JP2022158023A5

JP2022158023A5 -

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Publication number: JP2022158023A5
Application number: JP2021062623A
Authority: JP
Filing date: 2021-04-01
Publication date: 2023-11-16

Description

ところで、フランジ間に挟み込まれたガスケットは、ボルトおよびナットによる複数の締結部に適切な軸力で締付けられることや、各締結部間で締付けの軸力が均一状態となることで、フランジを利用した配管同士の接続部分に対するシール機能を発揮する。
ガスケットを利用したフランジの締付けに関し、たとえばＪＩＳ（Japanese Industrial Standards：日本産業規格）などに詳細な施工基準が明示されている。作業者はこの施工基準に精通することは当然の前提となる。
しかしながら、斯かる施工基準を熟知した上で締付け作業を行ったとしても、施工訓練による経験を積んでいくことが重要である。プラント設備などには、フランジを利用した配管接続部が多数配置されていることが多く、実際の締付け作業では１つ１つのボルトとナットにかける締付けトルク値や作用する軸力、フランジ同士が平行になっているかなどをセンサーなどで確認することはできない。締付け作業では、たとえば規格に沿った手順に従い、規定通りに締付けを行ったものと判断しても、目視では把握できないフランジ同士の傾きやボルト間での軸力のバラツキなどが生じてしまう可能性があるという課題がある。

上記目的を達成するため、本発明の技能評価システムの一側面によれば、ガスケットを挟んだフランジの締結技能を評価する技能評価システムであって、ガスケットがフランジに挟み込まれており、ボルトとナットを締付けてフランジの締結作業を実施させる締結作業部と、少なくとも前記フランジに前記ボルトから加えられる軸力、対向するフランジ面の複数箇所の面間距離を含む作業情報を取得する情報取得手段と、少なくとも、
(1) ボルトの軸力値
(2) 軸力値のばらつき
(3) フランジ面の平行度
の評価項目を設定し、該評価項目毎に前記作業情報と基準情報を対比して技能評価情報を生成するとともに、これらの技能評価情報を利用して締結技能の総合評価結果を生成し、前記技能評価情報および前記総合評価結果を含む技能評価画面を生成する処理部を備える。

上記技能評価システムにおいて、前記情報取得手段は、締結作業の作業時間情報、前記ボルトの締結位置情報を含む前記作業情報を取得し、前記処理部は、さらに、
(4) 締結作業時間
(5) 締結作業手順
の評価項目のいずれか一方または両方を設定し、設定した前記評価項目と前記評価項目に対応する前記基準情報との対比結果に基づいて前記技能評価情報を生成し、該技能評価情報を利用して前記総合評価結果を生成してよい。
上記技能評価システムにおいて、前記処理部は、前記ボルト毎に、前記基準情報に対する検出した前記軸力値の相違値に応じて設定した区分情報を設定するとともに、該区分情報の分布範囲に基づいて前記技能評価情報を生成してよい。
上記技能評価システムにおいて、前記処理部は、前記評価項目毎に、前記技能評価情報に対するアドバイス情報を生成し、前記技能評価画面内もしくは前記技能評価画面に関連付けた他の画面に前記アドバイス情報を表示させてよい。

上記目的を達成するため、本発明の技能評価プログラムの一側面によれば、コンピュータで実現するための技能評価プログラムであって、ボルトとナットを締付けてフランジの締結により、前記フランジに前記ボルトから加えられる軸力や、対向するフランジ面の複数箇所の面間距離を含む作業情報を情報取得手段から取得する機能と、少なくとも、
(1) ボルトの軸力値
(2) 軸力値のばらつき、
(3) フランジ面の平行度
の評価項目を設定し、該評価項目毎に前記作業情報と基準情報を対比して技能評価情報を生成する機能と、これらの技能評価情報を利用して締結技能の総合評価結果を生成する機能と、前記技能評価情報および前記総合評価結果を含む技能評価画面を生成する機能を前記コンピュータに実行させる。

上記技能評価プログラムにおいて、締結作業の作業時間情報、前記ボルトの締結位置情報を含む前記作業情報を前記情報取得手段から取得する機能と、さらに、
(4) 作業時間
(5) 作業手順
の評価項目のいずれか一方または両方を設定する機能と、設定した前記評価項目と前記評価項目に対応する前記基準情報との対比結果に基づいて前記技能評価情報を生成する機能と、前記技能評価情報を利用して前記総合評価結果を生成する機能を含んでよい。
上記技能評価プログラムにおいて、前記ボルト毎に、前記基準情報に対する検出した前記軸力値の相違値に応じて設定した区分情報を設定するとともに、該区分情報の分布範囲に基づいて前記技能評価情報を生成する機能を含んでよい。
上記技能評価プログラムにおいて、前記評価項目毎に、前記技能評価情報に対するアドバイス情報を生成し、前記技能評価画面内もしくは前記技能評価画面に関連付けた他の画面に前記アドバイス情報を表示させる機能を含んでよい。

上記目的を達成するため、本発明の技能評価方法の一側面によれば、ガスケットを挟んだフランジの締結技能を評価する技能評価方法であって、作業情報取得部が、ボルトとナットを締付けてフランジの締結により、前記フランジに前記ボルトから加えられる軸力や、対向するフランジ面の複数箇所の面間距離を含む作業情報を取得する工程と、情報処理装置の処理部が、少なくとも、
(1) ボルトの軸力値
(2) 軸力値のばらつき、
(3) フランジ面の平行度
の評価項目を設定し、該評価項目毎に前記作業情報と基準情報を対比して技能評価情報を生成する工程と、前記処理部が、これらの技能評価情報を利用して締結技能の総合評価結果を生成する工程と、前記処理部が、前記技能評価情報および前記総合評価結果を含む技能評価画面を生成する工程を含む。

上記技能評価方法において、フランジにボルトから加えられる軸力、対向するフランジ面の複数箇所の面間距離を含む作業情報を取得する情報取得部と、少なくとも、
(1) ボルトの軸力値
(2) 軸力値のばらつき、
(3) フランジ面の平行度
の評価項目を設定し、該評価項目毎に前記作業情報と基準情報を対比して技能評価情報を生成するとともに、これらの技能評価情報を利用して締結技能の総合評価結果を生成し、前記技能評価情報および前記総合評価結果を含む技能評価画面を生成する制御部を備える。

(1) 軸力値、軸力のばらつき状態、フランジの平行度を含む作業情報について、個別の技能評価と、これらの作業情報を利用した総合評価を組み合せて技能評価画面を生成することで、フランジの締付け作業が完了したときの評価結果に対する各作業情報の影響を作業者に認識させることが可能となる。

(3) 締付け作業の経験者であっても、作業内容やポイントの確認や締付け作業のスキルアップを図ることができ、施工の信頼性を高めることができる。

第１の実施形態に係るフランジ締付けによる作業情報を利用した技能評価処理の一例を示すフローチャートである。技能評価システムの構成例を示す図である。第２の実施形態に係る情報処理装置の構成例を示す図である。基準情報テーブルの一例を示す図である。評価基準の一例を示す図である。軸力技能評価テーブルの一例を示す図である。平行度技能評価テーブルの一例を示す図である。軸力のばらつき分布を示す図である。軸力ばらつき技能評価テーブルの一例を示す図である。総合評価テーブルの一例を示す図である。技能評価画面の一例を示す図である。リプレイによる技能評価の遷移状態を示す図である。第３の実施形態に係る技能評価システムの構成例を示す図である。基準情報テーブルの一例を示す図である。作業手順情報テーブルの一例を示す図である。軸力および平行度の技能評価テーブルの一例を示す図である。作業時間技能評価テーブルの一例を示す図である。設定画面の一例示す図である。技能評価画面の一例示す図である。

〔第１の実施形態〕
図１は、第１の実施形態に係るフランジ締付けの技能評価処理の一例を示している。図１に示す処理内容、処理手順は一例であり、本発明が斯かる内容に限定されない。図１に示す技能評価処理は、本発明の技能評価方法または技能評価プログラムの一例である。
技能評価処理では、たとえば図１に示すように、２枚の対向するフランジ間にガスケットを挟み込み、フランジ面間を複数のボルトとナットを締付けて締結させるフランジ締結作業（Ｓ１０１）を行い、その作業情報を監視して各技能に対する評価情報と締結技能の総合評価結果を生成する。
この締付け作業では、締結作業部４（図２）に対し、予め設定された技能に関する作業情報を取得する（Ｓ１０２）。また、締付け作業に対する評価処理を実行する処理部８（図２）は、技能評価を行う評価項目が設定されると（Ｓ１０３）、作業情報と基準情報とを対比し（Ｓ１０４）、技能評価情報を生成する（Ｓ１０５）。さらに処理部８は、総合評価結果画面を生成するとともに（Ｓ１０６）、総合評価結果と技能評価情報を組み合せた技能評価画面を生成する（Ｓ１０７）。

作業情報と基準情報の対比（Ｓ１０４）：処理部８は、設定された評価項目について作業情報と基準情報とを対比して、締付け作業が基準情報に従って実行されているか否かの評価処理を行う。基準情報は、評価項目に関連付けられた対比基準の一例であり、ＪＩＳやＡＳＭＥなどの規格に規定された値や、ガスケットの種類に応じて設定された軸力値などが採用される。この基準情報は、たとえば処理部８の記憶領域に予め格納されたものを利用してもよく、または処理部８が接続した外部データベース（ＤＢ）から取得するほか、シール施工を管理するコンピュータに予め記憶されたものでもよい。

図２は、技能評価システムの構成例を示す。図２に示す構成は一例であり、本発明が斯かる構成に限定されない。
＜技能評価システム２＞
この技能評価システム２は、たとえば締結作業部４、情報取得部６、処理部８を備える。
締結作業部４は、受験者１０である作業者がボルトとナットの締付け作業を行う配管モデルが形成されている。この配管モデルは、技能評価の対象とする設備や機器の規模などに応じてフランジやガスケットの種類、配置向き、ボルトとナットの締付け向きや本数などが設定できる。

処理部８は、コンピュータで構成されており、収集した作業情報１２に基づいて受験者１０に対する技能評価処理を行い、その評価画面を生成する手段の一例である。
処理部８は、情報取得部６と有線または無線により接続されており、収集した作業情報１２を設定されたタイミングまたはリアルタイムで取得する。そして処理部８は、自動または技能評価処理を管理する管理者などによって設定された評価項目１４に基づいて作業情報１２の選択や割当て、または情報処理を行う。処理部８は、技能評価基準として基準情報１８を備えている。基準情報１８は、たとえば処理部８を構成する情報処理装置３０（図３）の記憶部３２に格納された情報、または外部データベースから読み込んだ情報であって、評価項目１４に設定されている項目に対する基準値や評価内容、評価の目的などの情報が含まれる。そして、処理部８は、たとえば技能評価情報の生成機能部２０、総合評価結果の生成機能部２２、技能評価画面の生成機能部２４を備える。
技能評価情報の生成機能部２０は、評価項目１４に合せて割当てられた作業情報１２と基準情報１８との対比により技能評価情報を生成する機能部の一例である。
総合評価結果の生成機能部２２は、評価項目１４ごとに生成された技能評価情報を利用して総合評価結果を生成する機能部の一例である。
技能評価画面の生成機能部２４は、総合評価結果と評価項目毎の技能評価情報を組み合せた技能評価画面２４－１を生成する機能部の一例である。

(1) 作業情報１２を利用して生成した技能評価情報と締結作業の総合評価結果を組み合せた技能評価画面を生成し、受験者１０に提示することで、フランジの締付け作業の可否とともに、不足する技能を個別に把握することができ、締付け作業のスキルアップに貢献できる。

〔第２の実施形態〕
図３は、第２の実施形態に係る情報処理装置の構成例を示している。図３に示す構成は一例である。また図３において、図２と同一部分には同一の符号を付している。
情報処理装置３０は、技能評価システム２において、取得した作業情報１２に基づく技能評価処理や総合評価結果の生成処理、技能評価画面の生成処理を実行する装置の一例である。この情報処理装置３０は、たとえばコンピュータで構成されており、少なくとも処理部８および記憶部３２を備えている。情報処理装置３０は、たとえば動作処理のベースとなるＯＳ（Operating System）や技能評価プログラムの演算処理を実行するプロセッサやこれらのプログラムの動作領域であるメモリなどで構成される。処理部８は、たとえば技能評価プログラムの演算処理により、評価項目の設定機能部３４、技能評価機能部３６、技能評価画面生成機能部２４を備える。記憶部３２は、たとえば半導体メモリやＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶媒体で構成されており、情報処理装置３０で実行するプログラムを格納するほか、技能評価処理において生成されたデータや作業情報１２などが格納される。

そのほか、情報処理装置３０には、たとえば生成した技能評価画面や技能評価処理の設定や進捗状態などの情報を提示する情報提示部３９を備える。情報提示部３９は、たとえば情報処理装置３０と有線で接続されており画像を表示するモニター装置や、音声情報を報知する音声出力装置で構成されてもよく、または情報処理装置３０と無線通信で接続された他のコンピュータや技能評価を受ける受験者もしくは技能評価を管理する管理者が利用する端末装置などであってもよい。

記憶部３２には、たとえば技能評価処理のデータベースとして、受験者テーブル４０、基準情報テーブル４２、４４、作業情報テーブル４６、評価項目ごとの技能評価テーブル４８、６０、８０、総合評価テーブル１００が格納されるとともに、生成された技能評価画面２４－１が格納されている。
受験者テーブル４０は、フランジ締結の技能評価を受ける受験者１０の情報を格納するデータベースの一例である。この受験者テーブル４０には、たとえば技能評価を受ける受験者１０の氏名や割当てられたＩＤ（IDentification）情報、日時情報、受験する評価項目情報などが格納されている。

＜基準情報テーブルについて＞
基準情報テーブル４２、４４は、技能評価処理の対比基準の一例であって、技能評価システム２で実行される項目、すなわち評価項目で設定可能な１または複数の項目ごとに、評価基準情報が格納されている。
基準情報テーブル４２には、たとえば図４に示すように、工程情報部４２１のほか、少なくとも軸力評価部４２２、隙間評価部４２３、軸力のばらつき評価部４２４の３つの評価項目が含まれる。

工程情報部４２１は、たとえばフランジ継手の締付けに関する規格で規定された工程情報、またはこの規定を利用して設定した工程情報が格納される。工程情報部４２１には、たとえばボルトの締付け作業工程として「仮締め」工程および「本締め」工程が設定されるほか、さらにボルトとナットの締付け複数回に分けて行うように区分けされてもよい。そのほか、工程情報部４２１には、さらに、「仮締め」工程前の「準備」工程や、「本締め」工程後の「増締め」工程などが設定されてもよい。

隙間評価部４２３は、ガスケットを間に介在させて対向するフランジの平面部分の間隔について規定した基準情報の一例である。この隙間の評価値は、たとえばフランジ面の平行度に関する値である。隙間評価部４２３には、たとえば作業工程ごとに、フランジ面の１箇所または複数箇所において対向するフランジ面間距離の最大値と最小値の差分の値および範囲に応じて減点情報などの評価基準情報が格納される。

なお、この基準情報テーブル４２には、少なくとも軸力評価、隙間評価、軸力のばらつき評価の３つの評価項目が設定されるほか、その他の評価項目が設定されてもよい。

＜技能評価テーブルについて＞
技能評価テーブルは、作業情報と基準情報とを対比する処理テーブルの一例である。この実施形態では、評価項目として、少なくとも軸力値、軸力のばらつき、フランジ平行度を含む場合を示している。そこで、技能評価テーブルは、たとえば評価項目ごとに評価するテーブルとして、軸力技能評価テーブル４８（図６）、平行度技能評価テーブル６０（図７）、軸力ばらつき技能評価テーブル８０（図９）と、複数の評価項目をまとめた総合評価テーブル１００（図１０）を用いる場合を示している。

＜軸力技能評価＞
軸力技能評価テーブル４８は、たとえば図６に示すように、受験者１０ごとに軸力技能評価ファイル４８－１、４８－２、・・・４８－Ｎが生成されている。それぞれの軸力技能評価ファイル４８－１、４８－２、・・・４８－Ｎは、識別情報部５０、工程部５２、目標値部５４、計測部５６、評価部５８が形成されている。

識別情報部５０は、締付け作業を実行する作業者である受験者１０の氏名や識別番号のほか、会社もしくは特定のグループ名など、評価対象となる者や組織を識別する情報が入力される。この識別情報部５０は、たとえば受験者テーブル４０（図３）に格納された情報の一部または全部と同様の内容が入力されればよく、または受験者テーブル４０に形成された情報欄とリンク（Ｌｉｎｋ）により関係付けが行われてもよい。

＜平行度技能評価＞
平行度技能評価テーブル６０は、たとえば図７に示すように、受験者１０ごとに平行度技能評価ファイル６０－１、６０－２、・・・６０－Ｎが生成されている。それぞれの平行度技能評価ファイル６０－１、６０－２、・・・６０－Ｎは、識別情報部６２、工程部６４、計測部６６、最小値部６８、最大値部７０、差分部７２、評価部７４を備える。

識別情報部６２は、締付け作業を実行する作業者である受験者１０の氏名などが格納される。この識別情報部６２は、受験者テーブル４０に登録された氏名および軸力技能評価テーブル４８の識別情報部５０に格納された情報と同一の情報が格納される。

＜軸力のばらつき評価＞
図８は、軸力のばらつき分布例であり、図９は、軸力ばらつき技能評価テーブルの一例である。図８、９に示す構成は一例である。
軸力のばらつき評価では、たとえば計測対象である複数のボルト１～ボルト８に作用する軸力値の分布状態を評価する。処理部８の技能評価機能部３６は、たとえば図８に示すように、基準情報テーブル４４を利用して軸力値の分布状態を評価する。図８に示すばらつき分布には、たとえば受験者Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３の軸力値の分布状態が示されている。軸力のばらつき評価では、たとえば軸力の基準値に対して±５［％］の範囲に設定した区分Ａ、Ｇ内に分布している場合の理想例を挙げている。理想例では、２区分内に軸力が分布しており、評価例として１０点の評価が付与されている。また、受験者Ｚ２は、区分Ｂ－区分Ｉの５つの範囲に軸力が分散していることから、評価点としてたとえば不合格の評価が付与されている。そのほか、受験者Ｚ３は、基準値から離間した区分Ｅ、Ｆの２区分に分布しており、軸力のばらつきの評価は、１０点の評価が付与される。

軸力ばらつき技能評価テーブル８０は、たとえば図９に示すように、識別情報部８２、ボルト分布数部８４、分布区分部８６、分布範囲部８８、採点部９０、判定部９２を備える。
識別情報部８２は、締付け作業を実行する作業者である受験者１０の氏名などが格納される。
この識別情報部６２は、受験者テーブル４０に登録された氏名および軸力技能評価テーブル４８の識別情報部５０に格納された情報と同一の情報が格納される。

分布区分部８６は、軸力の値により割当てられた区分の範囲情報が格納される。
分布範囲部８８は、割当てられた軸力の区分数が格納される。
採点部９０は、たとえば分布範囲数に応じて設定された基準情報によって評価する評価情報の一例である。
判定部９２は、採点部９０に格納された評価点に基づいて、軸力のばらつき評価による合否の判定結果が格納される。

＜技能評価画面について＞
図１１は、技能評価画面の一例を示している。図１１に示す評価項目や画面構成は一例である。
技能評価画面の生成機能部２４は、総合評価テーブル１００に格納された各評価項目の評価結果を利用して技能評価画面１２０を生成する。技能評価画面１２０は、受験者毎の評価結果画面の一例であり、作業情報、技能評価および総合評価結果が含まれている。
図１１に示す技能評価画面１２０は、たとえば作業情報を利用して表された技能評価部１２２と、技能判定部１２３、判定結果部１２４、コメント部１２５、操作表示部１２６で構成される。

＜技能評価画面の機能例について＞
図１２は、リプレイによる技能評価の遷移状態の表示例を示している。図１２に示す表示画面の構成や表示内容、表示手法は一例である。
処理部８は、たとえば技能評価画面１２０の表示部１３２ａ、１３２ｂ、・・・、１３２ｈ、表示部１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃ、１３４ｄ等に対する選択操作に応じて、評価項目ごとの技能評価テーブルなどに接続して作業工程ごとの作業情報を表示するほか、たとえば図１２に示すように、作業工程の進行による作業情報や技能評価の遷移状態を表すリプレイ機能を備える。技能評価画面の生成機能部２４は、たとえば作業工程途中の状態を表す再生画面１４０Ａ（図１２のＡ）や、最終締付けにより作業工程が完了した状態の作業完了画面１４０Ｂ（図１２のＢ）を生成する。これらの再生画面１４０Ａ、作業完了画面１４０Ｂは、たとえば締付け作業が完了するまで、設定した時間ごとに、取得した作業情報や技能評価結果を含む複数の画面を生成してもよく、または作業情報の取得や技能評価が生成されたタイミングで画像を生成し、それらの画像を時間経過に沿って連続的に表示させてもよい。または技能評価画面の生成機能部２４は、作業開始から完了までの再生画面１４０Ａをリアルタイムの動画で表示してもよい。

再生画面１４０Ａには、たとえば表示された技能評価の評価タイミングを表すタイミング表示部１４２を備えており、閲覧者がタイミング表示部１４２を選択操作することで、前後の作業工程における技能評価結果が表示される。再生画面１４０Ａは、少なくとも技能評価画面１２０と同様の表示項目として、締付けを行うボルトの本数に対応した多角形のチャート図形、軸力値が表示される表示部１３２ａ－１、１３２ｂ－１、・・・や、フランジ面間距離が表示される表示部１３４ａ－１、１３４ｂ－１、・・・を備える。また、再生画面１４０Ａには、表示内容の進行処理、またはその進行の停止処理、繰り返し進行処理などを行う操作部１４４を備える。
再生画面１４０Ａは、たとえば時間を進めることで、作業工程の進行による表示部１３２ａ－１、１３２ｂ－１、・・・や、表示部１３４ａ－１、１３４ｂ－１、・・・の表示結果が変遷していくとともに、この変遷に従ってチャート図形内の線図の本数や大きさが増加していく。チャート図形には、たとえば作業開始のタイミングにおいて、締付けが行われることで軸力値が表示される。このとき、目標軸力および検出した軸力値は小さく表示される。またチャート図形には、作業工程が進んで締付けの周回数が増加することで、軸力値が大きくなり、それに合せて分布図形が拡大していく。
また、再生画面１４０Ａには、再生時間が進行するのに沿って遷移する表示部１３２ａ－１、１３２ｂ－１、・・・や表示部１３４ａ－１、１３４ｂ－１、・・・に対し、再生時の作業工程の目標の条件を満たさないときは枠の色を変化させたり、点滅させたりしてもよい。

作業完了画面１４０Ｂは、最終締付けが完了したときの軸力値が表示部１３２ａ－２、１３２ｂ－２、・・・に表示されるとともに、フランジ面間値が表示部１３４ａ－２、１３４ｂ－２に表示される。このときチャート図形には、検出した軸力値が目標軸力に一致またはその近傍範囲に到達する。つまり、軸力値の分布図形は、目標軸力と一致ないし相似した形となっており、これにより、必要なシール状態ないしは理想的なシール状態が得られる。

＜技能評価処理について＞
情報処理装置３０で実行される技能評価処理は、たとえばフランジに対するボルトの締付け作業に対し、作業情報の取得処理（Ｓ２０１）、技能評価の評価項目の設定処理（Ｓ２０２）、設定された技能評価に対応した基準情報の読み出し処理（Ｓ２０３）、作業情報と基準情報との対比処理（Ｓ２０４）、技能評価情報の生成処理（Ｓ２０５）、総合評価結果の生成処理（Ｓ２０６）、総合評価結果と技能評価情報を組み合せた技能評価画面の生成処理（Ｓ２０７）を含む。

〔第３の実施形態〕
図１３は、第３の実施形態に係る技能評価システムの構成例を示している。図１３に示す構成は一例であり、本発明が斯かる構成に限定されない。
＜技能評価システム１５０＞
この技能評価システム１５０は、たとえば図１３に示すように、締結作業部１５２、情報取得部６である面間距離計測部１５４および軸力計測部１５６、情報処理装置３０、情報提示部３９を備える。

締結作業部１５２には、たとえば垂直方向に沿って配置した２つの配管の接続部分にフランジ１６０を備える。この締結作業部１５２は、たとえばプラントなどで仕様される配管設備を利用してもよく、またはこれらの配管設備を模して作成したトレーニング装置を利用してもよい。それぞれの配管の先端部に設けられたフランジ１６０－１、１６０－２は、周縁部に一定の間隔で貫通させた複数のボルト１６２にナット１６４が取り付けられている。このフランジ１６０は、たとえば８本のボルト１６２ａ、１６２ｂ、・・・１６２ｈと、ナット１６４ａ、１６４ｂ、・・・、１６４ｈが設置される。フランジ１６０－１、１６０－２には、接合部分にガスケットが挟み込まれており、各ボルト１６２ａ、１６２ｂ、・・・１６２ｈと、ナット１６４ａ、１６４ｂ、・・・１６４ｈが工具１６６を用いて締付けられる。これによりガスケットは、フランジ１６０－１、１６０－２の間に圧接状態となることで、配管同士の接続部分に対してシール機能を発揮する。工具１６６は、たとえば手動のレンチのほか、トルクレンチやナットランナー、締付け軸力の計測機能を有する工具などが含まれる。

＜フランジの面間距離の計測について＞
技能評価システム１５０では、ボルト１６２とナット１６４の締付けにより作用する軸力検出とともに、フランジ締付け処理の施工情報として、フランジ間の面間距離を計測する。この面間距離Ｄの計測は、たとえば図１３に示すように、フランジ１６０－１、１６０－２の対向面間に生じる隙間を面間距離計測部１５４で計測することにより行う。面間距離計測部１５４は、情報取得部６の一例であり、フランジ１６０に設置した変位センサー１７０ａ、１７０ｂ、・・・で計測したデータを利用して面間距離を計測する。変位センサー１７０ａ、１７０ｂ、・・・は、たとえば接触式の変位計を利用しており、計測部の先端がフランジ１６０－２に貫通して対向側のフランジ１６０－１の平面部分に接触している。そして、フランジ１６０の面間距離の測定では、たとえばボルトの締付けに応じて、フランジ１６０間の隙間が増減するのに応じて計測部が伸縮することで、変位を計測する。そのほか、変位計は、たとえば計測面に対してレーザー光を照射し、その反射光を受光することで距離を計測してもよい。変位センサー１７０ａ、１７０ｂ、・・・は、フランジ１６０の周面上に均等の間隔、またはそれに近い間隔で複数配置されており、たとえばボルト１６２およびナット１６４が配置されている円周上に配置されればよい。そして変位センサー１７０ａ、１７０ｂ、・・・同士の間には、少なくとも１本または２本以上のボルトおよびナットが介在しており、たとえば用いられるフランジ１６０の外径や設定される平行度の分解能に応じて、設置される数が設定される。

作業手順情報テーブル１９０Ａ、１９０Ｂは、たとえば工程部１９２Ａ、１９２Ｂ、ボルト本数部１９４Ａ、１９４Ｂ、締付け手順部１９６Ａ、１９６Ｂ、目的部１９８Ａ、１９８Ｂを備える。
工程部１９２Ａ、１９２Ｂは、フランジ１６０の取付けからボルト１６２の締付けまでの工程であり、作業手順の評価処理を行う工程が格納されている。
ボルト本数部１９４Ａ、１９４Ｂは、ガスケットやフランジの内径などに応じて設定されるボルト１６２の本数のうち、技能評価処理の対象とするボルト１６２の本数や位置などの情報が格納される。

締付け時面間値部２５４は、締付け完了時の面間値が表示される。締付け時面間値部２５４は、軸力および平行度の技能評価テーブル２００とリンク付けされており、締付完了時点での、計測結果部２０８１などの面間計測部２０８に格納されたフランジ面間値が表示される。

２、１５０技能評価システム
４、１５２締結作業部
６情報取得部
８処理部
１０受験者
１２作業情報
１４評価項目
１８基準情報
２０技能評価情報の生成機能部
２２総合評価結果の生成機能部
２４技能評価画面の生成機能部
２４－１技能評価画面
３０情報処理装置
３２記憶部
３４評価項目の設定機能部
３６技能評価機能部
３９情報提示部
４０受験者テーブル
４２、４４、１８０基準情報テーブル
４２１工程情報部
４２２、１０４軸力評価部
４２３隙間評価部
４２４軸力のばらつき評価部
４６作業情報テーブル
４８軸力技能評価テーブル
４８－１、４８－２、・・・４８－Ｎ軸力技能評価ファイル
５０、６２、８２、１０２、２０２、２２１識別情報部
５２、６４、１９２Ａ、１９２Ｂ、２０４工程部
５４、２０６１目標値部
５６、６６計測部
５６１作業情報部
５６２、５８、７４、２０６３、２２５評価部
６０平行度技能評価テーブル
６０－１、６０－２、・・・６０－Ｎ平行度技能評価ファイル
６８最小値部
７０最大値部
７２、２０８２差分部
８０軸力ばらつき技能評価テーブル
８４ボルト分布数部
８６分布区分部
８８分布範囲部
９０採点部
９２判定部
１００総合評価テーブル
１０６平行度評価部
１０８軸力ばらつき評価部
１１０その他結果部
１１２、２１０総合点部
１１４評価結果部
１２０技能評価画面
１２２技能評価部
１２４判定結果部
１２５コメント部
１２６操作表示部
１２７１締付け力（軸力）
１２７２軸力のばらつき
１２７３フランジ面間平行度
１２７４締付け手順
１２７５時間
１２８選択部
１２９１、１２９２、１２９３、１２９４、１２９５評価点表示部
１３２、１３２ａ、１３２ｂ、・・・、１３２ｈ、１３２ａ－１、１３２ｂ－１、・・・、１３２ｈ－１、１３２ａ－２、１３２ｂ－２、・・・１３２ｈ－２、１３４、１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃ、１３４ｄ、１３４ａ－１、１３４ｂ－１、１３４ｃ－１、１３４ｄ－１、１３４ａ－２、１３４ｂ－２、１３４ｃ－２、１３４ｄ－２表示部
１３５軸力の分布結果
１３６軸力基準値
１３７フランジ面間の分布結果
１４０Ａ再生画面
１４０Ｂ作業完了画面
１４２タイミング表示部
１４４操作部
１５４面間距離計測部
１５６軸力計測部
１６０、１６０－１、１６０－２フランジ
１６２、１６２ａ、１６２ｂ、・・・１６２ｈボルト
１６４、１６４ａ、１６４ｂ、・・・、１６４ｈナット
１６６工具
１６８、１６８ａ、１６８ｂ、・・・、１６８ｈセンサー
１７０ａ、１７０ｂ、・・・変位センサー
１８２時間評価部
１８４手順１評価部
１８６手順２評価部
１９０Ａ、１９０Ｂ作業手順情報テーブル
１９４Ａ、１９４Ｂボルト本数部
１９６Ａ、１９６Ｂ締付け手順部
１９８Ａ、１９８Ｂ目的部
２００軸力および平行度の技能評価テーブル
２０６軸力部
２０６２、２０８１計測結果部
２０８面間計測部
２１２判定結果部
２２０作業時間技能評価テーブル
２２２基準情報部
２２３限界基準情報部
２２４計測値部
２３０設定画面
２３２軸力設定部
２３４平行度設定部
２３６作業時間設定部
２３８作業工程設定部
２４０判定結果画面
２４２識別情報部
２４４試験結果部
２４６作業時間表示部
２４８軸力遷移部
２５０締付け完了時の軸力結果部
２５２面間遷移部
２５４締付け時面間値部

Claims

ガスケットを挟んだフランジの締結技能を評価する技能評価システムであって、
ガスケットがフランジに挟み込まれており、ボルトとナットを締付けてフランジの締結作業を実施させる締結作業部と、
少なくとも前記フランジに前記ボルトから加えられる軸力、対向するフランジ面の複数箇所の面間距離を含む作業情報を取得する情報取得手段と、
少なくとも、
(1) ボルトの軸力値
(2) 軸力値のばらつき
(3) フランジ面の平行度
の評価項目を設定し、該評価項目毎に前記作業情報と基準情報を対比して技能評価情報を生成するとともに、これらの技能評価情報を利用して締結技能の総合評価結果を生成し、前記技能評価情報および前記総合評価結果を含む技能評価画面を生成する処理部と、
を備えることを特徴とする技能評価システム。
前記情報取得手段は、締結作業の作業時間情報、前記ボルトの締結位置情報を含む前記作業情報を取得し、
前記処理部は、さらに、
(4) 締結作業時間
(5) 締結作業手順
の評価項目のいずれか一方または両方を設定し、設定した前記評価項目と前記評価項目に対応する前記基準情報との対比結果に基づいて前記技能評価情報を生成し、該技能評価情報を利用して前記総合評価結果を生成することを特徴とする請求項１に記載の技能評価システム。
前記処理部は、前記ボルト毎に、前記基準情報に対する検出した前記軸力値の相違値に応じて設定した区分情報を設定するとともに、該区分情報の分布範囲に基づいて前記技能評価情報を生成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の技能評価システム。
前記処理部は、前記評価項目毎に、前記技能評価情報に対するアドバイス情報を生成し、前記技能評価画面内もしくは前記技能評価画面に関連付けた他の画面に前記アドバイス情報を表示させることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかの請求項に記載の技能評価システム。
コンピュータで実現するための技能評価プログラムであって、
ボルトとナットを締付けてフランジの締結により、前記フランジに前記ボルトから加えられる軸力や、対向するフランジ面の複数箇所の面間距離を含む作業情報を情報取得手段から取得する機能と、
少なくとも、
(1) ボルトの軸力値
(2) 軸力値のばらつき、
(3) フランジ面の平行度
の評価項目を設定し、該評価項目毎に前記作業情報と基準情報を対比して技能評価情報を生成する機能と、
これらの技能評価情報を利用して締結技能の総合評価結果を生成する機能と、
前記技能評価情報および前記総合評価結果を含む技能評価画面を生成する機能と、
を前記コンピュータに実行させることを特徴とする技能評価プログラム。
締結作業の作業時間情報、前記ボルトの締結位置情報を含む前記作業情報を前記情報取得手段から取得する機能と、
さらに、
(4) 作業時間
(5) 作業手順
の評価項目のいずれか一方または両方を設定する機能と、
設定した前記評価項目と前記評価項目に対応する前記基準情報との対比結果に基づいて前記技能評価情報を生成する機能と、
前記技能評価情報を利用して前記総合評価結果を生成する機能と、
を含むことを特徴とする請求項５に記載の技能評価プログラム。
前記ボルト毎に、前記基準情報に対する検出した前記軸力値の相違値に応じて設定した区分情報を設定するとともに、該区分情報の分布範囲に基づいて前記技能評価情報を生成する機能を含むことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の技能評価プログラム。
前記評価項目毎に、前記技能評価情報に対するアドバイス情報を生成し、前記技能評価画面内もしくは前記技能評価画面に関連付けた他の画面に前記アドバイス情報を表示させる機能を含むことを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれかの請求項に記載の技能評価プログラム。
ガスケットを挟んだフランジの締結技能を評価する技能評価方法であって、
作業情報取得部が、ボルトとナットを締付けてフランジの締結により、前記フランジに前記ボルトから加えられる軸力や、対向するフランジ面の複数箇所の面間距離を含む作業情報を取得する工程と、
情報処理装置の処理部が、少なくとも、
(1) ボルトの軸力値
(2) 軸力値のばらつき、
(3) フランジ面の平行度
の評価項目を設定し、該評価項目毎に前記作業情報と基準情報を対比して技能評価情報を生成する工程と、
前記処理部が、これらの技能評価情報を利用して締結技能の総合評価結果を生成する工程と、
前記処理部が、前記技能評価情報および前記総合評価結果を含む技能評価画面を生成する工程と、
を含むことを特徴とする技能評価方法。
フランジにボルトから加えられる軸力、対向するフランジ面の複数箇所の面間距離を含む作業情報を取得する情報取得部と、
少なくとも、
(1) ボルトの軸力値
(2) 軸力値のばらつき、
(3) フランジ面の平行度
の評価項目を設定し、該評価項目毎に前記作業情報と基準情報を対比して技能評価情報を生成するとともに、これらの技能評価情報を利用して締結技能の総合評価結果を生成し、前記技能評価情報および前記総合評価結果を含む技能評価画面を生成する制御部と、
を備えることを特徴とする技能評価装置。