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Dec 13, 2023

Bluetooth デバイスは産業プロジェクトの実現に役立ちます

La distribuzione manuale dei dispositivi abilitati Bluetooth implica

手作業での Bluetooth 対応デバイスの導入は、さまざまな業界の安全性、透明性、品質に大きな影響を与えます。 過去 10 年間にわたり、多くの企業がデジタル化の必要性を認識してきました。 このデジタル化の傾向は新型コロナウイルス感染症のパンデミックによってさらに加速し、企業にとって現在の働き方を見直し、改善する貴重な機会となりました。 Cumulus では、BLE (Bluetooth Low Energy) 対応テクノロジーの採用が増加し、デジタル ワークフローの作成、現場データの収集、作業の進捗状況の確認が可能になりました。 これにより、企業は作業品質の向上、労働時間の節約、手戻りの削減を実現できるようになりました。 このため、Bluetooth Low Energy には多くの産業用途があります。

「肉体労働活動における Bluetooth 対応デバイスの導入は、複数の業界の安全性、透明性、品質に大きな影響を与えます。」

2016 年末、大手エネルギー会社は LNG 施設の建設に取り組んでいましたが、予算を超えて予定より遅れていました。 同社の経営陣は、これが自社の資本プロジェクトでは一般的であることを認識しており、最終的にこれについて何らかの措置を講じたいと考えていました。 その結果、問題をより深く理解し、分解し、効果的な解決策を提案するために、システム工学を使用した研究が開始されました。 LNG 施設をケーススタディとして使用すると、次のような共通のテーマが明らかになりました。

深刻な問題が発生したのは、機械の操作と完全性でした。 具体的にはジョイントの組み立てです。 ほとんどの施設では、ジョイントはフィッターと呼ばれることもある職人によって組み立てられます。 接合部は高品質のオペレーターによって検査される必要があります。 コンプライアンスと監査の目的で、ジョイント組立プロセスからのデータを取得して文書化する必要があります。

ASME PCC-1 規格では、ボルト接続の完璧な締め付けを保証する 3 つの要素として、透明性、記録保持、確立されたガイドラインの順守を推奨しています。 したがって、成熟した施設には通常、ジョイントの組み立てプロセスを管理するエンジニアリングと手順の制御を説明したフランジ管理計画があります。

一般的な化学プラントや石油精製所では、ターンアラウンド メンテナンス (TAM) と呼ばれる定期的なメンテナンス間隔があります。 TAM イベント中は、プラントの全セクションが 4 ～ 8 週間にわたり停止されます。 大軍の労働者が連れてこられますが、中にはこれまで工場で働いたことのない人もいます。 彼らは、現場の標準作業手順に従ってジョイントの分解、整備、再組み立てなどの重要な手作業作業を実行するように訓練され、配備されています。

このプロセスには慎重な監視が必要なため、検査官と品質保証エンジニアが必要になります。 エンジニアリングおよび手順上の管理が確立されているにもかかわらず、高い割合で手戻りが発生し、場合によっては、メンテナンス作業中のミスによる漏れが原因でシャットダウンが発生することがあります。 いずれの場合も、問題は次の 3 つの根本原因のいずれかに起因します。

業界データによると、手作業の 30% が正しく実行されておらず、毎年 6,250 億ドル以上が無駄になっています。 さらに、予防可能な事故により、毎年推定 1 億 7,000 万トンの温室効果ガス (GHG) が排出され、これは自動車 3,600 万台に相当します (GEC 2021 調査)。

最後に、計画外のダウンタイムにより、産業施設の所有者は平均 1 時間あたり 26 万ドルのコストがかかります (GE/ServiceMax 2019)。 さらに状況を悪化させているのは、建設チームと運営チームが十分な資格のある労働者を見つけることができないという事実です。

AGC 2021 年労働力調査によると、業界は 2022 年にさらに 220 万人の労働者を必要としていますが、請負業者の 72% が質の高い候補者を見つけるのが難しいと報告しています。 S&P Global 2020 は、乗組員の大規模な変革は、IoT、AI、AR の導入を促進する「人口動態の時限爆弾」であると述べています。 いずれにせよ、一般的に使用されているデジタル ソリューションのほとんどは、仕事の品質を保証しません。

幸いなことに、デジタル化に関する 3 つの問題すべてに対処する方法があります。 肉体労働の性質は常に臨時労働者に依存します。 これは、継続的なトレーニングと学習の再強化が必要であることを意味します。

作業がどのように実行されたかを示すような方法でデータが収集されると、資格のある検査官は、物理的に立ち会わなくても行われた作業の品質を評価するために必要な情報を得ることができます。

データ接続により、現場作業者とオフィス作業者の間にリアルタイムのリンクが提供され、検査官や監督者が作業の進捗状況をリアルタイムで追跡できるようになります。 これにより、作業のあらゆるレベルに透明性がもたらされます。 仕事をする人から、それを検査する人へ。 このようにして、ASME の透明性、記録保持、ガイドラインの順守に関する推奨事項を遵守することができます。

Bluetooth 対応ツールは、フィールド データ収集の重要な手段です。 ジョイントの組み立て中、デジタル BLE トルク レンチを使用して、接続された各ジョイントの個々のボルトにかかるトルクを追跡します。 レンチはモバイル デバイスとペアリングされています。

ジョイントのエンジニアリング データはアプリケーションにダウンロードされ、アプリケーションはワークフローを使用して、作業者にパスの数、締め付けパターン、各パスで適用する必要があるトルク値を指示します。 これにより、労働者にすでに提供されているトレーニングが強化されます。

Bluetooth 対応デバイスと通信できる機能は、検査官が各ボルトに加えられる実際のトルクを確認できるため、これまでは不可能だったある程度の透明性が得られるため、差別化要因となります。 作業が完了すると、関連データがサーバーにアップロードされます。 検査官は Web ブラウザを使用して、自動生成された完了レポートを含む、行われた作業に関連するすべてのデータを表示できます。

Bluetooth Low Energy プロトコルは主に消費者向けアプリケーションに適合しています。 したがって、既製の GATT プロファイルのほとんどは、消費者向け製品で使用するために作成されています。 GATT プロファイルには、消費者がメーカーに依存しないように標準の通信契約を提供するという利点があります。

消費者はどのメーカーからデバイスを購入しても、それが機能する (プラグ アンド プレイ) ことを期待できます。 Bluetooth 接続のポイントツーポイントの性質は、ネットワーク接続がほとんど利用できない産業環境で特に有益です。 Bluetooth Low Energy 接続デバイスには、いくつかの実用的な利点があります。

Bluetooth 接続テクノロジーを使用してフランジ アセンブリを追跡したところ、漏れ率は約 0.1 パーセントでした。これは、従来の方法を使用したプロジェクトでよく見られる漏れ率が 10 パーセントを超えるのと比較して、漏れ率がゆうに 100 倍減少したことです。 さらに、あるプロジェクトでは、フランジアセンブリの漏れを防止することで温室効果ガスの排出量が76万8,000トン削減され、さらにやり直し作業を回避することで数千時間の労働時間と数百万ドルの人件費が削減されたと推定されています。

2016 年には、BLE インターフェイスを備えた工業用トルク レンチはほとんどありませんでした。 大手ブランドは、HART、Bluetooth SPP、シリアル ポート通信などの独自の通信プロトコルを備えたレンチを製造しています。 いずれの場合も、ツールのインターフェイスは独特であり、カスタマイズとデータ インターフェイス用の追加のハードウェアが必要でした。 通信インターフェイスは、ワークフロー管理に役立つ種類の情報を提供するように設計されていません。 さらに、既製の本質安全防爆 Bluetooth 対応デジタル トルク レンチは存在しませんでした。

Bluetooth 対応ツールの使用は、リアルタイム データ、作業者レベルの品質、進捗データの収集を可能にし、産業のデジタル化を促進する大きな要因となっています。 議論されたユースケースはジョイントアセンブリでしたが、品質と安全性を確保するためにエンジニアリングと手順の制御が必要な作業プロセスにも同じ問題が当てはまります。 これらの使用例でも同様の節約が実現できますが、解決できれば BLE 対応デバイスの導入が容易になるという課題があります。 ほとんどの産業用ツールには標準の GATT プロファイルがありません。 このようなプロファイルを作成すると、次のような利点があります。

革新的な産業デジタル化ソリューションの継続的な進歩にとって、Bluetooth は強力なソリューションです。 トルク レンチ、油圧ポンプ、デジタル タグなどの工業用ツール向けの GATT プロファイルと Bluetooth プロトコルの作成は、業界での採用を増やすだけです。