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重要インフラの現場では、監視室に大量のデータが集まる一方で、実際の意思決定に役立つ真に有用なインサイトは不足しがちです。保全管理者や運用担当者にとって、日々の業務は繊細で、しばしば大きなプレッシャーを伴うバランスの取り方が求められます。一方で、進行が緩やかで発見しにくいものの、発生すれば重大な結果を招く設備異常や故障を見逃してしまうことへの懸念が常に存在します。その一方で、感度が高すぎる監視システムによって発生する大量の不要なアラームへの対応に追われるという課題もあります。

Guga Gugaratshan Business Development & Digital Products Director, HBK.

この課題は、予知保全における最大のテーマの一つである「感度と信頼性のバランス」の重要性を浮き彫りにしています。モデルの感度を高くしすぎると、わずかな変動まで異常として検知してしまい、過剰なアラームが発生します。その結果、運用担当者は警報に慣れてしまい、本来設備を保護するための重要な警告まで無視するようになる可能性があります。一方で、感度を下げすぎると、重大な故障の前兆として現れる緩やかで微細な劣化を見逃してしまうという、許容できないリスクが生じます。

AI Driven Infrastructure Monitoring for Lock Dam Systems

この課題を解決するには、固定的なしきい値に依存する従来のアプローチから脱却する必要があります。実際の運用環境において、設備や構造物は孤立して存在しているわけではなく、周囲の環境変化に対して常に応答しています。正常な設備であっても、日中の高負荷運転時と夜間の低負荷運転時では、測定データや挙動が大きく異なる場合があります。そのため、まず重要なのは、変化する運転条件や環境条件に応じて継続的に調整される、動的かつ適応型の「正常状態のベースライン」を確立することです。設備の挙動は、運転状態、負荷、温度、さらにはその他の環境条件や運用条件を考慮したうえで評価する必要があります。

しかし、こうしたベースラインを効果的に調整するには、データやアルゴリズムだけでは十分ではありません。真に有効な検証を実現するには、定量的な評価指標と人の専門知識を組み合わせた継続的なフィードバックループが必要です。誤警報や異常の見逃しといった性能指標を継続的にモニタリングし、現地調査結果や点検記録などの実績データ、さらにエンジニアの専門知識と比較・検証することが重要です。

Guga Gugaratshan Business Development & Digital Products Director, HBK.

さらに、アルゴリズムには物理法則に基づく制約条件(Physics-Informed Constraints)を組み込む必要があります。物理法則をアルゴリズムに組み込むことで、検知された異常が実際の工学的挙動と整合するものなのか、それとも単なるデジタル上の異常(ノイズや誤検知)なのかを迅速に判断できるようになります。

最終的に、最新の監視システムの目的は、正常状態からのあらゆる微細な逸脱を検知することではありません。真の目的は、対応すべき重要な異常を特定し、ノイズを排除したうえで、保全担当者に対して適切なタイミングで予防措置を講じるための、信頼性が高く確度の高いインサイトを提供することです。

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ケーススタディAIによるインフラ保全予測

HBK Monitor360が米国のプロジェクトをどのように支援したかをご紹介します。HBK Monitor360が米陸軍工兵隊(U.S. Army Corps of Engineers)による構造物の初期劣化検知、保全リスクの低減、そして事後対応型の点検から予測型AI資産管理への移行をどのように支援したかをご紹介します。 

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