(57)【要約】【課題】設備保全コスト評価において、より現実的にリスクを算出し、これらによって保全方式の評価を行うことを可能とする。【解決手段】設備保全コスト評価装置１は、情報収集手段２及びリスク評価手段３を備える。情報収集手段２は、保全方式のリスク及びコストを算出するために必要なデータを収集する。必要なデータとして、例えば、前記保全方式の適用時における部位別の故障発生の頻度を示す故障率及び前記保全方式における部位別の故障徴候検出確率等が挙げられる。リスク評価手段３は、情報収集手段２によって収集されたデータを用いて部位別に故障発生時の被害額及び故障徴候見落確率を算出し、上記部位別の故障率、故障発生時の被害額及び故障徴候見落確率に基づいて部位別のリスクを算出する。【選択図】      図１
2004152017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設備を保全する保全方式を評価する制御をコンピュータに行わせるコンピュータ・プログラムであって、
設備を構成する部位別に、前記保全方式における故障発生の頻度を示す故障率を取得し、
前記保全方式における部位別の故障徴候検出確率を取得し、
前記部位別の故障徴候検出確率に基づいて、前記部位の故障徴候を見落して故障が発生する確率である故障徴候見落確率を算出し、
前記部位別の故障率、故障発生時の被害額、及び前記故障徴候見落確率に基づいて、前記部位別のリスクを算出する、
ことを含む制御を前記コンピュータに行わせることを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【請求項２】
前記故障発生時の被害額は、故障１回当りの修復コストと故障１回当りの生産ロスコストの和として算出される、
ことを特徴とする請求項１に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項３】
前記保全方式が、２つの互いに独立した第１及び第２の保全方式の複合保全方式である場合、
前記複合保全方式の故障徴候検出確率は、前記第１及び第２の保全方式の故障徴候検出確率の和から、前記第１及び第２の保全方式の故障徴候検出確率の積を減算することにより取得される、
ことを特徴とする請求項１に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項４】
前記保全方式についてコストを算出する、
ことを更に含む制御を前記コンピュータに行わせることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項５】
前記保全方式が事後保全でない場合、故障徴候が検出された場合と故障徴候が見落された場合とに分けて、前記コストを算出する、
ことを更に含む制御を前記コンピュータに行わせることを特徴とする請求項４に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項６】
前記コストの算出において、前記故障徴候が検出された場合と、故障徴候が見落された場合とで互いに異なる修復時間を用いる、
ことを特徴とする請求項５に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項７】
前記コストは、修復コストを含み、
時間に対する前記部位の部品の信頼度を示す信頼度関数に基づいて一定期間内の交換回数を算出し、
前記一定期間内の交換回数と故障１回当りの修復コストに基づいて、一定期間内の修復コストを算出する、
ことを更に含む制御を前記コンピュータに行わせることを特徴とする請求項４に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項８】
前記信頼度関数は、時間をｔ、前記故障率をλとすると、
ｅｘｐ（−λｔ）
で示され、
前記一定期間内の交換回数は、前記一定期間をＴとすると、  λ／｛１−ｅｘｐ（−λＴ）｝で算出される、
ことを特徴とする請求項４に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項９】
２以上の保全方式についてコストを算出した場合、前記コストに基づいて前記２以上の保全方式をランキングする、
ことを更に含む制御を前記コンピュータに行わせることを特徴とする請求項４に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項１０】
設備を保全する保全方式を評価する制御をコンピュータに行わせるプログラムを記録した記録媒体であって、
設備を構成する部位別に、前記保全方式における故障発生の頻度を示す故障率を取得し、
前記保全方式における部位別の故障徴候検出確率を取得し、
前記部位別の故障徴候検出確率に基づいて、前記部位の故障徴候を見落して故障が発生する確率である故障徴候見落確率を算出し、
前記部位別の故障率、故障発生時の被害額、及び前記故障徴候見落確率に基づいて、前記部位別のリスクを算出する、
ことを含む制御を前記コンピュータに行わせるプログラムを記録した記録媒体。
【請求項１１】
コンピュータが、設備を保全する保全方式を評価する保全方式評価方法であって、
設備を構成する部位別に、前記保全方式における故障発生の頻度を示す故障率を取得し、
前記保全方式における部位別の故障徴候検出確率を取得し、
前記部位別の故障徴候検出確率に基づいて、前記部位の故障徴候を見落して故障が発生する確率である故障徴候見落確率を算出し、
前記部位別の故障率、故障発生時の被害額、及び前記故障徴候見落確率に基づいて、前記部位別のリスクを算出する、
ことを含むことを特徴とする保全方式評価方法。
【請求項１２】
設備を保全する保全方式を評価する保全方式評価装置であって、
設備を構成する部位別に、前記保全方式における故障発生の頻度を示す故障率及び前記保全方式における部位別の故障徴候検出確率を取得する情報収集手段と、
前記部位の故障徴候を見落して故障が発生する確率である故障徴候見落確率を算出し、前記部位別の故障率、故障発生時の被害額及び前記故障徴候見落確率に基づいて部位別のリスクを算出し、前記部位別のリスクをランキングするリスク評価手段と、
を備えることを特徴とする保全方式評価装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラントの保全業務において、保全対象となる設備のリスク評価やリスク改善のための評価を定量的に行う技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラントを構成する設備のリスクは、「被害の大きさ」と「故障の起こりやすさ」という２つのパラメータの乗算結果として算出される。従来技術では、これらの２つの値を経験に基づいて推測し、それらを乗算する事によってリスクを定量化している。
【０００３】
例えば、このような設備のリスクを評価するある発明によれば、「被害の大きさ」及び「故障の起こりやすさ」をそれぞれ４つのレベルに分けて、利用者の裁量によってそれぞれのレベルを決定させている。そして、それぞれを縦軸及び横軸とする致命度マトリックス図にプロットし、リスクの大きさに基づいて、最適な設備の保全方法を決定する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１２３３１４公報（段落０００７、０００８及び図６）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術によれば、「被害の大きさ」及び「故障の起こりやすさ」を経験に基づいてリスクを推測しているため、現実の値との差が生じることが多いという問題があった。
【０００６】
また、更に、設備全体の故障保全コストは、保全装置によって故障が実際に生じる前に故障が検出されて保全される場合と、故障が実際に生じてから保全される場合とでは異なるはずである。しかし、従来では、両者の相違を考慮せずにコストを算出していたため、現実的なコストを求める事ができないという問題もあった。
【０００７】
さらに、算出方法においても、コストは、損失の改善額と保全設備への投資額との差として計算されているため、複数の保全方式間のコストを比較したり、新たな保全方式のコストを推定したりする等、保全方式の評価を行うことが困難であるという問題もあった。
【０００８】
以上の問題に鑑み、設備保全コスト評価において、より現実的にリスク及びコストを算出し、これらによって保全方式の評価を行うことを可能とすることが、本発明が解決しようとする課題である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
図１に、上記課題を解決する本発明の原理図を示す。図１に示すように、上記問題を解決するために、本発明の１態様によれば、設備の保全方式についてリスク及びコストを評価する設備保全コスト評価装置１は、情報収集手段２、リスク評価手段３、トータルコスト算出手段４及び保全方式比較手段５を備える。
【００１０】
情報収集手段２は、保全方式のリスク及びコストを算出するために必要なデータを収集する。必要なデータとして、例えば、前記保全方式の適用時における部位別の故障発生の頻度を示す故障率及び前記保全方式における部位別の故障徴候検出確率等が挙げられる。
【００１１】
リスク評価手段３は、情報収集手段２によって収集されたデータを用いて部位別に故障発生時の被害額及び故障徴候見落確率を算出し、上記部位別の故障率、故障発生時の被害額及び故障徴候見落確率に基づいて部位別のリスクを算出する。
【００１２】
ここで、故障徴候見落確率は、例えば、１から故障徴候検出確率を減算することにより算出される。また、リスクは、例えば、被害額と故障率と故障徴候見落確率との掛算によって算出される。また、損害額は、修復コストと生産ロスコストの２つに分けることが可能である。前者は、修復のためにかかる時間と、単位時間当りの人件費と、作業人数と修復時間との積にスペア部品の代金を加算する事によって算出される。後者は、単位時間当りの生産ロスコストに修復時間を掛算する事により算出される。なお、保全方式が事後保全の場合、故障徴候検出確率は０であり、診断又は点検である場合、故障徴候検出確率は０より大きくかつ１未満である。
【００１３】
従来、リスクを被害額と故障の起こりやすさの２つのパラメータに経験的な値を割り当てて、その掛算結果をリスクとして算出していたが、本発明によれば、より多くのパラメータを用いて定量的に見積もる事によって、より現実的なリスクを算出することが可能となる。
【００１４】
また、保全方式が、２つの互いに独立した第１及び第２の保全方式の複合保全方式である場合、リスク評価手段３は、複合保全方式の故障徴候検出確率を、第１及び第２の保全方式の故障徴候検出確率の和から、第１及び第２の保全方式の故障徴候検出確率の積を減算することにより算出することとしてもよい。
【００１５】
トータルコスト算出手段４は、情報収集手段２によって収集されたデータを用いて、保全方式についてのコストを算出する。コストには、修復コスト、生産ロスコスト、保全方式の導入費、保全費が含まれる。
【００１６】
ここで、トータルコスト算出手段４は、保全方式が事後保全でない場合、故障徴候が検出された場合と故障徴候が見落された場合とを分けて、修復コスト及び生産ロスコストを算出する。これは、故障徴候が検出された場合にはこれらのコストが最小限に抑えられ、逆に、故障が発生した場合では、予期しなかった故障と同様のコストが生じると考えられるからである。より具体的には、例えば、故障徴候が検出された場合と、故障徴候が見落されて故障が発生した場合とでは、通常、前者の修復時間の方が後者よりも短いと考えられる。
【００１７】
このように、保全装置によって故障が実際に生じる前に故障が検出され保全される場合と、故障が実際に生じてから保全される場合との相違を考慮してコストを算出することにより、従来よりも現実的なコストを求めることが可能となる。
【００１８】
また、トータルコスト算出手段４は、保全方式の導入費及び保全費もコストに含めて算出することもできる。これにより、新たな保全方式のコスト推定を行うことが可能となる。
【００１９】
また、トータルコスト算出手段４は、２以上の保全方式、例えば現状の保全方式及び新たな保全方式についてコストを算出することが可能である。算出されたコストは、保全方式比較手段５によって比較される。これにより、保全方式間のコストを比較する事が可能となる。
【００２０】
上記設備保全コスト評価装置によって行われる動作と同様の手順を含む、コンピュータがによって行われる保全方式評価方法も、上記設備保全コスト評価装置と同様の作用・効果が得られるため、上記課題を解決することが可能である。同様に、上記保全方式評価方法において行われる手順と同様の制御をコンピュータに行わせるコンピュータ・プログラムも、そのプログラムをコンピュータに実行させることによって、上記課題を解決することが可能である。さらに、上記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体から、そのプログラムをコンピュータに読み出させて実行させることによっても、上記課題を解決することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、同じ装置等には同じ参照番号をつけ、説明を省略する。
【００２２】
まず、図２を用いて、本発明に係わる設備保全コスト評価装置の構成について説明する。設備保全コスト評価装置は、設備の保全にかかわるコストを評価する。図２に示すように、設備保全コスト評価装置１０は、情報収集部１１、対象設備情報テーブル１２、故障情報テーブル１３、保全方式情報テーブル１４、保全効果−検出確率対応テーブル１５、リスク評価部１６、トータルコスト算出部１７、保全方式比較部１８、出力部１９を備える。
【００２３】
情報収集部１１は、リスク及びコストを算出するために必要な情報を収集し、対象設備情報テーブル１２、故障情報テーブル１３及び保全方式情報テーブル１４に書き込む。
【００２４】
対象設備情報テーブル１２は、保全の対象となる設備に関する情報である対象設備情報を格納する。故障情報テーブル１３は、保全の対象となる設備を構成する各部位に発生する故障及びその故障を修復するためにかかるコストに関する情報である故障情報を格納する。保全方式情報テーブル１４は、保全の対象となる設備に対する保全方式及びその保全方式にかかるコストに関する情報である保全方式情報を格納する。保全効果−検出確率対応テーブル１５は、保全効果に対応させて検出確率を格納する。このテーブルは、保全方式によってどの程度故障徴候を検出できるかを示す故障徴候検出確率を情報収集部１１によって得ることができない場合に利用され、予め設備保全コスト評価装置１０に備えられる。故障徴候検出確率を得ることができる場合、保全効果−検出確率対応テーブル１５は必ずしも必要ではない。
【００２５】
リスク評価部１６は、情報収集部１１によって収集された情報を用いて、保全の対象となる設備に現在適用されている保全方式において、どの部位の故障がもっともリスクが大きい状態にあるのかを定量的に評価する。なお、リスクとは、故障による被害の期待値であり、ある故障が発生した場合の被害の大きさに、その故障の起こりやすさを掛算することによって得られる。ここで、被害の大きさは、修復コストと生産ロスコストとに分けることができる。
【００２６】
トータルコスト算出部１７は、情報収集部１１によって収集された情報を用いて、１以上の保全方式について、保全の効果を示すトータルコストを算出する。トータルコストとは、保全方式の導入コスト、保全コスト、修復コスト及び生産ロスコストの和である。本実施例にかかわるトータルコスト算出部１７は、修復コストと生産ロスコストを算出する場合、故障徴候が検出された場合と故障徴候が見落された場合とに分けるという特徴を有する。
【００２７】
保全方式比較部１８は、トータルコスト算出部１７によって複数の保全方式についてトータルコストが算出された場合に、トータルコストに基づいて各保全方式を比較する。出力部１９は、リスク評価部１６、トータルコスト算出部１７及び保全方式比較部１８による処理結果を出力する。
【００２８】
次に、図３から図６を用いて、対象設備情報テーブル１２、故障情報テーブル１３、保全方式情報テーブル１４及び保全効果−検出確率対応テーブル１５に格納される情報について説明する。
【００２９】
まず、図３を用いて、対象設備情報テーブル１２について説明する。対象設備情報テーブル１２は、対象設備情報を格納する。図３に示すように、対象設備情報は、項目として、保全の対象となる設備において、故障が発生するまたは点検を実施する部位ｉと、その部位ｉの数ＮＰｉを含む。
【００３０】
次に、図４を用いて、故障情報テーブル１３について説明する。故障情報テーブル１３は、故障情報を格納する。図４に示すように、故障情報は、項目として、部位ｉが１年間で故障する回数ＮＡＦｉ、部位ｉに故障が発生した場合に要する修復時間の平均値ＴＤｉ、部位ｉに故障徴候を検出できずに故障が発生した場合に要する修復時間の平均値ＴＯｉ、部位ｉを修復するのに必要な作業者の数ＮＭｉ、作業者の単価ＣＭ、部位ｉ用のスペア（交換部品）ｋｉ、部位ｉ用のスペアｋｉの１個当りの代金ＣＰ（ｋｉ）、スペアｋｉ１個を１年間保管するためにかかる費用ＣＳ（ｋｉ）、保管するスペアｋｉの個数ＮＳ（ｋｉ）、交換する部品ｋｉの使用期限ＴＳ（ｋｉ）、設備が１時間停止することによって生ずる生産ロスコストＣＨＬを含む。
【００３１】
つぎに、図５を用いて、保全方式情報テーブル１４について説明する。保全方式情報テーブル１４は、保全方式情報を格納する。図５に示すように、保全方式情報は、項目として、保全方式ｊごとに、運用コストＣＡＧｊ、導入コストＣＣｊ、償却期間ＴＣｊ及び故障徴候検出確率ＰＤｉｊを含む。
【００３２】
運用コストＣＡＧｊは、保全方式ｊを対象設備に対して適用した場合に、１年間以上故障がなくても常に必要となる費用、つまり固定費である。導入コストＣＣｊは、保全方式ｊを適用する上でオンライン診断システムなどを新規に導入する場合に必要となる費用の総額である。償却期間ＴＣｊは、保全方式ｊを適用する上でオンライン診断システムなどを新規に導入する場合の、そのシステムの償却期間である。故障徴候検出確率ＰＤｉｊは、ある部位ｉに保全方式ｊを適用した場合に、どの程度故障徴候を検出できるかを示す確率である。なお、保全方式ｊとは、どの部位にどの保全を適用するかを考えられる組合せの中からある１つを選んだものである。
【００３３】
最後に、図６を用いて保全効果−検出確率対応テーブル１５について説明する。保全効果−検出確率対応テーブル１５は、保全方式情報テーブル１４中の故障徴候検出確率ＰＤｉｊの代わりに備えられる。図６に示すように、保全効果−検出確率対応テーブル１５には、保全効果を段階的に分け、各段階に対応する故障徴候検出確率を格納する。図６では、例として、保全効果は優、良、可、不可の４段階に分けられている。
次に、設備保全コスト評価装置１０において行われる処理について説明する。まず、図７を用いて、設備保全コスト評価装置１０において行われる処理の大きな流れについて説明する。
【００３４】
図７に示すように、設備保全コスト評価装置１０の情報収集部１１は、故障が発生するまたは点検を実施する部位について、対象設備情報、故障情報及び保全方式情報を収集し、それぞれ対象設備情報テーブル１２、故障情報テーブル１３及び保全方式情報テーブル１４に格納する。その際に、各部位について、どのような保全が適用されているか、それによってどの程度故障の徴候を事前に検出できるかを調査する（手順１）。各情報は、データベース（不図示）を検索したり、入力部（不図示）から利用者によって入力されたりする事により、収集される。
【００３５】
続いて、リスク評価部１６は、対象設備情報テーブル１２、故障情報テーブル１３、保全方式情報テーブル１４及び保全効果−検出確率対応テーブル１５に格納された情報に基づいて、故障が発生し得る部位それぞれについて、現在適用されている保全方式におけるリスクを算出する。これにより、現状において、どの部位のリスクが大きくどの部位のリスクが小さいのか知ることができる。リスクが大きい部位は大きい被害をもたらす可能性が高いといえるので、その部位の故障に対してどのように対策を講ずるべきであることがわかる（手順２）。
【００３６】
次に、リスク評価の結果、対策を講ずるべき部位が特定されると、現在適用されている保全方式と、現在適用されている保全方式以外の１以上の他の保全方式について検討する。そのために、トータルコスト算出部１７は、対象設備情報テーブル１２、故障情報テーブル１３、保全方式情報テーブル１４及び保全効果−検出確率対応テーブル１５に格納された情報に基づいて、現在の保全方式と１以上の他の保全方式について、その保全方式を対象設備に適用した場合の保全効果を示すトータルコストを算出し、保全方式比較部１８は、トータルコストに基づいて各保全方式を比較する。これにより、コスト面からみて最適な保全方式を知ることが可能となる（手順３）。
【００３７】
１．リスクの評価
以下、リスク評価処理についてより詳しく説明する。リスク評価の手順は、大別して、（１）各部位の故障による被害度の算出、（２）各部位に適用している保全方式の効果の算出、及び（３）各部位のリスクの算出に分けられる。以下、順に（１）から（３）の手順について説明する。なお、リスク評価において用いられる数値を、図８に示す。図８において、太い線の枠で囲まれた値は、情報収集部１１によって収集される値であり、二重枠で囲まれた値は、最終的に得られる故障部位別のリスクである。矢印は、数値演算を示し、矢印の元にある２以上の値は算出元となる値であり、矢印の先に示される細い線の枠で囲まれた値は数値演算の結果得られる値である。
【００３８】
（１）各部位の故障による被害度の算出
まず、部位ｉが１回故障した際に発生する平均被害額を示すＣｉを算出する。被害度Ｃｉは、大きく分けて、故障１回当りの平均修復コストＣＯｉと故障１回当りの平均生産ロスコストＣＬｉの２つの和として示すことができる。数式で示すと、（１）式のようになる。
【００３９】
【数１】
2004152017.tif 000003
【００４０】
このうち、修復コストＣＯｉは、故障１回当りの修復のための平均人件費ＣＩＭｉと、部品交換又は修理の代金ＣＰ（ｋｉ）の和として示すことができる。数式で示すと、（２）式のようになる。
【００４１】
【数２】
2004152017.tif 000004
【００４２】
修復のための人件費ＣＩＭｉは、作業員の時間単価ＣＭ、修復作業に要する人数ＮＭｉと、平均修復時間ＴＯｉの積として示す事ができる。数式で示すと、（３）式のようになる。
【００４３】
【数３】
2004152017.tif 000005
【００４４】
生産ロスコストＣＬｉは、単位時間あたりの生産ロスコストＣＨＬと平均修復時間ＴＯｉの積として示す事ができる。数式で示すと、（４）式のようになる。
【００４５】
【数４】
2004152017.tif 000006
【００４６】
なお、作業員の時間単価ＣＭ、人数ＮＭｉ、平均修復時間ＴＯｉ、生産ロスコストＣＨＬは、故障情報テーブル１３から取得される。
（２）各部位に適用している保全の効果の算出
続いて、各部位に適用している保全方式の効果を算出する。ある部位ｉにただ１つの保全方式ｊを適用する場合は、保全方式情報テーブル１４に格納されている故障徴候検出確率ＰＤｉｊを用いる。ここで、故障徴候検出確率ＰＤｉｊを取得することが困難である場合、専門家や担当者等によって段階的に評価された保全方式の効果を、保全効果−検出確率対応テーブル１５に基づいて故障徴候検出確率ＰＤｉｊに置き換えることとしても良い。
【００４７】
また、１つの部位ｉに複数の保全（たとえば保全ａ、保全ｂ）を適用する場合は、それらが独立に故障徴候を検出すると仮定し、その故障徴候検出確率をそれぞれｐａ、ｐｂとすると、全体として部位ｉの故障徴候の検出確率ＰＤｉは、以下の（５）式のように示される。
【００４８】
【数５】
2004152017.tif 000007
【００４９】
図９に、複数の独立な保全についての故障徴候検出確率の合成を示す。（５）式において算出されるＰＤｉは、図９においては、斜線が施された部分の面積に該当する。
【００５０】
（３）各部位のリスクの算出
次に、各部位のリスクを算出する。そのために、まず、保全方式ｊを適用しても部位ｉの故障徴候を見落して故障が発生する１年間あたりの回数ＮＡＯｉｊを算出する。ＮＡＯｉｊは、以下の（６）式で示すことができる。ここで、（６）式中のＮＰｉは対象設備情報テーブル１２から取得され、ＮＡＦｉは、故障情報テーブル１３から取得され、ＰＤｉｊは、先の手順で算出されている。
【００５１】
【数６】
2004152017.tif 000008
【００５２】
部位ｉの故障による１年当りの被害額の期待値（リスク）Ｒｉは、ＮＡＯｉと、先の手順で算出された被害度Ｃｉの積として得ることができる。数式で示すと（７）式のようになる。
【００５３】
【数７】
2004152017.tif 000009
【００５４】
このようにして、部位別の１年当りの被害額の期待値を評価すると、つぎに、リスク評価部１６は部位別の１年当りの被害額の期待値の評価結果をランキングする。また、図１０に示すように、リスク評価部１６は、各部位について、故障の起こりやすさを示すＮＡＯｉｊ（横軸）に対する故障１回当りの被害度Ｃｉ（縦軸）を示すグラフに、計算結果をプロットし、出力部１９にそのグラフを出力させる。
【００５５】
たとえば、１年あたりの被害額の期待値が同じであっても、故障による被害は小さいが故障が起こりやすい場合もあれば、故障による被害は大きいが故障頻度が小さい場合もある。前者の場合、図１０に示すグラフにおいて、プロットはグラフの右下寄りに位置する。この場合、例えば、設備診断技術などの故障頻度が小さくなるような対策を講じる事が望ましい。一方、後者の場合、図１０に示すグラフにおいて、プロットはグラフの左上寄りに位置する。この場合、例えば、保険をかけるなどの対策を講じる事が望ましい。このように、図１０に示すグラフにおけるプロットの位置に応じて、その部位のリスクの性質に応じた適切な対策を検討する事ができる。
【００５６】
２．トータルコストの算出
次に、トータルコストの算出処理についてより詳しく説明する。トータルコスト算出部１７は、保全対象の設備について保全方式を定めたときに、リスクを含めたトータルコストを算出する。これによって、顧客に対して保全方式の改善案を提案する場合に、トータルコストで定量的に比較することが出来る。
【００５７】
以下、図１１を用いて、トータルコストの算出処理の流れについて説明する。まず、トータルコストを算出するに先立って、情報収集部１１は、対象となる設備の構成に関する情報及び発生し得る故障についての情報を取得する（ステップＳ１）。
【００５８】
次に、想定している故障の場合、ステップＳ２に進む。想定していない故障の場合（ステップＳ９）、ステップＳ５に進む。
ステップＳ２において、トータルコスト算出部１７は、想定している劣化又は故障（以下、故障と総称する）を特定する。そして、その故障について保全方式を定める（ステップＳ３）。なお、ステップＳ２の後、ステップＳ３に先立って、想定している故障について、劣化の度合いを表す関数或いは故障率関数を得ることとしてもよい（ステップＳ７）。
【００５９】
続いて、ステップＳ３において定められた保全方式について、故障発生回数等を推定し（ステップＳ４）、それらの値を用いて、保全コスト及び生産ロスコストを算出する（ステップＳ５）。ステップＳ５の後、トータルコストを算出すべき他の保全方式がある場合（ステップＳ８）、Ｓ３に戻って処理を繰り返す。
【００６０】
トータルコストを算出すべき全ての保全方式について、保全コスト及び生産ロスコストを算出し終えた場合、算出された保全コスト及び生産ロスコストに基づいて、各保全方式についてトータルコストを算出し（ステップＳ６）、処理を終了する。
【００６１】
次に、上記のトータルコストの算出処理の考え方について説明する。まず、対象となる設備は時間Ｔごとに定期的に保全され、保全後は完全に整備された状態にあると仮定する。トータルコスト算出において、この定期保全から定期保全の間の保全コストと生産ロスコストを見積もる。
【００６２】
設備には次の保全がそれぞれの故障に対してなされているものとする。
（１）保全Ａ            ：  予知保全（設備診断技術適用）
（２）保全Ｂ            ：  日常点検
（３）保全Ｃ            ：  事後保全
（４）保全Ｄ            ：  想定していない故障に対する保全
そして、各故障に対して、上記保全Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤのうちのどの保全を適用するかを決める。それらの組合せが対象設備に対する１つの保全方式となる。図１２を用いて、個々の故障に対する保全と、それらの組合せとしての保全方式を説明する。図１２において、各保全方式において、想定されている故障Ｆ１、Ｆ２、・・・及び想定されていない故障について保全Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの何れかを適用するのか示されている。例えば、保全方式１は、故障Ｆ１には保全Ａを適用し、故障Ｆ２には保全方式Ｂを適用し、想定されていない故障には保全Ｄを適用する組合せである。
【００６３】
以下、保全方式を定めたときに、保全Ａが適用されている故障をＡｉと表し、保全Ａが適用されている故障の集合をＡ群の故障と呼ぶことにする。保全Ｂ、Ｃ及びＤについても同様とする。
【００６４】
このようにして保全方式を決定すると、各保全方式についてトータルコストを算出する。算出の際、故障は、Ａ群、Ｂ群、Ｃ群及びＤ群に分けられ、それぞれの群に応じた方法で保全コスト及び生産ロスコストは算出される。
【００６５】
（１）Ａ群の故障
Ａ群の故障についての保全コスト及び生産ロスコストを算出するためには、時間に対する故障率関数あるいは時間に対する劣化の度合いを表す関数に基づいて、保全Ａ（つまり、設備診断技術）によって故障Ａｉがいつ検出されるのか知ることが必要である。これは、Ｂ群及びＣ群でも同様である。図１３に劣化検出のモデルの一例を示す。図１３に示すように、検出可能な閾値（検出閾値）に達すると、劣化は検出され、保全が行われる。保全が行われると、設備は完全に整備された状態になると仮定すると、保全後、次に劣化が検出されるまでの時間は、ほぼ一定である。図１３に示すモデルに基づくと、定期的に劣化が検出されると考えられる。この場合、期間Ｔ内で劣化が検出される回数は、以下の（８）式で求める事ができる。
【００６６】
回数＝Ｔ／｛（劣化が閾値に達するまでに要す時間）＋（保全に要す時間）｝
・・・・（８）
Ａ群の故障の平均コストは、以下のように算出される。
【００６７】
平均コスト＝設備診断適用コストＪＡｉ＋年間故障徴候検出回数×１回あたりの修復保全コスト＋年間故障徴候見落回数×１回あたりの修復保全コスト＋年間故障徴候検出回数×１回あたりの生産ロスコスト＋年間故障徴候見落回数×１回あたりの生産ロスコスト
（２）Ｂ群の故障
Ｂ群の故障は、Ａ群の故障と同様にして見積もることができる。
【００６８】
平均コスト＝日常点検適用コストＪＢｋ＋年間故障徴候検出回数×１回あたりの修復保全コスト＋年間故障徴候見落回数×１回あたりの修復保全コスト＋年間故障徴候検出回数×１回あたりの生産ロスコスト＋年間故障徴候見落回数×１回あたりの生産ロスコスト
（３）Ｃ群の故障
Ｃ群の故障の場合、故障発生後に保全を行うため、故障徴候見落回数を考慮する必要はないため、平均コストは、以下のようにして見積もる事ができる。
【００６９】
平均コストＪＣｌ＝年間故障徴候検出回数×１回あたりの修復保全コスト＋年間故障徴候検出回数×１回あたりの生産ロスコスト
（４）Ｄ群の故障
Ｄ群の故障は、想定できない故障であるからまったく推定できない。適当に経験かデータから平均コストを求める。
【００７０】
平均コストＪＤ
全体の平均コストＪは、各群に属する全ての故障についての平均コストの総和であるため、（９）式で示す事ができる。
【００７１】
【数８】
2004152017.tif 000010
【００７２】
以下、トータルコストの算出について詳しく説明する。トータルコストの算出手順は、大別して、（１）年間故障徴候検出回数と年間故障徴候見落回数の算出、（２）年間故障徴候検出時修復時間と年間故障徴候見落時修復時間の算出、（３）故障徴候検出１回当りの生産ロスコストと故障徴候見落１回当りの生産ロスコストの算出、（４）年間故障徴候検出時生産ロスコストと年間故障徴候見落時生産ロスコストの算出、（５）年間生産ロスコストの算出、（６）平均修復時間の算出、（７）各部位の修復１回あたりの修復コスト算出、（８）各交換部品の年間交換回数の算出、（９）故障部位別年間修復コストの算出、（１０）年間スペア保管代の算出、（１１）年間修復コストの算出、（１２）１年当りの導入コストの算出、及び（１３）年間トータルコストの算出に分けられる。以下、順に（１）から（１３）の手順について説明する。
【００７３】
なお、トータルコストの算出において用いられる数値を、図１４に示す。図８と同様に、図１４において、太い線の枠で囲まれた値は、情報収集部１１によって収集される値であり、二重枠で囲まれた値は、最終的に得られる故障部位別のリスクである。矢印は、数値演算を示し、矢印の元にある２以上の値は算出元となる値であり、矢印の先に示される細い線の枠で囲まれた値は数値演算の結果得られる値である。
【００７４】
（１）年間故障徴候検出回数と年間故障徴候見落回数の算出
年間故障徴候検出回数ＮＡＤｉｊとは、部位ｉに対して保全方式ｊを適用した場合に、１年間あたりに故障徴候を検出できる回数の推定値であり、年間故障徴候見落回数ＮＡＯｉｊとは、部位ｉに対して保全方式ｊを適用した場合に、１年間あたりに故障徴候を見落して故障が発生する回数の推定値である。それぞれ、（１０）式及び（１１）式で示される。
【００７５】
【数９】
2004152017.tif 000011
【００７６】
【数１０】
2004152017.tif 000012
【００７７】
なお、式中の部位ｉの数ＮＰｉは、対象設備情報テーブル１２から、部位ｉの年間故障回数ＮＡＦｉは、故障情報テーブル１３から、故障徴候検出確率ＰＤｉｊは保全方式情報テーブル１４から取得することができる。
【００７８】
（２）年間故障徴候検出時修復時間と年間故障徴候見落時修復時間の算出
年間故障徴候検出時修復時間ＴＡＤｉｊは、部位ｉに対して保全方式ｊを適用して故障徴候を検出した場合の修復時間１年間分の総和の推定値であり、年間故障徴候見落時修復時間ＴＡＯｉｊは、部位ｉに対して保全方式ｊを適用して故障徴候を見落した場合の修復時間１年間分の総和の推定値である。それぞれ、（１２）式及び（１３）式で示される。
【００７９】
【数１１】
2004152017.tif 000013
【００８０】
【数１２】
2004152017.tif 000014
【００８１】
なお、式中の故障徴候検出時平均修復時間ＴＤｉ及び故障発生時平均修復時間ＴＯｉは、故障情報テーブル１３から取得することができる。年間故障徴候検出回数ＮＡＤｉｊ及び年間故障徴候見落回数ＮＡＯｉｊは、（１）において算出される。
【００８２】
（３）故障徴候検出１回当りの生産ロスコストと故障徴候見落１回当りの生産ロスコストの算出
故障徴候検出１回当りの生産ロスコストＣＩＤＬｉｊとは、部位ｉに対して保全方式ｊを適用して故障徴候を検出した場合の１回あたりの生産ロスコストの推定値であり、故障徴候見落１回当りの生産ロスコストＣＩＯＬｉｊとは、部位ｉに対して保全方式ｊを適用して故障徴候を見落した場合の１回あたりの生産ロスコストの推定値である。それぞれ、（１４）式及び（１５）式で示される。
【００８３】
【数１３】
2004152017.tif 000015
【００８４】
【数１４】
2004152017.tif 000016
【００８５】
なお、式中の１時間当たり生産ロスコストＣＨＬは、故障情報テーブル１３から取得される。
（４）年間故障徴候検出時生産ロスコストと年間故障徴候見落時生産ロスコストの算出
年間故障徴候検出時生産ロスコストＣＤＬｉｊとは、部位ｉに対して保全方式ｊを適用して故障徴候を検出した場合の生産ロスコスト１年間分の総和の推定値であり、年間故障徴候見落時生産ロスコストＣＯＬｉｊとは、部位ｉに対して保全方式ｊを適用して故障徴候を見落した場合の生産ロスコスト１年間分の総和の推定値である。それぞれ、（１６）式及び（１７）式で示される。
【００８６】
【数１５】
2004152017.tif 000017
【００８７】
【数１６】
2004152017.tif 000018
【００８８】
なお、式中の年間故障徴候検出回数ＮＡＤｉｊ及び年間故障徴候見落回数ＮＡＯｉｊは、（１）で算出され、故障徴候検出１回当りの生産ロスコストＣＩＤＬｉｊ及び故障徴候見落１回当り生産ロスコストＣＩＯＬｉｊは、（３）において算出される。
【００８９】
（５）年間生産ロスコストの算出
まず、部位ｉに対して保全方式ｊを適用した場合の年間生産ロスコストの推定値である部位別年間生産ロスコストＣＬｉｊを以下の（１８）式を用いて算出する。
【００９０】
【数１７】
2004152017.tif 000019
【００９１】
なお、式中の年間故障徴候検出時生産ロスコストＣＤＬｉｊ及び年間故障見落時生産ロスコストＣＯＬｉｊは、（４）において算出される。
続いて、部位別の年間生産ロスコストＣＬｉｊを部位ｉについて総和する事により、設備全体に対して保全方式ｊを適用した場合の年間生産ロスコストの推定値である年間生産ロスコストＣＡＬｊを算出する。数式で示すと（１９）式のとおりとなる。
【００９２】
【数１８】
2004152017.tif 000020
【００９３】
（６）平均修復時間の算出
平均修復時間ＴＲｉｊは、部位ｉに対して保全方式ｊを適用した場合に、故障徴候を事前に検出するケースと見落すケースをあわせた全体としての平均修復時間の推定値である。数式で示すと（２０）式のとおりとなる。
【００９４】
【数１９】
2004152017.tif 000021
【００９５】
式中の年間故障徴候回数ＮＡＤｉｊ及び年間故障徴候見落回数ＮＡＯｉｊは、（１）で算出され、年間故障徴候検出時修復時間ＴＡＤｉｊ及び年間故障徴候見落時修復時間ＴＡＯｉｊは（２）において算出される。
【００９６】
（７）各部位の修復１回あたりの修復コスト算出
まず、各部位ｉについて保全方式ｊを適用した場合の修復１回あたりの修復作業費ＣＩＭｉを以下の（２１）式に基づいて算出する。
【００９７】
【数２０】
2004152017.tif 000022
【００９８】
続いて、各部位ｉの修復１回あたりの修復コストＣＲｉを、修復１回あたりの修復作業費ＣＩＭｉと部品交換／修理の代金ＣＰ（ｋｉ）の和として算出する。式で示すと、（２２）式のようになる。
【００９９】
【数２１】
2004152017.tif 000023
【０１００】
式中の部品交換／修理の代金ＣＰ（ｋｉ）は、故障情報テーブル１３から取得される。
（８）各交換部品の年間交換回数の算出
各部位ｉについて保全方式ｊを適用した場合の１年あたりの交換回数ＮＥｉｊは、交換する部品の使用期限ＴＳ（ｋｉ）、年間故障徴候検出回数ＮＡＤｉｊ、年間故障徴候見落回数ＮＡＯｉｊを用いて、次の（２３）式に基づいて算出される。
【０１０１】
【数２２】
2004152017.tif 000024
【０１０２】
式中の交換する部品の使用期限ＴＳ（ｋｉ）は故障情報テーブル１３から取得され、年間故障徴候検出回数ＮＡＤｉｊ及び年間故障徴候見落回数ＮＡＯｉｊは、（１）において算出される。
【０１０３】
（９）故障部位別年間修復コストの算出
各部位ｉについて保全方式ｊを適用した場合の、１年あたりの修復コストＣＩＡＲｉｊは修復１回あたりの修復コストＣＲｉと１年あたりの交換回数ＮＥｉｊとから、次の（２４）式に基づいて算出される。
【０１０４】
【数２３】
2004152017.tif 000025
【０１０５】
式中の修復１回あたりの修復コストＣＲｉは、（７）で、１年あたりの交換回数ＮＥｉｊは（８）において算出される。
（１０）年間スペア保管代の算出
各部位ｉについて１年間あたりのスペアの保管代ＣＡＳ（ｋｉ）は、スペア１個あたりの年間スペア保管代ＣＳ（ｋｉ）とそれぞれのスペアの数ＮＳ（ｋｉ）から、次の（２５）式に基づいて算出される。
【０１０６】
【数２４】
2004152017.tif 000026
【０１０７】
式中のスペア１個あたりの年間スペア保管代ＣＳ（ｋｉ）とそれぞれのスペアの数ＮＳ（ｋｉ）は、故障情報テーブル１３から取得される。
（１１）年間修復コストの算出
対象設備全体について保全方式ｊを適用した場合の、１年あたりの修復コストＣＡＲｊは、故障部位別年間修復コストＣＩＡＲｉｊと年間スペア保管代ＣＡＳ（ｋｉ）から、次の（２６）式に基づいて算出される。
【０１０８】
【数２５】
2004152017.tif 000027
【０１０９】
式中の故障部位別年間修復コストＣＩＡＲｉｊは、（９）で算出され、年間スペア保管代ＣＡＳ（ｋｉ）は、（１０）において算出される。
（１２）１年当りの導入コストの算出
保全方式ｊを適用した場合の１年あたりの導入コストＣＡＣｊは、各保全方式ｊの導入コストＣＣｊをその償却期間ＴＣｊで割算することによって算出される。数式で示すと次の（２７）式のようになる。
【０１１０】
【数２６】
2004152017.tif 000028
【０１１１】
式中の導入コストＣＣｊ及び償却期間ＴＣｊは、保全方式情報テーブル１４から取得される。
（１３）年間トータルコストの算出
対象設備全体に対して各保全方式ｊを適用した場合の、年間トータルコストＣＴｊは、以下の（２８）式で示すように、
算出する。
【０１１２】
【数２７】
2004152017.tif 000029
【０１１３】
式中において、運用コストＣＡＧｊは、保全方式情報テーブル１４から取得され、年間生産ロスコストＣＡＬｊは（５）で算出され、ＣＡＲｊは（１１）で算出され、ＣＡＣｊは（１２）において算出される。
【０１１４】
上記のようにトータルコスト算出部１７がトータルコストを算出すると、保全方式比較部１８は、各保全方式のトータルコストの算出結果を比較する。図１５に比較結果の一例を示す。図１５において、現在設備に適用されている保全方式と、他の保全方式１、２及び３のトータルコストが比較されている。この例によると、保全方式３のトータルコストが最も低いため、保全対象となる設備に、現状の保全方式の代わりに保全方式３を適用する事により、より低コストでより良い保全効果を得ることが可能である事が分かる。このように、設備保全コスト評価装置１０によれば、複数の保全方式についてトータルコストを算出し、そのトータルコストに基づいて、各保全方式の効果を定量的に比較する事が可能となる。
【０１１５】
以下、上記設備保全コスト評価装置１０によって行われる処理について、具体的な設備を例にとって説明する。なお、以下の説明は具体的であるが、説明を明確にするためであり、本発明を限定する趣旨ではない。
【０１１６】
まず、例として採用する具体的な設備について説明する。
この例では、半導体を生産する工場内の空調設備における送風機について、保全方式のコストを評価する。空調設備の運転条件及び構成は以下の通りである。
【０１１７】
・通年２４時間運転
・工場は３フロアであり、１フロアにつき送風機１０台設置される。工場内で送風機は合計３０台存在する。
【０１１８】
・送風機の監視サーバは各フロアに１台ずつ設置される。工場内で送風機の監視サーバは合計３台存在する。
・送風機に使用されるモータは６００Ｖ以下である。
【０１１９】
・現在は、空調設備に診断方法を適用しておらず、事後保全を行っているのみである。
図１６に、保全対象となる設備となる送風機の保全設備の一例を示す。図１６において、送風機の監視サーバに、送風機の状態を監視する監視ユニットが接続されている。図１６において、監視ユニットとして、振動系監視ユニット、電気系監視ユニット及び温度系監視ユニットの３種の監視ユニットが示されている。振動系監視ユニットは、モータ及び送風機の振動を検出する振動検出センサを備え、異常な振動を検出すると故障が発生したと判断する。電気系監視ユニットは、モータ電流を検出するセンサを有し、電流値の異常な低下を検出すると故障が発生したと判断する。温度系監視ユニットは、モータ近辺の温度を検出するセンサを有し、異常な温度上昇を検出すると故障が発生したと判断する。なお、図１６において、簡略化のために送風機監視サーバに接続される送風機は１台となっているが、上記例の工場では、実際には、監視サーバ１台は１０台の送風機を監視する。
【０１２０】
以下、上記設備のリスク評価必要な情報を収集し、リスク評価を行う。まず、図１７を用いて、部位別故障率の取得方法について説明する。まず、上記設備に用いられている６００Ｖのモータの故障率とその修復時間及び三相誘導電動機に発生する故障の部位別比率に関する情報を取得する。これらの情報は、例えば、既存の書籍や経験等から取得することが可能である。図１７（ａ）に６００Ｖのモータの故障率とその修復時間を示す表の一例を、図１７（ｂ）に三相誘導電動機（モータ）に発生する故障の部位別比率を示す表の一例を示す。
【０１２１】
ある装置を構成する部位別の故障率は、その装置全体の故障率に部位別の故障比率を算出することによって得ることができる。従って、モータ全体の故障率（図１７（ａ）に示される表中にある）に、モータに発生する故障の部位別比率（図１７（ｂ）に示される表中にある）を掛算する事により、図１７（ｃ）に示すようなモータを構成する部位それぞれについての故障率を得ることができる。
【０１２２】
続いて、送風機を構成するモータ以外の部位、つまり、ベルト及びファンについての年間故障率を取得する。まず、ベルトの平均寿命は、例えば、鹿島技術研究所年報第４６号「建築設備機器の寿命推定（その１）−間欠運動ファンのＶベルト−」によれば、１２５００時間である。一方、モータの軸受けの寿命は約３００００時間であり、その故障率は図１７（ｃ）に示すように０．００４９０５である。ベルトの寿命は軸受けの寿命の半分であるため、ベルトの故障率は軸受けのそれの約２倍、つまり０．０１と設定することができる。
【０１２３】
一方、ファンは、さらに軸受けと羽根車に分けることができるが、ファンの軸受けの故障率はモータのそれと同じであると設定した。さらに、現状では、事後保全を行っているため、故障徴候検出確率は「０」である。従って、以上のようにして得られた年間故障率は、そのまま、年間故障徴候見落回数と同じとなる。これにより、図１８に示すような、１台の送風機の部位別の年間故障徴候見落回数を示す表を得る。
【０１２４】
次に、図１９に示すようにして、１台の送風機の部位別年間故障徴候見落回数の表（図１９（ａ）に示す）に、保全対象設備に備えられる送風機の台数（図１９（ｂ）に示す）、つまり３０を掛算する事により、図１９（ｃ）に示すような設備全体における故障部位別の年間故障徴候見落回数の表を得ることができる。
【０１２５】
続いて、故障部位ごとのスペアのかかる費用の代金を取得する。図２０に、故障部位ごとのスペアにかかる費用を示す表の一例を示す。
さらに、部位別に、故障を修復するための修復作業費を算出する。図２１に示すように、部位別修復作業費（図２１（ｄ）に示す）は、作業者１人の単位時間当りの作業費（図２１（ａ）に示す）と、部位別の修復作業に要する作業人数（図２１（ｂ）に示す）と、故障発生時にその部位の修復作業にかかる時間（図２１（ｃ）に示す）を掛算する事によって、算出することができる。
【０１２６】
次に、図２２に示すようにして、部位別のスペアにかかる費用（図２２（ａ）に示す）と、先ほど算出した部位別の修復作業費（図２２（ｂ）に示す）とを加算する事により、１回当りの部位別の修復コスト（図２２（ｃ）に示す）を算出する。
【０１２７】
次に、以下の式に基づいて、設備対象となる半導体工場が停止した場合の１時間あたりの生産ロスコストを算出する。
１時間当りの生産ロスコスト＝工場の年間売上高／年間運転日数／工場の数／１日当りの運転時間
今回の例では、３つの工場全体の半導体の売上高を年間約３６００億円、１日当り売上高約１０億円、従って、工場１つ当り年間２から３億円、１フロア当り１日約１億円の売上であると見積もる事ができる。工場は２４時間運転であるため、この例の場合、１時間当りの生産ロスコストは、４１６６６６７円として算出される。
【０１２８】
さらに、図２３に示すようにして、この１時間あたりの生産ロスコスト（図２３（ａ）に示す）に、故障発生時に部位別の修復作業時間（図２３（ｂ）に示す）を掛算する事により、部位別の故障１回当りの生産ロスコスト（図２３（ｃ）に示す）を算出する。
【０１２９】
次に、図２４に示すようにして、先に算出した故障部位別修復コスト（図２４（ａ）に示す）と、部位別の故障１回当りの生産ロスコスト（図２４（ｂ）に示す）とを加算することにより、部位別の故障１回あたりのロス（被害度又は被害額）（図２４（ｃ）に示す）を算出する。
【０１３０】
最後に、図２５に示すようにして、先に算出した保全対象設備全体における部位別の年間の故障徴候見落回数（図２５（ａ）に示す）に、故障１回当りのロス（図２５（ｂ）に示す）を掛算する事により、故障部位別のリスク（図２５（ｃ）の右端欄に示す）を算出する。
【０１３１】
リスク評価部１６は、この故障部位別のリスクをランキングする。さらに、リスク評価部１６は、上記の計算に基づいて、各部位についての故障の起こりやすさを示す年間故障徴候見落回数ＮＡＯｉｊ（横軸）に対する故障１回当りの被害度Ｃｉ（縦軸）を示すグラフに、計算結果をプロットする。図２６に、各部位についての故障の起こりやすさを示す年間故障徴候見落回数ＮＡＯｉｊ（横軸）に対する故障１回当りの被害度Ｃｉ（縦軸）を示すグラフの一例を示す。
【０１３２】
図２６から、この例に係わる設備の場合、現状では、部位別の年間故障発生回数についてはベルトのそれが最大であり、故障１回当りの部位別のロスについては、モータの軸受けのそれが最大である事が分かる。
【０１３３】
また、さらに、リスク評価部１６は、上記の計算に基づいて、各部位についての故障の起こりやすさを示す年間故障徴候見落回数ＮＡＯｉｊ（横軸）に対する故障部位別のリスクＲｉｊ（縦軸）を示すグラフに、計算結果をプロットすることとしてもよい。図２７に、各部位についての故障の起こりやすさを示す年間故障徴候見落回数ＮＡＯｉｊ（横軸）に対する故障部位別のリスクＲｉｊ（縦軸）を示すグラフの一例を示す。図２７から、この例に係わる設備の場合、一番保全対策が必要であると考えられる部位は、リスクが最も高い部位、つまり、モータの軸受けであることがわかる。
【０１３４】
次に、トータルコストの算出について説明する。まず、部位別の年間故障率を算出する。この年間故障率の算出方法は、リスク評価の場合と同じであるため、説明を省略する。
【０１３５】
さらに、保全方式を決定する。この例では、振動系監視ユニット及び電力系監視ユニットを用いる保全方式１、振動系監視ユニットを用いる保全方式２、電力系監視ユニットを用いる保全方式３、温度系監視ユニットを用いる保全方式４及び事後保全（現状）の保全方式５をトータルコストの算出対象となる保全方式として決定する。なお、保全方式１から４は上述の設備診断に該当するため、Ａ群の故障についての算出方法を適用し、保全方式５は事後保全であるため、Ｃ群の故障についての算出方法を適用する。
【０１３６】
続いて、各保全方式についての故障徴候検出確率を取得する。この例では、故障徴候検出確率が数値で与えられているのではなく、専門化等の判断によって段階的に評価された保全効果を保全効果−検出確率対応テーブル１５に基づいて故障徴候検出確率に変換するとして説明する。図２８に、保全効果の評価を保全効果−検出確率対応テーブル１５に基づいて故障徴候検出確率に変換する方法について説明する図を示す。図２８（ａ）に示すように、各保全方式において採用されている診断方法の部位別の効果が段階的に評価されている。図２８（ａ）に示す各部位別の効果のそれぞれを図２８（ｂ）に示す保全効果−検出確率対応テーブル１５に基づいて故障徴候検出確率に変換することにより、図２８（ｃ）に示すような診断方法の部位別の故障徴候検出確率を得ることができる。ここで、図２８（ｃ）では、振動系監視ユニット及び電力系監視ユニットを用いる保全方式１についての部位別の故障徴候検出確率は、空欄のままである。
【０１３７】
以下、保全方式１のような振動系監視ユニット及び電力系監視ユニットを用いた複合診断についての部位別の故障徴候検出確率の算出方法について説明する。図９に示すように、診断方法Ａと診断方法Ｂとを複合した診断方法Ｃの故障徴候検出確率ｃは、診断方法Ａの故障徴候検出確率をａ、診断方法Ｂの故障徴候検出確率をｂとすると、「ｃ＝ａ＋ｂ−ａｂ」から算出される。
【０１３８】
従って、例えば、保全方式１におけるファンの軸受けについての故障徴候検出確率の算出は、以下のようにして行う事ができる。
保全方式１におけるファンの軸受けについての故障徴候検出確率＝
（保全方式２におけるファンの軸受けについての故障徴候検出確率）
＋（保全方式３におけるファンの軸受けについての故障徴候検出確率）
−（保全方式２におけるファンの軸受けについての故障徴候検出確率）
×（保全方式２におけるファンの軸受けについての故障徴候検出確率）
＝０．９＋０．３−０．９×０．３
＝０．９３
以上のようにして他の部位についても同様の計算をすることにより、保全方式１についての部位別の故障徴候検出確率を得ることができる。このようにして算出された保全方式１についての部位別の故障徴候検出確率の例は、図２９（ｂ）に示されている。
【０１３９】
次に、図２９に示すようにして、部位別の年間故障率（図２９（ａ）に示す）と、先ほど算出された部位別の年間故障徴候検出確率（図２９（ｂ）に示す）とを掛算する事により、各保全方式についての部位別の年間故障徴候検出回数（図２９（ｃ）に示す）を算出する。
【０１４０】
さらに、各保全方式についての部位別の年間故障徴候見落回数を算出する。部位別の年間故障徴候見落回数は、以下のようにして算出される。
部位別の年間故障徴候見落回数＝（部位別検出率）×（１−部位別の年間故障徴候検出確率）
図３０（ｃ）に、部位別の年間故障率（図３０（ａ）に示す）と部位別の年間故障徴候検出確率（図３０（ｂ）示す）とから算出された部位別の年間故障徴候見落回数の一例を示す。
【０１４１】
次に、図３１に示すように、以上のようにして算出された部位別の年間故障徴候検出回数（図３１（ａ）に示す）に、設備に含まれる送風機の台数（図３１（ｂ）に示す）を掛算する事により、設備全体での、部位別の年間故障徴候検出回数（図３１（ｃ）に示す）を算出する。
【０１４２】
同様に、図３２に示すようにして、以上のようにして算出された部位別の年間故障徴候見落回数（図３２（ａ）に示す）に、設備に含まれる送風機の台数（図３２（ｂ）に示す）を掛算する事により、設備全体での、部位別の年間故障徴候見落回数（図３２（ｃ）に示す）を算出する。
【０１４３】
次に、故障徴候を検出した場合の１回当りの生産ロスコストと、故障徴候を見落した場合の１回当りの生産ロスコストを算出する。まず、故障徴候を検出した場合の生産ロスコストの算出について説明する。
【０１４４】
故障徴候を１回検出した場合の生産ロスコストは、故障徴候検出時の部位別の修復時間に、１時間当りの生産ロスコストを掛算することにより算出することができる。図３３（ｃ）に、故障徴候検出時の部位別の修復時間（図３３（ａ）に示す）と、１時間あたり生産ロスコスト（図３３（ｂ）に示す）とから算出された、故障徴候を１回検出した際の生産ロスコストの一例を示す。
【０１４５】
また、故障徴候を１回見落した場合の生産ロスコストは、故障徴候を見落して故障が発生した場合の部位別の修復時間に、１時間当りの生産ロスコストを掛算することにより算出することができる。図３４（ｃ）に、故障発生時の部位別の修復時間（図３４（ａ）に示す）と、１時間あたり生産ロスコスト（図３４（ｂ）に示す）とから算出された、故障発生１回当りの生産ロスコストの一例を示す。故障徴候検出時の部位別の修復時間と、故障発生時の部位別の修復時間とが、互いに異なる事に注意されたい。
【０１４６】
続いて、故障徴候を検出した場合の部位別の年間の生産ロスコストと、故障徴候を見落した場合の部位別の年間の生産ロスコストを算出する。故障徴候を検出した場合の部位別の年間の生産ロスコストは、部位別の年間の故障徴候検出回数に、故障徴候を１回検出した際の部位別の生産ロスコストを掛算する事により算出される。同様に、故障発生時の部位別の年間の生産ロスコストは、部位別の年間の故障徴候見落回数に、故障発生１回当りの部位別の生産ロスコストを掛算する事により算出される。図３５（ａ）に、故障徴候を検出した場合についての部位別の年間の生産ロスコストの算出結果の一例を、図３５（ｂ）に、故障発生時についての部位別の年間の生産ロスコストの算出結果の一例を示す。
【０１４７】
部位別の年間生産ロスコストは、以上のようにして算出された故障徴候を検出した場合の部位別の年間の生産ロスコストと、故障徴候を見落した場合の部位別の年間の生産ロスコストとの和として得ることができる。さらに、保全方式ごとに、部位別の年間の生産ロスコストを合計する事により、保全方式別の年間の生産ロスコストを得ることができる。図３５（ｃ）に、部位別の年間の生産ロスコストと保全方式別の年間の生産ロスコストの算出結果の一例を示す。
【０１４８】
次に、保全方法別に、故障部位別の平均修復時間を算出する。上記において、保全方式別の故障部位別の年間故障徴候検出回数、部位別の故障徴候検出時部位別修復時間、保全方式別の故障部位別の年間故障徴候見落回数及び部位別の故障発生時部位別修復時間を取得或いは算出している。故障部位別の平均修復時間は、これらを用いて、以下の式で表す事ができる。
【０１４９】
保全方式別故障部位別の平均修復時間＝（各保全方式の故障部位別年間故障徴候検出回数×故障徴候検出時部位別修復時間＋各保全方式の故障部位別年間故障徴候見落回数×故障発生時部位別修復時間）／（各保全方式の故障部位別年間故障徴候検出回数＋各保全方式の故障部位別年間故障徴候見落回数）
図３６（ｅ）に、保全方式別の故障部位別の年間故障徴候検出回数（図３６（ａ）に示す）、部位別の故障徴候検出時部位別修復時間（図３６（ｂ）に示す）、保全方式別の故障部位別の年間故障徴候見落回数（図３６（ｃ）に示す）及び部位別の故障発生時部位別修復時間（図３６（ｄ）に示す）に基づいて算出された保全方式別の故障部位別の平均修復時間の一例を示す。
【０１５０】
続いて、保全方式別の故障部位別の平均修復時間と、一人一時間あたりの作業費と、各故障を修復するのに必要な人数とから、以下の式に基づいて、保全方式別の故障部位別の修復作業費を求める。
【０１５１】
保全方式別の故障部位別の修復作業費＝保全方式別の故障部位別の平均修復時間×一人一時間あたりの作業費×各故障を修復するのに必要な人数
図３７（ｄ）に、保全方式別の故障部位別の平均修復時間（図３７（ａ）に示す）と、一人一時間あたりの作業費（図３７（ｂ）に示す）と、各故障を修復するのに必要な人数（図３７（ｃ）に示す）とから算出された保全方式別の故障部位別の修復作業費の一例を示す。
【０１５２】
さらに、算出された保全方式別の故障部位別の修復作業費に、スペア代金を加算する事により、保全方式別の故障部位別修復コストを得ることができる。図３７（ｆ）に、保全方式別の故障部位別の修復作業費（図３７（ｄ）に示す）に、スペア代金（図３７（ｅ）に示す）を加算する事により得られた保全方式別の故障部位別の修復作業費の一例を示す。
【０１５３】
次に、保全方式別の年間部品交換回数を算出する。保全方式別の年間部品交換回数は、以下の式で表す事ができる。
保全方式別の年間部品交換回数＝（各診断方法の故障部位別年間故障徴候検出回数＋各診断方法の故障部位別年間故障徴候見落回数）／｛１−ＥＸＰ（−（各診断方法の故障部位別年間故障徴候検出回数＋各診断方法の故障部位別年間故障徴候見落回数）×交換部品の使用期間）｝
図３８（ｄ）に、各診断方法の故障部位別年間故障徴候検出回数（図３８（ａ）に示す）、各診断方法の故障部位別年間故障徴候見落回数（図３８（ｂ）に示す）、交換部品の使用期間（図３８（ｃ）に示す）を用いて、上記式に基づいて算出された保全方式別の年間部品交換回数の一例を示す。
【０１５４】
以下、上記式の考え方について説明する。
まず、ある部品をスペアと交換する場合には、２通りある。１つが、故障徴候を検出した場合であり、１つが、部品が決められた使用期間に達した場合である。部品の故障率λが時間に依存せず、一定であると仮定すると、時間に対するその部品の信頼度を示す信頼度関数Ｒ（ｔ）は、以下のようになる。
【０１５５】
Ｒ（ｔ）＝ｅｘｐ（−λｔ）
図３９（ａ）に、Ｒ（ｔ）のグラフを示す。時刻Ｔにおいて必ず部品は交換されると仮定すると、平均の交換時間τは、時間ｔ＝０から時間ｔ＝Ｔに至るまでのＲ（ｔ）の積分値となる。つまり、平均の交換時間τは、図３９（ｂ）において斜線が施された部分の面積となる。
【０１５６】
従って、τは以下の式で示す事ができる。
τ＝｛１−ｅｘｐ（−λＴ）｝／λ
単位時間あたりの交換回数は、τの逆数として示されるため、以下の式で示される。
【０１５７】
１／τ＝λ／｛１−ｅｘｐ（−λＴ）｝
上記の式において、１／τは年間交換回数に該当し、λは、（各診断方法の故障部位別年間故障徴候検出回数＋各診断方法の故障部位別年間故障徴候見落回数）に該当し、Ｔは交換部品の使用期間に該当する。
【０１５８】
次に、保全方式別の故障部位別修復コストと保全方式別の年間交換回数を掛算する事により、保全方式別の故障部位別年間修復コストを算出する。図４０（ｃ）に、保全方式別の故障部位別修復コスト（図４０（ａ）に示す）と保全方式別の年間回数（図４０（ｂ）に示す）から算出された保全方式別の故障部位別年間修復コストの一例を示す。
【０１５９】
さらに、スペアを保管するためには保管代金が必要であるため、このスペアの年間保管代金を算出し、それを修復コストに反映させる。スペアの年間保管代金は、スペア１つあたりの年間保管代金を収集し、その１つ当りの年間保管代金に必要なスペア台数を掛算する事により算出することができる。図４１（ｃ）に、スペアの年間保管代金（図４１（ａ）に示す）と、スペア台数（図４１（ｂ）に示す）から算出された年間スペア保管代金の一例を示す。
【０１６０】
続いて、先に算出された保全方式別の故障部位別年間修復コストを、保全方法別に合計し、その合計値に算出された年間スペア保管代金を加算することによって、保全方式別の年間修復コストを算出する。図４２（ｃ）に、保全方式別の故障部位別年間修復コスト（図４２（ａ）に示す）と、年間スペア保管代金（図４１（ｂ）に示す）とから算出された保全方式別の年間修復コストの一例を示す。
【０１６１】
さらに、各保全方式の導入コストを収集し、その導入コストをその保全方式の償却期間で除算することにより、各保全方式の１年当りの導入コストを算出する。図４３（ｃ）に、各保全方式の導入コスト（図４３（ａ）に示す）と、その保全方式の償却期間（図４３（ｂ）に示す）とから算出された各保全方式の１年当りの導入コストの一例を示す。
【０１６２】
最後に、保全方式ごとに、年間修復コスト、年間生産ロスコスト、及び１年あたりの導入コストを加算する事により、各保全方式のトータルコストを算出する。図４４（ｃ）に、今まで算出された、保全方式ごとの年間修復コスト（図４４（ａ）に示す）、年間生産ロスコスト（図４４（ｂ）に示す）、及び１年あたりの導入コスト（図４４（ｃ）に示す）を合計する事によって算出されたトータルコストの一例を示す。さらに、保全方式比較部１８は、以上のようにして算出された各保全方式についてのトータルコストを比較するグラフを作成する。図４５に、作成されるグラフの一例を示す。図４５において、保全方式１から５のそれぞれについてのトータルコストの算出結果を棒グラフで示している。図４５から、設備に現状している保全方式５、つまり事後保全は、最もコストが高くなっている事が分かる。また、保全方式１から４の現状以外の保全方式のうちでは、保全方式１、つまり、振動系監視ユニット及び電力系監視ユニットを用いて故障徴候を検出する保全方式を採用すると、最も低コストとなると予測されている事が分かる。
【０１６３】
このように、設備保全コスト評価装置１０によれば、現状の保全方式及び他の保全方式について、現実的にリスク及びコストを算出ことが可能となる。
また、修復作業時間、スペア代金等、リスク及びトータルコストの算出に用いられる収集データが変化する毎、或いは定期的に、リスク及びトータルコストを算出し、算出されたリスク及びトータルコストを算出日時と共に格納手段に蓄積する事により、リスクとコストの時間的変化を監視することも可能である。
【０１６４】
上記において説明した設備保全コスト評価装置１０は、コンピュータを用いて構成することができる。以下、コンピュータの構成について、図４６を用いて説明する。
【０１６５】
図４６に示すようにコンピュータ２０は、ＣＰＵ２１、メモリ２２、入力装置２３、出力装置２４、外部記憶装置２５、媒体駆動装置２６、及びネットワーク接続装置２７を備え、それらはバス２８により互いに接続されている。
【０１６６】
メモリ２２は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  ＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等を含み、処理に用いられるプログラムとデータを格納する。設備保全コスト評価装置１０を構成する情報収集部１１、リスク評価部１６、トータルコスト算出部１７、保全方式比較部１８は、コンピュータ２０のメモリ２２の特定のプログラムコードセグメントにプログラムとして格納される。なお、設備保全コスト評価装置１０によって行われる処理は、図を用いて既に説明した。
【０１６７】
ＣＰＵ２１は、メモリ２２を利用して上述のプログラムを実行することにより、必要な処理を行う。
入力装置２３は、例えば、キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネル等であり、ユーザからの指示や情報の入力に用いられる。出力装置２４は、例えば、ディスプレイやプリンタ等であり、コンピュータのユーザへの問い合わせ、処理結果等の出力に用いられる。出力装置２４は、出力部１９に相当する。
【０１６８】
外部記憶装置２５は、例えば、磁気ディスク装置、光ディスク装置、光磁気ディスク装置等である。外部記憶装置２５は、対象設備情報テーブル１２、故障情報テーブル１３、保全方式情報テーブル１４及び保全効果−検出確率対応テーブル１５を実現する。また、上述のプログラムをコンピュータ２０の外部記憶装置２５に保存しておき、必要に応じて、それらをメモリ２２にロードして使用することもできる。
【０１６９】
媒体駆動装置２６は、可搬記録媒体２９を駆動し、その記録内容にアクセスする。可搬記録媒体２９としては、メモリカード、メモリスティック、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、光ディスク、光磁気ディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ）等、任意のコンピュータ読み取り可能な記録媒体が用いられる。この可搬記録媒体２９に上述のプログラムを格納しておき、必要に応じて、それをコンピュータ２０のメモリ２２にロードして使用することもできる。
【０１７０】
ネットワーク接続装置２７は、ＬＡＮ、ＷＡＮ等の任意のネットワークＮ（回線）を介して外部の装置を通信し、通信に伴うデータ変換を行う。また、必要に応じて、上述のプログラムを外部の装置から受け取り、それをコンピュータ２０のメモリ２２にロードして使用することもできる。
【０１７１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態及び変形例に限定されるものではなく、その他の様々な変更が可能である。
【０１７２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、設備保全コスト評価において、より現実的にリスク及びコストを算出し、これらによって保全方式の評価を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理図である。
【図２】設備保全コスト評価装置の構成図である。
【図３】対象設備情報テーブルに格納されるデータ項目の一例を示す図である。
【図４】故障情報テーブルに格納されるデータ項目の一例を示す図である。
【図５】保全方式情報テーブルに格納されるデータ項目の一例を示す図である。
【図６】保全効果−検出確率対応テーブルの一例を示す図である。
【図７】設備保全コストの評価処理の流れを示す図である。
【図８】リスク評価のデータフローを示す図である。
【図９】複数の独立な保全による検出確率の合成を説明する図である。
【図１０】リスクランキングの効果を説明する図である。
【図１１】トータルコストの算出処理の流れを示す図である。
【図１２】個々の故障に対する保全と、それらの組合せとしての保全方式を説明する図である。
【図１３】劣化検出のモデルを示す図である。
【図１４】トータルコスト算出のデータフローを示す図である。
【図１５】トータルコストの比較例を示す図である。
【図１６】送風機の保全設備の一例を示す図である。
【図１７】送風機の部位別の故障率の算出を説明する図である。
【図１８】送風機の部位別故障率の算出結果の一例を示す図である。
【図１９】故障部位別の故障徴候見落回数の算出を説明する図である。
【図２０】故障部位ごとのスペアにかかる費用の例を示す図である。
【図２１】故障部位別修復作業費の算出を説明する図である。
【図２２】故障部位別の修復コストの算出を説明する図である。
【図２３】故障１回当りの生産ロスコストの算出を説明する図である。
【図２４】故障１回当りのロスの算出を説明する図である。
【図２５】故障要因別のリスクの算出を説明する図である。
【図２６】各部位について、故障発生回数と故障１回当りのロスとの関係を示す図である。
【図２７】各部位について、故障発生回数とリスクの関係を示す図である。
【図２８】各診断方法の故障部位別の故障徴候検出確率の取得を説明する図である。
【図２９】各診断方法の故障部位別の年間故障徴候検出回数の算出を説明する図である。
【図３０】各診断方法の故障部位別の年間故障徴候見落回数の算出を説明する図である。
【図３１】送風機の台数を考慮した、各診断方法の故障部位別の年間故障徴候検出回数の算出を説明する図である。
【図３２】送風機の台数を考慮した、核診断方法の故障部位別の年間故障徴候見落回数の算出を説明する図である。
【図３３】故障徴候検出１回当りの生産ロスコストの算出を説明する図である。
【図３４】故障１回当りの生産ロスコストの算出を説明する図である。
【図３５】故障徴候検出時及び故障発生時部位別の、診断方法別年間生産ロスコスト並びにそれらの和である故障部位別診断方法別年間生産ロスコストの算出結果の一例を示す図である。
【図３６】故障部位別診断方法別平均修復時間の算出を説明する図である。
【図３７】故障部位別診断方法別修復コストの算出を説明する図である。
【図３８】診断方法別年間交換回数の算出を説明する図である。
【図３９】年間交換回数の推定を説明する図である。
【図４０】故障部位別診断方法別年間修復コストの算出を説明する図である。
【図４１】スペア台数を考慮した、年間スペア保管代の算出を説明する図である。
【図４２】診断方法別年間修復コストの算出を説明する図である。
【図４３】診断方法別１年あたりの導入コストの算出を説明する図である。
【図４４】各保全方式のトータルコストの算出を説明する図である。
【図４５】各診断方法のトータルコストと年間故障徴候検出回数を示す図である。
【図４６】コンピュータの構成図である。
【符号の説明】
１  設備保全コスト評価装置
２  情報収集手段
３  リスク評価手段
４  トータルコスト算出手段
５  保全方式比較手段
１０  設備保全コスト評価装置
１１  情報収集部
１２  対象設備情報テーブル
１３  故障情報テーブル
１４  保全方式テーブル
１５  保全効果−検出確率対応テーブル
１６  リスク評価部
１７  トータルコスト算出部
１８  保全方式比較部
１９  出力部
２０  コンピュータ
２１  ＣＰＵ
２２  メモリ
２３  入力装置
２４  出力装置
２５  外部記憶装置
２６  媒体駆動装置
２７  ネットワーク接続装置
２８  バス
２９  可搬記録媒体
Ｓ  ステップ
【図１】
2004152017.tif 000030
【図２】
2004152017.tif 000031
【図３】
2004152017.tif 000032
【図４】
2004152017.tif 000033
【図５】
2004152017.tif 000034
【図６】
2004152017.tif 000035
【図７】
2004152017.tif 000036
【図８】
2004152017.tif 000037
【図９】
2004152017.tif 000038
【図１０】
2004152017.tif 000039
【図１１】
2004152017.tif 000040
【図１２】
2004152017.tif 000041
【図１３】
2004152017.tif 000042
【図１４】
2004152017.tif 000043
【図１５】
2004152017.tif 000044
【図１６】
2004152017.tif 000045
【図１７】
2004152017.tif 000046
【図１８】
2004152017.tif 000047
【図１９】
2004152017.tif 000048
【図２０】
2004152017.tif 000049
【図２１】
2004152017.tif 000050
【図２２】
2004152017.tif 000051
【図２３】
2004152017.tif 000052
【図２４】
2004152017.tif 000053
【図２５】
2004152017.tif 000054
【図２６】
2004152017.tif 000055
【図２７】
2004152017.tif 000056
【図２８】
2004152017.tif 000057
【図２９】
2004152017.tif 000058
【図３０】
2004152017.tif 000059
【図３１】
2004152017.tif 000060
【図３２】
2004152017.tif 000061
【図３３】
2004152017.tif 000062
【図３４】
2004152017.tif 000063
【図３５】
2004152017.tif 000064
【図３６】
2004152017.tif 000065
【図３７】
2004152017.tif 000066
【図３８】
2004152017.tif 000067
【図３９】
2004152017.tif 000068
【図４０】
2004152017.tif 000069
【図４１】
2004152017.tif 000070
【図４２】
2004152017.tif 000071
【図４３】
2004152017.tif 000072
【図４４】
2004152017.tif 000073
【図４５】
2004152017.tif 000074
【図４６】
2004152017.tif 000075