リモート環境監視のためのセンサネットワークの活用

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環境への取り組みを加味した「リチウムイオン二次電池の活用」
計装 2009年1月号
リモート環境監視のためのセンサネットワークの活用
月刊誌「計装」
「現場の見える化」と
組み込みデータベース
オートメレビュー紙
「表示器の動向」タッチパネル表示器 誕生から20年を迎えて
オートメレビュー紙
課題解決 『設備投資、運用面においてTCOの削減』
オートメレビュー紙
無線LANを利用した『アナログデータ見える化』自動システム
オートメレビュー紙 4月18日掲載
制御・計装機器と組み込みデータベース
オートメレビュー紙
『ユーザが自らの手で道具を制作するCGE時代到来』
-コンシューマ・ジェネレーテッド・エンベデット-
Linux 情報端末 Algo Smart Panel にオラクル組み込みデータベース「Oracle Berkeley DB」登載
オートメレビュー紙 「組み込み DB」
「 Service on Network情報化時代のHMI機器と組み込みDB」
月刊誌「計装」8月号:
「工程管理にみるRFID応用遠隔情報管理の進め方と運用課題」
オートメレビュー紙
「日本の制御業界を救うインドのIT技術」−ウイプロ・リミテッド−
オートメレビュー紙
製造業の最新技術情報管理システム −情報セキュリティ管理のあり方−
オートメレビュー紙
「半導体製造装置における制御機器と情報管理」
オートメレビュー紙
「世界に拡がる企業の社会的責任とサプライア事業への影響」
オートメレビュー紙
実験から実用へ、
動き出したRFID31兆円市場
無線センサーネットワークによる「見える化工場」の実現

『リモート環境監視のためのセンサネットワークの活用』
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リモートエンジニアリングとは

センサネットワークでの予防保全・自動システムサービスは、現場設備。装置、機器などの状態を的確に、しかもリアルタイムに把握し、異常事態発生を最小限に減少させ、現場見える化と、計画的な保全を行う予知システムである。

■ 張り付き仕事を減らすシステム構築

  • 海外、国内にある現場アプリケーションを、Webアクセス可能なASPで実現
  • 各種PLCラダーズ、サーボモータ、インバータのパラメータ設定値確認と変更
  • プログラマブル表示器やSCADAの画面監視と変更
  • 事務所側からマニュアルなどのドキュメントを現場へ転送
  • カメラによる現場監視、各種計測器の状況、設定置監視と変更
  • システム構成の4つの機能

■ システム構成の4つの機能
(1)現場の状況を画像、音、数値化で把握するシステム

■ 導入メリット

  • 現場の状況をカメラ、データ収集機器で遠隔地より確実に把握可能
  • 予防保全、トレーサビリティ管理に必要な情報収集が可能

■ 特徴

  • 遠隔地から超接近撮影、広い範囲もズームアップのカメラ操作が可能
  • 現場からの情報収集を続けながら、管理側の支援が同時に可能
  • 無人の現場では装置に異常が発生したときだけファイル転送が可能

(2)リアルタイムにデータを転送、収集するシステム

■ 導入メリット

  • 現場の状況をカメラ、データ収集機器で遠隔地より確実に把握可能
  • 24時間世界中からインターネットを通して安定したデータ収集が可能

■ 特徴

  • 定期的なデータ収集がスケジューラにより設定が可能
  • 監視側が必要なときに必用なデータを現場ファイルより集めることが可能
  • 現場機器、装置に異常は発生した時だけファイル転送が可能
  • 現場データはSSL/VPNの暗号化により安全に転送される

(3)的確なデータ分析・予知保全情報を可視化するシステム

■ 導入メリット

  • 人間の五感のデジタル化で、機器、装置、設備の予知保全が可能
  • 機械設備にも定期的な健康診断で、現場の稼働率を安定させる

■ 特徴

  • ユーザ固有の設備の特徴をデータ化、可視化することで、ユーザ独自の保守ノウハウ構築が可能
  • 機械ストレスの早期発見により、大きな事故を予防できるので、リスクマネージメント管理の有効な手段となる
  • 設備安全情報を継続データとしてすることにより、ISO監査等にも準拠したシステム構築が可能

(4)蓄積された情報を基に、頼りになる現場支援



■ 導入メリット

  • 生産性向上によるコストの削減(移動時間・作業時間の短縮)
  • 現場技術者に対するベテランからの的確な技術支援

■ 特徴

  • 現場からの要請で事務所側からCADデータや、各種マニュアルが転送できる
  • カメラによるフィールド監視、各種計測器の状況、設定値監視、変更が可能
  • 現場で発生している環境状況を、事務所側で必用なときに見ることが可能

アプリケーションサービスとシステム機器

リモート監視関連総市場規模は2006年9800億円から、2009年1兆800億円規模に
10%増加すると言われている。大きな内訳として、(1)リモート監視サービス市場、
(2)リモート監視用機器類市場に分かれ、機器類販売に比べてサービス提供が90%を超える。「リモート監視サービスの内容の差別化」、「省エネ監視」、「エネルギー管理」が必要不可欠な要素となる。 用途的には、下記のようになる。

■ 設備・装置稼動監視と省エネルギー監視
生産工場の設備稼働監視、製造装置の稼動監視の重要性は、不具合が発生してから対処する事後保全に対し、予知予防保全をすることで稼働率を上げ、保全費用を
1/10に抑えることができる。省エネを含めたエネルギー監視、管理は、2009年以降各社必須条件となる。

■ 環境監視
二酸化炭素や有害な窒素酸化物の測定監視は、地球温暖化防止と環境保護の面からも重要な仕事になった。長時間連続的に情報を収集するシステムが必要になる。又、携帯電話のマナー不足や、不正利用のため迷惑行為が社会問題化し。携帯電話電波感受装置は利用範囲が広がる。

■ 生体情報収集
現場で作業員や運動をする人の身体に測定に必要なセンサーを装着し、無線機器を用いてデータを収集することで、日常の動作に負担が掛からない。市場的には、下記のようになる。

(1)ビル向けリモート監視市場:

■ 空調、冷凍冷蔵ショーケース、受変電コージェネ、エレベータ、防犯・防災

省エネ監視/エネルギー管理から総合管理系への発展。 HACCP対応など、衛生管理に対する認識の向上、外食産業から、小規模スーパー/ドラッグストアなどへ空調温度管理、照明管理など。 地震、台風、火災の際の緊急連絡も必要。

(2)商業施設向けリモート監視サービス: 電子マネー/おサイフケータイ等付加価値戦略

■ 駐車場、自販機稼動販売管理

駐車場でのETC情報化に伴い進展している。
自販機は無線機器などの取り付けで配達が不便な地方から徐々に採用されている。
デジタルサイネージ市場が拡大すれば、都心でも需要増える。

(3)家庭向リモート監視サービス: 

■ 高齢者安否確認、在宅健康管理、LPGガス/都市ガスモニタ

自治体が管理する光ケーブルを利用したデータハイウェーから、ユビキタスモジュールを利用して個人ユースへと展開が強化され市場拡大。 高齢者の医療費負担問題と、移動をしない環境づくりで、個人向けサービスとして普及。

(4)工場・プラント・産業・インフラ向けリモート監視サービス

■ 工場・プラント、物流拠点、各種機器

工場向けは、セキュリティ/情報開示に対する抵抗感問題から、サービスとしての開始は、2009年以降。 物流関連では中小規模の物流拠点への普及が期待され、更にはメニューの多様化。 リモートメンテナンスとしての利用が多く、不可欠なサービス。システムとしての安定性とコスト対効果の確立。 

最新のセンサネットワーク無線システム機器 

■ センサメッシュネットワーク監視無線機器

メッシュネットワークとは、網の目上状に配置したセンサーPADが複数の通信経路で信号を共有するシステムである。必要に応じて,センサーPADは自立的に、隣接するセンサーPAD間で最良のデータ信号『経路』または『相互信号』を決定し、より高い総合体系の信頼性と範囲の拡大を可能する。 

■ ZigBee PRO SDK

ZigBee PRO SDK (ソフトウェア開発キット)は、ZigBee PRO規格に沿って開発され、適合性認証を取得した製品です。ZigBee PRO プロトコルスタックのライブラリーを同梱しており、ソース・プログラムを編集することなく、パソコン上の(GUI)から、ZigBee
PRO特定小電力ピアツーピア・メッシュ・無線ネットワークの構築、診断、およびデバッグを行うことができる。

■ アドホックネットワーク開発キット

アドホックネットワーク、アプリケーション開発キットは、基地局の設置など、複雑な設定を施すことなくデバイス同士を互いに直接通信させ、また周囲のデバイスをデータの中継局としてリレーさせることで、通信半径を格段に広げることも可能なソフトウェア。現在、IEEE802.11a, b, g向けの製品が提供されていますが、他の無線方式への移植も可能です。ワイヤレスを搭載したPC、PDA、家電機器などに広く組込んで利用できる。

リモート監視システム導入事例

歯車減速装置の高調波設備診断
■ 高調波設備診断技術によるメリット
【コストの削減】
@ 設備停止時間の減少による操業率の向上
A 材料費、人件費等保全費の削減
B 取替周期の延長 
C 点検整備の削減

【トラブルの事前防止】
@ 高度な保守要員が不要
A 偶発故障の防止
B 予知保全が可能

【信頼性の向上】
@ 災害の未然防止
A 計画生産の遂行による需要家からの信頼度のアップ

【生産性の向上】
@ 不良製品の減少による歩留り向上
A トータル生産保全の推進が可能

【安全性の向上】
@ 非接触診断のため活線測定が可能
A 簡便かつ迅速な診断が可能な為、現場環境の影響を受け難い

【品質の向上】
@ 設備機器の性能維持による製品の高品質生産が可能
A 設備機器の効率低下を防ぎ周辺設備への誤動作を防止する

【故障機器廃棄物の削減】
@ 部品もしくは基板交換のみでよく機器を長期間使用出来る
A 3R(威容、再使用、再利用)化により資源の有効活用が図れる


次世代センサネットワーク市場ニーズのポイント

センサネットワークの用途は、一時的には省エネを中心とした総合エネルギー監視が中心になる。従来状態状況センシング技術中心の、ロギングシステムであった。今後は一歩進化して、インメモリー上の組み込みデータベースに存在するセンシング情報を、Point to Pointで検索情報マッチングさせる技術に変わっていく。情報ネットワークの領域幅がったとき、プル型の情報収集システムから、自ら情報を検索するプッシュ型情報システムの構築が必要になる。情報を必用とする人が、何時でもどこでも瞬時に目的を達成できる、ユビキタス情報システム構築には、企業内部の検索課題の改善から考えていく必要がある。

  • 過去の企業内情報化投資の80%は機能していない
  • 担当者は情報を探すために就労時間の25%を費やしている
  • 企業の知的財産の60%は電子メールを含め個人のPCに埋もれている

執筆 藤平 實(フジヒラミノル)
株式会社エフエイオープン 代表取締役社長
〒160−0022東京都新宿区新宿1−30−16ルネ新宿御苑タワー706
TEL:03−5360−6101 http://www.faopen.jp

参考資料ご提供:
株式会社イージークラフトワークス
東京都港区三田2−7−22 MTアリーナ203
株式会社スカイリー・ネットワークス
東京都港区芝公園3丁目6番22号 JCビル3階

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