(57)【要約】【課題】ＲＢＭ手法を行うに際して、被害の大きさや損傷確率（寿命消費率）といった値を数値化処理して重み付けを行って簡単に割り出すことができるようにする。【解決手段】被害の大きさと損傷確率のマトリックスで設備機器のリスク評価をなしメンテナンス計画を立案する方法である。前記被害の大きさの要因を階層化処理して細分化し、各階層内の細分化因子の一対比較を行って重み付けをなして数値化処理し、この数値化処理した個別機器ごとに被害の大きさを加算処理することで被害の大きさを割り出す。次に、各機器の最短寿命と最長寿命を設定し使用年数に対する一次式として損傷の起こり易さを規定するとともに、各機器の寿命に影響する項目を抽出し、抽出項目ごとの一対比較により重み付けをなして数値化処理するとともに、各抽出項目の機器使用条件により前記抽出項目を選択処理し、各機器の個別寿命線の傾きを前記最長、最短寿命線間に設定して判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被害の大きさと損傷確率のマトリックスで設備機器のリスク評価をなしてメンテナンス計画を立案する方法であって、前記被害の大きさの要因を階層化処理して細分化し、各階層内の細分化因子の一対比較を行って重み付けをなして数値化処理し、この数値化処理した個別機器ごとに被害の大きさを加算処理することにより被害の大きさを割り出すことを特徴とするメンテナンス計画立案方法。
【請求項２】
被害の大きさと損傷確率のマトリックスで設備機器のリスク評価をなしてメンテナンス計画を立案する方法であって、各機器の最短寿命と最長寿命を設定して使用年数に対する一次式として損傷の起こり易さを規定するとともに、各機器の寿命に影響する項目を抽出し、抽出項目ごとの一対比較により重み付けをなして数値化処理するとともに、各抽出項目の機器使用条件により前記抽出項目を選択処理し、各機器の個別寿命線の傾きを前記最長、最短寿命線間に設定して判定をなすことを特徴とするメンテナンス計画立案方法。
【請求項３】
被害の大きさと損傷確率のマトリックスで設備機器のリスク評価をなしてメンテナンス計画を立案する方法であって、
前記被害の大きさの要因を階層化処理して細分化し、各階層内の細分化因子の一対比較を行って重み付けをなして数値化処理し、この数値化処理した個別機器ごとに被害の大きさを加算処理することにより被害の大きさを割り出すとともに、
各機器の最短寿命と最長寿命を設定して使用年数に対する一次式として損傷の起こり易さを規定するとともに、各機器の寿命に影響する項目を抽出し、抽出項目ごとの一対比較により重み付けをなして数値化処理するとともに、各抽出項目の機器使用条件により前記抽出項目を選択処理し、各機器の個別寿命線の傾きを前記最長、最短寿命線間に設定して判定をなす、
ことを特徴とするメンテナンス計画立案方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は設備機器のメンテナンスを効率的に行う計画を立案するためのもので、例えば原子力プラントの空調設備機器のメンテナンスを効率的に行わせるのに好適なメンテナンス計画立案方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラントや設備機器のメンテナンスに関し、ＲＢＭ（Risk Based Maintenance）という手法が知られている。これは故障が起こった時の被害の大きさと、故障の起こり易さ（損傷確率あるいは寿命消費率）とから「リスク」を評価し、その大きさに応じてプラントや設備機器の管理を行おうとするものである。これは、図９に示すように、例えば横軸に被害の大きさを「小」「中」「大」「重大」と設定し、縦軸に損傷確率（寿命消費率）を「微」「低」「中」「高」と設定する。これによってできたマトリックス上でリスクの大きさが小さい方から順に「Ｉ」「II」「III」「IV」というように評価した表を作成する。設備機器ごとに被害の大きさと損傷確率を求めてリスク評価し、リスクの大きい機器からメンテナンスに入るようにするのである（特許文献１）。上記ＲＢＭ手法で、対象機器のリスク管理のためには、被害の大きさや損傷確率といった値を設定しなければならないが、この評価のため、図１０に示すような一般的な評価因子を利用して行う。評価項目が被害の大きさであれば、環境汚染に与える影響、爆発毒物といった因子、また、人身被害や経済損失を因子とし、さらに前２者は物質特性とその漏洩量が被害の大きさを左右することになるので、これを評価因子として定める。また、人身被害の場合には怪我の程度や人数、経済損失の場合にはプラントや設備機器の停止期間や補修費用といったものが評価因子となる。
【０００３】
一方、縦軸の損傷確率は、各機器の寿命あるいは使用年数が評価因子となる。この求め方に、検査で肉厚測定等により損傷度を確認、寿命消費率を予測する手法がある（特許文献２）。しかし、空調設備のうち、特に静的機器（例：ダクト、ダンパ等）では検査をそれほど頻繁にしていない。簡易かつ定量的に検査する手法がないことも理由の一つである。更に、直接検査しないで、いままで出荷された同機種の故障の統計を取って確率を求める方法がある（特許文献３）。しかし、これでは、個別の機器の特性が評価できない。使用環境が同じでないので、原子力プラントでは、機器の寿命消費率を正しく割り出すということはできない。
【特許文献１】特開２００５−１２２５２５号公報
【特許文献２】特開２００３−３０２０２１号公報
【特許文献３】特開２００３−１８２４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上述した評価因子によってリスク管理しようとしても、図９に示されている一般的な評価因子という概念が抽象的で広い括りであるため、例えば原子力プラントの空調機器のリスク管理に適用しようとしても、個別具体性がなく、被害の大きさがなかなか特定できない欠点があった。加えて、現場管理者の経験値は評価因子に組み込まれないため、その経験値を利用することができず、現場知識を集約したリスク管理となっていないという問題があった。また、損傷確率の場合についても、設備機器などでは損傷度を確認して寿命消費率を予測することが行われているが、空調設備のうち、特に静的機器（例：ダクト、ダンパ等）では、簡易かつ定量的に検査できないため、寿命消費率の予測が困難となっている。また、いままで出荷された同種機器の故障の統計を取って損傷確率を求める手法もあるが、個別の使用環境にある特性を評価できない。したがって、特に原子力プラントの空調機器ではその寿命消費率を割り出すといったことができないため、ＲＢＭ手法を適正に利用することができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点に着目し、ＲＢＭ手法を行うに際して、被害の大きさや損傷確率（寿命消費率）といった値を数値化処理して重み付けを行って簡単に割り出すことができるようにしたメンテナンス計画立案方法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】
上記目的を達成するため、本発明に係るメンテナンス計画立案方法は、被害の大きさと損傷確率のマトリックスで設備機器のリスク評価をなしてメンテナンス計画を立案する方法であって、前記被害の大きさの要因を階層化処理して細分化し、各階層内の細分化因子の一対比較を行って重み付けをなして数値化処理し、この数値化処理した個別機器ごとに被害の大きさを加算処理することにより被害の大きさを割り出すことを特徴としている。
【０００７】
また、本発明に係るメンテナンス計画立案方法は、被害の大きさと損傷確率のマトリックスで設備機器のリスク評価をなしてメンテナンス計画を立案する方法であって、各機器の最短寿命と最長寿命を設定して使用年数に対する一次式として損傷の起こり易さを規定するとともに、各機器の寿命に影響する項目を抽出し、抽出項目ごとの一対比較により重み付けをなして数値化処理するとともに、各抽出項目の機器使用条件により前記抽出項目を選択処理し、各機器の個別寿命線の傾きを前記最長、最短寿命線間に設定して判定をなすことを特徴とする。
【０００８】
更には、本発明は、被害の大きさと損傷確率のマトリックスで設備機器のリスク評価をなしてメンテナンス計画を立案する方法であって、前記被害の大きさの要因を階層化処理して細分化し、各階層内の細分化因子の一対比較を行って重み付けをなして数値化処理し、この数値化処理した個別機器ごとに被害の大きさを加算処理することにより被害の大きさを割り出すとともに、各機器の最短寿命と最長寿命を設定して使用年数に対する一次式として損傷の起こり易さを規定し、各機器の寿命に影響する項目を抽出し、抽出項目ごとの一対比較により重み付けをなして数値化処理するとともに、各抽出項目の機器使用条件により前記抽出項目を選択処理し、各機器の個別寿命線の傾きを前記最長、最短寿命線間に設定して判定をなすことを特徴としてなるものである。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成によれば、被害の大きさを決定する要因を階層化処理して細分化し、各階層内の要因同士の一対比較により重み付けをなす作業を最小細分化単位まで行うことにより、現場作業の知識の集約を行うことができ、現場の意見を最大限生かしたメンテナンスを行うことができる。また、損傷確率（寿命消費率）についても、設備機器の各々について最長寿命と最短寿命の各線の傾きを求め、寿命に与える影響要因を割り出して同様に一対比較をなして重み付けを行う。これに使用環境によって「０」から「１」の成分を積算して抽出項目を選択するようにしているので、機器の使用環境に応じたリスク判定を行うことができる。被害の大きさと損傷確率とを上記のように割り出し処理することによって、本発明では、ＲＢＭ手法を行うに際して、被害の大きさや損傷確率（寿命消費率）といった値を数値化処理して重み付けを行って簡単に割り出すことができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明に係るメンテナンス計画立案方法の具体的実施の形態につき、図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１は、実施形態に係るメンテナンス計画立案方法が適用されるＲＢＭにおける被害の大きさを数値化処理するための方法を示している。これは原子力プラントにおける空調設備機器のメンテナンス計画に適用しようとするものである。
【００１２】
この実施形態は、原子力プラントにおける空調設備機器に対して、被害の大きさと損傷確率のマトリックスで設備機器のリスク評価をなすＲＢＭ法を利用してメンテナンス計画を立案する方法であって、前記被害の大きさの要因を階層化処理して細分化し、各階層内の細分化因子の一対比較を行って重み付けをなして数値化処理し、この数値化処理した個別機器ごとに被害の大きさを加算処理することにより被害の大きさを割り出すようにしたものである。
【００１３】
このため、最上位階層に被害の大きさを決定する要因１０を掲げ、これに最大値「１．００」とする数値を与える。これは最大１の範囲として階層化される各要因のパーセンテージを表示しやすいようにするためである。そして、第２階層では、被害の大きさは、修理費用１２と機器故障起因被害１４に分かれる。修理費用１２は実質的な金額であるため、それ以上の細分化はできない。一方、機器故障起因被害１４を決定するのは、それがどの系統の何と言う機種で、停止期間はどれくらいあるのかというように、系統１６、機種１８、停止期間２０に細分化できる。第３階層化処理である。次いで、系統１６は、Ａ系統１６1、Ｂ系統１６2、Ｃ系統１６3、Ｄ系統………などのように細分化される。第４階層である。同様に、機種１８は、ダンパ１８1、隔離弁１８2、コイル１８3など、最小部品に細分化される。そして、各階層内の細分化因子同士の一対比較を行って重み付けをなすのである。
【００１４】
重み付けの処理は、図２に示すように、対比する項目を系統１６、機種１８、停止期間２０とで分配する場合、系統１６と機種１８の比較では、例えば、両者の間を「系統が重要」、「どちらかというと系統が重要」、「どちらも同じくらい重要」、「どちらかというと機種が重要」、「機種が重要」という５段階に振り分け、両者比較の結果、「系統が重要」と判定された場合、系統は機種に対して５倍の重みがあると割り出すのである。この例では５段階評価として判定するようにしているが、この評価段階にはいろいろ設定することができるので、例えば４段階評価もあれば６段階評価もあり得る。このように重要度に応じた段階評価に基づき、各細分化因子同士を一対比較し、図３のように重み付け数値を付ける。この表では横方向に比較対象を並べている。例えば、列上段の「系統」は行方向の同じ「系統」に対しては「１」で等価、機種に対しては機種を「１」とした場合「５」倍の重み、停止期間に対しても停止期間を「１」とした場合「５」倍の重みがあると判断する。これは現場作業者の意見に基づいて定めるようにすればよい。これにより、重み付けされた数値に現場の知識が集約されることになる。このようにして重み付けをなしたのち、各細分化因子同士の幾何平均を求める。系統の場合、対「系統」に対して１、対「機種」に対して５、対「停止期間」に対して５であるから、幾何平均は3√（1×５×５）＝２．９２となり、同様に、機種と停止期間の幾何平均値は、ともに１．３０となる系統の重みは、（２．９２）／（２．９２＋１．３０＋１．３０）＝０．５３となる。この重みに基づいて、上位階層の重みを割り振る。
【００１５】
実施形態では、２階層の機器故障起因被害１４と、修理費用１２との重みは、６段階評価として、前者が５／６＝０．８３、後者が１／６＝０．１７とした例を示している。そして、機器故障起因被害１４を細分化した因子である系統１６、機種１８、停止期間２０は、上述した重みの値から、各々、０．８３の５３％（０．５３）、２４％（０．２４）、２４％（０．２４）となるので、系統１６の重みは０．４４、機種１８の重みは０．２０、停止期間２０の重みは０．２０として求めることができる。以下同様に、系統１６を細分化した因子であるＡ系統１６1、Ｂ系統１６2、Ｃ系統１６3………や、機種１８を細分化したダンパ１８1、隔離弁１８2、コイル１８3………などについても一対比較による優先順位付けをなし、各細分化因子についての重み付けされた数値を求めるのである。
【００１６】
このように被害の大きさを決定する要因となる評価因子を階層化処理して細分化を行い、各因子に重み付け処理を行って数値化した後、各因子の重みを係数として、被害の大きさＨを次式にて求める。
【数１】
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但し、Ｈは被害の大きさ、ＰＵは系統ウェイト、Ｕは対象機器の系統ポイント、Ｕmaxは最重要系統ポイント、ＰＳは機種ウェイト、Ｓは対象機器の機種ポイント、Ｓmaxは最重要機種ポイント、ＰＫは停止期間ウェイト、Ｋは停止期間（日）、Ｋmaxは最大停止期間、ＰＣは修理費用ウェイト、Ｃは修理費用（Ｍ￥）、Ｃmaxは最大修理費用（Ｍ￥）である。
【００１７】
したがって、細分化された設備構成機器ごとに上記被害の大きさＨを数式１に基づいて求めることにより、ＲＢＭ上の被害の大きさ位置を容易に設定することができる。
【００１８】
このように、被害の大きさを決定する要因１０を階層化処理してこれ以上細分化できない程度まで細分化し、各階層内の要因同士の一対比較を現場作業者の経験値により重み付けをなす作業を最小細分化単位まで行うことにより、現場作業の知識の集約を行うことができる。したがって、現場の意見を最大限生かしたリスク評価に基づいた原子力プラントの空調設備機器のメンテナンスを行うことができる。
【００１９】
次に、原子力プラント設備機器に対してメンテナンス計画を立案するＲＢＭのもう一方の軸となる損傷確率（寿命消費率）を数値化するための手段は次のように行う。すなわち、各機器の最短寿命と最長寿命を設定して使用年数に対する一次式として損傷の起こり易さを規定するとともに、各機器の寿命に影響する項目を抽出し、抽出項目ごとの一対比較により重み付けをなして数値化処理するとともに、各抽出項目の機器使用条件により前記抽出項目を選択処理し、各機器の個別寿命線の傾きを前記最長、最短寿命線間に設定して判定をなすようにしている。
【００２０】
具体的には、設備機器の各々について、まず、当該機器の設計寿命を最長寿命として設定する。また、実際に使用されている当該機器の破損寿命を最短寿命として設定する。例えば、図４に示しているダンパの場合、設計上の寿命は１５年と定められているが、実際に使用されていたものの最短寿命が７年であったという例を示している。破損に至るまでは、軽微な損傷、低位の損傷、中位の損傷、高度の損傷を経るので、これを縦軸とし、横軸に年数をとると、使用開始の「０」年からスタートして縦軸の上端を破損域として、１５年と７年を頂点とする一次式が描ける。これにより、最長寿命年の１５年までの一次式としての最長寿命線（最小傾きα）が求まり、同様に最短寿命年７年までの最短寿命線（最大傾きβ）が求まる。対象のダンパはこの範囲の中に入るものと規定する。
【００２１】
次に、当該機器の劣化速度の決定要因を機器要因と防止対策の観点より割り出す。例えばダンパは風路中に取り付けられるもので、風量調整や逆流防止などの機能を有する。その壊れる要因となる影響項目は、例えば、「腐食環境（ａ１）」、「材質改善（ａ２）」、「高風量（ａ３）」、「強度改善（ａ４）」、「整流板付きダンパ（ａ５）」などで表わすことができる。そして、これらの項目のどれが重要かを一対比較し、最終的に重み付けをして数値化処理する。全項目の集計値は「１」である。この図表を図５に示す。
【００２２】
これらの要因に対し、例えば、ａ１の腐食環境に対して、直接外気に触れる環境に設置してあればｂ１＝１、そうでなければｂ１＝０と設定する。次に、材質改善に対して、材質改善を行っている場合はｂ２＝０、行っていない場合にはｂ２＝１と設定する。
【００２３】
以下同様に、各要因に対して、寿命が延びる評価であれば「０」、寿命が縮む評価であれば「１」を設定して、次式に基づいた処理を行う。
【数２】
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これにより、図４中に該当ダンパの寿命線を描くことができ、現時点の年数から損傷の起こり易さを数値表現できる。
【００２４】
また、ダクトの場合を図６、図７に示す。これはダンパの場合と同様に求めたものである。設計寿命線（最長寿命線）の傾きγは最小となり、実際の最短寿命線は最大傾きθを持つ一次式となる。寿命影響因子をダンパの場合と同様にして一対比較し、重み付けを行うと、図７のようになる（ｃ1〜ｃ4）。同様に使用環境に対して許容値以上でｄn＝０、許容値未満でｄn＝１を付与し各抽出項目の機器使用条件により前記抽出項目を選択処理し、次式に基づいてダクトの傾きを設定した後、ダクトの個別寿命線の傾きを前記最長、最短寿命線間に設定して判定をなすのである。
【数３】
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このようにして原子力プラントの空調設備機器の各々について求めた寿命線を設定することができる。損傷の起こり易さを０〜１の範囲に割り振ることで、全ての機器について同じ評価をすることができる。したがって、使用年数に応じた損傷の起こり易さを数値として求めることができる。
【００２５】
このようにして、被害の大きさと、損傷の起こり易さとしての損傷確率（寿命消費率）を数値として各機器ごとに求めることができるので、ＲＢＭ図表中に各機器のリスク評価として記載することができる。これを例で示したのが図８である。なお、図８の縦軸の余寿命は寿命消費率の反対語であり、残りの寿命を示す指標である。このＲＢＭ表では損傷確率を寿命消費率に変えて示している。この結果、機器の使用環境に応じたリスク判定を具体的な数値化処理したことにより、簡単に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
プラント設備機器のメンテナンスに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係るメンテナンス計画立案方法の階層化処理の説明図である。
【図２】機器の被害の大きさの細分化因子の一対比較の説明表である。
【図３】機器の被害の大きさの細分化因子の重みを算出する過程の説明図である。
【図４】ダンパの寿命線図の説明図である。
【図５】同ダンパの寿命影響項目の重み処理表である。
【図６】ダクトの寿命線図の説明図である。
【図７】ダクトの寿命影響項目の重み処理表である。
【図８】実施形態に係るＲＢＭ表である。
【図９】ＲＢＭの概念図である。
【図１０】ＲＢＭの評価因子の例である。
【符号の説明】
【００２８】
１０………被害の大きさを決定する要因、１２………修理費用、１４………機器故障起因被害、１６………系統、１８………機種、２０………停止期間。
【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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