JP4281652B2 - Method and apparatus for optimizing structure maintenance management plan and program thereof - Google Patents

Method and apparatus for optimizing structure maintenance management plan and program thereof Download PDF

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Description

本発明は、広くは、装置、設備等の構造物を維持管理するに際し、経済性を考慮した最適な維持管理計画を得る技術に関する。   The present invention generally relates to a technique for obtaining an optimal maintenance management plan in consideration of economy when maintaining structures such as devices and equipment.

従来、構造物としてのプラント設備の維持管理を、余寿命を評価して適切な保守管理を行うことで対応するようにした技術がある。この技術では、プラント設備の運転条件を変更することで、具体的にはプラント等設備に作用する外力のレベルを下げることで寿命消費率を調整し、プラントリスクがその上限値を超えないように制御するようにしている(例えば特許文献1参照)。
特開2002−73155号公報
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a technology that supports maintenance of plant equipment as a structure by evaluating the remaining life and performing appropriate maintenance management. In this technology, by changing the operating conditions of the plant equipment, specifically, by adjusting the life consumption rate by lowering the level of external force acting on the equipment such as plants, so that the plant risk does not exceed the upper limit. It controls (for example, refer patent document 1).
JP 2002-73155 A

上記従来技術は、上述したように運転条件を変更することでプラント設備の破損を未然に防止し、耐用年まで安全に維持管理するようにしたものである。構造物を耐用年まで維持管理するにあたっては、上記従来技術とは異なるアプローチとして、構造物の劣化部分に対し、適宜、補修・更新を行って耐久力を復元させることで対処する方法が考えられる。この場合、構造物の劣化予測を行いながら計画的に補修・更新等を実施することが望まれるが、費用などの経済的な面も考慮して最適な維持管理計画を立案することは難しいという問題があった。   The above-described prior art prevents plant facilities from being damaged by changing operating conditions as described above, and safely maintains and manages them until their useful life. When maintaining and managing the structure until its useful life, as an approach different from the above-mentioned conventional technology, a method can be considered in which the deteriorated part of the structure is appropriately repaired and renewed to restore durability. . In this case, it is desirable to carry out planned repairs and updates while predicting the deterioration of the structure, but it is difficult to formulate an optimal maintenance management plan in consideration of costs and other economic aspects. There was a problem.

本発明のこのような点に鑑みなされたもので、構造物をその耐用年まで維持するにあたり、構造物の劣化や費用を考慮して最適な維持管理計画を立案することが可能な構造物の維持管理計画最適化方法及びその装置並びにプログラムを提供することを目的とする。   In view of such a point of the present invention, in maintaining a structure until its useful life, it is possible to develop an optimal maintenance management plan in consideration of deterioration and cost of the structure. It is an object of the present invention to provide a maintenance plan optimization method, an apparatus thereof, and a program.

本発明に係る構造物の維持管理計画最適化方法は、構造物を維持管理するにあたり、最適な維持管理計画を立案する構造物の維持管理計画最適化方法であって、構造物を構成する各構成要素それぞれについて、現在から将来に渡る基本のリスクカーブをその構成要素の劣化予測に基づいて作成するリスクカーブ作成工程と、各構成要素それぞれについて、その構成要素に対して実施可能な複数の補修・更新工法と、その補修・更新工法に要する費用とを対策工法データベースに対応付けて記憶しておき、その対策工法データベースに記憶された各種情報を読み出し、その読み出した各種情報と、作成された基本のリスクカーブと、予め設定されたリスク上限値とに基づいて、構成要素のリスクが、その構成要素の耐用年までの間にリスク上限値を超えることのないように構成要素に対して実施すべき補修・更新計画を複数パターン立案する処理を各構成要素それぞれについて行う補修・更新計画立案工程と、各構成要素それぞれについて立案された複数の補修・更新計画案を総合的に判断して、補修・更新工法の実施時期が、ある年度に集中せず分散し且つ各年度において年間予算を超えない補修・更新計画案の組み合わせを求め、求められた組み合わせのそれぞれについて対策工法データベースに記憶された費用を用いて費用に関する評価を行い、評価結果が最も高い補修・更新計画案の組み合わせを、構造物の維持管理計画として決定する維持管理計画決定工程を備えたものである。 A structure maintenance management plan optimizing method according to the present invention is a structure maintenance management plan optimization method for preparing an optimum maintenance management plan for maintaining a structure. A risk curve creation process that creates a basic risk curve from the present to the future for each component based on the prediction of deterioration of the component, and multiple repairs that can be performed on each component for each component・ The renewal method and the cost required for the repair / renewal method are stored in association with the countermeasure method database, and various information stored in the countermeasure method database is read out . Based on a basic risk curve and a preset risk limit value, the risk of a component is limited by the lifetime of the component. Repair / update plan planning process for each component, and a plurality of plans designed for each component Judging repair and renewal plans comprehensively, seeking and seeking a combination of repair and renewal plans that do not concentrate in a certain year and that do not exceed the annual budget in each year. A maintenance management plan decision that evaluates costs using the costs stored in the countermeasure method database for each of the combinations, and determines the combination of repair / update plans with the highest evaluation results as the maintenance management plan for the structure It has a process.

また、本発明に係る構造物の維持管理計画最適化方法は、上記補修・更新計画が、補修・更新工法とその工法の実施時期との組み合わせでなり、補修・更新計画立案工程では、補修・更新工法とその実施時期との組み合わせを適宜変更しながら構成要素のリスクカーブを再評価する処理を繰り返し行い、再評価後のリスクカーブがその構成要素の耐用年までの間にリスク上限値を超えない計画を、構成要素に対して実施すべき補修・更新計画とするものである。   Further, in the structure maintenance management plan optimization method according to the present invention, the repair / renewal plan is a combination of the repair / renewal construction method and the implementation timing of the construction method. Repeatedly re-evaluates the risk curve of the component while changing the combination of the renewal method and its implementation time as appropriate, and the risk curve after the re-evaluation exceeds the upper limit of risk by the lifetime of the component The plan that does not exist is the repair / update plan that should be implemented for the components.

また、本発明に係る構造物の維持管理計画最適化方法は、上記補修・更新計画において、補修・更新工法とその工法の実施時期との組み合わせが複数設定されているものである。   In the structure maintenance management plan optimization method according to the present invention, a plurality of combinations of the repair / update method and the execution time of the method are set in the repair / update plan.

また、本発明に係る構造物の維持管理計画最適化方法は、上記対策工法データベースに、補修・更新工法実施後のリスクカーブを決定するためのリスクカーブ決定情報を各構成要素それぞれについて更に対応付けて記憶しておき、補修・更新計画立案工程では、リスク評価手段で作成された基本のリスクカーブと、リスクカーブ決定情報とに基づいてリスクカーブの再評価を行うものである。   Further, in the structure maintenance management plan optimization method according to the present invention, risk curve determination information for determining a risk curve after execution of the repair / update method is further associated with each countermeasure component in the countermeasure method database. In the repair / update planning process, the risk curve is re-evaluated based on the basic risk curve created by the risk evaluation means and the risk curve determination information.

また、本発明に係る構造物の維持管理計画最適化方法は、対策検討開始リスクレベルを設定しておき、補修・更新計画立案工程において補修・更新工法とその実施時期との組み合わせを適宜変更するにあたり、実施時期として設定するその設定範囲を、構成要素のリスクが対策検討開始リスクレベルに達する時期とリスク上限値に達する時期との間とするものである。   In addition, the structure maintenance management plan optimization method according to the present invention sets a risk examination start risk level, and appropriately changes the combination of the repair / updating method and its implementation time in the repair / updating plan planning process. In this case, the setting range to be set as the implementation time is between the time when the component risk reaches the risk review start risk level and the time when the risk reaches the risk upper limit value.

また、本発明に係る構造物の維持管理計画最適化方法は、費用の評価にNPV(Net Present Value:正味現在価値)を用いるものである。   The structure maintenance management plan optimization method according to the present invention uses NPV (Net Present Value) for cost evaluation.

また、本発明に係る構造物の維持管理計画最適化方法は、上記リスクカーブを、構造物の劣化状態を判断可能な検査結果を示す検査データ、検査方法の精度を示す精度情報、設計情報、構造物の損傷に関する統計及び構造物の構造信頼性に関わる種々の特性データでなる信頼性データに基づいて作成するものである。   Further, the structure maintenance management plan optimization method according to the present invention includes the above-described risk curve, inspection data indicating inspection results capable of determining the deterioration state of the structure, accuracy information indicating accuracy of the inspection method, design information, It is created on the basis of statistics relating to structural damage and reliability data comprising various characteristic data relating to the structural reliability of the structure.

本発明に係るプログラムは、上記の何れかに記載の構造物の維持管理計画最適化方法をコンピュータに実行させるものである。   The program according to the present invention causes a computer to execute the structure maintenance management plan optimization method described in any of the above.

以上説明したように本発明によれば、予め設定したリスク上限値以下に全体のリスクを保ちつつ経済性を考慮した最適な維持管理計画を立案することができる。これにより、低コストと安全性の確保を両立させた構造物の維持管理を行うことが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to devise an optimal maintenance management plan that takes into consideration economics while keeping the overall risk below a preset risk upper limit value. Thereby, it becomes possible to perform the maintenance management of the structure which made low cost and safety ensuring compatible.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1及び実施の形態2の最適化装置を示す図である。
最適化装置1は、プラント設備やパイプラインなどの構造物を耐用年まで維持管理するにあたり、構造物の劣化や費用を考慮した上で最適な維持管理計画を立案して出力するものである。維持管理計画は、構造物を構成する各構成要素それぞれに対する補修・更新計画で構成され、補修・更新計画は、構成要素に対して行うべき対策工法(補修・更新工法)と、その補修・更新工法の実施時期とを特定するものである。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing an optimization apparatus according to Embodiment 1 and Embodiment 2 of the present invention.
The optimization apparatus 1 devises and outputs an optimal maintenance management plan in consideration of the deterioration and cost of the structure when maintaining the structure such as the plant equipment and the pipeline until the useful life. The maintenance management plan is composed of repair / update plans for each component of the structure. The repair / update plan is a countermeasure method (repair / update method) to be performed on the component and its repair / update. This is to specify the timing of the construction method.

最適化装置1は、具体的にはパソコンなどのコンピュータで構成され、CPU2に、ディスプレイなどの表示装置3、マウス4aやキーボード4bなどの入力装置4、メモリ5、ハードディスク6、対策工法データベース7、CD−ROM駆動装置8、プリンタ9が接続された構成となっている。   The optimization apparatus 1 is specifically composed of a computer such as a personal computer, and includes a display device 3 such as a display, an input device 4 such as a mouse 4a and a keyboard 4b, a memory 5, a hard disk 6, a countermeasure method database 7, A CD-ROM drive 8 and a printer 9 are connected.

CPU2は、最適化装置1を統括して制御するものであり、ハードディスク6にインストールされた最適化プログラムに従って、当該プログラムに基づく処理を行う。この最適化プログラムは、当該プログラムを記録した記録媒体(例えばCD−ROM等)によって提供され、CD−ROM8aによって提供された場合には、CD−ROM駆動装置8を介してハードディスク6にインストールされる。なお、この最適化プログラムとCPU2とにより、リスク評価手段2a及び最適化手段2bが実現される。   The CPU 2 controls the optimization apparatus 1 as a whole, and performs processing based on the optimization program installed in the hard disk 6 according to the optimization program. The optimization program is provided by a recording medium (for example, a CD-ROM or the like) on which the program is recorded. When the optimization program is provided by the CD-ROM 8a, the optimization program is installed on the hard disk 6 via the CD-ROM drive device 8. . The optimization program and the CPU 2 implement a risk evaluation unit 2a and an optimization unit 2b.

リスク評価手段2aは、入力装置4から入力されたリスクカーブの作成に必要な情報に基づいて、構造物を構成する各構成要素それぞれの基本のリスクカーブを自動的に作成する手段である。リスクカーブは現在から将来に渡るリスクを示したもので、図2に示すように横軸に経過年、縦軸にリスクをとって示したものである。   The risk evaluation means 2a is a means for automatically creating a basic risk curve for each component constituting the structure based on information necessary for creating the risk curve input from the input device 4. The risk curve shows the risk from the present to the future. As shown in FIG. 2, the horizontal axis shows the elapsed year and the vertical axis shows the risk.

ここで、リスクカーブの作成に必要な情報とは、構成要素の劣化予測を示す情報であり、具体的には、検査データ、精度、設計情報、構造物の損傷に関する統計及び信頼性データなどから構成される。なお、「検査データ」は、構造物の劣化状態(損傷状態)を判断可能な検査結果を示すデータであり、例えば埋設管の肉厚等を検査した検査データである。「精度」は、検査方法の精度であり検査データの信頼性を決める値である。「設計データ」は、配管の口径、形状などのデータ、「構造物の損傷に関する統計」は、評価対象と同種の構造物に関する過去の損傷事例や、その採取データをある項目で分析して得られた情報である。例えば、ガスの漏洩が年間x件発生しているなどである。また、「信頼性データ」は評価対象となる構造物の構造信頼性に関わる種々の特性データで、例えば埋設管に使用している鋼材の強度分布、構造物に負荷される外力分布などである。   Here, the information necessary for creating the risk curve is information indicating the deterioration prediction of the component, and specifically, from inspection data, accuracy, design information, statistics on damage to structures and reliability data, etc. Composed. The “inspection data” is data indicating an inspection result capable of determining the deterioration state (damage state) of the structure, for example, inspection data obtained by inspecting the thickness of the buried pipe. “Accuracy” is the accuracy of the inspection method and is a value that determines the reliability of the inspection data. “Design data” is data such as pipe diameter and shape, and “statistics on damage to structures” is obtained by analyzing past damage cases related to the structure of the same type as the evaluation target and collected data in a certain item. Information. For example, x gas leaks occur annually. “Reliability data” is various characteristic data related to the structural reliability of the structure to be evaluated, such as the strength distribution of steel used in buried pipes and the distribution of external force applied to the structure. .

最適化手段2bは、リスク評価手段2aで作成された基本のリスクカーブと、対策工法データベース7に格納された各種情報と、構造物管理者から入力装置4を介して入力されるリスク上限値とに基づいて、各構成要素それぞれに対する最適な補修・更新計画を立案する手段である。リスク上限値とは、これ以上のリスクは許容できず直ちに補修・更新を施す必要があるというしきい値であり、その構造物に要求される安全性に応じて設定される。なお、リスク上限値は、全構成要素に対して同じ値が設定される。   The optimization means 2b includes the basic risk curve created by the risk evaluation means 2a, various information stored in the countermeasure construction method database 7, and the risk upper limit value input from the structure manager via the input device 4. Based on the above, it is a means for formulating an optimal repair / update plan for each component. The risk upper limit value is a threshold value that indicates that no further risk is allowed and repair / update is required immediately, and is set according to the safety required for the structure. The risk upper limit value is set to the same value for all components.

対策工法データベース7には、各構成要素それぞれに対して適用される複数の補修・更新工法と、その補修・更新工法に要する費用(材料費、製造費、施工費など)と、その補修・更新工法を実施したことによる効果と、その補修・更新工法実施後のリスクカーブを決定するためのリスクカーブ決定情報とが対応付けて記憶されている。リスクカーブ決定情報は、補修・更新工法が適用されたことによってその適用部位のリスクがどの程度低減されるかを示す情報と、その補修・更新工法実施後のリスクの増加傾向を示す値とで構成される。具体的には工法実施直後のリスク値(例えば減肉の場合では、管厚が元に戻ったという条件で再計算した値)と、その後のリスクの増加率(減肉の進行率など)であり、このリスクカーブ決定情報に基づいて補修・対策工法実施後のリスクカーブが決定できるようになっている。   The countermeasure method database 7 includes a plurality of repair / update methods applied to each component, costs (material costs, manufacturing costs, construction costs, etc.) required for the repair / update methods, and repair / updates thereof. The effect of the construction method and the risk curve determination information for determining the risk curve after the repair / update construction method are stored in association with each other. The risk curve decision information consists of information indicating how much the risk of the application site is reduced by applying the repair / update method, and a value indicating an increasing trend of the risk after the repair / update method is implemented. Composed. Specifically, the risk value immediately after the construction method (for example, in the case of thinning, the value recalculated under the condition that the tube thickness has been restored) and the subsequent increase rate of risk (such as the rate of progress of thinning) Yes, it is possible to determine the risk curve after the repair and countermeasure construction method based on this risk curve determination information.

ここで、構成要素が埋設管である場合の損傷の内容を図3によって説明し、その損傷に対する補修・更新工法の具体例を図4によって説明する。   Here, the content of damage when the component is an embedded pipe will be described with reference to FIG. 3, and a specific example of the repair / update method for the damage will be described with reference to FIG.

図3は、埋設管における損傷の説明図である。
通常、埋設管には腐食用のコーティングが施されており、これが傷つくと管表面に水分が進入する状態となって腐食が発生し、管厚が減少する。腐食が進行すると、次第に腐食減肉量が増大して、いずれ、腐食による穴が管を貫通し、内部のガスが漏洩する。
FIG. 3 is an explanatory diagram of damage in the buried pipe.
Usually, a buried coating is provided with a coating for corrosion. If this coating is damaged, moisture enters the surface of the tube, causing corrosion and reducing the tube thickness. As the corrosion progresses, the amount of corrosion thinning gradually increases, and eventually, holes due to corrosion penetrate the pipe and the gas inside leaks.

図4は、埋設管に対して実施される補修・更新工法の具体例を示す図である。
埋設管に適用される補修・更新工法としては、例えば以下の3種類あり、順に説明する。
(a)工法A(更新(入取替)):埋設管のある場所を掘って、損傷部位を含むある長さの管を切断し、代わりに新しい管を挿入する。
(b)工法B(研削・再防食):埋設管のある場所を掘って、損傷部位のコーティングを剥がし、腐食部の腐食生成物(錆など)を削り落として表面を滑らかに仕上げた後、新しく防食コーディングを施す。
(c)工法C(部分溶接補修):埋設管のある場所を掘って、損傷部位のコーティングを剥がし、腐食部の腐食生成物(錆など)を削り落とす。そして、腐食部の上に当て板をし、縁端を管体に溶接した後、補修部に新しい防食コーティングを施す。
FIG. 4 is a diagram showing a specific example of the repair / updating method implemented for the buried pipe.
There are, for example, the following three types of repair / update methods applied to buried pipes, which will be described in order.
(A) Method A (Renewal (Replacement)): Excavate a place with a buried pipe, cut a length of pipe including the damaged part, and insert a new pipe instead.
(B) Method B (grinding / re-corrosion prevention): After digging the place where the buried pipe is located, peeling off the coating of the damaged part, scraping off the corrosion products (rust etc.) of the corroded part, and finishing the surface smoothly. Apply new anticorrosion coding.
(C) Method C (partial welding repair): Excavate the place where the buried pipe is located, peel off the coating of the damaged part, and scrape off the corrosion products (rust etc.) of the corroded part. Then, a patch plate is placed on the corroded portion, the edge is welded to the pipe body, and then a new anticorrosive coating is applied to the repaired portion.

図5は、対策工法データベースに格納される各種情報を示す図で、ここでは、構成要素が埋設管の場合を示しており、工法A〜Cはそれぞれ図4の工法A〜Cに対応している。図5に示すように、対策工法データベース7には、埋設管に対して適用される3種類の工法と、その工法を実施したことによる効果、その工法に要する費用が記憶されている。なお、リスクカーブ決定情報については図示省略している。   FIG. 5 is a diagram showing various types of information stored in the countermeasure construction method database. Here, the constituent elements are buried pipes, and the construction methods A to C correspond to the construction methods A to C in FIG. 4 respectively. Yes. As shown in FIG. 5, the countermeasure construction method database 7 stores three kinds of construction methods applied to the buried pipe, the effects of implementing the construction method, and the cost required for the construction method. The risk curve determination information is not shown.

図6は、本発明の実施の形態1に係る最適化装置の動作概略を示すフローチャートである。以下、最適化装置1の動作概略を図6を参照して説明し、その後、各ステップの詳細説明を行う。
最適化装置1では、まず、リスク評価手段2aが、構造物を構成する各構成要素それぞれについて、現在から将来に渡る基本のリスクカーブをその構成要素の劣化予測に基づいて作成する(リスクカーブ作成工程)(S1)。そして、最適化手段2bが、対策工法データベース7に記憶された各種情報と、ステップS1で作成された基本のリスクカーブと、予め設定されたリスク上限値とに基づいて、構成要素のリスクが、その構成要素の耐用年までの間に前記リスク上限値を超えることのないように前記構成要素に対して実施すべき補修・更新計画を複数パターン立案する処理を構成要素それぞれについて行う(補修・更新計画立案工程)(S2)。ついで、最適化手段2bは、各構成要素毎にそれぞれ立案された複数の補修・更新計画それぞれについて対策工法データベース7に記憶された費用を用いて費用に関する評価を行い、評価結果が最も高い補修・更新計画を最適な計画案として選択し、各構成要素毎にそれぞれ選択された計画案を構造物の維持管理計画として決定する(維持管理計画決定工程)(S3)。
FIG. 6 is a flowchart showing an outline of the operation of the optimization apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. Hereinafter, an outline of the operation of the optimization apparatus 1 will be described with reference to FIG. 6, and then each step will be described in detail.
In the optimization device 1, first, the risk evaluation means 2a creates a basic risk curve from the present to the future for each component constituting the structure based on the deterioration prediction of the component (risk curve creation). Step) (S1). And the optimization means 2b is based on the various information memorize | stored in the countermeasure construction method database 7, the basic risk curve created by step S1, and the risk upper limit set beforehand, and the risk of a component is Each component is subjected to a process of creating a plurality of repair / update plans to be performed on the component so that the upper limit of the risk is not exceeded during the lifetime of the component (repair / update) Planning process) (S2). Next, the optimization means 2b evaluates the cost using the cost stored in the countermeasure construction method database 7 for each of the plurality of repair / update plans planned for each component, and the repair / recovery with the highest evaluation result is performed. The renewal plan is selected as an optimal plan, and the plan selected for each component is determined as a structure maintenance management plan (maintenance management plan determination step) (S3).

以下、構成要素を埋設管とした場合を例に、図6のフローチャートの各工程の処理について具体的に順次説明する。
まず、ステップS1のリスクカーブ作成工程について説明する。リスクカーブは、現在の損傷程度(消耗度)に対して、今後の進行度を適切に設定して将来のリスクを求めることで得られる。具体的には、リスクカーブの作成に必要な情報に含まれる検査データに基づき、肉厚が薄くなっている部分を特定し、特定された部分の腐食減肉の進行度(使い始めてから現在までの当該部分の腐食進行具合)を判定し、その進行度に基づいて将来のリスクの予測カーブを算出するものである。例えば、使い始めてから現在までに管厚が3mm減っていた場合、その経過年数と腐食減肉量(3mm)とから進行度を判定し、今後も同じペースで減ると仮定して将来のリスクカーブを推定していくといった具合である。
Hereinafter, the process of each process of the flowchart of FIG. 6 will be specifically described sequentially in the case where the constituent element is an embedded pipe.
First, the risk curve creating process in step S1 will be described. The risk curve can be obtained by appropriately setting the future progress with respect to the current degree of damage (consumption level) and obtaining the future risk. Specifically, based on the inspection data included in the information necessary for creating the risk curve, the thinned part is identified, and the progress of corrosion thinning of the identified part (from the beginning of use until the present) The degree of progress of the corrosion of the relevant part of the material is determined, and a prediction curve for the future risk is calculated based on the degree of progress. For example, if the tube thickness has decreased by 3 mm from the start of use to the present, the degree of progress is judged from the elapsed years and the amount of corrosion thinning (3 mm), and the future risk curve is assumed to decrease at the same pace in the future. Is estimated.

以下、リスクの具体的な算出方法について説明する。ここで、リスクとは損傷頻度と被害規模の積として定義され、リスクを求めるにあたっては、損傷頻度と被害規模とをそれぞれ算出する。損傷頻度は、例えば図7に示すように信頼性工学における応力−強度モデルを用いて発生応力の分布と強度の分布から求めることが可能である。以下、埋設管の管厚が減少する場合の損傷頻度を、図7の応力−強度モデルから求める場合について説明する。   Hereinafter, a specific method for calculating the risk will be described. Here, the risk is defined as the product of the damage frequency and the damage scale, and in determining the risk, the damage frequency and the damage scale are calculated. The damage frequency can be obtained from the distribution of the generated stress and the distribution of strength using a stress-strength model in reliability engineering as shown in FIG. 7, for example. Hereinafter, the case where the damage frequency when the pipe thickness of the buried pipe decreases is obtained from the stress-strength model of FIG. 7 will be described.

評価値Xは、損傷か非損傷かを区別するために用いる直接的な値を指し、内圧破壊を評価するための「応力」がXに相当する。これは内圧による管の「発生応力」が、管厚が減少した管の「許容応力」(強度)を超えたら損傷とみなすという条件を用いた場合であり、発生変位が許容変位を超えることを破壊条件とした場合、Xは変位となる。なお、評価値Xは確率変数である。ここでは、前者の条件を用いた場合を例に説明する。   The evaluation value X indicates a direct value used for distinguishing between damage and non-damage, and “stress” for evaluating internal pressure fracture corresponds to X. This is the case when the condition that the generated stress of the pipe due to internal pressure exceeds the allowable stress (strength) of the pipe with the reduced thickness is considered as damage, and the generated displacement exceeds the allowable displacement. In the case of the fracture condition, X is a displacement. The evaluation value X is a random variable. Here, a case where the former condition is used will be described as an example.

まず、損傷頻度(損傷確率)は、図7中の(1)式により求める。この(1)式により、内圧による管の発生応力がxのとき、肉厚が減少した管の許容応力がx以下である確率(fL (x)×FR (x))を、その発生応力xを0から∞まで変化させて足しあわせた値が求められることになり、これが損傷頻度(損傷確率)となる。但し、関数f(x)は、評価値Xの確率密度関数である。添字Lは発生応力を指し、Rは許容応力を指している。よって、fL (x)は発生応力が値xとなる確率を示し、fR (x)は許容応力が値xとなる確率を示している。また、関数F(x)は、評価値Xの累積分布関数であり、f(x)を0からxまで積分した値に相当し、評価値Xが横軸上の値x以下である確率を示している。 First, the damage frequency (damage probability) is obtained by equation (1) in FIG. From this equation (1), when the generated stress of the pipe due to internal pressure is x, the probability (f L (x) × F R (x)) that the allowable stress of the pipe whose thickness is reduced is less than or equal to x is generated. A value obtained by adding and changing the stress x from 0 to ∞ is obtained, and this is the damage frequency (damage probability). However, the function f (x) is a probability density function of the evaluation value X. The subscript L indicates the generated stress, and R indicates the allowable stress. Therefore, f L (x) indicates the probability that the generated stress has a value x, and f R (x) indicates the probability that the allowable stress has a value x. The function F (x) is a cumulative distribution function of the evaluation value X, corresponds to a value obtained by integrating f (x) from 0 to x, and the probability that the evaluation value X is less than or equal to the value x on the horizontal axis is Show.

一方、被害規模は、図8に示すように各構成要素(Element1,Element2,…)について、仮に損傷が生じた場合の1.補修・更新費用Cequip、2.人的な被災の補償費用Cinjury、3.生産もしくは供給の支障に伴う営業損失費用Coutageを設定し、これら1〜3を加算した値となる。   On the other hand, as shown in FIG. 8, the damage scale is as follows when each component (Element1, Element2,...) Is damaged. Repair and renewal costs Cequip, 2. 2. Compensation costs for human damage Cinjury; The operating loss cost Coutage associated with production or supply troubles is set, and is a value obtained by adding these 1 to 3.

以上のようにして求めた損傷頻度と被害規模との積を算出することでリスクを求める。ここで、損傷頻度は時間経過とともに増加するので、リスクも時間とともに増加する。管の腐食の例で説明すると、腐食が進行して管厚が減少し、管厚の減少によってその部分の発生応力が増加するので、損傷頻度も結果として増加することになる。   The risk is obtained by calculating the product of the damage frequency and the damage scale obtained as described above. Here, since the damage frequency increases with time, the risk also increases with time. In the example of the corrosion of the pipe, the corrosion progresses and the pipe thickness decreases, and since the stress generated in the portion increases as the pipe thickness decreases, the damage frequency also increases as a result.

次に、図6のステップS2、S3の各処理ついて説明する。ステップS2、S3は最適化手段2bによって行われる処理である。
最適化手段2bは、まず、ステップS2の補修・更新計画立案処理として、構造物管理者によって入力装置4から設定入力されたリスク上限値と、リスク評価手段2aで算出された構造物の各構成要素の基本のリスクカーブと、対策工法データベース7に格納された各種情報とを用いて、各構成要素それぞれに行うべき補修・更新計画を立案する。ここで立案される補修・更新計画は、構成要素をその耐用年まで維持するにあたり、耐用年までの間にその構成要素に対して実施すべき対策工法とその対策工法を実施する時期との組み合わせであり、その構成要素のリスクが耐用年までの間にリスク上限値を超えないように計画される。ここでは、補修・更新計画が複数立案される。
Next, each process of steps S2 and S3 in FIG. 6 will be described. Steps S2 and S3 are processes performed by the optimization unit 2b.
First, the optimization means 2b, as the repair / update plan planning process of step S2, sets the risk upper limit value set and input from the input device 4 by the structure manager, and each structure of the structure calculated by the risk evaluation means 2a. Using the basic risk curve of the element and various information stored in the countermeasure construction method database 7, a repair / update plan to be performed for each component is made. The repair and renewal plan proposed here is a combination of the countermeasure method to be implemented for the component and the timing for implementing the countermeasure method during the lifetime of the component. It is planned that the risk of the component does not exceed the upper limit of risk by the end of its useful life. Here, a plurality of repair / update plans are drawn up.

図9は、複数立案された補修・更新計画に基づくリスクカーブを示す図である。
計画案1は、X2年にA工法を実施しており、これによりリスクがR5からR1に一旦下がっている。その後、リスクは再度上昇するが、耐用年においてリスク上限値を超えないように計画されている。また、計画案2は、X1年にB工法を実施してリスクがR3からR2に一旦下がった後、再度上昇してR6になったX3年に今度はC工法を行っている。これにより、リスクがR6からR4に下がり、その後再度リスクが上昇するが、耐用年においてリスク上限値を超えないように計画されている。
FIG. 9 is a diagram showing a risk curve based on a plurality of repair / update plans.
Plan 1 implemented the Method A in X2 and this reduced the risk from R5 to R1. After that, the risk will rise again, but it is planned not to exceed the upper limit of risk during the useful life. In plan 2, the B construction method was implemented in X1 and the risk once decreased from R3 to R2, then increased again to R6, and this time the C construction method is implemented. As a result, the risk decreases from R6 to R4 and then increases again, but it is planned not to exceed the risk upper limit value in the service life.

図9に示したような補修・更新計画を補修・更新計画立案工程において立案するわけであるが、その立案手順について以下に説明する。
まず、ある構成要素に対して、対策工法と、その対策工法を実施する時期とを任意に設定する。実施時期には、その構成要素のリスクカーブのリスクがリスク上限値を超える時期以前に設定される。図9より明らかなように、1つの構成要素に2つ以上の実施時期を割り当てることも可能である。
A repair / update plan as shown in FIG. 9 is planned in the repair / update plan planning process. The planning procedure will be described below.
First, for a certain component, a countermeasure construction method and a timing for implementing the countermeasure construction method are arbitrarily set. The implementation time is set before the time when the risk of the component risk curve exceeds the upper limit of risk. As is clear from FIG. 9, two or more implementation times can be assigned to one component.

最適化手段2bは、設定した実施時期に補修・更新工法を実施後のリスクカーブを、リスク評価手段2aで算出された基本のリスクカーブと対策工法データベース7のリスクカーブ決定情報とに基づいて再計算(再評価)して取得する。そして、その再評価後のリスクカーブが、耐用年までの間にリスク上限値を超えるか否かをチェックし、超えていなければ、前記設定した対策工法と実施時期とを補修・更新計画案の1つとして決定する。最適化手段2bでは、補修・更新工法と実施時期との組み合わせを適宜変更しながら上記と同様の処理を行い、補修・更新計画を立案していく。   The optimization means 2b re-establishes the risk curve after the repair / update method at the set execution time based on the basic risk curve calculated by the risk evaluation means 2a and the risk curve determination information in the countermeasure method database 7. Obtain (calculate (re-evaluate)). Then, it is checked whether the risk curve after the re-evaluation exceeds the upper limit of risk by the end of its useful life. Determine as one. In the optimization means 2b, the same processing as described above is performed while appropriately changing the combination of the repair / update method and the execution time, and a repair / update plan is drawn up.

なお、以上の処理は、補修・更新工法の実施時期を1回とした場合の例であるが、複数回設定する場合も同様にして補修・更新計画を立案することができる。例えば実施時期を2回設定する場合には、1回目の再評価後のリスクカーブを基本のリスクカーブと見なして上記処理を行えばよい。このような手順により立案された複数の補修・更新計画それぞれに基づくリスクカーブが、先の図9に示したものに相当する。   The above processing is an example in the case where the repair / updating method is performed once, but a repair / updating plan can be made in the same way even when setting a plurality of times. For example, when the implementation time is set twice, the above-described processing may be performed by regarding the risk curve after the first re-evaluation as a basic risk curve. A risk curve based on each of a plurality of repair / update plans prepared by such a procedure corresponds to that shown in FIG.

ここで、図9中の対策検討開始リスクレベルとは、補修・更新計画立案工程において補修・更新工法とその実施時期との組み合わせを適宜変更するにあたり、実施時期として設定するその設定範囲の下限側を特定するためのもので、対策検討開始リスクレベルを設定することにより、基本のリスクカーブに基づく構成要素のリスクが対策検討開始リスクレベルに達するX0年以降から、リスク上限値に達する時期までが対策工法の実施対象期間とされる。よって、補修・更新計画を立案するに際し、実施時期については、対策検討開始リスクレベルに達するX0年以降を検討対象とし、X0年より前の期間については対象外とされる。これにより、補修・更新計画立案に要する時間を短縮することが可能となっている。以上がステップS2の処理である。   Here, the risk assessment start risk level in Fig. 9 is the lower limit side of the setting range that is set as the implementation timing when the combination of the repair / update construction method and its implementation timing is appropriately changed in the repair / update plan planning process. By setting the risk level for starting the study of countermeasures, the risk of the constituent elements based on the basic risk curve from X0 when the risk level for starting the study of countermeasures is reached until the time when the risk upper limit is reached. It is considered as the implementation period of the countermeasure method. Therefore, when drafting a repair / renewal plan, the implementation period is considered from X0 onwards when it reaches the risk review start risk level, and is excluded from the period before X0. As a result, it is possible to shorten the time required for making a repair / update plan. The above is the process of step S2.

続いてステップS3においては、複数の補修・更新計画案それぞれについて費用に関する評価を行う。費用は、対策工法データベース7に格納された費用を用いる。費用の評価方法は、ユーザ毎に任意の方法を採用することが可能であるが、ここでは、金融工学で使用されているNPV(Net Present Value :正味現在価値)といった投資判断指標を適用して評価するものとする。NPVとは、ある事業から得られるであろう将来のキャッシュフロー(設備の取得から廃棄までの全期間において、その投資による各年のお金の流入・流出の増減)を割引率で換算した現在価値から、投資額の現在価値を差し引いた金額で表されるもので、ある事業の経済的価値を測定する指標である。式(2)に、NPVを求める一般式を示す。   Subsequently, in step S3, the cost is evaluated for each of the plurality of repair / update plans. As the cost, the cost stored in the countermeasure method database 7 is used. Any method can be adopted as the cost evaluation method for each user. Here, an investment judgment index such as NPV (Net Present Value) used in financial engineering is applied. Shall be evaluated. NPV refers to the present value of future cash flows that may be obtained from a business (increase / decrease in cash inflows and outflows of each year due to investment during the entire period from acquisition to disposal) at a discount rate. It is an index that measures the economic value of a business. Formula (2) shows a general formula for obtaining NPV.

Figure 0004281652
Figure 0004281652

ここで、Biはi年時の収入、Ciはi年時の支出、rは金利、mは耐用年を示す。   Here, Bi is the income at year i, Ci is the expenditure at year i, r is the interest rate, and m is the useful life.

このNPVがプラスであれば、その事業は投資家の要求するリターンを上回っていて価値を生み出すことを意味しており、その事業は採用とされ、一方マイナスならば却下されることになる。   If this NPV is positive, it means that the business exceeds the return required by the investor and creates value, and if the business is negative, it is rejected.

このNPVを本例に適用して費用の評価を行う場合、構造物の補修・更新費のみを考慮するためBi=0として計算される。このため、NPVは全ての計画案について負の値となる。その中で0に近い方が評価が高いと判断され、最も0に近い値を取る計画案を採用とする。なお、Ciは本例では補修時の費用であり、同じ工法についてはどの年度でも同じ数値となる。図9に示した計画案1と計画案2のNPVは、それぞれ図9中の(3)式及び(4)式で求められる。   When the cost is evaluated by applying this NPV to this example, Bi = 0 is calculated in order to consider only the repair / update cost of the structure. For this reason, NPV becomes a negative value about all the plans. Among them, the one closer to 0 is judged to have a higher evaluation, and the plan that takes the value closest to 0 is adopted. In addition, Ci is a cost at the time of repair in this example, and the same numerical value is obtained in any year for the same construction method. The NPVs of the plan 1 and the plan 2 shown in FIG. 9 are obtained by the equations (3) and (4) in FIG. 9, respectively.

以上に説明した補修・更新計画の立案、費用評価は各構成要素毎に行われ、最終的には各構成要素毎にそれぞれ最適な補修・更新計画が決定される。なお、補修・更新計画は、上述したように、とり得る全てのパターンについて評価し最適なものを見つける他、一般の最適化アルゴリズム(例えば、遺伝的アルゴリズムなど)を活用して最適案を探索するようにしてもよい。以上のようにして決定された個々の構成要素毎の補修・更新計画が構造物全体の維持管理計画として表示装置3に表示され、構造物管理者に通知される。なお、プリンタ9で印刷して出力するようにしてもよい。   The above-described repair / update plan and cost evaluation are performed for each component, and finally an optimal repair / update plan is determined for each component. As described above, in the repair / update plan, all the possible patterns are evaluated and the optimum one is found, and a general optimization algorithm (for example, a genetic algorithm) is used to search for an optimum plan. You may do it. The repair / update plan for each component determined as described above is displayed on the display device 3 as a maintenance management plan for the entire structure, and is notified to the structure manager. Note that printing may be performed by the printer 9 and output.

このように、実施の形態1によれば、構造物を耐用年まで維持管理するにあたり、設定したリスク上限値以下に全体のリスクを保ちつつ経済性を考慮した最適な維持管理計画を立案できる。これにより、構造物全体に対して低コストと安全性の確保を両立させた構造物の維持管理を行うことが可能となる。   As described above, according to the first embodiment, when maintaining a structure until its useful life, it is possible to devise an optimal maintenance management plan in consideration of economy while keeping the overall risk below the set risk upper limit value. Thereby, it becomes possible to maintain and manage the structure that achieves both low cost and secure safety for the entire structure.

また、補修・更新計画を立案するに際し、補修・更新の実施時期を複数回設定可能としているので、組み合わせの幅が広がり、多様な組み合わせパターンから最適な補修・更新計画を得ることが可能となる。また、1回の補修・更新だけではなく、2回目、3回目も視野に入れた上での計画とすることができるので、長期的な視野で維持管理計画を立案することが可能となる。換言すれば、構造物を耐用年までもたせるための計画を最初の時期に決めることが可能となる。   In addition, when preparing a repair / update plan, the repair / update timing can be set multiple times, so the range of combinations can be expanded and an optimal repair / update plan can be obtained from various combination patterns. . In addition, since the plan can be made with the second and third times as well as the repair and renewal of one time, it is possible to make a maintenance management plan from a long-term perspective. In other words, it is possible to determine a plan for bringing the structure to the end of its useful life at the first time.

なお、本例では、費用の評価に際しNPVを用いるようにしたが、評価方法は任意であり、例えば単純に費用の合計で評価し、費用が最も安い計画案を採用するようにしてもよい。   In this example, NPV is used for cost evaluation. However, the evaluation method is arbitrary. For example, it is possible to simply evaluate the total cost and adopt a plan with the lowest cost.

また、リスク上限値をどの程度に設定するかは、その構造物に要求される安全性に応じて決めるとしたが、構造物の管理者側で独自に決めるのではなく、社会的な基準に基づいて決める必要がある場合(例えばリスクが及ぶ範囲が大規模である場合など)には、設備の重要度、社会の受容度を考慮して設定する。例えば、まず損傷頻度についてはAPI581のsection8において示されている機器類の一般的な損傷頻度(損傷確率)10-4を用い、被害規模については構造物の各構成要素の被害規模の平均値を適用し、これらを乗じて求める。また、英国の産業安全基準では社会的に受容される個人の年間死亡確率を10-6〜10-4の範囲に定めており、この数値を損傷頻度として用いても良い。 In addition, the risk upper limit value is determined according to the safety required for the structure, but it is not determined by the structure manager on its own. When it is necessary to make a decision based on the risk (for example, when the risk coverage is large), the importance is set in consideration of the importance of the facility and the social acceptance. For example, for the damage frequency, the general damage frequency (damage probability) 10 -4 shown in section 8 of API581 is used, and for the damage scale, the average damage scale of each component of the structure is calculated. Apply and multiply by these. In addition, in the UK industrial safety standards, the annual death probability of a socially acceptable individual is set in the range of 10 −6 to 10 −4 , and this value may be used as the damage frequency.

実施の形態2.
実施の形態1では、各構成要素それぞれに対する補修・更新計画の最適化が、構造物全体の維持管理計画の最適化にも繋がるものとして維持管理計画が構成されていた。すなわち、構造物の維持管理計画は、各構成要素それぞれに対して最適な補修・更新計画から構成されるとしていた。しかしながら、各構成要素それぞれに対する補修・更新計画の最適化が、構造物全体の維持管理計画の最適化にも繋がるとは必ずしも言えない場合があり、実施の形態2では、そのような場合も考慮した構造物の維持管理計画の立案に関するものである。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the maintenance management plan is configured so that the optimization of the repair / update plan for each component also leads to the optimization of the maintenance management plan for the entire structure. That is, the structure maintenance management plan is composed of an optimal repair / update plan for each component. However, there are cases where the optimization of the repair / update plan for each component does not necessarily lead to the optimization of the maintenance management plan for the entire structure. In the second embodiment, such a case is also considered. This is related to the planning of the maintenance management plan for the structure.

まず、各構成要素それぞれに対して最適な補修・更新計画が、構造物全体の維持管理計画として考えた場合に最適とは言えない場合とは、いかなる場合かを次の図10により説明する。   First, the case where the optimal repair / update plan for each component is not optimal when considered as a maintenance management plan for the entire structure will be described with reference to FIG.

図10は、構造物全体の維持管理計画の説明図で、(a)は各構成要素それぞれの補修・更新計画に基づくリスクカーブを示しており、(b)は(a)の補修・更新計画に基づく費用の棒グラフを示している。
図10に示した維持管理計画における個々の構成要素の補修・更新計画は、それぞれ費用面での評価が最も高いと判断された計画案である。しかしながら、28年度に工事が集中しており、その年に大規模設備投資が必要となっている。この場合、予算的な問題で実行不可能となることが考えられ、別の計画が望まれることになり、個々の構成要素に対する最適化が、全体の最適化に繋がっていない。
FIG. 10 is an explanatory diagram of the maintenance management plan for the entire structure. (A) shows a risk curve based on the repair / update plan of each component, and (b) shows the repair / update plan of (a). Shows a bar chart of costs based on.
The repair / update plan for each component in the maintenance management plan shown in FIG. 10 is a plan that is determined to have the highest cost evaluation. However, construction has been concentrated in FY2016, and large-scale capital investment is required in that year. In this case, it may be impossible to execute due to budgetary problems, and another plan is desired, and optimization for individual components does not lead to overall optimization.

このような場合を鑑み、本実施の形態2では、年間投資額と管理側の予算との比較を行い、各構成要素それぞれについて立案された補修・更新計画案を総合的に判断して最適な維持管理計画を得る。   In view of such a case, the second embodiment compares the annual investment amount with the budget on the management side, and comprehensively determines the repair / update plan drafted for each component and determines the optimum. Get a maintenance plan.

実施の形態2は、実施の形態1を基本としたものであり、以下、実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
実施の形態2では、まず、実施の形態1の補修・更新計画立案工程で各構成要素それぞれについて立案された複数の補修・更新計画案を総合的に判断し、補修・更新工法の実施時期が、ある年度に集中せず分散し且つ各年度において年間予算を超えない補修・更新計画案の組み合わせを求める。そして、求められた組み合わせのそれぞれについて対策工法データベース7に記憶された費用を用いて費用に関する評価を行い、評価結果が最も高い補修・更新計画案の組み合わせを、構造物の維持管理計画として決定する。以上のようにして決定された構造物の維持管理計画は図11に示すようになる。
The second embodiment is based on the first embodiment, and the following description will focus on parts that are different from the first embodiment.
In the second embodiment, first, a plurality of repair / update plan proposals formulated for each component in the repair / update plan planning process of the first embodiment are comprehensively determined, and the execution time of the repair / update method is determined. , Seek a combination of repair and renewal plans that are not concentrated in a certain year but are distributed and do not exceed the annual budget in each year Then, for each of the obtained combinations, the cost is evaluated using the cost stored in the countermeasure construction method database 7, and the combination of the repair / update plan with the highest evaluation result is determined as the maintenance plan for the structure. . The structure maintenance management plan determined as described above is as shown in FIG.

ここで、補修・更新工法の実施時期が、ある年度に集中せず分散し且つ各年度において年間予算を超えない補修・更新計画案の組み合わせを求めるにあたっては、とり得る全ての組み合わせパターンを求め、それぞれについてこの条件を満たすものを検討する他、一般の最適化アルゴリズム(例えば、遺伝的アルゴリズムなど)を活用して最適案を探索するようにしてもよい。また、実施の形態1では各構成要素毎に費用の評価が最も高い補修・更新計画を1つ選定するとしたが、1つを選定するのではなく、評価が高い順に数パターン選定しておき、その上で全構成要素で考えたときに、費用が、ある時期に集中せず分散し且つ年間予算を超えない補修・更新計画案の組み合わせを選定するようにしても良い。   Here, when seeking a combination of repair and renewal plans whose repair and renewal construction methods are not concentrated in a certain year and do not exceed the annual budget in each year, seek all possible combination patterns, In addition to examining those satisfying this condition, a general optimization algorithm (for example, a genetic algorithm) may be used to search for an optimum plan. Further, in the first embodiment, one repair / update plan with the highest cost evaluation is selected for each component, but instead of selecting one, several patterns are selected in the order of higher evaluation, Then, when considering all the components, it is possible to select a combination of repair and renewal plan plans whose costs are not concentrated at a certain time and are not dispersed and do not exceed the annual budget.

実施の形態2によれば、実施の形態1とほぼ同様の効果が得られるとともに、構造物全体の補修・更新計画を総合的に判断して費用が特定の時期に集中しないようにしたので、短期的な費用負担の突出を避けることができ、また、年間予算を超えないようにしたので、実用に即した合理的な維持管理計画を立案することが可能となる。   According to the second embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained, and the overall structure repair / update plan is judged so that the cost is not concentrated at a specific time. It is possible to avoid a short-term cost burden and not to exceed the annual budget, so it is possible to formulate a reasonable maintenance plan that is practical.

なお、上記では、各構成要素毎にそれぞれ独立して補修・更新計画の立案、費用評価を行う場合を説明したが、例えば位置的に近接した複数の構成要素において同じ時期に工事を実施する計画がある場合や、同種の工事を行う計画がある場合等には、費用を低減して評価を行うようにするなど、他の構成要素における対策工法の実施時期やその対策工法の種類なども考慮して費用評価を行うようにしてもよい。この場合、実運用に即した費用評価が可能となり、引いては、より合理的な維持管理計画の立案が可能となる。   In the above description, a case has been described in which a repair / renewal plan and cost evaluation are performed independently for each component. However, for example, a plan for performing construction at the same time on a plurality of components that are close in position If there is a plan, or if there is a plan to carry out the same type of construction, consider the implementation timing of the countermeasure method for other components and the type of the countermeasure method, such as reducing the cost for evaluation. Then, cost evaluation may be performed. In this case, it is possible to evaluate the cost according to the actual operation, and in turn, a more rational maintenance management plan can be made.

本発明の実施の形態1及び実施の形態2の最適化装置を示す図である。It is a figure which shows the optimization apparatus of Embodiment 1 and Embodiment 2 of this invention. リスクカーブを示す図である。It is a figure which shows a risk curve. 埋設管における損傷の説明図である。It is explanatory drawing of the damage in a buried pipe. 埋設管に対して実施される補修・更新工法の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the repair and renewal construction method implemented with respect to a buried pipe. 対策工法データベースに格納される各情報を示す図である。It is a figure which shows each information stored in a countermeasure construction method database. 本発明の実施の形態1に係る最適化装置の動作概略を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement outline | summary of the optimization apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 応力強度モデルを示す図である。It is a figure which shows a stress intensity | strength model. 被害規模の説明図である。It is explanatory drawing of damage scale. 複数立案された補修・更新計画に基づくリスクカーブ及び各計画案のNPVに基づく費用評価結果を示す図である。It is a figure which shows the cost evaluation result based on the risk curve and NPV of each plan plan based on the repair and renewal plan by which multiple planning was carried out. 構造物全体の維持管理計画の説明図である。It is explanatory drawing of the maintenance management plan of the whole structure. 図10の維持管理計画の改善計画案を示す図である。It is a figure which shows the improvement plan plan of the maintenance management plan of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 最適化装置
2 CPU
2a リスク評価手段
2b 最適化手段
3 表示装置
4 入力装置
4a マウス
4b キーボード
5 メモリ
6 ハードディスク
7 対策工法データベース
8 駆動装置
8a CD−ROM
9 プリンタ
1 Optimization device 2 CPU
2a Risk evaluation means 2b Optimization means 3 Display device 4 Input device 4a Mouse 4b Keyboard 5 Memory 6 Hard disk 7 Countermeasure method database 8 Drive device 8a CD-ROM
9 Printer

Claims (8)

構造物を維持管理するにあたり、最適な維持管理計画を立案する構造物の維持管理計画最適化方法であって、
構造物を構成する各構成要素それぞれについて、現在から将来に渡る基本のリスクカーブをその構成要素の劣化予測に基づいて作成するリスクカーブ作成工程と、
各構成要素それぞれについて、その構成要素に対して実施可能な複数の補修・更新工法と、その補修・更新工法に要する費用とを対策工法データベースに対応付けて記憶しておき、その対策工法データベースに記憶された各種情報を読み出し、その読み出した各種情報と、前記作成された基本のリスクカーブと、予め設定されたリスク上限値とに基づいて、構成要素のリスクが、その構成要素の耐用年までの間に前記リスク上限値を超えることのないように前記構成要素に対して実施すべき補修・更新計画を複数パターン立案する処理を各構成要素それぞれについて行う補修・更新計画立案工程と、
前記各構成要素それぞれについて立案された複数の補修・更新計画案を総合的に判断して、補修・更新工法の実施時期が、ある年度に集中せず分散し且つ各年度において年間予算を超えない補修・更新計画案の組み合わせを求め、求められた組み合わせのそれぞれについて、該当の補修・更新工法に対応する費用を前記対策工法データベースから読み出し、その読み出した費用を用いて費用に関する評価を行い、評価結果が最も高い補修・更新計画案の組み合わせを、構造物の維持管理計画として決定する維持管理計画決定工程とを備え、
前記リスクカーブ作成工程と前記補修・更新計画立案工程と前記維持管理計画決定工程の各工程の処理をコンピュータにより実行することを特徴とする構造物の維持管理計画最適化方法。
A structure maintenance management plan optimization method for creating an optimal maintenance management plan for maintaining a structure,
A risk curve creation process for creating a basic risk curve from the present to the future for each component constituting the structure based on the deterioration prediction of the component,
For each component, a plurality of repair / update methods that can be performed on the component and the cost required for the repair / update method are stored in association with the countermeasure method database and stored in the countermeasure method database. Read various stored information, and based on the read various information , the created basic risk curve, and the preset risk upper limit value, the risk of the component is the lifetime of the component A repair / update plan planning step for each component to carry out a process of creating a plurality of patterns of repair / update plans to be performed on the component so as not to exceed the risk upper limit value during
Comprehensively judging multiple repair / renewal plans drafted for each of the above components, the timing of repair / renewal methods will not be concentrated in a certain year, and will not exceed the annual budget in each year For each of the requested combinations, the cost corresponding to the corresponding repair / update method is read from the countermeasure method database, and the cost is evaluated using the read cost. A maintenance plan decision process for determining the combination of repair / update plan with the highest result as a maintenance plan for the structure ,
A method for optimizing a structure maintenance management plan , wherein the processes of the risk curve creation process, the repair / update plan planning process, and the maintenance management plan determination process are executed by a computer .
前記補修・更新計画は、補修・更新工法とその工法の実施時期との組み合わせでなり、前記補修・更新計画立案工程では、補修・更新工法とその実施時期との組み合わせを適宜変更しながら前記構成要素のリスクカーブを再評価する処理を繰り返し行い、再評価後のリスクカーブがその構成要素の耐用年までの間にリスク上限値を超えない計画を、構成要素に対して実施すべき補修・更新計画とすることを特徴とする請求項1記載の構造物の維持管理計画最適化方法。   The repair / update plan is a combination of the repair / update method and the implementation time of the method. In the repair / update plan planning process, the combination of the repair / update method and the execution time is changed as appropriate. The process of re-evaluating the risk curve of the element is repeated, and the plan for which the risk curve after the re-evaluation does not exceed the upper limit of the risk by the useful life of the component should be repaired and updated for the component The method for optimizing a structure maintenance management plan according to claim 1, wherein the plan is a plan. 前記補修・更新計画において、補修・更新工法とその工法の実施時期との組み合わせが複数設定されていることを特徴とする請求項2記載の構造物の維持管理計画最適化方法。   3. The maintenance management plan optimization method for a structure according to claim 2, wherein a plurality of combinations of repair / update methods and execution times of the methods are set in the repair / update plan. 前記対策工法データベースに、補修・更新工法実施後のリスクカーブを決定するためのリスクカーブ決定情報を各補修・更新工法それぞれについて更に対応付けて記憶しておき、前記補修・更新計画立案工程では、前記リスク評価手段で作成された基本のリスクカーブと、前記リスクカーブ決定情報とに基づいてリスクカーブの再評価を行うことを特徴とする請求項2又は請求項3記載の構造物の維持管理計画最適化方法。   In the countermeasure construction method database, risk curve determination information for determining a risk curve after execution of the repair / update method is stored in association with each repair / update method, and in the repair / update plan planning step, The structure maintenance management plan according to claim 2 or 3, wherein the risk curve is re-evaluated based on the basic risk curve created by the risk evaluation means and the risk curve determination information. Optimization method. 対策検討開始リスクレベルを設定しておき、前記補修・更新計画立案工程において補修・更新工法とその実施時期との組み合わせを適宜変更するにあたり、実施時期として設定するその設定範囲を、構成要素のリスクが対策検討開始リスクレベルに達する時期と前記リスク上限値に達する時期との間とすることを特徴とする請求項2乃至請求項4の何れかに記載の構造物の維持管理計画最適化方法。   The risk level for starting the study of countermeasures is set, and when the combination of the repair and renewal method and its implementation time is changed as appropriate in the repair and renewal planning process, the setting range set as the implementation time is set as the component risk. The method of optimizing a structure maintenance management plan according to any one of claims 2 to 4, characterized in that a period between the time when the countermeasure reaches a risk examination start risk level and the time when the risk upper limit value is reached. 費用の評価にNPV(Net Present Value:正味現在価値)を用いることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れかに記載の構造物の維持管理計画最適化方法。   6. The method of optimizing a structure maintenance management plan according to claim 1, wherein NPV (Net Present Value) is used for cost evaluation. 前記リスクカーブを、構造物の劣化状態を判断可能な検査結果を示す検査データ、検査方法の精度を示す精度情報、設計情報、構造物の損傷に関する統計及び構造物の構造信頼性に関わる種々の特性データでなる信頼性データに基づいて作成することを特徴とする請求項1乃至請求項の何れかに記載の構造物の維持管理計画最適化方法。 The risk curve includes various inspection data indicating inspection results capable of determining the deterioration state of the structure, accuracy information indicating the accuracy of the inspection method, design information, statistics on damage to the structure, and various structural reliability of the structure. The structure maintenance management plan optimization method according to any one of claims 1 to 6 , wherein the structure maintenance management plan optimization method is created based on reliability data including characteristic data. 請求項1乃至請求項の何れかに記載の構造物の維持管理計画最適化方法をコンピュータに実行させるプログラム。 The program which makes a computer perform the maintenance management plan optimization method of the structure in any one of Claim 1 thru | or 7 .
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