設備保全DXとは？解決できる課題やツールでできる具体例を紹介

長年、多くの製造現場では故障したら直すという事後保全を中心とした設備管理が一般的でした。しかし、設備の老朽化が進む中、突発的な故障による生産停止や予期せぬ修理コストの増大が、製造業の経営を圧迫する要因となっています。

さらに深刻なのが、熟練保全要員の減少であり、特に設備保全などの専門職における人材確保は困難を極めています。従来のように、ベテラン社員の経験と勘に頼った設備管理では、もはや立ち行かなくなっています。

そこで注目を集めているのが設備保全のDX（デジタルトランスフォーメーション）です。IoTセンサーやAIを活用した予知保全の導入により、設備の異常を早期に検知し、計画的な保全を実現できます。限られた人材で効率的な設備管理を可能にする新たなアプローチとして、製造業各社が導入を検討し始めています。

この記事では、設備保全DXの具体的な進め方や、成功のポイントについて解説していきます。コストを抑えつつ、効率的に設備管理体制を改革する方法を知りたい方はぜひ参考にしてください。

目次

設備保全DXとは

設備保全DXとは、IoTセンサーやAI、ビッグデータ解析などのデジタル技術を駆使して、設備保全業務を根本から変革する取り組みです。従来の経験と勘に頼った保全作業から、データに基づく科学的なアプローチへと転換することで、生産性の向上とコスト削減の両立を目指します。

特に注目すべきは、ベテラン技術者の暗黙知をデジタル化できる点です。これまで属人的だった点検や診断のノウハウを、AIやデジタルツールによって形式知化することで、技術継承の課題を解決します。若手技術者でも、デジタル技術の支援があれば、高度な保全業務に対応できるようになります。

設備保全DXの具体的な活用シーンは、主に事前保全（予防保全）、事後保全、予知保全の3つの保全分野で見られます。事前保全（予防保全）では、点検記録のデジタル化により、設備の状態を正確に把握・分析し、適切なタイミングでのメンテナンスを実現します。

事後保全においては、過去の故障履歴や修理内容をデータベース化し、類似トラブルの迅速な解決や、部品の適切な在庫管理を可能にします。

予知保全では、IoTセンサーによるリアルタイム監視とAIによる異常検知を組み合わせて故障の予兆を事前に察知し、計画的な保全対応で突発的な設備停止を防ぎます。

設備保全DXを推進することで解決できる現場の課題

設備保全DXは、さまざまな現場の課題を解決してくれます。具体的には、以下のとおりです。

1. 人材不足

2. 属人化／技術継承

3. 保全コスト

4. 生産性や製品の品質

5. 従業員の安全性

課題解決により、製造現場では作業の自動化・効率化により、少人数での保全業務が可能になったり、ベテランのノウハウをデジタル化し、若手への技術継承を加速したりするような効果が期待できます。以下で詳しく解説します。

人材不足

製造業における人材不足は深刻化の一途を辿っています。厚生労働省の調査によれば、2024年の製造業の有効求人倍率は1.91倍と高止まりが続いている状況です。さらに、現場の保全担当者の平均年齢は50歳を超え、今後10年で多くのベテラン技術者が定年を迎える見込みです。

設備保全DXは、この人材不足に対して以下の3つの効果的な解決策を示してくれます。

• 作業の自動化

• 意思決定の支援

• 遠隔監視・保守

作業の自動化では、IoTセンサーによる24時間監視体制により、定期点検の頻度を最適化し、人手による巡回点検を削減し、少人数での効率的な保全業務を実現します。

意思決定の支援としては、AIによる異常検知と診断支援により、経験の浅い技術者でも適切な判断が可能になり、ベテランの知見をデジタル化することで人材育成の期間も短縮できます。

遠隔監視・保守は、複数拠点の設備状態を一元管理し、限られた保全要員で広範な設備をカバーでき、緊急時も遠隔で状況確認が可能です。

上記の解決策により、人材不足下でも設備の安定稼働が維持でき、生産性の向上と保全コストの削減を同時に実現できます。さらに、若手技術者の早期戦力化により、世代交代もスムーズに進められます。

属人化／技術継承

製造現場の保全業務では、長年の経験に基づく匠の技が重要な役割を果たしてきました。しかし、この属人的なスキルは、若手技術者への継承が極めて困難です。特に事後保全中心の現場では、実際のトラブル対応の機会がないとOJTができず、技術継承の機会すら得られないのが実情です。

設備保全DXは、この技術継承の課題に革新的な解決をもたらします。故障発生時の状況や対応手順を動画で記録し、音声、振動、温度などのセンサーデータと組み合わせることでデジタルアーカイブを構築した上で、AIによる解析で故障の予兆パターンを体系化し、ベテラン技術者の暗黙知をデジタルマニュアルとして具現化します。

さらに、AR（拡張現実）を活用した作業手順の可視化により、複雑な修理手順も直感的に理解できるようになります。

このデジタル化された技術継承により、若手技術者の早期戦力化が実現し、夜間や休日でも適切な対応が可能になります。何より重要なのは、熟練工の退職後も、その技術とノウハウを組織の貴重な資産として活用できることです。設備保全DXは、単なる技術の伝承にとどまらず、製造現場の知的資産を次世代に確実に引き継ぐ手段として、重要な役割を果たしています。

保全コスト

設備の老朽化が進む製造現場では、突発的な故障による緊急修理費用が経営を圧迫しています。特に事後保全中心の体制では、故障の規模が大きくなってから対応するため、部品交換や修理に高額なコストが発生する場合が多くあります。また生産ラインの緊急停止による機会損失も深刻な問題となっています。

設備保全DXは、予防と予知の観点からこの課題を解決します。IoTセンサーによる常時監視とAIによる異常検知により、故障の予兆を早期に発見し、小規模な段階で補修することで大規模修理を防ぎます。また、設備の状態データを分析することで、部品交換のタイミングを最適化し、過剰な予防保全も抑制できます。

さらに、修理履歴のデジタル管理により、部品の在庫最適化も実現できるので、必要な部品を必要な時に確保することで在庫コストを削減しつつ、緊急時の欠品も防止します。計画的な予算管理が可能となり、設備投資の適切な配分も実現でき、結果として製造現場全体の収益性向上に貢献します。

生産性や製品の品質

製造業において、設備の突発的な故障は生産性と品質に深刻な影響を及ぼします。予期せぬダウンタイムは生産計画を混乱させ、再稼働後の品質にも影響を与えかねません。

設備保全DXではデータ駆動型の保全計画により、生産性や品質の課題を解決します。平均故障間隔（MTBF：Mean Time Between Failures）と平均修理時間（MTTR：Mean Time To Repair）を継続的にモニタリングし、最適な保全タイミングを算出することで予防保全の精度を高め、突発的な設備停止を防ぎます。

具体的には、IoTセンサーとAIによる24時間監視体制により設備の異常を早期に検知し、MTTRの短縮化を実現します。また予知保全の導入により、MTBFも大幅に延長でき、計画的な保全作業により、生産ラインの安定稼働を確保します。

その結果、工場全体の設備総合効率（OEE）が向上し、安定した品質の製品を継続的に生産できる体制が整います。さらに、収集したデータを品質管理にも活用することで、不良率の低減にも役立ちます。

従業員の安全性

製造現場での設備保全作業には、高所作業や高温部への接触など、さまざまな危険が伴います。特に緊急対応時は、焦りから不安全な作業を誘発するリスクが高まります。

設備保全DXは、安全性向上に二つの面から貢献します。IoTセンサーとAIによる常時監視により、危険な緊急対応の機会そのものを削減する一方で、ドローンやロボットによる点検自動化で、危険作業から人を解放します。センサーデータは作業員の安全管理にも活用され、危険エリアへの接近を検知すると自動で警告を発します。またAR技術を用いた作業支援により、安全な作業手順を視覚的に指示することも可能です。

これにより労働災害のリスクが大幅に低減され、作業員が安心して業務に従事できる環境が実現し、結果として従業員の士気向上と定着率の改善にもつながります。

最新の設備保全DXツールでできること

設備保全DXにより解決できる課題は多くあります。その中でも、最新の設備保全DXツールでできることは以下のとおりです。

1. 設備台帳の管理

2. 保全計画作成と進捗管理

3. 設備保全業務に関連したマニュアルの作成と共有

4. 現場従業員からの異常報告

5. 設備や機械に使用する予備品の管理

6. センサーやIoTとの連携により、予知保全が可能

自社の課題と照らし合わせて導入を判断することが大切です。

設備台帳の管理

最新の設備保全DXツールは、設備の基本情報、保全履歴、点検記録、修理コストなど、あらゆる設備情報をクラウド上で一元管理します。QRコードやRFIDタグとの連携により、現場でのデータ入力も容易になり、リアルタイムな情報更新が可能です。

デジタル化された設備台帳は、保全業務の効率化に大きく貢献します。設備の稼働時間や故障履歴、修理コストなどのデータを分析することで、最適な保全タイミングを判断でき、過剰な予防保全を防いでコスト削減を実現します。

また設備ごとの保全コストや稼働状況が可視化されることで、更新や改修の意思決定が容易になり、修理を継続すべきか設備更新すべきかの判断をデータに基づいて行えるようになります。

さらに、点検期限の自動通知システムにより、法定点検や定期点検の期限切れを防止できるので、コンプライアンス違反のリスクを最小限に抑え、安全で確実な設備管理体制を構築することが可能になります。

保全計画作成と進捗管理

設備保全DXは、これまで各部署や担当者がExcelで個別に管理していた保全計画をクラウド上で一元化します。日常点検、定期点検、法定点検などの計画をカレンダー形式で可視化し、工場全体の保全スケジュールを効率的に管理できます。

モバイル端末との連携により、現場作業員は保全計画をリアルタイムで確認・更新可能です。点検完了後は、その場で結果を入力でき、写真データの添付も容易です。管理者は計画の進捗状況をダッシュボードで一目で把握でき、遅延や未実施の作業を迅速に特定できます。

また過去の保全データを分析することで、作業時間や必要な人員、部品などを正確に予測し、より精度の高い保全計画の立案が可能になります。緊急の保全作業が発生した場合も、既存の計画との調整や作業員の再配置を柔軟に行えるので、保全業務の透明性が向上し、部門間の連携もスムーズです。

設備保全業務に関連したマニュアルの作成と共有

設備保全DXは、紙の取扱説明書や図面をデジタルアーカイブ化し、タブレットやスマートフォンから即座にアクセスできる環境を実現します。さらに、ベテラン技術者の修理手順や点検のコツを動画で記録し、AR（拡張現実）を活用した作業ガイダンスも提供できるので、現場で困ったときにすぐに必要な情報にアクセスできます。

特に注目すべきは、動画マニュアルの多言語対応機能です。音声認識と自動翻訳技術により、日本語の作業手順を各国語にリアルタイムで変換し、外国人従業員が母国語で手順を確認できるため、言語の壁を超えた技術伝承が可能になります。

またクラウドベースの管理により、マニュアルの更新情報を全拠点で即座に共有でき、手順の改善や新たな知見を組織全体で迅速に展開できます。安全対策や品質管理の変更点も、確実に現場に伝達されるので、経験の浅い作業員でも適切な保全作業が行え、ベテラン不在時でも設備の安定稼働を維持できる体制が構築できます。

現場従業員からの異常報告

従来の異常報告は、紙の報告書への記入や電話連絡が主流でした。記入の手間や報告の遅れにより、軽微な異常が見過ごされ、後の重大なトラブルにつながるケースも少なくありませんでした。

設備保全DXツールは、スマートフォンやタブレットから簡単に異常を報告できる仕組みを活用しています。写真や動画を添付し、直感的な選択式の項目で状況を入力でき、音や振動など言葉では表現しづらい異常も現場の状況を正確に伝えられます。

報告データはクラウド上で一元管理され、保全担当者へ即座に通知されます。AIによる分析で類似事例と照合し、対応の優先度を自動判定してくれる機能もあり、過去の対応履歴も参照できるため迅速な解決が可能です。

このような機能により、現場の小さな気づきを確実に拾い上げ、予防保全に活かせる体制が整います。報告件数の増加と対応の迅速化により、設備の信頼性が向上し、重大故障の予防にもつながります。

設備や機械に使用する予備品の管理

設備保全DXツールによって、予備品・工具類の在庫管理がデジタル化され、効率的な運用が可能になります。部品のQRコードスキャンによる入出庫管理や使用履歴の自動記録により、リアルタイムで在庫状況を把握できます。

システムは過去の使用データを分析し、最適な在庫水準を算出して部品の使用頻度や調達リードタイムを考慮した発注点を自動設定し、在庫切れを防ぎます。また予備品の保管場所をマッピングすることで、緊急時でも必要な部品をすぐに特定できます。

予知保全データと連携することで、故障予兆に基づいた部品の先行手配も可能になり、緊急対応による割高な調達を防ぎ、保全コストの最適化を実現します。同時に、使用期限管理による不要在庫の削減と定期的な棚卸業務の効率化も図れます。

結果として、予備品の適正在庫維持によるコスト削減と迅速な修理対応の両立が可能になります。

センサーやIoTとの連携により、予知保全が可能

最新の設備保全DXでは、さまざまなセンサーとIoT技術を組み合わせた予知保全を実現します。振動センサーは軸受けやギアの異常を早期に検知し、熱画像センサーは設備の温度分布から過熱箇所を特定してくれます。また音響センサーは異常音を捉え、電流センサーは消費電力の変化から設備の負荷状態を監視します。

さまざまなセンサーから収集したデータは、AIによってリアルタイムで分析されます。正常時のデータパターンを学習することで、わずかな変化も異常の予兆として検知します。例えば、モーターの振動パターンの変化から、数週間後に起こりうる故障を予測できます。

さらに、設備の稼働データと品質データを組み合わせることで、製品品質への影響も予測可能です。圧力や温度の微細な変動が、どのように製品品質に影響するかを分析し、最適な保全タイミングを判断します。

このように多角的なセンサー監視とAI分析の組み合わせにより、従来は見過ごされていた異常の予兆を確実に捉え、計画的な保全を実現します。

設備保全DXの導入で得られるメリット

設備保全DXの導入で得られるメリットは、点検精度の向上や保全記録の標準化だけにとどまりません。紙や口頭による管理をやめて、記録や進捗をデジタルで一元的に管理すれば、情報共有の効率が上がり、異常への対応も早まります。

実際の現場で確認できる効果は以下の通りです。

• 点検ミスや対応漏れを削減できる

• 保全業務の効率化と生産性の向上が図れる

• 設備停止や品質異常の予防につながる

点検ミスや対応漏れを削減できる

紙帳票や記憶に頼る点検管理では、記入ミスや抜け漏れが起きやすく、異常の発見が遅れるおそれがあります。対応の遅れは設備トラブルの引き金となり、営業停止リスクにもつながりかねません。

保全業務をデジタル化すれば、履歴の蓄積やアラート通知、進捗の見える化によって、点検や対応を確実に実行できる体制を整えることができます。タブレットを使った入力や写真付き記録により、異常をその場で共有でき、対応のスピードと正確性を高められるでしょう。

例えば、ある食品製造業の現場では、HACCP義務化に伴い複雑化した品質管理をデジタル化した事例があります。紙のチェックシートで頻発していた記入ミスや記入漏れは、一問一答形式のデジタルテンプレートへの置き換えによってほぼゼロに減少しました。

タブレットで入力されたデータは、設備機器の始業終業点検にも活用され、確認漏れの防止と進捗の可視化をおこなえます。結果的に紙やラベルの発行も大幅に削減され、チェックシートの仕分けやファイリングにかかっていた作業時間は1時間から10〜15分に短縮されました。

設備保全DXは点検ミスや対応漏れを減らし、現場の負担を軽減すると同時に、企業全体のリスク管理を強化します。

参考：HACCP対応で複雑化した品質管理をカミナシで効率化し、75%の作業時間削減を実現

生産性を高めて保全業務の負担を削減できる

手書きやExcelでの点検記録は、転記や集計に時間がかかり、情報共有の遅れを招く原因にもなります。特に紙の帳票は、探す手間や記入漏れが発生しやすく、現場の作業効率を下げる要因になります。

保全業務をデジタル化すれば、計画管理や点検結果の共有を一元化でき、現場で必要な情報にすぐアクセス可能です。

一部の製造現場では、点検表と保全記録を電子化し、管理者一人あたり月20時間の業務時間を削減しました。事務作業の負担が軽くなった結果、保全担当者が本来業務に集中できる体制が整っています。

生産性向上と保全業務の負担軽減が実際にどのような成果につながっているのかは、下記の現場改善事例が参考になります。

参考：自動車部品などの製造工程にカミナシを導入し、従業員の業務負担を軽減

設備停止や品質異常を未然に防げる

設備の異常や品質不良は、日々の点検や記録に兆候が現れている場合もあります。紙で管理していると情報の整理に時間がかかり、異常の見落としや対応の遅れを招きかねません。

点検記録をデジタル化して標準化すれば、異常の早期発見につながり、再発防止の体制も整えやすくなります。

ある食肉卸の現場では、品質保持を目的に帳票を電子化し、記録業務を効率化しました。属人化を防ぎながら品質リスクの可視化も進み、現場主導の改善によってトラブルの未然防止が実現しています。

設備停止や急な異常を未然に防ぐためのデジタル化がどのような結果を生んでいるのかは、下記のセントラルキッチンの取り組みが参考になります。

参考：現場主導で取り組む業務改善が“仕事を楽にする”ーー品質にこだわる信州の精肉卸が取り組む、デジタルを活用した紙の削減と社内文化の変革

設備保全DXを推進するためのポイント

設備保全DXは、単にツールを導入するだけでは定着しません。紙管理や属人化といった従来の課題を洗い出し、現場に合わせた改善策として仕組みを設計する必要があります。

取り組みを軌道に乗せるには、次のような工夫が効果的です。

• 紙や口頭での管理をやめてデジタルに一本化する

• メンテナンス作業の属人化を防ぎ技術継承を進める

紙や口頭での管理をやめてデジタルに一本化する

点検報告や部品交換の履歴を紙や口頭で管理していると、情報が属人化しやすく、検索や共有にも手間がかかります。記録を探すのに時間がかかれば、異常の兆候を見落としたり、対応が遅れたりするおそれもあるでしょう。

デジタル台帳に統一すれば、履歴の蓄積から検索、共有までをスムーズに行えるようになり、異常を早期に把握しやすくなります。

ある老舗加工会社では、帳票をカミナシでデジタル化し、工程データや検査結果を4M（Man、Machine、Material、Method：人、機械、材料、方法）の視点で分類し、蓄積する体制を整えました。

履歴をすぐに確認できるようになった結果、トラブル対応のスピードが向上し、再発防止や改善の実行にもつながっています。

紙や口頭での管理を廃止しデジタルに統一した効果については、下記の老舗めっき加工会社の取り組みが参考になります。

参考：世界的自動車メーカー・テクノロジー企業に製品を供給する老舗めっき加工会社がカミナシを活用

メンテナンス作業の属人化を防ぎ技術継承を進める

ベテランの保全ノウハウが個人に依存している状態では、作業品質が属人化し、技術の継承が進みにくくなります。マニュアルや動画を活用して知識を形式知化すれば、誰が対応しても一定の水準が保てる体制が整います。

ある食品メーカーでは、9工場と2000台の設備情報を一元管理するため、設備保全システムをカミナシで構築しました。点検内容や作業手順を全社共通の形式で運用できるようにしたことで、ベテランの知見が全員に共有される仕組みが確立されました。

誰もが同じ基準で保全を実践できるようになり、技術の継承と育成の両立が実現しています。

技術継承の推進によりメンテナンス作業の属人化を防いだ実践例としては、下記の複数拠点の設備情報を一元管理した事例が参考になります。

参考：設備保全システムを導入し、9工場2000台の設備情報の管理と可視化に挑む

設備保全DX導入のステップ

設備保全DXを成功させるには、場当たり的な導入ではなく、現場の課題と目的を明確にした計画的な進め方が求められます。現場が納得できるプロセスで段階的に展開することで、ツールの形骸化を防ぎ、継続的な活用につながります。

取り組みの初期段階から意識しておきたいステップは、以下の通りです。

1. 現場課題を可視化し目的とKPIを設定する

2. 小規模導入で効果を検証し改善を進める

3. 全体展開と定着化を図る

1．現場課題を可視化し目的とKPIを設定する

設備保全DXを効果的に進めるには、まず現場の課題を整理する必要があります。例えば、属人化している作業や故障の傾向を洗い出せば、改善の対象が具体的に見えてきます。

次に、経営層と現場の双方でDX導入の目的を共有し、取り組みの方向性を揃えることが重要です。KPI（Key Performance Indicator：重要業績評価指標）を明確に設定すれば、取り組みの効果を測定しながら改善につなげやすくなるでしょう。

2．小規模導入で効果を検証し改善を進める

設備保全DXの導入は、一度に全体へ展開するのではなく、まずはスモールスタートで効果を検証するのが有効です。実際に使うなかで現場の納得感が得られ、運用への抵抗感も和らぎます。

検証の過程では、UIや操作フローの使いやすさを事前に確認しておく必要があります。あわせて、現場からのフィードバックを取り入れれば、改善すべきポイントをより明確にできるでしょう。

3．全体展開と定着化を図る

PoC（Proof of Concept：概念実証）で得られた知見を活かして本格展開へ移行する際は、現場への負担を抑えながら進めなければなりません。業務フローに沿った運用設計を行えば、導入の定着率も高まりやすくなります。

展開と並行して、教育やマニュアルの整備も進めることで、担当者ごとの差を最小限に抑えられます。さらに、KPIを定期的に評価し、PDCAを継続して回す文化を根づかせれば、改善の動きが持続しやすくなるでしょう。

設備保全DXを失敗させないためのポイント

設備保全DXを導入しても、現場に根づかず形骸化してしまうケースは少なくありません。使いにくさや目的の不明瞭さが原因となり、せっかくの取り組みが停滞してしまう場合もあります。

定着と成果につなげるには、あらかじめ押さえておくべき基本的な視点があります。

• 導入目的と投資対効果を明確にする

• 現場が使いやすい設計を追求する

• 段階的な導入とスモールスタートを意識する

導入目的と投資対効果を明確にする

設備保全DXを定着させるには、導入の目的を明らかにし、現場と共有することが第一歩です。目的が曖昧なままでは、現場の理解が得られず、形だけの運用にとどまってしまうおそれがあります。

あわせて、ROI（Return on Investment：投資対効果）を数値で算出し、計画に落とし込んでおく視点も重要です。目標と効果が具体化されていれば、導入の意義が社内に伝わりやすくなり、継続的な取り組みへとつながります。

現場が使いやすい設計を追求する

設備保全DXを定着させるには、現場の視点を反映した設計が欠かせません。UIや操作導線は、現場で実際に使う人の声をもとに整える必要があります。

また、机上での検討にとどまらず、PoCを通じてフィット感を確認しておくと有効です。

操作が複雑だったり、記録や確認に手間がかかる仕組みでは、運用の継続が難しくなるおそれがあります。誰でも迷わず使える構成であれば、導入のハードルは下がり、現場にも受け入れられやすくなるでしょう。

段階的導入とスモールスタートを意識する

設備保全DXの導入は、最初から全社に展開するのではなく、効果が見えやすい範囲から始めるのが効果的です。小さな成功を積み重ねれば、現場の納得感が高まり、次の展開にも前向きに取り組みやすくなります。

初期段階で得られた成果や気付きは、その後の導入計画に反映しやすく、制度設計の見直しにも役立ちます。無理のない範囲で試行を重ねれば、現場の負担を抑えつつ、制度の完成度も引き上げられます。

プロセスを段階ごとに区切ると、成果を振り返りやすくなり、取り組みの継続につながります。現場に合わせて進め方を調整しながら、着実に定着を目指す姿勢が大切です。

設備保全DXを進めて、技術継承を進め、生産性向上を目指そう

設備保全DXは、製造業が直面する人材不足、技術継承、保全コスト、品質管理、安全性という5つの重要課題を解決します。IoTセンサーやAIによる予知保全の導入で故障を未然に防ぎ、デジタル技術による技術伝承で若手の早期戦力化を実現できます。さらに、保全業務の効率化により、コスト削減と生産性向上の両立を可能にします。

設備台帳の一元管理、保全計画の最適化、デジタルマニュアルの活用、異常報告の効率化、予備品の在庫管理など、包括的なデジタル化により、保全業務全体の質が向上するでしょう。特に、IoTとAIを活用した予知保全は、従来の事後保全から予防保全への転換を加速し、設備の安定稼働を実現します。

今後の製造業において、設備保全DXは競争力維持のための必須要素となります。段階的な導入により、確実な成果を積み重ねながら、生産性向上を目指しましょう。