エシカルテックファッション

IoTとEMSが推進するファッション工場のエコ化：エネルギー最適化で実現するコスト削減と環境貢献

ファッション製造におけるエネルギー消費の現状と課題

ファッション業界の製造工程、特に染色、乾燥、仕上げといったプロセスは、多大なエネルギーと水を消費します。世界の年間エネルギー消費量に占めるファッション産業の割合は無視できないレベルにあり、気候変動対策が喫緊の課題となる中で、製造段階での環境負荷低減は喫緊の課題です。エネルギーコストの変動リスクや、環境規制の強化も、製造業、ひいては商品企画に携わる方々にとって、無視できないビジネスリスクとなっています。

サステナブルなモノづくりへの要求が高まる中、製造現場におけるエネルギー効率の向上は、環境目標達成だけでなく、コスト競争力の強化、サプライチェーン全体でのレジリエンス向上にも不可欠な要素となっています。しかし、従来のエネルギー管理は、手作業によるデータ収集や限られた計測器に頼ることが多く、工場全体のエネルギーフローを詳細に把握し、非効率な部分を特定して改善につなげることが困難でした。

このような課題に対して、テクノロジーを活用したアプローチが有効な解決策となります。特に、IoT（モノのインターネット）とEMS（エネルギーマネジメントシステム）の連携は、製造現場のエネルギー管理を劇的に進化させ、サステナブルな生産体制の構築を強力に推進する鍵となります。

エネルギーマネジメントシステム（EMS）とは

EMSは、工場やビルなどの大規模な施設において、エネルギーの使用状況を監視、制御、最適化するためのシステムです。主要な機能として、以下の点が挙げられます。

• エネルギー使用量の可視化: 電力、ガス、水、蒸気などの消費量をリアルタイムで収集し、グラフや表形式で表示します。これにより、いつ、どこで、どれだけのエネルギーが使われているかを把握できます。
• 目標設定と進捗管理: 省エネ目標を設定し、それに対する進捗状況をモニタリングします。
• 分析と診断: 収集したデータを分析し、エネルギー使用の傾向や非効率な箇所を特定します。
• 制御と最適化: 設備の稼働状況や外部環境（気温など）に応じて、空調や照明、生産設備などの運転を自動または半自動で制御し、エネルギー消費を最適化します。
• レポート作成: エネルギー使用状況や省エネ効果に関するレポートを作成します。

EMSを導入することで、エネルギーコストの削減、CO2排出量の削減、エネルギー使用の効率化といったメリットが期待できます。製造業においては、各生産ラインや設備ごとのエネルギー消費を詳細に分析し、ボトルネックとなっている箇所を特定するのに役立ちます。

IoT技術が拓くEMSの可能性

EMS単体でも効果的なエネルギー管理は可能ですが、IoT技術と組み合わせることで、その能力は飛躍的に向上します。IoTは、様々なセンサーやデバイスをネットワークに接続し、データの収集・伝送を可能にする技術です。製造現場におけるIoTの役割は多岐にわたります。

• 詳細なデータ収集: 各生産設備、モーター、ポンプ、照明、空調機、温度センサー、湿度センサーなど、従来は個別に計測が難しかった多数の地点から、リアルタイムで高精度なエネルギー消費データや稼働データを収集できます。
• リアルタイム監視: 工場全体のエネルギー使用状況をリアルタイムで把握し、異常な消費パターンや設備の不調を即座に検知できます。
• 遠隔監視・制御: インターネット経由で工場のエネルギー状況を遠隔から監視したり、設備の運転を制御したりすることが可能になります。
• データ統合: 生産管理システム（MES）や設備保全システムなど、他のシステムから取得できる様々なデータとエネルギーデータを統合し、より深い分析を行うための基盤を構築できます。

IoTセンサーによって収集された膨大なデータは、EMSの中央システムに集約・蓄積されます。このデータこそが、高度なエネルギー分析と最適化の基礎となります。

IoTとEMSによるエネルギー最適化の仕組み

IoTとEMSが連携することで、以下のような具体的なエネルギー最適化が実現されます。

1. 詳細なエネルギー使用状況の可視化:

   • 各製造ライン、工程、さらには個別の設備単位での電力、ガス、水などの消費量をリアルタイムで計測します。
   • 例えば、染色機ごとのエネルギー効率、乾燥炉の運転モードとエネルギー消費量の関係などを詳細に把握できます。
   • 時間帯別、製品別、稼働状況別のエネルギープロファイルを分析し、無駄な待機電力や非効率な運転時間帯を特定します。

2. 最適な運転計画と制御:

   • 生産計画や外部電力料金の変動（デマンドレスポンスなど）に合わせて、エネルギー消費を最適化する運転計画を立案します。
   • ピーク時間帯の電力使用量を抑えるためのピークカットや、安価な時間帯にエネルギー消費をシフトさせるピークシフトを自動で行います。
   • IoTセンサーからのデータ（例: 炉内の温度、湿度）に基づいて、最適な加熱時間や温度設定をEMSが判断し、設備を制御することで、品質を維持しつつエネルギー消費を削減します。

3. 異常検知と予知保全:

   • 設備の異常なエネルギー消費パターン（例: モーターの過剰な電力消費）をリアルタイムで検知し、故障の予兆を早期に把握します。
   • 予知保全によって設備トラブルを未然に防ぐことは、突発的な生産停止によるエネルギーロスの防止、および修理・交換に伴う資源消費の抑制につながります。

4. 効果測定と継続的改善:

   • 省エネ施策を実施した後の効果を、IoTで収集したデータに基づいて定量的に測定します。
   • 測定結果を分析し、さらなる改善のためのPDCAサイクル（Plan-Do-Check-Act）を回し、継続的にエネルギー効率を高めていきます。

これらの仕組みを通じて、製造現場のエネルギー消費を「見える化」し、「最適化」し、「継続的に改善」することが可能になります。

ファッション工場への応用事例

ファッション製造の現場では、以下のような具体的な応用が考えられます。

• 染色・整理工程: 染色機、乾燥機、ボイラーなどの主要設備のエネルギー消費を詳細に監視し、運転温度・時間、バッチサイズとエネルギー効率の相関を分析します。廃熱回収システムの効率モニタリングにも活用できます。
• 縫製・加工工程: 照明、空調、ミシンなどの個別設備の電力消費を把握し、アイドル時の電力カットや、人員配置に合わせた照明・空調の最適制御を行います。
• 工場全体のインフラ: コンプレッサー、ポンプ、ファンなどの補助設備の稼働状況とエネルギー消費を監視し、最適運転や老朽設備の特定に役立てます。
• 複数拠点管理: 国内外に複数の工場を持つ場合、各工場のエネルギー状況をクラウド上のEMSで一元管理し、拠点間でのエネルギー効率比較や、ベストプラクティスの共有を促進します。

例えば、あるテキスタイル工場では、染色工程で使用するボイラーの燃料消費量をIoTでリアルタイムに計測し、生産量との相関を分析した結果、特定の製品やプロセスで非効率な運転が行われていることを発見し、運転パラメータを調整することで燃料消費量を数%削減できた事例や、乾燥機の温度・湿度センサーデータとガス消費量をEMSで分析し、最適な乾燥時間を割り出すことでエネルギーコストを低減した事例などが考えられます。

導入によるメリット

IoTとEMSの連携によるエネルギー管理は、ファッション業界に多岐にわたるメリットをもたらします。

• 環境負荷の低減: エネルギー消費量の削減は、直接的にCO2排出量の削減につながり、企業のカーボンフットプリントを低減します。これは、環境規制への対応だけでなく、サステナビリティを重視する消費者や取引先からの評価向上にも寄与します。
• コスト削減: エネルギー使用量の最適化は、電力料金や燃料費の削減に直結します。製造コストの低減は、製品の価格競争力強化や利益率向上に貢献します。また、予知保全による設備トラブルの減少は、修繕費や予期せぬ停止による損失を削減します。
• 生産効率の向上: エネルギー使用の最適化は、設備の安定稼働や運転パラメータの最適化と連動するため、生産効率の向上につながる場合があります。
• サステナビリティブランディングとサプライチェーンへの貢献: エネルギー効率の高い製造プロセスを持つことは、企業のサステナビリティへの取り組みを具体的に示す証となります。商品企画担当者は、このような製造背景を持つ製品を自信を持って提案でき、サプライヤー選定の際の重要な評価基準とすることも可能です。サプライチェーン全体での環境負荷低減目標達成にも貢献します。

導入における課題と対策

IoTとEMSの導入には、いくつかの課題も存在します。

• 初期投資コスト: センサーの設置、通信ネットワークの構築、EMSソフトウェアの導入、既存設備との連携インターフェース開発などに一定の初期投資が必要です。
  • 対策: スモールスタートで一部の重要設備や工程から導入を始め、効果を確認しながら段階的に拡張するアプローチが有効です。補助金制度やリースなども検討できます。
• 既存設備との連携: 既存の古い設備は、最新のIoTセンサーやEMSとのデータ連携が難しい場合があります。
  • 対策: 汎用的なセンサーやデータ収集ゲートウェイを利用したり、設備メーカーと連携して対応策を検討したりする必要があります。設備の更新計画に合わせて導入を進めることも一案です。
• 運用ノウハウと担当者の育成: システムを効果的に運用し、データ分析に基づいた改善活動を継続するには、専門知識を持つ担当者が必要です。
  • 対策: システムベンダーによるトレーニングを受けたり、外部コンサルタントの支援を活用したりすることが考えられます。社内での勉強会や成功事例の共有も重要です。
• データセキュリティ: IoTデバイスやネットワークを経由して収集されるデータのセキュリティ確保は極めて重要です。
  • 対策: セキュアなネットワーク設計、データの暗号化、アクセス権限の管理など、適切なセキュリティ対策を講じる必要があります。

これらの課題に対して、導入計画を綿密に立て、関係各部門（製造、IT、環境管理など）と連携し、外部の専門家の知見も活用しながら進めることが成功の鍵となります。

今後の展望

IoTとEMSによるエネルギー管理は、さらなる進化が期待されています。

• AIとの連携: 収集したエネルギーデータと生産データ、さらには天候や市場価格データなどをAIで分析し、予測に基づいたより高精度なエネルギー需要予測や運転最適化が可能になります。例えば、将来の生産計画や天気予報から必要なエネルギー量を予測し、最適な設備の起動・停止スケジュールを自動生成するなどが考えられます。
• 再生可能エネルギーとの統合: 太陽光発電や蓄電池システムなど、工場に導入された再生可能エネルギー設備とEMSを連携させ、自家消費率の最大化や電力系統への影響を最小限に抑える制御が行われるようになるでしょう。
• サプライチェーン全体への影響: 工場ごとのエネルギー効率データがサプライチェーン全体で共有されることで、よりサステナブルな製造拠点の選定や、サプライヤーへのエネルギー効率改善要求といった取り組みが進む可能性があります。デジタルプロダクトパスポート（DPP）などとも連携し、製品の製造におけるエネルギー消費量が消費者にも可視化される未来も考えられます。

結論

ファッション製造業におけるエネルギー効率の向上は、環境負荷低減とビジネスの持続可能性の両面から不可欠な取り組みです。IoTとEMSの連携は、エネルギー消費の「見える化」「最適化」「継続的改善」を可能にし、この取り組みを強力に推進します。

確かに、初期投資や運用における課題は存在しますが、段階的な導入や適切な対策を講じることで克服可能です。エネルギーコスト削減、環境規制対応、サステナビリティブランディングといった多岐にわたるメリットは、これらの課題を上回る大きなリターンをもたらすでしょう。

商品企画担当者としては、自社製品がどのような製造プロセスを経て作られているかに関心を持ち、エネルギー効率の高い製造体制を持つサプライヤーを評価する視点を持つことが重要になります。テクノロジーを活用した製造現場のエコ化は、製品自体のサステナビリティ価値を高めるだけでなく、企業のレピュテーション向上や、新たなビジネス機会の創出にもつながる可能性を秘めています。ファッション業界全体として、IoTとEMSを活用したスマートでサステナブルな製造体制の構築を加速していくことが期待されます。