(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
設備を構成する部品の点検項目ごとの故障モード影響解析結果を示す情報および故障リスク指標の推定に用いる統計的分布を示す情報に基づいて、前記統計的分布に従った前記故障リスク指標の推移を示すモデル式を構築するモデル式構築部と、
設備を構成する部品の点検項目ごとの故障モード影響解析結果を示す情報および部品の点検項目ごとに既定された保守作業間隔を示す情報に基づいて、前記モデル式から算出した保守作業間隔と前記既定された保守作業間隔との差分が最も小さくなる前記モデル式のパラメータ値を統計的に推定するパラメータ推定部と、
設備、設備を構成する部品および部品ごとの点検項目を含む設備情報、設備を構成する部品の点検項目ごとの保守作業の実績データおよび設備を構成する部品ごとの故障の実績データを、故障モード影響解析結果ごとに対応する情報に分類する絞り込み部と、
前記絞り込み部により分類された情報に基づいて、前記保守作業の実績データと前記故障の実績データとの関係に応じた前記故障リスク指標の推定値を推定する指標推定部と、
前記パラメータ推定部により推定されたパラメータ値である第１の推定値と前記指標推定部により推定された推定値である第２の推定値とを按分して、最終的な前記故障リスク指標の推定値を算出する併合部と、
を備えたことを特徴とする故障リスク指標推定装置。
【請求項２】
前記併合部は、前記第１の推定値の統計的推定で想定されたデータ数を前記第２の推定値との按分に用いること
を特徴とする請求項１記載の故障リスク指標推定装置。
【請求項３】
前記モデル式構築部は、故障モード影響解析の故障に関する評価項目と当該評価項目での評価レベルとが同一である場合、前記評価項目に関連する前記モデル式のパラメータに共通のパラメータを割り当てること
を特徴とする請求項１記載の故障リスク指標推定装置。
【請求項４】
前記パラメータ推定部は、互いに類似する点検項目間の一方についてのパラメータ値の統計的推定で用いた情報を、点検項目間の他方についてのパラメータ値の統計的推定に用いること
を特徴とする請求項１記載の故障リスク指標推定装置。
【請求項５】
モデル式構築部が、設備を構成する部品の点検項目ごとの故障モード影響解析結果を示す情報および故障リスク指標の推定に用いる統計的分布を示す情報に基づいて、前記統計的分布に従った前記故障リスク指標の推移を示すモデル式を構築するステップと、
パラメータ推定部が、設備を構成する部品の点検項目ごとの故障モード影響解析結果を示す情報および部品の点検項目ごとに既定された保守作業間隔を示す情報に基づいて、前記モデル式から算出した保守作業間隔と前記既定された保守作業間隔との差分が最も小さくなる前記モデル式のパラメータ値を統計的に推定するステップと、
絞り込み部が、設備、設備を構成する部品および部品ごとの点検項目を含む設備情報、設備を構成する部品の点検項目ごとの保守作業の実績データおよび設備を構成する部品ごとの故障の実績データを、故障モード影響解析結果ごとに対応する情報に分類するステップと、
指標推定部が、前記絞り込み部により分類された情報に基づいて、前記保守作業の実績データと前記故障の実績データとの関係に応じた前記故障リスク指標の推定値を推定するステップと、
併合部が、前記パラメータ推定部により推定されたパラメータ値である第１の推定値と前記指標推定部により推定された推定値である第２の推定値とを按分して、最終的な前記故障リスク指標の推定値を算出するステップと、
を備えたことを特徴とする故障リスク指標推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、設備に故障が発生するリスクの指標を推定する故障リスク指標推定装置および故障リスク指標推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
故障モード影響解析（以下、ＦＭＥＡと記載する）は、故障が対象設備に与える影響を故障に関する項目ごとにレベル付けした結果を得る解析手法である。故障に関する項目には、例えば、設備に故障が発生する頻度、故障が設備に与える影響の大きさなどがある。また、設備の稼働データが十分に蓄積されていないため、稼働データから設備の保守または修理の必要性を評価することが難しい場合、これを評価する際にＦＭＥＡの解析結果が参照されることがある。【０００３】
例えば、特許文献１には、ＦＭＥＡを利用して、予測対象機械システムの稼働率を予測する稼働率予測装置が記載されている。上記稼働率予測装置は、故障率に関連する複数の評価項目のレベルと故障係数との対応関係が規定されたマップを備えており、このマップを参照して、予測対象機械システムの構成要素の評価項目のレベルに対応する故障係数を特定する。上記稼働率予測装置は、特定した故障係数から構成要素の故障率を推定して、複数の構成要素のそれぞれで推定した故障率に基づいて予測対象機械システムの稼働率を予測する。なお、上記マップは、類似機械システムの稼働率の実績に合うようにフィッティングされたものである。【０００４】
一方、対象設備に故障が発生するリスクを正確に評価しようとする段階では、当該設備の保守管理が既に実施中であり、当該設備の状況に応じた保守作業間隔が定められている場合が多い。このため、従来から、対象設備の構成部品ごとの故障要因に基づいて、構成部品ごとに期待される保守作業間隔を算出する技術が提案されている。【０００５】
例えば、特許文献２に記載される可動管理装置では、停止状態にある設備の構成部品の故障要因と故障の影響度とを考慮して当該構成部品の部品ランク係数を選定し、当該構成部品の予測寿命を考慮して当該構成部品の劣化ランク係数を選定している。選定した部品ランク係数と劣化ランク係数とに基づいて、上記可動管理装置は、構成部品に期待される検査周期を算出し、算出した検査周期に基づいて当該構成部品の有効保全周期、すなわち保守作業間隔を決定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−１２６７２８号公報
【特許文献２】特開２００４−２５２５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された稼働率予測装置では、上記マップを得るため、予測対象の機械システムに類似した機械システムの稼働率の実績を精度よく再現できるだけの実績データが必要であった。
また、上記稼働率予測装置では、評価項目の互いに異なるレベル間で故障率の大小関係しか考慮されていない。例えば、故障の頻度レベルが高い故障が発生する故障率よりも、故障の頻度レベルが低い故障が発生する故障率が低くなるようにする制約条件のもとで、稼働率が予測されている。このため、実際の機械システムにおける故障率の変動を適切に評価できない。【０００８】
特許文献２に記載された可動管理装置では、構成部品に期待される検査周期が現行検査周期の定数倍であることを前提として有効保全周期を決定しているが、この前提は、故障のリスクが経過時間に対して線形に推移しなければ成立しない。
実際の設備で故障が発生するリスクは一般に非線形に推移するため、上記可動管理装置を実際の設備にそのまま適用することはできない。【０００９】
この発明は上記課題を解決するもので、設備の保守実績データがないまたは少ない場合であっても、設備に故障が発生するリスクの指標を適切に推定できる故障リスク指標推定装置および故障リスク指標推定方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る故障リスク指標推定装置は、モデル式構築部、パラメータ推定部、絞り込み部、指標推定部および併合部を備える。モデル式構築部は、設備を構成する部品の点検項目ごとのＦＭＥＡ結果を示す情報および故障リスク指標の推定に用いる統計的分布を示す情報に基づいて、統計的分布に従った故障リスク指標の推移を示すモデル式を構築する。パラメータ推定部は、設備を構成する部品の点検項目ごとのＦＭＥＡ結果を示す情報および部品の点検項目ごとに既定された保守作業間隔を示す情報に基づいて、モデル式から算出した保守作業間隔と既定された保守作業間隔との差分が最も小さくなるモデル式のパラメータ値を統計的に推定する。絞り込み部は、設備、設備を構成する部品および部品ごとの点検項目を含む設備情報、設備を構成する部品の点検項目ごとの保守作業の実績データおよび設備を構成する部品ごとの故障の実績データを、故障モード影響解析結果ごとに対応する情報に分類する。指標推定部は、絞り込み部により分類された情報に基づいて、保守作業の実績データと故障の実績データとの関係に応じた故障リスク指標の推定値を推定する。併合部は、パラメータ推定部により推定されたパラメータ値である第１の推定値と指標推定部により推定された推定値である第２の推定値とを按分して、最終的な故障リスク指標の推定値を算出する。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、統計的分布に従った故障リスク指標の推移を示すモデル式を構築し、モデル式のパラメータ値を故障リスク指標の推定値として統計的に推定する。このようにすることで、設備の保守実績データがないまたは少ない場合であっても、設備に故障が発生するリスクの指標を適切に推定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る故障リスク指標推定装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】図２Ａは、ＦＭＥＡ結果データベース（以下、ＤＢと記載する）に記憶される情報の項目を示す図である。図２Ｂは、既定作業間隔ＤＢに記憶される情報の項目を示す図である。図２Ｃは、統計評価用情報を示す図である。
【図３】実施の形態１における第１の記憶部に記憶される情報の項目を示す図である。
【図４】図４Ａは、実施の形態１に係る故障リスク指標推定装置の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図である。図４Ｂは、実施の形態１に係る故障リスク指標推定装置の機能を実現するソフトウェアを実行するハードウェア構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態１に係る故障リスク指標推定装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】故障リスク指標と中間評価指標との関係を示す図である。
【図７】ＦＭＥＡ結果の評価項目と中間評価指標との関連性を示す図である。
【図８】モデル式構築部およびパラメータ推定部の動作を示すフローチャートである。
【図９】ＦＭＥＡ結果ＤＢと既定作業間隔ＤＢとのテーブルデータを併合した結果を示す図である。
【図１０】ＦＭＥＡ結果の評価項目に中間評価指標のパラメータを割り当てた結果を示す図である。
【図１１】モデル式から想定される保守作業間隔を示す図である。
【図１２】この発明の実施の形態２に係る故障リスク指標推定装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１３】図１３Ａは、設備情報ＤＢに記憶される情報の項目を示す図である。図１３Ｂは、保守実績ＤＢに記憶される情報の項目を示す図である。図１３Ｃは、故障実績ＤＢに記憶される情報の項目を示す図である。
【図１４】図１４Ａは、絞り込みデータ記憶部に記憶される情報の項目を示す図である。図１４Ｂは、第２の記憶部に記憶される情報の項目を示す図である。図１４Ｃは、故障リスク指標の推定値を示す図である。
【図１５】実施の形態２に係る故障リスク指標推定装置の動作を示すフローチャートである。
【図１６】実施の形態２における絞り込み部の動作を示すフローチャートである。
【図１７】実施の形態２における指標推定部の動作を示すフローチャートである。
【図１８】実施の形態２における併合部の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明をより詳細に説明するため、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る故障リスク指標推定装置１の機能構成を示すブロック図である。故障リスク指標推定装置１は、設備の故障リスク指標を推定する装置であり、ＦＭＥＡ結果ＤＢ２、既定作業間隔ＤＢ３、指標推定部４および第１の記憶部５を備える。指標推定部４は、ＦＭＥＡ結果ＤＢ２および既定作業間隔ＤＢ３のそれぞれから読み出した情報と統計評価用情報Ａとに基づいて設備の故障リスク指標を推定する。故障リスク指標とは、設備を構成する部品に故障が発生するリスクの大きさを定量化した情報である。
【００１４】
ＦＭＥＡ結果ＤＢ２は、設備を構成する部品の点検項目ごとのＦＭＥＡ結果を記憶するＤＢである。ＦＭＥＡ結果ＤＢ２には、例えば、図２Ａに示すような項目の情報が記憶される。“部品ＩＤ”の項目には、部品の識別情報が設定される。“点検項目ＩＤ”の項目には、点検項目の識別情報が設定される。点検項目には、例えば、外観検査、通電検査、絶縁検査、摩擦検査などがある。通電検査と絶縁検査とは、ともに電気の導通状態を検査するものであるため、類似した点検項目といえる。
【００１５】
“故障の頻度レベル”と“影響の大きさレベル”と“検出可能性レベル”はＦＭＥＡの評価項目である。“故障の頻度レベル”の項目には、故障の頻度に関するＦＭＥＡの評価レベルが設定される。“影響の大きさレベル”の項目には、故障が部品に与える影響の大きさに関するＦＭＥＡの評価レベルが設定される。“検出可能性レベル”の項目には、故障の検出のしやすさに関するＦＭＥＡの評価レベルが設定される。
【００１６】
既定作業間隔ＤＢ３は、部品の点検項目ごとに既定された保守作業間隔を示す情報を記憶するＤＢである。既定作業間隔ＤＢ３には、例えば、図２Ｂに示すような項目の情報が記憶される。“部品ＩＤ”および“点検項目ＩＤ”については、図２Ａに示したものと同じである。“既定作業間隔月数”の項目には、部品の点検項目ごとに既定された保守作業間隔の月数が設定される。
【００１７】
統計評価用情報Ａは、故障リスク指標の統計的推定に用いられる統計的分布を示す情報である。統計評価用情報Ａには、例えば、図２Ｃに示すような項目の情報が記憶される。“統計的分布”の項目には、故障リスク指標の統計的推定に用いられる統計的分布の種類が設定される。統計的分布の種類には、ワイブル分布、ガンマ分布、対数正規分布などの理論的に導かれた分布が挙げられる。
【００１８】
“許容誤差”の項目には、指標推定部４により推定された故障リスク指標の推定値が標準偏差に対して許容される誤差の比率が設定される。
“信頼率”の項目には、指標推定部４により推定された故障リスク指標の信頼率が設定される。故障リスク指標の推定値が許容誤差以内に収まると評価された結果が外れる確率Ｐ１と、故障リスク指標の推定値が許容誤差に収まらないと評価された結果が外れる確率Ｐ２との両方が“信頼率”に設定された値α以上となる（Ｐ１≧α、Ｐ２≧α）。
なお、“許容誤差”と“信頼率”は、実施の形態２で後述する併合処理に用いる情報であるため、実施の形態１における統計評価用情報Ａには、これらの情報がなくてもよい。
【００１９】
指標推定部４は、モデル式構築部４ａおよびパラメータ推定部４ｂを備える。
モデル式構築部４ａは、ＦＭＥＡ結果ＤＢ２から読み出したＦＭＥＡ結果と統計評価用情報Ａとに基づいて、故障リスク指標の推移（時間変化）を示すモデル式を構築する。
パラメータ推定部４ｂは、ＦＭＥＡ結果ＤＢ２と既定作業間隔ＤＢ３とから読み出した情報に基づいて、モデル式から算出した保守作業間隔と既定された保守作業間隔との差分が最も小さくなるように上記モデル式のパラメータ値を統計的に推定する。
上記モデル式は、統計評価用情報Ａが示す統計的分布に従った故障リスク指標の推移をモデル化したものであり、このモデル式のパラメータ値が第１の推定値となる。
【００２０】
第１の記憶部５は、指標推定部４によって推定されたパラメータ値である第１の推定値を記憶する。第１の記憶部５には、例えば、図３に示すような項目ごとの情報が記憶される。“部品ＩＤ”および“点検項目ＩＤ”は図２Ａに示したものと同じであり、“統計的分布”は図２Ｃに示したものと同じである。
“統計的分布パラメータ”の項目には、第１の推定値の統計的推定で用いられた統計的分布を規定するパラメータが設定される。統計的分布がワイブル分布に従う場合、ワイブル分布を規定する累積密度関数の形状パラメータγと尺度パラメータφが設定される。
【００２１】
“時間スケール係数”と“リスク重み係数”と“安全マージン”は、上記のモデル式のパラメータであり、指標推定部４により推定されたパラメータ値が設定される。
“時間スケール係数”は、上記モデル式において、故障リスクが増加する速度に関するパラメータである。“リスク重み係数”は、上記モデル式において、故障リスクの重みの度合いに関するパラメータである。“安全マージン”は、上記モデル式で推定された作業間隔での保守作業日時から遡る時間間隔を示すパラメータである。このパラメータにより部品の保守作業が前倒しで実行される。
【００２２】
ＦＭＥＡ結果ＤＢ２および既定作業間隔ＤＢ３は、図４Ａおよび図４Ｂに示すデータベース１００である。ＦＭＥＡ結果ＤＢ２および既定作業間隔ＤＢ３のそれぞれに記憶された情報は、ＤＢ入出力インタフェース１０１を通して指標推定部４に入力される。
【００２３】
統計評価用情報Ａは、情報入力インタフェース１０２を通して故障リスク指標推定装置１に入力される。故障リスク指標の推定値は、情報出力インタフェース１０３を通して故障リスク指標推定装置１から出力される。
第１の記憶部５は、データベース１００がある記憶装置に設けてもよいが、図４Ａに示す処理回路１０４の内部メモリに設けてもよい。また、第１の記憶部５は、図４Ｂに示すメモリ１０５に設けてもよい。
【００２４】
故障リスク指標推定装置１におけるモデル式構築部４ａおよびパラメータ推定部４ｂの各機能は、処理回路により実現される。
すなわち、故障リスク指標推定装置１は、ＦＭＥＡ結果ＤＢ２から読み出したＦＭＥＡ結果と統計評価用情報Ａとに基づいて、故障リスク指標の推移を示すモデル式を構築し、ＦＭＥＡ結果ＤＢ２と既定作業間隔ＤＢ３とから読み出した情報に基づいて、モデル式から算出した保守作業間隔と既定された保守作業間隔との差分が最も小さくなるモデル式のパラメータ値を統計的に推定するための処理回路を備える。
処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリに記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）であってもよい。
【００２５】
処理回路が、図４Ａに示すような専用のハードウェアである場合、処理回路１０４は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、または、これらを組み合わせたものが該当する。
モデル式構築部４ａおよびパラメータ推定部４ｂのそれぞれの機能を別々の処理回路で実現してもよいし、これらの機能をまとめて１つの処理回路で実現してもよい。
【００２６】
処理回路が、図４Ｂに示すようなプロセッサ１０６である場合、モデル式構築部４ａおよびパラメータ推定部４ｂの各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現される。
ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ１０５に記憶される。プロセッサ１０６は、メモリ１０５に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより各部の機能を実現する。
すなわち、故障リスク指標推定装置１は、プロセッサ１０６により実行されるときに、図５に示すステップＳＴ１、ステップＳＴ２が結果的に実行されるプログラムを記憶するためのメモリ１０５を備える。また、これらのプログラムは、モデル式構築部４ａおよびパラメータ推定部４ｂの手順または方法をコンピュータに実行させるものである。
【００２７】
メモリ１０５には、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ−ＥＰＲＯＭ）などの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤなどが該当する。
【００２８】
なお、モデル式構築部４ａおよびパラメータ推定部４ｂの各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。例えば、モデル式構築部４ａについては専用のハードウェアとしての処理回路でその機能を実現し、パラメータ推定部４ｂについては、プロセッサ１０６がメモリ１０５に記憶されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現してもよい。
このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせによって上記機能のそれぞれを実現することができる。
【００２９】
次に動作について説明する。
図５は故障リスク指標推定装置１の動作を示すフローチャートであり、故障リスク指標の推定値を求めて第１の記憶部５に記憶するまでの一連の処理を示している。図６は、故障リスク指標Ｒ（ｔ）と中間評価指標Ｓ，Ｗ，Ｍとの関係を示す図であり、保守作業後の経過時間における故障リスク指標Ｒ（ｔ）の推移を示している。図７は、ＦＭＥＡ結果の評価項目Ｃ，Ｅ，Ｄと中間評価指標Ｓ，Ｗ，Ｍとの関連性を示す図である。
以下、故障リスク指標推定装置１の動作を、図６と図７を参照しながら、図５に沿って説明する。
【００３０】
まず、指標推定部４は、ＦＭＥＡ結果ＤＢ２から読み出したＦＭＥＡ結果と統計評価用情報Ａとに基づいて、故障リスク指標のモデル式を構築する（ステップＳＴ１）。
故障リスク指標Ｒ（ｔ）は、下記式（１）に示すように、統計的分布ｆ（ｔ）に従って推移（時間変化）する。下記式（１）において、時間スケール係数Ｓは、Ｒ（ｔ）の時間方向の変化を調整するための係数であり、故障リスクが増加する速度に関するパラメータである。リスク重み係数Ｗは、Ｒ（ｔ）の大きさを調整するための係数であり、故障リスクの重みの度合いに関するパラメータである。
Ｒ（ｔ）＝Ｗ×ｆ（Ｓ×ｔ）      ・・・（１）
【００３１】
指標推定部４によるＲ（ｔ）の統計的推定では、図６に示すように、Ｒ（ｔ）が許容上限閾値である“１．０”を超える作業間隔を、次に保守作業を行う適正間隔ＴＥとしたとき、安全のために保守作業を前倒しで行う作業間隔を求める。例えば、指標推定部４が、安全マージンＭを設定し、モデル式から想定される作業間隔Ｔを、下記式（２）から算出する。安全マージンＭは、適正間隔ＴＥでの経過時間から遡る時間間隔である。
Ｔ＝ＴＥ−Ｍ      ・・・（２）
【００３２】
指標推定部４によるＲ（ｔ）の統計的推定において、時間スケール係数Ｓ、リスク重み係数Ｗ、および安全マージンＭは、故障リスク指標の推定値が得られるまで値がふられるパラメータである。ここでは、これらを中間評価指標と呼ぶ。
【００３３】
統計的分布ｆ（ｔ）がワイブル分布に従う場合、統計的分布ｆ（ｔ）は、下記式（３）に示すワイブル分布の累積密度関数で表すことができる。ここで、形状パラメータγと尺度パラメータφは、ワイブル分布の累積密度関数における統計的分布パラメータである。
また、上記式（１）は、形状パラメータγと尺度パラメータφを用いて、下記式（４）で表すことができる。下記式（４）において、尺度パラメータφは、時間スケール係数Ｓの積としてのみ登場するので、φ＝１としてＳのみを推定すべきパラメータとしている。
ｆ（ｔ）＝１−ｅｘｐ（−（ｔ／φ）γ）      ・・・（３）
Ｒ（ｔ）＝Ｗ×（１−ｅｘｐ（−（Ｓ×ｔ）γ））      ・・・（４）
【００３４】
経過時間ｔが適正間隔ＴＥであるとき、故障リスク指標Ｒ（ＴＥ）＝１．０であることから、適正間隔ＴＥは、上記式（４）を用いて下記式（５）で表すことができる。下記式（５）において、ｌｎは自然対数を表す。
ＴＥ＝（１／Ｓ）×（−ｌｎ（１−（１／Ｗ）））１／γ      ・・・（５）
【００３５】
図７に示すように、ＦＭＥＡ結果の評価項目には、故障の頻度レベルと、影響の大きさレベルと、検出可能性レベルとがあり、以降では、故障の頻度レベルをＣ、影響の大きさレベルをＥ、検出可能性レベルをＤとする。ＦＭＥＡ結果の評価項目と中間評価指標との間には、図７に示す関連性がある。
故障の頻度レベルＣは、評価対象の部品に故障が発生する頻度の指標になり得るので、故障リスクの増加速度に関する時間スケール係数Ｓと関連性がある。
影響の大きさレベルＥは、評価対象の部品に故障が与える影響の大きさの指標になり得るので、故障リスクの重みの度合いに関するリスク重み係数Ｗと、保守作業を前倒しする度合いに関する安全マージンＭとの両方に関連性がある。
検出可能性レベルＤは、評価対象の部品に発生した故障の検出しやすさの指標になり得るので、保守作業を前倒しする度合いに関する安全マージンＭに関連性がある。
【００３６】
指標推定部４は、モデル式から想定された保守作業間隔Ｔと既定の保守作業間隔ＴＳとの差分が最小となるようにモデル式のパラメータＳ，Ｗ，Ｍ，γ，φの値を統計的に推定する（ステップＳＴ２）。尺度パラメータφが“１”に固定されているので、指標推定部４は、モデル式のパラメータＳ，Ｗ，Ｍ，γの値を部品ごとおよび点検項目ごとに算出して、部品および点検項目に対応付けて第１の記憶部５に記憶する。
【００３７】
次に、指標推定部４の詳細な動作について説明する。
図８は、モデル式構築部４ａおよびパラメータ推定部４ｂの動作を示すフローチャートである。以下では、統計的分布がワイブル分布であるものとする。
モデル式構築部４ａが、ＦＭＥＡ結果ＤＢ２と既定作業間隔ＤＢ３の各テーブルデータを併合する（ステップＳＴ１ａ）。テーブルデータは、図２Ａおよび図２Ｂに示したような項目ごとの情報から構成されるデータであり、テーブルデータのうち、部品ＩＤ、点検項目ＩＤおよびこれに続く横並びの情報がレコードデータである。
【００３８】
例えば、図２Ｂに示した既定作業間隔ＤＢ３の情報では、部品ＩＤおよび点検項目ＩＤとこれに続く既定作業間隔月数とがテーブルデータを構成する情報となる。
モデル式構築部４ａは、既定作業間隔ＤＢ３からテーブルデータを読み出し、このテーブルデータにおける部品ＩＤおよび点検項目ＩＤに基づいて同じ部品ＩＤおよび点検項目ＩＤを有するＦＭＥＡ結果ＤＢ２のテーブルデータを検索する。
モデル式構築部４ａは、この検索により特定されたテーブルデータのＦＭＥＡ結果を、既定作業間隔ＤＢ３から読み出したテーブルデータに組み合わせる、いわゆる併合を実行する。
【００３９】
モデル式構築部４ａは、既定作業間隔ＤＢ３における全てのテーブルデータに上記処理を実行し、既定された保守作業間隔とＦＭＥＡ結果とが組み合わされた情報を生成する。この組み合わせ情報を図９に示す。図９では、既定された保守作業間隔ＴＳを、作業間隔の月数で表している。
ＦＭＥＡ結果ＤＢ２のテーブルデータのうち、既定作業間隔ＤＢ３のテーブルデータと同じ部品ＩＤおよび点検項目ＩＤを有さないテーブルデータについても、図９に示す組み合わせ情報にそのまま追加される。
【００４０】
モデル式構築部４ａは、部品ＩＤごとおよび点検項目ＩＤごとに、ＦＭＥＡ結果の評価項目および評価レベルに応じて、このＦＭＥＡ結果に関連する中間評価指標のパラメータを割り当てる（ステップＳＴ２ａ）。
モデル式構築部４ａは、上記組み合わせ情報のＦＭＥＡ結果のうち、ＦＭＥＡの故障に関する評価項目とこの評価項目での評価レベルとが同一であるものに対して、共通の中間評価指標のパラメータを割り当ててモデル式を構築する。
共通のパラメータには、部品ＩＤおよび点検項目ＩＤが異なるデータ間の上記モデル式においても同じ値が設定される。これにより、異なる部品または点検項目で共通して作用する故障の影響を評価することができる。
【００４１】
図１０はＦＭＥＡ結果の評価項目に中間評価指標のパラメータを割り当てた結果を示す図である。例えば、図９において、（部品ＩＤ，点検項目ＩＤ）＝（ＥＱ００１，ＭＴ００１）に対応するＦＭＥＡ結果の評価項目である故障の頻度レベルＣは、評価レベルが“２”である。図９に示す組み合わせ情報のＦＭＥＡ結果のうち、故障の頻度レベルＣの評価レベルが“２”であるものの一つに、（部品ＩＤ，点検項目ＩＤ）＝（ＥＱ００２，ＭＴ００２）がある。モデル式構築部４ａは、図１０に示すように、故障の頻度レベルＣに関連性のある時間スケール係数Ｓのパラメータに対して、共通のパラメータＳ２を割り当てる。
【００４２】
（部品ＩＤ，点検項目ＩＤ）＝（ＥＱ００１，ＭＴ００１）に対応するＦＭＥＡ結果の評価項目である影響の大きさレベルＥは、評価レベルが“３”である。
上記の組み合わせ情報のＦＭＥＡ結果のうち、影響の大きさレベルＥの評価レベルが“３”であるものの一つに、（部品ＩＤ，点検項目ＩＤ）＝（ＥＱ００１，ＭＴ００２）がある。モデル式構築部４ａは、図１０に示すように、影響の大きさレベルＥに関連性のあるリスク重み係数Ｗのパラメータに対して共通のパラメータＷ３を割り当てる。
（ＥＱ００１，ＭＴ００１）のデータと（ＥＱ００１，ＭＴ００２）のデータとでは、ＦＭＥＡ結果の評価項目である検出可能性レベルＤも評価レベルがともに“３”である。このため、モデル式構築部４ａは、図１０に示すように、検出可能性レベルＤに関連性のある安全マージンＭのパラメータに対して共通のパラメータＭ３，３を割り当てる。
【００４３】
モデル式構築部４ａは、（部品ＩＤ，点検項目ＩＤ）＝（ＥＱ００１，ＭＴ００１）のデータについての中間評価指標のパラメータの割り当てを完了すると、上記式（２）から上記式（５）に基づいて、作業間隔Ｔ、故障リスク指標Ｒ（ｔ）および適正間隔ＴＥを、故障リスク指標のモデル式として構築する。
（ＥＱ００１，ＭＴ００１）のデータについての中間評価指標のパラメータは、Ｓ２、Ｗ３、Ｍ３，３であるので、モデル式は下記のようになる。
Ｔ＝ＴＥ−Ｍ３，３
Ｒ（ｔ）＝Ｗ３×｛１−ｅｘｐ（−（Ｓ２×ｔ）γ）｝
ＴＥ＝（１／Ｓ２）×（−ｌｎ（１−（１／Ｗ３）））１／γ
【００４４】
安全マージンＭを、影響の大きさレベルＥによる係数因子ＭＥと検出可能性レベルＤによる係数因子ＭＤとの積ＭＥ×ＭＤで表現してもよい。これにより、安全マージンＭが固定の値となるので、推定対象のパラメータの数を削減することができる。
【００４５】
次に、パラメータ推定部４ｂが、モデル式構築部４ａにより割り当てられたパラメータに基づいて上記モデル式から作業間隔Ｔを算出し、作業間隔Ｔと既定の作業間隔ＴＳとの差分が最小となるパラメータを統計的に推定する（ステップＳＴ３ａ）。
統計的分布ｆ（ｔ）がワイブル分布に従うので、作業間隔Ｔは、図１１に示すように、中間評価指標のパラメータによって決定される変数の形で求められる。図１１において、Ｚｉは、下記式（６）で表されるパラメータである。
Ｚｉ＝（−ｌｎ（１−（１／Ｗｉ）））１／γ      ・・・（６）
【００４６】
パラメータ推定部４ｂは、上記組み合わせ情報における全ての部品ＩＤおよび点検項目ＩＤについて、作業間隔Ｔと既定された作業間隔ＴＳとの差分の二乗和が最小となるように中間評価指標のパラメータＳ，Ｗ，Ｍおよび形状パラメータγを推定する。なお、前述したように、尺度パラメータφは“１”である。
これらのパラメータの推定方法としては、例えば、共役方向法が挙げられる。ただし、既定された作業間隔ＴＳとの誤差が最小となるパラメータを推定することができる方法であれば、共役方向法に限定されるものではない。
【００４７】
パラメータ推定部４ｂは、前述のようにして推定した結果を、部品ＩＤごとおよび点検項目ＩＤごとに分類し、部品ＩＤおよび点検項目ＩＤに対応付けて第１の記憶部５に記憶する（ステップＳＴ４ａ）。統計的分布ｆ（ｔ）がワイブル分布に従うことから、図３に示した“統計的分布”の項目に“ワイブル分布”が設定され、“統計的分布パラメータ”の項目には、形状パラメータγの値が設定される。
【００４８】
パラメータ推定部４ｂは、互いに類似する点検項目間の一方についてのパラメータ値の統計的推定で用いた情報を、点検項目間の他方についてのパラメータ値の統計的推定に用いてもよい。例えば、通電検査と絶縁検査とは、ともに電気の導通状態を検査するものであるため、類似した点検項目といえる。そこで、パラメータ推定部４ｂが、通電検査についてのパラメータ値の統計的推定で用いた情報を、絶縁検査についてのパラメータ値の統計的推定に用いる。このようにすることで、統計的推定に用いた情報を再利用することができ、推定に要する処理負荷を軽減することができる。
【００４９】
以上のように、この実施の形態１に係る故障リスク指標推定装置１において、モデル式構築部４ａが、ＦＭＥＡ結果ＤＢ２から読み出したＦＭＥＡ結果と統計評価用情報Ａとに基づいて、統計的分布に従った故障リスク指標の推移を示すモデル式を構築する。パラメータ推定部４ｂが、ＦＭＥＡ結果ＤＢ２と既定作業間隔ＤＢ３とから読み出した情報に基づいて、モデル式から算出した保守作業間隔と既定された保守作業間隔との差分が最も小さくなるモデル式のパラメータ値を統計的に推定する。このように構成することで、設備の保守実績データがないまたは少ない場合であっても、設備に故障が発生するリスクの指標を適切に推定できる。
【００５０】
実施の形態１に係る故障リスク指標推定装置１において、モデル式構築部４ａが、ＦＭＥＡの故障に関する評価項目と当該評価項目での評価レベルとが同一である場合に、評価項目に関連するモデル式のパラメータに共通のパラメータを割り当てる。このようにすることで、異なる部品または点検項目で共通して作用する故障の影響を評価することが可能である。
【００５１】
また、実施の形態１に係る故障リスク指標推定装置１において、パラメータ推定部４ｂが、互いに類似する点検項目間の一方についてのパラメータ値の統計的推定で用いた情報を、点検項目間の他方についてのパラメータ値の統計的推定に用いる。
このようにすることで、統計的推定に用いた情報を再利用することができ、推定に要する処理負荷を軽減することができる。
【００５２】
実施の形態２．
図１２は、この発明の実施の形態２に係る故障リスク指標推定装置１Ａの機能構成を示すブロック図である。図１２において、図１と同一構成要素には同一符号を付して説明を省略する。故障リスク指標推定装置１Ａは、実施の形態１で示した構成に加え、設備情報ＤＢ６、保守実績ＤＢ７、故障実績ＤＢ８、絞り込み部９、絞り込みデータ記憶部１０、指標推定部１１、第２の記憶部１２および併合部１３を備える。
【００５３】
設備情報ＤＢ６は、設備、設備を構成する部品、および部品ごとの点検項目を含む設備情報を記憶するＤＢである。設備情報ＤＢ６には、例えば、図１３Ａに示すような項目の情報が記憶される。“設備ＩＤ”の項目には設備の識別情報が設定される。“部品ＩＤ”および“点検項目ＩＤ”については、図２Ａに示したものと同じである。
“保守開始日時”の項目には、部品の点検項目ごとの保守契約が開始された日時が設定される。なお、保守契約中に、個別に行われる保守作業の実施日時が、図１３Ｂを用いて後述する保守作業実施日時である。
【００５４】
保守実績ＤＢ７は、設備を構成する部品の点検項目ごとの保守作業の実績データを記憶するＤＢである。保守実績ＤＢ７には、図１３Ｂに示すような項目の情報が記憶される。“保守実績ＩＤ”の項目には、保守作業の実績データの識別情報が設定される。
“設備ＩＤ”、“部品ＩＤ”および“点検項目ＩＤ”については、図１３Ａと図２Ａとに示したものと同じである。“保守作業実施日時”の項目には部品ごとの保守作業の実施日時が設定される。
【００５５】
故障実績ＤＢ８は、設備を構成する部品ごとの故障の実績データを記憶するＤＢである。故障実績ＤＢ８には、図１３Ｃに示すような項目の情報が記憶される。“故障実績ＩＤ”の項目には、故障の実績データの識別情報が設定される。“設備ＩＤ”と“部品ＩＤ”とについては、図１３Ｂに示したものと同じである。“故障発生日時”の項目には、部品に故障が発生した日時が設定される。“関連点検項目ＩＤ”の項目には、発生した故障に関連する点検項目の識別情報が設定される。
【００５６】
絞り込み部９は、設備情報ＤＢ６、保守実績ＤＢ７および故障実績ＤＢ８に記憶された情報を、ＦＭＥＡ結果ＤＢ２のＦＭＥＡ結果ごとに対応する情報に分類する。
例えば、絞り込み部９は、保守実績データごとに保守作業実施後の無故障の間隔を集計し、集計した無故障の間隔を示す情報をＦＭＥＡ結果ごとに分類して絞り込みデータ記憶部１０に記憶する。
【００５７】
絞り込みデータ記憶部１０は、絞り込み部９により分類された情報を記憶するＤＢである。絞り込みデータ記憶部１０には、図１４Ａに示すような項目の情報が記憶される。
図１４Ａにおいて、“故障の頻度レベル”と“影響の大きさレベル”と“検出可能性レベル”は、ＦＭＥＡの評価項目であり、図２Ａに示したものと同じである。
“部品ＩＤ”および“点検項目ＩＤ”は、図２Ａに示したものと同じである。“保守作業実施日時”は、図１３Ｂに示したものと同じである。
“無故障継続月数”の項目には、保守作業後に無故障で次の保守作業に至った月数、保守作業後に故障が発生するまでの月数および保守作業後に無故障で現在に至るまでの月数のうちのいずれかが設定される。“故障発生フラグ”の項目には、部品に故障が発生したか否かを示す値が設定される。例えば、部品に故障が発生すると、“１”が設定され、故障が発生していなければ、“０”が設定される。
【００５８】
指標推定部１１は、絞り込み部９により分類された情報に基づいて、保守作業の実績データと故障の実績データとの関係に応じた故障リスク指標の第２の推定値を推定する。
例えば、指標推定部１１は、絞り込みデータ記憶部１０から処理対象のＦＭＥＡ結果に対応する情報を読み出し、読み出した情報に基づいて部品ごとおよび点検項目ごとに故障リスク指標を統計的に推定する。この推定によって得られた故障リスク指標の推定値は、推定に用いられた実データ数とともに第２の記憶部１２に記憶される。
【００５９】
第２の記憶部１２は、指標推定部１１によって推定された故障リスク指標の推定値を、部品ごとおよび点検項目ごとに記憶する。第２の記憶部１２には、図１４Ｂに示すような項目の情報が記憶される。図１４Ｂにおいて、“部品ＩＤ”および“点検項目ＩＤ”は、図２Ａに示したものと同じである。“統計的分布”および“統計的分布パラメータ”は、図３に示したものと同じである。“時間スケール係数”と“リスク重み係数”と“安全マージン”は、故障リスク指標の第２の推定値となるパラメータであり、図３に示したものと同じである。“実データ数”の項目には、指標推定部１１による故障リスク指標の統計的推定に用いられたデータの数が設定される。
【００６０】
併合部１３は、パラメータ推定部４ｂにより推定された第１の推定値と指標推定部１１により推定された第２の推定値とを按分して最終的な故障リスク指標の推定値を算出する。
例えば、併合部１３は、第１の推定値の推定で想定したデータ数と第２の推定値の推定に用いた実データ数とに応じて第１の推定値と第２の推定値とを按分して、最終的な故障リスク指標の推定値を算出する。故障リスク指標の推定値を示す情報Ｂは併合部１３から出力される。
【００６１】
故障リスク指標の推定値を示す情報Ｂは、図１４Ｃに示す項目の情報から構成される。図１４Ｃにおいて、“部品ＩＤ”および“点検項目ＩＤ”は、図２Ａに示したものと同じである。“統計的分布”および“統計的分布パラメータ”は、図３に示したものと同じである。“時間スケール係数”と“リスク重み係数”と“安全マージン”は、故障リスク指標の第２の推定値となるパラメータであり、図３に示したものと同じである。
【００６２】
故障リスク指標推定装置１ＡにおけるＦＭＥＡ結果ＤＢ２、既定作業間隔ＤＢ３、設備情報ＤＢ６、保守実績ＤＢ７および故障実績ＤＢ８は、図４Ａおよび図４Ｂに示すデータベース１００である。ＦＭＥＡ結果ＤＢ２および既定作業間隔ＤＢ３のそれぞれに記憶された情報は、ＤＢ入出力インタフェース１０１を通して指標推定部４に入力される。
設備情報ＤＢ６、保守実績ＤＢ７および故障実績ＤＢ８のそれぞれに記憶された情報は、ＤＢ入出力インタフェース１０１を通して絞り込み部９に入力される。
【００６３】
統計評価用情報Ａは、情報入力インタフェース１０２を通して故障リスク指標推定装置１Ａに入力される。最終的な故障リスク指標の推定値を示す情報Ｂは、情報出力インタフェース１０３を通して併合部１３から出力される。
第１の記憶部５、絞り込みデータ記憶部１０および第２の記憶部１２は、データベース１００がある記憶装置に設けることが考えられるが、図４Ａに示す処理回路１０４の内部メモリに設けてもよい。また、第１の記憶部５、絞り込みデータ記憶部１０および第２の記憶部１２は、図４Ｂに示すメモリ１０５に設けてもよい。
【００６４】
故障リスク指標推定装置１Ａにおける指標推定部４、絞り込み部９、指標推定部１１および併合部１３の各機能は、処理回路により実現される。
すなわち、故障リスク指標推定装置１Ａは、前述した各部の機能での処理を行うための処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリに記憶されたプログラムを実行するＣＰＵであってもよい。
【００６５】
処理回路が、図４Ａに示すような専用のハードウェアである場合、処理回路１０４は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、または、これらを組み合わせたものが該当する。
指標推定部４、絞り込み部９、指標推定部１１および併合部１３のそれぞれの機能を別々の処理回路で実現してもよいし、これらの機能をまとめて１つの処理回路で実現してもよい。
【００６６】
処理回路が、図４Ｂに示すようなプロセッサ１０６である場合、指標推定部４、絞り込み部９、指標推定部１１および併合部１３の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現される。
ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ１０５に記憶される。プロセッサ１０６は、メモリ１０５に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより各部の機能を実現する。
すなわち、故障リスク指標推定装置１Ａは、プロセッサ１０６によって実行されるときに、図１５に示すステップＳＴ１ｂからステップＳＴ８ｂまでの処理が結果的に実行されるプログラムを記憶するためのメモリ１０５を備える。
また、これらのプログラムは、指標推定部４、絞り込み部９、指標推定部１１、および併合部１３の手順または方法をコンピュータに実行させるものである。
【００６７】
指標推定部４、絞り込み部９、指標推定部１１および併合部１３の各機能について一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。例えば、指標推定部４および絞り込み部９については専用のハードウェアとしての処理回路でその機能を実現し、指標推定部１１および併合部１３については、プロセッサ１０６がメモリ１０５に記憶されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現してもよい。このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせにより上記機能のそれぞれを実現することができる。
【００６８】
次に動作について説明する。
図１５は故障リスク指標推定装置１Ａの動作を示すフローチャートであり、故障リスク指標の第１の推定値と第２の推定値を求めて最終的な推定値を出力するまでの一連の処理を示している。
絞り込み部９は、設備情報ＤＢ６、保守実績ＤＢ７および故障実績ＤＢ８に記憶された情報を、ＦＭＥＡ結果ごとに対応する情報に分類する（ステップＳＴ１ｂ）。
絞り込み部９により分類された情報は、絞り込みデータ記憶部１０に記憶される。
【００６９】
指標推定部１１は、絞り込みデータ記憶部１０から処理対象のＦＭＥＡ結果に対応する情報を読み出し、読み出した情報に基づいて部品ごとおよび点検項目ごとに故障リスク指標を統計的に推定する（ステップＳＴ２ｂ）。
指標推定部１１は、上記推定で得られた第２の推定値と実データ数を、部品ＩＤおよび点検項目ＩＤに対応付けて第２の記憶部１２に記憶する（ステップＳＴ３ｂ）。
【００７０】
ＦＭＥＡ結果ＤＢ２に記憶されている全てのＦＭＥＡ結果を処理していない場合（ステップＳＴ４ｂ；ＮＯ）、ステップＳＴ１ｂからの処理が繰り返される。
ＦＭＥＡ結果ＤＢ２に記憶されている全てのＦＭＥＡ結果を処理した場合（ステップＳＴ４ｂ；ＹＥＳ）、ステップＳＴ５ｂの処理に移行する。
【００７１】
ステップＳＴ５ｂにおいて、指標推定部４は、実施の形態１と同様にして第１の推定値であるパラメータ値を推定する。
指標推定部４は、推定した第１の推定値を、部品ＩＤおよび点検項目ＩＤに対応付けて第１の記憶部５に記憶する（ステップＳＴ６ｂ）。
【００７２】
併合部１３は、第１の記憶部５に記憶された第１の推定値と、第２の記憶部１２に記憶された第２の推定値とを読み出し、読み出した第１の推定値と第２の推定値とを按分して最終的な故障リスク指標の推定値を算出する（ステップＳＴ７ｂ）。この後、併合部１３は、算出した故障リスク指標の推定値を示す情報Ｂを出力する（ステップＳＴ８ｂ）。
【００７３】
なお、図１５では、指標推定部１１による第２の推定値の推定を、指標推定部４による第１の推定値の推定よりも先に行う場合を示したが、これに限定されるものではない。
例えば、指標推定部４による第１の推定値の推定を、指標推定部１１による第２の推定値の推定よりも先に行ってもよい。また、指標推定部４による第１の推定値の推定と指標推定部１１による第２の推定値の推定とを並行して行ってもよい。
【００７４】
次に、絞り込み部９の動作を詳細に説明する。
図１６は、絞り込み部９の動作を示すフローチャートであって、設備情報ＤＢ６、保守実績ＤＢ７および故障実績ＤＢ８に記憶された情報を分類して絞り込みデータ記憶部１０に記憶するまでの一連の処理を示している。
まず、絞り込み部９は、ＦＭＥＡ結果ＤＢ２、設備情報ＤＢ６および保守実績ＤＢ７の各テーブルデータを併合する（ステップＳＴ１ｃ）。
【００７５】
例えば、絞り込み部９は、設備情報ＤＢ６から読み出したテーブルデータの設備ＩＤ、部品ＩＤおよび点検項目ＩＤに基づいて、同じ設備ＩＤ、部品ＩＤおよび点検項目ＩＤを有する保守実績ＤＢ７のテーブルデータを検索する。絞り込み部９は、この検索によって特定されたテーブルデータの“保守作業実施日時”の項目に設定された情報を、設備情報ＤＢ６から読み出したテーブルデータに併合する。
なお、絞り込み部９は、設備情報と同じ設備ＩＤ、部品ＩＤおよび点検項目ＩＤの保守実績データがない場合、検索に用いた設備ＩＤ、部品ＩＤおよび点検項目ＩＤのレコードデータを削除せずに併合後のテーブルデータに残す。
【００７６】
続いて、絞り込み部９は、併合後のテーブルデータにおける設備ＩＤ、部品ＩＤおよび点検項目ＩＤに基づいて、同じ設備ＩＤ、部品ＩＤおよび点検項目ＩＤを有するＦＭＥＡ結果ＤＢ２のテーブルデータを検索する。絞り込み部９は、この検索によって特定されたテーブルデータにおけるＦＭＥＡ結果を、上記併合後のテーブルデータに併合する。
絞り込み部９は、設備情報ＤＢ６における全てのテーブルデータに上記処理を実行することで、設備情報と保守実績データとがＦＭＥＡ結果ごとに分類された情報を生成する。
【００７７】
次に、絞り込み部９は、前述のように併合したテーブルデータのうち、評価対象のＦＭＥＡ結果に対応するレコードデータのみに絞り込む（ステップＳＴ２ｃ）。
絞り込み部９は、上記併合したテーブルデータのレコードデータに対して“無故障継続月数”および“故障発生フラグ”の項目を追加する。
【００７８】
ステップＳＴ３ｃにおいて、絞り込み部９は、評価対象のＦＭＥＡ結果に対応する設備ＩＤおよび部品ＩＤに基づいて、この部品ＩＤに対応する部品についての保守作業を実行してから次の保守作業までの間に最も早く発生した故障実績データを故障実績ＤＢ８から検索する。なお、保守作業が実行されていなければ、保守開始日時以降で次の保守作業までの間に最も早く発生した故障実績データを検索する。
絞り込み部９は、検索結果の故障実績データに基づいて、部品に故障が発生しなかった無故障継続月数を算出して、算出した月数を“無故障継続月数”の項目に設定し、故障が発生したことを示す値である“１”を“故障発生フラグ”の項目に設定する。
【００７９】
一方、上記検索で故障実績がなければ、絞り込み部９は、次の保守作業日時までの時間間隔を算出して、この月数を“無故障継続月数”の項目に設定し、故障が発生していないことを示す値である“０”を“故障発生フラグ”の項目に設定する。
なお、次に保守作業の日時が決まっていない場合は、現時点までの間隔が“無故障継続月数”の項目に設定される。
絞り込み部９は、ステップＳＴ１ｃで併合したテーブルデータにおける全てのレコードデータに対して上記処理を実行する。これにより、設備情報と保守実績データと故障実績データとが、ＦＭＥＡ結果ごとに分類された情報が生成される。
【００８０】
絞り込み部９は、処理結果のテーブルデータを絞り込みデータ記憶部１０に記憶する（ステップＳＴ４ｃ）。上記テーブルデータは、図１４Ａに示したように、“故障の頻度レベル”、“影響の大きさレベル”、“検出可能性レベル”、“設備ＩＤ”、“部品ＩＤ”、“点検項目ＩＤ”、“保守作業実施日時”、“無故障継続月数”および“故障発生フラグ”といった項目からなるデータである。
【００８１】
次に、指標推定部１１の動作を詳細に説明する。
図１７は、指標推定部１１の動作を示すフローチャートであり、第２の推定値を推定してから第２の記憶部１２に記憶するまでの一連の処理を示している。
ステップＳＴ１ｄにおいて、指標推定部１１は、絞り込みデータ記憶部１０に記憶されたテーブルデータから、処理対象の部品ＩＤおよび点検項目ＩＤが同一のレコードデータを検索する。指標推定部１１は、検索したレコードデータにおいて“無故障継続月数”の項目に設定された値が、保守作業後の経過時間ｔ（ｔ＝１，２，・・・）以下のレコードデータの数を算出する。このように算出されたレコードデータの数が、保守作業後の経過月数に応じた部品の延べ台数となる。
【００８２】
指標推定部１１は、絞り込みデータ記憶部１０に記憶されているテーブルデータから、“故障発生フラグ”の項目に“１”が設定されたレコードデータを検索する。
指標推定部１１は、検索したレコードデータに基づいて、部品ＩＤごとおよび点検項目ＩＤごとの、保守作業後の経過月数に応じた故障件数を算出する（ステップＳＴ２ｄ）。
次に、指標推定部１１は、上記保守作業後の経過月数に応じた故障件数を上記延べ台数で割った値である実績故障率を算出する（ステップＳＴ３ｄ）。
【００８３】
続いて、指標推定部１１は、ステップＳＴ３ｄで算出した実績故障率の推移を近似する統計的分布を特定し、この統計的分布に従うモデル式のパラメータ値を統計的に推定する（ステップＳＴ４ｄ）。例えば、実績故障率の推移を、上記式（４）でリスク重み係数Ｗと１とした場合の故障リスク指標Ｒ（ｔ）により近似する時間スケール係数Ｓおよび形状パラメータγが推定される。
【００８４】
パラメータの推定には共役方向法を用いることが考えられるが、ワイブル分布のパラメータを推定する既存の方法であってもよい。
リスク重み係数Ｗの値は、ＦＭＥＡ結果ごとに設定される。例えば、ユーザから受け付けた値を設定してもよく、実績データから求めた故障発生時の損失額×故障率との差分が最も小さくなる係数の値を設定してもよい。安全マージンＭの値は、ユーザから受け付けた値を設定してもよく、Ｍ＝０としてもよい。
なお、統計的分布としてワイブル分布を使用したが、ガンマ分布、対数正規分布などの統計的分布であってもよく、実績データとの誤差が最小となる統計的分布であればよい。
【００８５】
指標推定部１１は、絞り込みデータ記憶部１０に記憶されているテーブルデータの部品ＩＤおよび点検項目ＩＤの組み合わせのうち、未処理の組み合わせがあるか否かを確認する（ステップＳＴ５ｄ）。
絞り込みデータ記憶部１０に記憶されているテーブルデータの部品ＩＤおよび点検項目ＩＤの組み合わせのうち、未処理の組み合わせがある場合（ステップＳＴ５ｄ；ＮＯ）、ステップＳＴ１ｄに戻り、前述した処理を繰り返す。
部品ＩＤおよび点検項目ＩＤの全ての組み合わせを処理した場合（ステップＳＴ５ｄ；ＹＥＳ）、指標推定部１１は、推定したパラメータ値である第２の推定値を、部品ＩＤおよび点検項目ＩＤに対応付けて第２の記憶部１２に記憶する（ステップＳＴ６ｄ）。
統計的分布がワイブル分布に従うことから、図１４Ｂに示した“統計的分布”の項目に“ワイブル分布”が設定され、“統計的分布パラメータ”の項目には、形状パラメータγの値が設定される。
【００８６】
次に、併合部１３の動作を詳細に説明する。
図１８は、併合部１３の動作を示すフローチャートであり、第１の推定値と第２の推定値とから最終的な故障リスク指標の推定値を算出して出力するまでの一連の処理を示している。併合部１３は、処理対象の部品ＩＤおよび点検項目ＩＤ、これらに対応する第２の推定値および実データ数を第２の記憶部１２から読み出す（ステップＳＴ１ｅ）。
【００８７】
次に、併合部１３は、処理対象の部品ＩＤおよび点検項目ＩＤおよびこれらに対応する第１の推定値を第１の記憶部５から読み出す（ステップＳＴ２ｅ）。
第１の記憶部５に記憶されている第１の推定値のうち、第２の記憶部１２から読み出した第２の推定値に対応する部品ＩＤおよび点検項目ＩＤと同じ部品ＩＤおよび点検項目ＩＤを有さないレコードデータについては、第１の記憶部５からそのまま読み出される。
【００８８】
第２の記憶部１２から読み出されたレコードデータに設定されている実データ数をＮＡとし、保守作業後の経過時間ごとの部品の延べ台数を常にＮＡとし、故障件数をＮＡ×ＲＡ（ｔ）と仮定する。併合部１３は、第１の記憶部５から読み出された同じ部品ＩＤおよび点検項目ＩＤを有するレコードデータにおいて、第１の推定値の統計的推定で想定されるデータの数であるＮＩを求める（ステップＳＴ３ｅ）。
例えば、併合部１３は、統計評価用情報Ａにおける許容誤差Δおよび信頼率αを使用して、下記式（７）からＮＩを算出する。下記式（７）において、ｚ（α）は、標準正規分布の上側１００α％を表す。Δ＝０．１、α＝０．９９（９９％）であれば、ｚ（α）＝２．３２６であり、ＮＩ＝２１６８となる。
ＮＩ＝（（（４／Δ２）＋（１／２））×ｚ（α）２）      ・・・（７）
【００８９】
第１の記憶部５から読み出された同じ部品ＩＤおよび点検項目ＩＤを有するレコードデータにおいて、保守作業後の経過時間ごとの部品の延べ台数は、常に上記式（７）により算出したＮＩであり、故障件数をＮＩ×ＲＩ（ｔ）と仮定する。
【００９０】
併合部１３は、第２の記憶部１２から読み出したレコードデータが示す故障リスク指標ＲＡ（ｔ）と、第１の記憶部５から読み出した同じ部品ＩＤおよび点検項目ＩＤを有するレコードデータが示す故障リスク指標ＲＩ（ｔ）とを按分する（ステップＳＴ４ｅ）。
併合部１３は、保守作業後の経過時間ごとの部品の延べ台数をＮＡ＋ＮＩとし、故障件数をＮＡ×ＲＡ（ｔ）＋ＮＩ×ＲＩ（ｔ）として故障リスク指標ＲＦ（ｔ）を改めて統計的に推定する。推定方法には、例えば、共役方向法が用いられる。ここまでの処理が按分処理である。このように、併合部１３が、第１の推定値の統計的推定で想定されたデータ数であるＮＩを第２の推定値との按分に用いる。これにより、第１の推定値と第２の推定値とを適切に按分することができる。
【００９１】
併合部１３は、第１の記憶部５および第２の記憶部１２のそれぞれに記憶された情報のうち、按分していない部品ＩＤおよび点検項目ＩＤの組み合わせがあるか否かを確認する（ステップＳＴ５ｅ）。
第１の記憶部５および第２の記憶部１２のそれぞれに記憶された情報のうち、按分していない部品ＩＤおよび点検項目ＩＤの組み合わせがあれば（ステップＳＴ５ｅ；ＮＯ）、未処理の組み合わせに対してステップＳＴ１ｅからの処理を繰り返す。
全ての部品ＩＤおよび点検項目ＩＤの組み合わせを按分した場合（ステップＳＴ５ｅ；ＹＥＳ）、併合部１３は、故障リスク指標ＲＦ（ｔ）のパラメータ値から、最終的な故障リスク指標の推定値を示す情報Ｂを生成して出力する（ステップＳＴ６ｅ）。
【００９２】
以上のように、実施の形態２に係る故障リスク指標推定装置１Ａにおいて、絞り込み部９が、設備情報ＤＢ６、保守実績ＤＢ７、および故障実績ＤＢ８のそれぞれに記憶された情報を、ＦＭＥＡ結果ごとに対応する情報に分類する。指標推定部１１が、絞り込み部９により分類された情報に基づいて、保守作業の実績データと故障の実績データとの関係に応じた故障リスク指標の推定値を推定する。併合部１３が、指標推定部４により推定された第１の推定値と指標推定部１１により推定された第２の推定値とを按分して、最終的な故障リスク指標の推定値を算出する。このように構成することで、設備の保守実績データが少ない場合であっても、設備に故障が発生するリスクの指標を適切に推定できる。
【００９３】
また、実施の形態２に係る故障リスク指標推定装置１Ａにおいて、併合部１３が、第１の推定値の統計的推定で想定されたデータ数を第２の推定値との按分に用いる。このように構成することで、第１の推定値と第２の推定値とを適切に按分することができる。
【００９４】
なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせあるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
この発明に係る故障リスク指標推定装置は、設備の保守実績データがないまたは少ない場合であっても設備に故障が発生するリスクの指標を適切に推定できるので、例えば、様々な機械システムに適用可能である。
【符号の説明】
【００９６】
１，１Ａ  故障リスク指標推定装置、２  ＦＭＥＡ結果ＤＢ、３  既定作業間隔ＤＢ、４，１１  指標推定部、４ａ  モデル式構築部、４ｂ  パラメータ推定部、５  第１の記憶部、６  設備情報ＤＢ、７  保守実績ＤＢ、８  故障実績ＤＢ、９  絞り込み部、１０  絞り込みデータ記憶部、１２  第２の記憶部、１３  併合部、１００  データベース、１０１  ＤＢ入出力インタフェース、１０２  情報入力インタフェース、１０３  情報出力インタフェース、１０４  処理回路、１０５  メモリ、１０６  プロセッサ。
【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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