JFE 技報 No. 44（2019 年 8 月）p. 1-6

全社統合設備管理システムを活用した経年設備の管理
Establishment of Judgment Standard for Deterioration Degree inEquipment and Utilization of JFE Maintenance Management System
細谷成史

HOSOYA Narushi

JFE スチール

設備技術部主任部員（部長）

要旨
JFE スチールでは，ここ十数年，生産設備の高経年化に伴い，腐食や疲労による設備故障で安定稼働が阻害される事態が発生していた。本論文では，高経年化対策として実行した全社共通の老朽設備管理基準の制定および JFE統合設備管理システムの活用による設備管理精度の向上事例を紹介するとともに，安定化強化活動として実施してきた事例を紹介する。

Abstract:
In about last 10 years, stable operation of equipment has been occasionally hindered in JFE Steel due to equipment
troubles such as fatigue and corrosion of aging facilities. This report provides establishment of companywide
mechanical maintenance standards for those facilities and effective utilization of JFE computerized maintenancemanagement system (CMMS) to maintain stable operation.

1． はじめに2． 老朽化起因の重大故障と設備管理の課題
2.1

安定生産は，製鉄メーカーにとって最も重要な課題であ

全社統合設備管理システム

る。メンテナンスを担う設備部門は，設備の安定稼働と機当社の従来の設備管理システムは，1985 年頃に，設備管能の維持により，この命題に応えるべく活動している。これ

理要員の効率化を目的として，千葉，京浜，倉敷，福山の 4は，膨大な数の製鉄設備を，個々の劣化状況に応じて的確つの地区において，それぞれほぼ独立して導入されたものに管理（保全）することに他ならない。JFE スチールでは，であった。このため，設備展開の考え方や設備重要度の設定，より的確な設備管理に向け，2014 年に新たに全社統合設備あるいは予備品の管理方法等は，各地区ばらばらであった。

管理システムを稼働させた。これにより，点検や補修の管一層の設備安定稼働に向けた，システムの効率化，全社理精度を向上させ，故障対策を迅速に行えるようになった。

共通化を目的として，2014 年に全社統合設備管理システム

しかしながら，最近の 10 年間は，高経年設備の占める割を立ち上げた。これにより，設備展開の全社共通化，点検合が増大し，故障が増加した時期でもあった。当社には稼や補修などの各ワークの定義，実行方法の共通化，予備品働年数が 30 年を超える設備が多く存在することから，超長の定義の共通化を実現した。また，保全活動上重要な故障期間の稼働による腐食や疲労に起因する故障が見られるよ原因の分類を全社で共通化することで，主観的な判断で決うになった。
長時間の生産停止を伴う重大故障も起きており，められがちな故障の原因を共通の基準で判断できるように安定稼働が阻害される状況が散見されている。

なり，全社共通の土俵で課題や対策を議論できるようになっ

このような事態を受け，経年設備の故障防止対策として，老朽設備を含む全社統合設備管理システムを構築するととた。

2.2

もに経年設備管理の改善を図ってきた。
本論文では，経年設備の安定化施策の中心的役割を担う

老朽起因の故障の推移

図 1 に，2003 年度以降の，老朽劣化に起因して発生した全社統合設備管理システムの紹介と，その活用による管理機械設備の重大故障の推移を示す。ここで言う重大故障と精度の向上事例および安定化活動事例を紹介する。

は，24 時間以上の生産停止を伴う故障である。重大故障は2009 年度より増加し，以降，年間 5～8 件程度発生している。
表 1 に，重大故障の分類を示す。件数の多い順に，屋外設備のフレーム等の腐食減肉による故障，機器内部部材の腐食減肉による破損，ダクトの座屈や脱落，配管の腐食穴あきなどが発生している。生産への影響だけでなく，安全2019 年 5 月 15 日受付－1－Copyright © 2019 JFE Steel Corporation. All Rights Reserved.

全社統合設備管理システムを活用した経年設備の管理

図 1 老朽起因の故障の発生推移と安定化施策
Fig. 1 Mechanical trouble trends and companywide
countermeasures

図 2 故障の原因分析
Fig. 2

表 1 重大故障の設備別発生件数設定し，更には劣化末期の保全方法を明確にすることが重Table 1 Major mechanical trouble cases and number ofincidents in each equipment
Major trouble case

Equipment

Number ofincidents

Main frame collapse due
to corrosion

・Belt conveyor for raw
material・Duct, … etc.

10

新の要否や全社優先順位が曖昧になっていたことも，的確

3． 全社共通の経年設備管理の推進
8Duct, tank buckling due ・Outdoor duct
to the steel plate corrosion ・Cooling tower

6

Serious leakage of utility
・Industrial water
piping due to thepiping, … etc.
corrosion

5・Internal structure orrolls in the furnace

要であるが，的確な管理を行えていなかったのが実情であった。また，劣化判定基準が各地区で統一されておらず，更な老朽更新を実行できなかった原因の一つと考えている。

Equipment function stopby inside components
・Heat exchanger
falling off due to the・Dust collector
corrosion

Breakage due to metal
fatigue

Cause analysis of major mechanical troubles

3.1

基本方針

経年設備の管理基準作成にあたり，前項の問題を解決するため，図 3 に示すフローに基づく管理を基本方針とした。
まず，最初に劣化メカニズムの把握を行うこととした。従来の保全実績を再整理するとともに，温度，雰囲気，性状，ダスト堆積等の使用環境を考慮した劣化速度の推定と，点5検ポイント，点検周期の見直しを実施した。更に，必要にや防災上の重大事故に繋がりかねない故障が起きている。
また，圧延地区では，長期使用による疲労の蓄積に伴う重大故障も発生している。
なお，活動の詳細は次項以下に示すが，設備管理の強化や老朽更新により，2017 年度以降，老朽起因の設備の重大故障は大きく減少している。

2.3

重大故障の原因と設備管理の課題

図 2 に，2003 年度以降のすべての重大故障の原因を設備管理の視点から分類したものを示す。設備の高経年化に伴う劣化が想定できず管理基準すらなかったものが 25％あるが，設備管理基準に基づいて点検や状況把握を行って劣化を把握したにも拘わらず，適切に対応できず発生させたものが 75％と多くを占めている。
重大故障を防止し老朽更新を効率的に進めるためには，劣化のメカニズムを把握した上で管理ポイントや限界値をJFE 技報 No. 44（2019 年 8 月）

図 3 経年設備の管理の基本フローFig. 3－2－

Maintenance management flow for aging equipment全社統合設備管理システムを活用した経年設備の管理応じて腐食試験を実施することとし，劣化速度の推定精度

強度解析の結果に基づき，フレーム部材の厚みが部材内のの向上も図った。

局部において 30％以上減肉しているものとした。

設備の劣化診断は，一次診断と二次診断の 2 つのステッ

図 4 に，社内の全ベルトコンベアフレームの判定結果をプで行うこととした。一次診断は，劣化メカニズムから見直まとめて示す。劣化度 D のものは，全設備の約 3％を占めした適切な周期での点検である。この一次診断で評価したている。劣化度 D と判定したものは二次診断を義務付けて劣化度が基準を超えると，二次診断である精密診断へと進おり，ダストや落鉱を清掃した後に点検し，測定データを基む。精密診断により得られた腐食減肉等の結果をもとに強に強度評価を行った。

度解析することで，実態に即した強度評価を行い，設備寿強度評価の結果，最大積載の条件で安全率がほぼ 1 のも命の予測精度を向上させた。のを D1 と判定し，更新必須とするとともに，倒壊などの事また，一次診断で基準以上の劣化が認められた設備で二故防止処置や積載量の制限等を即時実施することとした。

次診断で更新対象と判断しなかったものは，点検周期を短それ以外は D2 とし，設備管理の強化を図った。ただし，コ縮するなど，管理強化を図ることとした。

ンベアの総機長は 230 km に及ぶため，劣化度 D は全体の 3％3.2とはいえ 7 km あり，点検周期の見直し等の管理強化に伴い，管理基準

どうしても管理負荷は増大する。

管理基準は，製銑，製鋼地区の高経年設備を主な対象とし，安全，防災上リスクの大きい設備，過去に重大故障事例のある設備から順に作成した。基準は，過去の故障対策や各表 3 一次診断-劣化度判定基準

地区で持っていた基準を参考に，全社統一基準として制定した。ユーティリティ等の共通設備については，防災を主眼

Table 3 Deterioration classification criteria of primary inspection

としてガス配管の管理基準を作成した。そのほか，最近では，

Classification

冷延地区の酸洗槽や薬液設備にも展開しており，現在ではAHealthy

表 2 に示すように 30 種類以上の設備について管理基準を整B

Slight deterioration: only surface rustC

Proceeding deterioration: Frame member thickness reduction≒20〜30%

DSerious deterioration: Frame member thickness reduction＞30%

備している。
なお，重要設備の管理項目や内容は，今後とも点検項目を追加し整理することで，基準の検証と精度の向上を進める必要があると考えている。

3.3

Criteria

劣化度の判定表 3 に，原料地区ベルトコンベアフレームの一次診断における劣化判定基準を示す。劣化度 C は，設計段階で設けた腐食代の範囲と同程度の，局部的な減肉を想定している。
最も劣化の進行している劣化度 D の判定は，別途実施した

表 2 全社共通老朽設備管理基準作成事例
Table 2 Companywide standard examples for aging equipment
Ironmaking equipment Steelmaking equipment
Converter vessel
Unloader, Raw material
Bearing for tilting
yard moving machine
converter
Belt conveyor frame

Waste heat recovery
boilerFig. 4 Primary inspection result (deterioration classification)of belt conveyor frame

OverheadcraneGas piping

Raw materials screen

Hood tube in converter
Water piping
OG Duct

Duct for sinteringmachineRotating ring for CCswing tower

Electric dust collector

CC frame structure

Mixer drum

CC Blower

Exhauster in sinteringmachine

図 4 コンベヤフレーム劣化度判定結果

Others

表 4 二次診断-精密点検＆強度評価
Table 4 Criteria of deterioration classification insecondary inspection

PicklingTankClassification

Dust collector fan－3－

Criteria

Response

D1

Emergency repair
Safety factor = ＜1
→ Renew equipment

D2

Safety factor＞1

Deterioration progress estimation→ Establishment of maintenancestandards & renewal planning
JFE 技報 No. 44（2019 年 8 月）

全社統合設備管理システムを活用した経年設備の管理

3.4

そこで，
「機械系老朽設備の設備管理および更新の運営要老朽設備管理台帳領」を全社統一で制定し，表 5 および表 6 に示す「老朽設前述のとおり，全社共通の老朽設備管理基準を制定し，備管理台帳」の作成に着手した。

点検を強化して劣化判定の精度を向上させ，更新が必要と

3.4.1

全社統一老朽設備管理台帳の導入判定した設備は逐次老朽更新してきた。しかし，その管理は，管理対象設備は，工場→設備→機番→装置名と体系的に当初，各地区，職場が個別に作成した管理リストや管理マッ洗い出して管理台帳に記載した。加えて，各地区で比較検プを基にしていたため，管理対象を網羅しきれず，管理不討することにより，管理対象の抜けを防止した。

足による故障のリスクが残っていた。その結果，突発的な設設備の点検は，全社共通老朽設備管理基準の基本フロー

備更新要望が後を絶たず，更新費用が計画以上に積み上がに従って実施し，一次診断，二次診断の結果を台帳に明記るという問題が顕在化していた。

することで進捗を把握できるようにした。また，台帳には 2
表 5 全社統一老朽設備管理台帳事例 1

Table 5

AreaPlant

Equipment

Example of management ledger for aging facilities (1)Primary inspection
Item
DeviceDeterioration
numberDate
Accuracy
Level

Secondary Inspection
Deterioration
Classification
Date
Reliability
Levelcriteria

Ironmaking

Raw Yard moving
O-1ST Travelingmaterial machine

C

Quantitative check(Representative)

CA2

Company
standard

Ironmaking

Raw Yard moving
O-1ST
material machine

Slewing 2016

D

Quantitative check
2016(Representative)

DA2

Company
standard

Ironmaking

Raw Yard moving
O-1ST
material machine

Boom

D

Quantitative check(Representative)

DA2

Company
standard

Ironmaking

Raw Yard moving
O-1ST Elevationmaterial machine

CQuantitative check(Representative)

CA2

Company
standard

Ironmaking

Raw Yard moving
O-1ST
material machine

B

Quantitative check(Representative)

Ironmaking

Raw Yard moving
O-2ST Traveling 2016
material machine

C

Quantitative check2016(Representative)

DA2

Company
standard

Ironmaking

Raw Yard moving
O-2ST
material machine

Slewing

B

Quantitative check(Representative)

Ironmaking

Raw Yard moving
O-2ST
material machine

Boom

B

Quantitative check(Representative)

Ironmaking

Raw Yard moving
O-2ST Elevationmaterial machine

B

Quantitative check(Representative)

IronmakingRaw Yard moving
O-2ST
material machine

D

Quantitative check(Representative)

DA2Company
standardTripperTripper

表 6 全社統一老朽設備管理台帳事例 2Table 6
Risk type
MatterProduction

Example of management ledger for aging facilities (2)Risk assessment
Priority
Deterioration factors
Evaluation Evaluation Evaluation
Overall point Area Company-level
Item-1
Item-2Item-3

Safety Single unit DT＞ 4 Days

221

4

Safety Single unit DT＞ 7 Days

2214

SafetyCollapse

223

12Atmospheric corrosion

SafetyCollapse

2214Atmospheric corrosion

Safety Single unit DT＞ 7 Days2214Safety Single unit DT＞ 4 Days

2214Safety Single unit DT＞ 7 Days

2214Wear

SafetyCollapse

22312Atmospheric corrosion

SafetyCollapse

22142214Safety Single unit DT＞ 7 Days
JFE 技報 No. 44（2019 年 8 月）

－4－Atmospheric corrosion
2Wear

Atmospheric corrosion
8Atmospheric corrosion

Atmospheric corrosion
5Atmospheric corrosion

全社統合設備管理システムを活用した経年設備の管理次診断の確度を明記することとした。確度とは，設備余寿

老朽管理対象とした設備は，劣化度に応じて適切に管理し命の検討精度を意味し，劣化メカニズムが十分に検討されなければならない。このため，現在，各設備の劣化度は，劣化速度が明確で寿命の判定精度が高いものを A1，以下，地区設備管理担当，設備管理者，設備技術担当，本社管理A2，B1，B2 と 4 段階で評価するようにした。台帳には，一担当で役割分担し，6 か月毎に見直している。

次診断における点検精度と定量点検の状況および今後の技

4． 統合設備管理システムによる老朽設備管理術検討の必要性も，あわせて記載するようにした。
また，劣化が進展した際のリスク（危険事象および危険度）を，倒壊，爆発，環境，安全，生産停止に分類するととも4.1にリスクの大きさの評価基準も明確にした。このことにより，

図 6 に，設備の稼働から廃棄までの期間における設備管理活動を概念的に示す。

リスク評価に基づく優先順位付けを，地区毎や全社一括で簡単に実施できることになり，老朽更新をより効率的に計画

定期設備管理（保全）は，可動部品の劣化と取替が主体できるようになった。
3.4.2

老朽更新管理台帳の運用課題であり，比較的劣化の少ない構造物についてはほとんど行

老朽設備管理台帳の運用状況わない。なお，可動部品の管理においても，長期の稼働に現在，管理対象設備は全社で約 36,000 基あり，図 5 のよ伴い，定期設備管理の周期を徐々に短くするような対応は必要である。

うな評価分布となっている。
老朽更新対象の劣化度 D1 は全体の 3％である。老朽更新

一方，老朽設備の管理は，前述のように，劣化メカニズ

においては，材質，構造の見直し等による長寿命化や保全ムの検討から始まり，一次診断，二次診断による劣化度判負荷の軽減策，さらには更新工事の効率化や工期短縮を重定とその結果に応じた管理の強化が重要である。経年劣化

要な検討課題としている。

した設備の点検や補修の周期は，次第に定常設備管理の周劣化が進み重点管理が必要な劣化度 D は全体の 7％であ期に近いものとなり，更新が近くなると更に短い周期で点検る。劣化度 D の設備は，精密診断の継続的な実施や診断周や補修をしなければならなくなる。

期の短縮等，設備管理の強化により故障を防止するととも当社のように経年設備を多く抱えている場合には，単純に，設備の塗装や補強による延命化も検討している。

な定期管理という発想では故障を防止することはできず，的運用のもう一つの要点は，劣化度判定の見直しである。

確に管理周期を設定して確実に対処できる管理システムが必要となる。

4.2

統合設備管理システムによる老朽設備の管理

4.2.1

従来の統合設備管理システムでの老朽設備の管理

従来の統合設備管理システムによる老朽設備の管理は，設備管理担当者には大きな負担であった。図 7 に示すように，従来のシステムはデータベースに周期，優先順位等の設備管理基準と実績データを取り込めるようになっており，基準図 5 設備総管理点数と劣化度割合

周期と実績周期データから次回の実行計画を優先順位と共Fig. 5 Inspection quantities and deterioration classification resultに参照できる機能を持っていた。しかしながら，劣化度を登録する機能は持っていなかったため，劣化した設備の保全

図 6 保全サイクルと現状の管理概念図
Fig. 6図 7 老朽更新管理台帳登録前のシステム

Maintenance cycle and management method

Fig. 7－5－

Maintenance plan adjustment flow
JFE 技報 No. 44（2019 年 8 月）

全社統合設備管理システムを活用した経年設備の管理

図 9 設備管理計画システム最適化構想

図 8 老朽更新管理台帳登録後のシステム

Fig. 9Fig. 8 Maintenance plan adjustment flow considering
equipment deterioration degree using JFE CMMS

Optimization concept of maintenance plan adjustment

一方で，これらが実現することで得られる設備データは更に計画の変更は，設備管理担当者が老朽設備管理台帳をベー増加する。そのため，設備管理担当者による異常判断や保スに判断し，システムに新たな管理基準を登録するか，もし全計画の作成は，より一層複雑化すると予想される。

くは計画作成時にその都度追加登録することが必要であっこ の よ う な 問 題 を 解 決 す る た め， 現 在，DS（Dataた。これは非常に手間のかかる作業であり，改善が望まれScience）を活用した異常監視システムの開発や，異常判断ていた。の高精度化に取り組んでいる。また，全てのデータから得らまた，老朽設備管理台帳を用いた管理も問題であった。

れた判断結果から，設備管理担当者に代わってシステムが当初，エクセルリストを用いた全社一括管理を推進し，診点検や補修計画を作成するなど，最適化を支援する新たな断結果に基づく点検周期や実行内容の見直しを含め管理で設備管理計画システムの開発も進めている。

きるようにしたが，的確な管理を目指すことで管理対象設備

図 9 に，設備管理計画システム最適化構想を示す。今後，が当初見込よりも細分化され，結局 36,000 基となった。そこれらの技術を活用し，一層，高経年化が進む設備を効率のため，点検等の実行管理や集計作業をエクセルリストで的に管理していけるよう開発と改善を進めていく。

行うことは，担当者にとって大きな業務負荷となっていた。
4.2.2

5． おわりに

老朽更新管理台帳の設備管理システムへの統合

前項の状況を背景として，エクセルベースの老朽設備管理台帳を設備管理システムに統合することとした。老朽設

経年設備の全社統一設備管理基準や管理台帳を作成する

備の一次診断，二次診断，老朽更新等のワークを設備管理とともに，統合設備管理システムへの統合を図ることで，効基準として登録し，劣化度の判断結果を設備管理基準に登率的な設備の管理やシステムの運用が可能となった。また，録したワークと結びつけて登録できるようにした。登録後，老朽更新対象の全社の総合的な優先順位付けにより，計画

図 8 に示すように，劣化度，リスクからシステムが自動判精度や実行精度が向上し，結果として老朽起因の設備故障定し保全計画を作成するようにした。このことで，点検周期が減少に転じた。今後は，IoT や DS の活用による大量デー変更等の保全計画の適正化業務が，設備管理担当者の手をタに基づく設備管理へとレベルアップすることが不可欠と煩わすことなく効率的にできるようになった。

考えている。

必要予算やスケジュールを各ワークに結び付けて登録す

最後に，設備を安定稼働させることは設備管理担当者のることで集計作業もシステムで実施でき，今後の更新計画重要な使命である。これを肝に銘じ，引き続き設備部門がの「見える化」につながっている。

一丸となって最適な設備管理に取り組んでいく所存である。

4.3

設備管理計画システムの更なる最適化

高経年設備の管理は，点検点数の増加，点検周期の短縮，補修頻度の増加と，新規設備の管理に比べて非常に多くの労力を要する。健全と判定されている設備の劣化が徐々に進むと，設備管理の負荷は増大の一途をたどる。
このため，設備の劣化状況を初期の段階で的確に把握するための振動等のモニタリングの拡充や，IoT を活用した点検，ロボット化等，保全作業の効率化がより一層重要となる。
JFE 技報 No. 44（2019 年 8 月）
Copyright © 2019 JFE Steel Corporation. All Rights Reserved. 禁無断転載－6－

細谷 成史