AIの活用による製油所の収益性・安全性・効率性の向上

急速に変化する現在のエネルギー業界において、製油所でプロセス安全性と運転効率を維持することは、法令順守と収益性の両面で極めて重要です。安全かつ効率的な運用を維持できなければ、環境事故や労働災害、計画外の操業停止、さらには多額の経済的損失につながるおそれがあります。

人工知能（AI）は現在、こうした課題への対応を支える有力な手段となっています。本記事では、製油所におけるプロセス安全性と運転効率に関する主な課題を整理するとともに、それらのリスク低減にAIをどのように活用できるのかを考察します。

高リスク環境における製油所の安全計画の維持

製油所の作業環境には、さまざまな労働安全上の危険が存在します。ボイラーや熱交換器などの設備は高温・高圧条件で運転されており、ひとたび不具合が発生すれば重大な事故につながるおそれがあります。 また、硫化水素やフッ化水素といった揮発性物質は、漏えいが発生した場合、作業員の健康被害や周辺環境への影響を引き起こす可能性があります。石油化学業界では、こうしたリスクを踏まえ、安全規制を確実に順守しながら安定した運転を維持することが、従業員の安全を守るうえで不可欠です。

製油所の安全を支える三つの柱、すなわち防火対策、労働安全、プロセス安全のいずれかを十分に守れなければ、その影響は広範に及びます。安全事故が発生すると、計画外の操業停止につながり、生産の中断や大きな収益損失を招くことがあります。さらに、安全管理の不備は法的責任や罰金、企業の信用低下といった問題にも発展し、長期的な影響を及ぼす可能性があります。

製油所の安全性の継続的な向上

幸いにも、製油所の安全性は年々向上しています。たとえば、アメリカ石油協会（API）の2020年の調査によると、製油所で働く従業員が業務中に負傷する確率は、他の製造業の労働者と比べて5分の1程度とされています。また、API、米国防火協会（NFPA）、米国機械学会（ASME）などの標準化団体は、製油所の作業員や環境の安全を守るため、新しい規格や推奨実務を継続的に策定しています。たとえば、ボイラー・圧力容器規格（BPVC）などの規格がその代表例です。

米国では、労働安全衛生局（OSHA）や環境保護庁（EPA）などの規制当局が、プロセス安全の向上や有害化学物質の漏えい防止を目的とした規制を定めています。これらの規制や推奨実務、各種規格を順守することは、製油所における安全管理を適切に運用し、従業員の身体的安全を守るうえで重要です。また、プロセス安全に関するルールは、安全な作業環境を確立し、将来の事故を未然に防ぐための指針としても機能します。

製油所における安全とコンプライアンスのためのAI活用

しかし、規制は安全事故や政権交代などを契機に変更されることが多く、それに伴い参照される規格も変化します。製油所の安全計画において、規制および参照組込み（IBR）規格を把握し続けることは容易ではありません。

現在では、AIを活用したソリューションにより、規格や規制の最新動向を把握することが可能です。AIツールは、規格や規制に変更があった際に、自動アラートを直接通知します。さらに、エンジニアリング規格が改訂された場合には、AIによる文書比較機能を活用することで、変更点とその内容を迅速に把握し、自社の運用への影響を的確に理解することができます。

効率性による収益性の向上

製油所の効率的な操業は、収益性と密接に結びついています。生産量、停止時間、予期せぬ設備メンテナンス、エネルギーや水の使用量は、効率性を測る重要な指標です。高い生産量、短い停止時間、少ないエネルギーの使用、突発的な停止の少なさは良好な状態を示し、これらが逆の傾向にある場合は、プロセスの見直しが必要であることを示しています。

最終的に、非効率な製油所の操業は収益および利益に悪影響を及ぼします。予期せぬ設備メンテナンスはコストがかかるうえ、想定外の停止を招き、生産量の低下につながります。また、エネルギーや水の消費量が多い場合、運用コストの増加に加え、低炭素化の取り組みにも逆行します。さらに、これらの財務的影響に加え、炭素削減目標を達成できない企業は、法的な罰則や企業評価の低下といったリスクにも直面する可能性があります。

効率の向上と安定した操業の維持には、強固な信頼性プログラムの構築が不可欠ですが、実現は容易ではありません。信頼性プログラムには、設備の厳密な監視、継続的な運用、迅速なトラブル対応、そして熟練した整備要員が求められます。さらに、既存のインフラと統合しながら通常の操業を維持するには、計画の設計と導入に相応の時間がかかります。センサーデータの分析には多くの手作業が伴い、加えて、トラブル発生時の原因究明や修理にも時間と労力を要します。

AIは、プロセスの稼働状況に関するリアルタイムの可視化、非効率の特定、改善提案を通じて、安全性の向上と製油所の操業効率化に貢献します。AIツールは膨大なデータを分析し、設備の故障を未然に予測することが可能です。また、ボイラーや熱交換器などの設備が安全かつ効率的に稼働するよう、メンテナンス計画の最適化にも役立ちます。これにより、生産量の向上だけでなく、エネルギー消費や運用コストの削減にもつながります。

製油所運営におけるAIの潜在能力を最大限に引き出す

AIは、製油所における安全性、効率性、収益性といった重要な課題に対して有効な解決策を提供します。AIツールを活用することで、エンジニアリング部門のリーダーは設備故障を予測し、運用を効率化しながら、変化する規制への対応を確実に進めることができます。Accurisのソリューションがこれらの目標達成にどのように役立つのか、ぜひデモにお申し込みください。