FEMSとは何か？工場エネルギー管理システムの基礎と導入メリットを解説

FEMSの基本概要

FEMSは、工場のエネルギー消費を監視・分析し、省エネや効率化を推進するための管理システムです。

FEMSとは何か？その定義と役割

FEMSはFactory Energy Management Systemの略称で、工場内で使われるエネルギーの消費を一元的に管理・最適化するためのシステムです。従来は電気やガスなど各種エネルギーが個別に管理されていましたが、FEMSを活用することでエネルギーデータを統合し、リアルタイムで監視や分析が可能となります。さらにIoT機器やAI技術を組み合わせることで自動制御や効率化が進み、省エネやコスト削減につながります。FEMSは単なるエネルギー管理にとどまらず、企業の環境配慮や持続的成長にも大きな役割を果たしています。工場運営の根幹を支える最新のエネルギーマネジメント手法です。

BEMSとの違い

FEMSと類似したシステムとして、BEMS（Building Energy Management System）があります。FEMSとBEMSは、どちらもエネルギーを効率的に管理するEMS（Energy Management System）の一種です。
FEMS（Factory Energy Management System）は、工場や製造現場に特化し、製造ラインや生産機械の稼働状況と連携して、生産プロセス全体のエネルギー使用を管理します。一方、BEMS（Building Energy Management System）はビルやオフィスなどの建物における空調、照明、エレベーターなどのエネルギー使用を管理します。設備の効率的なエネルギー使用管理という目的において、両者は関連性の高いソリューションといえます。

工場のエネルギー管理におけるFEMSの重要性

工場では電力やガス、水など複数のエネルギーを大量に消費しているため、効率的なエネルギー管理は生産性や経営に直結する重要な課題です。FEMSを導入することで、工場全体のエネルギー消費状況をリアルタイムで把握でき、無駄な使用やロスを自動的に発見・抑制します。さらにデータ分析を活用することで、省エネ施策やコスト削減の具体的な効果を数値で確認でき、経営判断の根拠にもなります。IoT、AI技術の採用により、エネルギー消費の自動最適化も可能になり、工場の維持管理や競争力強化に大きく貢献します。

FEMSの主要機能

FEMSの主要機能は、エネルギーの見える化、データ分析、自動制御、省エネ最適化です。

エネルギーの見える化とデータ分析

FEMSの導入により、工場内のエネルギー消費を見える化することができます。データ分析機能では、過去の消費パターンや季節別の変動要因を自動で抽出し、最適な省エネ施策やエネルギー管理方法を提案します。たとえば、ピーク時の電力消費が高い場合はタイムシフトの提案や、工場設備の更新タイミングを予測することも可能です。これにより工場運営の効率化と持続的なコスト削減が実現します。

自動制御と省エネ最適化

FEMSはデータ収集だけでなく、設備の自動制御による省エネ最適化にも大きな役割を果たします。エネルギー消費状況に応じて空調や照明、生産設備などを自動で調整することで、無駄なエネルギーの消費を抑えます。AI技術を使った制御アルゴリズムにより、外気温や工場内の稼働状況などさまざまな変数を考慮して最も効率的な稼働状態を維持します。たとえば、太陽光発電設備との連携や、工場全体の電力使用量が高くなったときの需要抑制も自動的に行えます。自動制御による省エネは人手による管理に比べて確実性が高く、省人化、省力化も実現できます。

IoTとAIを活用したスマートエネルギーマネジメント

FEMSでは、IoTセンサーやAI技術を組み合わせることで、従来のエネルギー管理よりもはるかに高度なスマートエネルギーマネジメントが実現します。IoT機器を工場の各設備に設置することで、細かな消費データや設備稼働情報をリアルタイムで取得し、AIがその大量データを分析することで最適な運用方法や省エネ施策を自動で提案します。たとえば、設備の故障予兆検知や、最小限のエネルギーで生産を最大化する制御が可能となります。さらに、IoTによる設備間の連携や遠隔管理も促進され、維持管理の負担軽減にもつながります。スマートなエネルギー管理は、持続可能な工場経営と環境配慮に不可欠です。

FEMSを導入するメリット

FEMS導入により、コスト削減・省エネ・工場の効率化が実現できます。

エネルギーコスト削減の効果

FEMSの最大のメリットは、工場で発生するエネルギーコストの大幅な削減です。エネルギーの見える化により無駄やロスが明確となり、適切な省エネ施策を講じることで毎月の電気料金を効率的に抑えられます。たとえば、ピーク時電力消費のタイムシフトや設備稼働の最適化など具体的な制御を自動で行うため、従来の運用に比べて人的ミスを減らすことも可能です。IoTやAIによるデータ分析により、運用状況や設備ごとの消費傾向が一目で分かり、継続的なコスト削減策の立案にも役立ちます。エネルギーコスト削減は、収益性向上や競争力強化にも直結します。

工場の運営効率化と生産計画の精度向上

FEMSの導入により工場全体の稼働効率が向上します。エネルギー利用状況だけでなく、生産設備の稼働データもリアルタイムで取得・分析することで、生産計画の策定やスケジュール管理の精度が大きく高まります。たとえば、需要が高まる時期には設備を最適に稼働させることで、無理なく高効率な生産を実現できます。ラインごとのエネルギーコストの算定などもFEMSが自動的に対応するため、維持管理や現場対応の負担が減ります。結果として、供給安定や納期厳守など顧客満足度の向上にも貢献し、工場運営の競争力強化に役立ちます。

環境への配慮とカーボンニュートラルへの貢献

FEMSは、工場のエネルギー使用最適化だけでなく、環境への配慮とカーボンニュートラル実現にも大きく貢献します。効率的なエネルギーマネジメントによりCO2排出量の削減が可能になり、企業としての環境責任を果たすことができます。また、太陽光発電や再生可能エネルギー設備と連携することで、工場の電力自給率を高めながら脱炭素社会への一歩を踏み出せます。カーボンニュートラルは世界的な潮流であり、FEMSの導入が企業価値向上やSDGs対応の面でも大きなメリットとなります。持続可能な成長に向けた手段として、FEMSは今後ますます重要性を増していくでしょう。

FEMSを構築する手順

FEMS導入は、計画、設計・検証、構築、運用の4つの段階を踏んで進めます。

計画、設計・検証、構築、運用の流れ

FEMSの構築プロセスは、単なるシステムの設置にとどまらず、工場全体のエネルギー管理を抜本的に見直す重要な取り組みです。まず初めに行うのは、工場内のエネルギー消費状況を詳細に調査・分析し、現状の課題や無駄を洗い出すことです。これにより、どの設備や工程でエネルギーが多く消費されているのか、どの部分に改善の余地があるのかを明確にします。

次に、分析結果をもとに、IoTセンサーやスマートメーターなどの必要な計測機器、通信インフラ、制御装置などを選定し、工場の規模や業種、運用体制に合わせた最適なFEMSの設計を行います。設計段階では、将来的な拡張性や他システムとの連携も考慮し、柔軟なシステム構成を検討することが重要です。さらに、FEMSの効果は工場や設備の特性に大きく左右されるため、PoCを実施して効果・適合性・運用性・セキュリティを検証したうえで導入することが求められます。

システム設計が完了した後は、現場での機器設置やネットワーク構築、ソフトウェアの設定など、実際の導入作業に移ります。各設備からリアルタイムでエネルギーデータを収集し、自動制御による最適運転や遠隔監視、アラート通知など、FEMSの多彩な機能を一貫して運用できる体制を整えます。

運用開始後は、定期的に収集したデータをもとにエネルギー使用状況を可視化し、省エネ効果やコスト削減の成果を評価します。さらに、データ分析によって新たな改善点や潜在的な問題を発見し、システムのチューニングや運用ルールの見直しを行うことで、継続的な効果向上を目指します。

このように、FEMS構築は計画、設計・検証、導入、運用の段階で専門的な知識と現場担当者との密な連携が不可欠です。成功のためには、全社的な取り組みとしてプロジェクトを推進し、現場の声を反映させながら段階的に運用を最適化していくことが重要です。

FEMSの市場動向と展望

FEMS市場は、工場の省エネへの関心やカーボンニュートラル推進の流れを背景に急成長しています。国内外の製造業でFEMSの導入事例が増え、IoTやAIとの連携が標準化しつつあります。今後は再生可能エネルギー設備との接続や、設備の遠隔管理、自動化が進むことで工場運営がさらにスマート化されます。また、データ分析の高度化やエネルギー利用の透明性向上も求められ、FEMSに期待される役割が拡大しています。エネルギー管理システムの市場は今後も活性化し、持続可能な社会の実現に貢献していく見通しです。

FEMSの導入で工場の効率化と省エネを実現

本稿ではFEMSの概要と機能、主要な導入メリットや展望を解説しました。工場のエネルギー管理や省エネ、IoT・AIによる効率化を通じて、コスト削減や環境への配慮を両立できることがFEMSの大きな魅力です。
丸紅I-DIGIOグループは、FEMS構築にご利用いただけるソリューションとして、IoTプラットフォーム「MAIDOA plus」を活用したBEMS（Building Energy Management System）サービスを展開しています。
本サービスの特長は、1分ごとの高精度なデータ収集により、空調設備（電気式空調のみでなくガス空調・冷蔵・冷凍設備にも対応）をAIが自動制御する点にあります。クラウドベースのシステム構成により低コストでの導入が可能で、多様なセンサーに対応した拡張性も備えています。
ご興味をお持ちいただけましたら、どうぞお気軽にお問い合わせください。