(57)【要約】【課題】設備の利用率に応じて設備の交換時点を特定することができるようにする。【解決手段】業務支援装置１０は、設備ごとに事故コストを設備データベース１５に記憶し、設備の利用率を利用スケジュールデータベース１６に記憶する。業務支援装置１０は、設備の指定を受け付け、指定された設備に対応する事故コストと利用率とを取得する。業務支援装置１０は、利用率に応じた係数を用いてｔ時点における物理量Ｄｔを推定し、推定した物理量Ｄｔが所定の限界値Ｄｃを下回る確率の密度関数ｈ（ｔ）を算出する。業務支援装置１０は、取得した事故コストにｈ（ｔ）を乗じた第１のコストと、ｔ時点において設備を交換した場合の損失である交換損失にｈ（ｔ）を乗じた第２のコストとの和が、所定期間において最も小さくなる時点である交換時点を特定し、出力する。【選択図】図８
2008065558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設備の交換業務を支援するシステムであって、
前記設備の利用率に応じて前記設備に故障が発生する故障確率を算出するための確率情報を記憶する確率情報記憶部と、
前記設備ごとに、所定期間内の各時点における前記利用率を記憶する利用スケジュール記憶部と、
前記設備ごとに、前記設備が故障した場合に発生する損失である事故コストを記憶する事故コスト記憶部と、
前記設備の指定を受け付ける設備指定部と、
指定された前記設備である指定設備に対応する前記事故コストを前記事故コスト記憶部から読み出す事故コスト取得部と、
前記所定期間内の各時点における前記指定設備の前記利用率を前記利用スケジュール記憶部から取得し、取得した前記利用率と前記確率情報とに基づいて前記故障確率を算出する故障確率算出部と、
前記事故コストに前記故障確率を乗じた第１のコストと、前記設備を交換した場合にかかる費用である交換コストに前記故障確率を乗じた第２のコストとの和が、前記所定期間において最小となる交換時点を特定する交換時点特定部と、
特定した前記交換時点を出力する交換時点出力部と、
を備えることを特徴とする業務支援システム。
【請求項２】
請求項１に記載の業務支援システムであって、
前記確率情報には、前記設備の利用率に応じて、前記所定期間内の各時点における前記設備についての物理量の推定値を算出するための推定情報と、前記物理量に係る標準偏差と、が含まれており、
前記故障確率算出部は、前記確率情報に含まれる前記推定情報に基づいて、前記利用率に応じた前記推定値を算出し、算出した前記推定値および前記標準偏差より求められる前記物理量の確率分布に基づいて、前記物理量が所定の閾値を下回る確率を前記故障確率として算出すること、
を特徴とする業務支援システム。
【請求項３】
請求項２に記載の業務支援システムであって、
前記推定情報には、前記利用率に応じた係数ｒと、所定の前記物理量の初期値Ｄ０とが含まれており、
前記故障確率算出部は、ｔ時点における前記物理量の前記推定値をＤｔとした場合に、式
2008065558.tif 000019
により前記推定値Ｄｔを算出すること、
を特徴とする業務支援システム。
【請求項４】
請求項２に記載の業務支援システムであって、
ｔ時点において前記物理量が前記閾値を下回る確率ｆｒ（ｔ）は、前記ｔ時点における前記確率ｆｒ（ｔ）の確率密度関数をｐ（η，ｔ）、前記閾値をＤｃとした場合に、式
2008065558.tif 000020
により表され、
前記故障確率算出部は、単位時間Δｔにおける前記確率ｆｒ（ｔ）の増分Δｆｒ（ｔ）を、式
2008065558.tif 000021
により算出し、
前記交換時点特定部は、前記事故コストに前記増分Δｆｒ（ｔ）／Δｔを乗じて前記第１のコストを算出し、前記交換コストに前記増分Δｆｒ（ｔ）／Δｔを乗じて前記第２のコストを算出すること、
を特徴とする業務支援システム。
【請求項５】
設備の交換業務を支援する方法であって、
ＣＰＵとメモリとを備えるコンピュータが、
前記設備の利用率に応じて前記設備に故障が発生する故障確率を算出するための確率情報を前記メモリに記憶し、
前記設備ごとに、所定期間内の各時点における前記利用率を前記メモリに記憶し、
前記設備ごとに、前記設備が故障した場合に発生する損失である事故コストを前記メモリに記憶し、
前記設備の指定を受け付け、
指定された前記設備である指定設備に対応する前記事故コストを前記メモリから読み出し、
前記所定期間内の各時点における前記指定設備の前記利用率を前記メモリから取得し、取得した前記利用率と前記確率情報とに基づいて前記故障確率を算出し、
前記事故コストに前記故障確率を乗じた第１のコストと、前記設備を交換した場合にかかる費用である交換コストに前記故障確率を乗じた第２のコストとの和が、前記所定期間において最小となる交換時点を特定し、
特定した前記交換時点を出力すること、
を特徴とする業務支援方法。
【請求項６】
設備の交換業務を支援するためのプログラムであって、
ＣＰＵとメモリとを備えるコンピュータに、
前記設備の利用率に応じて前記設備に故障が発生する故障確率を算出するための確率情報を前記メモリに記憶するステップと、
前記設備ごとに、所定期間内の各時点における前記利用率を前記メモリに記憶するステップと、
前記設備ごとに、前記設備が故障した場合に発生する損失である事故コストを前記メモリに記憶するステップと、
前記設備の指定を受け付けるステップと、
指定された前記設備である指定設備に対応する前記事故コストを前記メモリから読み出すステップと、
前記所定期間内の各時点における前記指定設備の前記利用率を前記メモリから取得し、取得した前記利用率と前記確率情報とに基づいて前記故障確率を算出するステップと、
前記事故コストに前記故障確率を乗じた第１のコストと、前記設備を交換した場合にかかる費用である交換コストに前記故障確率を乗じた第２のコストとの和が、前記所定期間において最小となる交換時点を特定するステップと、
特定した前記交換時点を出力するステップと、
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、業務支援装置、業務支援方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
新規設備投資の抑制などにより、既存の設備を有効活用することが求められており、設備の交換に係る最適化手法が数々提案されている。例えば、非特許文献１では、設備の故障コストとトレードオフの関係となる交換費用と故障コストとの和である総コストが最小になるように、設備の点検周期を決定する方法が示されている。
【非特許文献１】「経済性と信頼性を考慮した設備保全計画策定支援システムの開発」，電気学会研究会資料，PE-03-107，平成１５年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、設備は利用率に応じてその寿命が伸縮することが知られている。しかしながら、従来定格で利用した設備の故障率に基づいて交換費用や故障コストが算出されているが、実際には設備は定格以下の利用率で利用されることが多く、実際の利用状況に即した正確な総コストの算出が困難であった。
【０００４】
本発明は、このような背景を鑑みてなされたものであり、設備の利用率に応じて設備の交換時点を特定することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための本発明のうち請求項１に記載の発明は、設備の交換業務を支援するシステムであって、前記設備の利用率に応じて前記設備に故障が発生する故障確率を算出するための確率情報を記憶する確率情報記憶部と、所定期間における前記利用率の推移を記憶する利用スケジュール記憶部と、前記設備ごとに、前記設備が故障した場合に発生する損失である事故コストを記憶する事故コスト記憶部と、前記設備の指定を受け付ける設備指定部と、指定された前記設備に対応する前記事故コストを前記事故コスト記憶部から読み出す事故コスト取得部と、前記所定期間内の各時点における前記指定設備の前記利用率を前記利用スケジュール記憶部から取得し、取得した前記利用率および前記確率情報に基づいて、前記処理時点における前記故障確率を算出する故障確率算出部と、前記事故コストに前記故障確率を乗じた第１のコストと、前記設備を交換した場合にかかる費用である交換コストに前記故障確率を乗じた第２のコストとの和が、前記所定期間において最小となる交換時点を特定する交換時点特定部と、特定した前記交換時点を出力する交換時点出力部と、を備えることとする。
【０００６】
本発明の業務支援装置によれば、利用率に応じた故障確率を用いて、事故が発生した場合の損失と、設備を交換した場合の損失との合計が最小となる時点を設備の交換時点として特定することができる。したがって、経験の浅い技術者であってもベテラン技術者であっても、本発明の業務支援装置を利用することにより、同じ交換時点を特定することができる。
【０００７】
また、本発明のうち請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の業務支援システムであって、前記確率情報には、前記設備の利用率に応じて、前記所定期間内の各時点における前記設備についての物理量を予測するための情報と、前記物理量に係る標準偏差と、が含まれており、前記故障確率算出部は、前記利用率に応じて、前記各時点における前記物理量の予測値を算出し、前記予測値と前記標準偏差とから求められる前記物理量の確率分布から、前記物理量が所定の閾値を下回る確率を前記故障確率として算出することとする。
【０００８】
また、本発明のうち請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の業務支援システムであって、前記推定情報には、前記利用率に応じた係数ｒと、所定の前記物理量の初期値Ｄ０とが含まれており、前記故障確率算出部は、ｔ時点における前記物理量の前記推定値を Ｄｔとした場合に、式
2008065558.tif 000003
により前記推定値Ｄｔを算出することとする。
【０００９】
また、本発明のうち請求項４に記載の発明は請求項２に記載の業務支援システムであって、ｔ時点において前記物理量が前記閾値を下回る確率ｆｒ（ｔ）は、前記ｔ時点における前記確率ｆｒ（ｔ）の確率密度関数をｐ（η，ｔ）、前記閾値をＤｃとした場合に、式
2008065558.tif 000004
により表され、前記故障確率算出部は、単位時間Δｔにおける前記確率ｆｒ（ｔ）の増分Δｆｒ（ｔ）を、式
2008065558.tif 000005
により算出し、前記交換時点特定部は、前記事故コストに前記増分Δｆｒ（ｔ）／Δｔを乗じて前記第１のコストを算出し、前記交換コストに前記増分Δｆｒ（ｔ）／Δｔを乗じて前記第２のコストを算出することとする。
【００１０】
この場合、所定の単位時間Δｔごとの確率密度を算出することにより、総損失を求めるための第１および第２のコストを算出することができる。したがって、確率密度関数ｐ（η，ｔ）は、例えば、ワイブル分布等による統計関数として表す必要がなく、各時点においての確率密度を算出するだけでよいので、複雑な統計処理を行う必要がなく、容易に総損失を算出することが可能となる。
【００１１】
その他本願が開示する課題やその解決方法については、発明の実施形態の欄及び図面により明らかにされる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、設備の利用率に応じて設備の交換時点を特定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態である、電力会社において電力設備の交換時点を決定する技術者の支援を行う業務支援装置１０について説明する。
【００１４】
電力設備の交換に係る損失には、電力設備を交換しないうちに寿命に伴う事故が発生してしまうことによる損失（以下、継続損失という。）と、電力設備を寿命まで使いきらずに交換してしまうことによる損失（以下、交換損失という。）とがある。継続損失は、設備に事故が発生した場合にかかるコスト（以下、事故コストという。）の期待値である。また、交換損失は、交換時期のちがいにより発生し，経済比較期間（例えば，電力設備の法定耐用年数）にわたり電力設備にかかる実際の経費（減価償却費や固定資産税、点検費など）を積み上げて算出するコストの差額（以下、交換コストという。）の期待値である。したがって、電力設備の交換は継続損失と交換損失との和（以下、総損失という。）が最小になるような時点において行うことが望ましい。
【００１５】
しかしながら、電力設備では事故が発生した場合にかかる事故コストが莫大であるために、一般に故障が発生する以前に交換が行われており、実際の故障率等を求めることができない。
【００１６】
一方、従来、電力設備の交換時点は業務経験の豊富な、いわゆるベテラン技術者の経験に頼って判断されてきており、一般にベテラン技術者による判断は最適なものであると考えられている。そこで、本実施形態では、ベテラン技術者から交換時点の入力を受け付けることを想定して、受け付けた交換時点において総損失が最小となるような事故コストが設備の事故コストであると推定するようにしている。推定した事故コストはデータベースに登録され、次に設備の交換時点を求める際に、データベースから読み出され、その他経費などの情報とともに総損失の計算に用いられる。
【００１７】
本実施形態において、電力設備は油入変圧器であるものとする。油入変圧器は、熱劣化により絶縁紙の平均重合度が低下する。平均重合度は、油中ＣＯ２＋ＣＯ生成量から求められる。平均重合度が所定の限界値に至った時点が変圧器の寿命である。変圧器は利用率に応じて寿命が変化する。変圧器が寿命となる時点をｄ、反応活性化エネルギーをＥ、温度をＴ、ガス定数をＲ、絶対温度をＴとすると、次式（ｉ）は一定となる。  
2008065558.tif 000006
【００１８】
また、基準温度をＴ０とし、温度Ｔ０における寿命をｄ０とすると、式（ｉ）より、ある温度Ｔにおける寿命ｄと、基準の寿命ｄ０との比は、次式（ii）のような関係となる。  
2008065558.tif 000007
【００１９】
また、本実施形態では、負荷損＞無負荷損とし、変圧器の発生熱量は変圧器の利用率の２乗に比例し、熱伝導率は利用率によらず一定とした場合に、基準となる利用率Ｆ０における温度の上昇量をΔＴ０とすると、利用率Ｆにおける温度の上昇量ΔＴは、次式（iii）により求められる。  
2008065558.tif 000008
【００２０】
ここで、反応活性化エネルギーＥ＝２０（ｋｃａｌ／ｍｏｌ）、ガス定数Ｒ＝０．００１９９（ｋｃａｌ／（ｍｏｌ．Ｋ））、基準となる利用率における温度上昇ΔＴ０＝５０（ｋ）、周囲の温度Ｔ＝４０（℃）として、上記式（ii）および式（iii）より、寿命比ｄ／ｄ０を求めると、表１のような結果となる。
【００２１】
2008065558.tif 000009
【００２２】
表１から、利用率が１０％高くなると寿命が半減し、利用率が１０％低くなると寿命が倍増することが分かる。このように、約８〜１０Ｋの温度上昇で寿命が半減することは、経験的にも知られている（８〜１０Ｋ則）。
【００２３】
本実施形態では、ベテラン技術者から、基準となる９０％の利用率（以下、基準利用率という。）における交換時期の入力を受け付けて事故コストを算出した後、電力設備の利用スケジュールに応じた寿命の確率分布から継続損失や交換損失の期待値を求め、これらの損失の期待値が最小となる時点を電力設備の交換時点と判断するようにしている。なお、設備の寿命の推定に基づいて総損失の期待値を算出する仕組みについては、論文「絶縁診断による電力機器のファイルサイクル管理の検討」（電気学会論文誌、平成１４年）に詳しい。
【００２４】
図１は、本実施形態に係る業務支援装置１０のハードウェア構成を示す図である。本実施形態の業務支援装置１０は、例えばパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータである。業務支援装置１０は、図１に示すように、ＣＰＵ１０１、メモリ１０２、記憶装置１０３、入力装置１０４、出力装置１０５を備えている。記憶装置１０３はプログラムやデータを記憶する、例えば、ハードディスクドライブやＣＤ−ＲＯＭドライブなどである。ＣＰＵ１０１は記憶装置１０３に記憶されているプログラムをメモリ１０２に読み出して実行することにより各種の機能を実現する。入力装置１０４は、作業者からのデータの入力を受け付ける、例えば、タッチパネルやボタン、マイクロフォン、キーボード、マウスなどである。出力装置１０５は、データを出力する、例えば、ディスプレイやプリンタなどである。
【００２５】
図２は、業務支援装置１０の機能ブロック図である。同図に示すように、業務支援装置１０は、コスト情報入力部１１１、総損失グラフ出力部１１２、交換時点入力部１１３、事故コスト算出部１１４、設備入力部１１５、事故コスト決定部１１６、交換時点算出部１１７、交換時点出力部１１８、設備データベース１５、利用スケジュールデータベース１６を備えている。
【００２６】
設備データベース１５は、電力設備に関する情報（以下、設備情報という。）を記憶する。図３に設備情報の構成例を示す。同図に示すように、設備情報には、設備番号、設備の名称、設備の種別、処理電力、寿命平均、寿命標準偏差、新品コスト、割引率、残存価格率、固定資産税率、点検費、事故コストがふくまれている。
【００２７】
設備番号は、設備に割り当てられている識別情報であり、処理電力は、設備が処理する電力量である。寿命平均、寿命標準偏差、新品コスト、割引率、残存価格率、固定資産税率、及び点検費は、設備の総損失を算出するための情報（以下、コスト情報という。）である。事故コストは、後述する処理によって総損失から求められる。
【００２８】
寿命平均及び寿命標準偏差は、余寿命診断による設備の寿命の確率分布（確率密度関数）を求めるための情報であり、基準となる利用率で設備を利用した場合の設備の寿命の平均値および標準偏差である。寿命平均を平均値とし、寿命標準偏差を標準偏差とした正規分布をＨ（ｔ）とした場合、設備の寿命の確率密度関数ｈ（ｔ）は、次の式（１）により求められる。  
2008065558.tif 000010
【００２９】
新品コストは設備を購入した場合にかかる費用である。
【００３０】
割引率は、将来の価値を現在の価値に換算するための値である。割引率をｉとした場合に、将来時点ｎでの価値を現在の価値に換算するための現価換算係数ｋ（ｔ）は、次の式（２）によって求められる。  
2008065558.tif 000011
【００３１】
残存価格率は、設備の減価償却を行った際の残存価格を算出するための情報である。固定資産税率は、設備にかかる固定資産税を算出するための情報である。点検費は、設備の点検にかかる費用である。
【００３２】
本実施形態では、時点ｔにおいて交換するときと寿命の直前まで使い切るときについて、各々、上記の新品コスト、残存価格率、固定資産税率、点検費から設備にかかる実際の経費（減価償却費や固定資産税、点検費など）を算出し、その差額を求めて交換コストＬｒ（ｔ）を算出するものとする。交換コストＬｒ（ｔ）を現在価値に換算し、設備の寿命の確率密度関数を乗じた値を設備の交換時点Ｔから∞まで積分した値が交換損失である。設備の交換損失は、次の式（３）により求められる。  
2008065558.tif 000012
【００３３】
コスト情報入力部１１１は、上述したコスト情報の入力を受け付ける。
【００３４】
総損失グラフ出力部１１２は、設備の交換時点Ｔを変化させた場合の総損失の推移のグラフを出力する。総損失グラフ出力部１１２は、入力されたコスト情報に基づいて、交換時点Ｔを、現在から、寿命平均に寿命標準偏差を加算した時点まで変化させた場合の各時点ｔにおける上記の交換損失を算出し、算出した交換損失と予め設定された事故コストとに基づいて総コストを算出していく。総損失グラフ出力部１１２は、このようにして算出した総損失のグラフを表示する。なお、本実施形態では、設備に事故が発生した場合にかかる事故コストＬｃは発生した時点にかかわらず一定であるものとする。本実施形態において、継続損失は事故コストに寿命の確率密度関数ｈ（ｔ）と、現価換算係数ｋ（ｔ）とを乗じて次の式（４）により求められる。  
2008065558.tif 000013
【００３５】
また、総損失は継続損失と交換損失との和として算出することができる。したがって、総損失は次の式（５）により求めることができる。  
2008065558.tif 000014
【００３６】
交換時点入力部１１３は、利用者から設備の交換時点Ｔの入力を受け付ける。本実施形態では、ベテラン技術者が判断した設備の交換時点Ｔが入力されることを想定している。
【００３７】
事故コスト算出部１１４は、入力された交換時点Ｔにおいて総損失が最小値をとるような事故コストを算出する。本実施形態では、予め設定された、いくつかの事故コストについて、各時点ｔにおける総損失を算出して総損失が最小となる時点ｔを特定しておき、特定した時点ｔが、入力された交換時点Ｔと最も近い事故コストを設備の事故コストとする。事故コスト算出部１１４は、上記のようにして求めた事故コストを、入力された設備に対応する設備データベース１５の設備情報に設定する。
【００３８】
図４に、事故コストの推定処理の流れを示す。
【００３９】
入力画面２００は、電力設備の選択欄２１０、コスト情報の入力欄２２０、及び予め設定される事故コスト（以下、候補コストという。）を決定するための情報（以下、候補決定情報という。）の入力欄２３０を備えている。
【００４０】
選択欄２１０から設備が選択され（Ｓ３０１）、入力欄２２０の各項目にコスト情報が入力され（Ｓ３０２）、候補決定情報が入力されると（Ｓ３０３）、業務支援装置１０は、候補決定情報に基づいて候補コストを決定する（Ｓ３０４）。図５の例では、候補決定情報の入力欄２３０には、０〜１００は１０ずつ、１５０〜５００は５０ずつ増加させるようにする候補決定情報が入力されており、業務支援装置１０は、０〜５００までの１９の候補コストを決定することになる。
【００４１】
次に業務支援装置１０は、決定した各候補コストＬｃについて、Ｔを変化させて、コスト情報及びＬｃに基づいて上記式（５）により求められる、Ｌｃについての総損失のグラフを表示する（Ｓ３０５）。図５の例では、入力画面２００のグラフ表示欄２３０に上記総損失が表示される。ここで、業務支援装置１０は、例えば、Ｔの値を現在時点以降かつ、寿命平均＋寿命標準偏差により求められる時点（以下、寿命限界点という。）以前の期間についてのグラフを表示するようにして、現実的に交換時点Ｔとなりうる期間のみのグラフが表示されるようにしてもよい。
【００４２】
入力画面２００のグラフ表示欄２３０には、交換時点Ｔを示す図形２３１が表示されており、ユーザは図形２３１をマウスで操作することにより、交換時点Ｔを入力する。交換時点Ｔが入力されると（Ｓ３０６）、業務支援装置１０は、各候補コストＬｃについて、総損失が最低となる時点ｍｉｎＴを算出する（Ｓ３０７）。なお、この時点ｍｉｎＴは、現在時点以降、寿命限界点以前の期間において総損失が最低となる時点を求めるようにしてもよい。
【００４３】
業務支援装置１０は、上記のようにして求めたｍｉｎＴのうち、入力された交換時点Ｔに最も近いものを特定する（Ｓ３０８）。図５の例では、図形２３１が示す交換時点Ｔ＝２０１７において、総損失が最小値２３２を取る事故コストＬｃ＝５０が特定される。業務支援装置１０は、特定したｍｉｎＴに対応するＬｃを設備の事故コストの推定値とする（Ｓ３０９）。業務支援装置１０は、推定した事故コストを設備データベース１５に登録し（Ｓ３１０）、入力画面２００のグラフ表示欄２３０に図形２３３を表示して事故コストを表示する。
【００４４】
上記のようにして、業務支援装置１０は事故コストを推定し、推定した事故コストを設備データベース１５に記憶することができる。したがって、電力設備のように実際に事故が発生することが少ないような設備であっても、ユーザから入力された交換時点から、事故コストを推定し、コスト管理を行うことが可能となる。
【００４５】
また、本実施形態の業務支援装置１０では、油入変圧器の絶縁紙の平均重合度や、真空しゃ断器の電極消耗量などの物理量を測定して電力設備の寿命の確率分布を求めている。したがって、実際に故障を発生させることなく、事故コストの推定を行うことができる。よって、事故コストの推定にかかる手間や費用を抑えることができる。
【００４６】
また、本実施形態の業務支援装置１０は、割引率を用いて将来の損失を現在価値に換算して評価している。したがって、より精度の高い事故コストの推定を行うことができる。よって、より効果的な設備の運用を行うことができる。
【００４７】
以上のようにして、事故コストが設備データベース１５に登録されると、事故コストやコスト情報などに基づいて算出される総損失が最小となる時点を交換時点として算出することが可能となる。
【００４８】
設備入力部１１５は、利用者から設備の指定を受け付ける。
【００４９】
事故コスト決定部１１６は、指定された設備（以下、指定設備という。）に対応する事故コストを読み出す。また、事故コスト決定部１１６は、事故コストが設定されていない場合には、指定された設備と同一の種別である設備についての事故コストを取得し、取得した事故コストを設備の処理電力に応じて調整する。
【００５０】
利用スケジュールデータベース１６は、電力設備の利用に関するスケジュールを示す情報（以下、利用スケジュール情報という。）を記憶する。利用スケジュールデータベース１６に記憶される利用スケジュール情報の構成例を図６に示す。同図に示すように、利用スケジュール情報には、電力設備を特定する設備番号に対応付けて、年ごとの利用率が含まれている。
【００５１】
交換時点算出部１１７は、事故コスト決定部１１６が決定した事故コストに基づいて総損失を算出し、総損失が最小となる時点を交換時点として算出する。ここで交換時点算出部１１７は、利用率に応じた確率密度関数ｈ（ｔ）を用いる。以下、利用率に応じた確率密度関数ｈ（ｔ）の求め方について説明する。
【００５２】
変圧器の平均重合度を推定する方法として、Ａｃｋｅｒ式が知られている。Ａｃｋｅｒ式は、基準となる時点からｎ年後における平均重合度をＤｎ、基準となる時点での平均重合度をＤ０、定数をｒとすると、次式（６）で表される。  
2008065558.tif 000015
【００５３】
Ａｃｋｅｒ式で求められる平均重合度Ｄｎが所定の限界値ＤＣを下回った時点が、変圧器の寿命となる。一般に、変圧器の導入時における平均重合度Ｄ０は１３００、限界値Ｄｃは４５０、変圧器を定格で利用した場合の変圧器の寿命ｎは３０年として知られている。
【００５４】
基準利用率を「９０％」とした場合、上述した表１より寿命はその倍程度となることが想定されるため、本実施形態では、９０％の利用率の場合における変圧器の寿命（以下、基準寿命という。）を５０年とした。また、平均重合度は直接測定できず、ＣＯ＋ＣＯ２量などから推定することになるので、平均重合度Ｄｔのばらつきを示す標準偏差σは比較的大きい「１０％」とした。利用率が９０％である場合、交換時点算出部１１７は、基準寿命ｎ＝５０、Ｄ０＝１３００、Ｄｔ＝４５０として、上記式（６）より定数ｒ＝０．０２１を算出する。
【００５５】
利用率が８０％である場合、交換時点算出部１１７は、基準利用率よりも１０％利用率が低くなっていることから、寿命は基準寿命の倍となり、ｎ＝５０×２．０＝１００として、定数ｒ＝０．０１０６を算出する。
【００５６】
利用率が１００％である場合、交換時点算出部１１７は、利用率が１０％高くなっていることから、寿命は基準寿命の半分となり、ｎ＝５０×０．５＝２５として、定数ｒ＝０．０４１５を算出する。
【００５７】
以上のようにして利用率に応じた定数ｒが算出されると、交換時点算出部１１７は、上記式（６）により、利用率に応じた任意の時点ｔでの平均重合度Ｄｔを算出することが可能となり、算出した平均重合度Ｄｔを平均値として、標準偏差σ（Ｄｔ×１０％）の正規分布を確率密度ｐ（η，ｔ）とした場合、ｔ時点において平均重合度Ｄｔが限界値Ｄｃを下回る確率ｆｒ（ｔ）は、次式（７）により表される。  
2008065558.tif 000016
【００５８】
ここで、単位時間Δｔにおけるｆｒ（ｔ）の増分Δｆｒ（ｔ）／Δｔは、次式（８）により近似的に求めることができる。  
2008065558.tif 000017
【００５９】
Δｔはガウスの積分公式における刻み間隔であり、本実施形態では、１年間を１７分割した１６次としている。単位時間Δｔを無限小にすると、Δｆｒ（ｔ）／Δｔはｆｒ（ｔ）の微分値となる。すなわち、Δｆｒ（ｔ）／Δｔは、平均重合度Ｄｔが限界値Ｄｃを下回ることで設備が寿命となる確率密度を近似的に表している。したがって、Δｆｒ（ｔ）／Δｔを正規化すると寿命の確率密度ｈ（ｔ）となる。
【００６０】
交換時点算出部１１７は、Δｔごとの各時点ｔに対応する利用率を利用スケジュールデータベース１６から読み出し、読み出した利用率に応じた定数ｒを用いて、式（６）よりＤｔを算出し、算出したＤｔを平均値とし、標準偏差をＤｔ×１０％とした正規分布ｐ（η，ｔ）から式（７）よりｆｒ（ｔ）を算出する。また、交換時点算出部１１７は、各時点ｔについてのｆｒ(ｔ)の微分値を式（８）より算出して、寿命の確率密度関数ｈ（ｔ）を、上述した式（１）に代えて、次式（１’）を用いて算出する。  
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【００６１】
交換時点算出部１１７は、利用者から指定された設備に対応する事故コストを設備データベース１５から読み出し、読み出した事故コストや、式（１’）により求められるｈ（ｔ）などを式（５）にあてはめて総損失を算出し、総損失が最小となる時点Ｔを交換時点として算出する。
【００６２】
交換時点出力部１１８は、算出した交換時点を出力する。
【００６３】
図７は、交換時点を算出して表示する処理の流れを示す図である。また、図８は、交換時点の表示処理に用いられる画面４００の一例を示す図である。
【００６４】
出力画面４００は、電力設備の選択欄４１０、コスト情報の入力欄４２０、交換時点の表示欄４３０を備えている。
【００６５】
選択欄４１０から設備が選択されると（Ｓ３２１）、業務支援装置１０は、選択された指定設備に対応する設備情報（以下、指定設備情報という。）を設備データベース１５から読み出し（Ｓ３２２）、読み出した指定設備情報の事故コストに値が設定されているかどうかを判断する（Ｓ３２３）。指定設備情報の事故コストに値が設定されている場合には（Ｓ３２３：ＹＥＳ）、指定設備情報の事故コストをＬｃとする（Ｓ３２４）。
【００６６】
一方、指定設備情報の事故コストに値が設定されていない場合には（Ｓ３２３：ＮＯ）、設備データベース１５に登録されている設備情報のうち、指定設備情報の種別と種別が同一、かつ事故コストが設定されているもの（以下、他設備情報という。）を読み出す（Ｓ３２５）。業務支援装置１０は、指定設備情報の処理電力を、他設備情報の処理電力で割った商を調整比率として（Ｓ３２６）、他設備情報の事故コストに調整比率を乗じて、Ｌｃとする（Ｓ３２７）。
【００６７】
業務支援装置１０は、出力画面４００の入力欄４２０からコスト情報の入力を受け付けて（Ｓ３２８）、受け付けたコスト情報及び、上述のようにして求めたＬｃに基づいて、Ｔを変化させて上述の式（５）より求められる総損失のグラフを表示する（Ｓ３２９）。図８の例では、出力画面４００の表示欄４３０に総損失のグラフが表示される。
【００６８】
業務支援装置１０は、上記の総損失が最小となる時点ｍｉｎＴを求め（Ｓ３３０）、求めたｍｉｎＴを交換時点とし（Ｓ３３１）、交換時点を出力画面４００の表示欄４３０に表示する（Ｓ３３２）。
【００６９】
上記のようにして、業務支援装置１０に電力設備の指定が行われると、設備データベース１５に記憶されている事故コストを利用して、電力設備の交換時点が出力される。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態の業務支援装置１０によれば、業務経験の豊富なベテラン技術者による設備の交換時点を決定するノウハウを、設備コストの事故コストという形で数値化を行うことができる。これにより、経験の浅い技術者は、ベテラン技術者のノウハウから抽出された事故コストを用いて総損失を算出して、具体的な数値から設備の交換時点を決定することができる。このように、技術者間での技術の伝承を、事故コストという具体的な数値により行うことが可能となる。よって、技術者間での技術の伝承を効率的かつ効果的に行うことが可能となる。
【００７１】
また、本実施形態の業務支援装置１０は、推定した事故コストに基づいて、設備の交換時点を算出することができる。したがって、事故コストを推定するために交換時点を入力したベテラン技術者のノウハウを簡単に再現することができる。よって、ベテラン技術者から他のユーザへの技術移転を容易に行うことができる。
【００７２】
また、本実施形態の業務支援装置１０は、事故コストが設定されていない設備についても、同一の種別で処理する電力量が異なる設備についての事故コストが設定されていれば、電力設備が処理する電力量に応じて他の設備の事故コストを流用することができる。したがって、電力設備の数が多くなった場合などにも効率的に交換時点を算出することができる。よって、事故コストの推定処理にかかる処理負荷を低減することができるので、効率的に業務支援装置１０を運用することができる。
【００７３】
また、本実施形態では、式（１’）の示した、利用率に応じた寿命の確率密度関数ｈ（ｔ）を利用して総損失を算出している。したがって、電力設備の利用率が変化するような状況においても適切な交換時期を推定することが可能となる。
【００７４】
例えば、１０年間における利用率が平均９０％であっても、毎年９０％の利用率で電力設備を利用する場合と、各年の利用率が変化する場合とでは、総損失が最も小さくなる最適な交換時点は変化することがある。
【００７５】
図９は、設備番号１の電力設備（以下、１号機という。）についての総損失の推移の一例を示すグラフである。１号機の事故コストは上述した事故コストの推定処理により２００百万円と推定されており、毎年９０％の利用率で電力設備を利用するものとする。図９の例では、１号機の場合、２０１１年に総損失が最小となる。
【００７６】
これに対し図１０は、設備番号２の電力設備（以下、２号機という。）についての総損失の推移の一例を示すグラフである。２号機の事故コストは１号機と同じ２００百万円であるが、２号機については、２００７年の利用率が８０％であり、２００９年の利用率が１００％であり、それ以外の年の利用率は９０％であるものとする。図１０の例では、２号機は、全体で平均９０％の利用率であるが、総損失が最小となる年は２００９年となる。すなわち１号機と２号機とでは交換時期が異なることになる。
【００７７】
ベテラン技術者であれば、この１号機と２号機のように利用率が異なる電力設備では総損失が最小となる最適な交換時期も異なることを、経験から判断することが可能である。一方、経験の浅い技術者では１０年間の平均の利用率が同じである１号機と２号機とでは交換時期も同じであると判断しがちである。
【００７８】
しかしながら、本実施形態の業務支援装置１０によれば、利用率に応じた寿命の確率密度関数ｈ（ｔ）を用いて総損失を算出することにより、利用率の変化に応じた最適な交換時点を自動的に算出することができる。したがって、業務支援装置１０を用いることにより、経験の浅い技術者であってもベテラン技術者と同様の交換時点の判断を行うことができる。
【００７９】
以上、本実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。
【００８０】
例えば、本実施形態では、単独のコンピュータにより処理が行われるものとしたが、複数のコンピュータにより業務支援装置１０が構成されるようにしてもよい。また、事故コストの推定や交換時点の算出処理をサーバ装置で行い、クライアント装置からサーバ装置にアクセスするような構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の一実施形態による業務支援装置１０のハードウェア構成を示す図である。
【図２】業務支援装置１０の機能ブロック図である。
【図３】設備情報の構成例を示す図である。
【図４】事故コスト推定処理の流れを示す図である。
【図５】事故コスト推定処理に用いられる入力画面２００の一例を示す図である。
【図６】利用スケジュール情報の構成を示す図である。
【図７】交換時点を算出する処理の流れを示す図である。
【図８】交換時点を算出する処理に用いられる出力画面４００の一例を示す図である。
【図９】利用率が毎年９０％の設備の総損失の推移を示すグラフ図である。
【図１０】利用率が変化する設備の総損失の推移を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０  業務支援装置
１０１  ＣＰＵ
１０２  メモリ
１０３  記憶装置
１０４  入力装置
１０５  出力装置
１１１  コスト情報入力部
１１２  総損失グラフ出力部
１１３  交換時点入力部
１１４  事故コスト算出部
１１５  設備入力部
１１６  事故コスト決定部
１１７  交換時点算出部
１１８  交換時点出力部
１５  設備データベース
１６  利用スケジュールデータベース
２００  入力画面
２１０  選択欄
２２０  入力欄
２３０  グラフ表示欄
２３１  図形
２３２  最小値
２３３  図形
４００  出力画面
【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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