JP4134997B2 - 余寿命予測プログラム及び余寿命予測システム - Google Patents
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高橋惇ら,「空調設備異常予知診断エキスパートシステム」,空気調和・衛生工学,第66巻,第12号,pp47〜51,1992年
(余寿命予測システムの構成)
図1に、第1実施形態に係る余寿命予測システム1の構成を示す。
図3に、劣化情報データベース61の構造を示す。
図4に、保全情報データベース62の構造を示す。
図2を参照して、余寿命予測システム1が空気調和機2の余寿命を予測する動作を説明する。
図6を参照して、ステップS29において出力される空気調和機保全提案書63の詳細を説明する。空気調和機保全提案書63は、「部品名」、「リスク評価」、並びに前回/今回の点検における「余寿命予測」、「誤差範囲」、「個別評価」及び「総合評価」の項目を有する表形式の保全提案書である。
(1)
余寿命予測システム1は、空気調和機2又は空気調和機2を構成する部品の利用時間と劣化指数との関係式に基づいて空気調和機2又は空気調和機2を構成する部品の余寿命を予測するだけでなく、余寿命の誤差範囲も予測し、余寿命とともにその誤差範囲を出力する。これにより、空気調和機2の利用者(空気調和機2を管理するサービス提供者を含む)は、空気調和機2又は空気調和機2を構成する部品の余寿命の予測値だけでなくその誤差範囲の予測値も知ることができ、空気調和機2又は空気調和機2を構成する部品の最適な保全時期を納得性高く選択することができる。このように、余寿命予測システム1は、空気調和機2の利用者が空気調和機2の余寿命の誤差を考慮して最適な保全時期を選択することを容易にすることにより、利用者にとって納得性の高い空気調和機2の保全提案を行うことができるとともに、構築コストが現実的である実用的なシステムである。
余寿命予測システム1は、利用時間tと劣化指数dとを軸とするt−d平面領域を安全域、注意域及び危険域に分割し、余寿命の誤差範囲である信頼区間を安全域から注意域、注意域から危険域へと変化するにつれて大きくなるように設定している。このように、余寿命予測システム1は、安全域、注意域及び危険域の特性を考慮して余寿命の誤差範囲を決定することができる。
余寿命予測システム1の出力する空気調和機保全提案書63には、空気調和機2全体の保全についての評価だけでなく、空気調和機2を構成する各種部品の保全についての評価も出力されている。これにより、空気調和機2の利用者(空気調和機2を管理するサービス提供者を含む)は、空気調和機2全体又は空気調和機2を構成する部品のより最適な保全時期を選択することが可能になる。
余寿命予測システム1は、空気調和機2又は空気調和機2を構成する部品の利用時間tと劣化指数dとの関係式d=f1(t)を決定するために、空気調和機2又は空気調和機2に類似する空気調和機に関する実際の過去の利用時間t及び劣化指数dの対のデータ(t,d)を利用している。このように、空気調和機2又は空気調和機2に類似する空気調和機に関する実際の過去のデータを利用して関係式d=f1(t)を決定しているため、構成条件や動作環境条件等の空気調和機2の特性を考慮して余寿命を予測することができる。
(余寿命予測システムの構成)
図7に、第2実施形態に係る余寿命予測システム100を示す。
(1)
上記各実施形態において、余寿命予測システム1,100は、劣化指数dについての時系列データを含む、利用時間t及び劣化指数dの対のデータ(t,d)を利用して、利用時間tと劣化指数dとの関係式を決定し、空気調和機2又は空気調和機2を構成する部品の経年劣化特性を表す劣化モデルを決定している。このとき、利用時間tと劣化指数dとの関係式を決定するために二次回帰モデルを利用しているが、劣化指数についての季節自己回帰和分移動平均モデルを利用してもよい。この場合、劣化指数についての季節自己回帰和分移動平均モデルも、二次回帰モデルの場合と同様、劣化情報データベース61に格納された空気調和機又は空気調和機を構成する部品の劣化指数dについての時系列データに基づいて決定される。但し、ここでいう関係式とは、季節自己回帰和分移動平均モデルによりプロットされる利用時間と劣化指数との関係を表す式である。また、このとき、利用時間=現在時刻+N×(時系列データのサンプリング間隔)(Nは0以上の整数)となる。
上記各実施形態において、余寿命予測システム1,100は、検査データとして点検日における利用時間t及び劣化指数dの対のデータを利用しているが、利用時間tだけ、又は、劣化指数dだけを利用してもよい。検査データとして利用時間tだけを取得する場合、安全域はd軸と直線t=t1に挟まれる領域、注意域は直線t=t1と直線t=t2とに挟まれる領域、危険域は直線t=t2と直線t=t3とに挟まれる領域となる。検査データとして劣化指数dだけを取得する場合、安全域はt軸と直線d=d1に挟まれる領域、注意域は直線d=d1と直線t=d2とに挟まれる領域、危険域は直線d=d2と直線d=d1とに挟まれる領域となる。
上記各実施形態において、余寿命予測システム1,100は、空気調和機2の余寿命を予測しているが、この余寿命予測システム1,100は、空気調和機2以外の照明器具、給湯装置等の経年劣化特性を有する様々な機器に対しても利用することができる。
上記各実施形態において、劣化情報データベース61及び保全情報データベース62はリレーショナルデータベースであるが、ネットワーク型データベース、オブジェクトデータベース、オブジェクトリレーショナルデータベースであってもよい。
上記各実施形態において、劣化レベルは安全域、注意域及び危険域の3段階に分けられているが、2段階、4段階、5段階のように他の段階数が用いられてもよい。
上記各実施形態において、利用時間は日数単位で集計されているが、時間単位のように他の集計単位が利用されてもよい。また、観測日及び点検日についても同様である。
上記各実施形態において、余寿命予測システム1,100は、劣化情報データベース61に格納された空気調和機又は空気調和機を構成する部品の利用時間t及び劣化指数dの対のデータ(t,d)を利用しているが、空気調和機2又は空気調和機2を構成する部品の製造業者から得られた利用時間t及び劣化指数dの対のデータ(t,d)を利用して、空気調和機2又は空気調和機2を構成する部品の利用時間tと劣化指数dとの関係式d=f1(t)を決定してもよい。
上記各実施形態において、余寿命予測システム1,100は、利用時間t及び劣化指数dの対のデータ(t,d)を利用して、利用時間tと劣化指数dとの関係式を決定しているが、以下の方法により、利用時間tと劣化指数dとの関係式を決定してもよい。
2 空気調和機
10 関係式決定手段
20 検査データ取得手段
30 余寿命決定手段
40 誤差範囲決定手段
50 出力手段
63 空気調和機保全提案書
100 余寿命予測システム
Claims (17)
- 設備機器(2)又は設備機器(2)を構成する部品の利用時間と劣化指数との関係式を決定する関係式決定ステップ(S21)と、
ある時刻における前記利用時間及び前記劣化指数の少なくとも一方である検査データを取得する検査データ取得ステップ(S25)と、
前記関係式及び前記検査データに基づいて前記時刻における前記設備機器又は前記部品の余寿命を決定する余寿命決定ステップ(S26)と、
前記余寿命の誤差範囲を決定する誤差範囲決定ステップ(S22〜S24,S27,S28)と、
をコンピュータ(100)に実行させ、
前記誤差範囲決定ステップ(S22〜S24,S27,S28)は、
前記利用時間と前記劣化指数とを軸とする平面領域を複数の領域に分割する領域分割ステップ(S22)と、
前記分割された領域の各々に対して危険率を設定する危険率設定ステップ(S23)と、
前記分割された領域の各々に対して設定された前記危険率に基づく前記関係式の信頼限界を計算することにより、前記分割された領域の各々に対して前記誤差範囲を設定する誤差範囲設定ステップ(S24)と、
前記平面領域内における前記検査データの位置を特定し、前記検査データを前記分割された領域のいずれかに分類する検査データ分類ステップ(S27)と、
前記検査データが分類される領域に対して設定された前記誤差範囲を前記検査データに関連づける関連づけステップ(S28)と、
を含む、
余寿命予測プログラム。 - 設備機器(2)又は設備機器(2)を構成する部品の利用時間と劣化指数との関係式を決定する関係式決定ステップ(S21)と、
ある時刻における前記利用時間及び前記劣化指数の少なくとも一方である検査データを取得する検査データ取得ステップ(S25)と、
前記関係式及び前記検査データに基づいて前記時刻における前記設備機器又は前記部品の余寿命を決定する余寿命決定ステップ(S26)と、
前記余寿命の誤差範囲を決定する誤差範囲決定ステップ(S22〜S24,S27)と、
をコンピュータ(100)に実行させ、
前記誤差範囲決定ステップ(S22〜S24,S27)は、
前記利用時間と前記劣化指数とを軸とする平面領域を複数の領域に分割する領域分割ステップ(S22)と、
前記分割された領域の各々に対して危険率を設定する危険率設定ステップ(S23)と、
前記平面領域内における前記検査データの位置を特定し、前記検査データを前記分割された領域のいずれかに分類する検査データ分類ステップ(S27)と、
前記検査データが分類される領域に対して設定された前記危険率に基づく前記関係式の信頼限界を計算することにより、前記誤差範囲を設定する誤差範囲設定ステップ(S24)と、
を含む、
余寿命予測プログラム。 - 設備機器(2)又は設備機器(2)を構成する部品の利用時間と劣化指数との関係式を決定する関係式決定ステップ(S21)と、
ある時刻における前記利用時間及び前記劣化指数の少なくとも一方である検査データを取得する検査データ取得ステップ(S25)と、
前記関係式及び前記検査データに基づいて前記時刻における前記設備機器又は前記部品の余寿命を決定する余寿命決定ステップ(S26)と、
前記余寿命の誤差範囲を決定する誤差範囲決定ステップ(S22〜S24,S27,S28)と、
をコンピュータ(100)に実行させ、
前記誤差範囲決定ステップ(S22〜S24,S27,S28)は、
前記利用時間と前記劣化指数とを軸とする平面領域を複数の領域に分割する領域分割ステップ(S22)と、
前記分割された領域の各々に対して水準を設定する水準設定ステップ(S23)と、
前記分割された領域の各々に対して設定された前記水準での前記関係式の信頼限界を計算することにより、前記分割された領域の各々に対して前記誤差範囲を設定する誤差範囲設定ステップ(S24)と、
前記平面領域内における前記検査データの位置を特定し、前記検査データを前記分割された領域のいずれかに分類する検査データ分類ステップ(S27)と、
前記検査データが分類される領域に対して設定された前記誤差範囲を前記検査データに関連づける関連づけステップ(S28)と、
を含む、
余寿命予測プログラム。 - 設備機器(2)又は設備機器(2)を構成する部品の利用時間と劣化指数との関係式を決定する関係式決定ステップ(S21)と、
ある時刻における前記利用時間及び前記劣化指数の少なくとも一方である検査データを取得する検査データ取得ステップ(S25)と、
前記関係式及び前記検査データに基づいて前記時刻における前記設備機器又は前記部品の余寿命を決定する余寿命決定ステップ(S26)と、
前記余寿命の誤差範囲を決定する誤差範囲決定ステップ(S22〜S24,S27)と、
をコンピュータ(100)に実行させ、
前記誤差範囲決定ステップ(S22〜S24,S27)は、
前記利用時間と前記劣化指数とを軸とする平面領域を複数の領域に分割する領域分割ステップ(S22)と、
前記分割された領域の各々に対して水準を設定する水準設定ステップ(S23)と、
前記平面領域内における前記検査データの位置を特定し、前記検査データを前記分割された領域のいずれかに分類する検査データ分類ステップ(S27)と、
前記検査データが分類される領域に対して設定された前記水準での前記関係式の信頼限界を計算することにより、前記誤差範囲を設定する信頼限界計算ステップ(S24)と、
を含む、
余寿命予測プログラム。 - 設備機器(2)又は設備機器(2)を構成する部品の劣化指数についての時系列データに基づいて、前記設備機器又は前記部品の経年劣化特性を表す劣化モデルを決定する劣化モデル決定ステップ(S21)と、
ある時刻における前記設備機器又は前記部品の利用時間及び前記劣化指数の少なくとも一方である検査データを取得する検査データ取得ステップ(S25)と、
前記劣化モデル及び前記検査データに基づいて前記時刻における前記設備機器又は前記部品の余寿命を決定する余寿命決定ステップ(S26)と、
前記余寿命の誤差範囲を決定する誤差範囲決定ステップ(S22〜S24,S27,S28)と、
をコンピュータ(100)に実行させ、
前記誤差範囲決定ステップ(S22〜S24,S27,S28)は、
前記利用時間と前記劣化指数とを軸とする平面領域を複数の領域に分割する領域分割ステップ(S22)と、
前記分割された領域の各々に対して水準を設定する水準設定ステップ(S23)と、
前記分割された領域の各々に対して設定された前記水準での前記誤差範囲を前記劣化モデルに基づき設定する誤差範囲設定ステップ(S24)と、
前記平面領域内における前記検査データの位置を特定し、前記検査データを前記分割された領域のいずれかに分類する検査データ分類ステップ(S27)と、
前記検査データが分類される領域に対して設定された前記誤差範囲を前記検査データに関連づける関連づけステップ(S28)と、
を含む、
余寿命予測プログラム。 - 設備機器(2)又は設備機器(2)を構成する部品の劣化指数についての時系列データに基づいて、前記設備機器又は前記部品の経年劣化特性を表す劣化モデルを決定する劣化モデル決定ステップ(S21)と、
ある時刻における前記設備機器又は前記部品の利用時間及び前記劣化指数の少なくとも一方である検査データを取得する検査データ取得ステップ(S25)と、
前記劣化モデル及び前記検査データに基づいて前記時刻における前記設備機器又は前記部品の余寿命を決定する余寿命決定ステップ(S26)と、
前記余寿命の誤差範囲を決定する誤差範囲決定ステップ(S22〜S24,S27)と、
をコンピュータ(100)に実行させ、
前記誤差範囲決定ステップ(S22〜S24,S27)は、
前記利用時間と前記劣化指数とを軸とする平面領域を複数の領域に分割する領域分割ステップ(S22)と、
前記分割された領域の各々に対して水準を設定する水準設定ステップ(S23)と、
前記平面領域内における前記検査データの位置を特定し、前記検査データを前記分割された領域のいずれかに分類する検査データ分類ステップ(S27)と、
前記検査データが分類される領域に対して設定された前記水準での前記誤差範囲を前記劣化モデルに基づき設定する誤差範囲設定ステップ(S24)と、
を含む、
余寿命予測プログラム。 - 前記余寿命及び前記誤差範囲を出力する出力ステップ(S29)、
をさらにコンピュータに実行させる、
請求項1から6のいずれかに記載の余寿命予測プログラム。 - 前記出力ステップ(S29)は、
前記設備機器(2)の保全提案書(63)を出力する保全提案書出力ステップ(S29)、
を含み、
前記保全提案書(63)は、前記余寿命及び前記誤差範囲を表す項目を有する、
請求項7に記載の余寿命予測プログラム。 - 前記保全提案書(63)は、前記設備機器(2)全体の保全についての総合評価を表す項目をさらに有する、
請求項8に記載の余寿命予測プログラム。 - 前記保全提案書(63)は、前記部品が故障した場合の前記設備機器(2)全体への影響度を表す項目をさらに有する、
請求項8又は9に記載の余寿命予測プログラム。 - 設備機器(2)又は設備機器(2)を構成する部品の利用時間と劣化指数との関係式を決定する関係式決定手段(10)と、
ある時刻における前記利用時間及び前記劣化指数の少なくとも一方である検査データを取得する検査データ取得手段(20)と、
前記関係式及び前記検査データに基づいて前記時刻における前記設備機器又は前記部品の余寿命を決定する余寿命決定手段(30)と、
前記余寿命の誤差範囲を決定する誤差範囲決定手段(40)と、
を備え、
前記誤差範囲決定手段(40)は、
前記利用時間と前記劣化指数とを軸とする平面領域を複数の領域に分割し、
前記分割された領域の各々に対して危険率を設定し、
前記分割された領域の各々に対して設定された前記危険率に基づく前記関係式の信頼限界を計算することにより、前記分割された領域の各々に対して前記誤差範囲を設定し、
前記平面領域内における前記検査データの位置を特定し、前記検査データを前記分割された領域のいずれかに分類し、
前記検査データが分類される領域に対して設定された前記誤差範囲を前記検査データに関連づける、
余寿命予測システム。 - 設備機器(2)又は設備機器(2)を構成する部品の利用時間と劣化指数との関係式を決定する関係式決定手段(10)と、
ある時刻における前記利用時間及び前記劣化指数の少なくとも一方である検査データを取得する検査データ取得手段(20)と、
前記関係式及び前記検査データに基づいて前記時刻における前記設備機器又は前記部品の余寿命を決定する余寿命決定手段(30)と、
前記余寿命の誤差範囲を決定する誤差範囲決定手段(40)と、
を備え、
前記誤差範囲決定手段(40)は、
前記利用時間と前記劣化指数とを軸とする平面領域を複数の領域に分割し、
前記分割された領域の各々に対して危険率を設定し、
前記平面領域内における前記検査データの位置を特定し、前記検査データを前記分割された領域のいずれかに分類し、
前記検査データが分類される領域に対して設定された前記危険率に基づく前記関係式の信頼限界を計算することにより、前記誤差範囲を設定する、
余寿命予測システム。 - 設備機器(2)又は設備機器(2)を構成する部品の利用時間と劣化指数との関係式を決定する関係式決定手段(10)と、
ある時刻における前記利用時間及び前記劣化指数の少なくとも一方である検査データを取得する検査データ取得手段(20)と、
前記関係式及び前記検査データに基づいて前記時刻における前記設備機器又は前記部品の余寿命を決定する余寿命決定手段(30)と、
前記余寿命の誤差範囲を決定する誤差範囲決定手段(40)と、
を備え、
前記誤差範囲決定手段(40)は、
前記利用時間と前記劣化指数とを軸とする平面領域を複数の領域に分割し、
前記分割された領域の各々に対して水準を設定し、
前記分割された領域の各々に対して設定された前記水準での前記関係式の信頼限界を計算することにより、前記分割された領域の各々に対して前記誤差範囲を設定し、
前記平面領域内における前記検査データの位置を特定し、前記検査データを前記分割された領域のいずれかに分類し、
前記検査データが分類される領域に対して設定された前記誤差範囲を前記検査データに関連づける、
余寿命予測システム。 - 設備機器(2)又は設備機器(2)を構成する部品の利用時間と劣化指数との関係式を決定する関係式決定手段(10)と、
ある時刻における前記利用時間及び前記劣化指数の少なくとも一方である検査データを取得する検査データ取得手段(20)と、
前記関係式及び前記検査データに基づいて前記時刻における前記設備機器又は前記部品の余寿命を決定する余寿命決定手段(30)と、
前記余寿命の誤差範囲を決定する誤差範囲決定手段(40)と、
を備え、
前記誤差範囲決定手段(40)は、
前記利用時間と前記劣化指数とを軸とする平面領域を複数の領域に分割し、
前記分割された領域の各々に対して水準を設定し、
前記平面領域内における前記検査データの位置を特定し、前記検査データを前記分割された領域のいずれかに分類し、
前記検査データが分類される領域に対して設定された前記水準での前記関係式の信頼限界を計算することにより、前記誤差範囲を設定する、
余寿命予測システム。 - 設備機器(2)又は設備機器(2)を構成する部品の劣化指数についての時系列データに基づいて、前記設備機器又は前記部品の経年劣化特性を表す劣化モデルを決定する劣化モデル決定手段(10)と、
ある時刻における前記設備機器又は前記部品の利用時間及び前記劣化指数の少なくとも一方である検査データを取得する検査データ取得手段(20)と、
前記劣化モデル及び前記検査データに基づいて前記時刻における前記設備機器又は前記部品の余寿命を決定する余寿命決定手段(30)と、
前記余寿命の誤差範囲を決定する誤差範囲決定手段(40)と、
を備え、
前記誤差範囲決定手段(40)は、
前記利用時間と前記劣化指数とを軸とする平面領域を複数の領域に分割し、
前記分割された領域の各々に対して水準を設定し、
前記分割された領域の各々に対して設定された前記水準での前記誤差範囲を前記劣化モデルに基づき設定し、
前記平面領域内における前記検査データの位置を特定し、前記検査データを前記分割された領域のいずれかに分類し、
前記検査データが分類される領域に対して設定された前記誤差範囲を前記検査データに関連づける、
余寿命予測システム。 - 設備機器(2)又は設備機器(2)を構成する部品の劣化指数についての時系列データに基づいて、前記設備機器又は前記部品の経年劣化特性を表す劣化モデルを決定する劣化モデル決定手段(10)と、
ある時刻における前記設備機器又は前記部品の利用時間及び前記劣化指数の少なくとも一方である検査データを取得する検査データ取得手段(20)と、
前記劣化モデル及び前記検査データに基づいて前記時刻における前記設備機器又は前記部品の余寿命を決定する余寿命決定手段(30)と、
前記余寿命の誤差範囲を決定する誤差範囲決定手段(40)と、
を備え、
前記誤差範囲決定手段(40)は、
前記利用時間と前記劣化指数とを軸とする平面領域を複数の領域に分割し、
前記分割された領域の各々に対して水準を設定し、
前記平面領域内における前記検査データの位置を特定し、前記検査データを前記分割された領域のいずれかに分類し、
前記検査データが分類される領域に対して設定された前記水準での前記誤差範囲を前記劣化モデルに基づき設定する、
余寿命予測システム。 - 前記余寿命及び前記誤差範囲を出力する出力手段(50)、
をさらに備える、
請求項11から16のいずれかに記載の余寿命予測システム。
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