(57)【要約】【課題】  設計案の評価・改良を期間・工数をかけることなく実行し、建築計画、設備計画、省エネ計画、リニューアル計画、コンバージョン計画等のビルソリューション提案時に、顧客要求およびその変更に対応しなおかつTCOを最小化する案を迅速に提供する。【解決手段】  設備設計の際に、データセンタのデータ／分析結果を用いて施工コスト、保全コスト、エネルギ（ランニング）コストを予測することにより、トレードオフ等の相互関係を同時に評価し、計画時点での総合的なコスト予測・評価を可能とする。【選択図】  図１
2005182558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設計案を構成する条件パラメータ同士あるいは評価結果であるコスト同士で、相互に影響を及ぼす関係がある場合に、設備コスト・施工コスト・保全コスト・エネルギコストからなるトータルコスト（TCO）を確認しながら設定条件を修正できるようにすることにより、項目間のトレードオフを調整し、設計案の適正化が図ることができるコスト予測・評価方式。
【請求項２】
設備コスト・施工コスト・保全コスト・エネルギコストからなるトータルコスト（TCO）を確認しながら設定条件を修正できるようにすることにより、項目間のトレードオフを調整し、設計案の適正化が図ることができるコスト予測・評価方式。
【請求項３】
ビルや設備の使用期間（Life）を含む設計目標値を前提とした設計案に対する設備コスト・施工コスト・保全コスト・エネルギコストからなるトータルコスト（TCO）を算出するコスト予測・評価方式。
【請求項４】
建築計画、設備計画、省エネ計画、リニューアル計画、コンバージョン計画等の計画時点において、ビルや設備の使用期間（Life）を含む設計目標値を前提とした設計案に対する設備コスト・施工コスト・保全コスト・エネルギコストからなるトータルコスト（TCO）を算出するコスト予測・評価方式。
【請求項５】
建築計画、設備計画、省エネ計画、リニューアル計画、コンバージョン計画等の計画時点において、ビルや設備の使用期間（Life）を含む設計目標値を前提とした設計案に対する設備コスト・施工コスト・保全コスト・エネルギコストからなるトータルコスト（TCO）を算出することにより、設計案の評価・改良を期間・工数をかけることなく実行可能とするコスト予測・評価方式。
【請求項６】
設計システムとデータセンタと総合コスト予測機能から構成され、ビルや設備の使用期間（Life）を含む設計目標値を前提とした設計案に対する設備コスト・施工コスト・保全コスト・エネルギコストからなるトータルコスト（TCO）を算出するコスト予測・評価方式。
【請求項７】
過去の設計情報とコスト実績を組み合わせた情報と設計案を突き合わせることにより、ビルや設備の使用期間（Life）を含む設計目標値を前提とした設計案に対する設備コスト・施工コスト・保全コスト・エネルギコストからなるトータルコスト（TCO）を算出するコスト予測・評価方式。
【請求項８】
設計システムとデータセンタと総合コスト予測機能から構成され、過去の設計情報とコスト実績を組み合わせた情報と設計案を突き合わせることにより、ビルや設備の使用期間（Life）を含む設計目標値を前提とした設計案に対する設備コスト・施工コスト・保全コスト・エネルギコストからなるトータルコスト（TCO）を算出するコスト予測・評価方式。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建築計画、設備計画、省エネ計画、リニューアル計画、コンバージョン計画等における設備コスト、施工コスト・保全コスト・エネルギコスト等からなるトータルコストすなわちライフサイクルコストの予測・評価に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、（１）設備設計、（２）施工設計、（３）保全設計は個別に行われており、性能・機能、サービスレベル、コスト等を設計業務別に設定・算出していたため、総合的なコスト予測・評価とそれに基づく決定ができなかった。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１４１１７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、任意の設計案に対する、想定使用期間の施工コストや保全コスト等を製品情報や実績情報を用いて定量的に求めると共に、その結果に基づき設計を適正化することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
設備設計の際に、データセンタのデータ／分析結果を用いて施工コスト、保全コスト、エネルギ（ランニング）コストを予測することにより、トレードオフ等の相互関係が同時に評価できるため、計画時点での総合的なコスト予測・評価を可能とする。
【発明の効果】
【０００６】
ビルや設備の使用期間（Life）を含む設計目標値を前提とした設計案に対する施工コスト・保全コスト・エネルギコスト等からなるトータルコスト（TCO）を算出することにより、設計案の評価・改良を期間・工数をかけることなく実行できる。それにより、建築計画、設備計画、省エネ計画、リニューアル計画、コンバージョン計画等のビルソリューション提案時に、顧客要求およびその変更に対応しなおかつTCOを最小化する案を迅速に提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、本発明を具現化したシステムの全体構成を示したものである。ＧＵＩ（操作端末）は、設計作業を行うあるいは設計結果を入力するとともに、その設計案に対する施工コスト・保全コスト・エネルギコスト等からなるトータルコスト（TCO）すなわちライフサイクルコストの予測・評価結果を表示するものである。入力された設計案に対するトータルコストを算出する役割を果たすのが総合コスト予測機能である。総合コスト予測機能を具現化したものがＴＣＯ（ＬＣＣ）シミュレータであり、ＴＣＯ（ＬＣＣ）シミュレータは設備投資コスト算出、施工コストシミュレータ、保全コストシミュレータ、エネルギ・コストシミュレータの各機能からなり、ＴＣＯ（ＬＣＣ）シミュレータが総合コスト予測の結果としてそれら４機能の出力結果の集計値を出力する。設備投資コスト算出の機能は、設計案における設備、建材、部品等の物の購入費用を積算する。施工コストシミュレータ、保全コストシミュレータ、エネルギ・コストシミュレータの各機能は、データセンタにおけるデータベースに格納された過去の設計情報とコスト実績を組み合わせた情報から設計案の各部分に類似の情報を引き当て、その情報を元に施工コスト、保全コスト、エネルギ・コストの各コストを予測・出力する。
【０００８】
データセンタでは、データ収集対象のビルからビル仕様、設備仕様、施工実績、稼働実績、保全実績の各情報を収集し、データベース化しておく。ビル仕様情報は、建物用途、建物構造・規模、設備構成等からなる。設備仕様情報は、設備別の購入価格、部品構成、各部品の点検・整備基準・コスト、部品寿命、部品交換工数・コスト等からなる。施工実績情報は、設備を含めた建物の建築時の工程計画、工程実績、工法、工数・コスト等からなる。稼働実績情報は、設備別の稼働時間、動作回数、電力消費量等からなる。保全実績情報は、点検・整備履歴、予兆発報履歴、予防交換履歴、故障履歴等からなる。設備仕様情報における部品寿命は、設備構成、部品構成、予防交換履歴、故障履歴を用いて部品寿命解析システムにより求めた結果を格納し、定期的に更新する。
【０００９】
図２は、設備投資コスト算出、施工コストシミュレータ、保全コストシミュレータ、エネルギ・コストシミュレータの４つの機能において共通で用いられる、設計案の仕様を入力するＧＵＩの例（エレベーターの場合）である。ＧＵＩに示される項目の全部または一部が仕様として入力され、各コストの算出条件として用いられる。ＧＵＩからの入力のなかった項目については、デフォルト値を用いるかあるいは「無条件」として取り扱う。
図３は、設備投資コスト算出の手順を示したものである。図２で示したＧＵＩから入力された設計案の仕様を条件として、類似事例があるかどうかを判定する。類似度は、設計案と過去の設計事例の仕様同士の距離計算により判定し、距離が一定値d1以内で最も近い事例を採用する。距離が一定値d1以内の事例がなければ標準見積を読み込む。採用した類似事例または標準見積における設備、建材、部品等の物の購入費用に対し、設計案との距離分を補正することにより、設計案の設備投資コストを推定する。
【００１０】
図４は、施工コスト・シミュレーションの手順を示したものである。図２で示したＧＵＩから入力された設計案の仕様を条件として、類似事例があるかどうかを判定する。類似度は、設計案と過去の設計事例の仕様同士の距離計算により判定し、距離が一定値d2以内で最も近い事例を採用する。距離が一定値d2以内の事例がなければ標準施工パターンを読み込む。採用した類似事例または標準施工パターンにおける施工コストに対し、設計案との距離分を補正することにより、設計案の施工コストを推定する。
【００１１】
図５は、エネルギ・コスト・シミュレーションの手順を示したものである。図２で示したＧＵＩから入力された設計案の仕様を条件として、類似事例があるかどうかを判定する。類似度は、設計案と過去の設計事例の仕様同士の距離計算により判定し、距離が一定値d3以内で最も近い事例を採用する。距離が一定値d3以内の事例がなければ標準エネルギ消費パターンを読み込む。採用した類似事例または標準エネルギ消費パターンにおけるエネルギ・コストに対し、設計案との距離分を補正することにより、設計案のエネルギ・コストを推定する。
【００１２】
図６は、保全コスト・シミュレーションの手順を示したものである。図２で示したＧＵＩから入力された設計案の仕様を条件として、類似事例があるかどうかを判定する。類似度は、設計案と過去の設計事例の仕様同士の距離計算により判定し、距離が一定値d4以内で最も近い事例を採用する。距離が一定値d4以内の事例がなければ標準保全パターンを読み込む。採用した類似事例または標準保全パターンにおける保全コストに対し、設計案との距離分を補正することにより、設計案の保全コストを推定する。
【００１３】
図７は、標準保全パターンとその（保全）コストを導出する場合のシミュレーション対象の概念図である。顧客Ci（i=1,…,NC）はそれぞれNMi台の保全対象機器Mij（j=1,…,NMi）を有する。また，保全対象機器MijはそれぞれNPij個の保全対象部品iPjk（k=1,…,NPij）を有するものとする。ここで、保全対象部品iPjkの部品寿命iτjkはそれぞれ確率密度関数ifjk（iτjk）に従う確率変数とする。部品寿命の確率密度関数は多変数関数でも構わない。
【００１４】
図８は本モデルで想定した保全作業の概念図である。本モデルでは、部品取り付けから、一定期間（以下、予防交換インターバルと呼ぶ）後に部品を交換する「予防交換」と、予防交換予定よりも前に部品寿命に到達し、故障した際に緊急対応を行い部品を交換する「事後交換」の２つを考える。緊急対応時にコスト・工数（緊急配送、故障部品特定工数等）が発生するため、「事後交換」の方が「予防交換」よりもコスト・工数を要するのが一般的である。実際の保全作業では、この他にも点検・整備作業、法定点検作業等が存在するが、このようなモデルも本モデルと同様の考えで対応できる。
【００１５】
図９は保全作業シミュレータ24のフロー図を示したものである。本実施例では、モンテカルロ法を用いるため、基本的な流れとしては、部品寿命を擬似乱数列を用いて発生させ、保全作業の回数iNWPjk，iNWBjkをカウントする。ここで、iNWPjk，iNWBjkはそれぞれ部品iPjkに対して、予防交換作業、事後交換作業が行われた回数である。保全作業シミュレータ24が実行されると、ステップＳ２において、顧客データ（使用頻度、保有機器、稼動開始時刻等）、機器データ（構成部品、作業工数等）、部品データ（寿命分布、単価等）、保全データ（予防交換インターバル、作業単価等）等の諸データをデータベースシステム10より取得する。続くステップ３において保全作業回数のカウンタ
【００１６】
【数１】
2005182558.tif 000003
【００１７】
を0で初期化する。ここで、
【００１８】
【数２】
2005182558.tif 000004
【００１９】
は部品iPjkに対してそれぞれ予防交換がiNWPjk回、事後交換がiNWBjk回行われる標本関数の数である。続くステップＳ４において、利用者により指定された本数だけ標本関数を生成したかを判定し、[Yes]であればステップＳ５へ、[No]であればステップＳ13へ進む。ステップＳ５では、シミュレーション時刻ｔを0で初期化する。ここで、シミュレーション時刻ｔはある時間刻みを用いることにより，整数値をとるように離散化されているものとする。続くステップＳ６では、それぞれの部品iPjkの寿命iτjkを確率密度関数ifjk（iτjk）に従う擬似乱数を用いて決定し，更に決定された寿命を前記時間刻みを用いて離散化する。続くステップＳ７において，現シミュレーション時刻ｔにおいて交換作業が発生する（寿命iτjkに達する，もしくは，部品取付から予防交換インターバルだけ時間が経過）部品が存在するかどうかを判定する。判定結果が[Yes]の場合にはステップＳ８へ，[No]であればステップＳ10へ進む。ステップＳ８では、ステップＳ７において交換作業が発生すると判定された部品iPjkに対して、交換作業の種別（予防交換もしくは事後交換）を判定し、該当作業回数のカウンタ（iNWPjkもしくはiNWBjk）を１だけ増加し、ステップＳ９へ移行する。続くステップＳ９では、ステップＳ７において交換作業が発生すると判定された部品iPjkに対して新たな部品寿命iτjkを設定し、ステップＳ７に移行する。ステップＳ10では、シミュレーション時刻ｔを１だけ増加し、ステップＳ11に進む。続くステップＳ11では、シミュレーション時刻ｔが利用者により設定されたシミュレーション期間を超えたかどうかを判定する。[Yes]の場合にはステップＳ12へ、[No]の場合にはステップＳ７へ移行する。続くステップＳ12では、それぞれの部品に対する作業回数iNWPjk，iNWBjkに応じて
【００２０】
【数３】
2005182558.tif 000005
【００２１】
を１だけ増加し、ステップＳ４に進む。ステップＳ13では保全作業カウンタを標本関数本数で割り、保全作業回数iNWPjk，iNWBjkの確率関数
【００２２】
【数４】
2005182558.tif 000006
【００２３】
を算出する。
続くステップＳ14では、必要に応じ保全作業回数から、保全コスト、保全工数の確率分布や、期待値等の評価指標を算出する。
【００２４】
評価指標算出式の一例を以下に示す。
【００２５】
(部品需要数)＝(予防交換回数＋事後交換回数)
×(部品交換単位)
(部品コスト)＝(部品需要数)×(部品単価)
(作業工数)＝(予防交換回数)×(予防交換作業工数)
＋(事後交換回数)×(事後交換作業工数)
＋(部品点検作業回数)×(部品点検作業工数)
(作業コスト)＝(作業工数)×(作業員コスト)
続くステップＳ15において、ステップＳ14で算出した結果を必要に応じて、シミュレーション結果ファイル４、画面に出力し、終了する。
【００２６】
図１０は、保全事業シミュレータの出力イメージ例である。保全事業シミュレータは、シミュレーション結果の数値データをシミュレーション結果ファイル４に格納するだけでなく、図１０（ａ）〜（ｄ）に示すような出力を必要に応じて行なう。図１０（ａ）は横軸に、保全に関するパラメータ（交換周期、点検周期、倉庫拠点数、人員数等）をとり、縦軸に保全コスト、故障発生回数等をとったものであり、保全方式立案時等に事前検討する為に用いる。図１０（ｂ）は保全コスト、故障発生回数等の時系列変化を確認するものである。図１０（ｃ）は横軸に顧客に関するパラメータ（走行時間、階床数等）をとり、縦軸に保全コスト、故障発生回数等をとったものであり、保全契約見積時等に用いる。図１０（ｄ）は保全コストや部品交換回数の確率分布を表すものであり、期待値だけでなく、分散等を考慮した検討を行う際に用いる。
【００２７】
図１１は、条件設定状況および総合コスト予測結果の説明図、図１２は、条件設定状況および総合コスト予測結果の出力イメージ例（エレベーターの場合）を示す図である。「製品仕様」、「設置仕様」、「その他条件」の部分は、図２で示した設計案の仕様を入力するＧＵＩにより設定された算出・シミュレーション条件が表示される。「総合コスト評価結果」の部分には、設備投資コスト算出、施工コストシミュレータ、保全コストシミュレータ、エネルギ・コストシミュレータの各機能による算出結果である設備コスト、施工コスト、保全コスト、エネルギ・コストとそれらを合算したトータルコストが表示される。
【００２８】
これは、条件設定状況および総合コスト予測結果を示す出力用画面であるだけでなく、評価結果を参照しながら設計案を適正化するためのＧＵＩの機能を果たしている。「製品仕様」、「設置仕様」、「その他条件」を構成する条件パラメータ同士あるいは評価結果であるコスト同士で、相互に影響を及ぼす関係がある。このため、図１１に示す構成のＧＵＩ上で、設定条件を修正できるようにすることにより、項目間の、特にコスト同士のトレードオフを調整し、設計案の適正化が図れるようにしている。
【００２９】
項目間の相互に影響を及ぼす関係を、エレベーターを例に示す。
（１）設置台数を増やすと、設備コストと施工工数・コストは上がり、稼働率は下がる。
（２）逆に、設置台数を減らすと、設備コストと施工工数・コストは下がり、稼働率は上がる。
（３）稼働率を上げると、許容故障率を上げるか、あるいは許容故障率を維持するために保全工数・コストを上げる必要がある。また、エネルギ・コストは上がる。（台数一定の場合）
（４）稼働率を下げると、保全工数・コストを下げることが可能である。また、エネルギ・コストは下がる。（台数一定の場合）
（５）許容故障率を上げると、保全工数・コストを下げることが可能である。
（６）許容故障率を下げると、保全工数・コストを上げる必要がある。
（７）リニューアル・サイクルを伸ばすと、設備コストと施工工数・コストは下がるが、保全工数・コストとエネルギ・コストは上がる（台数一定の場合）。
（８）リニューアル・サイクルを縮めると、設備コストと施工工数・コストは上がるが、保全工数・コストとエネルギ・コストは下がる（台数一定の場合）。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
CM(Construction Management)やPFI(Private Finance Initiative)といった事業形態が浸透していく状況では、顧客要求を満たしトータルコストを抑えた設計案を短期間で作成する必要があるため、コスト項目間のトレードオフを調整し、設計案の適正化が図ることができるコストの予測・評価方法は不可欠である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明を具現化したシステムの全体構成を示す図である。
【図２】設備投資コスト算出、施工コストシミュレータ、保全コストシミュレータ、エネルギ・コストシミュレータの４つの機能において共通で用いられる、設計案の仕様を入力するＧＵＩの例（エレベーターの場合）を示す図である。
【図３】設備投資コスト算出の手順を示す図である。
【図４】施工コスト・シミュレーションの手順を示す図である。
【図５】エネルギ・コスト・シミュレーションの手順を示す図である。
【図６】保全コスト・シミュレーションの手順を示す図である。
【図７】標準保全パターンとその（保全）コストを導出する場合のシミュレーション対象の概念図である。
【図８】本モデルで想定した保全作業の概念図である。
【図９】保全作業シミュレータ24のフロー図
【図１０】保全事業シミュレータの出力イメージ例を示す図である。
【図１１】条件設定状況および総合コスト予測結果の説明図である。
【図１２】条件設定状況および総合コスト予測結果の出力イメージ例（エレベーターの場合）を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１００  総合コスト予測
１１０  ＴＣＯ（ＬＣＣ）シミュレータ
１１１  設備投資コスト算出
１１２  施工コストシミュレータ
１１３  保全コストシミュレータ
１１４  エネルギーコストシミュレータ
２００  データセンタ
２１０  実績データ収集／解析
２１１  部品寿命解析システム
２１２  稼動実績収集システム
２１３  保全実績収集システム
３００  データベース
３０１  ビル仕様ＤＢ
３０２  設備仕様ＤＢ
３０３  施工実績ＤＢ
３０４  稼動実績ＤＢ
３０５  保全実績ＤＢ
【図１】
2005182558.tif 000007
【図２】
2005182558.tif 000008
【図３】
2005182558.tif 000009
【図４】
2005182558.tif 000010
【図５】
2005182558.tif 000011
【図６】
2005182558.tif 000012
【図７】
2005182558.tif 000013
【図８】
2005182558.tif 000014
【図９】
2005182558.tif 000015
【図１０】
2005182558.tif 000016
【図１１】
2005182558.tif 000017
【図１２】
2005182558.tif 000018