(57)【要約】  機器の余寿命を決めている要因となっている動作状態の推定を支援する機器寿命診断装置を提供する。本機器寿命診断装置は、機器が稼働中に消費する実寿命消費量を演算する実寿命消費量演算部５と、機器の使用寿命に応じて想定寿命消費量を設定する想定寿命消費量設定部４と、実寿命消費量演算部によって演算される実寿命消費量と想定寿命消費量設定部によって設定される想定寿命消費量との差異を比較する比較部６と、比較部による比較結果に基づいて、想定寿命消費量に対する実寿命消費量の過不足に関する情報を表示する出力部８を備える。
2017051456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器が稼働中に消費する実寿命消費量を演算する実寿命消費量演算部と、
前記機器の使用寿命に応じて想定寿命消費量を設定する想定寿命消費量設定部と、
前記実寿命消費量演算部によって演算される前記実寿命消費量と前記想定寿命消費量設定部によって設定される前記想定寿命消費量との差異を比較する比較部と、
前記比較部による比較結果に基づいて、前記想定寿命消費量に対する前記実寿命消費量の過不足に関する情報を表示する出力部と、
を備えることを特徴とする機器寿命診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の機器寿命診断装置において、
前記出力部は、前記実寿命消費量および前記想定寿命消費量の各時間的変化、および前記想定寿命消費量に対する前記実寿命消費量の大小を表示することを特徴とする機器寿命診断装置。
【請求項３】
請求項１に記載の機器寿命診断装置において、
前記出力部は、前記実寿命消費量および前記想定寿命消費量の各瞬時値を表示することを特徴とする機器寿命診断装置。
【請求項４】
請求項１に記載の機器寿命診断装置において、
さらに、前記比較結果に基づいて、前記想定寿命消費量に対する前記実寿命消費量の過不足の要因を推定する過不足要因推定部を備えることを特徴とする機器寿命診断装置。
【請求項５】
請求項４に記載の機器寿命診断装置において、
前記出力部は、前記過不足要因推定部によって推定される前記要因を、前記実寿命消費量および前記想定寿命消費量の各時間的変化と共に表示することを特徴とする機器寿命診断装置。
【請求項６】
請求項４に記載の機器寿命診断装置において、
前記出力部は、前記過不足要因推定部によって推定される前記要因を、地図情報と共に表示することを特徴とする機器寿命診断装置。
【請求項７】
請求項４に記載の機器寿命診断装置において、
さらに、前記過不足要因推定部によって推定される前記要因に基づいて、前記実寿命消費量を前記想定寿命消費量に近づけるための過不足改善量を推定する過不足改善量推定部を備えることを特徴とする機器寿命演算装置。
【請求項８】
請求項１に記載の機器寿命診断装置において、
前記想定寿命消費量設定部が、
前記使用寿命を設定する使用寿命設定部と、
前記実寿命消費量演算部によって演算される前記実寿命消費量の時間的履歴を蓄積する寿命消費履歴蓄積部と、
前記使用寿命設定部によって設定される前記使用寿命および前記寿命消費履歴蓄積部が蓄積する前記実寿命消費量の時間的履歴に基づいて前記想定寿命消費量を演算して前記比較部に出力する想定寿命消費量演算部と、
を備えることを特徴とする機器寿命診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器の寿命消費状態を診断する機器寿命診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械装置や電気装置あるいはプラント機器が、設定あるいは想定される寿命まで使用できるためには、適切な運用条件で運用したり、適切な時期に保守点検したりすることが必要である。運用者に対して、運用条件や保守点検時期の設定を支援する従来技術として、特許文献１に記載の従来技術が知られている。【０００３】
本従来技術においては、プラントを構成する機器および個々の部材について、現時点における余寿命評価情報と、運用計画に基づき計算した将来の余寿命予測を基に、運用条件が異なる運用計画毎の破壊確率の推移を評価し、その評価結果に、機器および個々の部材の損傷形態ごとの重み係数を乗算してプラントリスク値の推移を算出する。プラントリスク値の上限を設定すれば、運用者は、算出されたプラントリスク値の推移に基づき、適切な運用条件や保守点検時期を判断することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−７３１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
機械装置や電気装置あるいはプラント機器は、運用中において、様々な動作状態にある。そして、動作状態が余寿命に及ぼす影響の大きさも、動作状態によって様々である。従って、運用者が、余寿命を決めている要因となっている動作状態を推定できれば、確実に適切な運用条件を判断することができる。これに対し、上記従来技術における破壊確率の推移やプラントリスク値の推移では、運用者が、余寿命を決めている要因となっている動作状態を推定することは難しい。【０００６】
そこで、本発明は、機器の余寿命を決めている要因となっている動作状態の推定を支援する機器寿命診断装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明による機器寿命診断装置は、機器が稼働中に消費する実寿命消費量を演算する実寿命消費量演算部と、機器の使用寿命に応じて想定寿命消費量を設定する想定寿命消費量設定部と、実寿命消費量演算部によって演算される実寿命消費量と想定寿命消費量設定部によって設定される想定寿命消費量との差異を比較する比較部と、比較部による比較結果に基づいて、想定寿命消費量に対する実寿命消費量の過不足に関する情報を表示する出力部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、機器の運用者が、想定寿命消費量に対する実寿命消費量の過不足を把握することにより、機器の余寿命を決めている要因となっている動作状態を容易に推定することができる。【０００９】
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１である機器寿命診断装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】検出結果の画像表示の一例を示す。
【図３】検出結果の画像表示の他の例を示す。
【図４】検出結果の画像表示の他の例を示す。
【図５】本発明の実施例２である機器寿命診断装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図６】寿命消費要因推定部による要因推定結果の画像表示の一例である。
【図７】要因推定結果の画像表示の他の例である。
【図８】本発明の実施例３である機器寿命診断装置による検出結果の画像表示の一例を示す。
【図９】実施例３による検出結果の画像表示の他の例を示す。
【図１０】本発明の実施例４である機器寿命診断装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図１１】改善量（方策）を推定するために用いられるデータの一例を示す。
【図１２】改善量（方策）を推定するために用いられるデータの他の例を示す。
【図１３】本発明の実施例５である機器寿命診断装置の構成を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について、図面を用いて説明する。各図において、参照番号が同一のものは同一の構成要件あるいは類似の機能を備えた構成要件を示している。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明の実施例１である機器寿命診断装置の構成を示す機能ブロック図である。本実施例１では、実環境で稼働する機器が消費する実寿命消費量と予め設定した想定寿命消費量を比較し、想定寿命消費量に対する実寿命消費量の過不足に関する情報を出力する。なお、本実施例１では、マイクロコンピュータなどの演算処理装置が、所定のプログラムを実行することにより、各部（４〜９）として機能する。【００１３】
図１に示すように、寿命を診断する対象機器は、ダンプトラック１、風車２、回転電機３（発電機あるいは電動機）のいずれかである。なお、これらに限らず、機械部品の応力疲労や摩耗による材料の損傷、電気品における絶縁劣化や電気素子の特性劣化、光学部品の透過率の劣化など、機器の稼働あるいは経時変化により製造当初の物理的特性が変化して寿命を迎える機器、もしくは複数の機器により構成されるプラントなどが、寿命診断の対象機器となる。【００１４】
データ収集部９は、対象機器（１，２，３）が備える各種センサから寿命消費量演算に用いるデータすなわち寿命消費量に関わる物理量データを収集する。各種センサとして、例えば、ダンプトラック１や風車２における構造体の応力を計測するための歪ゲージや、回転電機３の絶縁劣化度を計測するための各種センサなど、材料の寿命を直接計測するためのセンサがあげられる。また、データ収集部９は、機器の運転操作や挙動（例えば、ダンプトラック１の車体の挙動）を検出するためのセンサからのデータあるいは機器の制御データを収集しても良い。この場合、機器の稼働状態を、運転操作や車体の挙動データあるいは制御データを用いて認識し、認識された稼働状態に基づいて疲労損傷を推定する。疲労損傷は消費寿命に比例する値であるから、疲労損傷から消費寿命を推定できる。すなわち、運転操作や車体の挙動データあるいは制御データに基づいて、寿命消費量を演算することができる。【００１５】
以下の説明においては、簡単のため、寿命診断の対象機器をダンプトラック１とする。なお、機器の寿命は、ダンプトラック１の構造体の疲労寿命である。【００１６】
実寿命消費量演算部５は、データ収集部９で収集したデータを用いて、実稼働中のダンプトラック１が消費する実寿命消費量を算出する。実寿命消費量とは、単位時間あたりに消費する寿命の値である。算出手段の具体例は次のとおりである。まず、歪ゲージを用いて計測した応力の時刻歴データより、公知のサイクルカウント法（例えば、レインフロー法）を用いて、閉じた応力の振幅を抽出するとともに、応力の波長を抽出する。同一時刻に共存する閉じた応力の重ね合わせにより単位時間に構造体の材料が受ける応力被害の状況を表わす。ここで、単位時間当たりの応力被害とは、繰り返し応力により材料が破断に至る進行速度を表している。つまり、単位時間当たりの応力被害を積算し、破断に至る値になった時が材料の寿命である。従って、この単位時間に材料が受ける応力被害の値が実寿命消費量となる。【００１７】
想定寿命消費量設定部４は、寿命診断対象機器が稼働中に消費する想定寿命消費量を設定する。ここで、想定寿命消費量は、例えば、ダンプトラック１について予め設定される使用寿命（償却期間）を満足するために想定される単位時間当たりの寿命消費量である。【００１８】
比較部６は、想定寿命消費量設定部４によって設定される想定寿命消費量と実寿命演算部５によって算出される実寿命消費量との差異を比較する。【００１９】
過不足検出部７は、比較部６からの比較結果に基づいて、想定寿命消費量に対する実寿命消費量の過不足の状況を検出する。【００２０】
出力部８は、過不足検出部７の検出結果を、画像表示などの所定の形態で出力する。【００２１】
図２は、検出結果の画像表示の一例を示す。本表示例は、ダンプトラック１が走行中において単位時間に消費する寿命すなわち寿命消費量の時間的変化を示す。横軸が経過時間、縦軸が寿命消費量である。ここで、図２における寿命消費量は、ダンプトラック構造体の所定の部位（例えば、サスペンション）の寿命消費を表している。なお、図２中の符号は説明のために付記したものであり、本符号以外の図示部が画像表示例である（他の図の表示例についても同様）。【００２２】
図２において、実線の曲線および破線の直線が、それぞれ、実寿命消費量２３および想定寿命消費量２２を表す。図２において、ダンプトラックの走行路面が時点２８および２９を境に変化しており、時点２８以前の走行路面では寿命消費が少なく、時点２８から時点２９までは路面の凸凹の影響により寿命消費が大きくなり、時点２９以降の走行路面では再度寿命消費が少なくなる。このため、実寿命消費量２３は、想定寿命消費量２２よりも、時点２８以前では小さく、時点２８と時点２９の間では大きく、時点２９以降は小さい。【００２３】
このような実寿命消費量２３と想定寿命消費量２２の大きさの違いを走行中の各時点で比較部６によって比較（算出）し、比較結果に基づいて想定寿命消費量２２に対する実寿命消費量２３の過不足が過不足検出部７によって検出される。過不足検出部７によって、実寿命消費量２３が不足していると検出されると、すなわち実寿命消費量２３が想定寿命消費量２２よりも小さい場合、出力部８は、表示画面上で、想定寿命消費量２２を示す直線と実寿命消費量２３を示す曲線との間の領域２４に所定のパターンを有するハッチングを施す。また、過不足検出部７によって、実寿命消費量２３が過剰であると検出されると、すなわち実寿命消費量２３が想定寿命消費量２２よりも大きな場合、出力部８は、表示画面上で、想定寿命消費量２２を示す直線２２と実寿命消費量２３を示す曲線との間の領域２５に、領域２４のハッチングとは異なる所定のパターンを有するハッチングを施す。これにより、想定寿命消費量２２に対する実寿命消費量２３の過不足が容易に把握できる。【００２４】
図２のような表示から、時点２８以前および時点２９以降の走行区間では、実寿命消費量２３が想定寿命消費量２２よりも少ないので、ダンプトラック１の構造体にかかる負担を増やすことができる運用状態であると判断でき、寿命消費量が多くなるような運転操作が可能であることや、走行路面の整備を少なめに設定できることが分かる。また、時点２８〜２９の走行区間では、実寿命消費量２３が想定寿命消費量２２よりも大きいため、ダンプトラック１の構造体にかかる負担の低減を要する運用状態であると判断でき、寿命消費量を減らすような運転操作が必要であることや、走行路面の整備を多めに行う必要があることが分かる。このようにして、ダンプトラック１の実寿命消費量を想定寿命消費量に近づけて、ダンプトラック１の使用寿命を満足することができる。【００２５】
図３は、検出結果の画像表示の他の例を示す。図３の表示例は、図２に示す各寿命消費量を時間軸上で積算した累積寿命消費量の時間的変化を示す。図３において、横軸は経過時間であり、縦軸は累積寿命消費量である。横軸の始点から時点３９までがダンプトラック１の一作業期間である。【００２６】
図３において、実線の曲線３２および破線の直線３３が、それぞれ、実寿命消費量（図２）を累積した累積実寿命消費量、および想定寿命消費量（図２）を累積した累積想定寿命消費量を表す。これら、累積実寿命消費量および累積想定寿命消費量は、実寿命消費量演算部５によって算出される実寿命消費量と想定寿命消費量設定部４によって設定される想定寿命消費量に基づいて、比較部６によって算出される。【００２７】
図３において、始点から時点２８までは、累積実寿命消費量の傾きが累積想定寿命消費量の傾きよりも小さいため、累積実寿命消費量は累積想定寿命消費量よりも小さく、かつ、時間と共に累積想定寿命消費量と累積実寿命消費量の差が拡大している。しかし、時点２８を過ぎると、累積実寿命消費量の傾きが累積想定寿命消費量の傾きよりも大きくなるため、時点２８を過ぎてしばらくすると、累積実寿命消費量が累積想定寿命消費量よりも大きな値を示している。時点２９を過ぎると、累積実寿命消費量の傾きは小さくなるが、累積実寿命消費量は累積想定寿命消費量を上回ったまま推移する。その結果、ダンプトラック１の一作業期間の終点である時点３９において、累積実寿命消費量の値３４は累積想定寿命消費量の値３５よりも大きくなる。【００２８】
このような累積実寿命消費量と累積想定寿命消費量の大きさの違いを一作業期間の各時点で比較部６によって比較（算出）し、比較結果に基づいて累積想定寿命消費量に対する累積実寿命消費量の過不足が過不足検出部７によって検出される。過不足検出部７によって、累積実寿命消費量が不足していると検出されると、すなわち累積実寿命消費量が累積想定寿命消費量よりも小さい場合、出力部８は、表示画面上で、累積想定寿命消費量を示す直線と累積実寿命消費量を示す曲線との間の領域２４に所定のパターンを有するハッチングを施す。また、過不足検出部７によって、累積実寿命消費量が過剰であると検出されると、すなわち累積実寿命消費量が累積想定寿命消費量よりも大きな場合、出力部８は、表示画面上で、累積想定寿命消費量を示す直線と累積実寿命消費量を示す曲線との間の領域２５に、領域２４のハッチングとは異なる所定のパターンを有するハッチングを施す。これにより、累積想定寿命消費量に対する累積実寿命消費量の過不足が容易に確認できる。【００２９】
図３のような表示から、一作業期間終了時点３９で累積実寿命消費量の値３４は累積想定寿命消費量の値３５よりも大きいため、使用寿命を満足するためには、一作業期間においてダンプトラック１の構造体にかかる総負担量の低減を要する運用状態であると判断できる。従って、寿命消費量を減らすような運転操作や走行路面の整備を多めに行う必要があることが分かる。【００３０】
図４は、検出結果の画像表示の他の例を示す。本表示例は、図２に示した実寿命消費量および想定寿命消費量の瞬時値を示す。【００３１】
図４中の左図のように、枠４０内において所定パターン４３を有するバーが実寿命消費量の瞬時値を示す。従って、図２に示すような実寿命消費量の時間変化に応じて、バーの高さが変化する。一定値である想定寿命消費量は、その一定値に対応する枠４０の高さに引かれる横線４２によって示す。図４中の左図は、実寿命消費量が想定寿命消費量より小さな時点での表示であり、所定パターン４３のバーの高さが横線４２の高さよりも低くなっている。【００３２】
図４中の右図は、実寿命消費量が想定寿命消費量より大きな時点での表示であり、実寿命消費量を示すバーの高さが想定寿命消費量を示す横線４２の高さよりも高くなっている。ここで、バーのパターンを、左図すなわち実寿命消費量が想定寿命消費量より小さな場合におけるパターン４３とは異なるパターン４４に変更している。これにより、図２の表示例と同様に想定寿命消費量に対する実寿命消費量の過不足を容易に把握できる。【００３３】
図４のような表示を用いれば、現時点での運転操作や路面状態が寿命消費に及ぼす影響の大きさが分かる。これにより、使用寿命を満足するために、ダンプトラック１の構造体にかかる負担を増減するように運転操作を調整することができる。【００３４】
なお、図４の表示は、図３に示すような累積寿命消費量に対しても適用できる。この場合、累積想定寿命消費量の瞬時値を基準として累積実寿命消費量の瞬時値を正規化すれば良い。【００３５】
上述したように、本実施例１の機器寿命診断装置によれば、対象機器の実寿命消費量と想定寿命消費量を比較し、比較結果に基づいて想定寿命消費量に対する実寿命消費量の過不足を検出し、検出結果を表示することにより、対象機器の運用者に対して、装置や機器の余寿命を決めている要因となっている動作状態の推定を支援することができる。さらに、実寿命消費量、想定寿命消費量および想定寿命消費量に対する実寿命消費量の過不足を表示することにより、使用寿命（償却期間）に対する現運用条件の影響を確実に確認することができる。また、本実施例１により検出される実寿命消費量の過不足量が低減されるように運用条件を調整することにより、確実に、使用寿命（償却期間）を満足することができる。【００３６】
なお、出力部８による表示形態は、画像表示に限らず、文字、音声、印刷物など、種々の形態が適用できる。
【実施例２】
【００３７】
図５は、本発明の実施例２である機器寿命診断装置の構成を示す機能ブロック図である。以下、主に、実施例１と異なる点について説明する。【００３８】
実施例１では、想定寿命消費量と実寿命消費量の比較結果に基づいて想定寿命消費量に対する実寿命消費量の過不足を検出するが、本実施例２の機器寿命診断装置は、さらに、図５に示す寿命消費要因推定部５１および過不足要因推定部５０により、過不足になった要因を推定する。【００３９】
寿命消費要因推定部５１は、データ収集部９が収集するデータ、すなわち対象機器（１，２，３）の寿命消費量に関わる物理量データを用いて、対象機器が寿命を消費する要因を推定する。要因推定手段の一例においては、対象機器より収集されるデータを基に対象機器の劣化区間を抽出し、その劣化区間が発生した要因を推定する。劣化要因が同時並行に複数存在する場合には、発生要因の寄与度を用いて各要因の寄与率なども推定する。ここで、「劣化」とは、対象機器の疲労損傷の大きさ、あるいは電気材料の性能劣化を表している。疲労損傷を累積した累積疲労損傷は、材料が応力疲労により破断するまでの進行度合いを表す。従って、「劣化＝寿命消費量」という関係が成り立つので、寿命の発生要因を推定することができる。また、要因推定手段の他の例においては、対象機器より収集したセンサデータあるいは制御データを用いて、稼働状態を要素状態に分類する。事前に設定される要素状態の特徴量と、稼働中の機器より収集されるデータを比較し、稼働状態を要素状態に分類する。これにより、対象機器が寿命を消費する要因を推定できる。【００４０】
図６は、寿命消費要因推定部５１による要因推定結果の画像表示の一例である。本表示例においては、ダンプトラック１が走行時に消費する寿命消費量と寿命消費要因推定部５１による要因推定結果が同じ時間軸上に表示される。本表示例においては、図２に示した実施例１の表示例に、寿命消費要因推定部５１による要因推定結果６０が付加されている。なお、要因推定手段として、上述した他の例の手段が用いられ、ダンプトラック走行中の動作が複数の要素動作に分類されている。【００４１】
ここでは、要素動作を路面のバンプ（凸凹）の大きさによって分類する。そして、予め、複数の要素動作項目すなわち路面のバンプ（凸凹）の大きさと、対象機器が受ける損傷の大きさを対応付けたデータを設定しておく。寿命消費要因推定部５１は、このようなデータを参照し、データ中の複数の要素動作項目（バンプの大きさ）から、稼働中のダンプトラック１から収集されるデータが示す損傷の大きさに最も近い損傷に対応づけられた要素動作項目を要因として推定する。なお、図６の表示例において、発生している要因６２，６３および６４として、それぞれ、１５０ｍｍバンプに相当する損傷を受ける路面、３００ｍｍバンプに相当する損傷を受ける路面、および５０ｍｍバンプに相当する損傷を受ける路面が推定されている。【００４２】
図５における過不足要因推定部５０は、比較部６による想定寿命消費量と実寿命消費量の比較結果と寿命消費要因推定部５１による推定結果を対応付ける処理を行う。本実施例に２においては、図６が示すように、実寿命消費量２３が想定寿命消費量２２を下回る領域２４、実寿命消費量２３が想定寿命消費量２２を上回る領域２５、および実寿命消費量２３が想定寿命消費量２２を下回る領域６５が、それぞれ、推定結果６２（１５０ｍｍバンプ相当路面）、６３（３００ｍｍバンプ相当路面）および６４（５０ｍｍバンプ相当路面）に対応付けられている。このような対応付け結果が、出力部５２によって、画像表示などの所定の形態で出力される。その一形態が、図６に示した画像表示例である。【００４３】
なお、過不足要因推定部５０は、実施例１（図１）の過不足検出部７と同様の機能も有する。これにより、図６に示すように、実寿命消費量（２２）、想定寿命消費量（２３）、と、想定寿命消費量（２２）に対する実寿命消費量（２２）の過不足（領域２４，２５，６５におけるハッチングパターン）と、発生している寿命消費要因の推定結果（６０）を、時系列的に並列表示することができる。【００４４】
この様な表示形態により、例えば、図６の領域２５においては、３００ｍｍバンプ相当の路面によりダンプトラック１が大きな損傷を受けているため、想定寿命消費量よりも実寿命消費量がかなり大きくなっていることが分かる。また、図６に示す全作業区間で実寿命消費量を想定寿命消費量に近づけるためには、実寿命消費量が不足している領域２４，６５に対応する作業区間では現状よりも路面整備頻度を少なくし、実寿命消費量が過剰な領域２５に対応する作業区間では路面状況の改善が必要であることが分かる。【００４５】
なお、本実施例２においても、実施例１（図３）のように、累積実寿命消費量および累積想定寿命消費量を用いる表示が可能である。この場合、累積想定寿命消費量に対する累積実寿命消費量の過不足に応じて、路面整備頻度や路面状況の改善について判断することが可能になる。【００４６】
図７は、要因推定結果の画像表示の他の例である。本表示例では、要因推定結果が位置情報と対応付けて表示される。【００４７】
図７に示すように、横方向を経度方向、縦方向を緯度方向とする地図表示が用いられる。地図表示における地点７０および７１は、それぞれ図６における初期時点６６および最終時点３６におけるダンプトラック１の位置である。２地点（７０，７１）を結ぶ太い２重曲線は、ダンプトラックの移動軌跡を示している。ダンプトラック１の位置情報は、ダンプトラック１に設けられるＧＰＳなどの位置測位装置によって取得される。位置情報取得時には、位置情報と共に時刻情報も取得し、取得される時刻情報を位置履歴と共に、図示されない記憶装置に記憶する。【００４８】
図６に示す情報、すなわち実寿命消費量、想定寿命消費量、想定寿命消費量に対する実寿命消費量の過不足、寿命消費要因の推定結果に関する情報と、位置情報とは、時刻情報を基に対応付けされる。これにより、図７のような表示が可能となる。図７における領域７２，７３および７４に相当するダンプトラックの移動区間は、それぞれ、図６の領域２４，２５および６５に対応する。なお、図７においても、図２と同様に、実寿命消費量の過不足に応じてハッチングのパターンを変えている。さらに、吹き出し７５，７６，７７を用いて、実寿命消費量の過不足および寿命消費要因の推定結果が表示される。このように、実寿命消費量の過不足および寿命消費要因の推定結果に関する情報を位置情報と対応付けることに、作業経路上で、寿命を過剰に消費している場所や寿命消費が少ない場所を特定することが可能になる。【００４９】
上述したように、本実施例２の機器寿命診断装置によれば、実施例１と同様の効果が得られると共に、寿命消費要因を推定することにより、対象機器の運用者に対して、装置や機器の余寿命を決めている要因となっている動作状態の推定を支援することができる。これにより、実寿命消費量の過不足量が低減されるように運用条件を調整することが可能になり、確実に、使用寿命（償却期間）を満足することができる。
【実施例３】
【００５０】
図８は、本発明の実施例３である機器寿命診断装置による検出結果の画像表示の一例を示す。なお、機器寿命診断装置の構成は実施例１（図１）と同様である。【００５１】
以下、主に、実施例１と異なる点について説明する。【００５２】
実施例１の表示例（図２）では、一つの作業区間（ダンプトラックの移動作業区間）における寿命消費量が表示されるが、これに対し、本実施例３では、一つの作業サイクル全体での寿命消費量が表示される。【００５３】
図８は、ダンプトラックの一作業サイクルにおける寿命消費量を示す。ダンプトラックの一作業サイクルは、作業順に「荷下ろし」、「空荷移動」、「荷積み」および「積載移動」からなり、このような一作業サイクルが繰り返される。そこで、ダンプトラックの作業サイクルを、荷下ろし開始時刻から積載移動終了時刻（すなわち次の荷下ろし開始時刻）までと定義する。図８においては、荷下ろし開始時点８０が一作業サイクルの開始時刻、荷下ろし開始時点８０から時点８１までが荷下ろし区間、時点８０から時点８２までが空荷移動区間、時点８２から時点８３までが荷積み区間、時点８３から時点８４までが積載移動区間である。時点８４は、積載移動終了時刻（すなわち次の荷下ろし開始時刻）であるから、一作業サイクルの終了時刻である。作業区間毎に破線８５で示す想定寿命消費量が設定されている。この想定寿命消費量と、実線８６で示す実寿命消費量を比較することにより、どのような作業区間におけるどの時刻に実寿命消費量の過不足が生じているかを判断することができる。なお、本実施例３では、ダンプトラックの移動区間（空荷移動、積載移動）を一つの作業区間としているが、前述の図６のように、要素動作に細分化しても良い。また、前述の図７のように、位置情報と対応付けて一作業サイクル全体の移動軌跡を表示しても良い。【００５４】
図９は、本実施例３による検出結果の画像表示の他の例を示す。【００５５】
本表示例では、図４の表示例と同様に、枠内において所定パターンを有するバーが実寿命消費量の瞬時値を示す。さらに、本表示例においては、作業区間毎に、累積実寿命消費量と累積想定寿命消費量が表示される。但し、累積想定寿命消費量は横線９０によって示される。なお、累積想定寿命消費量の瞬時値を基準として、累積実寿命消費量の瞬時値が正規化されている。【００５６】
枠９１，９２，９３，９４内の各バーが、それぞれ、荷下ろし作業の累積実寿命消費量、空荷移動作業の累積実寿命消費量、荷積み作業の累積実寿命消費量、積載移動作業の累積実寿命消費量である。さらに、枠９５内のバーは、一作業サイクル全体の累積実寿命消費量を示す。【００５７】
図９の表示例では、一作業サイクル全体の累積実寿命消費量は累積想定寿命消費量よりも大きくなっている。積載移動作業区間以外の作業区間において、累積実寿命消費量は累積想定寿命消費量以下となっているので、積載移動作業において発生している寿命消費要因を探る必要があることが分かる。なお、寿命消費要因は、上述の実施例２により推定することができる。【００５８】
本実施例３によれば、実施例１と同様の効果が得られると共に、対象機器による作業サイクル全体において、実寿命消費量の過不足量が低減されるように運用条件を調整することが可能になり、確実に、使用寿命（償却期間）を満足することができる。
【実施例４】
【００５９】
図１０は、本発明の実施例４である機器寿命診断装置の構成を示す機能ブロック図である。本実施例４では、実寿命消費量の過不足をもたらす要因を改善するための方策を出力する。【００６０】
以下、主に、実施例２と異なる点について説明する。【００６１】
本実施例４においては、実施例２（図５）における過不足要因推定部５０の後段に過不足改善量（方策）推定部１００が付加される。さらに、出力部１０１は、推定された改善量（方策）を出力する機能を有する。【００６２】
過不足改善量（方策）推定部１００は、過不足要因推定部５０によって推定される過不足要因を改善して実寿命消費量を想定寿命消費量へ近づけるための改善量（方策）を推定する。【００６３】
ここで、改善量（方策）推定部１００が、改善量（方策）を推定するために用いるデータについて説明する。なお、本データは、本実施例４の機器寿命診断装置が備える記憶装置（図示せず）に予め記憶される。【００６４】
図１１は、改善量（方策）を推定するために用いられるデータの一例を示す。本図１１は、ダンプトラックの移動速度が２０ｋｍ／ｈの場合における、バンプの高さと寿命消費量の関係を示す。前述の図６において寿命が過剰に消費されている領域２５については過不足要因として３００ｍｍ相当バンプ路面が示されている。その時のダンプトラックの移動速度が２０ｋｍ／ｈであれば、図６における領域２５は、図１１における点１１０に対応する。ここで、図１１において、想定寿命消費量が点１１１に対応するとすれば、路面整備によりバンプの高さを１５０ｍｍまで小さくすることにより、実寿命消費量を想定寿命消費量に近づけることができる。また、前述の図６において寿命消費が不足している領域６５については過不足要因として５０ｍｍ相当バンプ路面が示されている。すなわち、図６における領域６５は、図１１における点１１２に対応する。従って、実寿命消費量を想定寿命消費量に近づけるためには、路面のバンプ高さが１５０ｍｍ相当になるまで路面整備を行わなくてもよいことが分かる。【００６５】
このような図１１のデータに基づき、過不足改善量（方策）推定部１００は、過不足要因推定部５０によって推定される過不足要因に応じて、実寿命消費量を想定寿命消費量へ近づけるための改善量（方策）を推定する。そして、出力部１０１は、改善量（方策）推定部１００によって推定される改善量（方策）を、画像表示などの所定の表示形態で出力する。例えば、ダンプトラックの移動速度が２０ｋｍ／ｈの場合において、過不足要因推定部５０が、寿命が過剰に消費されている要因が３００ｍｍ相当バンプ路面であると推定すると、過不足改善量（方策）推定部１００は、改善量（方策）として「バンプの高さを１５０ｍｍ」を推定する。そして、出力部１０１は、パンプの高さを１５０ｍｍまでに小さくすることを表示する。なお、出力部１０１は、図６および図７に示す画像表示において、過不足要因と共に過不足改善量（方策）を表示しても良い。【００６６】
図１２は、改善量（方策）を推定するために用いられるデータの他の例を示す。本図１２は、３００ｍｍバンプ相当の路面におけるダンプトラックの移動速度と寿命消費量の関係を示す。ここで、図１２における点１２０は、図１１における点１１０に対応する。また、図１２における点１２１の寿命消費量は想定寿命消費量に相当する。【００６７】
図１２のデータによれば、ダンプトラックが２０ｋｍ／ｈで走行する時に寿命消費過剰の要因として３００ｍｍバンプ相当路面が推定される場合、移動速度を１５ｋｍ／ｈへ減速すれば実寿命消費量を想定寿命消費量に近づけることができることが分かる。また、ダンプトラックが１０ｋｍ／ｈで走行する時に寿命消費不足の要因として３００ｍｍバンプ相当路面が推定される場合、移動速度を１５ｋｍ／ｈへ増速すれば実寿命消費量を想定寿命消費量に近づけることができることが分かる。【００６８】
なお、図示していないが、５０ｍｍバンプ相当の路面に関する図１２と同様のデータにより、図６の領域６５における寿命消費不足要因に対する改善量（方策）を推定することができる。例えば、ダンプトラックの移動速度が２０ｋｍ／ｈであり、寿命消費不足要因として５０ｍｍバンプ相当路面が推定される場合、想定寿命消費量が得られる移動速度が４０ｋｍ／ｈであるとすると、移動速度を４０ｋｍ／ｈへ増速すれば実寿命消費量を想定寿命消費量に近づけることができる。【００６９】
このような図１２のデータに基づき、過不足改善量（方策）推定部１００は、過不足要因推定部５０によって推定される過不足要因に応じて、実寿命消費量を想定寿命消費量へ近づけるための改善量（方策）を推定する。そして、出力部１０１は、改善量（方策）推定部１００によって推定される改善量（方策）を、画像表示や文字表示などの所定の表示形態で出力する。例えば、ダンプトラックの移動速度が２０ｋｍ／ｈの時において、過不足要因推定部５０が、寿命が過剰に消費されている要因が３００ｍｍ相当バンプ路面であると推定すると、過不足改善量（方策）推定部１００は、改善量（方策）として「移動速度１５ｋｍ／ｈ」を推定する。そして、出力部１０１は、移動速度を１５ｋｍ／ｈに減速することを表示する。なお、出力部１０１は、図６および図７に示す画像表示において、過不足要因と共に過不足改善量（方策）を表示しても良い。【００７０】
上述したように、本実施例４の機器寿命診断装置によれば、実施例１，２と同様の効果が得られると共に、過不足要因に応じて、実寿命消費量を想定寿命消費量へ近づけるための改善量（方策）を推定するので、実寿命消費量の過不足量が低減されるように運用条件を容易に調整することができる。これにより、確実に、使用寿命（償却期間）を満足することができる。【００７１】
なお、図１１のデータを用いて推定される改善量（方策）によれば、一定の移動速度すなわち作業効率を維持しながら、寿命消費の過不足を低減することができる。また、図１１のデータを用いて推定される改善量（方策）によれば、作業中、ただちに、寿命消費の過不足を低減することができる。なお、図１１のようなデータを、移動速度をパラメータとして複数用いても良いし、図１２のようなデータを、バンプの高さをパラメータとして、複数用いても良い。また、図１１および図１２のようなデータを併用しても良い。
【実施例５】
【００７２】
図１３は、本発明の実施例５である機器寿命診断装置の構成を示す機能ブロック図である。本実施例５においては、機器の使用寿命（償却期間）と、実寿命消費量演算部５で演算される寿命消費の履歴とに基づいて、想定寿命消費量が演算される。【００７３】
以下、主に、実施例２と異なる点について説明する。【００７４】
図１３に示す機器寿命診断装置においては、実施例２（図５）における想定寿命消費量設定部４が、使用寿命設定部１３０、寿命消費履歴蓄積部１３１および想定寿命消費量演算部１３２によって構成される。なお、本構成は、他の実施例においても適用できる。【００７５】
使用寿命設定部１３０は、図示しない記憶装置が記憶する機器の使用寿命（償却期間）を、想定寿命消費量の演算処理において設定する。ここで、使用寿命（償却期間）とは、購入から廃棄までの実時間でも良いし、機器が実際に使用され得る総稼働時間でも良い。【００７６】
寿命消費履歴蓄積部１３１は、実寿命消費量演算部５によって演算される寿命消費量の時間的履歴を蓄積する。【００７７】
想定寿命消費量演算部１３２は、使用寿命設定部１３０によって設定される機器の使用寿命（償却期間）および寿命消費履歴蓄積部１３１が蓄積する寿命消費量の時間的履歴に基づいて想定寿命消費量を演算し、演算値を比較部６に出力する。【００７８】
次に、想定寿命消費量の演算手段について説明する。【００７９】
図１４は、使用寿命（償却期間）および寿命消費履歴に基づいて表される寿命消費率の時間変化を示す。ここで、寿命消費率とは、機器が寿命を迎え破損する時を１として、寿命消費の進行度合いを表す値である。【００８０】
図１４において、時点１４０が現在に相当する。機器の使用開始から現在までの寿命消費率の時間変化は、寿命消費履歴に基づいて、使用開始（図１４中の原点）から現在の時点１４０までの線分（実線）で表される。このような線分で示される寿命消費率を外挿すると、破線で示すように、時点１４２で値１に到達する。使用寿命は時点１４１に対応するので、このような外挿結果から、使用寿命前に寿命が消費されてしまうことが予測される。そこで、想定寿命消費量演算部１３２は、使用寿命まで機器が延命するように想定寿命消費量を演算して設定する。【００８１】
想定寿命消費量演算部１３２は、寿命消費履歴蓄積部１３１が蓄積する寿命消費量の時間的履歴に基づいて、現在の時点における寿命消費率を演算する。さらに、想定寿命消費量演算部１３２は、使用寿命の満了時に寿命消費率が１に到達するように、すなわち現時点における残りの寿命が使用寿命の満了時点で消費されるように、想定寿命消費量を演算する。図１４において、想定寿命消費量演算部１３２が演算する想定寿命消費量は、使用寿命時点１４１で寿命消費率が１になるとして、現在の時点１４０から使用寿命時点１４１までの線分１４３（実線）の傾きの大きさに対応する。すなわち、想定寿命消費量演算部１３２によって演算される現在以降において用いる想定寿命消費量の値は、現在までに設定されていた値よりも小さな値となる。これにより、使用寿命まで機器が延命するように機器の運用条件を調整することが可能になる。【００８２】
本実施例５の機器寿命診断装置によれば、実施例１，２と同様の効果が得られると共に、寿命消費履歴を常時あるいは定期的に監視しながら想定寿命消費量を自動調整することができるので、確実に使用寿命付近で機器の寿命が迎えられるように機器の運用条件を調整することが可能になる。【００８３】
なお、本発明は前述した実施形態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、前述した実施形態は本発明を分かりやす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備えるものに限定されるものではない。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置き換えをすることが可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１  ダンプトラック，２  風車，３  回転電機，４  想定寿命消費量設定部，５  実寿命消費量演算部，６  比較部，７  過不足検出部，８  出力部，９  データ収集部，５０  過不足要因検出部，５１  寿命消費要因推定部，５２  出力部，１００  過不足改善量（方策）推定部，１０１  出力部，１３０  使用寿命設定部，１３１  寿命消費履歴蓄積部，１３２  想定寿命消費量演算部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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