(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＢＭ(Risk-Based  Maintenance：リスクベースメンテナンス)手法を用いた保全計画による設備管理方法であって、
該設備管理方法は、
保全員により、設備を構成する装置ごとに、予防、点検、取替、監視、および劣化レベル・寿命予測の各カテゴリーごとの評価項目に分け、定量的な評価基準に基づき各評価項目の評価点を設定する点数化を行う、保全・故障・使用情報の点数化工程と、
保全員により、保全マスターに設定された装置毎の保全周期に対する、点検整備又は取替からの経過期間の比率を、故障の起こりやすさを示す故障発生危険度の実績として点数で与える、装置毎故障実績頻度の点数化工程と、
計算機が、
前記点数化された保全・故障・使用情報の評価項目と前記点数化された装置毎故障実績頻度に基づいて、故障発生危険度を推定する推定式における重み係数を求め、
該重み係数と、前記点数化された保全・故障・使用情報の評価項目の内、前記故障発生危険度の実績と相関がある評価項目の評価点である危険度合い評価項目の評価値とに基づいて前記推定式から、故障発生危険度を推定する、故障発生危険度推定工程と、
保全員により、前記装置ごとに、生産影響、予備品状況、環境・防災・品質、設備重要度、および設備冗長性の各カテゴリーごとの評価項目に分け、定量的な評価基準に基づき各評価項目の評価点を設定する点数化を行う、装置毎故障による影響度の点数化工程と、
計算機が、
推定された故障発生危険度と点数化された装置毎故障による影響度を乗じてリスク評価点を得ることでリスク評価を定量化する、リスク評価定量化工程と、
保全員により、定量化されたリスク評価に基づき保全計画をたてる、保全計画工程と、
保全員により、たてた保全計画に基づき保全を実行する、保全実行工程とを有し、
前記保全・故障・使用情報の点数化工程、前記装置毎故障実績頻度の点数化工程、前記故障発生危険度推定工程、前記装置毎故障による影響度の点数化工程、前記リスク評価定量化工程、前記保全計画工程、および前記保全実行工程を循環処理することを特徴とする設備管理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の設備管理方法において、
前記推定式は、以下に示す（２）式であり、
該（２）式における重み係数ａの決め方は、前記（２）式の左辺の故障発生危険度推定値
、および前記（２）式の右辺の危険度合い評価項目の評価値を、
それぞれ、前記点数化された装置毎故障実績頻度、前記点数化された保全・故障・使用情報の評価項目に基づいて、既知とする連立方程式を解く、又は最小２乗法で解くことにより決定することを特徴とする設備管理方法。
【数２】
0005621414.tif 000004
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＢＭ(Risk-Based  Maintenance：リスクベースメンテナンス)手法を用いた保全計画による設備管理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
設備を保全する上での補修計画作成にあたっては、装置機器の劣化状態を点検診断により把握し補修するＣＢＭ(Condition-Based  Maintenance：状態監視保全)、定期的補修周期を設定するＴＢＭ(Time-Based  Maintenance：時間計画保全)、故障が起きた後に対策をとって復帰させるＢＭ(Breakdown  Maintenance：事後保全)、リスクに応じて補修するＲＢＭ(Risk-Based  Maintenance：リスクベースメンテナンス)など種々の方法がある。
【０００３】
この中で、リスクベースメンテナンス(ＲＢＭ)は、設備の持つリスクを評価し、その大きさに応じて設備の保全計画を立案する手法であり、ここで「リスク」とは、「リスク」＝「装置故障時の被害の大きさ、すなわち故障による影響度」×「その設備の故障発生危険度、すなわち故障の起こりやすさ」により定義される。
【０００４】
このリスクの値を保全計画で評価対象になっている設備について求め、その値が大きい設備を保全優先度の高い設備とする。このように、リスクに基いて、工事の優先順位付けと実施時期を決めるため、効果的な補修計画ができるという利点がある。これまでの技術としては例えば、水力発電設備を対象にした特許文献１に開示の技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２００１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された技術は、故障の起こりやすさを定量化する方法として、過去の故障実績、電気学会技術報告より障害発生率、使用年数、点検結果などを装置毎にデータとして蓄積し、各項目の比重に応じて適宜各項目の情報に重み付けを行うようにしている。
【０００７】
しかしながら、この各項目の重み付けについては作業員に委ねられている、すなわち担当する作業員の経験に基づき重み付けが行われている。このため、作業員ごとの重みのバラツキが生じたり、また作業員の安全指向から全般的に過剰保全になり易いという傾向があるため、結果的には従来のＴＢＭ、ＣＢＭと同様な保全計画になりかねないという問題がある。
【０００８】
本発明では、これら従来技術の問題点に鑑み、設備・装置の故障発生危険度を、客観的事実に基づき、保全員の経験則にたよることなく定量評価し、設備のリスクに応じた適正な保全計画を立てることができる、設備管理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、以下の発明によって解決できる。
【００１０】
［１］  ＲＢＭ(Risk-Based  Maintenance：リスクベースメンテナンス)手法を用いた保全計画による設備管理方法において、
設備を構成する装置ごとに、予防、点検、取替、監視、および劣化レベル・寿命予測の各カテゴリーごとの評価項目に分け、定量的な評価基準に基づき各評価項目の評価点を決定し、故障の起こりやすさを定量化することを特徴とする設備管理方法。
【００１１】
［２］  上記［１］に記載の設備管理方法において、
故障の起こりやすさを定量化するにあたっては、
故障の起こりやすさと相関がある評価項目の評価点と重み係数からなる推定式を用いることを特徴とする設備管理方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、寿命予測が困難な設備・装置の故障発生危険度を、客観的事実に基づき、保全員の経験則にたよることなく定量評価することができる。これにより、設備のリスクに応じた適正な保全計画を立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る設備管理方法を用いる保全手続の一連の流れを示す図である。
【図２】定量的な「評価基準」の例を示すものである。
【図３】設備および装置種別毎の評価項目の重み係数を示す図である。
【図４】本発明を適用した設備管理の一例を示す図である。
【図５】リスク評価点の時間推移を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明に係る設備管理方法を用いる保全手続の一連の流れを示す図である。故障の起こりやすさ(ここでは、故障発生危険度とも称する)は、保全・故障・使用情報から評価項目を選び、対応する評価基準からそれらの評価点を設定する点数化を行うことにより得られる(図１(1))。さらに、保全マスターに設定された装置毎の保全周期(保全マスター)から装置毎故障実績頻度の点数化を行う(図１(2))。
【００１５】
次に、図１(3)では、先ず故障の起こりやすさを求める推定式を求め、これに基き故障発生危険度を決定する。同様に決定した装置毎故障による影響度(図１(4))ならびに故障発生危険度(図１(3))に基いて、リスク評価を定量化しＲＢＭ保全計画を立てる(図１(5))。
【００１６】
そして、この計画を元に保全を実行する(図１(6))。実行した保全の結果は、図１(1)および(2)にフィードバックされ、それぞれの点数化さらに故障の起こりやすさを求める推定式〜故障発生危険度〜ＲＢＭ保全計画〜保全実行〜・・・・というサイクルを回す循環処理となる。
【００１７】
まず図１(1)では、以下のカテゴリーの中から具体的な評価項目(括弧にて例示、例えば、予防における（予防処置(対策)）について、各項目を１００点を上限に定量的な「評価基準」に基づき評価点を設定する点数化を行う。
・予防（予防処置(対策)）
・点検（点検基準有無、周期内点検実施）
・取替（取替基準有無、周期内取替実施）
・監視（監視手段有無）
・劣化レベル・寿命予測
【００１８】
上記「劣化レベル・寿命予測」カテゴリーの具体的な評価項目としては、例えば、次のような項目がある。
故障状況（故障件数/年）、点検結果、設置環境、ＤＴ(Down  Time)実績、生産量、
生産量変動による動作影響有無、
動作回数回/生産量、寿命動作回数（使用回数/寿命回数*100）、
取替後動作回数累積（取替）、
取替後日々累積点数（動作回数・取替）、点検基準動作回数、点検後動作回数累積（点検）、
動作時間/生産量、寿命動作時間（使用年数/寿命年数*100）、
取替後動作時間累積（取替）、点検基準動作時間、
点検後動作時間累積（点検）、点検後日々累積点数（動作時間・点検）、
劣化パターン（Ａ:時間経過とともに危険度が線形的に増加、Ｂ: 非線形的に増加など）
【００１９】
図２は、定量的な「評価基準」の例を示すものである。このように、各評価項目に対して１００点を上限に定量的な「評価基準」を決めておけば、保全員毎のバラツキがない統一的な危険度の点数化が実現できる。
【００２０】
次に、図１(2)での処理の説明を行う。各装置は、装置メーカーから装置保証寿命として点検整備又は取替えるべき理想周期が設定されている装置と、ＢＭ対象装置（故障してから、整備・取替）に分かれる（保全マスター）。なお、実際の補修は理想周期どおりに実施されるものでなく、かけるべき補修費等の変動で、実際の周期は変化する。
【００２１】
まず、理想周期が設定されている装置については、以下の（１）式に基いて故障発生危険度実績を定量化する。
【００２２】
【数１】
0005621414.tif 000002
【００２３】
また、ＢＭ対象装置については、装置毎に設定された周期の最大値を（１）式の理想周期として用いて危険度実績を算出する。例えば、重要ラインの低圧交流モータの取替え周期が７年、補助ラインの同類モータの取替え周期が１２年で最長であれば、この１２年を用いるといった具合である。
【００２４】
次に、図１(3)での処理の説明を行う。まず、（２）式により故障発生危険度推定値を求める。
【００２５】
【数２】
0005621414.tif 000003
【００２６】
上式で評価項目と重み係数を選択または設定するにあたっては、故障データに基き故障発生危険度と最も相関がある評価項目の組合せを決め、それぞれの重み係数ａは（２）式に基く連立方程式を解く、又は最小２乗法で解くことにより設定する。評価項目の組合せと重み係数が求まれば、これで故障の起こりやすさを求める推定式(（２）式)が決まり、各設備・装置毎の故障発生危険度を求めることができる。
【００２７】
例えば、同じ仕様の低圧交流モータでも理想周期(設計寿命)より長期の使用に耐えられるものから、より短期間で故障するものまでもある。これは、設置環境、点検整備のし易さ、使用負荷などが影響していると考えられる。
【００２８】
図３は、設備および装置種別毎の評価項目の重み係数を示す図である。電気計装機器の装置を、設備毎にある評価項目ｋについて、装置種別および機器種別ごとの重み係数(ａ11k〜ａ44k)を示したものである。低圧交流モータ(m＝１)の場合を例にして、対応する重み係数(ａ11k〜ａn1k)の決め方を代表的なケースで説明する。
【００２９】
ケース１：
故障データが多く、例えば１つの装置でｋ件以上の故障データがあれば、故障発生危険度Xn1を100点として、（２）式を解くことによってａn1kを決定する。
【００３０】
ケース２：
１つの装置でｋ件以上の故障データは集まらないものの、装置種別で分けず同じ機器種別(この場合、低圧交流モータ)で故障データがｋ件以上あれば、各装置共通の係数ａn1kとして決定する。
【００３１】
ケース３：
故障データがｋ件集まらない場合は、理想取替え周期(機器寿命設計値)を用いて（１）式から故障データがない装置の危険度実績を仮決めしデータを揃え(Pn1をXn1に置き換え)、（２）式を解くことによってａn1kを決定する。
【００３２】
装置毎の違いによる危険度を「評価項目」(例:点検実施有無、設置環境、動作頻度等)で評価するにあたっては、上述のように故障実績に基いて、装置によっては影響のない評価項目の除去、さらに点数化する際の各評価項目の重み(係数)の決定を行う。
【００３３】
なお、上述以外の評価項目と係数を選択または設定方法としては、設備・装置毎に先に求めた故障発生危険度実績と故障発生危険度推定値の残差平方和と評価項目の数の両方を小さくすることを評価基準として、ステップワイズ法等により最も相関がある変数の組合せと相関係数を求める方法もある。
【００３４】
図１(4)での装置毎故障による影響度についての点数化は、図１(1)での点数化と同様の処理を行う。すなわち、影響度(影響度合い)を、例えば以下のカテゴリー中の具体的な項目に分け、各項目を１００点を上限に定量的な「評価基準」に基づき評価点を設定する点数化を行う。
・生産影響（生産停止時間）
・予備品状況（予備品の有無、予備品調達時間、修理可否）
・環境・防災・品質（それぞれについての影響有無）
・設備重要度（設備停止時の逸失金額）
・設備冗長性
【００３５】
以上で、故障発生危険度および影響度が求まるわけであるが、具体的には、各装置を設備毎に装置分類し、各装置毎に故障の影響度と故障発生危険度のデータを蓄積する。例えば、電気計装機器の装置を、設備毎（高炉装入設備、転炉カ゛ス回収設備、連鋳機本体・・・）に装置分類する。図３に示した例では、高炉装入設備である＃１コンベア,・・・毎に、装置としての低圧交流モータ,・・・を分類するといった具合である。
【００３６】
なお、ここまでは、設備または装置として明確な定義をしてこなかったが、複数の装置から構成されるものが設備であり、異なる働きを持つ装置が有機的に結合され一つの設備を形作ると考える。本発明は、設備として上位の構成要素を、装置として上位の構成要素である設備を形付ける下位の構成要素を指すものとする。
【００３７】
このような観点からは、装置を形成する機器、さらに機器を形成する部品といったように、装置自身もより細かく分解することができる。したがって、どのレベルまで(部品レベルまで、機器レベルまでなど)の管理を考えるかによっては、本発明の適用対象(設備、装置)は変化すべきものであり、一意に決まるものではない。
【実施例】
【００３８】
図４は、本発明を適用した設備管理の一例を示す図である。製鉄設備の一装置を対象にした１２日間に亘る個々の評価項目の値と、危険度および影響度の値、さらにはリスク評価点の推移を示したものであり、途中の８日目ならびに１１日目にそれぞれ点検と取替を実施したときのものである。図５は、リスク評価点の時間推移を示す図である。
【００３９】
リスク評価点は、点検実施を行う直前の７日までは、日々、動作回数／時間が累積されているため、「危険度」の点数が徐々に高くなっている。このため、危険度も徐々に高くなり、結果として、リスク評価点も暫時増加している。しかしながら、８日目には、点検実施を行ったため、点検用累積回数／時間の値がクリアとなり、危険度が下がり、結果として、リスク評価点が一気に下がっている。点検実施により故障リスクが減ったことが分る。
【００４０】
その後、取替実施を行う直前の１１日までは、１〜７日までと同様の理由で、リスク評価点が８日の時点から暫時増加している。
【００４１】
そして、１２日目には、取替実施を行ったため、点検用累積回数／時間とともに取替用累積回数／時間の値がクリアとなり、危険度がさらに下がり、結果として、リスク評価点がより一層下がっている。取替実施によりリスクがより減ったことが分る。
【００４２】
点検および取替実施により故障リスクの変化を定量的に把握でき、設備のリスクに応じた適正な保全計画を立てることができる。
【図１】
0005621414.tif 000005
【図２】
0005621414.tif 000006
【図３】
0005621414.tif 000007
【図４】
0005621414.tif 000008
【図５】
0005621414.tif 000009