エンジニアリングを活用したエコデザインとは？工場建設の新しい潮流 | 工場建設パーフェクトガイド

エンジニアリングを活用したエコデザインとは？工場建設の新しい潮流

公開日：2024.11.21　更新日：2024.11.21

近年の工場建設におけるエンジニアリングの動向は、安全性と効率化の向上に焦点を当てています。安全性を高めるため、ドローンやリモート監視システムを利用し、労働者が危険な場所に立ち入ることなく点検が可能になり、事故リスクが低減しました。

一方、効率的な工事を目指し、プレハブ工法やモジュール工法が採用され、工期短縮やコスト削減が実現されています。加えて、少人数での作業や自動化の進展により、労働力不足にも対応しています。

製造ラインの適正化も安全性と効率化の向上に欠かせません。作業環境やエネルギー効率の改善が重要な課題となり、無駄のないレイアウト設計や適切な排気・換気システムの導入が求められています。

また、エコデザインという考え方も登場しました。ライフサイクル思考を基に資源の効率的利用や再生可能エネルギーの活用が進められており、環境負荷の低減を目指す取り組みが強化されています。

具体的な事例として、カルビーと日清食品が環境負荷低減を目指した工場建設を進めており、エコデザインや自動化が鍵となっています。

工場建設における最新のエンジニアリングの動向とは？

近年、工場建設におけるエンジニアリング分野では、安全性の向上と工事効率の改善を目的とした技術革新が進んでいます。技術革新の方向性には、安全性を高める技術と効率的な工事の実現の２つがあり、それぞれの分野で考え方が大きく異なります。

◇安全性を高める技術

工場建設現場では、労働者の安全確保が最優先事項です。最新の技術導入により、安全性の強化が図られています。例えば、ドローンやリモート監視システムの活用により、高所や危険箇所の点検が遠隔で可能となり、労働者が危険な場所に立ち入る機会が少なくなりました。

労働者が危険な場所に立ち入ることが少なくなったため、事故のリスクが大幅に低減されます。また、ICT技術やデジタルツールの活用が進み、現場での効率化と同時に安全性の強化が求められています。

◇効率的な工事の実現

工期短縮とコスト削減を目指し、効率的な工事手法の導入が進んでいます。プレハブ工法やモジュール工法の採用により、工場建設のスピードが向上し、品質の均一化が実現されています。

特に、米国のスタートアップ企業ナノトロニクスは、AI搭載ソフトウェアを組み込んだモジュール型の半導体製造施設「キューブファブ」を開発し、どこでも輸送・組み立て可能で、わずか1年以内に稼働可能な点が特徴です。このような取り組みは、工場建設の効率化に大きく寄与しています。

さらに、建設現場では、人手不足問題を解消するための少人数での作業や複雑な工程の自動化が急務となり、新たな技術が次々と導入されています。

製造ラインの適正化により環境を改善する方法

画像出典：フォトAC

安全性と効率化の向上においては、製造ラインの適正化も欠かせません。工場の生産性向上だけでなく、環境への配慮や働く人々の快適性を高めるためにも重要な取り組みです。しかし、工場建設にはさまざまな課題があり、それらを解決するためには綿密な企画立案が欠かせません。

◇工場建設の課題

工場建設の課題の一つに、施設の老朽化が挙げられます。長年使用されている施設では、空調や換気システムの性能が低下し、効率的な温湿度管理が難しくなります。結果として、作業環境が悪化し、従業員の健康や生産性に影響を及ぼすことも少なくありません。

また、製造ラインや作業動線の不整合も大きな課題です。不適切な動線は、作業効率を低下させるだけでなく、余分なエネルギー消費や移動時間の増加を引き起こします。

さらに、環境面では適切な排気・換気システムが整備されていない場合、工場内外への悪影響が懸念され工場の運営コストを増加させる要因になるため注意すべきです。

◇的確な企画の立案が重要

工場建設のさまざまな課題を解決するためには、的確な企画の立案が重要です。まず、施設全体の運用状況を詳細に分析し、製造プロセスや作業手順と設備の整合性を図る必要があります。作業の効率化を図るためには、動線や設備配置を再検討し、無駄を排除したレイアウトを設計しなければなりません。

また、工場建設の計画段階で、目標となる予算や工期を明確に設定し、コスト上昇リスクを抑えながらプロジェクトを進めることが重要です。加えて、環境改善の観点から、適切な排気・換気システムの導入や、エネルギー効率の高い設備の採用を進めることが求められます。

他には、温湿度管理や油煙対策など、作業環境そのものを向上させる具体的な施策も欠かせません。作業環境を向上させることで、従業員の快適性を確保しつつ作業の効率を高められます。

製造ラインの適正化を進めるには、課題に対する明確な認識と、それに基づく適切な対応策が必要です。計画的な取り組みを通じて、生産効率の向上と環境負荷の低減を両立させることが可能となり、持続可能な製造環境の構築へとつながります。

環境負荷を最小化するためのエコデザインとは？

エコデザインは、工場建設において環境への負荷を最小限に抑える新しい考え方であり、持続可能な社会の実現を目指す重要な取り組みです。エコデザインの中心的な考え方は、ライフサイクル思考、エネルギー効率の向上、環境汚染の削減の3つです。

◇ライフサイクル思考

ライフサイクル思考は、工場や製品の設計段階から廃棄に至るまでの全過程で環境負荷を評価し、最適化を図る考え方です。工場建設においては、建材選びから施工、運用、解体に至るまで各段階での環境への影響を考慮することが求められます。

たとえば、再利用可能な建材や再生可能な資源を採用することで、資源の効率的な利用が可能です。解体時にリサイクルできる素材を選ぶことも重要であり、こうした取り組みが資源の無駄を削減し、環境負荷を軽減する結果につながります。

◇エネルギー効率を高める

エネルギー効率を高めることもエコデザインの重要な要素です。工場の運用には大量のエネルギーが必要とされますが、エネルギー効率を高めることでその消費を抑えられます。具体的には、省エネルギー型の設備や機器の導入が挙げられます。

さらに、再生可能エネルギーを活用することで、化石燃料への依存を減らし、環境負荷をさらに軽減することが可能です。加えて、エネルギーマネジメントシステムを活用することで、エネルギーの使用状況をリアルタイムで把握し、無駄を排除した運用を実現できます。

◇環境汚染を減らす

また、工場建設や運用に伴う環境汚染を防ぐこともエコデザインの重要な取り組みです。たとえば、有害物質を含まない建材の採用や、最新の排ガス処理装置の導入により、大気汚染物質の排出を削減できます。さらに、適切な排水処理設備を整備することで、水質汚染を防ぎ、周辺の自然環境を保護することも可能です。

エンジニアリングを活用した工場建設の事例

エコデザインは、製品や施設の設計段階から環境への負荷を最小限に抑えることを目指す取り組みです。日本の食品業界でも、持続可能な社会の実現に向けて、エコデザインを積極的に採用する企業が増えています。

カルビー株式会社の新広島工場（仮称）と日清食品株式会社の関西工場では、エコデザインを採用した工場が計画されています。

◇カルビー株式会社新広島工場（仮称）

カルビー株式会社は、創業の地である広島に新たな工場を建設する計画を発表しました。この新広島工場は、デジタルトランスフォーメーション（DX）や環境に配慮した設備の導入により、環境負荷の低減と生産効率の向上を目指しています。

具体的には、再生可能エネルギーや循環型エネルギーシステムを導入し、廃熱や排水、廃棄物を有効活用することで、カルビーグループが掲げる2030年の目標である温室効果ガス総排出量30％削減、廃棄物排出量10％削減、水の総使用量10％削減の達成に貢献する計画です。

さらに、再生可能エネルギー由来のCO₂フリー電力の調達を行い、再エネ電力100％を実現する予定です。これらの取り組みは、環境負荷の低減だけでなく、労働生産性の約60％向上も期待されています。

◇日清食品株式会社関西工場

日清食品株式会社の関西工場では、最新鋭の食品工場として自動化を目指した次世代型スマートファクトリーの構築が進められています。日清食品の関西工場では、製造ラインの自動化や省力化を推進し、効率的な生産体制を実現しています。

また、環境負荷の低減にも注力しており、エネルギー効率の高い設備の導入や廃棄物の削減に成功しました。

近年、工場建設におけるエンジニアリング分野は、主に安全性の向上と工事効率の改善に焦点を当てた革新的な技術の導入が進んでいます。一方、工事効率の向上を目指して、プレハブ工法やモジュール工法が積極的に採用されています。

これにより、工場建設のスピードが加速し、品質が均一化されるとともに、コスト削減にも貢献しています。複雑な作業工程を自動化し、効率的な作業体制を構築するための技術も次々と導入されており、これにより労働力の不足を補うとともに、作業の精度や速度も向上しています。

工場の生産性を向上させるだけでなく、環境への配慮や作業者の快適性を確保するためにも製造ラインの適正化が重要です。しかし、長年使用されてきた工場施設においては、空調や換気システムの劣化が進み、効率的な温湿度管理が難しくなっています。これらの課題に対処するためには、工場建設時における綿密な企画立案が必要です。

さらに、工場建設において環境への負荷を最小限に抑えるための「エコデザイン」という概念も登場しました。

具体的には、工場建設の各段階で環境への影響を考慮し、再利用可能な建材や再生可能資源を活用することで、環境負荷を軽減します。エネルギー効率を高めるため、省エネルギー設備や再生可能エネルギーを導入し、エネルギーマネジメントシステムで無駄を削減します。また、有害物質を含まない建材や排ガス処理装置を導入することで、大気や水質汚染を防ぎ、自然環境を保護します。

これらの技術革新は、日本の企業でも積極的に導入されています。例えば、カルビー株式会社は新広島工場の建設において、デジタルトランスフォーメーション（DX）を活用した設備導入により、環境負荷の低減と生産効率の向上を目指しています。

また、日清食品株式会社は、関西工場に次世代型スマートファクトリーの構築を進めており、自動化と省力化により、効率的な生産体制と環境負荷の低減を実現しています