JAWS DAYS 2024 予知保全はできるのか？ Amazon Monitronによるガス火力発電所の機器監視

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1. JAWS DAYS 2024 ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d JAWS DAYS 2024 北海道ガス株式会社 國奥広伸・小笠原元気 D-1 [P] 予知保全はできるのか？ Amazon Monitronによるガス火力発電所の機器監視
2. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 自己紹介 2 
 好きな分野：IoT
 業務内容：
 　エンジニアリング全般
 　 発電所設計・建設・維持管理
 　 IoTデバイス・通信・クラウド開発
 
 趣味：ポッドキャスト
 Hironobu Kunioku 國奥 広伸 Genki Ogasawara 小笠原 元気 
 好きな分野：コンテナ
 業務内容：
 　賃貸防災システム設計
 　バックエンド・フロントエンド
 　DevOps, SRE
 
 趣味：旅行・筋トレ

3. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d アジェンダ
 会社概要・背景 1 Amazon Monitronについて 2 Amazon Monitronの導入 3 Monitoron を応用するには？ 4 まとめ - 予知保全はできたのか？ 5
4. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 4 北海道ガス株式会社
 主要事業内容
 本社所在地
 従業員数
 沿革
 1911年 設立
 ガス事業
 電気供給業
 ガス機器販売
 907名
 札幌市東区北7条東2丁目1-1
 売上高
 1,748億円（連結）
 2024年2月28日時点 お客さま 件数
 ガス：600,882件
 電力：234,083件
 会社概要
 会社概要

5. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 5 北ガスグループが目指す分散型エネルギー社会 ガスマイホーム発電、コージェネレーションシステムの普及拡大と
 エネルギーマネジメントシステムの標準化により、需要と供給の最適化を図る
 ※Community Energy Management System （地域エネルギーマネジメントシステム） ※ Copyright Hokkaido Gas Co., Ltd. All rights reserved
 ✔ 電気と熱の需要が存在
 ✔ 周辺街区のBCP対策
 ✔ 分散型エネルギーの
 　ロールモデルになりうる
 　都市型発電所として建設
 
 熱
 電気

6. 北ガス札幌発電所 概要
 ※排気量　612 L /台
 × 340台
 発電出力
 7800 kW×2台
 発電効率
 起動時間
 10 min
 48.9% (LHV)
 2019年7月29日　稼動開始
 44.1% (HHV)
 燃料
 都市ガス13A
 プリウス
 一般家庭25,000件分の発電量

7. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 7 エネルギーシステムアーキテクチャ

8. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 引用：北海道ガス HP https://www.hokkaido-gas.co.jp/wp-content/uploads/2023/08/hp.pdf エネルギーシステムアーキテクチャ
 札幌都心部の省エネ・ 強靭なまちづくりに貢献
9. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 9 効率的運転・長期安定運用を目指して
 ✔ 維持管理の高度化

10. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d アジェンダ
 会社概要・背景 1 Amazon Monitronについて 2 Amazon Monitronの導入 3 Monitoron を応用するには？ 4 まとめ - 予知保全はできたのか？ 5
11. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 11 Amazon Monitron 🙅 Amazon Monitoron 2020年のre:Inventにて発表
 2023年夏に国内販売開始

12. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 12 サービス概要 Amazon Monitron
 Amazon Monitron センサー Amazon Monitron ゲートウェイ Wi-Fi Ethernet Webアプリ スマートフォンアプリ BLE ’’Amazon Monitron は、機械学習を用いて産業機器の異常な状態を検出し、予 知保全を可能にするエンドツーエンドのシステムです。’’ IP65 バッテリ寿命 5年（充電不可） Internet ※BLE: Bluetooth Low Energy 引用:https://aws.amazon.com/jp/monitron/
13. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 13 Amazon Monitron
 ✓ISO および機械学習ベースの分析
 ✓アプリからの通知
 ✓後付けで設置可能・低コスト・フルマネージド
 ISO 20816規格と機械学習によって異常な状態を自動検出 ネイティブアプリ（iOS, Android）からの通知 数万円で遠隔監視・自動検出が実現。ワンパッケージ。
14. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 14 プラントエンジニアリングの課題
 潤滑油冷却器
 1次冷却水系統熱交換器
 2次冷却水系統熱交換器
 ポンプ
 ポンプ
 ポンプ
 温水～90℃
 低温水～40℃
 潤滑油
 約67℃
 ポンプ故障による
 運転停止リスク
 数時間の停止でも大きな損失
 → 予知保全への挑戦
 → メーカー製は高コスト
 → Amazon Monitron導入検討
 （なるべくコードを書かずに）

15. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d アジェンダ
 会社概要・背景 1 Amazon Monitronについて 2 Amazon Monitronの導入 3 Monitoron を応用するには？ 4 まとめ - 予知保全はできたのか？ 5
16. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 16 購入方法
 Amazonストアから購入
 SORACOMから購入
 SORACOM セルラーパック for Amazon Monitron（plan-D バンドル） 

17. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 金額感
 内容
 金額
 センサ5セット
 87,670円（税込）
 ゲートウェイ（Wi-Fi）
 21,346円（税込）
 ゲートウェイ（Ethernet）
 27,445円（税込）
 その他
 LTEルーター
 PoEアダプター（Ethernetの場合） 
 LANケーブル
 接着剤
 Amazonから買う場合
 ※2024/2/27現在
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18. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 18 金額感
 セット内容
 数量
 Amazon Monitron ゲートウェイ (Ethernet)
 1
 Amazon Monitron センサー
 5
 産業用 LTE Wi-Fi ルーター 
 1
 PoEインジェクター 
 1
 Cat.5e LANケーブル（2m）
 2
 瞬間接着剤 LOCTITE 454
 1
 SIMカード plan-D D-300MB サイズ
 1
 SORACOMから購入の場合
 143,000円
 （税込・通信費1000円込）
 スターターとしては
 すべてそろって丁度良い

19. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d Z Ｙ 軸方向 X 取付・設置
 19 Motor Coupling Pump 冷却水系統ポンプ電動機
20. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d Z Ｙ X 軸方向 取付・設置
 20 Motor Coupling Pump 潤滑油系統ポンプ電動機
21. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d ゲートウェイ (Ethernetタイプ) ゲートウェイ (Wi-Fiタイプ) LTEルーター 取付・設置
 21
22. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 22 デバイスの設定
 近距離無線通信（NFC）で連 携して設定
 Bluetoothで連携して設定
 センサの設定
 ゲートウェイの設定
 セッティングは比較的スムーズにできた

23. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d ガスエンジン発電機 ガスエンジン発電機 11.6m
 6~7.5m
 2.5~6m
 15.5m
 ゲートウェイ
 (Ethernet)
 合計8台設置。障害物があるものの
 BLEが意外に届くことを確認
 Wi-Fi
 ゲートウェイ
 (Wi-Fi)
 18m
 配置構成 ※BLE: Bluetooth Low Energy BLE BLE BLE センサ
 LTEルータ

24. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d LTE ルーター ゲートウェイ (Ethernet) センサ センサ センサ BLE PoEイン ジェクタ AC100V AC100V SORACOM Air Wi-Fi AC100V LTE回線 有線LAN Cat. 5e ゲートウェイ (Wi-Fi) センサ センサ BLE 24 有線LAN システム構成
25. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d IAM Identity Centerが管理できるアカウントじゃないと使えない！ 当社はクラスメソッド様と契約して対応。 アカウント払い出しまで1か月くらいかかった、、 前もって早めに準備しとくことをお勧めします つまづきポイント1 25
26. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d つまづきポイント2 ゲートウェイをサイトの親ディレクトリに設定すると、アセットの デバイスはゲートウェイを認識しない プロジェクト
 サイト
 アセット
 ポジション
 発電所A
 発電所B
 ポンプ1
 ポンプ2
 電動機側負荷側
 電動機反負荷側
 サイト内の子サイトにゲートウェイを 紐付けるとヨシ！ 26 ❌
27. 27 実際の計測データ
28. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 28 計測データ
 アセット表示 時系列データ （全振動 mm/s）
29. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 29 計測データ
 X軸, Y軸, Z軸振動
30. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 30 計測データ
 センサ接地面の 接触温度
31. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 31 計測データ
 設置後すぐにアラート → 発電機自体の共振による影響 → 異常なしと報告することで、 次回以降アラート発火しない
32. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 長期トレンドデータ ISO閾値は超えているが、機械学習による評価では異常なし 最大6カ月表示可能（表示も早い） 32
33. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 33 機械学習による評価
 ✓ユーザーは何もせずにAmazon Monitron側で 機械学習による異常監視を実施してくれる https://docs.aws.amazon.com/Monitron/latest/user-guide/anom-sensor-measure.html ・温度の上昇 ・振動レベルの上昇 ・温度・振動レベルの両方の上昇 → 計測後14 日〜21 日でベースラインを確立 （初心者ユーザーには助かる！） ✓今回の計測（約2カ月）ではアラート発火せず
34. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d アジェンダ
 会社概要・背景 1 Amazon Monitronについて 2 Amazon Monitronの導入 3 Monitoron を応用するには？ 4 まとめ - 予知保全はできたのか？ 5
35. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 35 応用例：計測データ
 予知保全をするには？ ・見てもわからない範囲がある ・〜6000 Hzの振動数を取得したい ・ベアリングの傷・異常などを検知するに特に 1000Hz 以上の振動数の計算をしたい 振動数(Hz) 速度 加速度 1000 10 アンバランス・基礎不良等 ベアリング傷・異 音等 地盤振動 等 変位 見てわかる 触るとわかる 聞いてわかる
36. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 36 応用例：計測データ
 予知保全をするには？ ・見てもわからない範囲がある ・〜6000 Hzの振動数を取得したい ・ベアリングの傷・異常などを検知するに特に 1000Hz 以上の振動数の計算をしたい ◆ Live data export 機能 　Kinesis Data Streams に出力可能 　計算式なども組む必要なし 　Monitron でデータを export してくれる 振動数(Hz) 速度 加速度 1000 10 アンバランス・基礎不良等 ベアリング傷・異 音等 地盤振動 等 変位 見てわかる 触るとわかる 聞いてわかる
37. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 37 Monitron アプリ 　＝可視化・通知をワンパッケージで提供 Monitron を応用するには？
38. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 38 Monitron アプリ 　＝可視化・通知をワンパッケージで提供 Monitron を応用するには？ 他のメトリクスとの統合 外部 API から取得した情報や 他システムで取得した　　メトリ クスと統合する場合、別の可視 化システムの構築、メトリクス統 合の処理が必要となる。 他の媒体への通知 社用携帯へ Monitron アプリを 入れるハードルが高い　場合に は、他の媒体への　通知が必 要。例えば、E-Mail や SMS、 Slack や Teams などのチャット アプリへの　通知のニーズが考 えられる。 AWSサービスとの統合 通知やメトリクス統合など、応用 的に使う場合にはその他 AWS サービスと統合する必要があり、 Monitron アプリだけでは完結し ない場合もある。
39. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 39 Monitron アプリ 　＝可視化・通知をワンパッケージで提供 Monitron を応用するには？ 他のメトリクスとの統合 外部 API から取得した情報や 他システムで取得した　　メトリ クスと統合する場合、別の可視 化システムの構築、メトリクス統 合の処理が必要となる。 他の媒体への通知 社用携帯へ Monitron アプリを 入れるハードルが高い　場合に は、他の媒体への　通知が必 要。例えば、E-Mail や SMS、 Slack や Teams などのチャット アプリへの　通知のニーズが考 えられる。 AWSサービスとの統合 通知やメトリクス統合など、応用 的に使う場合にはその他 AWS サービスと統合する必要があり、 Monitron アプリだけでは完結し ない。 どんな AWS サービスと統合すれば実現できるか？ 🤔
40. 40 アーキテクチャパターン
41. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 41 Monitron を応用するには？ Amazon Managed Grafana ・マネージド可視化ツール ・IAM Identity Center の認証が必要 ・データソースは Athena を使用 Amazon EventBridge Pipes ・イベント駆動型統合 ・ノーコード・ローコードで実装可能 ・Kinesis Data Streams からイベント駆動
42. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 42 Monitron を応用するには？ Amazon Managed Grafana ・マネージド可視化ツール ・IAM Identity Center の認証が必要 ・データソースは Athena を使用 Amazon EventBridge Pipes ・イベント駆動型統合 ・ノーコード・ローコードで実装可能 ・Kinesis Data Streams からイベント駆動
43. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 43 アプリ以外でも可視化したい！ Amazon Managed Grafana ・IAM Identity Center の認証が必要 ・データソースは Athena を使用 ◆ データソースの作成方法 ① Data Firehose で S3 にデータを蓄積 　 データの変換は Lambda ETL で実行 ② Glue Crawler で Data Catalog に登録 　 スケジュールで1時間毎に実行 ③ Athena で任意のクエリを実行する 　 他のデータソースとも結合可能 Shard Kinesis PutItem Data Firehose S3 Lambda function for ETL
44. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d Amazon Managed Grafana ・IAM Identity Center の認証が必要 ・データソースは Athena を使用 ◆ データソースの作成方法 ① Data Firehose で S3 にデータを蓄積 　データの変換は Lambda ETL で実行 ② Glue Crawler で Data Catalog に登録 　 スケジュールで1時間毎に実行 ③ Athena で任意のクエリを実行する 　 他のデータソースとも結合可能 44 アプリ以外でも可視化したい！ Shard Kinesis PutItem Data Firehose S3 Crawler Data Catalog Glue Lambda function for ETL
45. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d Amazon Managed Grafana ・IAM Identity Center の認証が必要 ・データソースは Athena を使用 ◆ データソースの作成方法 ① Data Firehose で S3 にデータを蓄積 　データの変換は Lambda ETL で実行 ② Glue Crawler で Data Catalog に登録 　 スケジュールで1時間毎に実行 ③ Athena で任意のクエリを実行する 　 他の Data Catalog とも結合可能 45 アプリ以外でも可視化したい！ Shard Kinesis PutItem Data Firehose S3 Crawler Data Catalog Glue Athena Grafana
46. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 46 Monitron を応用するには？ Amazon Managed Grafana ・マネージド可視化ツール ・IAM Identity Center の認証が必要 ・データソースは Athena を使用 Amazon EventBridge Pipes ・イベント駆動型統合 ・ノーコード・ローコードで実装可能 ・Kinesis Data Streams からイベント駆動
47. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d Amazon EventBridge Pipes ・Kinesis Data Streams からイベント駆動 ・ノーコードで実装が可能 47 アプリ以外にも通知したい！ Shard Monitron Kinesis PutItem
48. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d Amazon EventBridge Pipes ・Kinesis Data Streams からイベント駆動 ・ノーコードで実装が可能 48 アプリ以外にも通知したい！ Shard Monitron Kinesis EventBridge Pipes PutItem Poling
49. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d Amazon EventBridge Pipes ・Kinesis Data Streams からイベント駆動 ・ノーコードで実装が可能 49 アプリ以外にも通知したい！ Shard Monitron Kinesis EventBridge Pipes PutItem Poling 引用元: https://aws.amazon.com/jp/eventbridge/pipes/
50. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d Amazon EventBridge Pipes ・Kinesis Data Streams からイベント駆動 ・ノーコードで実装が可能 ◆ メール・SMS に通知する場合 ・ターゲット：Simple Notification Service ◆ Slack に通知する場合 ・ターゲット：Step Functions ・Map state で配列を JSON に直す ・Third-party API Call で Slack Webhook 50 アプリ以外にも通知したい！ Shard Kinesis Pipes Poling PutItem SNS SMS
51. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d Amazon EventBridge Pipes ・Kinesis Data Streams からイベント駆動 ・ノーコードで実装が可能 ◆ メール・SMS に通知する場合 ・ターゲット：Simple Notification Service ◆ Slack に通知する場合 ・ターゲット：Step Functions ・Map state で配列を JSON に直す ・Third-party API Call で Slack Webhook 51 アプリ以外にも通知したい！ Shard Kinesis Pipes Poling PutItem Step Functions
52. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d Amazon EventBridge Pipes ・Kinesis Data Streams からイベント駆動 ・ノーコードで実装が可能 ◆ メール・SMS に通知する場合 ・ターゲット：Simple Notification Service ◆ Slack に通知する場合 ・ターゲット：Step Functions ・Map state で配列を JSON に直す ・Third-party API Call で Slack Webhook 52 アプリ以外にも通知したい！ [{ “data”: … }] { “data”: … } { “text.$”: “$.props” } States.Format()を使うと変数を複 雑なメッセージに組み込める
53. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d アジェンダ
 会社概要・背景 1 Amazon Monitronについて 2 Amazon Monitronの導入 3 Monitoron を応用するには？ 4 まとめ - 予知保全はできたのか？ 5
54. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 54 まとめ
 問い： 予知保全はできたのか？
55. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 55 まとめ
 問い： 予知保全はできたのか？ 結論： センサ設置後、2か月ぐらいでは ポンプはまったく壊れなかった。 故障の予兆もなかった.... 元気！

56. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 56 まとめ
 堅牢な発電所を作って良かったね

57. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 57 まとめ
 ・振動計測を毎月私がやらなくても良くなった →省人化に大きく貢献（実はこれが一番嬉しい） ・常時監視と傾向監視による安心感 よかったこと 今後・・・ ・機械学習に期待（今回は発火しなかったけど）
58. ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d Thank you !