JP2020149660A - 試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 試験装置自体の年間維持費用を算出して試験装置の予算管理を容易にする試験装置を提供する。【解決手段】 年間稼働時間と平均故障間隔（ＭＴＢＦ値）から年間の故障発生回数を算出し、各構成品３ａ〜ｎの修理価格にその故障発生回数を乗算して合計して得られた試験装置自体の年間修理費と、測定器２の校正検定費用と、試験装置の消耗品費用とを算出して、試験装置自体の年間維持費用を算出する試験装置である。【選択図】 図１

Description

本発明は、航空機等に搭載される電子機器の試験装置に係り、特に、試験装置自体の年間維持費用を算出する試験装置に関する。

［従来の技術］
従来の試験装置は、航空機等に搭載される電子機器に対して、複数の試験項目に基づく試験を行うものである。
航空機に搭載される電子機器は、信頼性と高効率での稼動が要求されるため、例えば、冗長化された複数のユニットで構成され、１つのユニットは、交換可能な複数のモジュールで構成されている。
そのため、電子機器が故障した場合に、故障が示されたユニット単位で航空機等から脱着して、試験装置で故障原因を分析することになる。

［整備体制：図２４，２５］
次に、整備体制について図２４，２５を参照しながら説明する。図２４は、整備体制を示す図であり、図２５は、ユニット故障から復旧までの作業内容を示す図である。
従来の整備体制は、図２４，２５に示すように、航空部隊による飛行訓練（フライト）中に電子機器（図２４では「ユニットＡ」とする）が故障した場合、飛行訓練終了後に、対象ユニットが機体から取り外されて交換され、整備部隊へ故障ユニットが搬入される。

整備部隊では、試験前の準備作業を行い、搬入された故障ユニットを試験装置によって試験を行い、故障ユニットを探究する。試験終了後の作業を行い、故障モジュールを正常モジュールと交換し、再度、試験前の準備作業を行い、試験装置によってその正常モジュールを試験し、故障復旧を確認して、試験終了後の作業を行う。

その後、航空部隊が、故障復旧を確認したユニット（良品ユニット）を搬出し、機器への取り付けを行ってユニットの交換を行う。
図２５において、Ｎｏ．３〜５，７〜９の作業項目が試験装置を使用した作業であり、作業時間を管理している項目である。

［関連技術］
尚、関連する先行技術として、特開２０１３−１８６７１７号公報「試験装置」（特許文献１）がある。
特許文献１には、測定制御部が、被試験装置に対して、平均故障時間を用いて故障したモジュールの交換に係る復旧作業予算を算出し、所定期間内の測定器の校正検定予算を算出し、復旧作業予算と校正検定予算を用いて所定期間の保守予算を算出する試験装置が示されている。

特開２０１３−１８６７１７号公報

しかしながら、従来の試験装置では、故障モジュールを特定する機能に留まり、試験装置自体の年間維持費用を算出するものとはなっていないという問題点があった。

特に、航空機の電子機器の試験装置自体の維持費用が高額であるため、被試験装置の電子機器の保守に係る予算を管理すると共に試験装置自体の年間維持費用を算出して管理することは、重要である。

また、試験を行う運用者は、航空機における電子機器のモジュールについて予備モジュールを適宜調達している。調達間隔や数量は、各モジュールの製造会社が提供するＭＴＢＦ（Mean Time Between Failures：平均故障間隔）と保有数によって定められているが、全てのモジュールがＭＴＢＦの通りに故障するものではない。

そのため、適切な調達間隔や数量が算出できていない電子機器の予備モジュールは、予備モジュールの余剰や不足が発生し、予備モジュールの停滞が起こり、電子機器の故障の際に予備モジュールの不足で良品との交換ができず、航空機の稼働率が低下する問題があった。

尚、特許文献１には、被試験装置について所定期間の保守予算を算出することは記載されているが、試験装置自体の年間維持費用及び予備モジュールの調達間隔と数量を算出することは記載がない。

本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、試験装置自体の年間維持費用を算出する試験装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、航空機の電子機器の予備モジュールの調達間隔及び数量を算出する試験装置を提供することを目的とする。

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、電子機器を試験する試験装置であって、電子機器を測定する複数の測定器と、複数の測定器に接続すると共に電子機器に接続する複数の構成品と、測定器及び構成品を制御する制御装置とを備え、制御装置が、年間稼働時間と構成品毎の年間平均故障間隔とにより、構成品毎の年間故障発生回数を算出し、各構成品の修理価格に対応する年間故障発生回数を乗算して合計し、年間維持費用の一部となる年間修理費用を算出することを特徴とする。

本発明は、上記試験装置において、制御装置が、測定器の校正検定が自社検定作業の場合は自社検定作業費用とし、他社検定委託の場合は他社検定委託費用として、それら費用に測定器毎の検定間隔を乗算して合計し、年間維持費用の一部となる校正検定費用を算出することを特徴とする。

本発明は、上記試験装置において、制御装置が、消耗品毎の消耗品費用に年間購入回数を乗算して合計し、年間維持費用の一部となる消耗品費用を算出することを特徴とする。

本発明は、上記試験装置において、制御装置が、複数年度をわたる年間稼働時間と構成品毎の年間平均故障間隔とにより、構成品毎の複数年度にわたる年間故障発生回数を算出して、複数年度における年間修理費を算出することを特徴とする。

本発明は、電子機器を試験する試験装置であって、電子機器を測定する複数の測定器と、複数の測定器に接続すると共に電子機器に接続する複数の構成品と、測定器及び構成品を制御する制御装置とを備え、制御装置が、電子機器の稼動時間合計を各モジュールの故障回数の合計で除算した稼動実績による平均故障間隔を算出し、稼動実績による平均故障間隔に基づいて調達する予備モジュールの調達間隔を算出することを特徴とする。

本発明は、上記試験装置において、制御装置が、保有する予備モジュールの数と算出した予備モジュールの調達間隔に基づいて予測される予備モジュールの調達年度を算出することを特徴とする。

本発明によれば、制御装置が、年間稼働時間と構成品毎の年間平均故障間隔とにより、構成品毎の年間故障発生回数を算出し、各構成品の修理価格に対応する年間故障発生回数を乗算して合計し、年間維持費用の一部となる年間修理費用を算出する試験装置としているので、試験装置自体の年間維持の予算管理を容易に行うことができる効果がある。

本発明によれば、制御装置が、電子機器の稼動時間合計を各モジュールの故障回数の合計で除算した稼動実績による平均故障間隔を算出し、稼動実績による平均故障間隔に基づいて調達する予備モジュールの調達間隔を算出する試験装置としているので、予備モジュールの停滞解消や航空機の稼動率の改善を図ることができる効果がある。

本試験装置の構成概略図である。 構成品群装置の内部構成図である。 本試験装置の構成品毎のＭＴＢＦ値を示す図である。 本試験装置の構成品毎の年間故障予測（発生回数／年度）を示す図である。 本試験装置の構成品毎の修理価格を示す図である。 本試験装置の年間修理費用を示す図である。 校正検定機関に基づく測定器の校正検定費用を示す図である。 検定間隔を設定した測定器の校正検定費用を示す図である。 年間消耗品費用を示す図である。 本試験装置の年間維持費用を示す図である。 複数年度にわたる年間故障予測（発生回数／年度）を示す図である。 複数年度分の試験装置の年間修理費用を示す図である。 複数年度分の測定器の校正検定費用を示す図である。 複数年度分の消耗品費用を示す図である。 本試験装置の複数年度分の年間維持費用を示す図である。 製造会社が提示する電子機器情報を示す図である。 航空機の稼動実績を示す図である。 電子機器の稼動実績を示す図である。 予備モジュール情報を示す図である。 電子機器Ａの稼動実績による各モジュールのＭＴＢＦを示す図である。 予備モジュール調達間隔を示す図である。 予備モジュール調達間隔で調達する数量を示す図である。 予備モジュール数と調達リードタイムを考慮した調達年度及び数量予測を示す図である。 整備体制を示す図である。 ユニット故障から復旧までの作業内容を示す図である。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る試験装置（本試験装置）は、年間稼働時間と平均故障間隔（ＭＴＢＦ値）から年間の故障発生回数を算出し、各構成品の修理価格にその故障発生回数を乗算して合計して得られた試験装置自体の年間修理費と、測定器の校正検定費用と、試験装置の消耗品費用とを算出して、試験装置自体の年間維持費用を算出するものであり、試験装置自体の年間維持の予算管理を容易に行うことができるものである。

本試験装置は、全電子機器の稼動時間合計を各モジュールの故障回数の合計で除算した稼動実績による平均故障間隔（稼動実績によるＭＴＢＦ値）を算出し、稼動実績によるＭＴＢＦ値に基づいて、調達する予備モジュールの調達間隔と調達数量を算出するものであり、予備モジュールの停滞解消や航空機の稼動率の改善を図ることができるものである。

［本試験装置：図１］
本試験装置について図１を参照しながら説明する。図１は、本試験装置の構成概略図である。
本試験装置は、図１に示すように、被試験器用コントローラ１と、複数の測定器２(1) 〜２(N) と、構成品群装置３とを備え、被試験器（Ｘ１）４の試験を行うようになっている。
複数の測定器２(1) 〜２(N) は、総称で「測定器２」と呼ぶことがある。

被試験器用コントローラ（制御装置）１は、各測定器２に有線ケーブルで接続され、各測定器２での測定の動作を制御し、各測定器２での測定データを入力して解析を行い、本試験装置での特徴部分である試験装置自体の年間維持費用を算出する処理を行うものである。

また、被試験器用コントローラ１は、構成品群装置３に切替制御ラインで接続し、構成品群装置３内の構成品を選択し、測定器２と被試験器４との接続を切り替える。
更に、被試験器用コントローラ１は、被試験器４にも有線ケーブルで接続し、試験条件として周波数等の設定を送信し、被試験器４から試験条件の設定に対する応答を受信する。

測定器２は、構成品群装置３内の構成品に対応して設けられており、対応する構成品を介して被試験器４に接続している。
測定器２は、構成品群装置３内の対応する構成品に試験信号を出力し、当該構成品から被試験器４における試験結果の信号を入力して測定を行い、測定結果（測定データ）を被試験器用コントローラ１に出力する。

構成品群装置３は、後述するように、複数の構成品を備え、被試験器用コントローラ１からの切替指示を切替制御ラインから入力し、試験内容に応じて測定器２と被試験器４とを接続する。
また、構成品群装置３内の各構成品は、対応する測定器２からの試験信号を被試験器４用に変換して試験信号を出力し、被試験器４からの試験結果の信号を対応する測定器２に出力する。
尚、本試験装置では、複数種類の被試験器４を試験できるようになっており、被試験器４の種類によって入出力される試験信号が異なり、構成品がそれぞれの信号形式に変換するものである。

被試験器４は、構成品群装置３から試験信号を入力し、それに対する動作結果を試験結果のデータとして構成品群装置３に出力する。
尚、被試験器４は、試験内容によって取り換え可能で、予め設定された複数種類の被試験器４が構成品群装置３に接続するものである。

［構成品群装置の内部構成：図２］
次に、本試験装置における構成品群装置３の内部構成について図２を参照しながら説明する。図２は、構成品群装置の内部構成図である。
構成品群装置３は、図２に示すように、構成品（Ａ）３ａ、構成品（Ｂ）３ｂ、…、構成品（Ｎ）３ｎを備え、各構成品には切替制御ラインが入力され、その切替制御ラインによって指定された構成品がアクティブになって（選択されて）、測定器２と被試験器４との接続を行うようになっている。

［本試験装置における年間維持費用の算出処理］
そして、本試験装置の被試験器用コントローラ１で年間維持費用の算出処理が為される。
具体的には、被試験器用コントローラ１内で、算出処理のプログラムが記憶部に記憶されており、当該プログラムを制御部が読み込んで本試験装置の年間維持費用の算出処理を行う。ここで、記憶部をデータベースとしてもよい。

尚、本試験装置の年間維持費用の算出処理は、本試験装置の年間修理費用の算出処理（第１の算出処理）、本試験装置の測定器の校正検定費用の算出処理（第２の算出処理）、本試験装置の消耗品費用の算出処理（第３の算出処理）を行うものである。
但し、本試験装置の仕様変更（機能追加及び変更）に関する費用は除くものとする。

［本試験装置の年間修理費用の算出処理（第１の算出処理）：図３〜６］
本試験装置の年間修理費用の算出処理は、本試験装置の年間稼働時間、本試験装置の構成品毎の年間故障予測、本試験装置の構成品毎の修理費用の３つの条件を用いて算出する。

［本試験装置の年間稼働時間］
まず、本試験装置の年間稼働時間について説明する。
本試験装置の稼動時間は、図１７のＮｏ．３〜９による電源投入から電源断までの時間とする。ここでは、以下（式１）の通り仮定する。
年間稼働時間＝７時間／日×２０日／月×１２ヶ月＝１６８０時間…（式１）
尚、年間稼動時間は、試験装置の使用時間によって変動するものである。

［本試験装置の構成品毎の年間故障予測：図３，４］
年間故障予測は、本試験装置のＭＴＢＦ（Mean Time Between Failures：平均故障間隔）から下記算出式（式２）により求める。尚、年間故障予測とは、年間に故障が予測される発生回数（年間故障発生回数）である。
年間故障発生回数＝年間稼働時間／ＭＴＢＦ値…（式２）

本試験装置における構成品のＭＴＢＦ値は、初期値として、信頼度予測「ＭＩＬ−ＨＤＢＫ−２１７」を参考に設定値とする。尚、ＭＴＢＦ値は、運用実績に基づき常時更新するようにしている。

図３は、本試験装置の構成品毎のＭＴＢＦ値を示す図である。
図３では、構成品毎に構成品名称、ＭＴＢＦ値（時間）、年間稼働時間（時間）を示しており、当該テーブルが被試験器用コントローラ１の制御部により生成され、記憶部に記憶される。
尚、構成品は、構成品群装置３内の構成品を示してるが、測定器２、被試験器用コントローラ１を構成品に含めて図３のテーブルに設定するようにしてもよい。

次に、本試験装置において構成品毎に年間故障予測（発生回数／年度）を算出する。
図４は、本試験装置の構成品毎の年間故障予測（発生回数／年度）を示す図である。
故障発生回数は、年間稼働時間をＭＴＢＦ値（時間）で割って、余りを切り捨てた値である。図４のテーブルも制御部が生成して記憶部に記憶する。

［本試験装置の構成品毎の修理費用：図５，６］
本試験装置の構成品毎の修理費用について説明する。
構成品の修理価格は、構成品の購入価格の６０％を最大として算出する。
図５は、本試験装置の構成品毎の修理価格を示す図である。
図５では、構成品毎に購入価格とその６０％の修理価格が示されている。当該テーブルも制御部が生成して記憶部に記憶する。

そして、以下の（式３）により、本試験装置の年間修理費用を算出する。
本試験装置の年間修理費用＝年間故障発生回数×全ての構成品の修理価格…（式３）
具体的には、図４に示した本試験装置における構成品毎の故障発生回数に図５の構成品毎の修理価格を乗算し、構成品毎の修理費用を算出し、全ての構成品（Ａ〜Ｄ）の修理費用を加算したのが本試験装置の年間修理費用となる。
図６は、本試験装置の年間修理費用を示す図である。このテーブルも記憶部に記憶される。

つまり、本試験装置の年間修理費用の算出処理は、年間稼働時間と平均故障間隔（ＭＴＢＦ値）から年間の故障発生回数を算出し、各構成品の修理価格にその故障発生回数を乗算して合計したものである。
これにより、年間修理費の予算を容易に管理できるものである。

［本試験装置の測定器の校正検定費用の算出処理（第２の算出処理）：図７，８］
次に、本試験装置における測定器の校正検定費用の算出処理について説明する。
校正検定機関は、国家機関によって認定された自社検定機関と、他社へ委託する他社検定機関がある。自社検定機関の場合は作業費用として、他社検定機関の場合は委託費用として、算出されるものである。

図７は、校正検定機関に基づく測定器の校正検定費用を示す図である。
図７では、測定器毎に、「測定器名称」「自社検定作業費用」「他社検定委託費用」、そして「校正検定費用」を設定している。当該テーブルも被試験器用コントローラ１の制御部が生成して記憶部に記憶する。

更に、校正検定間隔を設定した測定器の校正検定費用の表を生成する。校正検定間隔は、年に何回校正検定が行われるのかを示すものである。
図８は、検定間隔を設定した測定器の校正検定費用を示す図である。
図８では、測定器毎に、測定器名称、検定間隔、図７の校正検定費用に検定間隔を乗算した校正費用が設定され、校正費用の合計が本試験装置の年間校正検定費用となっている。当該テーブルも被試験器用コントローラ１の記憶部に記憶される。
尚、図８では、校正間隔が全て「年１回」となっているため、図７の校正検定費用に「１」を乗算した値が校正費用となっているが、検定間隔が「年２回」であれば、校正検定費用に「２」を乗算した値が校正費用となるものである。

つまり、本試験装置における測定器の校正検定費用の計算処理は、測定器毎に自社検定作業か、他社検定委託かを判定し、いずれかに該当する場合には、自社検定作業費用又は他社検定委託費用を取得し、それらを校正検定費用とし、その校正検定費用に測定器毎の検定間隔を掛け合わせて測定器の年間校正費用を算出し、それらを合計して本試験装置の年間校正検定費用を算出するものである。

［本試験装置の消耗品費用の算出処理（第３の算出処理）：図９］
次に、本試験装置の消耗品費用の算出処理について図９を参照しながら説明する。図９は、年間消耗品費用を示す図である。
被試験器用コントローラ１の制御部は、本試験装置の稼動に要する消耗品の価格と所要から年間消耗品費用を算出する。
具体的には、図９に示すように、消耗品毎に、「消耗品名称」、「消耗品価格」、「所要（年間購入回数）」を設定し、消耗品価格に所要を乗算して「年間消耗品費用」を算出して、これらを合計して、本試験装置の年間消耗品費用を算出する。当該テーブルも被試験器用コントローラ１の記憶部に記憶される。

つまり、本試験装置における消耗品費用の算出処理は、本試験装置に用いられる消耗品を抽出し、当該消耗品に対応する消耗品価格を取得し、消耗品毎の所要（年間購入回数）を取得して、消耗品価格に所要を乗算して消耗品毎の年間消耗品費用を計算し、それらを合計して本試験装置の消耗品費用を取得するものである。

［本試験装置の年間維持費用の算出：図１０］
上述したように、図３〜９のテーブルは、被試験器用コントローラ１の記憶部に記憶され、特に、図６の本試験装置の年間修理費用、図８の測定器の年間校正検定費用、図９の本試験装置の年間消耗品費用を参照して本試験装置の年間維持費用を算出する。
図１０は、本試験装置の年間維持費用を示す図である。
図１０では、本試験装置の年間修理費用、測定器の年間校正検定費用、本試験装置の年間消耗品費用を、それぞれ維持費用として合計し、本試験装置の年間修理費用を算出している。

尚、各項目の費用及び故障発生回数等は、本試験装置での試験ログ、特に、本試験装置自体の試験における運用のログを取得し、運用実績に基づいて常時更新するようにしているので、維持費用の見積り精度を向上させることができるものである。

本試験装置によれば、装置で保有するＭＴＢＦ値や稼動時間等の整備作業情報を以上説明したテーブル等に入力・設定する機能を設けることで、試験装置に対する年間維持費用（年間維持予算）を算出でき、予算計画を容易に行うことができる効果がある。

［応用例／複数年先の維持費用］
以上では、１年分の維持費用の算出処理について説明したが、１度のテーブル等の設定により、複数年先の維持費用を算出することが可能である。その算出処理について説明する。

［本試験装置の複数年分の年間修理費用：図１１，１２］
上記の（式１）の年間稼働時間の計算式、（式２）の年間故障発生回数の計算式、図３のＭＴＢＦ値を元に、年間故障発生回数（年間故障予測）を複数年分算出すると、図１１のようになる。
図１１は、複数年度にわたる年間故障予測（発生回数／年度）を示す図である。当該テーブルは、被試験器用コントローラ１の制御部で生成されて、記憶部に記憶される。

図１１では、構成品毎に、「構成品名称」「Ｘ年度の故障発生回数」「Ｘ＋１年度の故障発生回数」「Ｘ＋２年度の故障発生回数」…「Ｘ＋Ｙ年度の故障発生回数」を示している。
図１１において、構成品Ｃ，Ｄでは、年度によって故障発生回数が「２」となっているのは、ＭＴＢＦ値（時間）の周期によって１年に２回故障が発生することがあることを示している。

図１１の年間故障予測に基づいて構成品毎の修理費を乗算して年間修理費用を算出したのが、図１２である。図１２は、複数年度分の試験装置の年間修理費用を示す図である。当該テーブルも、被試験器用コントローラ１の制御部で生成されて、記憶部に記憶される。
図１２では、構成品毎に「構成品名称」「Ｘ年度の修理費」「Ｘ＋１年度の修理費」「Ｘ＋２年度の修理費」…「Ｘ＋Ｙ年度の修理費」が示され、年度毎の合計が年間修理費用となる。

つまり、本試験装置は、年間稼働時間を複数年度にわたる連続した時間とし、その時間内でＭＴＢＦ値（時間）を割り当てることで、年度毎に故障発生回数を算出し、その故障発生回数を構成品の修理費用単価に乗算することで年度毎の修理費用を計算できるものであり、本試験装置の修理費用を複数年分にわたり管理することができる。

［本試験装置の複数年分の測定器の校正検定費用：図１３］
本試験装置の複数年分の測定器の校正検定費用の算出処理について説明する。
図７を元に、測定器の校正検定費用を複数年分算出したのが図１３である。図１３は、複数年度分の測定器の校正検定費用を示す図である。図１３のテーブルも被試験器用コントローラ１の制御部で生成されて、記憶部に記憶される。

図１３では、構成品毎に「構成品名称」「検定間隔」「Ｘ年度の校正費用」「Ｘ＋１年度の校正費用」「Ｘ＋２年度の校正費用」…「Ｘ＋Ｙ年度の校正費用」を示している。
これにより、年度毎に測定器の校正費用を複数年度分算出できるものである。

［本試験装置の複数年分の消耗品費用：図１４］
本試験装置の複数年分の消耗品費用の算出処理について説明する。
図９を元に、消耗品費用を複数年分算出したのが図１４である。図１４は、複数年度分の消耗品費用を示す図である。当該テーブルも、被試験器用コントローラ１の制御部で生成されて、記憶部に記憶される。

図１４では、消耗品毎に「消耗品名称」「所要（年間購入回数）」「Ｘ年度の消耗品費用」「Ｘ＋１年度の消耗品費用」「Ｘ＋２年度の消耗品費用」…「Ｘ＋Ｙ年度の消耗品費用」を示している。消耗品費用は、消耗品価格に所要（年間購入回数）を乗算して算出したものである。
これにより、年度毎に消耗品費用を複数年度分算出できるものである。

［複数年度の本試験装置の年間維持費用：図１５］
以上計算処理した複数年度の本試験装置の年間修理費、年間校正検定費用、年間消耗品費用から、本試験装置の複数年分の年間維持費用が算出される。
図１５は、本試験装置の複数年度分の年間維持費用を示す図である。当該テーブルも、被試験器用コントローラ１の制御部で生成されて、記憶部に記憶される。

図１５では、維持費用項目毎に「維持費用項目」「Ｘ年度の維持費用」「Ｘ＋１年度の維持費用」「Ｘ＋２年度の維持費用」…「Ｘ＋Ｙ年度の維持費用」が設定される。
維持費用項目は、「試験装置の年間修理費用」「測定器の年間校正検定費用」「試験装置の年間消耗品費用」である。
そして、各年度の縦方向に合計したのが、各年度の本試験装置の年間維持費用となる。

［電子機器の予備モジュールの調達間隔及び数量の算出：図１６〜２３］
次に、本試験装置が、航空機の電子部品の予備モジュールの調達間隔及び数量を算出する処理について図１６〜２３を参照しながら説明する。図１６は、製造会社が提示する電子機器情報を示す図であり、図１７は、航空機の稼動実績を示す図であり、図１８は、電子機器の稼動実績を示す図であり、図１９は、予備モジュール情報を示す図であり、図２０は、電子機器Ａの稼動実績による各モジュールのＭＴＢＦを示す図であり、図２１は、予備モジュール調達間隔を示す図であり、図２２は、予備モジュール調達間隔で調達する数量を示す図であり、図２３は、予備モジュール数と調達リードタイムを考慮した調達年度及び数量予測を示す図である。

図１６〜２３を用いて説明する本試験装置は、稼動実績によるＭＴＢＦを算出し、その稼動実績によるＭＴＢＦに基づいて予備モジュールの調達間隔と調達数量を算出し、調達年度と調達数量を予測するものである。

［前提条件］
航空機の電子機器の予備モジュールの調達間隔及び数量の算出処理について説明する前に、前提条件を説明する。
試験装置は、航空機の電子機器の定期整備等で使用され、電子機器の機能確認や故障探究を可能とするものである。故障探究では、電子機器を構成するモジュール単位に故障部位の特定が可能である。

試験装置による試験によって「不良」と判定されると、故障に該当するモジュールの故障推定順位が表示される。試験を実施した運用者は、表示された順位に従い、故障したモジュールを予備モジュールと交換し、試験装置により再度試験を実施する。不良の試験項目がなくなるまで、予備モジュールと交換し、試験装置での再試験のサイクルを実施する。

電子機器の稼働実績、モジュールの故障実績及び航空機の稼動実績は、運用者により帳票等で管理され、電子機器は器材番号、航空機は機体番号毎に管理されている。予備モジュールは最低１つ保有するものと仮定する。航空機の１機分の年間の稼動時間を７２０時間と仮定する。電子機器の稼動時間は、航空機上で使用されていた時間とし、航空機は１機種と仮定する。航空機の稼動時間の実績の合計と電子機器の稼動時間の実績の合計は同じとし、航空機の稼動時間は、稼動開始日から２０１８年４月末までの期間と仮定する。

試験装置において、電子機器のＭＴＢＦ及び調達リードタイム（月数）、電子機器が搭載されている航空機の稼動実績、電子機器の稼動実績、予備モジュール情報を制御装置（被試験用コントローラ）１で保有することで、電子機器に関する情報の管理を容易に行うことができる。

［製造会社が提示する電子機器情報：図１６］
電子機器の情報は、各製造会社より提示されており、図１６に示すように、電子機器として、例えば「電子機器Ａ」は、モジュール「Ａ−１」〜「Ａ−５」の５つのモジュールを備えており、各モジュールに製造会社が提示するＭＴＢＦ（時間／件）が設定され、更に各モジュールに対応した調達リードタイム（月）が設定されて、制御装置１の記憶部にテーブルで記憶されている。
尚、これまで使用してきたＭＴＢＦは、製造会社が提示するＭＴＢＦであり、それを「製造会社のＭＴＢＦ」又は「製造会社ＭＴＢＦ」と略することがある。また、後述する稼動実績に基づくＭＴＢＦを「稼動実績のＭＴＢＦ」又は「稼動実績ＭＴＢＦ」と略し、区別している。

［航空機の稼動実績：図１７］
また、前提条件により、航空機の稼動実績は、図１７に示すように、航空機、例えば「航空機Ｘ」について、機体番号「Ｘ−１」〜「Ｘ−４」の４機を有しており、各機体番号に稼動開始年月が設定され、更に２０１８年４月を現在とした場合に、各機体番号に対応して各稼動開始年月から現在までで記憶されている稼動期間（月）と稼動時間（時間）を取得して設定され、制御装置１の記憶部にテーブルで記憶されている。
尚、稼動期間と稼動時間は、全ての機体番号の合計が計算されて記憶されている。

［電子機器の稼動実績：図１８］
また、前提条件により、電子機器の稼動実績は、図１８に示すように、電子機器、例えば「電子機器Ａ」について、器材番号「１−１」〜「１−５」の５台の器材が設けられており、各器材番号に対応してモジュール毎（「Ａ−１」〜「Ａ−５」毎）に故障回数が演算されて設定され、また、器材番号毎に稼動時間（時間）が設定されて、制御装置１の記憶部にテーブルで記憶されている。

故障回数は、図４で説明したように、年間稼働時間を製造会社ＭＴＢＦで割って、余りを切り捨てた値である。
また、電子機器Ａの器材番号毎の稼動時間は、前提条件で電子機器の稼動時間は航空機上で使用された時間としたので、図１７の稼動時間をそのまま使用している。
尚、モジュール毎の故障回数と稼動時間は、全ての器材番号の合計が計算されて記憶されている。

［予備モジュール情報：図１９］
また、保有する予備モジュール情報は、図１９に示すように、モジュール毎（「Ａ−１」〜「Ａ５」毎）に予備モジュール数が設定されて、制御装置１の記憶部にテーブルで記憶される。

［電子機器の稼動実績による各モジュールのＭＴＢＦ：図２０］
本試験装置では、より正確な調達間隔を算出するために、製造会社ＭＴＢＦではなく稼動実績に基づくＭＴＢＦ（「稼動実績のＭＴＢＦ」と称することがある）を算出する。
稼動実績に基づいた電子機器Ａの各モジュールのＭＴＢＦを以下の（式４）で算出する。
稼動実績によるモジュールのＭＴＢＦ＝全電子機器の稼動時間合計／モジュールの故障回数合計…（式４）

図１８に示す通り、全電子機器Ａの稼動時間合計は、１９，２００時間であり、各モジュールの故障回数合計は、Ａ−１が３回、Ａ−２が１回、Ａ−３が１１回、Ａ−４が３回、Ａ−５が１回であるので、式４による演算結果は、電子機器Ａの稼動実績による各モジュールのＭＴＢＦ（稼動実績のＭＴＢＦ）は、図２０に示すように、モジュールＡ−１が６，４００（時間／件）、Ａ−２が１９，２００（時間／件）、Ａ−３が１，７４５（時間／件）、Ａ−４が６，４００（時間／件）、Ａ−５が１９，２００（時間／件）となる。

［航空機の年間稼働時間実績］
航空機の年間の稼動時間の実績を以下の（式５）で算出する。
航空機の年間の稼動時間実績＝航空機の稼動時間の合計／航空機の稼動期間合計…（式５）
図１７に示す通り、航空機Ｘの稼動時間の合計は、１９，２００時間であり、航空機Ｘの稼動期間合計は、１９．８年（２３８ヶ月）であるので、式５の演算結果である航空機Ｘの年間稼働時間実績は、９６９．７時間／年となる。

［モジュールの年間故障件数の算出］
次に、モジュールの年間故障件数を以下の（式６）で算出する。
モジュールの年間故障件数＝（航空機１機の年間の稼動時間×航空機の数）／モジュールのＭＴＢＦ…（式６）

前提条件（航空機１機の年間の稼動時間：７２０時間）と図１７の機体番号「Ｘ−１」〜「Ｘ４」の航空機数：４機、更に図１６により、各モジュールの製造会社のＭＴＢＦに基づいた年間故障件数は、式６によって算出される。
（航空機１機の年間の稼動時間×航空機の数）＝７２０時間／年×４機＝２，８８０時間／年となる。モジュール「Ａ−１」〜「Ａ−５」の製造会社のＭＴＢＦに基づく年間故障件数は、以下の通りである。

Ａ−１：（２，８８０時間／年）／３５，０００時間／件＝０．０８（件／年）
Ａ−２：（２，８８０時間／年）／２５，０００時間／件＝０．１２（件／年）
Ａ−３：（２，８８０時間／年）／６０，０００時間／件＝０．０５（件／年）
Ａ−４：（２，８８０時間／年）／３５，０００時間／件＝０．０８（件／年）
Ａ−５：（２，８８０時間／年）／１０，０００時間／件＝０．２９（件／年）
尚、各モジュールの製造会社のＭＴＢＦに基づく年間故障件数は、小数第３位を四捨五入している。

そして、図２０（電子機器の稼動実績による各モジュールのＭＴＢＦ）と式５で算出された航空機の年間稼動時間実績：９６９．７時間／年及び航空機の数４機により、「Ａ−１」〜「Ａ−５」の各モジュールの稼動実績のＭＴＢＦに基づいた年間故障件数は式６によって以下のように算出される。
ここで、（航空機１機の年間の稼動時間×航空機の数）＝９６９．７時間／年×４機＝３，８７８．８時間／年となる。

Ａ−１：（３，８７８．８時間／年）／ ６，４００時間／件＝０．６（件／年）
Ａ−２：（３，８７８．８時間／年）／１９，２００時間／件＝０．２（件／年）
Ａ−３：（３，８７８．８時間／年）／ １，７４５時間／件＝２．２（件／年）
Ａ−４：（３，８７８．８時間／年）／ ６，４００時間／件＝０．６（件／年）
Ａ−５：（３，８７８．８時間／年）／１９，２００時間／件＝０．２（件／年）
尚、各モジュールの稼動実績のＭＴＢＦの年間故障件数は、小数第２位を四捨五入している。

［予備モジュール調達間隔：図２１］
そして、モジュール１個が故障する間隔（予備モジュールの調達間隔）は、以下の（式７）で算出される。
モジュール１個の年間故障間隔＝１（件）／年間故障件数（件／年）…（式７）
モジュール１個の年間故障間隔をモジュール毎に算出した製造会社ＭＴＢＦと稼動実績ＭＴＢＦを用いて式７で算出したものが図２１である。図２１が予備モジュールの調達間隔を表している。

例えば、モジュールＡ−１について、製造会社ＭＴＢＦによる年間故障間隔は、１（件）／製造会社ＭＴＢＦの年間故障件数（件／年）＝１／０．０８＝１２．５（年）である。
また、モジュールＡ−１について、稼動実績ＭＴＢＦによる年間故障間隔は、１（件）／稼動実績ＭＴＢＦの年間故障件数（件／年）＝１／０．６＝１．７（年）（小数第２位を四捨五入）である。

［予備モジュール調達間隔で調達する数量：図２２］
図２１に示した予備モジュールの稼動実績ＭＴＢＦに基づく調達間隔に従って１回に調達する予備モジュールの数量が図２２に示している。
具体的には、図２１，２２に示すように、モジュール「Ａ−１」「Ａ−４」は調達間隔が１．７年で数量が１個で、モジュール「Ａ−２」「Ａ−５」は調達間隔が５年で数量が１個である。但し、モジュール「Ａ−３」は、調達間隔が０．５年に数量１個の調達の計算となるが、調達を１年に１回とすると２個を調達する計算となる。
稼動実績に基づき航空機情報と電子機器情報を常時更新していくことで、調達間隔及び数量の算出精度を向上させることができる。

［予備モジュール数と調達リードタイムを考慮した調達年度及び数量予測：図２３］
制御装置１の記憶部に記憶された図１９の保有する予備モジュールの数、図２１，２２のテーブルの予備モジュールの調達間隔及び数量と図１６の調達リードタイムを考慮すると、予備モジュールの調達年度及び数量予測は、図２３に示すように算出される。図２３のテーブルは、制御装置１の記憶部に記憶される。

具体的には、図２３に示すように、モジュール毎に保有する予備モジュール数、調達年度、調達数量が設定される。
例えば、モジュール「Ａ−１」については、図１９から保有する予備モジュール数は「３」個であり、図２１から予測される調達年度は、２０２２年度（２０１８年４月現在＋１．７年［稼動実績ＭＴＢＦ］×３個−１１ヵ月［リードタイム］）で、図２２から予測される調達数量は「１」個となる。

本試験装置によれば、図２１，２２の稼動実績ＭＴＢＦに基づく予備モジュールの調達間隔及び現在保有している数量に基づいて算出された図２３の予測される予備モジュールの調達年度と調達数量を運用者に提供することで、予備モジュールの停滞解消や航空機の稼動率の改善を図ることができる。

［実施の形態の効果］
本試験装置によれば、年間稼働時間と平均故障間隔（ＭＴＢＦ値）から年間の故障発生回数を算出し、各構成品３ａ〜ｎの修理価格にその故障発生回数を乗算して合計して得られた試験装置自体の年間修理費と、測定器２の校正検定費用と、試験装置の消耗品費用とを算出して、試験装置自体の年間維持費用を算出するものであり、試験装置自体の年間維持の予算管理を容易に行うことができる効果がある。

また、本試験装置によれば、複数年度にわたる年間維持費用を算出でき、複数年度にわたる予算管理を容易に行うことができる効果がある。

また、本試験装置によれば、稼動実績ＭＴＢＦに基づく予備モジュールの調達間隔及び調達数量を適切に算出し、運用者に提供することで、予備モジュールの停滞解消や航空機の稼動率の改善を図ることができる効果がある。

本発明は、試験装置自体の年間維持費用を算出する試験装置に好適である。

１…被試験器用コントローラ、 ２…測定器、 ３…構成群装置、 ３ａ〜ｎ…構成品、 ４…被試験器、

Claims (6)

1. 電子機器を試験する試験装置であって、
   前記電子機器を測定する複数の測定器と、
   前記複数の測定器に接続すると共に前記電子機器に接続する複数の構成品と、
   前記測定器及び前記構成品を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置が、年間稼働時間と前記構成品毎の年間平均故障間隔とにより、前記構成品毎の年間故障発生回数を算出し、前記各構成品の修理価格に対応する前記年間故障発生回数を乗算して合計し、年間維持費用の一部となる年間修理費用を算出することを特徴とする試験装置。
2. 制御装置は、測定器の校正検定が自社検定作業の場合は自社検定作業費用とし、他社検定委託の場合は他社検定委託費用として、それら費用に前記測定器毎の検定間隔を乗算して合計し、年間維持費用の一部となる校正検定費用を算出することを特徴とする請求項１記載の試験装置。
3. 制御装置は、消耗品毎の消耗品費用に年間購入回数を乗算して合計し、年間維持費用の一部となる消耗品費用を算出することを特徴とする請求項１又は２記載の試験装置。
4. 制御装置は、複数年度をわたる年間稼働時間と構成品毎の年間平均故障間隔とにより、前記構成品毎の前記複数年度にわたる年間故障発生回数を算出して、前記複数年度における年間修理費を算出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の試験装置。
5. 電子機器を試験する試験装置であって、
   前記電子機器を測定する複数の測定器と、
   前記複数の測定器に接続すると共に前記電子機器に接続する複数の構成品と、
   前記測定器及び前記構成品を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置が、電子機器の稼動時間合計を各モジュールの故障回数の合計で除算した稼動実績による平均故障間隔を算出し、前記稼動実績による平均故障間隔に基づいて調達する予備モジュールの調達間隔を算出することを特徴とする試験装置。
6. 制御装置は、保有する予備モジュールの数と算出した予備モジュールの調達間隔に基づいて予測される予備モジュールの調達年度を算出することを特徴とする請求項５記載の試験装置。