(57)【要約】【課題】プラントや系統機器の経年劣化や性能低下の長期傾向を把握し、プラント寿命に亘る保全計画を立案してインターネット経由で電力会社に提示できるプラントのライフサイクル保全計画立案システムを提供することである。【解決手段】管理手段２６は、受信手段２５で受信したプラントの運転履歴データおよび保守履歴データを分析して得られた運転保守情報を、プラント、系統、機器に至る機能構造に従って階層的にカルテとして管理する。状態把握手段２７は、管理手段２６で管理されるカルテに基づいてプラント、系統、機器の経年劣化や性能低下の長期傾向を把握する。保全計画立案手段２８は、プラント寿命に亘る保全計画を立案し、提示手段２９によりインターネットを介して電力会社に提示する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントを有する電力会社からの情報をインターネットを介して保全サービスサンターに送信し、前記保全サービスセンターは前記電力会社からの情報に基づいてプラントの保全データを提供するシステムにおいて、前記保全サービスセンターは、前記プラントから運転履歴データおよび保守履歴データをインターネットにより受信する受信手段と、前記受信手段で受信した前記運転履歴データおよび保守履歴データを分析して得られた運転保守情報を、プラント、系統、機器に至る機能構造に従って階層的にカルテとして管理する管理手段と、前記管理手段で管理されるカルテに基づいてプラント、系統、機器の経年劣化や性能低下の長期傾向を把握する状態把握手段と、前記状態把握手段で把握された長期傾向に基づいてプラント寿命に亘る保全計画を立案する保全計画立案手段と、前記保全計画立案手段で立案された推奨保全計画をインターネットを介して電力会社に提示する提示手段とを有することを特徴とするプラントのライフサイクル保全計画立案システム。
【請求項２】
前記保全計画立案手段は、前記状態把握手段により経年劣化や性能低下の徴候が検知された場合には、その対象の状態を診断するために必要となるデータの種類、採取条件、採取時期、採取頻度を決定し、データ採取計画を立案することを特徴とする請求項１記載のプラントのライフサイクル保全計画立案システム。
【請求項３】
前記保全計画立案手段は、前記状態把握手段により経年劣化や性能低下の徴候が検知されて追加データが収集された場合には、劣化状態を診断し、その診断結果に基づいて対応をコンサルテーションすることを特徴とする請求項１記載のプラントのライフサイクル保全計画立案システム。
【請求項４】
前記保全計画立案手段は、前記状態把握手段による経年劣化や性能低下の長期傾向分析に基づいて、将来の状態を予測し、コスト対リスクを評価して機器の取替時期を判定することを特徴とする請求項１記載のプラントのライフサイクル保全計画立案システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラントや系統機器の経年劣化や性能低下の長期傾向に基づいて、プラント寿命に亘る保全計画を立案するプラントのライフサイクル保全計画立案システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
保全システムは、例えば原子力発電所などの大規模プラントを有する電力会社を対象として、プラントメーカーの保全担当部門や保全専門会社から遠隔で保全サービスを提供するものである。すなわち、電力会社からのプラント情報をインターネットを介してプラントメーカーである保全サービスサンターに送信し、保全サービスセンターでは電力会社からの情報に基づいてプラントの保全データを提供する。
【０００３】
電力会社にはプラントの運転監視を行うシステムと、プラントの定期検査やトラブル対応等の保守データを収集管理するシステムとが設置されており、保全サービスセンターでは、これらのシステムからの運転・保全フィールドデータをインターネットを介して取り込み保全データベースに格納する。そして、これらのフィールドデータに基づいて監視診断対象に応じた物理則に基づく監視診断を実施し、異常の早期発見やトラブル対応支援のためのコンサルテーションを行う。
【０００４】
また、同様にフィールドデータに基づいて機器の経年劣化状況を分析し、劣化の進行を予測して点検時期を判断し、短期から長期に亘る適切な保全計画を提供する。さらに、ユーザの要求に応じて、過去の事例や設計情報の提供、解析や設計コードの使用権の提供サービスも行う。この場合、送受信中のデータや解析結果や顧客情報を秘匿するため、データの暗号化などによりセキュリティを確保する。
【０００５】
このように、運転・保守のフィールドデータに基づく診断・検査・保全のコンサルテーションができ、フィールドデータ分析から異常や劣化の徴候が検出された場合に、より詳細な診断のために必要となる信号リストの提示できる。また、詳細診断の結果も提示することができ、さらに、機器の運転状態を監視しながら劣化状態を把握して点検頻度を定めることもできる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の保全システムでは、運転・保守のフィールドデータに基づく診断・検査・保全のコンサルテーションはできるが、現在のプラントや機器の状態の監視診断、次回、次々回の定期検査で点検すべき機器を抽出するだけで、プラント寿命を通じた長期の保全計画を立案する機能が不足している。また、フィールドデータ分析から異常や劣化の徴候が検出された場合に、より詳細な診断のために必要となる信号リストは提示できるが、データの採取条件、採取頻度、採取時期などを提示することができず、具体的なデータ採取計画を提示できない。
【０００７】
また、詳細診断の結果を提示することはできても、専門家の判断を加えた具体的な対応をコンサルテーションする技術支援が不十分である。さらに、機器の運転状態を監視しながら劣化状態を把握して点検頻度を定めることはできるが、機器の保守コストの積算値と取替コストを比較して、取替時期まで考慮した保全計画を立案することはできないという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、運用性および経済性に優れたプラントのライフサイクル保全計画立案システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係るプラントのライフサイクル保全計画立案システムは、プラントを有する電力会社からの情報をインターネットを介して保全サービスサンターに送信し、前記保全サービスセンターは前記電力会社からの情報に基づいてプラントの保全データを提供するシステムにおいて、前記保全サービスセンターは、前記プラントから運転履歴データおよび保守履歴データをインターネットにより受信する受信手段と、前記受信手段で受信した前記運転履歴データおよび保守履歴データを分析して得られた運転保守情報を、プラント、系統、機器に至る機能構造に従って階層的にカルテとして管理する管理手段と、前記管理手段で管理されるカルテに基づいてプラント、系統、機器の経年劣化や性能低下の長期傾向を把握する状態把握手段と、
前記状態把握手段で把握された長期傾向に基づいてプラント寿命に亘る保全計画を立案する保全計画立案手段と、前記保全計画立案手段で立案された推奨保全計画をインターネットを介して電力会社に提示する提示手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
請求項１の発明に係るプラントのライフサイクル保全計画立案システムにおいては、管理手段は、受信手段で受信したプラントの運転履歴データおよび保守履歴データを分析して得られた運転保守情報を、プラント、系統、機器に至る機能構造に従って階層的にカルテとして管理する。そして、状態把握手段は、管理手段で管理されるカルテに基づいてプラント、系統、機器の経年劣化や性能低下の長期傾向を把握し、保全計画立案手段は、状態把握手段で把握された長期傾向に基づいてプラント寿命に亘る保全計画を立案する。保全計画立案手段で立案された推奨保全計画は提示手段によりインターネットを介して電力会社に提示される。これにより、プラント寿命を通じた長期の保全計画を立案することができ、運用性と経済性に優れたライフサイクル保全サービスを提供できる。
【００１１】
請求項２の発明に係るプラントのライフサイクル保全計画立案システムは、請求項１の発明において、前記保全計画立案手段は、前記状態把握手段により経年劣化や性能低下の徴候が検知された場合には、その対象の状態を診断するために必要となるデータの種類、採取条件、採取時期、採取頻度を決定し、データ採取計画を立案することを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明に係るプラントのライフサイクル保全計画立案システムにおいては、請求項１の発明の作用に加え、保全計画立案手段は、状態把握手段により経年劣化や性能低下の徴候が検知された場合には、その対象の状態を診断するために必要となるデータの種類、採取条件、採取時期、採取頻度を決定し、データ採取計画を立案する。これにより、具体的なデータ採取計画を提示でき、運用性と経済性に優れたライフサイクル保全サービスを提供できる。
【００１３】
請求項３の発明に係るプラントのライフサイクル保全計画立案システムは、請求項１の発明において、前記保全計画立案手段は、前記状態把握手段により経年劣化や性能低下の徴候が検知されて追加データが収集された場合には、劣化状態を診断し、その診断結果に基づいて対応をコンサルテーションすることを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明に係るプラントのライフサイクル保全計画立案システムにおいては、請求項１の発明の作用に加え、保全計画立案手段は、状態把握手段により経年劣化や性能低下の徴候が検知されて追加データが収集された場合には、劣化状態を診断し、その診断結果に基づいて対応をコンサルテーションする。これにより、専門家の判断を加えた具体的な対応をコンサルテーションできる。
【００１５】
請求項４の発明に係るプラントのライフサイクル保全計画立案システムは、請求項１の発明において、前記保全計画立案手段は、前記状態把握手段による経年劣化や性能低下の長期傾向分析に基づいて、将来の状態を予測し、コスト対リスクを評価して機器の取替時期を判定することを特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明に係るプラントのライフサイクル保全計画立案システムにおいては、請求項１の発明の作用に加え、保全計画立案手段は、状態把握手段による経年劣化や性能低下の長期傾向分析に基づいて、将来の状態を予測し、コスト対リスクを評価して機器の取替時期を判定する。これにより、機器の保守コストの積算値と取替コストを比較して、取替時期まで考慮した保全計画を立案することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係るプラントのライフサイクル保全計画立案システムの保全サービスセンターのブロック構成図であり、図２は本発明の実施の形態に係るプラントのライフサイクル保全計画立案システムにおける保守サービスセンターの全体構成図である。
【００１８】
図２において、電力会社１１は、例えば原子力発電所や火力発電所などのプラント１２を有しており、プラントの運転性能を監視するためのプロセス計算機１３、プラントや機器の異常を監視するプラント／機器監視システム１４が設置され、リアルタイムでプラント１２の運転状態を監視している。これらプロセス計算機１３やプラント／機器監視システム１４は、運転制御ネットワーク上にあるので、セキュリティを確保するために、一般のイントラネットワークからは独立した構成となっている。
【００１９】
運転制御ネットワークとイントラネットワークとの間にはデータサーバ１５が設けられており、セキュリティを確保しつつオンラインでデータサーバ１５にプロセスデータ（運転履歴データ）を蓄積する。これにより、プラント１２のエンジニアは簡単に運転履歴データを利用できるようにしている。
【００２０】
イントラネットワークには、業務用ＰＣ１６の他に、現場で利用するＰＨＳや携帯電話などの携帯端末１７、ウェアラブルＰＣ１８、可搬型監視装置１９などが接続可能となっており、これらから、現場監視エリア診断結果、現場の点検／検査データ、運転日誌データ、パトロール日誌データ等の現場データ（保守履歴データ）が入力されデータサーバに記憶される。また、記憶された保守履歴データは運転履歴データと同様に、業務用ＰＣ１６、ＰＨＳや携帯電話などの携帯端末１７、ウェアラブルＰＣ１８、可搬型監視装置１９からアクセスすることができるようになっている。運転履歴データや保守履歴データは、Ｗｅｂサーバ２０からインターネットを介してプラントメーカーの保全サービスセンター２１に送られる。
【００２１】
保全サービスセンター２１では、電力会社１１から送信されてきた運転履歴データや保守履歴データをＷｅｂサーバ２２を介して受信し、データベース２３に蓄えられる。そして、解析ＰＣ２４は運転履歴データや保守履歴データに基づいて運転保守情報を演算処理し、その結果をデータベース２３に保存すると共に必要に応じて電力会社１１に送信する。
【００２２】
すなわち、保全サービスセンター２１では、現在のフィールドデータの挙動を過去の履歴と比較し、設計データや解析コードによるシミュレーションを用いた分析を加えて、経年劣化や性能低などの状態を判定する。この結果に基づいて、プラント１２のライフサイクルに亘る長期保全計画を立案し電力会社１１の技術者に提示する。
【００２３】
図１は、保全サービスセンター２１のブロック構成図である。電力会社１１のプラント１２からの運転履歴データおよび保守履歴データは、インターネットから受信手段２４を介してデータベース２３に記憶される。データベース２３に記憶された運転履歴データおよび保守履歴データは、管理手段２６で分析され、分析の結果得られた運転保守情報はカルテとして管理手段２６で管理される。カルテには、系統カルテ、機器カルテ、プラントカルテがあり、機能構造に従って階層的に形成される。
【００２４】
状態把握手段２７では、管理手段２６で管理されるカルテに基づいて、機器、系統、プラントの経年劣化や性能低下の長期傾向を把握する。そして、保全計画立案手段２８は、状態把握手段２７で把握された長期傾向に基づいてプラント寿命に亘る保全計画を立案し、提示手段２９により推奨保全計画を送信手段３０を介してインターネット経由で電力会社１１に提示する。
【００２５】
図３は、管理手段２６によりフィールドデータ（運転履歴データおよび保守履歴データ）の分析結果をまとめたものであり、プラントの運転および保全情報を統合したカルテの説明図である。図３に示すように、運転に関するフィールドデータには、環境データ、プロセスデータ、機器監視データ、運転履歴データ等があり、保守に関するフィールドデータには、点検履歴データ、工程管理データ等がある。これらのフィールドデータは電力会社１１にて定期的に収録され、インターネットを介して保全サービスセンター２１のデータベース２３に蓄積される。管理手段２６では、これらのフィールドデータの挙動を設計情報と解析手法とを用いて分析する。そして、機器カルテ、系統カルテ、プラントカルテの３つの階層構造に結果をまとめてデータベース２３に保存する。
【００２６】
機器カルテには、ＦＭＥＡ（Ｆａｉｌｕｒｅ  Ｍｏｄｅｓ  ａｎｄ  Ｅｆｆｅｃｔｓ  Ａｎａｌｙｓｉｓ：故障モード影響分析）、ＲＣＭ（信頼性重視保全）、故障物理などに基づいた分析結果が蓄積される。例えば、ポンプの吐出圧力と流量との関係や弁の開閉速度といった機器性能、現在の劣化状態やその傾向特性といった機器の経年劣化情報、亀裂や腐食の進展予測情報などである。
【００２７】
系統カルテでは下位の機器情報を統合した上に、Ｐ＆ＩＤ（配管計装線図）などの設計図面情報と静特性や動特性シミュレーションモデルを用いた分析による系統性能評価が加わった情報が蓄積される。例えば、制御系の応答特性や炉心安定性といった系統性能、センサドリフトや微小リークなどの静特性評価、過渡事象などの動特性評価などである。
【００２８】
プラントカルテでは下位の機器および系統情報を統合したうえに、運転手順書などの情報とスクラムや計画外停止などのリスク評価を加えた情報が蓄積される。例えば、プラント熱効率や長期に亘る保全計画などである。
【００２９】
以上のように、フィールドデータ、設計情報、各種解析手法を組合せ、機器、系統、プラントの階層構造で保全情報を統合することにより、プラントのライフサイクルに亘る保全活動を可能にする。このように、電力会社１１に設置されたプラントや系統機器の運転監視システムで収録された運転データと、定期検査やトラブル対応等で得られた保守データとをインターネットから保全サービスセンター２１に取り込み、物理則や信号処理による経年劣化や性能低下の診断処理を行った結果をカルテとして保管する。
【００３０】
図４は、状態把握手段２７でのＦＭＥＡについての説明図である。図４では熱交換器を対象とした場合を示している。フィールドデータの監視によって熱交換器に関するあるパラメータが通常レベルを逸脱したことを検知すると、ＦＭＥＡに記載された情報に基づいて可能性のある故障モードを検索し、さらに、関連して変化する可能性のあるパラメータを抽出する。
【００３１】
次に、保全計画立案手段２８は、図５に示すように、変化が認められたパラメータの時間変化を外挿してアラートレベルに到達するまでの時間余裕を求め、その間に関連パラメータの変化を十分に詳しく観測できるデータ評価頻度を求めて監視計画を立案する。すなわち、その対象（熱交換器）の状態を診断するために必要となるデータの種類、採取条件、採取時期、採取頻度を決定し、データ採取計画を立案する。このデータ採取計画を提示手段２９により電力会社１１の保守担当者に提示する。
【００３２】
このように、フィールドデータ（運転履歴データおよび保守履歴データ）から劣化徴候が検出された場合には、事前に準備した故障影響分析に基づいて詳細診断に必要となる追加データの収集計画を立案しインターネットを介して電力会社１１に提示する。従って、変化が認められた場合の監視強化策を詳細に提供することができる。
【００３３】
次に、図６は保全計画立案手段２８での技術支援およびコンサルテーションについての説明図である。経年劣化や性能低下の徴候が検知されて追加データが収集された場合には、劣化状態を診断し、その診断結果に基づいて何らかの対応が必要となった場合には、技術支援情報として電力会社１１に提示する。
【００３４】
すなわち、保全計画立案手段２８では、フィールドデータと解析ソフトライブラリとから、運転監視と点検保守の両分野に関わる技術支援を提供する。コンサルテーションサービスの内容は、プラント、機器、現場の監視診断に関わる定期評価、トラブル発生時の原因究明や対策立案、定期検査に関わる作業支援や長期保全計画の立案、その他、解析支援、情報提供支援などである。
【００３５】
フィールドデータの一次評価や機器ごとの点検要否判定などのルーチン作業は自動化し、トラブル対応や長期保全計画の立案などは保全センター専門家が対応することで、ルーチン作業に対する対応の高速化と同時に、専門家の判断を要する問題には詳細な対応が可能となる。
【００３６】
また、保全計画立案手段２８は、状態把握手段２７による経年劣化や性能低下の長期傾向分析に基づいて、将来の状態を予測し、コスト対リスクを評価して機器の取替時期を判定する。図７は保全計画立案手段２８による機器の取替時期の支援の説明図である。
【００３７】
ある機器に状態監視保全を適用してプラント寿命に亘って使用し続けると、経年劣化が進むに伴って状態監視および分解検査の頻度とコストが増加し、累積保守コストの増加率がしだいに増加する。しかし、ある時期に機器を新品に交換した場合、機器本体価格や設置工事に関わる取替コストは新たに発生するものの、その後の経年劣化による保守コストの増加を抑制することができる。
【００３８】
本発明では、プラントのライフサイクルに亘る傾向管理が可能なため、取替の有無によるプラント廃止までの累積保守コストの差を算出し、取替によるコストメリットと適切な取替時期を提示することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、運用性及び経済性に優れたプラントのライフサイクル保全計画立案システムが実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るプラントのライフサイクル保全計画立案システムの保全サービスセンターのブロック構成図。
【図２】本発明の実施の形態における保守サービスセンターの全体構成図。
【図３】本発明の実施の形態における管理手段により管理される機器カルテ、系統カルテ、プラントカルテの説明図。
【図４】本発明の実施の形態における状態把握手段でのＦＭＥＡ（故障モード解析）についての説明図。
【図５】本発明の実施の形態における立案計画手段で立案されるデータ採取計画の一例の説明図。
【図６】本発明の実施の形態における保全計画立案手段で行われる技術支援およびコンサルテーションについての説明図。
【図７】本発明の実施の形態における保全計画立案手段による機器の取替時期の支援の説明図。
【符号の説明】
１１…電力会社、１２…プラント、１３…プロセス計算機、１４…プラント／危機監視システム、１５…データサーバ、１６…業務用ＰＣ、１７…携帯端末、１８…ウェアラブルＰＣ、１９…可搬型監視装置、２０…Ｗｅｂサーバ、２１…保全サービスセンター、２２…Ｗｅｂサーバ、２３…データベース、２４…解析ＰＣ、２５…受信手段、２６…管理手段、２７…状態把握手段、２８…保全計画立案手段、２９…提示手段、３０…送信手段
【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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