JP2010073121A - プラント機器の補修工事スケジュール作成方法、および、補修工事スケジュール作成システム - Google Patents

Abstract

【課題】耐用年数の経過のみならず機器の重要度も加味したリスクを基づいた補修工事のスケジュールを直感的にわかりやすく表示し、補修工事のスケジュールの作成を支援する。
【解決手段】リスクマトリックスに基づいた補修工事の対象となる機器ごとに、その補修工事年度ごとに、リスクレベルの対応を示すテーブルを保持しておき、そのテーブルにと基づき、補修工事スケジュールを作成するときに、補修工事スケジュール表上に、各機器とその補修工事年度が対応するブロックについて、リスクレベルを色分けして表示する。また、補修工事の対象となる機器ごとに、補修工事推奨期間を示すテーブルを保持しておき、そのテーブルに基づき補修工事推奨期間だけ、ブロックを色分けして表示する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、プラント機器の補修工事スケジュール作成方法、および、補修工事スケジュール作成システムに係り、特に、原子力発電所のように定期点検があり、その定期点検のスケジュールを勘案し、補修工事のスケジュールを調整可能な空調設備などの補助的な機器の補修工事に用いて好適な補修工事スケジュール作成方法、および、補修工事スケジュール作成システムに関する。

原子力発電所などは、大量のプラント機器が存在し、それらの機器に対して、適切な時期に補修工事をおこなうことが必要になる。プラント機器の補修工事、部品の取り換えなどの計画には、コンピュータによるスケジュール作成がおこなわれる。

例えば、特許文献１には、部品の寿命により部品の交換計画をおこなう技術が開示されている。

特開２００５−２４０７７６号公報

上記特許文献１は、部品の寿命により発電所の部品を管理し、複数の電力発電所で効率的に部品の運用をおこなうことを目指している。

しかしながら、プラントにおいては、同機種であっても属する系統によって重要度が異なり、所定の耐用年数で取り換えるだけではなく、対象のプラント機器が故障した際の被害の大きさを考慮した上で補修工事のスケジュールを立てることが必要であるという問題点がある。このような重要な機器の場合には、所定の使用の割合に達する前に交換する可能性もある。上記特許文献１は、このようにリスクを考慮したスケジュールの作成をおこなうことはできなかった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、その目的は、補修工事スケジュール作成システムにおいて、耐用年数の経過のみならず機器の重要度も加味したリスクを基づいた補修工事のスケジュールを直感的にわかりやすく表示し、補修工事のスケジュールの作成を支援することにある。

本発明では、リスクマトリックスを用いたリスクベースメインテナンス（ＲＢＭ）の管理手法を前提とする。本発明では、リスクマトリックスに基づいた補修工事の対象となる機器ごとに、その補修工事年度ごとに、リスクレベルの対応を示すテーブルを保持しておき、そのテーブルに基づき、補修工事スケジュールを作成するときに、補修工事スケジュール表上に、各機器とその補修工事年度が対応するブロックについて、リスクレベルを色分けして表示する。

また、補修工事の対象となる機器ごとに、補修工事推奨期間を示すテーブルを保持しておき、そのテーブルに基づき、ブロックを補修工事推奨期間だけ色分けして表示する。

本発明によれば、耐用年数の経過のみならず機器の重要度も加味したリスクを基づいた補修工事のスケジュールを直感的にわかりやすく表示し、補修工事のスケジュールの作成を支援することのできる補修工事スケジュール作成システムを提供することができる。

以下、本発明の一実施形態を、図１ないし図１５を用いて説明する。
先ず、図１を用いて本発明の一実施形態に係るプラント機器の補修工事スケジュール作成システムのハードウェア構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るプラント機器の補修工事スケジュール作成システムのハードウェア構成図である。

本発明の一実施形態に係る機器の補修工事スケジュール作成システムのハードウェア構成としては、例えば、図１に示されるような一般的なパーソナルコンピュータ１００で実現される。

パーソナルコンピュータ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、主記憶装置１０２、ネットワークＩ／Ｆ１０３、グラフィックＩ／Ｆ１０４、入出力Ｉ／Ｆ１０５、補助記憶装置Ｉ／Ｆ１０６が、バスにより結合された形態になっている。

ＣＰＵ１０１は、パーソナルコンピュータ１００の各部を制御し、主記憶装置１０２にスケジュール作成プログラム６０をロードして実行する。

主記憶装置１０２は、通常、ＲＡＭなどの揮発メモリで構成され、ＣＰＵ１０１が実行するスケジュール作成プログラム６０、参照するデータが記憶される。

ネットワークＩ／Ｆ１０３は、外部ネットワーク５０と接続するためのインタフェースである。

グラフィックＩ／Ｆ１０４は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示装置２０を接続するためのインタフェースである。

入出力Ｉ／Ｆ１０５は、入出力装置を接続するためのインタフェースである。図１の例では、キーボード３１とポインティングデバイスのマウス３２が接続されている。

補助記憶装置Ｉ／Ｆ１０６は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）４１やＤＶＤドライブ（Digital Versatile Disk）４２などの補助記憶装置を接続するためのインタフェースである。

ＨＤＤ４１は、大容量の記憶容量を有しており、本実施形態を実行するためのプログラム６０と、データベース７０が格納されている。

ＤＶＤドライブ４２は、ＤＶＤやＣＤなどの光学ディスクにデータを書き込んだり、光学ディスクからデータを読み込んだりする装置である。

次に、図２を用いて本発明の一実施形態に係るプラント機器の補修工事スケジュール作成システムのソフトウェア構成について説明する。
図２は、本発明の一実施形態に係るプラント機器の補修工事スケジュール作成システムのソフトウェア構成図である。

図１に示したスケジュール作成プログラムは、図２に示されるように、リスク経時変化解析モジュール６１０、リスク経時変化の工程表への表示モジュール６２０、定期点検工程表示モジュール６３０、補修工事工程調整モジュール６４０、年度別予算表示モジュール６５０からなる。

リスク経時変化解析モジュール６１０は、各種データベースから必要な各プラント機器の情報を読み込み、各プラント機器のリスクの経時変化を解析するモジュールである。

リスク経時変化の工程表への表示モジュール６２０は、リスク経時変化解析モジュール６１０で解析した各プラント機器のリスクの経時変化に基づき、補修工事の工程表を表示するためのモジュールである。

定期点検工程表示モジュール６３０は、プラントの定期点検に関する工程を表示するモジュールである。プラントの定期点検のスケジュールは、予め外部からデータベースとして渡されるものとする。

本実施形態では、プラント機器に定期点検のある機器と、その定期点検に応じて補修工事のスケジュールを作成することのできる周辺の機器があることを想定している。例えば、原子力発電所では、定期点検のある機器は、原子炉やその他の発電に関する主要設備を構成する機器であり、周辺の機器とは、原子力発電所の空調設備などである。

補修工事工程調整モジュール６４０は、補修工程を合理化して複数の工程を、一つの工程にまとめた工程にしたり、補修工程を定期点検のときにするように調整するためのモジュールである。

年度別予算表示モジュール６５０は、スケジュールを実行した場合の年度別の予算を、表やグラフとして表示するためのモジュールである。

次に、図３を用いてプラント機器に対するリスクベースメインテナンス管理手法とリスクマトリックスについて説明する。
図３は、リスクマトリックス上の機器の経年変化を表す図である。

本実施形態のプラント機器は、リスクベースメインテナンス（ＲＢＭ）の管理手法により、管理されているものとする。リスクベースメンテナンスとは、機器に対して損傷が発生する確率と損傷に伴う損失の大きさの積（リスク）をできるだけ小さくすることを目標とするメンテナンスの考え方である。ＲＢＭでよく使われるのが、図３に示されるリスクマトリックスである。

リスクマトリックスの縦軸には、機器に対する故障、損傷の起こりやすさがとられる。この図の例では、それを機器の劣化度として表現している。劣化度とは、各々の機器に対して、（使用年数／耐用年数）×１００％で算出することができる。

リスクの横軸には、その機器が故障したときの被害の大きさがとられる。被害の大きさとは、修理にかかる費用、その機器の属する系統への影響度、その機器の機能、故障したときの停止期間などを総合的に勘案し、定量的に評価されているものとする。

この図３に示されたリスクマトリックスは、４段階のリスクレベルに分割されており、右上に区分された領域に属する機器がリスクが大きいレベルに属していることになる。例えば、図３（ａ）の２００８年のリスクマトリックスでは、機器（Ａ）は、リスクレベルIVに属しており、それより、リスクの低いリスクレベルIIIには、機器（Ｃ）が属している。さらに、リスクレベルIIには、機器（Ｅ）、（Ｄ）、（Ｂ）が属しており、一番、リスクの低いレベルIには、機器（Ｆ）が属している。

ここで、劣化度は、耐用年数に対する使用年数の割合で計算されるものであり、使用年数が大きくなると増加するために、各機器のリスクは、時間の経過にしたがって上昇する。そのために、図３（ｂ）、（ｃ）に示されるように、時間の経過にしたがってリスクマトリックスが変化する。

図３（ｂ）の２００９年のリスクマトリックスでは、リスクレベルIIIに機器（Ｃ）と、機器（Ｄ）が属することになり、２０１０年のリスクマトリックスでは、リスクレベルIIIに機器（Ｃ）と、機器（Ｄ）と、機器（Ｂ）が属することになる。ここで、リスクレベルIVと、リスクレベルIIIの機器が、補修工事が必要な機器あるとすると、２００８年には、機器（Ａ）と、機器（Ｃ）が補修工事が必要であったのが、２００９年には、機器（Ａ）と、機器（Ｃ）と、機器（Ｄ）が補修工事が必要になる。さらには、２０１０年には、機器（Ａ）と、機器（Ｃ）と、機器（Ｄ）と、機器（Ｂ）が補修工事が必要になる。このように、リスクマトリックスにより、各機器のリスクレベルの上昇と、年度別の補修工事の必要性が把握しやすくなる。

次に、図４ないし図８を用いて本発明の補修工事スケジュール作成システムに用いられるデータ構造について説明する。
図４は、リスクマトリックス表現テーブルの一例を示す図である。
図５は、機器リスクレベル対応テーブルの一例を示す図である。
図６は、リスクレベルと補修工事推奨期間の対応テーブルを示す図である。
図７は、補修工程テーブルの一部を示す図である。
図８は、定期点検スケジュールテーブルの一例を示す図である。

リスクマトリックス表現テーブルは、図４に示されるように、リスクを表現するためのテーブルであり、領域ごとに、リスクレベルと、劣化度の下限と上限、被害の大きさの下限と上限が定められている。

機器とリスクレベル対応テーブルは、図５に示されるように、機器ごとに、そのリスクレベルと、対応するリスクマトリックスの年度を表現するテーブルである。年度のフィールドには、複数の年度を持てるものとする。例えば、一番上のレコードは、年度が、２００８、２００９、２０１０のときの、機器（Ａ）のリスクレベルは、IVであることを示している。

リスクレベルと補修工事推奨期間の対応テーブルは、図６に示されるように、リスクレベルとそのリスクレベルに該当している機器に対しての補修工事推奨期間を示すテーブルである。

本実施形態では、リスクレベルが、IとIIの機器に対しては、補修工事を推奨せず、リスクレベルが、IIIの機器に対しては、補修工事推奨期間を、５年、それより、よりリスクの高いリスクレベルが、IVの機器に対しては、補修工事推奨期間を、２年としている。

補修工程テーブルは、図７に示されるように、対象となる機器と、作業工程、のべ人数、開始日、終了日からなっている。開始日、終了日は、対象となる機器に関連する工程が始まった日からの相対日とする。

また、対象となる機器が異なる補修機器に対して、それらを合成した工程を作ることができる。例えば、機器（Ｃ）の作業６と、機器（Ｄ）の作業６とは、ともに搬入工程で、それらを同時におこなった方が、合理的なときには、のべ人数は、二つの工程で、２１×２人かかっていたものが、３０人に減らすことができる。なお、作業の開始日、終了日の基準は、例えば、合成工程の最初に記述した機器（Ｃ）の工程と決めればよい。

定期点検スケジュールテーブルは、図８に示されるように、年度ごとの定期点検のスケジュールを保持している。

次に、図９ないし図１５を用いて本発明の一実施形態に係る補修工事スケジュール作成システムの処理について説明する。
図９は、本発明の一実施形態に係る補修工事スケジュール作成システムの処理の概要を示すフローチャートである。
図１０は、補修工事工程作成の様子を示す図である。
図１１は、補修工事スケジュールを作成するときの補修工事スケジュール表を示す図である。
図１２は、補修工事工程を合理化するときの様子を示す図である。
図１３は、予算と人員の山積みグラフを示す図である。
図１４は、緊急保全による費用増大の警告の表示をおこなう様子を示す図である。
図１５は、予算の平準化候補を示す表示の図である。

先ず、補修工事スケジュール作成をおこなうために、補修の対象となりうる機器のごとのリスク経時変化のシミュレーションをおこなう（Ｓ１００）。補修工事計画を作成する対象の期間、機器の被害の大きさ、過去の取替実績や劣化状態などを考慮して、図４ないし図６に示すデータ構造を持つテーブルを作成し、補修工事の対象となる機器、リスクマトリックス、リスクレベルごとの補修推奨期間を明らかにする。このステップの処理は、リスク経時変化解析モジュール６１０がＣＰＵ１０１により実行されることによりおこなわれる。

次に、Ｓ１００で補修工事の対象となる機器の補修工事の計画を作成し（Ｓ２００）、各補修計画対象機器ごとに、図１０に示されるように、各作業工程、業者、人数を割り当てる。この図１０では、表示装置上に、補修工事の工程の情報を表示している様子を示している。例えば、図１０の６番目の項目は、補修工事の対象機器がＡの関連工程の作業６に対して、のべ人数が、２１人で、作業１が始まった８日目から１０目に、７人ずつで作業をおこなうことを示している。

次に、補修工事スケジュールを作成する（Ｓ３００）。補修工事スケジュールを作成するにあたっては、図５に示したような補修計画対象機器ごとに、リスクマトリックスに従ったリスクレベル、また、図６に示したようなリスクレベルごとの補修工事推奨期間が参照される。また、図８に示したような定期点検工程に関する情報も参照される。

補修工事スケジュール作成システムでは、補修工事スケジュールを作成するときには、図１１に示したような補修工事スケジュール表を、表示装置に表示する。補修工事スケジュール表を表示する際には、リスク経時変化の工程表への表示モジュール６２０がＣＰＵ１０１により実行される。

補修工事スケジュール表は、定期点検の工程スケジュールと補修工事の工程スケジュールが並列して表示されている。補修工事の工程スケジュールでは、各補修工事の対象となる機器ごとに、リスクマトリックスに基づいたリスクレベルが色分けして表示される。

この補修工事スケジュール表は、行方向に、補修工事の機器が表現され、列方向に、補修工事をおこなう年度が表現されている。そして、補修工事の機器ごとに、補修工事をおこなう年度がブロックとして示されており、そのブロック内に補修工事期間を矩形として示される。また、補修工事の機器と、補修工事をおこなう年度に対応するリスクレベルを識別しうるように、ブロックが色分けして、表示される。

この例では、赤のリスクレベルIVと、オレンジのリスクレベルIIIが、補修工事推奨としてが定められているリスクレベルなので、それらのリスクレベルの機器の該当年度が色づけして、表示する対象となる。例えば、機器（Ａ）の２００８年度、２００９年度は、リスクレベルIVであり、スケジュール表上で、赤で表示される。機器（Ａ）が、２００８年度に初めて、リスクレベルIVに属するようになったとすると、補修工事推奨期間は、２年なので、２００８年度と、２００９年度がリスクレベルIVの赤で、表示される。機器（Ｂ）の場合には、２０１０年度に、初めて、リスクレベルIIIのオレンジ色で表示される。リスクレベルIIIの補修工事推奨期間は、５年なので、図には示していないが、２０１０年度から２０１４年度までが、オレンジ色で表示される。ただし、その間に、リスクレベルが変化したときには、変化したリスクレベルが優先して、新しいリスクレベル（リスクレベルが高い）による色づけにより、表示される。

また、補修工事の期間は、定期点検を考慮して定めることが望ましい。例えば、機器（Ｂ）が、定期点検工程と同時に補修可能な機器であり、補修工事と定期点検を同時にやることが望ましいときには、２０１０年度の補修工事期間を、定期点検の工程と重ねあわせておこなうことにしてもよい。これは、例えば、図１１に示されるように、２０１０年度の補修工事期間をあらわす矩形を、マウスなどのポインティングデバイスにより、ドラッグするようなユーザインターフェイスを提供するようにして、スケジュール作成の支援をおこなえるようにする。なお、定期点検の工程を表示するために、定期点検工程表示モジュール６３０が使われる。

次に、各機器の補修工程の合理化をおこなう（Ｓ４００）。例えば、図１２に示されるように、補修対象の機器（Ｃ）の作業工程６と、機器（Ｄ）の作業工程６が共に、機器の補修部品などを搬入する工程であり、結合して一つの工程することが合理的であるときには、合理化した工程を作成し、図７に示される補修工程テーブルのデータに従って、のべ人数や補修工程の実施時期を定めることができる。この例では、新たに合理化した作業工程６′により、作業にかかる人数の合理化をおこなことができる。このステップの処理は、補修工事工程調整モジュール６４０がＣＰＵ１０１により実行されることによりおこなわれる。

次に、これまでの作成してきた補修工程のスケジュールに基づいて、予算・人員の山積み表示、緊急保全費用の表示をおこなう（Ｓ５００）。予算の表示は、図１３（ａ）に示されるように、各年度の補修工事の予算を棒グラフとして積み上げて表示する。また、各年度の予算に目標があり、各年度の予算が平準化するのが望ましいときには、それについての警告を表示するようにしてもよい。例えば、図１５に示される例では、各年度の補修工事予算目標が、１億９千万円から２億５千万円のときに、２０１０年が予算未達のために、警告を表示している。この年度別の予算表示のために、年度別予算表示モジュール６５０がＣＰＵ１０１により実行される。

また、図１３（ｂ）に示すように、業者ごとに、各年度の人員の山積みの表示をおこない、人員の確保のために参照することができる。

緊急保全費用とは、緊急に機器の保全をしなければならないときに、発生する費用のことである。補修工事推奨期間内に補修をしないときには、緊急保全費用を払わなければならないという危険が増大する。図１４の例では、機器（Ａ）が、補修工事推奨期間内の２００９年内に補修工事をおこなわないときには、相応の緊急保全費用が発生することを示している。

予算・人員の平準化や、緊急保全費用機器の低減ができているかをチェックし（Ｓ６００）、目標が達成されたときには、補修工事スケジュール作成は、完了し（Ｓ７００）、目標が達成されないときには、Ｓ３００に戻り、補修工事スケジュールを再作成する。

本発明の一実施形態に係るプラント機器の補修工事スケジュール作成システムのハードウェア構成図である。 本発明の一実施形態に係るプラント機器の補修工事スケジュール作成システムのソフトウェア構成図である。 リスクマトリックス上の機器の経年変化を表す図である。 リスクマトリックス表現テーブルの一例を示す図である。 機器とリスクレベル対応テーブルの一例を示す図である。 リスクレベルと補修工事推奨期間の対応テーブルを示す図である。 補修工程テーブルの一部を示す図である。 定期点検スケジュールテーブルの一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る補修工事スケジュール作成システムの処理の概要を示すフローチャートである。 補修工事工程作成の様子を示す図である。 補修工事スケジュールを作成するときの補修工事スケジュール表を示す図である。 補修工事工程を合理化するときの様子を示す図である。 予算と人員の山積みグラフを示す図である。 緊急保全による費用増大の警告の表示をおこなう様子を示す図である。 予算の平準化候補を示す表示の図である。

符号の説明

１００…パーソナルコンピュータ、１０１…ＣＰＵ（Central Processing Unit）、１０２…主記憶装置、１０３…ネットワークＩ／Ｆ、１０４…グラフィックＩ／Ｆ、１０５…入出力Ｉ／Ｆ、１０６…補助記憶装置Ｉ／Ｆ。

３１…キーボード、３２…マウス、４１…ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、４２…ＤＶＤドライブ（Digital Versatile Disk）、５０…外部ネットワーク、６０…スケジュール作成プログラム、７０…データベース。

Claims (8)

1. コンピュータにより実行されるプラント機器の補修工事スケジュール作成方法において、
   前記コンピュータは、ＣＰＵと、記憶装置と、表示装置とを有し、
   前記記憶装置は、補修工事の機器と、補修工事をおこなう年度ごとに、リスクレベルを定める機器リスクレベル対応テーブルを保持し、
   前記ＣＰＵにより前記機器リスクレベル対応テーブルに基づき演算することにより、スケジュール表の行方向に、補修工事の機器を表現し、列方向に、補修工事をおこなう年度を表現して、補修工事の機器ごとに、補修工事をおこなう年度をブロックとして示すスケジュール表上に、前記ブロック内に補修工事期間を矩形として示し、前記ブロックについて、前記補修工事の機器と、前記補修工事をおこなう年度に対応するリスクレベルを識別しうるように、前記表示装置に表示することを特徴とする補修工事スケジュール作成方法。
2. 前記リスクレベルの表示は、リスクレベルごとに定められた色分け表示であることを特徴とする請求項１記載の補修工事スケジュール作成方法。
3. さらに、前記記憶装置は、リスクレベルと補修工事推奨期間の対応テーブルを保持し、
   前記リスクレベルの表示は、前記リスクレベルと補修工事推奨期間の対応テーブルに基づき、補修工事の機器ごと定められた補修工事推奨期間だけリスクレベルごとに定められた色分け表示をすることを特徴とする請求項２記載の補修工事スケジュール作成方法。
4. 前記補修工事の機器と同じ行方向に、定期点検工程を表現し、定期点検工程の期間を矩形として、年度ごとに対比して表示することを特徴とする請求項１記載の補修工事スケジュール作成方法。
5. コンピュータにより実行されるプラント機器の補修工事スケジュール作成システムにおいて、
   前記コンピュータは、ＣＰＵと、記憶装置と、表示装置とを有し、
   前記記憶装置は、補修工事の機器と、補修工事をおこなう年度ごとに、リスクレベルを定める機器リスクレベル対応テーブルを保持し、
   前記ＣＰＵにより前記機器リスクレベル対応テーブルに基づき演算することにより、スケジュール表の行方向に、補修工事の機器を表現し、列方向に、補修工事をおこなう年度を表現して、補修工事の機器ごとに、補修工事をおこなう年度をブロックとして示すスケジュール表上に、前記ブロック内に補修工事期間を矩形として示し、前記ブロックについて、前記補修工事の機器と、前記補修工事をおこなう年度に対応するリスクレベルを識別しうるように、前記表示装置に表示することを特徴とする補修工事スケジュール作成システム。
6. 前記リスクレベルの表示は、リスクレベルごとに定められた色分け表示であることを特徴とする請求項５記載の補修工事スケジュール作成システム。
7. さらに、前記記憶装置は、リスクレベルと補修工事推奨期間の対応テーブルを保持し、
   前記リスクレベルの表示は、前記リスクレベルと補修工事推奨期間の対応テーブルに基づき、補修工事の機器ごと定められた補修工事推奨期間だけリスクレベルごとに定められた色分け表示をすることを特徴とする請求項２記載の補修工事スケジュール作成システム。
8. 前記補修工事の機器と同じ行方向に、定期点検工程を表現し、定期点検工程の期間を矩形として、年度ごとに対比して表示することを特徴とする請求項５記載の補修工事スケジュール作成システム。

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