレッサーステーションはデータ指向型かつインテリジェントなものとなる。その利点は以下のとおりである。
1. 人材の無駄遣いを避ける
ステーションルームの可視化：設定により、空気圧縮機ステーションの全体的な状況を100％再現します。これには、空気圧縮機、乾燥機、フィルター、バルブ、露点計、電力計、流量計などの機器のリアルタイムデータ監視とリアルタイム異常警報が含まれますが、これらに限定されず、機器の無人管理を実現します。
スケジュール設定：スケジュール時間を設定することで、機器を自動的に起動および停止できるため、計画どおりにガスを使用することが保証され、現場で機器を起動するための人員は不要になります。
2. インテリジェントデバイス管理
適時メンテナンス：メンテナンスリマインダー時間をユーザーが設定でき、システムは前回のメンテナンス時間と機器の稼働時間に基づいてメンテナンス項目を計算し、リマインダーを送信します。適時メンテナンスと適切なメンテナンス項目の選択により、過剰メンテナンスを回避します。
インテリジェント制御：精密な戦略に基づき、機器を合理的に制御することで、エネルギーの無駄を回避します。また、機器の寿命を延ばすことも可能です。
3. リアルタイムデータ分析
データ表示：ホームページでは、発電所のガス・電気比率と単位エネルギー消費量を直接確認できます。
データ概要：ワンクリックで、あらゆるデバイスの詳細なパラメータを表示できます。
履歴追跡：年、月、日、時、分、秒といった粒度で、すべてのパラメータの履歴パラメータと対応するグラフを表示できます。ワンクリックでテーブルをエクスポートすることも可能です。
エネルギー管理：機器のエネルギー消費における異常箇所を特定し、機器の効率を最適なレベルまで向上させる。
分析レポート：運用・保守、制御・運用効率と組み合わせることで、最適化計画の分析レポートと同等の分析レポートが得られます。
さらに、このシステムには警報センターも備わっており、故障履歴の記録、故障原因の分析、問題箇所の特定、潜在的なトラブルの排除を行うことができます。
総じて、このシステムは空気圧縮ステーションの安全性と効率性を向上させ、最も重要なことに、コスト削減と効率向上を実現します。検出されたリアルタイムデータに基づいて、空気圧縮機の数を制御したり、空気圧縮機の低圧運転を確保したり、エネルギーの無駄を回避したりするなど、さまざまな動作を自動的に実行します。ある大規模工場がこのシステムを採用し、初期投資として数百万ドルを費やしたものの、1年でコストを回収し、その後も毎年数百万ドルの節約が続くことが分かっています。このような投資にバフェット氏は少し心を動かされたようです。
この実例を通して、なぜ国が企業のデジタル化とインテリジェント化を推進しているのかをご理解いただけると思います。カーボンニュートラルという観点から見ると、企業のデジタル化とインテリジェント化は、環境保護に貢献するだけでなく、自社工場の生産管理をより安全かつ効率的にし、企業自身に確かな経済的利益をもたらすことができるのです。
投稿日時：2022年3月14日