アナログメーターの自動読み取りの課題

工場の設備保全において、アナログメーターの監視は極めて重要です。

従来、アナログメーターの数値をチェックするための主な手法は、担当者による目視点検でした。
しかし、このようなマンパワーに依存したアプローチでは、

・点検に多くの時間を要してしまう
・点検頻度に限界があり、異常が発生した場合も迅速な対応が難しい
・読み取りミスや記録ミスといったヒューマンエラーの防止が難しい

などの問題を抱えることになってしまいます。
こうした課題に対処するため本コラムではアナログメーターの自動読み取りに焦点を当て、
導入に伴う効果、 課題、 そして実現可能な方法について詳しく紹介します。

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＜目次＞
■アナログメーターの活用と自動読み取りの効果
■アナログメーターの自動読み取りが進まない理由
■磁気センサーの活用によりメーターの針を自動読み取りする方法
■まとめ

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■アナログメーターの活用と自動読み取りの効果

アナログメーターは物理的な針の動きによって変数を示すシンプルで使いやすい特性を持ち、
工場によっては、数百～数千台のメーターが工場に設置されています。

これらのアナログメーターは主に圧力、電流、温度などを計測する手段として使用されており、
これらのパラメーターは定期的に慎重に監視する必要がある場合も多く、
アナログメーターは工場において重要な役割を担っています。

しかし、 従来アナログメーターを正確に自動で読み取る手段がないため、
メーターの設置場所に担当者が赴き、目視でチェックをする必要がありました。

人が現地を巡回して目視で数値を読み取る場合、
移動に要する時間的な負担、読み取りミス・記録ミス、点検作業員による精度のばらつき、
といったネガティブな要素の排除が難しい側面がありました。

このようなネガティブな要素を排除するためには、
アナログメーターの自動読み取りを推進することで、
読み取り精度を向上させ、尚且つ高頻度なデータ収集が可能になります。

さらには目視点検から自動でのデータ収集に転換することで、
・限られた人的リソースの有効活用
・メーターの値の読み取り誤差、人為的ミスの低減
・点検頻度の向上
・異常の早期発見
・高所、狭所、暗所などの危険な環境での読み取り作業の排除
・クラウド上でのデータ管理によるデータの利活用

上記のような様々な導入効果を実現することが出来ます。

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■アナログメーターの自動読み取りが進まない理由

ここまで説明したように、アナログメーターの自動読み取りには多くのメリットがありますが、
実際には工場における改善が進んでいない状況があります。
このように改善が進まない理由として、
アナログメーターはその構造から、自動確認することが難しいことがありました。

自動読み取りの実現を阻害する要因は下記の通りです。

アナログメーターの自動読み取りが進まない要因の一つは、
導入に伴う金銭的負担の発生と、導入に際して発生する作業負担です。

工場内には多数のアナログメーターが様々な場所に配置されており、
これらを一斉に最新のスマートメーターに置き換える場合、膨大な費用がかかります。

また、 新しいアナログメーターに置き換える場合は新たなマニュアルが必要となるため、
現場の担当者にとっては従来の作業に変更が生じ、
生産性の低下や誤操作を引き起こすリスクがあります。

さらに、アナログメーターの読み取りは保守点検としての側面が強く、
作業を効率化したとしても直接的に売り上げに結びつかないため、
その重要性が十分に認識されていないケースもありました。

しかし、圧力計をはじめとしたアナログメーターの点検にミスがあった場合、
重大な事故や、生産性への大きな影響を引き起こす可能性が有るため、
平常時から対策を検討し、自動読み取りの導入を加速させる必要性が有ります。

また、人手不足が加速していくため、
担当者をいかに生産性の高い作業に充当するかが重要な現在において、
アナログメーターの点検を自動で実現することが出来れば理想的な工場運営の実現も可能です。

文字通りアナログな構造を持つアナログメーターを自動で読み取りを実現することは難しく、
これを解決するための手段は限定的です。

特に、 アナログメーターをデジタル化する手法としては
カメラによる撮影および画像処理技術が主流です。

しかし、 雨による水滴や結露、逆光や暗所などの照明の加減を原因として
撮影した画像が鮮明でない場合、針の位置が正確に読み取れない可能性があります。

このようなデメリットは現在のカメラの品質や画像処理技術においては、
完全に排除することは難しく、読み取りが難しいメーターは多数存在します。

また、カメラで自動読み取りを実現する場合は画像データを使用するため、
データ容量の大きさが長期的なデータ管理や、通信環境が悪い工場においては、
導入を阻害する要素になることも想定されます。

多くのメーターが設置されている工場の場合、
これらを全て自動読み取りするには大量の画像データを送信する必要があるため、
大きなデータ量を処理・保存するための適切な通信インフラの整備も求められます。

アナログメーターが工場において使用され続ける理由として、信頼性が挙げられます。

工場においては、信頼性の高さが非常に重要となるため、
これらの信頼性を担保しながら、さらに自動で読み取るための施策が必要となります。

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■磁気センサーの活用によりメーターの針を自動読み取りする方法

アナログメーターの自動読み取りにおいて手軽で実用的な解決策として活用可能な方法が、
磁気センサーを活用したメーターの自動検針サービスです。

このサービスの活用により磁気センサーを従来のアナログメーターに後付け設置することで、
アナログメーターの自動読み取りが可能となります。

磁気センサーをアナログメーターに設置することにより、針の角度の読み取りが可能になります。
さらにアプリケーション上においてメーターの最大値、最小値を設定することで、
読み取った針の角度データが、メーターの値に変換されて表示されるようになります。

磁気センサーは外部環境の影響を受けないため、
カメラを使用した自動読み取りが難しいケースにおいても導入が可能となっており、
工場の様々な場所への導入が想定されるアナログメーターへの取り付けにおいて、
より大きな導入効果が期待できます。

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■まとめ

今回は工場におけるアナログメーターの自動読み取りを進める際の課題や、重要性、
そして効果的な手法を紹介させて頂きました。

アナログメーターの自動読み取りを導入する際には、
データを効果的に管理し分析する為に、
現場の担当者が理解しやすいシステムであることが重要です。

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2024.04.04