ホルムズ海峡をめぐるエネルギー市場の変動を受け、レジリエンスを求めるCEOたちは、従来の硬直的な運営モデルに疑問を投げかけている。
物理法則に基づくAIは、産業施設でより柔軟な操業条件を導入する助けとなる。いわゆる「竹」型モデルだ。
こうした動的健全性操業ウィンドウを導入すれば、エネルギーショック時にも産業界は安全性を保ちながら稼働率を高め、コストのかかる操業停止を減らせる。
8月5日、ホルムズ海峡を通過した船舶は8隻で、通常の130隻から大きく減少した。広範なサプライチェーンの混乱に加え、石油や肥料の価格変動が続き、中東の地政学的不安定の影響は消費者にも企業にも及んでいる。こうした不確かな状況を考えれば、世界最大のエネルギー会議であるCERAWeekや、世界経済フォーラムの「ニュー・チャンピオンズ年次総会」でレジリエンスが主要テーマとなったのも当然だ。すべてのビジネスリーダーの頭に浮かんだ問いはこうだ。私たちはこの状況に耐えられるようにできているのか。そうでないなら、どうすればよいのか。
この2つの世界的な会合の現場で交わされた議論では、経営幹部たちが、複数のショックが常態化する新たな世界への移行と、それが自社に意味することを話し合った。これからの選択は、簡潔にこう表せる。エネルギー資産を、オークと竹のどちらのように稼働させたいだろうか。
前世紀の大半にわたり、世界の製油所、石油化学プラント、重工業の設備はオークのように設計されてきた。巨大で、根を張り、ひとつの仕事を完璧にこなすよう作られている。多極化する新たな世界でオークが抱える問題は、しなれないことだ。風向きが変わり、原油供給が変化し、要衝が閉鎖されたり、制裁体制によって地図が塗り替えられたりしても、オークは適応できない。折れるか、操業を停止するかだ。
竹は強さとしなやかさで知られている。しかし、製油所に「しなる」ことを求めるのは現実的ではない。プラントの鋼材は、特定の温度、圧力、化学的条件を前提に仕様が定められている。その限界を理解せずに超えれば、事故が起きる。だからこそ、原料の変更や予期しない操業条件に直面した多くの事業者は、オーク型の対応を選ぶ。だが、両方の長所を生かす方法があるとしたらどうだろうか。
神経系を備えた竹
現在、あらゆるエネルギープラントは、健全性操業ウィンドウ（IOW）と呼ばれる範囲内で稼働している。信頼性エンジニアが各設備の周囲に定める安全域だ。たとえば、容器を一定の温度範囲に保ち、圧力を定められた範囲内に維持し、汚染物質の濃度を規定水準以上に上げない、といった条件である。この範囲内で稼働すれば、設備は4～6年後の次回定期検査まで安全に運転できる。問題は、ウィンドウを設定するエンジニアが金属内部で起きていることを見られない点だ。そのため、必要な安全係数を見込んだうえで、過度に保守的な範囲を設定し、さらに不要な余裕まで生じさせてしまう。
世界経済フォーラムのグローバル・ライトハウス・ネットワークが今年、「構造健全性のためのAI」として認定した物理法則に基づくAIは、この状況を変える。鋼材が実際の条件下でどのように振る舞っているかを事業者にリアルタイムで示し、静的なIOWをプラントの状態に応じて変化する動的健全性操業ウィンドウ（DIOW）へと転換する。条件が許せばウィンドウが広がり、プラントはより高い負荷で稼働する。条件が厳しくなれば範囲を再び狭め、そのときDIOWが安全性を高める。同じ設備で安全性の到達水準を高めながら、その間の操業には真の柔軟性をもたらす。このイノベーションは竹に神経系を与え、複数のショックが続く世界で事業者がレジリエンスを築く助けとなる。
柔軟性の重要性
エンジニアが不要な余裕を設けるのは、完全なデータがないためだ。それが頑丈なオーク型のアプローチであり、平時には賢明である。しかし、複数のショックが起きる世界では、経済全体にとって大きなコストとなる。市場が代替原油の確保に奔走するなか、フル稼働を続ける数少ない製油所の一つであるなら、健全性操業ウィンドウの上限の100%で稼働する必要はない。規格を順守しながら110%で稼働する必要がある。
鋼材の状態をリアルタイムで把握すれば、リスクの存在ではなくデータの欠如に基づく保守的な制限を、安全に取り除ける。定期修繕の間隔を延ばし、より高い圧力で運転し、操業範囲を広げることが可能になる。
経済効果はすでに現場で見えている。操業停止が1日続くだけで、CAPEXとOPEXが変わらないまま、逸失収益は数百万ドルに上る。数週間から数か月に及ぶ長期停止では、失われる利益は数億ドルに達する。日量20万バレルの製油所なら、立ち上げを1週間早めるだけでも1億ドルを超える価値がある。
ショックからの回復
今年、中東各地で起きたように製油所が緊急停止すると、設備は極端な温度・圧力の過渡変化にさらされる。従来の対応は、疲労がどこで生じたのか正確に分からないため、すべてを一律に検査することだ。「構造健全性のためのAI」を使うエンジニアは、どこを最初に調べるべきか把握できるため、実際の問題に集中できる。物理法則、設備の状態、規格への適合を踏まえた再起動シナリオで設備をシミュレーションし、プラントを安全に再稼働できる。
不安定な中東では、安全性を真に高めるツールを用いて、こうした訓練をより頻繁に実施する必要があるかもしれない。「構造健全性のためのAI」を使えば、デジタルデータで事象発生時の正確な応力分布を捉えられる。モデルは、どの溶接部、フランジ、容器が限界を超える負荷を受け、どれが受けなかったかを特定する。数か月かかる一律検査を、対象を絞った3週間の修理に変えられる。
同じアプローチは、事象からかなり時間がたってから明らかになる隠れた損傷にも対応する。たとえば、静置状態で保持するよう設計されていない配管内で重質炭化水素が固化したり、断熱材の下で腐食が始まったりする場合だ。継続的に更新されるモデルなら、供用適性評価を数週間ではなく数時間で実施できる。混乱下にある地域では、運転準備が整ったことを信頼できる形で最初に証明した製油所が、その国で最も重要な戦略資産となる。レジリエンスは地政学の問題となる。
複数のショックが続く10年
ホルムズ海峡の状況は、これまでで最も深刻な警告だが、最後ではない。少数の大規模で硬直的な資産に依存する経済はどこも、ひとたびショックが起きれば、同じ給油所に同じ行列ができ、同じ緊急事態宣言が出され、肥料不足が1年後に食料価格へ波及する事態に直面しかねない。
製造業とサプライチェーンのレジリエンス強化に向け、フォーラムがリーダーを支援する方法
先進製造・サプライチェーンセンターは、ビジネス界、政府、市民社会のリーダーをつなぎ、製造業やグローバル・バリューチェーンを再編する変化を理解する場を提供する。複雑さが増す世界経済のなかで、レジリエンス、持続可能性、競争力を探るための信頼できる場となっている。
業界や地域を越えた協働と共通理解を促すことで、同センターはパートナーが適応し、イノベーションを起こし、連携してサプライチェーンを強化するための実践的な道筋を見いだす支援をしている。
鋼材は変わっていない。変わったのは、限界により近い状態でも安全に稼働させるために必要な詳細さで、鋼材を理解する私たちの能力だ。それが、何も切り倒すことなくオークを竹へと変える。エネルギー転換は置き換えによって実現するのではない。再創造によって実現し、より多くの竹にかかっている。
