JP2010204764A - Device and method for creating maintenance plan - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の部品を有する機器の各部品の保守計画を作成する装置および方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and a method for creating a maintenance plan for each part of a device having a plurality of parts.
製造装置や大型機器では、一般に機器1台に複数の部品が使用されており、特に経年劣化が激しい部品に対しては、点検や取替などの保守(保全)が必要となる。現在、このような機器に対して適用しうる様々な保全方策が提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2、非特許文献1)。
In manufacturing equipment and large equipment, a plurality of parts are generally used in one equipment, and maintenance (maintenance) such as inspection and replacement is particularly required for parts that are severely deteriorated over time. Currently, various maintenance measures that can be applied to such devices have been proposed (for example,
部品使用中の故障の発生を未然に防止する予防保全としては、状態監視保全や時間計画保全などが実施されている。状態監視保全は、近年注目されている技術であるが、部品故障を予測する技術が必要となる。しかし、複雑なシステムの中の複数の部品に対して個別に故障を予測するのは非常に難しい。そこで複数の部品を含む機器の場合には時間計画保全が行われていることが多い。 Status preventive maintenance, time-planned maintenance, and the like are implemented as preventive maintenance that prevents the occurrence of failures during the use of parts. Although state monitoring and maintenance is a technique that has attracted attention in recent years, a technique for predicting component failures is required. However, it is very difficult to predict failures individually for a plurality of parts in a complex system. Therefore, in the case of equipment including a plurality of parts, time-planned maintenance is often performed.
時間計画保全は、部品の故障分布に基づいて部品取替の計画を作成する保全方法である。この計画法は信頼性工学における取替問題によって扱われ、従来は1部品を対象としていた。しかしながら、現実的には複数部品の取替を考慮しなければならず、個別の取替計画を立てる方法では効率が悪いという問題があった。 Time-planned maintenance is a maintenance method for creating a part replacement plan based on the failure distribution of parts. This planning method is handled by a replacement problem in reliability engineering, and has traditionally been targeted at one part. However, in reality, replacement of a plurality of parts must be taken into account, and there is a problem in that the method of making an individual replacement plan is inefficient.
また、保守業務における効率化は、保守を実行する保守業者と、保守を実行される顧客との両方が抱える課題である。保守業者は、可能な限り無駄のない効率的な保守を求めている。また、顧客は、保守経費の削減と安全性の向上とを求めている。 Further, efficiency improvement in maintenance work is a problem for both maintenance contractors who perform maintenance and customers who perform maintenance. Maintenance contractors are seeking efficient maintenance that is as lean as possible. Customers also want to reduce maintenance costs and improve safety.
保守業務には様々な無駄が存在するが、ここでは特に部品取替における保守員の出動に着目する。保守対象となる機器に複数の部品が存在し、部品をそれぞれ独立に取替える場合、部品を取替えるたびに、保守員の出動に要する最低限の費用が必要となる。そこで、同時に複数個の部品を取替えられるようにすれば、1回の出動に関してはその保守員の費用が必要であるが、部品をそれぞれ独立に取替える場合と比較して、費用の総和が小さくなることが期待される。しかし、複数部品の同時取替を考慮した保守計画作成は非常に難しいことが知られている。 There are various wastes in maintenance work, but here we focus on the dispatch of maintenance personnel especially in parts replacement. When there are a plurality of parts in the device to be maintained and each part is replaced independently, the minimum cost required for the dispatch of maintenance personnel is required each time the part is replaced. Therefore, if a plurality of parts can be replaced at the same time, the cost of maintenance personnel is required for one dispatch, but the total cost is smaller than when parts are replaced independently. It is expected. However, it is known that it is very difficult to create a maintenance plan considering simultaneous replacement of a plurality of parts.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、製造装置や大型機器のような複数の部品を有する機器に対して、各部品を効率的に保守するための保守計画を作成することができる装置および方法を提供することを目的とする。 This invention is made in view of the above, Comprising: For the apparatus which has several components like a manufacturing apparatus or a large sized apparatus, the maintenance plan for maintaining each part efficiently can be created. It is an object to provide an apparatus and method that can be used.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、機器が有する複数の部品それぞれの取替えに必要な費用を表す期待費用を最適化する保守計画を作成する保守計画作成装置であって、前記部品の取替周期を算出する基準となる複数の基準周期ごと、および、前記部品ごとに、前記取替周期を入力して前記期待費用を出力する前記部品ごとに定められた関数に、前記基準周期の倍数で表される前記取替周期であって、前記期待費用の最小値を出力する前記取替周期の前後の前記取替周期をそれぞれ入力し、前記関数から出力される2つの前記期待費用のうち小さい前記期待費用が出力される前記取替周期を表す最小化周期を算出する第1算出部と、複数の前記基準周期のうち、前記最小化周期を前記関数に入力して出力される前記部品ごとの前記期待費用と、前記基準周期での取替えに要する保守員費用と、の和が最小となる前記基準周期を表す最適基準周期を算出する第2算出部と、前記部品ごとに、前記最適基準周期に対して算出された前記最小化周期で取替えることを表す保守計画を作成する作成部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is a maintenance plan creation device that creates a maintenance plan that optimizes an expected cost that represents a cost required for replacement of each of a plurality of parts of equipment. For each of a plurality of reference periods serving as a reference for calculating a replacement period of the part, and for each part, a function determined for each of the parts that inputs the replacement period and outputs the expected cost , The replacement period represented by a multiple of the reference period, and each of the replacement periods before and after the replacement period outputting the minimum value of the expected cost is input and output from the function 2 A first calculation unit that calculates a minimization period representing the replacement period in which the smaller expected cost is output among the two expected costs, and the minimization period among a plurality of the reference periods is input to the function. Output part A second calculation unit that calculates an optimal reference period that represents the reference period that minimizes the sum of the expected cost for each and the maintenance staff cost required for replacement in the reference period; and And a creation unit that creates a maintenance plan that represents replacement with the minimization period calculated with respect to a reference period.
また、本発明は、上記装置で実行することができる方法である。 The present invention is also a method that can be performed by the above apparatus.
本発明によれば、製造装置や大型機器のような複数の部品を有する機器に対して、各部品を効率的に保守するための保守計画を作成することができるという効果を奏する。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, there is an effect that a maintenance plan for efficiently maintaining each component can be created for a device having a plurality of components such as a manufacturing apparatus and a large-sized device.
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる保守計画作成装置および方法の最良な実施の形態を詳細に説明する。 Exemplary embodiments of a maintenance plan creation apparatus and method according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings.
(第1の実施の形態)
第1の実施の形態にかかる保守計画作成装置は、まず、部品の取替間隔(取替周期)を算出する基準となる基準周期を固定値として与え、与えられた基準周期の倍数となる取替周期のうち、部品の取替えに必要となる期待費用が最小となる取替周期(最小化周期)とそのときの倍数を部品ごとに算出する。そして、部品ごとに算出した期待費用の総和を最小とする基準周期と、その基準周期に対して算出された倍数とを求め、求めた倍数によって定まる取替周期から各部品の保守計画を作成する。
(First embodiment)
The maintenance plan creation apparatus according to the first embodiment first gives a reference period as a reference for calculating a part replacement interval (replacement period) as a fixed value, and takes a multiple of the given reference period. Among the replacement cycles, a replacement cycle (minimization cycle) that minimizes the expected cost required for replacement of the components and a multiple at that time are calculated for each component. Then, a reference period that minimizes the sum of expected costs calculated for each part and a multiple calculated for the reference period are obtained, and a maintenance plan for each part is created from the replacement period determined by the determined multiple. .
図1は、第1の実施の形態にかかる保守計画作成装置100の構成の一例を示すブロック図である。図1に示すように、保守計画作成装置100は、部品情報記憶部161と、期待費用記憶部162と、情報受付部110と、関数情報出力部120と、最適化部130と、作成部140と、表示部150と、を備えている。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the maintenance
部品情報記憶部161は、保守対象となる機器の部品ごとに、部品の保守に必要となる費用を算出するための情報である部品情報を記憶する。図2は、部品情報記憶部161に記憶される部品情報のデータ構造の一例を示す図である。図2に示すように、部品情報は、住所IDと、機体IDと、部品IDと、価格と、故障ロスと、保守員費用とを含んでいる。
The component
住所IDは、機器が設置されている場所の住所を識別する情報である。機体IDは、各機体(機器)を識別する情報である。本実施の形態では、住所IDを含む住所情報の入力を受付け、受付けた住所情報の住所IDに対応する各機器に含まれる各部品の保守計画を作成する。 The address ID is information for identifying the address of the place where the device is installed. The machine ID is information for identifying each machine (device). In the present embodiment, input of address information including an address ID is received, and a maintenance plan for each part included in each device corresponding to the address ID of the received address information is created.
部品IDは、機体IDの機器に含まれる各部品を識別する情報である。価格は、部品IDの部品の価格を表す。故障ロスは、部品の故障により生じる損失額を表す。保守員費用は、住所IDの住所で部品IDの部品を取り替える保守員にかかる費用を表す。保守員費用は、住所ごとに各部品に対して共通な値となる。したがって、住所IDごとの保守員費用を独立のテーブルに保存するように構成してもよい。 The component ID is information for identifying each component included in the device having the machine ID. The price represents the price of the component with the component ID. Failure loss represents the amount of loss caused by component failure. The maintenance staff cost represents the cost of the maintenance staff who replaces the part with the part ID at the address of the address ID. The maintenance staff cost is a common value for each part for each address. Therefore, you may comprise so that the maintenance worker expense for every address ID may be preserve | saved in an independent table.
同図のような部品情報のデータ構造は一例であり、その他のデータ構造の部品情報を用いてもよい。例えば住所ごとの費用が異ならない場合であれば、住所IDを用いず、機体IDの入力を受付け、受付けた機体IDの各機器に含まれる各部品の保守計画を作成するように構成してもよい。 The data structure of the component information as shown in the figure is an example, and component information of another data structure may be used. For example, if the cost for each address is not different, it is possible to accept the input of the machine ID without using the address ID and create a maintenance plan for each part included in each device of the received machine ID. Good.
期待費用記憶部162は、最適化部130により算出される各部品ごとの期待費用を記憶する。図3は、期待費用記憶部162に記憶されるデータのデータ構造の一例を示す図である。図3に示すように、期待費用記憶部162は、基準周期ごとに、保守員費用と、各部品の倍数周期数および局所最適費用と、保守員費用および各部品の局所最適費用の総和である費用総和とを対応づけて記憶している。
The expected
なお、局所最適費用とは、最適化部130により算出された部品ごとの期待費用の最小値を表す。倍数周期数とは、局所最適費用を与える取替周期(最小化周期)が基準周期の何倍であるかを表す正整数である。すなわち、最小化周期を基準周期で除算した値が倍数周期数に相当する。
The local optimum cost represents the minimum expected cost for each part calculated by the
期待費用記憶部162は、基準周期ごとに算出した費用総和等を一時的に記憶し、この中から費用総和が最小となる基準周期(最適基準周期)を求めるために参照される。なお、部品情報記憶部161と、期待費用記憶部162とは、HDD(Hard Disk Drive)、光ディスク、メモリカード、RAM(Random Access Memory)などの一般的に利用されているあらゆる記憶媒体により構成することができる。
The expected
情報受付部110は、保守計画を作成する機器が設置された場所の住所を識別する住所IDを含む住所情報の入力を受付ける。
The
関数情報出力部120は、各部品の単位時間あたりの期待費用を算出するための関数を出力する。具体的には、関数情報出力部120は、まず受付けられた住所情報に含まれる住所IDの住所に設置されている機器の各部品k(1≦k≦K、Kは部品数)を特定する。そして、関数情報出力部120は、部品kごとに、期待費用を算出するための予め定められた関数である期待費用Ck(t)を出力する。なお、tは保守計画を作成する基準となる基準日時からの経過時間を表す。
The function
最適化部130は、関数情報出力部120によって出力された関数を元に、各部品kを取り替えるために必要となる各費用の総和(費用総和)を最小とする基準周期(最適基準周期)と、最適基準周期に対する各部品の倍数周期数を表す最適倍数周期数とを求める。
The
最適化部130は、まず同時取替を考慮した複数部品の費用総和C(T,n1,n2,・・・,nK)を以下の(1)式で表す。なお、Tは基準周期(正の実数)、nkは各部品kの倍数周期数、zは保守員費用を表す。そして、最適化部130は、以下の(2)式により、費用総和C(T,n1,n2,・・・,nK)を最小とする基準周期を表す最適基準周期T*と、最適基準周期T*に対する各部品kの倍数周期数を表す最適倍数周期数n* k(1≦k≦K)とを算出する。
なお、保守員費用zは、部品情報記憶部161に保存された各部品に共通の保守員費用を表す。費用総和は、この保守員費用zを基準周期Tで除算した値(z/T)を、各部品の期待費用に加算することにより算出される。
The maintenance staff cost z represents a maintenance staff cost common to each part stored in the part
このように、同時取替を考慮した各部品の期待費用と保守員費用との総和である費用総和は、各部品に共通の基準周期Tといずれの時点で取替えるかを表す正整数nkとによって表される。したがって、費用総和の最適化問題は、正連続変数である基準周期と正整数である倍数周期数とを変数とした混合整数計画問題となる。一般に混合整数計画問題の大域的最適解を求めることは困難である。しかし本実施の形態では、以下の手続きにより、大域的最適解を探索することを可能としている。 In this way, the total cost, which is the sum of the expected cost of each part and the cost of maintenance personnel in consideration of simultaneous replacement, is a reference period T common to each part and a positive integer n k indicating at which point Represented by Therefore, the cost summation optimization problem is a mixed integer programming problem in which a reference period that is a positive continuous variable and a multiple period number that is a positive integer are variables. In general, it is difficult to find a global optimal solution for a mixed integer programming problem. However, in the present embodiment, it is possible to search for a global optimum solution by the following procedure.
すなわち、本実施の形態では、連続変数と正整数とが混在する最適化問題に対して、先に連続変数である基準周期を固定値として与えることにより、期待費用が最も小さくなる正整数nkを探索する部分問題に変換する。正連続変数である基準周期Tが固定されていれば、正整数nkを探索する問題は、基準周期Tの倍数となる時間間隔であって、最適な時間間隔を挟む2つの時間間隔のうち、期待費用が小さい時間間隔を選択する問題となる。この時間間隔は、各部品に対して独立に決定でき、計算量も部品総数のベキ乗程度でしかないため、実際上の計算が可能なアルゴリズムとなっている。 That is, in the present embodiment, for an optimization problem in which continuous variables and positive integers are mixed, a positive integer n k that minimizes the expected cost is obtained by first giving a reference period that is a continuous variable as a fixed value. Into a subproblem to search. If the reference period T, which is a positive continuous variable, is fixed, the problem of searching for a positive integer nk is a time interval that is a multiple of the reference period T, and is one of two time intervals that sandwich an optimal time interval. Choosing a time interval that has a small expected cost becomes a problem. This time interval can be determined independently for each component, and the amount of calculation is only about the power of the total number of components, so that the algorithm is capable of actual calculation.
なお、最適な時間間隔とは、基準日時からの経過時間を表す時間間隔のうち、期待費用が最小となる時間間隔を表す。以下では、この時間間隔を最適取替周期t* kという。最適取替周期は、例えば関数情報出力部120によって出力された関数の最小値を与える時間間隔として求めることができる。
Note that the optimum time interval represents a time interval at which the expected cost is minimum among time intervals representing elapsed time from the reference date and time. Hereinafter, this time interval is referred to as an optimal replacement period t * k . The optimum replacement period can be obtained as a time interval that gives the minimum value of the function output by the function
一般的な極小解が多数ある関数の場合は、極小解の存在範囲が判明しない限りは、無限大の範囲で期待費用が最小となる候補を探索しなければならない。しかし、本実施の形態は、期待費用の関数が有限区間に高々1個の最小値を持つことを活かし、解候補を2個に限定することができる。 In the case of a function having a large number of general minimal solutions, unless the existence range of the minimal solution is known, a candidate having the minimum expected cost in an infinite range must be searched. However, the present embodiment can limit the number of solution candidates to two by taking advantage of the fact that the expected cost function has at most one minimum value in a finite interval.
次に、最適化部130の詳細な構成について説明する。最適化部130は、初期化部131と、第1算出部132と、保存部133と、第2算出部134と、を備えている。
Next, a detailed configuration of the
初期化部131は、最適化部130による計算で用いる各種変数を初期化する。例えば、初期化部131は、基準周期Tを初期値Tinitialに初期化する。また、初期化部131は、基準周期Tを更新するための刻み幅ΔT、および、基準周期Tの最大値Tmaxを設定する。初期値Tinitial、刻み幅ΔT、および最大値Tmaxは、予め設定された値を用いる。なお、装置の外部からこれらの変数の値を入力できるように構成してもよい。
The
初期値Tinitialは、正実数を与えればよいが、基準周期の全領域で解を探索する場合は0に設定すればよい。特定の領域のみを対象として解を探索する場合は、その領域の下限を初期値Tinitialに設定すればよい。刻み幅ΔTは、より小さな値を設定すれば詳細に解を探索できるが、現実的には計画に必要な最小単位(例えば、1日や1時間)を設定すればよい。最大値Tmaxは、十分に大きな値をとればよいが、現実的には複数の部品の最適取替周期のうち最も大きい値を与えればよい。 The initial value T initial may be a positive real number, but may be set to 0 when searching for a solution in the entire region of the reference period. When searching for a solution only in a specific region, the lower limit of the region may be set to the initial value T initial . If the step size ΔT is set to a smaller value, the solution can be searched in detail. However, in reality, the minimum unit (for example, one day or one hour) necessary for the plan may be set. The maximum value T max may be a sufficiently large value, but in reality, the maximum value of the optimum replacement periods of a plurality of components may be given.
第1算出部132は、複数の基準周期Tそれぞれに対して、基準周期Tの倍数となる取替周期のうち、各部品の期待費用が最小となる取替周期(最小化周期)を算出する。第1算出部132は、まず、初期値Tinitialから最大値Tmaxまで、刻み幅ΔTずつ増加させた基準周期Tを順次算出する。そして、第1算出部132は、算出した各基準周期Tに対して、基準周期Tの倍数となる取替周期であって、部品k(1≦k≦K)の最適取替周期t* kを挟む2つの取替周期のうち、期待費用が小さい取替周期を求める。
The
具体的には、第1算出部132は、lk(T)≦t* k≦uk(T)を満たす時間間隔(取替周期)であるlk(T)およびuk(T)のうち、期待費用が小さい取替周期を最小化周期として選択する。なお、以下では、lk(T)およびuk(T)を、それぞれ左端点および右端点という。左端点および右端点は、それぞれ最適取替周期の前および後ろで基準周期Tの倍数となる取替周期に相当する。基準周期Tが固定されている場合には、左端点lk(T)および右端点uk(T)は、最適取替周期t* kと天井関数を用いて、それぞれ以下の(3)式および(4)式で表される。(5)式は、(3)式および(4)式で用いる天井関数の定義を表している。
このように、Tが定まればlk(T)およびuk(T)は容易に算出できる。また、上記(1)式で用いる各部品kの期待費用Ck(t)は、関数情報出力部120から得ることができる。このため、第1算出部132は、Ck(lk(T))とCk(uk(T))とのうち小さい方を基準周期Tに対する各部品の期待費用の最小値である局所最適費用として算出できる。また、第1算出部132は、最小化周期を基準周期Tで除算することにより、基準周期Tにおける倍数周期数を算出できる。
Thus, if T is Sadamare l k (T) and u k (T) can be easily calculated. Further, the expected cost C k (t) of each component k used in the above equation (1) can be obtained from the function
具体的には、第1算出部132は、以下の(6)式により、各部品kの局所最適費用Ck(nkT)を算出する。また、第1算出部132は、以下の(7)式により、倍数周期数nkを算出する。
第1算出部132は、このようにして各部品に対して局所最適費用および倍数周期数を算出し、各部品の基準周期Tでの局所最適費用と倍数周期数とを保存部133に引き渡す。
In this way, the
保存部133は、基準周期Tと、基準周期Tに対する保守員費用と、第1算出部132により算出された各部品の局所最適費用および倍数周期数と、費用総和とを対応づけて期待費用記憶部162に保存する。
The
なお、基準周期Tに対する保守員費用は、部品情報記憶部161に記憶されている保守員費用を基準周期Tで除算することにより得られる。また、費用総和は、この保守員費用と、各部品の局所最適費用とを加算することにより得られる(上記(1)式)。
The maintenance staff cost for the reference period T is obtained by dividing the maintenance staff cost stored in the component
第2算出部134は、期待費用記憶部162に保存された各基準周期に対する費用総和の中で最小の費用総和を与える基準周期である最適基準周期T*を、以下の(8)式により算出する。
右辺に含まれる費用総和C(T,n1,n2,・・・,nK)は、期待費用記憶部162に保存されている。第2算出部134は、各基準周期に対する費用総和の値の中から最も小さな値を探索し、探索した費用総和に対応する基準周期を最適基準周期T*とする。
The total cost C (T, n 1 , n 2 ,..., N K ) included in the right side is stored in the expected
第2算出部134は、最適基準周期と、最適基準周期に対して算出された各部品の倍数周期数を表す最適倍数周期数と、最適基準周期に対して算出された費用総和を表す最適費用総和と、を作成部140に渡す。
The
作成部140は、第2算出部134から渡された情報を元に、各部品に対する保守計画を作成する。例えば、作成部140は、部品それぞれに対して、基準日時から、最適基準周期の最適倍数周期数倍で表される取替周期が経過した後の日に取替えることを表す保守計画を作成する。すなわち、作成部140は、基準日時および取替周期を元に実時間での部品取替予定日を求め、部品取替予定日に取り替えることを表す保守計画を作成する。なお、作成部140は、最適倍数周期数が同一である複数の部品は、常に同じタイミングで取替える保守計画を作成する。このように同じ最適倍数周期数を有する部品の集まりを同一周期クラスタと呼ぶこととする。
The
表示部150は、作成部140によって作成された保守計画を表示するディスプレイ等の表示装置である。なお、保守計画を表示する必要はなく、例えば作成された保守計画をプリンタで印刷するように構成してもよい。また、保守計画を外部の情報処理装置(図示せず)に出力するように構成してもよい。
The
次に、このように構成された第1の実施の形態にかかる保守計画作成装置100による保守計画作成処理について図4を用いて説明する。図4は、第1の実施の形態における保守計画作成処理の全体の流れを示すフローチャートである。
Next, a maintenance plan creation process by the maintenance
まず、情報受付部110が、住所IDを含む住所情報の入力を受付ける(ステップS401)。次に、関数情報出力部120が、住所情報に含まれる住所IDの住所に設置された機器の各部品kに対する期待費用算出用の関数Ck(t)を出力する(ステップS402)。
First, the
次に、最適化部130が、出力された関数Ck(t)を元に、当該住所での機器の各部品の期待費用の総和を最小化する基準周期(最適基準周期)や最適倍数周期数倍を算出する期待費用最適化処理を実行する(ステップS403)。期待費用最適化処理の詳細については後述する。
Next, based on the output function C k (t), the
次に、作成部140が、部品ごとに、期待費用を最適化する保守計画を作成する(ステップS404)。具体的には、作成部140は、部品それぞれに対して、最適基準周期の最適倍数周期数倍で表される取替周期経過後の日に取替える保守計画を作成する。次に、表示部150が、作成された保守計画を表示し(ステップS405)、保守計画作成処理を終了する。
Next, the
次に、ステップS403の期待費用最適化処理の詳細について図5を用いて説明する。図5は、第1の実施の形態における期待費用最適化処理の全体の流れを示すフローチャートである。 Next, details of the expected cost optimization process in step S403 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing the overall flow of expected cost optimization processing in the first embodiment.
まず、最適化部130は、関数情報出力部120が出力した部品ごとの期待費用Ck(t)を受付ける(ステップS501)。次に、最適化部130は、保守計画を作成する機器に含まれる部品のうち、未処理の部品を選択する(ステップS502)。次に、初期化部131が、基準周期Tを初期値Tinitialに初期化する(ステップS503)。
First, the
次に、第1算出部132が、刻み幅ΔTを加算することにより、基準周期Tを更新する(ステップS504)。なお、最初の処理(基準周期Tを初期化した直後)では刻み幅ΔTを加算しないように構成してもよい。
Next, the
次に、第1算出部132は、受付けた関数から最適取替周期を算出する(ステップS505)。なお、予め算出された最適取替周期を例えば関数情報出力部120から入力するように構成してもよい。
Next, the
次に、第1算出部132は、最適取替周期の前後で基準周期Tの倍数の取替周期である左端点および右端点のうち期待費用が小さい端点を最小化周期として選択する(ステップS506)。次に、第1算出部132は、最小化周期を基準周期Tで除算することにより、当該部品の倍数周期数を算出する(ステップS507)。
Next, the
次に、保存部133が、現在の基準周期Tに対し、算出した倍数周期数と、最小化周期に対応する期待費用である局所最適費用とを対応づけて期待費用記憶部162に保存する(ステップS508)。
Next, the
次に、第1算出部132は、基準周期Tが最大値Tmaxより小さいか否かを判断する(ステップS509)。小さい場合は(ステップS509:YES)、第1算出部132は、基準周期Tに刻み幅ΔTを加算して処理を繰り返す(ステップS504)。
Then, the
基準周期Tが最大値Tmax以上となった場合は(ステップS509:NO)、第1算出部132は、すべての部品を処理したか否かを判断する(ステップS510)。すべての部品を処理していない場合(ステップS510:NO)、第1算出部132は、次の未処理の部品を選択して処理を繰り返す(ステップS502)。
When the reference period T is equal to or greater than the maximum value Tmax (step S509: NO), the
すべての部品を処理した場合(ステップS510:YES)、第2算出部134が、期待費用記憶部162を参照し、基準周期Tのうち、費用総和が最小となる基準周期である最適基準周期T*を算出し(ステップS511)、期待費用最適化処理を終了する。
When all the parts have been processed (step S510: YES), the
次に、期待費用最適化処理の具体例について図6および図7を用いて説明する。図6および図7は、第1の実施の形態の期待費用最適化処理の具体例を説明するための図である。 Next, a specific example of the expected cost optimization process will be described with reference to FIGS. 6 and 7 are diagrams for explaining a specific example of the expected cost optimization process according to the first embodiment.
各図の細い実線601は、ある部品に共通の保守員費用zを基準周期Tで除算して得られる保守員費用(z/T)を表す。各図の点線602は、当該部品の期待費用Ck(t)を表す。点611は、期待費用Ck(t)の最小値に対応する点を表す。この最小点に対応する取替周期である最適取替周期t* kは、同図の例では約203である。
A thin
図6は、基準周期T=60の場合の例を示している。このため、最適取替周期t* kを挟む基準周期T=60の倍数である取替周期180および240での期待費用を比較し、小さい方を選択する。同図では左端点である点612に相当する取替周期180が選択される。このときの倍数周期数は3(=180/60)である。なお、同図の太い実線603は、基準周期Tに対する、保守員費用(z/T)と局所最適費用との和の変化を表す。基準周期T=60では、保守員費用(z/T)に、点612での期待費用(局所最適費用)を加算した値となる。
FIG. 6 shows an example when the reference period T = 60. For this reason, the expected costs in the replacement periods 180 and 240 that are multiples of the reference period T = 60 sandwiching the optimal replacement period t * k are compared, and the smaller one is selected. In the figure, the replacement period 180 corresponding to the
図7は、基準周期T=80の場合の例を示している。この例では、最適取替周期t* k≒203を挟む基準周期T=80の倍数である取替周期160および240での期待費用を比較し、小さい方を選択する。同図では右端点である点712に相当する取替周期240が選択される。このときの倍数周期数は3(=240/80)である。同図の太い実線703は、基準周期Tに対する、保守員費用(z/T)と局所最適費用との和の変化を表す。
FIG. 7 shows an example when the reference period T = 80. In this example, by comparing the expected cost at the optimum replacement period t * k ≒ 203 replacement period 160 and 240 is a multiple of the reference period T = 80 sandwiching, and selects the smaller. In the figure, the replacement period 240 corresponding to the
このように期待費用を算出するための関数の式と最適取替周期とが既知であるならば、基準周期を固定した時に最適な倍数周期数を一意に決定することができる。 As described above, if the formula of the function for calculating the expected cost and the optimum replacement period are known, the optimum multiple period number can be uniquely determined when the reference period is fixed.
次に、保守計画の具体例について図8を用いて説明する。図8は、第1の実施の形態で表示される保守計画の一例を表す図である。表示部150は、作成部140によって作成された保守計画を実時間上で表示する。作成部140は、最適化部130から出力された最適基準周期および各部品の倍数周期数を元に、実時間での取替予定日を求める。作成部140は、例えば、保守計画作成装置100を導入した日時を基準日時とし、基準日時から、最適基準周期に倍数周期数を乗算して得られる期間が経過した日として、実時間での取替予定日を求める。
Next, a specific example of the maintenance plan will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a maintenance plan displayed in the first embodiment. The
なお、図6および図7は基準日時を0としたときの保守計画を表示しているが、この基準日時を日付表示に変換することで図8のような実時間での保守計画を作成できる。図8では基準周期を30日としたときの例が示されている。同図は、ある部品(部品a)は30日おきに取り替え、他の部品(部品b)は60日おきに取り替えることを表す保守計画をカレンダー上に表示した例を表している。また、同図では、基準周期と費用総和も同時に表示されている。 6 and 7 display the maintenance plan when the reference date and time is set to 0. By converting the reference date and time into a date display, a maintenance plan in real time as shown in FIG. 8 can be created. . FIG. 8 shows an example when the reference period is 30 days. This figure shows an example in which a maintenance plan indicating that a part (part a) is replaced every 30 days and another part (part b) is replaced every 60 days is displayed on a calendar. In the same figure, the reference period and the total cost are also displayed.
このように、第1の実施の形態にかかる保守計画作成装置では、固定値として与えられた基準周期の倍数となる取替周期のうち期待費用が最小となる最小化周期、そのときの倍数、および期待費用を部品ごとに算出し、部品ごとの期待費用の総和を最小とする基準周期を求め、その基準周期に対して算出された倍数により定まる取替周期から各部品の保守計画を作成することができる。 As described above, in the maintenance plan creation device according to the first exemplary embodiment, the minimum period in which the expected cost is minimized among the replacement periods that are multiples of the reference period given as a fixed value, the multiples at that time, And calculate the expected cost for each part, find the reference period that minimizes the sum of the expected cost for each part, and create a maintenance plan for each part from the replacement period determined by the multiple calculated for that reference period be able to.
これにより、従来の取替計画では扱えなかった同時取替を考慮した保守計画が作成できる。すなわち、保守員は一定の周期で常に決まった部品群を取り替えることができる。このように部品群をまとめることができれば、保守業務の簡素化および効率化を実現できる。 This makes it possible to create a maintenance plan that considers simultaneous replacements that could not be handled by conventional replacement plans. That is, the maintenance staff can always replace a predetermined group of parts at a constant cycle. If the parts group can be collected in this way, the maintenance work can be simplified and made more efficient.
(第2の実施の形態)
第1の実施の形態で用いた期待費用を算出するための関数は、一般的に故障分布を用いて導出することができる。導出方法は、保全の方式によって異なる。時間計画保全の代表的な方式としては、定期保全(ブロック取替)および経時保全(年齢取替)が知られている。
(Second Embodiment)
The function for calculating the expected cost used in the first embodiment can be generally derived using a failure distribution. The derivation method differs depending on the maintenance method. As typical methods for time-planned maintenance, periodic maintenance (block replacement) and time-dependent maintenance (age replacement) are known.
定期保全は、定期的な取替時刻を定めて部品を取替える。定期保全では、同時取替を考慮するのが比較的容易である。また、後述する年齢取替と異なり、最初に作成した初期計画が永続的に行われる。このため、期待費用も容易に計算でき、費用の見積もりが容易である。しかし、各部品の使用開始時期が異なる場合には定期保全により計画を作成することはできない。なお、一度、すべての部品を一斉に取替えた直後(オーバーホール直後)からであれば計画を作成できる。さらに同じ周期で取替が実行されるため、同様の他の定期保全計画との相性がよい。人員配分を計画する場合にも必要人員の平準化を考慮しやすい方策である。 In periodic maintenance, parts are replaced at regular replacement times. In periodic maintenance, it is relatively easy to consider simultaneous replacement. In addition, unlike the age replacement described later, the initial plan created first is permanently performed. Therefore, the expected cost can be easily calculated and the cost can be estimated easily. However, if the start of use of each part is different, a plan cannot be created by periodic maintenance. A plan can be created immediately after all parts have been replaced at once (immediately after overhaul). Furthermore, since replacement is executed at the same cycle, compatibility with other similar periodic maintenance plans is good. This is also a measure that makes it easy to consider the leveling of required personnel when planning personnel allocation.
経時保全は、現時点から次の取替を実行するための方策である。経時保全では、故障が発生しなければ初期計画が永続的に実行される。しかし、故障が発生した場合には故障発生時点で再計画を行わなければならない。経時保全は、各部品の使用開始時期が異なる場合でも適用できるが、一般に同時取替を考慮することは難しいのが特徴である。 Temporary maintenance is a measure for executing the next replacement from the present time. In maintenance over time, the initial plan is permanently executed if no failure occurs. However, if a failure occurs, replanning must be performed when the failure occurs. Temporary maintenance can be applied even when the start of use of each part is different, but it is generally difficult to consider simultaneous replacement.
第1の実施の形態の手法を機器導入時に適用するのであれば、定期保全を実行できる。第2の実施の形態では、定期保全(ブロック取替)を行う場合の具体的手法について説明する。なお、経時保全(年齢取替)を行う場合の具体例は第3の実施の形態で説明する。 If the method of the first embodiment is applied at the time of equipment introduction, periodic maintenance can be executed. In the second embodiment, a specific method for performing regular maintenance (block replacement) will be described. A specific example of performing maintenance over time (age replacement) will be described in the third embodiment.
ブロック取替は、定期的な取替時刻t、2t、3t、・・・を定めて、その取替時刻に部品を取替える。たとえ、定期的な取替時刻直前で故障が発生し、その時点で部品を取り替え済みであったとしても、故障直後の定期的な取替時刻で取替が実行される。このように、定期的な取替時刻の直前で故障が発生した場合等には、ほぼ新品でも部品を取替えるため、費用が大きくなる場合がある。しかし、取替計画は常に変わらないため、計画に頑強性がある。 In block replacement, periodic replacement times t, 2t, 3t,... Are determined, and parts are replaced at the replacement time. Even if a failure occurs immediately before the regular replacement time and the parts have been replaced at that time, the replacement is executed at the regular replacement time immediately after the failure. Thus, when a failure occurs just before the regular replacement time, the cost may increase because parts are replaced even if they are almost new. However, the replacement plan does not always change, so the plan is robust.
図9は、第2の実施の形態にかかる保守計画作成装置200の構成の一例を示すブロック図である。図9に示すように、保守計画作成装置200は、部品情報記憶部261と、期待費用記憶部162と、情報受付部110と、関数情報出力部220と、最適化部130と、作成部140と、表示部150と、を備えている。
FIG. 9 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the maintenance
第2の実施の形態では、部品情報記憶部261のデータ構造と、関数情報出力部220の機能とが第1の実施の形態と異なっている。その他の構成および機能は、第1の実施の形態にかかる保守計画作成装置100の構成を表すブロック図である図1と同様であるので、同一符号を付し、ここでの説明は省略する。
In the second embodiment, the data structure of the component
部品情報記憶部261は、期待費用の関数を決定する情報をさらに含む部品情報を記憶する点が、第1の実施の形態の部品情報記憶部161と異なっている。図10は、部品情報記憶部261に記憶される部品情報のデータ構造の一例を示す図である。図10に示すように、部品情報は、住所IDと、機体IDと、部品IDと、価格と、故障ロスと、保守員費用とに加え、さらに、故障分布と、形状パラメータと、尺度パラメータとを含んでいる。
The component
故障分布は、各部品の故障分布の種類を特定する情報を設定する。同図では、故障分布がワイブル分布であることを示す情報が設定された例が示されている。なお、ワイブル分布以外の故障分布を設定してもよい。 In the fault distribution, information specifying the type of fault distribution of each component is set. The figure shows an example in which information indicating that the failure distribution is a Weibull distribution is set. A failure distribution other than the Weibull distribution may be set.
形状パラメータは、故障分布の形状を定めるパラメータを設定する。尺度パラメータは、故障分布の尺度を定めるパラメータを設定する。なお、これらのパラメータは一例であり、故障分布の種類に応じて、故障分布の形状等を定めるパラメータを記憶すればよい。 As the shape parameter, a parameter for determining the shape of the failure distribution is set. The scale parameter sets a parameter that determines the scale of the failure distribution. Note that these parameters are examples, and parameters that determine the shape of the failure distribution and the like may be stored in accordance with the type of failure distribution.
関数情報出力部220は、ブロック取替の場合の部品kごとの期待費用を算出するための関数である以下の(9)式の期待費用Ck(t)を出力する。ここで、gkは故障ロス、qkは部品の価格、zは保守員費用を表す。これらは、予め与えられる係数であり、例えば部品情報記憶部261から取得することができる。また、Mk(t)は、時刻0〜tまでに発生する部品kの故障回数の期待値を算出するための再生関数を表す。
図11は、関数情報出力部220の詳細構成を示すブロック図である。図11に示すように、関数情報出力部220は、再生関数算出部221と、期待費用関数算出部222とを備えている。
FIG. 11 is a block diagram illustrating a detailed configuration of the function
再生関数算出部221は、部品kごとの再生関数Mk(t)を算出する。再生関数Mk(t)は、以下の(10)式により表される。ここで、nは故障回数、P[N(t)=n]は、時刻tまでに故障がn回発生する確率、Fk(t)は部品kの故障分布を表す。故障分布は、時刻0〜tまでに部品kが故障する確率を表す分布である。故障分布Fk(t)は、部品情報記憶部261の形状パラメータおよび尺度パラメータ等により決定することができる。
The reproduction
再生関数Mk(t)は、例えば以下の(11)式〜(12)式により求めることができる。
すなわち、まず、(11)式により故障分布のラプラス・スチルチェス変換を行い、F* k(s)を求める。そして、F* k(s)を(12)式に代入してM* k(s)を算出する。最後に、M* k(s)を逆ラプラス・スチルチェス変換し、再生関数Mk(t)を算出する。ただし、ほとんどの故障分布で、ラプラス・スチルチェス変換の計算が困難である。 That is, first, Laplace-Stilches transformation of the failure distribution is performed by the equation (11) to obtain F * k (s). Then, M * k (s) is calculated by substituting F * k (s) into equation (12). Finally, M * k (s) is subjected to inverse Laplace-Stilches transform to calculate a reproduction function M k (t). However, in most failure distributions, it is difficult to calculate the Laplace-Stilches transform.
このため、再生関数算出部221は、以下の(13)式〜(15)式に示すOzbaykal(T.Ozbaykal, ‘’Bounds and approximations of the renewal function’’, unpublished M.S. thesis, Naval Postgraduate School, Department of Operations Research and Administrative Science, Monterey, California, 1971)の近似式を用いて近似した再生関数を算出する。
期待費用関数算出部222は、このようにして算出された再生関数Mk(t)を(9)式に代入することにより、期待費用Ck(t)を算出する。
The expected cost
なお、1部品の場合の費用総和の最適化問題は、取替周期tを連続変数として、期待費用が最小になる取替周期tを探索する問題となる。すなわち、期待費用の関数が与えられれば、期待費用が最小になる取替周期t(最適取替周期)は、1変数関数の最適化手法であるニュートン法や滑降シンプレックス法などによって求めることができる。一般的に取替問題における最適取替周期は、有限に1個存在するか、または無限大になる。最適取替周期が無限大になるとは、故障が発生したときに部品を取替えれば十分であり、定期的に取替える必要がないことを意味する。すなわち、予防保全よりも事後保全の方が最適な方策になっていることを表す。したがって、(9)式で与えられる期待費用の最適取替周期が無限大となる部品は、予防保全を行う意味がないので保守計画の対象には含めないものとする。 Note that the optimization problem of the total cost in the case of one part is a problem of searching for a replacement period t at which the expected cost is minimized with the replacement period t as a continuous variable. That is, if a function of expected cost is given, a replacement period t (optimal replacement period) that minimizes the expected cost can be obtained by a Newton method, downhill simplex method, or the like, which is a one-variable function optimization method. . Generally, the optimal replacement period in the replacement problem exists in a finite number or becomes infinite. When the optimum replacement period is infinite, it means that it is sufficient to replace parts when a failure occurs, and it is not necessary to replace them periodically. In other words, this means that post-maintenance is the most appropriate measure than preventive maintenance. Accordingly, a part whose optimum replacement period of expected cost given by equation (9) is infinite is not included in the maintenance plan because it has no meaning to perform preventive maintenance.
次に、このように構成された第2の実施の形態にかかる保守計画作成装置200による保守計画作成処理について図12を用いて説明する。図12は、第2の実施の形態における保守計画作成処理の全体の流れを示すフローチャートである。
Next, a maintenance plan creation process performed by the maintenance
まず、情報受付部110が、住所IDを含む住所情報の入力を受付ける(ステップS1201)。次に、関数情報出力部220の再生関数算出部221が、住所情報に含まれる住所IDの住所に設置された機器の各部品kに対する再生関数Mk(t)を算出する(ステップS1202)。
First, the
次に、関数情報出力部220の期待費用関数算出部222が、算出された再生関数Mk(t)を(9)式に代入することにより、期待費用Ck(t)を算出して最適化部130に出力する(ステップS1203)。
Next, the expected cost
ステップS1204からステップS1206までの、期待費用最適化処理、保守計画作成処理、および保守計画表示処理は、第1の実施の形態にかかる保守計画作成装置100におけるステップS403からステップS405までと同様の処理なので、その説明を省略する。
The expected cost optimization process, the maintenance plan creation process, and the maintenance plan display process from step S1204 to step S1206 are the same as the process from step S403 to step S405 in the maintenance
次に、期待費用最適化処理の具体例について図13を用いて説明する。図13は、第2の実施の形態の期待費用最適化処理の具体例を説明するための図である。同図は、部品a、部品b、および部品cを新規に同時に使用開始した場合の、期待費用を最適化する取替タイミングの一例を示している。また、同図は基準周期T=124の場合の例を示している。この例では、部品aと部品bとが、最適基準周期で常に同時に取替えられ、部品cは最適基準周期の2倍周期で取替えられることが示されている(同図の下部)。 Next, a specific example of the expected cost optimization process will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a diagram for describing a specific example of expected cost optimization processing according to the second embodiment. The figure shows an example of a replacement timing for optimizing the expected cost when the parts a, b, and c are newly used at the same time. The figure shows an example in the case of the reference period T = 124. In this example, it is shown that the parts a and b are always replaced at the same time in the optimum reference period, and the part c is replaced at a period twice the optimum reference period (lower part of the figure).
次に、保守計画の具体例について図14を用いて説明する。図14は、第2の実施の形態で表示される保守計画の一例を表す図である。同図は、部品a、部品bおよび部品cを備える機器に対して、図13と同様の取替タイミングで取り替えることを表す保守計画の例を示している。 Next, a specific example of the maintenance plan will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a maintenance plan displayed in the second embodiment. This figure shows an example of a maintenance plan indicating that a device including parts a, b, and c is replaced at the same replacement timing as in FIG.
このように、第2の実施の形態にかかる保守計画作成装置では、定期保全(ブロック取替)方式を用いる場合に、第1の実施の形態と同様の手法で、複数部品の同時取替を考慮した保守計画を作成することができる。 As described above, in the maintenance plan creation device according to the second embodiment, when the periodic maintenance (block replacement) method is used, simultaneous replacement of a plurality of parts is performed by the same method as in the first embodiment. It is possible to create a maintenance plan in consideration.
(第3の実施の形態)
第2の実施の形態のような定期保全(ブロック取替)方式は、すでに稼働している機器に対しては適用できない。そこで、第3の実施の形態では、経時保全(年齢取替)方式により、すでに稼働している装置や機器に対して、第1の実施の形態と同様の手法により保守計画を作成する。
(Third embodiment)
The periodic maintenance (block replacement) method as in the second embodiment cannot be applied to devices that are already in operation. Therefore, in the third embodiment, a maintenance plan is created by the same technique as in the first embodiment for devices and equipment that are already in operation by the maintenance over time (age replacement) method.
上述のように、年齢取替とは、使用開始からの経過時間を表す期間tを決定し、その期間tが経過するか、または、故障が発生した場合に部品を取替えるモデルである。年齢取替の場合、期間tを経過する前に部品が故障した場合、部品を取り替えた日時の履歴をとる必要がある。年齢取替では、新品の部品をすぐに取替えることはない。しかし、故障が発生するたびに計画が変更されるため、将来の長期間にわたる取替計画を作成する場合には適さない。 As described above, age replacement is a model in which a period t representing an elapsed time from the start of use is determined, and the part is replaced when the period t elapses or a failure occurs. In the case of age replacement, if a component fails before the period t has elapsed, it is necessary to keep a history of the date and time when the component was replaced. In age replacement, new parts are not replaced immediately. However, since the plan is changed each time a failure occurs, it is not suitable for creating a replacement plan for a long period in the future.
図15は、第3の実施の形態にかかる保守計画作成装置300の構成の一例を示すブロック図である。図15に示すように、保守計画作成装置300は、部品情報記憶部261と、期待費用記憶部162と、履歴記憶部363と、取替予定記憶部364と、情報受付部110と、関数情報出力部320と、最適化部330と、作成部140と、表示部150と、を備えている。
FIG. 15 is a block diagram illustrating an example of a configuration of the maintenance
第3の実施の形態では、履歴記憶部363および取替予定記憶部364を追加したことと、関数情報出力部320、第1算出部332、および第2算出部334の機能とが第2の実施の形態と異なっている。その他の構成および機能は、第2の実施の形態にかかる保守計画作成装置200の構成を表すブロック図である図9と同様であるので、同一符号を付し、ここでの説明は省略する。
In the third embodiment, the addition of the
履歴記憶部363は、各部品の取替日時の履歴を表す取替履歴データを記憶する。図16は、履歴記憶部363に記憶される取替履歴データのデータ形式の一例を示す図である。図16に示すように、履歴記憶部363は、住所IDと、機体IDと、部品IDと、取替日時とを対応づけた取替履歴データを記憶する。取替日時には、過去に部品を取り替えた日時を逐次保存する。
The
図15に戻り、取替予定記憶部364は、各部品に対して算出した取替予定日を記憶する。図17は、取替予定記憶部364に記憶されるデータのデータ形式の一例を示す図である。図17に示すように、取替予定記憶部364は、住所IDと、機体IDと、部品IDと、取替予定日とを対応づけたデータを記憶する。取替予定日には、履歴記憶部363の取替日時のうち最近の取替日時を初期値として設定する。その後、最適化部330により算出された次の取替予定日が、逐次取替予定記憶部364に保存される。
Returning to FIG. 15, the replacement
関数情報出力部320は、年齢取替の場合の部品kごとの期待費用を算出するための関数である以下の(16)式の期待費用Ck(t)を出力する。ここで、gkは故障ロス、qkは部品の価格、zは保守員費用、Fk(t)は部品kの故障分布、Rk(t)は信頼度関数を表す。信頼度関数Rk(t)は、部品kが時刻0からt時間以上故障しない確率を表し、Rk(t)=1−Fk(t)の関係を満たす。
図18は、関数情報出力部320の詳細構成を示すブロック図である。図18に示すように、関数情報出力部320は、積分算出部321と、期待費用関数算出部322とを備えている。
FIG. 18 is a block diagram illustrating a detailed configuration of the function information output unit 320. As illustrated in FIG. 18, the function information output unit 320 includes an
積分算出部321は、上記(16)式の分母に含まれる信頼度関数の積分を計算する。期待費用関数算出部322は、積分算出部321により算出される信頼度関数の積分を(16)式に代入することにより、期待費用Ck(t)を算出する。
The
図15に戻り、第1算出部332は、取替履歴データを参照して各部品の期待費用が最小となる最小化周期を算出する点が、第1および第2の実施の形態の第1算出部132と異なっている。
Returning to FIG. 15, the
第1算出部332は、履歴記憶部363の取替履歴データを参照して、各部品の最近の取替日時を読み出し、取替予定日の初期値として取替予定記憶部364に保存する。以下では、部品kに関する最近の取替日時をT0 kとする。
The
最適化部330は、第1の実施の形態と同様に、ある基準日時(以下、Tbとする)からの最適取替周期を決定する。第3の実施の形態は年齢取替を適用するため、第1の実施の形態の費用総和を算出する(1)式のCk(nkT)の代わりに、Ck(nkT+δTk)を用いた以下の(17)式により費用総和を算出する。
ここでδTkは、基準日時Tbと部品kの最近の取替日時T0 kの差となる(δTk---=Tb−T0 k)。保守計画の作成は、過去に行われた取替に対して次に取替を実行する日時を決定することであるので、常にδTk≧0が成り立つ。このとき、最適基準周期T*および各部品の最適倍数周期数n* kが得られたとすれば、部品kの次回の取替予定日T1 kは、T1 k=Tb+n* kT*となる。ここでT1 kは基準日時Tb以降で部品kを1回目に取替える日時を表す。この取替予定日での期待費用は、C(T1 k−T0 k)=C(Tb+n* kT*−T0 k)となる。実際には最適倍数周期数が最も小さい部品だけが取替えられ、Tb+n* kT*を新たな基準日時Tbとして、新たに保守計画が作成される。さらにT1 kを一般化すれば、基準日時Tb以降で部品kをx回目に取替える日時はTx kとなる。 Here, δT k is the difference between the reference date and time T b and the latest replacement date and time T 0 k of the component k (δT k --- = T b −T 0 k ). Since the creation of the maintenance plan is to determine the date and time when the next replacement is executed with respect to the replacement performed in the past, δT k ≧ 0 always holds. At this time, if the optimum reference period T * and the optimum multiple periodicity n * k of each part is obtained, the next replacement date T 1 k of component k is, T 1 k = T b + n * k T * Here, T 1 k represents the date and time when the part k is replaced for the first time after the reference date and time T b . The expected cost on the scheduled replacement date is C (T 1 k −T 0 k ) = C (T b + n * k T * −T 0 k ). Actually, only the component having the smallest optimum multiple cycle number is replaced, and a new maintenance plan is created with T b + n * k T * as a new reference date T b . Furthermore, if T 1 k is generalized, the date and time when the component k is replaced x-th after the reference date and time T b becomes T x k .
第2算出部334は、x回目の取替予定日Tx kが求められると、取替予定日Tx kを取替予定記憶部364に逐次保存する。そして、第2算出部334は、取替予定日の間隔(最適基準周期)が一定値に収束したか否かを判定する。具体的には、第2算出部334は、Tx k−Tx−1 k≠Tx−1 k−Tx−2 kの真偽を判定する。真ならば間隔が収束していないため、さらに次の取替予定日を算出するために処理を繰り返す。偽ならば間隔が収束したことになるため、処理を終了する。これにより、収束した間隔で取り替えることを表す保守計画を作成することができる。すなわち、年齢取替であっても、第2の実施の形態と同様に周期的に取り替える保守計画を作成可能となる。
When the x-th scheduled replacement date T x k is obtained, the
収束したときの最適基準周期をT*、部品kの最適倍数周期数をn* kとすると、Tx k−Tx−1 k=n* kT*が成り立つ。過渡状態では費用総和が取替毎に変化するため、第1算出部332は、収束後の最適基準周期T*と最適倍数周期数n* kとを上記(16)式に代入することにより、収束後の期待費用を算出する。
The optimal reference period when the converged T *, the optimum multiple number of cycles of the component k and n * k, T x k -T x-1 k = n * k T * is satisfied. In the transient state, since the total cost changes every replacement, the
ただし、年齢取替の場合は故障が発生した場合に再計画を行う必要があるため、ある部品jが日時Tjに故障を起こした場合、日時Tjを新たな基準日時Tbとして、一連の手続きを繰り返すこととなる。 However, in the case of age replacement it is necessary to perform re-planning if a failure occurs, if there part j has caused the failure to date T j, the time T j as a new reference time T b, series Will be repeated.
次に、このように構成された第3の実施の形態にかかる保守計画作成装置300による保守計画作成処理について図19を用いて説明する。図19は、第3の実施の形態における保守計画作成処理の全体の流れを示すフローチャートである。
Next, a maintenance plan creation process performed by the maintenance
まず、情報受付部110が、住所IDを含む住所情報の入力を受付ける(ステップS1901)。次に、関数情報出力部320の積分算出部321が、住所情報に含まれる住所IDの住所に設置された機器の各部品kに対する信頼度関数Rk(t)の積分を算出する(ステップS1902)。
First, the
次に、関数情報出力部320の期待費用関数算出部322が、算出された積分を(16)式に代入することにより、期待費用Ck(t)を算出して最適化部330に出力する(ステップS1903)。
Next, the expected cost
次に、最適化部330が、出力された関数Ck(t)を元に、取替履歴データを参照して期待費用最適化処理を実行する(ステップS1904)。第3の実施の形態の期待費用最適化処理の詳細については後述する。 Next, the optimization unit 330, based on the outputted function C k (t), to perform the expected cost optimization process with reference to the replacement history data (step S1904). Details of the expected cost optimization process of the third embodiment will be described later.
ステップS1905からステップS1906までの、保守計画作成処理、および保守計画表示処理は、第1の実施の形態にかかる保守計画作成装置100におけるステップS404からステップS405までと同様の処理なので、その説明を省略する。
The maintenance plan creation process and the maintenance plan display process from step S1905 to step S1906 are the same as the process from step S404 to step S405 in the maintenance
次に、ステップS1904の期待費用最適化処理の詳細について図20を用いて説明する。図20は、第3の実施の形態における期待費用最適化処理の全体の流れを示すフローチャートである。 Next, details of the expected cost optimization process in step S1904 will be described with reference to FIG. FIG. 20 is a flowchart showing the overall flow of expected cost optimization processing in the third embodiment.
まず、最適化部330の第1算出部332は、履歴記憶部363の取替履歴データから各部品の最近の取替日時を読み出し、取替予定日の初期値T0 kとして取替予定記憶部364に保存する(ステップS2001)。
First, the
ステップS2002からステップS2012までの処理は、第1の実施の形態にかかる保守計画作成装置100におけるステップS501からステップS511までと同様の処理なので、その説明を省略する。
The processing from step S2002 to step S2012 is the same as the processing from step S501 to step S511 in the maintenance
ただし、本実施の形態では、上述のように基準日時Tbと取替予定日Tx kの差であるδTkを求め、Ck(nkT)の代わりに、Ck(nkT+δTk)を用いて最適基準周期と最適倍数周期数とを算出する点が、第1の実施の形態と異なる。 However, in this embodiment, obtains the? T k is the difference between the reference time T b and replacement Date T x k as described above, instead of the C k (n k T), C k (n k T + δT It differs from the first embodiment in that the optimum reference period and the optimum multiple period number are calculated using k ).
ステップS2012で最適基準周期を算出した後、第2算出部334は、最適基準周期が一定値に収束したか否かを判断する(ステップS2013)。例えば、第2算出部334は、上述のようにTx k−Tx−1 k≠Tx−1 k−Tx−2 kの真偽を判定することにより、最適基準周期の収束を判定する。
After calculating the optimum reference period in step S2012, the
最適基準周期が一定値に収束していない場合(ステップS2013:NO)、第2算出部334は、次回の取替予定日を新たな基準日時に設定する(ステップS2014)。その後、ステップS2003に戻って処理が繰り返される。次回の取替予定日は、現在の基準日時に、最適基準周期T*と最適倍数周期数n* kとの積を加えることにより算出できる。
When the optimal reference period has not converged to a constant value (step S2013: NO), the
最適基準周期が一定値に収束した場合(ステップS2013:YES)、第2算出部334は、収束した最適基準周期と対応する最適倍数周期数とを出力し、期待費用最適化処理を終了する。
When the optimum reference period converges to a constant value (step S2013: YES), the
次に、期待費用最適化処理の具体例について図21を用いて説明する。図21は、第3の実施の形態の期待費用最適化処理の具体例を説明するための図である。 Next, a specific example of the expected cost optimization process will be described with reference to FIG. FIG. 21 is a diagram for describing a specific example of the expected cost optimization process according to the third embodiment.
同図は、ある時刻tで部品aの取替が実行された場合の例を示している。同図の左上のグラフが、年齢取替により時刻tを基準日時として作成された保守計画を表す。同図は、この場合に部品dも時刻tで取替えるという解が得られたことを示している。そして、時刻tで部品aと部品dとを取替えた状況で、再び年齢取替により時刻tを基準日時として保守計画が作成される。同図の右上のグラフが、このとき作成される保守計画を表している。右上のグラフは、時刻tから158後にすべての部品a〜dを取替えるという解が得られたことを示している。このような処理を繰り返すことで時刻tにおける保守計画が作成される。 This figure shows an example when the replacement of the component a is executed at a certain time t. The graph on the upper left of the figure represents a maintenance plan created by replacing the age with time t as the reference date. This figure shows that in this case, a solution has been obtained that the part d is also replaced at time t. Then, in a situation where the parts a and d are exchanged at the time t, a maintenance plan is created again with the time t as the reference date and time by age exchange. The graph in the upper right of the figure shows the maintenance plan created at this time. The upper right graph shows that a solution that all parts a to d are replaced 158 after time t is obtained. A maintenance plan at time t is created by repeating such processing.
次に、保守計画の具体例について図22を用いて説明する。図22は、第3の実施の形態で表示される保守計画の一例を表す図である。同図は、ある時点を基準日時として作成された保守計画の一例を示している。この保守計画は故障が発生するたびに更新される。 Next, a specific example of the maintenance plan will be described with reference to FIG. FIG. 22 is a diagram illustrating an example of a maintenance plan displayed in the third embodiment. The figure shows an example of a maintenance plan created with a certain point in time as a reference date. This maintenance plan is updated each time a failure occurs.
このように、第3の実施の形態にかかる保守計画作成装置では、経時保全(年齢取替)方式を用いる場合に、第1の実施の形態と同様の手法で、複数部品の同時取替を考慮した保守計画を作成することができる。 As described above, in the maintenance plan creation apparatus according to the third embodiment, when the time-dependent maintenance (age replacement) method is used, simultaneous replacement of a plurality of parts is performed by the same method as in the first embodiment. It is possible to create a maintenance plan in consideration.
(第4の実施の形態)
第3の実施の形態のような年齢取替では、故障発生毎に保守計画が変更するため、保守員の出動回数を見積もることが困難である。しかし、第2の実施の形態のようなブロック取替の場合、保守員の出動回数を見積もることができる。第4の実施の形態にかかる保守計画作成装置は、保守員の出動回数を見積もり、この出動回数から、作成された保守計画が実現可能か否かを判断する。
(Fourth embodiment)
In age replacement as in the third embodiment, the maintenance plan is changed every time a failure occurs, so it is difficult to estimate the number of times the maintenance staff is dispatched. However, in the case of block replacement as in the second embodiment, the number of dispatches of maintenance personnel can be estimated. The maintenance plan creation apparatus according to the fourth embodiment estimates the number of dispatches of maintenance personnel, and determines from the number of dispatches whether the created maintenance plan is feasible.
図23は、第4の実施の形態にかかる保守計画作成装置400の構成の一例を示すブロック図である。図23に示すように、保守計画作成装置400は、部品情報記憶部261と、期待費用記憶部162と、情報受付部410と、関数情報出力部220と、最適化部430と、作成部140と、表示部150と、を備えている。
FIG. 23 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the maintenance
第4の実施の形態では、情報受付部410の機能、および最適化部430に第3算出部435を追加したことが、第2の実施の形態と異なっている。その他の構成および機能は、第2の実施の形態にかかる保守計画作成装置200の構成を表すブロック図である図9と同様であるので、同一符号を付し、ここでの説明は省略する。
The fourth embodiment is different from the second embodiment in that the function of the
情報受付部410は、さらに保守員に関する情報である保守員情報の入力を受付ける点が、第2の実施の形態の情報受付部110と異なっている。保守員情報は、保守員数Nおよび出動可能限界pとを含む。出動可能限界pとは、保守員一人あたりの出動可能回数の上限を表す。なお、保守員数Nや出動可能限界pを装置内部に保持しておくように構成してもよい。
The
第3算出部435は、最小化周期で部品を取り替えるときの保守員の出動回数を算出し、保守員情報を元に、算出した出動回数による保守計画が実現可能か否かを判定する。具体的には、第3算出部435は、以下の(18)式により、ブロック取替の場合の保守員の出動回数Nb(T,n1,n2,・・・,nK)を算出する。
一般的に保守員の出動回数はTが無限大となる極限で有限値に収束する。上述の保守員数Nおよび出動可能限界pを用いて、出動回数が、Nb(T,n1,n2,・・・,nK)≦Npの関係を満たすならば、作成した最適な保守計画が実行できる。上式を満たさない場合には、作成した最適な保守計画が実行できない。 Generally, the number of dispatches of maintenance personnel converges to a finite value at the limit where T is infinite. If the number of dispatches satisfies the relationship of N b (T, n 1 , n 2 ,..., N K ) ≦ Np using the above-mentioned maintenance staff N and dispatch limit p, the optimum maintenance created The plan can be executed. If the above equation is not satisfied, the created optimum maintenance plan cannot be executed.
最適化部430は、複数個の部品の保守計画を作成する際、このような手順により費用総和および保守員の出動回数を評価する。複数個の部品の保守計画全体での保守員の出動回数は、個々の部品に対する保守員の出動回数の和で表される。このため、複数個の部品の保守計画全体に対しては、全体での保守員の出動回数を評価する。最適な保守計画を実行するためには次の2つの方法が考えられる。1つ目は出動可能限界pを大きくすることである。この方法は、個人の能力を向上させることに対応するが、劇的な増加は見込めない。2つ目は保守員数を増やすことである。この方法は、経営者の意思決定に依存する。すなわち、本実施の形態の手順により保守員の出動回数を評価した結果は、経営者の意思決定に利用することができる。
When creating a maintenance plan for a plurality of parts, the
次に、このように構成された第4の実施の形態にかかる保守計画作成装置400による保守計画作成処理について図24を用いて説明する。図24は、第4の実施の形態における保守計画作成処理の全体の流れを示すフローチャートである。
Next, a maintenance plan creation process by the maintenance
まず、情報受付部410が、住所IDを含む住所情報と保守員情報との入力を受付ける(ステップS2401)。ステップS2402からステップS2404までの、再生関数算出処理、期待費用関数算出処理、および期待費用最適化処理は、第2の実施の形態にかかる保守計画作成装置200におけるステップS1202からステップS1204までと同様の処理なので、その説明を省略する。
First, the
次に、第3算出部435は、上記(18)式のTに、算出された最適基準周期T*を代入することにより、保守員の出動回数を算出する(ステップS2405)。そして、第33算出部435は、算出した出動回数が閾値であるNp以下であるか否かを判断する(ステップS2406)。 Next, the third calculation unit 435 calculates the number of dispatches of maintenance personnel by substituting the calculated optimum reference period T * into T in the above equation (18) (step S2405). Then, the thirty-third calculation unit 435 determines whether or not the calculated number of dispatches is equal to or less than a threshold value Np (step S2406).
出動回数が閾値Np以下の場合(ステップS2406:YES)、最適な保守計画が実行可能であることを意味するため、作成部140が、期待費用を最適化する保守計画を作成する(ステップS2407)。さらに、表示部150が、作成された保守計画を表示し(ステップS2408)、保守計画作成処理を終了する。
If the number of dispatches is less than or equal to the threshold value Np (step S2406: YES), it means that an optimal maintenance plan can be executed, and therefore the
出動回数が閾値Np以下でない場合(ステップS2406:NO)、最適な保守計画が実行できないことを意味するため、表示部150が、保守計画が実行できないことを表すメッセージ等を出力し(ステップS2409)、保守計画作成処理を終了する。
If the number of dispatches is not less than or equal to the threshold value Np (step S2406: NO), it means that the optimum maintenance plan cannot be executed, and therefore the
次に、保守員の出動回数と出動可能限界との関係の具体例について説明する。図25は、費用総和、保守員の出動回数、および出動回数の下限との関係の一例を示すグラフである。同図の横軸は基準周期を表す。また、実線2501は費用総和、点線2502は保守員の出動回数、点線2503は出動回数の下限(Np)、点線2504は保守員の出動回数の収束値を表す。
Next, a specific example of the relationship between the number of dispatches of maintenance personnel and the possible limit of dispatch will be described. FIG. 25 is a graph showing an example of the relationship between the total cost, the number of times the maintenance staff is dispatched, and the lower limit of the number of dispatches. The horizontal axis of the figure represents the reference period. The
また、同図は、保守員の出動回数である点線2502と、出動回数の下限である点線2503との交点2511より右の基準周期で保守が可能であることを表している。同図に示すように、費用総和を表す実線2501の最小値は、交点2511より左の領域に存在する。すなわち、この例では出動回数の下限Npが小さいため、最適なブロック取替が実行できない。
In addition, this figure shows that maintenance can be performed at a reference cycle on the right side of an
(変形例1)
これまでは、実際に利用されている部品を取り替える場合の期待費用および保守員の出動回数を評価し、保守計画を作成していた。一般に部品は機能が同一であっても平均寿命や性能によって価格が異なる。そこで代替部品を導入した時の保守計画と、従来の部品を用いる場合の保守計画とを作成し、費用総和および保守員出動回数を比較すれば、代替部品導入の効果を検証することができる。
(Modification 1)
In the past, maintenance plans were created by evaluating the expected costs and the number of dispatches of maintenance personnel when replacing parts that were actually used. In general, parts have different prices depending on their average life and performance even if they have the same function. Therefore, if the maintenance plan when the replacement part is introduced and the maintenance plan when the conventional part is used are created and the total cost and the number of times the maintenance staff is dispatched are compared, the effect of the replacement part introduction can be verified.
本変形例では、実際に利用されている部品の代わりになる代替部品を導入した場合の期待費用および保守員の出動回数を評価するように構成する。すなわち、本変形例では、代替部品の価格、故障ロス、および保守員費用などの代替部品の情報を部品情報として入力し、上記と同様の手法で期待費用および保守員の出動回数を評価可能とする。これにより、代替部品を導入する際の経済的効果を見積もることができる。 This modification is configured to evaluate the expected cost and the number of dispatches of maintenance personnel when a substitute part that replaces a part that is actually used is introduced. In other words, in this modification, information on alternative parts such as the price of alternative parts, failure loss, and maintenance staff costs is input as part information, and the expected cost and the number of dispatches of maintenance staff can be evaluated using the same method as above. To do. Thereby, the economic effect at the time of introducing a substitute part can be estimated.
(変形例2)
本変形例では、第4(または第2)の実施の形態の定期保全(ブロック取替)による保守計画作成と、第3の実施の形態の経時保全(年齢取替)による保守計画作成とを共に実行する。すなわち、本変形例では、年齢取替を適用する第3の実施の形態の手法により、収束後の費用総和を保守計画の費用とする。同時に、第4の実施の形態の手法により、ブロック取替による保守計画の費用総和を算出しておく。ブロック取替による保守計画では、倍数周期数が同一である部品は常に同時に取替が実行される。
(Modification 2)
In this modification, the maintenance plan creation by periodic maintenance (block replacement) of the fourth (or second) embodiment and the maintenance plan creation by temporal maintenance (age replacement) of the third embodiment are performed. Run together. That is, in this modification, the total cost after convergence is set as the cost of the maintenance plan by the method of the third embodiment that applies age replacement. At the same time, the total cost of the maintenance plan by block replacement is calculated by the method of the fourth embodiment. In a maintenance plan based on block replacement, replacement is always executed simultaneously for parts having the same multiple cycle number.
年齢取替による保守計画の期待費用がブロック取替による期待費用より大きい場合は、計画に無駄が存在する可能性がある。本変形例では、計画の無駄を修正するためにブロック取替による保守計画を参照可能とする。すなわち、ブロック取替による保守計画で作成される同一周期クラスタの部品と、当該部品と倍数周期数が異なる部品とを比較して、使用開始日時が異なる場合、または取替のタイミングがずれている場合には、同じ使用開始日時になるように、倍数周期数が異なる部品を意図的に取替えられるようにする。 If the expected cost of the maintenance plan due to age replacement is larger than the expected cost due to block replacement, there may be waste in the plan. In this modification, it is possible to refer to a maintenance plan based on block replacement in order to correct plan waste. In other words, when the parts in the same cycle cluster created in the maintenance plan by block replacement are compared with the parts having a different multiple cycle number from the part, the use start date / time is different, or the replacement timing is shifted. In such a case, parts having different multiple cycle numbers can be intentionally replaced so that the same use start date and time is reached.
例えば、年齢取替による期待費用とブロック取替による期待費用とを表示し、表示内用を参照したユーザが、所望の部品の取替日時を、ブロック取替による保守計画の倍数周期数に一致するように変更可能とするように構成する。 For example, the expected cost due to age replacement and the expected cost due to block replacement are displayed, and the user who refers to the internal display matches the replacement date and time of the desired part with the multiple cycle number of the maintenance plan based on block replacement. It is configured to be changeable.
図26は、本変形例で表示される保守計画の一例を表す図である。同図に示すように、本変形例では、ブロック取替および年齢取替の双方により作成された保守計画が表示される。 FIG. 26 is a diagram illustrating an example of a maintenance plan displayed in the present modification. As shown in the figure, in this modification, a maintenance plan created by both block replacement and age replacement is displayed.
このように、第4の実施の形態にかかる保守計画作成装置では、保守員の出動回数を見積もり、見積もった出動回数から最適な保守計画が実現可能か否かを判断することができる。 As described above, the maintenance plan creation apparatus according to the fourth embodiment can estimate the number of dispatches of maintenance personnel and determine whether an optimum maintenance plan can be realized from the estimated number of dispatches.
なお、定期保全には放置ブロック取替や小修理ブロック取替など様々なバリエーションが存在する。期待費用および保守員出動回数を修正すれば、各バリエーションを上記ブロック取替の代わりに適用することも可能である。 There are various variations of periodic maintenance, such as replacement of abandoned blocks and replacement of small repair blocks. If the expected cost and the number of maintenance personnel dispatches are corrected, each variation can be applied instead of the block replacement.
次に、第1〜第4の実施の形態にかかる保守計画作成装置のハードウェア構成について図27を用いて説明する。図27は、第1〜第4の実施の形態にかかる保守計画作成装置のハードウェア構成を示す説明図である。 Next, the hardware configuration of the maintenance plan creation device according to the first to fourth embodiments will be described with reference to FIG. FIG. 27 is an explanatory diagram illustrating a hardware configuration of the maintenance plan creation device according to the first to fourth embodiments.
第1〜第4の実施の形態にかかる保守計画作成装置は、CPU(Central Processing Unit)51などの制御装置と、ROM(Read Only Memory)52やRAM53などの記憶装置と、ネットワークに接続して通信を行う通信I/F54と、HDD(Hard Disk Drive)、CD(Compact Disc)ドライブ装置などの外部記憶装置と、ディスプレイ装置などの表示装置と、キーボードやマウスなどの入力装置と、各部を接続するバス61を備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。
A maintenance plan creation device according to the first to fourth embodiments is connected to a control device such as a CPU (Central Processing Unit) 51, a storage device such as a ROM (Read Only Memory) 52 and a
第1〜第4の実施の形態にかかる保守計画作成装置で実行される保守計画作成プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD−ROM(Compact Disk Read Only Memory)、フレキシブルディスク(FD)、CD−R(Compact Disk Recordable)、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。 A maintenance plan creation program executed by the maintenance plan creation device according to the first to fourth embodiments is a file in an installable format or an executable format, a CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory), a flexible disk. (FD), CD-R (Compact Disk Recordable), DVD (Digital Versatile Disk) and the like are recorded and provided on a computer-readable recording medium.
また、第1〜第4の実施の形態にかかる保守計画作成装置で実行される保守計画作成プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、第1〜第4の実施の形態にかかる保守計画作成装置で実行される保守計画作成プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。 In addition, the maintenance plan creation program executed by the maintenance plan creation device according to the first to fourth embodiments is provided by being stored on a computer connected to a network such as the Internet and downloaded via the network. You may comprise as follows. The maintenance plan creation program executed by the maintenance plan creation device according to the first to fourth embodiments may be provided or distributed via a network such as the Internet.
また、第1〜第4の実施の形態の保守計画作成プログラムを、ROM等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。 Moreover, you may comprise so that the maintenance plan preparation program of 1st-4th embodiment may be provided by previously incorporating in ROM etc.
第1〜第4の実施の形態にかかる保守計画作成装置で実行される保守計画作成プログラムは、上述した各部(情報受付部、関数情報出力部、最適化部、作成部)を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはCPU51(プロセッサ)が上記記憶媒体から保守計画作成プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、上述した各部が主記憶装置上に生成されるようになっている。 The maintenance plan creation program executed by the maintenance plan creation device according to the first to fourth embodiments includes a module configuration including the above-described units (information reception unit, function information output unit, optimization unit, creation unit). As the actual hardware, the CPU 51 (processor) reads the maintenance plan creation program from the storage medium and executes it, so that the respective units are loaded onto the main storage device, and the above-described units are loaded onto the main storage device. It is to be generated.
なお、本発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
51 CPU
52 ROM
53 RAM
54 通信I/F
61 バス
100、200、300、400 保守計画作成装置
110、410 情報受付部
120、220、320 関数情報出力部
130、330、430 最適化部
131 初期化部
132、332 第1算出部
133 保存部
134、334 第2算出部
435 第3算出部
140 作成部
150 表示部
161、261 部品情報記憶部
162 期待費用記憶部
221 再生関数算出部
222、322 期待費用関数算出部
321 積分算出部
363 履歴記憶部
364 取替予定記憶部
51 CPU
52 ROM
53 RAM
54 Communication I / F
61
Claims (8)
前記部品の取替周期を算出する基準となる複数の基準周期ごと、および、前記部品ごとに、前記取替周期を入力して前記期待費用を出力する前記部品ごとに定められた関数に、前記基準周期の倍数で表される前記取替周期であって、前記期待費用の最小値を出力する前記取替周期の前後の前記取替周期をそれぞれ入力し、前記関数から出力される2つの前記期待費用のうち小さい前記期待費用が出力される前記取替周期を表す最小化周期を算出する第1算出部と、
複数の前記基準周期のうち、前記最小化周期を前記関数に入力して出力される前記部品ごとの前記期待費用と、前記基準周期での取替えに要する保守員費用と、の和が最小となる前記基準周期を表す最適基準周期を算出する第2算出部と、
前記部品ごとに、前記最適基準周期に対して算出された前記最小化周期で取替えることを表す保守計画を作成する作成部と、
を備えることを特徴とする保守計画作成装置。 A maintenance plan creation device that creates a maintenance plan that optimizes expected costs that represent costs required to replace each of a plurality of parts of equipment,
For each of a plurality of reference periods that serve as a reference for calculating a replacement period of the part, and for each part, a function defined for each part that inputs the replacement period and outputs the expected cost, The replacement cycle represented by a multiple of a reference cycle, each of which is input to the replacement cycle before and after the replacement cycle that outputs the minimum value of the expected cost, and is output from the function A first calculation unit that calculates a minimization period representing the replacement period in which the expected cost that is smaller among the expected costs is output;
Among the plurality of reference periods, the sum of the expected cost for each part output by inputting the minimization period into the function and the maintenance staff cost required for replacement in the reference period are minimized. A second calculation unit for calculating an optimum reference period representing the reference period;
For each of the parts, a creation unit that creates a maintenance plan representing replacement with the minimized cycle calculated with respect to the optimum reference cycle;
A maintenance plan creation device characterized by comprising:
を特徴とする請求項1に記載の保守計画作成装置。 The function inputs the replacement period, and outputs the expected cost when replacing the part by periodic maintenance in which the part is replaced at a fixed period.
The maintenance plan creation device according to claim 1.
前記作成部は、前記出動回数と予め定められた閾値とを比較し、前記出動回数が前記閾値以下の場合に、前記保守計画を作成すること、
を特徴とする請求項2に記載の保守計画作成装置。 A third calculator that calculates the number of times a maintenance person is dispatched when replacing the part in the minimization period;
The creation unit compares the number of dispatches with a predetermined threshold, and creates the maintenance plan when the number of dispatches is equal to or less than the threshold;
The maintenance plan creation apparatus according to claim 2.
を特徴とする請求項2に記載の保守計画作成装置。 The function inputs the replacement period, calculates an expected value of the number of failures that occur until the input replacement period, and outputs the expected cost according to the expected value;
The maintenance plan creation apparatus according to claim 2.
を特徴とする請求項1に記載の保守計画作成装置。 The function inputs the replacement period, and outputs the expected cost when the part is replaced by maintenance over time when the part is replaced when a predetermined time has passed since the date and time when the part failed.
The maintenance plan creation device according to claim 1.
を特徴とする請求項5に記載の保守計画作成装置。 The function inputs the replacement period, calculates a reliability representing a probability that no failure will occur before the input replacement period, and outputs the expected cost according to the reliability,
The maintenance plan creation device according to claim 5.
前記第2算出部は、繰り返し算出された複数の前記最小化周期に対して、複数の前記最適基準周期を算出し、前記最適基準周期が一定値に収束した場合に、収束した前記最適基準周期を出力すること、
を特徴とする請求項5に記載の保守計画作成装置。 The first calculation unit further repeats the calculation of the minimization period with a new reference date and time obtained by adding the minimization period calculated with respect to the optimal reference period,
The second calculation unit calculates a plurality of the optimum reference periods for the plurality of the minimized periods that are repeatedly calculated, and the converged optimum reference period when the optimum reference period converges to a constant value. Output,
The maintenance plan creation device according to claim 5.
第1算出部が、前記部品の取替周期を算出する基準となる複数の基準周期ごと、および、前記部品ごとに、前記取替周期を入力して前記期待費用を出力する前記部品ごとに定められた関数に、前記基準周期の倍数で表される前記取替周期であって、前記期待費用の最小値を出力する前記取替周期の前後の前記取替周期をそれぞれ入力し、前記関数から出力される2つの前記期待費用のうち小さい前記期待費用が出力される前記取替周期を表す最小化周期を算出する第1算出ステップと、
第2算出部が、複数の前記基準周期のうち、前記最小化周期を前記関数に入力して出力される前記部品ごとの前記期待費用と、前記基準周期での取替えに要する保守員費用と、の和が最小となる前記基準周期を表す最適基準周期を算出する第2算出ステップと、
作成部が、前記部品ごとに、前記最適基準周期に対して算出された前記最小化周期で取替えることを表す保守計画を作成する作成ステップと、
を備えることを特徴とする保守計画作成方法。 A maintenance plan creation method executed by a maintenance plan creation device that creates a maintenance plan for each of a plurality of parts of equipment,
The first calculation unit is determined for each of a plurality of reference periods that serve as a reference for calculating a replacement period of the part, and for each part that inputs the replacement period and outputs the expected cost for each part. The replacement period represented by a multiple of the reference period, and the replacement period before and after the replacement period for outputting the minimum value of the expected cost, respectively, A first calculation step of calculating a minimization period representing the replacement period in which the smaller expected cost is output among the two expected costs to be output;
The second calculation unit, among a plurality of the reference period, the expected cost for each of the parts that are output by inputting the minimization period to the function, maintenance personnel cost required for replacement in the reference period, A second calculation step of calculating an optimum reference period representing the reference period that minimizes the sum of
A creation step for creating a maintenance plan representing that the creation unit replaces with the minimization period calculated for the optimum reference period for each part;
A maintenance plan creation method characterized by comprising:
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