JP2023071209A - フォールトツリー作成方法、フォールトツリー作成装置およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】系統図から自動的にフォールトツリーを作成する方法を提供する。【解決手段】フォールトツリー作成方法は、プラントの構成要素の接続関係を示す系統図を取得するステップと、系統図に含まれる評価対象の系統である対象系統が有する構成要素の接続関係に基づいて、対象系統が機能を喪失するときの構成要素の状態についての論理条件を算出するステップと、算出した論理条件に基づいて、前記対象系統が機能を喪失することを頂上事象とするフォールトツリーを作成するステップと、を有する。【選択図】図１

Description

本開示は、フォールトツリー作成方法、フォールトツリー作成装置およびプログラムに関する。

原子力発電プラントのリスク評価に確率論的リスク評価（Probabilistic Risk Assessment:ＰＲＡ）モデル（以下、ＰＲＡモデルと記載する。）が用いられる。ＰＲＡモデルを漏れなく作成するために、プラントの系統図から機器等を網羅的に抽出し、抽出した機器等の故障モードの検討を行って、イベントツリーやフォールトツリーを作成する。特許文献１には、システムを構成する機器とその機器の機能不全モードを入力し、各機器の機能不全モードを組み合わせて、危険な事象の発生につながる危険シナリオを作成し、作成した危険性シナリオをフローチャート形式で表して、そのフローチャートからフォールトツリーを作成するシステムが開示されている。特許文献１には、プラントの系統図からフォールトツリーを作成することについては記載が無い。

特許第３６２２３０２号公報

ＰＲＡモデルの構築を行う場合、プラントの系統図から機器を抽出し、フォールトツリーを作成するという作業を行うが、現状、この作業は手動で実施されており、多くの労力や作業時間を要している。系統図からフォールトツリーを作成する作業を効率的に行う方法が求められている。

本開示は、上記課題を解決することができるフォールトツリー作成方法、フォールトツリー作成装置およびプログラムを提供する。

本開示の評価対象のフォールトツリー作成方法は、プラントの構成要素の接続関係を示す系統図を取得するステップと、前記系統図に含まれる評価対象の系統である対象系統が有する前記構成要素の接続関係に基づいて、前記対象系統が機能を喪失するときの前記構成要素の状態についての論理条件を算出するステップと、算出された前記論理条件に基づいて、前記対象系統が機能を喪失することを頂上事象とするフォールトツリーを作成するステップと、を有する。

また、本開示のフォールトツリー作成装置は、プラントの構成要素の接続関係を示す系統図を取得する手段と、前記系統図に含まれる評価対象の系統である対象系統が有する前記構成要素の接続関係に基づいて、前記対象系統が機能を喪失するときの前記構成要素の状態についての論理条件を算出する手段と、算出された前記論理条件に基づいて、前記対象系統が機能を喪失することを頂上事象とするフォールトツリーを作成する手段と、を有する。

また、本開示のプログラムは、コンピュータに、プラントの構成要素の接続関係を示す系統図を取得するステップと、前記系統図に含まれる評価対象の系統である対象系統が有する前記構成要素の接続関係に基づいて、前記対象系統が機能を喪失するときの前記構成要素の状態についての論理条件を算出するステップと、算出された前記論理条件に基づいて、前記対象系統が機能を喪失することを頂上事象とするフォールトツリーを作成するステップと、を実行させる。

上述のフォールトツリー作成方法、フォールトツリー作成装置およびプログラムによれば、系統図から、フォールトツリーを自動的に作成することができる。

実施形態のフォールトツリー作成装置の一例を示す機能ブロック図である。 実施形態に係る系統図データの一例を示す第１図である。 実施形態に係る系統図データの一例を示す第２図である。 実施形態に係る系統図データの一例を示す第３図である。 実施形態に係るブロック分割処理の一例を示すフローチャートである。 実施形態に係るブロック分割後の系統図の一例を示す図である。 実施形態に係る機器リストの一例を示す図である。 実施形態に係るＦＴ作成処理の一例を示すフローチャートである。 実施形態に係るＦＴ作成処理を説明する第１図である。 実施形態に係るＦＴ作成処理を説明する第２図である。 実施形態に係るＦＴ作成処理を説明する第３図である。 実施形態に係るＦＴ作成処理を説明する第４図である。 実施形態に係るＦＴ作成処理を説明する第５図である。 実施形態に係る枝管に対する処理を説明する第１図である。 実施形態に係る枝管に対する処理を説明する第２図である。 実施形態に係るフォールトツリー作成装置の動作の一例を示すフローチャートである。 実施形態に係るフォールトツリー作成装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

＜実施形態＞
以下、本開示のフォールトツリー作成方法について、図１～図８を参照して説明する。
（システム構成）
図１は、実施形態に係るフォールトツリー作成装置の一例を示す機能ブロック図である。フォールトツリー作成装置１０は、原子力プラント等の評価対象の系統図からフォールトツリーを自動的に作成する。以下、フォールトツリー作成装置１０をＦＴ作成装置１０、フォールトツリーをＦＴと記載する場合がある。

ＦＴ作成装置１０は、評価対象の系統図データを取得するデータ取得部１１と、ユーザの操作を受け付ける入力受付部１２と、系統図データからＦＴを作成する処理の実行制御を行う制御部１３と、作成されたＦＴ等を表示装置や電子ファイルとして出力する出力部１４と、系統図データや処理中の各種データなどを記憶する記憶部１５と、を備える。

（系統図データ）
データ取得部１１は、ＣＡＤデータなどのプラントの系統図データを取得する。ここで、図２Ａ～図２Ｃを参照する。図２Ａ～図２Ｃに、系統図データの一例として、あるプラントのＣＡＤデータの一部を示す。図２Ａの系統図において、Ｐ１～Ｐ８は配管、Ｄ１～Ｄ３は機器、Ｃ１～Ｃ３は分岐点又は合流点を示し、流体の流れの始点と終点１、終点２が示されている。例えば、バルブＤ１は、配管Ｐ２と配管Ｐ３とを接続する。また、配管Ｐ３には、バルブＤ１の他にバルブＤ２、分岐点Ｃ２において配管Ｐ８が接続されている。一般にプラント系統図を表示するＣＡＤデータには、図２Ｂに例示する配管構成データ、図２Ｃに例示する配管接続データが含まれ、これらのデータに基づいて、図２Ａに例示する系統図が出力される。あるいは、図２Ａの系統図に基づいて、図２Ｂの配管構成データ、図２Ｃの配管接続データを作成することが可能である。図２Ｂに例示するＣＡＤデータは配管Ｐ３に関するデータを抜粋したものであり、図２Ｃに例示するＣＡＤデータは配管Ｐ１、Ｐ３、Ｐ４に関するデータを抜粋したものである。

図２Ｂに例示するように、配管構成データには、配管ごとにその配管に接続されるバルブ等の機器や分岐、合流の情報などが設定されている。図２Ａを参照して説明したように、例えば、配管Ｐ３には、バルブＤ１～Ｄ２、分岐点Ｃ２において配管Ｐ８が接続されている。この構成は、図２Ｂの配管構成データでは、２～４行目に設定されている。つまり、配管Ｐ３に対し、バルブＤ１、バルブＤ２、分岐点Ｃ２のＴＹＰＥ（機器の種類）、合流／分岐の区分、サイズ（配管径）、機器が配置されている位置のＸＹ座標情報などが設定されている。ＸＹ座標情報は、図２Ａの系統図における座標位置を示している。

図２Ｃの配管接続データには、配管同士の接続情報と配管を流れる流体の流れ方向が設定されている。例えば、配管Ｐ３は、配管Ｐ２、配管Ｐ４、配管Ｐ８と接続している。また、流体は、配管Ｐ２、配管Ｐ３、配管Ｐ４の方向、又は、配管Ｐ２、配管Ｐ３、配管Ｐ８の方向、又は、配管Ｐ８、配管Ｐ３、配管Ｐ４の方向に流れる。この接続情報を定義するために、ライン番号の欄に配管Ｐ３、ＦＲＯＭ欄に配管Ｐ２、ＴＯ欄に配管Ｐ４、Ｐ８が設定されている。また、配管Ｐ８から流体が流れ込む場合について、配管Ｐ３、ＦＲＯＭ欄に配管Ｐ８、ＴＯ欄に配管Ｐ４が設定されている。同様に配管Ｐ４については、ＦＲＯＭ欄に配管Ｐ３、ＴＯ欄に「終点１」が設定され、配管Ｐ１については、ＦＲＯＭ欄に「始点」、ＴＯ欄に配管Ｐ２、Ｐ５が設定されている。

このように、系統図データ（配管構成データや配管接続データ）では、配管と配管の接続関係、配管と機器（バルブ、ポンプなど）の接続関係が定義され、系統における合流点や分岐点を解析できるようになっている。データ取得部１１は、系統図データとして、配管構成データ（図２Ｂ）と配管接続データ（図２Ｃ）を取得する。

なお、図２Ａでは、後の説明のために、ＣＡＤデータに加え、流体の流れ方向を追加で示している。図２Ａに例示する系統は、２つの機能を発揮する。１つ目は、始点から終点１へ流体を注入する機能、２つ目は、始点から終点２へ流体を注入する機能である。１つ目の機能（機能１と記載する。）を発揮する場合、流体は、配管Ｐ１、配管Ｐ２、配管Ｐ３、配管Ｐ４を通過して終点１へ流れ込む。あるいは、流体は、配管Ｐ１、配管Ｐ５、配管Ｐ６、配管Ｐ８、配管Ｐ４を通過して終点１へ流れ込む。２つ目の機能（機能２と記載する。）を発揮する場合、流体は、配管Ｐ１、配管Ｐ５、配管Ｐ６、配管Ｐ７を通過して終点２へ流れ込む。あるいは、流体は、配管Ｐ１、配管Ｐ２、配管Ｐ３、配管Ｐ８、配管Ｐ７を通過して終点２へ流れ込む。配管Ｐ８は、配管Ｐ３と配管Ｐ６および配管Ｐ７とを結ぶタイラインであって、矢印で示すように分岐点Ｃ２から分岐点Ｃ３の方向、分岐点Ｃ３から分岐点Ｃ２の方向のどちらにも流体が流れ得る。図２Ａの系統図からＦＴを作成する場合には、機能１又は機能２の何れかに注目してその機能が失われることを頂上事象とするＦＴを作成する。また、注目する機能の発揮のために流体が流れる配管（系統の機能達成に必要な経路）を主配管とよび、流れない配管であるが系統の機能達成にあたり評価対象とすべき経路を枝管とよぶ。例えば、機能１の場合、配管Ｐ７には流体が流れないが、配管Ｐ７でリークが生じると機能１に影響を及ぼす可能性があるため配管Ｐ７は枝管であり、他の配管Ｐ１～Ｐ６、配管Ｐ８は主配管となる。機能２の場合、配管Ｐ４は枝管であり、他の配管Ｐ１～Ｐ３、配管Ｐ５～Ｐ８は主配管となる。

図１に戻り、入力受付部１２は、タッチパネル、キーボードなどの入力装置を含んで構成され、ユーザが入力装置を用いて行った操作を受け付け、操作に応じた情報を生成し、生成した情報を制御部１３に出力する。

制御部１３は、系統図データからＦＴを作成する。制御部１３は、系統図データを解析する解析部１３１と、その解析結果を用いてＦＴを作成するＦＴ作成部１３２と、を備える。

（ブロックへの分割）
解析部１３１は、系統図データを解析して、系統図をブロックに分割する。ブロックに分割することにより、１つのブロックを１つの構成とみなして、各構成の故障を基事象とするＦＴを作成する。これにより、簡潔で視認性の高いＦＴを自動的に作成することができる。次に図３Ａを参照して、系統図をブロックへ分割する処理について説明する。解析部１３１は、系統図のデータから始点、終点、分岐点、合流点を抽出する（ステップＳ１）。解析部１３１は、配管構成データ（図２Ｂ）の「合流／分岐」欄や、配管接続データ（図２Ｃ）の「ＦＲＯＭ」欄、「ＴＯ」欄を参照して始点、終点、分岐点、合流点を抽出する。次に、解析部１３１は、始点から終点へ辿りブロックを設定する（ステップＳ２）。解析部１３１は、始点から流れの下流の方向へ配管を辿っていき、分岐点、合流点、終点のいずれかに到達するまでを１ブロックと設定することを繰り返す。図２Ａの系統図を例に具体的に説明する。まず、解析部１３１は、始点から終点１までの流れについてブロック分割を行う。解析部１３１は、始点から開始して配管Ｐ１を下流へ辿る。合流点Ｃ１にぶつかると、解析部１３１は、始点から合流点Ｃ１までを一つのブロックとして設定する。このブロックをＢＬＫ００１とする。ＢＬＫ００１を図３Ｂに示す。次に解析部１３１は、合流点Ｃ１から配管Ｐ２に沿った流れを下流へ辿り、バルブＤ１に遭遇するが、これは、始点、終点、分岐点、合流点の何れでもない為、続いて配管Ｐ３に沿って下流方向に辿り分岐点Ｃ２に至る。分岐点Ｃ２は配管Ｐ８への分岐点となる為、解析部１３１は、合流点Ｃ１から分岐点Ｃ２までを１つのブロック、ＢＬＫ００２として設定する（図３Ｂ）。同様にして、解析部１３１は、分岐点Ｃ２から終点１までを１つのブロック、ＢＬＫ００４として設定する。解析部１３１は、合流点Ｃ１から配管Ｐ５に沿った流れについても同様の処理を行い、図３Ｂに例示するように、合流点Ｃ１から分岐点Ｃ３までをＢＬＫ００３、分岐点Ｃ３から分岐点Ｃ２までを１つのブロックとして設定する。また、解析部１３１は、始点から終点２までの流れについてブロック分割を行う。始点から終点２までのブロック分割では、始点から終点１までのブロック分割で設定済みのＢＬＫ００１、ＢＬＫ００２、ＢＬＫ００３が設定され、それに加えて、分岐点Ｃ２から分岐点Ｃ３までのブロックと、分岐点Ｃ３から終点２までをＢＬＫ００６が設定される。次に解析部１３１は、タイライン（配管Ｐ８）への対応を行う（ステップＳ３）。解析部１３１は、作成したブロックのうち、両端及び配管上の機器が等しく流れ方向のみ異なる２つのブロックは、同じブロック名（ＢＬＫ００５）にして”_数字”を付記し区別する。例えば、解析部１３１は、分岐点Ｃ２から分岐点Ｃ３までをＢＬＫ００５_１、分岐点Ｃ３から分岐点Ｃ２までをＢＬＫ００５_２として設定する。図３Ｂにブロック分割後の系統図を示す。

また、解析部１３１は、系統図のデータから機器リストを作成する。図４に機器リストの一例を示す。解析部１３１は、系統図データ（図２Ｂ）から機器や合流点、分岐点を抽出し、図４に例示する機器リストを作成する。機器リストは、ＰＲＡで評価対象となる機器に対し要求される機能を整理したものであり、ブロック分割後の系統図（ブロック系統図と記載する。）に基づいて、ブロック単位の故障を基事象とするＦＴを作成した後に、より詳細なＦＴを作成する際に参照される。

（フォールトツリーの作成）
ＦＴ作成部１３２は、ブロック分割後の系統図（図３Ｂ）からＦＴを作成する。図３Ｂのブロック系統図を前提として、図５Ａのフローチャートに沿って、ＦＴ作成処理の手順を説明する。まず、ユーザが、ＦＴ作成対象の機能を指定する。例えば、機能１のＦＴを作成する場合、ユーザは、機能１を指定する操作をＦＴ作成装置１０に対して行う。例えば、ユーザは、図３Ｂのブロック系統図における始点と終点１をＦＴ作成装置１０に入力する。入力受付部１２は、この操作を受け付けて制御部１３へ出力する。制御部１３は、始点から終点１までをＦＴ作成の対象として設定する（ステップＳ１１）。例えば、制御部１３は、設定された始点と終点１を評価対象系統の始点と終点として記憶部１５に記録する。この設定に基づいて、ＦＴ作成部１３２は、処理対象外のブロックと枝管で構成されたブロックを特定する（ステップＳ１２）。この例の場合、ＦＴ作成部１３２は、タイラインのうちのＢＬＫ００５_１を処理対象外として設定し、ＢＬＫ００６を枝管で構成されたブロックに設定する。また、ＦＴ作成部１３２は、頂上事象を設定する（ステップＳ１３）。ＦＴ作成部１３２は、頂上事象に「終点１への注入不可」を設定する。図５ＢにステップＳ１３までの処理結果を図示する。図５ＢのＷ１にＦＴの頂上事象を設定した状態を示し、Ｗ２にＢＬＫ００５_１を処理対象外、ＢＬＫ００６を枝管としたブロック系統図を示す。

次にＦＴ作成部１３２は、頂上事象をＦＴ作成におけるターゲットとする事象として設定する（ステップＳ１４）。次にＦＴ作成部１３２は、ターゲット（頂上事象）にＯＲで接続するブロックを特定する（ステップＳ１５）。具体的には、ＦＴ作成部１３２は、そのブロックが故障すると、頂上事象が生じるようなブロックを特定する。図５ＣのＷ２を参照する。ＦＴ作成部１３２は、処理対象のブロックであるＢＬＫ００１～ＢＬＫ００４、ＢＬＫ００５_２の各々について、そのブロックが故障すると機能１が失われるかどうかを判定する。例えば、ＢＬＫ００１やＢＬＫ００４が故障すると、流体は始点から終点１まで流れなくなる。一方、ＢＬＫ００２が故障したとしても、ＢＬＫ００１、ＢＬＫ００３、ＢＬＫ００５_２、ＢＬＫ００４を通過して、始点から終点１まで流体は流れるので、ＢＬＫ００２が故障しても頂上事象「終点１への注入不可」は生じない。また、ＢＬＫ００３やＢＬＫ００５_２が故障したとしても、ＢＬＫ００１、ＢＬＫ００２、ＢＬＫ００４の経路が機能する為、「終点１への注入不可」は生じない。これらのことから、ＦＴ作成部１３２は、ＢＬＫ００１とＢＬＫ００４を頂上事象に直接ＯＲで接続するブロックとして特定し、これらを頂上事象にＯＲで接続する。図５ＣのＷ１に頂上事象にＢＬＫ００１の故障とＢＬＫ００４の故障をＯＲで接続した作成中のＦＴを示す。

次にＦＴ作成部１３２は、終点１から始点に向けて１つずつ上流にブロックを辿りながら（ステップＳ１６）、以下の処理を実行する。まず、ＦＴ作成部１３２は、上流に２ブロック以上の分岐が存在するかどうかを判定する（ステップＳ１７）。例えば、終点１から上流に１ブロック辿るとＢＬＫ００４である。ＢＬＫ００４の上流には、ＢＬＫ００２とＢＬＫ００５_２の２つのブロックが存在する。このような場合、ステップＳ１７の判定はＹｅｓとなる。上流に２ブロック以上の分岐が存在する場合（ステップＳ１７；Ｙｅｓ）、それらブロックが全て故障すると頂上事象に至ることから、上流ブロック（ＢＬＫ００２とＢＬＫ００５_２）同士をＡＮＤで接続し、ターゲットである頂上事象にＯＲで接続する（ステップＳ１８）。ステップＳ１７～Ｓ１８の処理内容を図５ＤのＷ２に示す。図５ＣのＷ１に、ＢＬＫ００２の故障とＢＬＫ００５_２の故障をＡＮＤで接続してできた中間事象「ＢＬＫ００２の故障＆ＢＬＫ００５_２の故障」を頂上事象にＯＲで接続したＦＴを示す。上流に２ブロック以上の分岐が存在しない場合（ステップＳ１７；Ｎｏ）、ステップＳ１９へ進む。次にＦＴ作成部１３２は、作成中のＦＴにおける重複するブロックを除外する（ステップＳ１９）。図５ＤのＷ１を参照すると、作成中のＦＴに含まれるブロックは、ＢＬＫ００１、ＢＬＫ００２、ＢＬＫ００４、ＢＬＫ００５_２であり重複は無い為、ブロックの削除は行わない。

次にＦＴ作成部１３２は、ターゲットを変更する（ステップＳ２０）。例えば、現在ＢＬＫ００４から１つ上流にＢＬＫ００５_２とＢＬＫ００２の分岐が存在するので、ＢＬＫ００５_２又はＢＬＫ００２へ移動し（１ブロック上流へ辿り）、移動先のブロックへの注入不可をターゲットの事象に設定する。ここでは、ＢＬＫ００５_２に移動するとする。この場合、ＦＴ作成部１３２は、「ＢＬＫ００５_２の終点への注入不可」をターゲットに設定する。また、ＦＴ作成部１３２は、ＦＴ中の基事象「ＢＬＫ００５_２の故障」を「ＢＬＫ００５_２終点への注入不可」に変更する。次にＦＴ作成部１３２は、始点まで到達したかどうかを判定する（ステップＳ２１）。始点まで到達していないので、ステップＳ２１の判定はＮｏとなる。始点まで到達していない場合（ステップＳ２１；Ｎｏ）、ステップＳ１５からの処理を繰り返し実行する。

ＦＴ作成部１３２は、ＢＬＫ００５_２から始点まで辿ったときのＢＬＫ００５_２、ＢＬＫ００３、ＢＬＫ００１という経路を対象として、そのブロックが故障すると、始点からターゲットＢＬＫ００５_２の終点へ流体が流れなくなるようなブロックを特定し（ステップＳ１５）、特定したブロックをターゲットとする「ＢＬＫ００５_２の終点への注入不可」にＯＲで接続する。この例の場合、ＢＬＫ００５_２、ＢＬＫ００３、ＢＬＫ００１の何れが故障しても「ＢＬＫ００５_２終点への注入不可」が生じるので、ＢＬＫ００５_２、ＢＬＫ００３、ＢＬＫ００１をターゲットである「ＢＬＫ００５_２終点への注入不可」にＯＲで接続する。図５ＥのＷ２に今回のステップＳ１５の処理内容を示し、Ｗ１にターゲットにＢＬＫ００５_２の故障とＢＬＫ００３の故障とＢＬＫ００１の故障を、現在のターゲット事象である「ＢＬＫ００５_２終点への注入不可」にＯＲで接続したＦＴを示す。

次にＦＴ作成部１３２は、上流に複数ブロックの分岐があるかどうかを判定する（ステップＳ１７）。ＢＬＫ００５_２から上流へ辿っても複数のブロックに分岐している箇所は無い為、ステップＳ１７の判定はＮｏとなる。次にＦＴ作成部１３２は、作成中のＦＴにおける重複するブロックを除外する（ステップＳ１９）。図５ＥのＷ１のＦＴを参照すると、頂上事象にＯＲで接続された「ＢＬＫ００１の故障」と現在のターゲットである「ＢＬＫ００５_２終点への注入不可」にＯＲで接続された「ＢＬＫ００１の故障」が重複している。このような場合、ＦＴの上階層で設定された「ＢＬＫ００１の故障」を残し、下階層の現在のターゲットに接続された「ＢＬＫ００１の故障」を除外する。除外後のＦＴを図５Ｆに示す。

次にＦＴ作成部１３２は、１つ上流に移動してターゲットを「ＢＬＫ００３終点への注入不可」に変更して、ステップＳ１５以降の処理を実行する。ターゲットをＢＬＫ００３にした場合、ステップＳ１５で特定されるブロックは上階層で設定済みのブロックと重複する為、ステップＳ１９にて除外される。また、上流に複数のブロックに分岐する箇所は無い（ステップＳ１７；Ｎｏ）。つまり、ターゲットの移動に伴いＦＴの変更はない。この場合、ＦＴ作成部１３２は、ターゲットとしていた「ＢＬＫ００３終点への注入不可」を「ＢＬＫ００３故障」に戻す。次にＦＴ作成部１３２は、ターゲットを「ＢＬＫ００１終点への注入不可」に変更して、ステップＳ１５以降の処理を実行する。この場合の処理はＢＬＫ００３の場合と同様である。次にＦＴ作成部１３２は、ターゲットを「ＢＬＫ００２終点への注入不可」に変更して、ステップＳ１５以降の処理を実行する。この場合もＢＬＫ００３の場合と同様である。次にＦＴ作成部１３２は、ターゲットを「ＢＬＫ００１終点への注入不可」に変更して、ステップＳ１５以降の処理を実行するが、この処理は既に実行済みである。次にＦＴ作成部１３２は、始点まで到達したと判定し（ステップＳ２１）、図５Ａのフローチャートを終了する。最終的に作成されたＦＴを図５Ｆに示す。

（枝管の処理）
次に、図６Ａ～６Ｂを参照して、枝管で構成されたブロックをＦＴに追加する処理について説明する。図６Ａに、ブロック系統図の一例を示す。図６Ａのブロック系統図は、図３Ｂのブロック系統図に対して、ブロックＢＬＫ００７が追加されている。ＢＬＫ００７では、矢印方向に流体が流れる。始点から終点１へ注入する機能１の観点からは、ＢＬＫ００７は流体の注入経路とはならない為、ＢＬＫ００６と同様、枝管となる。ＢＬＫ００６およびＢＬＫ００７は、「終点１への注入不可」に直接的には関与しないが、例えば、ＢＬＫ００６又はＢＬＫ００７でリークが発生すると系統全体に影響が及び「終点１への注入不可」の原因となる可能性がある。従って、枝管の故障は頂上事象に接続する。具体的には、ＦＴ作成部１３２は、枝管に対応するブロック同士をＯＲで接続して「枝管故障」として集約し、集約した「枝管故障」を頂上事象にＯＲで接続する。図６Ｂに「枝管故障」を追加したＦＴを例示する。

（処理全体の流れ）
次に図７を参照して、フォールトツリー作成処理の全体の流れを説明する。
まず、データ取得部１１が、図２Ｂ～図２Ｃに例示する系統図データを取得し（ステップＳ３１）、取得した系統図データを記憶部１５に記録する。次に解析部１３１が、ブロック分割を行う（ステップＳ３２）。解析部１３１は、ステップＳ３１で取得された系統図データから図３Ｂ、図６Ｂ等で例示するブロック系統図を作成する。この処理については図３Ａを用いて説明したとおりである。次にユーザがＦＴの対象機能（例えば機能１）を指定する。制御部１３は、この指定に基づいて、ＦＴの対象機能を設定する（ステップＳ３３）。この処理は図５ＡのステップＳ１１に対応する。次にＦＴ作成部１３２は、主配管と枝管を分別する（ステップＳ３４）。ＦＴ作成部１３２は、ステップＳ３３にて設定された機能に基づいて、その機能の発揮に必要なブロックを主配管として設定し、機能の発揮に必要ではないが、そのブロックの故障によって機能の発揮に影響するブロックを枝管として設定する。例えば、ＦＴ作成部１３２は、主配管に接続され、且つ、始点から終点までの流れの経路には含まれないブロックを枝管として設定する。この処理は図５ＡのステップＳ１２に対応する。次にＦＴ作成部１３２は、主配管として分別したブロックを対象にしてＦＴを作成する（ステップＳ３５）。ＦＴ作成部１３２は、図５Ａを用いて説明したようにしてＦＴを作成する。この処理は図５ＡのステップＳ１３～Ｓ２１に対応する。次にＦＴ作成部１３２は、枝管を集約してＦＴへ追加する（ステップＳ３６）。ＦＴ作成部１３２は図６Ａ～図６Ｂを用いて説明したように枝管を集約してＦＴへ追加する。次に出力部１４は、作成後のＦＴを表示装置などへ出力する（ステップＳ３７）。なお、ＦＴ作成部１３２は、ＦＴのツリー構造を表現する任意のデータ形式（テキストデータ）を用いてＦＴ構造を規定し、このテキストデータは記憶部１５に保存されている。出力部１４は、ＦＴ構造が規定されたテキストデータを記憶部１５から読み出して、所定のソフトウェアを用いて図６Ｂ等に例示するＦＴの画像に変換し、この画像を出力する。

（効果）
従来は、系統図に対して機器等を手作業で抽出し、抽出した機器等の故障モードの検討を行って、フォールトツリーを作成する。これに対し、本実施形態によれば、系統図データを入力するだけで、構成要素の接続関係に基づいて、基事象（例えば、構成要素の故障）の論理条件を判断して自動的にＦＴを作成する。これにより、ＦＴ作成に要する作業時間や作業負荷を低減することができる。また、系統図に記載されている構成要素を一定のまとまり（ブロック）毎に分割して捉えることで、技術者が理解しやすいシンプルで体系的なフォールトツリーを生成することができる。また、必要に応じて、図４に例示する機器リストを参照しながらより詳細なＦＴを作成することができるが、その際、自動作成されたシンプルなＦＴを利用することができるので作業負荷を軽減することができる。また、注入経路の探索を行い、手動でＦＴを作成するときと同様に注入経路（主配管）とそれ以外を区別することで、手動作業時と同等のフォールトツリーを生成することができる。

上記実施形態では、原子力プラントの信頼性評価のＰＲＡモデル作成のために、原子力プラントの系統図のＣＡＤデータに基づいて信頼性評価の対象範囲を抽出することとしたが、ＦＴ作成装置１０の適用分野は、原子力プラントの信頼性評価に限定されない。また、ＰＲＡモデルに限らず、他の手法で信頼性評価を行う産業分野にも適用が可能である。また、系統図は、プラントに限らず電気配線の系統図や制御系の系統図であってもよい。

また、上記の実施形態ではブロックとして、始点から分岐点、合流点、終点の何れかに到達する毎に１つのブロックとして分割する例を説明したが、ブロックの分割方法はこれに限定されず、例えば、始点から終点へ辿りながら機器に到達する毎に、機器および機器を接続する配管ごとに分解してできるそれぞれの範囲をブロックとしてもよい。

また、上記の実施形態ではＦＴの対象機能の指定として、始点と終点１を選ぶ例を説明したが、ＦＴの対象機能の指定方法はこれに限定されず、例えば、経由点を設定することで処理対象外や枝管のブロックを任意に変更してもよい。

図８は、実施形態に係るフォールトツリー作成装置のハードウェア構成の一例を示す図である。コンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、入出力インタフェース９０４、通信インタフェース９０５を備える。
上述のフォールトツリー作成装置１０は、コンピュータ９００に実装される。そして、上述した各機能は、プログラムの形式で補助記憶装置９０３に記憶されている。ＣＰＵ９０１は、プログラムを補助記憶装置９０３から読み出して主記憶装置９０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、記憶領域を主記憶装置９０２に確保する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、処理中のデータを記憶する記憶領域を補助記憶装置９０３に確保する。

なお、フォールトツリー作成装置１０の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各機能部による処理を行ってもよい。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ＣＤ、ＤＶＤ、ＵＳＢ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９００が当該プログラムを主記憶装置９０２に展開し、上記処理を実行しても良い。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

以上のとおり、本開示に係るいくつかの実施形態を説明したが、これら全ての実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

＜付記＞
各実施形態に記載のフォールトツリー作成方法、フォールトツリー作成装置およびプログラムは、例えば以下のように把握される。

（１）第１の態様に係る評価対象のフォールトツリー作成方法は、プラントの構成要素の接続関係を示す系統図を取得するステップ（Ｓ３１）と、前記系統図に含まれる評価対象の系統である対象系統が有する前記構成要素の接続関係に基づいて、当該対象系統が機能を喪失するときの前記構成要素の状態についての論理条件を算出するステップと（Ｓ１５～Ｓ１８、Ｓ３６）、算出された前記論理条件に基づいて、前記対象系統が機能を喪失することを頂上事象とするフォールトツリーを作成するステップと（Ｓ３５、Ｓ３６）、を有する。
これにより、プラント等の系統図からフォールトツリーを自動的に作成することができる。

（２）第２の態様に係る評価対象のフォールトツリー作成方法は、（１）のフォールトツリー作成方法であって、前記構成要素は、前記対象系統の始点から終点までを所定の範囲ごとに分割したブロックであって、前記ブロックが正常な場合には前記始点から前記終点に向けた流れ方向における前記ブロックの上流端から下流端への流れが通り、前記ブロックが異常な場合には前記流れが通らないとみなすときに、一つ又は複数の前記ブロックの異常が前記始点から前記終点までの流れを阻害するか否かに基づいて当該一つ又は複数の前記ブロックについての前記論理条件を算出する（Ｓ１５、Ｓ１８）。
流れを阻害する場合、一つ又は複数のブロックを頂上事象にＯＲで接続するように論理条件を算出する。このような処理により、自動的にフォールトツリーを作成することができる。

（３）第３の態様に係るフォールトツリー作成方法は、（１）～（２）のフォールトツリー作成方法であって、前記ブロックは、前記対象系統の始点から終点までを分岐点または合流点ごとに分解してできるそれぞれの範囲である（図３Ａ）。
これにより、図５Ａの処理によってＦＴの自動作成が可能になり、シンプルで見通しの良いＦＴを作成することができる。

（４）第４の態様に係るフォールトツリー作成方法は、（２）～（３）のフォールトツリー作成方法であって、前記ブロックの異常によって前記系統の前記始点から前記終点までの流れが通らなくなる場合、前記ブロックを前記フォールトツリーの頂上事象にＯＲ条件で接続する（Ｓ１５）。
このような処理により、フォールトツリーにおける頂上事象に接続される構造を決定することができる。

（５）第５の態様に係るフォールトツリー作成方法は、（２）～（３）のフォールトツリー作成方法であって、前記終点から前記系統における上流へ前記ブロックをたどり、上流に複数の前記ブロックへの分岐が存在する場合、前記複数の前記ブロック同士をＡＮＤ条件で接続し、ＡＮＤ条件で接続した前記複数の前記ブロックを頂上事象にＯＲ条件で接続する（Ｓ１８）。
このような処理により、フォールトツリーにおける頂上事象に接続される構造を決定することができる。

（６）第６の態様に係るフォールトツリー作成方法は、（５）のフォールトツリー作成方法であって、前記複数の前記ブロックの各々を中間ブロックとする場合、当該中間ブロックより上流に存在する前記ブロックの異常によって前記始点から前記中間ブロックの終端までの流れが通らなくなる場合、前記ブロックを前記中間ブロックにＯＲ条件で接続する（Ｓ１５）。
このような処理により、フォールトツリーにおける下階層の構造を決定することができる。

（７）第７の態様に係るフォールトツリー作成方法は、（５）～（６）のフォールトツリー作成方法であって、前記中間ブロックから上流へ前記ブロックをたどり、上流に複数の前記ブロックへの分岐が存在する場合、当該複数の前記ブロック同士をＡＮＤ条件で接続し、ＡＮＤ条件で接続した当該複数の前記ブロックを前記中間ブロックにＯＲ条件で接続する（Ｓ１８）。
このような処理により、フォールトツリーにおける下階層の構造を決定することができる。

（８）第８の態様に係るフォールトツリー作成方法は、（２）～（７）のフォールトツリー作成方法であって、前記対象系統に接続され、前記始点から前記終点までの流れの経路には含まれない枝管について、前記枝管が１つの場合は前記枝管を頂上事象にＯＲ条件で接続し、前記枝管が２つ以上の場合、前記枝管をひとまとめにして頂上事象にＯＲ条件で接続し、ひとまとめにした前記枝管の配下にそれぞれの前記枝管を互いにＯＲ条件で接続する。
これにより、異常時に機能の発揮に影響を及ぼす枝管をＦＴに追加することができる。

（９）第１０の態様に係るフォールトツリー作成装置１０は、プラントの構成要素の接続関係を示す系統図を取得する手段と、前記系統図に含まれる評価対象の系統である対象系統が有する前記構成要素の接続関係に基づいて、当該対象系統が機能を喪失するときの前記構成要素の状態についての論理条件を算出する手段と、算出された前記論理条件に基づいて、前記対象系統が機能を喪失することを頂上事象とするフォールトツリーを作成する手段と、を有する。

（１０）第１１の態様に係るプログラムは、コンピュータ９００に、プラントの構成要素の接続関係を示す系統図を取得するステップと、前記系統図に含まれる評価対象の系統である対象系統が有する前記構成要素の接続関係に基づいて、当該対象系統が機能を喪失するときの前記構成要素の状態についての論理条件を算出するステップと、算出された前記論理条件に基づいて、前記対象系統が機能を喪失することを頂上事象とするフォールトツリーを作成するステップと、を実行させる。

１０・・・フォールトツリー作成装置
１１・・・データ取得部
１２・・・入力受付部
１３・・・制御部
１３１・・・解析部
１３２・・・ＦＴ作成部
１４・・・出力部
１５・・・記憶部
９００・・・コンピュータ
９０１・・・ＣＰＵ
９０２・・・主記憶装置
９０３・・・補助記憶装置
９０４・・・入出力インタフェース
９０５・・・通信インタフェース

Claims (10)

1. プラントの構成要素の接続関係を示す系統図を取得するステップと、
   前記系統図に含まれる評価対象の系統である対象系統が有する前記構成要素の接続関係に基づいて、前記対象系統が機能を喪失するときの前記構成要素の状態についての論理条件を算出するステップと、
   算出された前記論理条件に基づいて、前記対象系統が機能を喪失することを頂上事象とするフォールトツリーを作成するステップと、
   を有するフォールトツリー作成方法。
2. 前記構成要素は、前記対象系統の始点から終点までを所定の範囲ごとに分割したブロックであって、前記ブロックが正常な場合には前記始点から前記終点に向けた流れ方向における前記ブロックの上流端から下流端への流れが通り、前記ブロックが異常な場合には前記流れが通らないとみなすときに、一つ又は複数の前記ブロックの異常が前記始点から前記終点までの流れを阻害するか否かに基づいて当該一つ又は複数の前記ブロックについての前記論理条件を算出する、
   請求項１に記載のフォールトツリー作成方法。
3. 前記ブロックは、前記対象系統の前記始点から前記終点までを分岐点または合流点ごとに分解してできるそれぞれの範囲である、
   請求項２に記載のフォールトツリー作成方法。
4. 前記ブロックの異常によって前記対象系統の前記始点から前記終点までの流れが通らなくなる場合、前記ブロックを前記フォールトツリーの頂上事象にＯＲ条件で接続する、
   請求項２または請求項３に記載のフォールトツリー作成方法。
5. 前記終点から前記対象系統における上流へ前記ブロックをたどり、上流に複数の前記ブロックへの分岐が存在する場合、前記複数の前記ブロック同士をＡＮＤ条件で接続し、ＡＮＤ条件で接続した前記複数の前記ブロックを頂上事象にＯＲ条件で接続する、
   請求項２から請求項４の何れか１項に記載のフォールトツリー作成方法。
6. 前記複数の前記ブロックの各々を中間ブロックとする場合、当該中間ブロックより上流に存在する前記ブロックの異常によって前記始点から前記中間ブロックまでの流れが通らなくなる場合、前記ブロックを前記中間ブロックにＯＲ条件で接続する、
   請求項５に記載のフォールトツリー作成方法。
7. 前記中間ブロックから上流へ前記ブロックをたどり、上流に複数の前記ブロックへの分岐が存在する場合、当該複数の前記ブロック同士をＡＮＤ条件で接続し、ＡＮＤ条件で接続した当該複数の前記ブロックを前記中間ブロックにＯＲ条件で接続する、
   請求項６に記載のフォールトツリー作成方法。
8. 前記対象系統に接続され、前記始点から前記終点までの流れの経路には含まれない枝管について、前記枝管をひとまとめにして頂上事象にＯＲ条件で接続し、ひとまとめにした前記枝管の配下にそれぞれの前記枝管を互いにＯＲ条件で接続する、
   請求項２から請求項７の何れか１項に記載のフォールトツリー作成方法。
9. プラントの構成要素の接続関係を示す系統図を取得する手段と、
   前記系統図に含まれる評価対象の系統である対象系統が有する前記構成要素の接続関係に基づいて、前記対象系統が機能を喪失するときの前記構成要素の状態についての論理条件を算出する手段と、
   算出された前記論理条件に基づいて、前記対象系統が機能を喪失することを頂上事象とするフォールトツリーを作成する手段と、
   を有するフォールトツリー作成装置。
10. コンピュータに、
    プラントの構成要素の接続関係を示す系統図を取得するステップと、
    前記系統図に含まれる評価対象の系統である対象系統が有する前記構成要素の接続関係に基づいて、前記対象系統が機能を喪失するときの前記構成要素の状態についての論理条件を算出するステップと、
    算出された前記論理条件に基づいて、前記対象系統が機能を喪失することを頂上事象とするフォールトツリーを作成するステップと、
    を実行させるプログラム。

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