化学業界向けコラム

遠隔作業支援技術による設備保全の効率化と人材不足対策

設備保全のスマート化と人材不足

化学プラントや工場では、保全・保安業務のスマート化が進んでいます。IoT化やAI技術を活用することで自動化・省力化を進め、業界の課題である保全・保安員の人材不足を解決するためです。

一方で、保全・保安に関わる作業はまだまだ人が行わなくてはいけない作業が多いのが現状です。退職などにより、人材の減少が懸念されますが、人材教育でこの減少分を補うには時間と労力が必要になります。

この問題を解決するためには、置き換え可能なところからIoT技術やセンサーを提供しつつ、人の業務の軽減・効率化を検討する必要があります。

IoT・AIで対応できない保全・保全業務の課題

IoTやAI技術によりスマート化できるところから省力化・効率化が進められていますが、人の技術・技能を完璧に再現できる技術は現時点では難しいのが実際です。

人はIoTやAI技術で代替不可能な非常に優れたセンシング・診断能力を持っています。優れた五感に加え機械で検出できない直感的な感覚も備え、知識、経験を蓄積して高度な推測を行うことが可能です。

一方で、保安・保全員の人材不足、高齢化、技術伝承、感染症による行動制限、経費・人件費の増加などの問題への対応が課題となっています。

このため、保安・保全業務のスマート化だけではなく、IoTやAI技術で置換できない部分への対応が必要になります。

保全・点検部門における技術継承の課題

富士電機が2022年に実施した食品製造・化学工業の技能・技術継承に関する意識調査を実施しました。保全・点検部門の技術継承に関する問題・課題関する設問（フリーアンサー）では、熟練作業員から若手への技術継承をどうするかについてなどの課題があることが分かりました。

技術継承のためには教える側・教わる側の両方の人材が必要であり、人材育成も簡単ではありません。言い換えれば、保安・保全業務のスマート化を進めつつ、少ない人員で保安体制を維持・継続するための工夫などが必要だということになります

この課題に対する解決方法の一つが、遠隔作業支援技術です。

遠隔作業支援技術による設備保全の効率化と人材不足対策

遠隔作業支援技術を使用した製品・サービスにはさまざまなものがあります。化学業界の保安・保全分野で導入されるものとしては、スマートデバイスやクラウドサービスなどを使用し、現場作業の作業支援、効率化や設備保安の作業品質の維持・向上を実現するためのシステムがあります。

このシステムは一般に遠隔作業支援システムと呼ばれており、スマートデバイスとしてスマートグラスが採用されているものが多くあります。

例えば遠隔作業支援技術により、現場作業者と熟練作業者をリアルタイムにつなぎ、現地へ赴かなくとも画像や音声で複数の効率的に指示やアドバイスができるようになります。

スマートデバイスとしてのスマートグラス

スマートデバイスにはさまざまな種類・形態がありますが、スマートグラスは多機能・ハンズフリー・軽量であることなどから、スマートグラスが多く採用されています。

現場に必要な多くの機能を内蔵し、軽量で、作業員の視野を妨げず、またハンズフリーでの作業を実現できるというメリットがあります。

遠隔作業支援システムの役割・機能

一般に遠隔作業支援システムでは作業記録機能、現場と熟練作業員とのリアルタイムの状況共有、ノウハウの蓄積や遠隔による保安・保全作業支援機能などが利用できます。

提供されている主な機能には、写真・動画の撮影記録、ZoomなどのWeb会議システムを活用した双方向通信、音声入力機能（作業内容の記録などに活用）、QRコードなどを活用した設備情報の呼び出し、作業指示内容の表示、・マニュアル、ドキュメントや動画の表示などがあります。

このような機能を活用することで現場と現場以外の場所にいる作業員を画像、音声によって接続し、指示、支援、記録、情報共有を可能にします。

設備保全の効率化に役立つ機能

スマートグラスの性能は年々向上しています。高解像度のカメラでの画像・動画撮影、音声認識による音声入力、アプリケーションの充実、軽量化やバッテリー持続時間も改善されつづけています。いくつかこの例をご紹介します。

・写真・動画撮影

写真や動画に関しても、少し前の製品ではやはり解像度が低く、メモリ容量も小さく、音声も粗い、などの課題がありました。画像、音声記録が高解像度・高精度で記録できることで、教育資料や記録に十分役立てられ、作業記録と同時に写真を撮影、保存することもできるようになりました。

・音声入力

音声入力の面でも、昨今ではハンズフリー、音声認識コマンドでの操作など、かなり自由度が上がっており、音声認識により点検結果などを帳票入力することも普通にできるようになっています。これにより、ペーパレス化やリアルタイムのデータ分析なども可能になっています。

・通信・情報共有

スマートグラスを活用しない場合、現場と本部との情報共有が難しいという課題がありました。スマートグラスの通信・情報共有機能を使うことで、トラブル対応時の初動が素早く対応できるようになり、単に現場の画像を画面で共有するだけではなく、本部側の熟練作業者や作業指示担当者が画像に作業指示や、会議システムを使用した複数拠点からの支援も可能になりました。

・ディスプレイ

現場側ディスプレイも軽量、かつ小型、高精細になっており、細かな図面や仕様書を参照しながらの作業も簡単になりました。タブレットやスマートフォンを持ち歩くのも手がふさがってしまうため安全面でも問題となることがありますが、スマートグラスであればハンズフリーで保安・保全作業が可能になります。

このような機能・性能の向上により、設備保全作業においても、作業記録を残したり、遠隔指示やアドバイスを受けたり、作業手順書の閲覧がより効率的にできるようになりました。

今後もスマートグラスの性能の向上が期待されるため、従来適応が難しいとされていた業務にも利用が進んでいくと考えることができます。

化学工業における遠隔作業支援システムの利用動向

では化学工業において遠隔作業支援システムはどの程度導入が進んでいるのでしょうか。富士電機では2022年に化学工業の技能・技術継承に関する意識調査において、遠隔作業支援システムの利用状況を調査しました。

この調査によると、遠隔作業支援システムの活用について「取り組んでおり、うまくいっている」と回答したのは全体の12.6%、「取り組んだが、うまくいってない」が20.4%、「取り組んでいない」が55.6%となりました。従業員規模別では、5000人以上で導入が進んでいるという結果になりました。

考えられる理由の一つとしてはは2022年より以前に導入したスマートデバイスが現場のニーズに追いついていなかった可能性が考えられます。一方で、昨今はスマートデバイスが急速に進歩したこともあり、課題となっていたことが解消されていくことが予想されています。

スマート保安を実現するための遠隔作業支援システム

今後、IoTやAI分野の技術革新が進むことが期待されています。また、経済産業省が進めているスマート保安の実用範囲の拡大・利用環境整備が進むことで、多くのプラントや工場においてスマート保安が普及されると予測できます。

しかし、人が必須の保安・保全作業は多く、IoTやAI技術で代替不可能な作業がある等の課題が残されています。この課題を解決するためには、IoT技術やセンサーの導入を進めしつつ、人に依存した保安・保全業務の軽減・効率化を検討する必要があります。保全・保安のスマート化を成功させるためには、この点にも注目する必要があります。

遠隔作業支援システムを活用することで、これら課題を解決できる可能性があります。保安・保全業務の軽減・生産性向上をサポート・効率化することができ、作業記録や熟練技術者のノウハウとデジタル化していくことで人材育成や技術継承を可能にします。

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