エネルギー管理で難しいのは計測ではなく製品への按分ルール

計測は解決済みで、按分が未解決

工場のエネルギー管理は、20年前から「見える化」として提案され続けてきました。受電点にスマートメータを入れ、分電盤に電力計を追加し、ダッシュボードに時系列グラフを出す。ここまでは技術的にほぼ解決しています。

未解決なのは次の問いです。

先月、この工場で製品Aを12,400個、製品Bを3,100個作った。製品A 1個あたりの電力消費量は何kWhか。

工場全体の使用量は分かっています。製品ごとの生産数も分かっています。しかし1個あたりの数値を出すには、どの設備が、いつ、どのオーダーのために動いていたかという情報が必要です。これを持っているシステムはMESしかありません。電力計は「10時15分に42kW使った」ことは知っていますが、それが製品Aのためだったのか製品Bのためだったのかは知らないからです。

したがって、エネルギー管理におけるMESの役割は測定ではなく、測定値とオーダーを時間軸で結びつけ、按分ルールに従って製品単位へ配分することです。ここが設計の中心になります。

規制側の非対称：報告は後ろ倒し、製品単位の開示は前倒しのまま

「まだ先の話では」と判断する前に、期限の構造を確認しておく価値があります。欧州の2つの制度で、期限の動き方が逆になっています。

企業単位のサステナビリティ報告（CSRD／CSDDD）は、Omnibus Iによって適用範囲が絞られ、期限も後ろへ動きました。一方、製品単位の情報開示を求めるESPR／DPPの側は緩和されていません。レジストリはすでに稼働しています。

この非対称が意味するのは、「企業全体のCO2排出量を年次で報告する」よりも先に、「製品1個あたりのデータを個別に提出する」ほうが実務として到来するということです。前者は購買データと燃料使用量の積み上げで作れますが、後者は工程データがなければ作れません。GX対応の議論をエネルギー会計の話として進めていると、この差に気づくのが遅れます。制度側の全体像はCSRD／CSDDDのOmnibus I緩和と製造データとデジタルプロダクトパスポート（DPP）は「MESの新しい出力仕様」である、算定の考え方はGX・カーボンフットプリント算定とMESで扱っています。

計測点の粒度は「按分ルールが成立する最小限」で決める

計測点を細かくするほど按分は正確になりますが、電力計の設置費用と工事の停止時間がかかります。判断基準は「その粒度で按分ルールが成立するか」です。

多くの工場にとっての現実的な着地点は主要設備単位です。ここまで下げると、MESが持つ「この設備で10時00分から11時30分まで、オーダー#1234を流していた」という記録と突き合わせられます。

ただし、全設備に電力計を入れる必要はありません。エネルギー消費量の上位20%程度の設備で、工場全体の70〜80%を占めるのが一般的です（工場によって比率は異なるため、まず受電点と分電盤のデータで当たりを付けてください）。上位設備を実測し、残りは定格と稼働時間から推定する構成で、按分ルールとしては十分に成立します。重要なのは、どこを実測しどこを推定したかを記録し、説明できるようにしておくことです。

按分ルールは5通りある

同じ測定データからでも、按分ルールが違えば製品1個あたりの数値は変わります。以下の5通りが実務で使われるもので、どれが「正しい」というものではありません。

1. 時間按分：設備の使用電力量を、オーダーが占有した時間の比率で割り付ける。最も一般的で説明しやすい
2. 生産数按分：期間の総使用量を、生産数の比率で割り付ける。品種間の消費差が反映されない
3. 実測按分：オーダーの開始から終了までの積算電力を直接紐づける。最も正確だが、設備占有が明確な工程に限られる
4. 標準原単位按分：品種ごとの標準原単位を先に決め、実績を標準比で配分する。原価計算との整合が取りやすい
5. 加重按分：加工時間、重量、投入量などの係数で重み付けする。連続プロセスで使われる

図に挙げた3点が、按分ルールで実際に揉める箇所です。特に②の待機電力は影響が大きく、24時間通電の設備を持つ工場では、製品に配賦するか共通費に置くかで原単位が数十%変わります。

そして重要なのは、どのルールを選んだかを文書化し、期間を通じて変えないことです。DPPや顧客要求で提出する数値は、後から算定根拠を問われます。ルールが文書化されていないと、「なぜこの数字なのか」に答えられません。技術的な精度より、説明責任が果たせるかどうかが選択の基準です。

標準：ISO 50001とEnPI、そして通信仕様

エネルギーマネジメントシステムの国際標準は ISO 50001:2018「Energy management systems — Requirements with guidance for use」（第2版、2018年8月発行）です。すでに認証を取得している工場では、この枠組みのなかでEnPI（エネルギーパフォーマンス指標）とベースラインを定めているはずです。

ここで実装上の注意があります。ISO 50001のEnPIとMESのKPI（原単位）は、多くの場合そのままでは一致しません。EnPIは工場・設備の管理指標として設定されることが多く、分母が生産量や稼働時間になっています。一方、DPPやCFPで必要なのは製品単位の値です。両者を別々に計算していると、監査で「どちらが正しいのか」を問われます。

対応としては、EnPIとMESの原単位を、同一の測定データから異なる集約軸で計算する構成にします。データソースが1つであれば、集約軸が違っても整合性を説明できます。

通信仕様の側でも動きがあります。2025年3月30日に、ODVA・OPC Foundation・PI（PROFIBUS & PROFINET International）・VDMAが産業用エネルギー管理に関する共同仕様を公表しました。設備からエネルギーデータを標準形式で取得できるようになれば、機種ごとの個別実装を減らせます。実装の方向としては、OPC UAで生産設備からプロセスパラメータと品質情報を集め、クラウド基盤へ集約するアーキテクチャが、Fraunhofer FFBによるバッテリーパスポートのPoC（Hannover Messe 2026で実演）などで具体化しています。

設備の稼働状態と組み合わせると、投資判断ができるようになる

エネルギーデータ単独では、節電の余地は見えません。有効になるのは、設備の稼働状態と重ね合わせたときです。

• 非稼働時の消費電力：休止中でも消費し続けている設備を特定する。ここは制御の変更だけで削減できることが多い
• 段取り中の消費電力：加熱設備では段取り時間の短縮がそのまま電力削減になる
• 不良品にかかった電力：不良率の改善効果を、電力コストとして金額換算できる

3番目は、品質改善の投資判断で有効に働きます。不良削減の効果を「材料費＋加工費」だけで見積もっていたところに、エネルギーコストが加わります。設備の状態区分をどう定義するかはOEEの算出ロジック、定義がずれると比較できないの状態モデルと共通で、同じ状態区分を使い回せるように設計しておくと、二重の定義を持たずに済みます。

よくある質問

エネルギー管理は、MESと専用のEMSのどちらで行うべきですか？

役割で分けます。エネルギーの測定・監視・デマンド制御は専用のEMS（エネルギーマネジメントシステム）が適しています。時系列データの圧縮保存や需要予測といった機能は、MESの得意分野ではありません。一方、測定値をオーダー・品種・ロットへ按分する処理は、生産の文脈情報を持つMESでなければできません。したがって、EMSが測定と保存を担い、MESが文脈を与え、按分結果をMESまたは分析基盤に持つ構成が現実的です。両方でダッシュボードを作ると重複しますが、EMSは設備管理者向け、MESは生産管理者向けと利用者を分ければ共存できます。連携インターフェースとしては、時刻・設備ID・積算値の3項目を渡せれば足ります。

製品1個あたりのCO2を出すには、電力以外に何が必要ですか？

電力に加えて、燃料（都市ガス、重油、LPG）、蒸気、圧縮空気、工業用水、そして電力の排出係数が必要です。実務で見落とされやすいのが圧縮空気で、エアコンプレッサは工場の電力消費の1〜2割を占めることがあり、しかも複数工程で共用されるため按分が難しい対象です。圧縮空気を個別に測るのは現実的でないことが多いため、コンプレッサの消費電力を工程の使用量比で配賦するルールを決めておきます。排出係数については、電力会社の公表値を使うか、市場ベースの係数を使うかで結果が変わるため、どちらを採用したかを記録に残します。これも技術の問題ではなく、算定根拠の説明責任の問題です。

ISO 50001の認証を取っていれば、DPPのエネルギーデータ要件も満たせますか？

満たせません。粒度が違うためです。ISO 50001はマネジメントシステムの規格であり、エネルギーパフォーマンスを継続的に改善する仕組みがあることを求めます。求められるデータは工場・設備・工程レベルの集計値で足ります。一方、DPPで要求されるのは製品または製品グループ単位のデータです。ISO 50001の運用で整備した測定インフラは流用できますが、製品への按分という工程がもう一段必要になります。認証取得済みの工場が着手すべきなのは、新しい計測器の追加ではなく、既存の測定データとMESの生産実績を時刻で結びつける仕組みの構築です。多くの場合、ここは新規投資ではなくデータ連携の設計作業になります。

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この記事を書いた人

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株式会社サオス MESソリューション部

DELMIA Apriso を中核とした MES / 製造DX の導入・運用・人材育成を手がけるITコンサルティング企業。ISO 9001:2015 / ISO 27001:2022 認証取得。 日本・中国・米国で製造業のMES導入を手がけた実務者が、欧米・中国の一次情報にあたって書いています。

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