JP2020181231A - 保全リコメンドシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、検査の途中でタイムリーに検査項目を提示し、故障モードの特定精度を向上させ、早期に故障モードを特定し、また、故障の内容の調査時間を短縮し、機器の故障から復帰までの時間を短縮する保全リコメンドシステムを提供する。【解決手段】本発明の保全リコメンドシステムは、入力される検査結果を記憶する一次記憶部と、一次記憶部に記憶される検査結果に基づいて、故障モードの確率を算出する故障モード確率算出部と、未検査の検査項目から検査スコアが最小になる検査項目を取り出す検査項目探索部と、全検査項目から故障モードの候補及び検査項目の候補を絞り込むメインルーチン演算部と、を有することを特徴とする。【選択図】 図1

Description

本発明は、保全リコメンドシステムに関する。
機器を稼働させるためには、機器の保守が必須である。特に、機器が故障した際には、迅速に故障の内容を調査し、その故障を処置し、機器を再稼働する(復帰させる)ことが要求される。そして、機器の故障の内容を調査する際には、機器の各部を検査し、故障を起こしている機器の各部の状態である故障モードを特定することが重要である。
こうした本技術分野の背景技術として、特開2007−193456号公報(特許文献1)がある。この特許文献1には、人と機械との協調型診断において、人と機械との作業分担および作業順序を最適化する工程管理装置(要因推定装置)が記載されている。更に、この特許文献1には、確信度予測変化量演算部にて、着目未入力条件に特徴量が設定された状態の確信度である確信度予測値と現時点の確信度との差を各不良要因について求め、その差を、入力効果値演算部にて、ユーザが着目未入力条件に対応する特徴量を決定し、入力するために必要とするコストであるユーザコストと、着目未入力条件に対応する特徴量を検査結果データに基づいて算出するために必要とするコストである機械コストと、の小さい方で割って算出する着目未入力条件の入力効果値を未入力条件毎に求め、入力効果値が最大となる未入力条件を決定する入力項目選択部を備える工程管理装置が記載されている(要約参照)。
特開2007−193456号公報
特許文献1に記載される要因推定装置は、確信度予測値と現時点の確信度との差を各不良要因について求め、着目未入力条件の入力効果値を未入力条件毎に求めるものである。このように、特許文献1では、一連の各不良要因(検査項目)が求められ、一連の検査項目を、一回のみ、提示するものである。
しかし、実際には、機器の各部の検査項目、例えば、検査項目1〜10の検査を実行する過程において、過去の検査結果から、既に検査が十分であると判断でき、検査を途中で中止する場合がある。また、例えば、検査項目1〜3までの検査結果から、最初に提示された検査項目4〜10とは別の検査項目の検査を実行する方が好ましいと判断でき、この別の検査項目の検査を実行することにより、故障モードの推定精度が上昇し、早期に故障モードを特定することができる場合がある。
そこで、本発明は、検査の途中でタイムリーに検査項目を提示し、故障モードの特定精度を向上させ、早期に故障モードを特定し、また、故障の内容の調査時間を短縮し、機器の故障から復帰までの時間を短縮する保全リコメンドシステムを提供する。
上記課題を解決するため、本発明の保全リコメンドシステムは、入力される検査結果を記憶する一次記憶部と、一次記憶部に記憶される検査結果に基づいて、故障モードの確率を算出する故障モード確率算出部と、未検査の検査項目から検査スコアが最小になる検査項目を取り出す検査項目探索部と、全検査項目から故障モードの候補及び検査項目の候補を絞り込むメインルーチン演算部と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、検査の途中でタイムリーに検査項目を提示し、故障モードの特定精度を向上させ、早期に故障モードを特定し、また、故障の内容の調査時間を短縮し、機器の故障から復帰までの時間を短縮する保全リコメンドシステムを提供することができる。
なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、下記の実施例の説明により明らかにされる。
本実施例を説明する全体構成図である。 本実施例に記載する検査項目確率テーブル185のデータ構造を説明する説明図である。 本実施例に記載する故障モード確率テーブル160のデータ構造を説明する説明図である。 本実施例に記載する検査コストツリー180のデータ構造を説明する説明図である。 本実施例に記載する故障モードリスクテーブル170のデータ構造を説明する説明図である。 本実施例に記載する一次記憶部155のデータ構造を説明する説明図である。 本実施例に記載する処理内容のメインルーチンを説明するフローチャート図である。 本実施例に記載する処理内容のサブルーチン(SUB01)を説明するフローチャート図である。 本実施例に記載する処理内容のサブルーチン(SUB02)を説明するフローチャート図である。 本実施例に記載する表示部105が表示する初期情報入力を説明する説明図である。 本実施例に記載する表示部105が表示する検査項目候補と故障モード候補を説明する説明図である。 本実施例に記載する表示部105が表示する検査結果入力を説明する説明図である。 本実施例に記載する表示部105が表示する検査項目候補と故障モード候補との更新を説明する説明図である。 本実施例に記載するアルゴリズムを説明する説明図である。
以下、本発明の実施例を、図面を使用して説明する。なお、同一又は類似の構成には、同一の符号を付し、説明が重複する場合には、その説明を省略する場合がある。
図1は、本実施例を説明する全体構成図である。
本実施例に記載する保守リコメンドシステムは、機器104の保守を支援するものであり、機器104の故障に際して、その故障モードを特定するため、検査部位をリコメンドするものである。そして、更に、その検査結果から故障モードを推定するものである。
ここで、機器104とは、定期的に保守が必要なものであり、例えば、発電機器、建設機器、医療機器、情報機器など、定期的に保守が必要なものである。なお、本実施例では、機器104として、蒸気圧縮式冷凍機を有する冷蔵庫を使用して説明する。
本実施例では、保全員102は、端末側システム(以下「端末」と称する)100を操作する。そして、端末100は、センタ側システム(以下「センタ」と称する)150と相互に通信する。
端末100は、保全員102が、機器104の稼働サイトに携行しやすい軽量なタブレットなどが好ましい。そして、端末100は、液晶ディスプレイなどの表示部105、タッチディスプレイなどの入力部120、センタ150と相互に通信する通信部125を有する。なお、表示部105と入力部120とが、一つのディスプレイであってもよい。また、端末100は、機器104に設置されていてよい。
例えば、機器104が故障した際には、保全員102は、故障の内容を調査する。そして、機器104の各部を検査し、その検査結果を端末100に入力することにより、保全員102は、次に検査すべき検査項目と故障モードとを取得することができる。
センタ150は、本実施例に記載する保守リコメンドシステムであり、端末100に入力された検査結果を、通信を介して、受信し、次に検査すべき検査項目と故障モードとを保全員102に、通信を介して、送信するシステムである。つまり、センタ150は、保全員102に、検査項目候補及び故障モード候補を、送信するシステムである。
そして、センタ150は、保全員102が入力する検査結果を記憶する一次記憶部155、一次記憶部155に記憶される検査結果に基づいて、故障モードの確率を算出する故障モード確率算出部175、未検査の検査項目から検査スコアが最小になる検査項目を取り出し、検査すべき検査項目である検査項目候補を探索する検査項目探索部195、検査項目が起きる確率を保存する検査項目確率テーブル185、故障モードの発生確率を保存する故障モード確率テーブル160、検査コストをツリー状に保存する検査コストツリー180、故障モードの処置コスト(リスクとしての修理時の対応コスト)を保存する故障モードリスクテーブル170、端末100と相互に通信する通信部190、全検査項目から故障モードの候補及び検査項目の候補を絞り込むメインルーチンを演算するメインルーチン演算部165、を有する。なお、センタ150は、機器104に設置されていてよい。
そして、特に、故障モード確率算出部175は、故障モード確率テーブル160、検査項目確率テーブル185を参照し、検査項目探索部195は、検査コストツリー180、故障モードリスクテーブル170、検査項目確率テーブル185を参照する。
以下、各処理(演算、算出、探索)で必要なデータを保存する各テーブルのデータ構造を説明する。なお、一次記憶部155に記憶されるデータ以外のデータは、例えば、保守リコメンドシステムが設計される際に、定義(保存)される。
図2は、本実施例に記載する検査項目確率テーブル185のデータ構造を説明する説明図である。
検査項目確率テーブル185は、「故障モード200が起きた際に、検査項目220が検査項目の挙動225のような挙動を示す確率(検査項目が起きる確率)230」を保存するテーブルである。
この確率230は、条件付確率(統計学上の用語)のことであり、故障モード200が起きた際に、検査項目の挙動225が起きる条件付確率P(検査項目の挙動=True|故障モード=True)である。
例えば、図2に記載するテーブルの1行目を参照すると、故障モード200(凝縮器冷水減少)が起きた際に、検査部位210(電源部)、検査項目220(入力電力)であり、検査項目の挙動(上昇)を示す検査項目が起きる確率P(検査項目の挙動|故障モード)230が、0.30(条件付確率)であることを示す。
なお、この確率Pの値は、必ずしも厳密な値でなくてよい。例えば、機器104の設計者の経験や保全員102の経験から見積もることができ、機器104の信頼性データベースの故障率、過去の実験データに基づく故障率、物理モデルに基づく故障シミュレーションの故障率などから見積もることもできる。
図3は、本実施例に記載する故障モード確率テーブル160のデータ構造を説明する説明図である。
故障モード確率テーブル160は、故障モード310とその発生確率P(故障モード)320とを保存するテーブルである。
故障モード310は、図2に記載する故障モード200と同じものが保存される。
また、発生確率P320は、条件付確率ではなく、故障モード310が起きる一般的な確率である。この発生確率P320は、実際に過去に起きた故障モード310の発生件数から算出することができ、また、機器104のFMEA(Failure Mode and Effect Analysis)に記載される発生確率を使用することもできる。
例えば、図3に記載するテーブルの1行目を参照すると、故障モード310(凝縮器冷水減少)が起きる発生確率P320が、0.005であることを示す。
検査項目確率テーブル185に示される検査項目が起きる確率P(検査項目の挙動|故障モード)230(条件付確率)と、故障モード確率テーブル160に示される発生確率P320と、に基づいて、故障モード確率算出部175にて、故障モードの確率を算出することができる。
図4は、本実施例に記載する検査コストツリー180のデータ構造を説明する説明図である。
検査コストツリー180は、冷蔵庫400(機器104)を構成する検査部位をツリー構造で示すデータである。これらデータから、検査項目の検査を実行するために必要な検査コストを見積ることができる。
ツリー構造における四角は、機器を構成する部位を示している。例えば、冷蔵庫400は、冷凍機410、電源部460、冷蔵室480という部位から構成され、更に、冷凍機410は、圧縮機420、蒸発器430、凝縮器440という部位から構成される。なお、これら機器を構成する部位は、検査部位に対応する。
ツリー構造における楕円は、これら機器を構成する部位における検査項目を示している。例えば、入口温度423は、圧縮機420の入口温度という検査項目を示している。この検査項目は、図2に記載する検査項目220に紐づく情報である。
更に、機器を構成する部位(四角)と機器を構成する部位(四角)とを結ぶ実線には、その機器を構成する部位を分解するために必要とするコストが、数値として、設定される。例えば、実線417には、「1」という数値が設定される。これは、例えば、冷凍機410のケースを開け、圧縮機420を見えるようにするなどの作業コスト、つまり、機器を構成する部位を分解するための作業コスト(作業時間、分解に必要な工具、人の調達などに必要とするコスト)を示している。
また、機器を構成する部位(四角)と検査項目(楕円)とを結ぶ点線には、その機器を構成する部位を検査するために必要とするコストが、数値として、設定される。例えば、点線421には、「2」という数値が設定される。これは、例えば、圧縮機420が見えている状態において、出口温度426を計測するための検査コスト、つまり、機器を構成する部位を検査するための検査コストを示している。
なお、検査コストは、機器を構成する部位にセンサを設置し、温度、圧力、電力などを計測する、又は、単純に目視するなどの作業に必要な時間や道具の調達を、保全マニュアルなどから見積もり、検査コストを定義する。
このように、実線に定義される作業コストと点線に定義される検査コストとの和を算出することにより、検査に必要な全体コストを算出することができる。
例えば、冷蔵庫400(検査部位)の冷凍機410(検査部位)の圧縮機420(検査部位)の出口温度426(検査項目)を検査する場合、実線に定義される作業コスト「2+1」と点線に定義される検査コスト「2」との和(2+1+2=5)を算出し、検査に必要な全体コスト「5」が算出される。
なお、検査コストや作業コストに使用される数値は、これらコストを、事前に設定されたランクに区分したものである。また、必ずしもコストに限定されるものではなく、他のパラメータ(時間など)を使用してもよい。
図5は、本実施例に記載する故障モードリスクテーブル170のデータ構造を説明する説明図である。
故障モードリスクテーブル170は、故障モード510とその処置コスト520とを保存するテーブルである。
故障モード510は、図2に記載する故障モード200や図3に記載する故障モード310と同じものが保存される。
また、処置コスト520は、故障モード510を処置し、機器104を修理するために必要とするコストである。
例えば、図5に記載するテーブルの1行目を参照すると、故障モード510(凝縮器冷水減少)の処置コスト520は、2であることを示す。この処置コスト520には、例えば、凝縮器の出入口を塞いでいる物を除くなどの作業のコストが保存される。また、この処置コスト520には、例えば、故障モード520が「冷媒漏れ」の場合、どこから冷媒が漏れているか探し、冷媒の漏れを塞ぐなどの作業のコストが保存される。
この処置コスト520を、故障モードの確率と同時に、保全員102に提示することにより、保全員102の故障モードの選択を、サポート(支援)することができる。つまり、各故障モードの確率が等しい、又は、各故障モードの確率に大きな差異がない場合には、保全員102は、処置コスト520を参照して、故障モードを選択することができる。このように、保全員102の故障モードの選択をサポート(支援)することができる。
このように、保全員102は、各故障モードの確率が等しい、又は、各故障モードの確率に大きな差異がない場合には、まず、処置コスト520が小さい故障モードについて処置し、仮に、その故障モードについて処置しても、機器が復帰しない場合には、処置コスト520が大きい故障モードについて処置することもできる。
例えば、故障モード510「冷媒漏れ」の確率が20%(処置コスト「5」)、故障モード510「凝縮器冷水減少」の確率が20%(処置コスト「2」)の場合には、まず、処置コスト「2」の「凝縮器冷水減少」を処置し、仮に、機器が復帰しない場合に、「冷媒漏れ」を処置することができる。
また、例えば、「凝縮器冷水減少」(処置コスト「2」)や「蒸発器冷水減少」(処置コスト「3」)の確率が45%、「冷媒漏れ」(処置コスト「5」)の確率が50%の場合、故障モードの確率が5%大きいとの理由で、「冷媒漏れ」を想定して、どこから冷媒が漏れているかを検査することは、必ずしも合理的ではない。
このようなサポート(支援)が、故障モードの確率と並列に処置コスト520を提示することにより、可能となる。
図6は、本実施例に記載する一次記憶部155のデータ構造を説明する説明図である。
一次記憶部155は、検査項目確率テーブル185、故障モード確率テーブル160、検査コストツリー180、故障モードリスクテーブル170とは、相違し、RAM(Random Access Memory)など、書き換え可能な装置で構成される。これは保全員102が、検査した検査結果を記憶するためである。
そして、この検査結果から次に検査すべき検査項目と故障モードとを取得することができる。
データ構造として、検査部位610、検査項目620、検査項目の挙動630は、図2に記載する検査部位210、検査項目220、検査項目の挙動225と同じものが保存される。
そして、図2に記載する検査部位210、検査項目220、検査項目の挙動225のうち、検査が完了した行が、コピーされ、記憶される。
検査結果640は、保全員102が検査した結果であり、検査項目の挙動630で定義された通りの挙動であれば「1」が記憶され、検査項目の挙動630で定義された通りの挙動でなければ「0」が記憶される。
次に、メインルーチン演算部165、故障モード確率算出部175、検査項目探索部195にて実行する処理(演算、算出、探索)について、説明する。
図7は、本実施例に記載する処理内容のメインルーチンを説明するフローチャート図である。
図7に記載するメインルーチンは、メインルーチン演算部165にて実行され、機器104の故障モードを特定する手順である。
ステップ(以下「S」と称する)700は、全検査項目を端末100の表示部105に表示する工程である。ここでは、検査項目確率テーブル185(図2参照)が保存する検査部位210、検査項目220、検査項目の挙動225を、全レコードを読み取り、表示する。
図10は、本実施例に記載する表示部105が表示する初期情報入力を説明する説明図である。
検査項目確率テーブル185に保存される検査部位210、検査項目220、検査項目の挙動225は、検査部位1010、検査項目1020、検査項目の挙動1030として、表示される。
検査結果1040は、検査項目1020が、検査項目の挙動1030のような挙動をしている場合は「True」、検査項目1020が、検査項目の挙動1030のような挙動をしていない場合は「False」のような検査結果を入力することができるように、「True」及び「False」の文言とチェックボックスとを表示する。つまり、入力される検査結果は、検査部位の検査項目の挙動に対して、実行される。
S705は、初期段階で分かっている検査結果を入力する工程である。この工程では、この初期段階(現時点)で分かっている検査結果(初期情報)を入力し、分かっていない検査結果は入力しない。
つまり、図10に記載する検査結果1040のチェックボックスに入力する。表示部105が、タッチディスプレイであれば、保全員102が、直接、チェックボックスをタッチすることにより、チェックを入力することができる。
例えば、図10に記載するテーブルの1行目のように、冷蔵庫400(検査部位1010)のアラート403(検査項目1020)の「アラートA001が発報していないか」(検査項目の挙動1030)について、アラートA001が発報していない場合、「True」にチェックされる。
また、例えば、図10に記載するテーブルの3行目のように、冷凍機410(検査部位1010)の冷凍機能415(検査項目1020)の「冷凍機能は有効か」(検査項目の挙動1030)について、冷凍機能は有効である場合、「True」にチェックされる。
このように、初期段階では、機器104の分解などの検査を実行しなくても分かる検査結果を入力する。入力後、診断キー1050をタッチする。
一方、例えば、図10に記載するテーブルの2行目のように、電源部460(検査部位1010)の入力電力465(検査項目1020)の「上昇」(検査項目の挙動1030)について、分からない場合には、「True」「False」のいずれにも、チェックされない。
そして、入力された検査結果1040は、一次記憶部155に記憶される。一次記憶部155では、検査結果1040が「True」の場合には、図6に記載する検査結果640に「1」を、検査結果1040が「False」の場合には、図6に記載する検査結果640に「0」を、記憶する。なお、検査結果1040が入力されない場合には、図6に記載する検査結果640は、空欄となる。
その後、S710に進む。
S710は、S705にて入力された検査結果1040に基づいて、故障モードの確率を算出するサブルーチン(SUB01)である。そして、サブルーチン(SUB01)を呼び出す。
図8は、本実施例に記載する処理内容のサブルーチン(SUB01)を説明するフローチャート図である。
図8に記載するサブルーチンは、故障モード確率算出部175にて実行され、故障モードの確率を算出する手順である。
S800は、S705にて入力された検査結果に紐付く、条件付確率(検査項目が起きる確率)P(検査項目の挙動|故障モード)230と故障モード200とを、図2に記載する検査項目確率テーブル185から検索する。特に、検査結果1040が「False」の場合や検査結果1040が入力されない場合を検索する。
S810は、S800にて検索された故障モード200と同じ故障モード310を、図3に記載する故障モード確率テーブル160から検索する。そして、検索された故障モード310に基づいて、その発生確率P(故障モード)320を検索する。
S820は、S800にて検索された複数の条件付確率P(検査項目の挙動|故障モード)と、S810にて検索された複数の発生確率P(故障モード)と、に基づいて、検査項目の挙動と故障モードとの同時確率P(複数の検査項目の挙動、複数の故障モード)を計算する。
この計算は、ベイジアンネットワークに基づき、実行される。以下、簡単に、ベイジアンネットワークに基づく計算方法を説明する。
図14は、本実施例に記載するアルゴリズムを説明する説明図であり、本実施例に記載するベイジアンネットワーク(アルゴリズム)を説明するものである。
これは、故障モード(1410、1420、1430)と検査項目の挙動(1440、1450、1460、1470、1480)とが紐付いたネットワークである。
故障モード(1410、1420、1430)は、図2に記載される故障モード200に対応し、検査項目の挙動(1440、1450、1460、1470、1480)は、図2に記載される検査項目の挙動に関する情報(検査部位210、検査項目220、検査項目の挙動225)に対応する。
そして故障モードから検査項目の挙動に伸びる矢印線(例えば、1412や1415など)は、故障モードから検査項目の挙動への条件付確率230に対応する。
例えば、故障モードから検査項目の挙動に伸びる矢印線1412に記載される「0.30」は、図2に記載される条件付確率P(検査項目の挙動|故障モード)230である。また、例えば、故障モード1410に記載される「0.005」は、図3に記載される発生確率P(故障モード)P320である。
図14に記載するベイジアンネットワークにおいて、検査項目の挙動と故障モードとの同時確率P(複数の検査項目の挙動、複数の故障モード)を、図14に記載される故障モードを示すF1(図14ではF〜F)などや検査項目の挙動を示すI1(図14ではIからI)などの記号を使用して表現すると、
Figure 2020181231
となる。この同時確率Pを求めるためには、以下の式(1)を計算すればよい。
Figure 2020181231
Figure 2020181231
は、S800にて検索された条件付確率P(検査項目の挙動|故障モード)230であり、式(1)では、全部でJ件を検索した場合を想定している。
Figure 2020181231
は、S810にて検索された発生確率P(故障モード)320であり、式(1)では、全部で、K件を検索した場合を想定している。
また、fは、故障モードが発生していれば1(True)、故障モードが発生していなければ0(False)をとる値である。
また、iは、検査項目Iの検査結果を示す値であり、検査結果が検索項目の挙動のとおりであるならば1(True)、検査結果が検査項目の挙動のとおりでないならば0(False)をとる値である。なお、この値は、図6に記載する検査結果640から、取得される。
なお、式(1)は、ベイジアンネットワークの因数分解定理やNoisy-ORモデルを使用して、導出される。
そして、式(1)の計算が終了した(S820が終了した)後、S840に移行する。
S840は、S820にて計算された同時確率
Figure 2020181231
から、検査結果を反映したj番目の故障モードの確率
Figure 2020181231
を計算する。この故障モードの確率を求めるためには、以下の式(2)を計算すればよい。
Figure 2020181231
この式(2)は、検査項目I〜Iの検査結果がi〜iである場合、j番目の故障モードF=fとなる条件付確率Pを意味している。これが検査結果から計算される故障モードの確率P(故障モード|検査結果)である。
そして、式(2)にて計算された故障モードの確率を返却して、本サブルーチンSUB01は終了する。
このように、故障モード確率算出部175は、条件付確率(検査項目が起きる確率)P(検査項目の挙動|故障モード)230と、発生確率P(故障モード)320と、に基づいて、故障モードの確率P(故障モード|検査結果)を算出する。
その後、図7に記載するS715に進む。
S715は、検査項目の候補を探索するサブルーチン(SUB02)である。
S715は、「次にどの検査項目の検査を実行するか?」を、故障モードの切り分け及び検査コストの観点から決定する。そして、サブルーチン(SUB02)を呼び出す。
図9は、本実施例に記載する処理内容のサブルーチン(SUB02)を説明するフローチャート図である。
図9に記載するサブルーチンは、検査項目探索部195にて実行され、検査項目の候補を探索する(検査コストを最小化する検査項目を探索する)手順である。
S900は、未検査の検査項目から検査項目の候補を1つ選出する。これを検査項目IK+1とする。これについて、以降のステップにて、故障モードの切り分け及び検査コストの観点から、良し悪しを評価する。
S910は、検査項目の候補から条件付エントロピーを計算する。つまり、「もし、新たに検査項目Iの検査を実行すると、故障モードの切り分けが進むか?」を評価する指標として条件付エントロピー(故障モードの切り分けのし易さの指標)
Figure 2020181231
を計算する。
この条件付エントロピーとは、確率分布に対する無作為性(ランダム性)を示す指標の1つであり、値が小さいほどランダム性が低い。例えば、故障モードA、B、Cの確率が、33%、33%、34%の確率分布よりも、故障モードA、B、Cの確率が、90%、5%、5%の確率分布の方が、条件付エントロピーは低い。
つまり、できる限り条件付エントロピーが小さくなることが期待できる検査項目を探索すればよい。
このため、S900にて選出された検査項目を追加した際の条件付エントロピーを、以下の式(3)を使用して計算する。
Figure 2020181231
なお、この式(3)に記載される同時確率
Figure 2020181231
は、検査項目が1〜Kから1〜K+1に変化している。つまり、式(1)のKをK+1に置き換えることにより、計算することができる。
これにより、式(3)の計算に必要な確率P(IK+1=iK+1)も、以下の式(4)を使用して計算することができる。
Figure 2020181231
これにより、条件付エントロピー
Figure 2020181231
を計算することができる。
そして、計算が終了した(S910が終了した)後、S920に移行する。
S920は、検査項目IK+1の検査コストCost(IK+1)を計算する。つまり、図4に記載する検査コストツリー180から検査コストを計算する。
これは、「検査項目Iの検査を実行するための検査コストを現在値として、そこから検査項目IK+1の検査を実行するための検査コストが、どれだけかかるか?」を、図4に記載される実線や点線の径路に基づいて、検査コストの合計値を計算する。
例えば、検査項目Iが「冷凍機410の冷凍機能415」、検査項目IK+1が「圧縮機420の出口温度426」とすると、実線417の検査コスト=1、点線421の検査コスト=2であるため、Cost(IK+1)=1+2=3となる。
S930は、S910にて計算された条件付エントロピーと、S920にて計算された検査コストと、に基づいて、検査スコアScore(IK+1)を計算する。
検査スコアの定義は、いくつか考えられるが、本実施例では、単純な線形和である式(5)を使用する。
Figure 2020181231
式(5)に記載されるパラメータλは、「どれだけ検査コストを重視するか?」という観点で決定される本実施例を使用する保守リコメンドシステムの設計値である。λが大きいほど検査コストが重視され、相対的に故障モードの切り分けは軽視される。逆に、λが小さいほど検査コストが軽視され、相対的に故障モードの切り分けは重視される。
S940は、未検査の検査項目の全候補について検査スコアを計算したか否かを確認する。つまり、全ての検査スコアScore(IK+1)を計算したか否かを確認する。
全ての検査スコアScore(IK+1)を計算していなければ、S900に戻り、K+1番目の検査項目として、別の検査項目を割り当て、検査スコアScore(IK+1)を計算する。
一方、全ての検査スコアScore(IK+1)を計算していれば、S950に移行する。
S950は、計算された検査スコアScore(IK+1)のうち最小になる検査項目を取り出す。
そして、式(5)にて計算され、検査スコアScore(IK+1)が最小になる検査項目を返却して、本サブルーチンSUB02は終了する。
このように検査項目探索部195は、検査スコアが最小になる検査項目を取り出す。つまり、検査項目探索部195は、未実施の検査項目から、条件付エントロピーを計算し、検査コストツリーから検査コストを計算し、条件付エントロピー及び検査コストから検査スコアを計算する。
その後、図7に記載するS720に進む。
S720は、故障モードの候補、検査項目の候補を端末100の表示部105に表示する。
図11は、本実施例に記載する表示部105が表示する検査項目候補と故障モード候補を説明する説明図である。
S720では、S710にて計算された故障モードの確率が高いもの上位N件を、故障モード候補として、故障モード1150と共に、確率(%)1160、処置コスト1170が表示される。なお、N件の数字は、画面サイズなどに基づいて、本実施例を使用する保守リコメンドシステムの設計時に決定される。本実施例では、N=3件としている。
また、処置コスト1170は、図5に記載する故障モードリスクテーブル170に保存される処置コスト520が表示される。
また、検査項目候補として、検査部位1110、検査項目1120、検査項目の挙動1130、検査結果1140が表示される。ここには、初期情報の入力の際に、検査結果が入力されなかった検査項目と共に、S715にて選出された検査項目(1142)が、表の最下段に表示される。
なお、本実施例では、既に検査結果が入力された検査部位1110、検査項目1120、検査項目の挙動1130は、表示されない。これにより、保全員102は、未検査の検査項目を容易に認識することができる。
S725は、保全員102が、故障モードを絞り込めたか否かを確認する。つまり、保全員102が、故障モード1150、確率(%)1160、処置コスト1170を参考にして、故障モードを絞り込めたか否かを確認する。
例えば、図11に記載される蒸発器冷水減少30%、冷媒漏れ20%、凝縮器冷水減少20%で、故障モードを絞り込めたと判断する場合には、故障モードを特定することができ(検査は完了であり、メインルーチンを完了し)、その故障を処置する。
一方、まだ、これらの確率(%)1160では、故障モードを絞り込めないと判断する場合には、S730に進み、検査項目の候補(1142)の検査を実行する。
S730は、まだ故障モードを絞り込めないと判断されたため、検査項目の候補の検査を実行する。本実施例では、凝縮器(検査部位1210)の出口温度(検査項目1220)が上昇(検査項目の挙動1230)していないか否かの検査(検査項目の候補(1142)の検査)を実行する。なお、本実施例では、初期情報の入力の際に、検査結果が入力されなかった検査項目(電源部の入力電力が上昇していないか否か)の検査は完了している。
S735は、その検査結果を入力する。
図12は、本実施例に記載する表示部105が表示する検査結果入力を説明する説明図である。
検査結果を、チェックボックスに、チェック(1242)して、入力する。その後、S710に戻り、故障モードの候補、検査項目の候補を演算する。入力後、診断キー1245をタッチする。
なお、図12に記載される故障モード1250、確率(%)1260、処置コスト1270、検査部位1210、検査項目1220、検査項目の挙動1230、検査結果1240、診断キー1245は、図11に記載される故障モード1150、確率(%)1160、処置コスト1170、検査部位1110、検査項目1120、検査項目の挙動1130、検査結果1140、診断キー1145と同様である。
図13は、本実施例に記載する表示部105が表示する検査項目候補と故障モード候補との更新を説明する説明図である。
このように、S710〜S735を繰り返すことにより、故障モード候補として、故障モード1350、確率(%)1360、処置コスト1370が変化し、検査項目候補として、検査項目(1345)が、表に表示される。
本実施例では、凝縮器(検査部位1310)の圧力(検査項目1320)が上昇(検査項目の挙動1330)していないか否かの検査(検査項目の候補(1345)の検査)を実行する。
このように、図11に記載する検査項目から図13に記載する検査項目へ、検査結果を増加しつつ、故障モードの確率を偏らせることにより、故障モードの特定精度を向上させることができる。
そして、保全員102が、故障モードを絞り込めたと判断する場合には、故障モードを特定することができ、検査は完了であり、メインルーチンを完了し、その故障を処置する。
なお、本実施例では、既に検査結果が入力された検査部位1310、検査項目1320、検査項目の挙動1330は、表示されない。これにより、保全員102は、未検査の検査項目を容易に認識することができる。
本実施例に記載する保全リコメンドシステムは、最低1件の検査結果を入力し、故障モードの確率を算出すると共に、「次にどの検査項目の検査を実行すべきか」を故障モードの確率や故障モードの処置コストの観点から、保全員102にリコメンドする。
保全員102は、故障モードの確率や故障モードの処置コストに基づいて、機器の各部の検査項目の検査を実行する。例えば、3種類の故障モードA、B、Cがあり、これら故障モードの確率が、33%、33%、34%の(イ)場合は、保全員102は、特定の故障モードを絞り込むことはできないが、これらの故障モードの確率が、90%、5%、5%の(ロ)場合は、保全員102は、故障モードAを絞り込むことができる。
なお、(イ)の場合には、例えば、処置コストの最も安価な故障モードの検査を実行し、その検査結果を入力した後、故障モードの確率を算出すると共に、「次にどの検査項目の検査を実行すべきか」を、保全員102にリコメンドする。
このように本実施例に記載する保全リコメンドシステムは、保全員102との相互対話により、また、逐次、繰り返して、追加して、「次にどの検査項目の検査を実行すべきか」を、保全員102にリコメンドする。
本実施例によれば、このように逐次、繰り返し、追加することができ、タイムリーに検査結果を提示することができるため、早期にかつ高精度に故障モードを特定することができる。
このように本実施例によれば、検査の途中でタイムリーに検査項目を提示し、故障モードの特定精度を向上させ、早期に故障モードを特定し、また、故障の内容の調査時間を短縮し、機器の故障から復帰までの時間を短縮する。
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を有するものに限定されるものではない。
100…端末側システム、102…保全員、104…機器、105…表示部、120…入力部、125…通信部、150…センタ側システム、155…一次記憶部、160…故障モード確率テーブル、165…メインルーチン演算部、170…故障モードリスクテーブル、175…故障モード確率算出部、180…検査コストツリー、185…検査項目確率テーブル、190…通信部、195…検査項目探索部。

Claims (7)

  1. 入力される検査結果を記憶する一次記憶部と、前記一次記憶部に記憶される検査結果に基づいて、故障モードの確率を算出する故障モード確率算出部と、未検査の検査項目から検査スコアが最小になる検査項目を取り出す検査項目探索部と、全検査項目から故障モードの候補及び検査項目の候補を絞り込むメインルーチン演算部と、を有することを特徴とする保全リコメンドシステム。
  2. 前記検査項目が起きる確率を保存する検査項目確率テーブルと、前記故障モードの発生確率を保存する故障モード確率テーブルと、検査コストをツリー状に保存する検査コストツリーと、前記故障モードの処置コストを保存する故障モードリスクテーブルと、を有することを特徴とする請求項1に記載の保全リコメンドシステム。
  3. 前記故障モード確率算出部は、条件付確率(検査項目が起きる確率)と、発生確率(故障モード)と、に基づいて、前記故障モードの確率を算出することを特徴とする請求項1に記載の保全リコメンドシステム。
  4. 前記検査項目探索部は、未実施の検査項目から、条件付エントロピーを計算し、検査コストツリーから検査コストを計算し、前記条件付エントロピー及び前記検査コストから検査スコアを計算することを特徴とする請求項1に記載の保全リコメンドシステム。
  5. 前記入力される検査結果は、検査部位の検査項目の挙動に対して、実行されることを特徴とする請求項1に記載の保全リコメンドシステム。
  6. 前記故障モードの候補は、故障モード、故障モードの確率、故障モードの処置コストで表示されることを特徴とする請求項1に記載の保全リコメンドシステム。
  7. 前記検査項目の候補は、既に検査結果が入力された検査項目については表示されないことを特徴とする請求項1に記載の保全リコメンドシステム。
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