JT 技報 Vol.1
制御機器類の更新工事リスク低減への取り組み

制御機器類の更新工事リスク低減への取り組み
橋本 渉、向川 大敬

制御機器類の更新工事は、新設工事段階と異なり周囲の設備を含む運転への影響を与えることなく短期間に実施する必要がある。そのためには、工事前のリスク低減策が重要であり、工事計画段階からの「故障モード影響度解析」FMEA（（Failure mode and effects analysis）（以下、工程 FMEA とする）[1]によるリスクの抽出や評価、検討等を計画段階に十分行い、工事中の他設備における安定運転の確保と、更新工程における遅延等のリスク低減対策を行う必要がある。
ここではリスク低減対策に取り組んだ活動内容を紹介する。
キーワード: 更新工事、短期間工事、FMEA、リスク低減② 同メーカーの後継機種が無く、他メーカーの機種へ更

１．はじめに新し、盤内配置変更の検討や新たにソフトウェアの製制御機器類の更新工事は、監視制御盤、制御盤、現場作が必要となるケース

制御盤などの盤更新の他、PLC、TP（タッチパネル）、③ 更新工事と合わせて制御機能変更を行うケース

ワンループコントローラなどの制御機器単品の更新工事④ 更新工事を実施する上で、その機能上短時間の運転停がある。ここでは、更新工事の中の一つである PLC の止も不可能であり、更新工事中に仮設設備等での運転更新工事を例にリスク低減対策への取り組みについて紹継続が必要なケース介する。

2.2 PLC 更新設備の概要
今回報告する PLC 更新の対象設備は、大規模工場内の２．PLC 更新工事の概要

各施設へ圧縮空気を24時間連続で供給するための大容量

2.1 PLC 更新工事のケースかつ共用の設備である。

一般に PLC 更新工事は、以下の 4 ケースに大分類され本設備は、圧縮空気貯槽内圧力を規定値で常時維持する。

るもので、図 1 に示すとおり常用圧縮機 3 台と運転予備① 既設機器と更新機器が同メーカーであり、盤内配置変圧縮機 1 台で構成され、常用圧縮機 3 台の内 2 台が連続更が不要で、内部ソフトウェアも保守ツールにより自運転、残り 1 台が待機状態で圧縮空気を供給するもので動変換が可能なケースある。また、約 20 年前に製作・据付され連続供用されてきたものである。

1

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制御機器類の更新工事リスク低減への取り組み

また、各作業工程で今まで実施した PLC 更新工事内〔圧縮空気製造設備系統概要図〕<更新対象PLC>

圧縮機

容との差異について確認し、リスクのある作業項目を、PLC

常用Ａ

表１のとおり抽出した。

PLC

常用Ｂ

PLC

常用Ｃ

PLC

運転
予備

圧縮空気貯槽

顧客仕様書
入手

再処理工場の各施設へ

マスタソフト入手
表１：No.９①②

顧客要求事項の把握

ソフト内容確認

*A
表１：No.１９③⑦・通常圧縮機2台、 24時間連続運転
・負荷上昇により、圧縮機3台運転（自動制御）

圧縮機3台が必要な設備⑨
設備プロセスの把握

既設設計図書と現場の確認

マスタＥＳの作成<運転概要>⑧

更新時の設備状態の確認④

無図書/現物差異⑫⑤
更新機器の選定（新/旧比較）

表１：No.２⑩⑭⑱

現地試験方法の検討⑮
表１：No.１３

ソフト変換

国際安全規格におけるリスク低減のための方法論について規定している JIS B 9700(ISO12100) [2]および、工程

表１：No.１４～１６

表１：No.１７～１８

表１：No.１１、１２⑯

FMEA の手法を用い実施した。

工場試験

なお、工程 FMEA の手法は、図２に示すとおり作業工㉑⑰
更新機器の出荷程におけるリスクを抽出し、評価、検討、対策へと進める

無図書/現物差異
有ものである。

⑳*C

本更新工事で考えられるリスクは何か

現地工事・試験【凡例】
１．準備 ： ①～⑬・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
２．工場製作・試験 ： ⑭～⑰、㉑ ・・・・・・・・・・・・
３．現地工事・試験 ： ⑱～⑳ ・・・・・・・・・・・・・・・
４．表１：作業工程とリスクのある作業項目・・・・・

抽
出
今までの更新工事との差異はあるか

図３ 更新工事作業フロー

差異があることで何を心配しているか
評
価

表１ 作業工程とリスクのある作業項目

それは次工程、製品にどう影響を与えるかNo.
１２３４５６７８９10111213141516171819

心配が起こる原因は何か
検討
どのような対策を実施すれば良いか

対策

設計図書発行⑲

現地工事方法の検討

工場試験方法の検討*A

本工事のリスク低減活動は、トラブル未然防止として、更新方法の決定*B⑬
更新機器の調達

2.1 リスク低減への手法（工程 FMEA）

設計図書改訂有表１：No.１、３～８⑥

２．更新工事のリスク低減への手法と評価*C⑪
既設機器の仕様把握

図１ 24 時間連続運転設備 概要図

表１：No.１０*B

未然防止

図２ 工程ＦＭＥＡ（作業フロー）

2.2 リスク低減項目の抽出と評価(1) リスクのある作業項目の抽出
本更新工事の作業フローを作成（図３）し、作業工程となる「準備」「工場製作・試験」「現地工事・試験」の各段階における作業工程を明確にした。

2

作業工程

準備

工場製作・試験

現地工事・試験その他

作業項目
後継機種の選定
現場調査作業
盤内設置スペースの評価
配線方法の検討
既設配線流用可否の検討
最小開閉電流の評価
電源容量増加に伴う消費電力評価
配線ケーブルサイズの評価
実機ソフトウェアの吸上げ作業
派生図書の作成
ソフトウェアの変換作業
既設図書とソフトウェアの整合性確認
試験方法
盤内配線変更の管理方法
活線作業
スケジュールの調整
単体試験
機能試験
所掌外機器等の故障時における対応

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制御機器類の更新工事リスク低減への取り組み(2) リスク評価基準

３．更新工事の実施

抽出したリスクのある作業項目の内、対策が必要な

工程 FMEA にてリスク低減対策の対象とした作業項目項目を選定するための評価基準を表２のとおり作成し（全 15 項目）について、リスク低減となる対策を検討した。評価基準となる項目は「今までの更新工事との差異実施した。の有無」、「発生頻度」、「影響度（次工程・製品）」とし、本項では工程 FMEA による評価点数の高い作業項目程度による評価点を明確化した。

「盤内設置スペースの評価」「配線方法の検討」「既設配線表２ 評価基準

流用可否の検討」「盤内配線変更の管理方法」

評価基準
今までの更新工事との差異（表３：No.３，４，５，14）についてのリスク低減対策

影響度
発生頻度
次工程

評価 評価 評価
点 基準 点

評価基準

評価
点

活動について報告する。

製品評価基準評価
点

評価基準

3.1 盤内配線変更工事－－

5

発生頻度が非常に高い

5

人身・物損事
故に繋がる

5

人身・物損事
故に繋がる

－

－

4

発生頻度が高い

4

設備停止、作業不可となる

4

性能未達

3

作業条件の変更要となる3

外観不良、型式・数量違い

後継機種の PLC の増設用 I/O ユニットは、既設と外形寸法が異なり盤内に収まらないため、既設設置スペース－－3

ときどき発生する2

有2

少ないが発生する

2

わずかな影
響がある

2

わずかな機
能変化

1

無

1

殆ど発生しな
い

1

影響無し

1

影響無しに適用した I/O ユニットへ PLC の機種変更をした。
しかし、このことで配線の引き直しが必要となり更新作業時に誤配線をするリスクが非常に高くなった。
そこで、更新作業時における誤配線のリスクを低減するために、事前に以下の対策を実施した。

(3) 工程 FMEA の評価結果(1) 既設展開接続図（ECWD）の確認抽出した作業項目について評価基準に従い評価点数

現状の ECWD と現地配線の整合性を確認し、配線のを算出し、評価基準項目（表２）で１項目以上影響があ引き直し方を含めた配線状態を既設 ECWD へ明記しる場合は、リスク低減の対策を実施する対象とする必た。

要があると判断し、評価点数が５点以上の作業項目を(2) PLC 更新後の ECWD の作成

リスク低減対策の対象とした。対象となった作業項目
は表３に示すとおり網かけ部を除く 15 項目となった

既設 ECWD へ図５のとおり更新内容を明記し、それを元に更新後の ECWD（図６）を作成した。

表３ 工程ＦＭＥＡ（評価）
評価結果

No. 作業工程

作業項目

今までの更新工事との差異発生
頻度【配線変更（更新）内容】

影響度
次工程

製品

電気盤A

評価点
（合計）

V02

評価点 評価点 評価点 評価点
1
2345678910111213141516171819

後継機種の選定
現場調査作業
盤内設置スペースの評価
配線方法の検討
既設配線流用可否の検討
準備
最小開閉電流の評価
電源容量増加に伴う消費電力評価
配線ケーブルサイズの評価
実機ソフトウェアの吸上げ作業
派生図書の作成
ソフトウェアの変換作業
工場製作
既設図書とソフトウェア・試験の整合性確認
試験方法
盤内配線変更の管理方法
現地工事 活線作業・試験 スケジュールの調整
単体試験
機能試験
所掌外機器等のその他
故障時における対応

211141118422217W02
現場制御盤A

X1-RT

F1R1235515235515F2T1243514F323229R2F422217T2F7R321418243110F8T312216133181111422441222113211541
1511115944135514CPU

更新

PCPS撤去PS1PS2更新

図５ 配線変更（更新）内容

3JT 技報 Vol.1
制御機器類の更新工事リスク低減への取り組み

値外での動作不良）、高性能化に伴う制御不備（例：プロ【更新後ＥＣＷＤ（配線図）】

グラム処理速度の高速化に伴う制御処理タイミングズレ

電気盤AV02による誤動作）なども報告されており、過去のトラブル以外でのリスク低減活動は必須となっている。

W02

今回実施したリスク低減活動は、更新工事以外にも適端子番号を記載
X1-R

T １
F1 ２ R1 ①
１ F2 ２ T1 ②

LN

１ F3 ２

現場制御盤A用し、さらに効果的とするために過去のトラブル情報だけではなく、現在発生しているヒヤリハット情報も踏まCPUえたリスク低減活動を実施していくことが必要であると認識している。

１ F4 ２

また、本活動を継続することで、常にトラブルの未然防

１ F7 ２ R3 ⑤
１ F8 ２ T3 ⑥⑦
配線を朱書き

⑧LN
L止を考えた業務を行うことが出来、更なる安全と品質のPS1向上に繋がるものと考える。[3]

PS2N

参考文献
[1] 鈴木順二郎,牧野鉄治,石坂茂樹,『FMEA・FTA 実施法―信頼性・安全性解析と評価』日科技連, 1982

図６ 更新後 ECWD（配線図）

FMEA（Failure mode and effects analysis）(3) 解結線ケーブルチェックシートの作成「故障モード影響度解析」

更新工事における配線の引き直し作業においては、ケ「設計 FMEA」：設計段階で、事故・故障を設計段階ーブル１本単位に更新前後の解結線箇所、配線方法を認で予測・摘出する識する必要があり、
図６に示す更新後のECWD を元に、

「工程 FMEA」：製造工程中での各故障モードの管理信頼性を評価する解結線ケーブルチェックシートを作成した。

[2] JIS B 9700 (ISO12100）機械類の安全性設計のための一般原則リスクアセスメント及びリスク低減

４．更新工事結果[3] 尾形 圭司、新岡 将、須田 憲司 日本原燃㈱「六ヶ所処理工場における保守管理改善の取り組み」

本工事おけるリスク低減対策に取り組んだ結果を以下に示す。なお、更新工事完了（運転側への設備引渡し）から５年半を経過しているが、設備の安定運転を含め更新

橋本 渉

機器も健全状態を維持している。

㈱ジェイテック(1) 安全、品質を損ねることなく本工事をゼロ災害で完了

ＣＩＥ設計・開発センターさせた。
(2) PLC１台の更新工事を他設備の運転へ影響を与えることなく、計画期間内（７日以内）に完了させた。

向川 大敬

５．まとめ

㈱ジェイテック
ＣＩＥ設計・開発センター

制御設備の高経年化対策としての更新工事を、そのリスク低減活動の面から総括して紹介した。
リスク低減対策は、各作業のリスクを可視化することで、人的過誤によるトラブル発生の低減化を図り、安全作業の確立、品質向上、作業の効率化に繋がるものと考える。
また、最近の産業界における更新工事において、省電力化に伴う既設現場機器との取合い不備（例：最小開閉電流4