(57)【要約】【課題】  鉄道車両に関し、故障の件数のみならず故障による運転停止時間の長さも加味して信頼性を向上させることにより輸送品質を向上させる信頼性設計方法および信頼性分析システムを提供する。【解決手段】  パソコン２００の制御部２０２は整備担当者からの故障の記録入力を受け、通信制御部２０１にコンピュータ１００へ送信させる。コンピュータ１００の制御部１０２は通信制御部１０１がネットワーク経由でパソコン２００から受信した故障の記録をデータ管理部１０３に出力して故障記録データ１０８に書き込ませる。制御部１０２は設計担当者から入力された型式をＦｉｔ計算部１０６と、Ｄｉｔ計算部１０５と，Ｄ／Ｆ計算部１０４とに順次出力してＦｉｔ数と、１０億時間あたりの運行停止時間であるＤｉｔ数と、これらの比であるＤ／Ｆとの計算を実行させ、計算結果である集計結果テーブル１０７を表示部に出力して表示させる。【選択図】  図１
2006243891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザからの入力データを受け付ける受け付け手段と、
前記受け付け手段が受け付けた故障記録データを記憶領域中の故障記録データテーブルに登録する故障データ登録手段と、
前記故障記録データテーブルから前記故障記録データを読み出し、所定の単位時間当たりの故障件数を計算する単位時間故障件数計算手段と、
前記故障記録データテーブルから前記故障記録データを読み出し、所定の単位時間当たりの故障による停止時間の長さを集計する単位時間ダウンタイム計算手段と、
前記単位時間ダウンタイム計算手段の集計結果を前記単位時間故障件数計算手段の計算結果で除算して故障の影響度を得る影響度計算手段と、
前記受け付け手段が受け付けた所定の単位時間当たりの故障件数と、前記影響度計算手段が計算した故障の影響度とを乗算して所定の単位時間当たりの故障による停止時間の長さを得るシミュレーション手段と
を備えることを特徴とする信頼性分析システム。
【請求項２】
前記故障記録データは前記車両の構成要素単位の記録を含み、
前記故障データ登録手段は、構成要素単位で前記故障記録データテーブルに前記故障記録データを登録し、
前記単位時間故障件数計算手段は、構成要素単位で所定の単位時間当たりの故障件数を計算し、
前記単位時間ダウンタイム計算手段は、構成要素単位で停止時間の長さを集計し、
前記影響度計算手段は、構成要素単位で故障の影響度を得て、
前記シミュレーション手段は、構成要素単位で停止時間の長さを得る
ことを特徴とする請求項１に記載の信頼性分析システム。
【請求項３】
車両の設計方法であって、
過去の故障記録から所定の単位時間当たりの故障件数を計算する単位時間故障件数計算工程と、
前記過去の故障記録から所定の単位時間当たりの故障による停止時間の長さを集計する単位時間ダウンタイム計算工程と、
前記単位時間ダウンタイム計算工程の集計結果を前記単位時間故障件数計算工程の計算結果で除算して故障の影響度を得る影響度計算工程と、
外部から受け付けた所定の単位時間当たりの故障件数と、前記影響度計算工程において計算した故障の影響度とを乗算して所定の単位時間当たりの故障による停止時間の長さを得るシミュレーション工程と
を備えることを特徴とする信頼性設計方法。
【請求項４】
前記故障記録は前記車両の構成要素単位の記録を含み、
前記単位時間故障件数計算工程は、構成要素単位で所定の単位時間当たりの故障件数を計算し、
前記単位時間ダウンタイム計算工程は、構成要素単位で停止時間の長さを集計し、
前記影響度計算工程は、構成要素単位で故障の影響度を得て、
前記シミュレーション工程は、構成要素単位で停止時間の長さを得る
ことを特徴とする請求項３に記載の信頼性設計方法。
【請求項５】
信頼性分析装置のコンピュータに、
過去の故障記録から所定の単位時間当たりの故障件数を計算する単位時間故障件数計算処理と、
前記過去の故障記録から所定の単位時間当たりの故障による停止時間の長さを集計する単位時間ダウンタイム計算処理と、
前記単位時間ダウンタイム計算処理の集計結果を前記単位時間故障件数計算処理の計算結果で除算して故障の影響度を得る影響度計算処理と、
外部から受け付けた所定の単位時間当たりの故障件数と、前記影響度計算処理において計算した故障の影響度とを乗算して所定の単位時間当たりの故障による停止時間の長さを得るシミュレーション処理と
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両などの信頼性を向上させるための車両の信頼性設計方法および信頼性分析システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
公共交通機関として広く使用される鉄道車両等には高い信頼性が要求される。このような車両等の信頼性向上のためには、車両の設計段階での信頼性確保が必要となる。こうした設計段階での信頼性向上のために、Ｆｉｔ（Ｆａｉｌｕｒｅ  Ｕｎｉｔ）数が利用される。このＦｉｔ数は車両が１０億時間運行する場合の車両の停止要因となる故障の発生回数を表す。例えば、車両を構成する装置に関して、１００００個の当該装置が１０００００時間稼動し、車両を停止させるに至った故障が１件であった場合には、この装置のＦｉｔ数は１Ｆｉｔである。
【０００３】
このＦｉｔ数は、例えば図２に示すように、各々のＦｉｔ数が正の実数“ａ”である２つの部品からなる装置において、これらの部品が直列に配置されるシリーズ結合においては、この装置のＦｉｔ数は全体として“２ａ”となる。
【０００４】
このため、車両を構成する構成要素が図３に示すように全てシリーズ結合で表される場合には、構成要素の各々のＦｉｔ数がそれぞれ正の実数ａ、ｂ、ｃ、ｄ、…、ｚの場合には、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋…＋ｚとなる。
【０００５】
【数１】
2006243891.tif 000003
【０００６】
また、図２に示すように各々のＦｉｔ数が“ａ”である２つの部品からなる装置において、これらの部品が並列に配置されるパラ結合においては、当該部品の平均故障持続時間をｔａと表すと、この装置のＦｉｔ数が全体として［数１］に示すものとなる。
【０００７】
また、図４はこのパラ結合を車両に当てはめた例である。車両の電気系統における主回路が図４に示すように複数のユニットで構成されている場合、１個のユニットが故障してもパラ結合であるために車両の停止には至らず、Ｆｉｔ数も小さなものとなる。
【０００８】
【数２】
2006243891.tif 000004
【０００９】
こうした計算方法を車両に適用することによって車両そのもののＦｉｔ数が得られる。例えば、図５は鉄道路線における１日の車両の運転時間、編成数、及び距離と、５年間の装置や回路ごとの故障件数とを表している。この図５のデータからＦｉｔ数の計算が可能である。車両の設計担当者はこの計算において、まず、図５の運転時間が１日の運転時間であるが、故障件数は５年分であるため、［数２］によって５年分の運転時間を表す実数ｔを得る。
【００１０】
【数３】
2006243891.tif 000005
【００１１】
更に、設計担当者は、図５の事故件数から［数２］で得た運転時間において、例えば「戸閉装置」の事故件数が６４件であることが分かる。ここで、Ｆｉｔ数は１０億時間を基準とするため、［数２］で得た運転時間では十分ではない。このため、設計担当者は［数３］に示すように、「戸閉装置」の事故件数をＨとして、［数２］で得た運転時間から比例計算により、「戸閉装置」のＦｉｔ数である整数Ｆａを得る。設計担当者は「戸閉装置」以外の装置や回路についても同様の計算を行うことにより、図６に示すＦｉｔ数の計算結果を得る。
【００１２】
【数４】
2006243891.tif 000006
【００１３】
【数５】
2006243891.tif 000007
【００１４】
また、車両の設計工程においてはＦｉｔ数に予め目標値を設けることもある。このＦｉｔ数の目標設定に当たり、例えば車両の停止に結びつく故障の発生が「１００万キロ走行あたり１件」という目標が既に存在する場合、この目標を達成するためのＦｉｔ数が必要となる。この計算は［数４］によって１００万キロ走行に要する時間を得て、［数５］に示すように［数４］の結果得られた時間で１０億時間を除算するものである。
【００１５】
車両の設計者はこうして［数５］で得られたＦｉｔ数と、図６に示すＦｉｔ数とを比較し、図６に示すＦｉｔ数が大きく超過している装置に対して冗長化や構造改良等の対策を実施し、車両全体のＦｉｔ数を目標に近づけて行く。
【００１６】
しかし、車両の構成要素中にＦｉｔ数が大きなものがあっても、当該構成要素が故障した場合に必ずしも大きな問題とはならないことがある。例えば、車両に備えられたドアの内の１枚が開かなくなった場合、故障の状態確認のために短い時間停車することはあっても、当該車両が運休することは無い。逆にＦｉｔ数が小さい場合であっても、故障が発生すれば長時間の運転停止や運休を引き起こす構成要素もある。
【００１７】
即ち、従来の技術のように車両の設計工程において、Ｆｉｔ数のような故障件数の大小のみから冗長化や構造改良を行うべき構成要素を決定する場合には、運転停止時間などの輸送品質が加味されず、故障が発生すれば長時間の車両停止を引き起こす装置や回路についても対策が取られないことがある問題点があった。
【００１８】
また、従来の技術として特許文献１に記載の技術が知られているが、この技術はプラントなどにおける最適な点検実施時期の間隔を決定するものであり、上述の車両の設計工程における信頼性向上に関する課題を解決するものではない。
【特許文献１】特開２００４−１４５４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、その目的は、鉄道車両に関して、故障件数の大小のみならず故障による運転停止時間の長さも加味した信頼性データを計算でき、輸送品質を向上させる信頼性設計方法および信頼性分析システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この発明は前述の課題を解決するためになされたもので、請求項１の発明は、ユーザからの入力データを受け付ける受け付け手段と、前記受け付け手段が受け付けた故障記録データを記憶領域中の故障記録データテーブルに登録する故障データ登録手段と、前記故障記録データテーブルから前記故障記録データを読み出し、所定の単位時間当たりの故障件数を計算する単位時間故障件数計算手段と、前記故障記録データテーブルから前記故障記録データを読み出し、所定の単位時間当たりの故障による停止時間の長さを集計する単位時間ダウンタイム計算手段と、前記単位時間ダウンタイム計算手段の集計結果を前記単位時間故障件数計算手段の計算結果で除算して故障の影響度を得る影響度計算手段と、前記受け付け手段が受け付けた所定の単位時間当たりの故障件数と、前記影響度計算手段が計算した故障の影響度とを乗算して所定の単位時間当たりの故障による停止時間の長さを得るシミュレーション手段とを備えることを特徴とする信頼性分析システムである。
【００２１】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の信頼性分析システムであって、前記故障記録データは前記車両の構成要素単位の記録を含み、前記故障データ登録手段は、構成要素単位で前記故障記録データテーブルに前記故障記録データを登録し、前記単位時間故障件数計算手段は、構成要素単位で所定の単位時間当たりの故障件数を計算し、前記単位時間ダウンタイム計算手段は、構成要素単位で停止時間の長さを集計し、前記影響度計算手段は、構成要素単位で故障の影響度を得て、前記シミュレーション手段は、構成要素単位で停止時間の長さを得ることを特徴とするものである。
【００２２】
また、請求項３の発明は、車両の設計方法であって、過去の故障記録から所定の単位時間当たりの故障件数を計算する単位時間故障件数計算工程と、前記過去の故障記録から所定の単位時間当たりの故障による停止時間の長さを集計する単位時間ダウンタイム計算工程と、前記単位時間ダウンタイム計算工程の集計結果を前記単位時間故障件数計算工程の計算結果で除算して故障の影響度を得る影響度計算工程と、外部から受け付けた所定の単位時間当たりの故障件数と、前記影響度計算工程において計算した故障の影響度とを乗算して所定の単位時間当たりの故障による停止時間の長さを得るシミュレーション工程とを備えることを特徴とする信頼性設計方法である。
【００２３】
また、請求項４の発明は、請求項３に記載の信頼性設計方法であって、前記故障記録は前記車両の構成要素単位の記録を含み、前記単位時間故障件数計算工程は、構成要素単位で所定の単位時間当たりの故障件数を計算し、前記単位時間ダウンタイム計算工程は、構成要素単位で停止時間の長さを集計し、前記影響度計算工程は、構成要素単位で故障の影響度を得て、前記シミュレーション工程は、構成要素単位で停止時間の長さを得ることを特徴とするものである。
【００２４】
また、請求項５の発明は、信頼性分析装置のコンピュータに、過去の故障記録から所定の単位時間当たりの故障件数を計算する単位時間故障件数計算処理と、前記過去の故障記録から所定の単位時間当たりの故障による停止時間の長さを集計する単位時間ダウンタイム計算処理と、前記単位時間ダウンタイム計算処理の集計結果を前記単位時間故障件数計算処理の計算結果で除算して故障の影響度を得る影響度計算処理と、外部から受け付けた所定の単位時間当たりの故障件数と、前記影響度計算処理において計算した故障の影響度とを乗算して所定の単位時間当たりの故障による停止時間の長さを得るシミュレーション処理とを実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１、請求項３、または請求項５の発明によれば、故障件数の大小のみならず故障による運転停止時間の長さも加味した信頼性データを計算して提供することにより、輸送品質の向上を支援することができる効果がある。
【００２６】
また、請求項２または請求項４の発明によれば、冗長化や構造変更を実施すべき装置や回路を細かいレベルでチェックできる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
まず、本実施の形態における基本的な考え方を説明する。本実施の形態においてはＤｉｔ（Ｄｏｗｎｔｉｍｅ  ｉｎ  ｔｉｍｅ）数を車両の設計工程に適用し、高い信頼性の車両の設計を可能とする。このＤｉｔ数は車両の稼働時間１０億時間中に故障により稼動不可能となった時間の長さである。
【００２８】
このＤｉｔ数は故障による停止時間の総和であるから、車両を構成する装置や回路に関するＤｉｔ数をシリーズ結合とみなして計算される。Ｄｉｔ数が大きい装置や回路が存在する場合、この装置や回路が車両を長い時間運行不能にしており、即ち、当該車両の輸送品質を低下させる要因となっていることを意味する。従って、このような装置や回路に対して冗長化や構造改良を行うことは当該車両の輸送品質の向上につながるものである。このような個々の装置や回路の輸送品質に与える影響は、前述のＦｉｔ数では表現できなかったものである。
【００２９】
更に、本実施の形態においてはＤｉｔ数のＦｉｔ数による除算の結果である実数Ｄ／Ｆを車両の設計担当者に提示する。このＤ／Ｆが大きい場合、１件の故障が長時間の車両の運行停止を引き起こしていることを表す。即ち、Ｄ／Ｆが大きな装置や回路は冗長化や構造変更を行うべきものである。本実施の形態においてはＤｉｔ数やＤ／Ｆを車両の設計担当者に提示し、冗長化、あるいは構造改良の必要な装置や回路を容易に把握できるものとする。
【００３０】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１は本実施の形態におけるシステムの構成を表している。コンピュータ１００は車両の設計担当者が使用するコンピュータであり、車両を構成する装置や回路の信頼性に関するデータの管理を行う。
【００３１】
通信制御部１０１はネットワークを経由して外部から車両の故障に関する情報を受信し、制御部１０２へ出力する。制御部１０２はコンピュータ１００の制御機能であり、詳細は後述する。
【００３２】
データ管理部１０３は要求に応じてコンピュータ１００の記憶領域に格納されたテーブルなどのアクセスを行う。Ｆｉｔ計算部１０６は車両の型式を入力し、当該型式に対応する車両のＦｉｔ数を計算する。Ｄｉｔ計算部１０５は車両の型式を入力し、当該型式に対応する車両のＤｉｔ数を計算する。
【００３３】
集計結果テーブル１０７は、本実施の形態における計算結果を格納するための記憶領域中の図１２に示す形式のテーブルであり、車両を構成する装置や回路の名称である装置別と、車両を構成する装置や回路ごとの故障による運行停止時間であるダウンタイム実績と、車両を構成する装置や回路ごとのＤｉｔ数実績と、車両を構成する装置や回路ごとのＦｉｔ数実績と、車両を構成する装置や回路ごとのＤ／Ｆとからなる。
【００３４】
故障記録データ１０８は、車両の故障に関する記録を格納する記憶領域中の図１３に示す形式のテーブルであり、故障の発生日付である故障発生日と、故障の発生した車両の型の識別情報である型式と、故障の発生した装置や回路の名称である部品名と、故障によって車両が運行停止した時間の長さを表す停止時間とからなる。
【００３５】
路線テーブル１０９は、路線ごとの１日の平均的な走行情報を格納する記憶領域中の図９に示す形式のテーブルであり、路線ごとに車両が１日に走る平均時間である日総運転時間と、当該路線における車両の数を表す編成数と、車両が１日に走る平均距離である日車キロとからなる。
【００３６】
車両運行テーブル１１０は、運行時間の長さを計算するために一時使用される記憶領域中の図１０に示す形式のテーブルであり、ある型式の車両が走行した路線の路線名と、その路線における車両の運行された期間である運行期間と、その路線における車両が運行された時間の長さである運行総時間とからなる。
【００３７】
故障集計テーブル１１１は、ある型式の車両の故障件数の集計のために使用される記憶領域中の図１１に示す形式のテーブルであり、故障が発生した装置や回路の名称である装置名と、故障の数である件数と、件数の和である合計とからなる。
【００３８】
車両運行履歴１１２は、車両ごとの路線の運行記録を格納する記憶領域中の図１５に示す形式のテーブルであり、車両ごとの識別情報である車番と、車両の型式と、車両が運行された路線の名称である路線名と、路線名に対応する路線での運行を開始した日付である開始日と、路線名に対応する路線での運行を終了した日付である終了日とからなる。
【００３９】
シミュレーションテーブル１１３は、図１４に示す形式の作業用のテーブルであり、装置別は集計結果テーブル１０７の装置別であり、Ｄｉｔ数実績（Ｄｉｔ）は集計結果テーブル１０７のＤｉｔ数実績であり、Ｆｉｔ数実績（Ｆｉｔ）は集計結果テーブル１０７のＦｉｔ数実績であり、設計目標（Ｆｉｔ）は設計担当者が指定するシミュレーション用のＦｉｔ数であり、Ｄ／Ｆ影響係数は集計結果テーブル１０７のＤ／Ｆであり、想定（Ｄｉｔ）は設計担当者が指定する設計目標（Ｆｉｔ）からコンピュータ１００が計算するＤｉｔ数である。
【００４０】
パソコン２００は、車両の整備点検、あるいは修理を行う車庫に備えられたパソコンであり、車両の修理担当者から故障に関するデータの入力を受け付けてコンピュータ１００へこれを送信する。通信制御部２０１はネットワークを経由してコンピュータ１００とのデータの送受信を行う。制御部２０２はパソコン２００の制御機能であり、詳細は後述する。
【００４１】
次に、図を参照して本実施の形態におけるデータ登録処理と、データ集計処理と、シミュレーション処理との流れを説明する。
【００４２】
＜データ登録処理＞
図７はデータ登録処理の流れを表している。この処理は車両の故障に関する情報をコンピュータ１００に登録するための処理である。車両の整備担当者は、いま、故障した車両の修理を完了し、パソコン２００に故障の記録を入力して登録を指示する。
【００４３】
この故障の記録は故障記録データ１０８に格納されるデータである故障発生日と、故障した車両の型式と、故障した装置や回路の部品名と、当該車両が運行停止した時間の長さである停止時間とが含まれる。
【００４４】
パソコン２００の制御部２０２は整備担当者からの入力を受け付け（図７のステップＳ０１）、入力した故障の記録を通信制御部２０１へ出力してコンピュータ１００への送信を要求する。通信制御部２０１は制御部２０２からデータを入力し、入力した故障の記録をネットワーク経由でコンピュータ１００へ送信して登録を要求する（図７のステップＳ０２）。
【００４５】
コンピュータ１００の通信制御部１０１はネットワークを経由してパソコン２００からデータを受信し（図７のステップＳ０３）、受信したデータを制御部１０２へ出力する。制御部１０２は通信制御部１０１からデータを入力し、パソコン２００が故障記録の登録を要求していることから入力したデータをデータ管理部１０３へ出力して登録を要求する。
【００４６】
データ管理部１０３は制御部１０２からデータを入力し、入力したデータを図１３に示す形式の故障記録データ１０８へ書き込む（図７のステップＳ０４）。これによって故障記録のデータ登録処理が完了した。
【００４７】
＜データ集計処理＞
図８はデータ集計処理の流れを表している。この処理はコンピュータ１００が指定された型式の車両のＦｉｔ数やＤｉｔ数を計算して提示する処理である。車両の設計担当者は、いま、車両の開発にあたって信頼性の一層の向上のため、既存の車両においてどの装置や回路が冗長化や構造改良を必要としているのかを確認しようとしている。そこで、この設計担当者はコンピュータ１００に既存の車両の型式を入力する。
【００４８】
コンピュータ１００の制御部１０２は設計担当者の指示を受け（図８のステップＴ０１）、まず、Ｆｉｔ計算部１０６に入力した型式を出力し、Ｆｉｔ数の計算を指示する。Ｆｉｔ計算部１０６は制御部１０２からデータを入力し、入力した型式の車両の運行時間の和の計算を試みる。このため、Ｆｉｔ計算部１０６はデータ管理部１０３経由で車両運行履歴１１２をアクセスし、入力した型式に該当するデータを全て読み出す。
【００４９】
次に、Ｆｉｔ計算部１０６は先ほど車両運行履歴１１２から読み出したデータ中の路線名毎に運行終了日と、運行開始日との差を計算して運行期間を集計し（図８のステップＴ０２）、メモリ中に図１０に示す形式の車両運行テーブル１１０を生成して、路線名と、運行期間とをセットする。
【００５０】
次に、Ｆｉｔ計算部１０６はデータ管理部１０３経由で路線テーブル１０９をアクセスし、車両運行テーブル１１０中の各路線名に該当する日総運転時間を得て車両運行テーブル１１０の運行期間と乗算し、各路線で車両の運行された時間の長さを得る。
【００５１】
次に、Ｆｉｔ計算部１０６は、車両運行テーブル１１０の運行総時間に計算した各路線で車両の運行された時間の長さをセットする。そして、Ｆｉｔ計算部１０６はメモリ中の図１０に示す形式の車両運行テーブル中の運行総時間の和を計算し、計算対象の型式の車両が運行した時間の長さを得て（図８のステップＴ０３）、これをメモリにセットする。
【００５２】
次に、Ｆｉｔ計算部１０６は計算対象の型式の車両で発生した故障の件数の和の計算を試みる。このために、Ｆｉｔ計算部１０６はデータ管理部１０３経由で故障記録データ１０８をアクセスし、先ほど制御部１０２から入力した型式に該当するデータを全て読み出し、装置ごとの故障件数を集計し（図８のステップＴ０４）、メモリ中に図１１に示す形式の故障集計テーブル１１１を生成して集計した故障件数をセットする。これにより、Ｆｉｔ計算部１０６は計算対象の車両の各装置の故障件数を得た。
【００５３】
次に、Ｆｉｔ計算部１０６は計算対象の型式の車両のＦｉｔ数の計算を試みる。Ｆｉｔ計算部１０６は先ほど得た計算対象の型式の車両が運行した時間の長さと、故障集計テーブル１１１とを参照して従来の計算方法と同様に各装置のＦｉｔ数を計算し（図８のステップＴ０５）、メモリ中に図１２に示す形式の集計結果テーブル１０７を生成し、計算したＦｉｔ数をセットする。そして、Ｆｉｔ計算部１０６は制御部１０２へ計算完了の通知を出力する。
【００５４】
制御部１０２はＦｉｔ計算部１０６から計算完了の通知を入力し、Ｆｉｔ数の計算が完了したことを検知する。続いて、制御部１０２はＤｉｔ数の計算を試みる。このため、制御部１０２は設計担当者が入力した型式をＤｉｔ計算部１０５へ出力し、Ｄｉｔ数の計算を指示する。
【００５５】
Ｄｉｔ計算部１０５は制御部１０２からデータを入力し、入力した型式に対応する車両のＤｉｔ数の計算を行う。このために、Ｄｉｔ計算部１０５は計算対象の型式の車両の故障による停止時間の装置ごとの集計を試みる。
【００５６】
まず、Ｄｉｔ計算部１０５はデータ管理部１０３経由で故障記録データ１０８をアクセスして計算対象の型式に該当するデータを全て読み出し、故障による車両の停止時間を装置ごとに集計し（図８のステップＴ０６）、メモリ中の図１２に示す形式の集計結果テーブル１０７にセットする。
【００５７】
次に、Ｄｉｔ計算部１０５は、メモリから先ほどＦｉｔ計算部１０６が計算した計算対象の型式の車両が運行した時間の長さを読み出し、これとメモリ中の図１２に示す形式の集計結果テーブル１０７とを参照して各装置のＤｉｔ数を計算する（図８のステップＴ０７）。続いて、Ｄｉｔ計算部１０５は、計算して得られたＤｉｔ数を、メモリ中の図１２に示す形式の集計結果テーブル１０７にセットする。そして、Ｄｉｔ計算部１０５は制御部１０２へ計算完了の通知を出力する。
【００５８】
制御部１０２はＤｉｔ計算部１０５から計算完了の通知を入力し、Ｄｉｔ数の計算が完了したことを検知する。続いて、制御部１０２はＤ／Ｆの計算を試みる。このため、制御部１０２はＤ／Ｆ計算部１０４へＤ／Ｆの計算を指示する。
【００５９】
Ｄ／Ｆ計算部１０４は制御部１０２からの指示を受け、メモリ中の図１２に示す形式の集計結果テーブル１０７をアクセスして各装置のＦｉｔ数と、Ｄｉｔ数とを得る。続いて、Ｄ／Ｆ計算部１０４は装置毎にＤｉｔ数をＦｉｔ数で除算してＤ／Ｆを得て（図８のステップＴ０８）、図１２に示す形式の集計結果テーブル１０７に計算したＤ／Ｆをセットする。そして、Ｄ／Ｆ計算部１０４は制御部１０２へ計算完了の通知を出力する。
【００６０】
制御部１０２はＤ／Ｆ計算部１０４から計算完了の通知を入力してデータ集計処理が終了したことを検知し、計算結果を設計担当者に示すため、図１２に示す形式の集計結果テーブル１０７から全てのデータを読み出し、コンピュータ１００の表示部に出力して表示させる（図８のステップＴ０９）。設計担当者はコンピュータ１００の表示を確認し、Ｆｉｔ数の大小のみでなく、Ｄｉｔ数と、Ｆｉｔ数及びＤｉｔ数の比であるＤ／Ｆを確認し、冗長化や構造変更の必要な装置や回路を決定する。
【００６１】
＜シミュレーション処理＞
図１６はシミュレーション処理の流れを表している。この処理はコンピュータ１００が設計担当者の指示を受けて車両の故障に関するシミュレーションを行うものである。いま、車両の設計担当者は、前述のデータ集計処理に引き続いて、既存の車両においてどの装置や回路に対して冗長化や構造変更行うと効果的であるか、シミュレーションして確認しようとしている。そこで、この設計担当者はコンピュータ１００にシミュレーション処理の開始を指示する。
【００６２】
コンピュータ１００の制御部１０２は設計担当者の指示を受け（図１６のステップＵ０１）、メモリ中に図１４に示すシミュレーションテーブル１１３を生成し、図１２に示す形式の集計結果テーブル１０７から全てのデータを読み出し、読み出したデータを図１４に示すシミュレーションテーブル１１３にコピーし、シミュレーションテーブル１１３からすべてのデータを読み出してコンピュータ１００の表示部に出力して表示させ（図１６のステップＵ０２）、設計担当者の指示を待つ。このとき、想定（Ｄｉｔ）と、設計目標（Ｆｉｔ）はブランクの状態である。
【００６３】
設計担当者はコンピュータ１００の表示を確認し、各装置や回路の設計目標（Ｆｉｔ）を指定してコンピュータ１００にシミュレーションの実行を指示する。制御部１０２は設計担当者の指示を受け（図１６のステップＵ０３）、設計担当者が入力した各装置や回路の設計目標（Ｆｉｔ）に対して、図１４に示すシミュレーションテーブルから各々の装置や回路に対応するＤ／Ｆ影響係数を得て乗算し、各々の装置や回路に対応する想定（Ｄｉｔ）を得る（図１６のステップＵ０４）。
【００６４】
この計算において、Ｄ／Ｆ影響係数は装置や回路ごとの故障１件あたりのダウンタイムへの影響度を表す。即ち、Ｄ／Ｆ影響係数が大きい装置や回路は１回の故障が長時間の車両の運転停止に結びつくものであることを表している。このＤ／Ｆ影響係数はＤｉｔ数実績をＦｉｔ数実績で除算したものであることから、Ｄ／Ｆ影響係数に設計担当者が指定した設計目標（Ｆｉｔ）を乗算することによってＤｉｔ数のシミュレーション結果である想定（Ｄｉｔ）が得られる。この想定（Ｄｉｔ）は設計担当者が指定した設計目標（Ｆｉｔ）を仮定した場合の１０億時間の中の運転停止時間の長さを表すものである。設計担当者はこの想定（Ｄｉｔ）を信頼性データとして参照し、どの装置や回路を冗長化、あるいは設計変更すべきかを判断することが出来る。
【００６５】
次に、制御部１０２は先ほど入力した設計目標（Ｆｉｔ）と、計算した想定（Ｄｉｔ）との和をそれぞれ計算して合計を得て、設計目標（Ｆｉｔ）と、計算した想定（Ｄｉｔ）と、合計とを図１７に示すようにシミュレーションテーブルに設定し、コンピュータ１００の表示部にシミュレーションテーブルを出力して表示させる（図１６のステップＵ０５）。設計担当者はコンピュータ１００の表示を確認し、以降、期待するＦｉｔ数やＤｉｔ数に近づくように設計目標（Ｆｉｔ）を変更して同様の計算をコンピュータ１００に繰り返し実行させる。
【００６６】
このシミュレーションにおいては図１７に示すように、例えば、シミュレーションテーブルの想定（Ｄｉｔ）が２９０００であるが、設計担当者が現状の７００００と比較し十分と判断した場合には車両の設計をこれで進め、不十分と判断した場合には更に低減可能な装置や回路の設計目標（Ｆｉｔ）を再設定する。この低減の方法は、例えば、設計担当者が電源装置の設計目標（Ｆｉｔ）を３０００から２５００に設定し、これによって想定（Ｄｉｔ）を１３７５程度に低減させる、といった設計手法を採る方法がある。
【００６７】
また、この手法において留意すべき点は、第１点目としてＤｉｔ数が、例えば運転整理手法が線区により異なるなど運用線区の性格と大きく関わるため、シミュレーションの精度の向上のためには線区毎の値が必要となる点がある。また、第２点目としては、Ｄ／Ｆがファクターとして輸送指令、乗務員の処置レベル等からも影響を受ける点がある。
【００６８】
また、第３点目としては、上述のシミュレーションは「装置別」であるが、実務的にその下位階層である「機器別」でシミュレーションを行っても良い点がある。例えば、図１８は装置別のシミュレーション結果を横軸に各装置の平均ダウンタイムを、縦軸に平均ダウンタイムの標準偏差を配置したものであり、図１９は図１８を機器別に表したものである。この２つの図から、「機器別」の分析の方が一層詳細に問題箇所の把握ができることが分かる。また、第４点目としては、Ｄ／Ｆは固定的な値ではなく変動する値であるため、この変動傾向についても留意することが必要な点がある。
【００６９】
以上、図面を参照して本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、コンピュータ１００は型式以外にも車両の系統、車両を製造した会社等ごとに故障記録データ１０８や集計結果テーブル１０７を持っても良い。さらに、コンピュータ１００は路線ごとの集計を行っても良い。このように、多角的な分析を可能とすることにより、冗長化、あるいは構造改良すべき装置や回路を容易に特定することが出来るようになる効果がある。
【００７０】
また、本実施の形態においては鉄道車両に関する信頼性向上に着目して説明を行ったが、この他にも自動車、バス、航空機、船舶等に適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】この発明の実施の形態におけるシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】従来のＦｉｔ数の考え方を説明する図である。
【図３】従来のＦｉｔ数の考え方を説明する図である。
【図４】従来のＦｉｔ数の考え方を説明する図である。
【図５】従来のＦｉｔ数の考え方を説明する図である。
【図６】従来のＦｉｔ数の考え方を説明する図である。
【図７】この発明の実施の形態におけるシステムの処理の流れを表すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態におけるシステムの処理の流れを表すフローチャートである。
【図９】この発明の実施の形態におけるシステムが使用するデータを表す図である。
【図１０】この発明の実施の形態におけるシステムが使用するデータを表す図である。
【図１１】この発明の実施の形態におけるシステムが使用するデータを表す図である。
【図１２】この発明の実施の形態におけるシステムが使用するデータを表す図である。
【図１３】この発明の実施の形態におけるシステムが使用するデータを表す図である。
【図１４】この発明の実施の形態におけるシステムが使用するデータを表す図である。
【図１５】この発明の実施の形態におけるシステムが使用するデータを表す図である。
【図１６】この発明の実施の形態におけるシステムの処理の流れを表すフローチャートである。
【図１７】この発明の実施の形態におけるシステムが使用するデータを表す図である。
【図１８】この発明の実施の形態におけるシステムが表示するデータの例を表す図である。
【図１９】この発明の実施の形態におけるシステムが表示するデータの例を表す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１００…コンピュータ（受け付け手段、信頼性分析装置）
１０１…通信制御部
１０２…制御部（故障データ登録手段、シミュレーション手段）
１０３…データ管理部
１０４…Ｄ／Ｆ計算部（影響度計算手段）
１０５…Ｄｉｔ計算部（単位時間ダウンタイム計算手段）
１０６…Ｆｉｔ計算部（単位時間故障件数計算手段）
１０７…集計結果テーブル
１０８…故障記録データ（故障記録データテーブル）
１０９…路線テーブル
１１０…車両運行テーブル
１１１…故障集計テーブル
１１２…車両運行履歴
１１３…シミュレーションテーブル
２００…パソコン（受け付け手段）
２０１…通信制御部
２０２…制御部
ＮＷ…ネットワーク
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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