JP2015068441A - バルブの開放点検支援装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】点検コストの改善を進める。
【解決手段】指標登録部１と、実施結果登録部２と、閾値決定部３と、オフセット修正部４とを設ける。指標登録部１に評価指標として微小開度Ａの履歴を登録する。実施結果登録部２にオペレータからの開放点検実施の妥当性を登録する。閾値決定部３は、妥当とされた実績ケースの微小開度Ａの代表値Ａ１と、妥当とされたなかった実績ケースの微小開度Ａの代表値Ａ２と、オフセットパラメータαとから、微小開度Ａに対する閾値Ｂを算出する。実績ケースが増えて閾値Ｂの信頼性が上がってくるのに伴い、閾値Ｂが微小開度Ａの代表値Ａ１とＡ２との中間値に近づく方向に、オフセットパラメータαを更新して行く。
【選択図】 図１

Description

この発明は、バルブの開放点検を支援するバルブの開放点検支援装置および方法に関するものである。

従来より、石油，化学系のプラントでは多数のバルブが使用されており、定期的なメンテナンスの際には、多数のバルブが整備対象の候補になる。そして、その多数のバルブの中からの実際に整備対象となるバルブの選別は、使用期間などの参考情報に基づき、整備発注者と整備受注者が適宜協議して行なっていた。また、そのための参考情報を収集してレポートとして出力する機器情報管理システムも提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この場合、プラントで多数使用されるバルブには、整備作業として開放点検（分解整備）が絶対に必要なバルブや、逆にほとんど整備作業が不要なバルブなどが混在するため、整備対象のバルブを選別することは、整備コスト面（工数，交換部材費など）と保全効果面（安全性，動作性能など）とのトレードオフの課題を扱うことになる。

最近では、情報処理システムの進歩に伴い、開放点検の日程管理や実施実績管理は、合理化・高度化が進んでいる。一方、開放点検の判定は、熟練作業者の勘に頼る場合もあった。これに対し、例えば特許文献２には、バルブの異常診断項目毎に過去の複数回の診断データに基づいて１つの変化傾向を求め、その求めた変化傾向にしたがって劣化が進行して行くものと想定し、メンテナンスが必要な基準値に到達する時期を予想してメンテナンスプランを作成する技術が示されている。

この特許文献２に示された技術を適用すれば、バルブの開放点検を行うか否かの判定指標を定め、この判定指標のトレンドが予め定められた判定基準（閾値、あるいは閾値をオペレータが決定するための参考基準など）に到達する時期を予測して開放点検を行うか否かを決定するようにすることが考えられる。これにより、判定が主観的にならず、熟練作業者でなくても適切な判定を行うことが可能となる。

特開２０１１−２１５９１７号公報 特開２００２−１３０５３１号公報（特許第３４１１９８０号公報）

バルブは石油・化学プラントで使用されながら定期的な点検が行なわれるが、開放点検の必要性は使用条件や稼働実績などにより異なる。点検頻度は頻繁ではないため、比較的長期間のスパンでの判定指標のトレンドを見る必要性があるが、その長期間のスパンでの稼働状態も一定ではないし、プラントの性質によっても異なる。

このため、判定指標によってバルブの開放点検を判定する際の判定基準を１つに固定すると、その判定基準では早い時期に開放点検が必要であると判定されてしまったり、遅い時期に開放点検が必要であると判定されてしまったりし、適切な開放点検の時期を判定することができない。すなわち、開放点検の判定指標を用いたとしても、判定指標に対する判定基準が高精度側に改善されなければ、点検コストの改善は進まない。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、判定指標に対する判定基準を実績に基づいて高精度側に絞り込んで行くようにして、点検コストの改善を進めることが可能なバルブの開放点検支援装置および方法を提供することにある。

このような目的を達成するために本発明は、バルブの開放点検を行うか否かの判定指標の履歴を登録する指標登録部と、バルブの開放点検の実施結果としてオペレータから入力される開放点検実施の妥当性を登録する実施結果登録部と、指標登録部に登録されている判定指標の履歴と実施結果登録部に登録されている開放点検実施の妥当性とに基づいて、妥当とされた開放点検実施時の判定指標と、妥当とされなかった開放点検実施時の判定指標とから、判定指標に対する判定基準を決定する判定基準決定部とを備えることを特徴とする。

この発明では、バルブの開放点検を行うか否かの判定指標の履歴を登録し、バルブの開放点検の実施結果としてオペレータから入力される開放点検実施の妥当性を登録し、登録されている判定指標の履歴と開放点検実施の妥当性とに基づいて、妥当とされた開放点検実施時の判定指標と、妥当とされなかった開放点検実施時の判定指標とから、判定指標に対する判定基準（閾値、あるいは閾値をオペレータが決定するための参考基準など）を決定する。これにより、開放点検の実施事例が増えて行くにつれ、判定指標に対する判定基準が高精度側に絞り込まれて行くようになる。

開放点検の指標があっても、判定指標に対する判定基準が高精度側に改善されなければ、点検コストの改善は進まない。発明者は、開放点検の実施状況（本当に必要であったか否かの結果）を管理（登録）することで、判定基準を改善できることに想到した。本発明は、この点を着眼点としている。

本発明において、判定基準決定部では、例えば、妥当とされた開放点検実施時の判定指標の代表値と、妥当とされなかった開放点検実施時の判定指標の代表値と、バルブの開放点検を積極的に行うようにするためのオフセットパラメータとから、判定基準を決定するようにする。また、オフセットパラメータは、判定基準の信頼性に応じて修正するようにする。開放点検の実施事例を適度に増やすことと、故障発生に対して慎重側（慎重性重視）で開放点検の時期を判定することとでは、どちらも判定基準を「開放点検を積極的に行う側」になるように設定することになる。「開放点検を積極的に行う側」とするために、例えば、妥当とされた開放点検実施時の判定指標の代表値と妥当とされなかった開放点検実施時の判定指標の代表値との中間値ではなく、オフセットパラメータを用いて「開放点検を積極的に行う側」に判定基準を設定する。そして、開放点検の実施事例が増えるにつれ、すなわち判定基準の信頼性が高まるにつれ、オフセットパラメータを修正し、判定基準を中間値に近づけて行く。

また、本発明では、例えば、指標登録部と実施結果登録部と判定基準決定部とを用途が異なるバルブ毎に設け、さらに、用途が異なるバルブの開放点検を行う場合の慎重性を重視した優先順位を設定する順位設定部と、用途が異なるバルブ毎に、順位設定部に設定されている優先順位と判定基準決定部で決定される判定基準の順位とが整合するように、判定基準決定部で決定される判定基準を自動調整する判定基準調整部とを設けるようにする。バルブの用途によって、慎重性重視（故障発生に対して慎重側）の判定が要求されるものと、そうでないものとがある。用途別に開放点検の実施事例を集計し、慎重な判定が要求されるものの順位と、判定基準の順位が整合するように自動調整することと、顧客の納得性も改善される。

本発明によれば、バルブの開放点検を行うか否かの判定指標の履歴を登録し、バルブの開放点検の実施結果としてオペレータから入力される開放点検実施の妥当性を登録し、登録されている判定指標の履歴と開放点検実施の妥当性とに基づいて、妥当とされた開放点検実施時の判定指標と、妥当とされなかった開放点検実施時の判定指標とから、判定指標に対する判定基準を決定するようにしたので、判定指標に対する判定基準を実績に基づいて高精度側に絞り込んで行くようにして、点検コストの改善を進めることが可能となる。

本発明に係るバルブの開放点検支援装置の一実施の形態（実施の形態１）の要部を示すブロック図である。 このバルブの開放点検支援装置によって開放点検が支援されるバルブの一例を示す図である。 ゼロ点テストを行った場合の入力信号ＳＰと整備前の弁開度ＰＶ_BFと整備後の弁開度ＰＶ_AFとを示す図である。 微小開度Ａに対する判定基準として算出される閾値Ｂの算出例を示す図である。 実施の形態１のバルブの開放点検支援装置のＣＰＵが実行する処理動作の概略的なフローチャートを示す図である。 実施の形態２のバルブの開放点検支援装置の要部を示すブロック図である。 実施の形態２のバルブの開放点検支援装置のＣＰＵが実行する処理動作の概略的なフローチャートを示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
〔実施の形態１〕
図１は本発明に係るバルブの開放点検支援装置の一実施の形態（実施の形態１）の要部を示すブロック図である。このバルブの開放点検支援装置（以下、単に開放点検装置という）１００（１００Ａ）は、図２に示すようなバルブ２００に対して適用されるコンピュータ上のソフトウェアツールであり、このバルブ２００の開放点検を支援する。

図１において、１は指標登録部、２は実施結果登録部、３は閾値決定部、４はオフセット修正部である。

この開放点検支援装置１００Ａにおける各部の処理動作は、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現される。具体的には、コンピュータにプログラムがインストールされ、このインストールされたプログラムに従うＣＰＵ（Central Processing Unit）の処理動作として実現される。

指標登録部１は、バルブ２００の開放点検を行うか否かの判定指標として、微小開度Ａの履歴を登録する。なお、この実施の形態において、微小開度Ａとは、バルブ２００を駆動するバルブポジショナ２０１への全閉指示に対し、バルブ２００が微妙に全閉状態になり切らない状態を示す指標であり、例えばプラグステムガイド部２０２へのスケールの付着が発生すると、微小開度Ａが大きくなる。

図３にゼロ点テストを行った場合の入力信号ＳＰと、整備前の弁開度ＰＶ_BFと、整備後の弁開度ＰＶ_AFとを示す。プラグステムガイド部２０２へのスケールの付着などが発生すると、入力信号ＳＰがゼロであるととき、整備前の弁開度ＰＶ_BFと整備後の弁開度ＰＶ_AFとの間に差が生じる。この差を示す指標が微小開度Ａである。この微小開度Ａは不図示の微小開度検出部から指標登録部１に送られてくる。

オペレータは、バルブ２００の開放点検を実施した場合、そのバルブ２００の開放点検を実施した結果として、開放点検実施の妥当性を実施結果登録部２に登録する。例えば、開放点検に適した時期であったと評価できる場合には「妥当」として登録し、開放点検には早すぎたと評価できる場合には「妥当ではない」として登録する。実施結果登録部２には、バルブ２００の開放点検が実施される毎に、オペレータからの開放点検実施の妥当性が登録される。

閾値決定部３は、開放点検の実施事例（実績ケース）が予め定められた規定回数に達すると、指標登録部１に登録されている微小開度Ａの履歴と実施結果登録部２に登録されているオペレータからの開放点検実施の妥当性とに基づき、妥当とされた実績ケース（通常は複数回）の微小開度Ａの代表値（例えば、平均値）をＡ１とし、妥当とされなかった実績ケース（通常は複数回）の微小開度Ａの代表値（例えば、平均値）をＡ２とし、バルブ２００の開放点検を積極的に行うようにするためのオフセットパラメータをαとし、微小開度Ａに対する判定基準として閾値Ｂを下記（１）式によって算出する（図４参照）。なお、図４の横軸は、代表値が異なる実績ケースから得られるものであることから、可視化のために便宜的に採用した。

Ｂ＝（Ａ１＋Ａ２）／２＋α ・・・・(１)
但し、αはα≦０．０。

オフセット修正部４は、実績ケースが増えて閾値Ｂの信頼性が上がってくるのに伴い、閾値Ｂが微小開度Ａの代表値Ａ１とＡ２との中間値「（Ａ１＋Ａ２）／２」に近づく方向に、オフセットパラメータαを更新して行く。すなわち、閾値決定部３において閾値Ｂの算出が実行される毎に、αを０．０に近づけて行く。

本実施の形態の場合、初期段階でＢ＝Ａ２となるのが信頼性を考慮した設定になるので、αの初期値はα０＝（Ａ２−Ａ１）／２とすることが好ましい。また、αを０．０に近づける方法として、下記（２）式のような修正式が考えられる。
αｉ＝０．９×αｉ_-1＋０．１×０．０ ・・・・（２）
但し、αｉ：最新値、αｉ_-1：前回値。

このようにして本実施の形態によれば、微小開度Ａに対する閾値Ｂが実績に基づいて高精度側に絞り込まれて行くようになり、点検コストの改善を進めることが可能となる。

なお、この実施の形態では、閾値決定部３において閾値Ｂを（１）式を用いて求めるようにしたが、バルブ２００の開放点検を積極的に行うようにするためのオフセットパラメータをβとし、下記（３）式を用いて求めるようにしてもよい。

Ｂ＝β・Ａ１＋（１−β）・Ａ２ ・・・・（３）
但し、０．０≦β≦０．５。

この場合、オフセット修正部４は、実績ケースが増えて閾値Ｂの信頼性が上がってくるのに伴い、閾値Ｂが微小開度Ａの代表値Ａ１とＡ２との中間値（０．５・Ａ１＋０．５・Ａ２）に近づく方向に、オフセットパラメータβを更新して行く。すなわち、閾値決定部３において閾値Ｂの算出が実行される毎に、βを０．５に近づけて行く。

また、この場合、初期段階でＢ＝Ａ２となるのが信頼性を考慮した設定になるので、βの初期値はβ０＝０．０とすることが好ましい。また、βを０．５に近づける方法として、下記（４）式のような修正式が考えられる。
βｉ＝０．９×βｉ_-1＋０．１×０．５ ・・・・（４）
但し、βｉ：最新値、βｉ_-1：前回値。

また、この実施の形態では、実績ケースが規定回数に達した場合に閾値決定部３において閾値Ｂが自動的に算出されるものとしたが、オペレータの指示に従って閾値決定部３での閾値Ｂの算出が行われるものとしてもよい。

図５に開放点検支援装置１００ＡのＣＰＵが実行する処理動作の概略的なフローチャートを示す。開放点検支援装置１００ＡのＣＰＵは、バルブ２００の開放点検を行うか否かの判定指標として微小開度Ａの履歴を登録する（ステップＳ１０１）。また、バルブ２００の開放点検を実施した結果として、オペレータからの開放点検実施の妥当性を登録する（ステップＳ１０２）。そして、実績ケースが規定回数に達すると、閾値Ｂを決定する（ステップＳ１０３）。また、閾値Ｂを算出する際に用いるオフセットパラメータを修正する（ステップＳ１０４）。

〔実施の形態２〕
実際の大規模プラントでは、複数のバルブが開放点検の対象である場合、バルブ毎に用途が異なることが想定される。用途が異なる複数のバルブを開放点検の対象とする場合、バルブ毎の自動調整による閾値Ｂの変更は、必ず慎重側に閾値が変更される変更方法を採用することが好ましい。

例えば、開放点検を行う場合の慎重性を重視した優先順位を定め、優先順位が低い側の用途のバルブについて閾値Ｂａが決まった場合、これより優先順位が高い側の用途のバルブについて閾値Ｂｂは閾値Ｂａよりも慎重側になるように設定されることが好ましい。微小開度Ａを判定指標とするのであれば、閾値Ｂｂを決定する際の上限値が閾値Ｂａとされることが好ましい。このような変更方法を採用することにより、開放点検の優先順位の高い側よりも低い側のバルブが、開放点検を必要と判定され易くなるような違和感のある事態が発生することを回避することができるようになる。

図６に用途が異なる複数のバルブを開放点検の対象とする場合の開放点検支援装置の要部の構成を実施の形態２として示す。この開放点検支援装置１００（１００Ｂ）は、用途が異なるバルブ毎に指標登録部１と実施結果登録部２と閾値決定部３とをその構成要素とする開放点検支援部５を備えている。この例では、用途(１)〜用途（ｎ）のバルブに対して、開放点検支援部５−１〜５−ｎを備えている。

また、用途(１)〜用途（ｎ）のバルブの開放点検を行う場合の慎重性を重視した優先順位を設定する順位設定部６と、用途(１)〜用途（ｎ）のバルブ毎に、順位設定部６に設定されている優先順位と閾値決定部３で決定される閾値Ｂの順位とが整合するように、閾値決定部３で決定される閾値Ｂを自動調整する閾値調整部７とを備えている。

例えば、用途が異なるバルブとして４個のバルブが存在し、閾値決定部３で決定されるべき閾値Ｂが優先順位の高い順にＢｄ，Ｂｃ，Ｂｄ，Ｂａであったとする。このとき、閾値調整部７は、例えば、調整前の閾値Ｂが「Ｂｄ＝０．３０％、Ｂｃ＝０．２５％、Ｂｂ＝０．２０％、Ｂａ＝０．１５％」であった場合、優先順位の低い側の閾値Ｂを上限値として、「Ｂｄ＝０．１５％、Ｂｃ＝０．１５％、Ｂｂ＝０．１５％、Ｂａ＝０．１５％」というように閾値Ｂを調整する。また、例えば、「Ｂｄ＝０．２５％、Ｂｃ＝０．２０％、Ｂｂ＝０．２５％、Ｂａ＝０．３０％」であった場合、優先順位の低い側の閾値Ｂを上限値として、「Ｂｄ＝０．２０％、Ｂｃ＝０．２０％、Ｂｂ＝０．２５％、Ｂａ＝０．３０％」というように閾値Ｂを調整する。

図７に開放点検支援装置１００ＢのＣＰＵが実行する処理動作の概略的なフローチャートを示す。開放点検支援装置１００ＢのＣＰＵは、用途(１)〜用途（ｎ）のバルブの開放点検を行う場合の慎重性を重視した優先順位を設定する（ステップＳ２０１）。そして、用途（１）〜用途（ｎ）のバルブ毎に、そのバルブの開放点検を行うか否かの判定指標として微小開度Ａの履歴を登録し、そのバルブの開放点検を実施した結果としてオペレータからの開放点検実施の妥当性を登録し、開放点検の実施事例（実績ケース）が規定回数に達する毎に閾値Ｂを決定する（ステップＳ２０２−１〜Ｓ２０２−ｎ）。そして、この決定された用途（１）〜用途（ｎ）のバルブ毎の閾値Ｂを、ステップＳ２０１で設定された優先順位と整合するように、調整する（ステップＳ２０３）。

なお、上述した実施の形態１，２では、バルブの開放点検を行うか否かの判定指標を微小開度Ａとしたが、微小開度Ａに限られるものではない。上述した実施の形態１，２では、閾値決定部３が本発明でいう判定基準決定部に相当する。

また、上述した実施の形態１では、説明を簡単とするために、１つのバルブ２００を開放点検の対象としているが、複数のバルブを１グループとして開放点検の対象としてもよい。また、実施の形態２においても、用途が異なる複数のバルブ群を１グループとして開放点検の対象としてもよい。

〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

１…指標登録部、２…実施結果登録部、３…閾値決定部、４…オフセット修正部、５（５−１〜５−ｎ）…開放点検支援部、６…順位設定部、７…閾値調整部、１００（１００Ａ，１００Ｂ）…バルブの開放点検支援装置、２００…バルブ。

Claims (4)

1. バルブの開放点検を行うか否かの判定指標の履歴を登録する指標登録部と、
   前記バルブの開放点検の実施結果としてオペレータから入力される開放点検実施の妥当性を登録する実施結果登録部と、
   前記指標登録部に登録されている判定指標の履歴と前記実施結果登録部に登録されている開放点検実施の妥当性とに基づいて、妥当とされた開放点検実施時の判定指標と、妥当とされなかった開放点検実施時の判定指標とから、前記判定指標に対する判定基準を決定する判定基準決定部と
   を備えることを特徴とするバルブの開放点検支援装置。
2. 請求項１に記載されたバルブの開放点検支援装置において、
   前記判定基準決定部は、
   妥当とされた開放点検実施時の判定指標の代表値と、妥当とされなかった開放点検実施時の判定指標の代表値と、バルブの開放点検を積極的に行うようにするためのオフセットパラメータとから、前記判定指標に対する判定基準を決定し、
   さらに、
   前記判定基準の信頼性に応じて前記オフセットパラメータを修正するオフセット修正部を
   備えることを特徴とするバルブの開放点検支援装置。
3. 請求項１又は２に記載されたバルブの開放点検支援装置において、
   前記指標登録部と前記実施結果登録部と前記判定基準決定部とを用途が異なるバルブ毎に備え、
   さらに、
   前記用途が異なるバルブの開放点検を行う場合の慎重性を重視した優先順位を設定する順位設定部と、
   前記用途が異なるバルブ毎に、前記順位設定部に設定されている優先順位と前記判定基準決定部で決定される判定基準の順位とが整合するように、前記判定基準決定部で決定される判定基準を自動調整する判定基準調整部と
   を備えることを特徴とするバルブの開放点検支援装置。
4. バルブの開放点検を行うか否かの判定指標の履歴を登録する指標登録ステップと、
   前記バルブの開放点検の実施結果としてオペレータから入力される開放点検実施の妥当性を登録する実施結果登録ステップと、
   前記指標登録ステップによって登録された判定指標の履歴と前記実施結果登録ステップ登録された開放点検実施の妥当性とに基づいて、妥当とされた開放点検実施時の判定指標と、妥当とされなかった開放点検実施時の判定指標とから、前記判定指標に対する判定基準を決定する判定基準決定ステップと
   を備えることを特徴とするバルブの開放点検支援方法。