(57)【要約】【課題】本発明は、運行することにより環境に悪影響を及ぼし得る機器の保全が遅れることを防止することができる、設備保全計画支援システムを提供する。【解決手段】設備保全計画支援システム１は、履歴データ管理装置１１、健全度診断装置１３、保全計画提示装置１４を備えている。履歴データ管理装置１１は、各機器・設備の過去の運行状況を運行データとして収集する。健全度診断装置１３は、運行データに基づいて、機器・設備の保全対象の運行の際に環境に与える影響を、機器・設備の環境負荷性能として機器・設備毎に評価する。保全計画提示装置１４は、健全度診断装置１３の評価に基づいて、機器・設備の保全を実施する優先順位を提示する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の設備保全対象の各々に対して、保全を実施する優先順位を提示する設備保全計画支援システムであって、
各前記設備保全対象の過去の運行状況を運行データとして収集する履歴データ管理装置と、
前記運行データに基づいて、前記設備保全対象の運行の際に環境に与える影響を、前記設備保全対象の環境負荷性能として前記設備保全対象毎に評価する、診断装置と、
前記診断装置の前記評価に基づいて、前記設備保全対象の前記優先順位を提示する保全計画提示装置とを、備えている、
ことを特徴とする設備保全計画支援システム。
【請求項２】
前記設備保全対象は、
独立したＯＮ、ＯＦＦ制御が可能な機器である、
ことを特徴とする請求項１に記載の設備保全計画支援システム。
【請求項３】
複数の機器を、所定の管理単位である設備としてグループ分けを行う、設備構成決定装置を、さらに備えており、
前記設備保全対象は、
前記設備である、
ことを特徴とする請求項１に記載の設備保全計画支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、設備保全計画支援システムに係る発明であり、たとえば、下水処理場の保全を計画する場合に適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
従来の保全計画支援装置として、機器の故障が発生する確率を低減させ、保全にかかる費用を削減させるために、たとえば特許文献１に係る技術が存する。特許文献１に係る技術では、劣化度の高い機器の修復優先度を高め、将来の機器の更新や修繕にかかるライフサイクルコストを最小とする保全計画を提示している。
【０００３】
より具体的に、特許文献１に係る技術では、プラントの状況を収集する運転管理状況収集部と、その状況に基づいて保全を実施する要因である保全要因を作成する保全計画支援部と、保全要因をプラントの関係者に属する端末に公開するホームページとを具備している。ここで、保全要因としては、故障の発生、経年劣化（物理的な耐用年数）、予防保全、ライフサイクルコスト（経済的な耐用年数）、故障率のワイブル解析、減価償却の基準として使用される制度上の耐用年数、プラントが諸元の変化に対応することができなくなること、運転停止の頻度が多くなること、技術の陳腐化により自動化設備が組み込めないこと、都市化などによる環境の変化に対応することができなくなること等が、例示される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−６７０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、機器が運行されると、環境に与える悪影響を少なからず及ぼす。これは、機器が運行される、たとえば下水処理場では、直接／間接的に二酸化炭素が排出され、ＣＯＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｄｅｍａｎｄ）が高くなり、Ｔ−Ｎ（全窒素）、Ｔ−Ｐ（全リン）等の環境負荷物質の排出されるからである。
【０００６】
上記特許文献１に係る技術では、機器の劣化度とライフサイクルコストのみを基に保全の優先順位を決定していた。つまり、当該優先順位の決定に際して、環境面は考慮されなかった。その結果、運行することにより環境に悪影響を及ぼし得る機器に対する保全が遅れるという問題点があった。
【０００７】
そこで、本発明は、運行することにより環境に悪影響を及ぼし得る機器の保全が遅れることを防止することができる、設備保全計画支援システム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】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の設備保全計画支援システムは、複数の設備保全対象の各々に対して、保全を実施する優先順位を提示する設備保全計画支援システムであって、各前記設備保全対象の過去の運行状況を運行データとして収集する履歴データ管理装置と、前記運行データに基づいて、前記設備保全対象の運行の際に環境に与える影響を、前記設備保全対象の環境負荷性能として前記設備保全対象毎に評価する、診断装置と、前記診断装置の前記評価に基づいて、前記設備保全対象の前記優先順位を提示する保全計画提示装置とを、備えている。  
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１に記載の設備保全計画支援システムは、運行データに基づいて、設備保全対象の環境負荷性能を評価し、当該評価に基づいて、設備保全対象の保全実施の優先順位を提示している。
【００１０】
したがって、環境負荷性能の低い設備の更新・改良を促す保全計画が提示できる。よって、下水処理場等における運用時の環境負荷を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
【００１２】
＜実施の形態＞
図１は、本発明による設備保全計画支援システムを含む下水処理場管理システム構成を示す図である。
【００１３】
下水処理場管理システム６は、設備保全計画支援システム１、運転管理システム２および保全管理システム３から構成されている。設備保全計画支援システム１は、通信回線４を通して運転管理システム２及び保全管理システム３と接続されている。なお、図１では、下水処理場５内に、各システム１〜３が配置されている。しかし、図１とは異なるが、たとえば、設備保全計画支援システム１を下水処理場５とは別の場所の遠隔地に設置しても良い。
【００１４】
図２は、設備保全計画支援システム１の構成を示すブロック図である。
【００１５】
設備保全計画支援システム１は、複数の設備保全対象（機器または設備）の各々に対して、保全を実施する優先順位を提示するシステムである。当該設備保全計画支援システム１は、履歴データ管理装置１１と設備構成決定装置１２と健全度診断装置１３と保全計画提示装置１４とから構成されている。
【００１６】
ここで、図２では、履歴データ管理装置１１と設備構成決定装置１２と健全度診断装置１３と保全計画提示装置１４とは、共通の情報処理装置内に搭載されることが例示されている。しかし、各装置１１〜１４を、互いに別個の情報処理装置に搭載しても良い。なお、各装置１１〜１４を別個の情報処理装置に搭載する場合には、各情報処理装置同士は互いに通信回線によって接続される。以下、各装置１１〜１４について説明する。
【００１７】
まず、履歴データ管理装置１１の構成について説明する。
【００１８】
履歴データ管理装置１１は、各設備保全対象の過去の運行状況を運行データとして収集する。当該履歴データ管理装置１１は、入力手段２１と運転履歴データベース２２と保全履歴データベース２３と標準設備構成データベース２４とプラント立地データベース２５とを備えている。
【００１９】
入力手段２１は、キーボードに例示される入力機器と、液晶ディスプレイ装置に例示される表示装置を含む。当該入力手段２１により、設備保全計画支援システム１に対するデータの入力、入力選択項目メニュー等の表示が行われる。入力手段２１は、パーソナルコンピュータに例示される個別の情報処理装置であっても良く、この場合には、当該別個の情報処理装置は設備保全計画支援システム１と通信回線によって接続される。
【００２０】
運転履歴データベース２２、保全履歴データベース２３、標準設備構成データベース２４、プラント立地データベース２５は、ハードディスクに例示される書き込み／読み出し可能なメモリ装置である。これらのデータベース２２〜２５は、データベースの大きさに応じて、別個独立のメモリ装置としても良い。また、少なくとも２以上のデータベースを、一のメモリ装置に共通に搭載させても良い。なお、当該場合には、当該一のメモリ装置においてメモリアドレス領域を区分することにより、各データベース２２〜２５は区分される。
【００２１】
運転履歴データベース２２は、通信回線４を介して運転管理システム２から情報を収集し、また入力手段２１から入力された情報を収集する。当該収集により、運転履歴データベース２２は、下水処理場５を構成する設備や機器の運転履歴を記録する。
【００２２】
ここで、下水処理場５を構成する機器とは、下水処理場５に設置され運転員などによって電源のＯＮ・ＯＦＦなどを独立して制御される最小単位の物を指す。他方、下水処理場５を構成する設備とは、運転や保全を行う上でまとまって管理することが有効な機器のグループを指す。下水処理場５を構成する機器として、送風機、汚泥ポンプ、ベルトコンベヤなどが例示される。他方、下水処理場５を構成する設備として、最初沈殿池設備、反応タンク設備、汚泥脱水設備などが例示される。
【００２３】
また、運転履歴データベース２２に記録される運転履歴とは、下水処理場５を構成する機器に関しては、運転時間、運転出力、使用電力量などに例示される運転記録を指す。他方、運転履歴データベース２２に記録される運転履歴とは、下水処理場５を構成する設備に関しては流入・流出の水量、ＣＯＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｄｅｍａｎｄ）、Ｔ−Ｎ（全窒素）、Ｔ−Ｐ（全リン）などに例示される計測記録を指す。
【００２４】
保全管理データベース２３は、ネットワーク４を介して保全管理システム３から情報を収集し、また入力手段２１から入力された情報を収集する。これにより、保全管理データベース２３は、下水処理場５を構成する機器の保全履歴を記録する。
【００２５】
ここで、保全履歴とは、機器諸元情報（たとえば、下水処理場５を構成する機器の建設費、最高出力、耐震化度など）と、設備諸元情報（たとえば、最初沈殿池、反応タンクの系統数、処理可能量など）と、保全記録（たとえば、機器設置後の故障内容、修繕費、点検記録など）とから構成される。
【００２６】
標準設備構成データベース２４は、入力手段２１から入力された下水処理場５の標準的な設備構成の情報を記録する。
【００２７】
ここで、標準的な設備構成の情報とは、下水処理場５に一般的に設置されている機器及び設備の一覧と、機器がどの設備にグループ化されているかの対応関係とを指す。なお、標準的な設備構成の情報における機器をグループ化する単位の設備としては、運転管理システム２において下水処理場５の計測データを記録する単位や、保全工事発注において機器の保全工事をまとめて発注する単位に合わせることが好ましい。図３は、標準的な設備構成の情報の一部について例示している。
【００２８】
なお、機器単位で保全を行う優先順位を決定する場合には、当該標準設備構成データベース２４は省略できる。
【００２９】
プラント立地データベース２５は、入力手段２１から入力された下水処理場５の立地状況についての情報を記録する。下水処理場５の立地状況とは、下水処理場５の立地する場所の地震発生確率や、下水処理場５の下流部に存在する浄水場の配水人口などが例示される。
【００３０】
次に、設備構成決定装置１２について説明する。
【００３１】
設備構成決定装置１２は、機器グループ化手段２６と主要機器判別手段２７とを備えている。
【００３２】
機器グループ化手段２６および主要機器判別手段２７は、履歴データ管理装置から取得する情報を一時的に記録する半導体ＲＡＭに例示されるメモリ装置と、設備構成決定のための演算を行うマイクロプロセッサに例示される演算装置と、演算方法を記録するハードディスクに例示されるメモリ装置を含む情報処理装置とから成り、ワークステーションサーバに例示される。
【００３３】
ここで、機器グループ化手段２６と主要機器判別手段２７とは、互いに別個の情報処理装置に搭載されても、１つの情報処理装置に共通に搭載してメモリ装置や演算装置を共有しても構わない。別個の情報処理装置に搭載される場合は、互いに通信回線によって接続される。
【００３４】
一般に下水処理場５においては、構成する個々の機器が汚水処理量や排出環境負荷等の環境負荷を始めとする下水処理場の性能に直接関係していなく、機器をまとめた設備の単位で性能に関連付けられ性能データの計測記録が行われている。また、保全工事の発注においても、個別の機器単位での発注ではなくまとめた設備の単位で保全工事発注が行われている。設備構成決定装置１２では、下水処理場５に属する機器の上記設備単位へのグループ化を行う。
【００３５】
図４は、機器グループ化手段２６と主要機器判別手段２７による設備構成決定の方法を示している。
【００３６】
まず、機器グループ化手段２６は、保全管理データベース２３に記録された機器諸元情報及び設備諸元情報と、標準設備構成データベース２４に記録された標準的な設備構成の情報を取得する（ステップＳ１）。
【００３７】
その後、機器グループ化手段２６は、機器諸元情報に記録された機器を標準的な設備構成の情報に記録された設備にグループ化し、設備諸元情報に記録された設備を標準的な設備構成の情報に記録された設備に対応付けする（ステップＳ２）。同種の機器が複数ある場合や同種の設備が複数系統ある場合には、標準的な設備構成の情報に記録された設備や機器に対して、機器諸元情報及び設備諸元情報に記録された設備や機器と、１対Ｎ（＝正数）の関係となることがある。この場合、設備とそこにグループ化された機器の関係が、Ｎ（＝正数）対Ｎ（正数）の関係となることがある。
【００３８】
続いて、機器グループ化手段２６は、運転履歴データベース２２に記録された設備の計測記録及び機器の運転記録を取得と、保全履歴データベース２３に記録された機器の保全記録を取得する（ステップＳ３）。
【００３９】
その後、機器グループ化手段２６は、設備とそこにグループ化された機器の関係がＮ対Ｎにある機器を特定の設備に所属させる（ステップＳ４）。この方法として、設備の計測記録と機器の運転記録を基に特定の設備が運転中に同時に運転していた機器はその設備のグループに含め、機器の保全記録を基に１つの保全工事として発注されていた機器は同一の設備に所属させることが好ましい。また、この作業の後に複数の設備のグループに所属する機器については、各設備に対してどの割合で所属するかを決定する。この方法として、設備の計測記録と機器の運転記録を基に、機器の運転時間の中で同時に運転していた設備の時間で比例配分した割合ずつ各設備に所属させることが好ましい。
【００４０】
主要機器判別手段２７は、機器グループ化手段２６で作成された設備と機器のグループ分け情報を取得する（ステップＳ５）。
【００４１】
そして、主要機器判別手段２７は、運転履歴データベース２２に記録された設備の計測記録及び機器の運転記録と、保全履歴データベース２３に記録された機器諸元情報及び機器の保全記録を取得する（ステップＳ６）。
【００４２】
その後、主要機器判別手段２７は、各設備の運転・保全に影響の大きい主要機器を判別する（ステップＳ７）。主要機器の判別は、設備が運転中に運転していた時間が５０％以上の機器、設備に属する機器の中で使用電力量が多い順に３番目までの機器、設備に属する機器の中で建設費が多い順に３番目までの機器といった方法が例示される。
【００４３】
ここで、設備構成決定装置１２は、複数の機器を設備としてグループ分けする際に使用される装置である。換言すれば、設備構成決定装置１２および図４に示す動作は、設備保全対象が上記設備である場合に必要とされ、設備保全対象が上記機器の場合には省略される。
【００４４】
次に、健全度診断装置１３の構成について説明する。
【００４５】
健全診断装置１３は、機器・設備の運行データに基づいて、設備保全対象（機器または設備）の運行の際に環境に与える影響を、設備保全対象機器の環境負荷性能として設備保全対象毎に評価する。当該健全度診断装置１３は、設備耐震化率診断手段２８と機器劣化診断手段２９と設備冗長度診断手段３０と設備性能診断手段３１とを備えている。
【００４６】
設備耐震化率診断手段２８、機器劣化診断手段２９、設備冗長度診断手段３０、および設備性能診断手段３１は、履歴データ管理装置１１及び設備構成決定装置１２から取得する情報を一時的に記録する半導体ＲＡＭに例示されるメモリ装置と、健全度決定のための演算を行うマイクロプロセッサに例示される演算装置と、演算方法を記録するハードディスクに例示されるメモリ装置を含む情報処理装置であり、ワークステーションサーバに例示される。
【００４７】
設備耐震化率診断手段２８と機器劣化診断手段２９と設備冗長度診断手段３０と設備性能診断手段３１とは互いに別個の情報処理装置に搭載されても、１ないし３つの情報処理装置に共通搭載してメモリ装置や演算装置を共有しても構わない。別個の情報処理装置に搭載される場合は、互いに通信回線によって接続される。
【００４８】
設備耐震化率診断手段２８は、保全履歴データベース２３に記録された機器諸元情報より、各機器の耐震化度決定する。また、設備耐震化率診断手段２８は、保全履歴データベース２３に記録された機器諸元情報における各機器の耐震化度を基に、各設備の耐震化度を決定する。耐震化度の決定は、設備に属する機器の中で耐震化度が一定以上の機器の割合によって決定されることが例示される。
【００４９】
機器劣化診断手段２９は、保全履歴データベース２３に記録された保全記録を基に決定された又は入力手段２１から入力された各設備に属する主要機器の劣化度を基に、各設備の耐久度を決定する。設備の耐久度は、その設備に属する主要機器の劣化度の中で最高値のものの逆数を適用する方法が例示される。なお、機器毎に劣化度を決定する場合には、上記保全記録を基に機器の劣化度を決定する周知方法がある（たとえば、特開２００２−２１４１２１号公報、特開平７−１５９２３１号公報を参照）。
【００５０】
設備冗長度診断手段３０は、運転履歴データベース２２に記録された設備の計測記録と保全履歴データベース２３に記録された設備諸元情報とを基に、各機器または設備の冗長度を決定する。設備の冗長度は、同種設備のうち当該設備を除いた設備の合計処理可能量に対する、過去一年間の最大処理量の割合に基づいて決定されることが例示される。
【００５１】
設備性能診断手段３１は、運転履歴データベース２２に記録された設備の計測記録及び機器の運転記録と保全履歴データベース２３に記録された機器諸元情報及び保全記録とを基に、機器または設備の環境負荷性能とコスト性能とを決定する。
【００５２】
環境負荷性能とは、機器または設備が有する性能の一つであり、機器または設備の運行の際に、当該機器または設備が環境に与える影響・負荷に関するものである。当該環境負荷性能は、たとえば、機器・設備の計測記録における機器・設備から直接排出された二酸化炭素量及びＣＯＤ、Ｔ−Ｎ、Ｔ−Ｐなどの汚濁負荷物質と、機器・設備の運転記録における使用電力量を基に計算される機器・設備から間接的に排出された二酸化炭素量とを、それぞれ重み付け係数を乗算して合計し、機器・設備の計測記録における機器・設備の処理量で除算した値に基づいて決定される。なお、プラント立地データベース２５に記録されたプラントの立地状況についての情報が示され、重み付け係数は、当該情報に基づいて決定された値を入力手段２１から入力される。たとえば、下流部に存在する浄水場の配水人口が多いほど、汚濁負荷物質の重み付け係数を大きくすることが好ましい。
【００５３】
また、コスト性能は、たとえば、機器・設備のライフサイクルコストに基づいて決定される。機器緒言情報及び保全記録を基に、機器・設備のライフサイクルコストを決定する方法は周知である（たとえば、特開平１１−３２７６２６号公報参照）。
【００５４】
次に、保全計画提示装置１４について説明する。
【００５５】
保全計画提示装置１４は、健全度診断装置１３の上記評価に基づいて、機器または設備の保全の優先順位を提示する。当該保全計画提示装置１４は、優先順位決定手段３２と出力手段３３とを備えている。優先順位決定手段３２は、履歴データ管理装置１１及び健全度診断装置１３から取得する情報を一時的に記録する半導体ＲＡＭに例示されるメモリ装置と、優先順位決定のための演算を行うマイクロプロセッサに例示される演算装置と、演算方法を記録するハードディスクに例示されるメモリ装置を含む情報処理装置であり、ワークステーションサーバに例示される。
【００５６】
出力手段３３は、液晶ディスプレイ装置に例示される表示装置及びプリンタ装置を含み、機器・設備の健全度等の表示を行う。優先順位決定手段３２は、設備耐震化率診断手段２８で決定された耐震化度Ｐｗ、機器劣化診断手段２９で決定された耐久度Ｐｄ、設備冗長度診断手段３０で決定された冗長度Ｐｔ、設備性能診断手段３１で決定された環境負荷性能Ｐｅとコスト性能Ｐｃ、重み付け係数ａ，ｂ，ｃ，ｄを基に、次式（１）に従って、機器・設備ごとの健全度Ｐｈを決定する。
【００５７】
Ｐｈ＝ａ×Ｐｅ＋ｂ×Ｐｃ＋ｄ×（ｃ×Ｐｗ＋（１−ｃ）×Ｐｄ）×（１−Ｐｔ）
＋ｄ×Ｐｔ                          ・・・（１）
【００５８】
なお、重み付け係数ａ，ｂ，ｃ，ｄは、入力手段２１から入力した値を使用するが、当該入力される値は、プラント立地データベース２５に記録されたプラントの立地状況についての情報を基に決定される。たとえば、地震発生確率が高いほどｃを大きくし、事業体の一般会計からの繰入金が大きいほどｂを大きくすることが好ましい。
【００５９】
さらに、優先順位決定手段３２は、上記健全度Ｐｈを基に、機器・設備ごとの保全を行うべき優先順位を決定する。たとえば、健全度Ｐｈが高いものほど、保全を行う順位が低くなり、健全度Ｐｈが低いものほど、保全を行う順位が高くなる。
【００６０】
出力手段３３は、機器・設備ごとに、優先順位を出力する。たとえば、上記機器・設備を健全度Ｐｈを低い順に並べて表示する。なお、優先順位の表示と共に、機器・設備の健全度、耐震化度、耐久度、冗長度、環境負荷性能、コスト性能を併せて出力することが好ましい。
【００６１】
以上のように、本実施の形態に係る設備保全計画支援システム１は、健全度診断装置１３に設備性能診断手段３１を備えている。そして、設備保全計画支援システム１は、機器・設備の環境負荷性能を保全を行うべき優先順位の評価要因に含めている。
【００６２】
したがって、環境負荷の大きい（環境に悪い影響を及ぼし得る）機器・設備の健全度が低く評価することができる。換言すれば、環境負荷の大きい（環境に悪い影響を及ぼし得る）機器・設備の保全を行う優先順位を高くすることができる。この結果、環境負荷の大きい機器・設備の更新・改良が促されるため（保全が遅れることを防止できるため）、下水処理場５の運用における環境負荷を削減させることができる。
【００６３】
また、履歴管理データベース１１に立地データベース２５を備えている。そして、当該立地データベース２５に格納されている下水処理場５の立地状況を示した上で、入力する上記各重み付け係数の指針を決定している。これにより、下水処理場５の立地状況に適合した機器・設備の健全度評価が可能になる。
【００６４】
また、本実施の形態では、設備構成決定装置１２と履歴データ管理装置１１に標準設備構成データベース２４とを備えている。そして、機器単位だけでなく、当該機器を設備単位でグループ化して、当該設備ごとに健全度を評価することもできる。これにより、下水処理場５の運転実態に合った健全度診断を行え、グループ化の方法次第では、下水処理場５の工事発注単位に適合した設備保全計画を提示できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係る下水処理場管理システムの構成を示す図である。
【図２】本発明に係る設備保全計画支援システムの構成を示す図である。
【図３】標準的な設備構成の情報の一部を例示した図である。
【図４】設備構成決定装置の動作を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  設備保全計画支援システム、２  運転管理システム、３  保全管理システム、４  通信回線、５  下水処理場、６  下水処理場管理システム、１１  履歴データ管理装置、１２  設備構成決定装置、１３  健全度診断装置、１４  保全計画提示装置、２１  入力手段、２２  運転履歴データベース、２３  保全履歴データベース、２４  標準設備構成データベース、２５  プラント立地データベース、２６  機器グループ化手段、２７  主要機器判別手段、２８  設備耐震化率診断手段、２９  機器劣化診断手段、３０  設備冗長度診断手段、３１  設備性能診断手段、３２  優先順位決定手段、３３  出力手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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