JPH0371203A - プラント・オペレーティング・システム - 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】 本発明はプラント・オペレーティング・システム、特に
、経時的に劣化するプラントの構成部分及びサブシステ
ムの総合的な性能を高めるコンピューターによるモデリ
ング・システムを利用するプラント・オペレーティング
・システムに係わる。このシステムはエキスパート法則
、確率モデル及び確定モデルを組み合わせることにより
構成各部の経時変化がその寿命の引き延ばし、システム
の動作可能性、メンテナンス効果に与える影響を評価し
、予想すると共に、プラントの総合的な性能を高めるメ
ンテナンス及び操作を評価し、同定するシステム・モデ
リングに基づくものである。

各種サブシステムの経時劣化をプラントモデリングによ
って判定する例えば原子力発電所のような複雑なプラン
トまたはシステムの運転に現在利用されている方法は非
能率であり、多大の時間を要し、多くの場合、信頼性が
低い。即ち、プラントまたは複雑なシステムの各構成部
分を個別に分析してその状態の数値表示を得る。この数
値をプラント・オペレーターが翻訳することによって構
成部分の現状及び予想される将来の状態を判断しなけれ
ばならない、プラント全体の状態を判断するには、プラ
ントの個々の構成部分を他の構成部分との関連で分析し
なければならない。

例えば、原子炉冷却材ポンプの現状を判断するには原子
炉冷却材ポンプの個々の部品を総合的に分析しなければ
ならない。現在採用されている方法は各構成部分の相互
作用よりも各構成部分自体に重点を置く方法である。

公知のプラント管理システムの多くは例えば温度、圧力
などのようなプラントの物理的特性を検討し、この定量
的な情報だけに基づいてプラントを評価する確定的アプ
ローチを利用するモデリング方法を採用している。他の
モデリング方法では統計的、確率的アプローチを利用す
ることにより構成部分の現状を過去の履歴と比較し、こ
の構成部分、従ってプラントの予想される動作を判定す
る。いずれにしても現在使用されているプラント・モデ
リング方法はプラントの現在及び将来の性能を判定する
際にプラントの構成部分またはサブシステム間のダイナ
ミックな相互作用を考慮する上で発見的なアプローチを
重視しないから、プラントの運転及び管理に問題が残る
。

本発明はプラントのサブシステム及び構成部分をモデリ
ングする際に発見的なエキスパート・システム予測方法
と組み合わせた確定的、統計的及び確率的モデリング方
法に基づいて作用するプラント・システムを）是供する
。

本発明システムは老朽化システム、特に老朽化発電所の
性能を正確かつ確実に改善する。さらに、プラント構成
部分の交換の必要性を軽減またはその時期を遅延させ、
プラントの安全性に対する老朽化の影響をモニターし、
プラントの信頼度及び稼働率を高め、破局的なプラント
故障を回避し、プラントのメンテナンス及び修理を最適
化する。

本発明システムは総合監視モジュールによって制御され
る、互いに交信する対象モジュールから成る階層構造を
有するモデルを利用する。各対象モジュールはそれぞれ
の構成部分またはサブシステムを表わし、他の対象モジ
ュールと交信する対象コントローラー−１対象エラー・
チエッカ−及び対象モデルを含む。対象モジュールの構
造及び階層構造自体を標準化するどとにより、特異な対
象モジュールを含む標準対象モジュールを追加すること
によって新しい構成部分またはサブシステムを追加でき
るようにする。対象モデルは確定方程式に基づく構成部
分老朽化モデル、統計に基づく構成部分老朽化モデル、
及び確定及び統計モデルをエキスパートの知見と組み合
わせることによって対象の現状を判定し、この対象に関
連する将来のプラント運転について勧告するエキスパー
ト法則を含む。監視モジュールと並んで対象に対するメ
ンテナンス行為を総合的なプラント運転・管理に反映さ
せるためのメンテ。

ナンス・モジュールも含まれる。

原子力発電所またはその他のプラントを運転、管理する
にあたり、所期の運転結果を得るためにシステム設計に
従って利用される種々のサブシステム及び構成部分があ
る。例えば、原子力発電所の場合なら所期の運転結果は
発電である。

プラント運転システムの設計には総合的な運転条件を満
たすためのサブプロセスの制御や、老朽化の影響を考慮
または軽減するためサブシステム及び構成部分の管理な
ど種々の配慮が盛り込まれる。

本発明の場合、モデリング・システムがプラント運転シ
ステムの一部として利用され、老朽化発電所の性能を正
確かつ確実に改善するように設計されている。このモデ
リング・システムは発電所に対する経時劣化の影響を顕
在化する前に評価し、このような老朽化の影響を軽減す
るためにプラント運転システムが実行すべき勧告を発す
る方法を提供する。システム全体は顕在化する前に問題
点を予想し、システム・シミュレーションによってなさ
れる勧告に基づいてメンテナンス、試験、交換または点
検を行なうことができる。

モデリング・システムは故障の危険性及び確率、及びプ
ラント内の特定の構成部分またはサブシステムに残され
ていると予想される耐用寿命を連続的にモニターする。

本発明のモデリング・システムはモジュール・分散設計
タイプであり、問題を解くための確定的、統計的、確率
的及び発見的アプローチを組み合わせる統合モデリング
・アプローチを採用する。統合モデリングは特定の構成
部分またはサブシステムの状態を正確かつ実用的な値と
して測定することを可能にする。即ち、考察中の構戊部
分またはサブシステムに影響を与えそうなすべての要因
を複合し、分析する。分散モジュール設計であるから、
モデリング・システムを包括的シェルとして利用し、発
電所内のいかなる構成部分またはサブシステムにも適用
できる。融通性を高めるため、追加モジュールのための
スペースをシステム内に確保するブランク・スタブを含
むようにシステムを設計する。

プラント運転システムにおけるモデリング・システムの
役割はプラントの構成部分及びサブシステムの動作条件
を表わすデータを収集、記憶、表示することにある。次
いでモデリング・システムは各構成部分及び構成部分を
含む各サブシステムの予想される寿命を計算する。モデ
リング・システムはまた、プラント・オペレーティング
・システムにおける特定の操作手順の実行、またはその
実行の抑止を勧告する。モデリング・システムはまた、
構成部分またはサブシステムに関する履歴データを検討
し、経時劣化を評価し、未来を推定することによって残
された寿命、耐用寿命などを含む寿命プロフィルを求め
るように設計されている。モデリング・システムはメン
テナンス・スケジュール、構成部品の品質、確保できる
人員、財政事情などいくつかの要因を考察することによ
って構成部分またはサブシステムの寿命プロフィルを予
想する。寿命プロフィルは設置されてから現在までの、
さらには予想される使用停止となる日までの構成部分ま
たはサブシステムの性能レベルを示す。プロフィルは追
跡装置と同様に反復的に作用し、ある状態に達するため
に構成部分またはサブシステムが経時的に通過するすべ
ての中間状態を要約する。プロフィルはプラントの安全
パラメーターが満たされているかどうかを判定する上で
極めて有用な視覚的手段である。

プラント運転システムは問題を解くための確定的、統計
的、確率的及び発見的アプローチを組み合わせるモデル
を採用する。確定アプローチはシステムの基本的物理プ
ロセスをモデリングすることにより、想定される条件に
対する作用を予想する。統計的及び確率的アプローチは
特定の構成部分またはシステムの作用履歴をモデリング
する０発見的アプローチは問題解決への定性的な高度の
アプローチであり、人１間の専門知識に取って代わって
構成部分またはサブシステム間のダイナミックな相互作
用をモデリングする。問題解決へのこれら３つのアプロ
ーチを組み合わせることにより、構成部分またはサブシ
ステムの現実的、包括的な状況が得られる。こうして得
られる情報は構成部分またはサブシステムの物理的、履
歴的、現実的な状態に直接関連するから、オペレーター
にとって有用かつ実用的である。

システムはデジタル表示スクリーン上に評価された情報
を表示し、記録する。メーター、グラフ、及び例えば構
成部分寿命プロフィル・グラフのような動く表示を利用
して出力を連続的にアナログ表示してユーザーの使い易
さを増すか、あるいは簡単な数字を出力することができ
る。

確定的、確率的、統計的及び発見的アプローチを組み合
わせるためには、各対象のモデルを今日言語のプログラ
ム言語能力を利用する２つの別々のセクションに分割し
なければならない。発見的判断及び確定的計算を扱う第
１Ａ図に示す一方のセクションは状態評価を行なうエキ
スパート・システム・モジュール４であることが好まし
い。

このモジュール４は状態を判定するために評価すべきす
べての変数から対象の状態を判定するため、法則に基づ
く（エキスパート・システム）判断及び簡単な計算を行
なう。第２セクシヨン６は統計または確率に基づく確定
的計算を利用することにより、モジュール４によって判
断された状態から所定の時間に亘って対象の状態に現わ
れる変化を推定する６判定された状態から推定される状
態転生を外挿する確定的計算を選択するために発見的法
則を利用することもできる。このセクション６は典型的
には科学計算プログラム言語で構築される。対象の老朽
化がシミュレートされるのに伴なって所定の時間増分で
状態評価４及び外挿６のサイクルが繰り返される。外挿
によって得られた変数のいくつかが次の状態の判定に使
用される。外挿によって得られたデータは他の対象がこ
れを利用でき、ユーザーがこれを変化させて外部条件変
化をシミュレートすることができ、さらにまた、シミュ
レーションの進行過程でこれを出力してユーザーに表示
することもできる。

発見法則は第１Ａ図に示した対象シミュレーションのシ
ーケンスを制御するだけでなく、システム中のすべての
対象の相互作用を確定するのに利用することもできる。

コンピューター・システムは第１Ｂ図に示すように２つ
の基本的レベル、即ち、システム・レベル１０及びモデ
ル・レベル１２を有する。

システム・レベルは監視モジュール１４、ユーザー制御
モジュール１６、スクリーン表示モジュール１８、メン
テナンス・モジュール２０゜エラー・チエツク・モジュ
ール２２、及びデータ保管モジュール２４を含む、監視
モジュール１４は他のモジュールの実行シーケンスを制
御し、モデル・レベル１２に含まれるモデルの実行を起
動する。ユーザー制御モジュール１６により、オペレー
ターは特定の運転中に分析、表示すべきモデリングされ
る対象、即ち、構成部分またはシステム；プロフィル、
即ち、耐用寿命、安全限界など；及びシステム・パラメ
ーター、即ち、温度、圧力などを選択することができる
。ユーザー制御モジュール１６はまたオペレーターに特
定の運転を開始、停止、中断、省略または再開する能力
を与える。スクリーン表示モジュール１８は共通データ
ベースから回収されたデータ及びモデリング・システム
の勧告をアクセスし、表示する。メンテナンス・モジュ
ール２０はモデル・データベースを変化させて構成部分
の変換または修理をシよユレートする。監視エラー・チ
エツク・モジュール２２はユーザー制御モジュール１６
、スクリーン表示モジュール１８、メンテナンス試験／
点検モジュール２０及びデータ保管モジュールをモニタ
ーする。監視エラー・チエツク・モジュール２２は詳し
くは後述するように他の低位エラー・チエツク・モジュ
ールと同じ作用をし、エラーが検出されるとユーザー・
モジュール１６及びモニター１４に通告する。

モジュール２４を利用してデータ保管モジュールをアク
セスできるから、オペレーターは特定の運転について選
択された対象の結果データを記憶し、必要に応じてこの
データを検索できるという融通性を与えられる。各モデ
ル・レベルに属する各対象モデルはコントローラー・モ
ジュール２６、エラー・チエツク・モジュール２８及び
モデル・モジュール３０と呼称される３つの対象モジュ
ールを含む、コントローラー・モジュール２６はそれぞ
れのシステム、構成部分または部品に関して実行すべき
プロセスを決定し、制御する。エラー・チエツク・モジ
ュール２５はエラー及びＣＰＵ完了時間の超過について
システムをモニターし、走査する独立のモニター・モジ
ュールであり、得られたエラー・データをコントローラ
ー・モジュール２６及びオペレーターに伝送する。モデ
ル・モジュール３０はプラントの具体的なシステム、構
成部分及び部品のモデルを表わす。このモジュール３０
は入力データを受けて確定的、確率的及びエキスパート
・システム機能を行なうことによって種々のプロフィル
・データ及び勧告を提供する。

モデリング・システムは１つの対象から次の対象へ分析
を切換えることができる。それぞれの対象は対象評価の
ための別々のモデル・モジュールを有し、プラント中の
各システムもそれぞれ対象で表わされる。即ち、対象は
構成部分３４及びシステム３２を表わす。各対象は図示
のように構成部分３４からシステム対象３２、さらＣプ
ラント対象３６へというように上位対象と関連する。

モデリング・システムは標準化モジュール構造を使用す
る。即ち、モデルはプラント・レベル、システム・レベ
ルに分割され、システムは構成部分に分けられ、構成部
分は部品に分けられるから、プラント各部を別々に、し
かもプラント全体の一部として分析することができる。

モジュール構造を採用することでモデリング・システム
に必要な融通性と拡張の余地を与えられ、モジュールを
追加、交換することによってシステム及びその構成部分
を連続的に増やすことができる。

プラント内の特定の構成部分またはシステムを表わす各
対象３２．３４または３６も標準的な構造を有する。モ
ジュール構造を採用したから、それぞれの構成部分また
はシステムに関する情報を再翻訳、再試験及び再符号化
する必要は最少限で済む。

プラント運転システムはプラント動作特性、予防的メン
テナンス・スケジュール、あらかじめ定められた評価時
間、設備の現状などのようなシステム・モデルに関する
データを入力される。

この入力データをモデリング・システムによって処理す
ることによって、システム及び構成部分の残された耐用
寿命、故障の確率、有効な修理、及び耐用寿命プロフィ
ルなどのようなプラント運転上使用する出力値を得る。

モデリング・システムはプラントの故障確率を算定する
際に、部品の交換及び修理によって達成されるプラント
の予想寿命延長を考慮に入れる。

モデリング・システムはプロセスが主としてシステム制
御を容易にするＦＯＲＴＲＡＮのような言語で表わされ
るＤＥＣＶＭＳオペレーティング・システムのようにシ
ステム内の各モジュールを独立プロセスとして実行する
ことを可能にするオペレーティング・システムを利用す
る例えばＤｉｇｉｔａｌ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｃｏｒ
ｐｏｒａｔｉｏｎ（ＤＥＣ）のようなコンピューターで
実施するのが好ましい。各モデル・モジュール３０は、
エキスパート法則タイプの判断を容易に行なうことを可
能にすると共にエキスパート・システムがＦ　ＯＲＴ　
ＲＡ　Ｎルーチンを呼び出して確定的、確率的及び統計
的モデルの予想を得、モデル・モジュール・ビルダーが
エキスパート・プログラムＣ通した言語でエキスパート
法則を作成する一方、予想方程式をこの種の方程式に適
した言語で作成することを可能にする０ＰＳ５のような
エキスパート・システム言語で表わされる。モデル初期
設定プロセスにおいて、第２図に示すように、監視モジ
ュール５０がプラント対象５４を起動する。プラント対
象５４内のプラント対象コントローラーがプラント対象
５４内のモデル・モジュール３０及びエラー・チエツク
・モジュール２８を起動し、次いで部分対象、例えば、
プラント対象５４が入力データに関して依存するシステ
ム対象５６及び５８を起動する。前記部分対象はシステ
ム対象５６．５８であるのが普通であるが構成部分対象
であってもよい。例えばシステム対象５６のような各部
分対象はそれ自体のモデル・モジュール及びエラー・チ
エツク・モジュールを起動し、次いで前記部分対象が依
存する例えば構成部分対象６０．６２のような部分対象
を起動する。これらの構成部分対象もまたそれ自体のエ
ラー・チエツク及びモデル・モジュールと共に部品対象
６４．６６などを起動する。対象６４のような低位対象
が起動されると、この仕事が完了した状態が上位対象、
例えば、６２に通告される。それぞれの部分対象が上位
の対象に通告し、上位対象がさらに上位の対象に通告す
ることですべての対象が起動されたことが明らかになる
と、監視モジュール５０がシミュレーシヨン・サイクル
を開始する。シミュレーション・サイクルでは、すべて
の下位対象がシミュレーション実行サイクルを完了しな
ければ上位対象は実行を完了できない。上位対象は制御
下にある対象のリストから下位対象を起動する。

従って、対象ツリーの起動は上から下へ制御され、実行
は下から上へ進む。システムに対象を追加するには、親
対象社含まれる対象リストは新しい対象を追加するだけ
でよい。構成部分初期設定または現状データの形の入力
データを第２図に破線で示すようなデータ・フローに従
って各対象に個別に供給することができ、あるいは共通
データ・ブール６８に記憶することができる。対象６４
．６６のような対象によって形成される結果データは共
通データ・ブール６８に記憶され、レベルに関係なく、
すべての対象がこれにアクセスすることができ、これに
よって対象間のデータ通信が可能になる０例えば、部分
対象が給水ポンプに含まれる軸受を表わし、構成部分対
象は軸受だけでなく駆動モータ構成部分をも含むポンプ
を表わす、結果データが共通データ・ブール６８に記憶
されるようにモデリング・システムを設計すること定よ
り、新しい対象及び新しい対象間の通信路を容易に形成
することができる。

対象及びその部分対象の起動を制御する各対象のコント
ローラー・モジュール２６内のルーチンを第３図に示し
た。対象コントローラー２６内の起動プロセスがスター
トすると、モデル・モジュール３０．エラー・チエツク
・モジュール２８、及び対象がデータに関して依存する
部分対象リストを利用して部分対象が生まれる。例えば
、冷却材ポンプ対象は冷却材ポンプ軸受対象、モーター
巻線対象及び羽根車対象を生むことができる。この増殖
プロセスはＶＭＳオペレーティング・システム内での通
常的なプロセスであり、指名されたプロセスをスタート
させることをリクエストするメツセージをオペレーティ
ング・システムに伝送するだけでよい。生み出すべきプ
ロセスの名称は部分対象リストから得られる。システム
内の対象に部分対象を追加するには、親対象のリストに
部分対象の名称を加えるだけである。

各プロセスの名称は初期条件、メンテナンス・スケジュ
ールを含み、結果データを記憶プロセスのデータ記憶域
をも識別する特異な識別子である。

すべてのモジュールに関して増殖プロセスがスタートす
ると、コントローラー２６内の起動ルーチンが既にスタ
ートしたプロセスからの割り込み８４を待機する。割り
込みが行なわれると、部分対象プロセス・リストを呼び
出すために割り込みメツセージ中に指名されているプロ
セスが利用され、割り込みを供給するプロセスがフラグ
８６さねてこのプロセスが完了したことを指示する。

次に起動ルーチンがすべての部分対象開始フラグがセッ
トされているかどうかを知るためリストを検討すること
によってすべてのプロセスが開始されているかどうかを
判定し、判定結果がネガティブならプロセスは割り込み
待機に戻る８４゜すべてのプロセスが開始されているな
らば、ルーチンは初期設定を終了したプロセスの名称を
含む初期設定完了メツセージを、公知の態様でオペレー
ティング・システムを介して親対象に送ることによって
親対象に割り込む。この割り込みメツセージ伝送に続い
て待機状態に入り、コントローラー２６はシミュレーシ
ョン・サイクルをリクエストする割り込みを待つ。すべ
てのプロセスを独立プロセスとして起動し、割り込み待
機状態にすることにより、同時にすべてのプロセスが生
きている状態はないから、システムは必要なプロセスだ
けを実行し、従って、モデリング・システムの実行能率
が高められる。

シミュレーション・プロセスの次のステップとして、初
期条件及びユーザーによって指定された時間、例えば、
発電所の典型的な耐用寿命である４０年間に亘って期待
される稼動条件に基づいてモデリング・システムを走ら
せる。１回の走行で、プラントの構成部分の状態及びそ
れぞれの構成部分に対して行なわれるものとしてシミュ
レートされるメンテナンスを指示する種々の出力がユー
ザーに提供される。モデル走行の過程において、ユーザ
ーは実行を割り込ませることによって種々の構成部分の
状態を変える、例えば、完全な交換を指示することがで
きるから、予定外メンテナンスの効果を判定することが
できる。モデル走行が終了したら、ユーザーは種々の構
成部分に関して作成された例えばプラントまたは構成部
分の残り寿命、プラントまたは構成部分の故障リスクノ
クラフ及び統計を検討する。この検討に続いて、ユーザ
ーは新しい初期条件または新しい稼動条件または新しい
メンテナンス・スケジュールを入力し、あらためてシミ
ュレーションを行なうことができる。従って、ユーザー
はプラントの状態変化に応答して種々のメンテナンスを
モデリングすることにより、メンテナンス・スケジュー
ルを最適化すると共に、プラント寿命を延ばすことがで
きる。ユーザーが初期条件を変え得るようにすることに
より、シよニレ−ジョン時におけるプラントの現状をシ
ミュレーション時においてできルタケ正確に、将来を推
定するモデルに組み込むことができる。例えば毎月１回
の定期的なシミュレーションを実施すれば、構成部分の
初期条件が毎月のシミュレーション時における構成部分
の実情を反映するから、ユーザーはプラントの老朽化に
伴なってメンテナンス及びプラント延命策を微調整する
ことができる。

シミュレーションがスタートすると、第４図定石すよう
に、監視モジュール１４１５０はユーザーによって指定
されたファイルまたはユーザーによって入力された初期
条件から初期条件データを得る。例えば、オイル・ポン
プに関する初期条件として（１００，２３，３、ｎｏｒ
＋＋ａｌ、ｈｉｇｈ、　ｎｏｒｍａｌ。

８１０２．０．２００００）が得られる。この場合、１
００はポンプから発生する圧力（ボンド／平方インチ）
　、２３．３はオイルの温度（’ｅ　）　、ｎｏｒｍａ
ｌはオイル流量が正常な範囲にあることを示し、ｈｉｇ
ｈはオイル中の腐食性粒子カウントが高いことを示唆し
、ｎｏｒｍａｌはポンプ速度が正常であることを示唆し
、ａ１０２はポンプのモデル番号を示し、０はシミュレ
ーション開始時までのポンプ稼動時間を示し、２０００
０はポンプのメンテナンス・インターバルである。最初
に得られるデータの順序及び内容がモデリングされる対
象に応じて異なることはいつまでもないが、稼動時間及
びメンテナンス・インターバルは必ず含まれる。初期条
件が得られたら、プロセスはスタート・フラグ、ストッ
プ・フラグ、ポーズ・フラグなどをチエツクし、いずれ
か１つのフラグがセットされていると、プロセスはこれ
に対応するルーチンを実行する。

例えば、ストップ・フラグが検出されると、システムが
停止してデータ入力ルーチンの実行が可能となり、ユー
ザーはメンテナンス・データ記録を変更することにより
、実行を中断して予定外のメンテナンスを行なうことが
できる。例えば、このデータ入力ルーチンでは、ユーザ
ーは対象の名称を利用して問題の対象を特定し、共通デ
ータベース６８から対象データを読み出し、データを変
更してこれを再びデータベース６８に記憶させること（
なる０次に、問題が発生した際にエラー・チエツク・モ
ジュール２２によってセットされた共通データベース６
８に存在する表示子（フラグ）を検討することによって
監視モジュールがエラー・チエツク・モジュール２２を
チエツクする。このフラグがセットされているなら、監
視モジュール１４は実行を停止して、エラー・チエツク
・モジュール２２によって検出されたエラーに関する情
報をユーザーに提供する表示ルーチンへ制御を切り換え
る。次に監視モジュールが時間変数を一定量だけ増分す
る。増分量はシミュレートされる対象の物理特性、対象
のメンテナンス周期、及び所要の出力分解能に応じて異
なる。

対象の物理特性に関しては、時間増分がシミュレートさ
れる対象の物理的現象の最短持続時間よりも短いことが
好ましい。また、時間増分は本来ならばメンテナンス活
動を飛ばしてもよい最短メンテナンス・インターバルよ
りも短いことが望ましい。さらにまた、高い解像度が得
られて結果の精度が高まるように時間増分を設定するこ
とが好ましい。ただし、時間増分を小さくするとシミュ
レーション実行時間が増大する。シミュレーションはオ
フラインで（即ち、非リアルタイムで）実行できるから
、出力返送までの経過時間は問題とならないのが普通で
ある。発電所の場合、時間増分を２４時間とするのが好
ましい。このステップでは総経過時間とシミュレーショ
ン設定時間の比較も行なわれ、もし経過時間が設定時間
に等しいかまたはこれよりも長ければ、プログラムはシ
ミュレーションを停止する。次いでメンテナンス・モジ
ュール２０が実行されて共通データベース６８に記憶さ
れているモデリング対象のモード及び状態変数を更新し
、もしシミュレーション設定時間が予定メンテナンス事
象と一致すればメンテナンスが行なわれたことを指示す
る。

例えば、もし交換タイプのメンテナンスがメンテナンス
・スケジュールに指示されている場合には交換される構
成部分の余命が共通データベースに１００％と設定され
るが、構成部分と修理するだけなら、余命を８０％と設
定すればよい。メンテナンス・モジュール２０の実行は
公知の態様でオペレーティング・システムにメンテナン
ス・モジュールを起動する適当なメツセージを送信する
ことによって行なわれる。次いで監視モジュールはメン
テナンス・サイクルの完了を示すメンテナンス・モジュ
ール２０からの割り込みを待機する。メンテナンス・サ
イクルが完了すると、監視モジュール１４１５０はモデ
ル中の最上位対象、ここではプラント対象をスタートさ
せる。これはオペレーティング・システムに実行すべき
仕事を特定するメツセージを送信することによって行な
われる。ここで監視モジュールは最上位対象が割り込み
を介してシよニレ−ジョン・サイクルの完了を指示する
まで再び待機状態となる。次いで、プロセスは保管デー
ター・フラグがセットされているかどうかをチエツクし
、セットされておれば、保管モジュール２４が実行され
１２０、これに続いて、シミュレーション・サイクルに
おけるこの時間増分の結果が適当な媒体、例えば、ブロ
ッピーディスクに記憶されたことを指示する割り込みを
待機する状態となる。次にスクリーン表示モジュール１
８が実行され１２４、シミュレーションの現状に関する
グラフ及び統計がユーザーに提供され、ここであらため
て待機状態に入る。スクリーン表示モジュール１８の実
行に続く待機状態１２６がスクリーン表示モジュール１
８から割り込みによって終了したことを示唆されると、
監視プロセスが再び開始されてあらためてシミュレーシ
ョンの時間増分を行なう。

（以　下　余　白） それぞれの対象は第５図に示すようなコントローラー・
モジュール・シミュレーション制御ルーチンを含む。親
プロセスがオペレーティング・システムＣ通常のスター
ト・メツセージを送信することで各コントローラー・モ
ジュール２６がスタートする。コントローラー・モジュ
ールによる最初のステップはシステム（ＶＭＳ）によっ
て連続更新されるエラー・チエツク・モジュール２８の
状態を検討することによって該当対象に対応するエラー
・チエツク・モジュール２８が実行中かどうかを判定す
るチエツクである。エラー・チエツクの前後にコントロ
ーラーはこの対象のコントローラー・モジュールからシ
ミュレーション・サイクルをスタートさせたことを指示
するインジケーターを共通データベース６８にセットす
ることが好ましい。このステップはサイクルのスタート
時間を記憶することも可能である。

シミュレーション・サイクルのスタート及び実スタート
時間を示す表示子を記憶することにより、該当対象に対
応するエラー・チエツク・モジュール２８はコントロー
ラーが正しく実行中であるかどうかを判定することがで
きる。コントローラー２６は次いでデータ・ソースとし
て部分対象リストを検討することによって実行すべき部
分対象を判断する。第１部分対象は第２部分対象によっ
て利用されるデータを提供できるから、前記リストは順
序づけられたリストであることが好ましい。

このリストは時間増分ごとに、または１つ置きの時間増
分ごとに、または直前の部分対象実行から一定時間が経
過したら部分対象が実行されることを指示することがで
きる。従って、部分対象の実行を各部分対象の老朽化に
合わせることができる。例えば、シミュレーション時間
増分が１日であるのに、タービン・ローター・ブレード
にような対象が余命計算が必要となる程度にまで劣化す
るのに１年間かかるという場合、３６５時間増分ごとに
タービン・ブレードのシミュレーションを実行するだけ
でよい。後述するように、ユーザーはシミュレートされ
るシステム内の対象を、実行されない対象としてフラグ
することにより任意の部分集合に制限することができる
。例えば、もしシステムが原子力発電所全体を含み、ユ
ーザーが原子炉減衰システムだけをシミュレートしたけ
れば、原子炉減衰システムに関連する対象及び親対象だ
けを実行すればよい。実行すべき部分対象のリストを検
討し、部分対象を指定したら、プロセスは公知の態様で
オペレーティング・システムに実行指令メツセージを送
信することによって部分対象を１つずつ実行し、他のプ
ロセスからのデータを必要とするプロセスが前記他のプ
ロセスがスタートする前に部分対象を実行し、完了でき
るようにする。ここでコントローラー・モジュール２６
は完了を示す部分対象からの割り込みを待機する。割り
込みが行なわれると、プロセスは部分対象・リストへの
対象記入をフラグしてこの部分対象が実行を完了したこ
とを指示する。ステップにおけるこの完了フラグはエラ
ー・チエツク・モジュール２８が割り込みを行なうモジ
ュールである場合にも行なわれる。詳しくは第８図に関
連して後述するように、エラー・チエツク・モジュール
２８は部分対象についてもエラーを検出すると割り込み
を行ない、このコントローラー・モジュールによって制
御される、エラー・フラグをセットすることができる（
ステップ１４９．１５０を参照）。待機状態からリター
ンした直後にエラー・フラグをチエツクし、エラーが検
出されると停止できることはいうまでもない。次いでシ
ステムは実行を必要とする部分対象がほかにないかどう
かをチエツクし、もしあれば再びリストを検討する。す
べての部分対象プロセスが完了すると、対象モデルに必
要なデータが共通データベース６８に記憶される。部分
対象プロセスが完了すると、サブプロセス・エラー・フ
ラグがチエツクされ、エラーが指示されるとプロセスが
停止する。すべての部分対象が成功裡にリターンしても
、エラー・チエツク・モジュール２８がエラー・フラグ
をセットするとこの停止は起こる。

エラーが検出されなければ、実行すべきモデル・モジュ
ールを指定する実行指令をオペレーティング・システム
に送信することによってこの対象に対応するモデル・モ
ジュール３０を実行する。

次いでシステムはモデル・モジュール３０が実行を完了
するまで待機する。対象モデル・プロセス３０が完了す
ると、このプロセスのエラー・フラグがチエツクされ、
エラーが指示されると、プロセスが停止する。対象が実
行を完了したことを示す割り込みが親対象に対して行な
われる。このステップはコントローラー２６が成功裡に
シよニレ−ジョン・サイクルを完了したことを示すエラ
ー・チエツク表示子をセットし、サイクル完了時間を共
通データベース６８に記憶させてエラー・チエツク・モ
ジュール２８による査閲に備えるステップをも含むこと
ができる。親の割り込みに続いて別のシミュレーション
実行サイクルを待機する状態となる。エラー・チエツク
・モジュールが実行中でなければ、コントローラーは共
通データベース６８にエラー内容データを書き込み、モ
ジュール２０．３０に実行停止指令を送ることによって
モデル・モジュール３０及びエラー・チエツク・モジュ
ール２８を終了させ、同様にして部分対象モジュールを
終了させる。表示スクリーン・モジュールがエラー・デ
ータを検索して対応のメツセージを作成する。

第６図は各対象に含まれるモデル・モジュール３０の構
造及び実行を示す。このモデル・モジュール３０は方程
式実行のためのＦＯＲＴＲＡＮルーチンを呼び出す例え
ば０ＰＳ５のようなエキスパート・システム言語で表現
するのが好ましい。なお、付録Ａ−Ｄは０ＰＳ５モジユ
ールの例であり、それぞれポンプ・モデル・モジュール
（付！Ａ）、ポンプ・シャフト・モジュール（付録Ｂ）
と、これらのモジュールに呼び出されると構成部分方程
式を利用して構成部分に関する計算を（付録Ｃ）、部品
方程式を利用して部品に関する計算を（付録Ｄ）行なう
ＦＯＲＴＲＡＮルーチンを示す、このルーチンをスター
トさせるコントローラー・ルーチン２６はＦＯＲＴＲＡ
Ｎで表現されるのが好ましいが、このルーチンのスター
トも実行すべきプロセスを指定するメツセージをオペレ
ーティング・システムに送ることによって行なわれる。

０Ｐ３５言語はモジュールのすべての法則を、これらの
法則がレベル分類されておらず、レベル実行順序も規定
されていなければ、順序を区別せず同時に実行する。本
発明は好ましい順序を有するから、０ＰＳ５モジユール
の第１セクシヨンには好ましい実行順序を規定する実行
シーケンス（レベル）・リストを含む。

この順序は第６図のフローチャートに示した通りである
。

第５図のコントローラー・モジュール２６が第６図のモ
デル・モジュール３０をスタートすると、第１ステツプ
としてモジュール３０に必要な入力データ及び共通デー
タを得る。エラー検出のため、モデル・モジュール３０
はこの時点において、コントローラー・モジュール２６
に関して上述したようにスタート時間を記憶すると共に
プロセス・スタート表示子をセットすることができる。

初期設定レベルの法則がその実行を完了すると、システ
ムはメンテナンス法則を実行してメンテナンス・スケジ
ュールで定められたメンテナンスを対象に対して行なう
。例えば、メンテナンス法則は共通データベース６８に
記憶されているメンテナンス・スケジュールを査関し、
点検の結果タービン潤滑油が予想よりも早く劣化して耐
用寿命が２０％だけ短縮されたことが発見されたという
事実を検出し、この早過ぎる潤滑油の劣化をシミュレー
トするため劣化方程式中の劣化定数を変更することがで
きる。付録Ａ及びＢはポンプ及びポンプ・シャフトのメ
ンテナンス法則の例を含む。例えば、ポンプ・シャフト
及び該シャフトの軸受について考察すると、シミュレー
ション中の一時点「おいて軸受及びシャフトの状態を判
定する。詳しくは後述する軸受及びシャフト寿命方程式
を利用して状態を推定する。次に行なわれる状態判定で
軸受の劣化が明らかになり、しかもある程度遅れた時期
までメンテナンスが予定されていないと仮定すると、交
換されるまで軸受は劣化したままとなる。シャフト法則
は軸受の品質、即ち、ここでは劣化している軸受の品質
を考慮する入力を含み、シャフトの摩耗率が高くなって
いることを検出することになる。軸受が交換されれば、
軸受の経時度はゼロに、状態は良にそれぞれセットされ
、法則は軸受の状態が良好であると判定する。軸受が不
良になってから交換されるまでの間、シャフトは加速度
的に摩耗する。軸受が交換されると、シャフト法則は余
りに長期に亘って放置しない限り、また、シャフトが不
良と断定されたり、正常なシャフト状態を妨げるなんら
の影響が他の構成部分によって加えられない限り、シャ
フト摩耗速度は正常であると判定する。

シャフトの加速度的な老朽化によって予定のメンテナン
ス以前にシャフトが不良となる可能性があり、この場合
、不良状態のシャフトが他の構成部分やポンプ全体に影
響する。

予定のメンテナンス以前の軸受故障は前回の予定メンテ
ナンス停止に際して軸受を交換すべきであるとの勧告と
して作用する。この場合、予告及び故障予告によってな
される具体的な勧告の精度が常に問題となる。原子力発
電所で要求される精度レベルは燃料交換のための運転停
止によって画定されるタイム・ウィンドーによって制約
され、約１乃至１．５年である。原子力発電所の場合、
システムまたは構成部分の予期しない故障、または予防
的または修正的メンテナンスを行なう必要から予定外の
または止むを得ない運転停止としてプラントを停止させ
るのではなく、予定の運転停止期間中にすべてのメンテ
ナンスを行なうのが好ましい、このような場合に、本発
明は故障発生の正確な日時を予告するのではなく、どの
運転停止と運転停止との間に対象が故障しそうかまたは
メンテナンスを必要とするかを予告するよう要求される
。システムは故障発生の日時を正確に予告しようと努め
るが、その精度は対象モデルの精度及び初期条件に関す
るデータの精度に左右される。いつ手を打つかはユーザ
ーの判断に委ねられる０本発明は故障回避のためのメン
テナンスを行なうべきでできるだけ遅い日時をユーザー
に教示する。この日時は故障が実際に起こると予期され
る日時よりも前の日時である。二一ザーは予告された故
障よりも前の運転停止時に勧告されているメンテナンス
を行なうよう期待されるのが普通である。

すべてが満たされるまで１７６、メンテナンス法則の起
動が連続的に実行され、次いで状態判定法則が起動され
る１７８゜直接入力されるデータだけでなく部分対象に
よって既に作成されているデータをも必要とするいくつ
かの状態判定法則の一例を付録Ａ及びＢに示した。状態
判定法則がすべて満たされると１８０１確定的、及び／
または統計的及び確率的計算を行なうことによって現時
点に必要な対象の状態変化をシミュレートするＦＯＲＴ
ＲＡＮ方程Ｌ′ｃルーチしをスタートまたはコールする
。ＦＯＲＴＲＡＮルーＴＲへ呼び出しは０ＰＳ５言語に
よる標準的呼び出し文、例えば、変数Ｖｌ−Ｖ３を必要
とする経時変化ルーチンを呼び出すＣＡＬＬ　ＡＧＥＲ
ＯＵＴＩＮＥ＜Ｖ１７＞＜Ｖ２７＞＜Ｖ３７＞Ｃよって
行なわれる。このルーチンをコンパイルしそのプログラ
ムとリンクさせる必要があることは言うまでもない。０
ＰＳ５ルーチンによるＦＯＲＴＲＡＮルーＴＲへの変数
転送は変数を利用して行なわれるが、ＦＯＲＴＲＡＮル
ーＴＲへよる０ＰＳ５ルーチンへの変数転送には作業用
記憶素子または呼び出しルーチン内の変数を作成し、利
用しなければならない。その例を付録に示した。対象へ
直接入力されるデータだけでなく部分対象によ・って作
成された入力データをも利用することによって対象の寿
命及び故障の可能性を判定する方程式の一例を付録Ｃ及
びＤに示した。

現時間周期における構成部分の状態変化がシミュレート
されたら、モジュールはユーザーにメンテナンスを勧告
する勧告法則を起動する１８４゜具体的には、モデル・
モジュールが勧告リストのうちのいずれかの勧告を発す
るべきかどうかを判定するための診断を行なう。メンテ
ナンス・モジュールはメンテナンスが完了したとの確認
を発する。いずれの場合にもテキストが共通データベー
ス６８に記憶され、表示モジュールがこのテキストをア
クセスし、表示する。ポンプ及びシャフトに関する勧告
法則の例を付録を示した。

すべての勧告法則が満たされると１８６、結果が共通デ
ータベース６８に出力され１８８、続いてこの対象のコ
ントローラーに割り込みが伝送される１９０．単一のシ
よニレ−ジョン・サイクルの結果は次のサイクルの初期
条件として利用される。これは特に時間に関するデータ
に適用できる。ただし、シミュレーションが進行するの
と並行してユーザーまたは他の外部データによってこれ
らの変数を変更することができる。

例えば、シミュレーション中に時間増分を変化させるこ
とにより、分解能が比較的高いかまたは低い期間を設け
、シミュレーションが重要でない事象を飛び越し、重要
な事象を詳細にシミュレートすることを可能にする。サ
イクルからサイクルへと移送されることのない外部ソー
スからの他のデータの一例がメンテナンス・スケジュー
ルである。

ルーチンは次に例えば変数を初期値にセットするという
ような適当なハウスキーピング及びクリーンナツプ・デ
ユーティ−を行ない、連携のコントローラーからの割り
込みを待機する。

このハウスキーピングはプロセス終了表示子及びエラー
・チエツク・モジュールによる分析の完了時間をセット
するステップをも含む。割り込みが行なわれると再び実
行サイクルがスタートする。

モデリング・システムのモジュール性を高めるためには
、システムに追加すべき新しい対象のために標準的なモ
デル・モジュール・テンプレートを容易に更新できるよ
うにモデル・モジュール３０を別々のセクシヨンから成
るように構成するのが好ましい、標準モデル・モジュー
ルの好ましい構成を第７図に示した。この好ましい構成
は開始、ハウスキーピング及び実行シーケンス法則に続
いて内部データ記憶部２１２及び入力ルーチン法則２１
４を含み、さらにメンテナンス法則２１６及び状態判定
法則２１８が続き、状態判定法則の次に方程式ルーチン
・コール２２０を含む。

その次に勧告法則２２２があり、これに出力ルーチン２
２４が続く。すべての割り込みハンドリング及び開始法
則が一括されており、これにりリーンナツプ型ハウスキ
ーピング２２８が続き、最後に、コール２２０によって
呼び出される方程式サブルーチン２３０が来る。

ポンプ及びシャフト以外の対象に関する上記の法則及び
方程式はモデリングされる対象に精通した平均的な部品
技術者なら作成することができる。あるいは平均的な知
識を有する技術者が部品の技術者に質問してこの法則及
び方程式を作成することも可能である。第７図に示すよ
うな標準的な構成は本発明の能力を高め、システムに含
まれるモデリングすべき対象の数を増やしてもこれらを
すべて処理できるようにする。モジュール性をさらに高
めるには、共通データベース６８もモジュール式に構成
すればよい。好ましくはそれぞれの対象に関して、共通
データベース６８内に一定サイズの初期条件及び動作パ
ラメータ・データ記憶域を設ける。この記憶域内には、
関連の変数名を有するあらかじめ画定した記憶域がある
。

例えば、シャフトの有効余命に関する記憶域をあらかじ
め設けておき、５ｈａｆｔ−ｔｌｓｅｆｕｌ　５ｅｒｖ
ｉｃｅというような名称を与える。変数名を走査するこ
とにより、ある対象定量する所要のデータ記憶域を見つ
けることができる。共通データベースに一定サイズの対
象記憶域を設けることにより、動作速度を高める結果と
なる配列へのデータ・ローディングが容易になる。

各対象におけるエラー・チエツク・モジュール２８を第
８図に示す。エラー・チエツク・ルーチンの目的は対象
と相互作用し、この対象が依存する種々のモジュールが
正しく実行しているかどうかを判定することにある。エ
ラー・チエツク・ルーチンの初期サイクル、即ち、第３
図のルーチンによる実行がスタート２４０した後、エラ
ー・チエツク・モジュール２８は規定されたリアルタイ
ムにおける割り込みとして時定されたウェークアップ割
り込みをスケジュールする２４１゜例えば、１０秒ごと
に割り込みが行なわれるようにスケジュールする。次い
で、プロセスはこれらの割り込みを待つ待機状態に入る
２４２゜割り込みが起こるとプロセスがコントローラー
をチエツクする２４４゜このチエツクは対象コントロー
ラーに関連するプロセスのスタート及び終了を示す表示
子をチエツクし、スタートしたコントローラー・プロセ
スの経過時間を求めることによって行なわれる。コント
ローラー・モジュールの実行時間が一定量を超えれば、
モジュールがループ内で立ち往生している、あるいはコ
ントローラーが待機している対象プロセスが立ち往生し
ていることを意味し、これはエラーである。

このエラーとはタイプの異なるエラーとして、シミュレ
ーションがスタートしてから一定時間以内にコントロー
ラー・モジュールが実行しなかった状態が考えられる。

エラーが発生すると２４５、モジュール２８が共通デー
タベース６８に適当なエラー内容記述データを書き込む
。表示モジュール１８があとでこの情報を検索し、表示
スクリーン上にエラーを記述するメツセージを作成する
０次にエラー・チエツク・モジュール２８がエラー・フ
ラグをセットし２４８、対象制御モジュール２６に割り
込み２４９、第５図に示すように割り込まれると、モジ
ュール２６はエラー・フラグをチエツクし、終結する。

モジュール２６に割り込んだ後、エラーチエツク・モジ
ュール２８はモデル及び部分対象コントローラーを終結
させると共に自らも終結する。次いでルーチンはモデル
・モジュール３０に対して同様のチエツクを行ない、エ
ラーがあれば２５６上述した態様でコントローラーに通
告する。次にルーチンは対象コントローラーによって指
定された実行プロセス・リストをアクセスして、対象コ
ントローラーの制御下Ｃある部分対象のコントローラー
をチエツクする。ここでも、もしエラーが検出されると
２５８コントローラー２６がこれを通告される。

ユーザー制御ルーチン１６によりユーザーは初期条件を
設定し、メンテナンス・スケジュールを変更し、シミュ
レーションを中断して予定外のメンテナンスを行ない、
どの対象をシミュレートすべきかを選択することができ
、このルーチンの作用を第９図に示した。ユーザーがこ
のルーチンをスタートさせると、使用可能オプションが
表示され２７２、次いでルーチンが待機状態に入り２７
４、ブワセスはオプション選択を待機する。

割り込みが終るとオプション決定２７６が行なわれ、次
いでオプションが処理される。例えば、ユーザーが選択
したオプションがメンテナンス・データを更新すること
なら、メンテナンス・ファイルを検索してユーザーがメ
ンテナンス・ファイルの内容を変更できるようにするこ
とがオプションの処理である。もしユーザーがシステム
に含まれるシミュレートすべき対象の部分集合を指定す
るというオプションを選択したとすると、共通データベ
ース６８を走査することによりデータベース中のタグか
ら使用可能な対象の名称を求め、こうして対象リストが
ユーザーに与えられ、ユーザーはシミュレーションが必
要な対象をマークする。このリストは所期のターゲット
対象だけでなく監視モジュール１４をも含めて最上位ま
での関連のあるすべての親を含むものでなけれｉｆなら
ない。例えば、もしタービン・ポンプ対象ｂ（シミュレ
ートすべき対象ならば、対象の１つとしてこれをマーク
する。実行すべき対象リストはまた、ポンプがその部分
対象であるタービン対象、タービンがその部分対象であ
るプラント対象、及び監視モジュールを含まねばならな
い。

もしプラント対象がその部分対象として発電機、ボイラ
ー及び配電系をも有する場合、これらが実行のためにマ
ークされることはない。それぞれの対象は第５図に関連
して述べたようにこのリストを利用し、このフラグされ
たリストを利用することによって上述したように実行す
べきかどうかを決定する。ユーザーはまた、例えば原子
力発電所の構成部分をシミュレートする場合に、耐用寿
命プロフィル、安全限界、引きはずし限界、予想耐用寿
命、摩耗度メンテナンス及び経過シミュレーション時間
を示す表示を形成するというような種々の結果出力モー
ドを選択するオプションをも与えられる。このオプショ
ンが処理されるとユーザーは新しい表示２８０を選択す
るオプションを与えられ、もし新しい表示が選択されな
ければ、ユーザーが選択したなんらかの機能が行なわれ
る。例えば、ユーザーは実行を停止し、メンテナンス・
データを変更し、元の初期条件からのシミュレーション
をリクエストすることができる。

その場合、行なわれる機能はメンテナンス・データの変
更及びシミュレーションの開始ということになる。

第１０図に示すスクリーン表示ルーチン１８は公知の仮
想表示技術を利用して公知の表示機能を行なう。スクリ
ーン表示モジュールの最初のサイクルにおいて、仮想対
象表示２９４と共にシステム全体に関する包括的表示が
作成される２９２゜システムはまた結果を作図するグラ
フィック・シェルをも作成し、次いでユーザーの入力に
基づいてどの初期対象を表示すべきかを決定する。

例えば、ユーザー制御モジュール１６の実行中に、ユー
ザーは水化学調合システムだけをシミュレートし、ホウ
素濃度アナライザーの耐用寿命プロフィルだけを表示す
るように指定することができる。この決定によって仮想
表示のための該当ウィンドーが指定され３００１指定さ
れた表示がユーザーに提供される。次いでシステムは監
視モジュールがシミュレーション時間増分が完了したこ
とを指示するのを待つ待機状態に入る３０２゜割り込み
が起こると、システムはシくニレ−ジョンが終了したか
どうかを判定し３０４、終了したのであればシステムが
停止する３０６゜ユーザーが新しい対象を表示したけれ
ば、古いウィンドーを消去し３１０、新しいウィンドー
を作成し、対象ウィンドーのために出力結果データを作
図する３１４゜新しい対象の表示を希望しない場合、対
象の新しいプロフィルが必要かどうかを判定し、もし必
要なら再びウィンドーを消去し、新しいウィンドーを作
成する。

第１１図に示すメンテナンス・モジュール２０は共通デ
ータベース６８からメンテナンス・スケジュールを得る
３２２ことによってスタートする。各対象のメンテナン
ス・スケジュールは対象ごとの入力データ及び出力結果
の専用記憶域に記憶させることが好ましい。このスケジ
ュールをリスト上の各対象ごとにシミュレーション現時
点と比較し、もし特定の対象について一致が認められる
と３２にの対象に関するメンテナンス表示子がセットさ
れ、この対象のメンテナンス法則が適当なメンテナンス
を行なうことができる。

例えば、メンテナンス表示子は対象の完全交換、改造、
修理または改装を指示すると共に、これら種々のメンテ
ナンスのそれぞれについて、構造部分の寿命、信頼性な
どの異なる改善がなされる。

メンテナンス・スケジュールの対象すべてが現時点と比
較されなかった場合、ルーチンがリターンしてさらに比
較を続ける。すべての比較が完了すると、監視モジュー
ル１４１５０に割り、込みが行なわれ、監視モジュール
は新しいシミュレーションを開始させることができる。

監視モジュールが割り込まれると、プロセスは別のメン
テナンス・サイクルが必要であることを指示する監視モ
ジュールからの割り込みを待機する３３４゜システムは
第１２図及び第１３図に示すような種々の表示を提供す
ることができる。第１２図の表示はプラント構成部分に
メンテナンスを全く行なわない場合と３回に亘ってメン
テナンスを行なう場合のプラントにおける危険レベル変
化プロフィルを示す。この種の表示はユーザーが各種メ
ンテナンス・プランに関連してコスト／リスク比を極め
て有効に判定することを可能にする。

第１３図はポンプ構成各部の余命及び摩耗度と共にポン
プ自体の耐用寿命プロフィル、摩耗度、予想寿命及び安
全限度を示す。

本発明はプラントの作用、安全性及び性能を最適化する
ことができる。また、動作態様、運転条件、安全限度、
引きはずし限界、メンテナンス及び部品の品質、及び予
定メンテナンス、交換、試験、点検のインターバルを変
えることによって種々のシステム及び構成部分を分析す
ることができる。この分析によって、安全性、性能及び
延命に対する効果を予告することができる。モデリング
・システムはプラント内の種々のシステムについて最適
のメンテナンス、交換、試験及び点検インターバルを確
定し、実施することを可能にする。発電所に応用した場
合の本発明の綜合的な利点として、予定外の運転停止を
減らし、安全性を高め、運転停止期間を短縮し、プラン
ニングを改善することができる。

シミュレーション中に運転条件を変えるためのステップ
は次の通りである。先ず、シミュレーション中にシステ
ムがアクセスする１組の運転条件を作成する。シ主ニレ
−ジョンをスタートさせ、運転条件の変化を必要とする
時点でシミュレーションを休止させる。ここで運転条件
データを交換または更新し、再びシミュレーションを継
続する。シミュレーション中に使用されるデータベース
が自動的にスイッチされるようにすることもできる。そ
のためには、メンテナンス・スケジュールがチエツクさ
れるのと同時に運転条件スケジュールがチエツクされる
ようにすればよい、このスケジュールを利用することに
よって、指定された新しい運転条件データベースにロー
ドすることができる。

既に述べたように、モデリング・システムには追加モジ
ュールのためのスペースとして空白スタブを設けである
。空白スタブはスタブが挿入される呼び出しプログラム
に処理済みデータを戻すのに必要な最少限の処理または
計算を行なうのに必要な基本人／出力変数及び宣言をす
べて具えている。例えば、ポンプ、配管系及び弁のモデ
ルを有するシステム・レベル・モジュールを作成するこ
とができる。システム・レベル・モデルに空白スタブな
設けることにより、システムを試運転し、試験すること
ができる。空白スタブがポンプ、配管系及び弁モジュー
ルが位置するためのリターン・バルブを提供するからで
ある。スタブは固定データを受は戻しするだけですべて
の処理とスタブ間通信をエミュレートすることができる
。

例えば、擬似コードで表わされるサブプロセス・スタブ
の一例として下記のようなものが考えられる。

（以　下　余　白） ５ｕｂ−Ｐｒｏｃｅｓｓ　　Ｖａｌｖｅ呼び出しプロセ
スから全データを得、 全データに１を加算し、 データを戻す Ｅｎｄ　５ｕｂ−Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｖａｌｖｅ擬似コー
ドで表わされるモデル・スタブの一例として下記のよう
なものが考えられる。

５ｕｂ−Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｖａｌｖｅ 呼び出しプロセスから全データを得、 圧力＝　ｌｏｇ（Ｔ＋Ｐ）／ｇ 呼び出す（サブルーチンＡ、Ｂ、Ｃ） 全温度データに５を加算 流量＝流量十％０ｐｅｎ データを戻す Ｅｎｄ　５ｕｂ−Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｖａｌｖｅこのスタ
ブは弁内の圧力を決定する変数から圧力を計算し、典型
的には弁の耐用寿命を計算するサブルーチンを呼び出し
、弁の温度データに５゜を加算し、流量を弁の開放％だ
け増やす。これによってスタブは弁のすべてのパラメー
ターに関してデータを変更することができる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は確定的、確率的、統計的及び発見的方法の組
み合わせ態様を示す。 第１Ｂ図は、本発明のシステム・レベル・ダイヤグラム
である。 第２図は、本発明における開始、実行制御及びデータ・
フローを示す。 第３図は、本発明における各対象の開始ルーチンを示す
。 第４図は、監視モジュール１４１５０を示す。 第５図は、シミュレートされる各対象のコントローラー
・モジュール２６を示す。 第６図は、各対象ごとのモデル・モジュール３０を示す
。 第７図は、モデル・モジュール３ｏの好ましい構成を示
す。 第８図は、エラー・チエツク・モジュール２８の作用を
示す。 第９図は、ユーザー制御モジュール１６を示す。 第１０図は、スクリーン・デイスプレィ・モジュール１
８を示す。 第１１図は、メンテナンス・モジュール２０の機能を示
す。 第１２図及び第１３図はシミュレーション中に提供され
るデイスプレィの例である。 １０・・・・システム・レベル １２・・・・モデル・レベル １４・・・・監視モジュール １６・・・・ユーザ制御モジュール １８・・・・スクリーン表示モジュール２６・・・・プ
ラント・コントローラー・モジュール ３０・・・・プラント・モデル・モジュールＦＩＧ、Ｉ
Ａ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のサブシステム及び構成部分を 有するプラントの動作を制御及び管理するため、前記複
   数のサブシステム及び構成部分に関して所定のデータを
   入力されるプラント・オペレーティング・システムであ
   って、 システムを監視する監視手段と； それぞれが対象を確定的、確率的及び発見的にモデリン
   グするモデリング手段を含む複数の対象モデルから成り
   、前記監視手段によって起動されるシミュレーション・
   サイクルに応答してプラント中の対象をモデリングする
   対象手段とより成ること を特徴とするモデリング・システムを含む所定のオペレ
   ーティング・エレメントを備えたプラント・オペレーテ
   ィング・システム。
2. （２）すべての対象モデルがアクセスする共通のデータ
   ベースを備えることを特徴とする請求項第（１）項に記
   載のプラント・オペレーティング・システム。
3. （３）前記モデリング・システムが メンテナンス入力に応答して対象の状態を 変えるエキスパート・メンテナンス確定手段と；対象の
   現状を判定するエキスパート状態判定手段と； 現状からの対象の状態変化を確定する状態変化方程式手
   段と； 状態変化を勧告するエキスパート勧告手段をも特徴とす
   る請求項第（２）項に記載のプラント・オペレーティン
   グ・システム。
4. （４）前記対象モデルを、下位の層を実行してからでな
   ければ上位の層を実行できない階層構造に配列したこと
   を特徴とする請求項第（３）項に記載のプラント・オペ
   レーティング・システム。
5. （５）上位対象モデルが下位対象モデルの実行シーケン
   スを制御することを特徴とする請求項第（４）項に記載
   のプラント・オペレーティング・システム。
6. （６）それぞれの対象モデルが 対象ごとの実行を制御する制御手段と； 対象モデルが正しく機能しているかどうかを判定するエ
   ラー判定手段とより成る ことを特徴とする請求項第（５）項に記載のプラント・
   オペレーティング・システム。
7. （７）前記監視手段、前記制御手段、前記 エラー判定手段及び前記モデリング手段がそれぞれ独立
   にプロセスを実行することを特徴とする請求項第（５）
   項に記載のプラント・オペレーティング・システム。
8. （８）前記制御手段が実行順に配列された下位対象モデ
   ルのリストを含むことを特徴とする請求項第（５）項に
   記載のプラント・オペレーティング・システム。
9. （９）ユーザーが前記階層構造の部分集合を指定し、前
   記制御手段がこの部分集合指定に応答して実行を制御す
   ることを特徴とする請求項第（６）項に記載のプラント
   ・オペレーティング・システム。
10. （１０）複数のサブシステム及び構成部分を有するプラ
    ントの作用を制御及び管理するため、前記複数のサブシ
    ステム及び構成部分に関して所定のデータを入力される
    プラント・オペレーティング・システムであって、 システムを監視する監視手段と； 前記監視手段がアクセスできる共通のデータベースと； 下位から上位へ実行する対象モデルを有する階層対象モ
    デルツリーとより成り、それぞれのモデルが対応対象を
    モデリングするモデリング手段より成り、そのモデリン
    グ手段が メンテナンス・スケジュールに応じて対応対象の状態を
    変えるエキスパート・メンテナンス手段； 対応対象の現状を判定するエキスパート状態判定手段； 対象の現在状態から将来状態を確定する状態変化方程式
    手段；及び 状態変化を勧告するエキスパート勧告手段を含み、 前記モデリング手段の実行を開始する前に階層中の下位
    対象から順次実行されるように起動する制御手段と； 前記モデリング手段及び前記制御手段が実行中であるか
    どうかを判定するエラー判定手段をさらに具備すること
    を特徴とするモデリング・システムを含む所定のオペレ
    ーティング素子を備えたプラント・オペレーティング・
    システム。