１．はじめに

工場で製品を作り、幅広いユーザーにいつでも届けるためには、常に安定した生産が欠かせません。
そのためには、工場の停止などは避けなければなりません。万一、異常で工場停止しても、在庫分が吐き出されるまでには、生産再開しなければ、日本だけでなく世界の需要家に影響を及ぼしかねません。

そのために、工場は絶対に停止しない、万一停止してもすぐに再開できるという機器やシステムの構成が必要となります。
このコラムでは、工場の製造に関わる機器のメンテナンス(保全)についてご紹介します。

FAプロダクツでは、工場設備のメンテナンス・リプレースにご対応いたします。

• 老朽化した設備を入れ替えたい
• 手書き図面をデジタル化したい
• 緊急のメンテナンスをお願いしたい

といったお悩みのお持ちの方は、ぜひ下記フォームやお電話より、お気軽にお問い合わせください。弊社が納品したもの以外の設備にもご対応いたします。

２．工場の製造に関わる機器の問題

図1は、製造現場で、ベルトコンベアに乗った原材料を、加工・組立を行って製品とし、製品として異常がないかを画像処理装置で確認し、出荷するという製造工程のイメージ図です。

図1の設備で問題となることは、

「製品製造に関わる機器が停止することで、工場全体が停止してしまう」

ということです。そうならないためには、

「問題が起きないために、機器の保全を行う」

必要があります。具体的には以下のようなことが考えられます。

• いつ故障が起きても対応できるように、製造機器のバックアップをもつ(二重化)。
• 機器が故障したときは、予備の機器で取替る。
• 工場全体の機器全体は、定期的に検査・補修して故障が起こらないようにする。
• 定期的な検査を行う機器は、重要度、劣化スピードを考慮して、検査周期を設定する。
• 検査のための費用を毎年予算計上する。

  
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３．機器の寿命イメージ

図2で紹介することは、一般的な機器が、製品になってから故障するまでの期間の様子を描いた、「バスタブ曲線」と呼ばれる図です。

機器は次のような3つのパターンで故障を繰り返します。なお、ここでの機器とは、システム機器も同様です。

(１)　初期故障期(DFR型)

• 機器にはいろいろなミスや部品のエージング不足があるため、思わぬ故障が起こります。
• この故障期間は、製造品のはじめは故障が多く出ますが、その原因を対応することで、故障が減少していく期間です。
• 製品に潜在する設計ミス、工程欠陥などで生じるため、この欠陥を早く見つけ対策することで、機器は安定化します。

(２)　偶発故障期(CFR型)

• この故障期間は、ミスやエージング不足といった故障要因が取り除かれるため、故障の発生は少なくなります。偶発的な故障のみが起こります。
• 製品として安定している時期です。この期間の長さを耐用寿命とも言います。

(３)　摩耗故障期(IFR型)

• この故障期間は、機器の部品の寿命となる期間に入るため、機器の故障が増加します。
• 製品構成部品の摩耗や劣化によって起こるため、摩耗が始まる前に、摩耗部品の交換などの保全ができれば、耐用寿命を延長することができます。

4．工場のメンテナンス

工場の製造ラインで稼働する機器やシステムは、ほぼすべて前の章で述べたような故障モードが存在します。
しかし、そのような機器の故障グレードがどうであっても、機器の故障で工場を停止するわけにはいきません。
そのため、工場の機器やシステムに対しては、機器の重要性に応じた保全対策を講じることが必要です。
工場の機器のグレードに応じて、一例として、次のような対応策が有効です。

• 工場稼働中は絶対に止められない機器への対応
  (予備部品の確保や二重化構成など)
• 工場稼働中に止まってもすぐに修復(取替)できるような対応
  (停止部分のみ停止し、他は稼働できる製造工程など)
• 工場稼働中に壊れたら取り換えることでの工場再開対応
  (止める時間は短くするがリミット時間を決める)
• 工場稼働中に壊れたれても代替で一次的代行対応
  (代替機器や部品の確保、予備品化)
• 計画的に補修する時間を決めて補修する対応
  (1年に1回、数年に1回のように機器ごとに定期検査・交換期間を設定する)
• 次回に工場全体が停止する機会に補修するよう計画する対応
  (定期に行う工場全停止時に、寿命に近づいた機器を無条件交換する)

5．保全に必要な機器交換

前項で説明した通り、保全作業を行う際には、機器に故障の前兆が見られた・寿命に近づいた機器を交換することで故障や停止を防ぐことが重要です。
通常、交換部品が入手できなくなった場合は、その機器の製品寿命と考えて新規導入を検討する必要があります。
しかしながら、生産に欠かせないもので新規設備まで繋ぎの期間は稼働させる必要がある場合に、中古FA機器サイトで取り扱っている部品の購入検討も手段のひとつです。
また、寿命を迎える前に製品品種切り替えなどで使用しなくなり工場に置かれている機器は、中古FA機器サイトにて買取を依頼することで工場スペースの有効活用が可能です。

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6．保全の形態

図3に保全の形態のイメージを紹介します。

保全は大きく分けると、2つに分けられます。

(１)　予防保全

機器が故障しないように、常日頃から、必要な個所を点検又は、定期に部品交換などを行います。

1. 時間計画保全
   機器の故障モードにあった時間で補修計画する保全です。
2. この中で、「日常点検」は特に重要な項目で、毎日、定期に同じ機器の状態を監視することで、ちょっとした異常、放っておけば大事に至る異常を見つけることができます。

(２)　事後保全

1. 通常予定保全
   突発的に故障した機器の修復保全を行います。機器の多くは予備品を持っているため、取り換えることで修復可能です。
2. 緊急保全
   突発的に故障が起きた機器でも、部品や予備品がないなど、すぐの対応が難しい場合があります。そのようなときは、メーカーを含めた関連会社から必要な機器・部品を調達し対応します。

7．工場機器の保全を行うための人員

これまで紹介してきました工場設備の保全を行うためには、その保全を行う人員が必要です。しかも、その人員は、単に機器を取り換えるための労働力を提供する人員ではなく、故障した機器の何が悪く、何を取替、どれだけの時間を要するかなど、機器に精通した人員です。

(１)　保全人員の役割

• 普段の消耗品、故障機器の取替ができるようにする。
• 特殊な機器は教育・訓練を経てできるようにする。
• メーカーに機器・システムの定期的な検査を依頼する。
• メーカーと機器・システムの突発的な故障時には、土日、夜間関係なく対応する。
• これらの保全人員は、工場自社で保全部門を設置し、人員を配置することになります。
• しかし、自社にそれだけの人員がいなければ、メンテナンス会社のような部門に依頼することも可能です。

(２)　メンテナンス会社に依頼する問題点

メンテナンス会社のような部門に依頼する場合、工場側では、次のような問題を抱えます。

• 機器は定期に更新され新しくなする場合、機器の知識がないため正確な予算作成ができないという問題に直面します。
• メンテナンス人員の老齢化により新しい人に受け継がれますが、設備のノウハウを伝授できないという問題を抱えます。
• メンテナンス会社の体制変更などで工場保全を維持できなくなり、別のメンテナンス会社を探す必要があります。
• しかし、以上のような問題も、工場側が常にメンテナンス会社と連絡を取り合い情報を共有できていれば、問題となる前に解決できるでしょう。

8．工場機器保全の外部依存メリットやコスト感

(１)　メンテナンス会社のメリット

• 工場自社にメンテナンス部門を置く必要がないため、人件費の削減が可能です。
  ただし、保全台数が数台で数人の陣容で保全が可能であれば、自社で保全した方がコスト的に有利な場合もあります。
• 特定の機器・システムへの保全の実績だけでなく、機器の設置・調整など工場運営に関わる経験値が高いことが多い。これらの技術を基礎として保全で実績を上げていると言えます。
• 特定の機器・システム分野の技術動向に詳しく、工場側で設備更新を考えるときに、そのノウハウを利用して現在より優れたシステムを導入することができます。
• 土日、夜間に関わらず対応できる体制を取っているため、緊急保全が必要なときに対応ができます。結果、工場の停止時間を最小限にすることができます。
• 機器・システムの製造メーカーとのつながりが深く、日常の保全ではすぐに手に入らない予備部品を調達することが可能です。
• 機器やシステムが旧いため、図面がなくメンテナンスできないもののでも、保全経験から、図面を起こすことが可能であり、更新までの時間稼ぎができます。
• ただし、次の問題もあるため、注意が必要です。
  (a)　経験の少ない技術については、会社として受けてしまうが、ノウハウの必要な特殊技術の経験が少なく、失敗やミスを犯す場合があります。
  (b)　経験のない会社の機器を扱う場合、設計の詳細を把握しないことから、設計に起因した保全でミスを犯すことがあります。

(２)　メンテナンス会社のコスト感

自社に置く専門の保全部門を最低限で済むため、高いか安いかは人件費との比較となります。
メンテナンス会社が機器のメンテナンスを行った時の費用とは次のようなものです。

• 設計・打合せ・図面作成費用作業費(作業員＋監督費用)
• 部品代や工具損料など
• 報告書作成費用
• ほかに重機や運搬のための車両費用、雑費など

機器やシステムのメンテナンスはメーカーへの直接依頼も可能ですが、時間調整など調整事項が多く、両者間のやり取りに手間がかかります。
対してメンテナンス会社であれば、時間調整、必要費用など一括で任せられます。また、メーカー側とのルートも確立され、素早い対応が期待できます。

また事前に候補となる数社間でプロポーザルと見積もりを取り、
会社の陣容、コスト感、技術力、条件などを確認するとよいでしょう。

コストだけでなく、自分の工場の機器・システムに適合するメンテナンス会社であるかどうかの見極めが大切です。

9．設備の点検・リプレースのご相談はFAプロダクツへ

工場での生産の停止は、その会社だけでなく、日本や世界の消費者への影響がある、といったことが現代でしょう。
特にモノが密接に繋がっている現代社会では、1つの製品の生産停止が、連鎖的に多くの製品に影響を及ぼすこともあります。

それでも突発的にフェイラーは起きるもので、そのときの出番が、メンテナンス会社ではないでしょうか。
安全に工場を稼働させ続けるためには、日常の保守点検・老朽部の保全、さらに定期点検と老朽化した設備の更新が必要不可欠です。

FAプロダクツは、設備の定期点検・保守・修理、老朽化した設備のリプレースに対応しております。

お打ち合わせから原則1週間以内に「お見積りとポンチ絵」をご送付。

【ポンチ絵とお見積りのサンプル】

テキストやお電話だけでは伝わりづらいゴールイメージを共有し、スピード感を持った対応を心がけています。

工場設備のメンテナンスにお悩みの際は、お気軽にご相談ください。

【所在地】
茨城県土浦市卸町2丁目13-3
TEL.050-1743-0310(代表)
FAX.050-3156-2692（代表）
https://jss1.jp/

【営業品目】

• 産業用ロボット
• 生産設備合理化・省力化の設計及び製作
• 基板電気チェッカーや貼合・折曲など
• 治具の設計・製作

【実績】
ＮＭ社（電子部品の製造販売）、ＨＳ製作所（情報通信・社会産業・電子装置・建設機械・高機能材料・生活の各システム製造販売）、ＴＴ社（ショッピングセンターなどリテール事業）、ＳＭ社（自動制御機器の製造・販売）、ＯＲ社（自動車安全システムの製造販売）

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