(57)【要約】【課題】保守コストを精度よく見積もることが可能で、部品の交換時期をコストの面でも適切に定め得るタービンの保守支援システムを提供する。【解決手段】多くの部品の製作、運転、補修、点検の各実績を記録したデータベース（１０）と、個々の部品の補修に要するコストを算出するための計算式（４０ａ）を設定する設定部（４０）と、補修または交換をした後の運転での個々の部品の損傷状況を算出するための計算式（５０ａ）を設定する設定部（５０）と、計算式（４０ａ）によって補修コストを算出するとともに、計算式（５０ａ）によって損傷状況を算出する評価部（６０）と、保守方法を決定する決定部（７０）とで、保守システムを構成する。決定部（７０）は、評価部（６０）が算出したコストを用いて将来の所定期間にわたる累積コストを求め、累積コストが最小になるように、交換または補修を選択する。補修方法が複数ある部品については、採用可能な全ての方法のコストを考慮する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンの保守支援システムにおいて、
タービンを構成する複数の部品の製作実績、運転実績、補修実績および点検実績を記憶する実績記憶手段と、
実績記憶手段が記憶している製作実績、運転実績、補修実績および点検実績に基づいて、部品を補修する場合のコストを算出するための計算式を部品ごとに設定する計算式設定手段と、
１つの部品の損傷状況を与えられ、その部品の製作実績、運転実績および補修実績を実績記憶手段から読み出して、その部品を補修する場合のコストを損傷状況、製作実績、運転実績および補修実績を用いて計算式設定手段が設定した計算式によって求めるとともに、その部品を同種の部品に交換する場合のコストを求めるコスト評価手段と、
コスト評価手段が求めた補修する場合のコストと交換する場合のコストに基づいて、その部品を交換すべき時期を決定する交換時期決定手段を備えることを特徴とする保守支援システム。
【請求項２】
タービンの保守方法において、
複数の補修方法がある部品について、将来の複数回の定期点検における、同種の部品に交換する場合のコストと、複数の補修方法のうちその時点で採用可能なものの各々によって補修する場合のコストを求めて、交換する場合と補修する場合の全ての組み合わせについて複数の定期点検でのコストの総和を算出し、コストの総和が最小になる組み合わせに従って、各定期点検に際して交換または補修を行うことを特徴とする保守方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はタービンの保守を支援するシステムおよび保守方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発電施設、エンジン等に用いられるタービンは、回転軸、回転軸に取り付けられた動翼、回転軸を支持する軸受け等、多種多様な部品で構成されるが、苛酷な条件下で運転されるため、部品が損傷し易い。タービンの性能を維持するには保守が不可欠であるが、稼働率を高く保ち、かつ低コストで保守を行うためには、長期的な保守計画を立てることが必要である。そこで、運転実績や補修実績に基づいて部品の余寿命を予測して、部品の補修時期や交換時期を決定する保守支援システムが種々提案されている。例えば、特開２００２−２９７７１０号公報では、火力ガスタービンを用いるプラントの保守支援システムが開示されている。
【０００３】
このような支援システムを利用すれば、余寿命が同程度の複数の部品を一度に補修したり交換したりすることができて、稼働率の低下を最小限に抑えることが可能であり、部品の補修や交換を行うごとに必要になるタービンの分解や組み立て等の作業も少なくなって、人的コストが抑えられる。また、複数の部品の交換時期を揃えるために、損傷した部品にどの程度の補修を施せばよいかを知ることもできる。
【０００４】
【特許文献１】
【０００５】特開２００２−２９７７１０号公報
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の支援システムでは、補修に要するコストを部品や補修方法に応じてあらかじめ定めており、補修のコストを細かく見積もることはしていない。また、補修が不可能な部品が生じるまで、補修によって各部品の余寿命をできるだけ長くするようにしており、補修に要するコストと交換に要するコストを考慮して交換時期を決定するようにはしていない。このため、決定した交換時期はコストの面では必ずしも適切でなく、補修を頻繁に行うことになって、早めに部品を交換する場合よりも長期的な保守コストが高くなるという事態が生じる。
【０００６】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、保守コストを精度よく見積もることが可能で、部品の交換時期をコストの面でも適切に定め得るタービンの保守支援システムおよび保守方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、タービンの保守支援システムは、タービンを構成する複数の部品の製作実績、運転実績、補修実績および点検実績を記憶する実績記憶手段と、実績記憶手段が記憶している製作実績、運転実績、補修実績および点検実績に基づいて、部品を補修する場合のコストを算出するための計算式を部品ごとに設定する計算式設定手段と、１つの部品の損傷状況を与えられ、その部品の製作実績、運転実績および補修実績を実績記憶手段から読み出して、その部品を補修する場合のコストを損傷状況、製作実績、運転実績および補修実績を用いて計算式設定手段が設定した計算式によって求めるとともに、その部品を同種の部品に交換する場合のコストを求めるコスト評価手段と、コスト評価手段が求めた補修する場合のコストと交換する場合のコストに基づいて、その部品を交換すべき時期を決定する交換時期決定手段を備えるものとする。
【０００８】
この支援システムでは、部品の補修に要するコストを計算式によって算出する。計算式は、部品の製作実績、運転実績、補修実績および点検実績に基づいて設定され、したがって、同種の部品であっても、例えば、製造時のロットが異なるもの、運転時間が異なるもの、補修回数が異なるもの、損傷の程度が異なるもの等で、求めた補修のコストは相違する。これにより、保守コストを精度よく見積もることができる。また、この支援システムでは、部品を交換しない場合のコストと交換する場合のコストの双方を考慮して、部品の交換時期を決定する。これにより、長期的な保守コストを抑えることが容易になる。
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明ではまた、タービンの保守方法は、複数の補修方法がある部品について、将来の複数回の定期点検における、同種の部品に交換する場合のコストと、複数の補修方法のうちその時点で採用可能なものの各々によって補修する場合のコストを求めて、交換する場合と補修する場合の全ての組み合わせについて複数の定期点検でのコストの総和を算出し、コストの総和が最小になる組み合わせに従って、各定期点検に際して交換または補修を行うものとする。
【００１０】
部品の製作コストは補修コストに比べて大きいが、その一方で、交換後の新たな部品は、しばらくは補修を必要とせず、補修が必要になる場合でもそのコストは低い。また、部品の補修方法が複数ある場合、補修後の損傷の進行具合は補修方法によって相違し、補修に要するコストも補修方法によって相違する。上記の保守方法は、これらの点を考慮に入れたもので、長期的な保守コストを確実に抑えることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態であるタービンの保守支援システムについて、図面を参照しながら説明する。本実施形態の保守支援システム１の構成を図１に模式的に示す。保守支援システム１は、実績データベース（ＤＢ）１０、補修方法データベース２０、交換部品データベース３０、コスト計算式設定部４０、損傷計算式設定部５０、コスト・損傷評価部６０、および保守方法決定部７０より成る。保守支援システム１は、例えば、演算装置、記憶装置および入出力装置を備えるコンピュータによって実現される。
【００１２】
実績データベース１０は、タービンを構成する多くの部品の製作実績、運転実績、補修実績、および点検実績を記憶しており、各実績のデータベース１１、１２、１３、１４に分類される。製作実績には、例えば、製作日時、製作の際に用いた設計図の番号、製作の際のロット番号が含まれる。運転実績には、例えば、部品がタービンに取り付けられた後のタービンの起動日時、停止日時、運転温度、回転軸の回転数が含まれる。補修実績には、例えば、補修を施した部位、補修を施した日時、補修の方法が含まれる。また、点検実績には、例えば、点検を行った日時、点検の方法、検出された損傷の状況が含まれる。
【００１３】
補修方法データベース２０は、多くの部品の補修方法を記憶している。徹底した補修方法、簡易な補修方法等、複数の補修方法が記憶されている部品もある。交換部品データベース３０は、多くの新たな部品の製作実績と製作コストを記憶している。
【００１４】
コスト計算式設定部４０は、補修に要するコストを算出するためのコスト計算式４０ａを、部品の種類ごとに設定する。コスト計算式４０ａは、補修の方法、製作履歴、運転履歴、補修履歴、および損傷の状況をパラメータとする関数として表される。コスト計算式設定部４０は、補修の方法を補修方法データベース２０から読み出し、製作、運転、補修の各履歴、および損傷の状況をそれぞれ実績データベース１０の製作、運転、補修、点検のデータベース１１〜１４から読み出して、コスト計算式４０ａの設定に用いる。
【００１５】
損傷計算式設定部５０は、部品を補修または交換した後のタービンの運転でその部品に生じる損傷の状況を算出するための損傷計算式５０ａを、部品の種類ごとに設定する。損傷計算式５０ａも、補修の方法、製作履歴、運転履歴、補修履歴、および損傷の状況をパラメータとする関数として表される。損傷計算式設定部５０も、補修の方法を補修方法データベース２０から読み出し、製作、運転、補修の各履歴、および損傷の状況を実績データベース１０から読み出して、損傷計算式５０ａの設定に用いる。
【００１６】
コスト・損傷評価部６０は、点検によって発見された部品の損傷状況１４ａを入力され、その部品の製作履歴１１ａ、運転履歴１２ａ、補修履歴１３ａを実績データベース１０から読み出して、これらを用いてコスト計算式４０ａに従ってその部品の補修に要するコストを算出する。部品の補修方法が複数あるときは、全ての補修方法についてコストを算出する。コスト・損傷評価部６０はまた、その部品を交換する場合の新たな部品のコストを交換部品データベース３０から読み出す。
【００１７】
コスト・損傷評価部６０はさらに、部品を補修または交換した後に生じる損傷の状況を損傷計算式５０ａに従って算出する。複数の補修方法があるときは、全ての補修方法について損傷状況を算出する。交換部品データベース３０に製作実績が異なる同種の新たな部品があるときも、それらの全てについて損傷状況を算出する。
【００１８】
コスト・損傷評価部６０は、補修に要するコストとその補修後の損傷状況を算出した後、算出した損傷状況を用いてコストと損傷状況の算出を繰り返し、将来の複数回の補修のコストを求める。部品を交換する場合も、同様にして、将来の複数回の補修のコストを求める。
【００１９】
部品を交換しない場合のコストの推移の例を図２（ａ）に示し、部品を交換する場合のコストの推移の例を図２（ｂ）に示す。図２（ａ）、（ｂ）において、Ａは現時点を表し、Ｃ１、Ｃ２はコスト計算式４０ａによって算出したコストを連ねた曲線である。図２（ｂ）には、交換する新たな部品の製作コストも含まれる。通常、部品を交換しない場合（図２（ａ））は、補修のコストが次第に増大するのに対し、部品を交換する場合（図２（ｂ））は、交換に高いコストが必要になるものの、その後の補修のコストは低下する。
【００２０】
保守方法決定部７０は、コスト・損傷評価部６０が求めたコストを用いて、所定期間にわたる累積コストを算出し、その期間の保守の方法を決定する。すなわち、どの時点で部品を交換するか、どの時点で部品を補修するか、補修する場合に２以上の補修方法があればどの補修方法を採用するか、を決定する。その際、部品の交換および複数の補修方法を全て組み合わせて、各組合わせのコストの和（累積コスト）を算出し、累積コストが最も小さくなる組み合わせを採用する。
【００２１】
部品を交換した直後は、損傷が少ないため、採用し得る補修の方法に制約はなく、補修をしないことも可能である。一方、交換から時間が経過するにつれて、採用し得る補修の方法は限られていき、最終的には、補修では部品の機能を維持することができなくなって、交換が必要となる。
【００２２】
部品の交換と補修を組み合わせた累積コストの推移の例を図３に示す。この例は、４回の定期点検にわたる累積コストを示したものであり、また、普通の補修方法と簡易な補修方法が選択可能な部品についてのものである。図３中、円形の記号は部品の交換、四角の記号は普通の補修、三角形の記号は簡易な補修を行うことを示す。この例では、４回の定期点検での累積コストは、１回目に部品を交換し、２回目に交換も補修もせず、３回目に普通の補修をし、４回目に簡易な補修をするＭ１の場合が最小となっており、所定期間を４回の定期点検にわたる期間とする場合は、この保守方法Ｍ１を選択することになる。
【００２３】
補修方法が複数あるときに、このようにコストの和が最小になる方法の組み合わせを容易に選択できるのは、コスト計算式設定部４０と損傷計算式設定部５０を備えて、コスト計算式４０ａと損傷計算式５０ａの双方を設定したことによる。コスト計算式４０ａだけでも複数回の補修のコストを求めることは可能であるが、途中で補修の方法を変更したときのコストの算出は難しい。したがって、コスト計算式設定部４０だけでなく、損傷計算式設定部５０も備えるのが好ましい。
【００２４】
損傷した部品が複数あるときは、上記の方法で個々の部品の交換時期を定めて、交換時期に大きな差のない部品については、同時に交換を行うようにするとよい。タービンの稼働率の低下を抑えることができる上、人的コストも抑えることができる。
【００２５】
なお、保守方法決定部７０が、部品を交換しない場合の所定期間にわたる累積コスト（各回の補修のコストの和）と、部品を交換する場合の所定期間にわたる累積コスト（新たな部品の製作コストと各回の補修のコストの和）を求めて、それらの累積コストが等しくなる時点を部品の交換時期とするようにしてもよい。
【００２６】
部品を交換する場合としない場合の累積コストの推移の例を図４に示す。図４において、曲線Ｃ１’が部品を交換しない場合のもの、曲線Ｃ２’が部品を交換する場合のものである。曲線Ｃ１’、Ｃ２’が交わる時点Ｂが、部品の交換時期である。このような簡便な方法によって交換時期を定めるようにしても、長期的な保守コストを抑えることができる。この場合、所定期間は、累積コストが等しくなる時点を含むに足る長さとすればよい。
【００２７】
【発明の効果】
タービンの保守支援システムにおいて、本発明のように、タービンを構成する複数の部品の製作実績、運転実績、補修実績および点検実績を記憶する実績記憶手段と、実績記憶手段が記憶している製作実績、運転実績、補修実績および点検実績に基づいて、部品を補修する場合のコストを算出するための計算式を部品ごとに設定する計算式設定手段と、１つの部品の損傷状況を与えられ、その部品の製作実績、運転実績および補修実績を実績記憶手段から読み出して、その部品を補修する場合のコストを損傷状況、製作実績、運転実績および補修実績を用いて計算式設定手段が設定した計算式によって求めるとともに、その部品を同種の部品に交換する場合のコストを求めるコスト評価手段と、コスト評価手段が求めた補修する場合のコストと交換する場合のコストに基づいて、その部品を交換すべき時期を決定する交換時期決定手段を備える構成とすると、保守コストを精度よく見積もることができ、また、長期的な保守コストを抑えることが容易になる。
【００２８】
タービンの保守方法において、本発明のように、複数の補修方法がある部品について、将来の複数回の定期点検における、同種の部品に交換する場合のコストと、複数の補修方法のうちその時点で採用可能なものの各々によって補修する場合のコストを求めて、交換する場合と補修する場合の全ての組み合わせについて複数の定期点検でのコストの総和を算出し、コストの総和が最小になる組み合わせに従って、各定期点検に際して交換または補修を行うようにすると、長期的な保守コストを確実に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のタービンの保守支援システムの構成を示すブロック図。
【図２】上記の保守支援システムがコスト計算式によって算出するコストの推移の、（ａ）部品を交換しない場合と、（ｂ）部品を交換する場合の例を示す図。
【図３】上記の保守支援システムが保守方法の決定に用いる将来の累積コストの例を示す図。
【図４】上記の保守支援システムが部品の交換時期の決定に用いる将来の累積コストの例を示す図。
【符号の説明】
１    保守支援システム
１０    実績データベース
１１    製作実績データベース
１２    運転実績データベース
１３    補修実績データベース
１４    点検実績データベース
１０ａ  部品データ
１１ａ  製作履歴
１２ａ  運転履歴
１３ａ  補修履歴
１４ａ  損傷状況
２０    補修方法データベース
３０    交換部品データベース
４０    コスト計算式設定部
４０ａ  コスト計算式
５０    損傷計算式設定部
５０ａ  損傷計算式
６０    コスト・損傷評価部
７０    保守方法決定部
【図１】
2004258858.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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