IoTについて調べてみると、工場に導入すればいろいろ便利になるなあと思い始めました！
でも、どんな装置をどこにつければいいのかまだピンと来ていません。どこかで実際に動いているIoTを見られる場所はありませんか？？
そのようなお客様のために、弊社では工場設備を動かしながら見学できる「スマートファクトリーショールーム（以下ショールーム）」を運営しています。
とはいえ、ご来場が難しい方もいらっしゃるかと思いますので、今回はショールームにある工場向けIoTソリューション「ワイヤレスIoTクラウドロガー」について、この工場ペディア内でご紹介しましょう。
ワイヤレスIoTクラウドロガーは工場エネルギー管理のためのIoT
まず弊社のIoTソリューション「ワイヤレスIoTクラウドロガー」の役割と特長を簡単にご説明します。
ワイヤレスIoTクラウドロガーとは
工場エネルギー監視のためのIoTソリューション
「ワイヤレスIoTクラウドロガー」（以下クラウドロガー）は、工場で使用される電力の消費量や圧縮エアー、水の消費量などのほか工場全体の電力デマンドを計測、管理することができる工場向けIoTソリューションです。工場設備工事で長年培った豊安工業のノウハウを生かして現場で本当に使うことを考えて開発した、こんなIoTが現場にあったら便利だなというコンセプトで開発したIoTソリューションです。
工場全体や建屋単位、ライン単位などの比較的広範囲での計測に最適な、以下のような特長をもつIoTです。
無線（ワイヤレス）で計測
なんといってもクラウドロガーの一番の特徴は、その名の通り無線をつかってデータを集めることです。IoT計測の真価は複数のセンサーからの値を同時に記録しログを比較できることにあります。これまで1箇所1箇所、現場まで確認に行っていた計測値の確認を、無線で常時収集して記録するために作られたのがクラウドロガーです。
たくさんのセンサーとの接続を有線で工場全体に配線するのは膨大となり現実的とはいえません。そもそも通信規格もメーカーやセンサー事に異なっており相互接続できなくてお困りのお客様も多いのではないでしょうか。そこでクラウドロガーは「センサーと本体との通信接続を無線化」で統一することによって、信号線の敷設にかかるコスト、異なるセンサー間の接続問題、そして運用後の配線管理の手間をなくすことができました。
クラウドに記録
センサーから無線で収集したデータは、インターネット上のクラウドサーバーへ記録されます。これまで機器内や記録メディアへの保存では容量の関係で数時間から数日程度のデータしか残すことができませんでした。クラウドロガーではデータの保存先をクラウドとすることで24時間365日の常時記録でも数年単位の記録・保存が可能となり、ビッグデータとしての保存と活用を可能としました。
どこでも、かんたんに見られる
そして、クラウドに記録されたデータはスマホやタブレット、PCのブラウザからいつでも・どこでも確認することができます。専用のソフトやアプリは必要ありません。
クラウド画面は分析に必要な様々な機能を提供しており、見た目もカラフルなグラフ画面なので、一目で現在の状況を知ることができます。
市販のいろいろなセンサーとつなげる
クラウドロガーは単一のものを計測するのではなく電気や燃料、熱や圧力、流量といった工場全体のエネルギー計測を複合的に行うためのIoTソリューション。そのため計測に用いるセンサーはIoT専用ではなく市販されている既存のものを使えるようにすることで、あらゆるデータを計測できるようにしました。
工場の現場を知り尽くした弊社のノウハウをいかんなく発揮して様々なセンサーとの接続・計測が可能となっています。
デマンドコントローラー機能を搭載
クラウドロガーは標準で「デマンドコントローラー」機能も搭載しています。デマンドコントローラーとは受電電力を常時監視し、目標デマンド値を超えないよう警告や自動制御を行う装置のこと。クラウドロガーのデマンドコントローラー機能も、工場全体の受電電力を取り込んで30分デマンドを確認したり、予測デマンド機能、デマンド超過警告機能などデマンドコントローラ機能として必要な機能がすべて入っています。
目視で点検しているあのセンサーやこのセンサーの値がクラウドで見られるようになるわけですね、イメージしているIoTがまさにこれでした。それにデマンドコントローラー機能まであるとは驚きです。
設備だけ見ても、工場全体だけ見ても、どちらかだけの分析では対策が不十分になってしまいます。全体のエネルギー量を把握してから設備単位に詳細を突き詰めてこそ効率のよい対策が打てる、という考えの元にクラウドロガーはすべて標準でデマンドコントローラー機能を搭載しています。
最近は電気代がドンドン高くなっているから、デマンド分析で電気料金を削減できる機能があるのは、社内に導入提案しやすいですね！
スマートファクトリーショールームのワイヤレスIoTクラウドロガーを紹介
スマートファクトリーショールーム（以下ショールーム）のクラウドロガーは「エアーブース」に設置してコンプレッサーの管理デモ実演を行っています。つぎはその計測箇所をひとつひとつを見ていきましょう。
ショールームのクラウドロガーシステム
ショールームのエアーブースに設置しているクラウドロガーは、コンプレッサーのエアー使用状況のモニタリングデモ用のシステムです。流量計や圧力計といったセンサー類も実際の工場で使われる本物を採用、現場で使用するイメージをとらえやすく展示しています。
エアーコンプレッサーのIoT監視例
圧縮エアーのIoT監視をデモ展示
ショールームではコンプレッサー実機を運転させて工場と同じ稼働状態をつくりだすことができ、センサーからの実際の計測値を取得してクラウドロガーで記録しています。エアーブースでは以下のポイントで計測を行っています。（カッコ内は使用している機器例）
エアー流量の計測
配管に設置した流量計では実際のエアー流量を計測、アナログ信号（4-20mA）で取得した値をクラウドロガーへ記録しています。ショールームではクランプオン式流量計を使用しています。クランプオン式は設置に配管工事が不要なので、場所を変えながらの計測も容易にできます。
（気体流量計 KEYENCE FD-G50）
エアー圧力の計測
圧縮エアーのトラブル原因で一番多いのがエアーの圧力低下に起因するものです。ショールームではコンプレッサー直後の圧力および、コンプレッサーから一番遠い＝工場末端の圧力の2点を、実際の利用環境を想定してIoT計測をしています。ショールームではアナログ出力対応の高精度デジタル圧力スイッチをデモしています。
（圧力計 SMC ISE30A ）
コンプレッサー消費電力の計測
エアーコンプレッサーを最適な使用方法にするためにはコンプレッサー本体の電力を計測して稼働率を分析します。クラウドロガーはもちろん電力計測にも対応しており、ショールームでは異なる2台の仕様のコンプレッサーそれぞれの電力計測を行っています。電力計はさまざまなメーカーのものに対応しており、ショールームではMODBUS通信対応電力計のデモを行っています。
（CP電力 渡辺電機 WMS-PE1N）
配管温度、圧縮機温度の計測
夏場になるとコンプレッサーがオーバーヒートして非常停止してしまうといった、本体や圧縮エアーが高温になることで不具合が発生する場合があります。このようなトラブルを起こさないためには温度を監視して高温になる前に気づいて対処する仕組みが必要です。
ショールームでは磁石式熱電対とMODBUS対応温度計により圧縮機本体や配管の表面温度を計測しています。
（圧縮機温度 理化工業 AE500）
気温・湿度の計測
気温、湿度の変化は夏場のオーバーヒートやドレン量に影響します。気温や湿度といった何気ないデータでも、IoTで記録しておくことでほかのさまざまなデータと比較して不具合の原因解析や運用改善に活用することができます。
（温・湿度 三菱電機 SWL90-TH1）
資料でみるより実際に見た方が理解がはやいですよね！
習うより慣れよです！ （・・・ちょっと違う？）
親機と子機はワイヤレス接続
クラウドロガーはデータをクラウドに保存する通信装置の「親機」が1台と、センサーからの値を親機に届ける複数の「子機」の組み合わせで構成されます。
親機と子機間の無線通信には「特定小電力920MHz帯」を採用することで長距離通信が可能、広い工場内でも最小台数の子機でシステムを構築することができます。
親機の役割
クラウドロガーの親機は、子機から送られたセンサーのデータをクラウドにアップロード・保存しています。また子機が正常に動作しているかデータが正しく取得できているか？などを監視してシステムの正常動作をたもつ仕組みをもっています。
子機の役割
子機は、工場内に設置されたセンサーから計測値をあつめて親機に送る役割です。接続されるセンサーが様々なメーカー、様々な通信方式となるため、それぞれの仕様にあわせてた通信変換機能も搭載しています。子機には複数のセンサー接続ができるので、製造ライン1つにつき1子機のようなイメージで設置します。
特定小電力920MHz無線のメリット
920MHz帯無線は無線免許不要で利用できる電波帯です。無線局の申請届け出や月額利用料は不要なので、運用の手間とコストがかからないのが特徴です。
通信距離は見通しで50～100メートルあり、一般的な工場建屋内なら十分通信が届く性能があります。これを超える長距離通信が必要な場合はマルチホップ通信に対応しているので、無線機を複数設置して中継することで広いエリアをカバーできます。
また920MHz帯電波には回り込み特性がよいという特徴があり、設備や柱といった障害物があっても通信が可能です。
これらの特徴から920MHz帯無線は工場内のIoT通信に最適なのです。
クラウドと親機間はLTE通信
親機からクラウドサーバーまでの通信はLTE通信（docomo系）を採用。
基幹LANや社内インターネット回線を使うのではなく別途LTE通信としたことで、IoT回線経由による社内へのハッキングやウィルス感染などのセキュリティ不安が無い仕組みとしています。
AWSクラウドサーバーによる強固なセキュリティ
データの保存先となるクラウドサーバーはAWS（Amazon Web Service）で運用しています。
自社内サーバーで管理する場合、運用の手間やコスト、専門知識の必要性、アップデートの管理、機器故障などによるトラブル、ハッキングによるウィルス感染、社内データの流出など・・・様々なセキュリティ不安に自力で対処する必要が出てきます。
クラウドロガーのデータ保存先はAWSを採用、これによりAWSが提供する強固なセキュリティ対策のもとで運用ができ、数々のセキュリティ不安やトラブルなく安心してIoTを運用いただける環境を提供しています。
IoTと一言で言っても、インターネットやクラウド、無線の知識などいろいろ覚えなければいけないんですね・・・やっぱり難しそうだなあ。
いえいえ、実はそうではありません。
豊安工業のワイヤレスIoTクラウドロガーは導入に必要な機器から工事までをワンストップ、ワンパッケージで提供しているので、インターネットや無線のことは意識しなくても問題なく使えます。
お客様からはどんな点をIoTにしたいかをお伝えいただければ、最適なIoTをご提案させていただきますよ！
設備工事の会社さんだから工場のことがよくわかっているし、導入まで全部サポートしてもらえるわけですね！ それなら、ちょっとIoTの相談してみたい気がしてきました。
はい、お気軽にお問い合わせしてください！
思いっきり工場の中まで調査して提案させていただきますよ！
クラウド画面でさまざまなデータ分析ができます
次は、クラウド画面にどんなものがあるかをご紹介いたします！
クラウドで、いつでもどこでもデータを確認
クラウドロガーのデータはすべてクラウドサーバー保存される仕組みです。蓄積したデータはクラウドへアクセスすることで参照できます。専用ソフトや専用アプリのインストール不要で、インターネット回線のあるタブレットやスマホ、パソコンさえあればいつでもどこでもデータを見ることができます。
クラウドロガーには記録した膨大なデータをかんたんに分析するための様々なグラフ・機能があります。
計測データの時系列グラフ画面
計測したデータはクラウドサーバー上で自動でグラフ化されます。データは時系列、データ種別ごとにグラフ表示され状況の把握や異常の分析などに活用できます。
5分グラフ
計測データを5分間隔でプロットしたグラフです。直近の値の変化、設備の稼働状態など短いスパンでの把握に用います。計測センサーごとに色分けしてグラフが描かれます。またグラフには複数の要素を同時表示できるので「コンプレッサーの電力と流量と圧力」といった関連して変化する要素をひとつのグラフに表示して傾向把握がしやすくなっています。
30分グラフ
値を30分間隔でプロットしたグラフです。電力ならば30分間で消費した量、水ならば30分間で流れた量がプロットされます。1画面でちょうど1日が表示されるので、時系列で「いつ・なにが・どのくらい使われたか？」をパッと見てわかりやすいグラフです。こちらも5分グラフと同じように複数要素を表示できます。
時系列グラフはこのほか「週間グラフ」「月間グラフ」「年間グラフ」もあり、目的に応じてグラフを切り替えるだけで簡単に分析することができるようになっています。
エクスポート機能（CSV形式）
クラウドロガーはデータのエクスポート機能（CSV形式）もそなえています。Excel等に取り込んで独自の分析に活用することも可能です。
デマンドコントローラー画面
デマンドコントローラーはデマンド分析のための様々な専用機能を提供しています。
デマンドグラフ（30分）
受電電力を積算して30分デマンドとして表示するグラフです。1時間単位ではなく30分としているのは、電力会社のデマンド判定が30分単位にあわせてデマンドを把握しやすいためです。
★デマンドとは・・・30分間単位の電力量から基本料金を決定する電力会社との契約のことで、契約電力が大きければ電気料金は高く、小さければ安くなります。たとえば契約が500kWのとき「一か月のうちのどこか30分だけ600ｋＷになった」場合、その後いくら節電して500kW未満に抑えても「契約を超えた翌月から1年間」は超過後の「600kWの基本契約」になり、電気料金が高く跳ね上がってしまいます。そのため30分単位でデマンドを監視して契約電力を超えないようにするのがデマンド管理の基本です。
デマンド分析画面
デマンドの分析のための画面です。曜日ごとのデマンド、30分デマンドの発生頻度、発生分布（ヒストグラム）によって、どこを重点的に対策すればよいか一目でわかるようになっています。たとえば水曜日に特定の大きさのデマンドが発生していることがわかれば、作業工程や使用している設備を特定して対策をピンポイントでとる、といったことが効率よくできるようになります。
ここでご紹介したグラフ機能は一部なので、ほかにも分析に必要な様々なグラフを提供しています。
画面操作は必要な箇所をクリック・タップして切り替えるだけなので難しいところはありませんよ。
IoTの導入目的はデータ分析して省エネ、コストダウンにつなげることなので、それに必要な機能が最初からそろっているわけですね、しかも見やすくて簡単そうです！
豊安工業が初期設定をすべて行ってから運用開始となりますので、お客様はすぐに分析に専念することができます！ 分厚い説明書を読まないと使えないなんて、今どきありえないですからね！
ワイヤレスIoTクラウドロガーを導入したお客様の声
実際にクラウドロガーを導入したお客様に感想をお伺いしてみました！
クラウドロガー導入のきっかけは、製造ラインの新設にあわせて製品の原単位の正確な把握をすることになり、消費エネルギーを管理するためでした。
計測データの管理の手間を減らすためにはIoTが便利だと思い豊安工業さんにご協力を依頼しました。
ライン毎に電力、蒸気使用量、水道使用量などの消費エネルギーを監視するIoTシステムを導入させていただきました。
業種柄、水をたくさん使うのですが、水の使用量が多いのは仕方ないとあきらめていました。
ところが計測を始めてしばらくすると、何曜日、何時何分、製造中なのか製造後なのか、といった”いつ”水がたくさん使われているかをグラフで把握できるようになり、そこではじめて想定外の水が使われているタイミングが判明したのです。
すぐに使わなないときに水が流れないような設備改良をしたことで、年間で数百万円分の水道代節約を達成することができました。
私たちも、削減金額を聞いたとき本当にびっくりしました！大きなコスト削減にクラウドロガーが貢献できたのでとてもうれしかったです！
電気もデマンド計測によって電力消費の無駄を見つけることができ、こちらも設備改善して電気料金の削減を達成することができています。
最初はIoTで手軽にデータが見られたら良いなという気持ちでクラウドロガーを導入したのですが、今では会社のカーボンニュートラル方針の達成に欠かせないツールになっています。今後増設するラインにもすべてクラウドロガーを導入する計画です。
現場にあわせて拡張できる柔軟性もクラウドロガーの特徴です、お気軽にご相談ください！
原単位の把握には、まず計測
水や電気の使用量を把握して原単位の管理と削減のためにクラウドロガーを導入いただきました。原単位管理には電気・水・蒸気といった製造に使用する複数のエネルギー要素を工場全体から計測する必要があります。広範囲、多数の計測に対応し、グラフ化の手間をなくすにはワイヤレスIoTクラウドロガーの採用が最適でした。
センサーご支給、IoTを後付けで導入可能
今回対象となったのは新設製造ラインなので、設置される各種センサー類が設置済みのご支給状態での導入対応となりました。クラウドロガーは接続するセンサーを問わないのでこのような現場設置済みご支給状態であっても、事前に仕様さえお伝えいただければシステムを構築して、あとからIoT対応することが可能です。
管理画面をライン毎に作成して見やすく
ライン毎のエネルギー使用量把握が目的なので、グラフ画面は各ライン毎にわけて作成いたしました。あちこち画面を行き来しなくても1画面ひらくだけでライン全体のエネルギー状況が見やすく把握できます。
デマンドコントローラーで電気代を削減
デマンドコントローラー機能で工場全体の電力監視を行うことで、ライン以外の電力消費も把握。工場稼働に必要な設備のなかで、無駄に動いている部分を見つけて電力削減に活用することができました。削減により契約デマンドも低下し、電気の基本料金も下げることができました。
水道代 数百万円／年 削減を達成
水がどれだけ使われたかだけでなく、いつ水が使われたかを時系列で把握できるようにしたことで、使わなくてもいいタイミングで流れているのを発見。設備を改良して無駄な水を止めることができ、年間水道代を数百万円削減することができました。
対策後の効果判定もIoTだから簡単
削減対策の結果も常時記録のクラウドロガーだから特別なことをしなくてもすぐに効果を見ることができます。日付指定でグラフ表示できるので削減前・後を比較して効果をはっきりと見ることができます。対策が継続して有効かという点も、グラフを見るだけで判定できます。
運用後の増設・拡張にも対応
クラウドロガーは運用後のセンサー追加も可能です。まずは必要最小限のスモールスタートし、成果があがってから必要なところを付け足していく使い方もできます。
省エネ対策の結果がすぐにわかるのが、いままでありそうでなかったIoTならではのメリットです。
削減効果はグラフを見るだけ、どれだけ削減できたのかも一目瞭然なので、コスト削減に対する社員のモチベーションも上がってすごく助かっています。
みんなで一丸となってコスト削減に取り組むなんて、素敵ですね！
スマートファクトリーショールームのご紹介
最後に、クラウドロガーを展示しているスマートファクトリーショールームのご案内をさせていただきます！
未来の工場の体験ショールーム
豊安工業株式会社のスマートファクトリーショールームとは、実際の工場と同じコンプレッサーやポンプ、ボイラー設備を稼働させてIoT機器をはじめとしたさまざまな計測装置を動かして体験できるコンセプトとした未来の工場＝スマートファクトリーの体験ショールームです。
企業の方のご来場無料ですのでお気軽にご来観ください。
実際の工場と同じ機器を稼働展示しています
コンプレッサー、ポンプ、ボイラーから主要機器から配管・付帯設備まで、すべて実際の工場と同じ機器を使った縮小工場としてシステムを再現しています。さまざまな最新計測機器を、実機を動かしながら実際の流量や圧力、温度表示など省エネルギー効果の実測と体感ができます。
エアーゾーン
コンプレッサー、圧縮エアーのブース。ループ配管、エア漏れ調査、ブースターコンプレッサー、サブタンクなどエアーにまつわる様々な改善手法をご提案します。
ポンプゾーン
ポンプ３種類の違いによる省エネ性や特長の実演、配管の圧力損失による問題点などを実測しながらデモします。また最新のタブレット操作によるポンプ稼働の実演も行っています。
ボイラーゾーン
本物のボイラーと実際の工場に見立てた配管で蒸気の上手な使い方をご提案しています。創業70年、もともとがボイラー屋さんである弊社の根幹となるブースです。
風力発電
屋外の駐車場には風力発電機を設置。CO2フリーで、駐車場外灯の充電のためにくるくる回って電気を作っています。わが社のシンボルタワー。
太陽光発電
社屋の屋上に10.7kWの太陽光発電を設置し風力発電とあわせてカーボンニュートラルとSDGsに貢献しています。発電状況がショールーム内のモニタで確認できます。
大型ディスプレイに省エネ効果表示
実働で計測したデータは頭上の大型ディスプレイへグラフィカルに見やすく表示されます。切り替えはタブレット操作、未来の工場を感じることができます。
スマートファクトリーショールームのご見学は無料です。
ご希望のかたはお気軽にお問い合わせください！
工場ペディア編集部からのメッセージ
カーボンニュートラルの実現にIoTを活用しましょう
カーボンニュートラルの実現、CO2削減に向けた取り組みを達成するにはIoTを活用したエネルギー計測と可視化が必須です。「ワイヤレスIoTクラウドロガー」はセンサーからIoTプラットフォームまでワンストップで提供する産業用IoTソリューションとして、設備工事を営む当社が工場で本当に使える、すぐに使えるIoTをコンセプトに開発しました。
工場設備工事とメンテナンスを行う豊安工業だから、IoTの提案はもちろん導入工事から運用・改善工事までワンストップでご提供しています。
日々稼働する設備の状態をワイヤレス計測とクラウドで把握するワイヤレスIoTクラウドロガーで、設備の無駄を見つけて消費エネルギーの削減や異常の早期発見（予知保全）によるトラブル防止など、さまざまな課題解決に取り組んでみませんか？
IoT体験ができるショールーム
IoTで何ができる？まずは体験してみませんか？
豊安工業には、ショールームがあり、実際に「かんたんIoT」などの実機に触れてみることができます。機器が設備や配管に設置されているところを確認したり、画面操作やアラート通知などの体験が可能。
また、どの設備からIoTをはじめればいいか、省エネ効果を出すにはどうすればいいか,などの相談にも乗らせていただいています。もちろんご来場は無料ですよ。
実際に触ったほうが早い！と思われましたら、ぜひ豊安工業のショールームにご来場ください。
お役立ち資料ダウンロード
この記事を監修した人
岩田 吉弘
豊安工業株式会社 設計部システム室
資格：第二種情報処理技術者試験、初級システムアドミニストレータ試験
得意分野：IT関連
2012年より遠隔監視システムの導入工事を通じてIoTによる工場管理システムの可能性を発見。2019年からは工場向けIoTソリューションの開発を担当するプロジェクトマネージャーとなり、自動車関連の中小企業の工場の運用を効率化することに貢献している。
