工場EMSとは？仕組み・導入メリット・選び方をわかりやすく解説

工場の電気代削減や省エネ対策を進めるうえで、近年注目されているのが「工場EMS」です。EMSとは、エネルギーマネジメントシステムの略称で、工場内の電力使用量を計測・見える化・分析・制御する仕組みを指します。

特に高圧受電の工場では、毎月の電気料金に大きく影響する「最大需要電力」、いわゆるデマンド値の管理が重要です。電力使用量が多い設備を把握し、ピークを抑えることで、電気代削減につながる可能性があります。

筆者はこれまで、工場や事業所におけるエネルギー設備の導入現場に関わり、鉛蓄電池の設置にも携わってきました。その経験からいえるのは、EMSは単なる「見える化ツール」ではなく、現場の運用改善まで含めて初めて効果を発揮する仕組みだということです。

本記事では、工場EMSの仕組み、導入メリット、選び方、注意点を専門家の視点でわかりやすく解説します。

工場EMSとは

工場EMSとは、工場内で使用される電気・ガス・空調・照明・生産設備などのエネルギー使用状況を一元的に管理するシステムです。

一般的には、電力メーターやセンサー、通信機器、管理画面、制御装置などを組み合わせて構成されます。設備ごとの使用電力量を把握し、無駄な稼働やピーク電力を抑えることで、省エネや電気代削減を目指します。

工場向けのEMSは、FEMSと呼ばれることもあります。FEMSは「Factory Energy Management System」の略で、工場に特化したエネルギー管理システムです。

EMSの概要や種類について詳しくはこちら

EMSとFEMSの違い

EMSは、家庭・ビル・工場・地域など、さまざまな場所で使われるエネルギー管理システム全般を指します。一方、FEMSは工場向けのEMSを意味します。

たとえば、ビル向けのBEMSでは空調・照明・エレベーターなどの管理が中心になりますが、FEMSでは生産ライン、コンプレッサー、冷却設備、乾燥炉、ポンプ、集じん機など、製造工程に関わる設備の管理が重要になります。

工場では、単に電気使用量を減らせばよいわけではありません。生産品質や納期を維持しながら、どの設備をどのタイミングで効率よく稼働させるかが重要です。そのため、工場EMSには現場ごとの設備構成や稼働パターンに合わせた設計が求められます。

工場でEMSが注目されている背景

工場でEMSが注目されている理由は、大きく3つあります。

1. 電気料金の高騰
2. 省エネ法や脱炭素経営への対応
3. 現場の人手不足

電気料金の高騰

1つ目は、電気料金の高騰です。製造業では電力使用量が大きく、電気代の上昇が利益を圧迫する要因になります。

省エネ法や脱炭素経営への対応

2つ目は、省エネ法や脱炭素経営への対応です。資源エネルギー庁は、工場・事業場に関する省エネ法規制や必要な手続きを公開しており、事業者にはエネルギー使用の合理化が求められています。

現場の人手不足

3つ目は、現場の人手不足です。従来はベテラン担当者の経験や勘で設備運用を調整していた工場も少なくありません。しかし、人材不足や担当者変更があると、省エネノウハウが引き継がれにくいという課題があります。

EMSを導入すれば、エネルギーデータを継続的に記録・分析できるため、属人的な管理からデータに基づく管理へ移行できます。

工場EMSの仕組み

工場EMSは、主に「計測」「見える化」「分析」「制御」の4つの流れで機能します。

1. 電力使用量を計測する

最初に行うのが、電力使用量の計測です。工場全体の受電電力量だけでなく、分電盤、設備、ライン、工程ごとに計測ポイントを設けることで、どこでどれだけ電気を使っているかを把握できます。

現場経験上、最初からすべての設備を細かく計測しようとすると、導入費用が大きくなりすぎることがあります。まずは電力消費が大きい設備や、稼働時間が長い設備から優先して計測するのが現実的です。

たとえば、コンプレッサー、空調、冷凍冷蔵設備、ボイラー補機、ポンプ、ファン、集じん機などは、工場で電力消費が大きくなりやすい設備です。

2. 使用状況を見える化する

計測したデータは、管理画面やグラフで見える化します。時間帯別、設備別、ライン別、日別、月別などで表示することで、電力使用の傾向が把握しやすくなります。

「見える化」の目的は、単に数値を見ることではありません。いつ、どの設備が、なぜ多くの電力を使っているのかを現場で共有し、改善アクションにつなげることです。

工場省エネの事例でも、設備を選定して計測し、電力消費を見える化したうえで、製造に関わるスタッフ全員で問題点を洗い出すことの重要性が示されています。

3. データを分析して改善点を見つける

EMSで取得したデータは、分析して初めて価値を持ちます。

たとえば、以下のような観点で分析します。

・生産していない時間帯に電力を使っていないか
・昼休みや夜間に設備が無駄に稼働していないか
・空調やコンプレッサーの負荷が特定時間に集中していないか
・生産量あたりの電力使用量が悪化していないか
・気温や湿度の変化に対して電力使用量が過剰に増えていないか

特に工場では「電力原単位」の管理が重要です。電力原単位とは、製品1個あたり、または生産量1単位あたりに使用した電力量のことです。単純に電力使用量だけを見るのではなく、生産量との関係で評価することで、本当に効率が改善しているかを判断できます。

4. 空調・照明・生産設備を制御する

工場EMSは、見える化だけでなく制御まで行うことで、より大きな効果を発揮します。

たとえば、デマンド値が設定値を超えそうになった場合、空調の出力を一時的に抑える、照明を一部減灯する、不要な設備を停止するなどの制御を行います。

ただし、生産設備の制御には注意が必要です。無理に電力を抑えようとして、生産品質や安全性に影響が出ては本末転倒です。制御対象は、現場責任者や設備担当者と十分に協議したうえで決める必要があります。

EMSの計測・見える化・制御の流れ

工場EMSでできること

工場EMSには、さまざまな機能があります。代表的なものを紹介します。

電力使用量のリアルタイム監視

EMSを導入すると、工場全体や設備ごとの電力使用量をリアルタイムで確認できます。

これにより、急激な電力上昇や異常な稼働に早く気づけます。たとえば、通常よりもコンプレッサーの電力使用量が増えている場合、エア漏れや圧力設定の不適切さが原因かもしれません。

リアルタイム監視は、異常の早期発見だけでなく、現場の省エネ意識向上にもつながります。数字が見えるようになると、「この設備は本当に今動かす必要があるのか」という議論が生まれやすくなります。

デマンド監視・ピークカット

高圧契約の工場では、最大需要電力が電気料金の基本料金に影響します。そのため、デマンド監視はEMSの中でも重要な機能です。

デマンド監視では、30分単位の平均電力を監視し、設定値を超えそうになった場合にアラートを出します。さらに制御機能があるEMSでは、空調や一部設備を自動制御してピーク電力を抑えることも可能です。

ピークカットは、単に電気を我慢する施策ではありません。生産に影響しにくい設備を選び、優先順位をつけて制御することが重要です。

設備別・ライン別のエネルギー分析

工場EMSでは、設備別・ライン別にエネルギー使用量を分析できます。

これにより、「Aラインは生産量の割に電力使用量が多い」「B設備は待機中も電力を消費している」といった課題を発見できます。

製造現場では、設備の古さ、メンテナンス状況、運転条件、作業手順によってエネルギー効率が大きく変わります。EMSによる分析は、設備更新や運用改善の優先順位を決める材料になります。

省エネレポートの作成

EMSの多くは、日次・週次・月次のレポート作成機能を備えています。

レポートには、電力使用量、最大需要電力、設備別使用量、削減効果、CO2排出量換算などを表示できます。これにより、社内報告や経営会議、省エネ委員会、環境報告資料にも活用できます。

省エネ活動は、成果を見える形で共有することが重要です。現場の努力が数値で示されると、継続的な改善活動につながりやすくなります。

工場にEMSを導入するメリット

電気代・エネルギーコストを削減できる

工場EMSの最大のメリットは、電気代やエネルギーコストの削減です。

特に、デマンド値を抑えることで基本料金の削減が期待できます。また、無駄な設備稼働を減らせば、使用電力量そのものも削減できます。

ただし、EMSを導入しただけで自動的に電気代が下がるわけではありません。計測したデータを分析し、現場で改善を実行することが欠かせません。

EMSのメリット・デメリット

省エネ活動を属人化せず継続できる

EMSを導入すると、エネルギーデータが継続的に蓄積されます。

これにより、担当者の経験や勘に頼らず、データに基づいた省エネ活動を進められます。担当者が異動しても、過去のデータや改善履歴を引き継ぎやすくなります。

工場の省エネ活動は、一度実施して終わりではありません。季節、生産量、設備更新、稼働時間の変化に合わせて、継続的に見直す必要があります。

CO2排出量削減・脱炭素経営に役立つ

エネルギー使用量を把握できれば、CO2排出量の管理もしやすくなります。

脱炭素経営やサステナビリティ対応が求められる中で、自社のエネルギー使用状況を正確に把握することは重要です。EMSは、CO2削減目標の設定や進捗管理にも活用できます。

取引先から環境対応を求められる企業にとっても、エネルギーデータを整理して説明できる体制は大きな強みになります。

設備異常やムダな稼働に気づきやすくなる

EMSは、省エネだけでなく設備管理にも役立ちます。

通常より電力使用量が増えている設備があれば、故障予兆やメンテナンス不良の可能性があります。たとえば、モーターの劣化、フィルター詰まり、エア漏れ、設定不良などが電力使用量に表れることがあります。

電力データは、設備状態を知るための重要なサインです。日常点検と組み合わせることで、トラブルの早期発見につながります。

工場EMS導入前に確認すべきポイント

どの設備・工程を管理対象にするか

EMS導入前には、管理対象を明確にする必要があります。

工場全体を一括管理するのか、特定の設備やラインから始めるのかによって、必要な機器や費用が変わります。

初めて導入する場合は、すべてを一度に管理しようとせず、電力消費が大きい設備や改善余地が大きい工程から始めるのがおすすめです。

見える化だけか、制御まで行うか

EMSには、見える化中心のタイプと、制御まで行うタイプがあります。

見える化だけでも、無駄な稼働の発見や省エネ意識の向上には役立ちます。しかし、デマンド値を本格的に抑えたい場合は、アラートや自動制御機能が必要になることがあります。

どこまでの機能が必要かは、導入目的によって異なります。電気代削減を重視するのか、CO2管理を重視するのか、設備管理を重視するのかを事前に整理しましょう。

既存設備と連携できるか

工場には、古い設備から新しい設備までさまざまな機器が混在しています。そのため、EMSが既存設備と連携できるかは重要な確認ポイントです。

特に制御を行う場合、設備側の仕様や通信方式、安全回路を確認する必要があります。現場では「管理画面では制御できる設計だったが、既存設備側の制約で実際には制御できなかった」というケースも起こり得ます。

導入前には、現地調査を行い、分電盤、受電設備、通信環境、制御対象設備を確認しましょう。

導入費用と回収期間を試算する

EMSの導入費用は、計測点数、制御範囲、通信方式、管理画面、工事内容によって変わります。

導入前には、初期費用だけでなく、月額利用料、保守費、通信費、機器交換費も確認しましょう。そのうえで、電気代削減額と比較し、何年で投資回収できるかを試算することが重要です。

費用対効果を判断する際は、電気代削減だけでなく、設備異常の早期発見、CO2管理、報告業務の効率化といった間接的な効果も考慮するとよいでしょう。

工場EMSの選び方

工場への導入実績があるか

EMSを選ぶ際は、工場への導入実績がある会社を選ぶことが重要です。

工場は、業種によってエネルギー使用の特徴が大きく異なります。食品工場、金属加工工場、印刷工場、化学工場、物流倉庫では、使われる設備も稼働パターンも違います。

自社と近い業種や設備構成での実績があるかを確認しましょう。

デマンド管理に強いか

高圧契約の工場では、デマンド管理に強いEMSを選ぶことが重要です。

アラート通知だけでよいのか、自動制御まで必要なのか、どの設備を優先的に制御できるのかを確認しましょう。

また、デマンド制御では、現場に過度な負担をかけない設計が必要です。頻繁に警報が鳴るだけでは、現場が疲弊してしまいます。実際に運用できる仕組みかどうかを重視しましょう。

現場が使いやすい管理画面か

EMSは、現場で使われて初めて価値があります。

管理画面が複雑すぎると、導入後に使われなくなる可能性があります。現場担当者が直感的に理解できる画面か、必要なデータをすぐに確認できるか、レポートを簡単に出力できるかを確認しましょう。

専門家コメントとして強調したいのは、「高機能なEMSが必ずしも最適とは限らない」という点です。重要なのは、自社の目的に合い、現場で継続して使えることです。

導入後のサポート体制があるか

EMSは、導入して終わりではありません。

導入後にデータを見ながら、設定値の見直し、制御対象の調整、省エネ施策の検討を行う必要があります。そのため、導入後のサポート体制がある会社を選ぶことが重要です。

特に初年度は、季節変動や生産量の変化を見ながら運用を調整する期間です。データ分析や改善提案まで支援してくれる会社であれば、効果を出しやすくなります。

工場EMSの導入手順

1. 現状の電力使用量を確認する

まずは、現在の電気料金明細、契約電力、最大需要電力、月別使用量を確認します。

あわせて、主要設備、稼働時間、生産量、休日運転の有無も整理します。現状を把握しないままシステムを導入しても、どこに改善余地があるのか判断できません。

2. 現地調査を行う

次に、現地調査を行います。

受電設備、分電盤、主要設備、通信環境、設置スペースを確認し、どこで計測するか、どの設備を制御するかを決めます。

鉛蓄電池の設置経験からもいえますが、現場調査ではスペース、重量、換気、保守動線、安全対策の確認が欠かせません。蓄電池や制御盤を設置する場合、単に機器が置けるかだけでなく、点検しやすいか、非常時に安全に対応できるかも重要です。

3. システム設計・見積もりを行う

現地調査の結果をもとに、計測点、通信方式、管理画面、制御内容を設計します。

この段階で、導入目的に対して過不足のない構成になっているかを確認しましょう。過剰な機能を入れると費用が膨らみます。一方で、必要な計測点が不足すると、導入後に十分な分析ができません。

4. 設置工事・初期設定を行う

設計内容に基づき、計測器、通信機器、制御機器を設置します。

工場では、稼働を止められる時間が限られているため、工事日程の調整が重要です。休日や夜間工事が必要になる場合もあります。

初期設定では、デマンド警報値、設備ごとの名称、レポート項目、通知先などを設定します。

5. 運用しながら改善を続ける

EMSは、導入後の運用が最も重要です。

最初の数カ月は、データを確認しながら、どの時間帯にピークが出るのか、どの設備が大きな電力を使っているのかを把握します。そのうえで、設備運用の見直しや制御設定の調整を行います。

省エネ効果を継続するには、現場担当者、設備担当者、管理部門が定期的にデータを確認する体制を作ることが大切です。

工場EMS導入で失敗しないための注意点

目的が曖昧なまま導入しない

EMS導入でよくある失敗が、目的を明確にしないまま導入することです。

「省エネになりそうだから」「補助金が使えそうだから」という理由だけで導入すると、必要な機能や効果測定の基準が曖昧になります。

電気代削減、デマンド管理、CO2削減、設備異常の発見、省エネ法対応など、何を重視するのかを事前に決めましょう。

見える化だけで満足しない

EMSを導入すると、電力使用量がグラフで見えるようになります。しかし、見える化だけでは省エネは進みません。

重要なのは、データを見て、原因を考え、改善策を実行することです。たとえば、夜間の待機電力が多いとわかった場合、どの設備を停止できるのか、停止しても安全上問題がないのかを現場で確認する必要があります。

現場担当者を巻き込む

工場EMSの成否は、現場の協力に大きく左右されます。

管理部門だけで導入を進めると、現場にとって使いにくい仕組みになったり、運用が定着しなかったりすることがあります。

導入前から、生産部門、設備担当者、安全管理担当者を巻き込み、運用ルールを決めておくことが重要です。

蓄電池と連携する場合は安全性を確認する

EMSと蓄電池を組み合わせることで、ピークカットや非常用電源として活用できる場合があります。

ただし、蓄電池の設置には注意が必要です。特に鉛蓄電池は、電解液や鉛を含むため、使用済みとなった際の適正処理が重要です。環境省は、使用済鉛蓄電池について、電解液や鉛化合物などの有害物質が環境に影響を与える懸念があると示しています。

設置時には、換気、温度管理、転倒防止、漏液対策、保守スペース、廃棄時の処理方法まで確認しましょう。鉛蓄電池は比較的実績のある蓄電技術ですが、重量があり、設置場所や保守性を軽視すると運用上のリスクになります。

工場EMSの導入事例・活用イメージ

空調制御によるピーク電力の抑制

夏場や冬場は、空調負荷によってデマンド値が上がりやすくなります。

EMSで空調の稼働状況を監視し、ピークが近づいたタイミングで一部空調の出力を抑えることで、最大需要電力の上昇を防ぎます。

このとき重要なのは、作業環境を悪化させないことです。温度や湿度の許容範囲を決めたうえで、無理のない制御を行う必要があります。

コンプレッサーのムダな稼働を削減

コンプレッサーは、多くの工場で大きな電力を消費する設備です。

EMSで稼働状況を確認すると、生産していない時間帯にも運転している、圧力設定が高すぎる、エア漏れによって負荷が増えているといった課題が見つかることがあります。

コンプレッサーの運用改善は、省エネ効果が出やすいテーマの一つです。

ライン別の電力原単位を改善

EMSでライン別の電力使用量を把握すると、同じような生産量でもラインごとにエネルギー効率が異なることがあります。

その差を分析することで、設備の劣化、作業手順の違い、待機時間の長さなどを発見できます。

工場EMSは、単なる電気代削減だけでなく、生産効率の改善にも役立つ可能性があります。

工場EMSに関するよくある質問

工場EMSの導入費用はどのくらいですか？

導入費用は、工場の規模、計測点数、制御範囲、通信方式、管理画面の仕様によって異なります。

小規模な見える化から始める場合と、工場全体の制御まで行う場合では、費用が大きく変わります。正確な費用を知るには、現地調査を行ったうえで見積もりを取る必要があります。

小規模工場でもEMSは導入できますか？

小規模工場でもEMSは導入できます。

特に、電気代の負担が大きい工場、デマンド値が高い工場、空調やコンプレッサーの稼働が多い工場では、導入メリットが期待できます。

最初から大規模に導入するのではなく、主要設備だけを計測する部分導入から始める方法もあります。

EMSを導入すれば必ず電気代は下がりますか？

EMSを導入しただけで、必ず電気代が下がるわけではありません。

EMSは、省エネのためのデータを取得し、改善につなげるための仕組みです。効果を出すには、データ分析、現場改善、制御設定の見直しが必要です。

信頼できる事業者を選ぶ際は、導入後の運用支援や改善提案まで対応しているかを確認しましょう。

省エネ法対応にも役立ちますか？

EMSは、省エネ法対応にも役立つ可能性があります。

エネルギー使用量の把握、改善活動の記録、レポート作成などに活用できるため、社内管理や報告業務の効率化につながります。省エネ法では、工場・事業場に関するエネルギー管理の手続きが定められており、事業者には適切な管理が求められます。(エネポータル)

まとめ｜工場EMSは電気代削減と脱炭素を進める重要な仕組み

工場EMSは、工場内のエネルギー使用量を計測・見える化・分析・制御することで、電気代削減、省エネ、CO2削減、設備運用改善を支援する仕組みです。

特に高圧契約の工場では、デマンド監視やピークカットによって基本料金の削減が期待できます。また、設備別・ライン別の電力使用量を把握することで、無駄な稼働や設備異常の発見にもつながります。

ただし、EMSは導入すれば自動的に成果が出るものではありません。導入目的を明確にし、現場担当者を巻き込み、データを活用して改善を続けることが重要です。

鉛蓄電池などの蓄電設備と連携する場合は、設置環境、安全性、保守性、廃棄時の適正処理まで含めて検討する必要があります。省エネ効果だけでなく、リスク管理まで含めて判断することが、信頼できるEMS導入につながります。

工場の電気代削減・EMS導入をご検討中の方へ

工場の電気代削減を進めるには、まず現在の電力使用状況を正しく把握することが第一歩です。

「どの設備が電気を多く使っているのかわからない」
「デマンド値を下げたいが、何から始めればよいかわからない」
「EMSや蓄電池を導入すべきか判断したい」

このようなお悩みがある場合は、エネトクにお気軽にご相談ください。

貴社の設備構成、稼働状況、電気料金明細をもとに、EMSの導入効果や最適な省エネ対策をご提案します。

まずは現状診断から始めることで、無理のない電気代削減と脱炭素経営への一歩を踏み出せます。