【事例】デジタル化されたスマート運用保守により、新型のスマートグリーン産業パークにおけるコスト削減・利益増大をサポート
04.10.2021
背景
◆中国のカーボンニュートラル環境目標
2021年の気候リーダーズサミットにおいて、中国は「2030年までにカーボンピークアウト、2060年までにカーボンニュートラル」という目標を予定どおり達成するために、各業界が共同で努力し、エネルギー構造の最適化を通じて、新たな難題に立ち向かうためのクリーンかつ低炭素で安全なエネルギーシステムを構築することが不可欠である、と強調しました。 建築物の省エネの重要性 IEA（国際エネルギー機関）の統計によれば、全世界のエネルギー末端消費のおよそ1/3が建築物内で発生しており、建築物からの二酸化炭素排出量は世界全体の総排出量の40%を占めています。省エネ・排出削減の目標を達成するために、巨大なエネルギー消費体である建築物における省エネが特に重要であることは明らかです。
建築物の省エネの重要性
IEA（国際エネルギー機関）の統計によれば、全世界のエネルギー末端消費のおよそ1/3が建築物内で発生しており、建築物からの二酸化炭素排出量は世界全体の総排出量の40%を占めています。省エネ・排出削減の目標を達成するために、巨大なエネルギー消費体である建築物における省エネが特に重要であることは明らかです。
IoT、デジタルツイン、AIなど新興技術の発展に伴い、従来の建築物は、センサーを有し、常時インターネット接続された「インテリジェントビル」へと徐々に進化しています。人々の安全な食住空間として、高水準の総合的管理能力により、建築物もネットワーク化、人間への最適化、スマート化の方向へと急速に発展しています。通常の建築と比べ、インテリジェントビルは、高効率な管理手段および先進的なリソース利用設や、高効率なスマート化管理プラットフォームと連動した運営方式によって、インテリジェントビルでは
- 自身のエネルギー消費を効率的に低下させることが可能となっており、使用コストを約30%削減できると見込まれる
- 全ライフサイクルにおけるビル管理システムのメンテナンスコストの15%を10年以内に減少させることができる。
- 居住者の仕事効率の改善および生活の質の向上を効果的にサポートして、いっそう快適な環境を実現することができます。
臨港エリアの取組の紹介
上海の南東に位置する上海臨港自由貿易試験エリアは、全国最大かつ最先端で、付帯設備の最も整った新エネルギー設備製造基地の1つです。臨港産業パークでは、新興のIoT技術とクリーンエネルギー発電技術との融合により、「自己生産・自己使用」を新たな形で実現するエコな新エネルギースマート産業パークの構築に取り組んでいます。すなわち、産業パークの休閑地を合理的に利用して構築した分散型の太陽光発電、風力発電およびエネルギー貯蔵システムと、アドバンテックのインテリジェントビル管理ソリューション「iBuilding」との組み合わせにより、新エネルギー管理プラットフォームを確立して、効果的なエネルギー管理を実現し、建築物のエネルギー利用率を最大限に向上させています。同時に、経営コストの効果的な削減と運用保守効率の向上により、新たな建築技術およびエコエネルギー発展の実現のための新たなアプローチを模索しています。
◆iBuidingの構成 （デジタルツインによるデジタルスマート産業パークの構築）
臨港産業パークのスマート管理プラットフォームは、アドバンテックのインテリジェントビル管理ソリューション「iBuilding」の機能を結集したケースであるといえます。
管理システム
管理システム全体について言えば、先進的なデジタルツイン技術を軸として、各種の組込み型データセンサーに建築物のBIMモデルを組み合わせ、IoT、ビッグデータ、クラウドコンピューティングなどの分野の技術を全面的に統合しました。また、新技術と分散型の太陽光発電、風力発電、電力エネルギー貯蔵、空調、暖房、照明、エレベータ、ITデバイスなど10以上のサブシステムとを有機的に結合させることによって、スマート化管理を実現すると同時に、統一的な総合プラットフォーム管理を通じて、各専用システム間の調和および連動制御を強化しています。
また、アドバンテックのデジタルツインプラットフォーム「WISE-PaaS/InsightAPM」でエッジデータを集約、建築物中の各設備、各部品、各センサーをバーチャル空間に構築することで、デジタル世界に実物と対応するデジタル化建築物を再構築しています。 これによって、建築物内の全要素のデジタル化およびバーチャル化、ステータスのリアルタイム化および可視化を実現し、物理空間上の実体世界と情報空間上のバーチャル世界の共存、融合状態を形成しています。
また、アドバンテックのデジタルツインプラットフォーム「WISE-PaaS/InsightAPM」でエッジデータを集約、建築物中の各設備、各部品、各センサーをバーチャル空間に構築することで、デジタル世界に実物と対応するデジタル化建築物を再構築しています。 これによって、建築物内の全要素のデジタル化およびバーチャル化、ステータスのリアルタイム化および可視化を実現し、物理空間上の実体世界と情報空間上のバーチャル世界の共存、融合状態を形成しています。
◆データ化による緻密な管理で 高効率・省エネを実現
省エネは、臨港スマート産業パークの大きな特色です。産業パークでは、休閑地を合理的に利用することにより、分散型の太陽光発電、小型風力発電所を建設しており、電力消費量が平常である期間および少ない期間に自家発電電力を利用してエネルギー貯蔵を行い、電力消費量のピーク時にそれを放電して使用することにより、ピーク時の電力負荷を低下させ、エネルギー使用コストを節約します。
サブシステムの統合と可視化
アドバンテックのインテリジェントビル管理プラットフォーム「iBuilding」では、 太陽光発電、風力発電、エネルギー貯蔵、電気二重層コンデンサなどの互いに独立したサブシステムの統合を行うとともに、コンフィギュレーションソフトウェア「WebAccess」を大型のバックエンドモニタリングシステムとして組み合わせることによって、データの可視化表示を行います。また、企業の商用電源データを収集することにより、企業の電力使用データの分析を行うとともに、空調、暖房、照明、エレベータ、ITデバイスなどの業務用品と有機的に結合させて、エリア、部門、電力使用設備タイプ別に細分化および当量換算を行い、前年同期比分析、前期比分析およびエネルギー使用量の追跡・比較の結果を提供します。さらに、ユーザーによるエネルギー使用料金の明細の整理、および漏洩などによるエネルギー浪費の速やかな発見に役立つよう、電力消費量のピーク時・平常時・少量時それぞれのエネルギー使用データおよび報告書を提供することも可能です。
エネルギー使用戦略の提供アドバンテックのインテリジェントビル管理プラットフォーム「iBuilding」では、 太陽光発電、風力発電、エネルギー貯蔵、電気二重層コンデンサなどの互いに独立したサブシステムの統合を行うとともに、コンフィギュレーションソフトウェア「WebAccess」を大型のバックエンドモニタリングシステムとして組み合わせることによって、データの可視化表示を行います。また、企業の商用電源データを収集することにより、企業の電力使用データの分析を行うとともに、空調、暖房、照明、エレベータ、ITデバイスなどの業務用品と有機的に結合させて、エリア、部門、電力使用設備タイプ別に細分化および当量換算を行い、前年同期比分析、前期比分析およびエネルギー使用量の追跡・比較の結果を提供します。さらに、ユーザーによるエネルギー使用料金の明細の整理、および漏洩などによるエネルギー浪費の速やかな発見に役立つよう、電力消費量のピーク時・平常時・少量時それぞれのエネルギー使用データおよび報告書を提供することも可能です。
プラットフォームでは、データを通じて新エネルギーの使用戦略をユーザーに提供することも可能です。太陽光発電およびエネルギー貯蔵を合理的に調整することによって、企業のエネルギー消費の平準化を実現するほか、企業のマイクログリッドにおける電気エネルギー需要を電力網にとって合理的なものとなるようにし、炭素排出および企業のエネルギー使用料金を低下させます。最終的には、各プラットフォーム間の調和および連動制御を通じて、スマート化管理を実現し、産業パーク全体の運営に安全性、経済性および省エネの効果をもたらします。
300種超の通信プロトコルの解析
スマート化管理において、データはあらゆる作業の基礎となります。データに収集困難、パケットロス、レジューム実行不能などの問題が発生するのを防ぐため、アドバンテックでは、多機能の太陽光発電データも通信ゲートウェイであるECU-1051を利用して、300種超の通信プロトコルを解析し、回線切断時用キャッシュ機能を新規追加することによって、データに関する難題を個別に解決するとともに、最適化管理が最大の効果を上げられるようサポートします。
効果
現在のエネルギー管理システム稼働後の省エネ効果は、めざましいものです。分散型のクリーンエネルギー源および建築物におけるエネルギー使用の状況につき、一括的に統合および分配を行うことによりビル1棟あたり、
- 毎月平均で電力使用量約3000kwh
- 二酸化炭素排出量約3トン
が削減可能と見込まれており、これは160本の植樹量増加に相当します。超低エネルギー消費かつ超低運営費の全く新しい低炭素オフィスビルが実現されています。
スマート化管理により、人件費を40%削減
◆臨港スマート産業パークの問題
臨港スマート産業パークについては、管理プロセス全体において人的関与が極めて少ないという点でも、強い印象が感じられます。 数十年近くに及ぶ速度優先の経済発展モデルの下で、企業は、建築物の複雑かつ雑多な設備・施設の設計の最適化を軽視しがちであり、その結果、それら設備の稼働効率は総じて低めになっています。従来の運用保守管理では、複雑かつ雑多な各種設備・施設に対して、そのリアルタイムの稼働状況を把握できないのみならず、故障発生時も完全に人の手で逐一検査を行い、発生位置を特定した上で、経験に基づいてシステムの稼働状態および故障の原因を判断するしかありませんでした。作業者の経験値が同一レベルでないという制限が存在するため、そのような方法は、極めて受動的かつ低効率なものとなります。
解決策 Ibuildingの特徴
独立したシステムが独立して稼働するそのような従来モデルとは一線を画す、アドバンテックのインテリジェントビル管理プラットフォーム「iBuilding」を利用すれば、産業パークのすべてのシステムおよび設備の制御・管理およびデータ処理がいずれも統一的なプラットフォーム上で完了し、さらにそれを基礎として多くのシーンでの連動を実現することができます。例えば、プラットフォームにおいて空調システム中のある設備のデータ異常が検知された場合は、システムが故障箇所を直接測位し、SMSまたはモバイルAppを通じてアラーム信号を発出します。さらに、メンテナンス交換作業を速やかに行えるよう、運用保守作業指示を携帯電話Appを通じて自動で指定の作業員に通達し、同時に運用保守の実施過程をトラッキングして、総括的な確認を行います。この一連のアクションは、すべてシステムが自動的に完了させるため、産業パークの運営の負担を最大限に低減させるのみならず、設備の稼働に伴う人件費も削減され、関連する運営支出を効果的に抑えることができます。このほか、アドバンテックのインテリジェントビル管理ソリューション「iBuilding」はさらに、デジタル化インデックス管理システムを確立し、設備の使用可能率、設備の稼働率、故障率、保全完了率、巡回検査完了率、検査漏れ率などについて管理を行うことにより、運用保守基準の整備および最適化を全面的に実現し、よりよいサービス体験を形成することができます。
導入効果
最終的には、建築物の運用保守管理効率を40%向上させ、クレーム率を60%低下させます。 デジタルトランスフォーメーションというアップグレードに伴い、各業界の企業ユーザーの、設備・施設、エネルギー管理、運用保守・保全などのサービスの向上に対する需要は、増大を続けています。
今後の展開
アドバンテックのインテリジェントビル管理ソリューション「iBuilding」は、サイエンスパークにとどまらず、医療機関、住宅コミュニティ、ビジネスセンター、学校キャンパスなどの幅広い分野において、エリアや建築物を跨ぐ大量の建築物データの集約および遠隔スマートモニタリング・運用保守といった機能をすでに実現しており、これによって、企業のコスト削減・利益増大に対する強力なサポートの提供、ならびに人々への効率、安全性、利便性、快適性、および省エネ性のいっそう高い快適な環境の提供が可能となっています。
WISE-PaaSおよびWISE-Marketplace
WISE-PaaSプラットフォームのエッジ・ツー・クラウドの完全なアーキテクチャを利用すれば、データの収集、分析、管理、およびアプリケーションの万全な開発環境、ローコード、使用の利便性を実現することができます。産業用クラウドマーケットプレイス「WISE-Marketplace」を利用すれば、業界ソリューションの構築およびビジネスの展開を加速させることができます！
インテリジェントビル管理ソリューション「iBuilding」
建築物内の様々なサブシステムについて、モニタリング、管理およびデジタル化サービス実施のための統一的なプラットフォームサービスを提供し、建築物の運営効率およびサービス品質を向上させると同時に、建築物のエコイメージをも向上させ、全く新しいサービスモデルおよびユーザー体験を作り出します。
