JP7664870B2 - Equipment reliability and maintenance cost prediction device and equipment reliability and maintenance cost prediction method - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、機器の信頼性及び保守費用を予測する機器の信頼性及び保守費用予測装置、並びに機器の信頼性及び保守費用予測方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to an equipment reliability and maintenance cost prediction device that predicts the reliability and maintenance cost of equipment, and an equipment reliability and maintenance cost prediction method.
発電所等のプラントや輸送機械等の大規模なシステムにおいて、システムの信頼性を維持するためには、その構成要素であるサブシステムや設備、機器等(以下、代表して「機器」と称する)を適切に整備しなければならない。機器の整備には、JIS等で規定されているように、定期的に分解点検等を行う時間計画保全(TBM)と、機器の劣化や故障に関連したパラメータを観測し、その状態に応じて分解点検等を行う状態監視保全(CBM)と、機器に故障が発見された場合や機能喪失があった場合に修理を行う事後保全(BDM)との3種の保全方式がある。これらの保全方式を、機器の重要度や特性に応じて適切に組み合わせることにより、システムの信頼性を保持すると共に、補修費用や生産損失を抑制することが可能になる。 In order to maintain the reliability of large-scale systems such as power plants and transportation machinery, the subsystems, facilities, and equipment (collectively referred to as "equipment") that are the components of the system must be properly maintained. As specified in JIS and other standards, there are three types of maintenance methods for equipment maintenance: time-planned maintenance (TBM), which involves periodic disassembly and inspection; condition-based maintenance (CBM), which involves observing parameters related to the deterioration and failure of the equipment and disassembly and inspection according to the condition; and corrective maintenance (BDM), which involves repairs when a failure is discovered or a loss of function is detected in the equipment. By appropriately combining these maintenance methods according to the importance and characteristics of the equipment, it is possible to maintain the reliability of the system and reduce repair costs and production losses.
従来から、保全方式の最適な決定方法として様々な試みがなされている。例えば、米国の航空業界や軍部等において、莫大な数の機械部品を対象にした故障や劣化の調査から、故障率の時間変化カーブを求め、これに応じて上述のどの保全方式が適切かの検討がなされている。この結果、TBMは、大部分の機械設備に対して所謂いじり壊しを誘発し、保守費用や損失費用の増大を招くのに対し、CBMは、信頼性確保と保全費用抑制を両立する最適な保全方式であることが明らかにされており、わが国でも鉄鋼業界や化学業界を中心に30~40年前に導入されている。 Traditionally, various attempts have been made to determine the optimal method of maintenance. For example, in the US aviation industry and military, a huge number of machine parts have been surveyed for failures and deterioration to determine the time-varying failure rate curve, and based on this, consideration has been given to which of the above-mentioned maintenance methods are most appropriate. As a result, it has been revealed that TBM induces so-called tinkering with most machinery and equipment, resulting in increased maintenance costs and loss costs, whereas CBM is the optimal maintenance method that ensures reliability while reducing maintenance costs. In Japan, it has been introduced 30 to 40 years ago, mainly in the steel and chemical industries.
しかしながら、現在の国内原子力発電所の保全では、大部分の機器に対して予防保全として、決められた周期で機器の分解点検を行うTBMが実施されており、この分解点検のほとんどがプラントの定期検査中に実施されている。TBMでは、分解点検の周期を本来の機器寿命に対して非常に短く設定せざるをえないので所謂オーバーメンテナンスとなり保守費用が大きくなるという問題点と、機器の劣化状態にかかわらず分解点検が行われるため、劣化が生じていない機器に対して分解・組立のプロセスで故障を発生させる所謂いじり壊しを発生させ易いという問題点がある。また、多くの作業が数ヶ月の定期検査中に集中して実施されるため、工程が錯綜してトラブルが発生しやすく、また、定期点検工程を短縮することができないため、プラント稼動率の改善が難しいという問題点もある。 However, in the current maintenance of domestic nuclear power plants, TBM is carried out as preventive maintenance for most equipment, in which the equipment is disassembled and inspected at set intervals, and most of this disassembly is carried out during regular plant inspections. With TBM, the intervals for disassembly and inspection must be set very short compared to the original lifespan of the equipment, which results in so-called over-maintenance and high maintenance costs. In addition, because disassembly and inspection is carried out regardless of the deterioration state of the equipment, there is a tendency for so-called tampering to occur, whereby breakdowns occur during the disassembly and assembly process of equipment that is not degraded. In addition, because much of the work is carried out in a concentrated manner over the course of several months during regular inspections, the process becomes complicated and troubles are likely to occur, and because the regular inspection process cannot be shortened, there are also problems with it being difficult to improve the plant's operating rate.
このような問題が認識されているため、石油化学等の他産業や米国の原子力発電所で実績のある信頼性重視保全(RCM)と、状態監視保全(CBM)やオーバーメンテナンスとならないTBM周期延長とを含む保全方式の最適化が試みられている。また、原子力発電所における検査制度では、TBMの周期や方法、CBMの適用性等について、実データをもとに評価と見直しを行う「保全有効性評価」(JEAC4209、JEAG4210)が求められている。 In recognition of these problems, efforts are being made to optimize maintenance methods, including reliability-based maintenance (RCM), which has been proven in other industries such as petrochemicals and in nuclear power plants in the United States, condition-based maintenance (CBM), and TBM cycle extensions that do not result in over-maintenance. In addition, the inspection system for nuclear power plants requires a "maintenance effectiveness assessment" (JEAC 4209, JEAG 4210) in which the TBM cycle and methods, the applicability of CBM, etc. are evaluated and revised based on actual data.
この保全有効性評価は、プラントや機器の保守実績や故障実績等から、プラントや機器の機能を維持する保全が適切に行われているか、保全の方法や周期に不備がないか等を評価するものである。この保全有効性評価では、保全が有効に行われていることの確認が求められるが、保全の実績が良好と認められ、且つ分解点検等のTBM周期が機器の劣化速度に対して余裕があると認められるときには、その周期を延長することが可能である。例えば、ある機器の分解点検ごとに得られた部品の摩耗量の変化の時間傾向を評価し、その摩耗量が故障基準に到達するまでに現状の分解点検の周期が十分に短いこと、長期間にわたり種々の故障が発生していないこと等を判断し、分解点検の周期を延長することが行われている。 This maintenance effectiveness evaluation evaluates whether the maintenance that maintains the functionality of a plant or equipment is being performed appropriately and whether there are any defects in the maintenance method or cycle based on the maintenance record and failure record of the plant or equipment. This maintenance effectiveness evaluation requires confirmation that maintenance is being performed effectively, but if the maintenance record is deemed good and the TBM cycle, such as overhaul and inspection, is deemed to have sufficient margin for the rate of deterioration of the equipment, it is possible to extend the cycle. For example, the time trend of changes in the amount of wear of parts obtained from each overhaul of a certain piece of equipment is evaluated, and it is determined that the current overhaul and inspection cycle is short enough for the amount of wear to reach the failure criterion, and that no various failures have occurred for a long period of time, and the overhaul and inspection cycle is then extended.
一方、機器に発生した故障の頻度を評価することにより、機器の最適な保全周期を設定して故障率を低下させる試みもなされている。前述の設備機器の保全有効性評価では、当該機器の保全の実績データを用いて保全状況の良否を判断する。ところが、保全有効性評価において故障率を用いれば、同一機種の機器の運転実績をもとに統計的な観点で、プラント全体や複数の機器にまたがる保全状況の良否を判断することができる。これは、例えば、ある条件で運転され保守される機器について、その条件と故障率とを比較することで、故障率を低下させるように条件を改善できるからである。この評価を精度よく実施する方法として、特許文献1において故障原因を経年劣化(摩耗故障)と人為ミス等に分けて分析する方法が提案されている。
On the other hand, there are also attempts to reduce the failure rate by setting an optimal maintenance cycle for the equipment by evaluating the frequency of failures that occur in the equipment. In the above-mentioned maintenance effectiveness evaluation of facility equipment, the maintenance status of the equipment is judged to be good or bad using the maintenance record data of the equipment. However, if the failure rate is used in the maintenance effectiveness evaluation, it is possible to judge the quality of the maintenance status of the entire plant or multiple equipment from a statistical perspective based on the operating record of equipment of the same model. This is because, for example, for equipment operated and maintained under certain conditions, by comparing the conditions with the failure rate, it is possible to improve the conditions to reduce the failure rate. As a method for carrying out this evaluation with high accuracy,
また、機器ごとの信号監視の結果による性能や劣化状態の推定結果に基づき、その後のメンテナンスによる性能や劣化状態の回復をもとにした、信頼性と費用の予測のシミュレーションを行うことによる最適な保守管理の検討方法も特許文献2に提案されている。この方法によると、メンテナンスの頻度を増やすことによる費用の増加と信頼性の増加の最適点を探索することで、最適な保守方法を予測することが可能になる。 Patent Document 2 also proposes a method for considering optimal maintenance management by simulating predictions of reliability and costs based on the estimated performance and degradation state from the results of signal monitoring for each piece of equipment, and the recovery of performance and degradation state through subsequent maintenance. With this method, it becomes possible to predict the optimal maintenance method by searching for the optimal point between the increase in costs and the increase in reliability that comes from increasing the frequency of maintenance.
前述の保全有効性評価では、一般的に数年~十数年にわたる複数回の分解点検等のデータの推移を評価し、その劣化速度に対して現行のTBM周期が十分に余裕あることを評価して周期の延長やCBMへの移行を決定している。しかしながら、この判断を明確にするための変更後の機器の信頼性の評価、予想される保守費用、予想される故障復旧費用等の定量的な評価基準がなく、このため、周期の延長やCBMへの移行は行われていない。特に、変更後の周期をどの程度にすればよいかの判断が難しい。 In the aforementioned maintenance effectiveness evaluation, data trends are generally evaluated based on multiple overhauls and inspections over a period ranging from several years to several decades, and a decision is made to extend the cycle or transition to CBM if the current TBM cycle is deemed to have sufficient margin for the rate of deterioration. However, there are no quantitative evaluation criteria, such as an evaluation of the reliability of the equipment after the change, expected maintenance costs, or expected failure recovery costs, to clarify this judgment, and as a result, the cycle has not been extended or a transition to CBM has not been made. In particular, it is difficult to determine what the cycle should be after the change.
また、故障率の評価を精度よく行うことは、人為ミスの発生頻度を低下させるための判断に寄与できる。しかしながら、故障率を時間関数で評価しないと、変更後の機器の信頼性の評価、予想される保守費用、予想される故障復旧費用等の定量的な評価基準がなく、このため、周期の延長やCBMへの移行は行われていない。特に、人為ミスによる故障リスクへの対処や変更後の保守の周期をどの程度にすればよいかの判断が難しいのは同様である。更に、保守における人為ミスのリスク増加や、全体の故障率予測に基づく故障復旧費用の増加リスクも評価に含入しないと、最適な保守方法と頻度の選定の指針とはならない。 Furthermore, accurately evaluating failure rates can contribute to decisions to reduce the frequency of human error. However, unless the failure rate is evaluated as a function of time, there are no quantitative evaluation criteria for evaluating the reliability of the equipment after the change, the expected maintenance costs, the expected costs of repairing the equipment from failure, etc., and as a result, the cycle has not been extended or a transition to CBM has not been made. In particular, it is difficult to deal with the risk of failure due to human error and to determine how long the maintenance cycle should be after the change. Furthermore, unless the evaluation also includes the increased risk of human error in maintenance and the risk of increased costs of repairing the equipment from failure rates predicted overall, it will not serve as a guide for selecting the optimal maintenance method and frequency.
本発明の実施形態は、上述の事情を考慮してなされたものであり、設備の信頼性を向上させ且つ保守費用を低減できる保守方法を選定することができる機器の信頼性及び保守費用予測装置、並びに機器の信頼性及び保守費用予測方法を提供することを目的とする。 The embodiment of the present invention has been made in consideration of the above circumstances, and aims to provide an equipment reliability and maintenance cost prediction device and equipment reliability and maintenance cost prediction method that can select a maintenance method that can improve equipment reliability and reduce maintenance costs.
本発明の実施形態における機器の信頼性及び保守費用予測装置は、設備における信頼性、保守費用及び故障復旧費用の評価の対象となる機器を指定して設定する評価対象設定手段と、前記機器の故障形態ごとに故障の発生確率及び故障率の基準値を入力する故障率入力手段と、前記機器の保守方法、保全方式、運転のそれぞれと前記故障率との関係を入力する保守特性入力手段と、前記機器の予防保全に関する保守標準費用と前記機器に故障が発生したときの復旧に要する故障復旧標準費用を入力する費用入力手段と、前記各入力手段から入力される各入力値を組み合わせて、前記機器の評価の基本条件を作成する基本条件作成部と、前記機器の運転及び保守の実績を入力する運転保守実績入力手段と、前記機器の運転及び保守の予定を入力する運転保守予定入力手段と、前記機器の運転及び保守の前記実績と前記予定を時間的に配置するプロット手段と、前記基本条件内の各値と、前記運転保守実績入力手段と前記運転保守予定入力手段にて入力された運転及び保守の前記実績と前記予定とを入力し、前記機器の運転及び保守の前記実績と前記予定に基づく前記機器の故障率の時間関数と、保守費用の時間関数を算出すると共に、故障復旧費用の期待値を時間関数として算出して時間的に配置するシミュレーション手段と、前記機器の信頼性、保守費用及び故障復旧費用を評価する期間を指定すると共に、前記プロット手段にて時間的に配置された保守または運転の前記予定を変更し、更に、前記シミュレーション手段にて前記故障率の時間関数、前記保守費用の時間関数、前記故障復旧費用の期待値の時間関数が算出される際の前記基本条件を変更する評価条件入力手段と、前記プロット手段で時間的に配置された保守及び運転の前記実績と前記予定、前記シミュレーション手段にて算出されて配置された前記故障率の時間関数、前記保守費用の時間関数、前記故障復旧費用の期待値の時間関数における少なくとも1つを時間的に表示する表示部と、を有して構成されたことを特徴とするものである。 The reliability and maintenance cost prediction device for equipment in an embodiment of the present invention includes an evaluation target setting means for specifying and setting equipment to be evaluated for reliability, maintenance cost, and failure recovery cost in a facility, a failure rate input means for inputting a reference value for the probability of failure and failure rate for each failure type of the equipment, a maintenance characteristic input means for inputting the relationship between the maintenance method, maintenance method, and operation of the equipment and the failure rate, a cost input means for inputting the standard maintenance cost for preventive maintenance of the equipment and the standard failure recovery cost required for recovery when a failure occurs in the equipment, a basic condition creation unit for creating basic conditions for the evaluation of the equipment by combining each input value input from each input means, an operation and maintenance performance input means for inputting the operation and maintenance performance of the equipment, an operation and maintenance schedule input means for inputting the operation and maintenance schedule of the equipment, a plotting means for arranging the operation and maintenance performance and the schedule of the equipment in time, and each value in the basic condition and the values input by the operation and maintenance performance input means and the operation and maintenance schedule input means. The simulation means inputs the results and schedule of the operation and maintenance of the equipment, calculates a time function of the equipment failure rate and a time function of the maintenance cost based on the results and schedule of the operation and maintenance of the equipment, and calculates the expected value of the failure restoration cost as a time function and arranges it in time; an evaluation condition input means specifies a period for evaluating the reliability, maintenance cost, and failure restoration cost of the equipment, changes the maintenance or operation schedule arranged in time by the plotting means, and further changes the basic conditions when the simulation means calculates the time function of the failure rate, the time function of the maintenance cost, and the time function of the expected value of the failure restoration cost; and a display unit that displays in time at least one of the results and schedule of the maintenance and operation arranged in time by the plotting means, the time function of the failure rate, the time function of the maintenance cost, and the time function of the expected value of the failure restoration cost calculated and arranged by the simulation means.
本発明の実施形態における機器の信頼性及び保守費用予測方法は、設備における信頼性、保守費用及び故障復旧費用の評価の対象となる機器を評価対象設定手段が指定して設定する評価対象設定ステップと、前記機器の故障形態ごとに故障の発生確率及び故障率の基準値を故障率入力手段が入力する故障率入力ステップと、前記機器の保守方法、保全方式、運転のそれぞれと前記故障率との関係を保守特性入力手段が入力する保守特性入力ステップと、前記機器の予防保全に関する保守標準費用と前記機器に故障が発生したときの復旧に要する故障復旧標準費用を費用入力手段が入力する費用入力ステップと、基本条件作成部が、前記各入力ステップから入力される各入力値を組み合わせて、前記機器の評価の基本条件を作成する基本条件作成ステップと、前記機器の運転及び保守の実績を運転保守実績入力手段が入力する運転保守実績入力ステップと、前記機器の運転及び保守の予定を運転保守予定入力手段が入力する運転保守予定入力ステップと、前記機器の運転及び保守の前記実績と前記予定をプロット手段が時間的に配置するプロットステップと、シミュレーション手段が、前記基本条件内の各値と、前記運転保守実績入力ステップと前記運転保守予定入力ステップにて入力された運転及び保守の前記実績と前記予定とを入力し、前記機器の運転及び保守の前記実績と前記予定に基づく前記機器の故障率の時間関数と、保守費用の時間関数を算出すると共に、故障復旧費用の期待値を時間関数として算出して時間的に配置するシミュレーションステップと、評価条件入力手段が、前記機器の信頼性、保守費用及び故障復旧費用を評価する期間を指定すると共に、前記プロットステップにて時間的に配置された保守または運転の前記予定を変更し、更に、前記シミュレーションステップにて前記故障率の時間関数、前記保守費用の時間関数、前記故障復旧費用の期待値の時間関数が算出される際の前記基本条件を変更する評価条件入力ステップと、前記プロットステップで時間的に配置された保守及び運転の前記実績と前記予定、前記シミュレーションステップにて算出されて配置された前記故障率の時間関数、前記保守費用の時間関数、前記故障復旧費用の期待値の時間関数における少なくとも1つを表示部が時間的に表示する表示ステップと、を有して構成されたことを特徴とするものである。 The method for predicting reliability and maintenance costs of equipment in an embodiment of the present invention includes an evaluation target setting step in which an evaluation target setting means specifies and sets equipment to be evaluated for reliability, maintenance costs, and failure recovery costs in a facility; a failure rate input step in which a failure rate input means inputs a reference value of a failure occurrence probability and a failure rate for each failure mode of the equipment; a maintenance characteristic input step in which a maintenance characteristic input means inputs a relationship between each of the maintenance method, maintenance method, and operation of the equipment and the failure rate; and a maintenance characteristic input step in which a maintenance characteristic input means inputs a standard maintenance cost related to preventive maintenance of the equipment and a failure recovery cost required for recovery when a failure occurs in the equipment. a cost input step in which a cost input means inputs a standard cost; a basic condition creation step in which a basic condition creation unit creates basic conditions for evaluating the equipment by combining each input value input from each of the input steps; an operation and maintenance result input step in which an operation and maintenance result input means inputs the operation and maintenance result of the equipment; an operation and maintenance schedule input step in which an operation and maintenance schedule input means inputs the operation and maintenance schedule of the equipment; a plotting step in which a plotting means arranges the operation and maintenance results and the schedule in time; a simulation step of inputting a reliability evaluation value, the maintenance cost, and the operation and maintenance results and the plan input in the operation and maintenance plan input step, calculating a time function of the failure rate of the equipment and a time function of the maintenance cost based on the operation and maintenance results and the plan, and calculating an expected value of the failure restoration cost as a time function and arranging them in time; an evaluation condition input step in which an evaluation condition input means specifies a period for evaluating the reliability, maintenance cost, and failure restoration cost of the equipment, changes the maintenance or operation plan arranged in time in the plot step, and further changes the basic conditions when the time function of the failure rate, the time function of the maintenance cost, and the time function of the expected value of the failure restoration cost are calculated in the simulation step; and a display step in which a display unit displays in time at least one of the maintenance and operation results and the plan arranged in time in the plot step, the time function of the failure rate, the time function of the maintenance cost, and the time function of the expected value of the failure restoration cost calculated and arranged in the simulation step.
本発明の実施形態によれば、設備の信頼性を向上させ且つ保守費用を低減できる保守方法を選定することができる。 According to an embodiment of the present invention, it is possible to select a maintenance method that can improve equipment reliability and reduce maintenance costs.
以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づき説明する。
[A]第1実施形態(図1~図16)
図1は、第1実施形態に係る機器の信頼性及び保守費用予測装置における構成を示すブロック図である。この図1に示す機器の信頼性及び保守費用予測装置10は、プラントや大規模輸送システムなどの設備における機器の保守方法や保全方式を適切に決定するものであり、評価対象設定手段11、故障率入力手段12、保守特性入力手段13、費用入力手段14、基本条件作成部15、運転保守実績入力手段16、運転保守予定入力手段17、プロット手段18、評価条件入力手段19、シミュレーション手段20及び表示部21を有して構成される。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[A] First embodiment (FIGS. 1 to 16)
Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of an equipment reliability and maintenance cost prediction device according to the first embodiment. The equipment reliability and maintenance
評価対象設定手段11は、設備における信頼性、保守費用及び故障復旧費用の評価の対象となる機器である評価対象機器を指定して設定する(評価対象設定ステップ)。この際、当該機器の機種を含めた分類情報も必要に応じて入力する。これらの機器及び機種は、プラント等においては、基本的に設備台帳や設備管理システム等で管理されている情報である。この例を図2に示す。 The evaluation target setting means 11 specifies and sets the evaluation target equipment, which is the equipment that is the subject of the evaluation of the reliability, maintenance costs, and failure recovery costs of the facility (evaluation target setting step). At this time, classification information including the model of the equipment is also input as necessary. In a plant, etc., these pieces of equipment and models are basically information managed in an equipment ledger, equipment management system, etc. An example is shown in Figure 2.
故障率入力手段12は、評価対象機器の故障形態(故障モード)に応じて、故障の発生確率及び故障率の基準値を時間関数で入力する(故障率入力ステップ)。この故障率入力手段12で入力される故障率の基準値は、オペレータにより電子的な手段で入力されるか、または予め機種ごとに設定された故障形態ごとの故障率の時間関数が格納されたデータベースから入力される。 The failure rate input means 12 inputs the probability of failure and the reference value of the failure rate as a function of time according to the failure type (failure mode) of the device to be evaluated (failure rate input step). The reference value of the failure rate input by this failure rate input means 12 is input by an operator using electronic means, or is input from a database that stores the time function of the failure rate for each failure type set in advance for each model.
ここでは、故障形態を初期故障と偶発故障と摩耗故障の3分類とし、それぞれの故障率が入力される。この例を図3に示す。また、故障率を時間関数で定義するパラメータは、例えばワイブル分布で故障率を与える場合には、形状パラメータと尺度パラメータである。また、3分類としなくても、図4に示すように、評価対象機器の機能喪失に至る故障モードを特定可能な範囲で細分して入力してもよい。更に、例えば評価対象機器に発生する故障を、構成部品レベルと事象に展開して入力してもよく、この例を図5に示す。故障率の基準値は、本実施形態とは別の何らかの手段で算出され推定され仮定等されたものであり、例えば評価対象機器の存在する発電所や工場等において、同一機種の故障、運転、保守の実績から統計的に算出されたものである。 Here, the failure modes are classified into three categories: initial failure, random failure, and wear-out failure, and the failure rate of each is input. An example of this is shown in FIG. 3. The parameters that define the failure rate as a function of time are, for example, a shape parameter and a scale parameter when the failure rate is given by a Weibull distribution. In addition, instead of using three categories, the failure mode that leads to the loss of function of the evaluation target equipment may be subdivided within a identifiable range and input as shown in FIG. 4. Furthermore, for example, the failure that occurs in the evaluation target equipment may be expanded to the component level and events and input, as shown in FIG. 5. The reference value of the failure rate is calculated, estimated, assumed, etc. by some means other than this embodiment, and is, for example, statistically calculated from the failure, operation, and maintenance records of the same model at a power plant or factory where the evaluation target equipment is located.
図6の例は、図4に示した評価対象機器の機能喪失に至る故障モードを特定可能な範囲で細分した例である。この図6に示す通り、評価対象機器においてある部品を取り換えた場合の不良発生率や、その工事における人為ミスによる故障の発生などは初期故障であり、また、評価対象機器の通常の運転における他の機器の影響による故障や運転員のミスによる故障などが偶発故障であり、更に、通常の使用における劣化等が摩耗故障である。 The example in Figure 6 is an example of subdividing the failure modes that lead to loss of function of the evaluation target equipment shown in Figure 4 to an identifiable extent. As shown in Figure 6, the defect rate when a certain part is replaced in the evaluation target equipment, or failures caused by human error during the installation work, are initial failures, while failures caused by the influence of other equipment during normal operation of the evaluation target equipment or failures caused by operator error are accidental failures, and deterioration during normal use is a wear-out failure.
保守特性入力手段13は、評価対象機器の保守方法、保全方式、運転のそれぞれと故障形態の故障率との関係を入力する(保守特性入力ステップ)。この保守特性入力手段13で入力される評価対象機器の保守方法、保全方式、運用のそれぞれと故障形態の故障率との関係は、保守方法、保全方式、運用のそれぞれが評価対象機器の故障率に与える影響によって、故障率の基準値がどのように変化するかをオペレータが電子的な手段で入力するか、または予め機種ごとにその関係が設定されたデータベースから入力される。 The maintenance characteristic input means 13 inputs the relationship between the maintenance method, maintenance method, and operation of the equipment to be evaluated and the failure rate of the failure type (maintenance characteristic input step). The relationship between the maintenance method, maintenance method, and operation of the equipment to be evaluated and the failure rate of the failure type input by this maintenance characteristic input means 13 is input by an operator using electronic means to indicate how the reference value of the failure rate changes depending on the effect that each of the maintenance method, maintenance method, and operation has on the failure rate of the equipment to be evaluated, or is input from a database in which the relationship is preset for each model.
ここで、保守方法、保全方式、運転のそれぞれと故障形態の故障率との関係とは、評価対象機器に対する種々の保守方法、保全方式、運転が故障の発生に対して与える影響、すなわち寿命の延伸または短縮、故障の防止あるいは誘発のことであり、例えば、以下の(イ)~(ヘ)のようなものである。(イ)定期的で適切な劣化部品の取替による復帰(摩耗故障の故障率初期化)、(ロ)状態監視による偶発故障の故障率低下、(ハ)部品の取替に伴う組立ミスによる初期故障の発生、(ニ)部品の取替に伴う工場での製造ミスによる初期故障の発生、(ホ)給油等の日常的な保守による偶発故障の故障率の低下、(ヘ)運転停止による摩耗進行の停止等である。本実施形態では、故障率入力手段12で入力された故障率の基準値を用いて、保守や保全、運転によって故障率がどうなるかを予測することで表現する。これを以下に説明する。 Here, the relationship between the maintenance method, the maintenance method, the operation, and the failure rate of the failure type refers to the effect that various maintenance methods, the maintenance methods, and the operation of the equipment to be evaluated have on the occurrence of failures, that is, the extension or shortening of the lifespan, and the prevention or induction of failures, and is, for example, the following (a) to (f). (a) Restoration by regular and appropriate replacement of deteriorated parts (initialization of the failure rate of wear-out failures), (b) Reduction of the failure rate of accidental failures by status monitoring, (c) Occurrence of initial failures due to assembly errors accompanying the replacement of parts, (d) Occurrence of initial failures due to manufacturing errors in the factory accompanying the replacement of parts, (e) Reduction of the failure rate of accidental failures by daily maintenance such as refueling, (f) Stopping the progress of wear by stopping operation, etc. In this embodiment, the failure rate is expressed by predicting what will happen to the failure rate due to maintenance, preservation, and operation using the reference value of the failure rate input by the failure rate input means 12. This is explained below.
まず、保守方法、保全法式、運転のそれぞれと故障率の変化との関係を機種ごとに作成しておく、この例を図7に示す。このように保守方法、保全方式、運転のそれぞれにより初期故障、偶発故障、摩耗故障(経年劣化)の故障率がどのような影響を受けるかについて、機種とその機種に発生する故障の特徴とを考慮したテーブルを作成する。図7の意味は以下のとおりである。 First, the relationship between the maintenance method, maintenance method, and operation and the change in failure rate is created for each model; an example is shown in Figure 7. In this way, a table is created that takes into account the model and the characteristics of the failures that occur in that model, regarding how the failure rates of initial failures, random failures, and wear-out failures (deterioration over time) are affected by each maintenance method, maintenance method, and operation. The meaning of Figure 7 is as follows.
故障率入力手段12にて入力される初期故障、偶発故障、摩耗故障の故障率の基準値は一般的には図8のようになる。この図8に示すように、故障率はその原因の分析等により、初期故障(初期故障の故障率B)と偶発故障(偶発故障の故障率C)と摩耗故障(摩耗故障の故障率D)のそれぞれで別個に算出可能であり、これらの合計が機器の故障率Aとなる。なお、機種ごとに故障率の時間変化は大きく異なることが知られている。 The standard failure rates for initial failures, random failures, and wear-out failures input by the failure rate input means 12 are generally as shown in Figure 8. As shown in Figure 8, the failure rates can be calculated separately for initial failures (initial failure failure rate B), random failures (random failure failure rate C), and wear-out failures (wear-out failure failure rate D) by analyzing the causes, and the sum of these is the equipment failure rate A. It is known that the change in failure rate over time varies greatly for each model.
ここで、図7に例示した保守方法1(分解点検)による初期故障の誘発の概念的な説明が図9である。これに示す通り、保守方法1の実施により、初期故障の故障率Bが初期値(故障率の基準値であるt=0の値)に戻ることになる。また、図7に例示した保守方法1による摩耗故障の復帰の概念的な説明が図10であり、保守方法1の実施により摩耗故障の故障率Dが初期値(故障率の基準値であるt=0の値)に戻ることになる。また、図7に示す保守方法2(機器の運転状態の監視)による初期故障の故障率Bの低下の概念的な説明が図11であり、初期故障の故障率Bの基準値に対して時間tの全体にわたり故障率が低下する(図11の符号F)。なお、この故障率の低下に関しては偶発故障、摩耗故障も同様であり、故障率の増加に関しては、当然この逆の変化となる。
Here, FIG. 9 is a conceptual explanation of the induction of early failures by maintenance method 1 (disassembly and inspection) illustrated in FIG. 7. As shown in FIG. 9, the implementation of
費用入力手段14は、評価対象機器の保守または修理等に関する標準費用を入力する(費用入力ステップ)。例えば、機器に故障が発生した場合の復旧(修理)に要する故障復旧標準費用、機器の監視や定期的な分解点検等の予防保全に必要な保守標準費用、機器の故障がプラント全体の生産阻害に至る場合やその他官庁説明、マスコミ対応が必要な場合の予想費用も入力する。これらの標準費用は、それぞれ1回の保守もしくは監視または年間の費用といった単価で入力される。 The cost input means 14 inputs the standard costs for the maintenance or repair of the equipment to be evaluated (cost input step). For example, the standard failure recovery cost required to restore (repair) the equipment when it breaks down, the standard maintenance cost required for preventive maintenance such as monitoring the equipment and regular disassembly and inspection, and the estimated costs in the event that an equipment failure leads to production disruption in the entire plant or that explanations to government agencies or media coverage are required are also input. These standard costs are input as unit prices, such as one maintenance or monitoring session or annual costs.
この費用入力手段14で入力される評価対象機器の予防保全に関する保守標準費用と評価対象機器に故障が発生したときの故障復旧標準費用等は、評価対象機器ごとにオペレータにより電子的な手段で入力されるか、またはデータベースから入力される。 The standard maintenance costs for preventive maintenance of the evaluated equipment and the standard failure recovery costs when a failure occurs in the evaluated equipment, which are input by this cost input means 14, are input by an operator for each evaluated equipment by electronic means or input from a database.
基本条件作成部15は、図12に示すように、評価対象機器に対して、機器を特定する機器名や機器番号その他の機器の情報と、機器が属する機種の情報と、故障率入力手段12から入力された故障率の基準値と、保守特性入力手段13から入力された保守方法、保全方式、運用のそれぞれと故障率との関係と、費用入力手段14から入力された予防保全に関する保守標準費用、故障発生時の故障復旧標準費用及び生産阻害や官庁説明等に必要な予想費用とを組み合わせ、それらの対応関係を、評価対象機器の評価の基本条件として定義する(基本条件作成ステップ)。この基本条件は、技術的な保守と故障との関係、保守と故障と費用との関係の基礎を定義するものであり、評価対象機器で行なわれる保守とその目的と副作用と費用とを結び付けるものになる。
As shown in FIG. 12, the basic
なお、本実施形態における基準故障率(故障率の基準値)は、機種ごとに統計的な手段を用いて算出されたものを用いる。また、ある保守方法に対してその保守方法を実施することによる故障率への影響も機種ごとの知見として与えられるものである。従って、これら(基準故障率、故障率への影響)は機種に関連する情報である。これに対して、評価対象機器が故障したときの影響は、当該機器のプラントにおける重要性によって決まるため、生産阻害の被害額、官庁対応費用等は機器固有のものである。また、評価対象機器の保守費用や修理費用も、当該機器に特有の部品単価、作業工数に関連した情報(例えば、機種が同じポンプでも大型と小型とメーカとで異なる)であるため、機器の特定により決まる機器に特有の情報である。 In this embodiment, the reference failure rate (reference value of failure rate) is calculated for each model using statistical means. The impact on the failure rate of implementing a certain maintenance method is also given as knowledge for each model. Therefore, these (reference failure rate, impact on failure rate) are information related to the model. In contrast, the impact when the evaluated equipment breaks down is determined by the importance of the equipment to the plant, so the amount of damage caused by production interruption, the cost of dealing with government agencies, etc. are specific to the equipment. In addition, the maintenance costs and repair costs of the evaluated equipment are information related to the part unit price and labor hours specific to the equipment (for example, the same model of pump differs between large and small pumps and between manufacturers), so they are information specific to the equipment determined by the identification of the equipment.
更に、保守または運用と故障率と保守費用との関係は、次の通りである。例えば、評価対象機器の運転状態の監視により、異常を早期発見することで故障率を低下させることができる一方で、監視のための費用が発生する。一方、分解点検では、交換される部品は新品に戻るため経年劣化を初期値に引き戻すことができるが、分解と組立における作業エラーによる初期故障が誘発される。また、分解点検では、分解点検の費用が発生すると共に、初期故障に対する対応費用の発生リスクが生じ、更に、従来行っていた機器の運転状態の監視を止めることで、異常の早期発見ができなくなり故障率が増加することがある。 Furthermore, the relationship between maintenance or operation, failure rate, and maintenance costs is as follows. For example, while monitoring the operating status of the equipment being evaluated can reduce the failure rate by detecting abnormalities early, monitoring costs are incurred. On the other hand, in an overhaul inspection, the replaced parts are returned to new, and deterioration over time can be restored to the initial value, but initial failures can be induced due to work errors during disassembly and assembly. In addition to the costs of overhaul inspection, overhaul inspection also entails the risk of incurring costs for dealing with initial failures, and furthermore, by stopping the monitoring of the equipment's operating status, which was previously done, early detection of abnormalities is no longer possible, which can lead to an increase in the failure rate.
運転保守実績入力手段16は、評価対象機器の運転と保守に関する実績を入力する(運転保守実績入力ステップ)。この運転保守実績入力手段16において入力される評価対象機器の運転実績及び保守実績は、その内容と実施した日時や期間であり、オペレータにより電子的な手段で入力されるか、またはデータベースから入力される。これらの運転実績及び保守実績は、基本的に、プラント等において保守台帳や保守管理システム等で管理されている情報である。 The operation and maintenance record input means 16 inputs the record of operation and maintenance of the equipment to be evaluated (operation and maintenance record input step). The operation and maintenance record of the equipment to be evaluated input by this operation and maintenance record input means 16 is the content, date and time of implementation, and period, and is input by the operator by electronic means or input from a database. These operation and maintenance records are basically information managed in a maintenance ledger or maintenance management system at the plant, etc.
運転保守予定入力手段17は、評価対象機器の運転と保守に関する予定を入力する(運転保守予定入力ステップ)。この運転保守予定入力手段17で入力される評価対象機器の運転予定及び保守予定は、その内容と実施する予定の日時や期間であり、オペレータにより電子的な手段で入力されるか、またはデータベースから入力される。これらの運転予定及び保守予定は、基本的に、プラント等においては保守台帳や保守管理システム等で予定として管理されている情報である。 The operation and maintenance schedule input means 17 inputs the schedule for operation and maintenance of the equipment to be evaluated (operation and maintenance schedule input step). The operation and maintenance schedule for the equipment to be evaluated input by this operation and maintenance schedule input means 17 includes the contents and the planned date and time and period for implementation, and is input by an operator using electronic means or input from a database. These operation and maintenance schedules are basically information managed as plans in a maintenance ledger or maintenance management system in a plant, etc.
プロット手段18は、運転保守実績入力手段16から入力された評価対象機器の運転及び保守の実績と、運転保守予定入力手段17から入力された評価対象機器の運転及び保守の予定と、評価条件入力手段19から入力された条件(後述)とに基づき、評価対象機器の運用及び保守(内容、日付)の実績(履歴)と予定を、工程状に時間軸を基準にプロットする(プロットステップ)。この例を図13に示す。 The plotting means 18 plots the actual (history) and schedule of the operation and maintenance (contents, dates) of the evaluation target equipment in a process-like manner based on the time axis, based on the operation and maintenance results of the evaluation target equipment input from the operation and maintenance results input means 16, the operation and maintenance schedule of the evaluation target equipment input from the operation and maintenance schedule input means 17, and the conditions (described below) input from the evaluation condition input means 19 (plotting step). An example of this is shown in FIG. 13.
評価条件入力手段19は、評価対象機器の信頼性や保守費用を評価するための評価期間を入力し、更に、運転保守予定入力手段17から入力された運転及び保守の内容と実施時期の予定を変更する(評価条件入力ステップ)。即ち、評価条件入力手段19は、評価対象機器の信頼性、保守費用及び故障復旧費用を評価する期間を指定すると共に、プロット手段18にて時間的に配置された保守または運転の予定を変更し、更に、シミュレーション手段20にて故障率の時間関数、保守費用の時間関数、故障復旧費用の期待値の時間関数が算出される際の基本条件を変更する。 The evaluation condition input means 19 inputs an evaluation period for evaluating the reliability and maintenance costs of the equipment to be evaluated, and further changes the operation and maintenance content and implementation timing schedule input from the operation and maintenance schedule input means 17 (evaluation condition input step). That is, the evaluation condition input means 19 specifies the period for evaluating the reliability, maintenance costs, and failure recovery costs of the equipment to be evaluated, changes the maintenance or operation schedule arranged in time by the plot means 18, and further changes the basic conditions when the time function of the failure rate, the time function of the maintenance costs, and the time function of the expected value of the failure recovery costs are calculated by the simulation means 20.
更に、評価条件入力手段19では、プロット手段18にて配置された評価対象機器の運転及び保守の少なくとも一方の予定をオペレータが変更可能である。また、評価条件入力手段19では、シミュレーション手段20に基本条件作成部15から入力される基本条件における評価対象機器の故障率の基準値と、保守方法、保全方式、運用のそれぞれと故障率との関係と、評価対象機器の予防保全に関する保守標準費用と、評価対象機器に故障が発生したときの故障復旧標準費用とをオペレータが変更可能である。
Furthermore, the evaluation condition input means 19 allows the operator to change at least one of the operation and maintenance schedules of the evaluation target equipment arranged in the plot means 18. The evaluation condition input means 19 also allows the operator to change the reference value of the failure rate of the evaluation target equipment under the basic conditions input to the simulation means 20 from the basic
シミュレーション手段20は、基本条件作成部15にて作成された基本条件の各値と、運転保守実績入力手段16と運転保守予定入力手段17から入力された運転及び保守の実績と予定とを入力し、評価対象機器の運転及び保守の実績と予定に基づく評価対象機器の故障率の時間関数と、保守費用の時間関数を算出すると共に、故障復旧費用の期待値を時間関数として算出して時間的に配置する(シミュレーションステップ)。
The simulation means 20 inputs the values of the basic conditions created by the basic
つまり、このシミュレーション手段20では、まず、基本条件作成部15にて作成された保守方法、保全方式、運用のそれぞれと故障率と費用との対応関係を参照すると共に、プロット手段18にて時間軸を基準にプロットされた保守及び運転の実績と予定にあわせて、故障率の基準値をもとに算出された評価対象機器の故障率の時間関数(故障率の予測の時間関数を含む)を算出して配置していく。以下に例を示す。
In other words, the simulation means 20 first refers to the correspondence between the failure rate and the cost and the maintenance method, maintenance method, and operation created by the basic
例えば、分解点検が行われて主要部品の新品交換が行われると、図9及び図10に示すように、分解点検の実施時期において摩耗故障の故障率Dが原点に復帰すると共に、初期故障(初期故障の故障率B)のリスクが誘発される。また、評価対象機器の運転中に状態を監視することで、図11に示す用に初期故障の故障率Bを低下させる(図11の符号F)ことが可能となる。この低下幅は、監視の頻度や故障の発見効果により上下する。この上下幅は、統計的な評価や技術者の判断により設定可能である。この効果は初期故障、偶発故障、摩耗故障の全てに対して発生する。 For example, when an overhaul inspection is performed and major parts are replaced with new ones, as shown in Figures 9 and 10, the failure rate D of wear-out failures returns to the origin at the time of the overhaul inspection, and the risk of initial failures (initial failure rate B) is induced. In addition, by monitoring the condition of the equipment being evaluated while it is in operation, it is possible to reduce the initial failure rate B (symbol F in Figure 11) as shown in Figure 11. The extent of this reduction varies depending on the frequency of monitoring and the effectiveness of fault detection. The range of this increase or decrease can be set by statistical evaluation or the judgment of the engineer. This effect occurs for all initial failures, accidental failures, and wear-out failures.
このように、プロット手段18にてプロットされた保守及び運転の実績と予定に対して、故障率の時間関数を算出して配置した例を図14に示す。この図14では、評価の実施時点を境に、運転及び保守に関し過去の実績(履歴)と予定に対する故障率の時間関数が算出されて配置されている。符号Bが初期故障の故障率、符号Cが偶発故障の故障率、符号Dが摩耗故障の故障率、符号Aがそれらの合計(評価対象機器の故障率)である。当然、評価時点より右側が予測値である。本実施形態での評価の対象として過去の故障率の推定も算出しているのは、過去に行われた運転及び保守の影響が残るためである。例えば、最後に本体取換が行われた2019/1/10において、故障率B、C、Dが初期値に戻り、評価時点ではその影響が残っている。この評価時点において運転状態の監視頻度を1回/月から2回/月に変更したことで、評価時点を境界として全ての故障率が低下するともに、分解点検の頻度を下げたことで初期故障Bの発生機会が減少することを予想できる。
FIG. 14 shows an example in which the time function of the failure rate is calculated and arranged for the maintenance and operation results and schedules plotted by the plotting means 18. In FIG. 14, the time function of the failure rate for the past results (history) and schedules for operation and maintenance is calculated and arranged with the evaluation implementation time as the boundary. Symbol B is the failure rate of early failure, symbol C is the failure rate of accidental failure, symbol D is the failure rate of wear-out failure, and symbol A is the sum of them (failure rate of the evaluation target device). Naturally, the right side of the evaluation time is the predicted value. The reason why the past failure rate is also calculated as the subject of the evaluation in this embodiment is because the influence of past operation and maintenance remains. For example, on January 10, 2019, when the main body was last replaced, the failure rates B, C, and D returned to their initial values, and the influence remains at the evaluation time. By changing the monitoring frequency of the operating state from once a month to twice a month at this evaluation time, it can be expected that all failure rates will decrease with the evaluation time as the boundary, and the opportunity for early failure B to occur will decrease by reducing the frequency of disassembly and inspection.
ここで、故障率の基準値と運転及び保守との関係についての算出例を以下に示す。故障率の時間関数の基準値をλ(t)とする。前述のワイブル分布では、初期故障の故障率はλ(0)が最大で、時間tの経過に伴い単調減少し、偶発故障の故障率は時間tに拘らず一定値であり、摩耗故障の故障率はλ(0)が最小で、その後時間tの経過に伴い単調増加する。 Below is an example of how to calculate the relationship between the reference value of the failure rate and operation and maintenance. Let the reference value of the time function of the failure rate be λ(t). In the Weibull distribution described above, the failure rate of initial failures is maximum at λ(0) and decreases monotonically as time t passes, the failure rate of random failures is a constant value regardless of time t, and the failure rate of wear-out failures is minimum at λ(0) and then increases monotonically as time t passes.
例えば、評価対象機器の運転状態を監視すると、故障を徴候段階で発見できる可能性が高くなるため故障率が低下する。これについては、運転状態監視後の故障率を「λ後」とすると、λ後(t)=係数×λ(t)となり、運転状態監視の故障率に対する有効性や頻度によって係数を増減させることで、運転状態監視の効果を表現することが可能となる。また、図14に示す「本体取換」のような保守を行うと、初期故障と摩耗故障の各故障率B、Dがt=0に戻り、分解点検を行うと初期故障の故障率Bがt=0の値に戻るという形で、故障率の基準値を、上述の保守時点を起点として配置して表現することが可能になる。 For example, monitoring the operating state of the equipment being evaluated increases the likelihood of detecting failures at the symptom stage, thereby decreasing the failure rate. In this regard, if the failure rate after operating state monitoring is "after λ", then after λ(t) = coefficient x λ(t), and the effect of operating state monitoring can be expressed by increasing or decreasing the coefficient depending on the effectiveness and frequency of operating state monitoring in terms of the failure rate. In addition, when maintenance such as "main unit replacement" is performed as shown in Figure 14, the failure rates B and D of initial failures and wear-out failures return to t = 0, and when an overhaul inspection is performed, the failure rate B of initial failures returns to the value of t = 0, making it possible to express the reference value of the failure rate by positioning it from the above-mentioned maintenance point.
また、シミュレーション手段20では、基本条件作成部15にて作成された保守方法、保全方式、運用のそれぞれと故障率と費用との対応関係を参照すると共に、プロット手段18にて時間軸を基準にプロットされた保守及び運転の実績と予定とにあわせて、評価対象機器の保守費用の時間関数(保守費用の予測の時間関数を含む)を算出して配置していく。その例を図15に示す。この図15に示すように、保守費用をその実施日時にあわせて時間軸上に算出していく。これにより、予防保全の費用が予測可能となる。これは単純に予防保全の実施に合わせて、例えば分解点検であればその単価を、運転状態監視や日常点検であればその実施期間当りの単価をそれぞれ配置することで可能になる。当然、評価対象機器の運転状態の監視頻度を増加した場合にはその分の価格を、単価をもとに計算することが可能である。
In addition, the simulation means 20 refers to the correspondence between the maintenance method, maintenance method, and operation, and the failure rate and cost created by the basic
更に、シミュレーション手段20では、前述のとおり算出された故障率と、基本条件作成部15にて作成された保守方法、保全方式、運転(運用)のそれぞれと費用との対応関係を参照することで、評価対象機器の故障復旧費用の期待値の時間関数を算出(予測)することが可能となる。ここで、評価対象機器の故障復旧費用の期待値の算出に使われるのは、基本条件作成部15にて作成された基本条件に内包される評価対象機器の故障発生時の修理費用、官庁報告等の対応費用、生産阻害による損失などである。これらは費用入力手段14において1回の故障当りの費用として入力されているので、故障復旧費用の期待値の時間関数は、シミュレーション手段20にて算出された故障率の予測の時間関数によって重みを付けることで算出される。例えば、故障復旧費用の期待値の時間関数は、評価対象機器の故障率の予測の時間関数をμ(t)としたとき、μ(t)×(修理費用、官庁報告等の対応費用、生産阻害による損失の合計)となる。この故障復旧費用の期待値の時間関数の一例を、図16に故障復旧費用の期待値Gとして示す。
Furthermore, in the simulation means 20, by referring to the failure rate calculated as described above and the correspondence between the maintenance method, maintenance method, operation (operation) and each of the costs created by the basic
表示部21は、プロット手段18にて時間的に配置された保守及び運転の実績と予定、シミュレーション手段20にて算出されて配置された故障率の時間関数(故障率の予測の時間関数を含む)、保守費用の時間関数(保守費用の予測の時間関数を含む)、故障復旧費用の期待値の時間関数における少なくとも1つを時間的に表示する(表示ステップ)。
The
以上のように構成されたことから、本第1実施形態によれば、次の効果(1)を奏する。
(1)シミュレーション手段20が、設備における評価対象機器の故障率の時間関数、保守費用の時間関数、及び故障復旧費用の期待値の時間関数を算出することで、評価対象機器の保守方法、保全方式、及びそれらの頻度の選択により評価対象機器の故障率と保守費用と故障復旧費用の期待値とを算出(予測)することが可能になる。これにより、設備の信頼性を向上させ且つ保守費用を低減できる最適な保守方法を選定することができる。
As configured as above, the first embodiment provides the following effect (1).
(1) The simulation means 20 calculates the time function of the failure rate of the equipment to be evaluated in the facility, the time function of the maintenance cost, and the time function of the expected value of the failure restoration cost, making it possible to calculate (predict) the failure rate, maintenance cost, and expected value of the failure restoration cost of the equipment to be evaluated by selecting the maintenance method, maintenance method, and their frequency for the equipment to be evaluated. This makes it possible to select an optimal maintenance method that can improve the reliability of the equipment and reduce the maintenance cost.
[B]第2実施形態(図17~図24)
図17は、第2実施形態に係る機器の信頼性及び保守費用予測装置における構成を示すブロック図である。この第2実施形態において第1実施形態と同様な部分については、第1実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
[B] Second embodiment (FIGS. 17 to 24)
17 is a block diagram showing the configuration of an equipment reliability and maintenance cost prediction device according to the second embodiment. In the second embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description thereof will be simplified or omitted.
この図17に示す機器の信頼性及び保守費用予測装置25は、プラントや大規模輸送システムなどの設備における機器の保守方法や保全方式を適切に決定する際に、異なる保守方法、保全方式、及びその周期による違いを定量的に評価するものであり、主に評価条件入力手段26、シミュレーション手段27及び累積評価手段28の構成が第1実施形態と異なる。
The equipment reliability and maintenance
評価条件入力手段26は、基本条件作成部15にて作成されてシミュレーション手段27に入力される基本条件の値を、指定される条件に基づいて変化させる。この指定される条件とは、どの値を変化させるパラメータとするか、及びその変化の範囲である。この指定される条件は、基本条件作成部15にて作成された基準故障率(故障率の基準値)、保守方法の故障率への影響、及び保守標準費用が不確定な要素を含むため、これらを含めた予測条件を与えることを目的とするものである。
The evaluation condition input means 26 changes the values of the basic conditions created by the basic
例えば、図12に示す基本条件作成部15にて入力されたパラメータについて以下の例が考えられる。つまり、(イ)基準故障率について統計的な不確かさを勘案して、ワイブル分布の2つのパラメータを、変化させるパラメータとして指定して具体的にその上限と下限と刻み幅を与える。(ロ)保守方法(運転状態の監視)に対してその効果の不確定さを勘案するため、図12に示す「基準故障率×α」のαを、変化させるパラメータと指定して具体的にその上限と下限と刻み幅を与える。(ハ)将来的な人件費や修理部材購入費の変化を勘案するため、保守標準費用のうち該当の値を、変化させるパラメータとして指定して具体的にその上限と下限と刻み幅を与える。
For example, the following examples are possible for the parameters input in the basic
以上はあくまで例であるが、変化させるパラメータの上限と下限ではなく、変化させるパラメータの中心値を与えてもよい。また、変化させるパラメータが複数あるときには、指定される条件はその組み合わせの方法である。この組み合わせの方法とは、複数のそれぞれのパラメータに対する変化の範囲について総当りとするか、それらの一部を行うかということである。 The above are merely examples, but instead of upper and lower limits, you can also give the center value of the parameter to be changed. Also, when there are multiple parameters to be changed, the specified condition is the method of combination. This combination method refers to whether to try all the possible ranges of change for each of the multiple parameters, or to only a portion of them.
評価条件入力手段26は、変化させる条件が保守や保全の予定に関するものの場合、指定された保守や保全に対してその予定に関する情報(周期、予定期日)を変化させ、プロット手段18は、この保守や保全の予定に関する情報に応じてプロットを変化させていく。例えば、評価対象機器の分解点検、日常点検、運転状態の監視、油脂補給の周期を変化させる場合には、これらの周期の変化範囲で上限と下限と刻み幅を与え、図13の「予定」部分のこれらのプロットを変化させていく。例えば、分解点検の期日を与える場合には、その期日に応じて図13の「予定」部分のプロットを変化させていく。 When the conditions to be changed relate to scheduled maintenance or repair, the evaluation condition input means 26 changes the information (cycle, scheduled date) related to the specified maintenance or repair, and the plot means 18 changes the plot according to the information related to the scheduled maintenance or repair. For example, when changing the cycles of overhaul inspection, daily inspection, operational status monitoring, and oil replenishment of the equipment to be evaluated, upper and lower limits and intervals are given for the range of change of these cycles, and these plots in the "Schedule" portion of Figure 13 are changed. For example, when a date for overhaul inspection is given, the plots in the "Schedule" portion of Figure 13 are changed according to that date.
シミュレーション手段27は、上述の上限と下限と刻み幅、及び予定期日に応じてプロットされた「予定」のひとつひとつに対して、第1実施形態と同様にして故障率の予測の時間関数を算出し、保守費用の予測の時間関数を算出し、故障復旧費用の期待値の時間関数を算出(予測)する。評価条件入力手段26が図13における分解点検の周期を1~20年で変化させ、その変化をプロット手段18がプロットした例を図18に示す。これに応じて、シミュレーション手段27が故障率の予測の時間関数を算出した例を図19に、保守費用の予測の時間関数及び故障復旧費用の期待値の時間関数を算出した例を図20にそれぞれ示す。 The simulation means 27 calculates a time function of the predicted failure rate for each of the "schedules" plotted according to the above-mentioned upper and lower limits, step widths, and scheduled dates in the same manner as in the first embodiment, calculates a time function of the predicted maintenance costs, and calculates (predicts) a time function of the expected value of the failure restoration costs. FIG. 18 shows an example in which the evaluation condition input means 26 changes the overhaul inspection cycle in FIG. 13 from 1 to 20 years, and the plot means 18 plots the changes. FIG. 19 shows an example in which the simulation means 27 calculates a time function of the predicted failure rate, and FIG. 20 shows an example in which the simulation means 27 calculates a time function of the predicted maintenance costs and a time function of the expected value of the failure restoration costs.
シミュレーション手段27は累積評価手段28を備える。この累積評価手段28は、評価対象機器の分解点検、日常点検、運転状態の監視、油脂補給の周期を変化させる場合には、これらの周期の変化範囲の上限と下限と刻み幅に応じて、プロットされた「予定」のひとつひとつに対して、シミュレーション手段27から出力された故障率の予測の時間関数、保守費用の予測の時間関数、故障復旧費用の期待値の時間関数を、評価期間においてそれぞれ積分して故障率累積値、保守費用累積値、故障復旧費用累積期待値とし、これらの各累積値とそのときの基本条件の値とをセットとする。これにより、評価対象機器の分解点検、日常点検、運転状態の監視、油脂補給の周期を変化させる場合の周期の変化範囲の上限と下限と刻み幅に応じて、基本条件対故障率累積値、保守費用累積値、故障復旧費用累積期待値を求めることが可能となる。これを表示部21が表示することで、図21に示すように故障率累積値L、保守費用累積値M、故障復旧費用累積期待値Nを評価し、これらの各累積値L、M、Nを最適とする基本条件を捜すことが可能となる。
The simulation means 27 includes a cumulative evaluation means 28. When the cycles of disassembly and inspection, daily inspection, monitoring of the operating state, and oil supply of the evaluation target equipment are changed, the cumulative evaluation means 28 integrates the time function of the predicted failure rate, the time function of the predicted maintenance cost, and the time function of the expected value of the failure restoration cost output from the simulation means 27 for each of the plotted "schedules" in accordance with the upper and lower limits and intervals of the change range of these cycles to obtain the cumulative failure rate value, the cumulative maintenance cost value, and the cumulative expected value of the failure restoration cost, and sets each of these cumulative values and the value of the basic condition at that time. This makes it possible to obtain the cumulative failure rate value, the cumulative maintenance cost value, and the cumulative expected value of the failure restoration cost for the basic condition in accordance with the upper and lower limits and intervals of the change range of the cycles when the cycles of disassembly and inspection, daily inspection, monitoring of the operating state, and oil supply of the evaluation target equipment are changed. By displaying this on the
この図21では、分解点検周期を上限から下限である刻み幅で変化させた1点ごとに上述のプロセスで3つの累積値(故障率累積値L、保守費用累積値M、故障復旧費用累積期待値N)を求めたものが縦軸になっている。なお、分解点検周期の変化範囲は、上述のように上限と下限と刻み幅により連続的に変化させることができるものに限らず、飛び飛びの値や項目であることもある。 In Fig. 21, the vertical axis represents three cumulative values (cumulative failure rate L, cumulative maintenance cost M, and expected cumulative failure restoration cost N) calculated using the above-mentioned process for each point at which the overhaul inspection cycle is changed in increments from the upper limit to the lower limit. Note that the range of change in the overhaul inspection cycle is not limited to a continuous change using upper and lower limits and increments as described above, but may also be discrete values or items.
また、評価条件入力手段26で変化させる基本条件が故障率、保守費用の単価等に影響を与えるものの場合、シミュレーション手段27における故障率の予測と保守費用の予測と故障復旧費用の期待値の各時間関数の算出方法が調整される。累積評価手段28は、これらの各時間関数をもとに前述と同様にして故障率累積値、保守費用累積値、故障復旧費用累積期待値を算出し、変化させた基本条件と各累積値とをセットにして、表示部21に表示させることで、各累積値を評価し、これらを最適とする条件を捜すことが可能になる。
In addition, if the basic conditions changed by the evaluation condition input means 26 affect the failure rate, unit price of maintenance cost, etc., the calculation method of each time function of the failure rate prediction, maintenance cost prediction, and expected value of failure recovery cost in the simulation means 27 is adjusted. The accumulation evaluation means 28 calculates the accumulated failure rate value, the accumulated maintenance cost value, and the accumulated expected value of failure recovery cost based on each of these time functions in the same manner as described above, and displays the changed basic conditions and each accumulated value as a set on the
例えば、運転状態の監視方法を変更した場合、第1実施形態で記載したように、監視後の故障率を「λ後」とすると、λ後(t)=係数×λ(t)となり、この係数を監視方法(その方法の異常発見に対する有効性)により増減させることが可能である。また、保守費用についても、第1実施形態で記載したように、監視方法ごとの単価と故障率とによって算出することが可能である。 For example, if the method of monitoring the operating state is changed, as described in the first embodiment, if the failure rate after monitoring is "λ after", then λ after (t) = coefficient × λ(t), and this coefficient can be increased or decreased depending on the monitoring method (the effectiveness of that method in detecting abnormalities). Also, as described in the first embodiment, maintenance costs can be calculated based on the unit cost and failure rate for each monitoring method.
図22及び図23は、シミュレーション手段27が、効果と費用の異なる2つの状態監視の手法を用いて、故障率の時間関数と保守費用の時間関数を予測した例である。図22に示すように、シミュレーション手段27は、前述の方法により2つの状態監視手法の効果を、係数を変化させることで表して故障率の予測の時間関数を算出し、状態監視手法2よりも状態監視手法1のほうが、故障率が低いことを表現している。一方、図23に示すように、シミュレーション手段27は、図22の故障率の予測結果と状態監視手法1と状態監視手法2の単価の違いにより、保守費用の予測の時間関数を算出している。
Figures 22 and 23 are examples in which the simulation means 27 predicts a time function of failure rate and a time function of maintenance cost using two condition monitoring methods with different effectiveness and costs. As shown in Figure 22, the simulation means 27 calculates a time function of predicted failure rate by expressing the effects of the two condition monitoring methods by changing the coefficients using the method described above, and expresses that
累積評価手段28は、状態監視手法1と状態監視手法2とで監視の頻度を変化させたときについて、それぞれ上述の係数を変化させ(監視頻度を増やしたほうが故障の初期段階での発見の可能性が高くなり、故障率が低下するので係数を小さくする)、また、それによる保守費用の増加(当然、単価の倍数となる)を、それぞれ上述の方法で積分することで、保守費用の累積値の算出が可能となる。この例を図24に示す。この図24は、状態監視手法1と2で監視周期のみを変化させ、他の条件は全て同じとした場合について、監視周期に対する故障率累積値L、保守費用累積値M、故障復旧費用累積期待値Nを比較したものである。
The cumulative evaluation means 28 varies the above-mentioned coefficients when the monitoring frequency is changed between
以上のように構成されたことから、本第2実施形態によれば、次の効果(2)を奏する。
(2)保守方法または保全方式を変化させたときに、シミュレーション手段27が故障率の予測の時間関数、保守費用の予測の時間関数、及び故障復旧費用の期待値の時間関数を算出し、累積評価手段28が故障率累積値、保守費用累積値及び故障復旧費用累積期待値を算出する。従って、保守方法または保全方式の変化による上記各時間関数の比較と、上記各累積値の比較を行うことで、最適な保守方法及び保全方式を選定することができる。
As configured as above, the second embodiment provides the following effect (2).
(2) When the maintenance method or method is changed, the simulation means 27 calculates a time function of the predicted failure rate, a time function of the predicted maintenance cost, and a time function of the expected value of the failure restoration cost, and the accumulation evaluation means 28 calculates the accumulated failure rate value, the accumulated maintenance cost value, and the expected accumulated failure restoration cost value. Therefore, by comparing the above-mentioned time functions due to changes in the maintenance method or method and comparing the above-mentioned accumulated values, it is possible to select the optimal maintenance method and method.
[C]第3実施形態(図25)
図25は、第3実施形態に係る機器の信頼性及び保守費用予測装置における構成を示すブロック図である。この第3実施形態において第1実施形態と同様な部分については、第1実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
[C] Third embodiment (FIG. 25)
25 is a block diagram showing the configuration of an equipment reliability and maintenance cost prediction device according to the third embodiment. In the third embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description thereof will be simplified or omitted.
この図25に示す機器の信頼性及び保守費用予測装置30は、プラントや大規模輸送システムなどの設備における機器の保守方法や保全方式を適切に決定する際に、異なる保守方法、保全方式、及びその周期による違いを定量的に評価し、または複数の評価対象機器の故障率の予測の時間関数、保守費用の予測の時間関数、故障復旧費用の期待値の時間関数を比較し、または評価対象機器が属する系統もしくはシステムの信頼性と、評価対象機器が属する機種単位や担当区分における信頼性と、保守費用及び故障復旧費用とを予測するものであり、主に評価対象設定手段31及び累積評価手段32の構成が第1実施形態と異なる。
The equipment reliability and maintenance
評価対象設定手段31は、評価対象の複数の機器を指定して設定する。この際、当該機器の機種を含めた分類情報も必要に応じて入力する。ここで、指定した複数の評価対象機器のそれぞれに対して、シミュレーション手段20が、第1実施形態と同様の方法で故障率の予測の時間関数、及び保守費用の予測の時間関数を算出し、故障復旧費用の期待値の時間関数を算出(予測)する。 The evaluation target setting means 31 specifies and sets multiple devices to be evaluated. At this time, classification information including the model of the device is also input as necessary. Here, for each of the multiple devices to be evaluated that have been specified, the simulation means 20 calculates a time function of the predicted failure rate and a time function of the predicted maintenance cost in the same manner as in the first embodiment, and calculates (predicts) a time function of the expected value of the failure recovery cost.
シミュレーション手段20は累積評価手段32を備える。この累積評価手段32は、複数の各評価対象機器における故障率の予測の時間関数、保守費用の予測の時間関数、故障復旧費用の期待値の時間関数のそれぞれについて、時間軸を基準に重ね合わせて表示部21に表示させる。これにより、複数の評価対象機器の故障率や保守費用等の比較が可能になり、複数の評価対象機器に対して保守実施の優先順位の比較等が可能になる。
The simulation means 20 includes a cumulative evaluation means 32. This cumulative evaluation means 32 displays on the
また、累積評価手段32は、評価対象設定手段31にて設定された複数の各評価対象機器における保守費用の予測の時間関数、故障復旧費用の期待値の時間関数のそれぞれについて、時間軸を基準に合計を取ってもよい。これにより、プラント全体のカテゴリーや、あるセクションが担当する機器の全体といったカテゴリーで、保守費用及び故障復旧費用の期待値の予測が可能となる。 The cumulative evaluation means 32 may also take the sum, based on the time axis, of the time function of the predicted maintenance costs and the time function of the expected value of the failure recovery costs for each of the multiple evaluation target devices set by the evaluation target setting means 31. This makes it possible to predict the expected values of maintenance costs and failure recovery costs in categories such as the entire plant or all the devices managed by a certain section.
以上のように構成されたことから、本第3実施形態によれば、次の効果(3)を奏する。
(3)累積評価手段32は、評価対象設定手段31にて設定される複数の各評価対象機器において算出された故障率の予測の時間関数、保守費用の予測の時間関数、故障復旧費用の期待値の時間関数のそれぞれについて、時間軸を基準に重ね合わせて表示させ、また、複数の各評価対象機器における保守費用の予測の時間関数、故障復旧費用の期待値の時間関数のそれぞれについて、時間軸を基準に合計して表示させる。これにより、複数の評価対象機器に対して保守実施の優先順位を比較して設定することができると共に、複数の評価対象機器が含まれるプラント全体や複数の評価対象機器の全体についての保守費用を予測することができる。
As configured as above, the third embodiment provides the following effect (3).
(3) The cumulative evaluation means 32 displays the time function of the predicted failure rate, the time function of the predicted maintenance cost, and the time function of the expected value of the failure restoration cost calculated for each of the multiple evaluation target devices set by the evaluation target setting means 31, superimposed on the time axis as a reference, and also displays the time function of the predicted maintenance cost and the time function of the expected value of the failure restoration cost for each of the multiple evaluation target devices, summed up on the time axis as a reference. This makes it possible to compare and set the priority of maintenance implementation for the multiple evaluation target devices, and to predict the maintenance cost for the entire plant including the multiple evaluation target devices or for all of the multiple evaluation target devices.
[D]第4実施形態(図26~図29)
図26は、第4実施形態に係る機器の信頼性及び保守費用予測装置における構成を示すブロック図である。この第4実施形態において第1実施形態と同様な部分については、第1実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
[D] Fourth embodiment (FIGS. 26 to 29)
26 is a block diagram showing the configuration of an equipment reliability and maintenance cost prediction device according to the fourth embodiment. In the fourth embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description thereof will be simplified or omitted.
この図26に示す機器の信頼性及び保守費用予測装置40は、プラントや大規模輸送システムなどの設備における機器の保守方法や保全方式を適切に決定する際に、評価対象機器が属する上位概念であるシステム、系統、設備、プラントまたは大規模輸送システム全体(以下、これらをシステムと称する)の信頼性を評価するものであり、主に評価対象設定手段41、評価条件入力手段42及び累積評価手段43の構成が第1実施形態と異なる。
The equipment reliability and maintenance
評価対象設定手段41は、信頼性を評価したい上位概念のシステムのいずれかについて、それに属する複数の評価対象機器を指定して設定する。この際、当該機器の機種を含めた分類情報も必要に応じて入力する。また、プラント等においては、例えば設備台帳やEAMシステム等をもとに抜けのないように複数の機器を指定する。ここで指定した複数の評価対象機器に対して、シミュレーション手段20が、第1実施形態と同様の方法で、故障率の予測の時間関数を算出する。 The evaluation target setting means 41 specifies and sets multiple evaluation target devices belonging to one of the higher-level systems whose reliability is to be evaluated. At this time, classification information including the model of the device is also input as necessary. In addition, in a plant or the like, multiple devices are specified without omissions based on, for example, an equipment ledger or EAM system. For the multiple evaluation target devices specified here, the simulation means 20 calculates a time function of the predicted failure rate in the same manner as in the first embodiment.
評価条件入力手段42は、システムの信頼性の指標となる稼働率を計算するための計算式(システム信頼性評価式)を、シミュレーション手段20が備えた累積評価手段43に記憶させて設定する。この計算式は、複数の評価対象機器における故障率の予測の時間関数を入力としており、累積評価手段43は、上記計算式に従って、それぞれの時刻について稼働率の時間関数を計算する。複数の各評価対象機器における故障率の予測の時間関数をλ1(t)、λ2(t)、λ3(t)、λ4(t)・・・λn(t)としたとき、上記計算式は、これらのλ1(t)、λ2(t)、λ3(t)、λ4(t)・・・λn(t)を入力として、それらの加減乗除、係数倍、その他の関数を組み合わせたものである。例えば、信頼性工学の知識を用いることで、複数の各評価対象機器における故障率の予測の時間関数を組み合わせた計算式として、システム全体の信頼性(稼働率)を予測することが可能になる。 The evaluation condition input means 42 stores and sets a formula (system reliability evaluation formula) for calculating the availability rate, which is an index of the reliability of the system, in the cumulative evaluation means 43 provided in the simulation means 20. This formula takes the time function of the predicted failure rate of multiple evaluation target devices as an input, and the cumulative evaluation means 43 calculates the time function of the availability rate for each time according to the above formula. When the time functions of the predicted failure rate of each of the multiple evaluation target devices are λ1(t), λ2(t), λ3(t), λ4(t) ... λn(t), the above calculation formula takes these λ1(t), λ2(t), λ3(t), λ4(t) ... λn(t) as inputs, and combines them with addition, subtraction, multiplication, division, coefficient multiplication, and other functions. For example, by using knowledge of reliability engineering, it becomes possible to predict the reliability (availability) of the entire system as a calculation formula that combines the time functions of the predicted failure rates of each of the multiple evaluation target devices.
図27のように機器1、機器2、機器3が直列に接続され、それぞれが正常のときにシステムとして正常なシステムである場合には、ある時間tにおけるシステム全体の稼働率をR(t)とすると、R(t)=(1-λ1(t))(1-λ2(t))(1-λ3(t))となる。また、図28のように、機器1、機器2、機器3が並列に接続され、それぞれのいずれかひとつが正常なときにシステムとして正常なシステムである場合には、ある時間tにおけるシステム全体の稼働率をR1(t)とすると、R1(t)=1-λ1(t)λ2(t)λ3(t)となる。
As shown in Figure 27, when
このように第4実施形態では、信頼性工学の知識を実機に容易に取り込み、システムの信頼性(稼働率)を時間関数として評価することで、最適な保守をその実施時期も含めて検討することが可能になる。この概念を図29に示す。複数の各評価対象機器における故障率の予測の時間関数を入力として、システム全体の信頼性の指標である稼働率を出力とし、この稼働率の変化により保守リソース投入のタイミングを評価可能である。 In this way, in the fourth embodiment, by easily incorporating reliability engineering knowledge into the actual equipment and evaluating the system reliability (operation rate) as a function of time, it becomes possible to consider optimal maintenance, including the timing of its implementation. This concept is shown in Figure 29. The time function of the predicted failure rate for each of multiple devices to be evaluated is used as input, and the operation rate, which is an index of the reliability of the entire system, is used as output, and the timing of the input of maintenance resources can be evaluated based on changes in this operation rate.
以上のように構成されたことから、本第4実施形態によれば、次の効果(4)を奏する。
(4)評価条件入力手段42が、システムの信頼性の指標である稼働率を計算する計算式(システム信頼性評価式)を累積評価手段43に設定する。この累積評価手段43は、システム信頼性評価式に基づき、評価対象設定手段41により設定された複数の各評価対象機器における故障率の予測の時間関数を入力として、上記複数の評価対象機器により構成されるシステムの信頼性(稼働率)を時間関数として予測して評価している。このため、上記システムにおいて最適な保守をその実施時期も含めて検討することができる。
As configured as above, the fourth embodiment provides the following effect (4).
(4) The evaluation condition input means 42 sets a formula (system reliability evaluation formula) for calculating the availability rate, which is an index of the system reliability, in the cumulative evaluation means 43. This cumulative evaluation means 43 predicts and evaluates the reliability (availability rate) of a system constituted by the multiple evaluation target devices as a function of time, based on the system reliability evaluation formula, using as input a time function of the predicted failure rate of each of the multiple evaluation target devices set by the evaluation target setting means 41. This makes it possible to consider optimal maintenance for the system, including the timing of its implementation.
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができ、また、それらの置き換えや変更、組み合わせは、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, changes, and combinations can be made without departing from the gist of the invention. Furthermore, such substitutions, changes, and combinations are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention and its equivalents described in the claims.
10…機器の信頼性及び保守費用予測装置、11…評価対象設定手段、12…故障率入力手段、13…保守特性入力手段、14…費用入力手段、15…基本条件作成部、16…運転保守実績入力手段、17…運転保守予定入力手段、18…プロット手段、19…評価条件入力手段、20…シミュレーション手段、21…表示部、25…機器の信頼性及び保守費用予測装置、26…評価条件入力手段、27…シミュレーション手段、28…累積評価手段、30…機器の信頼性及び保守費用予測装置、31…評価対象設定手段、32…累積評価手段、40…機器の信頼性及び保守費用予測装置、41…評価対象設定手段、42…評価条件入力手段、43…累積評価手段 10...Equipment reliability and maintenance cost prediction device, 11...Evaluation target setting means, 12...Failure rate input means, 13...Maintenance characteristic input means, 14...Cost input means, 15...Basic condition creation unit, 16...Operation and maintenance performance input means, 17...Operation and maintenance schedule input means, 18...Plotting means, 19...Evaluation condition input means, 20...Simulation means, 21...Display unit, 25...Equipment reliability and maintenance cost prediction device, 26...Evaluation condition input means, 27...Simulation means, 28...Cumulative evaluation means, 30...Equipment reliability and maintenance cost prediction device, 31...Evaluation target setting means, 32...Cumulative evaluation means, 40...Equipment reliability and maintenance cost prediction device, 41...Evaluation target setting means, 42...Evaluation condition input means, 43...Cumulative evaluation means
Claims (16)
前記機器の故障形態ごとに故障の発生確率及び故障率の基準値を入力する故障率入力手段と、
前記機器の保守方法、保全方式、運転のそれぞれと前記故障率との関係を入力する保守特性入力手段と、
前記機器の予防保全に関する保守標準費用と前記機器に故障が発生したときの復旧に要する故障復旧標準費用を入力する費用入力手段と、
前記各入力手段から入力される各入力値を組み合わせて、前記機器の評価の基本条件を作成する基本条件作成部と、
前記機器の運転及び保守の実績を入力する運転保守実績入力手段と、
前記機器の運転及び保守の予定を入力する運転保守予定入力手段と、
前記機器の運転及び保守の前記実績と前記予定を時間的に配置するプロット手段と、
前記基本条件内の各値と、前記運転保守実績入力手段と前記運転保守予定入力手段にて入力された運転及び保守の前記実績と前記予定とを入力し、前記機器の運転及び保守の前記実績と前記予定に基づく前記機器の故障率の時間関数と、保守費用の時間関数を算出すると共に、故障復旧費用の期待値を時間関数として算出して時間的に配置するシミュレーション手段と、
前記機器の信頼性、保守費用及び故障復旧費用を評価する期間を指定すると共に、前記プロット手段にて時間的に配置された保守または運転の前記予定を変更し、更に、前記シミュレーション手段にて前記故障率の時間関数、前記保守費用の時間関数、前記故障復旧費用の期待値の時間関数が算出される際の前記基本条件を変更する評価条件入力手段と、
前記プロット手段で時間的に配置された保守及び運転の前記実績と前記予定、前記シミュレーション手段にて算出されて配置された前記故障率の時間関数、前記保守費用の時間関数、前記故障復旧費用の期待値の時間関数における少なくとも1つを時間的に表示する表示部と、を有して構成されたことを特徴とする機器の信頼性及び保守費用予測装置。 an evaluation target setting means for designating and setting devices to be evaluated for reliability, maintenance cost, and failure recovery cost in the facility;
a failure rate input means for inputting a reference value of a failure occurrence probability and a failure rate for each failure mode of the device;
a maintenance characteristic input means for inputting a relationship between each of the maintenance method, maintenance method, and operation of the equipment and the failure rate;
a cost input means for inputting a standard maintenance cost relating to preventive maintenance of the device and a standard failure recovery cost required for recovery when a failure occurs in the device;
a basic condition creating unit that creates basic conditions for evaluating the device by combining the input values input from the input means;
An operation and maintenance performance input means for inputting the operation and maintenance performance of the equipment;
An operation and maintenance schedule input means for inputting a schedule for operation and maintenance of the device;
a plotting means for plotting the actual results and the schedule of the operation and maintenance of the equipment in time;
a simulation means for inputting each value within the basic conditions and the operation and maintenance results and plans inputted via the operation and maintenance result input means and the operation and maintenance plan input means, and calculating a time function of the failure rate of the equipment and a time function of the maintenance cost based on the operation and maintenance results and plans of the equipment, and calculating an expected value of a failure restoration cost as a time function and allocating it in time;
an evaluation condition input means for specifying a period for evaluating the reliability, maintenance cost, and failure recovery cost of the equipment, changing the schedule of maintenance or operation arranged in time by the plotting means, and further changing the basic conditions when the time function of the failure rate, the time function of the maintenance cost, and the time function of the expected value of the failure recovery cost are calculated by the simulation means;
and a display unit that displays, over time, at least one of the results and plans of maintenance and operation arranged over time by the plotting means, the time function of the failure rate calculated and arranged by the simulation means, the time function of the maintenance cost, and the time function of the expected value of the failure restoration cost.
評価条件入力手段が、指定される条件に基づいて基本条件作成部にて作成された基本条件の値を変化させ、その値のそれぞれについてプロット手段が時間軸上のプロットを行い、その結果に基づきシミュレーション手段が、機器の故障率の予測の時間関数と保守費用の予測の時間関数と故障復旧費用の期待値の時間関数を算出して、それらの各時間関数を前記累積評価手段に出力し、
前記累積評価手段は、前記故障率の予測の時間関数と前記保守費用の予測の時間関数と前記故障復旧費用の期待値の時間関数を評価期間において積分して故障率累積値、保守費用累積値、故障復旧費用累積期待値を求め、これらの累積値とそのときの前記基本条件の値をセットとし、変化させた前記基本条件の値を軸として前記故障率累積値、前記保守費用累積値、前記故障復旧費用累積期待値の少なくとも1つをグラフに配置して表示部に重ねて表示させるよう構成されたことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の機器の信頼性及び保守費用予測装置。 The simulation means includes a cumulative evaluation means,
an evaluation condition input means for varying values of the basic conditions created by the basic condition creating unit based on the specified conditions, a plotting means for plotting each of the values on a time axis, and a simulation means for calculating a time function of a prediction of the equipment failure rate, a time function of a prediction of the maintenance cost, and a time function of an expected value of the failure restoration cost based on the result, and outputting each of these time functions to said cumulative evaluation means;
The equipment reliability and maintenance cost prediction device according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the cumulative evaluation means is configured to integrate a time function of the prediction of the failure rate, a time function of the prediction of the maintenance cost, and a time function of the expected value of the failure restoration cost over an evaluation period to obtain a cumulative failure rate value, a cumulative maintenance cost value, and a cumulative expected value of the failure restoration cost, set these cumulative values and the values of the basic conditions at that time as a set, and arrange at least one of the cumulative failure rate value, the cumulative maintenance cost value, and the cumulative expected value of the failure restoration cost on a graph with the changed value of the basic condition as an axis and display the graph superimposed on a display unit.
前記シミュレーション手段が備える累積評価手段は、複数の前記機器における前記故障率の予測の時間関数、前記保守費用の予測の時間関数、前記故障復旧費用の期待値の時間関数のそれぞれについて、時間軸を基準に重ね合わせて表示部に表示させるよう構成されたことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の機器の信頼性及び保守費用予測装置。 the evaluation target setting means sets a plurality of devices, and the simulation means calculates a time function of a prediction of a failure rate, a time function of a prediction of a maintenance cost, and a time function of an expected value of a failure restoration cost for the plurality of devices;
The equipment reliability and maintenance cost prediction device according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the cumulative evaluation means provided in the simulation means is configured to display on a display unit, the time function of the predicted failure rate for a plurality of the equipment, the time function of the predicted maintenance cost, and the time function of the expected value of the failure recovery cost, superimposed on a time axis.
前記シミュレーション手段が備える累積評価手段は、複数の前記機器における前記保守費用の予測の時間関数、前記故障復旧費用の期待値の時間関数のそれぞれについて、時間軸を基準に合計して表示部に表示させるよう構成されたことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の機器の信頼性及び保守費用予測装置。 The evaluation target setting means sets a plurality of devices, and the simulation means calculates a time function of a predicted maintenance cost and a time function of an expected value of a failure restoration cost for the plurality of devices,
The equipment reliability and maintenance cost prediction device according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the cumulative evaluation means provided in the simulation means is configured to sum up the time function of the predicted maintenance costs for a plurality of the equipment and the time function of the expected value of the failure recovery costs based on a time axis and display the sum on a display unit.
前記累積評価手段は前記計算式に従って、前記機器の故障率の予測の時間関数を入力とした演算結果である稼働率の時間関数を算出し、この稼働率の時間関数を表示部に表示させるよう構成されたことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の機器の信頼性及び保守費用予測装置。 the evaluation target setting means sets a plurality of devices, and the evaluation condition input means sets a calculation formula having a time function of a prediction of a failure rate of the plurality of devices as an input to a cumulative evaluation means provided in a simulation means;
The equipment reliability and maintenance cost prediction device according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the cumulative evaluation means is configured to calculate a time function of an availability rate, which is a calculation result using a time function of the predicted failure rate of the equipment as an input, in accordance with the calculation formula, and to display the time function of the availability rate on a display unit.
前記機器の故障形態ごとに故障の発生確率及び故障率の基準値を故障率入力手段が入力する故障率入力ステップと、
前記機器の保守方法、保全方式、運転のそれぞれと前記故障率との関係を保守特性入力手段が入力する保守特性入力ステップと、
前記機器の予防保全に関する保守標準費用と前記機器に故障が発生したときの復旧に要する故障復旧標準費用を費用入力手段が入力する費用入力ステップと、
基本条件作成部が、前記各入力ステップから入力される各入力値を組み合わせて、前記機器の評価の基本条件を作成する基本条件作成ステップと、
前記機器の運転及び保守の実績を運転保守実績入力手段が入力する運転保守実績入力ステップと、
前記機器の運転及び保守の予定を運転保守予定入力手段が入力する運転保守予定入力ステップと、
前記機器の運転及び保守の前記実績と前記予定をプロット手段が時間的に配置するプロットステップと、
シミュレーション手段が、前記基本条件内の各値と、前記運転保守実績入力ステップと前記運転保守予定入力ステップにて入力された運転及び保守の前記実績と前記予定とを入力し、前記機器の運転及び保守の前記実績と前記予定に基づく前記機器の故障率の時間関数と、保守費用の時間関数を算出すると共に、故障復旧費用の期待値を時間関数として算出して時間的に配置するシミュレーションステップと、
評価条件入力手段が、前記機器の信頼性、保守費用及び故障復旧費用を評価する期間を指定すると共に、前記プロットステップにて時間的に配置された保守または運転の前記予定を変更し、更に、前記シミュレーションステップにて前記故障率の時間関数、前記保守費用の時間関数、前記故障復旧費用の期待値の時間関数が算出される際の前記基本条件を変更する評価条件入力ステップと、
前記プロットステップで時間的に配置された保守及び運転の前記実績と前記予定、前記シミュレーションステップにて算出されて配置された前記故障率の時間関数、前記保守費用の時間関数、前記故障復旧費用の期待値の時間関数における少なくとも1つを表示部が時間的に表示する表示ステップと、を有して構成されたことを特徴とする機器の信頼性及び保守費用予測方法。 an evaluation target setting step in which an evaluation target setting means designates and sets a device to be the target of evaluation of reliability, maintenance cost, and failure recovery cost in the facility;
a failure rate input step in which a failure rate input means inputs a reference value of a failure occurrence probability and a failure rate for each failure mode of the device;
a maintenance characteristic input step in which a maintenance characteristic input means inputs a relationship between each of the maintenance method, maintenance method, and operation of the equipment and the failure rate;
a cost input step in which a cost input means inputs a standard maintenance cost related to preventive maintenance of the device and a standard failure recovery cost required for recovery when a failure occurs in the device;
a basic condition creating step in which a basic condition creating unit creates basic conditions for evaluating the device by combining each input value input from each input step;
An operation and maintenance performance input step in which operation and maintenance performance input means inputs the operation and maintenance performance of the equipment;
An operation and maintenance schedule input step in which an operation and maintenance schedule input means inputs an operation and maintenance schedule for the equipment;
a plotting step in which a plotting means arranges the actual results and the schedule of the operation and maintenance of the equipment in time;
a simulation step in which a simulation means inputs each value within the basic conditions and the operation and maintenance results and the plan input in the operation and maintenance result input step and the operation and maintenance plan input step, calculates a time function of the failure rate of the equipment based on the operation and maintenance results and the plan of the equipment, and a time function of the maintenance cost, and calculates an expected value of a failure restoration cost as a time function and arranges them in time;
an evaluation condition input step in which an evaluation condition input means specifies a period for evaluating the reliability, maintenance cost, and failure recovery cost of the equipment, changes the schedule of maintenance or operation arranged in time in the plot step, and further changes the basic conditions when the time function of the failure rate, the time function of the maintenance cost, and the time function of the expected value of the failure recovery cost are calculated in the simulation step;
a display step in which a display unit displays, over time, at least one of the results and plans of maintenance and operation arranged over time in the plot step , the time function of the failure rate calculated and arranged in the simulation step, the time function of the maintenance cost, and the time function of an expected value of the failure restoration cost.
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