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【基礎知識】設備の予兆保全とデータ収集の基礎知識｜事後・予防・予兆保全の違い、振動・電流・温度の取り方、判断の置き場所、小さく始める進め方

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予兆保全の成否は、AIより先に「データの取り方」で決まります。測る対象・集め方・判断をどこに置くか・過酷環境での置き方まで、生産技術・設備保全の担当者向けに整理した入門ガイドです

【設備の予兆保全とデータ収集の基礎知識――測る対象・集め方・判断の置き場所から小さく始める進め方まで】
設備が止まってから直す。点検周期どおりに部品を替える。どちらも現場を支えてきた保全のやり方です。一方で、突発停止の損失や、まだ使える部品の交換に悩む現場も少なくありません。そこで注目されるのが、設備の状態データから異常の兆しをつかむ予兆保全です。
ただし実際に着手すると、多くの取り組みがAIの話に入る前でつまずきます。「判断に足るデータが取れていない」「どこで判断させるか決めていない」の2点です。本書では、測る対象と取り方、データ収集の設計、判断の置き場所、過酷環境での置き方、小さく始める手順を順に整理します。

【本書の内容（全9ページ）】
■01 保全の3つの考え方と予兆保全
保全には事後・予防・予兆の3つの考え方があります。予兆保全は状態データから兆しをつかむ方法で、成否はAIより先にデータで決まります。
■02 何を測るか——信号の種類と取り方
代表的な信号は振動・電流・温度・音・稼働ログです。信号ごとに見える兆候と取りやすさが違うため、特徴を押さえて選びます。
■03 データ収集を支える3つの設計要素
データ活用が止まるのは、分析より手前の「収集」です。I/O・一次蓄積・長期供給の3要素を、設備一覧と突き合わせて決めます。
■04 判断をどこに置くか——3層の分担
異常の判断は、センサ／PLC側・現場のエッジ・上位／クラウドのどこにも置けます。置く場所で応答時間・通信量・運用の手間が決まります。
■05 過酷環境での置き方と始め方
現場のPCが先に止まっては、データは集まりません。環境ストレスに合わせて置き方を決め、1設備・1信号の閾値監視から段階的に育てます。
■巻末 導入前チェックリスト（10項目）／用語集（10語）

【こんな方におすすめです】
・予兆保全の検討を任された生産技術の方
・データ収集で何から決めるか迷っている設備保全の方
・現場PCの構成や設置場所を検討している方
特定メーカーの製品に依存しない基礎知識として、設計レビューや社内勉強会、新人教育の資料にもご活用いただけます。

【発行元について】
巻末では、本書のテーマに関連する当社のカスタム産業用PC「AT-IPC（エーティーアイピーシー）」シリーズを1ページでご紹介しています。
AT-IPCは産業用PCのハードウェア製品です。アプリケーション・ソフトウェアの開発や監視システム全体のインテグレーションは弊社の提供範囲外となります。仕様のご相談・お見積りに関するお問い合わせは、アナログ・テック株式会社まで。
※Hailo、Hailo-8は、Hailo社の商標または登録商標です。
※NVIDIA、Jetson、CUDAは、米国およびその他の国におけるNVIDIA Corporationの商標または登録商標です。
※その他、本書に記載の会社名・製品名・規格名は、各社・各団体の商標または登録商標です。

このカタログについて

ドキュメント名 【基礎知識】設備の予兆保全とデータ収集の基礎知識｜事後・予防・予兆保全の違い、振動・電流・温度の取り方、判断の置き場所、小さく始める進め方
ドキュメント種別 ハンドブック
ファイルサイズ 722.7Kb
登録カテゴリ
取り扱い企業 アナログ・テック株式会社 (この企業の取り扱いカタログ一覧)

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このカタログの内容

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Analog Tech. アペルザカタログ｜基礎知識特集（生産技術） 基礎知識ガイド｜生産技術 設備の 予兆保全 の基礎知識 測る対象・集め方・判断の置き場所から導入の進め方まで 保存版｜現場の技術者のための基礎知識ガイド 測る対象・集め方・判断の置き場所から小さく始める進め方まで POINT 01 POINT 02 POINT 03 測る・集める 判断の置き場所 置き方と進め方 振動・電流・温度の取り方 センサ・エッジ・上位の分担 過酷環境での設置の考え方 I/Oと一次蓄積の設計 クラウドとの使い分け 1設備・1信号から始める 予兆保全は、AIの前の「データの取り方」で決まる。 アナログ・テック株式会社 産業用PC・エッジAI PCのハードウェアメーカー｜社内勉強会・新人教育にもご活用ください
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設備の予兆保全とデータ収集の基礎知識 基礎知識ガイド｜生産技術 はじめに 設備が止まってから直す。点検周期どおりに部品を替える。どちらも現場を支えてきた保全のやり方で す。一方で、突発停止の損失や、まだ使える部品の交換に悩む現場も少なくありません。そこで注目さ れるのが、設備の状態データから異常の兆しをつかむ予兆保全です。 ただし実際に着手すると、多くの取り組みがAIの話に入る前でつまずきます。「判断に足るデータが取 れていない」「どこで判断させるか決めていない」の2点です。本書では、測る対象と取り方、データ収 集の設計、判断の置き場所、過酷環境での置き方、小さく始める手順を順に整理します。 こんな方におすすめです ● こんな方に：予兆保全の検討を任された生産技術の方 ● データ収集で何から決めるか迷っている設備保全の方 ● 現場PCの構成や設置場所を検討している方 目次 01 保全の3つの考え方と予兆保全 p.3 02 何を測るか——信号の種類と取り方 p.4 03 データ収集を支える3つの設計要素 p.5 04 判断をどこに置くか——3層の分担 p.6 05 過酷環境での置き方と始め方 p.7 + 導入前チェックリスト／用語集 p.8 アナログ・テック株式会社 2
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設備の予兆保全とデータ収集の基礎知識 基礎知識ガイド｜生産技術 01 保全の3つの考え方と予兆保全 保全には事後・予防・予兆の3つの考え方があります。予兆保全は状態データから兆しをつか む方法で、成否はAIより先にデータで決まります。 設備保全の進め方は、大きく3つに分けて整理できます。どれか1つが正解ではなく、設備の重要度や故 障の傾向に応じて組み合わせるのが一般的です。 方式 保全のタイミング 主な課題 事後保全 故障・停止してから修理 突発停止による損失 予防保全 一定期間・稼働時間ごとに点検・ 交換 まだ使える部品も交換する 予兆保全 状態データで兆しを捉えたとき データ収集と判断の設計 予兆保全は「データ」が先 予兆保全のAIがしていることは、突き詰めると「正常時のパターンからの外れ」の検知です。そのため、 正常時のデータが十分な期間と粒度で取れていることが前提になります。数か月分の正常データがなけ れば、どんなモデルでも何が異常かを学べません。 取り方も重要です。1秒に1回の平均値では、振動の異常は見えません。逆に、高速で取った生データを 全部上位へ送ると、通信費と保存容量が膨らみます。 現場のポイント 「何を、どの周期で、どこまで一次処理して、どこに置くか」を先に設計する。これが予兆保全の出発 点です。 アナログ・テック株式会社 3
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設備の予兆保全とデータ収集の基礎知識 基礎知識ガイド｜生産技術 02 何を測るか——信号の種類と取り方 代表的な信号は振動・電流・温度・音・稼働ログです。信号ごとに見える兆候と取りやすさが 違うため、特徴を押さえて選びます。 信号 主に見える兆候 取り方の特徴 振動 軸受劣化・アンバランス・芯ずれ 高速サンプリング。最も重い 電流 負荷変動・摩耗・絶縁劣化 既存の計測値を流用しやすい 温度 軸受・巻線・油温の上昇 周期は粗くてよいが継続蓄積 音 熟練者が気づく異音 暗騒音の分離が必要 稼働ログ サイクルタイムの伸び・エラー PLCに既にある情報を使える 振動は、モーター・ポンプ・ファン・スピンドルなど回転機器の劣化が現れやすい信号です。ただし高 速で取るため、生データのまま送るには最も重くなります。電流は既存の電力計測やインバータのモニ タ値から取れることも多く、着手しやすい信号です。温度は変化が緩やかで、「上昇の傾き」を見るに は継続的な蓄積が要ります。 見落とされがちなのが稼働ログです。サイクルタイムの伸びやリトライ回数はすでにPLCにある情報で、 最も費用対効果の高い予兆になることも珍しくありません。 最初から全部を測らない 故障モードが分かっている設備なら、そのモードが最初に現れる信号1〜2種類から始めます。データ量 も判断も扱いやすくなります。 現場のポイント 測定項目は故障履歴から逆算します。止まると損失の大きい故障が、どの信号に先に現れるかを考えま しょう。 アナログ・テック株式会社 4
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設備の予兆保全とデータ収集の基礎知識 基礎知識ガイド｜生産技術 03 データ収集を支える3つの設計要素 データ活用が止まるのは、分析より手前の「収集」です。I/O・一次蓄積・長期供給の3要素を、 設備一覧と突き合わせて決めます。 データ収集設計の3要素——I/O・一次蓄積・長期供給 I/O——変換器を重ねない 現場には、シリアル（RS-232C/485）・接点・アナログ値でしか出せない機器が混在します。変換器を 積み重ねると障害点が増えます。必要なI/Oを受け側のPCに最初から持たせ、設備一覧から逆算します。 一次蓄積——切れても欠けない 工場のネットワークは、保全作業や停電で切れる時間があります。現場側でデータを一時保持し、復旧 時に自動で追送する仕組みを設けます。保持容量は、週末をまたぐ断なら2〜3日分が目安です。常時書 き込みが続くため、ストレージは書き込み耐久性と温度範囲を見て産業用グレードを選びます。 長期供給——同じ構成で集め続ける 設置先は制御盤内や設備の脇が多く、ファンレス・広温度範囲対応が効く環境です。また予兆保全は、 同じ条件で取り続けることに価値があります。数年後も同じ構成のPCを調達できるか、EOL情報が事前 に届くかを確認します。 アナログ・テック株式会社 5
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設備の予兆保全とデータ収集の基礎知識 基礎知識ガイド｜生産技術 04 判断をどこに置くか——3層の分担 異常の判断は、センサ／PLC側・現場のエッジ・上位／クラウドのどこにも置けます。置く場 所で応答時間・通信量・運用の手間が決まります。 予兆保全の「判断の置き場所」3層の役割分担 ● センサ／PLC側：閾値超過の即時停止・警報。ミリ秒級の応答。学習型は置けない ● 現場のエッジ：特徴量抽出と異常度算出、一次蓄積。通信断でも判断が止まらない ● 上位／クラウド：再学習、複数拠点の横断分析、長期の傾向管理、保全計画との連携 中心になるのはエッジ層です。重い生データを現場で軽い判断結果に変えるため、通信量を大きく減ら せます。設備ごと・ライン単位で置くのが基本です。 クラウドとエッジの使い分け 即時性が要る判断ほど下の層に、横断性が要る分析ほど上の層に置きます。判断結果は何ms以内に必要 か。通信断で止まってよいか。データを外部に出せるか。データ量はどの程度か。厳しい条件が多いほ ど、エッジの比重が高まります。 現場のポイント 現実的な分担は「特徴量抽出と異常度算出はエッジ、再学習と傾向管理はクラウド」。判断は現場、知 見は上位です。 アナログ・テック株式会社 6
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設備の予兆保全とデータ収集の基礎知識 基礎知識ガイド｜生産技術 05 過酷環境での置き方と始め方 現場のPCが先に止まっては、データは集まりません。環境ストレスに合わせて置き方を決め、 1設備・1信号の閾値監視から段階的に育てます。 現場ごとの環境ストレス 現場 主なストレス 設計上の打ち手 金属加工 切削油・オイルミスト IP等級＋シール材の耐油性 金属加工 導電性の切粉・金属粉 ファンレス密閉で開口部なし 金属加工 連続振動 可動部排除・ロック付き端子 食品 洗浄水・薬剤 IP67＋接続部の防水 食品 結露（温度差） 温度移動の設計＋密閉筐体 食品 粉・油分・蒸気 ファンレス・密閉構造 IP等級の試験媒体は粉塵と水です。油や薬剤、高温水への耐性は別途確認します。最も確実なのは「浴 びない場所に置く」ことです。センサやカメラは現場に、処理するPCは盤内や離れた場所へ。ただし盤 内は夏場に温度が上がりやすい点に注意します。 小さく始めて育てる5ステップ ● ①1設備・1〜2信号を選ぶ（故障が多く、止まると損失が大きい設備から） ● ②閾値監視で運用を始め、同時に正常データを蓄積する ● ③蓄積データで傾向を可視化し、学習型の要否を判断する ● ④学習型の異常度算出をエッジに載せ、結果を上位へ送る ● ⑤同型設備へ同じ構成で横展開する アナログ・テック株式会社 7
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設備の予兆保全とデータ収集の基礎知識 基礎知識ガイド｜生産技術 導入前チェックリスト □ 対象設備の故障モードと、最初に現れる信号を特定した □ 測る信号を1〜2種類に絞り、取得周期を決めた □ 正常データを数か月分ためる計画と保存先を決めた □ 設備の出力（シリアル・接点・アナログ）を一覧化した □ ネットワーク断の最長時間と一次蓄積の容量を見積もった □ 復旧時に未送信データが自動で追送される仕組みがある □ 判断をセンサ・エッジ・上位のどこに置くか決めた □ 設置場所の油・粉・水・結露・温度・振動を確認した □ 数年後も同じ構成で調達・増設できるか確認した □ 閾値監視から学習型へ移る条件を決めた 用語集 事後保全 故障や停止が起きてから修理する保全方式。突発停止の損失が課題になる。 予防保全 一定期間や稼働時間ごとに点検・部品交換する保全方式。時間基準保全とも呼ばれる。 予兆保全 振動・電流・温度などの状態データから異常の兆しを捉え、計画的に保全する考え方。 特徴量 生データから判断に役立つ値を取り出したもの。振動の周波数成分などが例。 異常度 正常時のパターンからどれだけ外れているかを数値で表したもの。 閾値監視 測定値があらかじめ決めた上限・下限を超えたら通知する監視方法。 現場側でデータを一時保存し、通信の復旧後に上位へ送る仕組み。ストアアンドフォ 一次蓄積 ワード。 IP等級 防塵・防水性能の等級。IP67は粉塵が侵入せず、一時的な水没に耐える水準。 暗騒音 測りたい音以外に、周囲で常に鳴っている背景の音。異音検知では分離が必要。 EOL End of Lifeの略。製品の生産・供給が終了すること。 アナログ・テック株式会社 8
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設備の予兆保全とデータ収集の基礎知識 基礎知識ガイド｜生産技術 PR｜データ収集・予兆保全の現場PCをお探しの方へ AT-IPC（エーティーアイピーシー）カスタム産業用PC 必要なI/O・設置環境・供給期間から構成を組み上げる産業用PCシリーズ。データ収集の器から、現場で のAI判断まで対応します。 01 I/Oと設置環境から 現場の制約を起点に構成を設計 02 AI判断にも対応 AI対応モデルで現場側での判定も 03 長期供給を前提に 長期運用を見据えた設計と保守体制 シリーズ 筐体タイプ 主な用途・特徴 省スペース・装置組込み・制御用途 AT-IPCF ファンレス小型 （広温度・PoE・防水の派生あり） AT-IPCFG ファンレス・AI対応 Hailo-8™／Jetson搭載のエッジAI AT-IPCW／WG ウォールマウント 壁面設置／高負荷AI処理・画像解析（GPU対応） AT-IPCR／RG ラックマウント1U〜4U サーバールーム・高拡張性／AI推論（GPU対応） AT-IPCTPG タッチパネル一体型 HMI・操作端末一体型 AT-Kit 評価キット AIアクセラレータの評価・PoC用途 具体的な仕様は、ご要件のヒアリング後に個別にご提案します。 商標について Hailo、Hailo-8は、Hailo社の商標または登録商標です。 NVIDIA、Jetson、CUDAは、米国およびその他の国におけるNVIDIA Corporationの商標または登録商標です。 その他、本書に記載の会社名・製品名・規格名は、各社・各団体の商標または登録商標です。 お問い合わせ｜アナログ・テック株式会社 AT-IPCは産業用PCのハードウェア製品です。アプリケーション・ソフトウェアの開発や監視システム全体のインテ グレーションは弊社の提供範囲外となります。仕様のご相談・お見積りに関するお問い合わせは、アナログ・テック 株式会社まで。 アナログ・テック株式会社 9