JP4333435B2

JP4333435B2 - 対象物の保守管理方法及び保守管理装置

Info

Publication number: JP4333435B2
Application number: JP2004093911A
Authority: JP
Inventors: 政享弥富; 彰夫富士; 規子齋藤; 智光柏木
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2004-03-29
Filing date: 2004-03-29
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2024-03-29
Also published as: JP2005284422A

Description

本発明は、対象物の保守管理方法及び保守管理装置に関し、特にプラントに設けられたボイラの保守管理方法及び保守管理装置に関する。

近年、比較的大型の個別機器あるいは設備、例えばボイラ（以下、単に「対象物」という。）の保守管理方法として、対象物の固有情報に関するデータベースに基づいて対象物の余寿命を評価し、あるいは当該対象物以外であり対象物と同種の対象物群それぞれの固有情報、すなわち固有情報群に関するデータベースに基づいて対象物の余寿命を評価し、その結果を用いてＲＢＭ（Risk Based Maintenance；リスクベースメンテナンス）を適用する試みがなされている。なお、ＲＢＭは、対象物の保守管理に関する「リスク」を「破損の起こりやすさ（Likelihood）」と「被害の大きさ（Consequence）」との積として定義するものであり、対象物に関する各種専門家の協議によって「破損の起こりやすさ」及び「被害の大きさ」をそれぞれ評価することにより最終的なリスクを決定し、このようにして決定されたリスクに基づいてメンテナンス計画を立案するものである。

ここで、余寿命を評価して対象物の保守管理をする方法としては、例えば、プラントを構成する機器および個々の部材の現運転条件下での個々の破壊現象に対する破壊確率に、部材毎に予め決められた損傷形態毎の重み係数を乗算した最大値をプラントリスク推定値とし、各部材の想定運転条件下での個々の破壊現象に対する破壊確率に、損傷形態毎の重み係数を乗算した最大値を求めたプラントリスク値が、設定値を越えない運用条件を計算してプラント運転制限値を求め、部材の現時点の余寿命評価情報から運用計画に基づいて今後の寿命消費を計算し、現時点の余寿命評価情報及び運用計画に基づき計算した将来の余寿命予測を基に運用計画毎の破壊確率の推移を評価し、各部材の損傷形態毎の重み係数を破壊確率の推移データに乗算してプラント運用リスク推定値を算出するものがある（特許文献１参照）。
特開２００２−７３１５５号公報

ところで、従来の対象物の保守管理方法においては、対象物の固有情報に関するデータベースまたは対象物群の固有情報に関するデータベースのいずれか一方に基づいて対象物の余寿命を評価している。そのため、対象物の固有情報に関するデータベースのみを用いて対象物の余寿命を評価した場合、対象物群が保有する固有情報群を対象物の余寿命評価に反映することができず、また、対象物群が保有する固有情報群に関するデータベースのみを用いて対象物の余寿命を評価した場合、対象物の固有情報を対象物の余寿命評価に反映することができない。すなわち、対象物の固有情報に関するデータベース及び対象物群が保有する固有情報群に関するデータベースの両者を反映した対象物の余寿命評価がなされていないため、対象物の余寿命評価の精度に限界を生じてしまうこととなる。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、対象物の余寿命評価の精度を向上させることができる保守管理方法及び保守管理装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。すなわち本発明に係る対象物の保守管理方法は、対象物と同種であり当該対象物を除外した対象物群の固有情報群を用いて余寿命評価を行った後、前記対象物の固有情報を含む補正手法を用いて前記余寿命評価を補正することを特徴とする。

また、本発明に係る対象物の保守管理方法において、前記補正手法には、前記対象物群の破壊確率及び前記対象物が破壊したときの交換確率に基づいて前記対象物の破壊確率を算出するベイジアン信頼性解析を用いることを特徴とする。

また、本発明に係る対象物の保守管理装置は、対象物と同種であり当該対象物を除外した対象物群の固有情報群を保有する固有情報群保有手段と、前記固有情報群を用いて余寿命評価を行う評価手段と、前記対象物の固有情報を保有する固有情報保有手段と、前記余寿命評価に前記固有情報を含む補正手法を用いて前記余寿命評価を補正する補正手段と、を具備することを特徴とする。

また、本発明に係る対象物の保守管理装置において、前記補正手法には、前記対象物群の破壊確率及び前記対象物が破壊したときの交換確率に基づいて前記対象物の破壊確率を算出するベイジアン信頼性解析を用いることを特徴とする。

本発明によれば、対象物と同種であり当該対象物を除外した対象物群の固有情報群を用いて余寿命評価を行った後、対象物の固有情報を含む補正手法、例えば対象物群の破壊確率及び前記対象物が破壊したときの交換確率に基づいて前記対象物の破壊確率を算出するベイジアン信頼性解析を用いて余寿命評価を補正する。これにより、対象物群の固有情報群及び対象物の固有情報の両方を含む余寿命評価が得られることとなる。

本発明に係る対象物の保守管理方法及び保守管理装置によれば、対象物群の固有情報群及び対象物の固有情報の両方を含む余寿命評価が得られるので、精度の高い余寿命評価を実施することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明を適用した対象物の保守管理装置の機能構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態は、保守管理装置の対象物をプラントとし、そのプラントを構成するボイラを保守管理の対象とするものであるが、これに限定されるものではない。
保守管理装置は、保守管理の対象となるボイラについてのデータベース１０と、当該ボイラと同種であるが当該ボイラとは別に存在し保守管理の対象とならない複数のボイラ、すなわちボイラ群についてのデータベース２０とを備えている。

データベース１０は、ボイラの固有情報１１を保有する固有情報保有手段として機能する。ここで、この固有情報１１は、当該ボイラの点検情報１２、補修情報１３、交換情報１４及び運転情報１５を備えている。
データベース２０は、ボイラ群それぞれの固有情報、すなわち固有情報群２１を保有する固有情報群保有手段として機能する。ここで、これら固有情報群２１は、ボイラ群それぞれのボイラの点検情報２２、補修情報２３、交換情報２４及び運転情報２５を備えている。

また、この保守管理装置は、データベース１０に保有された固有情報１１及びデータベース２０に保有された固有情報群２１を用いて演算を行う演算部３０と、演算部３０に固有情報１１及び固有情報群２１等を入力する入力部３１と、演算部３０によって演算された結果を出力する出力部３２とを備えている。
演算部３０は、固有情報群２１を用いて演算し余寿命評価を行う評価手段としての機能と、余寿命評価に固有情報１１を含む補正手法を用いて余寿命評価を補正する演算を行う補正手段としての機能とを有する。ここで、この補正手法には、後述するように、ボイラ群の破壊確率及びボイラが破壊したときの交換確率に基づいてボイラの破壊確率を算出する手法、すなわちベイジアン信頼性解析が用いられる。

上記の構成からなる保守管理装置において、ボイラ群の固有情報群２１を用いて余寿命評価を行った後、ボイラの固有情報１１を含む補正手法を用いて余寿命評価を補正する。すなわち、ボイラの余寿命評価を行う手順を図２のフローチャートを用いて以下に説明する。

まず、ボイラ群のデータベース２０から、ボイラ群それぞれのボイラの点検情報２２、補修情報２３、交換情報２４及び運転情報２５からなる固有情報群２１を抽出する（ステップＳ１１）。そして、これら固定情報群２１を用いて、ボイラ群それぞれのボイラが破壊する確率、すなわちボイラ群の破壊確率を演算部３０で算出して（ステップＳ１２）、ボイラ群の余寿命評価を行う（ステップＳ１３）。そして、ボイラ群の破壊確率の算出結果を出力部３２に出力する（ステップＳ１４）。このとき、図３に示すように、一般のボイラの使用回数に対するボイラ群の破壊確率を示す破壊確率曲線のグラフが得られる。このグラフは、固有情報群２１の統計分布から得られたものであり、これら固有情報群２１の５％が破壊する確率を示す５％信頼水準、これら固有情報群２１の９５％が破壊する確率を示す９５％信頼水準、及びこれら固有情報群２１の破壊確率の平均値を示している。なお、ボイラ群の余寿命評価には、これら固有情報群２１の破壊確率の平均値を用いる。

次に、ボイラのデータベース１０から、ボイラの点検情報１２、補修情報１３、交換情報１４及び運転情報１５からなる固有情報１１を抽出する（ステップＳ１５）。そして、これら固定情報１１を用いて、ボイラが破壊したときにそのボイラの交換を要する確率、すなわち固定情報１１の交換確率を演算部３０で算出する（ステップＳ１６）。また、補正手法として、後述するように各構成要素が破壊する確率、すなわちボイラの破壊確率を演算部３０で算出して（ステップＳ１７）、ボイラの余寿命評価を行う（ステップＳ１８）。そして、ボイラの破壊確率の算出結果を出力部３２に出力する（ステップＳ１９）。このとき、図４に示すように、ボイラの使用回数に対するボイラの破壊確率を示す破壊確率曲線のグラフが得られる。このグラフは、ボイラ群の破壊確率の平均値とともにボイラの破壊確率の平均値が示されており、ボイラ群の破壊確率の平均値よりもボイラの破壊確率の平均値が下回っている。なお、ステップＳ１７において算出された固定情報１１は、固定情報群２１に入力される。

ここで、ステップＳ１７において、ボイラの破壊確率を算出する際、ステップＳ１２において算出したボイラ群の破壊確率及びステップＳ１６において算出した固定情報１１の交換確率を用いる。すなわち、ボイラ群の破壊確率をｆ_０（θ）、固定情報１１の交換確率をＰ（Ａ｜θ）とすると、ボイラの破壊確率ｆ_１（θ）は、ベイジアン信頼性解析において用いられるベイズの定理より、以下のとおりとなる。

この場合、ボイラ群の固有情報群２１から得られた余寿命評価を行った後、ボイラの固有情報１１を含む補正手法、すなわちボイラ群の破壊確率及びボイラが破壊したときの交換確率に基づいてボイラの破壊確率を算出するベイジアン信頼性解析を用いて余寿命評価を補正することにより、ボイラ群の固有情報群２１及びボイラの固有情報１１の両方を含む余寿命評価が得られることとなる。したがって、精度の高い余寿命評価を実施することができる。さらに、この結果を用いることによって、精度の高いＲＢＭを適用することができる。

なお、上記実施の形態において、ボイラの固有情報１１を含む補正手法として、ベイジアン信頼性解析を用いているが、この手法に限定されるものではない。

本発明における実施の形態に係る保守管理装置の機能構成を示すブロック図である。本発明における実施の形態に係る保守管理方法のフローチャートである。本発明における実施の形態に係る保守管理方法によって得られた余寿命評価を示すグラフである。本発明における実施の形態に係る保守管理方法によって得られた余寿命評価を示すグラフである。

符号の説明

１０データベース（固有情報保有手段）
１１固有情報
２０データベース（固有情報群保有手段）
２１固有情報群
３０演算部（評価手段、補正手段）

Claims

対象物と同種であり当該対象物を除外した対象物群の固有情報群を用いて余寿命評価を行った後、前記対象物の固有情報を含む補正手法を用いて前記余寿命評価を補正し、
前記補正手法には、前記対象物群の破壊確率及び前記対象物が破壊したときの交換確率に基づいて前記対象物の破壊確率を算出するベイジアン信頼性解析を用いることを特徴とする対象物の保守管理方法。
対象物と同種であり当該対象物を除外した対象物群の固有情報群を保有する固有情報群保有手段と、
前記固有情報群を用いて余寿命評価を行う評価手段と、
前記対象物の固有情報を保有する固有情報保有手段と、
前記余寿命評価に前記固有情報を含む補正手法を用いて前記余寿命評価を補正する補正手段と、を具備し、
前記補正手法には、前記対象物群の破壊確率及び前記対象物が破壊したときの交換確率に基づいて前記対象物の破壊確率を算出するベイジアン信頼性解析を用いることを特徴とする対象物の保守管理装置。