JPH06241956A - プラントリスク分析システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 異常処置代替案群を容易に選定してプラント
のリスク分析時間を短縮し、また選定された異常処置代
替案群の中からリスク軽減効果のある代替案の順位を定
めてプラントの計画を決定し易くすることにある。 【構成】 プラントの状態波及を推論する推論手段２
と、この推論データからリスク波及を評価するリスク評
価手段３と、この評価データがプラントの安全レベルを
越えているとき異常原因分類を判定し、この異常原因分
類に従って異常処置代替案を抽出するリスク管理手段４
と、ここで抽出された異常処置代替案について再度を推
論およびリスク評価を実施し、安全レベル内に入ったと
き当該異常処置代替案のリスク評価結果を出力する代替
案実施手段２〜４と、この代替案実施手段２〜４で得ら
れたリスク評価結果から当該代替案のリスク軽減度の順
位を決定するレベル評価手段５とを設けたプラントリス
ク分析システムである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種のプラントを構成
する設備，部品その他の構成要素等に発生する異常・故
障の兆候等に伴うプラントのリスク分析を行うプラント
リスク分析システムに係わり、特に推論およびリスク評
価された評価データに異常波及があるとき、異常原因分
類に基づいて複数の異常処置代替案を抽出し、かつ、そ
れらの異常処置代替案の実施結果がプラントの安全性に
適合するとき当該異常処置代替案についてランク分けを
行うプラントリスク分析システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】本来、リスク分析は、プラントの技術項
目に関するリスク評価とプラントの管理項目に関するリ
スク管理とからなっているが、従来のプラントリスク分
析システムの場合にはリスク評価機能が主要な機能とな
っている。

【０００３】ここで、プラントのリスク評価とは、プラ
ントの技術者によってプラントのモデル構造，物理・化
学的な特徴・特性やプラントの技術的な運用面などから
プラントの技術項目ないし技術領域におけるリスクを求
めることであり、一方、プラントのリスク管理とは、技
術領域のリスクに基づいてプラントの生産コスト，保守
コスト，人的安全性などの管理領域におけるリスクを考
慮しながらプラント計画を決定することである。

【０００４】ところで、最近のリスク分析システムの中
には、システム自体にプラント管理支援機能が設けら
れ、管理領域におけるリスク評価の機能をリスク評価機
能の一部と考えてリスク評価を行っているものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、従来のプラン
トリスク分析システムでは、プラントの技術領域，管理
領域のリスク評価を行っているものの、プラント管理者
からみたときには次のような問題点がある。

【０００６】すなわち、プラントのある監視対象設備ま
たは部品などに異常，故障が発生したとき、プラント管
理者は、従来のリスク分析システムで得られたリスク評
価値に基づいてリスクを軽減する異常処置代替案を考え
出す必要がある。このとき、プラント管理者は、リスク
を軽減すると思われる複数の異常処置代替案を考え出
し、その中からリスク軽減効果の最も高いと思われる異
常処置代替案を選定し、その代替案に基づいてプラント
の計画を決定している。

【０００７】しかし、以上のような複数の異常処置代替
案から真にリスク軽減効果のある異常処置代替案を漏れ
なく選定することはきわめて困難であること。仮に、リ
スク軽減効果の程度を無視すれば、リスク軽減のための
異常処置代替案の数が膨大になり、それら全部の異常処
置代替案のリスク軽減度を計算するには相当に長い計算
時間がかかる。その結果、この計算時間のロスタイムに
よる異常処置代替案の実施の遅れがプラントの異常・故
障波及を拡大する恐れがあり、ひいてはプラントが非常
に危険な状態となる。

【０００８】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、複数の異常処置代替案群の中からリスク軽減効果の
ある代替案を選定し、これによってプラントのリスク分
析時間を大幅に短縮するプラントリスク分析システムを
提供することを目的とする。

【０００９】また、本発明の他の目的は、複数の異常処
置代替案群の中からリスク軽減効果のある代替案につい
てリスクランク付けを行い、異常処置代替案のランクを
明確化するプラントリスク分析システムを提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に対応する発明は、プラントの状態量から
プラントの状態波及を推論する状態波及推論手段と、こ
の状態波及推論手段によって推論された推論データから
リスク波及を評価するリスク評価手段と、このリスク評
価手段によって得られた評価データが予め定められたプ
ラントの安全レベルを越えているか否かを判断し、当該
安全レベルを越えているときには前記評価データの異常
原因分類を判定し、この異常原因分類に基づいて予めデ
ータベース化されている異常処置代替案を抽出するリス
ク管理手段と、このリスク管理手段によって抽出された
異常処置代替案について前記推論手段および前記リスク
評価手段を実施し、かつ、当該異常処置代替案のリスク
評価データが前記プラントの安全レベル内に入ったか否
かを判断する代替案実施手段とを設けたプラントリスク
分析システムである。

【００１１】次に、請求項２に対応する発明は、請求項
１記載の発明の構成要件に、新たに前記代替案実施手段
によって得られた異常処置代替案のリスク評価データが
前記プラントの安全レベル内にあると判断されたとき、
そのリスク評価を行った前記異常処置代替案についてリ
スク軽減度の順位を決定するレベル評価手段を付加した
プラントリスク分析システムである。

【００１２】

【作用】従って、請求項１に対応する発明は以上のよう
な手段を講じたことにより、プラントの状態量について
状態波及を推論し、かつ、この推論データについてリス
ク波及を評価する。しかる後、リスク管理手段において
前記評価データとプラントの安全レベルとを比較し、当
該評価データが安全レベルを越えているときには評価デ
ータの異常原因分類を判定し、この異常原因分類に基づ
いて予めデータベース化されている異常処置代替案を抽
出する。

【００１３】そして、データベースから抽出された異常
処置代替案について状態波及の推論およびリスク波及の
評価を再度実施し、その評価結果のデータについてプラ
ントの安全レベルと比較し、安全レベル内にあれば異常
処置代替案が適正なものとして出力するので、リスク分
析時間の短縮化を図ることができ、かつ、異常処置代替
案を容易に選定することができる。

【００１４】次に、請求項２に対応する発明は、異常処
置代替案の再実施された評価データが安全レベル内にあ
れば、レベル評価手段がそれら異常処置代替案を受け取
った後、リスク軽減度の順位を決定し出力するので、プ
ラント管理者はその順位に従って異常処置代替案を選定
してプラントの計画を決定することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１６】図１は本発明に係わるプラントリスク分析
システムの一実施例を示す機能ブロック図である。この
システムは、プラントの監視対象設備，部品その他構成
要素などに設けられているセンサ，スイッチなどからプ
ラントの状態量を取り込む状態量入力手段１と、この状
態量入力手段１からの状態量ａから監視対象設備などの
機能・性能低下，劣化状態，異常・故障の種類・部位，
異常・故障の兆候などによるプラントの状態波及を推論
する状態波及推論手段２と、この状態波及推論手段２で
推論された状態波及データｂから前記監視対象設備など
の機能・性能低下，劣化状態，異常・故障の種類・部
位，異常・故障の兆候などの状態の以後の時間的変化に
伴って発生するリスク波及を演算・評価するリスク評価
手段３と、このリスク評価手段３によって演算・評価さ
れた結果データｃ，つまり状態波及のリスクが予め定め
た安全レベルのしきい値内にあるか否かを判断し、安全
レベルのしきい値内になければ、その異常波及データを
抽出し、この異常原因分類を行った後、予めファイル化
されている異常処置代替案群の中から必要な代替案群を
読み出し、推論初期値として前記状態波及推論手段２に
送って再度同様の処理によってリスク評価を行わせるリ
スク管理手段４と、このリスク管理手段４から送られて
くる安全レベルのしきい値内の状態波及データをそのま
ま出力し、かつ、必要な異常処置代替案群についてリス
ク軽減度の順位を定めて出力するレベル評価手段５とに
よって構成されている。

【００１７】前記リスク管理手段４にあっては、リスク
評価手段３からの状態波及リスクｃと予め設定されたプ
ラントの安全レベルのしきい値とを比較して伝送先を決
定する分岐制御手段４１、安全レベルのしきい値を越え
たときの前記分岐制御手段４１によって状態波及リスク
ｃに基づいて異常状態波及の異常原因分類を判定する異
常原因分類判定手段４２、異常原因分類例えばＡ〜Ｅ
（図４参照）ごとに異常処置代替案がグルーピングされ
て格納されている異常処置代替案群データベース４３、
このデータベース４３から前記異常原因分類判定手段４
２の異常原因分類ｅに対応する異常処置代替案群ｆを読
み出して前記状態波及推論手段２に送出する入出力手段
４４等によって構成されている。

【００１８】従って、前記レベル評価手段５では、入出
力手段４４からの異常処置代替案に基づいてプラントの
状態量の状態波及を推論し、かつ、リスク評価手段３で
リスク波及を評価し、安全レベルのしきい値内にあるか
否かを判断し、しきい値内にあればその結果データｈの
リスクレベルに応じて異常処置代替案群ｆのリスクをラ
ンク分けし、このランク分けされた異常処置代替案群ｉ
を出力する。次に、以上のように構成されたシステムの
動作について図２のフローに従って説明する。

【００１９】先ず、状態量入力手段１では、プラントの
特性を表現するのに必要な状態量ａ或いはプラントから
の状態量を適宜な信号に変換した後の状態量ａを状態波
及推論手段２に入力する（Ｓ１）。なお、この状態量ａ
は定量的な状態値に限らず、定性的な状態値であっても
よい。

【００２０】ここで、状態波及推論手段２は、プラント
の状態量ａを推論初期値として受け取ると当該状態量ａ
に対応する監視対象設備などの機能・性能低下，劣化状
態，異常・故障の種類・部位，異常・故障の兆候などに
よるプラントの状態波及を推論する（Ｓ２）。この推論
方法は、推論過程で処理されるデータの性質で決定さ
れ、例えばそのデータが定性値か定量値かに応じて定性
推論または定量推論を実行するが、何れにせよプロセス
の状態変化が推論可能な手法であればなんでもよい。

【００２１】以上のようにして状態波及推論手段２で推
論された状態波及データｂはリスク評価手段３に送出さ
れる。このリスク評価手段３は、当該状態波及データｂ
に対応したリスク波及を演算・推論する。このリスク波
及の演算・推論方法は、例えば予めリスク評価データベ
ース（図示せず）内に推論手段２から入力される状態波
及データに相当する入力因子とリスク波及との関係を表
すリスク関数を規定する評価マトリックスから前記状態
波及データに相当する入力因子に基づいてリスク関数を
取り出して演算・評価する（Ｓ３）。

【００２２】これら一連のステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３は
リスク評価プロセスＰ１となる。そして、このリスク評
価プロセスＰ１によって得られた状態波及データやリス
ク波及データは分岐制御手段４１に送られる。

【００２３】この分岐制御手段４１では、予めプラント
の安全レベルに相当するしきい値が設定され、リスク評
価プロセスＰ１で得られた状態波及データやリスク波及
データｃと前記安全レベルのしきい値とを比較し、異常
処置代替案を選定するか否かを判断する（Ｓ４）。ここ
で、当該データｃが安全レベルのしきい値内であれば異
常処置代替案を選定する必要がないと判断し、前記デー
タｃをｈとしてレベル評価手段５に送出する。

【００２４】一方、前記データｃが安全レベルのしきい
値を越えたとき、異常処置代替案を選定するために、前
記リスク評価プロセスで得られた状態波及データやリス
ク波及データｄを異常原因分類判定手段４２に送出す
る。この異常原因分類判定手段４２では、前記分岐制御
手段４１から入力された安全レベルを越えたデータｄか
ら前記状態波及推論手段２で推論された異常波及の異常
原因分類を図３および図４により判定する（Ｓ５）。な
お、図３は異常原因分類の判定フロー図、図４は異常原
因分類判定で参照される異常原因の異存度を表す図であ
る。

【００２５】つまり、この異常原因分類判定方法は、予
め異常レベルしきい値が設定され、前記分岐制御手段４
１から送られてくる状態波及データやリスク波及データ
が異常レベルしきい値以上のデータｄ群を異常波及デー
タと判定した後（Ｓ１１）、この判定抽出された異常波
及データの異常度を計算する（Ｓ１２）。この異常度の
定義には種々あるが、例えば異常レベルしきい値からの
異常波及データのかい離度を異常度としてもよい。

【００２６】このようにして異常度が計算されると、図
４の異常原因異存度表Ｈ１を参照しながら異常原因異存
度を取り出す（Ｓ１３）。この異常原因異存度表Ｈ１
は、各構成機器，構成部品或いは状態量測定個所などを
意味するノードＮ１〜Ｎ６と各異常原因分類Ａ〜Ｅとに
対応して異常原因異存度（数値）が規定されている。こ
の異常原因異存度（数値）は各ノードごとに異常原因分
類における異常原因となる確率を定義している。

【００２７】従って、異常原因分類判定手段４２は、異
常度が計算されると、その計算された異常波及データの
異常度を重み要素とし、当該重み要素と状態量測定個所
であるノードの異常原因分類の異常原因依存度とを乗算
する（Ｓ１４）。これは各異常波及データの発生するノ
ード単位で行われる。このようにして重み付けされた異
常原因依存度は各異常原因分類単位で加算し（Ｓ１
５）、それら加算値を各異常原因分類における異常原因
分類判定値とする。そして、この異常原因分類判定値の
うち、例えば上位２０％以内にある異常原因分類ｅだけ
を異常原因として出力し、他の判定値については却下す
る（Ｓ１６）。

【００２８】そこで、入出力手段４４は、以上のような
異常原因分類判定手段４２から異常波及の異常原因分類
ｅを受けると、異常処置代替案データベース４３に異常
原因分類ｅ単位でグルーピングされている異常処置代替
案群ｆを読み出し（Ｓ６）、これを推論初期値として状
態波及推論手段２に送出する。従って、ステップＳ４〜
Ｓ６によってプラントの異常波及に対応する異常処置代
替案を絞り込んで選定することができる（プロセスＰ
２）。

【００２９】ここで、状態波及推論手段２は、入出力手
段４４から受け取る異常処置代替案ｇについて状態波及
を推論するが、この推論結果によって異常状態のレベル
低下となって現れたと仮定すると、さらにリスク評価手
段３によって異常状態のレベル低下によるリスク波及を
演算・評価するので、異常処置代替案の実施によるリス
ク軽減度を推定することができる（プロセスＰ１）。そ
して、プロセスＰ２−Ｐ１によって評価されたリスク波
及のレベルが安全レベルのしきい値内であれば、分散制
御手段４１により該当異常処置代替案ｇのリスク評価デ
ータｈをレベル評価手段５に送出する（Ｓ４）。

【００３０】従って、レベル評価手段５に入力されるデ
ータｈは、プラントの状態量ａを推論初期値としてプロ
セスＰ１で推論した結果のリスク評価データか、もしく
は異常処置代替案データベース４３の異常処置代替案ｆ
を推論初期値としてプロセスＰ１で推論した結果のデー
タである。このレベル評価手段５では、前者のデータの
場合には何の処理，加工もせずにそのデータｉをそのま
ま出力するが、後者のデータの場合にはそのデータの中
の異常処置代替案のリスク評価値に基づいてリスクレベ
ルの低い順，つまりリスク軽減度の高い順に異常処置代
替案をソートし、このリスクレベル順にソートされた異
常処置代替案ｉを出力する（Ｓ７）。

【００３１】従って、以上のような実施例の構成によれ
ば、プラントの状態量を用いて推論した結果の状態波及
データをリスク評価手段３に導き、ここで得られたリス
ク評価値のレベルがプラントの安全レベルしきい値を越
えている場合には、異常原因分類判定手段４２により異
常原因分類を求め、予め格納されている異常処置代替案
データベース４３から異常原因分類に基づいてグルーピ
ングされた異常処置代替案群を読み出すようにしたの
で、リスク評価すべき異常処置代替案を絞り込んで選定
でき、ひいては異常処置代替案の選定に困難をきわめる
ことがなくなる。また、絞り込んだ数少ない異常処置代
替案だけをリスク評価するので、リスク分析時間を大幅
に短縮できる。

【００３２】さらに、絞り込んだ異常処置代替案につい
てリスクランク分けを行っているので、リスク軽減レベ
ルに応じた異常処置代替案を明確化でき、リスク軽減に
大きく貢献する。次に、図５は本発明システムの他の実
施例を示す機能ブロック図である。

【００３３】このシステムは、図１のリスク評価手段３
に代えて、種々のリスク項目毎にリスクを演算・評価す
る複数のサブ１〜サブｎリスク評価手段６１〜６ｎを有
するリスク群評価手段６と、各サブ１〜サブｎリスク評
価手段６１〜６ｎで演算・評価された結果データｊ１〜
ｊｎを選択的に出力するリスク管理制御手段７とが設け
られている。

【００３４】ここで、サブ１〜サブｎのリスクとは、例
えば技術領域に関する能力低下リスク，故障リスク，環
境汚染リスクその他のリスクや管理領域に関する出力コ
ストリスク，保守コストリスク，人命リスクその他のリ
スクを意味する。

【００３５】次に、以上のような他の実施例のシステム
の動作について図７のフローに従って説明する。なお、
同図においてステップＳ１〜Ｓ７は図２と同一の処理機
能を有するので同一符号を付し、新たに追加された処理
機能についてはステップＳ８，Ｓ９が付加されている。

【００３６】すなわち、この実施例においては、状態波
及推論手段２がプラントの状態量を推論して状態波及デ
ータｂを得た後（Ｓ１，Ｓ２）、この状態波及データｂ
について各サブ１〜サブｎリスク評価手段６１〜６ｎに
より各リスク項目毎にリスク評価を行う（Ｓ８）。そし
て、これらサブリスク評価手段６１〜６ｎによって演算
・評価された結果データｊ１〜ｊｎはリスク管理制御手
段７に送られる。

【００３７】このリスク管理制御手段７では、予めまた
は任意にリスク管理対象となるリスク項目が設定され、
サブリスク評価手段６１〜６ｎからの結果データｊ１〜
ｊｎの中からリスク管理対象となるリスク項目の結果デ
ータｃ１だけを順次出力し（Ｓ９）、分岐制御手段４１
に送出する。以後の処理は図２と同様に行われる。

【００３８】従って、この実施例の構成によれば、各サ
ブ１〜サブｎリスク評価手段６１〜６ｎに所要とするリ
スク項目を設定でき、かつ、リスク管理制御手段７には
管理したいリスク項目の結果データだけを評価でき、し
かも特定のリスク項目に着目した異常処置代替案の選定
およびリスク分けをすることができる。なお、本発明は
その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような種々の効果を奏する。

【００４０】請求項１の発明は、プラントのリスク評価
データのうち、異常波及データに基づいて複数の異常処
置代替案群の中からリスク軽減効果のある異常処置代替
案を選定するので、容易に異常処置代替案群を選定で
き、プラントのリスク分析時間を大幅に短縮できる。

【００４１】また、請求項２の発明は、複数の異常処置
代替案群の中からリスク軽減効果のある異常処置代替案
の順位にリスクランク付けを行うので、プラント管理者
はその順位に従って異常処置代替案を選定してプラント
の計画を決定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるプラントリスク分析システムの
一実施例を説明する機能ブロック図。

【図２】図１に示すプラントリスク分析システムの処理
手順を説明するフロー図。

【図３】図２においてリスク評価データが異常波及のと
き、その異常波及データから異常原因分類を判定するた
めの動作説明図。

【図４】図３の異常原因分類を判定するときの途中で参
照される異常原因の依存度を表す図。

【図５】本発明に係わるプラントリスク分析システムの
他の実施例を説明する機能ブロック図。

【図６】図５に示すプラントリスク分析システムの処理
手順を説明するフロー図。

【符号の説明】

１…状態入力手段、２…状態波及推論手段、３…リスク
評価手段、４…リスク管理手段、５…レベル評価手段、
６…リスク群評価手段、７…リスク管理制御手段、４１
…分岐制御手段、４２…異常原因分類判定手段、４３…
異常処置代替案群データベース。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０８Ｂ 31/00 Ａ 9377−5Ｇ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラントの状態量からプラントの状態波
   及を推論する状態波及推論手段と、 この状態波及推論手段によって推論された推論データか
   らリスク波及を評価するリスク評価手段と、 このリスク評価手段によって得られた評価データが予め
   定められたプラントの安全レベルを越えているか否かを
   判断し、当該安全レベルを越えているときには前記評価
   データの異常原因分類を判定し、この異常原因分類に基
   づいて予めデータベース化されている異常処置代替案を
   抽出するリスク管理手段と、 このリスク管理手段によって抽出された異常処置代替案
   について前記推論手段および前記リスク評価手段を実施
   し、かつ、当該異常処置代替案のリスク評価データが前
   記プラントの安全レベル内に入ったか否かを判断する代
   替案実施手段とを備えたことを特徴とするプラントリス
   ク分析システム。
2. 【請求項２】 請求項１記載の発明に、前記代替案実施
   手段によって得られた異常処置代替案のリスク評価デー
   タが前記プラントの安全レベル内にあると判断されたと
   き、そのリスク評価を行った前記異常処置代替案につい
   てリスク軽減度の順位を決定するレベル評価手段を付加
   したことを特徴とするプラントリスク分析システム。