(57)【要約】【課題】交換（補修）部品の必要時期と必要量とを高精度に予測する。【解決手段】消耗した部品の補修実績を示す補修状況データ１０と、前記消耗した部品の交換部品への取替実績を示す取替実績データ３０とに基づいて、部品の消耗に関する予測を行い、前記予測の結果に基づいて、前記交換部品の必要量と必要時期を求める。前記部品は、前記部品の消耗の程度が設定値を超えない範囲では補修され、前記部品の消耗の程度が前記設定値を超えたときに交換部品に取り替えられ、前記補修状況データには、前記部品の消耗の程度の時間的変化を示すデータが含まれる。【選択図】　図１
2004110572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
消耗した部品の補修実績を示す補修状況データと、前記消耗した部品の交換部品への取替実績を示す取替実績データとに基づいて、部品の消耗に関する予測を行い、前記予測の結果に基づいて、前記交換部品の必要量と必要時期を求める
部品生産計画支援装置。
【請求項２】
請求項１記載の部品生産計画支援装置において、
前記部品は、前記部品の消耗の程度が設定値を超えない範囲では補修され、前記部品の消耗の程度が前記設定値を超えたときに交換部品に取り替えられ、
前記補修状況データには、前記部品の消耗の程度の時間的変化を示すデータが含まれる
部品生産計画支援装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の部品生産計画支援装置において、
前記部品は、前記部品の消耗の程度が設定値を超えない範囲では補修され、前記部品の消耗の程度が前記設定値を超えたときに交換部品に取り替えられ、
前記取替状況データには、前記交換部品に取り替えられた時期の履歴を示すデータが含まれる
部品生産計画支援装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の部品生産計画支援装置において、
前記補修状況データには、前記部品の部位毎の補修実績を示すデータが含まれる
部品生産計画支援装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に部品生産計画支援装置において、
前記交換部品の必要量には、新規に受注された製品用の前記部品の数が加算される
部品生産計画支援装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の部品生産計画支援装置において、
前記交換部品の必要量には、既に在庫がある前記部品の数が減算される
部品生産計画支援装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の部品生産計画支援装置において、
前記部品は、ガスタービンプラントのブレード動翼、静翼、燃焼器尾筒、燃焼器内筒、ノズルを含む高温部品であり、
前記部品の消耗には、亀裂、打痕、減肉、欠損、剥離が含まれる
部品生産計画支援装置。
【請求項８】
請求項７記載の部品生産計画支援装置において、
前記補修状況データには、前記部品の消耗の程度を示すデータとして、単一の前記部品毎の、前記亀裂の数と長さを示すデータと、前記打痕の数と面積を示すデータと、前記減肉の数と面積を示すデータと、前記欠損の数と面積と体積を示すデータと、前記剥離の数と面積を示すデータとが含まれる
部品生産計画支援装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品生産計画支援装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
火力発電プラント、原子力発電プラント、化学プラント、輸送機、各種工場の構造を形成する構造体、配管等は、破損、亀裂、剥離、磨耗などについて検査員による定期検査が行われ、その検査の結果、取替えが必要と判断された部品は、補修品と交換される。
【０００３】
ここで、例えば、ガスタービンプラントにおける１５００℃程度の高温に晒されるホットパーツと呼ばれる高温部品（燃焼器やガスタービンの翼等）に関しても、定期検査工事の結果、取り替えが必要と判断された場合には、補修品と交換する作業が行われる。
【０００４】
これまでのガスタービンプラントの高温部品関連の補修品に関しては、定期検査工事が始まって、実際に高温部品を検査して初めて交換する必要性などが判明し、その交換の必要があると判明した時期から補修品の製作を開始していた。
【０００５】
定期検査の期間（交換が必要な部品を補修品に取り替る期間を含む）中は、ガスタービンプラントの運転が停止されるため、運転停止期間を短くするため、補修品の製造納期は、短く設定される。
【０００６】
交換の必要性が判明してからの製造では間に合わない場合には、現在ある在庫（例えば、次の新規ガスタービンプラント用に用意されていたもの）を補修品として引き当てていた。そのため、製造管理及び在庫管理が混乱するおそれがあった。
【０００７】
また、予め用意しておく補修品の在庫数については、経験と勘に頼らざるを得ず、在庫が増加してしまうおそれがある。
【０００８】
特開平１１−１４１３５２号公報には、次のガスタービン高温部品の保守管理装置が開示されている。圧縮機で圧縮された空気に燃焼器で燃料を加えて発生させた高温の燃焼ガスによりタービンを回転させ、発電機を駆動するガスタービンの高温の燃焼ガスの流路に位置し、タービンの起動停止に伴う負荷変動や高温環境下でのクリープによる損傷を受ける燃焼器や動静翼といったガスタービン高温部品において、部品をいくつかの部位に分け、点検時に次回点検時の各部位ごとの損傷度を、実機検査データを用いた傾向解析および構造解析をもとにした損傷評価により推定し、別に定められた限界損傷値を越えると予想された部位のみに補修の指示を与えることを特徴とするものである。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−１４１３５２号公報（図７、図１１）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、製造管理を行い易くする部品生産計画支援装置を提供することである。
本発明の他の目的は、在庫管理を行い易くする部品生産計画支援装置を提供することである。
本発明の更に他の目的は、製造管理や在庫管理を行い易くする部品生産計画支援装置を提供することである。
本発明の更に他の目的は、交換（補修）部品の必要時期と必要量とを高精度に予測することのできる部品生産計画支援装置を提供することである。
本発明の更に他の目的は、ガスタービンプラントの高温部品の交換（補修）部品の必要時期と必要量とを高精度に予測することのできる部品生産計画支援装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の部品生産計画支援装置は、消耗した部品の補修実績を示す補修状況データと、前記消耗した部品の交換部品への取替実績を示す取替実績データとに基づいて、部品の消耗に関する予測を行い、前記予測の結果に基づいて、前記交換部品の必要量と必要時期を求める。
【００１２】
本発明の部品生産計画支援装置において、前記部品は、前記部品の消耗の程度が設定値を超えない範囲では補修され、前記部品の消耗の程度が前記設定値を超えたときに交換部品に取り替えられ、前記補修状況データには、前記部品の消耗の程度の時間的変化を示すデータが含まれる。前記部品の消耗の程度には、亀裂の数・長さや打痕の数・面積、減肉の数・面積、欠損の数・面積・体積、剥離の数・面積が含まれる。
【００１３】
本発明の部品生産計画支援装置において、前記部品は、前記部品の消耗の程度が設定値を超えない範囲では補修され、前記部品の消耗の程度が前記設定値を超えたときに交換部品に取り替えられ、前記取替状況データには、前記交換部品に取り替えられた時期の履歴を示すデータが含まれる。取替時期の履歴には、或る部品が過去に複数回交換部品に取り替えられた時期のデータが含まれる。
【００１４】
本発明の部品生産計画支援装置において、前記補修状況データには、前記部品の部位毎の補修実績を示すデータが含まれる。
【００１５】
本発明の部品生産計画支援装置において、前記交換部品の必要量には、新規に受注された製品用の前記部品の数が加算される。
【００１６】
本発明の部品生産計画支援装置において、前記交換部品の必要量には、既に在庫がある前記部品の数が減算される。
【００１７】
本発明の部品生産計画支援装置において、前記部品は、ガスタービンプラントのブレード動翼、静翼、燃焼器尾筒、燃焼器内筒、ノズルを含む高温部品であり、前記部品の消耗には、亀裂、打痕、減肉、欠損、剥離が含まれる。
【００１８】
本発明の部品生産計画支援装置において、前記補修状況データには、前記部品の消耗の程度を示すデータとして、単一の前記部品毎の、前記亀裂の数と長さを示すデータと、前記打痕の数と面積を示すデータと、前記減肉の数と面積を示すデータと、前記欠損の数と面積と体積を示すデータと、前記剥離の数と面積を示すデータとが含まれる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明による部品生産計画支援装置の一実施形態を説明する。
【００２０】
本実施形態は、ガスタービンプラントの高温部品の生産計画を支援するシステムである。ここで、ガスタービンプラントの高温部品とは、主として、ブレード動翼、ブレード静翼、燃焼器尾筒、燃焼器内筒、ノズル等である。
【００２１】
図１は、本実施形態に係るガスタービンプラントの高温部品の生産計画支援装置の全体構成を示すブロック図である。高温部品の補修状況を示すデータ１０と、高温部品の取替状況を示すデータ３０とがデータベース２０に格納される。
【００２２】
予測ソフトウェア４０は、データベース２０に格納された補修状況を示すデータ１０と取替状況を示すデータ３０とに基づいて、各高温部品の消耗（亀裂、打痕、減肉、欠損、剥離）に関するシミュレーションを行い、或る時期までに必要となると予測される各高温部品の補修品の数を算出する。その予測された各高温部品の補修品の数を示すデータ５０が予測ソフトウェア４０によって求められる。
【００２３】
図２及び図３に示す補修状況に関するデータ１０がデータベース２０に格納される。
【００２４】
データベース２０に格納される高温部品の補修状況のデータ１０のうち図２に示すデータは、各補修時期（定期検査時期）毎に、各高温部品に、亀裂、打痕、減肉、欠損、剥離がどのような状態で存在したかを示すものである。
【００２５】
例えば、図２の一番上の行に示すように、Ａプラントの型式５０１Ｆの或るブレード動翼に関して、その動翼はタービンの何段目に配され（「段数」）、その材料が何であるか（「材質」）と共に、対象とされている個数（「数量」）、亀裂の個数と長さ、打痕の個数と面積、減肉の個数と面積、欠損の個数と面積と体積、剥離の個数と面積、補修時期（本例では、２０００年７月１０日）の各データがデータベース２０に格納される。
【００２６】
上記において、対象とされている個数（「数量」）は、翼のそれぞれについてのデータを管理した方が後述する予測の段階で高精度な予測が行えるので、原則として１個とされる。
【００２７】
データベース２０に格納される高温部品の補修状況のデータ１０は、図２に示した態様よりも更に詳細な、各部品の部位毎のデータとすることができる。図４を参照して、具体的に説明する。
【００２８】
図４において、符号５は、ガスタービンのブレード動翼を示している。ブレード動翼５は、チップ部３１、翼前縁部３２、翼面部３３、前縁部翼付根部３４、後縁ハブ部３５、プラットフォーム上面部３６、プラットフォーム側面部３７、翼根部３８に分類される。
この場合、補修状況のデータ１０としては、例えば、翼前縁部３２に長さ１０ｍｍの亀裂Ｋが１つ有るとして記録される。
【００２９】
データベース２０に格納される高温部品の補修状況のデータのうち図３に示すデータは、１つの高温部品（例えば、ブレード動翼）に関する亀裂の数の時間的変化を示すものである。
【００３０】
図３に示す例では、例えば１年毎に定期検査が行われるものとする。或る動翼は、設置された後、時間の経過と共に亀裂の数が増加し、１回目の定期検査時（設置後１年後：符号ａ）において補修が行われる結果、亀裂の数は０に戻る。その１回目の定期検査が行われた後にも時間の経過と共に亀裂の数が増加し、２回目の定期検査時（１回目の定期検査の１年後：符号ｂ）において補修が行われる結果、亀裂の数は０に戻る。１年目の符号ａの時期に生じていた亀裂の数よりも、２年目の符号ｂの時期に生じていた亀裂の数の方が多い。
【００３１】
このように、毎年の定期検査が行われても、各定期検査時に検出される亀裂の数は、年々増えていき（符号ｃ、ｄ、ｅ参照）、亀裂の数が設定値（限界値）に達したとき（符号ｆ）に、その動翼は、補修での対応ではなく、補修品と交換される。
【００３２】
予測ソフトウェア４０は、各定期検査時の亀裂の数の増加傾向から、将来的にいつの時点で亀裂の数が設定値（限界値）に達するか、すなわち、その動翼の取替時期を予測することができる。図３では、現在がｅの時点であり、今までのａ〜ｅ時点での亀裂数の増加傾向から、将来のｆ時点では亀裂数が限界数を超えると見込まれるため、取替時期はｆ時点であるとの予測が行える。
【００３３】
図３では、亀裂の数についてのデータ例を示したが、打痕の数、減肉の数、欠損の数、剥離の数に関しても同様のデータ（図示は省略する）がデータベース２０に格納される。
【００３４】
また、図５および図６に示す取替状況を示すデータ３０がデータベース２０に格納される。
【００３５】
データベース２０に格納される高温部品の取替状況のデータ３０のうち図５に示すデータは、各取替時期毎に、各高温部品を取り替えた数を示すものである。図５の一番上の行には、Ａプラントの型式（５０１Ｆ）のガスタービンのブレード動翼は、１９９７年１２月１０日に２個取り替えられたことが記録されている。
【００３６】
データベース２０に格納される高温部品の取替状況のデータ３０のうち図６に示すデータは、或る高温部品についての取替時期がいつであったかを示すデータである。図６では、縦軸は取替えの有無を示し、取替えがあったときにパルス状に縦線が立つように表示される。
【００３７】
図６に示される取替えが行われる時期（例えば時点Ａ）は、図３に示される取替えが行われる時期（時点ｆ）に対応している。図６において、取替時期と取替時期の間では、各定期点検時期に補修が行われている。
【００３８】
図６の例では、或る高温部品は、時期Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに取り替えられたことを示している。各時期Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、それぞれ例えば図３に示すように限界値を超える等との判定が行われた結果に基づいて決定されるため、必ずしも一定期間毎とされる訳ではない。
【００３９】
予測ソフトウェア４０は、図６の例では、現在がＤの時点であり、今までのＡ〜Ｄの各時点が取り換え時期となった実績（取り換え時期同士の期間）から、将来のＥ時点が取替時期となるとの予測が行える。
【００４０】
予測ソフトウェア４０では、各高温部品の補修品の数を予測する際に、補修状況のデータ１０及び取替状況を示すデータ３０の両方を用いることで、いずれか一方を用いる場合に比べて、誤差の影響を低減でき、予測精度が高まる。予測ソフトウェア４０において各高温部品の補修品の数の予測を行う際には、補修状況のデータ１０及び取替状況を示すデータ３０のそれぞれに適切な重み付けが付けられた上で演算が行われる。予測ソフトウェア４０としては、市販のものを使用することができる。
【００４１】
図１に示すように、予測ソフトウェア４０によるシミュレーション演算の結果として得られた、各高温部品の補修品の予測数（データ５０）には、受注された（又は受注予定の）新規のガスタービンプラントに必要な高温部品（補修品ではない）の数（符号５１）が加算される一方、既に在庫がある補修品の数（符号５２）が減算される。これにより、製作すべき補修品の数が高精度に求まる。
【００４２】
本実施形態では、客先のプラントの補修状況に基づいて、事前に、今後の補修部品の必要時期と必要量を予測する。補修状況としては、標準として、亀裂の数、亀裂の長さを時間経過に沿ってデータ化したものが使用される。更に、剥離、欠損、減肉、打痕についても同様のデータに基づいて、補修状況を予測することができる。更に、過去に補修品に取り換えた実績（取替状況）を加味することができる。
【００４３】
補修状況、取替状況共に、上記の項目に関して、型式、機種、段別、材料の観点からデータベースを持ち、そのデータを用いて今後の補修部品の必要時期と必要量を予測する。本システムから得られた結果である必要補修量に対して、本社からの受注情報を追加して、実際の生産計画とする。更には、工場にある在庫の情報に基づいて、製作量を減らし、実際の生産計画とする。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、交換（補修）部品の必要時期と必要量とを高精度に予測することのできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の部品生産計画支援装置の一実施形態の全体構成のブロック図である。
【図２】図２は、本発明の部品生産計画支援装置の一実施形態で用いられる補修状況データベースを示す図である。
【図３】図３は、本発明の部品生産計画支援装置の一実施形態で用いられる部品の亀裂の数の時間的変化との関係を示す図である。
【図４】図４は、本発明の部品生産計画支援装置の一実施形態で用いられる補修状況データベースに入力される部品の部位毎の補修状況を説明するための図である。
【図５】図５は、本発明の部品生産計画支援装置の一実施形態で用いられる取替情報のデータベースを示す図である。
【図６】図６は、本発明の部品生産計画支援装置の一実施形態で用いられる部品の取替え時期を示す図である。
【符号の説明】
５　ブレード動翼
１０　補修状況データ
２０　データベース
３０　取替状況データ
３１　チップ部
３２　翼前縁部
３３　翼面部
３４　前縁部翼付根部
３５　後縁ハブ部
３６　プラットフォーム上面部
３７　プラットフォーム側面部
３８　翼根部
４０　予測ソフトウェア
【図１】
2004110572.tif 000003
【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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