JAWS DAYS 2024 予知保全はできるのか？ Amazon Monitronによるガス火力発電所の機器監視

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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

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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 

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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

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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 

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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 

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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 

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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 

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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

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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 

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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 

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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/

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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。

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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） 

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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）  

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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  17

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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 

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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

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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

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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

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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 

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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 

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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

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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

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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 ❌

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27 実際の計測データ

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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）

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ハッシュタグ：#jawsdays2024 #jawsug #jawsdays2024_d 29 計測データ  X軸, Y軸, Z軸振動

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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？

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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。

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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？ 🤔

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40 アーキテクチャパターン

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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/

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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

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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

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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

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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？

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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！ 

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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 

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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）