JP2007287173A - プラント内作業監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】
作業管理者と作業者の作業において人為的ミスが発生する可能性を残し、結果として誤った場所に結線する虞を解消し、作業のチェックや指示を容易に実現するプラント構造物保全システムを提供する。
【解決手段】
データ通信中継局と、通信装置と、画像入力ユニット及び表示手段を具備する携帯端末と、別の場所に配置され無線通信によって送られてくる情報と通信する手段と、データベースサーバを具備することを特徴とするプラント内作業支援および作業監督システム。
【選択図】図１

Description

本発明は、機器／設備の保守，点検および交換工事に適切な作業支援システムに係り、特に、電気ケーブル・盤取り替え作業において作業支援および作業監督システムに関する。

プラント内に無数に存在する電気ケーブル・盤取替え作業等においては膨大な量のケーブルが存在するため、間違って配線することを避けることが重要である。そのために作業管理者が解線作業前に作業対象盤の結線状態を見て回り、作業確認書に基づいて各ケーブル接続状態をチェックし、問題点があれば作業確認書の該当欄に書込み、結線状態を写真撮影し、紙に写生を行い、作業確認書と共に紙の記録データとして保存する等の方法をとる。そして作業者は、この記録データを参考にして対象盤の解線，盤の取り替え，再結線を行うのである。再結線の際に作業者は、主に結線図，写真やスケッチなどを作業現場に持ち込み、それらを参考にして作業を行うのが一般的である。作業終了後、作業者はプラント内の事務所などに移動し、作業報告書や記録データなどを作成する。

作業管理者は、作業者の作成した紙に記録した情報や紙に記入した作業報告書を作業現場に持ち込み、解線前のデータを参考にして、結線状態をチェックする。

従来例として、作業現場の映像や指示を制御室に送るとともに作業に関する情報を作業者と送受信可能とする技術が特開平１０−１４８６９４号公報に記載されている。

特開平１０−１４８６９４号公報

しかし、作業者が現場で部品等に不具合を発見した場合、その場の状況をスケッチもしくはカメラなどの状態記憶装置に保存し、作業管理者もしくは作業責任者などに報告し、作業指示を仰いだ後再び作業現場にもどり、指示に従い作業をする必要がある。また、対象不具合が作業指導員にも判断できない場合、専門家に連絡し、対処方法の指示を仰ぎ、対処内容を聞き、作業現場にもどり、指示に従い作業をする必要があった。また作業者は、ある程度作業内容を頭の中に蓄積して作業する必要もあり、このため稀に頭の中の作業内容が不明瞭になり、結果として作業者の誤った作業が発生する虞があった。更にはプラント内には暗所が多数あり構造物に備え付けられた文字や数字を作業者が読み取る際に、読み取り間違いをおこす虞もある。即ち、従来の作業管理方式では作業管理者と作業者の作業において人為的ミスが発生する可能性を残し、結果として誤った場所に結線する虞があるという課題がある。

また、作業管理者が作業確認のため再び作業現場に向かい誤結線や点検などを別途する必要がある等、多くの労力を要していた。加えて、放射線管理区域内の作業の場合、人が一年間に被曝する放射線の量が厳しい法の規定によって定められているため、作業人数，時間などをなるべく低減したいという要請もある。このため、作業管理者はできる限り作業確認の際に放射線管理区域外で作業させる必要もある。

更に、情報は紙の書類として存在するために作成した記録データが膨大なものとなり、また添付したはずの写真や写生の落丁なども避けられず、保管に場所をとると共に取扱いにくい。また、不具合などを見つけた際には、しばしば詳細かつ明確にその不具合について説明できないこともあり、不具合対策施すまでに場所との往復などに時間や労力を多く浪費している。加えて、特に原子力プラント内の放射線管理区域内に書類をいったん持ち込むと、再び持ち帰ったり、廃棄するためにはさまざまな手続きがあり、多くの労力を要している。また保管場所を削減するために計算机上で動作する図書管理システムも知られているが、従来のドキュメント管理システムはいったん作成した書類をイメージスキャナで１枚，１枚読取ってコンピュータの記憶装置に登録するのみの方式が取られており、また添付書類があれば親画面とのリンクを手入力によって設定しなければならない煩わしさがあり、最終的には記憶装置に登録するまでに多くの労力が必要となる。

本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたもので、種々の巡回保守・管理業務にカメラやマイクと共に携帯することによって、必要な場所や機器の画像情報，細かい点の音声によるコメントなどを作業現場以外の場所に送受信することや構造物にバーコードなどで情報を与えることで、備え付け作業のチェックや指示を容易に実現するプラント構造物保全システムを提供する。

上記目的を達成するために、本発明の第一の手段では、プラント内に据え付けられたデータ通信中継局と作業者が無線通信を行うデータ通信装置とこの情報を表示するための手段及び作業中映像を取り込む画像入力装置，作業連絡を送受信する音声入出力装置を有する情報携帯端末と、作業現場以外の場所、例えばプラント事務室、に設けられた、情報を表示する手段，作業連絡を行う音声入出力装置と情報を記録装置に保管および管理する手段を有するサーバ、また、作業対象物のベンダーにおいて、商品の情報を記録装置に保管及び管理する手段を有するサーバを具備し、各サーバおよびデータ通信装置をインターネットに接続することで情報の双方向通信が可能となるプラント構造物保全システムを提供する。

本願発明の第２の手段は、音声入出力装置及び情報表示用ディスプレイに接続され、かつインターネットに接続されるデータベースサーバと、インターネットに接続されるデータ転送中継局と、カメラ，音声入出力装置、及び前記データ転送中継局へデータ転送を行うデータ転送装置に接続された情報携帯端末と、を有する事を特徴とする。

また本願発明の第３の手段は、第２の手段において、情報携帯端末は、測定入力用デバイスにも接続されている事を特徴とする。

さらに、本願発明の第４の手段は、第３の手段において、測定入力用デバイスが、バーコードリーダであることを特徴とする。

加えて本願発明の第５の手段は、第２の手段においてインターネットに接続され、商品の情報を記録装置に保管及び管理するベンダーデータベースサーバをも有する事を特徴とする。

以上のように、本発明によれば、作業現場とそれ以外の場所との画像，音声およびデータの双方向通信が可能となり、作業者は作業に関する様々な情報を容易にかつ迅速に得ることができ、作業の精度を高めること、更には作業時間の短縮を図ることができる。また、作業管理者は事務所に居ながらにして従来作業場でやっていた仕事をすることができ、労力の無駄を省くことが可能となる。特に原子力プラントなどの放射線管理区域などの作業においては被曝量を低減できる。

本発明をプラント内配電盤取替え工事に適用した場合の実施形態について説明する。

図１は本実施形態に係るプラント内情報通信システム（以下、便宜のため単に「システム」という）のブロック図である。

本システムは、システム全体の管理を主として行うデータベースサーバ６，データベースサーバ６に接続される音声入出力装置７，データベースサーバ６に接続される情報表示用ディスプレイ８、を少なくとも有する事務所１０と、データ転送装置４ａ，データ転送装置４ａに接続された情報携帯端末３ａ，情報携帯端末に接続されたカメラ１及び音声入出力装置２，データ転送装置４ａと無線通信が可能であるデータ転送中継局５、を少なくとも有する作業現場９と、を用いて構成されている。また、事務所１０におけるデータベースサーバ６はインターネットに接続されており、作業現場９におけるデータ転送中継局５もインターネットに接続されている。尚、事務所１０とは作業現場以外の場所の例示であり、特に事務所という名称に限定されない。またデータ転送中継局５は本実施例において説明の便宜のため作業現場９に設置されているが、後述するようにインターネットデータ転送装置４ａとデータの送受信が可能である限りにおいて作業現場とは言い得ない箇所に直接設置されていてもよい。更に、データ転送装置や情報端末は複数設けることは更に有用であることは言うまでもない（図１中４ｂ，４ｃ参照）。

以下、これら要素の作用について説明する。

作業現場９における情報携帯端末３ａはカメラ１や音声入出力装置２を具備しているため、データ転送装置４ａ，データ転送中継局５を介してインターネット（または何らかのデータ通信手段）に接続することができる。つまり、インターネットを介して事務所１０におけるデータベースサーバ６に作業現場の画像や音声などを送ることができる。なお、音声入出力装置２を設けることにより事務所１０からの音声および作業指示を受信することも可能である。事務所１０の情報表示用ディスプレイ８は、作業現場９からインターネット（または何らかのデータ通信手段）を介して送られてくる作業現場内の画像やデータを表示し、データベースサーバ６内に格納された情報を表示する。また事務所１０の音声入出力装置７はインターネットに接続されたデータベースサーバ６を介してプラント内の作業現場９の作業員と通信することができる。なお、本実施例はこれら要素の他、インターネットを通じてプラント内外の各所のデータベースサーバと通信可能とすることも有用である。例えばプラント構造物のベンダーが持つデータベースサーバ１１ａにアクセスすることで、作業中にプラント構造物の情報を閲覧することで作業のより一層の効率化を図ることが可能となる。

次に本実施例に係る情報端末の概要について、図２乃至図５を用いて説明する。

図２は情報携帯端末３の正面図である。情報携帯端末３は情報表示部２２ａを有し入力及び／又は表示を行うディスプレイ２２と、情報を格納する記憶装置及び情報を処理するＣＰＵを備えた携帯端末２１と、を有して構成される。これにより、作業現場で記憶装置に格納された情報を情報表示部２２ａで表示し、情報を瞬時に閲覧可能となる。

図３はこの携帯情報端末３を作業員が装着する場合の器具類の接続状態を示す正面図である。携帯情報端末３には、画像入力を行うためのカメラ１，音声を送信及び作業指示を受信する音声入出力装置２、これら装置から入出力される、音声，画像及び作業データの送受信を事務所と行うデータ転送装置４、が接続されている。なお本実施例ではデータ転送装置４を携帯情報端末３の外部に設けた例を示しているが、データ転送の機能を確保する限りにおいてデータ転送装置は情報携帯端末３内にも格納可能である。

図４はこの情報携帯端末３に測定用入力デバイス４１を接続させた状態を示す図である。本明細書中における測定用入力デバイス４１とは、バーコードリーダ，超音波診断測定器，光診断測定器などを示す。これにより測定用入力デバイス４１によって得られる測定値等の情報を直接情報携帯端末３に入力し、その結果を情報携帯端末３に表示させることができる。なお図５のように図４の接続させた状態に加え、データ転送装置４を携帯情報端末３に接続させることで上記表示を省略する等して作業員の負担を更に軽減し、かつ正確な測定値をデータベースサーバに送信し、格納，処理させることが可能である。

ここで、図６乃至図１１を用いてプラント内の配電盤交換に伴う配電盤内端子再結線作業に本システムを用いた際の作業者および作業監督者の作業フローを説明する。なお図中の符号６１２で囲まれた領域は作業者が作業現場において携帯情報端末等を用いて行う作業フローを示し、図中の符号６１１で囲まれた領域は作業監督者が事務所においてデータベース等を用いて行う作業フローを示す。

まず、プラントにおいて配電盤内再結線作業を行う場合、作業者は図３で例示する情報携帯端末を携帯する。作業者は作業現場に向かい、目的の端子台を探すこととなる（６１）。

図７はプラント内のエリア図をファイル化し、本システム上で表示した画面を示す。本システムでは図７に示すようにプラント内の盤の配置を閲覧できる画面を情報携帯端末３上に表示し、作業者を作業対象盤にナビゲートする機能を持つ。ここで、本機能はプラント内エリア図７１上の入り口および作業対象部にそれぞれの座標データおよびタグＩＤを持つタグ７２（入り口７２ａ，盤７２ｂ）を貼り付けることにより、入り口から作業盤までの進路を明確に表示できる。プラント内には数千台の盤が存在し、端子台数は数十万以上に及ぶため、エリア図をファイル化し、表示することで作業者や作業監督者の負担を大きく軽減できる。

作業者が目的の配電盤を探す間、作業監督者は事務所内のデータベースサーバに具備されたディスプレイにより作業者から送られてくる作業現場画像を見ることも可能である（図６中符号６７）。このとき作業監督者は作業者に現場位置を音声入力装置７を用いて行き先を指示することも可能である（同６７）。そして作業盤に到着した作業員は作業対象端子台を探す（同６２）。

図８は配電盤内の空間を模式化，分割したものである。８１のハッチ部分は作業端子台が存在するおおよその位置を示している。配電盤中には百以上の端子が存在し、端子台も数十個存在する場合もあるため、図８に示すように配電盤内の端子台のおおよその配置位置を情報携帯端末３上に表示し、知ることが出来れば作業者や作業監督者の負担の軽減を図ることが可能となる。

次に作業員は配電盤交換前に撮影した結線状態の写真や配線図を参考にして結線作業を行う（図６中符号６３）。

図９（ａ）および（ｂ）は配電盤工事前の結線状態を取った写真９１および配線図を閲覧できる画面を示したものであり、情報携帯端末３上に表示される。結線作業は端子台上に多くの端子を、ランダムかつ密集した位置に固定する必要があり、細かい作業であるため、結線写真９１を見ることでその場で結線対象端子を確認し、また、写真９１で確認できない端子は、配線図９２によって結線端子を確認できるため、作業者の負担軽減を図ることができる。

また、作業者が端子台に端子を結線する際、作業監督者は事務所内のデータベースサーバに具備されたディスプレイにて作業者から送られてくる作業現場画像を見ることができる（図６中符号６８）。このとき作業監督者は作業者に作業内容について音声入力装置７を用いて指示することも可能である。

結線作業が終わると、作業員は結線作業内容をチェックする（６４）。

図１０は結線作業の際に作業チェックを行うための結線確認システムの画面を示したものであり、情報携帯端末上に表示される。この画面は結線確認用画像１０１と作業チェック項目欄１０２とを有してなる。作業チェック項目欄１０２は端子台番号記入欄１０２ａ，作業員チェックボックス１０２ｂ，作業監督者チェックボックス１０２ｃおよび端子色識別部１０２ｄを有して構成される。作業員は結線確認用画像１０１と作業後の結線状態実像を比較し、入力デバイスを用いて端子台番号記入欄１０２ａに端子台番号を入力し、作業員チェックボックス１０２ｂにチェックをし、さらに端子識別部１０２ｄに端子色をチェックする。なおこのとき作業監督者は、事務所内のデータベースサーバに具備されたディスプレイにて作業者から送られてくる作業現場画像を見ながら同様な作業チェックを行うことができる（図６中符号６９参照）。このとき作業監督者の作業は作業監督者チェックボックス１０２ｃに反映させ、データ通信によって作業者にチェック状況を知らせることも出来る。なおこの作業中にも作業者に現場位置を音声入力装置７を用いて作業指示を送ることも可能である。これによりさらに人為的ミスの減少を図ることができる。

最後に、作業者は情報携帯端末に表示された端子状態チェックシート１１１にしたがって端子の状態をチェックしていく（図６中符号６５）。

また、このとき作業監督者は、事務所内のデータベースサーバに具備されたディスプレイにて作業者から送られてくる作業現場画像を見る事が可能である（図６中符号６１０）。このとき作業監督者は作業者に現場位置を音声入力装置７を用いて作業指示を送ることも可能である。

また、これら一連の作業を行う過程において、作業者もしくは作業監督者が何らかの不具合を見つけ、その不具合が作業者もしくは作業監督者によって対処できない場合、インターネットによって不具合対策データの収集を、ベンダーデータベースサーバ１１ａ，１１ｂ、各分野の専門家が持つデータベースサーバなどにアクセスし、データや専門家の支持を仰ぐことも可能である。

ここで、図１１及び図１２を用いて、図５で例示する情報携帯端末３に外部入力装置４１を装着した場合の電気配線結線チェック機能について説明する。

図１１では、プラント内に配置された端子台１１３，各端子１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１５ａ，１１５ｂ，１５２ｃおよび盤外部配線ケーブル１１４それぞれにバーコードや２次元コードを備え付けている。つまりそれぞれの構成物に情報を与えている。例えば、外部入力装置としてバーコードリーダを用いれば、プラントの作業者は結線チェックの際に現場のチェック対象端子台にいき、バーコードリーダにより各部品につけられたバーコードを入力するだけで結線チェックが可能となるのである。

図１２はこのバーコード結線チェックの処理フローを示している。

まず端子台のバーコードをデコードする。得られたＩＤは情報携帯端末３内の処理メモリ１２５内にテンポラリーに保存される。また、同様に作業者は端子のバーコード１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃをバーコードリーダで入力する（図１２中符号１２１）。入力されたバーコードは情報携帯端末３に備えられるデコードソフトによりデコードされる。このデコードされた数字は各端子のＩＤとなる。また、同様にそしてこれらＩＤを基に各部品の情報および接続情報が情報携帯端末３および事務所内のデータベースサーバ内の各部品情報および接続情報から引き出すことが容易に可能となる（１２２，１２３）。これにより、接続状態の合否が判定可能となる（１２４）。また、端子バーコード同士（１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃと１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ）のバーコードを入力することでもチェックは実現可能となる。さらに、それぞれのバーコードを入力することで各部品の属性（ケーブルの製造年月日，接続先，劣化情報など）を情報携帯端末３および事務所内のデータベースサーバ内に備わったデータベースから引用することも可能である。加えて、バーコードリーダだけでなく、カメラ１でバーコードを認識させ、結線情報を確認することも可能である。この際作業監督者は事務所に居ながらにして、作業現場内の結線チェックが可能となる。

なお、外部入力装置として超音波診断プローブなどの様々な劣化診断プローブをつけることで、対象物の劣化情報等をその場で確認するのも可能である。

実施形態に係るプラント内情報通信システムのブロック図。 情報携帯端末の正面図。 携帯情報端末を作業員が装着する場合の器具類の接続状態を示す正面図。 情報携帯端末に測定用入力デバイスを接続させた状態を示す図。 情報携帯端末に外部入力装置および通信装置を接続した際の正面図。 電気ケーブル結線作業の作業フロー図。 作業現場指示図。 作業端子配置指示図。 （ａ）配線写真確認図、（ｂ）配線図確認図。 結線チェックシート。 バーコードによる結線確認システム構成。 バーコードによる結線確認システムフロー図。

Claims (7)

1. 対象物に取り付けられたタグに格納されたＩＤを読み取る読取り手段と、
   該ＩＤに関する作業情報を記憶手段より検索して表示する表示手段とを備えた作業支援システム。
2. 請求項１の作業支援システムにおいて、
   前記記憶手段は作業情報を保管することが可能な情報管理手段を有するデータベースサーバであることを特徴とする作業支援システム。
3. 請求項１の作業支援システムにおいて、
   前記読取り手段と表示手段は携帯端末に備えられていることを特徴とする作業支援システム。
4. 請求項１の作業支援システムにおいて、
   前記ＩＤに関する作業情報として、対象物の位置情報を表示することを特徴とする作業支援システム。
5. 対象物に取り付けられたタグに格納されたＩＤを読み取る読取り手段と、
   該ＩＤに関する作業情報を記憶手段より検索して、前記対象物の位置を画面に表示する表示手段とを備えた作業支援システム。
6. 請求項５の作業支援システムにおいて、
   前記記憶手段は作業情報を保管することが可能な情報管理手段を有するデータベースサーバであることを特徴とする作業支援システム。
7. 請求項５の作業支援システムにおいて、
   前記読取り手段と表示手段は携帯端末に備えられていることを特徴とする作業支援システム。

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