JP2008204142A

JP2008204142A - 投資上限額決定方法及び装置

Info

Publication number: JP2008204142A
Application number: JP2007039140A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Banba; 聡番場
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc
Current assignee: Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
Priority date: 2007-02-20
Filing date: 2007-02-20
Publication date: 2008-09-04

Abstract

【課題】設備投資額を平準化しつつ費用を最小化させる。
【解決手段】本投資上限額決定方法は、各設備種別及び各経年について、設備投資の効果を表す投資優先度を算出する工程と、各保有設備に対して、予め設定された推定寿命確率分布に従って寿命到達年を設定する工程と、計算開始年から計算終了年まで各計算年について、投資対象設備を特定すると共に、投資対象設備に係る減価償却費及び設備廃棄コストを含む設備更新コストと投資対象設備以外の保有設備に係る減価償却費、定期保全コスト及び応急保全コストを含む保有コストとの総和である年間総コストを算出する総コスト算出工程と、計算開始年から計算終了年までの年間総コストの総和である総合コストを算出する総合コスト算出工程と、総コスト算出及び総合コスト算出工程を、投資上限額を変動させつつ繰り返し実施し、総合コストが最小となる投資上限額を最適値として特定する工程とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、設備投資の計画技術に関し、より詳しくは設備投資を平準化しつつ費用を最小化するための技術に関する。

例えば、特開２００５−１８２５５０号公報には、設備の運用費の経時的な増大を考慮しつつ長期的に最適な設備投資案の策定を支援するための技術が開示されている。設備運用に伴って発生する費用と収入に係る設備特性データを定義するとともに、その一部として費用額が経時的に増大する特性を示す経時増大費用データを定義する。設備運用に影響を及ぼす設備外部の要因に関する外部要因データを定義する。設備運用方法の異なる複数の意思決定案の各々を実施した場合に発生する費用とその効果として増加が期待し得る収入を求めるための意思決定案データを定義する。設備特性データ、外部要因データ、意思決定案データを用いて、未来の複数時点をまたがる時系列の意志決定案の組合せを作成し、この組合せの各場合である各意思決定案時系列毎に、各時点の意思決定の指標値を全時点にわたって合計した値を当該意思決定案時系列の前記価値として計算し、結果を出力する。しかし、本公報の技術では、設備のライフサイクルにおけるコストを総合的に考慮して、投資額を平準化させるような観点はない。
特開２００５−１８２５５０号公報

例えば電力事業における設備について検討すると、電力需要が顕著に伸びていた時代には、需要増に合わせて流通設備の容量増加などを実施する必要があったため、それにより経年設備の更新を図ることができた。しかし、近年においては需要の伸びの鈍化に伴い、設備更新量は低く推移しており、これが今後も続く場合、経年設備が累積することから、設備投資や修繕費等の後年度負担が懸念されている。また、近年の工事量減少に伴う技術力の継承や工事力の確保などについても、不安視される部分がある。従って、今後は長期的な視点での投資額の平準化を図りつつ、できるだけ少ない投資により後年度の費用負担を抑制する効率的な設備更新を行っていく必要がある。

従って、本発明の目的は、設備投資を平準化しつつ費用を最小化させるための技術を提供することである。

また、本発明の他の目的は、設備投資額を平準化させることによって後年度負担が増加しないようにするための技術を提供することである。

本発明に係る投資上限額決定方法は、設備種別毎に初期建設コスト、各経年における定期保全コスト、各経年における応急保全コスト及び設備廃棄コストについてのデータを格納するコストモデルデータ格納部と、コストデータ格納部と、投資優先度データ格納部と、保有設備毎に現在の経年数を格納する設備データ格納部とにアクセス可能であるコンピュータによって実行される投資上限額決定方法である。そして、（Ａ）コストモデルデータ格納部に格納されているデータに基づき、各設備種別及び各経年について、設備投資の効果を表す投資優先度を算出し、投資優先度データ格納部に格納するステップと、（Ｂ）設備データ格納部に登録されている各保有設備に対して、予め設定された推定寿命確率分布に従って寿命到達年を設定し、設備データ格納部において保有設備毎に格納するステップと、（Ｃ）計算開始年から計算終了年まで各計算年について、設備データ格納部に登録されている保有設備のうち投資対象設備を特定すると共に、投資対象設備に係る減価償却費及び設備廃棄コストを含む設備更新コストと投資対象設備以外の保有設備に係る減価償却費、定期保全コスト及び応急保全コストを含む保有コストとの総和である年間総コストを算出する年間総コスト算出ステップと、（Ｄ）計算開始年から計算終了年までの年間総コストの総和である総合コストを算出し、コストデータ格納部に格納する総合コスト算出ステップと、（Ｅ）総コスト算出ステップ及び総合コスト算出ステップを、投資上限額を変動させつつ繰り返し実施し、コストデータ格納部に格納されている総合コストが最小となる投資上限額を最適値として特定する特定ステップとを含む。

そして、（ｃ）年間総コスト算出ステップが、（Ｃ−１）設備データ格納部に格納されている寿命到達年に基づき、計算年において寿命到達年に到達する保有設備を投資対象設備として特定するステップと、（Ｃ−２）投資優先度データ格納部に格納されている、各経年における投資優先度と各設備種別とに基づき、計算年における、設備データ登録部に登録されている各保有設備の投資優先度を特定して、当該投資優先度の順番で既に投資対象設備とされている保有設備以外の保有設備をソートするステップと、（Ｃ−３）既に投資対象設備とされている保有設備についてのコストモデルデータ格納部に格納されている初期建設コストの総和に、ソートされた順番で、既に投資対象設備とされている保有設備以外の保有設備についての初期建設コストを、投資上限額になるまで加算することによって、既に投資対象設備とされている保有設備以外の保有設備から投資対象設備を特定するステップとを含む。

このような処理を実施することによって、費用を最小化させる年間の投資上限額を特定することができるようになる。すなわち、設備投資が当該投資上限額に平準化され、後年度負担も増加しない。

なお、上で述べた特定ステップにおいて、投資上限額を初期値から所定の刻み値ずつ増加させつつ総コスト算出ステップ及び総合コスト算出ステップを繰り返し実施し、コストデータ格納部に格納されている総合コストが増加する直前の総合コストを投資上限額の最適値として特定するようにしてもよい。全体の計算量を削減することができるようになる。

また、本発明に係る投資上限額決定方法において、計算開始年から計算終了年まで各計算年について、コストモデルデータ格納部に格納されている、投資対象設備についての初期建設コスト及び設備廃棄コストと、投資対象設備以外の保有設備についての定期保全コスト及び応急保全コストとの総和を算出するステップをさらに含むようにしてもよい。キャッシュアウトについても算出することができる。

さらに、上で述べた計算終了年が、設備データ格納部に格納される寿命到達年のうち最も遅い年により決定されるようにしてもよい。適切な総合コストを算出するためである。

また、上で述べた投資優先度が、経年において設備更新を行わない場合における予測累積保全コストと当該経年において設備更新を行った場合における予測累積保全コストとの差の、設備更新に伴う初期建設コスト及び設備廃棄コストの和に対する比であるようにしてもよい。これによって、経年が異なり設備種別が異なる設備について統一的に設備投資の優先順位を決定できるようになる。

なお、本方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを作成することができ、このプログラムは、例えばフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、半導体メモリ、ハードディスク等の記憶媒体又は記憶装置に格納される。また、ネットワークなどを介してデジタル信号として配信される場合もある。尚、中間的な処理結果はメインメモリ等の記憶装置に一時保管される。

本発明によれば、設備投資を平準化しつつ費用を最小化させることができるようになる。

また、本発明の他の側面によれば、設備投資額を平準化させることによって後年度負担が増加しないようにできる。

本発明の一実施の形態に係る設備投資計画装置の機能ブロック図を図１に示す。本実施の形態に係る設備投資計画装置は、ＬＣＣ（Life Cycle Cost）モデルデータ格納部１と、ＬＣＣモデルデータ格納部１に格納されているデータを用いて処理を実施する投資優先度算出部３と、投資優先度算出部３によって算出された投資優先度のデータを格納する投資優先度データ格納部５と、推定寿命確率分布データ格納部７と、設備データ格納部１１と、推定寿命確率分布データ格納部７と設備データ格納部１１とに格納されたデータを用いて処理を実施し、設備データ格納部１１に処理結果を格納する設備寿命設定部９と、ＬＣＣモデルデータ格納部１と投資優先度データ格納部５と設備データ格納部１１とに格納されたデータなどを用いて処理を実施し、設備データ格納部１１等に処理結果を格納する投資処理部１３と、投資処理部１３の処理結果を格納するコストデータ格納部１５とを有する。投資処理部１３は、投資計画策定部１３１と、費用算出部１３２と、投資額算定部１３３とを含む。なお、ＬＣＣモデル・データを生成する技術自体については要旨ではないので、ＬＣＣモデル・データを自動的に生成するためのＬＣＣモデル構築部１７については、本実施の形態では含むようにしても良いし、含まないようにしても良い。従って図１では点線ブロックで表されている。

本実施の形態では、ＬＣＣモデルを以下のように定義する。
ＬＣＣ＝Ｃi＋Ｃm＋Ｃr＋Ｃe
ここでＣiは初期建設コストであり、Ｃmは定期保全コストであり、Ｃrは応急保全コストであり、Ｃeは設備廃棄コストである。

なお、設備種別毎のＬＣＣモデルとは、各経年において発生する又は発生が見込まれるコストを時系列で表したものであって、各構成コストを経年毎に設定する必要がある。

１つの設備について各経年において発生する各コストを示すと図２のようになる。図２に示すように、Ｃiは設備建設経年（経年０年）に発生する投資額を表す。またＣeは、設備廃止経年において発生する除却費である。

また、Ｃmは定期点検や経時的に実施する定期取替、及び規定動作回数到達時に行う臨時点検などのコストである。前者については点検インターバルや規定経年、後者については動作回数の実績に基づき規定回数に到達する推定経年を確率分布によりＣm(t)で規定することができる。

また、Ｃrは緊急修理や状態監視により必要と判断される不良取替のコストが該当するが、発生する故障種別は複数あり、それぞれの故障発生率及び復旧コストも異なる。

設定対象設備におけるある故障について、各経年断面で見込まれるコストは、１回の故障が単位時間あたりに発生する確率密度関数に、１回の故障の復旧コストを乗じて求めることができる。

ここで、１回の故障が発生する確率を表す確率密度関数をｆ₁(t)とすると、それ以降ｎ回目（ｎ≧２）の故障の確率密度関数ｆ_n(t)は信頼性工学のrenewal theoryを用いて求めることができ、この総和をＦ(t)とする。このことについては、番場聡，関知道，山中俊幸，太田徹：欠落した保全実績に基づく長期保全コスト算出方法（事後保全モデル），電気学会全国大会論文集[7] p.176-177 (2006年)を参照のこと。

また、１回の故障を復旧するために必要なコストについては、経年に伴い規模や範囲が大きくなる故障種別はコスト関数Ｐ(t)を、変化しない故障種別は一定額を設定する。

従って、設備種別単位でＮ種類の故障種別があるとすると、ＣrはＣr(t)として以下の式で表される。

このように過去の故障実績やコスト実績に基づき設備種別毎にＬＣＣモデルを構築することができ、当該ＬＣＣモデルに基づくＬＣＣモデル・データは、例えば図３に示すようなデータであり、ＬＣＣモデルデータ格納部１に格納されている。

図３では、設備種別Ａについてのデータ例を示しているが、初期建設コストＣi、定期保全コストＣm(t)（時系列データ）、応急保全コストＣr(t)（時系列データ）、設備廃棄コストＣe、減価償却費Ｃg(t)（時系列データ）、残存価値Ｃｌ(t)（時系列データ）を含む。減価償却費Ｃg(t)及び残存価値Ｃｌ(t)については、キャッシュアウトを表すＬＣＣモデルには含まれないが、費用としては、法定耐用年数、残存価値率、償却方法（定率法、定額法など）を与えることで特定できることから、本実施の形態ではＬＣＣモデルデータ格納部１に格納するものとする。なお、残存価値Ｃｌ(t)は、除却損に一致する。また、時系列データは、各経年における値を含む。当然ながら、ＬＣＣモデルデータ格納部１には、処理対象となる複数の設備種別についてのデータが格納される。

また、推定寿命確率分布データ格納部７には、例えば図４に模式的に示すようなデータが各設備種別について格納される。図４の例では、横軸が経年を表し、縦軸が設備数を表す。すなわち、各経年について寿命を迎える設備数又は確率のデータが推定寿命確率分布データ格納部７には格納される。

また、設備データ格納部１１には、図５に示すようなデータが格納されている。図５の例では設備種別Ａについてのデータ例を示しているが、個別の設備コード、本処理を実施する前の段階における初期経年、寿命到達年、計算時経年、計算時投資優先度、投資対象年を格納するようになっている。初期的には、個別の設備コードと、本処理を実施する前の段階における初期経年とが登録されており、他のデータについては後に説明する処理において登録される。

次に、図１に示した設備投資計画装置の処理内容について図６乃至図１４を用いて説明する。まず、ＬＣＣモデル構築部１７又はユーザによって、設備種別毎のＬＣＣモデル・データをＬＣＣモデルデータ格納部１に格納する（ステップＳ１）。ＬＣＣモデル構築部１７が自動的にＬＣＣモデル・データを生成して格納するようにしても良いし、ユーザが他のシステムなどで算出したＬＣＣモデル・データを手入力する又はファイルなどで入力するようにしても良い。

そして、投資優先度算出部３は、ＬＣＣモデルデータ格納部１に格納されているＬＣＣモデル・データをベースに各設備種別及び各経年についての投資優先度を算出し、投資優先度データ格納部５に格納する（ステップＳ３）。

例えば、電力の流通設備は、設備種別や電圧階級等の違いにより投資額やメンテナンスコストが異なり、また建設年の違いにより経年が異なる等、条件が不揃いの設備が混在していることから、投資優先度を評価するにあたり設備同士の相対的な比較が難しいという実態がある。

一方、限られた投資により後年度に発生する費用の増加を最大限に抑制するためには，費用対効果が大きい設備を優先して更新する必要がある。そこで、上で述べた設備種別毎のＬＣＣモデル・データを用いて、様相が異なる設備に対する共通指標となる投資優先度を設定する。

本実施の形態において設備投資に伴い変化する費用は、減価償却費、修繕費、除却費、除却損となる。この場合、費用対効果が高い投資とは、設備更新に伴い発生する減価償却費、除却費、除却損に対して削減される修繕費が大きい投資となることから、投資優先度Ｐｉｎｖ(t)（時系列）の条件式は以下で表される。

kk：計算時経年
T：計算終了年−計算年
分母は、同一設備を建設するのに必要な投資額と当該設備の除却費である。分子は、修繕費の削減度合いを表している。分子の第１項（更新前設備を使用し続ける場合に見込まれる修繕費の累計）と第２項（設備を更新した後に見込まれる修繕費の累計）とでは同じ期間（計算年から計算終了年まで）に生ずる定期保全コストと応急保全コストとを累積した値が用いられる。

投資優先度の算出例を図７に示す。図７の例では、設備種別Ａについて２つの設備、設備種別Ｂについて２つの設備、設備種別Ｃ及びＤについてはそれぞれ１つの設備について、投資優先度の算出例を示している。投資優先度は、上で述べたように、Ｐｉｎｖ(t)で算出される。図７で分かるように、同種の設備間の比較においては経年が古いほど投資優先度が上がる。これは分子の第１項の値が大きくなるためである。一方、修繕費の削減度合いが同じで異種の設備間の比較においては初期建設コストが大きくなれば、相対的に投資優先度は下がる。従って、異なる経年及び設備が混在していても、投資優先度という指標を導入することによって、投資の順序づけを適切に行うことができるようになる。

なお、ステップＳ３では、以下で行われる処理のための前処理として、経年毎及び設備種別毎に投資優先度を計算しておく。そして、投資優先度データ格納部５には、図８に示すようなデータが格納される。図８の例では、設備種別Ａについてのデータを示しているが、他の種別についてのデータも投資優先度データ格納部５には格納されている。図８のように、経年毎に投資優先度が登録されており、以下の処理では特定の設備種別及び特定の経年についての投資優先度が簡単に本テーブルから特定できるようになっている。

図６の説明に戻って、次に、設備寿命設定部９は、推定寿命確率分布データ格納部７に格納されている、設備種別毎の推定寿命確率分布を、設備データ格納部１１に登録されている該当設備に適用することによって、各設備に寿命到達年を設定し、設備データ格納部１１に登録する（ステップＳ５）。図４で模式的に示したような推定寿命確率分布に従うように、各設備について推定寿命年を設定する。ステップＳ５では、図５のテーブル例における寿命到達年の列に、設定された推定寿命年を登録してゆく。

ここで、各設備の寿命到達年（西暦）を個別に設定するためには、その設備が図５に示す推定寿命年（設備経年）分布のどこに該当するかを決める必要があるため、プログラム内で乱数を発生させ、推定寿命年を設備データへランダムに割り当てる。

なお、本実施の形態では、寿命到達年及び計算年は西暦とする。

そして、投資処理部１３は、初期値として年間投資額を０に設定し、投資増加刻み値をＳに設定する（ステップＳ７）。Ｓについては予めユーザなどが設定しておく。また、計算開始年及び計算終了年を設定する（ステップＳ９）。計算開始年は例えば現在年の翌年であり、例えば計算終了年は、設備データ格納部１１に登録されている設備のうち最も寿命到達年が遅い設備の当該寿命到達年に対応する年である。すなわち、設備投資が一巡するまで以下の処理を実施する。このように設備投資が一巡するまでの期間について処理を行わないと適切な投資計画が導出できないためである。

次に、投資処理部１３は、計算年を計算開始年に設定する（ステップＳ１１）。そして、投資計画策定部１３１は、投資優先度データ格納部５に格納されているデータを参照して、計算年における各設備の投資優先度を決定し、設備データ格納部１１に格納する（ステップＳ１３）。より具体的には、図５に示した設備データ格納部１１に格納されるデータにおいて、最初にステップＳ１１を実施する場合には初期経年に１インクリメントして計算時経年の列に登録し、次以降の場合には計算時経年の列の値を１インクリメントして計算時経年の列に登録する。そして、計算時経年の列の値と設備種別データとから投資優先度データ格納部５を参照すると、該当する投資優先度を特定することができ、図５のテーブル例において計算時投資優先度の列に値を格納する。

また、投資計画策定部１３１は、設備データ格納部１１を参照して、計算年における寿命到達設備を特定し、投資年に計算年を設定する（ステップＳ１５）。図５のテーブル例においては、寿命到達年と計算時経年が一致している設備を探し出し、当該設備のレコードにおける投資対象年の列に計算年を登録する。これによって、計算年において寿命を迎え更新しなければならない設備を特定し、その設備の更新年（＝投資対象年）も特定できるようになる。すなわち投資計画の一部が特定される。処理は端子Ａを介して図９の処理に移行する。

図９の説明に移行して、投資計画策定部１３１は、寿命到達設備以外の設備を計算年における投資優先度でソートする（ステップＳ１７）。図５のテーブル例において計算時投資優先度の列の値でソートする。そして、投資計画策定部１３１は、ｎを１に設定し（ステップＳ１９）、ＬＣＣモデルデータ格納部１に格納されている初期建設コストを用いて、寿命到達設備及び第１乃至第ｎ（最初の場合は第１のみ）番目の投資優先度の設備の累積投資額を算出し、例えばメインメモリなどの記憶装置に格納する（ステップＳ２１）。寿命到達設備及び投資優先度が第１乃至第ｎ番目の設備について、その初期建設コストを全て加算することによって累積投資額を算出する。そして、投資計画策定部１３１は、設備データ格納部１１において、投資優先度が第ｎ番目の設備に対して、計算年を投資年として設定する（ステップＳ２３）。図５の例では、投資優先度が第ｎ番目の設備については、計算年において前倒しで更新されるものとして仮に投資対象年の列に計算年を登録する。

そして、投資計画策定部１３１は、計算年の累積投資額が、年間投資額（初期値はステップＳ７で設定されている）を超えたか判断する（ステップＳ２５）。もし計算年の累積投資額が、年間投資額を超えていない場合には、ｎを１インクリメントして（ステップＳ２７）、ステップＳ２１に戻る。一方、計算年の累積投資額が、年間投資額を超えている場合には、投資優先度が第ｎ番目の設備に設定された投資年をクリアする（ステップＳ２９）。すなわち、計算年の投資対象設備から除外するものである。そして、投資計画策定部１３１は、設備データ格納部１１において、計算年における投資対象設備の経年（計算時経年）を０に設定する（ステップＳ３１）。

そして、費用算出部１３２は、設備データ格納部１１とＬＣＣモデルデータ格納部１に格納されているデータを用いて、ＬＣＣモデル・データをベースに計算年の費用を算出し、コストデータ格納部１５に格納する（ステップＳ３３）。投資対象設備以外の設備については、計算時経年における減価償却費、定期保全コスト、応急保全コストが費用として計上され、投資対象設備については、減価償却費、定期保全コスト及び応急保全コストと、廃止されてしまった設備の計算時経年における除却損及び除却費とが計上され、全ての費用を累積して計算年の費用を算出する。図１０にコストデータ格納部１５に格納されるデータの一例を示す。年間投資額毎に、計算開始年から計算終了年までの計算年と当該計算年における費用とが登録されるようになっている。

そして、投資処理部１３は、計算年が計算終了年であるか判断する（ステップＳ３５）。計算年が計算終了年ではない場合には、計算年を１インクリメントして（ステップＳ３７）、端子Ｂを介してステップＳ１３に戻る。一方、計算年が計算終了年である場合には、端子Ｃを介して図１１の処理に移行する。

図１１の処理の説明に移行して、費用算出部１３２は、コストデータ格納部１５に格納されたデータを用いて、計算開始年から計算終了年までの総費用を算出し、コストデータ格納部１５に格納する（ステップＳ３９）。図１０の例では、テーブルの最下行におけるＴｏｔａｌの値が算出される。そして、投資額算定部１３３は、今回総費用が前回総費用より大きいか判断する（ステップＳ４１）。なお、今回が最初の処理であれば、前回総費用を無限大など大きな値に設定しておく。今回総費用が前回総費用より大きいというのは、総費用が増加に転じたという事象を捉えるためである。すなわち、一般的には投資額を徐々に上げてゆくと、費用は減少して行き、ある投資額以上となると、設備の更新が１巡だけではなく２巡目に入るので費用が増加するため、このような総費用が増加に転じたという事象を捉えれば、総費用を最小を特定することができる。

具体的には、図１２（ａ）に示すように、最初に投資を一点鎖線の時期まで抑えてその後設備を更新してゆくような投資を行うと（細点線（１））、減価償却費（図１２（ｂ））は一点鎖線の時期まで減少するが、その後増加し、除却費及び除却損（図１２（ｃ））についても一点鎖線の時期から増加し、修繕費（図１２（ｄ）））は一点鎖線の時期まで増加してその後減少する。総合すると、図１２（ｅ）に示すように、一点鎖線の時期までは減少するがその後急激に総費用が増加するため、図１２（ｅ）で細点線（１）より下のエリアの面積は最小とはならない。一方、図１２（ａ）に示すように、投資額を最初から点線（２）のように多めにしてしまうと、減価償却費（図１２（ｂ））は、直ぐに上昇を始め、除却費及び除却損（図１２（ｃ））についても高レベルとなり、修繕費（図１２（ｄ））のみ減少後一定となる。総合すると、図１２（ｅ）に示すように、最初から費用は増加して行き、図１２（ｅ）で点線（２）より下のエリアの面積は最小にはならない。これに対して、図１２（ａ）に示すように、投資額を適切な額（実線（３））で一定にすると、減価償却費（図１２（ｂ））は単調に減少し、除却費及び除却損（図１２（ｃ））についても低レベルで一定し、修繕費（図１２（ｄ））についても一定となる。従って、総合すると、総費用は年々下がってゆく形となり、図１２（ｅ）で実線（３）と計算終了年（一点鎖線）及び計算開始年（縦軸）を表す直線で囲まれるエリアの面積は最小となる。

すなわち、投資額を徐々に上げてゆくと、総費用が徐々に下がって行き、投資額を上げすぎると、総費用が増加してしまうので、増加する前の総費用における投資額を特定すればよい。（なお、投資額に対する修繕費の割合は小さく、グラフの変動額も減価償却費よりも修繕費の方が小さくなることを前提としている。）

ステップＳ４１で、今回総費用が前回総費用を上回っていない、すなわち前回総費用の方が大きい場合には、年間投資額を投資増加刻み値分だけ増加させ（ステップＳ４３）、端子Ｄを介してステップＳ１１に戻る。

一方、上で述べたような事象を特定できた場合には、投資額算定部１３３は、年間投資額＝年間投資額−投資増加刻み値を算出して、この年間投資額を費用最小化時における最適平準投資額として、出力装置に出力する（ステップＳ４５）。また、コストデータ格納部１５に格納されているテーブルのうち最後から２番目のテーブルのデータが、最適平準投資額におけるコストに関するデータとなる。さらに、設備データ格納部１１に格納されているデータも、年間投資額を変更する毎に別テーブルとして保持するようにすれば、最後から２番目のテーブルのデータにおける投資年の列の値が、最適平準投資額における投資計画となる。

さらに、ステップＳ３３では費用を算出するようにしたが、例えばキャッシュアウトの値をさらに算出するようにしても良い。キャッシュアウトの構成要素は、投資対象設備については初期建設コスト及び設備廃棄コストであり、投資対象設備とされている設備以外については定期保全コスト及び応急保全コストである。これらの総和によってキャッシュアウトは算出される。例えば、年間投資額が低く抑えられていると、図１３に示すように、キャッシュアウトは平準化されず、後年において増加してしまう。一方、図１４に示すように、最適平準投資額を採用すると、キャッシュアウトは多少変動するにしても、ほぼ一定を保つことができ、資金調達などにおいても計画が立てやすくなる。

以上のような処理を実施すれば、費用を最小化した上で設備投資を平準化させた形で実施することができるようになる。このような設備投資が行われれば、社会的なコストも低減されることが期待される。

以上本発明の一実施の形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１に示した機能ブロック図は一例であって必ずしも実際のプログラムモジュール構成とは一致しない。また、処理フローについても結果が変わらない限りにおいて処理の順番を入れ替えたり、並行して実施させることも可能である。

なお、設備投資計画装置はコンピュータ装置であって、図１５に示すように当該コンピュータ装置においては、メモリ２５０１（記憶部）とＣＰＵ２５０３（処理部）とハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）２５０５と表示装置２５０９に接続される表示制御部２５０７とリムーバブル・ディスク２５１１用のドライブ装置２５１３と入力装置２５１５とネットワークに接続するための通信制御部２５１７とがバス２５１９で接続されている。オペレーティング・システム（ＯＳ）及びＷｅｂブラウザを含むアプリケーション・プログラムは、ＨＤＤ２５０５に格納されており、ＣＰＵ２５０３により実行される際にはＨＤＤ２５０５からメモリ２５０１に読み出される。必要に応じてＣＰＵ２５０３は、表示制御部２５０７、通信制御部２５１７、ドライブ装置２５１３を制御して、必要な動作を行わせる。また、処理途中のデータについては、メモリ２５０１に格納され、必要があればＨＤＤ２５０５に格納される。このようなコンピュータは、上で述べたＣＰＵ２５０３、メモリ２５０１などのハードウエアとＯＳ及び必要なアプリケーション・プログラムとが有機的に協働することにより、上で述べたような各種機能を実現する。なお、コンピュータ装置は複数台のコンピュータによって構成される場合もある。

設備投資計画装置の機能ブロック図である。ＬＣＣモデルの一例を説明するための図である。ＬＣＣモデルデータ格納部に格納されるデータの一例を示す図である。推定寿命確率分布データ格納部に格納されるデータの模式図である。設備データ格納部に格納されるデータの一例を示す図である。本発明の実施の形態に係る処理フローの第１の部分を示す図である。投資優先度の計算例を示す図である。投資優先度データ格納部に格納されるデータの一例を示す図である。本発明の実施の形態に係る処理フローの第２の部分を示す図である。コストデータ格納部に格納されるデータの一例を示す図である。本発明の実施の形態に係る処理フローの第３の部分を示す図である。（ａ）乃至（ｅ）は、投資額の変動による総費用などの変動を説明するための図である。キャッシュアウトを説明するための図である。キャッシュアウトを説明するための図である。コンピュータの機能ブロック図である。

符号の説明

１ＬＣＣモデルデータ格納部３投資優先度算出部
５投資優先度データ格納部７推定寿命確率分布データ格納部
９設備寿命設定部１１設備データ格納部
１３投資処理部１５コストデータ格納部
１３１投資計画策定部１３２費用算出部
１３３投資額算定部

Claims

設備種別毎に初期建設コスト、各経年における定期保全コスト、各経年における応急保全コスト及び設備廃棄コストについてのデータを格納するコストモデルデータ格納部と、コストデータ格納部と、投資優先度データ格納部と、保有設備毎に現在の経年数を格納する設備データ格納部とにアクセス可能であるコンピュータによって実行される投資上限額決定方法であって、
前記コストモデルデータ格納部に格納されているデータに基づき、各前記設備種別及び各経年について、設備投資の効果を表す投資優先度を算出し、前記投資優先度データ格納部に格納するステップと、
前記設備データ格納部に登録されている各前記保有設備に対して、予め設定された推定寿命確率分布に従って寿命到達年を設定し、前記設備データ格納部において前記保有設備毎に格納するステップと、
計算開始年から計算終了年まで各計算年について、前記設備データ格納部に登録されている前記保有設備のうち投資対象設備を特定すると共に、前記投資対象設備に係る減価償却費及び前記設備廃棄コストを含む設備更新コストと前記投資対象設備以外の保有設備に係る減価償却費、前記定期保全コスト及び前記応急保全コストを含む保有コストとの総和である年間総コストを算出する年間総コスト算出ステップと、
前記計算開始年から前記計算終了年までの前記年間総コストの総和である総合コストを算出し、前記コストデータ格納部に格納する総合コスト算出ステップと、
前記総コスト算出ステップ及び前記総合コスト算出ステップを、投資上限額を変動させつつ繰り返し実施し、前記コストデータ格納部に格納されている前記総合コストが最小となる前記投資上限額を最適値として特定する特定ステップと、
を含み、
前記年間総コスト算出ステップが、
前記設備データ格納部に格納されている前記寿命到達年に基づき、前記計算年において前記寿命到達年に到達する保有設備を前記投資対象設備として特定するステップと、
前記投資優先度データ格納部に格納されている、各前記経年における投資優先度と各前記設備種別とに基づき、前記計算年における、前記設備データ登録部に登録されている各前記保有設備の投資優先度を特定して、当該投資優先度の順番で既に前記投資対象設備とされている保有設備以外の保有設備をソートするステップと、
既に前記投資対象設備とされている保有設備についての前記コストモデルデータ格納部に格納されている前記初期建設コストの総和に、前記ソートの順番で、既に前記投資対象設備とされている保有設備以外の保有設備についての前記初期建設コストを、前記投資上限額になるまで加算することによって、既に前記投資対象設備とされている保有設備以外の保有設備から前記投資対象設備を特定するステップと、
を含む投資上限額決定方法。
前記特定ステップにおいて、投資上限額を初期値から所定の刻み値ずつ増加させつつ前記総コスト算出ステップ及び前記総合コスト算出ステップを繰り返し実施し、前記コストデータ格納部に格納されている前記総合コストが増加する直前の前記総合コストを前記投資上限額の最適値として特定する
請求項１記載の投資上限額決定方法。
前記計算開始年から前記計算終了年まで各計算年について、前記コストモデルデータ格納部に格納されている、前記投資対象設備についての前記初期建設コスト及び前記設備廃棄コストと、前記投資対象設備以外の保有設備についての前記定期保全コスト及び前記応急保全コストとの総和を算出するステップ
をさらに含む請求項１記載の投資上限額決定方法。
前記計算終了年が、前記設備データ格納部に格納される前記寿命到達年のうち最も遅い年により決定される
請求項１記載の投資上限額決定方法。
前記投資優先度が、前記経年において設備更新を行わない場合における予測累積保全コストと当該経年において設備更新を行った場合における予測累積保全コストとの差の、設備更新に伴う前記初期建設コスト及び前記設備廃棄コストの和に対する比である
請求項１記載の投資上限額決定方法。
請求項１乃至５のうちいずれか１つ記載の投資上限額決定方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
設備種別毎に初期建設コスト、各経年における定期保全コスト、各経年における応急保全コスト及び設備廃棄コストについてのデータを格納するコストモデルデータ格納部と、
保有設備毎に現在の経年数を格納する設備データ格納部と、
前記コストモデルデータ格納部に格納されているデータに基づき、各前記設備種別及び各経年について、設備投資の効果を表す投資優先度を算出し、投資優先度データ格納部に格納する手段と、
前記設備データ格納部に登録されている各前記保有設備に対して、予め設定された推定寿命確率分布に従って寿命到達年を設定し、前記設備データ格納部において前記保有設備毎に格納する手段と、
計算開始年から計算終了年まで各計算年について、前記設備データ格納部に登録されている前記保有設備のうち投資対象設備を特定すると共に、前記投資対象設備に係る減価償却費及び前記設備廃棄コストを含む設備更新コストと前記投資対象設備以外の保有設備に係る減価償却費、前記定期保全コスト及び前記応急保全コストを含む保有コストとの総和である年間総コストを算出する年間総コスト算出手段と、
前記計算開始年から前記計算終了年までの前記年間総コストの総和である総合コストを算出し、コストデータ格納部に格納する総合コスト算出手段と、
前記総コスト算出手段及び前記総合コスト算出手段に、投資上限額を変動させつつ繰り返し実施させ、前記コストデータ格納部に格納されている前記総合コストが最小となる前記投資上限額を最適値として特定する特定手段と、
を有し、
前記年間総コスト算出手段が、
前記設備データ格納部に格納されている前記寿命到達年に基づき、前記計算年において前記寿命到達年に到達する保有設備を前記投資対象設備として特定し、
前記投資優先度データ格納部に格納されている、各前記経年における投資優先度と各前記設備種別とに基づき、前記計算年における、前記設備データ登録部に登録されている各前記保有設備の投資優先度を特定して、当該投資優先度の順番で既に前記投資対象設備とされている保有設備以外の保有設備をソートし、
既に前記投資対象設備とされている保有設備についての前記コストモデルデータ格納部に格納されている前記初期建設コストの総和に、前記ソートの順番で、既に前記投資対象設備とされている保有設備以外の保有設備についての前記初期建設コストを、前記投資上限額になるまで加算することによって、既に前記投資対象設備とされている保有設備以外の保有設備から前記投資対象設備を特定する、
投資上限額決定装置。