導入事例
オンライン分析の代替・補完による保全省力化・コスト削減

オンライン分析装置の閉塞・故障による欠測を、工程変数から1分間隔で推定し補完。監視を継続し、保全の非定常業務を90%以上削減。

オンライン分析の代替・補完による保全省力化・コスト削減のリーフレットイメージ

 省力化   コスト削減   DX 

化学メーカーA社の連続圧縮装置の運用において、オンライン分析装置の閉塞・故障が発生すると分析データが得られず、復旧作業や予備機の運用によるコスト・人的負担が課題でした。

そこでソフトセンサを導入し、1分間隔のプロセス変数から目的成分濃度を推定してトレンド表示しました。その結果、保全業務の90%以上削減、設備・保全・人件費を大幅に削減しました。

化学メーカーの安定操業を支えるオンライン分析装置

連続運転や品質のばらつき抑制が求められる化学メーカーの製造現場では、オンライン分析装置が工程の状態把握や品質管理に用いられています。

しかし、サンプリングチューブの閉塞・汚れ、点検・校正の負荷、装置停止時の欠測(データ欠損)が発生すると、データの連続性が損なわれ、復旧作業や予備機運用などの運用負荷が課題となる場合があります。

この課題を解決するため近年では、運用・保全の進め方やデータ活用の見直しが進んでいます。

製造管理DX化に期待される「工程管理の最適化」と「データの利活用の推進」

富士電機が実施した調査「化学工業における製造管理のDX化の現状と課題」(2024年)によると、製造管理のDX化で期待する効果(複数回答)では、『工程管理の最適化』(69.5%)が最多でした。

続いて「データの利活用の推進」(61.0%)、「設備稼働率の向上」(47.5%)、「不良品率の低減」(32.6%)が挙がっており、状態把握の強化を通じて安定稼働と品質安定を両立したいニーズがうかがえます。

「化学工業における製造管理のDX化の現状と課題」(2024年)
出所:「化学工業における製造管理のDX化の現状と課題」富士電機 2024

オンライン分析装置の安定運用に向けた検討ポイント

工程の最適化やデータ活用、設備稼働率の向上を進めるうえで、オンライン分析装置のデータを継続的に取得できることが重要になります。対応策は装置冗長化の他、以下の観点で整理・検討することができます。


・データ基盤整備
 DCS/PLCや分析・設備データを一元化し、時刻同期・履歴化する。

・データ品質管理
 欠測・外れ値・ドリフト、保全影響を管理し、使える品質を確保する。

・ソフトセンサ(推定計測)
 連続データから品質指標・状態量を推定し、間欠測定や分析遅れを補完する。


以下では、オンライン分析装置の代替・補完としてソフトセンサを導入した事例をご紹介します。

導入事例:オンライン分析の代替・補完による保全省力化・コスト削減

ソフトセンサによるサンプリング分析への適用イメージ

[導入概要]
導入企業:化学メーカーA社
対象設備:連続圧縮装置
導入製品:ソフトセンサ構築/演算ツール EFPROSENS(エフプロセンス)

化学メーカーA社では、ある製造工程において、オンライン分析装置の閉塞・故障が発生した場合、分析データが得られないという課題がありました。そこでソフトセンサを導入し、プロセス変数から原料中の目的成分濃度を1分間隔で推定、トレンド表示する仕組みを構築しました。

[導入以前の課題]
・サンプリングチューブが閉塞した場合や分析装置が故障した場合、分析データが得られない。
・復旧作業や予備機運用が必要となり、運用コスト・人的負担が大きい。
・高価なオンライン分析装置の冗長化により、設備コストの増加を招いていた。

[導入効果]
・サンプリングチューブの閉塞解除、および復旧に伴う手続き業務を90%以上削減。
・非定常業務(装置復旧・交換等)を90%以上削減。
・予備装置が不要となったことで、設備投資・保全費・人件費を大幅に削減。

関連:ソフトセンサ技術(推算用モデル式構築/演算ツール)

現場でのサンプリングなど、短時間、定周期で計測しにくい目的値を「ソフトセンサ技術」で自動で連続推定。アナリティクス・A(I 解析・最適化技術)で「見える化」して、現場にフィードバック。化学、鉄鋼、⾷品、製薬分野の「操業」「設備管理」「エネルギー利用」の最適化をサポートします。

プラントの操業最適化・省エネ・品質安定化を支援するソフトセンサ技術

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