特開 2024-165363 フォールトツリー簡素化方法、フォールトツリー簡素化装置およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024165363

(43)【公開日】2024-11-28

(54)【発明の名称】フォールトツリー簡素化方法、フォールトツリー簡素化装置およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   G21C 17/00 20060101AFI20241121BHJP

   G06Q 10/20 20230101ALI20241121BHJP

【ＦＩ】

G21C17/00 110

G06Q10/20

【審査請求】有

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023081507

(22)【出願日】2023-05-17

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-10-02

(71)【出願人】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(72)【発明者】

【氏名】塩屋 亮平

(72)【発明者】

【氏名】平井 俊輔

(72)【発明者】

【氏名】大塚 勝彦

(72)【発明者】

【氏名】尾▲崎▼ 和基

(72)【発明者】

【氏名】片山 卓

【テーマコード（参考）】

2G075

5L049

【Ｆターム（参考）】

2G075AA01

2G075BA03

2G075CA02

2G075EA05

2G075EA07

5L049CC15

(57)【要約】

【課題】フォールトツリーを簡素化する方法を提供する。
【解決手段】フォールトツリー簡素化方法は、フォールトツリーに含まれるトップゲートと、基事象と、中間ゲートと、の対応関係を抽出ステップと、前記対応関係における前記基事象ごとに、その基事象から出発して、前記フォールトツリーを前記トップゲートに向かって辿ったときに到着する最上位のＯＲゲートを特定するステップと、特定した前記ＯＲゲートの配下の基事象を集約するステップと、を含む。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フォールトツリーを構成するトップゲートと基事象とそれらの間に存在する要素の対応関係を抽出するステップと、
抽出された前記対応関係における前記基事象ごとに、その基事象から出発して、前記フォールトツリーを前記トップゲートに向かって辿ったときにＯＲゲート以外を経由せずに到達できる最上位のＯＲゲートを特定するステップと、
特定した前記ＯＲゲートの配下の基事象を集約するステップと、
を有するフォールトツリー簡素化方法。

【請求項2】

前記集約するステップでは、前記基事象のそれぞれについて、特定した前記ＯＲゲートが１つのみ存在するときには、当該基事象を集約対象とする、
請求項１に記載のフォールトツリー簡素化方法。

【請求項3】

前記集約するステップでは、前記基事象のそれぞれについて、特定した前記ＯＲゲートが複数存在するときには、当該基事象の重要度が閾値以下であれば、それぞれの前記ＯＲゲートについて当該基事象を集約対象とする、
請求項１に記載のフォールトツリー簡素化方法。

【請求項4】

前記集約するステップでは、前記基事象のそれぞれについて、特定した前記ＯＲゲートが複数存在するときには、当該基事象の重要度が閾値より大きければ、当該基事象を集約対象としない、
請求項１又は請求項３に記載のフォールトツリー簡素化方法。

【請求項5】

前記集約するステップでは、集約する前記基事象の発生確率を合計し、前記フォールトツリーにおける集約前の前記基事象を集約後の前記基事象で置き換える、
請求項１から請求項３の何れか１項に記載のフォールトツリー簡素化方法。

【請求項6】

集約対象外の基事象が登録されたリストを取得するステップ、をさらに有し、
前記特定するステップでは、抽出された前記対応関係における前記基事象の中から前記リストに登録されていない前記基事象について、前記最上位の前記ＯＲゲートを特定する、
請求項１から請求項３の何れか１項に記載のフォールトツリー簡素化方法。

【請求項7】

前記抽出するステップでは、基事象の数に前記トップゲートの数を乗じた値分の前記対応関係を示すデータを抽出する、
請求項１から請求項３の何れか１項に記載のフォールトツリー簡素化方法。

【請求項8】

フォールトツリーを構成するトップゲートと基事象とそれらの間に存在する要素の対応関係を抽出する手段と、
抽出された前記対応関係における前記基事象ごとに、その基事象から出発して、前記フォールトツリーを前記トップゲートに向かって辿ったときにＯＲゲート以外を経由せずに到達できる最上位のＯＲゲートを特定する手段と、
特定した前記ＯＲゲートの配下の基事象を集約する手段と、
を有するフォールトツリー簡素化装置。

【請求項9】

コンピュータに、
フォールトツリーを構成するトップゲートと基事象とそれらの間に存在する要素の対応関係を抽出するステップと、
抽出された前記対応関係における前記基事象ごとに、その基事象から出発して、前記フォールトツリーを前記トップゲートに向かって辿ったときにＯＲゲート以外を経由せずに到達できる最上位のＯＲゲートを特定するステップと、
特定した前記ＯＲゲートの配下の基事象を集約するステップと、
を実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、フォールトツリー簡素化方法、フォールトツリー簡素化装置およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

原子力プラントのリスク評価に確率論的リスク評価（Probabilistic Risk Assessment:ＰＲＡ）が用いられる（例えば、特許文献１）。ＰＲＡでは、プラントの系統図から機器等を網羅的に抽出し、抽出した機器等の故障モードの検討を行って、フォールトツリーやイベントツリーを作成する。

【0003】

フォールトツリー（以下、ＦＴと記載する場合がある）の一例を図１Ａに示す。図１ＡのＦＴ１００Ａは、トップゲートの事象が発生する条件の組合せを木構造で表している。ＦＴ１００Ａのトップゲートは、「緩和策１の失敗」である。トップゲートの下部に接続されている記号をＡＮＤゲートと呼び、ＡＮＤゲートに接続される「機器Ａ／Ｂの故障」と「機器Ｃの故障」の両方が起こると「緩和策１の失敗」が発生することを示している。緩和策１とは、原子力プラントで異常が発生したときに、重大な事故に至らないように、事象の進展を食い止めるために行われる措置や機器のことである。「機器Ａ／Ｂの故障」のブロックの下部に接続されている記号をＯＲゲートと呼び、ＯＲゲートに接続される「機器Ａの故障」と「機器Ｂの故障」の何れかが起こると、「機器Ａ／Ｂの故障」が発生することを示している。ＦＴの最下端部の事象（「機器Ａの故障」、「機器Ｂの故障」、「機器Ｃの故障」）を基事象と呼び、トップゲートと基事象の中間に位置する「機器Ａ／Ｂの故障」をトップゲート（ここでは「緩和策1の失敗」）に対する中間ゲートと呼ぶ。基事象は、それ以上細かい単位に分解できない故障や失敗の事象である。ＦＴ１００Ａは、「機器Ａの故障」と「機器Ｂの故障」の何れかが生じ、且つ、機器Ｃの故障が生じると、緩和策１に失敗することを表している。

【0004】

イベントツリー（以下、ＥＴと記載する場合がある）の一例を図１Ｂに示す。図１ＢのＥＴ１００Ｂは、原子力プラントにて、ある望ましくない事象（起因事象）が発生したときに生じる事象の進展を示している。ＥＴ１００Ｂの上部の「望ましくない事象（起因事象）発生」に続く「緩和策１」、「緩和策２」をヘディングと呼び、起因事象の後に生じる事象が発生順に示され、図の右側へ行くほど事象が進んだ状態であることを表している。ヘディングの下方には、ヘディングで示された緩和策１、２に成功するか失敗するかで分岐する樹形図が示されており、成功すれば分岐を右側へ進み、失敗すれば下方へ進むということを繰り返し、樹形図を右側へ進む。樹形図の右端には、最終的に発生する事象が示されている。ＥＴ１００Ｂは、緩和策１に成功するか、又は、緩和策１に失敗しても緩和策２に成功すれば起因事象に対して安全に収束し、両方に失敗すると事故に至ることを示している。

【0005】

フォールトツリー解析は、システムの信頼性を評価する手法として広く利用されている。多くの適用例では、ＦＴとＥＴを組み合わせて解析することにより、システムのリスクを定量化するために用いられる。例えば、図１ＡのＦＴ１００Ａから「緩和策１の失敗」が発生する確率を計算し、計算した値を図１ＢのＥＴ１００Ｂの緩和策１の成功と失敗の分岐に適用する。同様に、図示しない緩和策２のＦＴに基づいて、緩和策２が失敗する確率を計算し、計算した値を図１Ｂの緩和策２の分岐に適用する。すると、図１ＢのＥＴ１００Ｂに基づいて、起因事象が発生した後、緩和策１と緩和策２の両方に失敗し、事故に至る場合の発生頻度を計算することができる。

【0006】

原子力プラントは、大規模かつ複雑な制御・安全機能を有しており、起因事象のパターンも多岐に渡るため、ＦＴの構造が巨大になり、それに伴いトップゲートの発生確率などの計算時間が長大化する傾向がある。原子力プラントは定期的に機器をメンテナンスする必要があるが、その期間中は当該機器を必要とする緩和策が利用不能となるため、ＦＴの入力情報が変化し、それに伴い事故の発生頻度が増加する。例えば、機器Ｃがメンテナンス中であれば、図１ＡのＦＴ１００Ａの入力情報において機器Ｃの故障確率が１となり、その結果、緩和策１の失敗確率が増加し、図１ＢのＥＴ１００Ｂにおける事故の発生頻度も増加する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０２１－１１７０９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

原子力プラントの安全性の担保及びリスクが許容値を超えないことを確認するためには、機器の運転状態の変更に伴うリスク変動を都度計算する必要がある。しかし、巨大なＦＴ構造のために計算時間が長大化すれば、リスク変動の計算結果を速やかに取得することができない可能性がある。そこで、ＦＴに基づいて算出されるリスクの計算精度を維持しつつ、ＦＴの構造を簡素化することにより、計算速度の向上を図る技術を提供する。

【0009】

本開示は、上記課題を解決することができるフォールトツリー簡素化方法、フォールトツリー簡素化装置およびプログラムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本開示の評価対象のフォールトツリー簡素化方法は、フォールトツリーを構成するトップゲートと基事象とそれらの間に存在する要素の対応関係を抽出するステップと、抽出された前記対応関係における前記基事象ごとに、その基事象から出発して、前記フォールトツリーを前記トップゲートに向かって辿ったときにＯＲゲート以外を経由せずに到達できる最上位のＯＲゲートを特定するステップと、特定した前記ＯＲゲートの配下の基事象を集約するステップと、を有する。

【0011】

また、本開示のフォールトツリー簡素化装置は、フォールトツリーを構成するトップゲートと基事象とそれらの間に存在する要素の対応関係を抽出する手段と、抽出された前記対応関係における前記基事象ごとに、その基事象から出発して、前記フォールトツリーを前記トップゲートに向かい中間ゲートを辿ったときにＯＲゲート以外を経由せずに到達できる最上位のＯＲゲートを特定する手段と、特定した前記ＯＲゲートの配下の基事象を集約する手段と、を有する。

【0012】

また、本開示のプログラムは、コンピュータに、フォールトツリーを構成するトップゲートと基事象とそれらの間に存在する中間ゲートの対応関係を抽出するステップと、抽出された前記対応関係における前記基事象ごとに、その基事象から出発して、前記フォールトツリーを前記トップゲートに向かって辿ったときにＯＲゲート以外を経由せずに到達できる最上位のＯＲゲートを特定するステップと、特定した前記ＯＲゲートの配下の基事象を集約するステップと、を実行させる。

【発明の効果】

【0013】

上述のフォールトツリー簡素化方法、フォールトツリー簡素化装置およびプログラムによれば、フォールトツリーの構造を、計算精度を維持しつつ、自動的に簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1A】フォールトツリーの一例を示す図である。

【図1B】イベントツリーの一例を示す図である。

【図2】実施形態のフォールトツリー簡素化装置の一例を示すブロック図である。

【図3A】実施形態のフォールトツリーの簡素化の一例を示す第１図である。

【図3B】実施形態のフォールトツリーの簡素化の一例を示す第２図である。

【図4】実施形態のフォールトツリー簡素化処理の全体を示すフローチャートである。

【図5】実施形態のトップゲートと基事象の対応関係の抽出処理の一例を示すフローチャートである。

【図6A】実施形態の対応表について説明する第１図である。

【図6B】実施形態の対応表について説明する第２図である。

【図7】実施形態に係る集約処理の一例を示すフローチャートである。

【図8】実施形態に係る集約処理について説明する図である。

【図9】実施形態に係るフォールトツリー簡素化装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

＜実施形態＞
以下、本実施形態のフォールトツリー簡素化方法について、図１～図９を参照して説明する。
（システム構成）
図２は、実施形態に係るフォールトツリー簡素化装置（以下、ＦＴ簡素化装置）の一例を示すブロック図である。ＦＴ簡素化装置１０は、リスク評価の計算精度を維持しつつ、ＦＴを自動的に簡素化する。

【0016】

ＦＴ簡素化装置１０は、簡素化対象のＦＴなどの各種データを取得するデータ取得部１１と、ユーザの操作を受け付ける入力受付部１２と、ＦＴの簡素化処理の実行制御を行う制御部１３と、作成されたＦＴ等を表示装置や電子ファイルとして出力する出力部１４と、データ取得部１１が取得したデータや処理中のデータを記憶する記憶部１５と、を備える。制御部１３は、ＦＴを構成するトップゲートと基事象とそれらの間に存在する各種ゲートの対応関係を抽出した対応表を作成する対応表作成部１３１と、対応表に基づいて基事象を集約することにより、ＦＴを簡素化する集約部１３２と、を備える。これらの機能部の詳細については、後にフローチャート（図４、図７）等を用いて詳しく説明する。

【0017】

基本的な考え方として、ＦＴの構成要素である基事象の数を減らすことでＦＴの構造を簡素化し、計算負荷の低減を図る。図３Ａに簡素化前のＦＴ３Ａと簡素化後のＦＴ３Ａ´を示す。ＦＴ３Ａのトップゲート３Ａ１と、基事象３Ａ３および基事象３Ａ４とは、ＯＲゲート３Ａ２で接続されている。このような場合、基事象３Ａ３および基事象３Ａ４は、基事象３Ａ３が発生する確率値と基事象３Ａ４が発生する確率値を合計した発生確率値を有する新たな基事象Ｘ（基事象３Ａ５）に等価変換可能である。

【0018】

図３Ｂに簡素化前のＦＴ３Ｂと簡素化後のＦＴ３Ｂ´を示す。ＦＴ３Ｂにおいて、トップゲート３Ｂ１と中間ゲート３Ｂ３および基事象３Ｂ４はＯＲゲート３Ｂ２で接続され、中間ゲート３Ｂ３と、基事象３Ｂ６，３Ｂ７，３Ｂ８は、ＯＲゲート３Ｂ５で接続されている。ＦＴ３Ｂは図３ＡのＦＴ３Ａより少し複雑であるが、可能な限りＦＴの上流で集約することにより、効果的に基事象の数を減らすことができる。例えば、図３Ａと同様の考え方で基事象３Ｂ６～３Ｂ８は１つに集約することができ、さらに基事象３Ｂ６～３Ｂ８を集約した基事象と中間ゲート３Ｂ３とを新たな１つの基事象Ｙ（不図示）で表すことができる。すると、ＯＲゲート３Ｂ２に接続される基事象Ｙと基事象３Ｂ４を集約して、１つの基事象３Ｂ９で表すことができるので、ＦＴ３Ｂは、ＦＴ３Ｂ´のように簡素化できる。このように、可能な限り上流で集約することで、基事象の数を減らし、計算負荷を軽減することができる。

【0019】

（動作）
本実施形態では、上記のような簡素化を図４に示す２つのプロセスで実現する。
図４は、実施形態のＦＴ簡素化処理の全体を示すフローチャートである。
（Ｐ１）トップゲートと基事象の対応関係を抽出する。
（Ｐ２）基事象を集約する。
以下では、上記の各プロセスについて、詳細に説明する。

【0020】

（Ｐ１）トップゲートと基事象の対応関係の抽出
基事象の集約においては、それぞれの基事象の集約先ゲートを特定することが必要である。集約先ゲートは、可能な限り上流のＯＲゲートである。最初のプロセス（Ｐ１）では、集約先ゲートの特定のために、各緩和策に対して構築されているＦＴにおけるトップゲートと各基事象とその間の各種ゲートの対応関係を抽出する。この処理フローを図５に示す。対応表作成部１３１は、１つ又は複数のＦＴの中から、指定したトップゲートのＦＴを特定し、そのＦＴのトップゲートから下流にかけて各種ゲート（中間ゲート、ＯＲゲート、ＡＮＤゲート、基事象）を網羅的に辿り、トップゲートと基事象、及び両者の経路に存在する各種ゲートを整理した対応表を作成する。

【0021】

図５は、本実施形態に係るトップゲートと基事象の対応関係の抽出処理の一例を示すフローチャートである。
最初に、データ取得部１１が処理に必要なデータを取得し、取得したデータを記憶部１５に保存する。例えば、データ取得部１１はＦＴデータを取得する（ステップＳ１）。ＦＴデータとは、例えば、図１Ａで例示したＦＴ１００Ａ等の構造を記述したデータである。記述の形式はどのようなものであってもよい。例えば、図１Ｂに例示するＥＴ１００Ｂにおける事故の発生頻度を評価する場合、データ取得部１１は、緩和策１失敗のＦＴデータと緩和策２失敗のＦＴデータを取得する。また、データ取得部１１はトップゲートのリストを取得する（ステップＳ２）。例えば、データ取得部１１は、緩和策１失敗のＩＤと緩和策２失敗のＩＤを含むトップゲートリストを取得する。これらのデータを取得すると、制御部１３は、対応表作成部１３１に対応表の作成を指示する。

【0022】

まず、対応表作成部１３１は、ＦＴデータからトップゲートＩＤを抽出する（ステップＳ３）。対応表作成部１３１は、ステップＳ１で取得されたＦＴデータから、ステップＳ２で取得されたトップゲートリストに記載された緩和策１、２のＩＤに基づいて、トップゲートを特定し、そのＩＤを抽出する。

【0023】

次に、対応表作成部１３１が、当該ゲートの直下に基事象が含まれているかどうかを判定する（ステップＳ４）。当該ゲートとは、抽出したゲート、この場合はトップゲートである。直下とは、トップゲートに直接接続されているゲートの直下の中間ゲート又は基事象のことである。ステップＳ１で取得したＦＴデータには、各ゲートの種別（中間ゲートか、ゲートの種類は何か、基事象か）と接続関係が含まれており、種別の情報に基づいて、直下のゲートが基事象かどうかを判別することができる。対応表作成部１３１は、トップゲートに直接接続するゲートに接続されている要素が基事象であれば、トップゲートの直下に基事象が含まれていると判定し、そうでない場合には、トップゲートの直下に基事象が含まれていないと判定する。例えば、図３ＡのＦＴ３Ａの場合、ゲート３Ａ３，３Ａ４は共に基事象であるから、対応表作成部１３１は、基事象が含まれていると判定する。基事象が含まれていないと判定した場合（ステップＳ４；Ｎｏ）、ステップＳ７の処理に進む。

【0024】

基事象が含まれていると判定した場合（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、対応表作成部１３１は、直下の基事象を全て抽出する（ステップＳ５）。ＦＴ３Ａの場合、対応表作成部１３１は、基事象３Ａ３，３Ａ４を抽出する。次に対応表作成部１３１は、トップゲートＩＤ、中間ゲートＩＤ、基事象ＩＤの対応表を作成する（ステップＳ６）。図３ＡのＦＴの場合、対応表作成部１３１は、トップゲート３Ａ１と基事象３Ａ３とそれらがＯＲゲートで接続されていることを対応付けた行データ（対応する中間ゲートは無し）と、トップゲート３Ａ１と基事象３Ａ４とそれらがＯＲゲートで接続されていることを対応付けた行データ（対応する中間ゲートは無し）と、を含む対応表を生成する。

【0025】

次に対応表作成部１３１は、当該ゲートの直下に中間ゲートが含まれるかどうかを判定する（ステップＳ７）。例えば、図３ＡのＦＴ３Ａの場合、トップゲートの直下には、中間ゲートが含まれていないので、この判定は、Ｎｏとなる。図３ＢのＦＴ３Ｂの場合、トップゲートの直下には、中間ゲート３Ｂ３が含まれているので、この判定は、Ｙｅｓとなる。中間ゲートが含まれていないと判定した場合（ステップＳ７；Ｎｏ）、ステップＳ９の処理に進む。

【0026】

中間ゲートが含まれていると判定した場合（ステップＳ７；Ｙｅｓ）、対応表作成部１３１は、ＦＴデータからトップゲート直下の中間ゲートを特定し、そのＩＤを抽出する（ステップＳ８）。図３ＢのＦＴ３Ｂの場合、中間ゲート３Ｂ３が抽出される。そして、ステップＳ４以降の処理を繰り返し実行する。この例の場合、ステップＳ４の当該ゲートは特定した中間ゲート３Ｂ３となる。中間ゲート３Ｂ３の直下には基事象３Ｂ６～３Ｂ８が含まれるので、対応表作成部１３１は、基事象３Ｂ６～３Ｂ８を抽出し（ステップＳ５）、トップゲート３Ｂ１と、中間ゲート３Ｂ３と、基事象３Ｂ６と、各ゲートの接続関係（どの種類のゲートで接続されているか）を対応付けた行データ、トップゲート３Ｂ１と、中間ゲート３Ｂ３と、基事象３Ｂ７とそれらの接続関係を対応付けた行データ、トップゲート３Ｂ１と、中間ゲート３Ｂ３と、基事象３Ｂ８とそれらの接続関係を対応付けた行データ、を含む対応表を生成する（ステップＳ６）。そして、ステップＳ７の判定を行って、この判定がＹｅｓであれば、ステップＳ８、ステップＳ４～Ｓ６の処理を繰り返し、ステップＳ７の判定がＮｏであれば、これまでに生成した対応表を、制御部１３や表示装置等へ出力して（ステップＳ９）、図５のフローチャートを終了する。

【0027】

図６Ａに処理対象の一例としてＦＴ５を示す。ＦＴ５において、トップゲートＧ１には、中間ゲートＧ２と基事象ＡがＡＮＤゲートで接続され、中間ゲートＧ２には、中間ゲートＧ３と、基事象Ｂと、基事象ＣがＯＲゲートで接続され、中間ゲートＧ３には基事象ＤがＯＲゲートで接続されている。このＦＴ５に対し、図５を参照して説明した処理フローによって対応関係を抽出すると、図６Ｂに例示する対応表が得られる。図示するように、対応表では、トップゲート数×基事象数だけ対応関係の行データ（表の各行）が生成される。制御部１３は、対応表を生成すると、次のプロセス（Ｐ２）に進む。

【0028】

（Ｐ２）基事象の集約
このプロセス（Ｐ２）では、前段のプロセス（Ｐ１）で生成したトップゲートと基事象の対応表に基づき、なるべく上流のＯＲゲートで基事象を集約することにより、ＦＴ構造の簡素化を行う。集約処理のフローを図７に示す。最初の判定ロジック（図７のステップＳ１７）では、ＦＴの論理構造的に集約によるリスク評価結果への影響がない基事象を選定する。次の判定ロジック（図７のステップＳ１９）では、論理構造的に集約することでリスク評価結果への影響が生じ得るが、重要度（即ち、基事象が有するリスクへの寄与度）の低い基事象に限定して集約対象を選定することで、評価結果への影響を抑える。なお、集約可否を決める重要度の閾値は、評価者が任意に指定することができ、入力受付部１２は、指定された閾値を記憶部１５へ設定する。全ての基事象の集約先ゲートを特定した後は、集約先ゲートが同じ基事象同士で確率値を合計し、集約後のＦＴ構造を元のＦＴデータへ反映することで、最終的な簡素化されたＦＴデータが得られる。

【0029】

図７は、本実施形態に係る簡素化処理の一例を示すフローチャートである。
最初に、データ取得部１１が処理に必要なデータを取得し、取得したデータを記憶部１５に保存する。例えば、データ取得部１１は、ＦＴデータを取得する（ステップＳ１１）。また、データ取得部１１は、前段のプロセス（Ｐ１）で作成された対応表を取得する（ステップＳ１２）。緩和策１失敗のＦＴと緩和策２失敗のＦＴが存在する場合、対応表には、２つのＦＴの各々にて抽出された基事象の合計分の行データが含まれている。また、データ取得部１１は、集約対象外の基事象リストを取得する（ステップＳ１３）。基事象リストには、集約対象外の基事象のＩＤが含まれている。例えば、評価者は、集約せずに個別に評価したい基事象のＩＤを基事象リストに登録し、基事象リストをＦＴ簡素化装置１０へ入力する。集約せずに個別に評価したい基事象とは、例えば、図１ＡのＦＴ１００Ａの機器Ｃがメンテナンス対象となる場合であれば、基事象「機器Ｃ故障」である。「機器Ｃ故障」を集約対象外とし、他の基事象（メンテナンス等が予定されていないとする。）を集約することで、他の基事象については繰り返し計算する必要がなくなり、機器Ｃがメンテナンス中の期間のリスク評価と、そうでない期間のリスク評価を少ない計算時間で実行することができるようになる。

【0030】

また、データ取得部１１は、基事象の重要度リストを取得する（ステップＳ１４）。重要度リストには、ＦＴデータに含まれる基事象の重要度が記載されている。重要度は、基事象が有するリスクへの寄与度を示し、例えば、別途リスク評価を実行することで取得する。また、データ取得部１１は、基事象の確率値リストを取得する（ステップＳ１５）。確率値リストには、基事象の発生確率が記載されている。発生確率は、例えば、過去の故障実績データ等に基づいて、知見を有する技術者によって設定される。これらのデータを取得すると、制御部１３は、集約部１３２に基事象の集約処理を指示する。

【0031】

まず、集約部１３２は、集約対象の基事象を対応表から抽出する（ステップＳ１６）。集約部１３２は、ステップＳ１２で取得された対応表から、ステップＳ１３で取得された集約対象外の基事象リストに登録されていない基事象のＩＤを抽出する。以下の処理では、ここで抽出された基事象を対象に処理が行われる。

【0032】

次に、集約部１３２が、基事象から数えて最上位にあるＯＲゲートが１つのみかどうかを判定する（ステップＳ１７）。最上位にあるＯＲゲートとは、対象とする基事象から出発してトップゲートに向かってＦＴを辿ったときにＯＲ以外のゲートに至る１つ手前のＯＲゲート（ＯＲ以外のゲートを経由せずに到達できる最上位のＯＲゲート）のことである。また、１つのみかどうかについて、例えば、ある基事象が緩和策１失敗のＦＴにのみ含まれ、その基事象からトップゲートへ辿ったときの最上位のＯＲゲートが１つであればこの判定はＹｅｓとなり、当該基事象が、緩和策１失敗のＦＴと緩和策２失敗のＦＴの両方に含まれ、それぞれのＦＴで最上位のＯＲゲートが１つずつ見つかり、且つ、この２つのＯＲゲートが異なる場合、最上位のＯＲゲートが２つ存在することになるので、この判定はＮｏとなる。ステップＳ１７の判定の具体例については、後に図８を用いて説明する。集約部１３２は、処理対象の全ての基事象についてこの判定を行う。

【0033】

基事象から数えて最上位にあるＯＲゲートが１つのみの場合（ステップＳ１７；Ｙｅｓ）、集約部１３２は、このＯＲゲートを当該基事象の集約先として特定し、抽出する（ステップＳ１８）。この場合は、基事象を集約してもリスク評価結果への影響がない。集約部１３２は、ステップＳ１７の判定がＹｅｓとなる全ての基事象について、集約先のＯＲゲートを抽出する処理を行う。集約先のＯＲゲートを抽出した基事象については、ステップＳ２２の処理に進む。

【0034】

基事象から数えて最上位にあるＯＲゲートが１つのみではない場合（ステップＳ１７；Ｎｏ）、集約部１３２は、ステップＳ１４で取得された重要度リストを参照して、当該基事象の重要度が閾値以下かどうかを判定する（ステップＳ１９）。なお、閾値は、予め評価者により設定されているものとする。集約部１３２は、ステップＳ１７でＮｏ判定となった全ての基事象についてステップＳ１９の判定を行う。基事象の重要度が閾値を上回る場合（ステップＳ１９；Ｎｏ）、集約部１３２は、重要度が閾値を上回る基事象を集約対象外に設定し（ステップＳ２０）、集約対象外に設定した基事象については、ステップＳ２０で処理完了となり、後続の処理は行わない。

【0035】

基事象の重要度が閾値以下の場合（ステップＳ１９；Ｙｅｓ）、集約部１３２は、当該基事象を集約対象とし、基事象から数えて最上位にある複数のＯＲゲートを集約先として抽出する（ステップＳ２１）。この場合、基事象を集約することでリスク評価への影響が生じ得るが、重要度の低い基事象に限定して集約することで、その影響を抑制する。集約によるリスク評価結果への影響については、図８を用いて説明する。

【0036】

次に、集約部１３２は、ステップＳ１８又はステップＳ２１で抽出されたＯＲゲートの配下に存在し、集約対象外の基事象（ステップＳ１６で除かれた基事象とステップＳ２０で集約対象外に設定した基事象）を除くすべての基事象について、ステップＳ１５で取得された確率値リストを参照して、各基事象の発生確率の確率値を取得する。集約部１３２は、集約先として抽出したＯＲゲート単位で、取得した基事象の確率値を合計し、集約対象の基事象を集約した新たな基事象を生成する（ステップＳ２２）。

【0037】

次に、集約部１３２は、ステップＳ１１で取得されたＦＴデータに対して、生成した基事象の上書きと、集約された基事象の削除の２つの処理を実行する（ステップＳ２３）。例えば、基事象ａと基事象ｂを集約して基事象ｃを生成する場合、元のＦＴデータから、基事象ａと基事象ｂを削除し、基事象ｃで上書きする（基事象ａ、ｂを基事象ｃで置換する。）。また、基事象ｃについてはステップＳ２２で合計した確率値をＦＴデータ内に基事象ｃと対応付けて含めるようにしてもよいし、ステップＳ１５で取得した確率値リストに基事象ｃが発生する確率値を追加してもよい。次に、出力部１４が、簡素化されたＦＴデータ等を表示装置や電子ファイル等へ出力する（ステップＳ２４）。

【0038】

次に図８を用いて、図７のステップＳ１７の判定について説明する。図８に例示するトップゲートＴ１，Ｔ２，Ｔ３は、例えば、緩和策１の失敗、緩和策２の失敗、緩和策３の失敗である。図８は、これらをトップゲートとする３つのＦＴを並べて記載したもので、３つのＦＴのうち共通する構成については、それらが複数のＦＴの構造において共通するものであることが分かるような形式で記載している。図８のＦＴにおいて、基事象Ａ，Ｂ，ＣはトップゲートＴ１，Ｔ２との接続があるが、トップゲートＴ１，Ｔ２の両方の場合において、最上流にあるＯＲゲートはＯＲゲートＧ２であり１つしか存在しない。よって、ステップＳ１７の判定結果はＹｅｓとなり、ＯＲゲートＧ２が基事象Ａ，Ｂ，Ｃの集約先として抽出される（ステップＳ１８）。一方、基事象Ｄは２箇所に存在しており、トップゲートＴ１，Ｔ２，Ｔ３との接続があるが、トップゲートＴ１，Ｔ２の場合の最上流にあるＯＲゲートはゲートＧ２であるのに対し、トップゲートＴ３の場合の最上流にあるＯＲゲートはゲートＧ７となり、最上流のＯＲゲートが複数存在する。よって、基事象Ｄについては、ステップＳ１７の判定結果はＮｏとなる。基事象Ｄの重要度が閾値より大きい場合（ステップＳ１９；Ｎｏ）、基事象Ｄは、集約されない。基事象Ｄの重要度が閾値以下の場合（ステップＳ１９；Ｙｅｓ）、基事象Ｄは、ＯＲゲートＧ２とＯＲゲートＧ７の両方について集約される。

【0039】

基事象ＤがＯＲゲートＧ２とＯＲゲートＧ７の両方について集約される場合には、リスク評価結果への影響が生じ得る。ここで、説明を簡便にするため、トップゲートＴ１が図１ＢのＥＴ１００Ｂのヘディングの「緩和策１の失敗」に対応し、トップゲートＴ３が「緩和策２の失敗」に対応し、図８の基事象Ａ～Ｄと基事象Ａ～Ｄからトップゲートまでの経路に存在する各種ゲート以外が存在しないとする。すると、基事象Ｄが発生すると、緩和策１の失敗と緩和策２の失敗の両方が生じるような構造となる。基事象ＤをＯＲゲートＧ２とＯＲゲートＧ７の両方に集約して簡素化した簡略化後のＦＴにおいては、緩和策１の失敗や緩和策２の失敗が基事象Ｄによって生じたものであるかどうかは不明である。基事象ＤをＯＲゲートＧ２とＯＲゲートＧ７の両方に集約して簡素化したＦＴに基づく緩和策１が失敗する確率と、緩和策２に失敗する確率を図１ＢのＥＴ１００Ｂに適用すると、実際には、基事象Ｄが発生した場合、緩和策１と緩和策２の両方に失敗するにもかかわらず、そのことが考慮されず、基事象Ｄが発生した場合であっても緩和策１に失敗し、緩和策２に成功するような事象が生じ得ることとして、緩和策２に失敗する確率が計算されてしまう。つまり、図１ＢのＥＴを用いた評価を例にすると、基事象Ｄが集約されることに伴い、緩和策１失敗かつ緩和策２失敗に至ることの期待値が過小評価されてしまう。これが、ステップＳ１７でＮｏの判定となった基事象を集約することによる影響である。しかし、このようなリスク評価結果への影響は、ステップＳ１９の判定に係る重要度の閾値を調整することによって低減することができる。

【0040】

（効果）
以上説明したように、本実施形態によれば、巨大かつ複雑なＦＴの構造を簡素化することで、計算負荷を低減し、システムの状態変更に伴うリスクの繰り返し計算の時間を短縮することができる。例えば、機器Ｃについて、メンテナンス等の状態変更に伴う計算が必要な場合、機器Ｃの故障の基事象を、集約対象外の基事象リストに登録し、図７の処理によって、機器Ｃ以外の基事象を集約した簡素化されたＦＴを用意し、集約された基事象については確率値を計算しておく。すると、例えば、機器Ｃにメンテナンスが発生した場合、簡素化されたＦＴに基づいて、機器Ｃの基事象の確率値を変更し、他の基事象については、予め計算しておいた確率値を適用して計算するだけでトップゲートの発生確率を計算することができる。これにより、簡素化していないＦＴに基づいて、機器Ｃの状態変更が生じるたびに全ての要素について計算を行う場合に比べ、少ない計算量と計算時間でリスク評価を行うことができる。なお、本実施形態の簡素化処理自体にも計算処理が発生するが、予めメンテナンス対象となる機器全般を集約対象外に指定しておくことで、一度簡素化したＦＴは様々なプラント状態の計算に繰り返し利用することが可能であるため、長期的な観点からは、計算量及び計算時間を削減が可能である。

【0041】

また、図７、図８を用いて説明したように、ＦＴを集約しても論理的に等価又は重要度の低い基事象を集約対象に絞り込むロジックにより、リスク評価結果への影響を最小限に留めることができる。つまり、本実施形態によれば、リスク評価の計算精度を維持しつつ、ＦＴ構造を簡素化することができる。

【0042】

上記の実施形態では、原子力プラントのリスク評価に用いるＦＴを簡素化することとしたが、ＦＴ簡素化装置１０の適用分野は、原子力プラントのリスク評価に限定されず、ＦＴを用いて信頼性評価を行う他の産業分野にも適用が可能である。

【0043】

図９は、実施形態に係るフォールトツリー簡素化装置のハードウェア構成の一例を示す図である。コンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、入出力インタフェース９０４、通信インタフェース９０５を備える。
上述のフォールトツリー簡素化装置１０は、コンピュータ９００に実装される。そして、上述した各機能は、プログラムの形式で補助記憶装置９０３に記憶されている。ＣＰＵ９０１は、プログラムを補助記憶装置９０３から読み出して主記憶装置９０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、記憶領域を主記憶装置９０２に確保する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、処理中のデータを記憶する記憶領域を補助記憶装置９０３に確保する。

【0044】

なお、フォールトツリー簡素化装置１０の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各機能部による処理を行ってもよい。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ＣＤ、ＤＶＤ、ＵＳＢ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９００が当該プログラムを主記憶装置９０２に展開し、上記処理を実行しても良い。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

【0045】

以上のとおり、本開示に係るいくつかの実施形態を説明したが、これら全ての実施形態は、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を意図していない。これらの実施形態は、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。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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。

【0046】

＜付記＞
各実施形態に記載のフォールトツリー簡素化方法、フォールトツリー簡素化装置およびプログラムは、例えば以下のように把握される。

【0047】

（１）第１の態様に係る評価対象のフォールトツリー簡素化方法は、フォールトツリーを構成するトップゲートと基事象とそれらの間に存在する要素（中間ゲート及びそのゲート種類（例えば、ＯＲゲート、ＡＮＤゲート等）など）の対応関係を抽出するステップと、抽出された前記対応関係における前記基事象ごとに、その基事象から出発して、前記フォールトツリーを前記トップゲートに向かって辿ったときにＯＲゲート以外を経由せずに到達できる最上位のＯＲゲートを特定するステップと、特定した前記ＯＲゲートの配下の基事象を集約するステップと、を有する。
これにより、フォールトツリーを自動的に簡素化することができる。

【0048】

（２）第２の態様に係る評価対象のフォールトツリー簡素化方法は、（１）のフォールトツリー簡素化方法であって、前記集約するステップでは、前記基事象のそれぞれについて、特定した前記ＯＲゲートが１つのみ存在するときには、当該基事象を集約対象とする。
これにより、集約前のＦＴによって表現されているリスクの精度を維持したまま、ＦＴの構造を簡素化することができる。

【0049】

（３）第３の態様に係るフォールトツリー簡素化方法は、（１）～（２）のフォールトツリー簡素化方法であって、前記集約するステップでは、前記基事象のそれぞれについて、特定した前記ＯＲゲートが複数存在するときには、当該基事象の重要度が閾値以下であれば、それぞれの前記ＯＲゲートに対して当該基事象を集約対象とする。
これにより、集約前のＦＴによって表現されているリスクの精度を維持したまま、ＦＴの構造を簡素化することができる。

【0050】

（４）第４の態様に係るフォールトツリー簡素化方法は、（１）～（３）のフォールトツリー簡素化方法であって、前記集約するステップでは、前記基事象のそれぞれについて、特定した前記ＯＲゲートが複数存在するときには、当該基事象の重要度が閾値より大きければ、当該基事象は集約対象としない。
重要度の大きい基事象を集約対象から除外することにより、集約前のＦＴによって表現されているリスクの精度を維持したまま、ＦＴの構造を簡素化することができる。

【0051】

（５）第５の態様に係るフォールトツリー簡素化方法は、（１）～（４）のフォールトツリー簡素化方法であって、前記集約するステップでは、前記基事象について、集約する前記基事象の発生確率を合算し、前記フォールトツリーにおける集約前の前記基事象を集約後の前記基事象で置き換える。
これにより、集約前のＦＴによって表現されているリスクの精度を維持したまま、ＦＴの構造を簡素化することができる。

【0052】

（６）第６の態様に係るフォールトツリー簡素化方法は、（１）～（５）のフォールトツリー簡素化方法であって、集約対象外の基事象が登録されたリストを取得するステップ、をさらに有し、前記特定するステップでは、抽出された前記対応関係における前記基事象の中から前記リストに登録されていない前記基事象について、前記最上位の前記ＯＲゲートを特定する。
これにより、集約したくない基事象を指定し、それ以外の基事象のみを集約対象としてＦＴを簡素化することができる。

【0053】

（７）第７の態様に係るフォールトツリー簡素化方法は、（１）～（６）のフォールトツリー簡素化方法であって、前記抽出するステップでは、基事象の数に前記トップゲートの数を乗じた値分の前記対応関係を示すデータを抽出する。
これにより、集約対象の全ての基事象について、基事象と中間ゲートとトップゲートとそれらの接続関係（ＯＲゲート、ＡＮＤゲート等）の対応関係を抽出し、それぞれの基事象からトップゲートへ辿ったときの最上位のＯＲゲートを特定することができる。

【0054】

（８）第８の態様に係るフォールトツリー簡素化装置１０は、フォールトツリーを構成するトップゲートと基事象とそれらの間に存在する要素の対応関係を抽出する手段と、抽出された前記対応関係における前記基事象ごとに、その基事象から出発して、前記フォールトツリーを前記トップゲートに向かって辿ったときにＯＲゲート以外を経由せずに到達できる最上位のＯＲゲートを特定する手段と、特定した前記ＯＲゲートの配下の基事象を集約する手段と、を有する。

【0055】

（９）第９の態様に係るプログラムは、コンピュータ９００に、フォールトツリーを構成するトップゲートと基事象とそれらの間に存在する要素の対応関係を抽出するステップと、抽出された前記対応関係における前記基事象ごとに、その基事象から出発して、前記フォールトツリーを前記トップゲートに向かって辿ったときにＯＲゲート以外を経由せずに到達できる最上位のＯＲゲートを特定するステップと、特定した前記ＯＲゲートの配下の基事象を集約するステップと、を実行させる。

【符号の説明】

【0056】

１０・・・フォールトツリー簡素化装置
１１・・・データ取得部
１２・・・入力受付部
１３・・・制御部
１３１・・・対応表作成部
１３２・・・集約部
１４・・・出力部
１５・・・記憶部
９００・・・コンピュータ
９０１・・・ＣＰＵ
９０２・・・主記憶装置
９０３・・・補助記憶装置
９０４・・・入出力インタフェース
９０５・・・通信インタフェース

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9】