２０２１年度 ＪＰＥＣフォーラム

稼動信頼性向上のための技術調査『保安情報活用プラットフォームの構築』
２０２１年５月１２日

一般財団法人石油エネルギー技術センター
技術企画部

ー禁無断転載・複製 ©JPEC ２０２１ー

目次

1.

経緯

2.

保安情報活用プラットフォーム（PF）概要

3.

ＡＩ解析トライアル① テキストマイニング＋ベイジアンネット解析トライアル② オントロジー構築トライアル

4.

今後に向けて2１．経緯保安分野における課題➢ 安定操業を維持するために基本となる、人財確保、技術伝承が共通の問題となっている。
➢ 保安（安全関係）情報は、テキストデータとして蓄積されているため、必要な情報の検索や、複数の事例や状況を関連付けた解析は、ベテランの知恵や経験に依存している部分が大きく、今後対応が困難となる事が予想される。

対応策：「情報活用のための仕組み」が必要＜現在の保安情報活用の課題＞➢ 一般的には各事例を、専門家やベテランにより解析し、発生装置、原因、対策などを整理しDB化して利用している。
➢ これらの方法は、個別事故事例についての内容理解や、設定された分類項目による統計解析を行うには有効である。
➢ 一方、多数の事例間の繋がり/関係性について解析し、利用者に「潜在的リスク」、「対応法」などに対する「気づき・ヒント」を提示し、トラブル未然防止・拡散防止へ有効利用することは難しい。

「テキストデータのＡＩ解析」が可能な『保安情報活用プラットフォーム（PF）の構築』について検討
3

２．「保安情報活用プラットフォーム（PF）の概要
保安情報活用PF（JPEC 運営/管理）
安全情報DB

テキストデータのＡＩ解析

事故事例
ヒヤリハット
劣化事例
工事管理
教育資料
等

⚫ テキストマイニング⚫ ベイジアンネット⚫ オントロジー
データ活用

データ収集

石油会社
公開情報
（国内・海外）石連事故事例

公官庁等に届出した事故情報

・日常点検での利用・事故発生原因の絞り込み・事故防止対策立案
・非定常操作時に類似事例確認
・教育、技術伝承
4

３．ＡＩ解析トライアル
JPECの目指す「保安情報活用ＰＦ」で利用する
テキストデータＡＩ解析方法についてトライアルを実施➢ 各事例の報告に記載された「単語」に注目し、テキストマイニングにより解析・整理➢ ベイジアンネットにて確率推論➢ 技術情報・知識の体系化（オントロジー構築）➢ 事故事例等をオントロジーと紐づけ

簡単に、各事例の繋がり/関係性の解析が可能となる（簡易的解析）

技術情報に基づいた解析、各事例の繋がり/関係性が可能となる（詳細解析）① テキストマイニング＋ベイジアンネット
解析トライアル② オントロジー構築トライアル5

①『テキストマイニング+ベイジアンネット』解析トライアル
主要な単語の抽出と分類（約200語）

JPEC-Saferデータを利用してトライアル

事故事例423件

ﾋﾔﾘﾊｯﾄ319件

劣化事例153件

タンク,ポンプ,系統,プラント,弁,フランジ,加熱炉,コンプレッサ,熱交換器,ボルト,蒸留塔,常圧蒸留装置,リング,システム,ドレン,製造装置,安全弁,発信器,計装,水素化分解装置,計装タップ,反応系,径,脱硫装置,電気機器,貯蔵系,計装機器,計器室,遠装置 心式ポンプ
ＤＣＳ,圧縮,インターロック,浮屋根,オリフィス,改質,回転,ガスケット,ガス検知器,基礎,ケーブル,コンデンサー,桟橋,軸受け,水添,ストレーナ,タービン,脱硫,調節弁,塔頂,ナット,ネジ,バーナ,保温材,モーター,溶接,連続再生式接触改質装置,炉,ローリ
ガス,水素,油,水,原油,ナフサ,原料油,重質油,炭素鋼,危険物,物質 ＬＰＧ,アンモニア,雨水,エチレン,オフガス,錆,残渣油,塩,重油,水素ガス,スケール,スチーム,スロップ,静電気,排水,プロピレン,
落油,硫化水素マニュアル,検討,対応,指示,作業員,誤操作,従業員,人的
エラー,協力会社,誤操作,間違い,ミス検査,操作,工事,出荷,保全,変更,保守,スタートアップ,定期修理,定常運転,検収,作業締め,スチームトレース,施工,置換,定期修理,デコーキング,パージ,封入上昇,低下,発火,閉止,着火,拡大,アラーム,
異変 孔,引火,エロ―ジョン,応急,開孔,外面腐食,空引き,逆流,緊急停止,クリープ,警報,減肉,孔食,コロージョン,詰まり,トリップ,内面腐食,避難,摩耗,緩み割れ,減肉,爆発,変動,損傷,被害炎上,死亡,シャットダウン,焼損,大事故破壊,暴露,破断,負傷,火傷
現場,基準,要因,事例,内部,方法,部分,付近,状況,貯蔵,防止,設置,供給,対策,設計,開放,存在,開始,推定,評価,鎮火,その他 製油所,定期的,公設消防,協力会社,自衛消防,施工管理,常圧,物質要因,早期,工事方法,液面,火気,加熱,気密,残存,残留,蒸気雲,熱応力,フレア,膨張,レベル

ベイジアンネット
テキストマイニング

テキストマイニング
劣化事故

ヒヤリ

登場する単語の関連性を整理

因果関係をグラフ化
して関連性を定量的に評価（確率推論）

①『テキストマイニング+ベイジアンネット』解析トライアル
主要な単語の抽出と分類（約200語）

JPEC-Saferデータを利用してトライアル

事故事例423件

ﾋﾔﾘﾊｯﾄ319件

劣化事例153件

テキストマイニング

タンク,ポンプ,系統,プラント,弁,フランジ,加熱炉,コンプレッサ,熱交換器,ボルト,蒸留塔,常圧蒸留装置,リング,システム,ドレン,製造装置,安全弁,発信器,計装,水素化分解装置,計装タップ,反応系,径,脱硫装置,電気機器,貯蔵系,計装機器,計器室,遠装置 心式ポンプ
ＤＣＳ,圧縮,インターロック,浮屋根,オリフィス,改質,回転,ガスケット,ガス検知器,基礎,ケーブル,コンデンサー,桟橋,軸受け,水添,ストレーナ,タービン,脱硫,調節弁,塔頂,ナット,ネジ,バーナ,保温材,モーター,溶接,連続再生式接触改質装置,炉,ローリ
ガス,水素,油,水,原油,ナフサ,原料油,重質油,炭素鋼,危険物,物質 ＬＰＧ,アンモニア,雨水,エチレン,オフガス,錆,残渣油,塩,重油,水素ガス,スケール,スチーム,スロップ,静電気,排水,プロピレン,落油,硫化水素
マニュアル,検討,対応,指示,作業員,誤操作,従業員,人的
エラー,協力会社,誤操作,間違い,ミス検査,操作,工事,出荷,保全,変更,保守,スタートアップ,定期修理,定常運転,検収,作業締め,スチームトレース,施工,置換,定期修理,デコーキング,パージ,封入上昇,低下,発火,閉止,着火,拡大,アラーム,
異変 孔,引火,エロ―ジョン,応急,開孔,外面腐食,空引き,逆流,緊急停止,クリープ,警報,減肉,孔食,コロージョン,詰まり,トリップ,内面腐食,避難,摩耗,緩み割れ,減肉,爆発,変動,損傷,被害炎上,死亡,シャットダウン,焼損,大事故破壊,暴露,破断,負傷,火傷
現場,基準,要因,事例,内部,方法,部分,付近,状況,貯蔵,防止,設置,供給,対策,設計,開放,存在,開始,推定,評価,鎮火,その他 製油所,定期的,公設消防,協力会社,自衛消防,施工管理,常圧,物質要因,早期,工事方法,
液面,火気,加熱,気密,残存,残留,蒸気雲,熱応力,フレア,膨張,レベル

テキストマイニング

機械学習によりベイジアンネット ネットワーク構造を自動構築

劣化

各事例の固有の現象を代表している単語の追加

事故

ヒヤリ

登場する単語の関連性を整理

登場回数の多い単語を抽出⇒各事例の偏りを除去

因果関係をグラフ化
して関連性を定量的に評価（確率推論）

①『テキストマイニング+ベイジアンネット』解析トライアル
テキストマイニングにて解析に用いる単語を抽出⇒各単語についてベイジアンネットを用いて解析（例）原因からの推論装置『オリフィス（流体の流量調節や測定などの用途で開口した穴）』を入力単語とし、関連する事例の抽出を行う。
エビデンス（確定値）を入力

オリフィス◆関連する事例・『事故–26』～残油接触分解技術実証化装置における高圧水素の逆流による槽の爆裂火災
・『事故 – 48』『事故 – 186』

◆関連する単語・装置 『調整弁』
・物質 『危険物』
・異変 『エロージョン』『コロージョン』
・被害 『減肉』

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①解析トライアル：テキストマイニング+ベイジアンネット
入力単語を追加する

エビデンス

オリフィス

エビデンス
エロー
ジョン

関連する事例・『事故 – １８１』
～芳香族製造装置 触媒移送配管のエロージョン・コロージョンによる漏洩火災
・『ヒヤリハット – １６９』
・『ヒヤリハット - １２６』

エビデンス
減肉

コロー
ジョン
エビデンス

関連する単語・作業 『操作』『パージ』
・物質 『硫化水素』
・その他 『蒸気雲』『フレア』
9

①解析トライアル：テキストマイニング+ベイジアンネット
入力単語を更に追加する
エビデンス
オリフィス

エビデンス
エロー
ジョン

エビデンス関連する事例
・『事故 – ２７』～重油間接接触脱硫装置の凝縮器
出口配管腐食による水素ガス漏洩爆発
・『事故 –１８１』『事故- ９５』

コロー
ジョン

減肉

硫化水素

エビデンス

関連する単語・物質 『アンモニア』
・その他『推定』
『フレア』

エビデンス
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①解析トライアル：テキストマイニング+ベイジアンネット
利用イメージ（例）現在●ベテランの知見

将来●蓄積された情報を解析した「知識(AI)」

モバイル端末に表示させる「情報」がポイントとなる

将来製油所の共通のイメージ【スマホ型の情報端末を持つ】⇒ 【作業誘導、点検誘導の機能】

イメージHoneywell社
情報統合、モバイル情報端末

https://www.honeywell.com/us/en/honeywell-forge/worker-success-stories

11②オントロジー構築トライアル(業界共通技術資料のAI利用）
オントロジーとは？
オントロジーとは本来，哲学用語で「存在に関する体系的な理論」のこと。
知識処理の分野では知識システムを構築する際に用いられる基本概念の体系的記述をいう。

オントロジーを利用することで得られるメリット➢ 暗黙情報の明示化➢ 共通語彙の提供➢ 知識の体系化➢ 標準化

石油精製オントロジー（例）●プラントの構造●物質●事象●体系的に整理された技術資料を利用⇒ﾒﾝﾃﾅﾝｽﾃﾞｰﾀ規格（ISO14224）⇒石油学会維持規格※ 業界共通の技術情報の知識化

事故事例等テキストデータを機械(PC)が処理を行える様に意味を持たせるために利用
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②オントロジー構築トライアル(業界共通技術資料のAI利用）➢ 石油学会維持規格は、石油精製事業所における設備性能を維持し、事故の防止及び保安の確保を図るため、石油業界に広く用いられている（各社基準に反映されている）。
➢ 石連が水平展開する事故事例との紐づけが行われている。
➢ 石油学会維持規格は、石油業界に必要な「保安・保全に関する知識」の業界共通の技術資料であり、常に改訂が行われ最新事項についてもフォローされている。
但し、石油学会維持規格は、テキスト情報（人が読み、学習するための形態）であり、AI利用のためのコンピューター解析が可能な情報源となっていない。
石油学会維持規格を用いて「オントロジー」を構築⇨ ＡＩ利用可能な情報に変換⇨ 知識の体系化のツールとして利用⇨ 日常点検補助、事故事例解析・リスクアセスメント …）

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②オントロジー構築トライアル(業界共通技術資料のAI利用）
JPI-8S-1-2018 配管維持規格⚫ 石油精製事業所における設備等の性能を維持し、事故の防止及び保安の確保を図るため、石油精製事業所の配管維持について規定

テキスト情報で書かれた知識をコンピューターで処理できる形に変換

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②オントロジー構築トライアル(業界共通技術資料のAI利用）
要因：主たるメカニズム＋硫化水素が滞留する部位であったことが助長
・事例は主たるメカニズムと助長するメカニズムに紐付ける・事故事例DBの報告書にリンクし，相互に参照可能とする主たるメカニズム
配管系が腐食する

助長

硫化水素が滞留する

高温硫化物腐食・エロージョンが発生する

助長するメカニズム

水平配管でオリフィス上下流や減圧蒸留装置原料油ポンプ出口下流で気液分離が起きる

余熱系である

エロ―ジョンコロージョンが生じる

事例98
硫化鉄被膜が剥離する

常圧蒸留装置オーバ

減圧蒸留装置スロップ

ーフラッシュ配管である

ワックス配管である事例1

硫化鉄を生じる

事例31
事例1

事故事例DB

流体が高温である

事例31

事例98

硫化水素が存在する

流速が大きい鋼と接触する15

②オントロジー構築トライアル(業界共通技術資料のAI利用）16

連携 ①解析トライアル：テキストマイニング+ベイジアンネット
利用 ②オントロジー構築トライアル(業界共通技術資料のAI利用）【①解析トライアル：テキストマイニング+ベイジアンネット】の結果と連携して利用理論的な関係性・関連事項を補完

減肉（腐食）
配管系が腐食する
助長

硫化水素が滞留する

高温硫化物腐食・エロージョンが発生する

コロージョンオリフィス

水平配管でオリフィス上下流や減圧蒸留装置原料油ポンプ出口下流で気液分離が起きる

余熱系である

エロ―ジョンコロージョンが生じる

事例98
硫化鉄被膜が剥離する『原因』、『結果』のキーワードの抽出

常圧蒸留装置オーバ

減圧蒸留装置スロップ

ーフラッシュ配管であるワックス配管である

事例1

硫化鉄を生じる

事例31
事例1

流体が高温である

事故事例DB

エロージョンコロージョン

事例31

事例98

硫化水素が存在する

硫化水素

流速が大きい鋼と接触する

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連携 ①解析トライアル：テキストマイニング+ベイジアンネット
利用 ②オントロジー構築トライアル(業界共通技術資料のAI利用）
現在⇒ベテランの知見

将来製油所の共通のイメージ【スマホ型の情報端末を持つ】⇒ 【作業誘導、点検誘導の機能】

将来⇒●蓄積された情報を解析した「知識(AI)」

直感的に理解できる「ヒント」を提供

理論に基づいた詳細解析・リスクアセス

18

４．今後に向けて

AI解析トライアル① テキストマイニング・ベイジアンネット解析② オントロジー構築

解析ツールとして利用できることが確認できた現場（ユーザー）が利用し易いものにするためのシステム化の検討
実運用に向けての本格的な取り組み
19本調査は経済産業省・資源エネルギー庁の「令和２年度燃料安定供給政策に関する調査事業(石油産業に係る環境規制等に関する調査)」及び「令和２年度燃料安定供給対策に関する調査事業(製油所の競争力に係る技術動向に関する調査)」として JPEC が実施しています。
ここに記して、謝意を表します。

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