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PI Systemの活用事例のご紹介

2012年10月 5日

宇部興産株式会社

化学生産・技術本部 CAEグループ

高見幸太郎

OSIsoft Japan Regional Seminar 2012 ユーザー事例説明資料

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はじめに

• Speaker’s Bio – '99年のPI System導入当初から担当として携わり、弊社工場のある宇

部、千葉、堺地区へ導入を展開をしてまいりました。

– 現在は、技術計算を担当するCAEグループに所属し、制御改善にPI Systemを活用するなど、利用者の立場から活用を推進しています。

• 発表内容 – 会社概要

– 当社のPI Systemの現状

– 社内講習実績

– PI Systemの活用事例

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社名宇部興産株式会社

UBE INDUSTRIES, LTD.

創業 1897（明治30）年6月

設立 1942（昭和17）年3月

資本金 584億円

従業員（連結） 11,026人（2011年3月末現在）（単独） 3,727人

会社概要

1897（明治30）年沖の山炭鉱創業（匿名組合組織） 1914（大正 3）年宇部新川鉄工所設立（匿名組合組織） 1923（大正12）年宇部セメント製造株式会社設立

1933（昭和 8）年宇部窒素工業株式会社設立

1942（昭和17）年上記４社を合併し、宇部興産株式会社を設立

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事業内容

※その他の事業を割愛しているため、売上高・営業利益の合計は100％になっていません。

10年度連結実績：上段売上高営業利益下段構成比構成比

化成品・樹脂合成ゴム／カプロラクタム／ナイロン樹脂／ＡＢＳ樹脂／ 2,045億円 200億円

ポリエチレン樹脂／樹脂加工製品／工業薬品／肥料 33.2% 45.1%

機能品・ファインポリイミド／電池材料／ガス分離膜／高純度化学薬品 687億円 87億円

通信部品／セラミックス／ファインケミカル／航空宇宙材料 11.2% 19.6%

医薬医薬 88億円 23億円

1.4% 5.2%

建設資材セメント・生コン／建材／カルシア・マグネシア／リサイクル 2,004億円 80億円

機能性無機材料 32.5% 18.1%

機械・金属成形成形機（射出成形機・ダイカストマシン・押出プレス） 834億円 17億円

産機（破砕機・粉砕機・運搬機）／橋梁／製鋼 13.5% 3.8%

ｴﾈﾙｷﾞｰ・環境石炭／電力 591億円 40億円

9.6% 9.0%

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国内事業拠点

東京本社

千葉石油化学工場

有機機能材料研究所

名古屋支店

大阪支店

堺工場苅田セメント工場

宇部本社

有機化学研究所

プロセス技術研究所

医薬研究所

無機機能材料研究所

宇部ケミカル工場

宇部セメント工場

技術開発研究所

沖の山コールセンター

伊佐セメント工場

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東京本社


有機機能材料研究所

名古屋支店

大阪支店

堺工場苅田セメント工場

宇部本社

有機化学研究所

プロセス技術研究所

医薬研究所

無機機能材料研究所

宇部ケミカル工場

宇部セメント工場

技術開発研究所

沖の山コールセンター


宇部ケミカル工場概要

従業員 1,232人敷地面積 66万m2

11の関連事業 55工場

連続とバッチのプラントがあるが、小規模なプラントが多い。


プラント情報システムの導入経緯

• ‘88 操業管理システム構築開始 (DCS上位コンピュータ)

用途：生産管理（解析利用は一部）

• ‘99 PI System導入開始 (上記システムを再構築）

用途：生産管理に加え、プロセス解析、運転監視

• ‘12 宇部、千葉、堺工場の３地区でPI Systemを

運用中

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以降ＤＣＳ更新などに合わせ順次ＤＣＳと接続

【PI Systemの選択理由】・各メーカのDCS I/Fが豊富・販売実績が多い


PI System全体構成図

8

宇部、千葉、堺地区をPI Systemに

統一したことで、ノウハウの共有、横展開が可能。

ケミカル

宇部地区では約５０台の

DCSをPI Systemに接続

(全体の約90%l)

PIサーバ

PIサーバ

・収集周期は主に５秒か１分

・データ保存期間は５年以上

・タグ数は80,000タグ

PIサーバ

電力

堺工場

千葉工場


良く使う画面例：プラント監視画面

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プラント監視画面のメニュー画面例。

工場内各プラントの挙動が事務所から把握できるので重宝している。

私の部署では制御性改善の業務に良く利用する。

ファイルは共有サーバに置いているため、他部署のスタッフも利用している。

監視画面では、１日トレンドを配置し、カレンダーから日付を選択できるようにしている。

トレンドのPV、SV、MV値は、全

プラントで色を揃えているので、一目で状況が把握できる。


トレンド機能が充実し使い易い

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凡例にマウスを当てると対象のトレンドが強調表示

表示時間の移動表示期間の変更初期状態に戻す

クリックすると表示・非表示の切り替え

特に最新バージョンになってトレンドが使いやすくなった。

トレンドが激しくハンチングしている画面でも、任意のトレンド線を見易くできる機能が良い。


利用例：広域監視（複数発電所の発電バランス監視）

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Ａ発電所

Ｂ発電所Ｃ発電所Ｄ発電所Ｅ発電所Ｆ発電所

各発電所の発電状況を一画面に表示した例。

発電所ごとにDCSが異なるが、PI SystemはそれぞれのDCSから収集しているため、必要な値を一画面に集約することができる。


利用例：広域監視（各プラントの環境値監視）

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各プラントの排水データを一画面に表示した例。

管理部署では、閾値を超えた場合にパトライトが発報する仕組みがある。

各計器室等でも画面を共有しているため、環境意識を高めることにも貢献している。


利用例：シミュレータとの組合せ

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蒸留塔の運転支援を目的とし、シミュレータと組合せたソフトセンサーの例。

PI Systemから取得した値から定周期でシ

ミュレーションして、各ストリームの組成や熱交の能力などを計算するもの。

運転参照画面

裏で計算しているシミュレータ

導入当初は、こうした工夫を凝らした様々なアプリを作成したが、プロセスやOSが変更となった場合

の対応に手間がかかるため、使われなくなったものも尐なくない。

（作成者は利用者ではなく、システム担当者。）

現在では、利用者自身が作成できるようにすることに重点を置いている。

そのために社内のPI System講習を充実していきたいと考えている。


社内ＰＩ System講習実績（２０１１年度）

• 講習回数および参加者数

– 2011年度実績：計２６回延べ１９６名

（内訳）宇部：２３回１７３名

堺：２回１３名

千葉：１回１０名

• トレーニングコース

– ＰＩ基本操作（３時間）

• ＰＩの概要と基本操作方法。

– ＰＩ新機能（１.５時間）

• ＰＩの新バージョンの新機能説明

– ＰＩ-ＳＱＣ（１.５時間）

• ＳＱＣ(※)による品質管理手法の概要とＰＩの作図機能（ＰＩの新機能）

– (※)SQC（statistical quality control）：統計的品質管理

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PIクライアントのバージョンアップに合わせて講習を実施

なるべく講習時間を短くし、参加し易くした。


PI Systemの活用事例

• 事例について – ２０１１年度に社内で実施された収益改善発表会の資料より、ＰＩ画面

を使用した資料部分を抜粋した。

– 発表会の資料のうち、計８件の改善事例にＰＩ画面のトレンドなどがそのまま貼り付けてあった。

• 事例１ – オペレータによる改善活動

• 事例２ – 設備管理スタッフによるポンプのトラブル解析

• 事例３ – 製造スタッフによる夏場の工程能力解析

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PI Systemの活用は、社内で普通のことになりつつある。


事例１(1/3)：オペレータによる改善活動

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オペレータは距離が離れている３工場を運転監視する必要があるが、DCSは全て

の工場からお互いを監視できるほど設置されていなかった。

オペレータ自身がPI Systemを利用して

監視画面を作成し、それぞれの計器室から監視できるように改善した。



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ＰＩＤａｔａｌｉｎｋを利用して原単位を計算し、現状の運転状態における生産性を把握。

→ 運転の異常に早く気付くことができる。

その他にもPI Systemを利用して、運転デー

タ解析ツールや運転記録、監視ツールを作成し、トラブルの改善などに活用した。



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このような改善活動により、０８年の活動開始からトラブル件数が減尐している。

簡単に取り組めるため、オペレータが必要なものを自ら作成でき、改善していける。


事例２：ポンプのトラブル解析

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設備管理スタッフによるポンプのトラブル解析事例。

故障が頻発した10年度以降とそ

れ以前の３年間の運転データをPI ProcessBookで比較し解析した。

PI ProcessBookは、長期トレンドが

表示可能なため、設備の故障解析などに有用である。


事例３：環境対策（クーラ設置による夏場対策）

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製造スタッフによる夏場の工程能力不足を解析した事例。

過去４年間の夏場のトレンドを比較した結果、特に2010年の猛暑時に能力

が不足していたことから、これに合わせクーラーを設置することで改善した。


まとめ

• 当社内での利用状況について – 生産管理システムとしての利用。（上位システムと連携して）

– 導入当初は技術スタッフ向けの解析ツールとして活用推進したが、近年ではオペレータや設備管理部門など、必要な人が必要に応じて活用できるようになってきた。

• 活用推進にあたって重要なこと – できるだけ利用者自身（利用部門）で作成すること。

– そのために容易に受講できる社内教育を充実すること。

– 同じPI Systemで統一し、アプリやノウハウを共有すること。

• 最後に – 重要な監視項目は、信頼性の高いＤＣＳで行うようにしている。

PI Systemのサーバ類は２重化（FTサーバ）するなど信頼性向上に努めているが、ネットワーク工事等で年２～３回は一時停止することがある。

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ご清聴ありがとうございました。

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宇部興産株式会社千葉石油化学工場設備管理グループ浅野

千葉工場のＰＩ System利用状況

工場所在地工場所在地

東京本社

堺工場

苅田セメント工場


宇部本社宇部ケミカル工場

千葉県市原市


2

家庭用ラップ液体容器エアーキャップ電線絶縁材

ポリエチレン

タイヤ

合成ゴム

防水シート（ＲＡ）を使用した両国国技館

千葉石油化学工場の製品群防水材

アウトソール

3

ＰＩＳｙｓｔｅｍ導入時の思想

①各プラントの計測情報を一括管理し、運転状況が何処からでも（工場外からでも）把握できるようにする。

※見える化による意識改革②生産情報・在庫情報等の操業管理への自動取り込み

※手入力作業の削減③開発、解析への活用

※長期間のデータ保存による過去との対比※生データを利用した、装置のシュミレーション※故障解析

２０００年５月にＰＩＳｙｓｔｅｍ導入

私は、設備管理の計装を担当しており、ＤＣＳからの情報提供で、このＰＩＳｙｓｔｅｍと深く係っております。

4

システム構成

5

・見える化（遠隔監視、現状把握、データ解析、帳票）・手入力削減（原単位計算・生産量・在庫管理への自動収集）

導入当初の活用方法

アナログ

デジタル

収集データ

演算タグ

ＤＣＳＰＩサーバ操業管理

遠隔監視

原単位管理生産管理品質管理在庫管理

ﾄﾚﾝﾄﾞ監視個別帳票各種解析

6

・見える化により関心を持たせ、意識改革・製造管理職は社外からも監視⇒各種情報を確認し運転指示が容易

生産状況監視

7

パソコン１台で３台のモニター（４２インチ）に表示し監視

オペレーター監視強化

・一度に複数のトレンドを確認でき、状況判断が容易監視強化⇒

・状況によりオペレーターが見たい画面に変更し監視意識改革

※ＤＣＳ操作画面の削減にもなった ⇒ 費用削減8

現在の活用方法

アナログデジタル文字情報

収集データ・アナログ・デジタル・文字

演算タグ

ＤＣＳＰＩサーバ操業管理

遠隔監視

原単位管理生産管理品質管理在庫管理

トレンド監視個別帳票各種解析

原材料

電力情報

管理業務

品質・分析

ｴﾈﾙｷﾞｰ管理環境管理出荷管理

出荷機器

(PLC)

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文字情報取込み例

※系列・サイロ名・銘柄・ロット№・品質判定情報等のデータをタグ化※これにより、以前は操業管理システムで一部の担当者しか見れなかった

データを、より見易い画面にカスタマイズして利用できる

10

文字情報取込み例（指示書及び実績管理）

ＤＣＳ画面ＰＣ画面

ＰＩサーバ

ＰＣで打込んだデータをＤＣＳへ

調合した触媒の使用先を指示

使用実績をＰＩへ

指示データをＰＩへ実績データＰＩより

※原材料の発生から使用実績までのデータを蓄積

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オペレータの作成画面例

情報の提供化により活用活性化

装置全体を管理し易い様にカスタマイズ

見やすい画面で日報管理

12

ＰＩ System長所・複数ﾃﾞｰﾀをPIｻｰﾊﾞで一元管理、長期保存できる・他システムより簡単にデータが取り込め、手入力作業削減ができる・複数の運転ﾃﾞｰﾀを一画面で表示でき、傾向比較ができる・データの長期保存により、運転条件やトラブル比較解析が容易・社外からでも簡単に状況確認がでる※特別なパッケージがなくても、ユーザーで高度な画面が作成でき各自でカスタマイズ容易なため、陳腐化することがない

活用を促進させるためのポイント（情報提供元として）※利用者のニーズに合ったタグを準備すること利用者で加工するのではなく、定常的に利用したいデータをタグ化

↓ＤＣＳで演算しタグ化、ＰＩ内で計算タグ化・文字情報のタグ化

このようにして私達は管理作業系にも広く活用しています

まとめ

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ご清聴ありがとうございました。

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