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予知保全を可能にするシンプルでコスト効率性に優れた Amazon Monitron
本日、Amazon Monitron を発表しました。Amazon Monitron は状態モニタリングサービスで、潜在的な障害の検出、および開発中の誤りの追跡により、予知保全を実施し、予期しないダウンタイムを低減できます。
実話：数ヶ月前、私は新しい洗濯機を購入しました。配達業者が地下室にそれを設置した時に、最近製品は数年も持たなく、信頼できなくなっていることについて雑談しました。彼が去ろうした時に、私は老朽化してメンテナンスが不十分な給湯器を指さし、数週間後にこれを新しいものと交換することを伝えました。信じがたいことに、次の日それが壊れました。どうぞ、笑ってください。事前に計画していないので当然のことです。
この出来事には苛立ちましたが、生産ラインや倉庫などの産業環境で機械の予期せぬ故障による時間やコストの巨大な損失に比べれば、何てことありません。砂粒が原因で予定外の停止が起こることもあります。事は最悪の形で、最悪の時に起こる可能性が高い、そして結果として、深刻なビジネスへの影響をもたらすということを、マーフィーの法則から学びました。
故障を回避するために、信頼性マネージャやメンテナンス技術者が次の 3 つの戦略を組み合わせることがよくあります。
- 故障まで実行 ：確実に動作しなくなるまで、メンテナンスをせずに機器を操作させる。修理の完了後、機器を稼働状態に戻す。ただし、機器の状態は不明で、故障は制御不能です。
- 計画的保守 : 状態に関係なく、事前定義された保守作業が定期的または計量の基準で実行される。計画的なメンテナンス活動の有効性は、メンテナンスの指示や計画するサイクルの良し悪しに依存します。機器のメンテナンスが過剰だったり、あるいは不十分だったりする場合に、不必要なコストが発生したり、故障が発生したりする危険性があります。
- 状態基準保全 : 監視対象コンポーネントの状態が定義済みのしきい値を超えたときにメンテナンスを完了させる。耐性、振動、温度などの物理的特性を監視することは、より適切な戦略です。これにより、メンテナンスの必要性やメンテナンスコストを低減できます。
- 予知保全 : コンポーネントの状態を監視し、潜在的な障害を検出し、障害の発生を追跡する。メンテナンスは、将来予想される障害発生の前に、且つメンテナンスの総コストが最も効率の高いときに計画します。
状態基準保全と予知保全では、重要な機器にセンサーを設置する必要があります。これらのセンサは、温度や振動などの物理量を測定し、取得します。その変化は、潜在的な故障または悪化状態の先行指標となります。
ご想像のとおり、このようなメンテナンスシステムの構築と導入には、特注のハードウェア、ソフトウェア、インフラストラクチャ、プロセスなどが必要で、長期的かつ複雑でコストのかかるプロジェクトになる可能性があります。お客様から支援を求められ、この事業に取り組みました。
Amazon Monitron のご紹介
Amazon Monitron は、簡単に利用ができて、費用対効果の高い監視サービスで、施設内の機器の状態を監視し、予知保全プログラムを実施します。
Amazon Monitron の設定はとても簡単です。まず、 Monitron センサーをインストールします。これで、ベアリング、ギアボックス、モーター、ポンプ、コンプレッサ、ファンなどの回転機械から振動と温度データを取得します。センサーは、Bluetooth Low Energy (BLE) 技術を使用して、振動と温度の測定値を近くの Monitron ゲートウェイに毎時送信します。センサーを少なくとも 3 年間稼働させることができます。 Monitron ゲートウェイ自体は WiFi ネットワークに接続され、センサーデータを AWS に送信します。データは格納され、機械学習と ISO 20816 振動関連規格を使用して分析されます。
通信頻度が低いため、最大 20 個のセンサーを 1 つのゲートウェイに接続でき、(潜在的な干渉に依存しますが) 最大 30m 離れた場所に配置できます。Amazon Monitron のスケーラビリティとコスト効率により、従来は高価だった機器に搭載するセンサーを必要な数だけ導入できるようになりました。他のデータ駆動型アプリケーションと同様に、セキュリティは当社の最優先事項です。 Monitron サービスでは、ゲートウェイとセンサーを認証して、正当であることを確認します。また、データはエンドツーエンドで暗号化されますが、ゲートウェイで復号化が行われることはありません。
ゲートウェイとセンサーをセットアップするには、ゲートウェイセットアップ用の Bluetooth サポートと NFC のサポートがセンサーセットアップをサポートを使用して モバイルアプリケーションを Android モバイルデバイスにインストールするだけです。この手順はとても簡単で、数分後にはモニタリングできるようになります。また、技術者はモバイルアプリケーションを使用して、異常な機械状態を示すアラートを受信できます。これらのアラートを認識し、フィードバックを提供して精度を向上させることができます (誤アラートや異常の見逃しを最小限にします)。
現在、お客様は Amazon Monitron をすでに使用しています。以下にいくつかの例を挙げます。
フェンダー (Fender Musical Instruments Corporation) は、象徴的なブランドであり、弦楽器とアンプのトップメーカーです。フェンダーでファシリティのグローバルディレクターを務める ビル・ホームズ (Bill Holmes) は、次のように語っています。「 過去 1 年間、当社が AWS と提携し、製造事業を成功させる上で重要ではあるが時々見過ごされる部分を開発しました。これで、機器の状態がわかります。機器の稼働時間は、世界中のメーカーにとってグローバル市場で競争力を維持するのに最も重要なものです。機器の稼働を確保し、突然の故障で慌てないようにすることで、当社の機器を最大限に活用できるようになります。予期しないダウンタイムでは、故障の解決では生産と労力の両方の損失により費用がかかります。 Amazon Monitron の状態監視システムを利用すれば、大規模な産業や小規模の「小商いの店」は機器の深刻な故障による停止を事前に予測できるようになります。これにより、機器が故障する前に修理を予定できるようになります。」
GE Gas Power は、発電機器、ソリューション、サービスのリーディングプロバイダーです。世界中でたくさんの製造拠点を運営していますが、製造装置の多くは接続がなく、ヘルス状態を監視できていません。GE Gas PowerManufacturing の CIO である Magnus Akesson は次のように述べています。「 当然ですが、これらの資産を大規模に接続して監視できれば、メンテナンスコストとダウンタイムの両方を削減できます。さらに、先進的なアルゴリズムを活用して、現在の状態だけでなく、将来のヘルス状態を予測し、異常動作を検出できるようになることが期待されています。これにより、事後保全から予測可能な規範メンテナンスの実践に移行することができます。Amazon Monitron を利用すれば、センサーを使用して資産をすばやく改造し、AWS クラウドのリアルタイム分析にアクセスできるようになります。深い技術スキルを必要とせず、また独自の IT と OT ネットワークを構成する必要もなく、これを構築できます。振動を起こしやすいタンブラーに関する最初の作業から、 このビジョンが驚くべきスピードで実現するのを見ています。オペレータやメンテナンスチームにとっての使いやすさ、シンプルさ、そして大規模に実施できる能力は、GE にとって非常に魅力的です。パイロット期間中にリモートの OTA ファームウェアをアップグレードすることで、センサーを物理的に触れることなく、ワンクリックでセンサーを更新できます。この機能は、規模が拡大するにつれ、センサ群をサポートおよび維持するために重要になります。」
それでは、Amazon Monitron を始める方法をお見せしましょう。
Amazon Monitron のセットアップ
まず、Monitron コンソールを開きます。わずか数クリックで、プロジェクトと管理を許可された管理ユーザーを作成できます。コンソールで提供されているリンクを使用して、 Monitron モバイルアプリケーションをダウンロードして Android 携帯電話にインストールします。アプリを開き、管理者の認証情報を使ってログインします。
最初のステップは、アセット、センサー、ゲートウェイを記述するサイトを作成することです。それに「my-thor-project.」と名前を付けます。
ゲートウェイを追加しましょう。携帯電話で Bluetooth を有効にして、ゲートウェイのペアリングボタンを押します。
ゲートウェイの名前がすぐに表示されます。
ゲートウェイを選択し、AWS に接続できるように自身の WiFi 認証情報を使用してゲートウェイを設定します。数秒後、ゲートウェイはオンラインになります。
次のステップでは、監視したいモーターとポンプを使用して、プロセスウォーターポンプセットなど、監視したいアセットを作成します。まずアセット自体を作成し、その名前と、適切なISO 20816クラス（機械振動の測定と評価用の規格）を定義します。
次に、モーター用のセンサーを追加します。
推奨されている接着剤を使ってセンサーをモーターに物理的に取り付けることから始めます。次に、センサーの位置を指定し、スマートフォンで NFC を有効にし、携帯電話でモーターに取り付けた Monitron センサーをタップします。数秒以内に、センサーが試運転されます。
ポンプに同じ操作を繰り返します。アセットを見れば、両方のセンサーが動作していることがわかります。
只今、温度と振動の情報を取得しています。最近多くはありませんが、モバイルアプリでグラフを表示できます。
ゲートウェイがこのデータを時間とともに AWS に安全に送信します。データは、障害の予兆ないか分析されます。アセットのいずれかで予兆が見られた場合、モバイルアプリケーションでアラートを受け取り、履歴データを視覚化し、最善の行動を決定することができます。
開始方法
ご覧のとおり、 Monitron を使い、センサーを簡単に導入でき、予知保全アプリケーションを実現します。このサービスは、現在 米国東部 (バージニア北部) リージョンで提供されており、これを利用するにはセンサー 1 個あたり年間 50 USD かかります。
サービス評価用の Monitron スターターキットには、必要なもの (取り付けキット、5 個のセンサー、電源装置を備えたゲートウェイ) がすべて含まれています。715 USD でご利用いただけます。その後、追加のセンサーを使用してデプロイを拡張できます。このセンサーは、5 パックで 575 USDで購入できます。
Amazon Monitron をお試して、ご意見をお知らせください。 お客様からのフィードバックをお待ちしております。フィードバックは、通常の AWS サポート連絡先、または の AWS フォーラムを通じて送付されます。
メンテナンス管理作業について時間を割いて教えてくれた、同僚の Dave Manley に感謝します。