JPH07200981A - プラントの信頼性評価方法および更新評価方法 - Google Patents
プラントの信頼性評価方法および更新評価方法Info
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- JPH07200981A JPH07200981A JP5337386A JP33738693A JPH07200981A JP H07200981 A JPH07200981 A JP H07200981A JP 5337386 A JP5337386 A JP 5337386A JP 33738693 A JP33738693 A JP 33738693A JP H07200981 A JPH07200981 A JP H07200981A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 機器の故障モードの影響伝達とその効果を、
設備の構成状態に従って適切に評価できるプラントの信
頼性評価方法と、機器の補修，更新計画の策定を、それ
らの重要度評価結果に基づいて合理的かつ適切に実施す
るプラントの更新評価方法を提供する。 【構成】 ＦＭＥＡ表を作るとともに（Ｓ２１）、Ｐ＆
ＩＤおよびＥＣＷＤに基づいて機器単位を基本とする基
本フォールトツリーを作り（Ｓ２２）、次に、ＦＭＥＡ
表と基本フォールトツリーとに基づき、故障モード間の
影響伝達経路を推定するとともに、設備についての複数
の故障モードの故障モデルを作成し（Ｓ２３，Ｓ２
４）、この故障モデルを用いてプラントの信頼性を評価
する（Ｓ２５）。
設備の構成状態に従って適切に評価できるプラントの信
頼性評価方法と、機器の補修，更新計画の策定を、それ
らの重要度評価結果に基づいて合理的かつ適切に実施す
るプラントの更新評価方法を提供する。 【構成】 ＦＭＥＡ表を作るとともに（Ｓ２１）、Ｐ＆
ＩＤおよびＥＣＷＤに基づいて機器単位を基本とする基
本フォールトツリーを作り（Ｓ２２）、次に、ＦＭＥＡ
表と基本フォールトツリーとに基づき、故障モード間の
影響伝達経路を推定するとともに、設備についての複数
の故障モードの故障モデルを作成し（Ｓ２３，Ｓ２
４）、この故障モデルを用いてプラントの信頼性を評価
する（Ｓ２５）。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラント設備や設備機
器の信頼性評価方法および更新評価方法に関する。
器の信頼性評価方法および更新評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラント設備の信頼性評価については、
幾つかの発明、提案が成されている。
幾つかの発明、提案が成されている。
【０００３】設備の機能異常は、その構成要素である各
機器・部品の複数の故障・劣化要因（ストレス）によっ
て誘発される。また、物理化学変化に基づく複数種の故
障モデルに従った複合効果により、この機能の低下を生
じる。機能低下の経時変化（劣化パターン）は、この複
合効果と各機器固有の信頼度とによって決まる。さら
に、各機器の機能低下は、設備の構造、機能上の影響伝
達などの複合効果により、設備全体の機能低下となる。
この機能低下が設備に課せられた許容限界を越えた時に
機能異常、すなわち故障（寿命）に至るものと考えられ
る。
機器・部品の複数の故障・劣化要因（ストレス）によっ
て誘発される。また、物理化学変化に基づく複数種の故
障モデルに従った複合効果により、この機能の低下を生
じる。機能低下の経時変化（劣化パターン）は、この複
合効果と各機器固有の信頼度とによって決まる。さら
に、各機器の機能低下は、設備の構造、機能上の影響伝
達などの複合効果により、設備全体の機能低下となる。
この機能低下が設備に課せられた許容限界を越えた時に
機能異常、すなわち故障（寿命）に至るものと考えられ
る。
【０００４】現状のプラント設備の信頼性評価及び更新
手法は、主にＦＴＡ（故障樹木解析）とばれる手法を基
に構成要素の故障原因の組み合わせによって実施されて
いる。
手法は、主にＦＴＡ（故障樹木解析）とばれる手法を基
に構成要素の故障原因の組み合わせによって実施されて
いる。
【０００５】故障モード（劣化も一故障モードである）
の影響伝達を考慮でき、また、機器全体としての信頼性
の経時変化を評価できる現状の手法としては、ＦＴＡ
（故障樹木解析）およびその類似した手法において、故
障モードに故障率や非信頼度関数を与えておき、ブール
代数などにより、トップ事象（故障モードの最終伝達モ
ード）の信頼性を評価する手法がある。
の影響伝達を考慮でき、また、機器全体としての信頼性
の経時変化を評価できる現状の手法としては、ＦＴＡ
（故障樹木解析）およびその類似した手法において、故
障モードに故障率や非信頼度関数を与えておき、ブール
代数などにより、トップ事象（故障モードの最終伝達モ
ード）の信頼性を評価する手法がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の手法では、あらかじめ定めた１つのトップ事象（例え
ば機能喪失）をもとに、評価者が前述の設備の配管系統
線図（Ｐ＆ＩＤ）及び制御展開線図（ＥＣＷＤ）等の情
報から、故障モード間の影響伝達経路を推定すると共に
影響の伝達を展開しフォールトツリーを作成後、ＦＴＡ
評価する方法が一般的になっており、作成された影響伝
達のモデルは、機器の部分的な故障モードのみを表現し
ている場合もあり、数種類の故障状態に対応する装置全
体の影響伝達モデルを完成させるためには、トップ事象
を変えて、いくつものモデルを作成しなければならない
という不便さを持っている。従って、機器の故障モード
の影響伝達とその効果を、設備の構成状態に従って適切
に評価できる機器信頼度評価手法は未だ提案されていな
い。
の手法では、あらかじめ定めた１つのトップ事象（例え
ば機能喪失）をもとに、評価者が前述の設備の配管系統
線図（Ｐ＆ＩＤ）及び制御展開線図（ＥＣＷＤ）等の情
報から、故障モード間の影響伝達経路を推定すると共に
影響の伝達を展開しフォールトツリーを作成後、ＦＴＡ
評価する方法が一般的になっており、作成された影響伝
達のモデルは、機器の部分的な故障モードのみを表現し
ている場合もあり、数種類の故障状態に対応する装置全
体の影響伝達モデルを完成させるためには、トップ事象
を変えて、いくつものモデルを作成しなければならない
という不便さを持っている。従って、機器の故障モード
の影響伝達とその効果を、設備の構成状態に従って適切
に評価できる機器信頼度評価手法は未だ提案されていな
い。
【０００７】本発明の目的は、上記従来の技術の課題を
解決し、機器の故障モードの影響伝達とその効果を、設
備の構成状態に従って適切に評価できるプラントの信頼
性評価方法を提供することにある。
解決し、機器の故障モードの影響伝達とその効果を、設
備の構成状態に従って適切に評価できるプラントの信頼
性評価方法を提供することにある。
【０００８】また、本発明の他の目的は、機器の補修，
更新計画の策定を、それらの重要度評価結果に基づいて
合理的かつ適切に実施でき、機器の更新信頼性の向上、
設備稼働率の向上、あるいは補修・更新計画，費用，時
期等の適正化を図ることができるプラントの更新評価方
法を提供することにある。
更新計画の策定を、それらの重要度評価結果に基づいて
合理的かつ適切に実施でき、機器の更新信頼性の向上、
設備稼働率の向上、あるいは補修・更新計画，費用，時
期等の適正化を図ることができるプラントの更新評価方
法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の請求項１に係る発明は、プラント設備を構
成する機器・部品に関する故障モード情報が表形式で表
わされており、かつ故障モード間の影響伝達の程度が定
量的・定性的に設定されているＦＭＥＡ表を作成すると
ともに、設備の配管系統線図および制御展開線図に基づ
き、機器を基本として構成される基本フォールトツリー
を作成し、前記ＦＭＥＡ表と基本フォールトツリーとに
基づき、故障モード間の影響伝達経路を推定するととも
に、設備についての複数の故障モードの故障モデルを作
成し、この故障モデルを用いてプラントの信頼性を評価
するようにしたことを特徴とする。
め、本発明の請求項１に係る発明は、プラント設備を構
成する機器・部品に関する故障モード情報が表形式で表
わされており、かつ故障モード間の影響伝達の程度が定
量的・定性的に設定されているＦＭＥＡ表を作成すると
ともに、設備の配管系統線図および制御展開線図に基づ
き、機器を基本として構成される基本フォールトツリー
を作成し、前記ＦＭＥＡ表と基本フォールトツリーとに
基づき、故障モード間の影響伝達経路を推定するととも
に、設備についての複数の故障モードの故障モデルを作
成し、この故障モデルを用いてプラントの信頼性を評価
するようにしたことを特徴とする。
【００１０】また、本発明の請求項２に係る発明は、プ
ラント設備を構成する機器・部品に関する故障モード情
報が表形式で表わされ、かつ故障モード間の影響伝達の
程度が定量的，定性的に設定されるＦＭＥＡ表を作成す
るとともに、設備の配管系統線図および制御展開線図に
基づき、機器を基本として構成される基本フォールトツ
リーを作成し、前記ＦＭＥＡ表と基本フォールトツリー
とに基づき、故障モード間の影響伝達経路を推定すると
ともに、設備についての複数の故障モードの故障モデル
を作成し、この故障モデルを構成する故障モードに経年
的な信頼性の変化を表わす関数を設定して故障モードの
経年信頼性変化を推定するとともに、設備信頼性変化を
予測する際に、機器，部品の点検，取替周期や取替部品
の補修，更新優先度決定に重要度関数評価を用い、点
検，取替による機器，部品の信頼性回復等の予測条件を
考慮してプラントの信頼性変化を予測するようにしたこ
とを特徴とする。
ラント設備を構成する機器・部品に関する故障モード情
報が表形式で表わされ、かつ故障モード間の影響伝達の
程度が定量的，定性的に設定されるＦＭＥＡ表を作成す
るとともに、設備の配管系統線図および制御展開線図に
基づき、機器を基本として構成される基本フォールトツ
リーを作成し、前記ＦＭＥＡ表と基本フォールトツリー
とに基づき、故障モード間の影響伝達経路を推定すると
ともに、設備についての複数の故障モードの故障モデル
を作成し、この故障モデルを構成する故障モードに経年
的な信頼性の変化を表わす関数を設定して故障モードの
経年信頼性変化を推定するとともに、設備信頼性変化を
予測する際に、機器，部品の点検，取替周期や取替部品
の補修，更新優先度決定に重要度関数評価を用い、点
検，取替による機器，部品の信頼性回復等の予測条件を
考慮してプラントの信頼性変化を予測するようにしたこ
とを特徴とする。
【００１１】
【作用】本発明の請求項１に係る発明においては、まず
解析対象設備のＦＭＥＡ表が作成されるとともに、設備
の配管系統線図（Ｐ＆ＩＤ）および制御展開線図（ＥＣ
ＷＤ）に基づき基本フォールトツリーが作成される。こ
の基本フォールトツリーは、基本的には機器単位で構成
され、部品の詳細な故障モードを基本単位として構成さ
れる従来のフォールトツリーと異なる。このため、極め
て容易に基本フォールトツリーを作成することが可能と
なる。
解析対象設備のＦＭＥＡ表が作成されるとともに、設備
の配管系統線図（Ｐ＆ＩＤ）および制御展開線図（ＥＣ
ＷＤ）に基づき基本フォールトツリーが作成される。こ
の基本フォールトツリーは、基本的には機器単位で構成
され、部品の詳細な故障モードを基本単位として構成さ
れる従来のフォールトツリーと異なる。このため、極め
て容易に基本フォールトツリーを作成することが可能と
なる。
【００１２】次いで、前記ＦＭＥＡ表と基本フォールト
ツリーとに基づき、故障モード間の影響伝達経路が推定
されるとともに、設備についての複数の故障モードの故
障モデル（構造関数）が作成される。そして、この故障
モデルを用いてプラントの設備，設備機器の信頼性が評
価される。このため、精度の高い信頼度評価が可能とな
る。
ツリーとに基づき、故障モード間の影響伝達経路が推定
されるとともに、設備についての複数の故障モードの故
障モデル（構造関数）が作成される。そして、この故障
モデルを用いてプラントの設備，設備機器の信頼性が評
価される。このため、精度の高い信頼度評価が可能とな
る。
【００１３】また、本発明の請求項２に係る発明におい
ては、請求項１に係る発明における故障モデルに対し、
これを構成する故障モードに経年的な信頼性の変化を表
わす関数が設定されて故障モードの経年信頼性変化が推
定されるとともに、設備信頼性変化を予測する際に、機
器，部品の点検，取替周期や取替部品の補修，更新優先
度決定に重要度関数評価を用い、点検，取替による機
器，部品の信頼性回復等の予測条件を考慮してプラント
の設備，設備機器の信頼性変化が予測される。このた
め、機器固有の故障メカニズムに基づいた設備の信頼性
変化を適確に予測することが可能となり、点検，補修，
更新計画（部品取替周期等）の適切な策定が可能とな
る。
ては、請求項１に係る発明における故障モデルに対し、
これを構成する故障モードに経年的な信頼性の変化を表
わす関数が設定されて故障モードの経年信頼性変化が推
定されるとともに、設備信頼性変化を予測する際に、機
器，部品の点検，取替周期や取替部品の補修，更新優先
度決定に重要度関数評価を用い、点検，取替による機
器，部品の信頼性回復等の予測条件を考慮してプラント
の設備，設備機器の信頼性変化が予測される。このた
め、機器固有の故障メカニズムに基づいた設備の信頼性
変化を適確に予測することが可能となり、点検，補修，
更新計画（部品取替周期等）の適切な策定が可能とな
る。
【００１４】
【実施例】以下、本発明実施例の一例を図面を参照して
説明する。
説明する。
【００１５】図１は、本発明に係るプラントの信頼性評
価方法および更新評価方法を実施するための装置の一例
を示すもので、この装置は、情報入出力装置１，情報管
理装置２および情報演算処理装置３を備えている。
価方法および更新評価方法を実施するための装置の一例
を示すもので、この装置は、情報入出力装置１，情報管
理装置２および情報演算処理装置３を備えている。
【００１６】前記情報入出力装置１は、評価対象となる
設備のＰ＆ＩＤ，ＥＣＷＤ，機器の名称，機種，機器型
式，所属プラント・系統，機器の点検周期，各部品の取
替周期，検査・補修の信頼性回復率，予測年数，点検・
修理・更新にかかる平均時間等の評価条件を設定すると
ともに、後述する情報管理装置２や情報演算処理装置３
により処理された情報を、ユーザに提供するようになっ
ている。
設備のＰ＆ＩＤ，ＥＣＷＤ，機器の名称，機種，機器型
式，所属プラント・系統，機器の点検周期，各部品の取
替周期，検査・補修の信頼性回復率，予測年数，点検・
修理・更新にかかる平均時間等の評価条件を設定すると
ともに、後述する情報管理装置２や情報演算処理装置３
により処理された情報を、ユーザに提供するようになっ
ている。
【００１７】また、前記情報管理装置２は、故障評価に
必要な入力データ等のチェック，作成されたフォールト
ツリーの情報等のデータベース装置４への書込み管理等
を行なうようになっている。
必要な入力データ等のチェック，作成されたフォールト
ツリーの情報等のデータベース装置４への書込み管理等
を行なうようになっている。
【００１８】また、前記情報演算処理装置３は、図２に
概念を示す手順により、フォールトツリーの作成や構成
機器・部品の信頼性評価，重要度解析による補修優先度
等の評価を実施するようになっている。
概念を示す手順により、フォールトツリーの作成や構成
機器・部品の信頼性評価，重要度解析による補修優先度
等の評価を実施するようになっている。
【００１９】次に、図２を参照して本発明の処理の全体
の流れを説明する。
の流れを説明する。
【００２０】まず、ステップＳ２１において、解析対象
設備のＦＭＥＡ表を作成する。その詳細については後述
する。ＦＭＥＡ表作成後は、前記情報入出力装置１を介
して情報演算処理装置３により、必要に応じた修正・保
管がなされる。
設備のＦＭＥＡ表を作成する。その詳細については後述
する。ＦＭＥＡ表作成後は、前記情報入出力装置１を介
して情報演算処理装置３により、必要に応じた修正・保
管がなされる。
【００２１】次いで、ステップＳ２２において、図３に
示す自動フォールトツリー作成処理ルーチンの流れによ
り、設備のＰ＆ＩＤ，ＥＣＷＤを情報入出力装置１を介
してＣＲＴ画面に表示し、自動的に基本フォールトツリ
ーを作成する。作成の詳細は後述するが、例えばＰ＆Ｉ
Ｄでの最終機能端と入力端とをＣＲＴ画面上でマウス等
により選択するだけで、自動的に基本フォールトツリー
が作成されるため、ユーザはフォールトツリーを作成す
る時間を大幅に節約できる。
示す自動フォールトツリー作成処理ルーチンの流れによ
り、設備のＰ＆ＩＤ，ＥＣＷＤを情報入出力装置１を介
してＣＲＴ画面に表示し、自動的に基本フォールトツリ
ーを作成する。作成の詳細は後述するが、例えばＰ＆Ｉ
Ｄでの最終機能端と入力端とをＣＲＴ画面上でマウス等
により選択するだけで、自動的に基本フォールトツリー
が作成されるため、ユーザはフォールトツリーを作成す
る時間を大幅に節約できる。
【００２２】ところで、設備の信頼性評価を行なう場合
には、トップ事象の設定およびそれに付随した構造関数
の作成が必要となる。そこで、ステップＳ２３におい
て、トップ事象を設定するとともに、ステップＳ２４に
おいて、基本フォールトツリーおよびＦＭＥＡ表の情報
に基づき、信頼性解析に必要な詳細フォールトツリー
（構造関数）を作成する。その作成については後に詳述
する。作成された詳細フォールトツリー（構造関数）
は、データベース装置４に蓄積される。
には、トップ事象の設定およびそれに付随した構造関数
の作成が必要となる。そこで、ステップＳ２３におい
て、トップ事象を設定するとともに、ステップＳ２４に
おいて、基本フォールトツリーおよびＦＭＥＡ表の情報
に基づき、信頼性解析に必要な詳細フォールトツリー
（構造関数）を作成する。その作成については後に詳述
する。作成された詳細フォールトツリー（構造関数）
は、データベース装置４に蓄積される。
【００２３】次いで、ステップＳ２５において、詳細フ
ォールトツリーを使用し、詳細フォールトツリーで考慮
されている故障モードに対し、データベース装置４に蓄
積されている故障データを対応させることにより、トッ
プ事象の頻度（信頼性）を評価する。信頼性の評価につ
いては後に詳述する。
ォールトツリーを使用し、詳細フォールトツリーで考慮
されている故障モードに対し、データベース装置４に蓄
積されている故障データを対応させることにより、トッ
プ事象の頻度（信頼性）を評価する。信頼性の評価につ
いては後に詳述する。
【００２４】トップ事象の頻度が評価されると、次に必
要なことは、設備の信頼性向上や補修の優先度を評価す
ることである。そこで、ステップＳ２６において、前記
詳細フォールトツリーを使用して重要度評価を実施す
る。重要度評価については後に詳述する。
要なことは、設備の信頼性向上や補修の優先度を評価す
ることである。そこで、ステップＳ２６において、前記
詳細フォールトツリーを使用して重要度評価を実施す
る。重要度評価については後に詳述する。
【００２５】最後にステップＳ２７において、保全計画
を実施した場合の信頼度変化を評価する。
を実施した場合の信頼度変化を評価する。
【００２６】このようにして、一連の解析が終了したな
らば、ステップＳ２８において、情報管理装置２により
必要データの蓄積・保存のため、データベース装置４を
起動してデータ処理を実施する。
らば、ステップＳ２８において、情報管理装置２により
必要データの蓄積・保存のため、データベース装置４を
起動してデータ処理を実施する。
【００２７】次に、ＦＭＥＡ表の作成について説明す
る。
る。
【００２８】以下に示す表は、本発明で使用されるＦＭ
ＥＡ表の一例を示す。
ＥＡ表の一例を示す。
【００２９】
【表１】 このＦＭＥＡ表の特徴は、機器に関して考えられる故障
モードをすべて表形式とし、それらの故障モードの頻度
に対し、定性的な数値（Ａ〜Ｅ）と定量的な数値とのい
ずれでも入力できるようにしている点である。このよう
にすることにより、Ｅにランクされた故障モードは、そ
の機器・部品についてはほとんど発生しないことを意味
することになる。また、頻度に対し定性的な数値だけを
入力した場合でも、自動的に定量的な数値に変換できる
ようになる。
モードをすべて表形式とし、それらの故障モードの頻度
に対し、定性的な数値（Ａ〜Ｅ）と定量的な数値とのい
ずれでも入力できるようにしている点である。このよう
にすることにより、Ｅにランクされた故障モードは、そ
の機器・部品についてはほとんど発生しないことを意味
することになる。また、頻度に対し定性的な数値だけを
入力した場合でも、自動的に定量的な数値に変換できる
ようになる。
【００３０】これらのデータは、設備の故障構造関数を
作成する場合に利用されるため、データベース装置４に
記憶される。
作成する場合に利用されるため、データベース装置４に
記憶される。
【００３１】なお、このＦＭＥＡ表には、前記情報の他
に、故障モードの経年故障率変化率，点検周期，故障検
出の容易度等の情報も記載可能となっている。
に、故障モードの経年故障率変化率，点検周期，故障検
出の容易度等の情報も記載可能となっている。
【００３２】図３（ａ），（ｂ）は、Ｐ＆ＩＤおよびそ
れに基づいた基本フォールトツリー図の一例を示す。
れに基づいた基本フォールトツリー図の一例を示す。
【００３３】この基本フォールトツリーの特徴は、基本
的には機器単位でフォールトツリーが構成されている点
である。従来のフォールトツリーは、部品の詳細な故障
モードを基本単位として構成されているため、フォール
トツリーを作成するためには、解析対象設備の故障モー
ドを熟知しなければならず、かつ信頼性解析の知識も多
少必要とされたため、フォールトツリーを作成するため
にはかなりの時間を要したが、本発明の基本フォールト
ツリーの場合には、後述するように極めて短時間で作成
することができる。
的には機器単位でフォールトツリーが構成されている点
である。従来のフォールトツリーは、部品の詳細な故障
モードを基本単位として構成されているため、フォール
トツリーを作成するためには、解析対象設備の故障モー
ドを熟知しなければならず、かつ信頼性解析の知識も多
少必要とされたため、フォールトツリーを作成するため
にはかなりの時間を要したが、本発明の基本フォールト
ツリーの場合には、後述するように極めて短時間で作成
することができる。
【００３４】次に、自動フォールトツリー作成につき、
図４に示す処理ルーチンの流れを参照して、Ｐ＆ＩＤを
例に採って説明する。
図４に示す処理ルーチンの流れを参照して、Ｐ＆ＩＤを
例に採って説明する。
【００３５】まず、ステップＳ４１において、ＣＲＴ画
面に解析対象システムの選択画面を表示する評価者は、
システムをマウス等により選択することにより、ステッ
プＳ４２において、データベース装置４に記憶されてい
るシステムのＰ＆ＩＤをＣＲＴ画面上に表示する。
面に解析対象システムの選択画面を表示する評価者は、
システムをマウス等により選択することにより、ステッ
プＳ４２において、データベース装置４に記憶されてい
るシステムのＰ＆ＩＤをＣＲＴ画面上に表示する。
【００３６】次いで、ステップＳ４３において、評価者
が最終機能端、入力端と分岐点における必要機器，系統
数を、マウス等を使用して入力する。
が最終機能端、入力端と分岐点における必要機器，系統
数を、マウス等を使用して入力する。
【００３７】次いで、ステップＳ４４において、最終出
力端から上流側へ機器の探索を行なうとともに、ステッ
プＳ４５において、機器間の接続情報検査を行ない、そ
の後ステップＳ４６において分岐点があるか否かを判別
する。そして分岐点がある場合には、ステップＳ４７に
おいて、機能必要数の情報より機器間の接続情報として
“ＡＮＤ”か“ＯＲ”ゲートのいずれかを選択する。
力端から上流側へ機器の探索を行なうとともに、ステッ
プＳ４５において、機器間の接続情報検査を行ない、そ
の後ステップＳ４６において分岐点があるか否かを判別
する。そして分岐点がある場合には、ステップＳ４７に
おいて、機能必要数の情報より機器間の接続情報として
“ＡＮＤ”か“ＯＲ”ゲートのいずれかを選択する。
【００３８】すなわち、処理ルーチンは、Ｐ＆ＩＤに蓄
積されている情報を基に、自動的に機器がどの様な種類
（例えばポンプ、弁等）のものであるかを判別し、かつ
機器間を１個々接続し、それらの情報をデータベース装
置４に記憶させていく。機器間の接続は、フォールトツ
リー上“ＯＲ”という論理記号で接続する。また、分岐
点で系統に多重性があれば、フォールトツリー上“ＡＮ
Ｄ”、多重性がなければ“ＯＲ”という論理記号をデー
タベース装置４に記憶させていく。
積されている情報を基に、自動的に機器がどの様な種類
（例えばポンプ、弁等）のものであるかを判別し、かつ
機器間を１個々接続し、それらの情報をデータベース装
置４に記憶させていく。機器間の接続は、フォールトツ
リー上“ＯＲ”という論理記号で接続する。また、分岐
点で系統に多重性があれば、フォールトツリー上“ＡＮ
Ｄ”、多重性がなければ“ＯＲ”という論理記号をデー
タベース装置４に記憶させていく。
【００３９】この作業を、入力端の機器まで遡る。すな
わち、ステップＳ４８において、入力端まで機器の探索
が終了したか否かを判別し、終了していなければ、ステ
ップＳ４９において、上流側の機器の探索を行なった
後、ステップＳ４４に戻る。一方、終了していれば、ス
テップＳ５０において、データベース装置４に記憶させ
た情報に基づき、基本フォールトツリーを作成し、作成
した基本フォールトツリーの情報を、データベース装置
４に記憶させる。
わち、ステップＳ４８において、入力端まで機器の探索
が終了したか否かを判別し、終了していなければ、ステ
ップＳ４９において、上流側の機器の探索を行なった
後、ステップＳ４４に戻る。一方、終了していれば、ス
テップＳ５０において、データベース装置４に記憶させ
た情報に基づき、基本フォールトツリーを作成し、作成
した基本フォールトツリーの情報を、データベース装置
４に記憶させる。
【００４０】しかして、例えばＰ＆ＩＤでの最終機能端
と入力端をＣＲＴ画面上でマウス等により選択するだけ
で自動的に基本フォールトツリーが作成されるため、ユ
ーザはフォールトツリーを作成する時間を大幅に節約で
きる。
と入力端をＣＲＴ画面上でマウス等により選択するだけ
で自動的に基本フォールトツリーが作成されるため、ユ
ーザはフォールトツリーを作成する時間を大幅に節約で
きる。
【００４１】図５は、基本フォールトツリーから故障モ
ードに対応した故障モデル（構造関数）を自動的に作成
するための流れ図を示すもので、以下、図５を参照して
構造関数の作成手順を説明する。
ードに対応した故障モデル（構造関数）を自動的に作成
するための流れ図を示すもので、以下、図５を参照して
構造関数の作成手順を説明する。
【００４２】まず、ステップＳ５１において、Ｐ＆Ｉ
Ｄ，ＥＣＷＤにそった設備の基本フォールトツリーを作
成した後、ステップＳ５２において、ＦＭＥＡ表の情報
とデータベース装置４に記憶されている基本フォールト
ツリーとを用いて、設備の故障モードを設定する。
Ｄ，ＥＣＷＤにそった設備の基本フォールトツリーを作
成した後、ステップＳ５２において、ＦＭＥＡ表の情報
とデータベース装置４に記憶されている基本フォールト
ツリーとを用いて、設備の故障モードを設定する。
【００４３】次いで、ステップＳ５３において、基本フ
ォールトツリーに含まれる機器を取出し、その機器に含
まれる部品を前記ＦＭＥＡ表から取出し、次いでステッ
プＳ５４におて、各部品の故障モードが設備の故障モー
ドと等しいか否かを判別する。そして、等しい場合に
は、構造関数を作成するため、ステップＳ５５におい
て、データベース装置４に情報を蓄積する。
ォールトツリーに含まれる機器を取出し、その機器に含
まれる部品を前記ＦＭＥＡ表から取出し、次いでステッ
プＳ５４におて、各部品の故障モードが設備の故障モー
ドと等しいか否かを判別する。そして、等しい場合に
は、構造関数を作成するため、ステップＳ５５におい
て、データベース装置４に情報を蓄積する。
【００４４】次いで、ステップＳ５６において、全機
器，部品について処理が終了したか否かを判別し、終了
していない場合には、ステップＳ５７において別の機器
を取出した後、ステップＳ５３に戻る。また、終了して
いる場合には、ステップＳ５８において、故障モードの
ツリー作成を終了させた後、ステップＳ５９において、
ブール代数処理により一故障モードに対する構造関数を
作成し、それを信頼度評価に使用するため、ステップＳ
６０において、データベース装置４に蓄積する。
器，部品について処理が終了したか否かを判別し、終了
していない場合には、ステップＳ５７において別の機器
を取出した後、ステップＳ５３に戻る。また、終了して
いる場合には、ステップＳ５８において、故障モードの
ツリー作成を終了させた後、ステップＳ５９において、
ブール代数処理により一故障モードに対する構造関数を
作成し、それを信頼度評価に使用するため、ステップＳ
６０において、データベース装置４に蓄積する。
【００４５】次いで、ステップＳ６１において、すべて
の故障モードの処理が終了したか否かを判別し、終了し
ていない場合には、ステップＳ６２において別の故障モ
ードを選択した後、ステップＳ５２に戻る。
の故障モードの処理が終了したか否かを判別し、終了し
ていない場合には、ステップＳ６２において別の故障モ
ードを選択した後、ステップＳ５２に戻る。
【００４６】しかして、前記処理を設備の全故障モード
について処理することにより、自動的に構造関数が作成
される。
について処理することにより、自動的に構造関数が作成
される。
【００４７】次に、設備信頼性の評価として、構造関数
による設備経時信頼性変化の推定例について説明する。
による設備経時信頼性変化の推定例について説明する。
【００４８】点検・補修のある機器の故障率は、下式
（１）のように示せる。 λ（ｔ）＝λ（ｔ−ｔｒ） (1) ここで、ｔｒ：機器が点検・補修された最新の時期 劣化・摩耗領域の故障率変化を線形増加と仮定する線形
劣化評価モデルを適用すると、故障率は、下式（２）の
ように示せる。 λ（ｔ）＝λ0 ＋λA （ｔ） (2) ここで、λ（ｔ） ：時間依存故障率 λ0 ：偶発故障率（一定値） λA （ｔ）：劣化故障率（線形増加） したがって、前記式（１）は以下のように示せる。 λ（ｔ）＝λ0 ＋２λｂ（ｔ−ｔｒ） (3) ここで、λｂ：劣化加速係数（＝１／２λ） 以上の時間依存故障率は、機器を構成する全ての部品に
ついて、情報演算処理装置３で設定される。
（１）のように示せる。 λ（ｔ）＝λ（ｔ−ｔｒ） (1) ここで、ｔｒ：機器が点検・補修された最新の時期 劣化・摩耗領域の故障率変化を線形増加と仮定する線形
劣化評価モデルを適用すると、故障率は、下式（２）の
ように示せる。 λ（ｔ）＝λ0 ＋λA （ｔ） (2) ここで、λ（ｔ） ：時間依存故障率 λ0 ：偶発故障率（一定値） λA （ｔ）：劣化故障率（線形増加） したがって、前記式（１）は以下のように示せる。 λ（ｔ）＝λ0 ＋２λｂ（ｔ−ｔｒ） (3) ここで、λｂ：劣化加速係数（＝１／２λ） 以上の時間依存故障率は、機器を構成する全ての部品に
ついて、情報演算処理装置３で設定される。
【００４９】この様に、部品の故障モードに対応した故
障確率Ｐは、前記式（３）を用いて以下のように表され
る。 Ｐ＝１−ＥＸＰ｛−λ0 ｔ−λｂ（ｔ−ｔｒ）2 ｝ (4) 式（４）で与えられる個々の部品の故障モードに対応し
た故障確率Ｐを、前記処理で得られた構造関数に代入す
ることにより、設備経時信頼性評価が可能となる。
障確率Ｐは、前記式（３）を用いて以下のように表され
る。 Ｐ＝１−ＥＸＰ｛−λ0 ｔ−λｂ（ｔ−ｔｒ）2 ｝ (4) 式（４）で与えられる個々の部品の故障モードに対応し
た故障確率Ｐを、前記処理で得られた構造関数に代入す
ることにより、設備経時信頼性評価が可能となる。
【００５０】図６に、本装置の情報演算処理装置３によ
り予測され、情報入出力装置１（ＣＲＴ上）に表示、提
供された、設備信頼度評価結果の表示例を示す。設備の
非信頼度は時間と伴に増加するが、点検・補修により非
信頼度が低下する（信頼度が増加する）。しかし、劣化
に従って、徐々に増加していく傾向、程度を把握するこ
とができることを示している。
り予測され、情報入出力装置１（ＣＲＴ上）に表示、提
供された、設備信頼度評価結果の表示例を示す。設備の
非信頼度は時間と伴に増加するが、点検・補修により非
信頼度が低下する（信頼度が増加する）。しかし、劣化
に従って、徐々に増加していく傾向、程度を把握するこ
とができることを示している。
【００５１】次に、重要度関数評価による補修機器・部
品の優先度の設定について説明する。
品の優先度の設定について説明する。
【００５２】設備の故障確率をＰ、構造関数をｆ
（Ｘ）、構造関数を構成する部品をｘｉとすれば、以下
の式（５）のように表される。 Ｐ＝ｆ（Ｘ）＝ｆ（ｘ１…ｘｉ…ｘｎ） (5) ここで各部品ｘｉの設備の故障確率に対する重要度ｌｉ
を以下のように定義する。 ｌｉ＝ｄｌｎ｛ｆ（Ｘ）｝／ｄｌｎ｛ｘｉ｝ (6) ここにｄ：微分作用子 ｌｎ：自然対数 式（６）を使用し、構造関数を構成する全部品ｘｉにつ
いて重要度ｌｉを求め、重要度ｌｉの大きい順に補修機
器・部品の優先度を設定すれば、効率的な補修・更新計
画が可能となる。
（Ｘ）、構造関数を構成する部品をｘｉとすれば、以下
の式（５）のように表される。 Ｐ＝ｆ（Ｘ）＝ｆ（ｘ１…ｘｉ…ｘｎ） (5) ここで各部品ｘｉの設備の故障確率に対する重要度ｌｉ
を以下のように定義する。 ｌｉ＝ｄｌｎ｛ｆ（Ｘ）｝／ｄｌｎ｛ｘｉ｝ (6) ここにｄ：微分作用子 ｌｎ：自然対数 式（６）を使用し、構造関数を構成する全部品ｘｉにつ
いて重要度ｌｉを求め、重要度ｌｉの大きい順に補修機
器・部品の優先度を設定すれば、効率的な補修・更新計
画が可能となる。
【００５３】しかして、機器や構成部品が持っている故
障モードをＦＭＥＡ表に従って記入し、自動フォールト
ツリー作成処理ルーチンを用いることにより、従来は評
価者によって時間を掛けて作成されていたフォールトツ
リーがＰ＆ＩＤやＥＣＷＤから自動的に基本フォールト
ツリーが作成され、自動的に複数の故障モードの伝達経
路に沿って作成され、それにブール代数処理をすること
により、自動的に精度の良い信頼度評価用構造関数が短
時間に作成できる。また、この結果を用いて、設備の信
頼性評価及び経時信頼性変化を機器の点検、補修などの
条件を考慮して予測することができる。また、補修機器
・部品の優先度の設定にあたっては、重要度関数による
定量評価が可能である。
障モードをＦＭＥＡ表に従って記入し、自動フォールト
ツリー作成処理ルーチンを用いることにより、従来は評
価者によって時間を掛けて作成されていたフォールトツ
リーがＰ＆ＩＤやＥＣＷＤから自動的に基本フォールト
ツリーが作成され、自動的に複数の故障モードの伝達経
路に沿って作成され、それにブール代数処理をすること
により、自動的に精度の良い信頼度評価用構造関数が短
時間に作成できる。また、この結果を用いて、設備の信
頼性評価及び経時信頼性変化を機器の点検、補修などの
条件を考慮して予測することができる。また、補修機器
・部品の優先度の設定にあたっては、重要度関数による
定量評価が可能である。
【００５４】従って、機器固有の故障メカニズムに基づ
いた設備の信頼性変化を適格に予測できるため、機器の
信頼性の低い部品、改善すべき故障モードを適格に把握
することができ、適切な設計改良の施策が可能である。
また、信頼性が低下していく傾向・程度に基づいた、点
検・補修・更新計画（部品取替周期など）の適切な策定
が可能となる。
いた設備の信頼性変化を適格に予測できるため、機器の
信頼性の低い部品、改善すべき故障モードを適格に把握
することができ、適切な設計改良の施策が可能である。
また、信頼性が低下していく傾向・程度に基づいた、点
検・補修・更新計画（部品取替周期など）の適切な策定
が可能となる。
【００５５】結果的に、機器の運転信頼性向上や補修・
更新コストの合理化が図れるため、プラント設備の運用
に対して、多大な経済的及び安全性向上の効果が得られ
る。
更新コストの合理化が図れるため、プラント設備の運用
に対して、多大な経済的及び安全性向上の効果が得られ
る。
【００５６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に係る発明によれば、機器の故障モードの影響伝達とそ
の効果を、設備の構成状態に従って適切に評価すること
ができる。
に係る発明によれば、機器の故障モードの影響伝達とそ
の効果を、設備の構成状態に従って適切に評価すること
ができる。
【００５７】また、本発明の請求項２に係る発明によれ
ば、機器の補修，更新計画の策定を、それらの重要度評
価結果に基づいて合理的かつ適切に実施でき、機器の運
転信頼性の向上、設備稼働率の向上、あるいは補修・更
新計画，費用，時期等の適正化を図ることができる。
ば、機器の補修，更新計画の策定を、それらの重要度評
価結果に基づいて合理的かつ適切に実施でき、機器の運
転信頼性の向上、設備稼働率の向上、あるいは補修・更
新計画，費用，時期等の適正化を図ることができる。
【図１】本発明に係るプラントの信頼性評価方法および
更新評価方法を実施するための装置を示す構成図。
更新評価方法を実施するための装置を示す構成図。
【図２】本発明の処理の全体の流れを示すフローチャー
ト。
ト。
【図３】（ａ）は配管系統線図の一例を示す説明図、
（ｂ）は（ａ）に対応するＰ＆ＩＤにそった基本フォー
ルトツリーを示す説明図。
（ｂ）は（ａ）に対応するＰ＆ＩＤにそった基本フォー
ルトツリーを示す説明図。
【図４】自動フォールトツリー作成処理ルーチンを示す
フローチャート。
フローチャート。
【図５】故障モード設定時の構造関数の作成手順を示す
フローチャート。
フローチャート。
【図６】補修・点検による設備故障確率の時間変化を示
すグラフ。
すグラフ。
１ 情報入出力装置 ２ 情報管理装置 ３ 情報演算処理装置 ４ データベース装置
Claims (2)
- 【請求項１】プラント設備を構成する機器・部品に関す
る故障モード情報が表形式で表わされており、かつ故障
モード間の影響伝達の程度が定量的・定性的に設定され
ているＦＭＥＡ表を作成するとともに、設備の配管系統
線図および制御展開線図に基づき、機器を基本として構
成される基本フォールトツリーを作成し、前記ＦＭＥＡ
表と基本フォールトツリーとに基づき、故障モード間の
影響伝達経路を推定するとともに、設備についての複数
の故障モードの故障モデルを作成し、この故障モデルを
用いてプラントの信頼性を評価することを特徴とするプ
ラントの信頼性評価方法。 - 【請求項２】プラント設備を構成する機器・部品に関す
る故障モード情報が表形式で表わされ、かつ故障モード
間の影響伝達の程度が定量的，定性的に設定されるＦＭ
ＥＡ表を作成するとともに、設備の配管系統線図および
制御展開線図に基づき、機器を基本として構成される基
本フォールトツリーを作成し、前記ＦＭＥＡ表と基本フ
ォールトツリーとに基づき、故障モード間の影響伝達経
路を推定するとともに、設備についての複数の故障モー
ドの故障モデルを作成し、この故障モデルを構成する故
障モードに経年的な信頼性の変化を表わす関数を設定し
て故障モードの経年信頼性変化を推定するとともに、設
備信頼性変化を予測する際に、機器，部品の点検，取替
周期や取替部品の補修，更新優先度決定に重要度関数評
価を用い、点検，取替による機器，部品の信頼性回復等
の予測条件を考慮してプラントの信頼性変化を予測する
ことを特徴とするプラントの更新評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5337386A JPH07200981A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | プラントの信頼性評価方法および更新評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5337386A JPH07200981A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | プラントの信頼性評価方法および更新評価方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07200981A true JPH07200981A (ja) | 1995-08-04 |
Family
ID=18308147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5337386A Pending JPH07200981A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | プラントの信頼性評価方法および更新評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07200981A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005182544A (ja) * | 2003-12-19 | 2005-07-07 | Fuji Xerox Co Ltd | 故障モード影響解析システム及びこれに用いられるプログラム媒体 |
| KR100739081B1 (ko) * | 2005-07-15 | 2007-07-13 | (주)지디엔피솔루션 | 고장 메커니즘을 분석하는 방법 |
| CN101894595A (zh) * | 2010-06-24 | 2010-11-24 | 中国广东核电集团有限公司 | 一种应用于核电站系统的故障检测方法 |
| CN102867556A (zh) * | 2011-07-08 | 2013-01-09 | 中广核工程有限公司 | 核电站dcs安注系统信号失效的故障处理方法及系统 |
| CN109559048A (zh) * | 2018-12-02 | 2019-04-02 | 湖南大学 | 一种核电装备的系统可靠性评估方法 |
| WO2019175984A1 (ja) * | 2018-03-13 | 2019-09-19 | 三菱電機株式会社 | 故障度算出装置及び故障度算出システム |
| CN112837177A (zh) * | 2021-01-13 | 2021-05-25 | 国网湖北省电力有限公司营销服务中心(计量中心) | 一种电能计量设备用关键元器件基础数据源及质量评价方法 |
| CN117743805A (zh) * | 2024-02-19 | 2024-03-22 | 浙江浙能技术研究院有限公司 | 基于健康度评估反馈的发电机励磁系统分层级判别方法 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP5337386A patent/JPH07200981A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005182544A (ja) * | 2003-12-19 | 2005-07-07 | Fuji Xerox Co Ltd | 故障モード影響解析システム及びこれに用いられるプログラム媒体 |
| JP4507586B2 (ja) * | 2003-12-19 | 2010-07-21 | 富士ゼロックス株式会社 | 故障モード影響解析システム及び記録媒体 |
| KR100739081B1 (ko) * | 2005-07-15 | 2007-07-13 | (주)지디엔피솔루션 | 고장 메커니즘을 분석하는 방법 |
| CN101894595A (zh) * | 2010-06-24 | 2010-11-24 | 中国广东核电集团有限公司 | 一种应用于核电站系统的故障检测方法 |
| CN102867556A (zh) * | 2011-07-08 | 2013-01-09 | 中广核工程有限公司 | 核电站dcs安注系统信号失效的故障处理方法及系统 |
| WO2019175984A1 (ja) * | 2018-03-13 | 2019-09-19 | 三菱電機株式会社 | 故障度算出装置及び故障度算出システム |
| CN109559048A (zh) * | 2018-12-02 | 2019-04-02 | 湖南大学 | 一种核电装备的系统可靠性评估方法 |
| CN112837177A (zh) * | 2021-01-13 | 2021-05-25 | 国网湖北省电力有限公司营销服务中心(计量中心) | 一种电能计量设备用关键元器件基础数据源及质量评价方法 |
| CN112837177B (zh) * | 2021-01-13 | 2024-03-19 | 国网湖北省电力有限公司营销服务中心(计量中心) | 一种电能计量设备用关键元器件基础数据源及质量评价方法 |
| CN117743805A (zh) * | 2024-02-19 | 2024-03-22 | 浙江浙能技术研究院有限公司 | 基于健康度评估反馈的发电机励磁系统分层级判别方法 |
| CN117743805B (zh) * | 2024-02-19 | 2024-04-30 | 浙江浙能技术研究院有限公司 | 基于健康度评估反馈的发电机励磁系统分层级判别方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |