(57)【要約】 【課題】  熟練者からノウハウを容易に引き出し、これを伝承することのできるシミュレーション装置、ノウハウ情報記録装置、保守作業ノウハウの抽出方法、原子力プラントにおける保守作業のシミュレート方法を提供することを目的とする。【解決手段】  保守シミュレーション装置では、熟練者が原子力プラントの保守作業のシミュレーションを行いながら、適宜ノウハウを登録できるようにした。また、訓練者は、シミュレーションを行いながら、このノウハウに基づくガイダンスを受けることができるようにした。【選択図】図３
2005215314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業のシミュレーション装置であって、
外部からの操作入力に基づき、作業のシミュレート画像を出力する出力部と、
前記出力部で出力される前記シミュレート画像に応じて外部から入力されるノウハウ情報を受け付ける情報入力部と、
前記情報入力部に入力された前記ノウハウ情報を、前記シミュレート画像に対応した作業状況に関連付けて格納するノウハウ情報格納部と、
を備えることを特徴とするシミュレーション装置。
【請求項２】
前記出力部で、外部からの操作入力に基づき、作業のシミュレート画像を出力するとき、前記ノウハウ情報格納部に格納された前記ノウハウ情報に基づき、前記シミュレート画像に対応した作業状況に応じたガイダンス情報を出力するガイダンス出力部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシミュレーション装置。
【請求項３】
前記情報入力部を複数備え、前記ノウハウ情報の入力を複数の前記情報入力部から並行して受け付けることを特徴とする請求項１または２に記載のシミュレーション装置。
【請求項４】
作業の進捗状況を把握する状況把握部と、
外部からノウハウ情報の入力を受けるノウハウ入力部と、
前記ノウハウ入力部で入力された前記ノウハウ情報を、当該ノウハウ情報が入力された時点で前記状況把握部で把握される前記作業の進捗情報に関連付けて格納するノウハウ情報格納部と、
を備えることを特徴とするノウハウ情報記録装置。
【請求項５】
前記ノウハウ情報格納部に前記ノウハウ情報を格納した後、前記状況把握部で把握した作業の進捗状況に応じ、前記ノウハウ情報格納部に格納された前記ノウハウ情報に基づくガイダンス情報を出力するガイダンス出力部をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のノウハウ情報記録装置。
【請求項６】
コンピュータ装置によって実行される、原子力プラントにおける保守作業ノウハウの抽出方法であって、
前記原子力プラントの保守作業をシミュレートするステップと、
前記保守作業の進捗状況に応じ、外部からノウハウ情報の入力を受け付けるステップと、
入力された前記ノウハウ情報を、前記保守作業の進捗状況に関連付けて格納するステップと、
を有することを特徴とする保守作業ノウハウの抽出方法。
【請求項７】
コンピュータ装置によって実行される、原子力プラントにおける保守作業のシミュレート方法であって、
前記原子力プラントの保守作業をシミュレートしつつ、当該保守作業の進捗状況を把握するステップと、
外部から入力されたノウハウ情報が、前記保守作業の進捗状況に関連付けられて前記コンピュータ装置に記録されているとき、前記ノウハウ情報を出力するステップと、
を有することを特徴とする原子力プラントにおける保守作業のシミュレート方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力プラント等をはじめとする各種設備や装置において行われる保守作業等のノウハウを伝承するのに好適なシミュレーション装置、ノウハウ情報記録装置、保守作業ノウハウの抽出方法、原子力プラントにおける保守作業のシミュレート方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力プラント等の大型設備の保守作業は非常に大掛かりで手順も複雑であり、また数年に１回といった頻度のものもある。このような作業は、予め用意された作業マニュアルに記載された手順に基づいて行われるのは、特許文献等を挙げるまでもなく周知の通りである。とは言え、実際の現場で作業マニュアルを一々見ながら作業を行うわけにはいかないこともあり、作業を確実に行うために、作業者が事前に作業の訓練を行えるのが好ましい。
設備の保守作業に限らず、作業訓練を行うには、モックアップを用いた作業訓練設備や、ＣＡＩ（Computer Assisted Instruction）システム等を用いたシミュレーション装置が用いられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、実際の作業には、作業マニュアルには記載されていない様々なノウハウがあることが多い。このようなノウハウは、毎日繰り返し行うような作業であっても、作業者が変われば伝承されず、同様のミス等を起こす可能性が高く、ましてや数年に１回といった頻度では、一層その可能性が高い。
このため、これらのノウハウを作業マニュアルに記載すべく、熟練した作業者等からノウハウを聞き出したり、作業者自身にノウハウを書き出してもらうのが通常であるが、このようにすると、ノウハウを伝えるのに必要な状況を文言にするのが面倒であったり困難であったりして、ノウハウを洩れなく引き出すのは難しい。
このため、いくらシミュレーション装置等を用いても、作業者がノウハウを身に付けるのは困難である。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、熟練者からノウハウを引き出し易く、これを伝承することのできるシミュレーション装置、ノウハウ情報記録装置、保守作業ノウハウの抽出方法、原子力プラントにおける保守作業のシミュレート方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
かかる目的のもと、本発明のシミュレーション装置は、原子力プラント等における保守作業や、他の設備や装置における各種作業のシミュレーション装置として用いることができるものであり、外部からの操作入力に基づき、作業のシミュレート画像を出力する出力部と、出力部で出力されるシミュレート画像に応じ外部から入力されたノウハウ情報を受け付ける情報入力部と、情報入力部に入力されたノウハウ情報を、シミュレート画像に対応した作業状況に関連付けて格納するノウハウ情報格納部と、を備えることを特徴とする。
ここで、作業のシミュレート画像とは、シミュレーション装置でシミュレーションを行うことで、出力部に表示される、作業状況や、作業対象物の状態等を示す仮想画像である。
このようなシミュレーション装置では、熟練者がシミュレーションを行いながら、シミュレート画像に応じ、つまりシミュレート画像に表示されている作業状況や作業対象物の状態等に応じ、適切な箇所（タイミング）でノウハウ情報を入力することができる。入力されたノウハウ情報は、シミュレーションの進捗状況、つまり作業状況に関連付けて格納される。
その後、ノウハウを身に付けようとする立場の訓練者が、このシミュレーション装置でシミュレーションを行うとき、訓練者による外部からの操作入力に基づき、作業のシミュレート画像が出力部で出力される。このとき、ガイダンス出力部にて、シミュレート画像に対応した作業状況に応じたガイダンス情報を、ノウハウ情報格納部に格納されたノウハウ情報に基いて出力することができる。
つまり、訓練者がシミュレーションを行う際、ノウハウが登録されている作業の進捗状況に至ったとき、熟練者によって登録されたノウハウに基づくガイダンスを受けることができる。
【０００５】
また、情報入力部を複数備えれば、ノウハウ情報の入力を複数の情報入力部から並行して受け付けることもできる。このようにすれば、複数人で共同して作業を行う場合、個々の立場でのノウハウを同時に並行して登録できる。
複数人で共同して行う作業の場合、もちろん、複数人がシミュレーション装置に順次交代でノウハウを登録していき、これを合成することも可能である。
【０００６】
本発明は、作業の進捗状況を把握する状況把握部と、外部からノウハウ情報の入力を受けるノウハウ入力部と、ノウハウ入力部で入力されたノウハウ情報を、ノウハウ情報が入力された時点で状況把握部で把握される作業の進捗情報に関連付けて格納するノウハウ情報格納部と、を備えることを特徴とするノウハウ情報記録装置として捉えることもできる。
この場合、上記と同様、作業のシミュレートを行いながら、ノウハウ入力部で外部（熟練者）によるノウハウ情報の入力を受けることもできるが、これに限らず、実際の現場の作業を状況把握部が受け付けるようにすれば、実際のプラント等で作業を行いながら、ウェアラブルコンピュータ等でノウハウ情報を収録することができる。
また、ノウハウ情報格納部にノウハウ情報を格納した後、状況把握部で把握した作業の進捗状況に応じ、ノウハウ情報格納部に格納されたノウハウ情報に基づくガイダンス情報を出力するガイダンス出力部をさらに備えることもできる。これにより、例えば、作業のシミュレーションをしながら、適切なタイミングでガイダンス情報を出力することができる。また、実際にプラント等で作業をしながら、これに合わせて、ノウハウ情報記録装置のガイダンス出力部からガイダンス情報を出力することも考えられる。
【０００７】
本発明は、コンピュータ装置によって実行される、原子力プラントにおける保守作業ノウハウの抽出方法として捉えることもできる。この方法は、原子力プラントの保守作業をシミュレートするステップと、保守作業の進捗状況に応じ、外部からノウハウ情報の入力を受け付けるステップと、入力されたノウハウ情報を、保守作業の進捗状況に関連付けて格納するステップと、を有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、コンピュータ装置によって実行される、原子力プラントにおける保守作業のシミュレート方法として捉えることもできる。この方法は、原子力プラントの保守作業をシミュレートしつつ、保守作業の進捗状況を把握するステップと、外部から入力されたノウハウ情報が、保守作業の進捗状況に関連付けられてコンピュータ装置に記録されているとき、ノウハウ情報を出力するステップと、を有することを特徴とする。
ここで、外部から入力されたノウハウ情報とは、例えばシミュレーション装置において保守作業のシミュレーションを行いつつ記録されたもののほか、例えば、上記のようにウェアラブルコンピュータを用いたり、あるいはビデオカメラ、音声記録デバイス等を用い、原子力プラントで実際に保守作業を行いつつ記録されたものなどがある。これらのノウハウ情報を、予め保守作業の進捗状況に関連付けて記録しておくことで、シミュレーションする際に、ノウハウ情報が記録されている進捗状況に至ったとき、ノウハウ情報が出力されるのである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、熟練者からノウハウを容易に引き出し、これを伝承することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態における保守シミュレーション装置の構成を説明するための図である。
この図１に示すように、保守シミュレーション装置（シミュレーション装置、情報記録装置）１０は、全体として、いわゆるコンピュータ装置であり、操作入力部１１、表示部（出力部）１２、ノウハウ入力部（情報入力部）１３、ガイダンス出力部１４、シミュレーション制御部２１、状態管理部（状況把握部）２２、ノウハウ管理部２３、シミュレーションデータ格納部３１、状態データ格納部３２、ノウハウデータ蓄積部（ノウハウ情報格納部）３３を備えている。
【００１１】
操作入力部１１は、マウスやキーボード等、あるいは実際の設備と同様の操作手段である。
表示部１２は、少なくとも画像を出力するモニタと、必要に応じ音声等を出力するスピーカ等によって構成することができる。
ノウハウ入力部１３は、操作入力部１１と兼用するマウスやキーボード等の他、音声を入力するマイク等によって構成することができる。
ガイダンス出力部１４は、音声を出力するスピーカや、表示ランプ等によって構成することができ、また、表示部１２において文字等を表示することでこれをガイダンス出力部１４として機能させることもできる。
【００１２】
シミュレーション制御部２１、状態管理部２２、ノウハウ管理部２３は、予めインストールされたプログラムに基づいてコンピュータ装置が所定の動作を行うことで機能的に発現するものである。
シミュレーションデータ格納部３１、状態データ格納部３２、ノウハウデータ蓄積部３３は、ハードディスク装置やメモリ等をはじめとする各種記憶デバイスによって構成されるもので、シミュレーション制御部２１、状態管理部２２、ノウハウ管理部２３の制御によって所定の記憶領域にデータを記憶・蓄積するものである。
【００１３】
このような保守シミュレーション装置１０では、シミュレーションデータ格納部３１に格納されたデータに基づき、シミュレーション制御部２１が保守シミュレーション装置１０の各部を制御することで、原子力プラント等の保守対象設備に対して行う保守作業を表示部１２に表示してシミュレーションすることができるようになっている。
図２に示すように、シミュレーションを実行中、操作入力部１１で、作業者が設備各部を操作するための操作入力を受け付けると（ステップＳ１０１）、シミュレーション制御部２１は、操作入力に応じ、設備各部の位置や姿勢を制御し、作業の進捗状況の情報（作業進捗情報）と、設備各部の位置や姿勢のパラメータ値を状態管理部２２に出力する。
状態管理部２２では、得られたパラメータ値に基づき、表示部１２に表示される設備の状態（位置や姿勢）を変動させる。このとき、状態管理部２２では、作業進捗情報と、設備各部の位置や姿勢のパラメータ値を状態データ格納部３２に逐次更新して格納する（ステップＳ１０２）。
【００１４】
保守シミュレーション装置１０では、熟練者が、上記のようにして保守対象設備に対する保守作業をシミュレーションしつつ、自らが有するノウハウを入力できるようになっている。すなわち、熟練者は、シミュレーションを行いつつ、自らがノウハウを有している箇所では、ノウハウ入力部１３により、音声、文字等によってノウハウ情報を入力する。
ノウハウ入力部１３でノウハウ情報の入力を受け付けると、このノウハウ情報は、ノウハウ管理部２３により、ノウハウデータ蓄積部３３に蓄積・登録される（ステップＳ１０３〜Ｓ１０５）。このとき、ノウハウ管理部２３では、状態管理部２２から逐次、設備各部の位置や姿勢のパラメータ値を受け取り、入力されたノウハウ情報を、このパラメータ値に関連付けてノウハウデータ蓄積部３３に蓄積する。
【００１５】
具体例を挙げると、ノウハウを入力する熟練者は、例えば図３に示すような、表示部１２に表示される表示画面Ｖ１を見ながらシミュレーションを行う。熟練者が、例えばクレーンを操作する作業者の場合、表示画面Ｖ１にクレーンを操作するための操作パネル５１が表示され、熟練者は、この操作パネル５１を操作入力部１１で操作する。すると、現場でその熟練者から見ることのできる視界のバーチャルイメージが、シミュレーション制御部２１により、イメージ表示エリア５２に表示される。
このようにして、イメージ表示エリア５２に表示されるバーチャルイメージを見ながら、操作パネル５１でクレーンを操作することで、実際の保守対象設備に対して行うのと同じ手順で、保守作業をシミュレートしていく。
そして、熟練者がノウハウを有している箇所では、逐次、ノウハウ入力部１３で、ノウハウを音声や文字等で入力する。入力されたノウハウ、つまり他の作業者のためのガイダンスは、入力ノウハウ表示エリア５３に表示される。
【００１６】
ところで、複数の作業者が共同して行う作業の場合、それぞれの作業の熟練者が、同様にして個々にノウハウの入力を行う。
このとき、例えば、メインとなる作業者が保守対象物をクレーンで移動しつつ、他の作業者は保守対象物が周囲に位置する他の装置や設備に干渉しないかどうか監視するような場合、まず、メインとなる作業の熟練者が上記のようにしてシミュレーションを行ってノウハウを入力した後、他の作業の熟練者は、メインとなる作業の熟練者が行ったシミュレーション画面を見ながら、個々の作業を行うときの視点から、同様にしてノウハウを入力することもできる。
【００１７】
また、図４に示すように、複数の端末６０を用い、複数の作業の熟練者が、並行してシミュレーションを行いつつ、ノウハウの入力を行うこともできる。この場合、各端末６０は、操作入力部１１、表示部１２、ノウハウ入力部１３、シミュレーション制御部２１、状態管理部２２、ノウハウ管理部２３を備えるものとし、シミュレーションデータ格納部３１、状態データ格納部３２、ノウハウデータ蓄積部３３は、共通のデータベース装置６１に備えるものとする。このような場合、メインとなる作業の熟練者が上記のようにしてシミュレーションを行ってノウハウを入力しつつ、並行して、他の作業の熟練者は、メインとなる作業の熟練者が操作するシミュレーション画面を見ながら、個々の作業を行うときの視点から、同様にしてノウハウを入力することができる。これにより、時間の短縮を図るとともに、実際の作業と同様のリアルタイムに近い共同作業のシミュレーションを行うことができる。
【００１８】
また、同一の作業について、複数の熟練者がノウハウを入力することもできる。この場合、ノウハウ管理部２３で、入力されたノウハウを自動的に取捨選択することもできる。例えばこれには、個々の熟練者に対し、予め重み付け（ランク付け）するためのデータを設定しておく。そして、入力されたノウハウに対し、熟練者ごとの重み付けを加味してポイントを算出し、ポイントが、予め設定したしきい値を上回ったノウハウを採用することができる。より具体的には、例えば熟練者の熟練度、信頼度等に応じ、「１点」、「３点」、「５点」等といった重み付け係数を設定しておき、係数が「５点」の熟練者が入力したノウハウに対しては「５点」等とポイントを付けるのである。また、同じノウハウを複数の熟練者が入力した場合、それを集計することもできる。例えば係数が「１点」の５人の熟練者が同じノウハウを入力した場合、「１点」×５人＝５点等とポイントを付けるのである。そして、予め設定したしきい値（例えば４点）を上回ったノウハウのみを、有効なノウハウとして採用する。このような熟練者に対する重み付けや、入力されたノウハウを集計・分析するための手法は、これに限るものではなく、適宜他の手法を用いても良い。
【００１９】
さて、このようにして、一人あるいは複数の作業の熟練者によって入力されたノウハウのデータは、ノウハウデータ蓄積部３３に蓄積され、作業者が、シミュレーションによる訓練を受けるときに用いられる。
保守シミュレーション装置１０では、作業者が訓練を受ける場合（この場合の作業者を訓練者と適宜称する）、保守対象設備に対する保守作業をシミュレーションしつつ、熟練者によって入力されたノウハウを、ガイダンスとして受けることができるようになっている。このようなガイダンスは、ノウハウデータ蓄積部３３に蓄積されたノウハウのデータに基づき、訓練者が操作入力部１１で作業のシミュレーションを進行させ、設備各部のパラメータ値が、ノウハウが登録されたパラメータ値あるいはその近傍に到達した時点、作業進捗状況がノウハウが登録された段階に到達した時点、あるいは双方が成立した時点で出力される。これは、状態管理部２２にて、設備各部のパラメータ値や作業進捗状況を把握することで実現できる。このとき、ガイダンスは、表示部１２で文字情報等として出力することもできるし、ガイダンス出力部１４で音声や表示ランプ等の形態で出力することもできる。
【００２０】
具体的には、図５に示すような、訓練者は、表示部１２に表示される表示画面Ｖ２を見ながらシミュレーションを行う。訓練者が、例えばクレーンを操作する作業者の場合、表示画面Ｖ２にクレーンを操作するための操作パネル５１が表示され、訓練者は、この操作パネル５１を操作入力部１１で操作する。また、訓練者が、例えば作業全体を統括する作業者の場合、図６に示すように、表示画面Ｖ２’に、他の各作業員に対して指示を出す等、所要のアクションを（シミュレート上で）行うための操作パネル５１を操作入力部１１で操作する。
訓練者が操作入力部１１で操作を行うと、現場でその訓練者から見ることのできる視界のバーチャルイメージが、シミュレーション制御部２１により、イメージ表示エリア５２に表示される。このようにして、イメージ表示エリア５２に表示されるバーチャルイメージを見ながら、操作パネル５１でクレーンを操作したり、各種アクションを操作することで、実際の保守対象設備に対して行うのと同じ手順で、保守作業をシミュレートしていく。
そして、ノウハウが登録されている箇所では、登録されたノウハウ、つまり訓練者にとってのガイダンスは、ガイダンス表示エリア５４に表示されたり、スピーカやランプ等のガイダンス出力部１４（図１参照）から出力される。これにより、訓練生は、シミュレートしながら、適切なタイミングで熟練者のノウハウに基づくガイダンスを受けることができる。
また、ガイダンスを受けた上で、作業のシミュレートを続行し、ガイダンスに応じた対応ができたか否かを評価し、これを表示部１２の評価結果表示エリア５５等に表示することもできる。
【００２１】
このとき、訓練者の熟練レベルに応じ、表示するガイダンスの内容を変えたりすることもできる。これには、予め、ガイダンスにレベル付けをしておき、訓練者がシミュレーションを開始するに当たり、自らの熟練レベルを入力、入力された熟練レベルに応じたガイダンスを出力すればよい。
【００２２】
上述したようにして、保守シミュレーション装置１０では、熟練者がシミュレーションを行いながら、適宜ノウハウを登録できる。手順を追って作業を体感できることから、必要に応じたノウハウを熟練者が想起しやすい。そして、訓練者は、このノウハウに基づくガイダンスを受けることができ、これによってノウハウの伝承を行いやすい。
また、熟練者に重み付けをすることで、熟練者の熟練レベル等に応じ、得られたノウハウを分析・評価して整理することもでき、有効度の高いノウハウが得られる。
さらに、複数の作業者による共同作業を行う場合も、メインとなる作業を行う熟練者が行ったシミュレーションに連動し、他の作業を行う熟練者からもノウハウを抽出・登録できるので、共同作業を行うに際し、作業全般のノウハウを統計的に得ることができる。
加えて、訓練者のレベルに応じたガイダンスを出力すれば、有効な訓練を行うことができる。
【００２３】
なお、上記実施の形態では、ノウハウを熟練者から抽出するに当たり、保守シミュレーション装置１０において熟練者がシミュレートを行うようにしたが、これに限るものではない。例えば、ノウハウ情報記録装置として、画像（映像）と音声等を取得できるウェアラブルコンピュータ等を熟練者が装着し、実際に作業を行いながら、ノウハウを音声等で入力することもできる。この場合、得られた画像や、熟練者の位置等から、ノウハウと、作業状況とを関連付けることができる。そして、ウェアラブルコンピュータから、保守シミュレーション装置１０に、ノウハウのデータを転送し、これをノウハウデータ蓄積部３３に蓄積することで、上記と同様にして、訓練者に対するシミュレーションによる訓練等を行うことが可能となる。また、保守対象設備側から、設備各部（例えばクレーン）の位置・姿勢を示すパラメータ値を外部に取り出せるなら、ノウハウ情報記録装置として、ウェアラブルコンピュータやビデオカメラ等を用い、取り出したパラメータ値と、記録された映像や音声とを関連付けることで、同様にノウハウを作業状況に関連付けて抽出することもできる。
【００２４】
また、上記実施の形態では、得られたノウハウに基づくガイダンスを、保守シミュレーション装置１０にてシミュレーションを行う際に出力する構成としたが、これに限るものではなく、実際の保守対象設備で作業を行う際に、音声や文字等によって、ガイダンスを出力することも可能である。
【００２５】
この他、上記実施の形態では、原子力プラントに対し保守作業を行う場合を対象としたが、これに限るものではなく、各種装置等を操作する場合等においても、本発明を適用することで、上記と同様に、ノウハウの抽出・伝承を行うことができる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施の形態における保守シミュレーション装置の構成を示す図である。
【図２】ノウハウを登録する際の処理の概略的な流れを示す図である。
【図３】ノウハウを登録する際の表示画面の例である。
【図４】複数人で並行してノウハウ登録を行うことのできる保守シミュレーション装置の例である。
【図５】訓練者がシミュレーションを行う際の表示画面の例である。
【図６】他の立場の訓練者がシミュレーションを行う際の表示画面の例である。
【符号の説明】
【００２７】
１０…保守シミュレーション装置（シミュレーション装置、情報記録装置）、１１…操作入力部、１２…表示部（出力部）、１３…ノウハウ入力部（情報入力部）、１４…ガイダンス出力部、２１…シミュレーション制御部、２２…状態管理部（状況把握部）、２３…ノウハウ管理部、３１…シミュレーションデータ格納部、３２…状態データ格納部、３３…ノウハウデータ蓄積部（ノウハウ情報格納部）、６０…端末、６１…データベース装置
【図１】
2005215314.tif 000003
【図２】
2005215314.tif 000004
【図３】
2005215314.tif 000005
【図４】
2005215314.tif 000006
【図５】
2005215314.tif 000007
【図６】
2005215314.tif 000008