JP7129505B2 - 保守手順生成装置、保守手順生成方法、及び保守手順生成プログラム - Google Patents

保守手順生成装置、保守手順生成方法、及び保守手順生成プログラム Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、保守手順生成装置、保守手順生成方法、及び保守手順生成プログラムに関する。
火力発電所等のプラントの点検や修理等の保守作業では、作業の均質化のために、標準作業手順書が作成されることが多い。標準作業手順書は、運用状況や作業員に依らず、作業内容や作業手順が固定的なため、保守作業途中に予期しない不具合が発見された場合などに対応できない。また、実作業の状況やノウハウを作業手順書に反映して活用するための仕組みがない。このため、現場の状況や過去の経験を生かした保守作業を行うことができない。
国際公開2017/154763パンフレット
本発明が解決しようとする課題は、現場の状況や過去の経験等を考慮に入れて、保守作業の手順を生成可能な保守手順生成装置、保守手順生成方法、及び保守手順生成プログラムを提供するものである。
本実施形態によれば、保守対象の保守作業の詳細情報を含む情報モデルを管理する情報モデル管理部と、
前記保守対象の候補から実際に保守作業を行う保守対象を取得する保守対象取得部と、
前記情報モデル管理部が管理する前記情報モデルに基づいて、前記保守対象取得部が取得した保守対象に対する保守作業の手順を生成するとともに、現場作業者が選択した保守作業に基づいて、前記現場作業者が将来行うべき保守作業の手順を動的に修正する手順生成部と、
前記手順生成部が生成した手順に基づいて前記現場作業者が実際に実施した保守作業の情報を取得する作業監視制御部と、を備える、保守手順生成装置が提供される。
一実施形態による保守手順生成装置の概略構成を示すブロック図。 情報モデル管理部が管理する情報モデルの具体的な構成の一例を示す図。 図2の情報モデルに対応するインスタンスの一例を示す図。 作業編集者が保守手順を生成する処理動作の一例を示すフローチャート。 現場作業者が保守作業を実施する処理動作の一例を示すフローチャート。 第2UI部に提示される情報の一例を示す図。
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。なお、本件明細書と添付図面においては、理解のしやすさと図示の便宜上、一部の構成部分を省略、変更または簡易化して説明および図示しているが、同様の機能を期待し得る程度の技術内容も、本実施の形態に含めて解釈することとする。
図1は一実施形態による保守手順生成装置1の概略構成を示すブロック図である。図1の保守手順生成装置1は、火力発電所等のプラント(以下、保守対象)の保守作業の手順を生成するものである。図1の保守手順生成装置1は、情報モデル管理部2と、保守対象取得部3と、手順生成部4と、作業監視制御部5とを備えている。
情報モデル管理部2は、保守対象の保守作業の詳細情報を含む情報モデルを管理する。
情報モデルについては後述する。情報モデル管理部2が管理する情報モデルは、例えば情報モデルDB(Data Base)6に記憶されている。
保守対象取得部3は、情報モデル管理部2が管理する情報モデル、または該情報モデルと後述のインスタンス管理部7が管理するインスタンスまたはログ記録部10で記録される各種情報とに基づいて、作業編集者15が指定した保守対象を取得する。保守対象は、情報モデルを構成する分類や属性であってもよい。また、保守対象は、例えばプラント全体であってもよいし、プラント内の一部の機器であってもよい。また、保守対象は、プラントや機器だけでなく、プラントを運用するソフトウェア等のサービスであってもよい。
手順生成部4は、情報モデル管理部2が管理する情報モデル、または該情報モデルと後述のインスタンス管理部7が管理するインスタンスまたはログ記録部10で記録される各種情報とに基づいて、保守対象取得部3が取得した保守対象に対する保守作業の手順を生成する。また、手順生成部4は、現場作業者14が選択した保守作業に基づいて、現場作業者14が将来行うべき保守作業の手順を動的に修正する。
作業監視制御部5は、手順生成部4が生成した手順に基づいて現場作業者14が実際に実施した保守作業の情報を取得する。作業監視制御部5は、手順生成部4が生成した手順とは異なる順序の保守作業を現場作業者14が選択した場合は、現場作業者14が選択した保守作業を優先させつつ、手順生成部4に現場作業者が選択した作業を通知し、手順生成部4が動的に作業手順を修正した場合は、該作業手順を取得して将来の作業候補として現場作業者14に提示する。
この他、図1に示すように、本実施形態による保守手順生成装置1は、インスタンス管理部7と、インスタンスDB8と、ログ記録部10と、第1ユーザインタフェース部(第1UI部)11と、第2ユーザインタフェース部(第2UI部)12とを備えていてもよい。
インスタンス管理部7は、情報モデルに含まれる詳細情報の実体を表すインスタンスを管理する。インスタンスの具体例については後述する。インスタンスDB8は、インスタンス管理部7が管理する種々のインスタンスを記憶する。
ログ記録部10は、手順生成部4が生成又は動的に修正した保守作業の手順を日時情報とともに記録する。ログ記録部10は、日時情報だけでなく、情報モデルやインスタンス、又は保守作業の手順生成を指示する作業編集者15を識別する情報、又は保守作業を実施した現場作業者14を識別する情報と対応づけて、手順生成部4が生成した保守作業の手順を記録してもよい。
第1UI部11は、作業編集者15が保守対象に関する情報を入力する機能や、手順生成部4が生成した保守手順を表示する機能などを有する。保守対象取得部3は、第1UI部11にて作業編集者15が入力した情報に基づいて、実際に保守作業を行う保守対象を取得する。第1UI部11は、手順生成部4が生成した保守作業の手順を表示してもよい。作業編集者15は、第1UI部11に表示された保守作業の手順の変更を指示してもよい。
第2UI部12は、手順生成部4が動的に修正した保守作業の手順を現場作業者14に提示する機能や、現場作業者14が選択した保守作業を入力する機能などを有する。現場作業者14は、表示部を備えた情報端末(例えば、タブレット端末)を携帯している場合には、第2UI部12は、この情報端末の表示部に、保守作業の手順を表示させてもよい。また、現場作業者14は、実際に行った保守作業を第2UI部12に入力することができる。作業監視制御部5は、現場作業者14が第2UI部12に入力した保守作業を優先させつつ、手順生成部4が動的に修正した手順を将来の作業の候補として第2UI部12に表示する。
図2は情報モデル管理部2が管理する情報モデルの具体的な構成の一例を示す図である。情報モデルとは、概念とその体系、関係性、制約、ルール等を抽象的に表現したものである。情報モデルは、概念を表すクラスと、当該クラスを特徴づける側面、特性及び特徴を表すプロパティと、情報モデルの要素間の関係を表すリレーションとを基本要素として構成される。
図2の情報モデルは、保守対象の分類及び属性を体系的に表現した機器情報モデル(第1情報モデル)と、保守作業を体系的に表現した作業情報モデル(第2情報モデル)と、保守作業の手順を体系的に表現した作業手順情報モデル(第3情報モデル)とを含んでいる。
図2において、楕円はクラスを、四角形はプロパティを表す。クラスは、1つ以上のプロパティを持つことができる。クラスは、一つ以上の子クラス(サブクラス)を持つことができ、高々一つの親クラス(スーパークラス)を持つ。また、親クラスが持つプロパティは、そのすべての子クラスに継承される。この関係はクラス間の「is-a関係」と呼ばれる。子クラスは更に子クラスを持つことができる。したがって、is-a関係による構造は最も抽象的なクラスを根とする木構造を取り得る。is-a関係は、図2において、端部に△が付いた枝状に分岐する各実線であり、この実線で結ばれた2クラスにおいて、△が付いた側のクラスが親クラスである。また、クラスと該クラスのプロパティとの関係は、図2において、楕円と四角形を結ぶ端部に△や◇がない実線である。
クラス間の関係には、is-a関係の他に、クラスが別のクラスの構成要素であることを示す「has-a関係」がある。例えば、自動車に対するエンジンやタイヤのように、完成品に対する部品は、完成品を全体クラス(Whole class)、その構成要素を部品クラス(Part class)とするhas-a関係にある。部品クラスは更に部品クラスで構成することができる。したがって、has-a関係による構造も木構造を取り得る。「has-a関係」は、図2において、端部に◇が付いた枝状に分岐する各実線であり、この実線で結ばれた2クラスにおいて、◇が付いた側のクラスが全体クラスである。
この他に、情報モデル中の要素間の関係は、「relation」として記述される。
「relation」には方向があり、無方向(non-directional)、単方向(uni-directional)、双方向(bi-directional)に分類される。この方向は、たとえば要素間でのデータの流れや、情報参照の方向などを規定する場合に用いられる。
図2の機器情報モデルの例では、「プラント設備」21、「ボイラ」22、「火炉」23、「バーナ」24、「蒸発器」25及び「過熱器」26はクラスであり、それらを特徴づける「ボイラID」、「蒸気温度」、「蒸気圧力」等はプロパティである。「プラント設備」21は「ボイラ」22、「火炉」23、「バーナ」24、「蒸発器」25及び「過熱器」26の親クラスである。一方、「ボイラ」22は、「火炉」23、「バーナ」24、「蒸発器」25、「過熱器」26の4つを構成部品として持つ。
図2の作業情報モデルの例では、抽象的に表現された作業をクラスとしたクラス階層が示されている。この階層の中で最も抽象的な作業を示す「保守点検する」31は、それを特殊化(Specialized)した2つの作業「目視する」32と「音を聞く」33を子クラスとして持つ。それらの2つの作業は、更にそれらを特殊化した作業34~38、39~42を子クラスとして持つ。
図2の作業手順情報モデルの例では、作業手順を総称するクラス「ボイラの点検」51が、3つのクラス「ボイラ外観の目視点検」52、「配管の目視点検」53及び「計器の確認」54をその構成要素とし、かつこの順序をフローとして持つ。「配管の目視点検」53は、更に3つのクラス「変形確認」55、「液漏れ有無確認」56及び「亀裂有無確認」57をその構成要素として持つ。「計器の確認」54も同様に、更に3つのクラス「蒸気温度計測」58、「蒸気圧力計測」59及び「吹出速度計測」60を構成要素として持つ。
作業手順情報モデルの実線矢印は、作業手順を構成する作業の順序を規定する。たとえば、「ボイラ外観の目視点検」と「配管の目視点検」の間の実線矢印は、「ボイラ外観の目視点検」52が終わった後に実施する次の作業が「配管の目視点検」53であることを意味する。同様に、「配管の目視点検」53の構成要素である3つの作業55~57の間の実線矢印は、これらの作業の順序を規定する。ここで、「亀裂有無確認」57の作業が終わった後は、この作業を構成要素とする上位の作業「配管の目視点検」53に戻り、「配管の目視点検」53の次の作業である「計器の確認」54が実施される。
図2における破線は、両端側の2つの要素間に関係があることを示す。たとえば、機器情報モデルのクラス「ボイラ」22と作業手順情報モデルのクラス「ボイラの点検」51とを結ぶ破線は、それらの間に関係があることを示す。この関係はクラス間に限らず、クラスとプロパティの間の関係を規定することもできる。たとえば、機器情報モデルのクラス「ボイラ」22が持つプロパティ「蒸気温度」と作業手順情報モデルのクラス「蒸気温度計測」とを結ぶ破線は、「蒸気温度計測」によって「蒸気温度」の値が参照又は更新されることを意味する。
本実施形態によるインスタンスとは、情報モデル又はデータベーススキーマを型として肉付けされた実体を指す。たとえば、機器情報モデルに対するインスタンスとは、プラントに実際に設置された設備や機器について、クラスが持つプロパティの値を記述したものである。また、作業手順情報モデルのインスタンスとは、抽象的に表現された作業手順及び個々の作業に対して具体的な作業対象の設備又は機器を当てはめたものである。一方、データベーススキーマに対するインスタンスとは、たとえばリレーショナルデータベースの場合、テーブルのレコードに相当する。
図3は図2の情報モデルに対応するインスタンスの一例を示す図である。図3の「ボイラの仕様情報」は、機器情報モデルのクラス「ボイラ」22の3つのインスタンスを例示したテーブルである。このテーブルは、クラス「ボイラ」22の3つのプロパティ「ボイラID」、「蒸気温度」及び「蒸気圧力」と、has-a関係にある4つのクラス「火炉」23、「バーナ」24、「蒸発器」25及び「過熱器」26のプロパティをデータ項目に持つ。「ボイラ」22の各インスタンスは、これらのプロパティの値の組み合わせで記述される。
図4は作業編集者15が保守手順を生成する処理動作の一例を示すフローチャートである。まず、保守対象取得部3は、第1UI部11にて作業編集者15が入力した情報に基づいて、保守対象の分類群、保守対象属性群、または保守対象インスタンスを取得する(ステップS1)。
次に、手順生成部4は、ステップS1で取得した情報に対応する情報モデルを情報モデル管理部2から取得し、インスタンスをインスタンス管理部7から取得する(ステップS2)。また、手順生成部4は、過去に生成した保守作業の手順に関する履歴情報と、現場作業者14が過去に行った保守作業の手順に関する履歴情報との少なくとも一方を取得してもよい。過去に生成した保守作業の手順に関する履歴情報は、ログ記録部10から取得することができる。同様に、現場作業者14が過去に行った保守作業の手順に関する履歴情報は、ログ記録部10から取得することができる。
次に、手順生成部4は、ステップS2で取得された各情報に基づいて、情報モデルまたはインスタンスに紐付けられた作業手順候補があるか否かを判定する(ステップS3)。
候補があると判定された場合には、第1UI部11は作業手順候補を提示する(ステップS4)。一方、ステップS3で情報モデルに紐付けられた作業手順候補がないと判定された場合、処理を終了する。提示の一具体例は、第1UI部11が有する表示部に作業手順候補を表示することである。あるいは、音声や印刷出力にて作業手順候補を提示してもよい。
次に、手順生成部4は、情報モデルに対する更新要求があるか否かを判定する(ステップS5)。作業編集者15は、第1UI部11にて、情報モデルに対する更新要求を行うことができる。また、現場作業者14が第2UI部12を介して、情報モデルに対する更新要求を行うこともありうる。
更新要求があると判定されると、手順生成部4は情報モデルを更新し(ステップS6)、情報モデル管理部2に通知する。情報モデル管理部2は、更新した情報モデルを管理するとともに、情報モデルDB6内の情報モデルを更新する。次に、手順生成部4は、更新した情報モデルに基づいて、与えられた制約を満たす作業手順を生成する(ステップS7)。
一方、ステップS5で更新要求がないと判定された場合、又はステップS7の処理が終了した場合、第1UI部11は作業手順を提示する(ステップS8)。次に、作業編集者15による作業手順の変更を受け付ける(ステップS9)。作業編集者15は、必要に応じて、第1UI部11を介して作業手順の変更を指示することができる。作業手順の変更が指示された場合には、手順生成部4は、変更後の作業手順が制約を満たすか否かを確認する(ステップS10)。確認した結果は、第1UI部11に提示される。
図5は現場作業者14が保守作業を実施する処理動作の一例を示すフローチャートである。現場作業者14は保守作業を実施した場合には(ステップS21)、実施した保守作業の内容を第2UI部12に入力する(ステップS22)。この入力情報は、作業監視制御部5を介して手順生成部4に送られ、ログ記録部10に記録される。
次に、作業監視制御部5は、手順生成部4が生成した保守作業手順と、現場作業者14が実際に実施した保守作業手順とを比較して、両者が一致するか否かを判定する(ステップS23)。両者が一致すると判定されると、処理を終了し、現場作業者14の次の保守作業が実施されるまで待機する。一方、両者が一致しないと判定されると、手順生成部4は、現場作業者14が実際に実施した保守作業手順に見合う手順を、情報モデルから検索し(ステップS24)、現場作業者14が実際に実施した保守作業手順に対応する制約条件を満たす保守作業手順があるか否かを判定する(ステップS25)。該当する保守作業手順があると判定された場合には、その制約条件を満たす保守作業手順を抽出する(ステップS26)。次に、抽出された保守作業手順を第2UI部12に提示する(ステップS27)。
ステップS25で該当する保守作業手順がなかったと判定された場合には、手順生成部4が生成した保守作業手順と現場作業者14が実際に実施した保守作業手順との差違を手順生成部4に送り、情報モデルと紐付けてログ記録部10に記録する(ステップS28)。次に、手順生成部4は、新たな作業手順候補を自動生成して、情報モデルと紐付ける(ステップS29)。自動生成した作業手順候補は作業監視制御部5に送られ、第2UI部12を介して現場作業者14に提示されるとともに、情報モデル管理部2にて情報モデルが更新される。
図6は第2UI部12に提示される情報の一例である。図6は、現場作業者14が携帯するタブレット端末に保守作業の手順と、それに関連する種々の情報を表示する例を示している。図6の画面例D1は、現場作業者14が本来の作業手順とは異なる順序で作業を選択した例を示している。より具体的には、本来の作業手順では、「ボイラ外観の目視点検」や「変形確認」を選択した後に「液漏れ有無確認」を選択するべきだったのに、「液漏れ有無確認」を先に選択した例を示している。
この場合、図6の画面例D2に示すように、作業監視制御部5は、画面の右側領域に「液漏れ有無確認」に関する情報を表示するとともに、「液漏れ有無確認」の作業の後に実施するべき作業候補を表示してもよい。
あるいは、図6の画面例D3に示すように、「液漏れ有無確認」の作業に紐付けられた情報モデルに基づいて、情報モデルを更新して、新たな作業手順を生成して、現場作業者14に提示してもよい。図6の画面例D1~D3は一例であり、種々の変形例が考えられる。
このように、本実施形態では、作業編集者15からの指示に応じて保守作業の手順を生成する一方で、生成した保守作業が現場作業者14が選択した保守作業と異なる場合には、現場作業者14が将来行うべき保守作業の手順を動的に修正する。これにより、現場作業者14の意向に沿って、最適な保守作業を行うことができる。また、保守作業を生成する際には、作業編集者15が過去に生成した保守作業手順の履歴と現場作業者14の保守作業ノウハウを考慮に入れるため、保守作業を行う機器群や属性群に応じた最適な作業手順を生成できる。
本実施形態による保守手順生成装置1、保守手順生成方法、及び保守手順生成プログラムによれば、作業手順作成からその運用のPDCA(Plan-Do-Check-Action)が実現でき、状況や目的に最適な作業手順を容易に生成できる。
上述した実施形態で説明した保守手順生成装置1の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、保守手順生成装置1の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやCD-ROM等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。
また、保守手順生成装置1の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線(無線通信も含む)を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1 保守手順生成装置、2 情報モデル管理部、3 保守対象取得部、4 手順生成部、5 作業監視制御部、6 情報モデルDB、7 インスタンス管理部、8 インスタンスDB、10 ログ記録部、11 第1UI部、12 第2UI部、14 作業編集者、15 現場作業者

Claims (14)

  1. 作業対象の候補から実際に作業を行う作業対象を取得する作業対象取得部と、
    作業の詳細情報を含む情報モデルに基づいて、前記作業対象取得部が取得した作業対象に対する作業手順を生成するとともに、作業者が選択した作業に基づいて、前記作業者が将来行うべき作業手順を動的に修正する手順生成部と、
    作業者が選択した作業に関する詳細情報と、前記作業者が選択した作業以降に実行される作業手順と、を同一画面に表示する表示部を備える、情報処理装置。
  2. 前記表示部は、作業者が選択した作業に関する詳細情報と、前記作業者が選択した作業以降に動的に実行される作業手順と、を同一画面に表示する、請求項1に記載の情報処理装置。
  3. 前記表示部は、作業対象の候補である作業に関する詳細情報と、作業手順とを含む前記情報モデルに基づいて、作業者が選択した作業に関する詳細情報と、前記作業者が選択した作業以降に実行される作業手順と、を同一画面に表示する、請求項1又は2に記載の情報処理装置。
  4. 前記手順生成部が生成した手順に基づいて前記作業者が実際に実施した作業の情報を取得する作業監視制御部を備える、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の情報処理装置。
  5. 前記情報モデルを管理する情報モデル管理部を備え
    前記手順生成部は、前記情報モデル管理部が管理する前記情報モデルに基づいて、前記作業対象取得部が取得した作業対象に対する作業手順を生成するとともに、作業者が選択した作業に基づいて、前記作業者が将来行うべき作業手順を動的に修正する、請求項4に記載の情報処理装置。
  6. 前記作業監視制御部は、前記手順生成部が生成した手順とは異なる手順の作業を前記作業者が選択した場合は、前記作業者が選択した作業を前記手順生成部に通知し、
    前記手順生成部は、前記作業者が選択した作業を優先させつつ、前記作業対象取得部が取得した作業対象の作業が行われるように、いったん生成した手順を動的に修正する、請求項5に記載の情報処理装置。
  7. 作業編集者が作業対象に関する情報を入力する第1ユーザインタフェース部を備え、
    前記作業対象取得部は、前記第1ユーザインタフェース部にて前記作業編集者が入力した情報に基づいて、実際に作業を行う作業対象を取得する、請求項5または6に記載の情報処理装置。
  8. 前記情報モデル管理部が管理する前記情報モデルは、作業対象の分類及び属性を体系的に表現した第1情報モデルと、作業を体系的に表現した第2情報モデルと、作業手順を体系的に表現した第3情報モデルとを含んでおり、前記第1、第2及び第3情報モデルは関連づけられている、請求項5乃至7のいずれか一項に記載の情報処理装置。
  9. 前記情報モデルに含まれる前記詳細情報の実体を表すインスタンスを管理するインスタンス管理部を備え、
    前記手順生成部は、前記情報モデル管理部が管理する前記情報モデルと、前記インスタンス管理部が管理する前記インスタンスとに基づいて、前記作業対象取得部が取得した作業対象に対する作業手順を生成する、請求項5乃至8のいずれか一項に記載の情報処理装置。
  10. 前記手順生成部は、前記情報モデル管理部が管理する前記情報モデルと、前記インスタンス管理部が管理する前記インスタンスとに加えて、過去に生成した作業手順に関する履歴情報と、前記作業者が過去に行った作業手順に関する履歴情報との少なくとも一方に基づいて、前記作業対象取得部が取得した作業対象に対する作業手順を生成する、請求項9に記載の情報処理装置。
  11. 前記作業監視制御部は、前記作業者が過去に行った作業に関する情報を記録し、前記手順生成部は、前記作業者が実際に行った作業と、前記手順生成部が生成した手順とに基づいて、前記作業者が将来行うべき作業手順を動的に修正する、請求項5乃至10のいずれか一項に記載の情報処理装置。
  12. 前記作業は、保守対象の作業である、請求項1乃至11のいずれか一項に記載の情報処理装置。
  13. コンピュータにて、
    作業対象の候補から実際に作業を行う作業対象を取得し、
    作業の詳細情報を含む情報モデルに基づいて、前記取得された作業対象に対する作業手順を生成するとともに、作業者が選択した作業に基づいて、前記作業者が将来行うべき作業手順を動的に修正し、
    作業者が選択した作業に関する詳細情報と、前記作業者が選択した作業以降に実行される作業手順と、を表示部の同一画面に表示する、情報処理方法。
  14. コンピュータに、
    作業の詳細情報を含む情報モデルを管理するステップと、
    作業対象の候補から実際に作業を行う作業対象を取得するステップと、
    作業の詳細情報を含む情報モデルに基づいて、前記取得された作業対象に対する作業手順を生成するとともに、作業者が選択した作業に基づいて、前記作業者が将来行うべき作業手順を動的に修正するステップと、
    作業者が選択した作業に関する詳細情報と、前記作業者が選択した作業以降に実行される作業手順と、を表示部の同一画面に表示するステップと、を実行させるためのプログラム。
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