JP6488891B2

JP6488891B2 - 保守作業間隔決定装置

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Publication number: JP6488891B2
Application number: JP2015113274A
Authority: JP
Inventors: 白石　孝; 孝白石; 礼司山佐
Original assignee: Mitsubishi Electric Building Techno-Service Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Building Techno-Service Co Ltd
Priority date: 2015-06-03
Filing date: 2015-06-03
Publication date: 2019-03-27
Anticipated expiration: 2035-06-03
Also published as: JP2016224862A

Description

この発明は、保守作業間隔決定装置に関するものである。

従来、機械設備の予防保全における保守計画を評価する装置として、前記機械設備の保守時期決定のための戦略を条件式として入力し、戦略情報を出力する戦略入力部と、前記機械設備に予想される故障発生の有無を、離散化表現された時間区間における１と０の数値に割り当てて二進数列とし、それを故障シナリオとして発生する故障シナリオ発生部と、前記戦略情報と前記故障シナリオ情報に基づいて、各故障シナリオにおける保全対策の実施時期を決定するための二進数列からなる保全シナリオを生成する保全シナリオ発生部と、前記機械設備の将来における故障の確率と保守実施後の前記機械設備の故障の確率を保存した確率データベースと、前記機械設備の通常運転に伴う費用と故障発生時の損失による費用及び前記機械設備の保守に要する費用と保守実施後の通常運転に伴う費用を保存した費用データベースと、前記故障シナリオと前記保全シナリオ及び前記機械設備の将来における故障確率と前記機械設備をメンテナンスした場合のそれ以降の故障確率、前記機械設備の通常営業に伴う費用と前記故障発生時の損失による費用、それに前記メンテナンスの費用と前記メンテナンス後の通常営業に伴う費用に基づいて、前記機械設備の保守時期決定の戦略を適用した場合の前記機械設備の運転全体に関わる費用を算出する演算部と、前記演算部による費用の算出結果をグラフ表示する表示部とを備え、前記機械設備の保守時期決定の戦略を、前記表示部によるグラフ表示に基づいて評価できるように構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２０２６８５号公報

このように、特許文献１に示された従来技術においては、機械設備の将来における故障確率と機械設備をメンテナンスした場合のそれ以降の故障確率を機械設備の将来における故障の確率と保守実施後の機械設備の故障の確率の値について、予め確率データベースに保存したものを使用している。そして、確率データベースに保存される将来における故障の確率の算出に用いる確率分布関数のパラメータは、実際の機械設備の故障履歴から統計的に算出された値を使用している。

しかしながら、このようにして統計的に算出されたパラメータは、真の故障確率分布関数を与えるとは限らない。このため、実際の故障発生確率及び故障発生時期には揺らぎが生じる可能性があり、故障発生時期がずれることで保守品質が低下してしまうおそれがある。

この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、保守作業の対象となる施設における故障発生率が従うと仮定する統計的分布を決定するパラメータについて真の値を含むような一定範囲内の値について考慮して保守作業間隔を決定することができ、故障発生時期が揺らいだ場合の保守品質の低下を抑制することができる保守作業間隔決定装置を得るものである。

この発明に係る保守作業間隔決定装置は、保守作業の対象となる施設における故障発生率が従うと仮定する統計的分布である故障分布を設定する故障分布設定手段と、前記施設における故障発生実績及び保守作業実績の実績データを予め記憶する記憶手段と、前記実績データの故障発生実績に基づいて、実績故障件数を算出する実績件数算出手段と、前記故障発生率が前記故障分布に従うとした場合に、前記実績データの保守作業実績の作業間隔において発生すると想定される想定故障件数を算出する想定件数算出手段と、前記故障分布について、前記想定故障件数と前記実績故障件数との差が予め設定された件数合致条件を満たすか否かを判定する件数合致条件判定手段と、前記件数合致条件を満たすと判定された前記故障分布に基づいて、前記施設における保守作業間隔を決定する作業間隔決定手段と、を備え、前記作業間隔決定手段は、前記件数合致条件を満たすと判定された前記故障分布のそれぞれについて、前記施設が設置された複数の現場における全ての保守作業を同一の作業間隔で行ったとした場合の想定故障件数が所望の件数となる作業間隔を、作業間隔の候補として算出し、この算出した作業間隔の候補のうちから前記施設における保守作業間隔を決定する。

この発明に係る保守作業間隔決定装置においては、保守作業の対象となる施設における故障発生率が従うと仮定する統計的分布を決定するパラメータについて真の値を含むような一定範囲内の値について考慮して保守作業間隔を決定することができ、故障発生時期が揺らいだ場合の保守品質の低下を抑制することができるという効果を奏する。

この発明の実施の形態１に係る保守作業間隔決定装置の機能的な構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態１に係る保守作業間隔決定装置で用いる故障分布の一例を示す図である。この発明の実施の形態１に係る保守作業間隔決定装置における想定故障件数の算出方法を説明する図である。この発明の実施の形態１に係る保守作業間隔決定装置における分布合致条件の判定に用いる相関検定を説明する図である。この発明の実施の形態１に係る保守作業間隔決定装置における各条件を満たす故障分布を用いた保守作業間隔の決定方法を説明する図である。この発明の実施の形態１に係る保守作業間隔決定装置の動作の流れを示すフロー図である。この発明の実施の形態２に係る保守作業間隔決定装置で用いる故障分布がとり得るパラメータを軸とした確率分布平面及び各座標点に対応する累積確率分布の概形を示す図である。図７の確率分布平面において各座標点に対応する累積確率分布の想定故障件数を示した図である。図７の確率分布平面において各座標点に対応する想定故障件数の等値線及び件数合致条件を満たす領域を示した図である。図７の確率分布平面において件数合致条件を満たす領域及び各座標点に対応する保守作業間隔の等値線を示した図である。

この発明を実施するための形態について添付の図面を参照しながら説明する。各図において、同一又は相当する部分には同一の符号を付して、重複する説明は適宜に簡略化又は省略する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

実施の形態１．
図１から図６は、この発明の実施の形態１に係るもので、図１は保守作業間隔決定装置の機能的な構成を示すブロック図、図２は保守作業間隔決定装置で用いる故障分布の一例を示す図、図３は保守作業間隔決定装置における想定故障件数の算出方法を説明する図、図４は保守作業間隔決定装置における分布合致条件の判定に用いる相関検定を説明する図、図５は保守作業間隔決定装置における各条件を満たす故障分布を用いた保守作業間隔の決定方法を説明する図、図６は保守作業間隔決定装置の動作の流れを示すフロー図である。

図１に示すように、この発明に係る保守作業間隔決定装置は、故障分布選択部１、細分化条件設定部２、故障発生実績算出部４、実績データ記憶部３及び作業間隔算出部１０を備えている。故障分布選択部１は、故障分布として用いる統計的分布の種類を選択するためのものである。ここで、故障分布とは、保守作業の対象となる施設における故障発生率が従うと仮定する統計的分布のことである。

また、ここでは、故障発生率Ｃ（ｍ）を、「前回の保守作業からｍヶ月経過した１ヶ月間の間に、故障が発生する確率」と定義する。なお、より正確には、「ｍヶ月経過した１ヶ月間」について、保守作業を行った当月を「０ヶ月経過した１ヶ月間」として扱い、翌月（１日〜月末）を「１ヶ月経過した１ヶ月間」、・・・というように扱う。以降において故障発生率と述べた場合、月毎の故障発生率を指している。年間の故障発生率を評価する場合は、月毎の故障発生率の１２ヶ月分を加算した値を使用すればよい。

以上のように定義した故障発生率Ｃ（ｍ）は、図２に示すように、作業間隔が長いほど、すなわち、ｍが大きいほど、その値が増大し、１００％に漸近していく性質を持っている。このような性質を持つ故障発生率Ｃ（ｍ）が従う統計的分布としては、具体的に例えば、ワイブル分布、ガンマ分布又は対数正規分布等を使用することができる。なお、これらの統計的分布は、いずれも２つのパラメータ（例えば、ワイブル分布及びガンマ分布では形状パラメータと尺度パラメータ、対数正規分布では平均と標準偏差）を有している。

保守作業間隔決定装置の使用者は、故障分布選択部１により、故障発生率Ｃ（ｍ）が従う統計的分布である故障分布として、先に挙げたワイブル分布、ガンマ分布及び対数正規分布等のうち、具体的にどの分布を使用するのかを選択する。以下においては、故障分布として用いる統計的分布としてワイブル分布を選択した場合を例として説明する。

図１に示す細分化条件設定部２は、細分化条件を設定するためのものである。細分化条件とは、保守作業の対象となる施設の機種又は保守作業の内容等、故障発生率Ｃ（ｍ）に影響を及す可能性がある要因について、これらの要因毎に細分化して保守作業間隔をより正確に決定したい場合に設定される条件である。保守作業間隔決定装置の使用者は、細分化条件設定部２により、細分化条件の有無及びその内容を設定する。

実績データ記憶部３には、保守作業の対象となる施設についての実績データが予め記憶されている。実績データとは、故障発生実績及び保守作業実績に関する情報のことである。故障発生実績とは、保守作業の対象となる施設が設置された各現場において過去に実際に発生した故障の日時、内容及び件数等のことである。ただし、ここでは、故障発生率Ｃ（ｍ）は１ヶ月間を単位にした故障発生率であるため、故障発生実績としては１ヶ月間毎の各現場の故障発生件数が少なくともあればよい。

また、保守作業実績とは、保守作業の対象となる施設が設置された各現場において過去に実際に行った保守作業の日時、内容及び件数等のことである。ただし、保守作業実績としては各現場での１ヶ月間を単位にした保守作業間隔が少なくともあればよい。このようにして、実績データ記憶部３は、保守作業の対象となる施設における故障発生実績及び保守作業実績の実績データを予め記憶する記憶手段を構成している。

故障発生実績算出部４は、実績データ記憶部３に記憶されている実績データの故障発生実績に基づいて、実績故障件数及び実績分布を算出する。実績故障件数は、予め定められた一定期間内において保守作業の対象となる施設が設置された各現場で実際に発生した故障件数の合計である。

また、実績分布は、保守作業の対象となる施設が設置された各現場で実際に発生した故障件数を、前回の保守作業からの経過月数毎に合計したものである。すなわち、実績分布は、故障発生実績を故障発生率Ｃ（ｍ）の故障分布と同様の形式で表現し直したものであると言うことができる。

このようして、故障発生実績算出部４は、記憶手段である実績データ記憶部３に記憶されている実績データの故障発生実績に基づいて実績故障件数を算出する実績件数算出手段と、記憶手段である実績データ記憶部３に記憶されている実績データの故障発生実績に基づいて実績の故障発生分布である実績分布を算出する実績分布算出手段とを兼ねている。

作業間隔算出部１０は、故障分布選択部１で選択した故障分布、細分化条件設定部２で設定した細分化条件、実績データ記憶部３に記憶されている実績データ、並びに、故障発生実績算出部４で算出した実績故障件数及び実績分布に基づいて、保守作業の対象となる施設が設置された各現場に共通して適用可能である保守作業間隔を算出する。この作業間隔算出部１０は、図１に示すように、故障分布パラメータ設定部１１、想定故障件数算出部１２、件数合致条件判定部１３、分布合致条件判定部１４、作業間隔候補算出部１５、作業間隔候補記憶部１６及び作業間隔決定部１７を備えている。

前述したように、故障発生率Ｃ（ｍ）が従う故障分布はパラメータを含んでおり、これらのパラメータを決定することで経過月数ｍの関数としての故障発生率Ｃ（ｍ）を確定することができる。故障分布パラメータ設定部１１は、故障分布選択部１により選択された故障分布について、とり得るパラメータの値を列挙し、列挙したパラメータの値を順に故障分布に設定するものである。このようにして、故障分布選択部１及び故障分布パラメータ設定部１１は、保守作業の対象となる施設における故障発生率が従うと仮定する統計的分布である故障分布を設定する故障分布設定手段を構成している。

想定故障件数算出部１２は、故障分布設定手段である故障分布選択部１及び故障分布パラメータ設定部１１により設定された故障分布に故障発生率Ｃ（ｍ）が従うとした場合の想定故障件数を算出する。想定故障件数とは、設定した故障分布に故障発生率Ｃ（ｍ）が従うという仮定のもとで、保守作業の対象となる施設が設置された各現場で保守作業実績通りの作業間隔でそれぞれ保守作業を実施した場合において前記一定期間の間に発生することが想定される故障件数の合計である。この想定故障件数の算出で用いられる保守作業実績は、実績データ記憶部３に記憶されている実績データのものが使用される。

この想定故障件数の算出方法について、以下に詳しく説明する。まず、ある１つ現場における１つの設備について、前回の保守作業から次の保守作業までＭヶ月間隔を空けたとした場合、当該Ｍヶ月間における当該設備の想定故障件数は、前述した故障発生率Ｃ（ｍ）の定義から、以下の（１）式により求めることができる。

（想定故障件数）＝Ｃ（１）＋Ｃ（２）＋・・・＋Ｃ（Ｍ−１）＋Ｃ（Ｍ）・・・（１）

なお、作業実施月（この例では０ヶ月目及びＭヶ月目）は、故障が作業の前に発生したか後に発生したか不明である。このため、より正確を期すためには、作業実施月の故障発生率（Ｃ（０）及びＣ（Ｍ））はこれらの想定故障件数の算出から除外することが望ましい。ただし、説明の便宜上の以降においては、Ｃ（Ｍ）も想定故障件数の算出に用いるとする。

次に、同一の設備及び作業内容についての複数回の作業実績から、当該設備の想定故障件数を算出する方法について図３に示す例により説明する。図３に示すように、この例においては、同一の設備及び作業内容について１２回の作業実績があったとする。そして、これら１２回の作業実績のうち、作業間隔が３ヶ月であった実績が１件、作業間隔が６ヶ月であった実績が１件、作業間隔が１２ヶ月であった実績が６件、作業間隔が１５ヶ月であった実績が３件、作業間隔が１８ヶ月であった実績が１件であったとする。この場合、これらの実績全体の想定故障件数は、各実績について（１）式を適用した上で合計を求めればよいため、次の（２）式により求めることができる。

（想定故障件数）＝１２×Ｃ（１）＋１２×Ｃ（２）＋１２×Ｃ（３）＋１１×Ｃ（４）＋１１×Ｃ（５）＋１１×Ｃ（６）＋１０×Ｃ（７）＋１０×Ｃ（８）＋１０×Ｃ（９）＋１０×Ｃ（１０）＋１０×Ｃ（１１）＋１０×Ｃ（１２）＋４×Ｃ（１３）＋４×Ｃ（１４）＋４×Ｃ（１５）＋Ｃ（１６）＋Ｃ（１７）＋Ｃ（１８）・・・（２）

件数合致条件判定部１３は、故障分布設定手段である故障分布選択部１及び故障分布パラメータ設定部１１により設定された故障分布について、想定故障件数算出部１２により算出された想定故障件数と、故障発生実績算出部４により算出された実績故障件数との差が、予め設定された件数合致条件を満たすか否かを判定する。件数合致条件は、具体的に例えば、実績故障件数に対して±５％の許容範囲内に想定故障件数と実績故障件数との差が収まるか否かというものに設定される。あるいは、実績故障件数に対する想定故障件数と実績故障件数との差の許容範囲を一定数とすることも考えられる。

このように件数合致条件を課すことにより、候補となる統計的分布に従う時に想定される故障件数が、実績故障件数の近傍にある統計的分布を抽出し、故障発生時期の揺らぎに頑健な分布を抽出することができる。

分布合致条件判定部１４は、まず、件数合致条件判定部１３により件数合致条件を満たすと判定された故障分布について、故障発生実績算出部４により算出された実績分布との相関検定を実施する。そして、この相関検定の結果が予め設定された分布合致条件を満たすか否かを判定する。

ここで、相関検定（ＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎＴｅｓｔ）とは、２系列の数列｛Ｘｉ｝，｛Ｙｉ｝（ｉ番目の値同士が対応）に対し、双方が互いに連動する変動であるか否かを検定するものである。相関検定は、散布図に（Ｘｉ，Ｙｉ）をプロットした際に、直線上に分布する傾向が強いほど、相関があるとみなす検定である。相関検定を行うと検定結果としてｐ値という値が得られる。

例えば、図４の（ａ）に示す２つ系列｛Ｘｉ｝，｛Ｙｉ｝について（Ｘｉ，Ｙｉ）をプロットすると、図４の（ｂ）に示すような散布図が得られる。そして、この例において相関検定を行ったところ、ｐ値は０．００１８３２であった。相関検定においては、一般にｐ値が（１−信頼係数）未満であれば、相関があると判断できる。そこで、予め信頼係数を設定した上で、分布合致条件を、例えば「故障分布と実績分布との相関検定の結果として得られるｐ値が（１−信頼係数）未満であること」に設定する。

このように分布合致条件を課すことにより、実績との分布の類似性に着目して一定以上の類似性を有する統計的分布となる故障分布のパラメータを抽出することができる。

前述したように、故障分布パラメータ設定部１１は、故障分布においてとり得るパラメータの値を列挙し、列挙したパラメータの値を順に故障分布に設定する。そして、件数合致条件判定部１３及び分布合致条件判定部１４での判定を経ることで、件数合致条件及び分布合致条件の双方を満たすようなパラメータのみが抽出されることになる。

作業間隔候補算出部１５は、こうして抽出されたパラメータの各値が設定された故障分布のそれぞれについて、作業間隔の候補を算出する。より詳しくは、作業間隔候補算出部１５は、保守作業の対象となる施設が設置された各現場における全ての保守作業を同一の作業間隔Ｎヶ月で行ったとした場合の想定故障件数が、所望の件数（例えば、実績故障件数と同等の件数）となる作業間隔Ｎヶ月を、作業間隔の候補として算出する。

図５を参照しながら、この作業間隔候補の算出について具体的な例を挙げながら説明する。この図５の例においては、件数合致条件及び分布合致条件により抽出された（これらの条件を満たす）あるパラメータが設定された故障分布をＣ１（ｍ）としている。そして、このＣ１（ｍ）について、全ての保守作業を同一の作業間隔Ｎヶ月で行ったとした場合の想定故障件数が図５中の表に示す通りであったとする。

すなわち、例えば、Ｎを１０とした場合の想定故障件数が１５．２件、Ｎを１２とした場合の想定故障件数が１８．１件、Ｎを１４とした場合の想定故障件数が２２．４件、Ｎを１６とした場合の想定故障件数が２３．１件、Ｎを１８とした場合の想定故障件数が３１．７件、そして、Ｎを２０とした場合の想定故障件数が４５．５件であったとする。

ここで、実績故障件数が２３件であったとすると、この２３件と同等な想定故障件数となるのは、Ｎが１４（想定故障件数２２．４件）及びＮが１６（想定故障件数２３．１件）の場合である。ここでは、実績故障件数と同等となるＮが複数あるような場合、より大きいＮを作業間隔候補とするすなわち、この例ではＣ１（ｍ）となるパラメータ値の故障分布の場合の作業間隔候補を１６ヶ月であると算出する。

このようにして、作業間隔候補算出部１５は、Ｃ１（ｍ）となるパラメータ値だけでなく、件数合致条件及び分布合致条件により抽出された（これらの条件を満たす）全てのパラメータ値の故障分布についての作業間隔候補を算出する。

作業間隔候補記憶部１６は、作業間隔候補算出部１５により算出された作業間隔候補を記憶する。すなわち、作業間隔候補記憶部１６は、件数合致条件及び分布合致条件により抽出された（これらの条件を満たす）各パラメータ値の故障分布における作業間隔候補のそれぞれを記憶する。

そして、作業間隔決定部１７は、作業間隔候補記憶部１６に記憶されている作業間隔候補のうちから、保守作業の対象となる施設における保守作業間隔を決定する。具体的には、作業間隔決定部１７は、作業間隔候補記憶部１６に記憶されている作業間隔候補のうちで最短のものを保守作業の対象となる施設における保守作業間隔として決定する。このようにすることで、どのようなあり得る状況においても、統計的に想定される故障発生率を、指定した閾値以下とするような保守作業間隔を決定することができる。

以上のようにして、作業間隔候補算出部１５、作業間隔候補記憶部１６及び作業間隔決定部１７は、分布合致条件判定部１４により分布合致条件を満たすと判定された故障分布に基づいて、保守作業の対象となる施設における保守作業間隔を決定する作業間隔決定手段を構成している。ここで、前述したように、分布合致条件判定部１４による判定は、件数合致条件判定部１３により件数合致条件を満たすと判定された故障分布について行われる。したがって、作業間隔決定手段は、件数合致条件判定部１３により件数合致条件を満たすと判定され、かつ、分布合致条件判定部１４により分布合致条件を満たすと判定された故障分布に基づいて、保守作業の対象となる施設における保守作業間隔を決定していることになる。

以上のような機能的構成を備えた保守作業間隔決定装置は、例えば、周知のコンピュータを用いて実装することができる。そこで、次に、保守作業間隔決定装置を実装するためのハードウエア構成の一例について説明する。

保守作業間隔決定装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び通信インターフェースを備えている。ＣＰＵは、与えられた命令（命令の集合であるプログラムを含む）を実行して情報の演算又は加工を行う中央処理装置（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）である。ＲＯＭは、データ又はプログラムを不揮発的に格納する読み出し専用メモリ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）である。ＲＡＭは、データ又はプログラムを揮発的すなわち一時的に格納するための読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）である。

通信インターフェースは、保守作業間隔決定装置が外部との通信を行うために必要なハードウエアである。ここでは、保守作業間隔決定装置は、通信インターフェースを介して通信ネットワークであるインターネットに接続されている。これらのＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び通信インターフェースは、バスにより相互に情報のやり取りが可能なように接続されている。

なお、保守作業間隔決定装置は、外部記憶装置としてハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等を備えてもよいし、表示出力手段（例えばモニタ）、入力手段（例えばキーボード）等を備えてもよい。

保守作業間隔決定装置を構成するコンピュータのＲＯＭには、以上のように構成されたコンピュータを保守作業間隔決定装置として動作させるためのプログラムが予め格納されている。そして、ＣＰＵは、まず、ＲＯＭからプログラムを読み出してＲＡＭに実行可能な形式でプログラムを格納する。そして、ＣＰＵは、このＲＡＭに格納されたプログラムを読み出しながら実行する。

このようにして、ソフトウエアたるプログラムがコンピュータに読み込まれることにより、ソフトウエアとハードウエア資源とが協働した具体的手段によって、情報の演算又は加工を実現することで、以上で説明したような図１に示す各機能を備えた保守作業間隔決定装置が構築される。

すなわち、保守作業間隔決定装置のコンピュータのＣＰＵにおいて実行されるプログラムは、保守作業間隔決定装置のコンピュータを、故障分布選択部１、細分化条件設定部２、実績データ記憶部３、故障発生実績算出部４及び作業間隔算出部１０（故障分布パラメータ設定部１１、想定故障件数算出部１２、件数合致条件判定部１３、分布合致条件判定部１４、作業間隔候補算出部１５、作業間隔候補記憶部１６及び作業間隔決定部１７）の各部として機能させるためのものである。

なお、プログラムはＲＯＭでなく外部記憶装置に格納されていてもよいし、プログラムを外部から通信インターフェースを介してコンピュータへとダウンロードして用いるようにしてもよい。

以上のように構成された保守作業間隔決定装置による保守作業間隔の決定の流れの一例について、図６のフロー図を参照しながら今一度説明する。まず、ステップＳ１において、故障分布選択部１により、作業間隔月数に対する故障発生率が従うものと想定される故障分布（例えばワイブル分布等）を選択する。続くステップＳ２において、細分化条件設定部２により、細分化条件を設定する。

そして、ステップＳ３へと進み、故障発生実績算出部４は、実績データ記憶部３に記憶されている実績データの故障発生実績に基づいて、作業間隔月数に対する実績故障件数及び実績分布を算出する。

ステップＳ３の後はステップＳ１０へと進む。このステップＳ１０は、作業間隔算出部１０が、実績と適合する故障分布から、想定故障件数が許容範囲内に収まる作業間隔月数の下限を求めるステップである。このステップＳ１０は、さらに以下のステップＳ１１からステップＳ１６に細分される。

まず、ステップＳ１１においては、故障分布パラメータ設定部１１が、ステップＳ１で選択された故障分布について、とり得るパラメータの値を列挙し、列挙したパラメータの値のうちの１つ（パラメータが複数ある場合には１組）を故障分布に設定する。

続くステップＳ１２において、まず、想定故障件数算出部１２がステップＳ１１で設定された故障分布に故障発生率が従うとした場合の想定故障件数を算出する。そして、件数合致条件判定部１３は、ステップＳ１１で設定された故障分布について、想定故障件数と、ステップＳ３で算出した実績故障件数との差が、件数合致条件を満たすか否かを判定する。ステップＳ１１で設定された故障分布が件数合致条件を満たさない場合、ステップＳ１１に戻りパラメータに別の値を設定して、ステップＳ１２の判定を繰り返す。ステップＳ１１で設定された故障分布が件数合致条件を満たす場合には、ステップＳ１３へと進む。

ステップＳ１３においては、分布合致条件判定部１４は、ステップＳ１１で設定された故障分布についてステップＳ３で算出した実績分布との相関検定を実施し、この相関検定の結果が分布合致条件を満たすか否かを判定する。ステップＳ１１で設定された故障分布が分布合致条件を満たさない場合、ステップＳ１１に戻りパラメータに別の値を設定して、ステップＳ１２の件数合致条件判定からやり直す。一方、ステップＳ１１で設定された故障分布が分布合致条件も満たす場合には、ステップＳ１４へと進む。

ステップＳ１４においては、作業間隔候補算出部１５は、ステップＳ１１で設定された故障分布に基づいて作業間隔の候補を算出する。そして、算出した作業間隔の候補を作業間隔候補記憶部１６に記憶（保存）し、ステップＳ１５へと進む。

ステップＳ１５においては、作業間隔算出部１０は、ステップＳ１１で列挙された全てのパラメータ値の故障分布について、少なくとのステップＳ１２の件数合致条件判定処理が完了しているか否かを確認する。全てのパラメータの値について処理が完了していない場合には、ステップＳ１１に戻りパラメータに別の値を設定して、ステップＳ１２の件数合致条件判定からやり直す。全てのパラメータの値について処理が完了した場合には、ステップＳ１６へと進む。

ステップＳ１６においては、作業間隔決定部１７は、作業間隔候補記憶部１６に記憶されている作業間隔候補のうちから、保守作業の対象となる施設における保守作業間隔を決定する。ステップＳ１０（ステップＳ１１〜Ｓ１６）が終了したら、ステップＳ４へと進む。

このステップＳ４においては、全ての細分化条件についてステップＳ１０の処理が完了したか否かが確認される。そして、全ての細分化条件についてステップＳ１０の処理が完了していなければ、ステップＳ２へと戻り、別の細分化条件を設定して、ステップＳ３及びステップＳ１０を行う。一方、全ての細分化条件についてステップＳ１０の処理が完了していれば、一連の処理は終了となる。

なお、以上においては、件数合致条件及び分布合致条件の両方を満たすパラメータ値の故障分布を抽出して、当該施設における保守作業間隔を決定したが、保守作業間隔を決定に用いる故障分布の抽出は、件数合致条件のみを判定するようにしてもよい。すなわち、作業間隔決定手段は、分布合致条件を満たすと判定された故障分布に基づいて、当該施設における保守作業間隔を決定するようにしてもよい。

以上のように構成された保守作業間隔決定装置は、保守作業の対象となる施設における故障発生率が従うと仮定する統計的分布である故障分布を設定する故障分布設定手段である故障分布選択部１及び故障分布パラメータ設定部１１と、施設における故障発生実績及び保守作業実績の実績データを予め記憶する記憶手段である実績データ記憶部３と、実績データの故障発生実績に基づいて、実績故障件数を算出する実績件数算出手段である故障発生実績算出部４と、故障発生率が故障分布に従うとした場合に、実績データの保守作業実績の作業間隔において発生すると想定される想定故障件数を算出する想定故障件数算出部１２と、故障分布について、想定故障件数と実績故障件数との差が予め設定された件数合致条件を満たすか否かを判定する件数合致条件判定部１３と、件数合致条件を満たすと判定された故障分布に基づいて、当該施設における保守作業間隔を決定する作業間隔決定手段である作業間隔候補算出部１５、作業間隔候補記憶部１６及び作業間隔決定部１７と、を備えている。

このため、保守作業の対象となる施設における故障発生率が従うと仮定する統計的分布を決定するパラメータについて真の値を含むような一定範囲内の値について考慮して保守作業間隔を決定することができ、故障発生時期が揺らいだ場合の保守品質の低下を抑制することが可能である。

また、故障発生件数という事実に基づいて、パラメータを抽出する件数合致条件を設定することができるので、保守作業間隔を決定するために想定する保守品質の基準の設定が明確である。

実施の形態２．
図７から図１０は、この発明の実施の形態２に係るもので、図７は保守作業間隔決定装置で用いる故障分布がとり得るパラメータを軸とした確率分布平面及び各座標点に対応する累積確率分布の概形を示す図、図８は図７の確率分布平面において各座標点に対応する累積確率分布の想定故障件数を示した図、図９は図７の確率分布平面において各座標点に対応する想定故障件数の等値線及び件数合致条件を満たす領域を示した図、図１０は図７の確率分布平面において件数合致条件を満たす領域及び各座標点に対応する保守作業間隔の等値線を示した図である。

前述した実施の形態１では、故障分布がとり得るパラメータの値を列挙し、これらの値を順に設定して件数合致条件等の判定を行うものであった。これに対し、ここで説明する実施の形態２は、故障分布のパラメータを空間軸としたパラメータ空間内の座標点毎に故障分布を対応付け、件数合致条件等を満たすようなパラメータの集合を当該パラメータ空間内の領域として表現して作業間隔の決定を行うようにしたものである。

この実施の形態２に係る保守作業間隔決定装置の機能的な構成は、実施の形態１で説明した図１に示すものと同様である。実施の形態１で前述したように、故障発生率Ｃ（ｍ）が従う統計的分布（故障分布）として採用しているワイブル分布、ガンマ分布及び対数正規分布は、いずれも２つのパラメータ（形状パラメータ及び尺度パラメータ）を有している。

そこで、図７に示すような、第１パラメータとして形状パラメータを縦軸にとり、第２パラメータとして尺度パラメータを横軸にとった座標系で表される平面（パラメータ空間）を考えると、この平面上の座標の１点は、形状パラメータの値及び尺度パラメータ値の１組に対応する。形状パラメータの値及び尺度パラメータ値の組が決まれば、この組に対応する故障分布も決まる。したがって、各パラメータを座標軸とした座標系で表される平面上の各点は、それぞれが１つの故障分布すなわち累積確率分布に対応している。

すなわち、この実施の形態２においても、故障分布設定手段を構成する故障分布選択部１及び故障分布パラメータ設定部１１により、保守作業の対象となる施設における故障発生率が従うと仮定する統計的分布である故障分布が設定される。ただし、その設定した結果は、図７に示すような確率分布平面として表現される。

また、パラメータの値が決まり故障分布が決まると、実施の形態１と同様にして、想定故障件数を算出することができる。すなわち、図８に示すように、図７の確率分布平面上の各点に対応する故障分布に対応して想定故障件数が求められる。

したがって、この実施の形態２においても、想定故障件数算出部１２は、故障分布設定手段である故障分布選択部１及び故障分布パラメータ設定部１１により設定された故障分布に故障発生率Ｃ（ｍ）が従うとした場合の想定故障件数を算出する。ただし、算出された想定故障件数は、図８及び図９に示すような確率分布平面上の値（等値線）として表現される。

そして、件数合致条件判定部１３は、図７の確率分布平面上の各座標点について、当該座標点に対応する故障分布の想定故障件数と、故障発生実績算出部４により算出された実績故障件数との差が、予め設定された件数合致条件を満たすか否かを判定する。この判定により件数合致条件を満たすことが確認された座標点の集合は、図７の確率分布平面上における領域２０を形成する。

例えば、実績故障件数が２３件であり、件数合致条件を満たす許容範囲が実績故障件数±１件であるとすると、件数合致条件を満たす故障分布の座標点の集合は図９に示すような領域２０となる。なお、この領域２０中のいずれかに真の故障発生分布を与えるパラメータの組の座標点が存在する。

また、作業間隔決定手段を構成する作業間隔候補算出部１５、作業間隔候補記憶部１６及び作業間隔決定部１７は、次のようにして、保守作業の対象となる施設における保守作業間隔を決定する。

すなわち、まず、実施の形態１と同様の方法により、作業間隔候補算出部１５は、図７の確率分布平面上の各点に対応する故障分布に対応する作業間隔候補を算出する。このようにして確率分布平面上の各点に対応して算出された作業間隔候補の値は、図１０に示すような等値線３０を描く。

そして、作業間隔決定部１７は、件数合致条件を満たす故障分布の座標点の領域２０中に通る作業間隔候補の等値線３０のうちで、その値が最も小さい（期間が最も短い）ものを、作業間隔として決定する。図１０に示す例では、作業間隔決定部１７は、１５〜１６ヶ月を保守作業間隔に決定する。このようにして保守作業間隔に決定することで、領域２０中のいずれのパラメータが真の故障発生率分布を与えるものであっても、保守品質が不足することがないようにすることが可能である。
なお、他の構成については実施の形態１と同様であって、その詳細説明は省略する。

以上のように構成された保守作業間隔決定装置においては、実施の形態１と同様の効果を奏することができるのに加えて、確率分布平面上の領域２０として件数合致条件を満たす故障分布のパラメータの値を抽出し、効率的に保守作業間隔決定処理を行うことができる。

１故障分布選択部
２細分化条件設定部
３実績データ記憶部
４故障発生実績算出部
１０作業間隔算出部
１１故障分布パラメータ設定部
１２想定故障件数算出部
１３件数合致条件判定部
１４分布合致条件判定部
１５作業間隔候補算出部
１６作業間隔候補記憶部
１７作業間隔決定部

Claims

保守作業の対象となる施設における故障発生率が従うと仮定する統計的分布である故障分布を設定する故障分布設定手段と、
前記施設における故障発生実績及び保守作業実績の実績データを予め記憶する記憶手段と、
前記実績データの故障発生実績に基づいて、実績故障件数を算出する実績件数算出手段と、
前記故障発生率が前記故障分布に従うとした場合に、前記実績データの保守作業実績の作業間隔において発生すると想定される想定故障件数を算出する想定件数算出手段と、
前記故障分布について、前記想定故障件数と前記実績故障件数との差が予め設定された件数合致条件を満たすか否かを判定する件数合致条件判定手段と、
前記件数合致条件を満たすと判定された前記故障分布に基づいて、前記施設における保守作業間隔を決定する作業間隔決定手段と、を備え、
前記作業間隔決定手段は、前記件数合致条件を満たすと判定された前記故障分布のそれぞれについて、前記施設が設置された複数の現場における全ての保守作業を同一の作業間隔で行ったとした場合の想定故障件数が所望の件数となる作業間隔を、作業間隔の候補として算出し、この算出した作業間隔の候補のうちから前記施設における保守作業間隔を決定する保守作業間隔決定装置。
前記実績データの故障発生実績に基づいて、実績の故障発生分布である実績分布を算出する実績分布算出手段と、
前記件数合致条件を満たすと判定された前記故障分布について、前記実績分布との相関検定の結果が予め設定された分布合致条件を満たすか否かを判定する分布合致条件判定手段と、を備え、
前記作業間隔決定手段は、前記分布合致条件を満たすと判定された前記故障分布に基づいて、前記施設における保守作業間隔を決定する請求項１に記載の保守作業間隔決定装置。