設備保全とは？

設備保全とは、工場の設備が万全な状態で稼働するのができるように維持していく活動のことです。工場で稼働する様々な設備の点検・修理を行うことで、故障を最小限にします。

設備保全の目的

設備保全の目的は、突発的な故障を防ぎ設備の機能を維持させること、設備の寿命を伸ばすこと、ライフサイクルコストを削減することにあります。

設備機能の維持

工場における機械や設備の突然の故障は、修理費用だけでなく、生産の停止による機会損失をもたらします。このような状況を防ぐためには、機械や設備の定期的な保全が不可欠です。

設備の寿命を伸ばす

適切な保全を通じて、機械や設備を予定された耐用年数を超えて使用することが可能となります。これにより、設備の長期的な稼働と効率的な運用が実現します。

ライフサイクルコストの削減

設備保全を効果的に行うことは、機械や設備の取得から廃棄までにかかる総コスト、すなわちライフサイクルコストを最小化する目的もあります。

設備保全の課題

設備保全の重要性は、製造業界における様々な外部環境の変化に伴い高まっています。特に、食品工場などでは人口減少による労働力不足、多様な商品を生産するニーズ、納期の短縮要求、生産設備の高度化と既存設備の老朽化など、多くの課題に直面しています。

これらの課題に対処するため、設備保全はこれまで以上に重要視されており、特に高度化が進む生産設備の停止が大きな損失を引き起こす可能性があるため、効果的な保全が必須となっています。

課題に対応する解決策として、多くの業界で事後保全や予防保全から、より進んだ予知保全・予兆保全へとシフトする動きも見られます。予知保全・予兆保全は、設備の状態をより詳細に監視し、問題が発生する前に対処することを可能にし、生産効率の向上を実現します。

設備保全の種類

この項目では保全方式の主な3つの種類として「予防保全」「事後保全」「予知保全」について解説します。

「予防保全」

予防保全とは、機械や設備が故障する前に先手を打って実施する保全活動を意味します。予防保全は、設備が安定して稼動し続けられるように、定期的にメンテナンスを行うことで、故障のリスクを減らし、設備の寿命を延ばし、全体的な運用コストを下げることを目指します。

具体的には、設備の耐用年数や使用時間を事前に設定し、これに基づいてメンテナンスや部品の交換を計画的に行います。これにより、故障が発生した場合の修理時間を短縮し、設備の稼働期間を最大化し、ライフサイクルコストの削減を図ることができます。

ただし、保全計画に従って無条件に作業を進めることで、必要以上のメンテナンスを行うか、設備の実際の状態に即していないことが生じるリスクもあります。

予防保全には主に「時間基準保全」「状態基準保全」の種類があります。

「時間基準保全」

「時間基準保全」（TBM：Time Based Maintenance）は経過時間や使用時間を基にしたメンテナンスを指します。

通常、保守の間隔は、摩擦、老朽化、腐食などの要因を踏まえ、同じ種類の機械の過去の実績を基に設定されます。

保守の間隔を安全を最優先に短めに設定すると、部品がまだ使用可能な状態であるにも関わらず交換したり、問題がないにもかかわらず分解してメンテナンスを行うリスクがあります。しかし、コスト削減を重視し間隔を長く設定すると、突発的な故障が発生し製造ラインが停止するリスクや、大きな損失を招く可能性があります。

適切なメンテナンス間隔を設定しない場合、逆に損失や事故を引き起こす恐れがあるため、時間基準の保守管理を行う際は、慎重に間隔を決めることが求められます。

「状態基準保全」

「状態基準保全」（CBM：Condition Based Maintenance）は生産機械や設備、部品の実際の状態や稼働状況を監視し、それらの劣化具合に合わせて定期的なメンテナンスを施す方法です。この手法により、設備が故障する前に適時に対処することで、余分なメンテナンス費用を削減できます。

しかしながら、設備の状態を正確に把握するためには高度な技術やシステムが必要とされ、これが個人の技量に依存することで、見落としのリスクになるというデメリットも伴います。設備の早期の劣化兆候を捉えることができれば、より進んだ「予知保全」を実現し、設備の保全において最適な対応が可能になります。

予防保全のメリット

機械や設備が故障する、またはその性能が低下することは、製品の品質に影響を及ぼす可能性が高いです。予防保全を実施することで、設備を常時最適な状態に保ち、製品の不良率を低減し、品質を維持することができます。

また、設備や機械が故障し、修理や交換が必要になると、その間は設備は使用できず、生産が停止します。この停止時間は、損失として計上されます。予防保全を通じて故障を未然に防ぐことで、設備の停止時間を最小限に抑え、生産の機会損失を減らすことができます。

予防保全のデメリット

予防保全では、機械や部品が故障することを未然に防ぐために、まだ正常に機能している時点で交換を行います。これにより、必要な保全作業を行うものの、最終的にはメンテナンスの費用が増加するリスクがあります。

さらに、適切な保全の値を設定することは難しいですが、この値に基づいて保全を行うかどうかを決定します。適切な設定がされていない場合、不必要な保全作業を行うか、必要な保全を見逃す可能性があります。このバランスを見つけることは、効果的な予防保全戦略を実施する上での課題となります。

「事後保全」

事後保全とは、機械・設備の機能の異常や不具合が発生した場合や、障害・故障が発生して停止した際に行う保全対策のことです。

事後保全には「緊急保全」と「計画事後保全」があります。

「緊急保全」

緊急保全とは、突発的におこった故障や生産設備の停止に対し、現場で直ちに修理などの保全作業を行う方法です。

「計画事後保全」

計画事後保全とは、あらかじめ代替え機械・設備を用意しておき、有事の際に切り替えることで設備機能が完全停止しないようにする方法です。

事後保全のメリット

事後保全のメリットは、故障がおきなければ日々のメンテナンス費用が発生しないことです。故障しても部品の交換が短時間でできることがわかっており、 生産ラインへの影響も軽微な場合は、事後に対応することにメリットがあります。

事後保全のデメリット

事後保全のデメリットは、部品や予備機などの設備を用意する必要があること。事後対応となるため、原因の調査に時間がかかる場合や、代替え機の手配状況により復旧までの時間がかかってしまう場合もあります。

「予知保全」

予知保全とは、機器の不具合の前兆を検出し対応することにより、メンテナンスのタイミングや頻度に関する無駄を減らすことができる保全手法です。この方法は、トラブルの発生する可能性がある時点を事前に特定し、対策を講じることに重点を置いています。

「予兆保全」

IoTやAIの分析技術を活用して予兆を検出する予知保全は、予兆保全と称されることがあります。IoTやAIは、定期的なメンテナンスの回数を減らしつつ、トラブルが実際に発生する前に対処することが可能になるため、大きな期待が寄せられています。

まとめ

設備保全とは？

設備保全とは、工場の設備が万全な状態で稼働するのができるように維持していく活動のことです。

設備保全の目的

・設備機能の維持

・設備の寿命を伸ばす

・ライフサイクルコストの削減

設備保全の課題

食品工場などでは人口減少による労働力不足、多様な商品を生産するニーズ、納期の短縮要求、生産設備の高度化と既存設備の老朽化など、多くの課題に直面しています。

設備保全の種類

「予防保全」

予防保全とは、機械や設備が故障する前に先手を打って実施する保全活動を意味します。

「事後保全」

事後保全とは、機械・設備の機能の異常や不具合が発生した場合や、障害・故障が発生して停止した際に行う保全対策のことです。

「予知保全」

予知保全とは、機器の不具合の前兆を検出し対応することにより、メンテナンスのタイミングや頻度に関する無駄を減らすことができる保全手法です。

この記事では、食品工場の設備保全とは何か、課題、目的、種類を解説しました。設備保全は、食品工場が直面する多くの課題を解決し、高品質な製品の安定した生産を実現するために不可欠といえるでしょう。