(57)【要約】【課題】配管に関わらず配管の清掃が必要となる時期を予測できる。【解決手段】配管診断方法は、時間に対する配管内の流体の圧力又は流量を記憶した記憶部を参照して、前記配管の清掃後の各時間における前記圧力又は前記流量に基づく重み係数により前記配管の清掃後の時間に対する前記圧力又は前記流量の傾きを重み付けした指標値を前記各時間に対して算出し、前記配管の清掃後の時間に対する前記指標値の変化をモデル化し、過去に前記配管又は他の配管に異常が発生したときの前記配管又は前記他の配管の清掃後の時間と前記指標値との関係と、前記モデルとに基づいて、前記配管の清掃の時期に関する情報を報知する、処理をコンピュータが実行する。【選択図】図６
2019002833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間に対する配管内の流体の圧力又は流量を記憶した記憶部を参照して、前記配管の清掃後の各時間における前記圧力又は前記流量に基づく重み係数により前記配管の清掃後の時間に対する前記圧力又は前記流量の傾きを重み付けした指標値を前記各時間に対して算出し、
前記配管の清掃後の時間に対する前記指標値の変化をモデル化し、
過去に前記配管又は他の配管に異常が発生したときの前記配管又は前記他の配管の清掃後の時間と前記指標値との関係と、前記モデルとに基づいて、前記配管の清掃の時期に関する情報を報知する、
処理をコンピュータが実行する配管診断方法。
【請求項２】
前記配管の清掃後の時間に対する前記圧力又は前記流量の傾きは最小二乗法により算出され、
前記重み係数は、前記各時間における前記圧力又は前記流量が小さくなるほど大きくなる、
ことを特徴とする請求項１に記載の配管診断方法。
【請求項３】
前記記憶部に記憶されている前記配管の清掃後の経過時間に対する前記配管内の流体の圧力又は流量を平滑化する、
処理をコンピュータが実行する請求項１又は２に記載の配管診断方法。
【請求項４】
前記指標値の変化をモデル化する処理は、前記配管の清掃後の時間に対する前記指標値の変化を多項式回帰による近似式によってモデル化する処理を含む、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の配管診断方法。
【請求項５】
前記過去に前記配管又は他の配管に異常が発生したときは、前記圧力又は前記流量が予め定められた閾値を下回ったとき、及び、前記配管に対して所定の作業が行われたときの少なくとも一方である、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の配管診断方法。
【請求項６】
前記配管の清掃の時期に関する情報を報知する処理は、前記過去に前記配管又は他の配管に異常が発生したときの前記配管又は前記他の配管の清掃後の時間と前記指標値との関係を線形回帰又は多項式回帰により近似した近似式を算出する処理を含む、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の配管診断方法。
【請求項７】
前記配管の清掃の時期に関する情報を報知する処理は、前記過去に前記配管又は他の配管に異常が発生したときの前記配管又は前記他の配管の清掃後の時間と前記指標値との関係を線形回帰又は多項式回帰により近似した近似式と、前記配管の清掃後の時間に対する前記指標値の変化を多項式回帰により近似した近似式との交点を算出する処理を含む、
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の配管診断方法。
【請求項８】
前記配管の清掃の時期に関する情報を報知する処理は、前記配管の清掃の時期に関する情報を段階的に報知する処理を含む、
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の配管診断方法。
【請求項９】
時間に対する配管内の流体の圧力又は流量を記憶した記憶部を参照して、前記配管の清掃後の各時間における前記圧力又は前記流量に基づく重み係数により前記配管の清掃後の時間に対する前記圧力又は前記流量の傾きを重み付けした指標値を前記各時間に対して算出する指標算出部と、
前記配管の清掃後の時間に対する前記指標値の変化をモデル化するモデル化部と、
過去に前記配管又は他の配管に異常が発生したときの前記配管又は前記他の配管の清掃後の時間と前記指標値との関係と、前記モデルとに基づいて、前記配管の清掃の時期に関する情報を報知する報知部と、
を備える配管診断装置。
【請求項１０】
配管内の流体の圧力又は流量を検出する検出装置と、
時間に対する前記検出装置が検出した値を記憶する記憶部と、
前記記憶部を参照して、前記配管の清掃後の各時間における前記圧力又は前記流量に基づく重み係数により前記配管の清掃後の時間に対する前記圧力又は前記流量の傾きを重み付けした指標値を前記各時間に対して算出する指標算出部と、
前記配管の清掃後の時間に対する前記指標値の変化をモデル化するモデル化部と、
過去に前記配管又は他の配管に異常が発生したときの前記配管又は前記他の配管の清掃後の時間と前記指標値との関係と、前記モデルとに基づいて、前記配管の清掃の時期に関する情報を報知する報知部と、
を含む配管診断装置と、
を備える配管診断システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管診断方法、配管診断装置、及び配管診断システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ビルや工場などに設置された配管を適切な時期に清掃するため、堆積物等による配管の閉塞時期を予測することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１９６８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
配管の経路や継ぎ目の位置が異なると、閉塞の原因となる堆積物の堆積傾向も異なる。したがって、特許文献１記載の方法は、1つの配管に対して様々なパラメータからモデルを導き出すため適用範囲は限定される可能性があり、異なる配管に対しては適用できない可能性がある。
【０００５】
１つの側面では、本発明は、配管に関わらず配管の清掃の時期を報知できる配管診断方法、配管診断装置、及び配管診断システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一つの態様では、配管診断方法は、時間に対する配管内の流体の圧力又は流量を記憶した記憶部を参照して、前記配管の清掃後の各時間における前記圧力又は前記流量に基づく重み係数により前記配管の清掃後の時間に対する前記圧力又は前記流量の傾きを重み付けした指標値を前記各時間に対して算出し、前記配管の清掃後の時間に対する前記指標値の変化をモデル化し、過去に前記配管又は他の配管に異常が発生したときの前記配管又は前記他の配管の清掃後の時間と前記指標値との関係と、前記モデルとに基づいて、前記配管の清掃の時期に関する情報を報知する、処理をコンピュータが実行する配管診断方法である。
【発明の効果】
【０００７】
配管に関わらず配管の清掃時期を報知できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施例１に係る配管診断システムを概略的に示す図である。
【図２】図２は、情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図３】図３は、情報処理装置の機能ブロック図である。
【図４】図４（ａ）は配管管理テーブルの一例を示す図であり、図４（ｂ）は指標データテーブルの一例を示す図である。
【図５】図５は、過去データテーブルの一例を示す図である。
【図６】図６は、情報処理装置が実行する配管診断処理のフローチャート（その１）である。
【図７】図７は、情報処理装置が実行する配管診断処理のフローチャート（その２）である。
【図８】図８は、圧力指標近似式の算出について説明するための図である。
【図９】図９（ａ）及び図９（ｂ）は過去データラインの算出について説明するための図である。
【図１０】図１０は、管理指標ライン及びアラート開始ラインの算出について説明するための図である。
【図１１】図１１は、図６のステップＳ２５の処理について説明するための図である。
【図１２】図１２は、配管Ａにおける時間に対する圧力の変化の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、配管Ａにおける圧力の傾きを示す図である。
【図１４】図１４は、配管Ｂにおける時間に対する圧力の変化の一例を示す図である。
【図１５】図１５は、配管Ｂの清掃が必要となる時期の予測方法について説明するための図である。
【図１６】図１６は、実施例１の効果について説明するための図である。
【図１７】図１７は、実施例２に係る配管診断システムを概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【０００９】
以下、実施例１に係る配管診断システムについて、図１〜図１６に基づいて詳細に説明する。配管診断システムは、配管の清掃の時期に関する情報を報知するシステムである。
【００１０】
図１には、実施例１に係る配管診断システム１００の構成が概略的に示されている。図１に示すように、配管診断システム１００は、作業者端末２０と、配管診断装置としての情報処理装置１０と、を備える。作業者端末２０と情報処理装置１０とは、インターネット、Local Area Network（ＬＡＮ）、Wide Area Network（ＷＡＮ）等、有線又は無線のネットワークＮＷを介して接続されている。
【００１１】
作業者端末２０は、配管設備の現場作業者が使用する端末（例えば、専用端末又はタブレット端末等）である。現場作業者は、配管内の流体の圧力を計測する圧力計の検出値（圧力）を読み取り、作業者端末２０に入力する。作業者端末２０は、入力された検出値（圧力）とその測定日とを組にして情報処理装置１０に送信する。また、現場作業者は、配管に対して行った作業内容を作業者端末２０に入力する。作業者端末２０は、作業者端末２０に入力された作業内容と作業実施日とを組にして情報処理装置１０に送信する。
【００１２】
情報処理装置１０は、作業者端末２０から受信したデータを蓄積し、蓄積したデータに基づいて配管の清掃時期を予測し、当該清掃時期に関する情報を報知する。
【００１３】
情報処理装置１０は、図２に示すようなハードウェア構成を有する。具体的には、情報処理装置１０は、図２に示すように、Central Processing Unit（ＣＰＵ）１１１、Read Only Memory（ＲＯＭ)１１２、Random Access Memory（ＲＡＭ)１１３、記憶装置（Hard Disk Drive：ＨＤＤ）１１４、ネットワークインタフェース１１５、及び可搬型記憶媒体１１６に記憶されたデータを読み取り可能な可搬型記憶媒体用ドライブ１１７等を備えている。これら情報処理装置１０の構成各部は、バス１１８に接続されている。ＣＰＵ１１１は、ＲＯＭ１１２あるいはＨＤＤ１１４に格納されているプログラム、或いは可搬型記憶媒体用ドライブ１１７が可搬型記憶媒体１１６から読み取ったプログラムを実行することで、情報処理装置１０を図３の各部として機能させる。
【００１４】
具体的には、図３に示すように、ＣＰＵ１１１がプログラムを実行することにより、情報処理装置１０は、指標算出部１１、モデル化部としての近似関数算出部１２、判定関数算出部１３、及び報知部としての予測部１４として機能する。
【００１５】
指標算出部１１は、ＨＤＤ１１４等の記憶装置に記憶された配管管理テーブル１９が記憶するデータに基づいて、配管内の圧力変化をモデル化するための指標（圧力指標Ｐ．Ｉ）を算出し、指標データテーブル１８に記憶する。ここで、配管管理テーブル１９及び指標データテーブル１８について説明する。
【００１６】
図４（ａ）は、配管管理テーブル１９の一例を示す図である。図４（ａ）に示すように、配管管理テーブル１９は、「日時」、「圧力」、及び「作業内容」のフィールドを有する。なお、配管管理テーブル１９は、圧力や流量センサを含む配管系統ごとに作成されるものとする。例えば、図４（ａ）は、配管Ａの配管管理テーブル１９である。
【００１７】
「日時」のフィールドには、圧力を測定した日時、又は、配管に対して作業を行った日時が格納される。「圧力」のフィールドには、作業者が読み取った圧力計の値（配管内の流体の圧力）が格納される。「作業内容」のフィールドには、作業者が配管に対して行った作業の内容が格納される。なお、配管内の流体の圧力と、配管に対して行った作業とは、別々のテーブルで管理してもよい。
【００１８】
図４（ｂ）は、指標データテーブル１８の一例を示す図である。図４（ｂ）に示すように、指標データテーブル１８は、「時間」及び「圧力指標」のフィールドを有する。なお、指標データテーブル１８は、配管ごとに作成されるものとする。例えば、図４（ｂ）は、配管Ａの指標データテーブル１８である。
【００１９】
「時間」のフィールドには、配管を清掃してからの経過時間が時間単位で格納される。なお、配管を清掃してからの経過時間とは、配管を清掃後、配管内に流体（水や空気等）を通し始めてからの時間（配管の清掃後、配管の運用を始めてからの時間）をいう。「圧力指標」のフィールドには、後述する数式１により算出された圧力指標Ｐ．Ｉの値が格納される。
【００２０】
図３に戻り、近似関数算出部１２は、指標データテーブル１８内のデータに基づいて、時間に対する圧力指標Ｐ．Ｉの変化を多項式回帰により例えば３次式でフィッティングし、時間に対する圧力指標Ｐ．Ｉの近似関数（以後、圧力指標近似式と記載する）を算出する。近似関数算出部１２は、算出した圧力指標近似式を予測部１４に出力する。
【００２１】
判定関数算出部１３は、過去の配管内における流体の圧力や配管に対する作業内容を管理する過去データテーブル１７内のデータに基づいて、配管の清掃が必要となる時期の予測に用いる関数を算出し、予測部１４に出力する。
【００２２】
ここで、過去データテーブル１７について説明する。図５は、過去データテーブル１７の一例を示す図である。過去データテーブル１７は、「配管名」、「日時」、「圧力」、及び「作業内容」のフィールドを備える。「配管名」には各配管を一意に識別する名称又は識別子が格納される。「日時」〜「作業内容」の項目については、図４（ａ）に示す配管管理テーブル１９が備える項目と同様であるため説明を省略する。
【００２３】
図３に戻り、予測部１４は、近似関数算出部１２が算出した圧力指標近似式と、判定関数算出部１３が算出した関数と、に基づいて配管の清掃が必要となる時期を予測する。また、予測部１４は、予測結果に基づき、配管の清掃の時期に関する情報を、例えば作業者端末２０のディスプレイに表示させたり、配管の管理者が使用する端末のディスプレイに表示させたりするなどして報知する。
【００２４】
次に、情報処理装置１０が実行する配管診断処理の一例について説明する。図６及び図７は、情報処理装置１０が実行する配管診断処理の一例を示すフローチャートである。図６及び図７の処理は、例えば、定期的（１日おき、１週間おき）に実行される。なお、図６及び図７の処理を、例えば、配管設備の管理者が指定するタイミングで実行してもよい。
【００２５】
図６の処理において、まず、指標算出部１１は、配管管理テーブル１９において、前回配管の清掃を行った日以降に登録されたデータを抽出する（ステップＳ１１）。例えば、図４（ａ）に示す配管管理テーブル１９において、指標算出部１１は、「作業内容」のフィールドに“配管清掃”が登録されている２０１７年３月２５日以降のデータを抽出する。
【００２６】
次に、指標算出部１１は、抽出したデータの平滑化を行う（ステップＳ１３）。実際の運用では、配管内の圧力のデータが毎日取得されていることは少なく、数日〜１週間以上の間隔で取得されていることが多い。また、圧力のばらつきも大きいため、例えば、指標算出部１１は、抽出したデータに対して、所定の期間（例えば、１４日間）で移動平均処理を行う。
【００２７】
次に、指標算出部１１は、平滑化したデータに基づいて、配管清掃後の各時間における圧力指標Ｐ．Ｉを算出する（ステップＳ１５）。なお、配管清掃後の各時間とは、配管を清掃後、配管内に流体（水や空気等）を通し始めてからの各時間をいう。当該ステップＳ１５の処理により、図４（ｂ）に示す指標データテーブル１８が得られる。具体的には、指標算出部１１は、下記の数式１に基づいて、圧力指標Ｐ．Ｉを算出する。
【００２８】
【数１】
2019002833.tif 000003
上記の数式１において、Ｐ．Ｉは圧力指標を表す。Ａは配管清掃後の時間に対する圧力の傾きであり、例えば数式２から算出される。Ｂは配管清掃後の各時間における圧力に基づく重み係数であり、配管清掃後の各時間における圧力が小さくなるほど大きな値をとるようになっている。重み係数Ｂは、例えば数式３から算出される。
【００２９】
【数２】
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【数３】
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ここで、Ｃｏｖ（Ｐ，ｔ）は抽出したデータにおける圧力と時間との共分散、δｔは時間の標準偏差を表す。また、Ｐ０は圧力の管理基準値を表し、Ｐｎは配管清掃後の各時間における圧力を表す。なお、圧力の管理基準値（Ｐ０）とは、配管内の流体の圧力に基づいて圧力配管の清掃が必要か否かを判断する場合に使用される閾値である。例えば、配管内の流体の圧力が管理基準値を下回った場合に、配管の清掃が必要であると判断される。共分散Ｃｏｖ（Ｐ，ｔ）及び標準偏差δｔはそれぞれ下記の数式４及び数式５により算出される。
【００３０】
【数４】
2019002833.tif 000006
【数５】
2019002833.tif 000007
ここで、Ｐａｖｅは圧力の平均値を表し、ｔａｖｅは時間の平均値を表す。
【００３１】
次に、近似関数算出部１２は、指標データテーブル１８に基づいて、配管の清掃後の時間に対する圧力指標Ｐ．Ｉの変化をモデル化する（ステップＳ１６）。具体的には、近似関数算出部１２は、配管の清掃後の時間に対する圧力指標Ｐ．Ｉの変化を多項式回帰により数式６に示す３次式でフィッティングした近似式（以後、圧力指標近似式と記載する）を算出する。これにより、図８に一点鎖線で示すように、時間に対する圧力指標Ｐ．Ｉの変化が３次式によりモデル化される。
【００３２】
【数６】
2019002833.tif 000008
【００３３】
次に、判定関数算出部１３は、過去データテーブル１７から各配管において配管内の流体の圧力が管理基準値を下回ったときのデータを抽出し、抽出したデータを用いて数式１により各時間における圧力指標Ｐ．Ｉ（以後、判定用圧力指標と記載する）を算出する（ステップＳ１７）。これにより、例えば、図９（ａ）に示すように、各配管において配管内の流体の圧力が管理基準値を下回ったときの配管清掃後の時間と圧力指標Ｐ．Ｉとの関係が得られる。
【００３４】
次に、判定関数算出部１３は、過去データラインを算出する（ステップＳ１９）。具体的には、判定関数算出部１３は、ステップＳ１７で得られた、時間に対する判定用圧力指標の変化を表す近似式を例えば最小二乗法により算出する。判定関数算出部１３は、例えば、近似式として下記の数式７に示す１次式を算出する。これにより、図９（ｂ）に示すように、時間に対する判定用圧力指標の変化を表す近似式（直線）が求められる。
【００３５】
【数７】
2019002833.tif 000009
ここで、ｘは時間、ｙは圧力指標Ｐ．Ｉを表す。また、係数Ｃ及び係数Ｄは、それぞれ数式８及び数式９で与えられる。
【００３６】
【数８】
2019002833.tif 000010
【数９】
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ここで、yaveはyの平均、ｘaveはｘの平均、δｘはｘの標準偏差である。
【００３７】
次に、判定関数算出部１３は、管理指標ラインを算出する（ステップＳ２１）。管理指標ラインは、過去データラインの切片を原点側に移動させた直線であり、配管の清掃が必要となる時期を算出するのに用いられる関数である。例えば、判定関数算出部１３は、図１０に示すように、配管内の流体の圧力が管理基準値を下回ったときの圧力指標Ｐ．Ｉの正規分布（一点鎖線）の中央（平均０）を過去データラインに位置させた場合に、−１σ（σは標準偏差）の位置を通過する直線を管理指標ラインとして算出する。このときの、管理指標ラインを以下の数式１０で表す。
【数１０】
2019002833.tif 000012
【００３８】
次に、判定関数算出部１３は、アラート開始ラインを算出する（ステップＳ２２）。アラート開始ラインは、清掃が必要となる時期を管理者や作業者に通知するか否かを判定するための関数であり、管理指標ラインよりもさらに原点側に位置する。例えば、判定関数算出部１３は、図１０に示すように、圧力指標Ｐ．Ｉの正規分布の中央（平均０）を過去データラインに位置させた場合に、−２σ（σは標準偏差）の位置を通過する直線をアラート開始ラインとして算出する。このとき、アラート開始ラインは下記の数式１１で表される。
【００３９】
【数１１】
2019002833.tif 000013
【００４０】
なお、ステップＳ１５及び１６の処理とステップＳ１７〜Ｓ２２の処理の実行順序を入れ替えてもよい。また、ステップＳ１５の処理の後にステップＳ１６の処理が実行され、ステップＳ１７の処理の後にステップＳ１９〜Ｓ２１の処理が実行されるのであれば、ステップＳ１６及びステップＳ１９〜Ｓ２１の実行順序を適宜変更してもよい。
【００４１】
図６に戻り、次に、予測部１４は、図１１に示すように、圧力指標近似式ｆ（ｘ）と管理指標ラインとの交点（ｘＮＧ）、及び圧力指標近似式ｆ（ｘ）とアラート開始ラインとの交点（ｘＡＬ）を算出する（ステップＳ２５）。予測部１４は、数値計算による近似を行う場合、以下の数式１２を満たすｘを求める。
【００４２】
【数１２】
2019002833.tif 000014
ここで、ｇ（ｘ）は、数式１０又は数式１１である。
【００４３】
次に、予測部１４は、現在の時間ｔｎ（配管を清掃後、配管の運用を開始してからの経過時間）が、管理指標ラインとの交点ｘＮＧ及びアラート開始ラインとの交点ｘＡＬよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ２７）。当該ステップＳ２７における判定がＹＥＳの場合、配管の清掃が必要になる時期がかなり先ということになる。そのため、清掃が必要になる時期を報知したとしても、報知の効果が薄い可能性が高い。したがって、ステップＳ２７の判定がＹＥＳの場合、予測部１４は、清掃の必要がないことを報知し（ステップＳ２９）、図６及び図７の処理を終了する。例えば、予測部１４は、「清掃の必要はありません。」等のメッセージを作業者端末２０や配管の管理者が使用する端末のディスプレイ（不図示）に表示させたりする。
【００４４】
一方、ステップＳ２７の判定がＮＯの場合、予測部１４は、現在の時間ｔｎが、管理指標ラインとの交点ｘＮＧよりも小さく、アラート開始ラインとの交点ｘＡＬよりも大きいか否かを判定する（図７：ステップＳ３１）。ステップＳ３１の判定がＹＥＳの場合、予測部１４は、ｘＮＧ−ｔｎ＞閾値（例えば、閾値＝３３６［時間］）であるか否かを判定する（ステップＳ３３）。閾値は、例えば、配管を清掃する作業者のアサインにかかる時間に基づいて決定することができる。例えば、配管を清掃する作業者のアサインに２週間程度かかる場合、閾値を１４日間＝３３６時間に設定することができる。
【００４５】
ステップＳ３３の判定がＹＥＳの場合には、配管の清掃が必要になる時期を報知しても、作業者のアサインを行う時期までの期間が比較的長いため、報知の効果が薄い可能性が高い。そこで、ｘＮＧ−ｔｎ＞閾値の場合（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、予測部１４は、清掃の必要がないことを報知し（ステップＳ３５）、図６及び図７の処理を終了する。例えば、予測部１４は、「清掃の必要はありません。」等のメッセージを作業者端末２０や配管の管理者が使用する端末のディスプレイ（不図示）に表示させる。
【００４６】
一方、ステップＳ３３の判定がＮＯの場合、予測部１４は、清掃が必要となるまでの日数（（ｘＮＧ−ｔｎ）／２４）を報知し（ステップＳ３７）、図６及び図７の処理を終了する。例えば、予測部１４は、「清掃まで最短で〇〇日です」等のメッセージを作業者端末２０や配管の管理者が使用する端末のディスプレイ（不図示）に表示させる。これにより、配管の清掃作業を行う作業者のアサインや準備等を促すことができる。
【００４７】
ところで、ステップＳ３１の判定がＮＯの場合、すなわち、現在の時間ｔｎが管理指標ラインとの交点ｘＮＧ及びアラート開始ラインとの交点ｘＡＬよりも大きい場合、配管の状態は既に清掃が必要な状態となっている。したがって、ステップＳ３１の判定がＮＯの場合、予測部１４は、清掃が必要であることを報知し（ステップＳ３９）、図６及び図７の処理を終了する。例えば、予測部１４は、「清掃の必要があります」等のメッセージを作業者端末２０や配管の管理者が使用する端末のディスプレイ（不図示）に表示させる。これにより、配管の清掃を促すことができる。
【００４８】
以上詳細に説明したように、本実施例１によれば、情報処理装置１０は、時間に対する配管内の流体の圧力を記憶した配管管理テーブル１９を参照して、配管の清掃後の各時間における圧力に基づく重み係数により配管の清掃後の時間に対する圧力の傾きを重み付けした圧力指標Ｐ．Ｉを各時間に対して算出する指標算出部１１と、配管の清掃後の時間に対する圧力指標Ｐ．Ｉの変化をモデル化する近似関数算出部１２と、過去に配管に異常が発生したときの配管の清掃後の時間と圧力指標Ｐ．Ｉ（判定圧力指標）との関係と、圧力指標Ｐ．Ｉのモデルとに基づいて、配管の清掃の時期に関する情報を報知する予測部１４と、を備える。これにより、圧力の時間に対する変化の傾向が異なる配管であっても、同一の指標（圧力指標Ｐ．Ｉ）により配管の清掃が必要となる時期を予測し、配管の清掃の時期に関する情報を報知できる。
【００４９】
上記の本実施例１の効果について、より詳細に説明する。
【００５０】
図１２は、例えば、配管Ａにおける圧力の時系列データを示している。図１２に示すように、配管Ａでは、配管の清掃後、時間が経過するにつれて圧力が直線的に降下し、約４〜６か月で圧力が管理基準値を下回っている。ここで、図１２のデータを用いて、配管清掃後の時間に対する圧力の傾きをプロットすると、図１３に示すように、配管清掃後から一定の期間では値がばらつくものの、その後はほぼ一定の値（一点鎖線で示す）に収束する。したがって、配管Ａでは、配管清掃直後の圧力の値を記録しておけば、過去の圧力の時系列データから求めた配管清掃後の時間に対する圧力の傾きを用いて、配管の清掃が必要となる時期を予測できる。
【００５１】
図１４は、配管Ａとは異なる配管Ｂにおける圧力の時系列データを示している。配管Ａと異なり、配管Ｂでは、配管の清掃後、圧力は曲線的に降下している。ここで、図１４のデータを用いて、配管清掃後の時間に対する圧力の傾きをプロットすると、図１５に示すように、配管を清掃してからの時間が大きくなるほど傾きが大きくなっている。
【００５２】
配管Ｂでは、例えば、図１５に示すように、配管Ｂにおいて過去に圧力が管理基準値を下回った時のデータを利用して算出した過去データライン（直線）と、配管を清掃した後の経過時間に対する圧力値の傾きを表す近似曲線（点線）とに基づいて、配管の清掃が必要となる時期（過去データラインと近似曲線との交点）を予測できる。
【００５３】
上述したように、配管Ａと配管Ｂとでは、圧力の時間に対する変化の傾向が異なる。したがって、圧力の傾きに基づいて配管の清掃が必要となる時期を予測し、報知するためには、配管Ａ及び配管Ｂのそれぞれにおいて、圧力の時間に対する変化の傾向を把握するために十分なデータを取得する必要がある。そのため、配管の清掃が必要となる時期の予測の運用を開始するまでに年単位（例えば、１．５〜２年）の時間が必要となってしまう。
【００５４】
一方、本実施例１によれば、図１６に示すように、時間に対する圧力の傾きを各時間における圧力に基づく重み係数によって重み付けした圧力指標Ｐ．Ｉを用いることにより、圧力の時間に対する変化の傾向が異なる配管であっても、同一の指標（圧力指標Ｐ．Ｉ）により配管の清掃が必要となる時期を予測できる。そのため、配管によらず配管の清掃の時期に関する情報を報知できる。
【００５５】
また、本実施例１によれば、複数の配管で異常が発生すれば（圧力が管理指標値を下回れば）過去データラインを算出することができるため、予測の運用開始時期を早めることができる。例えば３〜４カ月の間に複数の配管で配管内の流体の圧力が管理指標値を下回れば、過去データラインを算出することができる。このため、本実施例１では、３〜４か月後には配管の清掃が必要となる時期の予測の運用を開始することができる。そして、運用開始後、いずれかの配管で異常が発生した場合、当該データを反映した過去データラインを算出することにより、予測精度を高めていくことができる。
【００５６】
また、本実施例１によれば、他の複数の配管において異常が発生していれば、過去データラインを算出することができるため、異常が発生していない場合でも配管の清掃が必要となる時期を予測できる。
【００５７】
また、本実施例１において、指標算出部１１は、配管の清掃後の時間に対する圧力の傾きを最小二乗法により算出し（数式２参照）、重み係数は、配管清掃後の各時間における圧力が小さくなるほど大きくなる（すなわち、圧力指標Ｐ．Ｉの絶対値が大きくなる）。これにより、各配管の圧力の変化傾向を圧力指標Ｐ．Ｉに反映することができ、その結果、同一の指標（圧力指標Ｐ．Ｉ）を用いて、配管の清掃が必要となる時期を予測できる。
【００５８】
また、本実施例１において、指標算出部１１は、配管管理テーブル１９に記憶されている時間に対する配管内の流体の圧力を平滑化する。これにより、時間に対する圧力のデータが欠損している場合やばらついている場合であっても、圧力指標Ｐ．Ｉを精度よく算出することができる。平滑化の手法としては、例えば、移動平均処理や補間処理が挙げられる。
【００５９】
また、本実施例１において、近似関数算出部１２は、配管の清掃後の時間に対する圧力指標Ｐ．Ｉの変化を多項式回帰による近似式によってモデル化する（数式６参照）。これにより、配管の清掃が必要となる時期をより正確に予測できる。
【００６０】
また、本実施例１において、配管内の流体の圧力が管理基準値を下回ったときを、過去に配管に異常が発生したときとして定義している。これにより、配管内の流体の圧力が管理基準値を下回ったときの圧力指標Ｐ．Ｉ（判定用圧力指標）に基づいて、過去データライン及び管理指標ラインを算出し、配管の清掃が必要となる時期を予測できる。
【００６１】
また、本実施例１において、予測部１４は、過去に配管に異常が発生したときの配管の清掃後の時間と圧力指標Ｐ．Ｉ（判定用圧力指標）との関係を線形回帰により近似した近似式（例えば、数式７）を算出する。これにより、近似式を用いて配管の清掃が必要となる時期を予測することができる。
【００６２】
また、本実施例１において、予測部１４は、過去に配管に異常が発生したときの配管の清掃後の時間と判定圧力指標との関係を線形回帰により近似した近似式と、配管の清掃後の時間に対する圧力指標Ｐ．Ｉの変化を多項式回帰により近似した圧力指標近似式との交点を算出する。これにより、配管の清掃が必要となる時期をより正確に予測できる。
【００６３】
また、本実施例１において、予測部１４は、配管の清掃の時期に関する情報を段階的に報知する（ステップＳ２９，Ｓ３５〜Ｓ３９）。これにより、作業者や管理者は、配管の清掃に必要な作業や処理を適切な時期に行ったり、配管の清掃を適切な時期に行うことができる。
【００６４】
なお、上記実施例１では、配管清掃後の時間に対する圧力指標Ｐ．Ｉの変化を３次式で近似したが、圧力指標Ｐ．Ｉを近似する式の次数は適宜選択すればよい。例えば、４次式、５次式、６次式、７次式等で近似してもよい。
【００６５】
また、上記実施例１では、配管内の流体の圧力に基づく圧力指標Ｐ．Ｉを算出し、当該圧力指標Ｐ．Ｉの時間変化をモデル化したが、配管内の流体の流量に基づく流量指標を算出し、当該流量指標の時間変化をモデル化してもよい。
【００６６】
また、上記実施例１では、過去に配管に異常が発生したときを、配管内の流体の圧力が管理基準値を下回ったときとしていたが、これに限られるものではない。配管に対して所定の作業が行われたとき（例えば、精密検査や配管の閉塞が原因の清掃等）を、配管に異常が発生したときとしてもよい。
【００６７】
また、上記実施例１において、予測部１４は、配管清掃後の時間に対する判定圧力指標を表す近似式を線形回帰により算出していたが、多項式回帰により算出してもよい。
【００６８】
また、上記実施例１では、重み係数に、管理基準値を各時間における圧力で除した値を使用していたが、これに限られるものではない。各時間における圧力が小さくなるほど重み係数が大きくなるのであれば、数式３以外の式で算出される値であってもよい。
【００６９】
また、上記実施例１において、予測部１４は、圧力指標近似式と管理指標ライン及びアラート開始ラインとの交点を求めたが、これに限られるものではない。予測部１４は、圧力指標近似式と過去データラインとの交点を求め、配管に異常（閉塞）が発生する時期を予測し、報知してもよい。
【実施例２】
【００７０】
図１７は、実施例２に係る配管診断システム１００´を概略的に示す図である。上記実施例１では、現場作業者が配管内の流体の圧力を作業者端末２０に入力していたが、図１７に示すように、配管診断システム１００´が配管内の流体の圧力を計測する圧力計３０を備え、当該圧力計３０が一定時間（例えば、１日）ごとに、圧力値を情報処理装置１０に送信するようにしてもよい。他の構成は実施例１と同様であるため、説明を省略する。
【００７１】
なお、上記実施例１及び２において、情報処理装置１０はクラウドであってもよい。
【００７２】
なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、処理装置が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体（ただし、搬送波は除く）に記録しておくことができる。
【００７３】
プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）などの可搬型記録媒体の形態で販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。
【００７４】
プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。
【００７５】
上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【００７６】
なお、以上実施形態の説明に関して、更に以下の付記を開示する。
（付記１）時間に対する配管内の流体の圧力又は流量を記憶した記憶部を参照して、前記配管の清掃後の各時間における前記圧力又は前記流量に基づく重み係数により前記配管の清掃後の時間に対する前記圧力又は前記流量の傾きを重み付けした指標値を前記各時間に対して算出し、
前記配管の清掃後の時間に対する前記指標値の変化をモデル化し、
過去に前記配管又は他の配管に異常が発生したときの前記配管又は前記他の配管の清掃後の時間と前記指標値との関係と、前記モデルとに基づいて、前記配管の清掃の時期に関する情報を報知する、
処理をコンピュータが実行する配管診断方法。
（付記２）前記配管の清掃後の時間に対する前記圧力又は前記流量の傾きは最小二乗法により算出され、
前記重み係数は、前記各時間における前記圧力又は前記流量が小さくなるほど大きくなる、
ことを特徴とする付記１に記載の配管診断方法。
（付記３）前記記憶部に記憶されている前記配管の清掃後の時間に対する前記配管内の流体の圧力又は流量を平滑化する、
処理をコンピュータが実行する付記１又は２に記載の配管診断方法。
（付記４）前記指標値の変化をモデル化する処理は、前記配管の清掃後の時間に対する前記指標値の変化を多項式回帰による近似式によってモデル化する処理を含む、ことを特徴とする付記１〜３のいずれかに記載の配管診断方法。
（付記５）  前記過去に前記配管又は他の配管に異常が発生したときは、前記圧力又は前記流量が予め定められた閾値を下回ったとき、及び、前記配管に対して所定の作業が行われたときの少なくとも一方である、ことを特徴とする付記１〜４のいずれかに記載の配管診断方法。
（付記６）  前記配管の清掃の時期に関する情報を報知する処理は、前記過去に前記配管又は他の配管に異常が発生したときの前記配管又は前記他の配管の清掃後の時間と前記指標値との関係を線形回帰又は多項式回帰により近似した近似式を算出する処理を含む、ことを特徴とする付記１〜５のいずれかに記載の配管診断方法。
（付記７）  前記配管の清掃の時期に関する情報を報知する処理は、前記過去に前記配管又は他の配管に異常が発生したときの前記配管又は前記他の配管の清掃後の時間と前記指標値との関係を線形回帰又は多項式回帰により近似した近似式と、前記配管の清掃後の時間に対する前記指標値の変化を多項式回帰により近似した近似式との交点を算出する処理を含む、ことを特徴とする付記１〜６のいずれかに記載の配管診断方法。
（付記８）  前記配管の清掃の時期に関する情報を報知する処理は、前記配管の清掃の時期に関する情報を段階的に報知する処理を含む、ことを特徴とする付記１〜７のいずれかに記載の配管診断方法。
（付記９）  時間に対する配管内の流体の圧力又は流量を記憶した記憶部を参照して、前記配管の清掃後の各時間における前記圧力又は前記流量に基づく重み係数により前記配管の清掃後の時間に対する前記圧力又は前記流量の傾きを重み付けした指標値を前記各時間に対して算出する指標算出部と、前記配管の清掃後の時間に対する前記指標値の変化をモデル化するモデル化部と、過去に前記配管又は他の配管に異常が発生したときの前記配管又は前記他の配管の清掃後の時間と前記指標値との関係と、前記モデルとに基づいて、前記配管の清掃の時期に関する情報を報知する報知部と、を備える配管診断装置。
（付記１０）前記指標算出部は、前記配管の清掃後の時間に対する前記圧力又は前記流量の傾きを最小二乗法により算出し、前記重み係数は、前記各時間における前記圧力又は前記流量が小さくなるほど大きくなる、ことを特徴とする付記９に記載の配管診断装置。
（付記１１）前記指標算出部は、前記記憶部に記憶されている前記配管の清掃後の時間に対する前記配管内の流体の圧力又は流量を平滑化する、ことを特徴とする付記９又は１０に記載の配管診断装置。
（付記１２）前記モデル化部は、前記配管の清掃後の時間に対する前記指標値の変化を多項式回帰による近似式によってモデル化する、ことを特徴とする付記９〜１１のいずれかに記載の配管診断装置。
（付記１３）  前記過去に前記配管又は他の配管に異常が発生したときは、前記圧力又は前記流量が予め定められた閾値を下回ったとき、及び、前記配管に対して所定の作業が行われたときの少なくとも一方である、ことを特徴とする付記９〜１２のいずれかに記載の配管診断装置。
（付記１４）  前記過去に前記配管又は他の配管に異常が発生したときの前記配管又は前記他の配管の清掃後の時間と前記指標値との関係を線形回帰又は多項式回帰により近似した近似式を算出する判定関数算出部を備える付記９〜１３のいずれかに記載の配管診断装置。
（付記１５）  前記報知部は、前記過去に前記配管又は他の配管に異常が発生したときの前記配管又は前記他の配管の清掃後の時間と前記指標値との関係を線形回帰又は多項式回帰により近似した近似式と、前記配管の清掃後の時間に対する前記指標値の変化を多項式回帰により近似した近似式との交点を算出する、付記９〜１４のいずれかに記載の配管診断装置。
（付記１６）  前記報知部は、前記配管の清掃の時期に関する情報を段階的に放置する、付記９〜１５のいずれかに記載の配管診断装置。
（付記１７）  配管内の流体の圧力又は流量を検出する検出装置と、
時間に対する前記検出装置が検出した値を記憶する記憶部と、
前記記憶部を参照して、前記配管の清掃後の各時間における前記圧力又は前記流量に基づく重み係数により前記配管の清掃後の時間に対する前記圧力又は前記流量の傾きを重み付けした指標値を前記各時間に対して算出する指標算出部と、
前記配管の清掃後の時間に対する前記指標値の変化をモデル化するモデル化部と、
過去に前記配管又は他の配管に異常が発生したときの前記配管又は前記他の配管の清掃後の時間と前記指標値との関係と、前記モデルとに基づいて、前記配管の清掃の時期に関する情報を報知する報知部と、
を含む配管診断装置と、
を備える配管診断システム。
【符号の説明】
【００７７】
１０    情報処理装置
３０    圧力計
１１    指標算出部
１２    近似関数算出部
１３    判定関数算出部
１４    予測部
１７    過去データテーブル
１９    配管管理テーブル
１００、１００´  配管診断システム
【図１】
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【図２】
2019002833.tif 000016
【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】
2019002833.tif 000021
【図８】
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【図９】
2019002833.tif 000023
【図１０】
2019002833.tif 000024
【図１１】
2019002833.tif 000025
【図１２】
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【図１３】
2019002833.tif 000027
【図１４】
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【図１５】
2019002833.tif 000029
【図１６】
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【図１７】
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