JP2024071221A - 災害影響評価システム、災害影響評価方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】災害が評価対象システムに与える影響を、災害の実態により即して評価することが可能な災害影響評価システムを提供する。【解決手段】一実施形態に係る災害影響評価システムは、複数の設備が設置された評価対象システムで災害が発生したときの各設備の機能喪失頻度を評価する機能喪失頻度評価部と、災害が発生したときの各設備の復旧時間を災害の強度に応じて評価する復旧時間評価部と、機能喪失頻度と復旧時間に基づいて、評価対象システムの災害影響を評価する災害影響評価部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、災害影響評価システム、災害影響評価方法、およびプログラムに関する。

一般に、事業継続計画（BCP：Business Continuity Planning）策定の一環として、地震などの自然災害の事業に与える影響を事前に把握することが行われている。この影響評価は、事業上重要な設備を抽出し、故障シナリオを把握することや、自然災害の発生頻度と設備の故障確率から、故障シナリオの発生頻度を算出することが行われている。このとき、設備の復旧時間を設定することで、自然災害などによる設備への影響度を評価することや、設備の性能の復旧までを時系列で示す復旧曲線が用いられている。

例えば、災害による施設被害を定量的に評価することで、事業の操業度を予測し、復旧曲線を作成する技術が知られている。

特許第５９７０５０５号公報

上述した技術は、復旧時間を設定または評価しているが、自然災害の強度を十分に反映していない。そのため、自然災害の影響を過大または過小に評価している可能性がある。

本発明が解決しようする課題は、災害が評価対象システムに与える影響を、災害の実態により即して評価することが可能な災害影響評価システム、災害影響評価方法、およびプログラムを提供することである。

一実施形態に係る災害影響評価システムは、複数の設備が設置された評価対象システムで災害が発生したときの各設備の機能喪失頻度を評価する機能喪失頻度評価部と、災害が発生したときの各設備の復旧時間を災害の強度に応じて評価する復旧時間評価部と、機能喪失頻度と復旧時間に基づいて、評価対象システムの災害影響を評価する災害影響評価部と、を備える。

本実施形態によれば、災害が評価対象システムに与える影響を、災害の実態により即して評価することが可能となる。

一実施形態に係る災害影響評価システムの構成を示すブロック図である。 生産システムの構成を示す画像の一例である。 システム構成管理テーブルの一例を示す図である。 システム管理テーブルの一例を示す図である。 地震加速度と設備の損傷確率との関係を示す図である。 （ａ）は設備の復旧時間と災害強度との関係の一例を示すグラフであり、（ｂ）は設備の復旧時間と災害強度との関係の別の一例を示すグラフである。 ハザード管理テーブルの一例を示す図である。 災害の強度と年超過確率との関係を示す図である。 災害ハザードマップの一例を示す図である。 機能喪失頻度評価部の構成を示すブロック図である。 イベントツリーの一例を示す図である。 フォルトツリーの一例を示す図である。 復旧時間評価部の構成を示すブロック図である。 災害影響評価部の構成を示すブロック図である。 リスク曲線の算出例を示す図である。 復旧時間の推定例を示す図である。 一実施形態に係る災害影響評価方法の手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。下記の実施形態は、本発明を限定するものではない。

図１は、一実施形態に係る災害影響評価システムの構成を示すブロック図である。図１に示す災害影響評価システム１は、評価対象システムにおける地震などの自然災害の影響を評価し、災害影響からの復旧支援を行う。本実施形態では、評価対象システムとして、ユーザーによってＢＣＰ上重要であると認定された工場の生産システムの災害影響を評価し、復旧支援に用いる様態を例示する。工場の生産システムは、荷受けから出荷までの製品製造部門の生産プロセスや、それらを管理する間接部門等を指す。生産システムには、生産プロセスと生産管理にそれぞれ用いられる複数種の設備が配置される。

図１に示すように、本実施形態に係る災害影響評価システム１は、メイン制御部２と、入力部３と、出力部４と、記憶部５と、通信部６と、を備える。さらに、この災害影響評価システム１は、システム構成データベース７と、システムデータベース８と、災害ハザードデータベース９と、を備える。これらのデータベースは、メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）またはクラウド上の記憶媒体に記憶され、検索または蓄積ができるよう整理された情報の集合体である。

災害影響評価システム１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤなどのハードウェア資源を有し、ＣＰＵが各種プログラムを実行することで、ソフトウェアによる情報処理がハードウェア資源を用いて実現されるコンピュータで構成される。さらに、本実施形態の災害影響評価方法は、各種プログラムをコンピュータに実行させることで実現される。

災害影響評価システム１の各構成は、必ずしも１つのコンピュータに設ける必要はない。例えば、ネットワークで互いに接続された複数のコンピュータを用いて１つの災害影響評価システム１を実現してもよい。例えば、システム構成データベース７、システムデータベース８、および災害ハザードデータベース９が、それぞれ個別のコンピュータに搭載されていてもよい。

入力部３は、災害影響評価システム１を使用するユーザーの操作に応じて所定の情報が入力される。例えば、入力部３には、災害影響評価を実施する対象のシステム配置構成と、設備の耐力（フラジリティ）情報と、災害ハザード情報などの各種情報が入力される。

この入力部３には、マウスまたはキーボードなどの入力装置が含まれる。つまり、これら入力装置の操作に応じて所定の情報が入力部３に入力される。なお、ユーザーは、入力の際に、各系統構成と機器などの情報にそれぞれ固有のＩＤの付与を行う。なお、ＩＤとは、これに対応する情報を個々に識別するために必要な識別情報であり、それぞれの情報に対応付けて固有のＩＤが付与される。

出力部４は、所定の情報の出力を行う。例えば、出力部４は、メイン制御部２の評価結果と、システム構成データベース７、システムデータベース８、および災害ハザードデータベース９に記憶された情報の出力を行う。本実施形態の災害影響評価システム１には、解析結果の出力を行うディスプレイなどの画像の表示を行う装置が含まれる。つまり、出力部４は、ディスプレイに表示される画像の制御を行う。なお、ディスプレイはコンピュータ本体と別体であってもよいし、一体であってもよい。

なお、本実施形態の災害影響評価システム１は、ネットワークを介して接続される他のコンピュータが備えるディスプレイに表示される画像の制御を行ってもよい。その場合には、他のコンピュータが備える出力部４が、メイン制御部２が導出した評価結果などの出力の制御を行ってもよい。

また、本実施形態では、画像の表示を行う装置としてディスプレイを例示するが、その他の態様であってもよい。例えば、プロジェクタを用いて情報の表示を行ってもよい。さらに、紙媒体に情報を印字するプリンタをディスプレイの替りとして用いてもよい。つまり、出力部４が制御する対象として、プロジェクタまたはプリンタが含まれていてもよい。

記憶部５は、システム構成データベース７、システムデータベース８、および災害ハザードデータベース９に記憶された情報に基づいて、災害影響評価を行うときに必要な各種情報を記憶する。

通信部６は、インターネットなどの通信回線を介して他のコンピュータと通信を行う。なお、本実施形態では、災害影響評価システム１と他のコンピュータがインターネットを介して互いに接続されているが、その他の態様であってもよい。例えば、ＬＡＮ(Local Area Network)、ＷＡＮ（Wide Area Network）または携帯通信網を介して互いに接続されてもよい。

システム構成データベース７には、システムの構成などを示す情報が記憶される。これらの情報には、システムに関する地理的情報などが保存される。例えば、システム構成データベース７には、生産システムの構成を示す情報、システム構成管理テーブルが記憶される。ここで、図２を参照して生産システムの構成を示す情報について説明し、続いて図３を参照してシステム構成管理テーブルについて説明する。

図２は、生産システムの構成を示す画像の一例である。図２に示す生産システムは、設備Ａ、設備Ｂ、設備Ｃ、および設備Ｄで構成される。設備Ｂは、さらに設備Ｂ－１および設備Ｂ－２で構成される。例えば設備Ｂ－２は、設備Ｂ－１が故障したときに稼働する冗長装置であり、設備Ａと設備Ｃとの間で設備Ｂ－１と並列接続の形態に配置される。また、設備Ｄは、設備Ｃに直列接続の形態に配置される。

システム構成データベース７に記憶される生産システムの構成を示す情報は、ディスプレイなどに２次元表示することができる。これによりユーザーは、生産システムの各種設備の位置関係または構成を把握することができる。このとき、自動的にシステム構成データベース７上で生産システムの構成を、図２に示すようなシステムモデルに変換し、保存してもよい。これにより、生産システムの相関関係やボトルネックになる設備について視覚的に把握することができる。

また、災害影響評価システム１は、生産システムの構成を示したり、実際の地図上に重ね合わせたりして表示する機能を有する。それぞれの生産システムの構成は、固有のシステム構成ＩＤにより管理される。

図３は、システム構成管理テーブルの一例である。図３に示すシステム構成管理テーブル７１には、各生産システムの構成に関連する機器の情報が登録される。このシステム構成管理テーブル７１には、システム構成ＩＤをメインキーとして各種情報が登録される。例えば、システム構成ＩＤに対応付けて、設備ＩＤと、設備詳細ＩＤと、設備名称と、座標・標高と、損害額などが登録される。

ここで、システム構成ＩＤは、生産システムの構成を個々に識別可能な識別情報である。例えば図２に示す生産システムは、Ｅ－１というシステム構成ＩＤによって、他の生産システムと識別可能である。

設備ＩＤは、各生産システムに配置された複数の設備を個々に識別可能な識別情報である。

設備詳細ＩＤは、各設備に関する詳細な情報を個々に識別可能な識別情報である。この設備詳細ＩＤに基づいて、システム構成データベース７の他の領域に記憶された他の設備に関する詳細なデータを読み出すことができる。

設備名称は、設備の種類を示す名称である。座標・標高は、各設備が設置された場所の座標と標高である。この座標・標高は、自然災害により設備が機能喪失するか否かを特定可能な特定情報である。このとき、設備がソフトウェア上で機能する場合には、当該ソフトウェアの作動に必要なハードウェアの座標・標高を用いてもよい。

損害額は、この生産システムが機能しないことによる時間当たりの損害額を示す。機能停止からの時間や、１日の中での損害額に変化がある場合には、時間ごとの損害額を示すグラフとしてもよい。

システムデータベース８には、システムの構成要素となる設備の耐力情報（フラジリティ）または故障確率などを示す情報が記憶される。例えば、システムデータベース８には、システム管理テーブル、地震加速度とシステムの損傷確率の関係、システムの復旧時間と災害強度の関係を示す情報が記憶される。ここで、図４を参照してシステム管理テーブルについて説明し、続いて図５を参照して地震加速度とシステムの損傷確率の関係について説明し、続いて図６を参照してシステムの復旧時間と災害強度の関係を示す情報について説明する。

図４は、システム管理テーブルの一例を示す図である。図４に示すシステム管理テーブル８１には、生産システムに配置される設備ごとに、設備ＩＤ、設備詳細ＩＤ、設備名称、設備耐力、設計基準、設備復旧時間、および最大復旧時間が登録されている。設備ＩＤ、設備詳細ＩＤ、および設備名称については、システム構成管理テーブル７１と同様であるため、説明を省略する。

設備耐力は、災害の強度に対する設備の耐久力を示す情報である。災害が地震である場合、災害の強度は地震加速度となる。この場合、設備耐力は、地震加速度または速度に対する耐久力を示す。つまり、地震に対する耐久力は、設備が稼働を維持することが可能な地震加速度または速度の最大値に相当する。

災害が台風である場合、災害の強度は風速となる。この場合、設備耐力は、風速に対する耐久力を示す。つまり、台風に対する耐久力は、設備が稼働を維持することが可能な風速の最大値に相当する。

災害が落雷である場合、災害の強度は雷撃電流値となる。この場合、設備耐力は、雷撃電流値に対する耐久力を示す。つまり、落雷に対する耐久力は、設備が稼働を維持することが可能な雷撃電流値の最大値に相当する。

災害が水害である場合、災害の強度は浸水深となる。この場合、設備耐力は、浸水深に対する耐久力を示す。つまり、水害に対する耐久力は、設備が稼働を維持することが可能な浸水深の最大値に相当する。

設計基準は、各設備が災害の強度に対して耐えられる設計上の基準値を示す情報である。災害が地震である場合、災害の強度は地震加速度または速度となる。この場合、設計基準は、設備が地震加速度または速度に対して耐えられる設計上の基準値を示す。この基準値は、設備耐力に示される地震加速度または速度の最大値よりも小さい。

災害が台風である場合、災害の強度は風速となる。この場合、設計基準は、設備が風速に対して耐えられる設計上の基準値を示す。この基準値は、設備耐力に示される風速の最大値よりも小さい。

災害が落雷である場合、災害の強度は雷撃電流値となる。この場合、設計基準は、設備が雷撃電流値に対して耐えられる設計上の基準値を示す。この基準値は、設備耐力に示される雷撃電流値の最大値よりも小さい。

災害が水害である場合、災害の強度は浸水深となる。この場合、設計基準は、設備が浸水深に対して耐えられる設計上の基準値を示す。この基準値は、設備耐力に示される浸水深の最大値よりも小さい。

なお、上述した設計基準が、安全率を設定することで、実際の設備の耐久力まで余裕を持って設定されている場合は、設計基準で設定する基準値を、安全率を考慮した値に変換してもよい。上述した設備耐力および設計基準は、災害により設備が機能喪失するか否かを特定可能な特定情報である。

設備復旧時間は、設備が復旧するまでの時間を示す。災害が地震である場合、設備の設置箇所の地震加速度の大きさに応じて、故障の程度が変化する。そのため、この場合の復旧時間は、地震加速度の大きさに応じて設定される。

災害が台風である場合、設備の設置箇所の風速の大きさに応じて、故障の程度が変化する。そのため、この場合の復旧時間は、風速の大きさに応じて設定される。

災害が落雷である場合、設備の設置箇所の雷撃電流値の大きさに応じて、故障の程度が変化する。そのため、この場合の復旧時間は、雷撃電流値の大きさに応じて設定される。

災害が浸水である場合、設備の設置箇所の浸水深の大きさに応じて、故障の程度が変化する。そのため、この場合の復旧時間は、浸水深の大きさに応じて設定される。

最大復旧時間は、各設備の復旧に要する時間の最大値である。最大復旧時間は、例えば、災害の種類ごとに設備耐力として最大値に応じて設定される。

図５は、地震加速度と設備の損傷確率の関係の一例を示すグラフである。図５のグラフに示すように、例えば、ある生産システムに３種類の設備が配置される場合に、それぞれの設計基準が同一であっても、設備耐力は設備ごとに異なる。図５のグラフは、災害の強度と設備の損傷確率との関係を示す情報として、災害が地震である場合を例示したものである。このグラフでは、横軸は、災害の強度として地震加速度を示す。なお、横軸は、災害が台風である場合には風速を示し、災害が落雷である場合には雷撃電流値を示し、災害が水害である場合には浸水深を示す。このように、横軸は災害の強度を示し、縦軸は設備の損傷確率を示す。

図６（ａ）は、設備の復旧時間と災害強度との関係の一例を示すグラフである。また、図６（ｂ）は、設備の復旧時間と災害強度との関係の別の一例を示すグラフである。

システム管理テーブル８１に登録される設備復旧時間は、例えば図６（ａ）および図６（ｂ）のグラフのように示してもよい。各グラフに示すように、ある生産システムに、例えば設備Ａと設備Ｂが配置されるときに、設備の種類によって、災害の強度と復旧時間との関係は異なる。

災害が地震の場合、図６（ａ）に示すように、設備耐力、構成要素数、多重化、冗長化などの対策に応じて、設備に生じた地震加速度と復旧時間は異なる。これは、図６（ｂ）に示すように、災害が浸水である場合でも同様である。加えて、浸水深と設備の標高、つまり設置位置に応じて、復旧時間は異なる。この災害強度と復旧時間の関係は、入力部３により、過去の自然災害事例やシミュレーション結果とシステムの復旧時間の関係を収集した結果を入力することで、より精度の高い復旧時間曲線を作成することができる。

例えば、地震のシミュレーションは、設備の機能とその故障要因により、地震で故障するか否かと、損傷に応じた復旧時間の評価を行う。評価対象システムに設置された設備が、例えばタンクなどの静止する静的設備である場合、設備の故障には、材料力学に基づいた座屈破損などの構造損傷が想定される。一方、評価対象システムに設置された設備が、ポンプなどの動作する動的設備である場合、設備の故障には、構造損傷に加え、機能損傷も想定される。

構造損傷の場合には、設備の本体や設置部位などの材質、部位の断面積などを把握した上で、生じる応力と耐力を評価する。機能損傷については、既往の災害事例や実験により、機能喪失しないかを確認する。この地震影響評価によって、災害強度とその故障を評価したが、復旧作業にどの程度の時間を要するか評価する必要がある。これは、災害前の復旧訓練の結果を用いてもよい。災害強度に応じて、故障規模が拡大するが、これに応じた復旧訓練が行われているとする。具体的には、災害強度、つまりここでは故障規模に応じた訓練のシナリオ設定を行い、事前に訓練の所要時間を計測して用いてもよい。ここで、復旧要員の移動時間を人流シミュレーションでの解析結果、現地での作業時間をＶＲ（Virtual Reality）またはＡＲ（Augmented Reality）による作業完了時間によって評価し用いることができる。

また、災害時以外の通常時の保守、保全情報から、設備の補修、保守などの復旧時間を把握することができる場合には、この情報を用いて復旧時間曲線を作成してもよい。具体的には、通常時の復旧時間と、その復旧対象と、復旧作業とが互いに紐づいて記憶部５に記憶されている場合には、災害時において、ある災害強度で故障部位が特定されているとき、同一の復旧対象と復旧作業を行うとき、同一の復旧時間とみなしてもよい。通常時に比べて災害時の方がより復旧時間が増大するという条件の場合は、予め設定された通常時の復旧時間を基準値として、所定の係数を乗じることで災害時の復旧時間としてもよい。

なお、上記のシミュレーションは、上記手順のすべてを行わずに、一部のみ行うことで代用してもよい。

また、過去の自然災害事例やシミュレーション結果等の入力データがない場合には、設計基準において最大復旧時間の半分（中央値）とする密度関数で代用してもよい。

災害ハザードデータベース９には、各種自然災害のハザードに関する情報と年超過頻度に関する情報が記憶される。これらの情報には、国、地方公共団体、その他団体などが発表したハザードマップが含まれる。

また、災害影響評価システム１は、災害ハザードデータベース９に記憶されたハザードマップから必要な箇所を抽出することができる。例えば、災害ハザードデータベース９には、ハザード管理テーブル、災害の強度と年超過頻度の関係（災害ハザード）を示す情報、およびハザードマップを示す情報が記憶される。ここで、図７を参照してハザード管理テーブルを説明し、続いて図８を参照して災害の強度と年超過頻度の関係を示す情報について説明し、続いて図９を参照してハザードマップを示す情報について説明する。

図７は、ハザード管理テーブルの一例を示す図である。図７に示すハザード管理テーブル９１では、ハザード種類、ハザード詳細、および参照元が、ハザードＩＤに対応付けらえている。ハザードＩＤは、それぞれの種類のハザードを個々に識別可能な識別情報である。ハザード種類は、ハザードの種類を示す情報である。ハザード詳細は、それぞれの種類のハザードに関する詳細な情報である。ハザード詳細欄に記載されたグラフは、災害の強度と年超過頻度の関係を示す。参照元は、ハザードに関する情報を取得した参照元を示す情報である。

図８は、災害の強度と年超過頻度の関係（災害ハザード）の一例を示すグラフである。図８に示すグラフは、災害が地震の場合を例示している。このグラフの横軸は、災害の強度として地震加速度を示す。この横軸は、災害が台風である場合には風速を示し、災害が落雷である場合には雷撃電流値を示し、災害が水害である場合には浸水深を示す。このように、横軸は災害の強度を示し、縦軸は年超過頻度を示す。図８に示すように、例えば工場内に３つの地点Ｐ、地点Ｑ、地点Ｒがある場合に、各地点の年超過頻度は異なる。

ハザード詳細には、ハザード詳細に関する情報を記録したそれぞれのデータを個々に識別可能な識別情報であるハザード詳細ＩＤが含まれてもよい。このハザード詳細ＩＤに基づいて、災害ハザードデータベース９の他の領域に記憶されたハザードの詳細なデータを読み出すことができる。例えば、図９に示す災害ハザードマップをハザード管理テーブル９１に紐付けてもよい。

図９は、災害ハザードマップの一例を示す図である。具体的には、図９に示す災害ハザードマップ９２は、Ｈ－４のハザード詳細ＩＤで識別される浸水ハザードマップの一例である。この浸水ハザードマップでは、水害が発生したときに想定される浸水深が地図上で表されている。

図１に戻って、メイン制御部２は、災害影響評価システム１を統括的に制御する。メイン制御部２は、機能喪失頻度評価部１０と、復旧時間評価部１１と、災害影響評価部１２と、を有する。各部は、メモリまたはＨＤＤに記憶されたプログラムがＣＰＵによって実行されることで実現される。以下、各部について説明する。

図１０は、機能喪失頻度評価部１０の構成を示すブロック図である。図１０に示すように、機能喪失頻度評価部１０は、イベントツリー解析部１３およびフォルトツリー解析部１４を有する。

イベントツリー解析部１３は、評価対象システムの設備を分岐とするイベントツリーを作成し、フォルトツリー解析部１４で評価した設備の故障確率を用い、機能喪失頻度を評価する。災害影響評価上で不要な設備が含まれている場合は、事前に評価対象の設備を選択する。イベントツリーの作成は、システム構成データベース７に記憶されている情報を用いる。例えば、イベントツリー解析部１３は、評価対象システムの設備構成から、イベントツリーに変換し、イベントツリー解析にて各シナリオの機能喪失頻度を評価する。このとき、自動的にデータベース上でシステム構成をシステムモデルに変換し、保存してもよい。これにより、システムの相関関係やボトルネックになる設備について視覚的に把握することができる。

フォルトツリー解析部１４は、システムの設備構成から、フォルトツリーを作成し、故障確率を評価する。フォルトツリーの作成は、システムデータベース８と災害ハザードデータベース９に記憶されている情報を用いる。例えば、フォルトツリー解析部１４は、機能喪失確率の算出に用いるフォルトツリーを作成する。

図１１は、イベントツリー解析部１３によって作成されたイベントツリーの一例を示す図である。イベントツリーとは、プラントなどの生産設備で発生した異常事象が、その時の系統構成などの状況によってどのように波及する可能性があるかを体系的に表示した樹枝線図である。図１１に示すイベントツリー１３１は、図２に示すシステムを構成する設備の状況によって分岐する論理線図であり、種々の異常事象がもたらすパターンの発生確率を推定できる解析方法である。

図１２は、フォルトツリー解析部１４で作成したフォルトツリーの一例を示す図である。フォルトツリーとは、工学的システムの機能喪失や使命達成不能など好ましくない事象を頂上に置き、それらの事象をもたらす要因を論理展開し、素因まで遡り、素因の発生確率を与えることで、頂上事象の発生確率を算出する樹木状の解析手法である。図１２に示すフォルトツリー１４１の下位アイテムには、図２に示すシステムを構成する設備が登録される。これらの下位アイテムをＡＮＤゲート、ＯＲゲート等の論理ゲートにより関連付けることによって、フォルトツリーを構築することができる。

また、フォルトツリー１４１の中位アイテムには、下位アイテムのイベントの発生に関連して生じるイベントが登録される。さらに、フォルトツリー１４１の上位アイテムには、中位アイテムのイベントの発生に関連して生じるイベントが登録される。

フォルトツリー１４１は、下位アイテムのイベントの発生が、上位アイテムのイベント（フォルトモード）を発生させるか否かを判定するために用いられる。または、上位アイテムのイベントの発生確率を算出するために用いられる。

フォルトツリー解析部１４は、システム構成データベース７、システムデータベース８、災害ハザードデータベース９に記憶されている情報を用いて、災害影響評価の対象のシステム構成を考慮したフォルトツリーを作成する。このフォルトツリーに、システムを構成する設備の故障確率を入力し、イベントツリーに反映することで、各設備の機能喪失確率を算出することができる。

図１３は、復旧時間評価部１１の構成を示すブロック図である。図１３に示すように、復旧時間評価部１１は、復旧時間収集部１５および復旧時間曲線評価部１６を有する。

復旧時間収集部１５は、過去の自然災害事例やシミュレーション結果とシステムの復旧日数の関係を示すデータを収集し、システムデータベース８に記憶させる。

復旧時間曲線評価部１６は、復旧時間収集部１５で収集したデータをもとに、災害ハザードと復旧時間の関係を示す復旧時間曲線を評価する。この評価にはシステムデータベース８に記憶される情報を用いる。

図１４は、災害影響評価部１２の構成を示すブロック図である。図１４に示すように、災害影響評価部１２は、災害対策部１７および災害影響緩和部１８を有する。

災害対策部１７は、機能喪失頻度評価部１０で評価したイベントツリーのシナリオの発生頻度と復旧時間評価部１１で評価した復旧時間と、システムデータベース８に記憶された時間あたりの損害額から、損害額とその年超過頻度からなるリスク曲線を作成する。損害額の算出は、復旧時間に設備が稼働できないことによる時間あたりの損害額を乗じることで行う。この損害額が大きい順に災害の発生頻度を足し合わせることで、年超過頻度とし、リスク曲線を作成する。このとき、発生頻度の高いシナリオにおいて、復旧時間の大きい設備を同定することで、災害対策を効果的に行うことができる。また、リスク曲線の面積を評価し、年間想定損害額としてもよい。

災害影響緩和部１８は、システム構成データベース７に記憶されている設備構成と災害ハザードデータベース９に記憶させている災害情報と、復旧時間評価部１１で評価した復旧時間曲線から、各設備の推定復旧時間を評価する。システム全体の復旧時間の推定は、各設備の推定復旧時間の最大値とすることができるが、復旧作業工程上、同時復旧ができない設備がある場合は、その復旧時間を加算するなど、取り扱うこともできる。

図１５は、リスク曲線の算出例を示す図である。この提示例では、同じ設備構成である工場Ｅと工場Ｆについて、災害影響評価を行った例を示す。災害強度によって、システムの故障頻度や復旧時間が異なるため、災害数に応じてイベントツリー解析と復旧時間の評価を行う必要がある。損害額は、復旧時間に単位時間あたりの損害額を乗じることによって算出される。リスク曲線の縦軸に示された年超過頻度は、損害額が大きい順に発生頻度を足し合わせることによって、作成される。２つの評価対象システムが同じ設備構成であっても、災害発生頻度が異なることや、設備の設置位置の違いなどによって、リスク曲線は異なる結果となる。図１５に示す例では、工場Ｅが工場Ｆに比べて、災害影響が小さいという結果が示されている。

図１６は、災害発生時の復旧時間の推定例を示す図である。この提示例は、評価対象システム内に設置された設備に地震による加速度が生じたときの復旧時間の推定例である。システム構成データベース７に、各設備の構成、座標、標高などの設備データが記憶されているため、この設備データと地震などの自然災害データとを組み合わせることによって、生じた災害強度を得ることができる。この災害強度と、復旧時間曲線から、復旧時間を推定することができる。推定した復旧時間を設備の復旧時間と損害額との関係を示す曲線上に示すことで、復旧時間が推定値から短縮または増加することによる損害額の増減を把握することができる。

また、評価対象システムの設備ごとに推定復旧時間を評価するため、全体のボトルネックとなる設備の把握を漏れなく行うことができ、復旧計画の策定に資する。この一連の評価は、災害の発生後に、設備の設置箇所の災害データを取得し、復旧時間を瞬時に推定することによって、システム全体の復旧計画を効果的に策定することができる。このとき、設備の健全または故障の程度を含む状況がオンライン監視などにより把握できるときは、事前に評価した復旧時間を用いて、システム全体の復旧時間を算出し、損害額を求めてもよい。

図１６に示す例では、災害強度は、災害情報および気象情報を用いているが、気象情報など予測可能な情報については予測値を用いてもよい。また、災害対策の一環として、任意の災害強度の復旧時間を明らかにしたい場合には、その値を用いてもよい。

次に、上記のように構成された災害影響評価システム１で行われる災害影響評価方法について説明する。

図１７は、一実施形態に係る災害影響評価方法の手順を示すフローチャートである。以下のステップは、災害影響評価方法に含まれる少なくとも一部のステップであり、他のステップが災害影響評価方法に含まれてもよい。

図１７に示すフローチャートでは、まず、ステップＳ１において、入力部３が、ユーザーの操作を受け付けて、災害の影響を評価する対象のシステムに関連する構成や設備、災害ハザードなどの関連情報を登録する。

次のステップＳ２において、入力部３は、災害影響評価の評価対象システムを決定する。なお、ユーザーは、入力部３への入力操作により評価対象システムを指定する。

次のステップＳ３において、入力部３の操作で決定された評価対象システムについて、機能喪失頻度評価部１０のイベントツリー解析部１３は、イベントツリー（図１１参照）を作成する。

次のステップＳ４において、機能喪失頻度評価部１０のフォルトツリー解析部１４は、イベントツリー解析部１３で作成されたイベントツリーの分岐に対応するフォルトツリー（図１２参照）を作成する。このフォルトツリーの故障確率をイベントツリーに入力することによって、評価対象システムの機能喪失頻度を評価することができる。

次のステップＳ５において、復旧時間評価部１１の復旧時間収集部１５が、復旧時間曲線を作成する。復旧時間収集部１５は、入力部３により、過去の自然災害事例やシミュレーション結果とシステムの復旧日数の関係を収集した結果を入力されると、復旧時間曲線災害強度と復旧日数の関係を示す復旧時間曲線を作成する。このとき、過去の自然災害事例やシミュレーション結果等の入力データがない場合には、復旧時間収集部１５は、設計基準において最大復旧時間の半分（中央値）とする確率密度関数を用いて曲線を作成する。

次のステップＳ６において、復旧時間評価部１１の復旧時間曲線評価部１６が、復旧時間を推定する。このとき、復旧時間曲線評価部１６は、復旧時間曲線と評価する災害強度から、復旧時間を推定する。

次のステップＳ７において、災害影響評価部１２の災害対策部１７が、損害額を評価する。このとき、災害対策部１７は、推定復旧時間と、システム構成データベース７に記憶されている時間あたりの損害額から、損害額を算出する。

次のステップＳ８において、災害対策部１７がリスク曲線を作成する。イベントツリーのシナリオごとに発生頻度と損害額を算出されているので、災害対策部１７は、損害額の大きい順に足し合わせることで年超頻度とし、損害額との関係を示すリスク曲線を作成する。

次のステップＳ９において、災害影響評価部１２の災害影響緩和部１８が、災害対策を検討する。例えば、災害影響緩和部１８は、システム構成データベース７に記憶されている設備構成と、災害ハザードデータベース９に記憶させている災害情報と、復旧時間評価部１１で評価した復旧時間曲線とを用いて、各設備の復旧時間を推定する。

次のステップＳ１０において、出力部４は、災害影響評価部１２の評価結果を出力する。これにより、災害影響評価方法が終了する。

以上説明した本実施形態によれば、設備の機能喪失頻度を評価した結果と、災害の強度に応じて設備の復旧時間を推定した結果と、を用いて、評価対象システムに及ぼす災害の影響を評価している。これにより、災害の強度が災害影響の評価の中に十分に反映されている。したがって、災害が評価対象システムに与える影響を、災害の実態により即して評価することが可能となる。

なお、上述したフローチャートでは、各ステップが直列に実行される形態を例示しているが、必ずしも各ステップの前後関係が固定されるものでなく、一部のステップの前後関係が入れ替わってもよい。また、一部のステップが他のステップと並列に実行されてもよい。

また、本実施形態に係る災害影響評価システム１は、専用のチップ、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、またはＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサを高集積化させた制御装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）またはＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）またはＳＳＤ（Solid State Drive）などの外部記憶装置と、ディスプレイなどの表示装置と、マウスまたはキーボードなどの入力装置と、通信インターフェースとを備える。このシステムは、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成で実現できる。

また、本実施形態に係る災害影響評価システム１で実行されるプログラムは、ＲＯＭなどに予め組み込んで提供される。または、このプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、メモリカード、ＤＶＤ、フレキシブルディスク（ＦＤ）などのコンピュータで読み取り可能な非一過性の記憶媒体に記憶されて提供するようにしてもよい。

また、災害影響評価システム１で実行されるプログラムは、インターネットなど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て提供するようにしてもよい。また、災害影響評価システム１は、構成要素の各機能を独立して発揮する別々のモジュールを、ネットワークまたは専用線で相互に接続し、組み合わせて構成することもできる。

また、上述した実施形態では、生産システムの災害影響評価に用いる様態を例示しているが、その他の態様であってもよい。

以上、実施形態を幾つか説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ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たものではない。本明細書で説明した新規なシステムは、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明したシステムの形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。

１：災害影響評価システム
２：メイン制御部
３：入力部
４：出力部
５：記憶部
６：通信部
７：システム構成データベース
８：システムデータベース
９：災害ハザードデータベース
１０：機能喪失頻度評価部
１１：復旧時間評価部
１２：災害影響評価部
１３：イベントツリー解析部
１４：フォルトツリー解析部
１５：復旧時間収集部
１６：復旧時間曲線評価部
１７：災害対策部
１８：災害影響緩和部

Claims (8)

1. 複数の設備が設置された評価対象システムで災害が発生したときの各設備の機能喪失頻度を評価する機能喪失頻度評価部と、
   前記災害が発生したときの前記各設備の復旧時間を前記災害の強度に応じて評価する復旧時間評価部と、
   前記機能喪失頻度と前記復旧時間に基づいて、前記評価対象システムの災害影響を評価する災害影響評価部と、
   を備える災害影響評価システム。
2. 前記機能喪失頻度評価部は、前記評価対象システムの設備構成から作成したイベントツリーとフォルトツリーに基づいて、前記機能喪失頻度を災害強度に応じて評価する、請求項１に記載の災害影響評価システム。
3. 前記評価対象システムが、製品を製造する生産システムである、請求項１または２に記載の災害影響評価システム。
4. 前記複数の設備を個々に識別可能な設備ＩＤに対応付けて、前記災害により前記複数の設備が機能喪失するか否かを特定可能な特定情報が記憶されるデータベースをさらに備える、請求項３に記載の災害影響評価システム。
5. 複数の設備が設置された評価対象システムで災害が発生したときの各設備の機能喪失頻度を評価し、
   前記災害が発生したときの前記各設備の復旧時間を前記災害の強度に応じて評価し、
   前記機能喪失頻度と前記復旧時間に基づいて、前記評価対象システムの災害影響を評価する、災害影響評価方法。
6. ハザードマップを含む災害情報を用いて前記機能喪失頻度を評価し、
   予め設定された通常時の復旧時間に所定の係数を乗じて前記各設備の復旧時間を評価する、請求項５に記載の災害影響評価方法。
7. 前記機能喪失頻度と前記各設備の復旧時間に基づいて、前記災害の損害額と、前記損害額が大きい順に前記災害の発生頻度を足し合わせた年超過頻度との関係を示すリスク曲線を作成する、請求項５または６に記載の災害影響評価方法。
8. 複数の設備が設置された評価対象システムで災害が発生したときの各設備の機能喪失頻度を評価する処理と、
   前記災害が発生したときの前記各設備の復旧時間を前記災害の強度に応じて評価する処理と、
   前記機能喪失頻度と前記復旧時間に基づいて、前記評価対象システムの災害影響を評価する処理と、
   をコンピュータに実行させるためのプログラム。