JP2007241572A - 設備監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】 予測保全及び診断活動を行う上で支障のない範囲内で、各種運転データの取得量を最小限に抑制可能な設備監視システムを提供する。
【解決手段】 運転データ取得手段３は、設備２を構成する作動部毎に設定された所定の計測間隔で、各作動部に係る運転データを取得し、当該取得された運転データは運転データ格納手段２２に格納される。劣化レベル判定手段２４は、運転データ格納手段２２より作動部毎に運転データを読み出すとともに、当該運転データの統計量に応じて劣化状態を示す指標である劣化レベルを判定し、計測間隔算出手段２５に与える。計測間隔算出手段２５は、当該劣化レベルの大きさに応じて計測間隔を決定し、当該決定された計測間隔の大きさが再び運転データ取得手段３に与えられ、運転データ取得手段３は、新たな計測間隔の下で各作動部の運転データを取得する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、設備の信頼性を維持するための設備監視システムに関し、特に、監視対象となる設備を構成する各作動部毎の運転データを収集し、当該運転データの内容を設備の信頼性判断材料とする遠隔的な設備監視システムに関する。

近年、エネルギ設備等の各種設備の信頼性を向上させるため、遠隔的な設備監視システムの導入が進んでいる。このような設備監視システムでは、対象設備を構成する各作動部毎に、当該作動部に関する各種運転データを取得するとともに、当該取得された運転データを分析或いは診断することで、設備の予測保全及び診断活動に役立てている。

このように、各作動部の運転データ（温度や圧力等）を所定の計測間隔で取得し、当該取得された運転データを分析することで、設備の故障を検出する故障検出システムが従来より提供されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−８１８０９号公報

従来より利用されている設備監視システムの場合、各作動部に係る運転データを定期的に所定の計測間隔で取得する一方で、対象設備又は対象作動部に故障等のトラブルが発生した場合には、その時点より一定期間、運転データの取得間隔を短くすることで、監視レベルを通常時より上昇させてトラブルの再発防止を図ることが通例である（例えば、通常時は１５分間隔で運転データを取得し、トラブル発生時はその前後の１秒間隔の運転データを取得する）。

このとき、設備を構成する各作動部に係る運転データは、平常時及びトラブル発生時ともに、各作動部間で同一の計測間隔で取得されることが多く、遠隔監視対象となる設備数、或いは設備を構成する作動部数が増大すると、各運転データを取得、収集、及び分析するのに要するコストが甚大となる。又、作動部間においても、過去の実績より、故障が起こりやすい箇所と起こりにくい箇所が存在することが多いが、従来は当該過去の傾向を参考にすることなく、一律で同一の計測間隔で運転データを取得していた。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、監視対象設備を構成する作動部に関する各種運転データを取得するとともに、当該取得された運転データを分析或いは診断することで対象設備の予測保全及び診断活動を行う設備監視システムであって、予測保全及び診断活動を行う上で支障のない範囲内で、各種運転データの取得量を最小限に抑制可能な設備監視システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る設備監視システムは、複数の作動部を備えて構成された設備の信頼性を維持するための設備監視システムであって、前記作動部毎に設定された所定の計測間隔で取得される複数の運転データを格納する運転データ格納手段と、所定時間前から直近までの間に取得された前記複数の運転データの一部又は全部を前記運転データ格納手段より読み出すとともに、当該読み出された前記運転データの統計量に基づいて前記作動部毎の劣化レベルを判定する劣化レベル判定手段と、前記劣化レベルに基づいて前記作動部毎に前記所定の計測間隔の設定値を算出する計測間隔算出手段と、を備えることを第１の特徴とする。

本発明に係る設備監視システムの上記第１の特徴構成によれば、設備を構成する一単位である作動部毎に、劣化状態を示す指標である劣化レベルが判定され、当該劣化レベルの値に応じて運転データの取得間隔を設定することができる。このため、劣化レベルが低い、即ち比較的劣化が進行していないと判断される作動部については、運転データの取得間隔を長く設定し、逆に、劣化レベルが高い、即ち劣化が進行していると判断される作動部については運転データの取得間隔を短く設定することが可能である。

劣化レベルが低い作動部については、故障が起こる可能性が低いと想定されるため、運転データの取得間隔を広げても設備の故障予知に影響を及ぼす可能性が低く、従って、劣化レベルが低い作動部に関する運転データの取得間隔を広げる変更を行うことで、設備の予測保全及び診断活動に支障のない範囲内で、運転データの取得、収集、及び分析に要するコスト低減に寄与することが可能となる。

一方、逆に劣化レベルが高い作動部については、故障が起こる可能性が高いと想定されるため、運転データの取得間隔を狭めて一定時間に多くの運転データを取得し、これらのデータを用いて分析を行うことにより、より厳密な故障予知が可能となり、対象設備に対して高レベルでの信頼性確保を図ることができる。

又、本発明に係る設備監視システムは、上記第１の特徴構成に加えて、前記劣化レベル判定手段が、前記運転データ格納手段より読み出した複数の前記運転データ間の相関係数を算出するとともに、前記相関係数の値に応じて前記劣化レベルを判定することを第２の特徴とする。

本発明に係る設備監視システムの上記第２の特徴構成によれば、対象となる作動部から取得された運転データの相関係数の値を算出することによって対象作動部の状態を容易に認識することができる。例えば、或る２つの運転データが取得される作動部において、正常状態においては当該運転データ間に高い相関関係が示されることが予め分かっている場合には、この作動部から取得された運転データ間の相関係数を算出することで、当該相関係数が１に近い値を示す場合には正常状態であり、１から離れた値を示す場合には異常状態であると判断することができる。これによって高い相関が示されている場合には劣化レベルの値を小さく設定し、逆に低い相関が示されている場合には劣化レベルの値を大きく設定することが可能である。このとき、相関係数と劣化レベルとの関係を表すデータテーブルが前記劣化レベル判定手段に格納されるものとして構わない。

又、本発明に係る設備監視システムは、上記第１又は第２の特徴構成に加えて、前記劣化レベル判定手段が、前記作動部の経年に応じて前記劣化レベルを決定することを第３の特徴とする。

一般的に、設備及び設備を構成する作動部は、故障率が設置期間（経年）に応じて変化することが統計的に知られており、特に設置してからの期間が相当程度経過した磨耗故障期に属する作動部については、その特性が劣化していることが想定される。このため、本発明に係る設備監視システムの上記第３の特徴構成によれば、上記磨耗故障期に属するような作動部については劣化レベルを高い値に設定しておくことで、計測間隔算出手段によって短い計測間隔に設定され、これによって高い信頼性を維持することが可能となる。

又、本発明に係る設備監視システムは、上記第１〜第３の何れか一の特徴構成に加えて、前記作動部の故障履歴が格納される故障履歴格納手段を備え、前記劣化レベル判定手段が、前記故障履歴格納手段より前記作動部の故障履歴の有無を読み出すとともに、当該故障履歴の有無に応じて前記劣化レベルの値を決定することを第４の特徴とする。

一般的に、過去に故障を生じた箇所と同一の箇所に対しては、故障を再発する可能性が高い。従って、本発明に係る設備監視システムの上記第４の特徴構成によれば、前記劣化レベル判定手段が予め故障履歴格納手段より前記作動部の故障履歴の有無を読み出して過去の故障履歴を照合するとともに、故障履歴が存在する場合は存在しない場合に対して高い劣化レベルを付すことで、故障を再発する可能性のある箇所に対しては短い計測期間が確保され、これによって高い信頼性を維持することが可能となる。

又、本発明に係る設備監視システムは、上記第１〜第４の何れか一の特徴構成に加えて、前記計測間隔算出手段が、所定期間内に前記運転データ格納手段で格納可能な蓄積データ容量の上限値が与えられると、前記所定期間内に取得される前記設備に係る全ての前記運転データの総量が前記上限値を超えない範囲となるよう、前記作動部毎に前記所定の計測間隔の設定値を算出することを第５の特徴とする。

本発明に係る設備監視システムの上記第５の特徴構成によれば、取得される運転データ量が、与えられるデータ容量設定値以下に抑制されるよう計測間隔算出手段によって最適な計測間隔の設定値が算出される。このとき、現時点における劣化レベル値と、劣化レベル判定手段より与えられた最新の劣化レベル値とを比較し、劣化レベルが減少している作動部の内、減少幅が大きい作動部から順次計測間隔の設定値を広げる決定を行うものとして良い。

又、本発明に係る設備監視システムは、上記第１〜第５の何れか一の特徴構成に加えて、前記複数の作動部に関する複数の運転データを、前記作動部毎に定められた所定の計測間隔で取得する運転データ取得手段を備え、前記計測間隔算出手段が、前記作動部毎に直近の劣化レベルを記憶しており、前記劣化レベル判定手段によって判定された前記劣化レベルが直近の劣化レベルより低下した前記作動部の内、低下幅の大きい前記作動部から優先的に前記所定の計測間隔の設定値を拡大する拡大指示と、前記劣化レベル判定手段によって判定された前記劣化レベルが直近の劣化レベルより上昇した前記作動部の内、上昇幅の大きい前記作動部から優先的に前記所定の時間間隔の設定値を短縮する短縮指示の少なくとも一方の指示を前記運転データ取得手段に与えることを第６の特徴とする。

本発明に係る設備監視システムの上記第６の特徴構成によれば、拡大指示を行う場合には、劣化レベルの減少幅の大きいものから優先的に計測間隔の設定値を拡大する処理を行うため、信頼性が大きく向上していると推定される箇所から順に計測間隔の拡大決定が行われる構成であり、設備に対する信頼性を低下させることなくデータ取得量の減少を図ることができる。又、縮小指示を行う場合には、劣化レベルの上昇幅の大きいものから優先的に計測間隔の設定値を短縮する処理を行うため、信頼性が大きく減少していると推定される箇所から順に計測間隔の短縮決定が行われる構成であり、これによって高い信頼性を確保することができる。尚、このとき、劣化レベルが減少している作動部に係る運転データの計測間隔を拡大することにより、総取得データ量を一定量以下に収めつつ設備に対する高い信頼性を維持することが可能である。

又、本発明に係る設備監視システムは、上記第６の特徴構成に加えて、前記運転データ取得手段が、取得した複数の前記運転データを電気通信回線を介して前記運転データ格納手段に格納するとともに、前記計測間隔算出手段より前記電気通信回線を介して前記作動部毎に前記所定の計測間隔の設定値の変更指示が与えられることを第７の特徴とする。

本発明に係る設備監視システムの上記第７の特徴構成によれば、電気通信回線を介して対象設備に対して遠隔で計測間隔の変更指示を行うことができる。

又、本発明に係る設備監視システムは、上記第１〜第７の何れか一の特徴構成に加えて、前記計測間隔算出手段が、所定期間内に前記設備に係る全ての前記運転データを格納するのに要するデータ取得費用の上限値が与えられると、前記所定期間内に前記データ取得費用が前記上限値を超えない範囲となるよう、前記作動部毎に前記所定の計測間隔の設定値を算出することを第８の特徴とする。

前記データ取得費用とは、データ量の大きさに応じて発生する費用のことであり、例えば当該データを格納するための記憶装置に要する費用や、当該データを格納するために電気通信回線を介して格納先に送信する際に発生する通信費用等が該当し、取得するデータ量を減少させることで当該費用は減少する。本発明に係る設備監視システムの上記第８の特徴構成によれば、入力されたデータ取得費用を上限として、対象となる設備から取得される運転データの格納に要する費用を当該入力値以下に抑制するために最適な計測間隔値を算出することができる。このとき、前記計測間隔算出手段が、予め計測間隔に応じてデータ取得費用がどれほど発生するかを算出するプログラム又はデータテーブルを備えているものとして構わない。又、前記データ取得費用として、運転データを電気通信回線を介して送信するのに要する通信費用を考慮するものとしても構わない。

本発明に係る設備監視システムによれば、設備を構成する一単位である作動部毎に劣化状態を示す指標である劣化レベルを判定し、当該劣化レベルの値に応じて運転データの取得間隔を設定することができる。このため、劣化レベルが低い、即ち比較的劣化が進行していないと判断される作動部については、運転データの取得間隔を長く設定し、逆に、劣化レベルが高い、即ち劣化が進行していると判断される作動部については運転データの取得間隔を短く設定することが可能である。

本発明に係る設備監視システム（以下、適宜「本発明システム」と略称する）は、監視対象設備を構成する作動部に関する各種運転データを所定の計測間隔で取得するとともに、当該取得された運転データを分析或いは診断することで対象設備の予測保全及び診断活動を行う設備監視システムであり、前記所定の計測間隔を動的に変更可能に構成されることを特徴とするものである。以下において、本発明システムの実施形態について図１〜図４を参照して説明する。

尚、本明細書内において、「作動部」とは、設備を構成する一単位であって、電磁気的、機械的、化学的、熱力学的、その他の作用が発生する箇所であるとともに、当該作用によって生じる物理量或いは化学量が測定可能であり、当該単位で故障状態が判定可能な構成要素を表すものとする。

図１は、監視対象設備を含む本発明システムの概略構成を示すブロック図である。図１に示されるように、本発明システム１は、監視対象設備が設置される領域に構成される設備領域１０、１０ａ、１０ｂ、・・・と、設備領域から取得された各種運転データが格納される監視元領域２０、とで構成される。又、監視元領域２０と、各設備領域１０、１０ａ、１０ｂ、・・・とは電気通信回線５を介して接続されており、当該通信回線５を利用して両領域間で各種情報の授受が可能に構成されている。

各設備領域１０、１０ａ、１０ｂ、・・・は、監視対象となる設備を有し、当該設備は、複数の作動部で構成される。以下では、複数の設備領域を代表して設備領域１０を取り上げて説明を行う。尚、図１では一つの設備領域に一つの設備のみが存在するかのように図示されているが、一つの設備領域に複数の設備が存在するものとしても構わない。

設備領域１０は、複数の作動部２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・で構成される設備２と、運転データ取得手段３、及び送受信手段４を備える。そして、この送受信手段４は、電気通信回線５に対して接続可能な構成である。尚、運転データ取得手段３及び送受信手段４は、コンピュータのハードウェア、及びハードウェア上で実行されるアプリケーションソフトウェアで構成される。

一方、監視元領域２０は、送受信手段２１、運転データ格納手段２２、故障履歴格納手段２３、劣化レベル判定手段２４、計測間隔算出手段２５、及び入力手段２６を備えており、送受信手段２１は電気通信回線５に対して接続可能な構成である。又、監視元領域２０を構成する各手段は、コンピュータのハードウェア、及びハードウェア上で実行されるアプリケーションソフトウェアで構成される。

以下に、各構成要素の詳細について説明を行う。

設備２は、複数の作動部２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・で構成される。設備を構成する各作動部は、当該作動部単位で故障状態が判定可能であり、各作動部毎に複数の運転データ（例えば温度、圧力、出力等）が計測される。各計測箇所には、計測手段（不図示）が設置されており、当該計測手段によって計測されたデータ（以下、「運転データ」と呼称する）が運転データ取得手段３に送信される。運転データ取得手段３は、所定量の情報を格納できる記憶手段（不図示）を備えており、各作動部から送信される運転データを所定期間、当該記憶手段に格納した後、送受信手段４に運転データを送信し、当該送受信手段４は電気通信回線５を介して監視元領域２０に送信する。

尚、運転データ取得手段３は、各作動部に備えられる計測手段に対して、設定された計測間隔で運転データの送信を指示し、計測手段は、当該指示が与えられると、その時点における運転データを運転データ取得手段３に送信する。このとき、作動部毎に予め計測間隔が定められており、運転データ取得手段３内の記憶手段において、当該計測間隔に関する情報が各作動部に対応して記憶され、各作動部毎に、当該計測間隔に基づいて計測手段に対して運転データを送信する指示を与える。

尚、各計測手段が記憶領域を備える場合、予め計測間隔に関する情報を各計測手段に与えておくことで、計測手段が、運転データ取得手段３からの送信指示が与えられることなく、当該計測間隔に従って運転データ取得手段３に対して運転データを送信する構成としても良い。

監視元領域２０の送受信手段２１は、電気通信回線５を介して送信された運転データを受信すると、運転データ格納手段２２に格納する。送受信手段２１は、全ての設備領域に属する設備に関する運転データが与えられる構成であり、運転データ格納手段２２では、運転データの取得元に応じてデータベース形式で格納される。又、運転データ格納手段２２は、各作動部毎に設置された日付（以下、適宜「設置日情報」と称する）、及び、各作動部毎の設置期間と故障率との関係を表す故障特性情報が登録されている。尚、設置日情報は、作動部が交換されると更新されるものとして良い。又、故障特性情報についての説明は後述する。

運転データ格納手段２２は、上記のように、運転データの取得元に応じてデータベース形式で整理された形で格納される。又、故障履歴格納手段２３は、過去の故障履歴がデータベース形式にて登録されており、設備に故障が発生した場合に、故障のあった設備の故障箇所（作動部箇所）及び故障日時が設備毎に登録される。

劣化レベル判定手段２４は、運転データ格納手段２２より運転データ及び日付情報を読み出すとともに、故障履歴格納手段２３より故障履歴情報を読み出し、これらの情報に基づいて、どの程度劣化が進行しているかを表す「劣化レベル」を作動部毎に判定する。この判定方法については後述する。そして、判定された劣化レベルを計測間隔算出手段２５に与える。

計測間隔算出手段２５は、劣化レベル判定手段２４によって判定された作動部毎の劣化レベルに応じて、各作動部毎に運転データの計測間隔を決定する。このとき、入力手段２６より操作者によって所定の条件（条件等については後述する）が入力されると、入力された条件を満足するよう、劣化レベルに応じて計測間隔を決定する。そして、決定された計測間隔に関する情報が送受信手段２１に与えられ、送受信手段２１から電気通信回線５を介して各設備領域１０、１０ａ、１０ｂ、・・・に送られる。送受信手段４は、電気通信回線５を介して計測間隔に関する情報が与えられると、運転データ取得手段３に当該情報を与え、運転データ取得手段３は、各作動部に備えられる計測手段に対して、与えられた計測間隔に基づいて運転データの送信を指示する。

このように構成されることで、同一の設備２を構成する複数の作動部２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・間においても、運転データを取得する計測間隔に差異を発生させることができる。尚、計測間隔算出手段２５が計測間隔を算出するタイミングは、予め定められている（例えば１ヶ月）ものとして良い。

次に、劣化レベル判定手段２４によって行われる劣化レベル判定処理について、図２〜図４を参照して説明する。図２は、劣化レベル判定手段２４によって行われる判定処理の手順を示すフローチャートである。

劣化レベル判定手段２４は、まず、劣化レベルを判定する対象となる作動部及び当該作動部が属する設備を選択する（ステップ＃１）。次に、対象作動部に係る設置日情報及び故障特性情報を運転データ格納手段２２から読み出すことで、現時点で当該作動部が属する故障期の導出を行う（ステップ＃２）。

図３は、一般的な故障特性を示すグラフである。一般的に、設備及び設備を構成する作動部（以下、「作動部」で統一して記載する）は、故障率が設置期間に応じて変化することが統計的に知られており、このような設置期間と故障率との関係を故障特性と称し、この特性を示す図３のグラフは故障特性曲線、或いは曲線の形状を表してバスタブ曲線と称される。

図３に記載されているように、作動部を設置してから回収するまでの期間は、設置日からの経過期間に応じて故障率が低下する期間（初期故障期）、設置日からの経過期間によらず故障率が一定値を示す期間（偶発故障期）、及び設置日からの経過期間に応じて故障率が上昇する期間（磨耗故障期）の３期間に分類される。ここで初期故障期とは、設置してからの期間があまり経過しておらず、使用開始後の比較的早い時期に、設計、製造上の欠陥もしくは使用環境との不適合により故障が生じることが多い期間であり、偶発故障期とは、初期期間が終了し、故障の発生率が低く安定しており、経過期間とは無関係に故障が生じる期間であり、磨耗故障期とは、設置してからの期間が相当程度経過することで、当該作動部の特性が劣化しており、経過期間とともに故障率が高くなる期間である。尚、一般的に、磨耗故障状態に至るまでの期間のことを有効寿命と称する。

上記、初期故障期、偶発故障期、及び磨耗故障期に至るまでのそれぞれの期間の長さは、作動部毎に異なるものである。運転データ格納手段２２には、予め、作動部毎に、これらの期間に至るまでの期間の長さが登録されている。

従ってステップ＃２では、劣化レベル判定手段２４が、運転データ格納手段２２から対象となる作動部の設置日情報と故障特性情報を読み出すとともに、当該作動部が設置されてから経過した期間を算出し、当該期間と故障特性情報を照合することで、現時点で対象となる作動部が属する故障期（初期故障期、偶発故障期、磨耗故障期）を導出する。

そして、ステップ＃２で導出された故障期が「偶発故障期」であるか否かを判定し（ステップ＃３）、偶発故障期であれば（ステップ＃３においてＹｅｓ）更に運転データ間の相関係数計算ステップ（ステップ＃４）に移行し、初期故障期又は磨耗故障期であれば（ステップ＃３においてＮｏ）、更に故障履歴の判定ステップ（ステップ＃７）に移行する。

図４は、一作動部に係る運転データが示す一特性例であり、あるデータＡとデータＢの相関をグラフに示している。又、相関状態から近似的に導出される回帰直線を重ねて図示している。図４において（ａ）が正常時における特性を示すグラフであり、（ｂ）が異常時における特性を示すグラフである。

作動部毎に複数の運転データを測定している場合、当該運転データの中には正常運転状態の下では一定の相関を示す運転データの組み合わせが存在する。例えばガスエンジン発電システムの発電機部分における、ガスと空気の混合気体が示す圧力と発電出力の組み合わせがその一例として挙げられる。このように正常運転状態の下では一定の相関関係が示される運転データ間の相関係数を算出し、この相関係数が所定値を下回った場合、即ち当該運転データ間に示される相関が小さくなった場合には、対象となる作動部が何らかのトラブルを発生しているか、或いは発生する予兆であるとの判断を行う。

そして、作動部が正常状態からどの程度離れているか（劣化しているか）を示す指標である「劣化レベル」を導入し、当該劣化レベルの値を上記相関係数の値に応じて一意に決定する（ステップ＃４）。劣化レベル判定手段２４は、相関係数の値に応じて劣化レベルの値を決定するためのテーブル（以下、「劣化レベルテーブル」と称する）を内部に備えており、相関係数を算出すると、当該算出された相関係数の値に該当する劣化レベルを、前記劣化レベルテーブルを参照して導出する構成である。この劣化レベルテーブルの一例を表１に示す。

例えば、算出された相関係数が０．９７であれば、表１に示される劣化レベルテーブルを参照して劣化レベルが２と判定される。このようにして判定された劣化レベルの値が計測間隔算出手段２５に与えられる（ステップ＃６）。

一方、対象作動部が初期故障期或いは磨耗故障期に属する場合（ステップ＃３においてＮｏ）、故障履歴格納手段２３に格納されている故障履歴データベースを参照して当該作動部が過去に故障しているか否かを確認し（ステップ＃７）、過去に故障履歴が存在する場合（ステップ＃７においてＹｅｓ）、劣化レベルを５に設定し（ステップ＃８）、故障履歴が存在しない場合（ステップ＃７においてＮｏ）、劣化レベルを４に設定する（ステップ＃９）。そして、ステップ＃８或いはステップ＃９において設定された劣化レベルの値を計測間隔算出手段２５に与える（ステップ＃６）。

上述したように、劣化レベルは作動部の劣化具合を示す指標であり、言い換えれば故障が発生する確率の高低を示す指標である。即ち、故障が起こりやすいと推定される作動部に対しては高い劣化レベルが付され、逆に故障が起こりにくいと推定される作動部に対しては低い劣化レベルが付されることとなる。一般的に、過去に故障を生じた箇所と同一の箇所に対しては、故障を再発する可能性が高いことから、ステップ＃７において、過去の故障履歴を照合するとともに、故障履歴が存在する場合は存在しない場合に対して高い劣化レベルを付すものとしている。

又、図３の故障特性に示されるように、偶発故障期と比較して、初期故障期並びに磨耗故障期に属する作動部は、故障を発生する可能性が高いため、ステップ＃３において偶発故障期とそれ以外（初期故障期並びに磨耗故障期）で場合分けを行い、偶発故障期以外の期間に属する場合は、運転データの相関係数の算出を行うことなく、高い劣化レベルに設定する。尚、初期故障期においては、作動部を設置してから経過期間が短いために故障を発生する可能性が高いのであって、「劣化」しているために故障を発生する可能性が高いわけではないが、本明細書では、故障を発生する可能性の高さを表す指標として総じて「劣化レベル」と称する指標を用いるものとする。尚、劣化レベルの値は、運転データ格納手段２２に格納されるとともに、判定される毎に逐次更新されるものとして良い。

次に、計測間隔算出手段２５によって行われる計測間隔算出処理について説明を行う。

計測間隔算出手段２５は、劣化レベル判定手段２４より対象作動部に関する劣化レベルが与えられると、以下の表２に示されるような計測間隔決定テーブルを参照して、対応する劣化レベルに応じた計測間隔を導出する。尚、計測間隔決定テーブルが計測間隔算出手段２５内に記憶されているものとする。

表２に示されるテーブル例によれば、劣化レベルと、作動部の物理的な属性（電気的部位か機械的部位か等）とによって計測間隔が一意に決定される。例えば、劣化レベル判定手段２４によって算出された電気系作動部Ａの劣化レベルが２であった場合、計測間隔算出手段２５は、計測間隔決定テーブルを参照して計測間隔を３０秒と導出する。

又、計測間隔算出手段２５は、計測間隔の算出を行っている対象作動部の現時点における計測間隔の設定値を記憶しているものとする。尚、この設定値に関する情報は、運転データ格納手段２２に格納されており、計測間隔の算出を行う時点で当該格納手段２２から読み出されることで認識可能に構成されるものとしても良い。

計測間隔算出手段２５は、対象設備を構成する全ての作動部に対して、上記方法によって計測間隔の算出を行う。この算出された新たな計測間隔値は、算出手段２５内に一時的に保持される。

計測間隔算出手段２５は、更に入力手段２６から設定条件に関する情報が与えられる。操作者は、入力手段２６を操作して、どのような条件の下で計測間隔の再設定を行うかを指示することができる構成であり、例えば「自動算出モード」、「費用設定モード」、「高信頼度モード」、「蓄積データ容量設定モード」等の条件を入力することができる。

「自動算出モード」とは、前記計測間隔算出手段２５によって算出された計測間隔値をそのまま採用するモードであり、作動部に設定されている直近の計測間隔値によらず決定される。

又、「費用設定モード」とは、操作者によって入力された値を上限として、対象となる設備から取得される運転データの格納に要する費用を当該入力値以下に抑制するために最適な計測間隔値を算出するモードである。尚、運転データの格納に要する費用とは、データ量の大きさに応じて発生する費用のことであり、例えば当該データを格納するための記憶装置に要する費用や、当該データを格納するために電気通信回線を介して格納先に送信する際に発生する通信費用等が該当し、取得するデータ量を減少させることで当該費用は減少する。このとき、上述した記憶装置に関する費用や通信費用等を含む運転データの格納に要する全ての費用の合計値を入力値以下に抑制するために最適な計測間隔値を算出する構成としても構わないし、記憶装置に関する費用、或いは通信費用等の一用途に限定した発生費用を入力値以下に抑制するために最適な計測間隔値を算出する構成としても構わない。

計測間隔算出手段２５は、予め計測間隔に応じてデータ取得費用がどれほど発生するかを算出するプログラム又はデータテーブルを備えており、例えば作動部２ａから４種の運転データｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４を夫々１０分毎に取得する場合に１ヶ月あたりに要する費用を算出したり、或いは作動部２ｂから１０分毎に２種の運転データｄ５、ｄ６を取得していたものを１５分毎に取得する旨の変更を行うことで１ヶ月あたりに減少する費用を算出することができる構成である。

このような構成の下、操作者によって入力手段２６よりデータ取得費用をＸ円以下になるように「費用設定モード」によって計測間隔を算出する指示が与えられると、計測間隔算出手段２５は、現時点で設定されている計測間隔値に基づいて発生する費用を算出するとともに、当該算出値と入力値の乖離を縮小するように各作動部の計測間隔の変更を行う。このとき、現時点における劣化レベル値を運転データ格納手段２２より読み出すとともに、当該読み出された劣化レベル値と、劣化レベル判定手段２４より与えられた最新の劣化レベル値とを比較し、劣化レベルが減少している作動部の内、減少幅が大きい作動部から順次計測間隔を広げる決定を行うものとして良い。劣化レベルの減少幅が大きいことは、信頼性が大きく向上していることを表しているため、当該箇所から順に計測間隔の拡大決定を行うことで、設備に対する信頼性を低下させることなくデータ取得量の減少を図ることができる。

尚、費用設定モードにおいては、操作者が入力手段２６より入力する条件として、「データ取得費用をＸ円以下になるように設定する」旨の内容の他、「データ取得費用をＹ円以上削減する」旨の内容であっても良い。

又、「高信頼性モード」とは、前記計測間隔算出手段２５によって算出された計測間隔値の内、現時点における計測間隔より広げる修正は特に行わず、より詳細な運転データを要する作動部が存在する場合には、当該箇所に関して計測間隔を縮小する修正を行うモードである。このようにすることで、設備に対する高い信頼性を維持することができる。

又、「蓄積データ容量設定モード」とは、所定期間（例えば１ヶ月）に取得される運転データの容量の上限値を設定すると、取得データ量が当該上限値以下に抑制されるよう計測間隔算出手段２５によって最適な計測間隔値が算出されるモードである。この場合も、上述した「費用設定モード」と同様、現時点における劣化レベル値を運転データ格納手段２２より読み出すとともに、当該読み出された劣化レベル値と、劣化レベル判定手段２４より与えられた最新の劣化レベル値とを比較し、劣化レベルが減少している作動部の内、減少幅が大きい作動部から順次計測間隔を広げる決定を行うものとして良い。

以下に、他の実施形態について説明する。

〈１〉 上述では、監視元領域２０が入力手段２６を備える構成としたが、入力手段２６は必ずしも必要ではない。即ち、劣化レベル判定手段２４による判定結果に応じて計測間隔算出手段２５によって一意に決定される計測間隔値をそのまま送受信手段２１より設備領域１０に送信するものとして構わない。この場合、自動的に上記の「自動算出モード」によって計測間隔が算出されるのと同義である。

〈２〉 図２に表示した劣化レベル判定手段２４による劣化レベル判定方法によれば、対象作動部が偶発故障期に該当する場合、故障履歴の有無を確認せずに運転データ間の相関係数のみで劣化レベルを決定するものとしたが、更に故障履歴の有無を確認する構成としても良い。このとき、例えば故障履歴が存在する場合には、ステップ＃５によって決定された劣化レベルの値を所定レベル（例えば「１」）だけ上昇するものとして良い。

逆に、図２に表示した劣化レベル判定手段２４による劣化レベル判定方法によれば、対象作動部が偶発故障期以外の初期故障期及び磨耗故障期に該当する場合には、故障履歴の有無を確認するものとしたが、故障履歴の確認を行うことなく一律で劣化レベルを所定の値（例えば「５」）に設定するものとしても良い。この場合、本発明システム１に必ずしも故障履歴格納手段２３は必要でない。

〈３〉 上述の実施形態では、各作動部毎に複数の運転データを取得するとともに、当該取得された運転データ間の相関関係を調べることで、劣化レベル判定手段２４が作動部毎の劣化レベルを判定する構成としたが、異なる作動部間で取得された運転データ間における相関関係を調べることで、各運転データの測定元である作動部の劣化レベルを判定するものとしても構わない。例えば作動部２ａから取得された運転データｄ１と作動部２ｂから取得された運転データｄ５の相関関係を調べることによって、作動部２ａ及び作動部２ｂの劣化レベルを判定する構成としても構わない。このとき、作動部２ａ、２ｂの何れか一方の劣化レベルを判定するものとしても良い。

〈４〉 上述の実施形態では、図１に示されるように、監視対象領域１０と監視元領域２０とが離れた位置に存在し、監視元領域２０から監視対象領域１０に設置されている設備２を電気通信回線５を介して遠隔的に監視する形態について説明を行ったが、監視元領域２０と監視対象領域１０とが同一の領域内に存在するものとしても構わない。この場合、監視対象領域１０内に、運転データ格納手段２２、故障履歴格納手段２３、劣化レベル判定手段２４、計測間隔算出手段２５、及び入力手段２６が備えられ、運転データ取得手段３が取得した運転データが直接的に運転データ格納手段２２に与えられる構成としても構わない。

監視対象設備を含む本発明システムの概略構成を示すブロック図 劣化レベル判定手段２４によって行われる判定処理の手順を示すフローチャート 一般的な故障特性を示すグラフ 一作動部に係る運転データの一特性を示すグラフ

符号の説明

１： 本発明に係る設備監視システム
２： 設備
２ａ、２ｂ、２ｃ： 作動部
３： 運転データ取得手段
４： 送受信手段
５： 電気通信回線
１０、１０ａ、１０ｂ： 設備領域
２０： 監視元領域
２１： 送受信手段
２２： 運転データ格納手段
２３： 故障履歴格納手段
２４： 劣化レベル判定手段
２５： 計測間隔算出手段
２６： 入力手段

Claims (8)

1. 複数の作動部を備えて構成された設備の信頼性を維持するための設備監視システムであって、
   前記作動部毎に設定された所定の計測間隔で取得される複数の運転データを格納する運転データ格納手段と、
   所定時間前から直近までの間に取得された前記複数の運転データの一部又は全部を前記運転データ格納手段より読み出すとともに、当該読み出された前記運転データの統計量に基づいて前記作動部毎の劣化レベルを判定する劣化レベル判定手段と、
   前記劣化レベルに基づいて前記作動部毎に前記所定の計測間隔の設定値を算出する計測間隔算出手段と、を備えることを特徴とする設備監視システム。
2. 前記劣化レベル判定手段が、前記運転データ格納手段より読み出した複数の前記運転データ間の相関係数を算出するとともに、前記相関係数の値に応じて前記劣化レベルを判定することを特徴とする請求項１に記載の設備監視システム。
3. 前記劣化レベル判定手段が、前記作動部の経年に応じて前記劣化レベルを決定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の設備監視システム。
4. 前記作動部の故障履歴が格納される故障履歴格納手段を備え、
   前記劣化レベル判定手段が、前記故障履歴格納手段より前記作動部の故障履歴の有無を読み出すとともに、当該故障履歴の有無に応じて前記劣化レベルの値を決定することを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の設備監視システム。
5. 前記計測間隔算出手段が、
   所定期間内に前記運転データ格納手段で格納可能な蓄積データ容量の上限値が与えられると、前記所定期間内に取得される前記設備に係る全ての前記運転データの総量が前記上限値を超えない範囲となるよう、前記作動部毎に前記所定の計測間隔の設定値を算出することを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の設備監視システム。
6. 前記複数の作動部に関する複数の運転データを、前記作動部毎に定められた所定の計測間隔で取得する運転データ取得手段を備え、
   前記計測間隔算出手段が、
   前記作動部毎に直近の劣化レベルを記憶しており、
   前記劣化レベル判定手段によって判定された前記劣化レベルが直近の劣化レベルより低下した前記作動部の内、低下幅の大きい前記作動部から優先的に前記所定の計測間隔の設定値を拡大する拡大指示と、前記劣化レベル判定手段によって判定された前記劣化レベルが直近の劣化レベルより上昇した前記作動部の内、上昇幅の大きい前記作動部から優先的に前記所定の時間間隔の設定値を短縮する短縮指示の少なくとも一方の指示を前記運転データ取得手段に与えることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の設備監視システム。
7. 前記運転データ取得手段が、
   取得した複数の前記運転データを電気通信回線を介して前記運転データ格納手段に格納するとともに、前記計測間隔算出手段より前記電気通信回線を介して前記作動部毎に前記所定の計測間隔の設定値の変更指示が与えられることを特徴とする請求項６に記載の設備監視システム。
8. 前記計測間隔算出手段が、
   所定期間内に前記設備に係る全ての前記運転データを格納するのに要するデータ取得費用の上限値が与えられると、前記所定期間内に前記データ取得費用が前記上限値を超えない範囲となるよう、前記作動部毎に前記所定の計測間隔の設定値を算出することを特徴とする請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の設備監視システム。