JP2009288854A - 損傷確率算出装置、損傷確率算出方法、メンテナンス方法及び損傷確率算出プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】リスク評価の対象である評価対象物に実際に損傷が発生する前であっても、実際の評価対象物により即した損傷確率に基づいてリスク評価を可能とする。
【解決手段】特定の評価対象物の損傷確率を算出する損傷確率算出装置であって、損傷率と時間との関係を示す損傷率関数を記憶する記憶部1と、上記評価対象物の通常検査時に取得された検査データに基づいて上記損傷率関数を補正する損傷率関数補正部3と、該損傷率関数補正部3にて補正された上記損傷率関数に基づいて上記損傷確率を算出する損傷確率算出部4とを備える。
【選択図】図1
【解決手段】特定の評価対象物の損傷確率を算出する損傷確率算出装置であって、損傷率と時間との関係を示す損傷率関数を記憶する記憶部1と、上記評価対象物の通常検査時に取得された検査データに基づいて上記損傷率関数を補正する損傷率関数補正部3と、該損傷率関数補正部3にて補正された上記損傷率関数に基づいて上記損傷確率を算出する損傷確率算出部4とを備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、特定の評価対象物の損傷確率を算出する損傷確率算出装置及び損傷確率算出方法、該損傷確率算出方法にて算出された損傷確率を用いて特定の評価対象物のメンテナンスを行うメンテナンス方法、及びコンピュータを特定の評価対象物の損傷確率を算出する手段として機能させる損傷確率算出プログラムに関するものである。
近年、合理的かつ経済的な保守管理として、複数の評価対象物をリスク評価してリスクの高い評価対象物の検査を優先的に実施するRBM(Risk-Based Maintenance)による保守管理が行われている。
このRBMによる保守管理では、ある事象(損傷)が発生する確率とその影響度との組み合わせによって評価対象物のリスク評価を行っている。より詳細には、保守管理の対象となる評価対象物を、縦軸が損傷確率、横軸が被害の影響度とされたリスクマトリックスを用いて分類することによって、リスク評価が行われる。
このRBMによる保守管理では、ある事象(損傷)が発生する確率とその影響度との組み合わせによって評価対象物のリスク評価を行っている。より詳細には、保守管理の対象となる評価対象物を、縦軸が損傷確率、横軸が被害の影響度とされたリスクマトリックスを用いて分類することによって、リスク評価が行われる。
ところで、リスク評価の際に用いられる損傷確率は、損傷率と時間との関係を示す関係式(損傷率関数)に基づいて算出される。そして、通常損傷率は、過去の複数の損傷データに基づいて設定される。つまり、リスク評価の際に用いられる損傷確率は、過去の損傷データに基づいて算出される。しかしながら、リスク評価の対象とされている評価対象物が置かれている環境は、必ずしも過去の評価対象物と完全に一致するわけではない。
このため、特許文献1には、リスク評価の対象とされている評価対象物に故障(損傷)が生じた場合に、この故障の発生を踏まえて故障確率(損傷確率)を改めて算出する方法が提案されている。
このような特許文献1に示される方法によれば、実際のリスク評価の対象となる評価対象物に生じた故障の発生に基づいて故障確率が改めて算出されるため、実際のリスク評価の対象となる評価対象物により即した故障確率を用いてリスク評価が可能となる。
特開2007−328522号公報
このような特許文献1に示される方法によれば、実際のリスク評価の対象となる評価対象物に生じた故障の発生に基づいて故障確率が改めて算出されるため、実際のリスク評価の対象となる評価対象物により即した故障確率を用いてリスク評価が可能となる。
しかしながら、特許文献1の方法では、リスク評価の対象とされた評価対象物に実際に損傷が生じない限りは、新たな損傷確率を算出することができない。
実際の現場では、より合理的かつ経済的な保守管理を実現するために、実際に損傷が生じるより前に、実際のリスク評価の対象となる評価対象物により即した損傷確率を用いてリスク評価を行うことが望まれている。
実際の現場では、より合理的かつ経済的な保守管理を実現するために、実際に損傷が生じるより前に、実際のリスク評価の対象となる評価対象物により即した損傷確率を用いてリスク評価を行うことが望まれている。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、リスク評価の対象である評価対象物に実際に損傷が発生する前であっても、実際の評価対象物により即した損傷確率に基づいてリスク評価を可能とすることを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
第1の発明は、特定の評価対象物の損傷確率を算出する損傷確率算出装置であって、損傷率と時間との関係を示す損傷率関数を記憶する記憶部と、上記評価対象物の通常検査時に取得された検査データに基づいて上記損傷率関数を補正する損傷率関数補正部と、該損傷率関数補正部にて補正された上記損傷率関数に基づいて上記損傷確率を算出する損傷確率算出部とを備えるという構成を採用する。
このような構成を採用する第1の発明によれば、評価対象物の通常検査時に取得された検査データに基づいて当該評価対象物に関する損傷率関数が補正され、補正された損傷率関数に基づいて損傷確率が算出される。
第2の発明は、上記第1の発明において、上記損傷率関数補正部が、上記損傷率関数が含む係数に対する尤度を上記検査データに基づいて算出し、ベイズの定理に基づいて上記尤度にて上記係数を補正することによって上記損傷率関数を補正するという構成を採用する。
第3の発明は、上記第2の発明において、上記損傷率関数補正部が、上記損傷率関数が複数の係数を含む場合に、値の変更が最も上記損傷率関数に対して大きな影響を与える上記係数のみを上記尤度にて補正するという構成を採用する。
第4の発明は、上記第1〜第3いずれかの発明において、過去の損傷データから上記損傷率関数を算出する損傷率関数算出部をさらに備えるという構成を採用する。
第5の発明は、特定の評価対象物の損傷確率を算出する損傷確率算出方法であって、損傷率と時間との関係を示す損傷率関数を算出する損傷率関数算出工程と、上記評価対象物の通常検査時に取得された検査データに基づいて上記損傷率関数を補正する損傷率関数補正工程と、該損傷率関数補正工程にて補正された上記損傷率関数に基づいて上記損傷確率を算出する損傷確率算出工程とを備えるという構成を採用する。
このような構成を採用する第5の発明によれば、評価対象物の通常検査時に取得された検査データに基づいて当該評価対象物に関する損傷率関数が補正され、補正された損傷率関数に基づいて損傷確率が算出される。
第6の発明は、上記第5の発明において、上記損傷率関数補正工程にて、上記損傷率関数が含む係数に対する尤度を上記検査データに基づいて算出し、ベイズの定理に基づいて上記尤度にて上記係数を補正することによって上記損傷率関数を補正するという構成を採用する。
第7の発明は、上記第6の発明において、上記損傷率関数が複数の係数を含む場合に、上記損傷率関数補正工程にて、値の変更が最も上記損傷率関数に対して大きな影響を与える上記係数のみを上記尤度にて補正するという構成を採用する。
第8の発明は、特定の評価対象物に対する損傷確率と、該特定の評価対象物が損傷することによる被害の影響度とに基づいて上記特定の評価対象物に対するリスクを評価し、該リスクに基づいて上記特定の評価対象物に対するメンテナンスを行うメンテナンス方法であって、上記第5〜第7いずれかの発明にて算出された損傷確率を用いて上記リスクを評価するという構成を採用する。
第9の発明は、コンピュータを特定の評価対象物の損傷確率を算出する手段として機能させる損傷確率算出プログラムであって、上記コンピュータを、損傷率と時間との関係を示す損傷率関数を記憶する記憶手段と、上記評価対象物の通常検査時に取得された検査データに基づいて上記損傷率関数を補正する損傷率関数補正手段と、該損傷率関数補正手段にて補正された上記損傷率関数に基づいて上記損傷確率を算出する損傷確率算出手段として機能させるという構成を採用する。
このような構成を採用する第9の発明によれば、評価対象物の通常検査時に取得された検査データに基づいて当該評価対象物に関する損傷率関数が補正され、補正された損傷率関数に基づいて損傷確率が算出される。
第10の発明は、上記第9の発明において、上記コンピュータを、上記損傷率関数補正手段として、上記損傷率関数が含む係数に対する尤度を上記検査データに基づいて算出し、ベイズの定理に基づいて上記尤度にて上記係数を補正するように機能させるという構成を採用する。
第11の発明は、上記第10の発明において、上記コンピュータを、上記損傷率関数補正手段として、上記損傷率関数が複数の係数を含む場合に、値の変更が最も上記損傷率関数に対して大きな影響を与える上記係数のみを上記尤度にて補正するように機能させるという構成を採用する。
第12の発明は、上記第9〜第11のいずれかの発明において、上記コンピュータを、過去の損傷データから上記損傷率関数を算出する損傷率関数算出手段として機能させるという構成を採用する。
本発明によれば、評価対象物の通常検査時に取得された検査データに基づいて当該評価対象物に関する損傷率関数が補正され、補正された損傷率関数に基づいて損傷確率が算出される。
このため、通常検査にて評価対象物に損傷が発生していない場合であっても、当該評価対象物の損傷率関数が補正され、この補正された損傷率関数に基づいて損傷確率が算出される。
したがって、本発明によれば、リスク評価の対象である評価対象物に実際に損傷が発生する前であっても、実際の評価対象物により即した損傷確率に基づいてリスク評価を行うことが可能となる。
このため、通常検査にて評価対象物に損傷が発生していない場合であっても、当該評価対象物の損傷率関数が補正され、この補正された損傷率関数に基づいて損傷確率が算出される。
したがって、本発明によれば、リスク評価の対象である評価対象物に実際に損傷が発生する前であっても、実際の評価対象物により即した損傷確率に基づいてリスク評価を行うことが可能となる。
以下、図面を参照して、本発明に係る損傷確率算出装置、損傷確率算出方法、メンテナンス方法及び損傷確率算出プログラムの一実施形態について説明する。
なお、以下の説明においては、本発明における評価対象物が、船の主機関が備えるシリンダカバーである例を挙げて説明する。
なお、以下の説明においては、本発明における評価対象物が、船の主機関が備えるシリンダカバーである例を挙げて説明する。
図1は、本実施形態の損傷確率算出装置S1の機能構成を示すブロック図である。この図に示すように、本実施形態の損傷確率算出装置S1は、記憶部1と、損傷率関数算出部2と、損傷率関数補正部3と、損傷確率算出部4と、入力装置5と、表示装置6とを備えている。なお、実際には、記憶部1は、メモリやハードディスク等によって構成されている。また、損傷率関数算出部2、損傷率関数補正部3及び損傷確率算出部4は、CPU等の演算処理装置によって構成されている。
記憶部1は、本実施形態の損傷確率算出装置S1の動作を制御するためのプログラムや各種データを記憶するものである。
そして、本実施形態の損傷確率算出装置S1において記憶部1は、過去のシリンダカバーの損傷データを記憶している。なお、ここで言う、過去のシリンダカバーとは、本実施形態の損傷確率算出装置S1が損傷確率を算出する対象としているシリンダカバーに限られるものではなく、他の船に設置された過去のシリンダカバー等の損傷データを含むものである。
また、記憶部1は、損傷確率を算出するために用いる損傷率関数(損傷率と時間との関係式)及び演算式を記憶する。
そして、本実施形態の損傷確率算出装置S1において記憶部1は、過去のシリンダカバーの損傷データを記憶している。なお、ここで言う、過去のシリンダカバーとは、本実施形態の損傷確率算出装置S1が損傷確率を算出する対象としているシリンダカバーに限られるものではなく、他の船に設置された過去のシリンダカバー等の損傷データを含むものである。
また、記憶部1は、損傷確率を算出するために用いる損傷率関数(損傷率と時間との関係式)及び演算式を記憶する。
なお、本実施形態においては、損傷率関数が損傷率関数算出部2にて算出されるため、記憶部1には損傷率関数算出部2にて算出された損傷率関数が記憶されるが、損傷率関数が損傷確率算出装置S1の外部にて算出される場合には、記憶部1には予め損傷率関数が記憶されている。
さらに、記憶部1に記憶される過去のシリンダカバーは、損傷率関数の算出のために用いられるデータである。このため、記憶部1に予め損傷率関数が記憶されている場合には、記憶部1が過去のシリンダカバーの損傷データを記憶する必要はない。
さらに、記憶部1に記憶される過去のシリンダカバーは、損傷率関数の算出のために用いられるデータである。このため、記憶部1に予め損傷率関数が記憶されている場合には、記憶部1が過去のシリンダカバーの損傷データを記憶する必要はない。
また、記憶部1は、本実施形態の損傷確率算出装置S1によって損傷確率を算出するシリンダカバーに対して行われる通常の検査時に取得された検査データが記憶される。
なお、ここで言う、通常の検査とは、予め定められた期間の経過後に行われる検査であり、シリンダカバーが損傷していない場合であっても行われる検査である。
また、記憶部1に記憶される検査データは、入力装置5を介して記憶部1に入力され、検査の時期、損傷の有無及び損傷の具合を含むデータである。
なお、ここで言う、通常の検査とは、予め定められた期間の経過後に行われる検査であり、シリンダカバーが損傷していない場合であっても行われる検査である。
また、記憶部1に記憶される検査データは、入力装置5を介して記憶部1に入力され、検査の時期、損傷の有無及び損傷の具合を含むデータである。
損傷率関数算出部2は、記憶部1に記憶された過去のシリンダカバーの損傷データに基づいて、損傷率関数を算出する。
具体的には、記憶部1に記憶された過去のシリンダカバーの損傷データには、損傷の発生タイミングが含まれるため、例えば、損傷率関数算出部2は、時間ごとの損傷の発生率(損傷率)を算出し、この発生率を時系列的に並べて、さらに損傷率曲線を求める。そして、損傷率曲線を数式として表し、この数式を損傷率関数とする。このような損傷率関数は、損傷率と時間との関係を示す関係式であり、確率変数である係数を少なくとも一つ含む関数として表される。
具体的には、記憶部1に記憶された過去のシリンダカバーの損傷データには、損傷の発生タイミングが含まれるため、例えば、損傷率関数算出部2は、時間ごとの損傷の発生率(損傷率)を算出し、この発生率を時系列的に並べて、さらに損傷率曲線を求める。そして、損傷率曲線を数式として表し、この数式を損傷率関数とする。このような損傷率関数は、損傷率と時間との関係を示す関係式であり、確率変数である係数を少なくとも一つ含む関数として表される。
損傷率関数補正部3は、記憶部1に記憶された上記検査データに基づいて、同じく記憶部1に記憶された損傷率関数を補正する。
具体的には、損傷率関数補正部3は、損傷率関数が含む係数に対する尤度を検査データに基づいて算出し、ベイズの定理を用いて算出した尤度にて上記係数を補正することによって損傷率関数を補正する。
なお、ベイズの定理は、得られたある結果(検査データ)に基づいて事前確率(補正前の損傷率関数)から事後確率(補正後の損傷率関数)を求める定理である。なお、このベイズの定理は、周知の定理であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
具体的には、損傷率関数補正部3は、損傷率関数が含む係数に対する尤度を検査データに基づいて算出し、ベイズの定理を用いて算出した尤度にて上記係数を補正することによって損傷率関数を補正する。
なお、ベイズの定理は、得られたある結果(検査データ)に基づいて事前確率(補正前の損傷率関数)から事後確率(補正後の損傷率関数)を求める定理である。なお、このベイズの定理は、周知の定理であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
また、本実施形態の損傷確率算出装置S1において損傷率関数補正部3は、損傷率関数が複数の係数を含む場合に、値の変更が最も損傷率関数に対して大きな影響を与える係数(以下、最大寄与係数と称する)のみに対する尤度を算出し、この算出した尤度に基づいて最大寄与係数のみを補正する。
なお、本実施形態の損傷確率算出装置S1においては、計算作業の効率化を図るために、最大寄与係数のみを補正する構成を採用するが、迅速な計算が可能な環境であれば全ての係数を補正するようにしても良い。また、複数の係数うち、値の変更が損傷率関数に対して大きな影響を与える順に、予め決められた数の係数を補正するようにしても良い。
なお、本実施形態の損傷確率算出装置S1においては、計算作業の効率化を図るために、最大寄与係数のみを補正する構成を採用するが、迅速な計算が可能な環境であれば全ての係数を補正するようにしても良い。また、複数の係数うち、値の変更が損傷率関数に対して大きな影響を与える順に、予め決められた数の係数を補正するようにしても良い。
損傷確率算出部4は、損傷率関数(補正前の損傷率関数と補正後の損傷率関数の両方を含む)に基づいて、記憶部1に記憶された演算式を用いてシリンダカバーの損傷確率を算出するものである。
この損傷確率算出部4は、損傷率関数補正部3にて損傷率関数が補正される前には、補正前の損傷率関数に基づいてシリンダカバーの損傷確率を算出し、損傷率関数補正部3にて損傷率関数が補正された後には、補正後の損傷率関数に基づいてシリンダカバーの損傷確率を算出する。
この損傷確率算出部4は、損傷率関数補正部3にて損傷率関数が補正される前には、補正前の損傷率関数に基づいてシリンダカバーの損傷確率を算出し、損傷率関数補正部3にて損傷率関数が補正された後には、補正後の損傷率関数に基づいてシリンダカバーの損傷確率を算出する。
入力装置5は、本実施形態の損傷確率算出装置S1に、必要なデータを入力する際等に、作業者によって操作されるものであり、キーボードやマウスによって構成されている。
そして、入力装置5を介して、シリンダカバーの検査時に取得された検査データ等が入力される。また、入力装置5は、上記検査データの他にも、本実施形態の損傷確率算出装置S1において必要とんされる各種データの入力に用いられる。
そして、入力装置5を介して、シリンダカバーの検査時に取得された検査データ等が入力される。また、入力装置5は、上記検査データの他にも、本実施形態の損傷確率算出装置S1において必要とんされる各種データの入力に用いられる。
表示装置6は、損傷確率算出部4にて算出された損傷確率を視覚化して表示するものであり、ディスプレイやプリンタによって構成されている。
なお、表示装置6は、損傷確率の他にも、本実施形態の損傷確率算出装置S1において視覚化が必要とされる各種データを表示する。
なお、表示装置6は、損傷確率の他にも、本実施形態の損傷確率算出装置S1において視覚化が必要とされる各種データを表示する。
次に、上述のように構成された本実施形態の損傷確率算出装置S1の動作(損傷確率算出方法)について、図2のフローチャートを参照して説明する。
図2に示すように、本実施形態の損傷確率算出方法は、損傷率関数算出工程(ステップS1)と、損傷率関数補正工程(ステップS2)と、損傷確率算出工程(ステップS3)とを有している。
損傷率関数算出工程(ステップS1)は、損傷率と時間との関係を示す上記損傷率関数を算出工程である。本損傷率関数算出工程(ステップS1)においては、損傷率関数算出部2が、記憶部1に記憶された過去のシリンダカバーの損傷データに基づいて、損傷率関数を算出する。
なお、実際に過去のシリンダカバーの損傷データに基づいて損傷率関数を算出すると、損傷率関数λ(損傷率(%)/時間(年))は、時間Tの関数として、下式(1)のように指数関数として表される。
したがって、本実施形態の損傷確率算出方法においても、式(1)が損傷率関数として算出されたものとする。
そして、本損傷率関数算出工程(ステップS1)にて算出された損傷率関数λは、記憶部1に記憶される。
なお、実際に過去のシリンダカバーの損傷データに基づいて損傷率関数を算出すると、損傷率関数λ(損傷率(%)/時間(年))は、時間Tの関数として、下式(1)のように指数関数として表される。
したがって、本実施形態の損傷確率算出方法においても、式(1)が損傷率関数として算出されたものとする。
そして、本損傷率関数算出工程(ステップS1)にて算出された損傷率関数λは、記憶部1に記憶される。
続いて、損傷率関数補正工程(ステップS2)は、損傷確率の算出対象であるシリンダカバーの通常検査時に取得された検査データに基づいて、ステップS1にて算出された損傷率関数を補正する工程である。本損傷率関数補正工程(ステップS2)においては、損傷率関数補正部3が、記憶部1に記憶された上記検査データに基づいて、同じく記憶部1に記憶された損傷率関数を補正する。
ここで、本実施形態の損傷確率算出方法においては、式(1)に示される損傷率関数λがa及びbの2つの係数を含んでいる。これら2つの係数は、記憶部1に記憶された損傷データの分散を示す確率変数である。そして、この2つ係数のうち、値の変化が損傷率関数λに最も大きな影響を与える係数aを最大寄与係数として確率変数として扱い、値の変化が損傷率関数λに与える影響の小さい係数bを固定値として扱う。
なお、係数aは、a>0の場合に、係数aの平均値をam、標準偏差をσaの正規分布をした確率変数とする。
なお、係数aは、a>0の場合に、係数aの平均値をam、標準偏差をσaの正規分布をした確率変数とする。
なお、損傷率関数λ(T)とT年までに損傷する確率である損傷確率F(T)との関係は、下式(2)によって表すことができる。また、下式(2)から損傷確率F(T)は、下式(3)によって表すことができる。
そして、シリンダカバーは初期状態で健全性が確認されているため、T>0においては、下式(4)となる。
この式(4)から、例えば、5年まで損傷が発見されない確率は下式(5)となり、10年まで損傷が発見されず、15年目で損傷が発見される確率は下式(6)となる。
よって、確率変数であるaを式(5)や式(6)を尤度[l(a)]として扱うことができ、ベイズの定理により係数aを補正することが可能となる。
ここで、i回目の検査をTi年目に通常検査を行った場合を考える。なお、aの平均値をam_i−1、標準偏差をσa_i−1と表し、am_0及びσa_0が初期値とする。
そして、i−1回目の通常検査(Ti−1年目)まで損傷が発見されず、i回目の通常検査(Ti年目)でも損傷が発見されなかった場合、i回目の通常検査での尤度li(a)は、下式(7)となる。
そして、i−1回目の通常検査(Ti−1年目)まで損傷が発見されず、i回目の通常検査(Ti年目)でも損傷が発見されなかった場合、i回目の通常検査での尤度li(a)は、下式(7)となる。
この場合、i回目までの尤度は、下式(8)となる。
一方、i−1界面の通常検査(Ti−1年目)まで損傷が発見されず、i回目の通常検査(Ti年目)で損傷が発見された場合、i回目の通常検査の尤度li(a)は、下式(9)となる。
なお、i−1回目までの尤度は、上式(4)で表されるため、i回目までの尤度は、下式(10)となる。
このようにして、通常検査の検査データに基づいて、検査結果に応じた尤度を算出する。そして、算出された尤度に基づいて、係数aが補正され、さらには損傷率関数が補正される。
本損傷率関数補正工程(ステップS2)において行われる損傷率関数の補正を図3に示すグラフを用いて説明する。なお、図3において、横軸は時間、縦軸は損傷率を示している。
この図3に示すように、係数aが確率変数であり分布を有しており、補正前の損傷率関数は、その平均曲線が通常検査のタイミングTmにおいて補正前の係数aの平均値を通過するグラフAとして表される。そして、本実施形態の損傷確率算出方法においては、ベイズの定理を用いて、通常検査のタイミングTmにおいて算出した尤度l(a)にて係数aを補正する。この結果、補正後の係数aである係数a’は、その平均値が補正前の係数aに対して移動する。このため、損傷率関数は、その平均曲線が通常検査のタイミングTmにおいて補正後の係数a(係数a’)の平均値を通過するグラフBとして表される。そして、このグラフBが、補正された損傷率関数となる。
この図3に示すように、係数aが確率変数であり分布を有しており、補正前の損傷率関数は、その平均曲線が通常検査のタイミングTmにおいて補正前の係数aの平均値を通過するグラフAとして表される。そして、本実施形態の損傷確率算出方法においては、ベイズの定理を用いて、通常検査のタイミングTmにおいて算出した尤度l(a)にて係数aを補正する。この結果、補正後の係数aである係数a’は、その平均値が補正前の係数aに対して移動する。このため、損傷率関数は、その平均曲線が通常検査のタイミングTmにおいて補正後の係数a(係数a’)の平均値を通過するグラフBとして表される。そして、このグラフBが、補正された損傷率関数となる。
続いて、損傷確率算出工程(ステップS3)は、損傷率関数補正工程(ステップS2)にて補正された損傷率関数に基づいて損傷確率を算出する工程である。本損傷確率算出工程(ステップS3)においては、損傷確率算出部4が、損傷率関数に基づいて、記憶部1に記憶された演算式を用いてシリンダカバーの損傷確率を算出する。そして、損傷確率算出部4は、上式(2)及び上式(3)に基づいてシリンダカバーの損傷確率を算出する。
なお、損傷確率を算出する場合には、損傷確率を算出する期間までに、シリンダカバーに対してどのようなメンテナンスが行われたかを考慮する必要がある。つまり、損傷率関数の時間軸と、現実の時間軸とをずらす必要が生じる。
より詳細には、式(2)及び式(3)から分かるように、ある期間におけるシリンダカバーの損傷確率を算出するためには、ある期間に相当する期間で損傷率関数を積分することによって求められる。ここで、現実の時間におけるTi年目からTj年目の損傷確率を算出する場合について考える。
シリンダカバーの交換が行われていない場合には、損傷率関数の時間軸と現実の時間軸とが一致するため、上記積分の開始点(Tmaint)は、下式(11)に示すように、損傷率関数におけるTiとなる。このため、損傷確率の算出対象であるシリンダカバーの累積使用時間(Ttotal)、つまり積分の終了点は、下式(12)に示すように、Tjとなる。
シリンダカバーの交換が行われていない場合には、損傷率関数の時間軸と現実の時間軸とが一致するため、上記積分の開始点(Tmaint)は、下式(11)に示すように、損傷率関数におけるTiとなる。このため、損傷確率の算出対象であるシリンダカバーの累積使用時間(Ttotal)、つまり積分の終了点は、下式(12)に示すように、Tjとなる。
また、損傷確率を算出する期間までの間にシリンダカバーが既に使用されたことのあるシリンダカバーに置き換えられた場合には、損傷率関数の時間軸と現実の時間軸とが一致せず、上記積分の開始点(Tmaint)は、下式(13)に示すように、損傷率関数におけるTkとなる。このため、損傷確率の算出対象であるシリンダカバーの累積使用時間(Ttotal)、つまり積分の終了点は、下式(14)に示すように、Tj−Ti+Tkとなる。
また、損傷確率を算出する期間までの間にシリンダカバーが新品のシリンダカバーに交換された場合には、損傷率関数の時間軸と現実の時間軸とが一致せず、上記積分の開始点(Tmaint)は、下式(15)に示すように、損傷率関数におけるT0(始点)となる。このため、損傷確率の算出対象であるシリンダカバーの累積使用時間(Ttotal)、つまり積分の終了点は、下式(16)に示すように、Tj−Tiとなる。
このように損傷確率を算出する期間までの間にシリンダカバーが置き換えあるいは交換された場合には、置き換えあるいは交換の時期及び置き換えられるシリンダカバーの使用済み期間に応じて、損傷率関数の時間軸と現実の時間軸とがずらされる。これによって、現実の時間におけるTi年目からTj年目までにおけるシリンダカバーの損傷確率を正確に算出することができる。
次に、尤度計算の一般化について説明する。
現在mn年目であり、m1〜mn年目にメンテナンスを行ったとする。この場合のトータル尤度は、下式(17)と表すことができる。
現在mn年目であり、m1〜mn年目にメンテナンスを行ったとする。この場合のトータル尤度は、下式(17)と表すことができる。
そして、式(17)において積算される右辺の各値は、下式(18)のように一般化される。
ここで、mi回目のメンテナンスがシリンダカバーの置き換え及び交換を伴わない場合は、下式(19)となり、mi回目のメンテナンスが置き換えであった場合には、下式(20)となり、mi回目のメンテナンスが交換であった場合には、下式(21)となる。
この場合、式(18)における分母は、下式(22)で表すことができる。
一方、分子は、mi+1回目の検査結果によって以下のように分類できる。
mi+1回目の検査結果が問題なしの場合には下式(23)となり、mi+1回目の検査結果が3年後に損傷の場合には下式(24)となり、mi+1回目の検査結果が損傷ありの場合には下式(25)となる。
mi+1回目の検査結果が問題なしの場合には下式(23)となり、mi+1回目の検査結果が3年後に損傷の場合には下式(24)となり、mi+1回目の検査結果が損傷ありの場合には下式(25)となる。
このように尤度計算は、一般化することができる。
以上のような本実施形態の損傷確率算出装置及び損傷確率算出方法によれば、評価対象物であるシリンダカバーの通常検査時に取得された検査データに基づいて当該シリンダカバーに関する損傷率関数が補正され、補正された損傷率関数に基づいて損傷確率が算出される。
このため、通常検査にてシリンダカバーに損傷が発生していない場合であっても、当該シリンダカバーの損傷率関数が補正され、この補正された損傷率関数に基づいて損傷確率が算出される。
したがって、本実施形態の損傷確率算出装置及び損傷確率算出方法によれば、リスク評価の対象であるシリンダカバーに実際に損傷が発生する前であっても、現在用いられているシリンダカバーにより即した損傷確率に基づいてリスク評価を行うことが可能となる。
このため、通常検査にてシリンダカバーに損傷が発生していない場合であっても、当該シリンダカバーの損傷率関数が補正され、この補正された損傷率関数に基づいて損傷確率が算出される。
したがって、本実施形態の損傷確率算出装置及び損傷確率算出方法によれば、リスク評価の対象であるシリンダカバーに実際に損傷が発生する前であっても、現在用いられているシリンダカバーにより即した損傷確率に基づいてリスク評価を行うことが可能となる。
また、シリンダカバーの損傷確率とシリンダカバーが損傷することによる被害の影響度とに基づいて、シリンダカバーに対するリスクを評価し、このリスクに基づいてシリンダカバーに対するメンテナンスを行う場合に、上述のような損傷確率算出方法を用いてシリンダカバーの損傷確率を算出することによって、シリンダカバーに対するメンテナンスの期間を延ばすことが可能な場合がある。
つまり、シリンダカバーに対する通常検査において、シリンダカバーに損傷が見つからない場合には、図3に示すように、損傷率関数の傾きが補正されることによって緩やかとなる。この結果、損傷確率が低下し、リスクが低減することとなる。よって、シリンダカバーに対するメンテナンスの期間が延ばされることとなる。
つまり、シリンダカバーに対する通常検査において、シリンダカバーに損傷が見つからない場合には、図3に示すように、損傷率関数の傾きが補正されることによって緩やかとなる。この結果、損傷確率が低下し、リスクが低減することとなる。よって、シリンダカバーに対するメンテナンスの期間が延ばされることとなる。
なお、上述の損傷確率算出装置がコンピュータである場合には、コンピュータを、上述の記憶部1(記憶手段)と、損傷率関数算出部2(損傷率算出手段)、損傷率関数補正部3(損傷率関数補正手段)、損傷確率算出部4(損傷確率算出手段)として機能させるプログラムをコンピュータに格納し、このプログラムを実行することによって、上記損傷確率算出装置を実現しても良い。
このようなプログラムは、記録メディアやネットワーク上の記憶装置に格納され、ドライブ装置やネットワークを介してコンピュータにインストールされる。
このようなプログラムは、記録メディアやネットワーク上の記憶装置に格納され、ドライブ装置やネットワークを介してコンピュータにインストールされる。
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る損傷確率算出装置、損傷確率算出方法、メンテナンス方法及び損傷確率算出プログラムの好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上記実施形態においては、本発明の評価対象物が、船が備える機関のシリンダカバーである構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、リスク評価すべき全ての装置や部品等の対象物に対する損傷確率を算出する際に用いることができる。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、リスク評価すべき全ての装置や部品等の対象物に対する損傷確率を算出する際に用いることができる。
また、上記実施形態においては、検査データに基づいて損傷率関数をベイズの定理を用いて補正する方法について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、検査データに基づいて他の方法を用いて損傷率関数を補正しても良い。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、検査データに基づいて他の方法を用いて損傷率関数を補正しても良い。
S1……損傷確率算出装置、1……記憶部、2……損傷率関数算出部、3……損傷率関数補正部、4……損傷確率算出部
Claims (12)
- 特定の評価対象物の損傷確率を算出する損傷確率算出装置であって、
損傷率と時間との関係を示す損傷率関数を記憶する記憶部と、
前記評価対象物の通常検査時に取得された検査データに基づいて前記損傷率関数を補正する損傷率関数補正部と、
該損傷率関数補正部にて補正された前記損傷率関数に基づいて前記損傷確率を算出する損傷確率算出部と
を備えることを特徴とする損傷確率算出装置。 - 前記損傷率関数補正部は、前記損傷率関数が含む係数に対する尤度を前記検査データに基づいて算出し、ベイズの定理に基づいて前記尤度にて前記係数を補正することによって前記損傷率関数を補正することを特徴とする請求項1記載の損傷確率算出装置。
- 前記損傷率関数補正部は、前記損傷率関数が複数の係数を含む場合に、値の変更が最も前記損傷率関数に対して大きな影響を与える前記係数のみを前記尤度にて補正することを特徴とする請求項2記載の損傷確率算出装置。
- 過去の損傷データから前記損傷率関数を算出する損傷率関数算出部をさらに備えることを特徴する請求項1〜3いずれかに記載の損傷確率算出装置。
- 特定の評価対象物の損傷確率を算出する損傷確率算出方法であって、
損傷率と時間との関係を示す損傷率関数を算出する損傷率関数算出工程と、
前記評価対象物の通常検査時に取得された検査データに基づいて前記損傷率関数を補正する損傷率関数補正工程と、
該損傷率関数補正工程にて補正された前記損傷率関数に基づいて前記損傷確率を算出する損傷確率算出工程と
を備えることを特徴とする損傷確率算出方法。 - 前記損傷率関数補正工程にて、前記損傷率関数が含む係数に対する尤度を前記検査データに基づいて算出し、ベイズの定理に基づいて前記尤度にて前記係数を補正することによって前記損傷率関数を補正することを特徴とする請求項5記載の損傷確率算出方法。
- 前記損傷率関数が複数の係数を含む場合に、前記損傷率関数補正工程にて、値の変更が最も前記損傷率関数に対して大きな影響を与える前記係数のみを前記尤度にて補正することを特徴とする請求項6記載の損傷確率算出方法。
- 特定の評価対象物に対する損傷確率と、該特定の評価対象物が損傷することによる被害の影響度とに基づいて前記特定の評価対象物に対するリスクを評価し、該リスクに基づいて前記特定の評価対象物に対するメンテナンスを行うメンテナンス方法であって、
請求項5〜7いずれかに記載の損傷確率算出方法にて算出された損傷確率を用いて前記リスクを評価することを特徴とするメンテナンス方法。 - コンピュータを特定の評価対象物の損傷確率を算出する手段として機能させる損傷確率算出プログラムであって、
前記コンピュータを、
損傷率と時間との関係を示す損傷率関数を記憶する記憶手段と、
前記評価対象物の通常検査時に取得された検査データに基づいて前記損傷率関数を補正する損傷率関数補正手段と、
該損傷率関数補正手段にて補正された前記損傷率関数に基づいて前記損傷確率を算出する損傷確率算出手段と
して機能させることを特徴とする損傷確率算出プログラム。 - 前記コンピュータを、前記損傷率関数補正手段として、前記損傷率関数が含む係数に対する尤度を前記検査データに基づいて算出し、ベイズの定理に基づいて前記尤度にて前記係数を補正するように機能させることを特徴とする損傷確率算出プログラム。
- 前記コンピュータを、前記損傷率関数補正手段として、前記損傷率関数が複数の係数を含む場合に、値の変更が最も前記損傷率関数に対して大きな影響を与える前記係数のみを前記尤度にて補正するように機能させることを特徴とする請求項10記載の損傷確率算出プログラム。
- 前記コンピュータを、過去の損傷データから前記損傷率関数を算出する損傷率関数算出手段として機能させることを特徴とする請求項9〜11いずれかに記載の損傷確率算出プログラム。
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