設備管理・TPM・予知保全（OEE計算付き）を体系的に解説

結論から言うと

設備管理の目標は「設備を最高の状態で使い続けること」です。保全方式には「壊れてから直す（事後保全）」から「壊れる前に対策（予防保全）」さらには「劣化を状態監視して予測（予知保全）」まで段階があります。TPMはこれらを組織全体で実践するフレームワークで、設備総合効率（OEE）で定量評価します。試験では「保全の種類の区別」「OEEの計算」「TPMの8本柱」が頻出です。

設備保全の種類

graph TD
    A["設備保全の体系"] --> B["事後保全\nBreakdown Maintenance"]
    A --> C["予防保全\nPreventive Maintenance"]
    A --> D["改良保全\nCorrective Maintenance"]
    C --> E["時間基準保全\nTBM: Time-Based Maintenance"]
    C --> F["状態基準保全\nCBM: Condition-Based Maintenance\n（予知保全）"]

    style B fill:#ffcccc
    style E fill:#ffffcc
    style F fill:#d4edda
    style D fill:#cceeff

保全方式	内容	メリット	デメリット
事後保全（BM）	故障してから修理	計画不要・コスト低	突発停止・機会損失大
予防保全（PM）	故障前に定期交換・点検	突発停止を防ぐ	過剰メンテのムダが出る
予知保全（CBM）	状態を監視して劣化予測	最適タイミングで保全	センサー・AI投資が必要
改良保全（CM）	故障しにくい設備に改造	根本的な信頼性向上	改造コスト・時間が必要

試験の引っかけ：「予防保全」と「予知保全」は別物。 予防保全は「時間（カレンダー）で交換」、予知保全は「状態（データ）で判断」です。

TPM（全員参加の生産保全）

TPMとは

Total Productive Maintenance。「全員参加（Total）」「生産性（Productive）」「保全（Maintenance）」の略。

目標：設備の6大ロスをゼロにして、設備総合効率を最大化する。

1950年代に日本で発展した考え方で、「保全部門だけが設備を管理する」から「オペレーター自身が自分の設備を守る（自主保全）」への転換が核心です。

6大ロス（故障ロス・段取りロス・空転・速度低下・不良・立上り）

mindmap
    root((6大ロス))
        停止ロス
            故障ロス\n突発停止による時間損失
            段取り・調整ロス\nチョコ停・刃具交換
        速度ロス
            空転・チョコ停ロス\n瞬間停止・空転
            速度低下ロス\n設計速度より遅い
        不良ロス
            工程不良ロス\n不良品の発生
            立上りロス\n起動直後の歩留まり低下

TPMの8本柱

graph TD
    TPM["TPM\n（全員参加の生産保全）"] --> P1["①個別改善\n6大ロス排除の個別改善活動"]
    TPM --> P2["②自主保全\nオペレーターによる設備の自主管理"]
    TPM --> P3["③計画保全\n保全部門による計画的メンテナンス"]
    TPM --> P4["④教育・訓練\nスキルアップ・多能工化"]
    TPM --> P5["⑤品質保全\n不良ゼロを設備・工程で保証"]
    TPM --> P6["⑥開発管理\n設備設計段階からの保全性考慮"]
    TPM --> P7["⑦管理間接部門\n営業・調達等の効率化"]
    TPM --> P8["⑧安全・環境\n労災ゼロ・環境問題ゼロ"]

    style P2 fill:#d4edda
    style P3 fill:#d4edda

試験頻出：8本柱の中で最重要は「①個別改善」「②自主保全」「③計画保全」の3つ。

自主保全の7ステップ

ステップ	内容
①初期清掃	清掃しながら設備の異常を発見する
②発生源・困難箇所対策	汚れの原因除去・清掃しにくい箇所の改善
③清掃・給油基準書の作成	点検・給油の標準を文書化
④総点検	設備の構造・機能を体系的に点検
⑤自主点検	自分でチェックシートに基づき点検
⑥標準化	清掃・点検・給油の標準化
⑦自主管理の徹底	PDCA定着・継続的改善

設備総合効率（OEE）

OEEの計算式

$\text{OEE} = \text{時間稼働率} \times \text{性能稼働率} \times \text{良品率}$

各指標の定義：

$\text{時間稼働率} = \frac{\text{稼働時間}}{\text{負荷時間}} = \frac{\text{負荷時間} - \text{停止時間（故障・段取）}}{\text{負荷時間}}$

$\text{性能稼働率} = \frac{\text{実際の生産量} \times \text{基準サイクルタイム}}{\text{稼働時間}}$

$\text{良品率} = \frac{\text{良品数}}{\text{生産数量}}$

graph LR
    A["負荷時間\n（操業時間-計画停止）"] -->|"故障・段取り損失を除く"| B["稼働時間"]
    B -->|"速度低下・空転損失を除く"| C["正味稼働時間"]
    C -->|"不良・手直し損失を除く"| D["価値稼働時間\n（良品生産時間）"]

    E["時間稼働率\n＝稼働時間÷負荷時間"] 
    F["性能稼働率\n＝正味稼働÷稼働時間"]
    G["良品率\n＝良品数÷生産数"]

    style D fill:#d4edda

OEE計算例

指標	数値
負荷時間	480分/日
停止時間（故障・段取り）	60分
稼働時間	480-60 = 420分
基準サイクルタイム	1分/個
生産数量	400個
不良数	20個

計算：

時間稼働率＝ 420 ÷ 480 ＝ 87.5%
性能稼働率＝ (400個 × 1分) ÷ 420分＝ 95.2%
良品率＝ (400-20) ÷ 400 ＝ 95.0%
OEE ＝ 0.875 × 0.952 × 0.950 ≒ 79%

世界標準のOEE目標値は 85%以上 とされています。

予知保全（状態基準保全・CBM）

概念

設備の「劣化状態」をセンサーや計測で連続監視し、故障する前の最適なタイミングで保全する手法。

flowchart LR
    A["センサー設置\n（振動・温度・音・電流）"] --> B["データ収集\nIoT/クラウド"]
    B --> C["異常検知・劣化予測\n機械学習・統計モデル"]
    C --> D{閾値を超えたか？}
    D -->|"Yes"| E["保全指示\n（最適タイミングで）"]
    D -->|"No"| A
    E --> F["部品交換・修理"]
    F --> A

従来の予防保全（TBM）との違い

項目	時間基準保全（TBM）	状態基準保全（CBM）予知保全
交換タイミング	カレンダー（◯時間毎）	劣化状態が閾値を超えたとき
問題点	まだ使える部品を交換（過剰保全）	センサー・分析の初期投資が必要
メリット	計画が立てやすい	部品寿命を最大活用できる
技術要件	低い	高い（IoT・AI・統計）

よくある疑問

Q. 予防保全と予知保全を混同しやすい。
A. 英語で整理すると明確です。予防保全＝Preventive（防ぐ）、予知保全＝Predictive（予測する）。前者は「時間（カレンダー）で動く」、後者は「データ（状態）で動く」です。

Q. 改良保全は「改良するから良いもの」という印象だが、TPMの中での位置づけは？
A. 改良保全は設備を「故障しにくい設備に変えること（信頼性向上）」「保全しやすい設備に変えること（保全性向上）」を目指す活動です。事後保全・予防保全と組み合わせて使います。

Q. OEEで「性能稼働率」の計算が複雑に感じる。
A. 直感的に言うと「設備が動いている間に、本来の速度で作れていたか」の比率です。稼働していても速度が遅ければ（空転や軽微な停止が多ければ）性能稼働率は下がります。

Q. TPMとTQC（全社品質管理）の違いは？
A. TPMは「設備・生産効率」にフォーカス、TQCは「品質」にフォーカスしています。TPMの8本柱に「品質保全」が含まれており、品質と設備管理を統合しようとする考え方です。

まとめ

保全の種類：事後保全 → 予防保全（TBM）→ 予知保全（CBM）→ 改良保全
TPMは「全員参加」で6大ロスをゼロにするフレームワーク。8本柱の中核は①個別改善・②自主保全・③計画保全
OEE = 時間稼働率 × 性能稼働率 × 良品率
予知保全＝センサー・AI活用で「劣化状態が閾値を超えたとき」に保全

試験での頻出パターン：

事後保全・予防保全・予知保全・改良保全の区別
OEEの計算（3指標の計算式と積）
TPMの8本柱の名称と概要
自主保全と計画保全の役割分担（オペレーター vs 保全部門）