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人間型の双腕ロボットが製造現場に与える影響とは?「人に近づけたい」という目的で作られた双腕ロボット。

2019年度 省エネ大賞受賞

2019年度 省エネ大賞受賞
アナログだった省エネの手法
これを自動化し、精度を上げた
「 F-MPC ZEBLA (ゼブラ) 」とは?

刻々と変化する工場全体の電気使用量をリアルタイムに制御し、「必要なところに必要な電気を適切に供給」する自動化システムが、工場の省エネの未来をリードしています。その開発の背景と効果を探っていきます。

開発本部器具システム開発部課長高橋秀夫 吹上工場製造部製造支援課設備・環境施設企画主任伊藤利宗 開発本部器具システム開発部課長高橋秀夫 吹上工場製造部製造支援課設備・環境施設企画主任伊藤利宗
2019年12月取材。所属、役職は取材当時のものです。

自動化された省エネとは?

「F-MPC ZABLA」による需要予測の例
「F-MPC ZABLA」による需要予測の例

─── これまででよく見られる省エネのケースは、エアコンの設定温度を変えてまわるようなアナログな方法でしたね。

伊藤:はい。よくある形としては、施設部門などが電気の使用量を管理しており、使用量が増えてくると施設部門から電話をかけて、使っていない機器の電源を切るよう依頼を行っているようです。そして、その電話を受けた各部署の担当者が、エアコンを切ったり設定温度を変えたり、あまり使われていない照明の電源を落としたりしているんですね。そういう私たち(吹上工場)も以前はそんな方法でした。

─── 電気の使用量の監視だけでなくコントロールまで自動で行う省エネと聞きましたが、どんな仕組みなのですか?

伊藤:当社が開発したZEBLAは、使用する電力量をピークなども含めて予測し、省エネにつなげるシステムです。
従来は、省エネと言えば先に述べたように、デマンドコントローラーという装置で使用電力を監視して、電力消費の多い部署に電話などで知らせるというアナログな手法で行われていました。この方法では、システムの前に人が常駐して使用電力量を監視し、その都度省エネの運用を考えなければなりません。監視と運用の工数が多いうえに、電話やメールで省エネの指示を出す担当者にとっても、対象部署とのやり取りに神経をつかってしまう、負担の大きな方式でした。
このような担当者の仕事を自動化したのが、ZEBLAシステムです。ZEBLAシステムでは、過去の電力使用状況のデータや天気、曜日なども含めて使用電力を予測することが可能になります。

「F-MPC ZABLA」によるエネルギー管理システムの構成例

─── ZEBLAとデマンドコントローラーの差は何なのでしょうか?

高橋:ZEBLAがデータを収集する方法として使用しているのは、これまで運用してきたデマンドコントローラーです。デマンドコントローラーが普及する前は、消費電力の監視方法は、工場や状況によりバラバラでした。デマンドコントローラーは、インターネットを使ってデータを集約し、いわゆるIoTのような運用を可能にしています。ZEBLAはこのシステムを利用し、より効率的で適切な制御を実現した新しいソフトです。

伊藤:デマンドコントローラーは、30分間の電気の使用量が契約デマンドを超えないように監視するのが役割でした。そして、30分毎に監視を続けて超過しないように手動で省エネを行っていました。
ZEBLAの場合は、過去のデータからその日の使用電気量のピーク時間を予測し、どうしても電気が足りないときには発電機を回したり、需要度の低い照明の間引きをしたりといった対策を予め自動的に行うことができます。

ZEBLAシステムの開発と運用について

ZEBLAシステムの開発と運用について

─── ZEBLAが開発された経緯とはどのようなものだったのでしょうか?

伊藤:きっかけは、お客様からの要望でした。補助金などの関係から、省エネの実績を数値で把握したいなどの要望があり、使用エネルギー量を減らし、コントロールし、監視できるシステムを作ろうというところから始まりました。
実際に開発したのは、システム部門のスタッフです。過去ログを分析し、現在の電力使用のパターンで使用量の推移がどうなるかを予測するアルゴリズムを開発しました。

─── 省エネの自動化によって、どのような効果・メリットがありましたか?

伊藤:これまで手動で行っていた電力消費量の予測の計算が自動で行われるようになったことが大きなメリットです。デマンドコントローラーのみで運用していた時は、刻々と変化する状況を読んで、省エネの指示を出さなくてはなりませんでした。ですから、例えばエアコンの電源をどうするかと考えているうちに時間帯が変わってしまい、それに伴い必要な省エネ対策が変わってしまうということもありました。その点、ZEBLAは自動で行っているため、リアルタイムな状況に沿った省エネ対策が行えます。

高橋:エアコンについての考え方も変わりました。以前は、真夏なのに省エネのためにエアコンを切ってしまい、作業者が暑い中で作業を行うこともありましたが、今では省エネの優先度が別な機器に変わり、工場の環境を作るエアコンは、サーバのような電源を切ってはいけない機器に近い位置づけとなりました。

伊藤:ZEBLAによる省エネ管理に信頼性や効果が認められたため、エアコンで電気を使っても別の場所で省エネができるという考え方ができるようになったのだと思います。

ZEBLAへの反応と今後の展開

ZEBLAへの反応と今後の展開

─── ZEBLAは表彰を受けたという話ですが、具体的には?

伊藤:平成28年度から関東地区電気使用合理化委員会表彰で『最優秀賞』を2年連続受賞し、その後『埼玉県知事賞』、平成30年度には関東経済産業局長表彰で『局長表彰』を受賞。
そして直近では、令和元年12月に『省エネ大賞』を受賞しました。

─── 「省エネの自動化」について、今後どのような展開を考えていますか?

伊藤:電気だけでなく、ガスや水にも監視と制御の範囲を広げていきたいと考えています。監視する機器はあるものの、電気のようにリアルタイムで情報を収集できるシステムが今のところありませんので、電気と同じように収集できるようにしたいです。
また、天気予報と組み合わせて自然エネルギ―の創エネルギ―の変動や需要エネルギーの変動を予測に加える等、予測システムのさらなる向上を目指したいと考えています。

2019年度省エネ大賞を受賞しました。

2019年12月、「電力予測システム(F-MPC ZEBLA)活用による省エネ推進」という
テーマで、富士電機機器制御株式会社吹上工場が2019年省エネ大賞を受賞しました。

過去に頂いた様々な省エネの評価も、今回の受賞という結果に繋がりました。

  • 埼玉県電気使用合理化委員会
    平成29年度『埼玉県知事賞』受賞

  • 関東地区電気使用合理化委員会表彰
    平成28・29年度『最優秀賞』
    2年連続受賞

  • 関東経済産業局長表彰
    平成30年度『局長表彰』受賞

今後もシステムのさらなる向上、情報発信を通して、さまざまな現場の省エネに貢献してまいります。

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