製造工場は、私たちの生活を豊かにする製品を作るため、日夜生産ラインを稼働しています。その分エネルギーコストがかかり、特に大規模工場では金銭面・設備耐久面の負担が大きくなることもあります。
工場のエネルギー管理システムであるFEMS（フェムス）は、エネルギーコストを分析・管理し、設備の省エネ化に貢献するシステムです。
本記事では、このFEMSの仕組み・メリット・導入の手順・導入時のチェックポイントを解説します。
工場エネルギー管理システムFEMSとは
エネルギー管理システム
FEMSとは、建物の効率的なエネルギー使用をサポートする「エネルギーマネジメントシステム（Energy Management System）」の1つです。エネルギーを管理しながら空調、照明、生産機器などの制御などが行えます。
FEMSは「Factory Energy Management System」の略称で、工場（Factory）を対象として、受配電設備・生産設備のエネルギー管理、使用状況の把握、機器の制御が可能です。
エネルギーマネジメントシステムそのものについて、以下の記事で詳しく解説していますので、こちらもぜひご覧ください。
工場全体の消費エネルギー削減が可能
FEMSの導入によって、工場全体のエネルギー使用状況がチェックできるため、各設備稼働状況のデータをもとに改善点を明らかにできます。その結果、効果的な改善策を実施できるため、工場全体のエネルギー消費量を削減することが可能です。
HEMS・BEMS・CEMSとの違い
FEMSと類似するシステムに、HEMS・BEMS・CEMSがあります。これらの違いは管理対象です。「エネルギーを効率的に管理するためのシステム」という基本部分は、全て共通していると理解しておきましょう。システムごとの管理対象の違いは、以下の表の通りです。
| システム名称 | 管理対象 |
|---|---|
| HEMS（ヘムス） | 住宅 |
| BEMS（ベムス） | 商用ビル |
| FEMS（フェムス） | 工場 |
| CEMS（セムス） | FEMS、HEMS、BEMSを含めた地域全体 |
FEMSを導入するメリット
エネルギーコストの削減と供給の安定化
FEMSによって、不必要な稼働時間がある機器や、エネルギー使用量の多い機器を特定できます。その後、「不必要なエネルギー使用を制御して他の機器にエネルギーを回す」などの対策を行うことでい、エネルギーコストの削減と安定したエネルギー供給を実現します。
生産計画の精度向上
FEMSはエネルギーの使用状況が数値やグラフで「見える化」できるため、「エネルギー使用量に対する生産量」の把握が可能になります。正確な生産実績を把握することで、生産計画を立てる際の精度向上が見込めます。
効果的な省エネ活動
FEMSの導入によって、効果的な省エネ活動を継続的に行えます。エネルギー使用状況が数値やグラフで把握できるため、「省エネ計画の立案」「計画の実行」「データ確認」「問題点の改善」という、業務効率化のサイクルを活用しながら、効果的な省エネ活動を実践できます。
FEMSを用いて省エネを目指すポイント
FEMSの導入において大切なのは、データを活用してエネルギー効率化のために効果的な施策を打つことです。一般社団法人 日本電機工業会が発行している「FEMS導入の手引き」を基に、FEMSを活用して省エネを目指すために使える6つのポイントを見ていきましょう。
本当に必要な設備なのか
エネルギーコスト削減のためには、「その設備が必要な理由」を考え、「本当に必要でなければ廃止する」判断をしましょう。以下のリストは、不要なエネルギーを削減するためのチェックポイントの一例です。
- 必要以上に照明が明るければ間引きする
- 可能であれば配管経路を短縮する
- 待機運転の時間を削減する
- 全体の空調を見直す（単なる通路にも空調が入っていないか？）
- 機器ごとに無駄なエネルギー消費がないか確認する
- 通路部分の空調は換気で代用する
上記リスト以外にも、不必要なエネルギー消費を防止できないか検討してみましょう。
不要時に設備を停止しているか
稼働させる必要がない時間帯に設備を停止することも、エネルギーコスト削減において大切です。FEMSのデータを参照し、不要なエネルギー削減に役立てましょう。以下のリストは、不要時の設備停止に関するチェックポイントの一例です。
- エアブローを間欠化する（一定の間隔で動いたり止まったりする）
- ライン停止時の運転を停止する
- コンプレッサなどの空転防止をする
- 常に点いている必要がない照明はセンサー式にする
- 使用頻度の低い部屋の空調と照明オフを徹底する
- デマンド管理による効率的な運転を行う
- 変圧器を開放する
上記リストを参考に、「稼働している必要がない時間帯は設備をオフする」ことを徹底すれば、エネルギーコスト削減に繋がります。
省エネ設備へ変更できないか
今まで廃棄していたエネルギーやゴミの回収・再利用を検討することも大切な視点です。以下のリストは、省エネ設備への変更に対するチェックポイントです。
- 排ガスや温水などを回収・再利用する
- 余熱を回収し、別のエネルギー（温水・上記・電気など）に変換する
- 廃棄物の分別回収を徹底する
- リサイクルに配慮した設備設計にする
上記の例のように、棄てるものに潜んでいるエネルギーを再利用する方法はないか？とを考えることで、工場のエネルギー効率化に繋がる可能性があります。
故障している設備はないか
故障している設備を発見し、省エネ設備やエネルギー効率の良い設備に変更することで、生産性のアップや消費エネルギー削減に繋がる可能性があります。以下のリストは、故障した設備を変更する際のチェックポイントです。
- ヒートポンプ式設備に変更する
- インバータ機器に変更する
- 省エネランプに変更する
- 射出成形機を油圧式からサーボモータ式に変更する
- 燃料を転換する
- エネルギーシステムを変更する（オンサイト供給やコージェネの利用など）
- トップランナー機器（エネルギー効率が優れた機器）に変更する
工場運営において、故障した設備を発見した場合は、上記のチェックポイントを参考に省エネ設備の導入を検討してはいかがでしょうか。
負荷がかかっている設備はないか
FEMSのデータから、負荷がかかっている設備を発見 できる可能性があります。負荷がかかっている設備を発見した場合は、下記のチェックポイント例をもとに、運転条件を見直すことを検討しましょう。
- エアや蒸気の圧力を低減する
- 加熱温度を低減する
- ポンプやファンの処理量を低減する
- 熱処理の負荷を低減する
- 蛇口からの出水量を抑制する
- 空調機内部やフィルター、照明器具を清掃する
- 空調温度や時間帯を見直す
- ぺリメータゾーン（窓際、壁際など熱負荷を受けやすい部分）の熱負荷を低減する
上記の例のように、設備にかかる負荷を低減する施策を行うことで、効率的なエネルギー消費を促進したり、設備の故障リスクを減らしたりする効果が見込めます。
FEMSを導入する手順
FEMSは工場全体のエネルギー効率化に貢献しますが、「とりあえず導入してみよう」と安易に導入するよりも、機器の選定などを事前に想定して効果の最大化を目指しましょう。
一般社団法人 日本電機工業会が発行している「FEMS導入の手引き」をもとに、FEMSの導入手順とポイントを見ていきましょう。
使用している設備をチェック
分かる範囲で自社工場が使用している設備のエネルギー使用状況を、簡易チェックしましょう。チェックする設備はおもに以下の4項目です。
- 生産設備関連
機械加工機、組立試験機、溶接機、はんだ槽など - 生産付帯設備
廃棄装置、エアーコンプレッサ、クレーン、ポンプなど - 共通施設関連
室内照明、エアコン、エレベータ、給湯器、換気扇など - 事務機器関連
パソコン・プリンタ等の周辺機器、コピー機、電話など
電力消費量を確認する設備を選定
設備の簡易チェックの結果から、FEMSを導入して消費エネルギー量を計測し「見える化」させる設備を選定しましょう。計測する設備を選定する際のポイントは以下の4項目です。
- 電気使用量・生産数量が多い設備および変動が大きい設備
- 扱う人数が多い設備
- 段取り替えが多い設備
- 数値だけでなく、交替・休憩・休日を考慮する
計測器を設置する場所の確認及び設置
電力の計測器は、回路が集約されている分電盤や設備に接続させます。計測器を設置する際の注意点は以下の3項目です。
- 測定箇所の電圧、電流を確認しておく
- 生産数をカウントする方法を検討する（光電スイッチ・制御装置の電流など）
- 電気以外のエネルギー使用量の計測実施を検討・判断する
計測器を設置する場所が決まれば、必要な設備を準備します。計測器をセットする際は、感電防止のために設備の電源を切り細心の注意を払いましょう。
電力消費量の把握と分析
計測器を設置すれば、エネルギー計測が始まります。計測期間と周期を決めるポイントは以下の3項目です。
- 休業日を含み、1時間単位で計測する（休業日は待機電力が発生するため）
- データから計測周期を決定し、細かく計測する
- 季節による変動がある場合、長期的に計測を継続する
計測周期ごとに、消費電力量を数値やデータで「見える化」すると、「どのライン構成・生産フローの時に効率良くエネルギーを使えたか」を分析できます。
問題点の改善と効果の測定
分析の結果をもとに、製造に関わるメンバー全員で意見交換を行うことが大切です。この意見交換の場では、「なぜこの時間は生産していないのか？」「なぜ電源が切れないのか？」などを論点に、設備の問題点を洗い出しましょう。
ここで出た意見をもとに、設備管理部門を巻き込み、問題点を改善するための省エネ活動を行いましょう。計測期間が過ぎれば活動の効果を分析し、さらに次の活動に繋げていけるように、スケジュールを設定して継続的に改善活動が行われるように社内で仕組み化を行うことが重要です。
FEMSと太陽光発電でさらなる省エネ効果
効率的な省エネのために、FEMSに加えて太陽光発電を導入するという手もあります。
企業が太陽光発電を導入し、発電した電気を自ら使用する仕組みは「自家消費」と呼ばれ、以下のようなメリットがあります。
- 事業にかかる電気代の削減
- CO2排出量削減による脱炭素経営
- 非常用電源としての活用
今回ご紹介したFEMSは、導入しただけでは省エネに繋がりません。データを分析・解析し、省エネのための行動をしてはじめて効果が出てきます。
一方、太陽光発電は「設置してしまえば、あとは直接的に電気代削減効果に繋げてくれる」ため、分析や改善方法立案の工数がかかりません。
とくに2022年のように電気代の高騰が顕著な状況では、既存の電力使用状況の分析よりも、そもそも電力会社から購入する電力量を減らすことが、直近の電気代を大きく減らすことに繋がるでしょう。
当社・ハウスプロデュースにおいても、工場を所有するお客さまから多数のご相談をいただき、導入後は「電気代が30%以上削減できる見込み」「太陽光を導入していなければ、電気料金が数十万円上がっていた」などの感想をいただいております。
関連ページ：ハウスプロデュースの導入事例
まとめ
ここまで、工場のエネルギー管理システムであるFEMSの概要、メリット、導入時のチェックポイント、導入手順についてご紹介してきました。
工場のエネルギー消費状況を把握し改善を行えば、生産性のアップとコスト削減を同時に実現することも可能です。その助けとなる設備が、今回紹介したFEMSです。工場の生産性を高めるために、導入を検討してみてはいかがでしょうか。
工場の太陽光発電導入はプロにお任せください
太陽光設置お任せ隊では、FEMSと同時導入することで工場の電気料金削減を効率的に行える「自家消費型太陽光発電」をおすすめしております。電気料金が高いと感じている経営者・責任者の方は、ご興味があればお気軽にお問い合わせください。
太陽光設置お任せ隊（運営：株式会社ハウスプロデュース）では、企業向けに太陽光発電に関するご相談を承っております。FEMSと太陽光発電を同時導入することで、工場の電気料金削減に効率的に取り組めるでしょう。
導入を検討されるお客さまには、電気使用量などお伝えいただければ無料で導入効果をシミュレーションいたします。太陽光発電にご興味がある方は、まずはお気軽にお問い合わせください。
