廃棄物処理施設におけるデータ活用と相互支援体制の構築
Data Utilization and Networking for Safer, Stabler Factory Operations

小野雄基＊Yuki Ono

近年，AI，IoT 技術が発達しており，プラントの運転自動化に向けた活用に関する研究が進められている１）。廃棄物処理施設においても，プラント操業にかかる運転員数が縮減する中で，運転・操業から得られるデータから有効なデータを選別蓄積し，運転・操業にフィードバックすることで，より安定安全なプラント操業ができる仕組み作りが進められている。事業所がもつノウハウの蓄積方法としての電子マニュアルの検討，安全確保のためのウェアラブル端末によるバイタルデー
タの取得，データ活用による運転異常や機器トラブルの未然予測のための BI ツールの検討，そして事業所間同士のデータやノウハウ共有を強化するための事業所間ネットワークについて試験を実施，これら技術の活用可能性を確認した。
In recent years, progress in AI and IoT technologies has fueled research into factory automation1）. With thenumber of personnel involved in operations shrinking, ways to more stably and safely operate factories arebeing pursued by selecting, compiling and feeding back useful data from operations. This paper reports on
continuing research into electronic manuals as a method for storing know-how owned by businessestablishments, the acquisition of vital data via wearable terminals as a means for ensuring safety, and BI
tools that utilize data to predict operational abnormalities and equipment troubles, as well as testing ofinternal networks for sharing data and know-how between business ofﬁces.

Key Words：
事業所間ネットワーク

Network between business ofﬁces

電子マニュアルElectronic manual

BIツール

ウェアラブル端末

Business Intelligence tool
Wearable equipment【セールスポイント】
・事業所間ネットワークシステムの構築により，他事業所と情報交換を促進し，運転ノウハウを共有するとともに，相互に運転を支援することができる。
・電子マニュアルによるノウハウ蓄積方法の確立，マニュアル活用により新人の早期戦力化が可能である。
・BI ツールによるプラント操業データを図示化し，プラント安定操業を支援することが可能である。
・ウェアラブル端末により運転員のバイタルデータを取得し，運転員の状況を把握し安全状態管理が可能となる。
・災害被災時に，中央監視センターは全て機能不全となるのに対して，事業所間ネットワークは災害時リスクを回避することが可能である。
Vol. 17 No. 1（2020 ／ 9）＊

環境プラント技術本部 装置技術部 技術企画室

神鋼環境ソリューション技報

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まえがき

1. 2

新設の廃棄物処理プラントでは，民間事業者がプ各事業所に KVM ※１ システムを導入することで，ラントの設計・建設に加えて運営・維持管理を一括事業所が相互に DCS 画像を確認することができるして請け負う DBO（Design Build Operation）方式が環境を整備した。これにより相互に運転状況を確認

１）

事業所間ネットワークの構成主流となっている 。プラントの稼働後20～25年のできるとともに，互いの運転を操作できる環境が整長期にわたり，将来的なごみ量やごみ質の変化へのえられ，必要に応じて相互に運転を支援することが対応も視野に効率的な運営が求められている。具体できる。さらに，Microsoft Teams® を用いて事業所的には，日常運転・維持管理のための適正運転や機間でのコミュニケーションを可能としている。これ

２）器の計画的なメンテナンスの解析が重要 で，AI，により，他施設での運転状況について，運転員同士IoT 技術の活用によりプラントから得られるデータで相互に状況を確認することができる体制を構築しを用いた運転改善やメンテナンス頻度の最適化の取た（図１）。

組みが有効である。

1. 3

事業所間ネットワークの運用方法および効果一方で，日本国内では人口減少に伴い，地域によ

図１に示すように本ネットワークでは，事業所間ってプラントの運転を担う運転員の人材確保が重大に複数のネットワーク網を構築し，異なるネットワな課題となりつつある。プラントの自動運転技術のークにより，事業所間で連携をとることを特長とし高度化が進む中，限られた人材で効率的な操業を行ている。各々のネットワークで得られる効果を以下うために，操業ノウハウの蓄積と共有，人材育成とにまとめる。

運転支援体制，運転員の安全管理体制の構築といっ

１）遠隔ネットワークた課題が，今後顕在化してくると考えられる。

遠隔地の事業所をつなぐ目的は，災害発生時に同そこで，効率的な操業に向けた総括的な課題解決

ネットワーク内の事業所が同時に被災し，支援が行のための当社独自の取組みとして，運転改善や安定えなくなることを防ぐことである。近年日本各地で化，ノウハウ共有と人材育成のための事業所間ネッ発生している災害時に，中央監視センターが被災す

トワークと電子マニュアル環境の構築，データ活用

ると，遠隔監視システムがすべて機能不全に陥る

による安定運転のための BI ツール活用，安全状態が，事業所間ネットワークでは，安全に他事業所の管理のためのウェアラブル端末について導入につい運転や停止を行えるよう支援できるシステムとなって報告する。ている。

1.

事業所間ネットワークと電子マニュア
ル環境の構築式の事業所をつなぐことで，自事業所と近しい設備プラントの運転，運営，整備に関する知識が個人ドバイスやノウハウの共有が可能である。

1. 1目

的

また遠隔地をつなぐグループ A では，同じ炉形構成で運転監視が可能であり，運転状況に応じたアノウハウ化していることが多く，事業所内でのノウハウの共有化や個人差の平準化に課題があった。新グループ A
遠隔プラント立上げ時やプラント運転員の入替わりが生じた際，経験の浅い運転員の技術を，早急に各種運転操作やプラント点検を一人で行える水準にまで引グループ B
東北エリア

事業所 D

遠隔ネットワーク
事業所 A

事業所 B

事業所 E

グループ C
関東エリア
事業所 F上げることが求められる。
そこで，各々の事業所がもつノウハウを共有し，限られた人材でも新規プラントの早期安定操業を担近傍ネットワーク近傍ネットワーク

事業所 C

事業所 G

保するとともに，相互に運転状況を監視できる体制により効率的な操業を実現することを目的とし，事本社部門

本社部門より・ネットワーク管理支援・データに基づく運転支援

業所間ネットワークを構築した。
また，マニュアル作成ソフトを導入することで，マニュアル作成を簡易化し，時間をかけずにマニュアル整備を進められるようにするとともに，デジタルデータとしてマニュアルを整備することで，事業所間で共有できるようにする。
16

図１

事業所間ネットワークイメージ図※１ セキュリティ対策のされたコンソールを通して，KVM の機器に接続されている全てのサーバに遠隔でアクセスし，モニタリング監視や制御を可能とするネットワークシステム。

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２）近傍ネットワーク

通じて，事業所における運転操業に関する課題やノグループ B やグループ C では，近傍地域におけウハウが蓄積されている。一方で，近傍ネットワーる事業所間をつなぐことで，物理的な支援を速やかクでは，機器メンテナンスや工事に関するノウハウに実施できることを可能とし，人や物の融通を行うが蓄積している。今後はこれらのデータを組合わことが今後想定されている。

せ，長期運転のコストダウンやより効率的な操業に

３）本社部門からの支援つなげていきたい。また，作業標準以外にも，新人事業所グループ間において，操業にかかるノウハ

教育マニュアルの整備や各種報告資料の作成，デーウを共有する一方で，本社からは各事業所から得らタの保存管理が可能である。他事業所のノウハウやれる運転データを解析し，機器損耗や用役費の少な設備補修や改善事例を，一括管理にも活用していきい運転方法を提案し，効率的な運転の支援が可能でたい。

ある。

2. BI ツールによる運転支援システムの構築

1. 4

電子マニュアルの共有化

2. 1

目

的

今回マニュアル作成ソフト Teachme Biz を採用

廃棄物処理プラントでは，プラントの運転情報とし，タブレット端末の使用により，経験年数の浅いして温度，圧力，空気流量といったデータを常時取運転員でもマニュアル作成が可能な簡易性を確認し得している。従来は，事業所運転員が随時プロセスた。また，デジタルデータとしてマニュアルを整備

データを監視し，また，一定周期ごとにデータが事することで，必要なマニュアルに即時アクセスでき業所内のサーバーに保存され，このデータを基に帳る利便性，事業所間での共有化の有用性について確票が作成されていた。長期的なデータの変化をとら認した。

えるためには，データを都度グラフ化して比較する

®

1. 5

今後の課題必要があった。

１）支援内容のステップアップ

BI（Business Intelligence）ツールを使って自動的

事業所間ネットワークのシステム導入により，各に運転データを可視化することで，連続運転におけ事業所から他事業所の DCS にアクセスできる環境る各種データの傾向をつかみ，長期データから最適となり，他事業所からの運転操作も可能となる。現な運転状況の判断を行うことが可能である。

在は，通常運転時に事業所間でのコミュニケーショ

2. 2

データの収集ンを実施し，互いのノウハウの共有を行っている。

図２にデータの収集イメージおよび図示化したデ表１に示すように，今後は各種運転に係る設定値のータの利用先を示した。従来より取得している帳票共有，改善点の提示に結び付けるステップ２に展開

データや用役データを，クラウドに取込み，様々なを進めていく。さらに，緊急時における遠隔事業所場所（端末）からデータにアクセスできる体制を構からの DCS 監視（ステップ３）や DCS 操作（ステ築した。

ップ４）も実施できるよう計画を進めている。

2. 3２）データ管理システムの構築

BI ツール活用例と結果

データ図示化のための BI ツールには QlikView® を

遠隔ネットワークと電子マニュアルの環境整備を
表１①運転相談および確認【目的（1）】・普段困っていることの相談
・DCS 画面で，温度や圧力といった運転状況の確認②運転設定条件確認【目的（2）】・PID や PV 等の設定値の確認用いた。QlikView によるデータ図示例を図３に示す。

遠隔支援システムの導入ステップ
ステップ①

ステップ②

ステップ③

ステップ④

○

○

○

○

○

○

○

○

○

③運転監視【目的（3）】・DCS による運転監視を，他事業所で実施（DCS の操作は含まない）④運転操作【目的（3）】・操作を含めて DCS 運転を監視操作
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図３

各種
運転データ

廃棄物処理プラント

事業所
データ
サーバ

運転用
・瞬時データ・アラーム

データ図示例（Qlik View）

・帳票
データ
・用役
データ

クラウド

確認用
・帳票データ
（図示化）
本社部門

事業所

運転支援

図２

プラントデータの活用イメージ図

データを図示化することで，事業所運営メンバー

図４にてプラント運転の傾向を容易に把握し，プラントウェアラブル端末（腕時計式）装着例運転の変化に気づくことが可能となった。
また，各施設の帳票データをクラウド上に移行して一括管理しており，複数施設のデータを比較することが可能である。例えば，用役費の異なる施設を本社にて比較検証することで，その原因を解明し，各施設へフィードバック，さらに他施設へ展開することが可能である。
2. 4

今後の方針

データを収集する施設を随時増やし，各施設への図５

フィードバックを行うとともに，運転データや用役バイタルデータ表示画面

データに加えて各施設のメンテナンスデータを取込み，より一貫したデータ管理システムを構築し，デルデータを取得し，炉室内作業時の体調不良等の異ータに基づく効率的な操業支援を追求していく。

常を検知し監督者に通知することが可能となる。

3.

ウェアラブル端末による運転員の安全状態管理

3. 1

目

的

3. 2

試験方法および試験結果

腕時計式ウェアラブル端末（みまもり Watch®，
図４）の試験を実施した。整備班員がウェアラブル

３）

端末を装着し，防護服を着用して炉室内作業を行っや現場作業の省力化が進む中，プラントの点検作業たところ，心拍数上昇に伴いアラートが発報されるにおける運転員の安全状態管理も重要となってくる。

ことを確認し，Web 画面で確認することができた

AI，IoT 機器の導入等により自動運転の高度化

ウェアラブル端末の活用により，運転員のバイタ18（図５）。

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アラート発報を管理者が確認することにより，通ネットワークと電子マニュアル環境の構築，運転支

常では気付かない作業員の体の異常に気付くことが援システムの構築，ウェアラブル端末を活用した安でき，適宜休憩を取ることで，熱中症による事故を全状態管理の有効性について紹介した。

防ぐ可能性があることを確認することができた。
3. 3

今後の方針

化燃焼炉の各機能の価値を最大化するため，災害発

本年度より試験運用を開始し，アラート検知ができることを確認した。長期運用によりデータを蓄積し，アラートの活用やウェアラブル端末の運用を展開していく。

むすび

廃棄物処理プラントにおいて自動運転技術の高度化が進む中，効率的な操業や人材確保の課題解決に向けた当社独自の総括的な取組みとして，事業所間Vol. 17 No. 1（2020 ／ 9）

今後も，回転式ストーカ炉，ガス化溶融炉，ガス生時の緊急対応も含む安全管理体制の構築も視野に，効率的な操業を追求していく所存である。
［参考文献］
１）平成22年度廃棄物処理施設官民連携推進部会調査報
告書 PFI/PPP 推進協議会（2010年），p2
２）廃棄物処理施設長寿命化総合計画作成の手引き（ごみ焼却施設編） 環境省大臣官房廃棄物・リサイクル対策部廃棄物対策課（2010年，2015年改訂），p10３）小野ほか：環境技術 Vol49，No.4（2020年），p189-19

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