JP2013061819A - 保守計画システム、保守計画システムサーバ、及び保守計画システムクライアント端末 - Google Patents

Abstract

【課題】保守計画の実行性及び妥当性を確保して、保守を適切に行うことで信頼性の高い産業機械を提供する保守計画システムを提供する。
【解決手段】複数の産業機械の保守計画を作成する保守計画システム１０であって、産業機械の目標稼働率および保守を行うのに必要な保有リソースに関する情報の入力を受付ける入力受付処理手段１０００と、前記入力受付処理手段から入力された情報を格納する格納手段と、前記格納手段において格納された目標稼働率を満たし、かつ、保有リソースを越えないように保守計画を生成する計画生成手段１１００とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、保守計画システムに関する。

産業機械に突発故障が生じて稼働率が落ちれば大きな損害が生じる。適切な時期に適切な事前保守を行うことで突発故障を防ぐ必要があり、そのための保守計画の立案・調整が重要である。特許第４４１６３０６号公報では、個々の部品の故障リスクが所定の値となる時期を、個々の部品の交換の時期として、事前保守の推奨情報を生成する。

特許第４４１６３０６号公報

産業機械に対して適切な事前保守を行うことで、産業機械の信頼性を高める必要がある。前記特許文献１のシステムでは、事前保守を行うためのリソース（保守員・設備・部品）が足りるか、複数の機械の保守を行うときのリソースの奪いあいをどのように調整するか、といったことが考慮されておらず計画の実行性が十分でなかった。

また、複数の部品の故障リスクに対する保守の実施時期が機械本体の稼働率へどのように影響するかといったことが考慮されておらず目標稼働率を満たせない場合や目標稼働率は満たしても過剰に保守コストが発生する場合があり計画の妥当性が十分でなかった。本発明の目的は、保守計画の実行性及び妥当性を確保して、保守を適切に行うことで信頼性の高い産業機械を提供する保守計画システムを提供することである。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、コンピュータにより複数の産業機械の保守計画を作成する保守計画システムであって、産業機械の目標稼働率および保守を行うのに必要な保有リソースに関する情報の入力を受付ける入力受付処理手段と、前記入力受付処理手段から入力された情報を格納する格納手段と、前記格納手段において格納された目標稼働率を満たし、かつ、保有リソースを越えないように保守計画を生成する計画生成手段と、を備える構成とする。

本発明によれば、実行性と妥当性がある適切な保守計画を生成することにより信頼性の高い産業機械を提供することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明のブロック図の一例である。 本発明の利用方式の一例（スタンドアロン方式）である。 本発明の利用方式の一例（クライアント−サーバ方式）である。 本発明のデータ構造の一例である。 本発明の入力処理受付部に関する画面の一例である。 本発明の目標稼働率情報格納部に関する画面の一例である。 本発明の保有リソース情報格納部に関する画面の一例である。 本発明の保守基準情報格納部に関する画面の一例である。 本発明の号機別ステータス情報格納部に関する画面の一例である。 本発明の号機別保守計画情報格納部に関する画面の一例である。 本発明の出力処理部に関する画面の一例である。 本発明の入力受付処理部に関する処理フローの一例である。 本発明の計画生成手順制御処理部に関する処理フローの一例である。 本発明の計画選択肢生成処理部に関する処理フローの一例である。 本発明の最適計画選択処理部に関する処理フローの一例である。 本発明が扱う数理モデルの一例に関する入力データの一例である。 本発明が扱う数理モデルの一例に関する出力データの一例である。

以下、実施例を図面を用いて説明する。

本実施例では、目標稼働率および保有リソースに関する情報を入力画面または入力ファイルまたはデータベースまたは入力通信データから受付け、当該目標稼働率を満たし、かつ、当該保有リソースを越えないように、保守コストを最小化する保守計画を生成する保守計画システムの例を説明する。

図１は、本発明の保守計画システムのブロック図の一例である。保守計画システム１０は、保守計画を生成する指示および保守計画を生成する際に用いるファイルの指定の入力を受付ける入力受付処理部１０００と、１台以上の号機の目標稼働率を時系列で記憶する目標稼働率情報格納部１５００と、保守に用いることができる保守員の作業工数、設備の稼働時間、部品の数量を含む保有リソース情報を時系列で記憶する保有リソース情報格納部１６００と、部品に故障が発生する前の事前保守を行うタイミングによって変化する部品の故障確率、事前保守時間、事前保守コスト、および、事前保守を行わず部品に故障が発生する場合のリカバリ時間、リカバリコストを含む保守基準情報を記憶する保守基準情報格納部１７００と、各号機の稼働率、各号機の本体累積稼働時間または各号機を構成する部品ごとの部品累積使用時間を含む号機別ステータス情報を記憶した号機別ステータス情報格納部１８００と、保守計画を生成する手順を制御する計画生成手順制御処理部１１００と、保守計画の選択肢を生成する計画選択肢生成処理部１２００と、上記計画選択肢の中からコスト最小となる最適計画を選択する最適計画選択処理部１３００と、各号機にどのタイミングでどのような事前保守を実施するかの号機別保守計画情報を記憶した号機別保守計画情報格納部１９００と、号機別保守計画情報を出力する出力処理部１４００を備える。

本発明の保守計画システム１０は、図２で示す一例のように保守本部や各地にある保守現場にスタンドアロンで設置されて使用する場合がある。また、図３で示す一例のように保守本部に保守計画システムサーバ１０として設置し、ネットワーク２０を介して、保守本部のみならず各地の保守現場でもクライアント端末３０（４０）から使用する場合がある。この他にも、保守計画システムサーバ１０を保守本部ではなく、特定の保守現場に設置して、ネットワーク２０を介して、その他の保守現場のクライアント端末３０（４０）から使用してもよい。保守計画システムサーバ１０を保守本部でも特定の保守現場でもないデータセンタに設置して、ネットワーク２０を介して、保守本部や各地の保守現場のクライアント端末３０（４０）から使用してもよい。例えば、クライアント端末３０にて目標稼働率および保有リソースに関する情報等を入力し、保守計画システムサーバ１０にて入力情報に基づいた保守計画を生成し、生成された保守計画はネットワーク２０を介してクライアント端末３０に送信され、クライアント端末３０にて保守計画が出力、表示されることとなる。

本発明の保守計画システム１０は、例えば、図４で示すような、入力受付処理部１０００に関する画面のデータ構造Ｄａｔａ１０５０、目標稼働率情報格納部１５００のデータ構造Ｄａｔａ１５５０、保有リソース情報格納部１６００のデータ構造Ｄａｔａ１６５０、保守基準情報格納部１７００のデータ構造Ｄａｔａ１７５０、号機別ステータス情報格納部１８００のデータ構造Ｄａｔａ１８５０、号機別保守計画情報格納部１９００のデータ構造Ｄａｔａ１９５０、出力処理部１４００に関する画面のデータ構造Ｄａｔａ１４５０、を持つ。

図４の入力受付処理部１０００に関する画面のデータ構造Ｄａｔａ１０５０は、一例として、可変長データであって、保守計画生成Ｎｏ．をキー値として持ち、目標稼働率情報ファイル名、保有リソース情報ファイル名、保守基準情報ファイル名、を１つ持ち、可変長の部分において、複数の号機、当該複数の号機の号機別ステータス情報ファイル名、当該複数の号機の号機別保守計画情報ファイル名、を持つデータ構造を示す。下記に、具体的なデータ構造を説明する。なお、データ項目の意味については、後ほど画面や処理フローのところで説明する。

図４の目標稼働率情報格納部１５００のデータ構造Ｄａｔａ１５５０は、一例として、可変長データであって、目標稼働率情報ファイル名をキー値として持ち、顧客、保守現場、を１つ持ち、可変長の部分において、複数の号機群、当該複数の号機群に属する複数の号機、当該号機の機種、当該号機群のカレンダ月、当該カレンダ月における当該号機群の目標稼働率、を持つデータ構造を示す。

保有リソース情報格納部１６００のデータ構造Ｄａｔａ１６５０は、一例として、可変長データであって、保有リソース情報ファイル名をキー値として持ち、可変長の部分において、複数のカレンダ日、当該複数のカレンダ日ごとに保有する保守員スキル、当該複数のカレンダ日ごとに保有する当該保守員スキルの保守員スキル工数、当該複数のカレンダ日ごとに保有する設備道具、当該複数のカレンダ日ごとに保有する当該設備道具の設備道具工数、当該複数のカレンダ日ごとに保有する部品、当該複数のカレンダ日ごとに保有する当該部品の部品数量、を持つデータ構造を示す。

図４の保守基準情報格納部１７００のデータ構造Ｄａｔａ１７５０は、一例として、可変長データであって、保守基準情報ファイル名をキー値として持ち、可変長の部分において、複数の号機群、複数の機種、当該複数の号機群もしくは当該機種ごとの部品事前保守作業、当該複数の号機群もしくは当該機種ごとの当該部品事前保守作業の部品事前保守作業内容、当該複数の号機群もしくは当該機種ごとの当該部品事前保守作業を実施する部品事前保守作業実施時点、当該複数の号機群もしくは当該機種ごとの当該部品事前保守作業を実施する当該部品事前保守作業実施時点における故障確率、当該複数の号機群もしくは当該機種ごとの当該部品事前保守作業を実施する当該部品事前保守作業実施時点において保守を行う場合にかかる部品事前保守時間、当該複数の号機群もしくは当該機種ごとの当該部品事前保守作業を実施する当該部品事前保守作業実施時点において保守を行う場合にかかる部品事前保守コスト、当該複数の号機群もしくは当該機種ごとの当該部品事前保守作業を実施する当該部品事前保守作業実施時点において保守を行わず故障が発生した場合にかかるリカバリ時間、当該複数の号機群もしくは当該機種ごとの当該部品事前保守作業を実施する当該部品事前保守作業実施時点において保守を行わず故障が発生した場合にかかるリカバリコスト、当該複数の号機群もしくは当該機種ごとの当該部品事前保守作業を実施する当該部品事前保守作業実施時点において保守を行う場合に要求される保守員スキル、当該複数の号機群もしくは当該機種ごとの当該部品事前保守作業を実施する当該部品事前保守作業実施時点において保守を行う場合に要求される当該保守員スキルの保守員スキル工数、当該複数の号機群もしくは当該機種ごとの当該部品事前保守作業を実施する当該部品事前保守作業実施時点において保守を行う場合に要求される設備道具、当該複数の号機群もしくは当該機種ごとの当該部品事前保守作業を実施する当該部品事前保守作業実施時点において保守を行う場合に要求される当該設備道具の設備道具工数、当該複数の号機群もしくは当該機種ごとの当該部品事前保守作業を実施する当該部品事前保守作業実施時点において保守を行う場合に要求される部品、当該複数の号機群もしくは当該機種ごとの当該部品事前保守作業を実施する当該部品事前保守作業実施時点において保守を行う場合に要求される当該部品の部品数量、を持つデータ構造を示す。

図４の号機別ステータス情報格納部１８００のデータ構造Ｄａｔａ１８５０は、一例として、可変長データであって、号機別ステータス情報ファイル名をキー値として持ち、号機を１つ持ち、可変長の部分において、複数のカレンダ日、当該複数のカレンダ日ごとの当該号機の本体稼働率、当該複数のカレンダ日ごとの当該号機の本体累積稼動時間、当該複数のカレンダ日ごとの当該号機を構成する複数の部品、当該複数のカレンダ日ごとの当該号機を構成する当該複数の部品の部品累積使用時間、を持つデータ構造を示す。

図４の号機別保守計画情報格納部１９００のデータ構造Ｄａｔａ１９５０は、一例として、可変長データであって、号機別保守計画情報ファイル名をキー値として持ち、号機を１つ持ち、可変長部分において、複数の実施日、当該複数の実施日における複数の実施する部品事前保守作業、当該複数の実施日における当該複数の実施する部品事前保守作業で要求される要求保守員スキル、当該複数の実施日における当該複数の実施する部品事前保守作業で要求される当該要求保守員スキルの要求保守員スキル工数、当該複数の実施日における当該複数の実施する部品事前保守作業で要求される要求設備道具、当該複数の実施日における当該複数の実施する部品事前保守作業で要求される当該要求設備道具の要求設備道具工数、当該複数の実施日における当該複数の実施する部品事前保守作業で要求される要求部品、当該複数の実施日における当該複数の実施する部品事前保守作業で要求される当該要求部品の要求部品数量、を持つデータ構造を示す。

本発明の保守計画システム１０は、例えば、図５から図１１で示すような画面を備える。図５から図１１の画面で扱うデータのデータ構造は図４で示した通りである。下記に図５から図１１の画面について、具体的に説明する。

本発明の保守計画システム１０は、例えば、図５のような入力受付処理部１０００に関する入力受付画面を表示する。保守計画生成Ｎｏ.の欄１００１は、いつ、どの入力ファイルを使用して、保守計画を生成し、どの出力ファイルに格納したかを識別できるようにするためのキー値が自動的に入っている。例えば、保守計画を生成するために入力受付画面が開かれた時の年月日時秒を含むようなキー値が入っている。目標稼働率情報の欄１００２では、保守計画を生成するときに使用する入力ファイルである目標稼働率情報に関して、どのファイルを使用するかファイル指定の入力を受付ける。保有リソース情報の欄１００３では、保守計画を生成するときに使用する入力ファイルである保有リソース情報に関して、どのファイルを使用するかファイル指定の入力を受付ける。保守基準情報の欄１００４では、保守計画を生成するときに使用する入力ファイルである保守基準情報に関して、どのファイルを使用するかファイル指定の入力を受付ける。号機の選択の欄１００５で選択した号機１００６について、号機別ステータス情報の欄１００７では、保守計画を生成するときに使用する入力ファイルである号機別ステータス情報に関して、号機別ステータス情報のどのファイルを使用するかファイル指定の入力を受付ける。号機の選択の欄１００５で選択した号機１００６について、号機別保守計画情報の欄１００８では、生成した保守計画の出力ファイルとしてどのファイルを使用するかファイル指定の入力を受付ける。保守計画生成のボタン１００９の押下を受けて、上記で指定した各ファイルを用いた保守計画の生成の指示を受付ける。なお、キャンセルのボタン１０１０の押下を受けた場合は、保守計画の生成を行わない。

本発明の保守計画システム１０は、例えば、目標稼働率情報格納部１５００に格納する目標稼働率情報の登録・更新を図６のような画面で行う。図６の画面以外にもデータファイルをインポートするなどしてもよい。目標稼働率情報ファイル名の欄１５０１は、目標稼働率情報格納部１５００のレコードを操作するためのファイル名の入力を受付ける。このファイル名は重複がなく一意に定まるものであれば、ユーザが指定するものであってもよいし、システム的に自動生成されるものであってもよい。顧客の欄１５０２は、保守の対象となる機械の所有者や借用者などの顧客を示すコードや名称の入力を受付ける。保守計画システム１０を自社内で使う場合などは顧客の欄１５０２はなくすことも可能である。保守現場の欄１５０３は、機械が保守を受ける場所や機械が使用されている場所を示すコードや名称の入力を受付ける。号機群の設定１５０４は、機械の各号機を群として管理する場合にどの機種のどの号機がどの号機群に属するかを設定する入力を受付ける。ここで、図６の例では、群としての管理に対応する画面としているが、群としての管理を行わずに号機を個別に管理する画面であってもよい。目標稼働率の設定１５０５は、号機群ごとにカレンダ月ごとの目標稼働率を設定する入力を受付ける。ここで、図６の例では、カレンダ月ごとの設定に対応する画面としているが、例えば、顧客との契約内容や自社の業務プロセスなどを踏まえて、カレンダ月よりも小さな単位であってもよいし、カレンダ月より大きな単位であってもよい。登録・更新のボタン１５０６は、上記の各入力欄で受付けた入力を目標稼働率情報格納部１５００に登録・更新する指示を受付けるボタンである。なお、キャンセルのボタン１０１０の押下を受けた場合は、目標稼働率情報格納部１５００への登録・更新は行わない。

本発明の保守計画システム１０は、例えば、保有リソース情報格納部１６００に格納する保有リソース情報の登録・更新を図７のような画面から行う。図７の画面以外にもデータファイルをインポートするなどしてもよい。保有リソース情報ファイル名の欄１６０１は、保有リソース情報格納部１６００のレコードを操作するためのファイル名の入力を受付ける。このファイル名は重複がなく一意に定まるものであれば、ユーザが指定するものであってもよいし、システム的に自動生成されるものであってもよい。

保守員スキルの欄１６０２は、保守現場で保有する保守員スキル別の工数の入力をカレンダ日ごとに受付ける。ここで、保守員スキルとは、例えば、電気回路、メカニック、溶接などの技能者の種類、現場監督やプロジェクトマネージャなどの管理者の種類、技能者や管理者の能力や経験の度合などのことを呼ぶ。ここで、工数とは、例えば、保守員が稼働可能な時間を保守員スキル別に合計したものを呼ぶ。設備道具の欄１６０３は、保守現場で保有する設備道具の工数の入力をカレンダ日ごとに受付ける。ここで、設備道具とは、例えば、クレーンなど数量が限られていたり共有性が高かったり保有リソースとして管理することが有効なもののことを呼ぶ。ここで、工数とは、例えば、相互に代替可能な設備道具を同一の設備道具として扱い、設備道具が稼働可能な時間を合計したものを呼ぶ。

部品の欄１６０４は、保守現場で保有する部品の数量の入力をカレンダ日ごとに受付ける。ここで、部品とは、例えば、個別の部品、部品が組合さったユニット、代用機械などのことを呼ぶ。図７の例では、カレンダ日ごとの設定に対応する画面としているが、例えば、顧客との契約内容や自社の業務プロセスなどを踏まえて、カレンダ日よりも小さな単位であってもよいし、カレンダ日より大きな単位であってもよい。登録・更新のボタン１６０５は、上記の各入力欄で受付けた入力を保有リソース情報格納部１６００に登録・更新する指示を受付けるボタンである。なお、キャンセルのボタン１６０６の押下を受けた場合は、保有リソース情報格納部１６００への登録・更新は行わない。

本発明の保守計画システム１０は、例えば、保守基準情報格納部１７００に格納する保守基準情報の登録・更新を図８のような画面から行う。図８の画面以外にもデータファイルをインポートするなどしてもよい。保守基準情報ファイル名の欄１７０１は、保守基準情報格納部１７００のレコードを操作するためのファイル名の入力を受付ける。このファイル名は重複がなく一意に定まるものであれば、ユーザが指定するものであってもよいし、システム的に自動生成されるものであってもよい。

保守対象の選択の欄１７０２は、号機群または機種で複数の保守対象の選択の入力をチェックボックスから受付ける。部品事前保守作業の欄１７０３は、保守対象の選択の欄１７０２で選択した保守対象に対して実施する複数の部品事前保守作業の選択の入力を受付ける。また、部品事前保守作業の欄１７０３で、部品事前保守作業を示すコードや名称などの文字列に対してクリックを受付けた場合、当該文字列を反転表示するとともに、部品事前保守作業の内容の欄１７０４に部品事前保守作業の内容の入力を受付ける。既に部品事前保守作業の内容が存在すれば当該部品事前保守作業の内容を表示するとともに、内容の更新の入力を受付ける。

部品事前保守作業の実施時点の設定の欄１７０５は、当該部品事前保守作業を部品累積使用時間がどれぐらいになった時点で実施するかの設定の入力を受付ける。図８の画面では部品累積使用時間を用いる例を示しているが、本体累積稼動時間を用いる場合もあってよい。当該部品事前保守作業を実施する実施時点における保守基準情報の設定の入力について、故障確率の欄１７０６では当該実施時点で部品が故障する確率の入力を受付け、部品事前保守時間の欄１７０７では当該部品事前保守作業にかかる時間の入力を受付け、部品事前保守コストの欄１７０８では当該部品事前保守作業にかかるコストの入力を受付け、リカバリ時間の欄１７０９では当該部品事前保守作業を実施せずに故障が発生した場合のダウンタイムと修理時間の合計の入力を受付け、リカバリコストの欄１７１０では当該部品事前保守作業を実施せずに故障が発生した場合の機会損失コストと復旧コストの合計の入力を受付け、要求リソースとして、保守員スキルの欄１７１１では当該部品事前保守作業を実施する場合に要求される保守員スキル別の工数の入力を受付け、設備道具の欄１７１２では当該部品事前保守作業を実施する場合に要求される設備道具の工数の入力を受付け、部品の欄１７１３では当該部品事前保守作業を実施する場合に要求される部品の数量の入力を受付ける。

図８の画面では、要求リソースは実施時点の１点のタイミングで全て使い、それ以降の時系列のデータを持たない例を示しているが、複数の日数を要するような比較的大掛かりな保守などを行う場合は時系列の刻みを持たせるデータ構造、画面としてもよい。登録・更新のボタン１７１４は、上記の各入力欄で受付けた入力を保守基準情報格納部１７００に登録・更新する指示を受付けるボタンである。なお、キャンセルのボタン１７１５の押下を受けた場合は、保守基準情報格納部１７００への登録・更新は行わない。

本発明の保守計画システム１０は、例えば、号機別ステータス情報格納部１７００に格納する号機別ステータス情報の登録・更新を図９のような画面から行う。図９の画面以外にもデータファイルをインポートするなどしてもよい。号機別ステータス情報ファイル名の欄１８０１は、号機別ステータス情報格納部１８００のレコードを操作するためのファイル名の入力を受付ける。このファイル名は重複がなく一意に定まるものであれば、ユーザが指定するものであってもよいし、システム的に自動生成されるものであってもよい。号機の欄１８０２は、どの号機のステータス情報を設定するかの指定の入力を受付ける。本体稼働率の欄１８０３は、当該号機の本体の稼働率の入力をカレンダ日ごとに受付ける。本体累積稼働時間の欄１８０４は、当該号機の本体の累積稼働時間の入力をカレンダ日ごとに受付ける。部品の欄１８０５は、当該号機を構成する複数の部品で保守の対象となる部品の入力を受付ける。部品累積使用時間の欄１８０６は、当該号機の当該部品の累積稼動時間の入力をカレンダ日ごとに受付ける。登録・更新のボタン１８０７は、上記の各入力欄で受付けた入力を号機別ステータス情報格納部１８００に登録・更新する指示を受付けるボタンである。なお、キャンセルのボタン１８０８の押下を受けた場合は、号機別ステータス情報格納部１８００への登録・更新は行わない。

本発明の保守計画システム１０は、例えば、保守計画システム１０が生成した保守計画を格納した号機別保守計画情報格納部１９００の参照を図１０のような画面で行う。図１０の画面以外にもデータファイルをエクスポートするなどしたものを参照してもよい。号機別保守計画情報ファイル名の欄１９０１は、号機別保守計画情報格納部１９００のレコードを操作するためのファイル名の入力を受付ける。このファイル名は重複がなく一意に定まるものである。号機の欄１９０２は、どの号機のステータス情報を表示するかを示す。実施時期の欄１９０３は、部品事前保守作業が行うカレンダ日を示す。実施する部品事前保守作業の欄１９０４は、当該カレンダ日に実施する部品事前保守作業を示す。当該カレンダ日に実施する部品事前保守作業が複数ある場合は、改行して示す。保守員スキルの欄１９０５は、当該カレンダ日に実施する部品事前保守作業の全てを行うために要求される保守員スキルの工数の合計値を示す。設備道具の欄１９０６は、当該カレンダ日に実施する部品事前保守作業の全てを行うために要求される設備道具の工数の合計値を示す。部品の欄１９０７は、当該カレンダ日に実施する部品事前保守作業の全てを行うために要求される部品の数量の合計値を示す。なお、閉じるのボタン１９０８の押下を受けた場合は、図１０の画面を閉じる。

本発明の保守計画システム１０は、例えば、図１１のような出力処理部１４００に関する出力画面を表示する。図１１は保守計画生成結果の概要を参照するための画面である。保守計画生成Ｎｏ．の欄１４０１は、図５で示した入力受付処理部１０００に関する入力画面の当該保守計画生成Ｎｏ．と同一のものであって、いつ、どの入力ファイルを使用して、保守計画を生成し、どの出力ファイルに格納したかを識別できるようにするためのキー値が自動的に入っている。時期刻みの表示切替の選択ボタン１４０２は、保守計画生成結果の概要を月刻みで表示するか日刻みで表示するかの表示切替の指定の入力を受付け、例えば、デフォルトで月刻みで表示されていたものを日刻みで表示するように切替える。

実施時期の欄１４０３は、当該選択ボタン１４０２で指定した刻みで実施時期のカレンダを表示する。号機群の欄１４０４は保守の対象となった号機群を表示する。平均稼働率の欄１４０５は当該号機群に属する号機全体の平均の稼働率、合計コストの欄１４０６は当該号機群に属する号機全体の合計コスト（部品事前保守コストとリカバリコスト）、合計リソース使用率の欄１４０７は当該号機群に属する号機全体の部品事前保守作業を実施するのに要求される保守リソースを保有する保守リソースで割った値、を当該選択ボタン１４０２で指定した実施時期の刻みで表示する。号機の欄１４０８は当該号機群の欄１４０４に含む全ての号機を表示する。実施する部品事前保守作業の欄１４０９は当該号機に対して実施する部品事前保守作業を当該選択ボタン１４０２で指定した実施時期の刻みで表示する。なお、閉じるのボタン１４１０の押下を受けた場合は、図１１の画面を閉じる。

本発明の保守計画システム１０は、例えば、図１２から図１５で示すような処理フローに沿って動作する。下記に具体的に説明する。

図１２は入力受付処理部１０００に関する処理フローの一例である。Ｓｔｅｐ１０１１で、入力受付画面から入力される目標稼働率情報１００２、保有リソース情報１００３、保守基準情報１００４、号機別ステータス情報１００７、号機別保守計画情報１００８、のファイル指定の入力を受付ける。さらに、Ｓｔｅｐ１０１２で、保守計画生成ボタン１００９の入力を受付た場合、Ｓｔｅｐ１０１３で、計画生成手順制御処理部１１００へ上記の指定ファイル名と保守計画生成を依頼する信号を送信する。

図１３は計画生成手順制御処理部１１００に関する処理フローの一例である。Ｓｔｅｐ１１１１で、入力受付処理部１０００から保守計画生成依頼の信号と指定ファイル名を受信した場合、Ｓｔｅｐ１１１２で、目標稼働率情報格納部１５００からカレンダ月ごとの目標稼働率（全号機の平均値）、保有リソース情報格納部１６００からカレンダ日ごとの保有リソース情報、号機別ステータス情報格納部１８００の指定ファイルから直近カレンダ日における各号機の稼働率と部品累積使用時間、を読み込む。Ｓｔｅｐ１１１３で、手順カウンタを保守計画生成の対象期間の先頭のカレンダ月にする。手順カウンタを用いて、保守計画生成の対象期間の範囲でＳｔｅｐ１１１４からＳｔｅｐ１１１８までのステップを行う。Ｓｔｅｐ１１１４で、Ｓｔｅｐ１１１１で受信した指定ファイル名とＳｔｅｐ１１１２で読込んだ各情報と手順カウンタの値を計画選択肢生成処理部１２００へ送信することにより計画選択肢生成処理を依頼する。Ｓｔｅｐ１１１５で、計画選択肢生成処理部１２００から生成された計画選択肢を受信した場合、Ｓｔｅｐ１１１６で、生成された計画選択肢の情報と手順カウンタの値を最適計画選択処理部１３００へ送信することにより最適計画選択処理を依頼する。Ｓｔｅｐ１１１７で、最適計画選択処理部１３００から最適計画選択結果を受信した場合、Ｓｔｅｐ１１１８で、手順カウンタを次のカレンダ月に進める。Ｓｔｅｐ１１１９で、手順カウンタが対象期間の末尾のカレンダ月を越えていない場合、Ｓｔｅｐ１１１４からＳｔｅｐ１１１８を繰り返す。Ｓｔｅｐ１１１９で、手順カウンタが対象期間の末尾のカレンダ月を越えた場合、Ｓｔｅｐ１１２０で、号機別保守計画情報格納部１９００の指定ファイルへ生成した保守計画を格納する。Ｓｔｅｐ１１２１で、保守計画生成結果を出力処理部１４００へ送信する。

図１４は計画選択肢生成処理部１２００に関する処理フローの一例である。Ｓｔｅｐ１２１１で、計画生成手順制御処理部１１００から指定ファイルの情報や手順カウンタの値を受信した場合、Ｓｔｅｐ１２１２で、号機別ステータス情報格納部１８００の指定ファイルから直近カレンダ日の各号機の本体稼働率１８０３と部品累積使用時間１８０６（必要に応じて本体累積稼働時間１８０４）を用いて、手順カウンタで示すカレンダ月に属する全てのカレンダ日における各号機の本体稼働率と部品累積使用時間（必要に応じて本体累積稼働時間）を算出する。例えば、部品事前保守作業を実施する前の各号機の本体稼働率１８０３は直近カレンダ日のものが先々も当てはまるという簡易的な前提のもと、部品累積使用時間（必要に応じて本体累積稼動時間）を算出する。Ｓｔｅｐ１２１３で、手順カウンタで示すカレンダ月に属する全てのカレンダ日ごとに、保守基準情報格納部１７００から、当該算出した各号機の部品累積使用時間に応じた部品故障確率、部品事前保守時間、部品事前保守コスト、リカバリ時間、リカバリコスト、要求保守員、要求設備、要求部品を読込み、例えば、式１から式８で後述するような数理モデルを用いて、計画選択肢を生成する。ここで、計画選択肢の生成とは、式２を満たす計画選択肢の抽出に加えて、当該式２を満たす計画の選択肢の中から計画を選択したときに式３から式８までの制約関数が満たされるかどうかということと、当該式２を満たす計画の選択肢の中から計画を選択したときの評価結果である式１の値がどのような値になるか、ということを、網羅的に算出する処理のことであって、当該生成した計画の選択肢の中からコスト最小となる計画を最適計画選択処理部１３００で選択するための前準備である。Ｓｔｅｐ１２１４で、計画生成手順制御処理部１１００へ上記で生成した計画選択肢を送信する。

図１５は最適計画選択処理部１３００に関する処理フローの一例である。Ｓｔｅｐ１３１１で、計画生成手順制御処理部１１００から計画選択肢の情報と手順カウンタの値を受信した場合、Ｓｔｅｐ１３１２で、当該手順カウンタで示すカレンダ月において目標稼働率（全号機の平均値）を下回らず、当該カレンダ月に属する各カレンダ日において保有保守員が要求保守員を下回らず、保有設備が要求設備を下回らず、保有部品が要求部品を下回らず、当該手順カウンタで示すカレンダ月において選択可能な計画選択肢は号機ごとに１つあるいは該当なしとし、当該カレンダ月において保守コストが最小化することを目的とし、当該計画選択肢の中から最適な計画を混合整数計画法を用いて選択する。Ｓｔｅｐ１３１３で、選択された計画選択肢について当該計画選択肢のカレンダ日における部品累積使用時間を０とし、それ以降で当該手順カウンタの月末までの各カレンダ日の部品累積使用時間も算出しなおす。Ｓｔｅｐ１３１４で、選択された計画選択肢について当該計画選択肢のカレンダ日以降の各々のカレンダ日における保有部品から当該計画選択肢で使用する要求部品の分を減算する。この処理は、部品が保守員や設備道具と異なって、使用するごとに減少することに対応するためのものである。Ｓｔｅｐ１３１５で、意思決定変数選択結果を計画生成手順制御処理部１１００へ送信する。

このような保守計画システム１０は、例えば、下記に示す数理モデルを混合整数計画法で解くことによって、保守計画を生成する。なお、本例で示す数理モデルは、部品事前保守は月１回以上行われない、目標稼働率はカレンダ月の刻みで管理する、号機群は１つ、機種は１つ、という場合を前提とするが、例えば、部品事前保守の頻度を月１回より増やしたり、目標稼働率をカレンダ月よりも大きな刻みや小さな刻みで管理したり、号機群の数を２以上に増やしたり、機種の数を２以上に増やしたり、するような数理モデルを使ってもよい。

以下、上記を前提とする数理モデルの一例について説明する。媒介変数について、mをカレンダ月、dをカレンダ日、gを号機、hを部品事前保守、Mを保守期間におけるカレンダ月mの集合、Dmをカレンダ月mに含まれるカレンダ日dの集合、Gmをカレンダ月mに現場にある号機gの集合、Hmをカレンダ月mに現場で行う部品事前保守hの集合、ARMmをカレンダ月mにおいて目標とする全号機の平均稼働率１５０５、GRDgdをカレンダ日dの号機gの稼働率１８０３、DSdghをカレンダ日dの号機gの部品累積使用時間１８０６において部品事前保守hを実施するための要求保守員１７１１、DEdghをカレンダ日dの号機gの部品累積使用時間１８０６において部品事前保守hを実施するための要求設備道具１７１２、DPdghをカレンダ日dの号機gの部品累積使用時間１８０６において部品事前保守hを実施するための要求部品１７１３、SSdをカレンダ日dにおいて確保されている保有保守員１６０２、SEdをカレンダ日dにおいて確保されている保有設備道具１６０３、SPdをカレンダ日dにおいて確保されている保有部品１６０４、TRdghをカレンダ日dの号機gの部品累積使用時間１８０６において部品事前保守hを実施しないときの部品故障確率１７０６、HCdghをカレンダ日dの号機gの部品累積使用時間１８０６において部品事前保守hを実施するときの部品事前保守コスト１７０８、RCdghをカレンダ日dの号機gの部品累積使用時間１８０６において部品事前保守hを実施せず故障したときのリカバリコスト１７１０、HLdghをカレンダ日dの号機gの部品累積使用時間１８０６において部品事前保守hを実施するときの部品事前保守時間１７０７、RLdghをカレンダ日dの号機gの部品累積使用時間１８０６において部品事前保守hを実施せず故障したときのリカバリ時間１７０９、とする。

意思決定変数について、Xdghをカレンダ日dに号機gに部品事前保守hを実施するか実施しないかの判断値（実施なら1，非実施なら0）１９０４、とする。

目的関数について、保守期間Mに属するカレンダ月mにおける全体コスト１４０６（式１で示すCOSTm）を、最小化する関数をminCOSTmと示し、目的関数とする。

制約関数について、式２をカレンダ日dに号機gに部品事前保守hを実施するか実施しないかの二択とする制約関数、式３を号機gに部品事前保守hを実施できるのはカレンダ月mに１回までとする制約関数、式４をカレンダ日dに号機gついて実施する部品事前保守hにかかる時間の合計は24時間を越えないとする制約関数、式５をカレンダ月mにおいて目標とする全号機の平均稼働率１５０５を下回らないとする制約関数、式６をカレンダ日dにおいて全ての号機gで実施する全ての部品事前保守hの要求保守員１７１１が保有保守員１９０５を越えないとする制約関数、式７をカレンダ日dにおいて全ての号機gで実施する全ての部品事前保守hの要求設備１７１２が保有設備１９０６を越えないとする制約関数、式８をカレンダ日dにおいて全ての号機gで実施する全ての部品事前保守hの要求部品１７１３が保有部品１９０７を越えないとする制約関数、とする。

上記で示した数理モデルの一例に関して、入力データの一例を図１６に、出力データの一例を図１７に、示す。書面スペース上、１ヶ月当りの保守対象日数が５日間の月についてのデータについて説明する。なお、本発明の保守計画システム１０の１ヶ月当りの保守対象日数は、通常、当該月に属する全ての日数（３１日間や３０日間など）とすることを想定しているが、保守対象期間の区切れが月の途中に差し掛かる場合など様々な状況に応じて、当該月に属する全ての日数を下回る日数（５日間など）とするのであってもよい。

図１６の入力データについて、例えば、目標平均稼働率ARMmは図６で示すような画面の１５０５の欄から入力された値を100で割った値（77.0%であれば0.77）、例えば、保有保守員SSdと保有設備道具SEdと保有部品SPdはそれぞれ図７で示したような画面の１６０２と１６０３と１６０４の欄から入力された値、例えば、部品故障確率TRdghと部品事前保守時間HLdghと部品事前保守コストHCdghとリカバリ時間RLdghとリカバリコストRCdghと要求保守員DSdghと要求設備道具DEdghと要求部品DPdghはそれぞれ図８で示すような画面の時点１７０５における１７０６と１７０７と１７０８と１７０９と１７１０と１７１１と１７１２と１７１３の欄から入力された値を図９で示すような画面の部品累積使用時間１８０６の時点にずらした値、とする。

図１７の出力データは、式１の全体コストCOSTmが最小、かつ、式２から式８までの制約を満たすように、部品事前保守を実施するか実施しないかの判断値Xdghは本発明の保守計画システム１０が図１６の入力データを用いて算出した結果が入る。値が０のタイミングでは部品事前保守を実施せず、値が１となっているタイミングで部品事前保守を実施する。実施する部品事前保守は、例えば、図１０で示すような画面の１９０４の欄に出力される。このときの最小全体コストminCOSTmは、例えば、図１１で示すような画面の１４０６の欄に出力される。

図１７で示すようにXdghのデータが式２と式３の制約を満たしていることが見て分る。また、式４から式８の制約は、各々の左辺が全て０以上であることから制約を満たしていることが分る。なお、制約に関するデータは、例えば、要求リソースを保有リソースで割った値に100を掛けた値を図１１の合計リソース使用率１４０７の欄に出力したり、制約を満たさなかった場合にどの制約を満たさなかったかログやメッセージボックスなどに出力したりする。

以上のように、本実施例により、限りある保有リソース（保守員・設備・部品）のキャパシティや目標稼働率（複数の産業機械のグループ又は単独の産業機械の目標上の稼働率）を踏まえて、保守コストが最小となるように生成された保守計画を提供することができる。また、生成された保守計画を実行することにより、適切なリソースのもとで、複数の産業機械全体の信頼性を維持し、高めることが可能となる。

上記実施例では、保守コストが最小となるように生成された保守計画を提供するものであるが、目的関数をコスト以外の関数とすることも可能であり、本発明は保守コストが最小とするものに限定されるべきではない。例えば、稼働率を最大とすることを目的関数に設定し、コスト及び保有リソースを制約とすることも可能である。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換はすることが可能である。

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１０ 保守計画システム
１０００ 入力受付処理部
１１００ 計画生成手順制御処理部
１２００ 計画選択肢生成処理部
１３００ 最適計画選択処理部
１４００ 出力処理部
１５００ 目標稼働率情報格納部
１６００ 保有リソース情報格納部
１７００ 保守基準情報格納部
１８００ 号機別ステータス情報格納部
１９００ 号機別保守計画情報格納部
２０ ネットワーク
３０ クライアント端末

Claims (10)

1. コンピュータにより複数の産業機械の保守計画を作成する保守計画システムであって、
   産業機械の目標稼働率および保守を行うのに必要な保有リソースに関する情報の入力を受付ける入力受付処理手段と、
   前記入力受付処理手段から入力された情報を格納する格納手段と、
   前記格納手段において格納された目標稼働率を満たし、かつ、保有リソースを越えないように保守計画を生成する計画生成手段と、
   を備えることを特徴とする保守計画システム。
2. 請求項１に記載の保守計画システムであって、
   前記入力受付処理手段は、さらに、保守作業時に発生する保守作業コスト及び保守せず故障した場合のリカバリコストを含む保守基準に関する情報を受付し、
   前記格納手段は、保守作業コスト及びリカバリコストを含む前記保守基準に関する情報を格納し、
   前記計画生成手段は、前記格納手段において格納された保守作業コストと、リカバリコストとの合計コストを最小化する保守計画を生成することを特徴とする保守計画システム。
3. 請求項１に記載の保守計画システムであって、
   サーバ及びクライアント端末を有し、
   前記入力受付処理手段は、前記クライアント端末に設けられ、
   前記格納手段及び前記計画生成手段は、前記サーバに備えられ、
   前記サーバ及び前記クライアント端末は、ネットワークを介して互いに接続されることを特徴とする保守計画システム。
4. 請求項２に記載の保守計画システムであって、
   入出力用の表示画面を出力する出力手段を備え、
   前記表示画面において、前記目標稼働率を入力する画面と、前記保有リソースを入力する画面と、前記保守基準に関する情報を入力する画面と、を備え、
   前記表示画面は、前記計画生成手段において生成された保守計画を平均稼働率及びコストに関する情報とともに表示する画面を備えることを特徴とする保守計画システム。
5. 前記目標稼働率を入力するにあたり、複数の産業機械を１つの号機群として管理し、前記号機群ごとに前記目標稼働率を入力することを特徴とする請求項１に記載の保守計画システム。
6. コンピュータにより複数の産業機械の保守計画を作成する保守計画システムであって、
   産業機械の目標稼働率、保有リソースに関する情報、保守基準情報、及び号機別のステータス情報を入力画面または入力ファイルまたはデータベースまたは入力通信データから受付ける入力受付処理部と、
   複数の号機の目標稼働率を時系列で記憶する目標稼働率情報格納部と、
   保守に用いることができる保守員の作業工数、設備の稼働時間、部品の数量を含む保有リソース情報を時系列で記憶する保有リソース情報格納部と、
   部品に故障が発生する前の事前保守を行うタイミングによって変化する部品の故障確率、事前保守時間、事前保守コスト、および、事前保守を行わず部品に故障が発生する場合のリカバリ時間、リカバリコストを含む保守基準情報を記憶する保守基準情報格納部と、
   各号機の稼働率、各号機の本体累積稼働時間または各号機を構成する部品ごとの部品累積使用時間を含む号機別ステータス情報を記憶した号機別ステータス情報格納部と、
   保守計画を生成する手順を制御する計画生成手順制御処理部と、
   前記計画生成手順制御処理部における手順に従って、前記号機別ステータス情報格納部と前記保守基準情報格納部に格納された情報を読み込み数理モデルを用いて保守計画の選択肢を生成する計画選択肢生成処理部と、
   前記目標稼働率情報格納部に格納された目標稼働率を満たし、前記保有リソース情報格納部に格納された保有リソースの範囲において、前記上記計画選択肢の中からコスト最小となる最適計画を選択する最適計画選択処理部と、
   前記最適計画選択処理部において選択された最適計画に基づき各号機にどのタイミングでどのような事前保守を実施するかの号機別保守計画情報を記憶した号機別保守計画情報格納部と、
   前記号機別保守計画情報を出力する出力処理部を備える
   ことを特徴とする保守計画システム。
7. 複数の産業機械の保守計画を作成する保守計画システムサーバであって、
   産業機械の目標稼働率および保守を行うのに必要な保有リソースに関する情報の入力を受付けるクライアント端末から入力された情報を格納する格納手段と、
   前記格納手段において格納された目標稼働率を満たし、かつ、保有リソースを越えないように保守計画を生成する計画生成手段と、
   を備えることを特徴とする保守計画システムサーバ。
8. 請求項７に記載の保守計画システムサーバであって、
   前記クライアント端末は、さらに、保守作業時に発生する保守作業コスト及び保守せず故障した場合のリカバリコストを含む保守基準に関する情報を受付し、
   前記格納手段は、保守作業コスト及びリカバリコストを含む前記保守基準に関する情報を格納し、
   前記計画生成手段は、前記格納手段において格納された保守作業コストと、リカバリコストとの合計コストを最小化する保守計画を生成することを特徴とする保守計画システムサーバ。
9. 複数の産業機械の保守計画を作成する保守計画システムサーバに対し、情報の入出力を行う保守計画システムクライアント端末であって、
   産業機械の目標稼働率および保守を行うのに必要な保有リソースに関する情報の入力を受付ける入力受付処理手段と、
   前記保守計画システムサーバからの情報を出力する出力処理手段とを備え、
   前記システムサーバは、前記入力受付処理手段から入力された目標稼働率を満たし、かつ、保有リソースを越えないように生成した保守計画を前記保守計画システムクライアント端末に送信し、前記出力処理手段は、生成された保守計画を出力すること
   を特徴とする保守計画システムクライアント端末。
10. 請求項９に記載の保守計画システムクライアント端末であって、
    前記入力受付処理手段は、さらに、保守作業時に発生する保守作業コスト及び保守せず故障した場合のリカバリコストを含む保守基準に関する情報を受付し、
    前記保守計画システムサーバは、前記保守作業コストと、前記リカバリコストとの合計コストを最小化する保守計画を生成し、前記出力処理手段は、生成された保守計画を出力することを特徴とする保守計画システムクライアント端末。

Images