人手不足や設備の老朽化やエネルギーコストの上昇など、現場を取り巻く課題は年々複雑になっています。
こうした状況の中で、効率的な運用や生産性向上の手段として注目されているのが「IoTシステム」です。
IoTシステムとは、設備や機器をインターネットにつなぎ、データを収集・活用することで現場の状況を可視化し、運用改善につなげる仕組みです。適切に活用すれば、トラブルの未然防止やコスト削減、業務の効率化など、さまざまな効果が期待できます。
本記事では、IoTシステムの基本的な仕組みから、できること、具体的な活用事例、導入の流れ、注意点までを分かりやすく解説します。
ぜひ、自社に合ったIoT活用を検討する際の参考にしてください。
IoTシステムとは？
IoTシステムは、設備や機器にセンサーや通信機能を持たせ、インターネットを通じてデータを収集・活用する仕組みです。
現場にある情報をリアルタイムで把握できるため、従来は人の目や経験に頼っていた管理に関して、データに基づいて行うことが可能となります。
製造業では、設備の稼働状況や異常の兆候を把握する用途として、太陽光発電では発電量や異常の監視などに活用されています。
IoTシステムの基本的な仕組み
IoTシステムは、「データの取得→通信→蓄積→活用」という流れで構成されています。
設備や機器に取り付けたセンサーが情報を取得し、そのデータをネットワーク経由でクラウドやサーバーに送信します。
蓄積されたデータをもとに、可視化や分析、制御が行われる仕組みです。
IoTシステムで使用されるものは、主に以下のとおりです。
- センサー・計測機器：温度・電流・振動などのデータを取得する
- ネットワーク：機器とクラウドを接続する（有線LAN・無線LAN・モバイル回線（SIM）など）
- ゲートウェイ：データの中継・変換を行う
- クラウドサーバー：データを蓄積・分析する
- アプリケーション：データの可視化や機器の制御を行う
IoTシステムでできること
IoTシステムを導入すると、設備の状態を可視化し、データに基づいた運用が可能となります。
具体的にどのようなことができるようになるのか、以下でご紹介します。
設備の稼働状況をリアルタイムで監視できる
IoTシステムを導入することにより、現場に行かなくても、PCやスマートフォンから状況を確認できるため、管理の手間を大幅に削減できます。
例えば製造業の場合、生産ラインの稼働状況をリアルタイムで監視することで、どの工程で停止や遅延が発生しているのかを即座に把握することが可能です。
また、太陽光発電のように遠隔地に設備がある場合でも、発電量や機器の稼働状態を常時確認できます。
発電停止や出力低下が起きた際もすぐに気付けるため、対応の遅れによる損失を防げます。
異常の早期発見とトラブルの予防ができる
IoTシステムでは、設備の異常を早い段階で検知できます。
温度や振動、電流などのデータを常時監視し、設定したしきい値を超えた場合にアラートを出すことが可能です。
例えば、モーターの振動や電流値の変化を検知することにより、故障の兆候を事前に把握できます。
突発的な設備停止を防ぎ、計画的なメンテナンスへつなげることが可能です。
エネルギー使用量を見える化できる
IoTシステムを活用すると、電力やガス、水道などのエネルギー使用量を数値として可視化できます。
設備ごと・時間帯ごとの使用状況を把握できるため、どこで無駄が発生しているかが明確です。
例えば製造現場の場合、稼働していない設備の待機電力や、ピーク時の過剰な電力使用を特定できます。
太陽光発電においても、発電量と消費量を比較することにより、エネルギーの使い方を最適化できます。
感覚ではなくデータに基づいて判断できるため、省エネ施策の精度が高まるでしょう。
データを活用して運用改善につなげられる
IoTシステムで収集した稼働率や停止時間、エネルギー使用量などを分析することで、非効率な工程や無駄な運用を明確にできます。
例えば製造業の場合、稼働データをもとに生産スケジュールを見直し、設備の稼働バランスを最適化することが可能です。
太陽光発電でも、発電量の推移を分析することで、パネルの汚れや機器の劣化に気付きやすくなります。
経験や勘に頼らず、データに基づいて判断できるため、改善の精度が高まります。
遠隔地の設備を一元管理できる
IoTシステムは、現場ごとに稼働状況を確認する必要がなく、PCやスマートフォンからまとめて状況を把握する仕組みです。
複数の工場や太陽光発電所を運用している場合でも、各設備の稼働状況や異常を一つの画面で確認できます。
拠点ごとのばらつきも把握しやすく、優先的に対応すべき設備を判断できます。これらから、拠点が増えても運用負担を抑えられる点も大きなメリットです。
関連記事：遠隔監視システムとは？導入するメリットから流れ、成功事例を紹介
IoTシステムの活用事例
IoTシステムの活用イメージを具体的に理解するために、ここでは渡辺電機工業株式会社の導入事例をもとに解説していきます。
実際の現場でどのようにIoTが活用されているのか、詳しく確認していきましょう。
事例1. 設備の稼働監視・チョコ停対策
製造現場におけるチョコ停の監視と、生産効率の改善に関する事例をご紹介します。
【課題】
- PLC改造に高額なコストと工数がかかる
- 設備停止を伴う改修が生産に影響する
- チョコ停の発生状況や原因を把握できていない
【提案】
- IoTゲートウェイ「Econo･DataChef」を活用する
- リモートI/Oで稼働信号を取得し後付けで監視環境を構築する
- 1秒単位でデータを取得しリアルタイム監視を実現させる
- Webブラウザで稼働状況や履歴を可視化する
【効果】
- チョコ停の発生タイミングや頻度を正確に把握できる
- 長期データから発生傾向の分析が可能となる
- 停止前後のデータから原因特定が進む
- 予防保全の計画立案に活用できる
- 作業ミスなどの人的要因の分析にも寄与する
既存のPLCを改造せず、後付けで監視環境を構築することが大きな特徴です。
コストと導入ハードルを抑えながらリアルタイム監視を実現し、データに基づいた改善と予防保全へつなげていることが、この事例のポイントといえます。
参考元：チョコ停状態のリアルタイム監視 | 渡辺電機工業株式会社
事例2. ボイラ設備のリモートメンテナンス
点在するボイラ設備の状態を遠隔監視し、メンテナンス業務の効率化を実現した事例をご紹介します。
【課題】
- 現場確認のための出張が多く、手間とコストがかかる
- 異常の発見が遅れ、トラブルが拡大しやすい
- 現地に行くまで異常内容を把握できない
- 履歴データが不足し、原因分析や予防保全が進まない
【提案】
- IoTゲートウェイ「WGWBシリーズ」でボイラ周辺データを収集する
- クラウド／オンプレの両方式で可視化に対応させる
- リアルタイム監視と異常時の即時通知（メールなど）に対応する
- 遠隔から設備状態を確認し、事前に対応を準備する
- 機器仕様に応じたデータ収集のカスタマイズに対応する
【効果】
- 現場出張の削減によりコストと工数を抑制できる
- 履歴データを活用した予防保全が実現する
- 設備の安定稼働と安全性の向上に寄与する
- メンテナンス品質の向上により顧客満足度が向上する
- 継続的なサービス提供による信頼関係を強化できる
遠隔監視とデータ活用により、対応スピードと保全精度を高めました。
コスト削減とサービス品質向上の両立につながっていることが、この事例のポイントです。
参考元：ボイラ設備のリモートメンテナンス | 渡辺電機工業株式会社
事例3. 電気・水道・ガスの自動検針
電気・水・ガスのメータを遠隔で自動検針し、エネルギー使用量を一元管理した事例です。
各メータのON/OFF信号をパルスカウントノードでカウントし、IoTゲートウェイ「Econo･DataChef」に独自の無線送信で送信します。
集約したデータは、IoTゲートウェイに搭載されたWebサーバーを通じて確認でき、エネルギー使用量の管理に活用されます。
日報や月報として時間帯別の使用量を帳票出力できるほか、使用量の変化をトレンドグラフで表示し、分析にもつなげられる点が特徴です。
参考元：電気・水・ガス使用量の一元管理 | 渡辺電機工業株式会社
事例4. 大型ビル機械室の設備監視
大型ビルの機械室にあるボイラやポンプ、冷凍機などの設備を対象に、異常の早期発見や予兆監視を行った事例です。
従来はガス・蒸気・温度・圧力など、各管理項目を人手で記録していましたが、IoTゲートウェイと計測機器を導入することにより、設備の稼働状況を自動で監視できるようになりました。
収集したデータはクラウドサーバーを通じて集約され、リアルタイムでの確認に加え、グラフ化や帳票作成にも活用可能です。
これにより、計測データの記録作業を自動化し、作業時間の削減や記録ミスの防止につながります。
IoTシステムを導入する流れ
IoTシステムの導入は、やみくもに進めるのではなく、段階的に進めることが重要です。
ここでは、現場で実践しやすい基本的な導入の流れについて、詳しく解説していきます。
導入目的と課題を明確にする
まずは、IoTシステムを導入する目的を明確にします。現場のどの課題を解決したいのか、具体的にすることが重要です。
例えば「設備の停止を減らしたい」「エネルギーコストを削減したい」など、目的が曖昧なままだと、取得すべきデータや導入範囲が定まりません。
現場の状況を把握し、どの設備にどのような課題があるのかを洗い出すことで、IoT活用の方向性が明確になります。
対象となる設備や取得したいデータを決める
導入目的が定まったら、対象とする設備と取得するデータを具体化します。
すべての設備を一度に対象とするのではなく、効果が出やすい範囲に絞ることが重要です。
例えば、停止が多い設備であれば稼働信号や停止回数、エネルギー管理であれば電力や流量など、目的に応じて必要なデータを選定します。
不要なデータまで取得すると、コストや運用負担が増えるため注意が必要です。
小規模な範囲から導入を始める
IoTシステムは、最初から大規模に導入するのではなく、小規模な範囲から始めることが重要です。
特定の設備や工程に絞って導入し、効果を確認しながら進めることで、失敗のリスクを抑えられます。
例えば、課題が顕在化している設備に限定して導入すれば、短期間で成果を把握できます。
その結果をもとに改善点を見つけ、次の展開に生かしましょう。
収集したデータを活用して改善につなげる
データを収集するだけでは、IoTシステムの効果は生まれません。
取得したデータを分析した上で、現場の改善につなげることが重要です。
稼働率や停止時間のデータを分析することにより、非効率な工程やトラブルが発生する傾向を把握できます。
また、エネルギー使用量のデータであれば、無駄な使用やピークの偏りを見つけることが可能です。
データをもとに改善策を実行し、その結果を再度確認することで、継続的な改善サイクルを回せます。
効果を確認しながら段階的に拡張する
小規模で導入した後は、効果を確認しながら対象範囲を広げていきましょう。
初期段階で得られた成果や課題をもとに、次に導入すべき設備や拠点を判断します。
例えば、一定の効果が確認できた設備と同様の条件を持つラインや、改善余地が大きい工程へ展開すると、効率的に成果を広げられます。
運用ルールやデータ活用方法も、この段階で整備していくことが重要です。
IoTシステム導入時の注意点
IoTシステムには多くのメリットがありますが、導入時にはいくつか注意すべきポイントがあります。
事前に把握しておくことで、導入後のトラブルや想定外のコスト増加を防げます。
初期コストや運用コストが発生する
IoTシステムの導入には、初期費用と運用費用がかかります。
センサーやIoTゲートウェイなどの機器費用に加え、通信費やクラウド利用料などの費用も継続的に発生します。
導入範囲を広げすぎると、コストが膨らみやすいため、必要な設備やデータに絞って進めることが重要です。
小規模から始めると、費用対効果を確認しながら無理のない投資ができます。
事前にコスト構造を把握し、運用まで見据えた計画を立てることで、導入後の負担を抑えられるでしょう。
関連記事：IoTゲートウェイとは？仕組みや導入メリット、活用事例を分かりやすく解説
既存設備との連携が難しい場合がある
IoTシステムには、既存設備との連携に課題が生じる場合があります。
設備の仕様や通信規格が異なると、そのままではデータ取得ができないケースも少なくありません。
特に古い設備では、外部との接続を想定していないことも多く、追加の機器や設定が必要です。
その結果、想定以上に工数やコストがかかる可能性があります。
ただし、既存の制御盤（PLC）をいじらず、センサーやリモートI/Oを後付けしてデータを取得するソリューションを活用すれば、この課題をクリアできます。
導入前に設備の仕様や接続方法を確認し、どのようにデータを取得するかを検討しておくことが重要です。
適切な機器選定やカスタマイズにより、スムーズな連携につながります。
セキュリティ対策が必要になる
IoTシステムはネットワークを通じてデータをやり取りするため、セキュリティ対策が欠かせません。
適切な対策を講じない場合、不正アクセスや情報漏えいのリスクが高まるためです。
例えば、通信の暗号化やアクセス制御、認証の強化などの対策を行うことで、外部からの侵入を防げます。
クラウドを利用する場合も、データの保管方法や権限管理を確認しておくことが重要です。
なお、導入時のみならず、運用中も継続的に対策を見直すことで、安全性を維持できます。
セキュリティを軽視せず、計画段階から組み込むことが重要です。
導入範囲を広げすぎると運用負担が増える
IoTシステムは便利な一方で、導入範囲を広げすぎると、運用負担が増える可能性があります。
対象設備や取得データが多くなるほど、管理や分析にかかる手間も大きくなるためです。
特に、目的が曖昧なまま範囲を拡大すると、活用しきれないデータが増え、現場の負担につながります。
結果として、導入したものの十分に活用されないケースも生じます。
まずは必要な範囲に絞って導入し、運用体制を整えながら、段階的に拡張することが重要です。
無理のない範囲で進めることにより、継続的な活用につながります。
IoTシステムに関するよくある質問
ここからは、IoTシステムに関するよくある質問をご紹介します。
IoT化とは何か？
IoT化とは、これまでネットワークにつながっていなかった設備や機器をインターネットに接続し、データを収集・活用できる状態にすることです。
単に機器をつなぐだけでなく、取得したデータを分析し、現場の改善につなげるところまで含まれます。
例えば、工場の設備や電力計、温度センサーなどを接続すると、稼働状況や環境データをリアルタイムで把握できます。
これにより、異常の早期発見やエネルギー使用の最適化など、具体的な改善につなげることが可能です。
さらに、データを蓄積して傾向を分析することにより、トラブルの予兆把握や予防保全にも活用できます。
このように、IoT化は「見える化」だけでなく、その先の運用改善までを目的とした取り組みです。
IoTの身近な活用例にはどのようなものがある？
IoTはさまざまな分野で活用されており、日常生活や社会インフラにも広く浸透しています。
代表的な活用例は、以下のとおりです。
- スマート家電の遠隔操作や自動制御
- ウェアラブルデバイスによる健康管理（心拍数・歩数の測定など）
- 自動車の走行データ管理や安全運転支援
- 農業における温度・湿度管理や自動灌水
- 物流における位置情報の追跡や在庫管理
- スマートシティにおける交通量や環境データの管理
このように、IoTは身近な生活から産業分野まで幅広く活用されており、利便性の向上や効率化に役立っています。
IoTシステムのデメリットは？
IoTシステムには多くのメリットがありますが、いくつかのデメリットもあります。
そのため、導入前に把握しておくことが重要です。
まず、初期費用や運用コストがかかることです。
機器やシステム構築に加え、通信費や保守費用も継続的に発生します。
次に、セキュリティリスクが挙げられます。
ネットワークに接続することで、不正アクセスや情報漏えいのリスクが高まるため、対策が欠かせません。
さらに、運用負担が増える可能性もあります。
データの管理や分析、システムの保守など、新たな業務が発生するため、体制を整えておく必要があります。
IoTの読み方は？
IoTの読み方は「アイオーティー」です。
英語の「Internet of Things」の略で、日本語では「モノのインターネット」と訳されます。
直訳すると分かりにくいですが「身の回りの機器や設備がインターネットにつながる仕組み」と理解するとイメージしやすくなります。
ビジネスの現場では「IoT化」や「IoT導入」といった形で使われることが多く、設備のデータ活用や業務効率化の文脈で頻繁に登場する用語です。
まとめ
IoTシステムは、設備や機器をインターネットにつなぎ、データを収集・活用することにより、現場の可視化や運用改善につなげる仕組みです。
リアルタイム監視や異常の早期発見、エネルギー管理など、さまざまな場面で活用が進んでいます。
また、製造業やエネルギー分野では、ダウンタイムの削減やコスト最適化など、具体的な効果も期待できます。
一方で、コストやセキュリティなどの注意点もあるため、目的を明確にした上で段階的に導入を進めることが重要です。
IoTの導入を成功させるためには、自社の課題に合ったシステムを選定し、現場に適した形で運用することが欠かせません。
渡辺電機工業株式会社では、IoTゲートウェイや計測機器を活用し、遠隔監視・データ活用のソリューションを提供しています。
設備の稼働状況の可視化や、エネルギー管理の効率化を検討しておりましたら、ぜひお気軽にお問い合わせください。
