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1 フィールドコミュニケーション ユーザセミナ2016
早稲田大学 2016年3 月9日 FieldComm Group © 2016
計測展2015TOKYOエンドユーザフォーラムハイライト -プロセス産業ユーザが語る IIoT/スマートマニュファクチャリングの姿- フィールドコムグループ エンドユーザ委員会:日本 委員長 布川 了(㈱三鈴エリー)
2 フィールドコミュニケーション ユーザセミナ2016
早稲田大学 2016年3 月9日 FieldComm Group © 2016
計測展2015TOKYOエンドユーザフォーラム Internet(?) of Things for Process Control (プロセス制御ユーザのためのIoTとは ?) John Rezabek Ashland Chemical Field Intelligence in Chemical Industry (化学プラントのフィールド機器インテリジェント化) Satoru Nunokawa Misuzu Erie Co., Ltd. (Mitsubishi Chemical Holdings Group) Improved commissioning procedures at Shell
support on-going proactive maintenance (IoTを活用したプラントコミッショニング新手法)
Rong Gul Shell Global Solutions
3 フィールドコミュニケーション ユーザセミナ2016
早稲田大学 2016年3 月9日 FieldComm Group © 2016
Internet(?) of Things for Process Control
Smart devices need smart people to make smart choices プロセス制御ユーザのためのIoTとは ?
John Rezabek Ashland Chemical
4 フィールドコミュニケーション ユーザセミナ2016
早稲田大学 2016年3 月9日 FieldComm Group © 2016
Infrastructure for Process Control & Automation
FieldComm Group supports standards and testing for Protocols, Systems, Devices Merger of HART Communications Foundation and
Fieldbus Foundation Unique incorporation of End-User input: “End
User Advisory Council” = EUAC End-user representation from large process
industry end users around the globe End-userは、世界中のプロセス業界のエンドユーザの代表です
エンドユーザからのアドバイスを結合するユニークな組織=”EUAC”
HART協会とFF協会の合併
FieldComm Groupはプロトコル、システム、デバイスの標準と試験をサポート
プロセス制御とオートメーションのためのインフラ
5 フィールドコミュニケーション ユーザセミナ2016
早稲田大学 2016年3 月9日 FieldComm Group © 2016
Herman Storey US
Rong Gul EMEA
Hamad Balhareth Middle East
B.R. Mehta India
Duncan Turner Australia
Satoru Nunokawa Japan
Miguel Borges Brazil
Ian Verhappen W. Canada
6 フィールドコミュニケーション ユーザセミナ2016
早稲田大学 2016年3 月9日 FieldComm Group © 2016
THIS
NOT THIS
この分野です
この分野ではありません
7 フィールドコミュニケーション ユーザセミナ2016
早稲田大学 2016年3 月9日 FieldComm Group © 2016
Are We the “Real” End User? We are a link in the value chain, from vendors to the “real” end
user The “real” end users are the ones to whom we provide quality
measurements and controls • The Operator • The Reliability Specialist • The Process Engineer • The Plant Manager
Our task is to choose and implement systems, device, and network technology to aid in their mission
私たち(計装エンジニア)は"真"のエンドユーザか?
ベンダーから”真”のエンドユーザまでのバリューチェーンの過程に、私たちは組み込まれている
私たちの良質な計測制御機器の提供を受けとる人たちが、 “真”のエンドユーザである
エンドユーザの職務を助けるシステム、デバイス及びネットワーク技術を選択し実現することが私たちのタスクです。
8 フィールドコミュニケーション ユーザセミナ2016
早稲田大学 2016年3 月9日 FieldComm Group © 2016
The Mission of the Enterprises We Serve
Is to make salEable product (chemicals, gasoline, beer, paper, etc.) Safely Reliably Surpassing Quality Requirements Low Environmental Impact Efficiently On-time With Minimal Unplanned Outages / Interruptions
私たちが従事している企業の使命
よく売れる製品を生産すること 、以下のことを守りながら。
9 フィールドコミュニケーション ユーザセミナ2016
早稲田大学 2016年3 月9日 FieldComm Group © 2016
The Internet of Process Things . . . The mission of the enterprise: to produce saleable product Measurement and Controls professionals play a vital role, but
are not the real “End User” Increasingly capable Networks and Services is critical, but
standards to channel its application for process applications is essential
End Users of the FieldComm Group technologies are supporters of open standards that serve the priorities of the “real” end users we serve: Our Operators, Our management, our process specialists, our enterprise.
プロセスの”もの”のインターネット
企業の使命;よく売れる製品を生産すること
計装のプロはきわめて重要な役割を担っているが、真の”エンドユーザ”では無い
ますます可能性が広がるネットワークとサービスは重要だが、 プロセスアプリケーションのためのアプリケーションへ方向付ける標準化は必須である
FieldComm Group技術のエンドユーザは、私たちが対応している”真の”エンドユーザ(私たちの運転員、マネージャ、プロセス技術者、企業)の優先順位に合うオープンスタンダードのサポーターです。
10 フィールドコミュニケーション ユーザセミナ2016
早稲田大学 2016年3 月9日 FieldComm Group © 2016
What of the Internet of Industrial Things? Process Industries have had “intelligent” devices and methods to
monitor them for nearly 20 years The advent of more information from a greater diversity of
“things” does not seem to promise any “low hanging fruit” We know there is useful information from smart devices but we
are challenged to discern which are useful “Alarm Management” exercise is warranted for “things” to
prevent floods and saturation / numbing of the analyst “Big Data” can lend some useful insights, but human experience,
thoughts, and experience are still essential New network infrastructure has promise to help break down
some silos and lend greater access to the data
インダストリアルIoTとは何か?
プロセス業界には、監視するための”インテリジェント”デバイスと手段が20年近く存在した
多様な”モノ”からのより多くの情報の出現が、”利便性を得る”ことを約束しているよう思われない
スマートデバイスに有用な情報があるのは分かるが、どの情報が有用であるか見分けるのを試されている
”警報管理”の訓練は、氾濫と飽和で分析者が集中できなくなることを防止するための”モノ”を保障する
”ビッグデータ”はある有用な見識をもたらすが、実際の体験、思考及び経験は依然非常に重要である
新たなネットワークインフラは、格納されたデータを分解し、更なるデータの活用をもたらす。
11 フィールドコミュニケーション ユーザセミナ2016
早稲田大学 2016年3 月9日 FieldComm Group © 2016
Field Intelligence in Chemical Industry
Satoru Nunokawa Misuzu Erie Co., Ltd. (Mitsubishi Chemical Holdings Group)
化学プラントのフィールド機器インテリジェント化
12 フィールドコミュニケーション ユーザセミナ2016
早稲田大学 2016年3 月9日 FieldComm Group © 2016
プロセス産業の課題とエンドユーザの挑戦 Industry Backgrounds and End User Challenges
産業構造変革に直面する石油化学・化学産業は、“Agile and Make-To-Order Manufacturing” (「俊敏」な「オーダーメイド生産」)という新らたな事業モデル創造に挑戦している。 Hydrocarbon Processing Industry are challenging “Agile and Make-To-Order Manufacturing” business model, to survive in the competitive business environments
• 生産管理、企業経営管理構造がますます複雑化している。 Increasing complexity of production and enterprise management
• 安全・安心、サイバーセキュリティなどプラント操業における「ゼロ災害」を前提に、労働安全、設備安全、環境保全等の対策が必須となっている。 Zero tolerance of health, safety/cybersecurity and environmental incidents
• 必要スキルと経験のギャップが拡大している。(人的技術伝承の必要性) Human resource issues: talent and experience gap
• 設備の高度・複雑化により、高度な設備管理が求められ大量の情報管理と分析、意志決定が必要となる。 Increasing complexity of asset portfolios and growing data overflow.
• 資材のサプライチェーンを含めた設備/資材ポートフォリオの高度・複雑化は、プラント設備管理者、機器メーカ、保守サービスプロバイダなどの知識・情報の凝縮・集合を必然としている。 A complexity of asset portfolios and increasing asset supply chain will require aggregation of data across plant asset operators such as field services providers and equipment vendors.
13 フィールドコミュニケーション ユーザセミナ2016
早稲田大学 2016年3 月9日 FieldComm Group © 2016
スマートセンサー Smart Sensor
フィールドバス Fieldbus Communication
(Wired/Wireless)
ロジカル解析 Logical Analysis
フィールドインテリジェンス Field Intelligence
(One feature of Industrial IoT)
14 フィールドコミュニケーション ユーザセミナ2016
早稲田大学 2016年3 月9日 FieldComm Group © 2016
User Benefits of Fieldbus Life Cycle Cost Saving
• 初期投資費用の削減 CAPEX Saving ケーブル、キャビネットの削減
Saving of Cable & Cabinet
機器台数減少(フィールド機器での制御機能)
Small # of instruments (control in field)
エンジニアリング
Engineering
試運転調整(FAT/SAT)
FAT/SAT
試運転・調整 FAT,SAT
更新 Renewal
運転 Operation
保守 Maintenance
設置 Installation
設計 Design
設備維持費用(OPEX)の削減 Opex Saving
初期投資(CAPEX)の低減 Capex Saving
• 設備維持費用の削減 OPEX Saving オペレータの視野の拡大
Expand operator’s aspect
診断技術の活用でダウンタイムの低減
Down-Time reduction by diagnosis
設備管理
Asset management
保全作業の改善 Improvement of maintenance work
作業のリモート化、自動化
Remote and/or Automatic maintenance work
診断技術の活用、予知保全
Application of diagnosis, Predictive maintenance
保守用計器台数の削減
Small # of instruments to be checked and stocked
開発途上 Under developing
15 フィールドコミュニケーション ユーザセミナ2016
早稲田大学 2016年3 月9日 FieldComm Group © 2016
フィールドインテリジェンスへの期待
①プロセスの安定性、安全性の向上 ・プロセスの異常を検知して早期に対応することにより、 プラントのトラブルや事故を未然防止
②設備管理レベルの向上 ・タイムベース保全からコンディションベース保全への変革
Expectation to Field Intelligence
Improve Process Stability and Safety
Improvement of Asset Management Level
Change from Time Based Maintenance (TBM) to Condition Based Maintenance(CBM)
Detect symptom and fast repair prevent trouble and accident
診断技術がキーテクノロジー Diagnosis is key technology
16 フィールドコミュニケーション ユーザセミナ2016
早稲田大学 2016年3 月9日 FieldComm Group © 2016
pH計の診断原理
V Ω Ω
ガラス電極
内部液
内部電極
ガラス膜
測定対象液
液絡部
比較電極
内部液
内部電極
電圧計
液アース
ガラス電極 インピーダンス
比較電極 インピーダンス 劣化要因
ガラス膜表面や比較電極液絡部への 異物の付着.応答が遅くなり誤差が出る. 他にガラス膜の摩耗,破損
診断原理 液アースを設置してガラス電極, 比較電極とのインピーダンスを測定. 電極の汚れや劣化によりインピーダンス が変化することを利用する.
Reference Electrode
Liquid Ground
Smart Sensing
Diagnosis: By monitoring Impedance, It is possible to diagnose pH meter faulty condition.
Ref. Electrode Impedance
Glass Electrode Impedance
Electromotive Force (EMF)
Principle of pH Meter Diagnosis
Faulty Condition: Attachment, dirt, deterioration of the pH chip, etc
Glass Membrane
Junction
Glass Electrode
17 フィールドコミュニケーション ユーザセミナ2016
早稲田大学 2016年3 月9日 FieldComm Group © 2016
pH計診断マップ インピーダンス,その他指標の動向 Trend of Impedance and other Indexes
pHセンサ状態 常時測定インピーダンス 定期的な校正の結果
対処 ガラス電極 インピーダンス
比較電極 インピーダンス
スロープ オフセット
0 新品 New 数百MΩ 数KΩ 約59mV/pH 0mV
1 付着/
液絡部閉塞 増加/減少 増加/減少 減少 増加 洗浄・校正
2 ガラスひび割れ
破損
<ひび割れ> 減少
<破損> 0MΩ
直接関係なし <破損> 0mV/pH
校正できず
<ひび割れ> 増加
センサ交換
3 ガラス摩耗 徐々に減少 直接関係なし 減少 ほぼ変化なし センサ交換準備
4 センサ乾燥 急激に増加 増加 減少 校正失敗の可能性
直接関係なし センサ交換
回復しない場合
5 比較電極の被毒 直接関係なし 直接関係なし 直接関係なし 増加 校正失敗の可能性
センサ交換
これらパラメータの動向を監視することで,pHセンサの状態変化が予測できる.
Ref. Electrode Impedance
Glass. Electrode Impedance
Electromotive Force Slope
Electromotive Force Off-set
Stick of Ref. Elect.
Broken Glass chip
Wear of Glass chip Dry up of Glass chip
Deterior’n of Ref. liquid
Up/Down Up/Down Down Up
Down Up
Zero Zero
Down
Down Up
Up
Rapid Up
Slowly Down
pH Meter Diagnosis Map
Monitoring the indicator on map, we can predict condition of pH meter.
18 フィールドコミュニケーション ユーザセミナ2016
早稲田大学 2016年3 月9日 FieldComm Group © 2016
①センシング ・ニューセンサー ・マルチセンシング ・データ通信 ②解析モデリング ・データ解析 ・ロジカルモデリング ③実プロセス検証 ・データ検証 ・判断基準設定 ④予知モデリング
CBM技術の開発手順 Development Procedure for CBM Technology
Sensing New Sensor Multi Sensing Data Communication
Analytical Modeling Data Analysis Logical Modeling
Real Process Verification
Data Verification
Set of Threshold Predictive Modeling
19 フィールドコミュニケーション ユーザセミナ2016
早稲田大学 2016年3 月9日 FieldComm Group © 2016
診断対象のステップアップ Step Up of Diagnosis Target
Process Diagnostics
process and equipment
Step 4
actuators, elements valves, connections
Equipment Machine
Diagnostics
Step 3
Fisher
Device Diagnostics
Step 2
electronics
Communications Diagnostics
Step 1
communications
Fisher
通信診断
デバイス診断
装置診断
プロセス診断
Damage of Accident => Require to Diagnose
エンドユーザーにとってプロセスに起因する異常、事故が非常に重要 For end users, trouble and/or accident caused by process is very serious.
20 フィールドコミュニケーション ユーザセミナ2016
早稲田大学 2016年3 月9日 FieldComm Group © 2016
デバイス診断開発におけるエンドユーザーの役割 End User’s Role for Developing Diagnosis for Device Diagnosis
①センシング ②解析とモデリング ③実プロセス検証 ④予知モデル構築
Sensing
Analysis and Modeling
Real Process Verification
Predictive Modeling
0% 100%
ベンダー,サービスプロバイダーの役割 Role of Vendor and Service Provider
エンドユーザの役割 Role of End User
21 フィールドコミュニケーション ユーザセミナ2016
早稲田大学 2016年3 月9日 FieldComm Group © 2016
①センシング ②解析とモデリング ③実プロセス検証 ④予知モデル構築
Sensing
Analysis and Modeling
Real Process Verification
Predictive Model
0% 100%
プロセス診断開発におけるエンドユーザーの役割 End User’s Role for Developing Diagnosis for Process Diagnosis
ベンダー,サービスプロバイダーの役割 Role of Vendor and Service Provider
エンドユーザの役割 Role of End User
22 フィールドコミュニケーション ユーザセミナ2016
早稲田大学 2016年3 月9日 FieldComm Group © 2016
まとめ Conclusion
・Industrial IoTは、ビジネスモデルを変え、新しい利益や価値創造の機会を提供するためにディジタル技術を活用することである。 Industrial IoT is the use of digital technologies to change a business model and provide new revenue and value-producing opportunities.
・ エンドユーザーは、 Industrial IoTの一つの形であるフィールドインテリジェンスを活用したプロセス診断、CBMの実現に期待しており、その開発のためにはベンダー、サービスプロバイダー、エンドユーザーの連携が鍵を握る。 End Users are expecting the process diagnosis and Condition Based Maintenance applied by Field Intelligence (one feature of Industrial IoT), for its developing, aggregation of vendors, service providers and end users is the “Key Factor”
・エンドユーザーはフィールドコムグループの技術が、リアルタイムCBMによ
りプラントの安全操業を実現し、新しいプラントオペレーションを創造するエンドユーザーのチャレンジに寄与することを期待している。 End Users are expecting how FieldComm Group technologies can contribute the “Challenging End Users” to produce future plant operation with introducing “Real Time Condition Based Maintenance Management” while achieving plant safety.
23 フィールドコミュニケーション ユーザセミナ2016
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Improved commissioning procedures at Shell support on-going proactive maintenance
IoTを活用したプラントコミッショニング新手法 Rong Gul Shell Global Solutions
24 フィールドコミュニケーション ユーザセミナ2016
早稲田大学 2016年3 月9日 FieldComm Group © 2016
Commissioning Thousands of Devices Shell’s Prelude floating liquefied natural gas (FLNG) facility - 488-metre-long (1600 feet)
Prelude FLNG will be the largest floating facility ever built. It will produce approximately 3.6 million tonnes of liquefied natural gas (LNG) per annum.
何千ものデバイスのコミッショニング
25 フィールドコミュニケーション ユーザセミナ2016
早稲田大学 2016年3 月9日 FieldComm Group © 2016
The Problems / Challenges • Commissioning a project with thousands of devices to enable a proactive maintenance
strategy presents an enormous challenge • Configuring the devices one-by-one is error-prone and laborious
a single device may take up to 60 minutes. • Configuration for each device must be verified • For large sites, that translates into tens of thousands of man-hours in commissioning time
問題 • 予防保全のために何千もの
デバイスのコミッショニングが必要だが、1台ずつの設
定は間違いやすく、時間がかかる
• 設定はすべて検証が必要 • 大きなサイトでは何万時間
もの工数となる
26 フィールドコミュニケーション ユーザセミナ2016
早稲田大学 2016年3 月9日 FieldComm Group © 2016
Pre-commissioning Workflow – Install TEMPLates
Prelude created and tested wor
Prelude created and tested commissioning workflows in detailed engineering based upon Shell Global Standards
コミッショニングの準備 – テンプレートのインストール • Preludeでは、Shell全社標準
に基づいてコミッショニング手順を作成した
27 フィールドコミュニケーション ユーザセミナ2016
早稲田大学 2016年3 月9日 FieldComm Group © 2016
Total time savings for commissioning device AND loop check by contractor: Total savings is 80% across all devices to apply user
configuration via templates and test device using full loop check procedure during FAT, not just commissioning a device in AMS.
Time savings for the valve positioner loop check procedure was more than 80% for the full loop test!
In under 3 days, all device types were able to be tested in FAT, where as previous test using traditional methods took more than 2 days to test just 3 device types!
Human error during FAT was identified quickly with reporting tool allowing for correction on the spot, whereas previously it was a tedious exercise to find a mistake with dozens of parameters and multiple screens
Business Results Achieved
達成された成果: 工数の削減 • トータルのループチェックの時間を80%削減 • ポジショナの場合は80%以上 • 以前は3種類のデバイスのテストに2日以上かかったが、
今回は3日ですべての種類のテストが完了した • 人為的ミスの発見も非常に容易
28 フィールドコミュニケーション ユーザセミナ2016
早稲田大学 2016年3 月9日 FieldComm Group © 2016
Efficient Commissioning of Smart Devices
In Summary… • Project User Configurations (templates) are defined from company
templates and commissioning + loop check procedures are developed during detailed engineering.
• Project User Configurations are applied to placeholders or live devices in bulk, saving time and reducing errors significantly.
• Validated devices are confirmed to be configured per project user standards and in the correct mode for start-up through the use of the reporting tools.
• Use device diagnostics to streamline commissioning and on going maintenance.
まとめ: スマートデバイスのコミッショニング • プロジェクト用ユーザ設定(テンプレート)は全社標準
を基に詳細設計中に作成された • そのテンプレートにより、時間とミスを劇的に削減す
ることができた • レポートツールによって適切に設定されたことが確
認できた • デバイス診断によりコミッショニングと継続する保守
作業を円滑にできる
29 フィールドコミュニケーション ユーザセミナ2016
早稲田大学 2016年3 月9日 FieldComm Group © 2016
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