JPH028999A - 修理の優先順位決定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原子力あるいは化石燃料発電所のような複雑
な統合プラント内の装置につき修理の優先順位を決定す
るシステムに関し、更に詳細には、センサーおよびバッ
クアップを含むプラントの全ての装置につき故障診断の
真実度、その故障の結果生じるであろう損害、重大度あ
るいは損害が発生しつつある割合を考慮して共通のスケ
ールにより修理の優先順位を決定する方法および装ａに
関する。

第１図に示す従来の診断ソフトウェアは、故障の定義を
対象物あるいはプロセスが必要あるいは所望の機能を発
揮しない状態として、プラントのいかなる装置が故障状
態にあるかを突きとめるためのものである。第１図のブ
ロック図に示すように人工知能システムは、センサーか
らデーターを受取り（ｌＯ）、センサーのデータしきい
値、他の限界値および内部の矛盾の無い関係式と照らし
合わせることによりそのデータが有効か否かを判断する
。センサーからのデータは一旦有効であると判断される
とモニター中のプラントの文脈でセンサーのデータの物
理的な意味を解釈する（１４）、そのデータ、有効性お
よび解釈結果を組合せることによりデータの有効な解釈
が得られる０次にシステムは故障を診断しく１Ｇ）、こ
れらの故障の信頼水準を決定する。この信頼水準に基き
故障のリストを作るのが今のやり方である。第１図に示
すこの従来型の診断システムは米国特許第４，８４４，
４７９号に記載されている。

信頼水準に基く分類法を用いると、実際には普通、セン
サーの故障がリストの上位に来る。センサーは故障した
からといって修理の為にプラントを止めるだけの価値が
ない為、プラントのオペレータは最高位の信頼水準でも
ってそれらの故障を無視するのが一般的である。その結
果、最高位の信頼水準を持つ故障はオペレータにとって
最下位の優先順位を持つことになる。この問題のためオ
ペレータは故障リストを上から順に調べてプラントの運
転継続にとって重大な故障がないかどうか検討する。こ
れは最も重要な故障がリストのはるか下の方にあり見逃
される可能性があるため複雑な問題である。オペレータ
は一般的にその故障がプラントに如何なる深刻な損傷を
与えるかを判断しようとする。この判断はプラントの歴
史およびオペレータの経験に基すき主観的になされるオ
ペレータは故障を調べた後その故障個所および関連の装
置の修理の要否につき判断を行う、装置の修理をいつ行
うかを決めるこの方法は非常に主観的な判断に基くもの
であるため、競合する装置の相対的な価値、修理のオプ
ションを自動的に判断し、故ｌｌＩ２装置修理のためプ
ラントを止めた場合のコスト対故障状態を放置した場合
に生じる損傷のようなオペレータが通常考える多くの要
因を考慮するシステムに対する要望がある。

本発明の目的は、故障の修理コストとスケジュールによ
り決められた次ぎの修理時まで故障を放置した場合のコ
ストとを比較絞量して、システムのコスト効果を最大に
する修理の優先順位決定方法および装置を提供すること
にある。

本発明は、装η、そのバックアップおよびセンサーにつ
き修理の優先順位を共通のスケールで決定することによ
り最も重要なものが最初に修理を受けることが出来るよ
うにする技術である０本発明はまた、給水系における化
学的腐食の問題と発７ｔ［の故障のように故障が全く異
なる系で発生しているような場合でも全ての故障を比較
絞量することが出来る。また装置修理のための運転停止
のコストと修理コスト、運転停止時間のコストおよび他
の結果的に生じる損傷を含む、故障を放置した場合の修
理コスト等をバランスさせるように故障の修理順位を決
定することが出来る。更にバックアップを有する一次装
置の修理につき優先順位を決定するとともに故障状態に
あるセンサーを部分的にパックアンプする他のセンサー
が存在するか否かに広きセンサーの修理の優先順位を決
めることが出来る。

本発明は広義には、システム中の故障センサーおよび装
置につき修理の優先順位を決定する方法であって、セン
サーおよび装置の故障を診断して診断ごとに信頼水準と
呼ぶ真実度を決定し、（ｂ）故障の重大度、装置の重要
度および信頼水準に従って故障ごとにランクを決定する
ことによりその優先順位を決めるステップよりなること
を特徴とする故障の優先順位決定方法に関する。

木明細書において開示するシステムは各装置に関連する
運転停止の重要度、故障を放置した場合に生じる損害率
（重大度）、および故障診断の信頼水準に関する履歴お
よび経験に基ずき各装置の故障の優先順位を決定する。

１つの故障が数個の装置に影響を及ぼすことがあるため
、各装置の重大度および重要度を総合して修理の優先順
位を決定する。故障の診断がセンサーの故障により制約
を受ける時は、装置の予想寿命および故障センサーを部
分的にバックアップするセンサーの存否を考慮してセン
サーおよびモニターされる装置の故障の優先順位を決定
する。−次装置にバックアップが存在する場合は、それ
ら両方の装置が故障した場合の影響を考慮してバックア
ップにつき修理の優先順位を決定する。以上より、全く
異なる種類の故障が発生している場合でもこれら全ての
故障につき共通のスケールで修理の優先順位を決定する
システムが提供される。このシステムは複雑な系統につ
き修理の優先順位を完全に総合的に決定するとともにモ
ニターされているシステムのコスト効果を最大にするこ
とが出来る。

以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説明する。

はとんどの故障について、その装置が完全に故障するま
でその故障状態を放置した結果生じるであろう最大の損
傷についての予“側を行なうことが可能である０重要度
（ＩＭＰ）として表示されるこの結果的に生じる最大の
損傷は普通一定であり、その故障を修理するための直接
コストとともにその故障により生じる最大の損傷の修理
に必要な運転停止時間を考慮したものである。その運転
停止の時間関係もまた故障の重要度の評価において考慮
され、次ぎの定期的な運転停止時に修理をすればよい故
障装置あるいはセンサーについてはその重要度は低く設
定される０例えば、１週間後に運転停止が計画され、２
週間以内に修理の必要なものが何かある場合、直ちにシ
ステムを止めるのは効率的でない、この判断は後で詳述
する好ましいシステムにおいて以下の２つの規則により
行なわれる。

（ｎｏｔ　　ｌ／ＳＥＶ　＜＜　　運転停止までの時間
）（１／ＳＥＶ　＜＜運転停止までの時間）この２つの
規則は好ましいエキスパートシステム・プログラムの文
脈スロットにある制御式である、規則はその規則の文脈
が真である時のみ有効である。上記の２つ規則では、一
方の規則の文脈は他方の規則の文脈が非真である時真で
ある。第一の規則はちかじか運転停止がスケジュールに
ない場合故障の計算された重大度を与える。第二の規則
はちかじか運転停止が行なわれる場合重大度として零を
与える。

重要な故障の重大度が低いためその故障の優先順位は低
いがその重要な故障を高い信頼度で診断することが可能
である。故障の重大度（ＳＥＶ）は結果的に最大の損傷
が起こるまでの予想時間の逆数として定義される。これ
は普通、システムに特定の損傷が生じる率である０重大
度は定数ではなくてンステムの１または２以上の変数の
状態によって異なり、それらの変数に基ずき独立に計算
する必要がある。例えば、診断中の故障が自動車の摩滅
したブレーキにある場合、ブレーキの実際の状態が重大
度を決定する１つの要素であるととも１こ自動車の走行
速度もまた考慮する必要のある事柄である。

高い重大度の重要な故障がその信頼水準（ＣＦ）が非常
に低い場合には低い優先順位を持つ可能性がある。簡単
なケースとして、１つの装置の故障の優先順位は信頼水
？Ｆｉ　（ＣＦ）、重要度（ＩＭＰ）および重大度（Ｓ
ＥＶ）を掛は合わせたものである。

本発明のシステムは種々の装置に関連する故障を比較出
来るように全ての故障の優先順位を共通のスケールで決
定する。これは化学関係の故障と発電機の故障がある場
合に特に重要である。今のやり方では、発電所における
化学関係の故障は損傷により最悪のケースではボイラー
を高い費用を掛けて普通より早く作り直すためその化学
関係の故障の２午後６乃至９ケ月の運転停止が必要にな
る場合でも直ちに破損が生じるという直接の脅威はない
６化学関係の故障による損傷は短時間で発生することが
あるが、潜伏性である。ボイラーの壁は数日以内で脆弱
となる事があるがその脆弱化はかなりの時間が経過した
後においてのみ放置出来ないものとなる０本発明の優先
順位決定法によると例えば、ボイラーの停止と潤滑油の
汚濁による発電機の軸受の損傷に起因して行なわれる可
能性のある運転停止との比較が出来る。

センサーが故障した場合、結果として起こるであろう最
大の損傷がその故障の重要度であるである。然しなから
、その損傷はセンサーの故障によるデータネ足が惹き起
こす可能性のある最悪の破損ともしそのセンサーが正常
に動作しているならそのセンサーに基ずき装置修理のた
めシステムを停止する場合に生じるであろう最小の損傷
あるいは運転停止Ｆとの差に基ずき計算される。センサ
ーが故障のため状態を通報しない場合にその装置に生じ
るであろう最大の損傷ＤＡＭＭＡＸとし、もしセンサー
が正常に動作してオペレーターに通報し才〆レーターが
その装置をラインから外した場合に生じる最小の損傷を
ＤＡＭＭＩＮとすれば、センサーの重要度は　ＩＭＰ＝
ＤＡ阿ＭＡＸ−ＤＡＭ阿ＩＮである。故障状７ｆｆ、の
センサーの重大度は単純および複雑なケースに分けるこ
とが出来る。

単純なケースにおいて、故障状態にあるモニターにより
モニターきれつつある故障をその故障状広１にあるセン
サーなしに１診断出来る場合には重大度はそれらの故障
において低下した信頼度の関数である。センサーが他の
方法では診断不可能な故障の診断を支持する場合、重大
度はその故障が発生するまでの時間（平均時間）から求
める。

更に複雑なケースでは、プラントの故障が存在する実際
の蓋然性がセンサーの故障の重大度に分解される。これ
は２つの状態において生じる可能性がある。

第１の状態は異なる位首に同じ機能を有する／へツタア
ップのセンサーが存在する場合に該当する。この状ｙ山
の１例として復水浄化装置を有する発電所の給水の浄化
剤のためのナトリウムセンサーがある。最終の給水セン
サーは浄化剤中のナトリウムが全てこの給水センサーを
通過するため浄化剤ナトリウムセンサーをバックアップ
することになる。この例では、給水センサーが復水浄化
装置はナトリウムを保有しないと示唆することが可能で
ある。浄化剤ナトリウムセンサーの故障の重大度は給水
のナトリウム濃度に関連がある。もしその濃度が低くけ
れば浄化剤ナトリウムセンサーが故障しても診断に悪い
影響を及ぼすことがないためその重大度は低い、給水の
ナトリウム濃度がＬ行加するにつれて浄化剤ナト２ノウ
ムセンサーの故障の重大度が増加する。

以　　下　　余　　白 第２の゛バＩＥで！±、古（障してし）るセンサーをバ
ックアップするための同じ機能を持ったセンサーが異な
る場所に存在しない、復水浄化装置を備えたプラントに
ある復水ナトリウムセンサーはかかるセンサーの一例で
ある。流体流の中にあるこのセンサーのすぐ後で水のナ
トリウム濃度の変化を予想出来、従って下流のサンサー
が異なる濃度を指示するはずである。この状態において
復水の他のセンサーは復水で何かが起こっていることを
示すために用いられる。もしなにも起こっていないので
あれば復水器の漏洩が生じるまであるいは汚染した補充
物が導入されるまでの平均時間を用いて重大度が計算さ
れる。然しながらもし他のモニターがナトリウムの状態
が変化しつつあることを指示する場合には、ナトリウム
モニターの故障の重大度が増加する。この重大度を変更
するために復水中のナトリウムを手動測定した結果を用
いることもある。もしその千〇測定の結果が高い値であ
る場合には望ましくない状態を継続して評価するために
そのモニターが真に必要となる。もしその結果が低い値
であればそのモニターは必要でない。

バックアップシステムを持つ構成要素が破損した場合、
重要度は一次およびバックアップの両方のシステムが同
時に故障した場合に生じるであろう損傷である０重大度
は、バックアップシステムを診断する方法がない場合そ
のバックアップシステムが破損するまでの平均時間の予
測値を汗通用いる。バー、クアップシステムの診断があ
る場合には、重大度はバックアップシステムの破損まで
の予測時間を用いて決定される。バックアップシステム
が多数ある場合には重大度は各バックアップシステムの
破損までの平均時間の和の逆数である。

第２図は本発明により利用可能な典型的な装置の構成を
示し、その詳細については木明細占の一部を形成するち
ととして引用する米国特許第４゜５１７．４６８号明細
書に記載がある。プラントの装置２０はセンサー２２に
よりモニターされ、それらのセンサーはデータ収集コン
ピューター２４とデジタルおよびアナログデータ“を送
る。コンピューター２４は定期的および琳統的にセンサ
ーのデータを集めてそれをディスク保存ユニットへ保存
する。データ収集コンピューター２４の典型例としてデ
ジタル番エクイップメント・コーポレーションのマイク
ロハンクスＩＩ（Ｍｉｃｒｏｖａｘ　ＩＩ）がある。デ
ータ収集コンピューターは定期的に、その自動機構によ
るかあるいはポーリングされた後データをモデム２８お
よび３０を介して診断コンピューター３０に送る。

診断コンピューターの典型例としてはデジタル拳エクイ
ップメント・コーポレーションのＶａｔ　８５００シリ
ーズコンピユーターがある０診断コンピュータ３０には
いくつかの異なるデータ収集コンピューター２４の故障
を診断し、優先順位の決った故障を夫々のデータ収集コ
ンピューター２４へ送り返す。

データ収集コンピューター２４はデイスプレーユニット
３４上にそのリストを表示し、プラントのオペレーター
が修理を開始する。

診断コンピューターは好ましくは、知識表現と推論手続
きを用いて結論となる診断へ到達するエキスパートシス
テム・プログラムを実行する。

本発明の目的を達成するエキスパートシステムが多数入
手可能であるが、好ましいシステムは水引、Ｉｌｎ書の
一部を形成するものとして引用する人工知能に関する第
８回国際合同会、］　（１９８３年８月８−１２０）の
議事緑部１５８−１８３ページに収載されたＰＤＳプロ
セス・ダイアグノーシス・システムがある。

ＰＤＳシステムはウェスティングハウスから市販されて
おり、このシステムの詳細な説明については米国特許部
４，６４９，５１５号に記載がある。このシステムを故
障の診断に用いる例は、同じく本明細書の一部を形成す
るものとして引用する米国特許部４．８４４，４７９　
号に記・戒されたものがある。第１図に関連して説１月
した従来技術の機能を実行する発電機用のパッケージ（
ＧＥＮＡＩＤ）　、タービン用のパッケージ（ＴＵＲＢ
　ＩＮＡ　１０）および化学用のパッケージ（ＣＨＥＭ
ＡＩＤ）もまたウェスティングハウスから化石燃料発電
所用として入手可能である。

ＰＤＳシステムでは他のエキスハートシステムと同様、
規則毎に証拠とその証拠から導びかれる結論（仮説）が
ある、　ｐｏｓでは証拠は法則により仮説とリンクされ
、証拠と仮説がシステムの７−ドを構成する。各ノード
（仮説）には信用度と非信用度が関連し、それらは共に
０と１の間で変化する。信用度と非信用度の間の差が信
頼係数（ＣＦ）を与え、この係数はマイナス１とプラス
１の間で変化して正の数が多いほどその仮説が真実らし
いことを示す。モニターされるプラント装置の関連分野
の専門家が種々の規則および関係式を確立してそれらが
診断コンピューターのメモリーへ保存される０例えば、
発電機の故障についての専門家は発電機の故障に関する
各規則および仮説を、また化学エンジニアがプラントの
化学的な故障あるいは不具合についての各規則および仮
説を作り出す、その専門家はまた運転停止および修理の
コストに関するデータだけでなく故障状態にある装置が
破損するまでの平均時間に関するデータを提供するであ
ろう。

規則が充分であることにたいする専門家の信用度もＰＤ
Ｓによって考慮され、それが如何にして証拠が仮説を支
持するかについての専門家の意見を表わし、それを充分
係数と呼ぶ、充分係数は正の値であると証拠の存在がそ
の仮説の真実性を示唆していることを示す。ＰＤＳエキ
スパートシステムはその仮説が真であるにはどの程度の
証拠の存在が必要であるかを示す規則の必要性について
の専門家の信用も利用する。必要性についての信用を必
要係数と呼ぶ、以下の本発明についての更に詳細な説明
の中で１発電所に対する種々の複雑な規則を例示するが
、エキスパートシステムの具体化の分野についての通常
の知識を有するものはそれらの例を他の東側およびモニ
ターされつつある他の型の装置に適応することが可能で
ある。

第３図は単純な装置の故障についての優先順位の決定プ
ロセスを示す、故障、例えば、陰イオン樹脂の枯渇によ
る復水浄化装置の故障についての信頼水準（ＯＦ）は、
米国特許部４，８４４，４７９号に記・１１シたように
従来型のシステムにより決定される（Ｉ６）、かかる故
障の信頼水準を決定する一対の規則の一例を以下に示す
。

文脈：常％ 証拠：ｎ１化装置−溶離−陰イオン 仮説：　陰イオン−樹脂−枯渇 ＳＦ：　　　Ｏ，？ ＮＦ：　　　０．５ 解説：　浄化装置から溶離する陰イオンからおそら〈陰
イオンの樹脂が枯渇し たものと思われる。

六 文脈二　′＆ｊ島 証拠：　陰イオン−ＰＥ　）＝　　陰イオン−Ｃ仮説：
　浄化装置−溶離一陰イオン ＳＦ：　　　０．８ ＮＦ：　　　０．２ 解説：　浄化装置への流入水よりも流出水に多量の陰イ
オンが見出されることは 浄化装置から陰イオンが溶離して いると考えられる。

この規則の証拠は復水（浄化装置の濠入水）および浄化
装置の流出水の陽イオン導電率の読みから得られる。セ
ンサーのデータを解釈（１４）するシステムの公知技術
の部分を用いるＰＨメータからのセンサーデータを解釈
する規則の一例はこの装置に関連する故障の重大度の判
定（４０）に用いられるが、それを以下に示す。

文脈：　常態 ｉｍ：　　　（掛る（＞ｓｅｎ−ｒｍａＩ−ｐＨ−Ｂ　
０ｓｆ−ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ） 仮説：水素−脆弱化−３２マ ＳＦ：　　　Ｏ ＮＦ：　　　０ 解説：　水素による脆弱化の重大度を計算するためにそ
のための公式 これは水素による脆弱化の重大度を計算する規則であり
、最終的に陰イオン−樹脂−枯渇の重大度を計算するた
めに用いられる。この証拠中で下線を引いた部分は水素
による脆弱化の重大度を予測するための公式である。下
線を引かない部分は計算に用いるセンサーが故障したと
いう確信により重大度を変更するものである。関ａｓｆ
−ｅｖａｌｕａｔｉ。

ｎは０．３より小さい入力では１．入力がＯ，？に等し
い時は０まで減少する。

上述したように、重大度（ＳＥＶ）は特定の故障による
装置の損傷率を考慮し、その結果生じる最大の損傷ある
いは全損への予測時間の逆数として表わされる。復水浄
化装置セットの故障の重大度を計算する規則の一例は水
素による脆弱化の重大度と等価であるため上において示
した。重大度は普通破損までの予測時間を決めることに
よって計算する。この決定は適当と思える計器の読みに
基ずいて行なわれる。この例ではドラムのブローダウン
のｐＨが復水浄化装置の陰イオン樹脂の枯渇の重大度を
決定する最も重要なセンサーである。この規則はブロー
ダウンＰＨ，ＰＨＸＢ、をボイラー管の破損までの予測
時間に変換する公式を含んでいる多くの場合、破損まで
の予測時間の公式を引出すデータが存在しない。データ
源のほとんどはセンサーが提供する詳細な文脈を遮蔽す
るようなやり方でデータの平均化を行っているため、装
置の破損に至るまでの時間につき非常に大まかな予測が
得られるだけである。専門家に起こりうる文脈を説明し
破損に至るまでの時間の予測をしてもらうことにより当
業者は詳細なデータが得られない場合の適当なデータへ
の近似を成功裡に行なうことが出来る０次いで、そのデ
ータを重回帰分析することにより破損に至るまでの平均
時間の公式を決定する。

重大度をアクションをとる最後のチャンスまでの時間の
逆数として計算しなければいけない事態もある。かかる
４１態は固体燃料ロケットを打ち上げする場合に存在す
る。アクションをとるための最後のチャンスは点火の直
前である。何分か後に惨事が発生する可能性がある。こ
の場合、重大度を特別な方法で計算する必要がある。ア
クションをとる最後の時間の前に、重大度をそのアクシ
ョンをとる最後のチャンスまでの時間の逆数をとること
によって計算する。最後のチャンスの後では優先順位は
汀通の方法により故障までの予測時間の逆数として計算
する。

運転停止が持続する時間、運転停止に関連するコストお
よび修理コストを含む運転停止データ４２を用いて、特
定の故障の重要度（ＩＭＰ）を決定する（４４）、発電
所ではこの重要度は発電所の運転停止時間に運転停止に
起因する電力料金の損失額を掛けた値であるのが普通で
ある０発電所の装置の典型的な運転停止時間はナショナ
ル・エレクトリック・リライアビリティーφカウンシル
のＮＥＲＣ発電可発電可能データシステムレポート用す
ことが出来る。これらのレポートはユニー７トの大きさ
によりウェイトを与えられメガワット時で表わされた運
転停止時間情報を含む、運転停止の平均値は一群の平均
ユニットサイズを用いて当業者が求めることが出来る。

運転停止をその原因と相関ｙせた特別レポートが先のＮ
ＥＲＣから出ている。他の形式のシステムの運転停止時
間は当業者が適当な専門家から得ることが可能である。

修理コストのよぅな他のファクターは発′屯所において
は運転停止コストと比べれは非常に小さいものである。

一方向動用のへ７ドガスケツトがだめになる故障につい
てはその重要度は２　Ｂ間替りの車をレンタルするコス
ト（停止時間）にヘッドガスケットの交換費用（修理コ
スト）を加えたものである。この場合修理コストのほう
が停止時間よりもずっと大きい、浄化装置の故障の重要
度を一部決定するかもしれないタービン翼の腐食の重要
度を決定する規則の一例を以ドに示す。

文脈：　　常態 証８１Ｓ：（り予備ロータがプラントにあり　Ｏ３「−
重要度一菟一腐食−ｒ１） 仮説二利要度−大一腐食 ＳＦ・　　　　　　　Ｏ ＮＦ：　　　　　　　　　０ 解説二　　　もし取換え用の予備のロータがあれば重要
度は交換時間に１　日 （等価修理コスト）を加えたもの であり、そうでなければ重要度は 児を取換えるための運転停止時 間の長さである。

データ：　（０３００，５３００，５１８１８）上述の
規則はｓｆ−ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ−ｂｌａｄｅ−ｃｏ
ｒｒｏｓｉｏｎ−ｒｌを介して５ｐａｒｅ−ｒｏｔｏｒ
−ｉｎ−ｐｌａｎｔ　（ただちに取付けが可能であると
仮定して）から０　（ＮＯ）または１（ｙｅｓ）を与え
る。これを実行するのに２つの規則と５ｐａｒｅ−ｒｏ
ｔｏｒ−ｉｎ−ｐｌａｎｔの値に基く選択を用いる別の
方法があるが、それはあまり効率的でない。

重要度（ＩＭＦ）　、重大度（ＳＥＷ）および信頼係数
（Ｃ：Ｆ）が−旦決定されると、これら３つの積として
優先順位を決定することが出来る（４８）、各故障の優
先順位が決まると、優先順位０以下の全ての順位および
故障が捨てられる（４８）、その理由は優先順位がＯ以
下であればその故障は存在しないからである１次いで、
故障が優先順位に従って分類され（５０）、オペレータ
へ表示される。

幾つかの故障が同じ装置に影響を与える場合には、重大
度はそれら全ての故障につき同じになる傾向を持つ、１
つの故障の重大度はその結果生じる損傷を受ける装置の
−周りのセンサーにより決定される。２つの故障が複合
して重大な状態を生起させる場合には、その重大度は両
方の故障に割ちられる。例えば２復水の高い酸素濃度と
高いアンモニア濃度（高いｐＨ）が複合されて給水加熱
器の銅合金の腐食が促進される。（その最終的な損傷は
ボイラー中の堆積物による。）その何れかの因果関係を
取り除くと腐食率が減少する０重大度は酸素とアンモニ
アのａ度に関するデータを組合せることにより予測され
る腐食率により決定される。

以　　下　　余　　白 １つの故障により幾つかの結果が生じる可ス剋性がある
場合、その′＃−響を受ける各装置の個々の重要度（Ｉ
ＭＰ）および重大度（ＳＥＶ）を掛は合わせ、その掛は
合わせた結果を合計してその和に信頼係数（ＣＦ）を掛
けて故障診断を行なう０例えば、給水中の酸素濃度が高
いと給水加熱器を損傷する可能性がある。酸素濃度が本
当に高いとボイラーにも損傷を与える可能性がある。こ
の場合、高酸素濃度という故障を直す優先順位は給水加
熱器に関連する重大度（ＳＥＶ）と重要度（ＩＭＰ）を
掛は合わせたものにボイラーに関連する重大度（ＳＥＶ
）と重要度（ＩＭＰ）を掛は合わせたものを加えその和
を高酸素濃度の故障の診断における信頼係数（ＣＦ）と
掛は合わせたものである。第４図はこの事態において実
行されるプロセスを示す。

運転停止データ４２は各装置の修理までの時間各装置の
修理時間、例えば給水加熱器に相当する装置Ｎｏ、１の
修理時間（ＩＭＰｔ１）とボイラーに相当するＮｏ−２
の修理時間（ＩＭＰｔ２）を得るために用いられる。給
水加熱器を修理するにはそれを非作動状態にする必要が
あるが、プラントの残りの部分はオンライン状態を継続
可能である。プラントは給水加熱器が非作動状態であっ
ても運転出来るためその能力に対する影響を等価運転停
止時間へ変換する必要がある。非作動状態にある最も重
大な（最高温度）給水加熱器の重要度（ＩＭＦ）はプラ
ントのランニングコストが約０．５ｚ上昇するかあるい
は一定の熱入力で運転するための能力を大体同じ程度を
失う、これは短期間でほとんど無視することが可能であ
り、給水加熱器の非作動状態が２目線いた場合約１５分
である。ボイラー管の漏洩は平均して３日の運転停止に
相当する。これは給水加熱器の重要度よりも比較になら
ない位大きなウェイトを有する。

前と同様、結果的に生じる損傷を被る装置の周りのセン
サーデータ１０を用いて重大度（ＳＥＶ）を決定する。

重大度６Ｇは損傷を受けつつある各装置につき決定する
。これらの重大度６８および６８を再びセンサーが正確
なデータを発生しつつあるという確信により変更する。

高い酸素潤度では、酸素とアンモニアの値を用いて給水
加熱器の腐食率と破損に至るまでの時間を予測する０回
時に、この腐食率を用いてボイラーへの堆積物である腐
食生成物の移動に基きボイラー管の破損までの時間を予
測する。堆積物は熱伝達を低下させボイラー管の過熱に
よる破損を生ぜしめる。

優先順位を決定する（７０）、故障の優先順位が一旦決
定されると、それらの故障を第３図につき前述したよう
に優先順位に従って分類する。その結果、故障のリスト
は給水加熱器の破損に関連する個別の故障およびボイラ
ーに関連する個別の故障だけでなく給水の高い酸素潤度
に関連する複合故障も含むことになる。これらの故障は
共通のスケール上にあるためそれらを比較することが可
能である。

第５図は、前述した故障と同じスケールでセンサーの修
理に関する優先順位を如何にして決定するかを示す、セ
ンサーの多くは故障がはっきりしている、即ち短絡する
か開放するかであるため故障診断が容易である。その結
果センサーの故障につき決定した（１６）信頼係数（Ｏ
Ｆ）は非常に高く＋１に接近する。一方化学センサーは
感度の喪失あるいは較正の失敗により特に故障しやすい
。センナの故障の優先順位の決定に際してはその喪失に
関連する重大度を決定する必要がある。まず第１に、パ
ンクアップの診断パスがあるか否かが判断される（８０
）、ナトリウム給水センサーにバックアップパスがある
かどうかの判断を行なう規則を以下に示す。

文脈： 証拠： 常態 （（ｓｅｎ−ｍａｌ−Ｈａ−Ｆ　Ｏｓｆ−バックアップ
−０Ｋ） 仮説：バックアップーＮａ−ＰＥ−０ＫＳＦ：　　　　
　Ｉ ＮＦ：　　　　　１ 解説・　　給水のナトリウムセンサーが故障状態にある
という信頼度がＯ以下 である場合、それは正しいと推定 される、そしてそれは浄化装置の 流出水中のナトリウムセンサーの だめのバックアップセンサーであ る。

パンクアップのセンサーの故障の重大度はセンサーによ
り感知されつつある装置の故障診断の感度の喪失により
決定ぎれる。即ち、ｌＩ］ｆ大度は装置が故障している
という診断の信頼係数の低下に依存し、その結果決定す
る必要がある。信頼係数の低下の決定（８２）は以下の
式により行なわれる。

ＣＦ　　Ｍｌ　　＝　　ＡＢＳ（Ｃ：Ｆ　　ＷＯ／Ｓｔ
　　−ＣＦ　　ＳＩＭＡＸ）ＣＦ　　Ｍ２　　＝　　Ａ
ＢＳ（ＣＦ　　ＷＯ／Ｓｔ　　−ＯＦ　　ＳＩＭＩＮ）
ＣＦ　　＝　ＭＡＸ　（Ｃ：Ｆ　Ｍ２Ｙ　−ＣＦ旧）Ｃ
Ｆ　　ＳＩＭＡＸは故障状態にあるセンサーが発生する
最大の読みに関連する信頼係数でありＣＦＳＩＭＩＮは
最小の読みに関連する信頼係数であり、ＯＦ　　ＷＯ／
Ｓｔはセンサーが完全にない場合の故障の信頼係数であ
る。センサーの最大の信頼係ａ（ＣＦＳＩＭＡＸ）　オ
Ｊ：び最小の信頼係数（ＣＦ　ＳＩＭＩＮ）　ト−ｔ＝
　７サーが完全にだめになった時の信頼係数（ＯＦ　Ｗ
Ｏ／Ｓ１）を決定する規則は、規則のベースへのセンサ
ー人力を限界値（最大および最小）および限界スロブに
設定し、これらの限界値における信頼係数を求め、信頼
係数をセンサーなしで決定した値に設定することにより
形成することが可能である。

信頼係数の低下が−は求まると、それをセンサー故障の
重大度へ変換（８４）する必要がある。この変換は以下
の式に従ってなされる。

（！　７１−　ＳＥＶ　＝　（装置の重大度）　（ＡＣ
Ｆ）バックアップの診断パスが存在しない場合は１Ｗに
、システムはその中の他のセンサーが故障状態にあるセ
ンサーがモニターしている装置の状態に変化が生じたこ
とを指示しているか否かを判断する０例えば、浄化装置
の流出水および給水の両方のナトリウムセンサーが同時
に故障したと仮定するとそれ以外のバックアップはない
、この状態のもとでは、浄化装置流出水のナトリウムセ
ンサーの故障の重大度は浄化装置の枯渇までの予測時間
である。この予測ｎ＞間は復水のナトリウムおよびアン
モニアと浄化剤再生からの時間に基〈。然しながら、比
導電率および酸陽イオン交換導電性のような復水浄化装
置をモニターしている他のセンサーが変化を開始すると
仮定すると、ナトリウムセンサーの重大度はセンサーが
ないと全く解らない最悪ケースの損傷に等しい値まで増
加し、この値はこの場合センサーの最大値（ｔｏｏｏｐ
ｐｂ）における腐食性の凹所形成によるボイラーの損傷
の重大度である。装置の最大の重大度を用いるのは非常
に控めである。この方法を更に延長してセンサーの値を
予測することによりセンサーの最大値における装置の重
大度よりも確度の高い予測を行うことが出来る。

重要度（ＩＭＰ）を決定するために、運転停止データ４
２にアクセスして最小の損傷を求める（９０）。

運転停止データはまた装置の故障の重要度の判定（４４
）にも用いる。装置の故障の判定の重要度は第３図につ
き説明した同じ判定（４４）と同じである。

最小の損傷および装置の故障の重要度からセンサーの重
要度を求める（３２）。センサーの重要度の計算の簡単
な例は自動車の故障状態にある温度センサーの重要度の
判定を如何にするかである。温度センサーが故障すると
エンジンが過熱しその交換が必要になることがあるウォ
ーターポンプの故障を診断することは不可１七である。

その結果ウォーターポンプの故障の重要度はエンジンの
交換に関連する修理コストである。センサーを修理する
なら、ポンプを修理してエンジンの交換の必要性をなく
すことが出来るであろう、その結果、センサーの重要度
はエンジン交換のコストからポンプの修理コストを差引
いたものとなる。センサーの故障の優先順位を第３図と
同じような方法で決定する。

バックアップのある装置の故障の優先順位をセンサーお
よび一次装置と同じ共通のスケールで決定するため、第
６図に示したプロセスを実行する。信頼水準（ＣＦ）を
−次装置に関連する故障につき求める（ｌｆ１）、セン
サーデータへの物理的な解釈（１４）を用いてセンサー
がバックアップ装置に向けられたものか否かを判断する
ことによりバックアップ装置がモニターごれているかど
うか判断する（１００）　、もしパックアンプがモニタ
ーされていない場合には重大度（ＳＥＶ）をバックアッ
プ装置の予測寿命の逆数としてセットする（１０２）。

バックアップがモニターされていれば１重大度（ＳＥＶ
）はバックアップが故障するまでの予測時間の逆数であ
る。バックアップ装置の重大度（１０Ｂ）は、−次およ
びバックアップ装置の両方の故障の重大度であり、これ
はあたかも−次装置がバックアップされていない場合の
一次装置の故障の重要度である。

即ち、重要度（ＩＭＦ）は両方の装置につき同じであり
、それは−次およびバックアップの両方が同時に故障す
る場合の重要度である。信頼係数（ＯＦ）、重大度（Ｓ
ＥＶ）および重要度（ＩＭＦ）が−旦決定されると優先
順位を前述したように計算することが出来、バックアッ
プ装置に関連する故障が一次装置およびセンサーと同じ
スケールに並ぶ。

上述した優先順位の決定は故障修理順位決定に向けられ
たものであるが、その優先順位決定法を任、姪の状況に
用いることがＩＩ１盾である。例えば故障により勧告を
行なうことが出来、また勧告を故障の優先順位から決め
ることが可能である。

その結果、故障を優先順位に並べるのでなく修理の勧告
を優先順位に並べて表示することが出来る更に、優先順
位決定法を更に延長して更に別の情報を収集するための
勧告を形成する手続きに利用出来る。

本発明の種々の特徴および利点は上述の詳細な説明から
明らかであり、それらの特徴および利点は本発明の精神
および権利範囲にはいる限り頭書の特許請求範囲によっ
てカバーされるものである。更にち業者には種々の変形
例あるいは設計変更が想到されるであろうが本発明は図
示あるいは説明した構成および動作に限定されるもので
なくそれら全ての適当な変形あるいは設計変更も本発明
の範囲内にはいるものと理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、故障を診断してそれらの故障を各診断の真実
度あるいはｑ頼水準に従ってリストアツブする従来技術
の人工知能システムのブロック図である。 第２図は、本発明の診断システムのハードウェアーを示
す。 第３図は１本発明によるシステムの装置の優先順位決定
部分と本発明と従来技術のインターフェイスの態様を示
す。 第４図は、結果的に多数の装置の故障を生ぜしめる１つ
の故障につき修理の優先順位を決定する本発明の外の部
分を示す。 第５図は、センサーの修理に優先順位を決定する本発明
の更に別の部分を示す。 第６図は、バックアップ付きのＪＡ置につき修理の優先
順位決定の対応を示す図である。 ２０−　・　・ ２２１１・壷 ２４　◆　・　・ ２６　ＩＩ　・　− ２８、３０・ プラント装置 センサー データ収集コンピューター ディスク保存ユニット ・壷モＴム ３２・・・診断コンピューター ３４・脅・デイスプレィユニット。 出願人：ウェスチングハウス・エレクトリック・コーポ
レーション 代理人・加藤紘一部（ほか１名） −７・

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）システム中の故障センサーおよび装置につき修理
   の優先順位を決定する方法であって、センサーおよび装
   置の故障を診断して診断ごとに信頼水準と呼ぶ真実度を
   決定し、（ｂ）故障の重大度、装置の重要度および信頼
   水準に従って故障ごとにランクを決定することによりそ
   の優先順位を決めるステップよりなることを特徴とする
   故障の優先順位決定方法。
2. （２）上記ステップ（ｂ）は、（ｂ１）信頼水準と重大
   度および重要度との積として各故障の優先順位を求め、
   （ｂ２）各故障を優先順位に基き分類するステップを含
   むことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法
   。
3. （３）上記ステップ（ｂ）は、（ｂ１）故障により影響
   を受ける各装置の重大度を求め、（ｂ２）その故障によ
   り影響を受ける各装置の重要度を求め、（ｂ３）各装置
   につき重大度と重要度の積を求め、（ｂ４）それらの積
   を合計し、（ｂ５）信頼水準と合計値の積として各故障
   の優先順位を求め、（ｂ６）優先順位に基き各故障を分
   類するステップを含むことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の方法。
4. （４）重要度は装置の修理コストであり、重大度は装置
   が故障するまでの時間の逆数であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の方法。
5. （５）前記システムをモニターするセンサーの１つが故
   障状態にあり、上記ステップ（ｂ）が、（ｂ１）その故
   障センサーによる信頼水準の低下を求め、装置の故障を
   別の診断パスにより診断可能ならその信頼水準の低下を
   故障の重大度へ変換し、（ｂ２）別の診断パスが存在し
   ないならその重大度を求め、（ｂ３）システムが受ける
   最小の損害および装置の故障の重要度のうちの１つとし
   てセンサーの重要度を求め、（ｂ４）信頼水準、重大度
   および重要度の積として優先順位を求め、（ｂ５）優先
   順位に基き各故障を分類するステップよりなることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。
6. （６）上記ステップ（ｂ２）は、他のセンサーが変化を
   指示しているか否かを調べ、他のセンサーが変化を指示
   していない場合重大度を装置の予想寿命の逆数として設
   定し、診断中の故障を放置した場合装置が故障するまで
   の予測時間の逆数として重大度を設定するステップより
   なることを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の方
   法。
7. （７）装置はバックアップを有し、上記ステップ（ｂ）
   は、（ｂ１）該装置とそのバックアップが共に故障した
   場合の重要度を求め、（ｂ２）バックアップがモニター
   されていない場合バックアップの予想寿命の逆数として
   重大度を求め、（ｂ３）バックアップがモニターされて
   いる場合にバックアップが故障するまでの予測時間の逆
   数として重大度を求め、（ｂ４）信頼水準、重大度およ
   び重要度の積として優先順位を求め、（ｂ５）優先順位
   に基き各故障を分類するステップよりなることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の方法。
8. （８）システムの故障センサーおよび装置について修理
   の優先順位を決定する装置であって、センサーおよび装
   置の故障を診断する手段と、各診断につき信頼水準と呼
   ぶ真実度を求める手段と、各故障の重大度、装置の重要
   度および信頼水準に従って各故障の順位を決めることに
   より優先順位を決定する手段とよりなることを特徴とす
   る修理の優先順位決定装置。