工場の設備管理（設備保全）とは？主な課題と解決方法を解説

こんにちは。現場の最適化を実現するソリューション「WORKFRONTシリーズ」で、品質向上・生産性向上・省エネ推進をご支援する日立ケーイーシステムズのライターチームです。

工場の設備管理とは、生産活動に不可欠な機械や設備が常に正常な状態で稼働するように維持・管理する活動全般を指します。一般的に「設備保全」とも呼ばれ、単なる修理だけでなく、点検、検査、更新なども含みます。

この記事では、工場における設備保全の重要性から、多くの現場が抱える課題、そしてIoTなどを活用した最新の解決方法までを網羅的に解説します。

設備管理の基礎については「設備管理の基礎とIoT時代の課題」で詳しく紹介しています。

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工場の生産性を左右する設備管理（設備保全）の重要性

工場における設備管理（設備保全）は、生産ラインを安定的に稼働させるために不可欠な業務です。

その目的は多岐にわたり、設備の故障を未然に防ぐことによる生産計画の遵守、製品品質の維持、さらには設備の長寿命化によるコスト削減や、従業員の安全確保まで含まれます。

適切な設備保全は、工場の競争力を直接的に支える重要な基盤となります。

安定した生産体制を維持し製品の品質を担保する

設備管理の最も重要な目的の一つは、設備の突発的な故障や不具合を防ぎ、安定した生産体制を維持することです。

機械の性能が低下したり、予期せぬ停止が発生したりすると、生産計画に遅れが生じるだけでなく、製品の品質にばらつきが出る原因にもなります。

定期的な点検やメンテナンスといった保全活動は、常に一定の品質を保った製品を、計画通りに生産するための根幹を支える役割を担っています。

設備の長寿命化と安全な作業環境を実現する

適切な設備管理は、工場の資産である設備の寿命を最大限に延ばすことにも繋がります。

計画的なメンテナンスや部品交換を行うことで、大規模な故障や設備全体の更新といった多額のコストが発生するリスクを低減できます。

また、設備の老朽化や不具合は、重大な労働災害を引き起こす危険性もはらんでいます。

日々の保全活動を通じて設備を健全な状態に保つことは、従業員が安全に働ける作業環境を実現する上でも極めて重要です。

設備管理における3つの主要な保全方式

設備管理には、そのタイミングや手法によって大きく3つの保全方式が存在します。

故障が発生してから対応する「事後保全」、計画的に故障を防ぐ「予防保全」、そして故障の兆候を捉えて対応する「予知保全」です。

それぞれの方法にメリット・デメリットがあり、管理対象の設備や工場の状況に応じて最適な方式を選択、あるいは組み合わせて運用することが求められます。

設備保全については「設備保全とは？保守・メンテナンスとの違い、IoT活用まで解説」で詳しく紹介しています。

故障が発生した後に対応する「事後保全（BM）」

事後保全は、設備に故障や不具合といったトラブルが発生した後に、修理や部品交換を行う保全方法です。故障するまで設備を使い続けられるため、部品の交換サイクルを最大限に延ばせるという利点があります。

しかし、故障は予期せず発生するため、生産ラインが突然停止し、長期間のダウンタイムにつながるリスクを抱えています。

また、関連部品へのダメージ波及など、結果的に修理コストが大きくなる可能性も否定できません。

計画に基づいて定期的に実施する「予防保全（PM）」

予防保全は、あらかじめ定められた計画に基づき、定期的に設備の点検や部品交換を行うことで、故障を未然に防ぐ保全方法です。具体的には、時間基準保全と状態基準保全の2種類に大別されます。

時間基準保全は、一定の使用時間や期間ごとにメンテナンスを実施する方法です。計画的に実施できるため突発的な停止を防ぎやすい一方、まだ使用できる部品まで交換してしまい、コストが高くなる傾向があります。

予防保全については「予防保全とは｜種類と効果、導入時の注意点や計画づくり」で詳しく紹介しています。

設備の状態を監視して故障の兆候を掴む「予知保全（CBM）」

予知保全は、IoTセンサーなどを活用して設備の稼働状態を常時監視し、そのデータから故障の兆候を検知したタイミングで保全作業を行う方法です。

従来の予防保全よりも一歩進んだ考え方で、部品の寿命を最大限に活用しつつ、突発的な故障も防ぐことが可能になります。

点検の自動化やメンテナンスの最適化を実現できるため、コストと生産性の両面で大きなメリットが期待される先進的な保全方式です。

多くの工場が直面する設備管理の3つの課題

多くの工場では、生産性を維持し向上させるために設備管理の重要性を認識しつつも、さまざまな課題に直面しています。

特に、熟練技術者への依存、アナログな情報管理、および煩雑な部品管理は、多くの現場で共通して見られる問題です。

これらの課題は、効率的な保全活動を妨げ、結果として工場全体の生産性に影響を及ぼす可能性があります。

担当者の経験や勘に依存してしまう業務の属人化

設備管理、特にトラブルシューティングにおいては、長年の経験を持つ熟練担当者のスキルや知識に頼る場面が多く見られます。

特定の担当者しか対応できない状況は、業務の属人化という大きな課題を生み出します。この状態では、担当者の退職や異動によってノウハウが失われるリスクがあるだけでなく、若手への技術継承も進みません。

結果として、組織全体の対応力が低下し、安定した設備管理が困難になります。

紙やExcelでの管理による情報共有の遅れと入力ミス

設備の点検履歴や修理報告などを、いまだに紙の帳票や個人のExcelファイルで管理している工場は少なくありません。

こうしたアナログな管理ツールは、情報のリアルタイムな共有を妨げる大きな問題点を抱えています。担当者ごとに記録の粒度が異なったり、事務所に戻ってからデータを転記する際にミスが発生したりする可能性があります。

また、過去のトラブル事例や対策を検索するのにも時間がかかり、迅速な意思決定の妨げとなる課題があります。

予備品や工具の管理が煩雑で探索に時間がかかる

設備管理には、多種多様な予備品や専門的な工具が不可欠です。

しかし、これらの在庫管理が適切に行われていないと、いざメンテナンスが必要になった際に「どこに保管したか分からない」「在庫が切れていた」といった問題が発生します。必要な物品を探すために作業が中断し、設備のダウンタイムが長引く原因となります。

この探索時間は直接生産に寄与しないため、管理の煩雑さが業務効率を低下させる大きな課題となっています。

IoT/DXで実現する設備管理の課題解決アプローチ

属人化やアナログ管理といった工場が抱える設備管理の課題は、IoTやDXといったデジタル技術を活用することで解決できます。

センサーによるデータ収集の自動化、システムによる情報の一元化、そしてデータ分析による予知保全の実現は、設備管理をより効率的かつ高度なものへと変革させるための有効な方法です。

これらのソリューションは、従来の課題を根本から解消する力を持っています。

工場の設備管理を変えるIoT活用術については「工場の設備管理を変えるIoT活用術｜仕組み・導入メリット・事例」で詳しく紹介しています。

センサーによるデータ収集で点検作業を効率化する

IoTセンサーを設備に取り付けることで、これまで人の手で行っていた巡回点検作業の多くを自動化できます。温度、振動、圧力、電流といった多様なデータを24時間365日、人手を介さずに収集・監視することが可能です。

これにより、点検業務にかかる工数を大幅に削減できるだけでなく、担当者の勘や経験に頼っていた状態判断を、客観的なデータに基づいて行うことが可能になります。後付け可能なセンサーツールも多く、既存設備にも導入しやすいのが特徴です。

IoTでできるデータ収集については「IoTでできるデータ収集とは？目的・方法・活用例までわかりやすく解説」で詳しく紹介しています。

設備管理システムで情報を一元化し属人化を解消する

設備管理システム（CMMS）などの専門ツールを導入することで、設備の基本情報、点検計画、修理履歴、図面といったあらゆる情報をデジタルデータとして一元管理できます。

情報がシステムに集約されることで、担当者なら誰でも必要な情報に迅速にアクセスできるようになり、業務の属人化という課題を解消します。過去のトラブル事例や対応策を容易に検索・共有できるため、若手技術者の教育や組織全体のスキル向上にも貢献するソリューションです。

設備保全の見える化については「設備保全の見える化とは？得られる効果や注意点を解説」で詳しく紹介しています。

収集したデータを分析し予知保全でダウンタイムを最小化する

IoTセンサーで収集した膨大な稼働データを分析することで、設備の異常や故障の予兆を事前に検知する予知保全が可能になります。

これにより、トラブルが発生する前に最適なタイミングでメンテナンスを実施できるため、突発的な生産停止のリスクを大幅に低減できます。

計画外のダウンタイムを最小化することは、生産性の向上に直結します。データ分析に基づいた客観的な判断は、従来の予防保全よりもさらに効率的な設備管理を実現します。

現場データの収集から可視化までを迅速に実現する「WORKFRONT」

「WORKFRONT」は、工場の生産設備から医療機関のクリーンルーム、食品工場の温度管理まで、様々な現場におけるデータの収集、蓄積、可視化を迅速に実現するIoTソリューションです。

稼働モニタリングや設備保全のデジタル化を支援し、現場のデータを見える化することでお客様の業務効率化とPDCAサイクルの高速化をサポートします。

各種PLCやセンサーからのデータ収集ツールとして、また、クラウド上で設備の状態を監視するプラットフォームとして機能します。

WORKFRONTについては「IoTプラットフォームWORKFRONT」で詳しく紹介しています。

「WORKFRONT」による設備管理の改善事例

「WORKFRONT」は、業種や規模を問わず、様々な工場の設備管理における課題解決に貢献しています。

ここでは、金属加工業、薬品製造業、重機製造業という3つの異なる分野における導入事例を紹介し、どのようにしてデータ活用が現場の改善につながったのかを具体的に解説します。

【金属加工業】品質管理プラットフォーム構築でデータ収集・分析を自動化

ある金属加工業の工場では、品質に影響する設備パラメータを熟練者の経験と勘に頼って制御しており、技術継承やデータ収集の負担が課題でした。

そこで「WORKFRONT」を導入し、品質管理プラットフォームを構築。生産設備と検査設備からデータを自動収集し、集計・分析・可視化までを自動化しました。

これにより、品質に関するノウハウが形式知化され、分析工数が大幅に削減されるとともに、データに基づいた客観的な品質管理が実現しました。

【薬品製造業】製造KPIの可視化でボトルネックを改善し生産性を向上

薬品製造業の工場では、生産実績を紙で管理していたため、リアルタイムな進捗状況の把握や、段取り替えに要する時間の分析が困難という課題を抱えていました。

この課題に対し、「WORKFRONT」を活用して製造KPI改善プラットフォームを構築。タッチパネルからの実績入力をデジタル化し、生産進捗をダッシュボードでリアルタイムに可視化しました。

工程実績を正確に把握できるようになったことで、製造のボトルネックが明確になり、生産性向上のための具体的な改善活動へと繋がりました。

【重機製造業】遠隔稼働監視による保守サービスDXでメンテナンスを効率化

遠隔地に納入した多数の建設機械の保守に課題を抱えていた重機製造業では、WORKFRONTを導入し、遠隔稼働監視システムを構築しました。

GPSとIoT技術を活用して各重機の位置情報や稼働データを自動で収集・可視化。これにより、現地に行かなくても機械の状態を正確に把握できるようになり、エラー発生時の迅速な初動対応や計画的なメンテナンスが可能になりました。

結果として、保守サービスのDXが実現し、業務の大幅な効率化を達成しました。

工場の設備管理に関するよくある質問

ここでは、工場の設備管理という仕事に関心を持つ方々から寄せられる、代表的な質問とその回答をご紹介します。

仕事内容の違いから必要な資格、未経験からの挑戦の可能性まで、設備管理のキャリアを考える上での基本的な知識を解説します。

設備管理とビルメンテナンス（ビルメン）の仕事内容はどう違いますか？

主な違いは管理対象です。設備管理は工場の生産機械や関連設備が対象で、生産性の維持・向上が主な目的です。

一方、ビルメンテナンスは商業ビル等の空調・電気・給排水といった建物のインフラ設備が対象で、利用者の快適性や安全確保が主な目的となります。

設備管理の仕事で役立つ、あるいは取得すべき資格は何ですか？

第二種電気工事士、二級ボイラー技士、危険物取扱者乙種4類、第三種冷凍機械責任者の4つは「ビルメン4点セット」と呼ばれ、汎用性が高い資格です。

その他、機械保全技能士や自主保全士といった専門資格もスキルアップやキャリア形成に役立ちます。

未経験からでも設備管理の仕事に就くことは可能ですか？

はい、可能です。設備管理の仕事は未経験者を歓迎する求人も多く、入社後の研修やOJT、資格取得支援制度が充実している企業も少なくありません。

専門知識やスキルも重要ですが、安全に対する意識の高さや、新しいことを学ぶ意欲が重視される傾向にあります。

日立ケーイーシステムズが選ばれる3つの理由

日立ケーイーシステムズは、長年にわたり製造現場の課題解決に携わってきました。

単なる製品販売にとどまらず、お客様の状況に合わせた最適なソリューションを、構想から導入、運用、保守まで一貫してサポートできる体制が強みです。

IoTやDXを活用した設備管理の高度化において、当社がお客様から選ばれる理由を3つのポイントに絞ってご紹介します。

データ収集からクラウド運用までワンストップで提供

日立ケーイーシステムズは、現場の設備からデータを収集するためのIoTゲートウェイ装置の選定・提供から、通信回線、そして収集したデータを蓄積・可視化するクラウド環境の構築・運用まで、すべてをワンストップで提供可能です。

複数のベンダーとやり取りする煩雑さがなく、IoT導入に関するすべてを任せられるため、お客様は安心してプロジェクトを推進できます。

既存設備にも対応できる柔軟なシステム構築力

多くの工場では、製造年代やメーカーが異なる多種多様な設備が混在しています。

当社は、特定のメーカーに縛られることなく、お客様の既存設備やネットワーク環境を最大限に活用した柔軟なシステム構築を得意としています。

PLCの種類が異なる設備間でもデータを収集・統合し、工場全体の見える化を実現するソリューションを提供します。

IoT基盤の維持管理をアウトソースでき本来業務に集中可能

IoTシステムは導入して終わりではなく、サーバーやアプリケーションの継続的な維持管理が必要です。

日立ケーイーシステムズでは、このIoT基盤の維持管理業務をサービスとして提供しています。

専門的な知識が必要なインフラのメンテナンスをアウトソースできるため、お客様はシステムの安定稼働を気にすることなく、収集されたデータを活用した分析や改善といった本来の業務に集中できます。