JP4500779B2 - プラントの予防保全支援システム - Google Patents

Description

本発明は、プラントの予防保全支援システムに係り、具体的には、プラントの予防保全業務の効率化を図るのに好適な予防保全支援システムに関する。

一般に、発電プラントなどの各種のプラントにおいては、プラントを構成する機器の異常や故障などの予兆を事前に把握し、プラントの停止などに至らないように機器の異常や故障を回復させる予防保全が行われている。例えば、機器を定期的に検査し、検査結果に基づいて部品の交換及び修理などの保全を行っている。

このような定期検査においては、検査対象機器の情報、例えば、メーカ名、材質、型式、検査項目及び内容、分解方法、検査の履歴等が記録された検査資料を検査現場に持参し、各機器の状態と検査資料を照合して検査が行われている。また、検査結果の情報は、報告書としてメール等により設計者などの検査担当部所に送り、詳細な検査あるいは部品交換などを実施するか否かを判断するようにしているため効率が悪い。また、プラントにおける検査対象機器の周辺は、一般に、機械系の油汚れあるいは埃が多いために検査資料が汚れることが多く、また、多くの人員が必要となるなどの問題がある。

一方、特許文献１には、プラント構成部品に発生する亀裂などの状態を自動的に監視して、予防保全を行うことが提案されている。また、特許文献２には、１つの機器の対する予防保全方法が複数あるとき、それらの保全方法について定量的な評価を行って、最適な保全方法を選択する支援を行うことが提案されている。さらに、特許文献３には、各機器の運転データを時系列的に収集し、運転状態の変化から予防保全の要否を判断して、初心者を支援することが提案されている。

特開平９−３３６８４号公報 特開平８−７７２１１公報 特開２００４−７８６３３号公報

しかしながら、特許文献１〜３に記載された予防保全に係る従来技術は、予防保全のための状態監視、あるいは予防保全方法を選択するものであり、予防保全業務の全体を効率化することについては配慮されていない。

すなわち、予防保全業務には、予防保全のための状態監視又は予防保全方法の選択に限られるものではなく、例えば、予防保全のために必要な交換部品等の発注及び納期管理、交換作業の手順、交換作業時の施工方法、工程管理など、種々の立案が必要である。これらの予防保全業務の立案を人手によって行うと、効率が悪いだけでなく、情報の伝達に誤りが発生すると保全業務に支障が生ずるなどの問題がある。この点、特許文献１〜３には、予防保全業務の全体を支援して、予防保全業務の効率を向上させること、あるいは情報の伝達の誤りを防ぐことについては配慮されていない。

本発明は、上述のような従来の問題に基づいてなされたものであり、プラントの予防保全業務の効率を向上させることを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明のプラントの予防保全支援システムは、予防保全対象の機器にそれぞれ取り付けられた複数の無線ＩＣタグと、該無線ＩＣタグと無線通信可能であり、前記機器の検査員が前記機器の現場に携行する携帯端末と、該携帯端末と通信可能な管理システムとを備えて構成する。ここで、前記無線ＩＣタグは、前記取り付けられた機器の予防保全に必要な情報が格納されたデータテーブルをそれぞれ有するものとする。また、前記携帯端末は、前記検査員の出力要求により前記無線ＩＣタグの前記データテーブルの情報を読み出す読出し手段と、前記機器の予防保全作業の要否の指示入力を前記検査員に要求する画面を表示部に表示する入力要求手段と、該入力要求手段の指示入力要求に応答して前記予防保全作業の要の指示が前記検査員によって入力されたとき、該指示及び前記データテーブルの情報を前記管理システムに送信する送信手段を有して構成する。さらに、前記管理システムは、前記携帯端末から前記検査員によって入力される前記防保全作業要の指示に応答し、前記データテーブルの情報に基づいて前記予防保全作業に必要な資機材の発注及び納期の管理をする発注管理手段と、前記データテーブルの情報に基づいて予防保全の作業手順書及び作業工程表を作成する保全作業書作成手段とを備えて構成する。

このように構成されることから、検査員は、検査資料を検査現場に持参することなく、携帯端末を予防保全対象の機器の現場（機側）に携行し、無線ＩＣタグから機器の予防保全に必要な情報を読み出すことにより、機側おいて予防保全作業の要否、つまり予防保全活動の内容を決定することができる。これにより、定期検査の作業時間を短縮化できる。また、予防保全作業の要の場合、例えば、機器又は構成部品の詳細な検査、あるいはそれらの交換等が必要なときは、その旨の指示及び予防保全に必要な情報を前記管理システムに送信するようにしているから、情報伝達の精度向上を図ることができる。

また、管理システムにより、予防保全作業に必要な資機材の発注及び納期の管理をするとともに、予防保全の作業手順書及び作業工程表を作成するようにしているから、資機材の発注の時間短縮及び納期管理の効率化を図ることができる。その結果、予防保全活動の指示精度、作業効率、作業精度、情報伝達精度の向上を図ることができる。

ここで、対象機器の予防保全に必要な情報には、少なくとも、対象機器の識別符号、材質、型式、設計条件、検査項目及び内容（検査手順及び注意点など）、保全に必要な工具、予防保全の施工方法、検査記録、機器又は構成部品の余寿命データ、重量を含めることができる。

また、携帯端末に備えられた入力要求手段は、読出し手段により読み出された余寿命データを表示部に表示して予防保全作業の要否の指示入力を要求する構成とすることができる。これによれば、検査員は、表示された余寿命データに従って、例えば、次回の定期検査まで寿命が持たない機器又は構成部品、あるいは詳細な検査が必要な機器又は構成部品について、予防保全作業要否を判断して容易に指示をすることができる。

また、上記の構成に加えて、前記管理システムと通信可能な３Ｄ−ＣＡＤシステムを設け、前記管理システムは、前記３Ｄ−ＣＡＤシステムに前記予防保全作業の内容を送信し、前記３Ｄ−ＣＡＤシステムは、前記予防保全作業のシミュレーションを行なって、シミュレーション結果を前記管理システムに送信するようにすることができる。例えば、３Ｄ−ＣＡＤシステムは、管理システムから送信される予防保全に必要な情報のうち、機器の識別符号、材質、型式、設計条件、保全に必要な工具、予防保全の施工方法、重量等を活用して、機器等を交換する際に使用する工具、作業足場組立手順、作業足場組立場所、検査手順又は交換手順、資機材の仮置き場所、作業に要する時間、作業する際の他のプラント構成機器との干渉チェックなどをシミュレーションする。そして、そのシミュレーション結果を演算システムに送信する。管理システムは、シミュレーション結果に基づいて、作業手順書を作成することにより、予防保全活動の作業効率と、作業精度向上を図ることができる。

また、管理システムは、予防保全作業の終了時に、無線ＩＣタグのデータテーブルの情報を更新することができる。このデータテーブルの情報の更新は、直接又は携帯端末を介して、無線通信により行うことができる。これにより、保全に必要な検査記録等の情報を誤り無く更新できるから、情報伝達の精度を向上できる。

本発明によれば、プラントの予防保全業務の効率を向上させることができる。

本発明のプラントの予防保全支援システムの一実施形態を、図面を参照して説明する。

図１に、本実施形態のプラントの予防保全支援システムの全体構成図を示す。図示のように、予防保全対象の機器１を構成するポンプ１ａ及びモータ１ｂに、無線ＩＣタグの一例であるＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）２（２ａ、２ｂ）がそれぞれ取り付けられている。また、ＲＦＩＤ２と無線通信可能な携帯端末３であるＲＦＩＤリーダ３ａとＲＦＩＤライタ３ｂが備えられている。さらに、ＲＦＩＤリーダ３ａとＲＦＩＤライタ３ｂと通信可能に管理システム４が備えられ、管理システム４はメーカ５の情報処理システム及び３Ｄ−ＣＡＤシステム６と通信可能に形成されている。

ＲＦＩＤ２（２ａ、２ｂ）は、図２に示すように、アンテナ１１と、通信部１２と、情報処理部１３と、データテーブル１４と、電源部１５を有して構成されている。データテーブル１４には、図３に示すように、ＲＦＩＤ２が取り付けられた機器１の予防保全に必要な情報が格納されている。すなわち、データテーブル１４には、予防保全対象の機器１の機器Ｎｏ．（Ｔａｇ Ｎｏ．）、メーカ名、材質、型式、設計条件、検査項目及び手順と注意点、予防保全活動時に必要な工具、予防保全の施工方法、検査記録、余寿命データ、重量などの情報が格納されている。なお、ＲＦＩＤ２の電源部１５は、電池などを内蔵して構成することができるほか、周知のように、アンテナ１１から入力される電磁波を利用して必要な電源を生成する、いわゆるパッシブ電源方式を採用することができる。

ＲＦＩＤリーダ３ａ及びＲＦＩＤライタ３ｂは、それぞれ、図４に示すように、アンテナ２１と、通信部２２と、情報処理部２３と、表示部２４と、入力部２５と、電源部２６を備えて構成されている。なお、本実施形態では、ＲＦＩＤリーダ３ａとＲＦＩＤライタ３ｂを別々のものとした例を示しているが、これらを一体にした携帯端末３で構成することができる。このような構成を有するＲＦＩＤリーダ３ａの情報処理部２３により、ＲＦＩＤ２のデータテーブル１４の情報を読み出す読出し手段と、機器の予防保全作業の要否の指示入力を要求する画面を表示部２４に表示する入力要求手段と、この入力要求手段の指示入力要求に応答して予防保全作業の要の指示が入力されたとき、その指示及びデータテーブル１４の情報を管理システム４に送信する送信手段が形成されている。

一方、管理システム４は、一般的な構成のコンピュータを用いて構成され、有線又は無線の通信網を介して、ＲＦＩＤリーダ３ａ及びＲＦＩＤライタ３ｂと通信可能に形成されている。また、管理システム４は、メーカ５の情報処理システムと有線又は無線の通信網を介して情報を送受可能に、さらに３Ｄ−ＣＡＤシステム６と情報伝送路を介して情報を送受可能に形成されている。このように構成される管理システム４によって、ＲＦＩＤリーダ３ａから入力される防保全作業要の指示に応答し、データテーブル１４の情報に基づいて予防保全作業に必要な資機材の発注及び納期の管理をする発注管理手段と、データテーブル１４の情報に基づいて予防保全の作業手順書７及び作業工程表８を作成する保全作業書作成手段が構成されている。

このように構成される本実施形態の予防保全支援システムの詳細な構成を、図５Ａ、図５Ｂに示したフローチャートに沿って動作とともに説明する。周知のように、ＲＦＩＤ２等の無線ＩＣタグは、バーコードに代わる次世代の個体認識素子として期待され、情報の追加や更新が可能であること、格納情報量が多いこと、様々な形状に加工可能であること、耐環境性に優れていること、複数個体の一括認識が可能であること、システム化した場合の融通性が高い点の特徴を有している。

プラントの予防保全活動を行うに際し、検査員はＲＦＩＤリーダ３ａを携行して機器１の機側に行き、ＲＦＩＤリーダ３ａの入力部２５を操作して、機器１ａの機器Ｎｏ．を入力する（ステップＳ１）。これにより、ＲＦＩＤリーダ３ａとＲＦＩＤ２ａ間の通信が確立する。次いで、検査員は、ＲＦＩＤリーダ３ａを介してＲＦＩＤ２ａに、当該機器及び構成部品の余寿命データの出力を要求する（ステップＳ２）。これに応答して、ＲＦＩＤ２ａの情報処理部１３はテーブル１４から余寿命データを読み出し、ＲＦＩＤリーダ３ａに無線で送信する。ＲＦＩＤリーダ３ａは、受信した余寿命データを表示部２４に出力表示する。検査員は、表示部２４に出力された余寿命データに基づいて、例えば、次回の定期検査まで機器又は構成部品の寿命が持たない場合、あるいは詳細な検査が必要な機器又は構成部品について、予防保全作業の必要性を確認する（ステップＳ３）。機器及び構成部品の交換が必要と判断した場合、あるいは詳細な検査が必要と判断した場合は、検査員は入力部２５を操作して機器及び構成部品の交換要の指示、又は詳細な検査要の指示を入力する。これにより、ＲＦＩＤリーダ３ａの情報処理部２３は、ＲＦＩＤ２ａのデータテーブル１４の全データを読み出し、交換又は検査の指示及びデータテーブル１４から読み出した予防保全に必要な情報を管理システム４に送信する（ステップＳ４）。このようにして、予防保全活動の現場で、予防保全作業の内容を決定することができるから、予防保全作業の作業時間の短縮化及び情報伝達の精度向上を図ることができる。

管理システム４は、ＲＦＩＤリーダ３ａから交換又は検査の指示と予防保全に必要な情報を受信すると、その指示及び予防保全に必要な情報に基づいて、その指示に対応した予防保全の作業内容を判断する（ステップＳ５）。次いで、機器又は部品交換の指示の場合は、予防保全作業に必要な資機材をメーカ５に発注し、メーカ５から納期を受信して、それら資機材の納期を管理する（ステップＳ６）。このようにして、予防保全作業に必要な資機材の発注の時間短縮と、納期確認の効率化と、納期の精度向上と、情報伝達の精度向上を図ることができる。

さらに、管理システム４は、機器又は部品の交換又は検査の作業内容と予防保全に必要な情報を３Ｄ−ＣＡＤシステム６に送信するとともに、機器又は部品の交換等における周辺機器等との障害の有無、及び作業手順の作成を指示する（ステップＳ７）。

これに応答して、３Ｄ−ＣＡＤシステム６は、機器又は部品の交換又は検査の作業内容と、予防保全に必要な情報を受信して、その機器又は部品の交換又は検査の保全作業をシミュレーションし、使用工具、足場の場所・組立手順、交換・検査手順、作業スペース、干渉の有無などの作業手順を作成して、管理システム４に送信する（ステップＳ８）。すなわち、３Ｄ−ＣＡＤシステム６には、プラント全体の３Ｄモデルが格納されており、機器又は部品の交換等における周辺機器等との障害の有無等を判断する機能を備えて構成されている。例えば、３Ｄ−ＣＡＤシステム６は、管理システム４から送信される予防保全に必要な情報のうち、機器の識別Ｎｏ．材質、型式、設計条件、保全に必要な工具、予防保全の施工方法、重量等を活用して、機器等を交換する際に使用する工具、作業足場組立手順、作業足場組立場所、検査手順又は交換手順、資機材の仮置き場所、作業に要する時間、作業する際の他のプラント構成機器との干渉チェックなどをシミュレーションする。

管理システム４は、３Ｄ−ＣＡＤシステム６から送信された機器又は部品の交換又は検査の作業手順を受信して、作業手順書７を作成するとともに、メーカ５から受信した納期に基づいて、作業工程表８を作成して出力する（ステップＳ９）。ことにより、予防保全活動の指示精度、作業効率、作業精度、情報伝達精度の向上を図ることができる。

保全作業員は、管理システム４により作成された作業指示書７と作業工程表８とからなる保全作業書に基づいて、機器の検査又は交換作業を行って、検査記録をＲＦＩＤ２ａなどの送信手段を介して演算システム４に送信する（ステップＳ１０）。演算システム４は、検査記録を受信して、検査記録から予測される余寿命と、検査記録と、機器又は部品の交換記録をＲＦＩＤライタ３ｂに送信して、ＲＦＩＤ２のデータテーブル１４に書き込ませる（ステップＳ１１）。これにより、保全に必要な検査記録等の情報を誤り無く更新できるから、情報伝達の精度を向上できる。また、次回の定期検査において、前回の予防保全活動内容を確認可能になり、次回の予防保全活動の作業効率と、予防保全対象機器の情報精度を向上できる。

以上説明したように、本実施形態によれば、予防保全業務の効率を向上させることができ、かつ、情報伝達の誤りを防ぐことができる。

また、上記実施形態では、３Ｄ−ＣＡＤシステム６により、機器又は部品の交換又は検査の保全作業をシミュレーションし、使用工具、足場の場所・組立手順、交換・検査手順、作業スペース、干渉の有無などの作業手順を作成する例を説明したが、本発明は、これに限られるものではなく、３Ｄ−ＣＡＤシステム６によるシミュレーションを省略することができる。つまり、管理システム４は、ＲＦＩＤ２のデータテーブル１４に格納された検査項目及び内容（検査手順及び注意点など）、保全に必要な工具、予防保全の施工（機器の搬入、据付、等）方法に基づいて、作業手順を作成することができる。ただし、この場合は、作業スペース、他のプラント機器との干渉の有無などを検証することはできない。

本発明の一実施形態のプラントの予防保全支援システムの概要構成図である。 本発明の一実施形態のＲＦＩＤのブロック構成図である。 ＲＦＩＤのデータテーブルの内容を示す図である。 本発明の一実施形態の携帯端末のブロック構成図である。 本発明の一実施形態のプラントの予防保全支援システムの処理手順の前段を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態のプラントの予防保全支援システムの処理手順の後段を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 機器
２、２ａ、２ｂ ＲＦＩＤ
３ 無線端末
３ａ ＲＦＩＤリーダ
３ｂ ＲＦＩＤライタ
４ 管理システム
５ メーカ
６ ３Ｄ−ＣＡＤシステム
７ 作業手順書
８ 作業工程表

Claims (7)

1. 予防保全対象の機器にそれぞれ取り付けられた複数の無線ＩＣタグと、該無線ＩＣタグと無線通信可能であり、前記機器の検査員が前記機器の現場に携行する携帯端末と、該携帯端末と通信可能な管理システムとを備え、前記無線ＩＣタグは、前記取り付けられた機器の予防保全に必要な情報が格納されたデータテーブルをそれぞれ有し、
   前記携帯端末は、前記検査員の出力要求により前記無線ＩＣタグの前記データテーブルの情報を読み出す読出し手段と、前記機器の予防保全作業の要否の指示入力を前記検査員に要求する画面を表示部に表示する入力要求手段と、該入力要求手段の指示入力要求に応答して前記予防保全作業の要の指示が前記検査員によって入力されたとき、該指示及び前記データテーブルの情報を前記管理システムに送信する送信手段を有し、
   前記管理システムは、前記携帯端末から前記検査員によって入力される前記防保全作業要の指示に応答し、前記データテーブルの情報に基づいて前記予防保全作業に必要な資機材の発注及び納期の管理をする発注管理手段と、前記データテーブルの情報に基づいて予防保全の作業手順書及び作業工程表を作成する保全作業書作成手段とを備えてなるプラントの予防保全支援システム。
2. 請求項１に記載のプラントの予防保全支援システムにおいて、
   前記機器の予防保全に必要な情報は、機器の識別符号、設計条件、検査項目及び内容、保全に必要な工具、予防保全の施工方法、検査記録、機器又は構成部品の余寿命データであることを特徴とするプラントの予防保全支援システム。
3. 請求項１又は２に記載のプラントの予防保全支援システムにおいて、
   前記予防保全作業には、前記機器の検査と構成部品の交換を含むことを特徴とするプラントの予防保全支援システム。
4. 請求項２又は３に記載のプラントの予防保全支援システムにおいて、
   前記入力要求手段は、前記読出し手段により読み出された余寿命データを前記表示部に表示して前記予防保全作業の要否の指示入力を要求することを特徴とするプラントの予防保全支援システム。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載のプラントの予防保全支援システムにおいて、
   前記管理システムと通信可能な３Ｄ−ＣＡＤシステムを設け、前記管理システムは、前記３Ｄ−ＣＡＤシステムに前記予防保全作業の内容を送信し、前記３Ｄ−ＣＡＤシステムは、前記予防保全作業のシミュレーションを行なって、シミュレーション結果を前記管理システムに送信することを特徴とするプラントの予防保全支援システム。
6. 請求項５に記載のプラントの予防保全支援システムにおいて、
   前記管理システムは、前記シミュレーション結果に基づいて、前記作業手順書を作成することを特徴とするプラントの予防保全支援システム。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載のプラントの予防保全支援システムにおいて、
   前記管理システムは、前記予防保全作業の終了時に、前記無線ＩＣタグの前記データテーブルの情報を更新することを特徴とするプラントの予防保全支援システム。

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