WO2023281597A1 - プラントの保全管理情報の処理方法及び処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】プラントを構成する機器にて事故が発生する頻度を把握するために算出したリスクについて、プラントの操業の安全管理に活用しやすいように情報処理を行う技術を提供する。 【解決手段】流体の処理を行うプラントの保全管理情報の処理に関して、プラント構成する複数の機器にて発生し得ることが想定される複数の事故についてのリスクに基づき、プラントを平面図を複数のブロックに分けてに表示し、各ブロックに対してリスクの高さの度合いを評価した結果を示す評価情報を付加してモニターに表示する。さらに、これら複数のブロックから選択されたブロックに含まれる機器についての３次元画像をモニターに表示する。

Description

プラントの保全管理情報の処理方法及び処理システム

　本発明は、プラントを構成する機器の保全管理情報を処理する技術に関する。

　流体の処理を行うプラントには、多数の機器が設けられている。これらの機器が故障すると、正常な処理を実施できなくなるおそれがあるばかりか、火災や環境汚染などのより大きな災害を引き起こす場合もある。そこでプラントに設けられている各機器の検査・修理を実施する保全作業が実施される。

　この保全作業につき、プラントには極めて多数の機器が設けられている場合があるところ、全ての機器について同じ頻度で検査・修理を行うことは、作業量が膨大となってしまうおそれがあり効率的でない。　
　そこで従来は、アベイラビリティ向上（プラントの稼働継続）の観点から、プラントの稼働に対する影響度が大きな機器は、保全作業の実施間隔を短くし、影響度の小さな機器は、その実施間隔を長くする保全計画を立てることが一般的であった。

　しかしながら、冗長化されている機器などにおいては、アベイラビリティの観点ではそれほど影響度が大きくなくても、火災や環境汚染の防止など、安全性向上の観点では重要な機器もある。このように、従来の保全業務は、プラントの安全性向上にどの程度寄与しているのか、定量的に把握することが困難であった。

　そこで出願人は、保全管理の対象となる機器に関するリスクの概念を新たに定義し、このリスクの算出結果に基づいて保全作業の対象となる機器や、事故を防止するための安全装置をリストアップする手法を提案している（特許文献１）。　
　さらに出願人は、この新たなリスクの概念について、機器の保全計画の策定のみならず、日常的なプラントの操業に際して、予測的な安全管理に活用することが可能であると考えている。

　ここで特許文献１には、プラントなどを構成する機材の保守履歴情報を用いて、その機材の故障や性能劣化に係る確率分布を学習した結果に基づき、交換機材のリストを出力する技術が記載されている。また特許文献２には、プラントに含まれる配管の寿命情報などに基づいて保守の工程フローを自動的に生成し、この保守計画を評価する指標（ＫＰＩ：Key Performance Indicator）と共に提示することにより、複数の保守計画の比較を可能とする技術が記載されている。　
　しかしながら、特許文献１、２のいずれにも、機器の保守に係る指標を、日常的なプラントの操業の安全管理に活用する技術は記載されていない。

特許６８２１０８５号公報 特許６１９２７２７号公報 特開２０２０－１９０８５５

　本発明は、このような背景の下になされたものであり、プラントを構成する機器にて事故が発生する頻度を把握するために算出したリスクについて、プラントの操業の安全管理に活用しやすいように情報処理を行う技術を提供する。

　本発明は、流体の処理を行うプラントの保全管理情報の処理方法であって、
　前記プラントを構成する複数の機器にて発生し得ることが想定される複数の事故について、各事故の起因となり得る事故起因事象の発生頻度と、当該事故の発生を防止するための安全装置の正常動作の失敗確率との乗算値であるリスクを算出した結果と、前記プラントを構成する複数の前記機器を複数のブロックに分けて表示した平面図と、前記リスクを算出した各々の前記機器についての前記プラント内における配置を示す３次元画像とについてのデータを記憶部に記憶する工程と、
　前記記憶部に記憶されている前記平面図及び前記リスクのデータをコンピュータにより取得し、前記平面図内の各々の前記ブロックに対し、当該ブロックに含まれる前記機器について算出された前記リスクの高さの度合いを評価した結果を示す評価情報を付加する画像処理を行って、前記コンピュータに接続されたモニターに表示する工程と、
　前記コンピュータに接続された入力部を介し、前記モニターに表示された前記平面図内に表示されている前記複数のブロックについての選択を受け付け、前記コンピュータにより、選択された前記ブロックに含まれる機器についての前記３次元画像のデータを前記記憶部から取得して前記モニターに表示する工程と、を含むことを特徴とする。

　前記プラントの保全管理情報の処理方法は以下の特徴を備えていてもよい。　
（ａ）前記評価情報は、前記リスクの高さの度合いを評価する指標が変動する可能性のある範囲を複数のリスク評価範囲に分割し、前記機器について算出された前記指標がいずれのリスク評価範囲に含まれているかを示す情報であること。さらに、前記評価情報は、前記複数のリスク評価範囲に対応付けて設定され、前記モニターに表示可能な色彩であり、前記画像処理は、前記機器について算出された前記指標が含まれている前記リスク評価範囲を示す色彩を各々の前記ブロックに付して表示する処理であること。
（ｂ）前記ブロックに複数の前記機器が含まれている場合、それぞれの前記機器について算出された前記リスクの積算値に応じた前記評価情報を付加して、各々の前記ブロックが表示されること。
（ｃ）前記３次元画像を前記モニターに表示する工程では、前記３次元画像内に表示された機器に対して、前記機器が前記事故起因事象に係る機器である場合には前記発生頻度の高さの度合い、または前記機器が前記安全装置である場合には前記正常動作の失敗確率の高さの度合いを評価した結果を示す機器評価情報を付す画像処理が行われること。
（ｄ）前記記憶部に記憶する工程では、前記機器が前記事故起因事象に係る機器である場合には前記発生頻度の高さ、または前記機器が前記安全装置である場合には前記正常動作の失敗確率の高さが予め設定された度合い以上である場合、またはこれらの機器に係る事故発生を想定した場合の前記プラントの操作手順を示す動画のデータを前記記憶部にさらに記憶し、前記入力部を介して、前記３次元画像を前記モニターに表示する工程にて表示された前記機器の選択を受け付け、前記コンピュータにより、前記選択された機器についての前記動画のデータを前記記憶部から取得して、前記モニターにて再生可能に表示する工程を含むこと。

　本発明は、プラントを複数のブロックに分けた平面図としてモニターに表示するにあたり、各ブロックに含まれる機器のリスクの高さの度合いを評価した結果を示す評価情報を併記する。さらに、平面図内のブロックの選択を受け付けて、当該ブロックに含まれる機器についての３次元画像を表示することが可能となっている。これにより、事故の発生するリスクが高いブロック内に配置された各機器の構成や、外観形状、他の機器との接続状態などを前もって把握することができる。

実施の形態に係るプラントの保全管理情報の処理システムのブロック図である。 保全管理画面の構成例である。 選択した機器周辺の３Ｄ画像を表示した保全管理画面である。 事故が発生した場合のプラントの操作手順を示す動画再生ウィンドウを表示した保全管理画面である。

　はじめに図１を参照して、実施の形態に係るプラントの保全管理情報の処理システム２（以下、単に「処理システム２」ともいう）の概要を説明する。図１は、本例の処理システム２及びこれを用いた安全管理が行われるプラント１の概要を示すブロック図である。

　プラント１は、流体の処理を行う機能を備えていれば特段の限定はなく、天然ガスの液化や天然ガス液の分離、回収などを行う天然ガスプラント、原油や各種中間製品の蒸留や脱硫などを行う石油精製プラント、石油化学製品や中間化学品、ポリマーなどの生産を行う化学プラント、薬剤やその中間製品の生産を行う製薬プラント、低レベル放射性廃棄物の廃棄物処理プラントなどを例示することができる。　
　なお、本願において「流体」には、気体、液体に加え、流動性を有する粉粒体（粉体、粒体やペレットなど）も含んでいる。

　プラント１には、塔槽や熱交換器などの静機器、ポンプなどの動機器、これら静機器や動機器の間に設けられる配管に加え、各種制御（計装）機器や電気機器など、多数の機器が設けられている。これらの機器には、以下に説明するリスクを算出して策定した保全計画に基づいて保全作業が実施されるものが含まれる。

　本例の処理システム２は、以下に説明するリスクの概念を利用し、プラント１の敷地内におけるリスクの分布状況を、当該プラント１の平面図に対応付けて把握することが可能なように構成されている。　
　処理システム２は、例えばコンピュータにより構成される。処理システム２を構成するコンピュータは、当該プラント１の統括制御を行うために設けられる、プラント１の敷地内の中央制御室に設けてもよいし、プラント１の敷地からは遠隔の地にあるオフィスに設けてもよい。

　処理システム２の具体的な構成例を説明する前に、本例の処理システム２にて用いるリスクの概念について説明しておく。　
　本例の処理システム２は、プラント１の機器に係る情報のうち、機器の保全管理を実施するために必要な情報として、「事故起因事象の発生頻度」と、「安全装置の正常動作の失敗確率」とを用いる。

　事故起因事象は、抽出された各事故の起因となり得る事象である。例えば流体を貯蔵するタンクにて、液レベルを制御しながら液体の受け入れ、払い出しが行われているとする。このとき、液レベルの制御に係るコントロールシステムにて障害が発生すると、液体のオーバーフローが発生するおそれが生じる。この例において、「液体のオーバーフロー」は想定事故であり、「コントロールシステム障害」は、事故起因事象である。

　処理システム２による保全管理の対象となる各機器について、想定事故は網羅的に抽出されることが好ましい。この観点で、プラント１の機器やプロセスに詳しい技術者を交え、ＨＡＺＯＰ（Hazard and Operability Study）やＦＥＭＡ（Failure Mode and Effects Analysis）など、プラント１の安全性評価に係る体系的な手法を用いて想定事故の抽出を行うとよい。

　安全装置は事故起因事象が発生した場合であっても、事故の発生を防止するためにプラント１に設けられている機器の一種である。上述の例において、液レベルの制御のコントロールシステムに設けられている液レベル計とは別に、液体の受け入れを停止するインターロック用の液レベル計が設けられているとする。この例において、「インターロック用の液レベル計」は安全装置である。

　以上に説明した事故起因事象に関し、ある機器について予め設定された期間中（本例では１年）に所定の事故起因事象が発生し得る回数が「発生頻度」である。また、ある安全装置について予め設定された期間中（本例では１年）に、安全装置が正常に動作しないおそれのある回数が「失敗確率」である。

　これら「事故起因事象」や「安全装置の失敗」は、プラント業界全体で発生実績が継続的に集計され、これらの発生実績に基づいて算出された「機器ごとの事故起因事象の発生頻度」や「安全装置ごとの失敗確率」がデータベースとして販売されている。プラント１の運転開始時などにおいては、このような市販のデータを入手して記憶部２２に各想定事故と対応付けて記憶してもよい。
　また、ユーザーが同種の他のプラントを所有している場合などにおいては、他のプラントにおける「事故起因事象の発生頻度」や「安全装置の失敗確率」を用いてもよい。

　さらにプラント１が稼働した後において、当該プラント１にて事故起因事象や安全装置の失敗が実際に発生した場合には、これらの発生実績を反映して「事故起因事象の発生頻度」や「安全装置の失敗確率」を求めてもよい。例えばベイズ推定を利用することにより、発生実績の反映を行うことができる。

　ある機器（安全装置の場合も含む）についての故障の発生頻度について、不確定性の対数正規分布（lognormal uncertainty distribution）に基づく故障時間の平均値がＸmean、分散がＶａｒであるとする。このとき、当該機器にて故障が発生するまでの時間を適当な確率分布を用いて表現することができる。例えばガンマ分布の確率密度は下記（１）式で表すことができる。
 

　ここで、α（＝（Ｘmean）^２／Ｖａｒ）、β（＝Ｘmean／Ｖａｒ）であり、ΓはΓ関数である。

　このとき、例えば市販のデータベースに記載の故障時間をＸmean、当該故障時間を得る元データの分散をＶａｒとすると、上記（１）式は、初期状態からの故障の発生頻度の経時変化と理解することができる。

　例えばプラント１が同じ機器を５基備え、これらの機器を２０年間運転した結果、１回の故障が発生したとする。当該機器においては延べ１００年に１回の故障が発生したと言える。この故障発生実績と初期状態（事前パラメータＸmean、Ｖａｒ）とに基づき、ベイズ推定により事後パラメータ（Ｘmean’、Ｖａｒ’）を求めると、事後パラメータは各々、下記（２）、（３）式を用いて算出できる。　
　Ｘmean’＝（α０＋故障発生回数）／（β０＋延べ稼働時間）　…（２）
　Ｖａｒ’＝（α０＋故障発生回数）／（β０＋延べ稼働時間）^２ …（３）
　こうして機器の故障の発生実績を反映した、故障の発生頻度の経時変化を求めることができる。ここで、α０、β０は、既述のデータベースに記載の故障時間をＸmean、元データの分散をＶａｒからの算出値である。

　以上の手法を実施する場合は、プラント１に設けられた各機器に係る事故起因事象や安全装置の失敗の発生実績（発生回数及び発生するまでの時間）を取得する。さらに処理システム２にて、当該情報に基づく上述の計算を行い、上記発生実績を反映した「事故起因事象の発生頻度や安全装置の失敗確率」を求める。

　ここで本保全管理システム２の対象となる安全装置は、上述の「インターロック用の液レベル計」などの安全計装装置（ＳＩＳ：Safety Instrument System）に限定されない。安全弁やアラームなどの安全計装装置以外の安全装置についても、「安全装置の失敗」の発生実績のデータを反映・更新して保全管理に用いる。これら安全装置に加え、「事故起因事象を発生させ得る機器（例えば既述の液レベル制御の「制御弁」など）に対しても同じように発生実績のデータを反映・更新することができる。

　次いで、上述の「事故起因事象の発生頻度」及び「安全装置の失敗確率」を用いて求めるリスクの内容について説明する。例えばある機器に、想定事故の発生を防止するための安全装置が設けられている場合には、事故起因事象が発生しても、安全装置が正常に動作すれば、想定事故は発生しない。また、安全装置が正常に動作しない状態であっても、事故起因事象が発生しなければ、想定事故は発生しない。　
　即ち、「事故起因事象が発生し」且つ「安全装置が正常に動作しない」場合に想定事故が発生することになる。

　上記の考え方に基づき、リスク評価部２３は、下記（４）式を用いて想定事故の発生リスクを計算する。
　リスク＝（事故起因事象の発生頻度）×（安全装置の失敗確率）…（４）
　また、機器の中には、安全装置が多重に設けられている場合がある。この場合には、リスク評価部２３は各安全装置の失敗確率を重ねて乗算した下記（４）’式に基づいて前記リスクを算出する。なお（４）’式には、２つの安全装置（１次安全装置、２次安全装置）を備える場合の例を示してある。
　リスク＝（事故起因事象の発生頻度）×（１次安全装置の失敗確率）
　　　　　　×（２次安全装置の失敗確率）…（４）’

　ここで例えば発生頻度や失敗確率が故障の発生までの時間の関数で表されている場合は、例えば当該機器の新設、更新、最後の修理をした時点をゼロ点として、現時点におけるこれらの値を読み取ってリスクの計算を行う。

　以上に説明した手法により算出したリスクについて、当該リスクの許容値範囲の上限値として予め設定されたしきい値と比較する。これにより、ある想定事故について、算出したリスクがしきい値より大きい場合には、想定事故の発生リスクが許容範囲を超えていると評価することができる。

　この結果、当該リスクを算出する元となった機器及び安全装置を保全対象候補としてリストアップすることが可能となる。プラント１のユーザーは、これらの機器及び安全装置についての具体的な保全スケジュールを作成することにより、各想定事故に関連して系統立てた保全の計画の策定、実行が可能となる。

　さらに本例の処理システム２は、以上に説明したリスクの算出結果を利用して、日常的なプラント１の操業の安全管理に活用することが可能となっている。以下、図１～図４を参照しながら、当該機能に係る構成について説明する。　
　図１に示すように処理システム２は、プラント１の機器に係る情報を取得する情報取得部２１と、保全管理を実施するために必要な各種の情報を記憶する記憶部２２と、これらの情報に基づいて、既述のリスクの算出などを行うリスク評価部２３と、算出されたリスクを利用してユーザーに安全管理に係る情報を提供するための画像処理部２４及び入出力制御部２５を備えている。

　情報取得部２１は、プラント１の機器に係る情報のうち、既述の「事故起因事象の発生頻度」と、「安全装置の正常動作の失敗確率」とを取得する（データを記憶する工程）。これらの情報は、ユーザーによって個別に入力されてもよいし、別途、用意されたデータベースから取得してもよい。　
　データの個別入力が行われる場合は、情報取得部２１はコンピュータの入力端末などとして構成され、データベースからの取得を行う場合は、情報取得部２１は記録媒体の読取端末や、外部とのデータ通信を行う通信部として構成される。

　記憶部２２には、情報取得部２１を介して取得した「事故起因事象の発生頻度」と、「安全装置の正常動作の失敗確率」の値や、これらの値から算出したリスクの値、当該リスクを評価するための既述のしきい値とを対応付けたデータベースが記憶されている。

　さらに、記憶部２２には、プラント１を構成する多数の機器を複数のブロックに分けて表示した平面図のデータと、プラント１内における各機器の配置を示す３次元（３Ｄ）画像のデータと、機器の操作手順を示す動画のデータとが記憶されている。これらのデータを記憶部２２に記憶させる動作も、本実施の形態の「データを記憶させる工程」に相当する。

　これらの平面図や３Ｄ画像、動画は、処理システム２に直接、設けられたモニター３を介して提示してもよい。また、通信網を介して処理システム２と接続された、例えばクライアントコンピュータやタブレット端末などのモニター３を介してユーザーに提示する構成としてもよい。　
　このとき、プラント１の平面図や３Ｄ画像に対しては、プラント１内の各機器について算出したリスクの高さの度合いを評価した結果を示す評価情報と関連付ける画像処理を実施したうえでユーザーへの提示が行われる。

　例えば図２のリスクマップウィンドウ３４中に示すように、本例のプラント１の平面図は、敷地内におけるプラント１の各機器の配置に沿って、当該敷地を複数の領域であるブロック３４１に分割して模式的に表示した図である。一般に、多数の機器を備えるプラント１においては、プロセス流体の処理や用役供給などといった機器の設置目的や、流体を処理する順序、機器同士の関連性に応じ、多数の機器が複数のグループに分けられている。また各機器グループを構成する機器は、共通の領域にまとめて配置される場合が多い。

　プラント１の平面図は、このような機器グループの配置に対応させて複数のブロック３４１に分けて表示される。図２中に示すように、平面図においてブロック３４１には、それぞれのブロック３４１内の主要機器３４２を模式的に表示してもよい。

　また図３の３Ｄ表示ウィンドウ３５中に示すように、例えば３Ｄ画像３５１には、敷地内に立って見た際のプラント１の外観（各機器の外観形状、配置位置や配管を介した接続関係）が三次元表示されている。３Ｄ画像３５１には、プラント１の設計時に作成した３Ｄ－ＣＡＤ（Computer-Aided Design）データを利用することが可能である。３Ｄ－ＣＡＤデータを利用することにより、視点の移動やズームイン／ズームアウトの操作などを自由に行うことができる。

　さらに、動画には、既述のリスクに係る事故起因事象が生じた場合に想定される事故（想定事故）の発生に際して実施すべきプラント１の操作手順を説明したアニメーションや実写映像が含まれる。　
　例えば既述の流体を貯蔵するタンクにて、事故起因事象である液レベルの制御に係るコントロールシステム障害が生じ、想定事故である液体のオーバーフローが発生したとする。この場合、「貯蔵タンクへ流体を供給する供給ポンプの停止」や「貯蔵タンクの周囲の排液溝からオーバーフローした液体を排出するための排液ポンプの稼働」などの動画が予め用意されている。

　また、記憶部２２に記憶されている動画として、機器のリスクの高さが予め設定された度合いを超えた場合に、実施すべきプラント１の操作手順を含めてもよい。　
　例えば液レベルの制御に係るコントロールシステム障害（事故起因事象）に伴う液体のオーバーフローの発生のリスクが高くなってきた場合に、「該当する貯蔵タンクの液レベルアラームがなった場合、即座に貯蔵タンクへ流体を供給する供給ポンプを停止する操作」などが挙げられる。これにより、実際にシステム障害が発生した際に液体のオーバーフローが発生することを回避できる。

　図１の説明に戻ると、リスク評価部２３は、情報取得部２１を介して取得した「事故起因事象の発生頻度」と「安全装置の正常動作の失敗確率（安全装置の失敗確率）」とを用い、既述の手法によりリスクを算出する。また、リスク評価部２３は、（２）、（３）式を用いて説明した手法により、これら事故起因事象の発生頻度や安全装置の失敗確率の経時変化を求め、その結果からリスクの経時変化を算出してもよい。リスクの経時変化は、例えば図２のリスク表示ウィンドウ３３中に示すように、リスクトレンドグラフ３３１としてユーザーに提示される。

　さらに本例のリスク評価部２３は、プラント１の平面図に付加される情報として、各ブロック３４１に含まれる機器について算出されたリスクの高さの度合いを評価した結果を示す評価情報の算出を行う。当該評価情報の算出について、リスク評価部２３は、平面図内の各ブロック３４１に含まれている複数の機器について算出された現在のリスクの値を記憶部２２から取得する。そして、これらのリスクの値を積算した積算値をブロック３４１毎に求める。本例において、リスクの値の積算値は、各ブロック３４１におけるリスクの高さの度合いを評価する指標に相当する。

　次いでリスク評価部２３は、上述のリスクの積算値の高さの度合いを示す評価を行う。各ブロック３４１については、リスクの積算値が変動する可能性のある範囲が予め設定されており、この変動範囲が複数のリスク評価範囲に分割されている。リスク評価部２３は、算出したリスクの積算値がいずれのリスク評価範囲に該当しているかを特定し、ブロック３４１の識別情報と対応付けて、その特定結果を画像処理部２４へと出力する。例えばリスクの積算値の変動範囲が３段階のリスク評価範囲に分割されている場合、最小リスク評価範囲を示す「１」から、最大リスク評価範囲を示す「３」までに対応する情報が画像処理部２４へと出力される。

　この他、本例のリスク評価部２３は、図３に示す３Ｄ画像３５１内に表示された機器３５２に対して、当該機器が前記リスクの算出するための事故起因事象に係る機器である場合や、安全装置である場合には、事故起因事象の発生頻度や安全装置の失敗確率の高さの度合いを評価し、その結果を示す機器評価情報の算出を行う。当該機器評価情報の算出について、表示する３Ｄ画像３５１内に、これら事故起因事象の発生頻度や安全装置の失敗確率と対応付けられた機器が含まれている場合には、リスク評価部２３は、これら発生頻度や失敗確率の値を記憶部２２から取得する。

　例えば既述の液体のオーバーフローの例では、３Ｄ画像３５１内に前記貯蔵タンクのコントロールシステムが含まれている場合には、リスク評価部２３は、このコントロールシステムに係る現在の発生頻度の値を取得する。また、３Ｄ画像３５１内に前記貯蔵タンクのインターロック用の液レベル計が含まれている場合には、リスク評価部２３は、この液レベル計にて貯蔵タンク内の液レベルを検出する動作の現在における失敗確率の値を取得する。

　次いでリスク評価部２３は、３Ｄ画像３５１に表示される機器３５２について事故起因事象の発生頻度の高さの度合いや、安全装置の失敗確率の高さの度合いの評価を行う。事故起因事象の発生頻度や安全装置の失敗確率の値が取得されている機器に対しては、これらの値が変動する可能性のある範囲が予め設定されており、この変動範囲が複数の評価範囲に分割されている。リスク評価部２３は、取得した事故起因事象の発生頻度や安全装置の失敗確率の値がいずれの評価範囲に該当しているかを特定し、機器の識別情報と対応付けて、その特定結果を画像処理部２４へと出力する。評価範囲の設定例は、例えば既述の平面図のブロック３４１における評価情報に対するリスク評価範囲の設定例と同様である（「１～３」の３段階）。

　次に画像処理部２４の機能について説明する。画像処理部２４は、モニター３に対してプラント１の平面図を表示するにあたり、各ブロック３４１に対して、リスク評価部２３から取得した評価情報（リスクの積算値）の評価結果を示す評価情報を付加する画像処理を行う。本例の画像処理部２４は、評価情報を評価するための既述のリスク評価範囲（「１～３」の３段階の番号）に対応付けて、モニター３に表示可能な「青／黄／赤」の色彩を付す画像処理を行う。この画像処理により、図２のリスクマップウィンドウ３４のプラント１の平面図を表示するにあたり、リスク評価部２３にて算出したリスクの積算値に応じた評価情報を付加した状態にて、各ブロック３４１を表示することができる。

　さらに画像処理部２４は、モニター３に対して選択された３Ｄ画像３５１を表示するにあたり、事故起因事象の発生頻度や安全装置の失敗確率が取得されている機器に対して、リスク評価部２３から取得した機器評価情報（事故起因事象の発生頻度や安全装置の失敗確率の値）の評価結果を示す評価情報を付加する画像処理を行う。本例の画像処理部２４は、機器評価情報を評価するための既述の評価範囲（「１～３」の３段階の番号）に対応付けて、「青／黄／赤」の色彩を付す画像処理を行う。この画像処理により、図３の３Ｄ表示ウィンドウ３５の３Ｄ画像３５１を表示するにあたり、リスク評価部２３にて取得した既述の発生頻度や失敗確率の高さの度合いに応じた機器評価情報を付加した状態にて、各機器３５２を表示することができる。

　入出力制御部２５は、処理システム２に接続された入力部を介し、プラント１の平面図、３Ｄ画像３５１及び事故発生時の機器の操作手順を示す動画の表示命令を受け付ける。処理システム２にモニター３が直接、接続されている場合、タッチパネルディスプレイを構成するモニター３自体や、キーボードなどが入力部に相当する。通信網を介して処理システム２とモニター３とが接続されている場合、処理システム２に設けられた不図示の通信手段が入力部に相当する。

　入出力制御部２５は、プラント１の平面図や３Ｄ画像３５１の表示命令を受け付けた場合、リスク評価部２３や画像処理部２４に対して当該表示命令を出力する。リスク評価部２３は、取得した表示命令に応じ、記憶部２２に記憶されている各機器のリスクや事故起因事象の発生頻度、安全装置の失敗確率の値を取得する。そして、ブロック３４１のリスクの積算値や、３Ｄ画像３５１に表示される機器３５２の事故起因事象の発生頻度や安全装置の失敗確率の高さの度合いについての評価情報、機器評価情報を特定し、画像処理部２４へ出力する。なお、算出した評価情報、機器評価情報を直接、画像処理部２４へ出力する手法に替えて、例えばリスクの算出時や、事故起因事象の発生頻度、安全装置の失敗確率の取得時に、各ブロック３４１や機器の識別情報と対応付けて、評価情報、機器評価情報を記憶部２２に記憶させておいてもよい。

　また画像処理部２４は、取得した表示命令に応じ、記憶部２２に記憶されている平面図のデータや３Ｄ画像３５１のデータを取得する。そして、リスク評価部２３または記憶部２２から取得した評価情報、機器評価情報に応じた色彩を付す画像処理を行い、入出力制御部２５へ出力する。
　入出力制御部２５は、画像処理部２４から取得した平面図のデータや３Ｄ画像３５１のデータが所定の表示形式に応じて、例えば図２、図３に示すリスクマップウィンドウ３４や３Ｄ表示ウィンドウ３５内に表示されるように、モニター３へと出力する。この観点で、本実施の形態の入出力管理部２５は、本発明の「出力制御部」の機能を備えている。

　このほか、入出力制御部２５は、動画データの表示命令を受け付けた場合、選択された機器に対応付けて記憶部２２に記憶されている動画データを読み出す。そして、図４に示す動画表示ウィンドウ３６内に表示されるように、モニター３へと経時的に出力する。　
　上述のリスク評価部２３、画像処理部２４、入出力制御部２５の各動作は、記憶部２２に格納されたプログラムの設定に基づいて実行される。

　以上に説明した構成を備える処理システム２の動作について、図２～図４を参照しながら説明する。これらの図は、タッチパネルディスプレイとして構成されたモニター３に表示される保全管理画面３１の構成例を示している。　
　図２～図４に記載の保全管理画面３１において、グレーで塗りつぶされているボタンは、操作実行中のボタンを示している。また、グレーアウト表示されているボタンは、その時点で操作することのできないボタンを示している。

　図２に示すように、この例の保全管理画面３１は、入力部の一部をなす６個のボタン３２１～３２６を備えている。　
　「開く」ボタン３２１は、保全管理画面３１を用いて管理する対象となるプラント１を選択するウィンドウ（不図示）を開くためのボタンである。「開く」ボタン３２１は、例えば共通の工場敷地内に複数のプラント１が設けられている場合や、異なる地域に設けられている複数のプラント１を遠隔地から管理する場合などに用いられる。

　３Ｄ表示ボタン３２２は、リスクマップウィンドウ３４に表示されたブロック３４１を指定して、そのブロック３４１に含まれる機器の３Ｄ画像３５１を表示するためのボタンである。　
　また操作表示ボタン３２３は、３Ｄ画像３５１に表示された機器３５２を指定して、当該機器における事故の発生時や、当該事故に係る事故起因事象の発生頻度や安全装置の正常動作の失敗確率の値が高くなった際に実施される操作手順を説明した動画を表示するためのボタンである。

　更新ボタン３２４は、保全管理画面３１を介して記憶部２２に記憶されている「事故起因事象の発生頻度」や「安全装置の正常動作の失敗確率」の値、リスクの経時変化を算出するための（１）～（３）式のパラメータの値などの入力、編集を行った場合に、編集結果を登録するためのボタンである。この操作により、保全管理画面３１の各ウィンドウ３３～３５に表示されている内容を更新することができる。　
　また設定ボタン３２５は、保全管理画面３１を介して各ウィンドウ３３～３６の表示の設定などを変更するためのボタン、「閉じる」ボタン３２６はが保全管理画面３１を閉じるボタンである。

　保全管理画面３１を表示した状態にて、「開く」ボタン３２１を押すと、不図示の選択ウィンドウが開く。この選択ウィンドウ中にリストアップされたプラント１を選択すると、選択されたプラント１の平面図を表示したリスクマップウィンドウ３４が開く。　
　リスクマップウィンドウ３４に表示された平面図において、プラント１は、既述のように複数のブロック３４１にブロック分けされ、各ブロック３４１にはリスクの積算値に応じた評価情報である「青／黄／赤」の色彩が付されている（評価情報を付加したブロック３４１をモニター３に表示する工程）。図２～図４においては、図示の便宜上、青色に替えてドットパターン、黄色に替えて縦線パターン、赤色に替えて斜線パターンを各々のブロック３４１に付してある。

　リスクマップウィンドウ３４に表示されているブロック３４１を選択すると、リスクの算出が行われている機器のリストが表示された不図示の選択ウィンドウが開く。この選択ウィンドウから特定の機器を選択すると、リスクトレンドグラフ３３１の表示されたモニター３が開く。このリスクトレンドグラフ３３１により、当該機器について予測されるリスクの経時変化を確認することができる。リスクトレンドグラフ３３１には、既述のしきい値を併記してもよい。

　また、３Ｄ表示ボタン３２２を押した状態で、リスクマップウィンドウ３４のブロック３４１を選択すると、３Ｄ表示ウィンドウ３５が開く（３Ｄ画像３５１をモニター３に表示する工程。図３）。既述のように３Ｄ画像３５１が、３Ｄ－ＣＡＤデータを利用している場合には、３Ｄ表示ウィンドウ３５内にてポインタを移動させることなどにより、視点の移動やズームイン／ズームアウトの操作などを自由に行うことが可能である。この結果、３Ｄ画像３５１を用いて、確認したい機器３５２の外観形状や配置位置、他の機器のとの配置関係、配管の接続状態などを自由に表示することができる。

　さらに３Ｄ表示ウィンドウ３５に表示された３Ｄ画像３５１において、事故起因事象の発生頻度や安全装置の正常動作の失敗確率が取得されている機器３５２には、これらの値の高さの程度に応じた機器評価情報である「青／黄／赤」の色彩が付されている。図３、図４においては、図示の便宜上、機器評価情報が付された機器３５２を破線で囲んで示してある。

　また、３Ｄ表示ウィンドウ３５が開くと、保全管理画面３１の操作表示ボタン３２３のグレーアウト表示が解除され、操作可能な状態になる。そこで操作表示ボタン３２３を押した状態で、３Ｄ表示ウィンドウ３５の機器３５２を選択すると、動画表示ウィンドウ３６が開く（動画をモニター３にて再生可能に表示する工程。図４）。１つの機器３５２に対して複数の動画が登録されている場合には、動画を選択するウィンドウ（不図示）を開く構成としてもよい。　
　この動画表示ウィンドウ３６に表示された操作ボタンを押して、動画を再生すると、当該機器３５２に関して想定される事故が発生した場合や当該事故に係る事故起因事象の発生頻度や安全装置の正常動作の失敗確率の値が高くなった際に実施すべきプラント１の操作手順を説明した動画が再生される。

　本実施の形態に係る処理システム２によれば以下の効果がある。プラント１を複数のブロック３４１に分けた平面図としてモニター３に表示するにあたり、各ブロック３４１に含まれる機器のリスクの高さの度合い（リスクの積算値）を評価した結果を示す評価情報（色彩情報）を併記する。さらに、平面図内のブロック３４１の選択を受け付けて、当該ブロック３４１に含まれる機器についての３Ｄ画像３５１を表示することが可能となっている。これにより、相対的に事故の発生するリスクが高いブロック３４１内に配置された各機器３５２の構成や、外観形状、他の機器との接続状態などを、オペレータが前もって把握することができる。

　さらに、３Ｄ画像３５１に表示された機器３５２についても事故起因事象の発生頻度や安全装置の正常動作の失敗確率の高さの度合いを評価した結果を示す機器評価情報（色彩情報）が併記されている。このため、事故の発生するリスクを高くする要因となる機器３５２を選択して、事故発生時や当該事故に係る事故起因事象の発生頻度や安全装置の正常動作の失敗確率が高くなった際に実施すべきプラント１の操作の内容を、オペレータが前もって学習することができる。　
　なお、事故発生時などに実施すべき操作を示す情報は、動画に限定されるものではない。例えば、文章と図面で表現された操作マニュアルを保全管理画面３１内に表示してもよい。

　ここで、リスクマップウィンドウ３４は、多重に展開可能に構成されていてもよい。例えば図２のリスクマップウィンドウ３４中に表示されている特定のブロック３４１を選択すると、新たなリスクマップウィンドウ３４を開く構成としてもよい。新たなリスクマップウィンドウ３４には、選択されたブロック３４１内に設けられている機器が、さらに複数のブロック（詳細ブロック）に分けて表示され、各々の詳細ブロックに含まれる機器のリスクの積算値に応じた評価情報（この例では「青／黄／赤」の色彩）が付されている。このとき、元のブロック３４１の評価情報は、例えば詳細ブロックが配置されている領域を示す枠線の色彩として併記してもよい。

　さらに、３Ｄ表示ウィンドウ３５を開いたとき、リスクマップウィンドウ３４に表示されているブロック３４１との対応関係が視覚的に理解できるように、プラント１内の機器を上方側から見た３Ｄ鳥瞰図を初期画像として表示する構成としてもよい。そして、この３Ｄ鳥瞰図の状態から、確認したい機器へ向けて視点の移動やズームイン操作を行うことにより、プラント１内における対象機器の配置位置などを総合的に把握することができる。　
　このとき、３Ｄ鳥瞰図内には、各ブロック３４１に対応する領域内全体に、既述のリスク評価情報（この例では「青／黄／赤」の色彩）を付してもよい。なお、ブロック３４１に付する色彩は、半透明表現として、個別の機器３５２に付されている機器評価情報に対応する色彩も同時に確認できるようにしてもよい。

　また、リスクマップウィンドウ３４に表示されるブロック３４１に併記される評価情報や、３Ｄ表示ウィンドウ３５に表示される３Ｄ画像３５１内の機器３５２に併記される機器評価情報は、既述のように異なる色彩を付す場合に限定されない。例えば「１、２、３、…」や「Ａ、Ｂ、Ｃ、…」など、リスクの高さの度合いに対応付けられた符号を付してもよい。また例えば、３Ｄ画像３５１や機器３５２に対して、リスクの積算値や事故起因事象の発生頻度、安全装置の正常動作の失敗確率の値を数値にて併記してもよい。さらに併記された数値について、該当するリスク評価範囲などに応じた色分けをしてもよい。

　この他、ブロック３４１に複数の機器が含まれている場合、当該ブロック３４１のリスクの高さの度合いを示す指標は、これら複数の機器についてのリスクの積算値に限定されない。例えばリスクの高さが最も高い機器についてのリスクの値を、そのブロック３４１に含まれる機器についてのリスクの高さの度合いを評価する指標としてもよい。この場合には、複数算出されたリスクの中の最高値を評価した結果に基づいて評価情報を付加して、各々のブロック３４１に併記する場合を例示できる。

　ここで図１では、機器のリスクを算出した結果やプラント１の平面図、３Ｄ画像３５１、動画のデータを記憶した記憶部２２と、リスク評価部２３、画像処理部２４及び入出力制御部２５の機能とを共通のコンピュータからなる処理システム２内に構成した例を示した。　
　本実施の形態の処理システム２の構成はこの例に限定されるものではない。

　例えばクライアント／サーバーシステムのサーバー側に記憶部２２を設け、リスク評価部２３、画像処理部２４及び入出力制御部２５の機能を備えたクライアント側のコンピュータやタブレット端末を処理システム２としてもよい。このことは、クラウドシステムのクラウド側に記憶部２２の機能を設けた場合についても同様である。　
　これらの例では、リスクを算出した結果やプラント１の平面図、３Ｄ画像３５１、動画のデータは、記憶部２２に設けられた通信部を介して取得される。

１　　　　　プラント
２　　　　　処理システム
２１　　　　情報取得部
２２　　　　記憶部
２３　　　　リスク評価部
２４　　　　画像処理部
２５　　　　出力制御部
３　　　　　モニター

 

Claims (14)

1. 　流体の処理を行うプラントの保全管理情報の処理方法であって、
   　前記プラントを構成する複数の機器にて発生し得ることが想定される複数の事故について、各事故の起因となり得る事故起因事象の発生頻度と、当該事故の発生を防止するための安全装置の正常動作の失敗確率との乗算値であるリスクを算出した結果と、前記プラントを構成する複数の前記機器を複数のブロックに分けて表示した平面図と、前記リスクを算出した各々の前記機器についての前記プラント内における配置を示す３次元画像とについてのデータを記憶部に記憶する工程と、
   　前記記憶部に記憶されている前記平面図及び前記リスクのデータをコンピュータにより取得し、前記平面図内の各々の前記ブロックに対し、当該ブロックに含まれる前記機器について算出された前記リスクの高さの度合いを評価した結果を示す評価情報を付加する画像処理を行って、前記コンピュータに接続されたモニターに表示する工程と、
   　前記コンピュータに接続された入力部を介し、前記モニターに表示された前記平面図内に表示されている前記複数のブロックについての選択を受け付け、前記コンピュータにより、選択された前記ブロックに含まれる機器についての前記３次元画像のデータを前記記憶部から取得して前記モニターに表示する工程と、を含むことを特徴とするプラントの保全管理情報の処理方法。
2. 　前記評価情報は、前記リスクの高さの度合いを評価する指標が変動する可能性のある範囲を複数のリスク評価範囲に分割し、前記機器について算出された前記指標がいずれのリスク評価範囲に含まれているかを示す情報である請求項１に記載のプラントの保全管理情報の処理方法。
3. 　前記評価情報は、前記複数のリスク評価範囲に対応付けて設定され、前記モニターに表示可能な色彩であり、前記画像処理は、前記機器について算出された前記指標が含まれている前記リスク評価範囲を示す色彩を各々の前記ブロックに付して表示する処理であることを特徴とする請求項２に記載のプラントの保全管理情報の処理方法。
4. 　前記ブロックに複数の前記機器が含まれている場合、それぞれの前記機器について算出された前記リスクの積算値に応じた前記評価情報を付加して、各々の前記ブロックが表示されることを特徴とする請求項１に記載のプラントの保全管理情報の処理方法。
5. 　前記３次元画像を前記モニターに表示する工程では、前記３次元画像内に表示された機器に対して、前記機器が前記事故起因事象に係る機器である場合には前記発生頻度の高さの度合い、または前記機器が前記安全装置である場合には前記正常動作の失敗確率の高さの度合いを評価した結果を示す機器評価情報を付す画像処理が行われることを特徴とする請求項１に記載のプラントの保全管理情報の処理方法。
6. 　前記記憶部に記憶する工程では、前記機器が前記事故起因事象に係る機器である場合には前記発生頻度の高さ、または前記機器が前記安全装置である場合には前記正常動作の失敗確率の高さが予め設定された度合い以上である場合、またはこれらの機器に係る事故発生を想定した場合の前記プラントの操作手順を示す動画のデータを前記記憶部にさらに記憶し、
   　前記入力部を介して、前記３次元画像を前記モニターに表示する工程にて表示された前記機器の選択を受け付け、前記コンピュータにより、前記選択された機器についての前記動画のデータを前記記憶部から取得して、前記モニターにて再生可能に表示する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のプラントの保全管理情報の処理方法。
7. 　流体の処理を行うプラントの保全管理情報の処理システムであって、
   　前記プラントを構成する複数の機器にて発生し得ることが想定される複数の事故について、各事故の起因となり得る事故起因事象の発生頻度と、当該事故の発生を防止するための安全装置の正常動作の失敗確率との乗算値であるリスクを算出した結果と、前記プラントを構成する複数の前記機器を複数のブロックに分けて表示した平面図と、前記リスクを算出した各々の前記機器についての前記プラント内における配置を示す３次元画像とについてのデータを記憶した記憶部と、
   　前記記憶部から前記平面図及び前記リスクのデータを取得し、前記平面図内の各々の前記ブロックに対し、当該ブロックに含まれる前記機器について算出された前記リスクの高さの度合いを評価した結果を示す評価情報を付加する画像処理を行い、モニターに表示するための画像処理部と、
   　前記モニターに表示された前記平面図内に表示されている前記複数のブロックについての選択を受け付ける入力部と、
   　前記入力部を介して選択された前記ブロックに含まれる機器についての前記３次元画像のデータを前記記憶部から取得して前記モニターに表示する出力制御部と、を備えたことを特徴とするプラントの保全管理情報の処理システム。
8. 　流体の処理を行うプラントの保全管理情報の処理システムであって、
   　前記プラントを構成する複数の機器にて発生し得ることが想定される複数の事故について、各事故の起因となり得る事故起因事象の発生頻度と、当該事故の発生を防止するための安全装置の正常動作の失敗確率との乗算値であるリスクを算出した結果と、前記プラントを構成する複数の前記機器を複数のブロックに分けて表示した平面図と、前記リスクを算出した各々の前記機器についての前記プラント内における配置を示す３次元画像とについてのデータを外部との通信により取得する通信部と、
   　前記通信部を介して前記平面図及び前記リスクのデータを取得し、前記平面図内の各々の前記ブロックに対し、当該ブロックに含まれる前記機器について算出された前記リスクの高さの度合いを評価した結果を示す評価情報を付加する画像処理を行い、モニターに表示するための画像処理部と、
   　前記モニターに表示された前記平面図内に表示されている前記複数のブロックについての選択を受け付ける入力部と、
   　前記入力部を介して選択された前記ブロックに含まれる機器についての前記３次元画像のデータを、前記通信部を介して取得して前記モニターに表示する出力制御部と、を備えたことを特徴とするプラントの保全管理情報の処理システム。
9. 　前記評価情報は、前記リスクの高さの度合いを評価する指標が変動する可能性のある範囲を複数のリスク評価範囲に分割し、前記機器について算出された前記指標がいずれのリスク評価範囲に含まれているかを示す情報である請求項７または８に記載のプラントの保全管理情報の処理システム。
10. 　前記評価情報は、前記複数のリスク評価範囲に対応付けて設定され、前記モニターに表示可能な色彩であり、前記画像処理部は、前記機器について算出された前記指標が含まれている前記リスク範囲範囲を示す色彩を各々の前記ブロックに付して表示する処理を行うことを特徴とする請求項９に記載のプラントの保全管理情報の処理システム。
11. 　前記ブロックに複数の前記機器が含まれている場合、前記画像処理部は、それぞれの前記機器について算出された前記リスクの積算値に応じた前記評価情報を付加して、各々の前記ブロックが表示されるように画像処理を行うことを特徴とする請求項７または８に記載のプラントの保全管理情報の処理システム。
12. 　前記画像処理部は、前記出力制御部により前記３次元画像を前記モニターに表示する際に、前記３次元画像内に表示された機器に対して、前記機器が前記事故起因事象に係る機器である場合には前記発生頻度の高さの度合い、または前記機器が前記安全装置である場合には前記正常動作の失敗確率の高さの度合いを評価した結果を示す機器評価情報を付す画像処理が行うことを特徴とする請求項７または８に記載のプラントの保全管理情報の処理システム。
13. 　前記記憶部は、前記機器が前記事故起因事象に係る機器である場合には前記発生頻度の高さ、または前記機器が前記安全装置である場合には前記正常動作の失敗確率の高さが予め設定された度合い以上である場合、またはこれらの機器に係る事故発生を想定した場合の前記プラントの操作手順を示す動画をさらに記憶し、
    　前記入力部は、前記３次元画像を前記モニターに表示された前記機器の選択を受け付け、前記出力制御部は、前記選択された機器についての前記動画のデータを前記記憶部から取得して、前記モニターにて再生可能に表示することを特徴とする請求項７に記載のプラントの保全管理情報の処理装置。
14. 　前記通信部は、前記機器が前記事故起因事象に係る機器である場合には前記発生頻度の高さ、または前記機器が前記安全装置である場合には前記正常動作の失敗確率の高さが予め設定された度合い以上である場合、またはこれらの機器に係る事故発生を想定した場合の前記プラントの操作手順を示す動画を外部との通信によりさらに可能に構成され、
    　前記入力部は、前記３次元画像を前記モニターに表示された前記機器の選択を受け付け、前記出力制御部は、前記選択された機器についての前記動画のデータを、前記通信部を介して取得して、前記モニターにて再生可能に表示することを特徴とする請求項８に記載のプラントの保全管理情報の処理装置。

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