「電機・電子業界 低炭素社会実行計画」
進捗報告会 省エネ事例

設備データ（ビッグデータ）を活用した省エネ～M2M･IoTで高度化する省エネシステム～

2016年03月15日
株式会社 日立製作所
株式会社 日立情報通信エンジニアリング© Hitachi Information & Telecommunication Engineering, Ltd. 2016. All rights reserved.

Ｃｏｎｔｅｎｔｓ
1.
2.

M2M･IoT･ビッグデータとはIoTを活用したビッグデータ収集の事例紹介© Hitachi Information & Telecommunication Engineering, Ltd. 2016. All rights reserved.

1. M2M･IoT･ビッグデータとは？
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5

M2Mとは？
IoTとは？
M2M･IoTの活用方法って？
M2Mの課題をIoTで解決
IoTでEMSのオープン化を実現© Hitachi Information & Telecommunication Engineering, Ltd. 2016. All rights reserved.

1.1 M2Mとは？
インターネットがコンピュータのネットワークであったのに対し、テクノロジーの進化により、今までネットワークに接続されていなかった「モノ」が直接情報をやりとりする（M2M：Machine to Machine）技術活用する

住民基本台帳カ ードショッピング

製造流通

公共企業

つなぐビッグデータ
ソリューション

クラウドソリューション

ネットワークソリューション

ヒト・モノデバイスソリューション
出典：JEITA 2015/09/02 IT活用による省エネ効果について

機器から発生する多種多様なデータを活用することによる新しいサービスや製品の創出を期待© Hitachi Information & Telecommunication Engineering, Ltd. 2016. All rights reserved.

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1.2 IoTとは？
従来のM2M（モノとモノとの通信）に、ICT（情報通信技術）を融合させ、集められた様々なデータ（ビッグデータ）を利活用すること。
●IoTの構成要素

アプリケーション

ICT領域

分析
プラットフォーム

M2M領域

各分野向けアプリケーションを中心としたサービス
収集したデータの分析
モノのアクティベーションや認証課金管理、データ収集･蓄積（サーバー）

通信

固定･モバイル回線
通信インフラ・通信機器

デバイス

センシングとフィードバック© Hitachi Information & Telecommunication Engineering, Ltd. 2016. All rights reserved.

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1.3 M2M･IoTの活用方法って？
集めた電力・電力量･温湿度･CO2のデータを解析し、空調機を制御すると…
「快適な空間の提供」と「省エネ」を両立をさせた空調制御が実現可能●IoTの構成要素

ICT領域

M2M領域

省エネ快適制御ソリューション

アプリケーション●空調機器の最適運転制御情報の作成

分析●不快指数･快適性指標の分析●電力使用量解析 ・過去データとの比較

プラットフォーム

●各種データの収集と蓄積●各種データの一元管理

通信●LAN回線（有線･無線）●各種センサーとの通信デバイス●電力量・燃料量・温湿度・CO2濃度●空調機･外調機の運転情報© Hitachi Information & Telecommunication Engineering, Ltd. 2016. All rights reserved.

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1.4 M2M課題をIoTで解決
共通基盤化することで、異なる分野・ソリューション間のデータを統合的に活用可能●今まで●これからソリューション毎に独自に標準化（垂直統合）

M2Mとしての標準化（水平統合）• 相互に接続できない（発展を阻害）

家電

ヘルス

Continua

CWMP
センサー

FA

BAS

CC-Link

DLNA
OMA• M2M市場拡大･参入容易化• M2M関連事業の拡大

センサー

BACnetFL-netLonWorks

FA
道路

アプリケーション層

テレメタ
リング

プラットフォーム層
ネットワーク層

ControlNet

TSC21

スマートグリッド

センサー

センサー

センサー
センサー

ホーム系
DLNA ： Digital Living Network Alliance
OMA ： Open Mobile Alliance
CWMP ： CPE WAN Management Protocol
FA： Factory Automation System
BAS ： Building Automation System

産業系
Contunua
TSC21
LonWorks
ControlNet

BAS

インフラ系

センサー

家電

センサー

共通基盤： コンティニュア・ヘルス・アライメント： 環境・エネルギーマネジメントプラットフォーム： ECHELON社が開発したネットワーク技術。 ANSI･EIA709.1-Bとして標準化： Rockwell Automation社が開発した、FA向けネットワーク規格© Hitachi Information & Telecommunication Engineering, Ltd. 2016. All rights reserved.

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1.5 IoTでEMSのオープン化を実現
IoTはビルにおける省エネルギーサービスにも影響多種多様な情報を基にしたエネルギーマネジメントとして、新たな価値を提供

環境情報

ビル･施設で発生する情報●ビル･工場設備内温湿度状況●自家発電状況●気象状況（天気、気温等）●電力使用状況●照明、空調機の利用状況●蓄電での蓄電状況●自家発電状況 等

エネルギー情報
インターネット

アプリケーション

ビッグデータ

各種データ

エネルギーデータ分析・深堀、多様なデータとの融合
出典：JEITA 2015/09/02 IT活用による省エネ効果について省エネシステムとして新たな価値を提供© Hitachi Information & Telecommunication Engineering, Ltd. 2016. All rights reserved.

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2. IoTを活用した省エネ事例紹介
2.1
2.2
2.3

事例①福江港ターミナルにおける総務省実証事業
事例②当社中井開発センタ
事例③日立グループ大規模事業所© Hitachi Information & Telecommunication Engineering, Ltd. 2016. All rights reserved.

2.1 事例① 福江港ターミナルにおける総務省実証事業
事業の概要
環境負荷の低減を目的として、ネットワークに接続された多数の機器から情報を収集し、その情報を用いてそれらの機器を統合的に制御する「ネットワーク統合制御システム」に係る技術規格の標準化を推進する事業
実施場所

長崎県五島市 福江港ターミナルビル
五島市観光協会HPより http://www.gotokanko.jp/contents/access/

事業実施期間 2010年7月～2011年3月〔福江港での実証期間：2011年1月～2月〕© Hitachi Information & Telecommunication Engineering, Ltd. 2016. All rights reserved.

92.1 事例① 目的･実施内容・結果
ITを用いた空調制御の自動化と、太陽光発電による自然エネルギー利用の両面から、省エネルギー化を実現

目的（1）CO2排出量削減をはかる情報通信ネットワークに関する技術規格の世界標準化（2）エネルギー消費量を10％削減する情報処理システムをつくる

実施
内容（1）リソース情報の取得・管理・活用方法、および標準技術規格の検討●系統電力使用実績の取得●太陽光パネルの設置、使用実績の取得（2）環境情報の取得・管理・活用方法、および標準技術規格の検討●各種センサ情報の取得●位置情報、使用実績の取得

結果（1）ICT基盤を構築、現用空調機に対し最適運転制御を実施し15.5％のCO2排出量削減を確認（2）策定した技術規格を実装し運用することにより、その有効性を確認© Hitachi Information & Telecommunication Engineering, Ltd. 2016. All rights reserved.

102.1 事例① システム概要
システム概要空調制御情報専用通信回線（IP-VPN）

電力情報

空調室外機

電力計測器

慶應義塾大学（神奈川）FUSIONネットワーク

EV充電情報環境センサー情報（温度､湿度､照度､風量）

リソース
管理
サーバ

充電スタンド照度センサー

太陽光発電情報

風量センサー
温湿度センサー

福江港ターミナルビル

太陽光パネル

福江港駐車場© Hitachi Information & Telecommunication Engineering, Ltd. 2016. All rights reserved.

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2.1 事例① 収集データの見える化
システム情報表示画面

部屋別環境情報表示画面

トップ画面

切替

現在の削減率●特徴
 各部屋の環境情報へ直感的にアクセスできます。
 表示間隔の切り替えが行えます。
 グラフ左部に直近1時間、および当日の削減率を表示することができます。
当日の削減率© Hitachi Information & Telecommunication Engineering, Ltd. 2016. All rights reserved.

122.1 事例① システム導入によるCO2削減効果（推定）
技術規格
および技術仕様

システム導入前のCO2排出量（t-CO2/年）

システム導入後のCO2排出量（t-CO2/年）

CO2削減量（t-CO2/年）

空調（冷温水発生機）

冬：18.00
夏：54.01
通年：72.01

冬：15.11
夏：45.33
通年：60.44

冬：2.89夏：8.69
通年：11.58• 冬季電気空調使用量および削減量は実測値により換算し、前年度通年電気使用量をもとに夏季削減量を推定• 制御を行った場合でも、館内の快適性を保持

空調（PKGエアコン）

冬：3.15
夏：9.45
通年：12.60

冬：2.77夏：8.30
通年：11.07

冬：0.38
夏：1.15
通年：1.53• 冬季電気空調使用量および削減量は実測値により換算し、前年度通年電気使用量をもとに夏季削減量を推定• 制御を行った場合でも、館内の快適性を保持• 九州電力発表の換算値0.000369t-CO2/kWhを利用

0-3.906

3.906

PKGエアコンのインバータ制御

CO2削減量の算定方法• 実験室環境における結果（31%削減）を適用

太陽光パネルによる空調電力
平準化

0-1.301.30• 発電量は推定12,486Kwh/年=4.60（t-CO2/年）• 提案技術規格による上位サービスとして空調との協調制御を行った1日の実測削減量より通年量を推定

RFID空調制御

0-0.04

0.04• RFIDは無人で空調OFFとなった時間から年間を推定• タイマによる定時起動を、出入船時刻により変動させる

冷温水発生機運転開始時刻最適化（見える化）

0-0.22

0.22

空調機

84.61

66.15418.57622.0％削減 （実際の削減分13.11t-CO2=15.5%）

ターミナル
全体

231.57209.6921.87

9.4％削減合計© Hitachi Information & Telecommunication Engineering, Ltd. 2016. All rights reserved.

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2.2 事例② 当社中井開発センタ
足柄上郡中井町（グリーンテクなかい）にあります

EMCセンタ（受電共通）システム構築場所全景
6階建（約1,200㎡×6）
勤務者：約450名© Hitachi Information & Telecommunication Engineering, Ltd. 2016. All rights reserved.

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2.2 事例② 目的･特徴・結果
人手による省エネ（震災後の対応）から、IoTを活用した省エネの自動化
快適さを維持したまま、環境指数の目標値に収まるように省エネ運用を実施
目的（1）利用者の快適さを維持しながら電力消費量の削減を実現（我慢しない省エネの実現）（1）IEEE1888に準拠したシステムを導入し、他システムとの連携やクラウド化など拡張性を考慮

特徴（2）入退管理システムや人流システムなど、異なる管理システムのデータを一元管理し、システム連携による省エネを実現（人流システムとの連携は現在開発中）（3）温湿度などの環境情報、電力・電力量など、建屋内の“今”を見える化（4）省エネと快適性を両立する空調制御アルゴリズムの実装

結果（1）異なる管理システムのデータを一元管理（2）空調機の電力量を20％削減 （2011年度比較）© Hitachi Information & Telecommunication Engineering, Ltd. 2016. All rights reserved.

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2.2 事例② 省エネコンセプト
各種センサーから収集したデータを活用し、空調設備をスケジュール運転する事でトータルコストを削減•電力情報、環境情報、設備運転情報•時系列データ、過去データ•他拠点データ•機器運転計画を自動生成

データ
収集

実行・
フィードバック

見える化

分析・予測

•大量データからの相関関係分析•精度の高い将来予測の見える化•収集データによる大規模シュミレーション•目標に対する精度の高い最適解予測© Hitachi Information & Telecommunication Engineering, Ltd. 2016. All rights reserved.

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2.2 事例② システム概要
導入容易性・高費用対効果検証の為、マルチベンダー･マルチプロトコルにて構成
空調設備機器の制御を、接点制御にて実現
入退出管理システム

環境センサー情報収集システム
M2M情報収集基盤
システム

独自プロトコル
電力､ 電力量
134ポイント

分電盤
電力
センサー

電力センサー用
IEEE1888GW

人感
センサー

温湿度センサー無線

親機

温湿度､ CO2､ 人感
12ポイント
日立独自
プロトコル

日立
環境センサー用
IEEE1888GW

他社製環境センサー
CO2
センサー
温湿度センサーIEEE1888
Storage･Registry

ModBus

日立製環境センサー
CO2
センサー

M2M情報
収集基盤

無線

親機

温湿度､ CO227ポイント
他社独自
プロトコル

他社
環境センサー用
IEEE1888GW

ＩＥＥＥ１８８８

電力
センサー

エネルギー管理システム

独自
プロトコル

制御用
IEEE1888GW
接点
出力装置

接点
出力装置

空調設備機器

4段階
制御

ON･OFF制御

空調室外機（インバーター）

全熱交換機
（換気）

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2.2 事例② 実績1：社員向け見える化
社内Webにて、社員向けに「省エネの見える化」を提供
社内イントラ表示

拠点別詳細表示

設定したピーク値の95％になると赤いバーを表示することにより、社員の省エネ意識を促す© Hitachi Information & Telecommunication Engineering, Ltd. 2016. All rights reserved.

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2.2 事例② 実績2：管理者向け見える化
詳細データ表示画面、および解析用データ取得画面を管理者向けに提供
管理者用画面1

管理者用画面2

省エネプロジェクト

管理者用ページ

切替え設定

室外機制御画面

解析用データ取得画面© Hitachi Information & Telecommunication Engineering, Ltd. 2016. All rights reserved.

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2.2 事例② 実績3：分析用見える化
エネルギー管理システムとの連携、各種データの比較、および評価・分析を実施
入退管理情報（人数）とCO2濃度の関係

1Fフロア室外機の電力と室内温度の関係※日立製エネルギー管理システムとの連携イメージ© Hitachi Information & Telecommunication Engineering, Ltd. 2016. All rights reserved.

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2.2 事例② 室内環境の分析収集した各種データの相関性を分析し、省エネ運用に活用

外調機
交換機（8/28）

1.5600

外調機電力

1400

熱交換機（8/27）
外調機

400

0.5

CO2濃度

1200
1000

CO2（8/27）
CO2（8/28）

800

1200
0

在室人員とCO2濃度■ CO2濃度の傾きで在席人数の推定が可能

29.5

75

2970

28.5

65

2860

27.5552750
室内温度

湿度 (％)

70

32
28

全熱交換機

60

CO2濃度

50

在室人数

40

不快指数

264540空調電力と気温 （室内、室外）

在室人数

CO2濃度

80

26.5

02000
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
030

空調機A
ＣＮＤ２－６

ＣＮＤ２－５空調機B
ＣＮＤ２－４空調機C

24

ＣＮＤ２－３空調機D
空調機E
ＣＮＤ２－２空調機F
ＣＮＤ２－１20

室内温度
外気温度

空調電力

1600

2空調機

32313029162812272082610425002430

室内湿度 ､ 不快指数 （%）

1800

快適とされる範囲■ 不快指数を一定に制御

室内湿度 ､ 外気温度 （℃）■ CO2濃度で全熱交換機を制御

温度、湿度、不快指数
CO2濃度の規制値

室内温度 （℃）

換気量とCO2濃度© Hitachi Information & Telecommunication Engineering, Ltd. 2016. All rights reserved.

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2.2 事例② 省エネ実績「人手」による省エネ（2011年）から、「システム」による「快適性」を維持した省エネを実施（2012年～）し、現在継続中
2011年度「人手」による運用

2010年度省エネ未実施750

2014年度「システム」による運用
750

750

最大需要電力（kW）
最大：720kW

650

最大需要電力700（kW）
20％削減
650

600

600

600

550

550

550

500

500

500

450

450

450

400

400

350

350

700

３月７月
１１月

400
350

４月
８月
１２月

５月
９月
1月

６月
１０月
２月

3月
6月
9月
12月

平均気温（℃）
300

4月
7月
10月
1月

5月
8月
11月
2月

5101520253035

3月
6月
9月
12月

650

4月
7月
10月
1月

5月
8月
11月
2月

特異点

平均気温（℃）
平均気温（℃）

平均気温（℃）
300

300
0

最大需要電力（kW）

700

051015202530

・震災後対応として、人手による省エネ優先運用を実施。
・需要電力 20％削減

3505101520253035

・年間を通し「快適性」を維持した省エネ運用を実施
・気温による消費電力のばらつきを抑止
・冬季期間の省エネを実現
・特異点抽出による、運用見直し© Hitachi Information & Telecommunication Engineering, Ltd. 2016. All rights reserved.

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2.2 事例② 結果

空調機の電力量を20％削減

異なるシステムの一元管理（2011年度比較）

5年で投資回収できました…
© Hitachi Information & Telecommunication Engineering, Ltd. 2016. All rights reserved.

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2.3 事例③ 日立グループ大規模事業所での建屋データ一元管理
環境に配慮した先進的なエコオフィス
快適な職場と、高いエネルギー効率を両立

株式会社日立製作所 情報・通信システム社
ＩＴプラットフォーム事業本部 横浜事業所© Hitachi Information & Telecommunication Engineering, Ltd. 2016. All rights reserved.

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2.3 事例③ 目的･特徴・結果
横浜事業所（最新システム導入拠点）に見える化システムとして導入
ビル管理装置が収集している各種データを一元管理し、省エネ運用の省力化を実現

目的（1）機器設定・計測データの一元管理による、設備管理の省力化（2）機器稼動状況の収集と見える化による省エネ（1）IEEE1888に対応したM2M情報収集基盤システムの導入

特徴（2）既存の異なるビル管理システムのデータを一元管理（3）温度・湿度や電力・電力量など、建屋内の“今”を見える化（4）機器稼動の設定・測定データを収集

結果（1）空調機電力量を更に５％削減（想定効果）（2）機器の設定・計測データの一元管理を実現© Hitachi Information & Telecommunication Engineering, Ltd. 2016. All rights reserved.

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2.3 事例③ システム概要
M2M情報収集システムによる、ビル管理システム情報の一元管理を実現
IEEE1888GWを導入により、既存管理システムとのデータ連携を容易に実現
環境センサー情報収集システム
空調機運転情報
1,163 ポイント

日立アプライアンス製
空調管理システム
アダプタ

SBC
電力・電力量情報
532 ポイント日立ビルシステム製
ビル管理システム

BACnet
アズビル製
ビル管理システム

温湿度
192 ポイント

BACnetCO2センサシステム
CO2センサー

無線

親機

BACnet IEEE1888GW

BACnet IEEE1888GW

CO2濃度10ポイント

日立独自手順M2M情報収集基盤
システム

SBC IEEE1888GW

M2M情報収集基盤ＩＥＥＥ１８８８

既存ビル設備IEEE1888
Storage･Registry

見える化アプリケーションIEEE1888
APP

CO2センサー用
IEEE1888GW

SBC： 省エネビルコンソーシアム（空調システムHTTP）インタフェース
BACnet： Building Automation and Control Networking protocol
IEEE1888： 2011年に国際標準化されたオープンな通信規格。正式名は UGCCNet （Ubiquitous Green Community Control Network）© Hitachi Information & Telecommunication Engineering, Ltd. 2016. All rights reserved.

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2.3 事例③ 実績1：既設ビル管理情報の一元化
各システムから収集した情報を、同一画面上で見える化表示
フロアマップ表示

画面表示項目
1
23
4

空調機戻り温度

画面表示項目
CO2濃度
室内温度
空調機戻り温度
電力量

項目数1074401266

詳細グラフ表示
室内温度

CO2濃度

電力量

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2.3 事例③ 実績2：管理者向け見える化
詳細データ表示画面、および解析用データ取得画面を管理者向けに提供
管理者用画面

詳細データ表示画面

事務所1事務所2事務所3事務所1事務所2事務所3事務所1事務所2電力
電力量

事務所3事務所1事務所2事務所3事務所1

解析用データ取得画面

事務所2事務所3講堂1講堂2講堂3© Hitachi Information & Telecommunication Engineering, Ltd. 2016. All rights reserved.

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2.3 事例③ 結果

更に空調機の電力量を5％削減
一元管理（想定効果）

設備機器の設定
計測データの© Hitachi Information & Telecommunication Engineering, Ltd. 2016. All rights reserved.

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ご清聴ありがとうございました。

© Hitachi Information & Telecommunication Engineering, Ltd. 2016. All rights reserved.

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