(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-17
(45)【発行日】2024-05-27
(54)【発明の名称】保全管理システム
(51)【国際特許分類】
G06Q 10/0631 20230101AFI20240520BHJP
G06Q 10/087 20230101ALI20240520BHJP
G06Q 10/20 20230101ALI20240520BHJP
【ＦＩ】
G06Q10/0631
G06Q10/087
G06Q10/20
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2020111800
(22)【出願日】2020-06-29
(65)【公開番号】P2022010971
(43)【公開日】2022-01-17
【審査請求日】2023-04-17
(73)【特許権者】
【識別番号】502040041
【氏名又は名称】日揮株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(74)【代理人】
【識別番号】100179833
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 将尚
(72)【発明者】
【氏名】横山 岳志
【審査官】福田 正悟
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－０６２２０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１１３８８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－２０９６７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－０５４３４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０５５３２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０４－３４４４４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－１２２８６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－３５５３８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１９／２３９５２７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００７－２１９５７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－２６４９８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０６－３３１５０７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０６Ｑ １０／００－９９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
設備の状態を検出する検出部により検出された検出値と、前記設備の稼働に必要な設定値との相関性に関して、前記設備を構成する構成部材の特性に応じた重み付けによる機械学習を用いた判定を行い、前記設備を構成する前記構成部材の損耗・劣化度合を前記構成部材ごとに算出し、前記設備の補修時期を予測する予測装置と、前記構成部材の在庫状態に基づいて前記構成部材を供給する供給スケジュールを生成する物品管理装置と、
前記予測装置の予測結果に基づいて、前記設備の補修に必要な前記構成部材を抽出し、抽出した前記構成部材の在庫状態を前記物品管理装置に問い合わせて前記供給スケジュールを取得し、前記供給スケジュールに基づいて前記構成部材を用いた前記設備の補修に必要な作業工数を算出すると共に、前記作業工数に応じたリソースを算出し、前記設備の補修スケジュールを生成する保全管理装置と、
を備える、保全管理システム。
【請求項2】
前記予測装置は、前記設備における可動部を有する動機械の損耗・劣化度合を算出する、請求項１に記載の保全管理システム。
【請求項3】
前記予測装置は、前記構成部材の前記損耗・劣化度合の算出結果に基づいて、前記構成部材の交換又は補修を判定する、請求項１または２に記載の保全管理システム。
【請求項4】
前記保全管理装置は、前記作業工数の内容に応じた前記リソースの入札を実施し、前記リソースを確保する、請求項１から３のうちいずれか１項に記載の保全管理システム。
【請求項5】
前記保全管理装置は、前記構成部材の損耗・劣化度合に応じた補修の作業工数を算出し、前記作業工数に応じた補修業務の入札を実施し、補修作業リソースを確保する、請求項１から４のうちいずれか１項に記載の保全管理システム。
【請求項6】
前記保全管理装置は、前記補修の過去の補修履歴を参照し、前記作業工数を算出する、請求項１から５のうちいずれか１項に記載の保全管理システム。
【請求項7】
前記保全管理装置は、前記補修時期において前記リソースが不足する場合、前記補修時期を調整して前記リソースの入札を実施し、前記リソースを確保する、請求項１から６のうちいずれか１項に記載の保全管理システム。
【請求項8】
前記保全管理装置は、抽出した前記構成部材の在庫が不足する場合、入札を実施し前記構成部材を確保する、請求項１から７のうちいずれか１項に記載の保全管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、石油プラントなどの大規模な設備の保全を管理する保全管理システムに関する。
【背景技術】
【0002】
２１世紀を迎えた日本において、２０世紀の成長を前提としてきた時代とは時代背景が異なり石油精製の状況は、大きな転換点を迎えている。人口の減少や、持続可能な社会の実現に向けた再生可能エネルギーを推進する動向により、国内における石油関連製品の需給のバランスが崩れ、石油の供給過多な状況に変わりつつある。国内における製油所は、需給調整を目的として統廃合が繰り返されており、その数は年々減少している。従って、国内の原油の精製能力は、年々低下しているのが現状である。
【0003】
それに対してアジアなどの経済発展が進行中の地域においては、石油の需要が旺盛であり、製油所の新設・増設が繰り返されている。従って、今後、国内の製油所は、海外の製油所との厳しい競争にさらされることが容易に予測される。しかし、国内の製油所は、過去の経済成長期に整備されたものが多く、老朽化の時期を迎えている。それにもかかわらず、国内の製油所には、競争力強化の観点から安価な原油の調達・精製、精製コストの低減、設備の稼働率の向上などが求められている。
【0004】
このような状況下では、石油業界には生き残りをかけて製油所の現在の運転・安全レベルを維持するばかりでなく、ＩｏＴ、ＡＩなどのデジタル技術を用いた設備診断を導入し、装置の稼働率を向上させる取り組みが行われている。例えば、特許文献１、特許文献２には、ポンプ等に設けられたセンサの検出値に基づいて、装置の健全性を監視する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１１－２７６１５号公報
【文献】特開２０１２－１６３４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
製油所等の大規模な設備の保全においては、個々の装置の補修、交換だけでなく保全に係る作業人員等のリソースを確保し工期を管理する必要がある。特許文献１、特許文献２に記載された技術のように、個々の装置の健全性の監視を行っても、大規模な設備の補修の工期や内容を把握するための全体的な保全に関するスケジュール管理を行うことは困難であった。
【0007】
本発明は、大規模な設備の健全性を監視すると共に、全体的な保全に関するスケジュールを管理することができる保全管理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、設備の状態を検出する検出部により検出された検出値と、前記設備の稼働に必要な設定値との相関性に関して、前記設備を構成する構成部材の特性に応じた重み付けによる機械学習を用いた判定を行い、前記設備を構成する前記構成部材の損耗・劣化度合を前記構成部材ごとに算出し、前記設備の補修時期を予測する予測装置と、前記構成部材の在庫状態に基づいて前記構成部材を供給する供給スケジュールを生成する物品管理装置と、前記予測装置の予測結果に基づいて、前記設備の補修に必要な前記構成部材を抽出し、抽出した前記構成部材の在庫状態を前記物品管理装置に問い合わせて前記供給スケジュールを取得し、前記供給スケジュールに基づいて前記構成部材を用いた前記設備の補修に必要な作業工数を算出すると共に、前記作業工数に応じたリソースを算出し、前記設備の補修スケジュールを生成する保全管理装置と、を備える、保全管理システムである。
【0009】
本発明によれば、予測装置が自動的に設備の補修時期を予測するため、従来のように人の経験に基づいて判断されていた設備の補修内容と補修時期を正確に把握することができる。本発明によれば、補修内容と補修時期に応じてリソースを確保し工期を自動的に管理できる。
【0010】
本発明の前記予測装置は、前記設備における可動部を有する動機械の損耗・劣化度合を算出してもよい。
【0011】
本発明によれば、予測装置が可動部を有する動機械の損耗・劣化度合を判定するため、設備の状態をリアルタイムに管理することができる。
【0012】
本発明の前記予測装置は、前記構成部材の前記損耗・劣化度合の算出結果に基づいて、前記構成部材の交換又は補修を判定してもよい。
【0013】
本発明によれば、予測装置が構成部材の損耗・劣化度合を算出するため、設備を分解しなくても構成部材の状態を把握することができる。
【0014】
本発明の前記保全管理装置は、前記作業工数の内容に応じた前記リソースの入札を実施し、前記リソースを確保してもよい。
【0015】
本発明によれば、保全管理装置が算出した作業工数に応じてリソースの入札を実施してリソースを確保することにより、補修における管理作業を大幅に低減し、省力化することができる。
【0016】
本発明の前記保全管理装置は、前記構成部材の損耗・劣化度合に応じた補修の作業工数を算出し、前記作業工数に応じた補修業務の入札を実施し、補修作業リソースを確保してもよい。
【0017】
本発明によれば、保全管理装置が作業工数に応じた補修業務の入札を実施することにより、補修作業における管理業務を大幅に低減することができる。
【0018】
本発明の前記保全管理装置は、前記補修の過去の補修履歴を参照し、前記作業工数を算出してもよい。
【0019】
本発明によれば、過去の補修履歴を参照することで、構成部材に対する重複する補修を防止すると共に、損耗・劣化度合に応じた作業工数を正確に算出できる。
【0020】
本発明の前記保全管理装置は、前記補修時期において前記リソースが不足する場合、前記補修時期を調整して前記リソースの入札を実施し、前記リソースを確保してもよい。
【0021】
本発明によれば、補修時期を調整することにより、リソースの不足を解消し、工業地域内における複数の顧客の補修スケジュールを円滑に運用できる。
【0022】
本発明の前記保全管理装置は、抽出した前記構成部材の在庫が不足する場合、入札を実施し前記構成部材を確保してもよい。
【0023】
本発明によれば、構成部材の在庫管理も自動的に行いつつ、在庫が不足する場合は入札により構成部材の確保を確実に行うことができる。
【発明の効果】
【0024】
大規模な設備の健全性を監視すると共に、全体的な保全に関するスケジュールを管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本発明の実施形態に係る保全管理システムの構成を示すブロック図である。
【図2】設備と設備に接続された予測装置の構成を示すブロック図である。
【図3】予測装置の予測結果を示す概念図である。
【図4】予測装置の判定方法を示す概念図である。
【図5】保全管理装置の構成を示すブロック図である。
【図6】予測装置により予測されたポンプの状態を表示する表示画面の一例を示す図である。
【図7】予測装置により予測されたポンプの余寿命の表示画面の一例を示す図である。
【図8】ポンプの設計データを表示する表示画面の一例を示す図である。
【図9】ポンプのシャフトの設計データを表示する表示画面の一例を示す図である。
【図10】ポンプの過去の補修履歴を表示する表示画面の一例を示す図である。
【図11】ポンプの補修の作業工数を算出する工程を示す図である。
【図12】ポンプの作業工数を表示する表示画面の一例を示す図である。
【図13】作業スケジュールを表示する表示画面の一例を示す図である。
【図14】複数の顧客の全体的な作業スケジュールの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下、図面を参照にしつつ、本発明に係る保全管理システムの実施形態について説明する。
【0027】
図１に示されるように、保全管理システム１は、複数の顧客Ａｍ（ｍは自然数）が有する設備の健全性を監視し、保全の管理を行うシステムである。顧客の数は例示した限りでなく、これ以上あってもよい。各顧客Ａｍは、例えば、石油コンビナート等が集約された工業地域において稼働している製油所、化学工場、石油化学誘導品工場、その他の関連工場等の石油資源に関連した業者である。各顧客Ａｍは、プラントなどの大規模な設備１０Ａｍを備える。
【0028】
複数の設備１０Ａｍは、ネットワークＷに接続され、管理者２０が有する保全管理装置２２により管理されている。管理者２０は、各設備１０Ａｍの近隣に配置されていなくてもよく、ネットワークＷを介して遠隔地から各設備１０Ａｍを管理してもよい。
【0029】
その他、ネットワークＷには、各設備１０Ａｍの補修に必要な部品、部材、資材等を含む構成部材を保管する倉庫管理者３０、各設備１０Ａｍの補修に必要なリソースを管理するリソース管理者４０、各設備１０Ａｍの補修に必要な構成部材の加工を行う加工業者５０、構成部材を供給する物品供給者６０が接続されている。倉庫管理者３０、リソース管理者４０、加工業者５０、及び物品供給者６０は、それぞれ複数の事業者により構成されていてもよい。倉庫管理者３０、リソース管理者４０、加工業者５０、及び物品供給者６０は、各設備１０Ａｍと同じ工業地域内の近隣に配置していることが望ましい。倉庫管理者３０、リソース管理者４０、加工業者５０、及び物品供給者６０は、工業地域外に配置されていてもよい。
【0030】
各設備１０Ａｍには、設備の補修時期を予測する予測装置１２Ａｍが設けられている。予測装置１２Ａｍは、ネットワークＷに接続されている。予測装置１２Ａｍは、後述のように、各設備１０Ａｍの状態を検出する検出部により検出された検出値と、各設備１０Ａｍの稼働に必要な設定値との相関性に関して機械学習を用いた判定を行い、各設備１０Ａｍを構成する構成部材の損耗度合を算出し、各設備１０Ａｍの補修時期を予測する。予測装置１２Ａｍの詳しい処理内容については後述する。予測装置１２Ａｍは、ネットワークＷを介して予測結果を管理者２０に送信する。
【0031】
管理者２０は、各設備１０Ａｍの状態を管理する保全管理装置２２を有する。保全管理装置２２は、各予測装置１２Ａｍから取得した予測結果に基づいて各設備１０Ａｍの補修に関する補修スケジュールを生成する。保全管理装置２２は、各予測装置１２Ａｍから取得した予測結果に基づいて各設備１０Ａｍの保全に必要な構成部材を抽出する。保全管理装置２２は、抽出した構成部材の在庫状態を倉庫管理者３０に問い合わせる。
【0032】
倉庫管理者３０は、予め保全管理装置２２へのアクセス権が付与されたＩＤを有する。倉庫管理者３０は、構成部材を保管する倉庫を保有している。この倉庫には、各設備１０Ａｍの補修に必要な構成部材が保管されている。倉庫管理者３０は、各設備１０Ａｍの補修に必要な構成部材を一括に管理している。倉庫は、例えば、工業地域において一箇所に集約されている。倉庫は、工業地域内、又は顧客Ａｍの設備１０Ａｍの敷地内、その他の場所に分散していてもよい。倉庫管理者３０は、物品管理装置３２を有している。構成部材には、ＩＣタグ、二次元コードなどが取り付けられ、物品管理装置３２により倉庫内の構成部材の在庫、入出荷がリアルタイムに管理されている。構成部材を個体識別して管理ができるのであればＩＣタグ、二次元コード以外のものが用いられてもよい。
【0033】
物品管理装置３２は、保全管理装置２２から補修に必要な構成部材の問い合わせがあった場合、構成部材の在庫状態に基づいて、構成部材を供給する供給スケジュールを生成する。物品管理装置３２は、供給スケジュールを保全管理装置２２に送信する。物品管理装置３２は、構成部材の在庫が不足する場合、構成部材の不足分を保全管理装置２２に通知する。
【0034】
保全管理装置２２は、供給スケジュールを取得し、供給スケジュールに基づいて構成部材を用いた各設備１０Ａｍの補修に必要な工程と作業時間との関連を示す作業工数を算出する。保全管理装置２２は、算出した作業工数に基づいて、作業工数に応じたリソース及び予定価格を算出する。管理者２０は、保全管理装置２２を介して、算出された作業工数の内容に応じたリソースの入札を実施し、複数のリソース管理者４０の応札を受けてリソース管理者４０を選定しリソースを確保する。また、保全管理装置２２は、作業工数の内容に応じたリソースの入札を自動的に実施してもよい。
【0035】
リソース管理者４０は、予め保全管理装置２２へのアクセス権が付与されたＩＤを有する。リソース管理者４０は、リソース管理装置４２を有し、保有するリソースの管理を行う。リソースとは、例えば、人材、重機、車両、工具等の補修に必要な人的資源、物的資源である。リソース管理者４０は、複数の業者が存在してもよい。リソース管理装置４２は、保全管理装置２２から提示された調達情報の内容と、保有するリソースの状況とを比較し、リソース提供スケジュール及び見積書を生成し、応札する。応札は自動的に行われてもよい。
【0036】
リソース管理装置４２は、保全管理装置２２から落札通知と補修スケジュールを受信した場合、補修スケジュールに応じてリソースを提供するためのリソース提供スケジュールを確定する。リソース管理者４０は、リソース提供スケジュールに応じてリソースを提供する。
【0037】
保全管理装置２２は、各設備１０Ａｍの構成部材の損耗度合に応じた補修の作業工数を算出し、作業工数に応じた補修業務の入札を実施し、複数の加工業者５０の応札を受けて加工業者５０を選定し補修作業リソースを確保する。
【0038】
加工業者５０は、加工管理装置５２を有し、構成部材の製造、補修を行う。加工業者５０は、複数の業者が存在してもよい。加工業者５０は、加工管理装置５２を介して保全管理装置２２から提示された調達情報の内容と、保有する補修作業リソースの状況とを比較し、補修作業提供スケジュール及び見積書を生成し、応札する。応札は自動的に行われてもよい。
【0039】
補修作業リソースは、例えば、製造設備、補修設備、人材、資材等の構成部材の補修に必要な人的資源、物的資源である。加工管理装置５２は、保全管理装置２２から落札通知を受信した場合、補修作業リソースを提供するための納期の情報を含む補修作業提供スケジュールを確定する。加工業者５０は、補修作業提供スケジュールに応じて構成部材の製造、補修を行う。
【0040】
上記のように管理者２０は、保全管理装置２２を介して物品管理装置３２から構成部材が不足する通知を受信した場合、不足した構成部材の入札を実施し、複数の物品供給者６０の応札を受けて物品供給者６０を選定し不足した構成部材を確保する。入札は、保全管理装置２２が自動的に行ってもよい。
【0041】
物品供給者６０は、供給管理装置６２を有し、構成部材の供給を行う。物品供給者６０は、部品の種類に応じて複数の業者が存在する。物品供給者６０は、保全管理装置２２から提示された調達情報の内容と、保有する構成部材の在庫及び供給リソースの状況とを比較し、供給スケジュール及び見積書を生成し、応札する。応札は自動的に行われてもよい。供給リソースは、構成部材を製造するための製造装置、人材、資材等の構成部材の製造に必要な人的資源、物的資源である。物品供給者６０は、保全管理装置２２から落札通知と補修スケジュールを受信した場合、補修スケジュールに応じて構成部材を製造、出荷するための供給スケジュールを確定する。物品供給者６０は、供給スケジュールに応じて構成部材を製造、出荷する。
【0042】
次に、複数の顧客Ａｍが有する設備１０Ａｍにおける予測装置１２Ａｍの構成について説明する。
【0043】
図２に示されるように、例えば、設備１０Ａｍは、プラントなどを有し、流体が流通する配管１１ＡＰｍと、流体を流通させるための動機械１１ＡＱｍと、流体の熱交換を行う熱交換器１１ＡＲｍとを備える。設備１０Ａｍの構成は、一例であり、他の構成が含まれていてもよい。
【0044】
配管１１ＡＰｍには、複数のセンサＰｐ（ｐは自然数）が設けられている。複数のセンサＰｐは、配管１１ＡＰｍにおける検出値を出力する。配管１１ＡＰｍにおいては、気体、液体等の流体が内部を流通することによる腐食、スケールの詰まり、漏れなどの損耗、劣化が生じる。配管１１ＡＰｍの損耗度合の検出のため複数のセンサＰｐは、例えば、配管１１ＡＰｍ周辺の臭気（ガス濃度）、配管１１ＡＰｍ周辺の温度、配管１１ＡＰｍ内外の音の大きさ、配管１１ＡＰｍの振動値、配管１１ＡＰｍ内の流体の流量を検出する。即ち、複数のセンサＰｐは、配管１１ＡＰｍの損耗に関連する検出値を出力する。
【0045】
動機械１１ＡＱｍは、例えば、ポンプ等の回転可動部を備える機械である。動機械１１ＡＱｍには、複数のセンサＱｑ（ｑは自然数）が設けられている。動機械１１ＡＱｍにおいては、例えば、ポンプ等に使用されるシャフトの損耗、変形、腐食等により損耗が生じる他、シャフトを回転自在に軸支するベアリングが損耗すると共に、ベアリングに設けられるオイルシールなどが損耗、劣化する。動機械１１ＡＱｍの損耗度合の検出のため複数のセンサＱｑは、動機械１１ＡＱｍにおける検出値を出力する。
【0046】
複数のセンサＱｑは、例えば、動機械１１ＡＱｍ周辺の臭気（ガス濃度）、動機械１１ＡＱｍ周辺の温度、動機械１１ＡＱｍ周辺（摺動部）の音の大きさ、動機械１１ＡＱｍ本体の振動値、動機械１１ＡＱｍの回転数を制御する電流値を検出する。即ち、複数のセンサＱｑは、動機械１１ＡＱｍの損耗に関連する検出値を出力する。
【0047】
熱交換器１１ＡＲｍは、例えば、配管１１ＡＰｍの途中に設けられ、配管１１ＡＰｍ内を流通する流体の熱交換を行う。熱交換器１１ＡＲｍにおいては、気体、液体等の流体が内部を流通することによる腐食、流体に含有されるスケールの詰まり、シールの劣化、漏れなどにより損耗、劣化が生じる。熱交換器１１ＡＲｍ損耗度合の検出のためのため熱交換器１１ＡＲｍには、複数のセンサＲｒ（ｒは自然数）が設けられている。
【0048】
複数のセンサＲｒは、例えば、熱交換器１１ＡＲｍの検出値を出力する。複数のセンサＲｒは、例えば、熱交換器１１ＡＲｍ周辺の臭気（ガス濃度）、熱交換器１１ＡＲｍの上流及び下流における温度、熱交換器１１ＡＲｍ周辺の音の大きさ、熱交換器１１ＡＲｍの振動値、熱交換器１１ＡＲｍ内の流体の流量を検出する。即ち、複数のセンサＲｒは、熱交換器１１ＡＲｍの損耗に関連する検出値を出力する。
【0049】
各センサＰｐ，Ｑｑ，Ｒｒは、検出部を構成し予測装置１２Ａｍに所定のタイミングにおいて検出値を出力する。所定のタイミングとは、例えば、一定時間毎であり、一定時間の間隔は設備１０Ａｍの稼働状況に応じて適宜変更される。各センサＰｐ，Ｑｑ，Ｒｒは、有線又は無線により検出値を予測装置１２Ａｍに送信する。
【0050】
各センサＰｐ，Ｑｑ，Ｒｒの出力値の他に、点検作業者による点検結果を予測装置１２Ａｍに送信してもよい。設備１０Ａｍにおいて、点検作業者は、端末装置１１Ｔを用いて点検項目に情報を入力する。端末装置１１Ｔから予測装置１２Ａｍに点検項目に関する情報が送信される。
【0051】
予測装置１２Ａｍは、ネットワークＷを介して通信する通信部１３Ａｍと、演算処理に必要なデータを記憶する記憶部１４Ａｍと、各センサＰｐ，Ｑｑ，Ｒｒの検出値に基づいて設備１０Ａｍの劣化度合を判定する判定部１５Ａｍとを備える。判定部１５Ａｍは、例えば、可動部を有する動機械１１ＡＱｍの他、流体が流通する配管１１ＡＰｍ、熱交換器１１ＡＲｍ等の設備１０Ａｍの構成要素の損耗度合を算出し健全性を判定する。予測装置１２Ａｍは、各センサＰｐ，Ｑｑ，Ｒｒの検出値、及び端末装置１１Ｔから取得した情報を記憶部１４Ａｍに記憶しデータベース化する。
【0052】
判定部１５Ａｍは、例えば、ディープラーニングを用いたＡＩによる機械学習に基づく判定アルゴリズム処理を実行し、検出値に基づいて設備１０Ａｍの上記構成要素を構成する構成部材の損耗度合を算出する。判定部１５Ａｍは、例えば、教師データに基づく教師あり学習を実行し、設備１０Ａｍの損耗度合を算出する。判定部１５Ａｍは、稼働開始時において教師データが少ない場合には、検出値に基づいて教師なし学習を実行し、設備１０Ａｍのメンテナンスの開始時期を予測する。判定部１５Ａｍは、例えば、設備１０Ａｍに与える制御値を制御パラメータと設定すると共に、各センサを含む検出部の検出値を検出パラメータと設定する。
【0053】
制御値は、例えば、動機械１１ＡＱｍに流通する流体の一次側圧力、前記流体の二次側圧力、動機械１１ＡＱｍ内を流通する流体の一次側流量、動機械１１ＡＱｍ内を流通する流体の二次側流量、動機械１１ＡＱｍ内を流通する流体の一次側温度、動機械１１ＡＱｍ内を流通する流体の二次側温度、流体の比重等の設備１０Ａｍを稼働させるために設計上予め設定された設定値である。制御パラメータ及び検出パラメータを合わせたものがメンテナンスパラメータと定義される。
【0054】
判定部１５Ａｍは、制御パラメータと検出パラメータとを比較し、これらの相関性の学習結果に基づいて設備１０Ａｍの損耗度合を算出する。判定部１５Ａｍは、構成部材の特性に応じて各制御パラメータ、各検出パラメータに重み付けを行う。
【0055】
判定部１５Ａｍは、例えば、配管１１ＡＰｍの損耗度合を判定する場合、流量、温度、臭気等に関連する制御パラメータ及び検出パラメータに重みを付けて判定する。判定部１５Ａｍは、例えば、動機械１１ＡＱｍのベアリングの損耗度合を判定する場合、音、振動、臭気等に関連する制御パラメータ及び検出パラメータに重みを付けて判定する。判定部１５Ａｍは、例えば、動機械１１ＡＱｍのシャフトの損耗度合を判定する場合、温度、音、振動、電流値等に関連する制御パラメータ及び検出パラメータに重みを付けて判定する。判定部１５Ａｍは、例えば、熱交換器１１ＡＲｍの損耗度合を判定する場合、流量、温度、臭気等に関連する制御パラメータ及び検出パラメータに重みを付けて判定する。
【0056】
判定部１５Ａｍは、例えば、制御値の各パラメータと検出値の各パラメータとの相関性において経時的な変化を判定し、設備１０Ａｍの構成部材の損耗度合を算出する。判定部１５Ａｍは、制御値の各パラメータ及び検出値の各パラメータのうちから１つもしくは複数の組み合わせを入力データとし、設備１０Ａｍの構成部材の余寿命を算出する。判定部１５Ａｍは、制御値の各制御パラメータと検出値の各検出パラメータとのそれぞれの相関性を算出し、損耗に関連する検出値のパラメータの経時的変化が閾値に近づいた場合、構成部材の損耗が進行し余寿命が近づいていると判定する。判定部１５Ａｍは、損耗度合の算出結果に基づいて構成部材の交換又は補修を判定する。
【0057】
図３に示されるように、判定部１５Ａｍは、損耗度合の算出結果に基づいて、設備１０Ａｍの構成部材の補修時期を予測する。判定部１５Ａｍは、予め設定された閾値と構成部材の損耗度合とを比較して、所定期間を補修時期に設定する。判定部１５Ａｍは、損耗度合が補修を必要とする初期の注意レベルである第１閾値を超えてから損耗度合が限界となる危険レベルである第２閾値に到達する前の期間を補修期間に設定する。
【0058】
図４に示されるように、判定部１５Ａｍは、稼働開始時において教師データが少ない場合には、取得したメンテナンスパラメータの検出値に基づいて教師なし学習を実行し、メンテナンス開始時期を判定する。判定部１５Ａｍは、損耗度合が少ない場合であるメンテナンスパラメータの初期の検出値の基準値から経時的に損耗が進んで乖離していく傾向を学習し、メンテナンスパラメータの検出値が第１閾値に到達する時期をメンテナンスの開始時期であると予測する。判定部１５Ａｍは、予測結果を保全管理装置２２に送信する。
【0059】
図５に示されるように、保全管理装置２２は、例えば、ネットワークＷと通信する通信部２４と、複数の顧客Ａｍの設備１０Ａｍを統合的に管理する管理部２６と、管理に関する情報を表示する表示部２７と、複数の顧客Ａｍの管理に関する情報を記憶する記憶部２８とを備える。通信部２４は、ネットワークＷを介して複数の顧客Ａｍとの通信を行う通信インタフェースである。表示部２７は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等の表示装置である。表示部２７は、タブレット型端末、スマートフォン等の移動端末により、別体に表示内容が表示されるものであってもよい。
【0060】
記憶部２８は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、フラッシュメモリ等の記憶媒体である。記憶部２８には、複数の予測装置１２Ａｍから取得した予測結果、複数の顧客Ａｍの設備１０Ａｍの補修スケジュール、過去の補修履歴等、設備１０Ａｍの補修に関する情報が記憶されている。
【0061】
以下、管理部２６において実行される処理についてポンプの補修を例示しつつ説明する。
【0062】
ポンプのシャフトは、軸受け部が回転することにより損耗する。管理部２６は、顧客Ａｍの予測装置１２Ａｍから取得した予測結果を取得する。管理部２６は、予測装置１２Ａｍから取得した予測結果に基づいて、補修時期が近い設備１０Ａｍのポンプを抽出する。
【0063】
図６に示されるように、表示部２７の表示画面Ｍ１には、設備１０Ａｍにおいて補修が必要なポンプが表示される。表示画面Ｍ１には、設備１０Ａｍにおける複数の動機械１１ＡＱｍ（ポンプ）の損耗度合に応じた注意レベルが表示される。保全管理装置２２の操作者は、表示画面にＭ１に表示された注意が必要な機器の表示を操作により選択する。
【0064】
図７に示されるように、表示画面Ｍ２には、例えば、選択されたポンプの損耗度合に基づく補修時期が表示される。管理部２６は、抽出された設備１０Ａｍにおいて補修が必要な構成部材について、作業工数を算出する。
【0065】
図８に示されるように、表示画面Ｍ３には、ポンプの設計データが表示される。ポンプの設計データはデータベース化され、顧客Ａｍと管理者２０により共有されている。
【0066】
図９に示されるように、表示画面Ｍ４には、シャフトの製作寸法が表示される。シャフトの製作寸法は、保全管理システム１にＩＤが付与されている複数の加工業者５０によりデータベースが共有化されている。シャフトは、損耗度合に基づいて交換又は補修が選択される。シャフトは、耐用年数に達する場合、損耗度合が基準を超えた場合、補修回数が規定回数を超えた場合、交換される。
【0067】
シャフトは、部材からの切削、摺動部分への部分的な耐摩耗性が高い金属の溶射、溶射された金属の切削により作成される。シャフトは、再利用可能な場合、補修される。損耗したシャフトは、例えば、損耗部分に耐摩耗性が高い金属を溶射して肉盛りし、肉盛りされた金属を切削することにより補修される。管理部２６は、シャフトの補修の作業工数の算出において構成部材の過去の補修履歴を参照する。
【0068】
図８に示されるように、表示画面Ｍ５には、ポンプの過去のメンテナンスの履歴が表示される。ポンプの過去のメンテナンスの履歴はデータベース化されており、記憶部２８に記憶され、顧客Ａｍと管理者２０により共有されている。管理部２６は、過去の補修履歴に基づいて、シャフトの交換、補修を選択する。
【0069】
図１１に示されるように、管理部２６は、シャフトの補修に必要な加工の作業工数を算出する。管理部２６は、シャフトの交換が必要な場合、シャフトの製作及び溶射に係る作業工数を算出する。管理部２６は、シャフトを交換せずに補修で対応する場合、シャフトの溶射に係る作業工数を算出する。管理部２６は、算出したシャフトの加工の作業工数に基づいて、予定価格を算出する。
【0070】
管理者２０は、管理部２６が算出した予定価格に基づいて、保全管理装置２２を介して加工業者５０に対してシャフトの加工に関する補修作業リソースの入札を行う。また、管理者２０は、保全管理装置２２を介して管理部２６が算出した予定価格に基づいて、バーチャルマーケットを生成し、加工業者５０に対してシャフトの加工に関する補修作業リソースの入札を行っても良い。加工業者５０は、加工管理装置５２を介して保全管理装置２２から提示された調達情報の内容に基づいて補修作業スケジュール及び見積書を生成し、応札する。管理者２０は、複数の加工業者５０から応札があった場合、価格、過去の実績、納期等の内容を参照し、シャフトの加工について最適な加工業者５０を選定する。
【0071】
シャフトの補修において、シャフトを軸支しているベアリング、オイルシール等は、消耗部品であるためシャフトの補修と同時に交換される。管理部２６は、例えば、抽出されたポンプのシャフトの補修において必要なベアリング、オイルシール等の交換部品を抽出する。管理部２６は、補修に必要な構成部材の在庫状況を倉庫管理者３０の物品管理装置３２に問い合わせる。管理部２６は、構成部材の在庫がある場合、保全管理装置２２から交換部品の納期に関する供給スケジュールを取得する。管理者２０は、構成部材の在庫が無い場合、保全管理装置２２を介して交換部品の納入に関する入札を行う。保全管理装置２２は、構成部材の在庫が無い場合、交換部品の納入に関する入札を自動的に行ってもよい。
【0072】
複数の物品供給者６０は、供給管理装置６２を介して調達情報の内容に基づいて交換部品の供給スケジュール及び見積書を生成し、応札する。管理者２０は、複数の物品供給者６０から応札があった場合、価格、過去の実績、納期等の内容を参照し、交換部品の納入について最適な物品供給者６０を選定する。
【0073】
図１２に示されるように、表示画面Ｍ６には、補修作業の作業工数が表示される。管理部２６は、加工業者５０及び物品供給者６０を選定した後、加工業者５０の補修作業スケジュール及び、物品供給者６０の交換部品の供給スケジュールに基づいて、ポンプの分解、シャフトの脱着、搬出、搬入、ベアリング交換、組み付け等に係る補修作業の作業工数を算出する。管理部２６は、算出した補修作業の作業工数に基づいてポンプの補修スケジュールを生成する。
【0074】
保全管理装置２２は、複数のリソース管理者４０に対して補修スケジュールの内容に応じたリソースの入札を行う。管理者２０は、複数のリソース管理者４０から応札があった場合、価格、過去の実績、納期等の内容を参照し、リソースについて最適なリソース管理者４０を選定する。管理者２０は、リソース管理者４０を選定し、ポンプの補修作業に関するリソースを確保する。
【0075】
図１３に示されるように、表示画面Ｍ７には、補修スケジュールが表示される。管理部２６は、リソース管理者４０から取得したリソース提供スケジュールに基づいて補修スケジュールを調整し確定する。
【0076】
図１４に示されるように、管理部２６は、ポンプの補修時期において他の設備１０Ａｍの補修スケジュールが重複してリソースが不足する場合、補修時期をずらすように調整してリソースの入札を実施し、リソースを確保する。
【0077】
上述したように、保全管理システム１によれば、工業地域における複数の顧客Ａｍの設備１０Ａｍの補修スケジュールを調整することにより、補修の時期が分散され、所定の時期に集中することが防止される。保全管理システム１によれば、リアルタイムで設備１０Ａｍの損耗度合を監視することにより、設備１０Ａｍに対する補修をピンポイントにて行うことができる。保全管理システム１によれば、設備１０Ａｍの過去の補修箇所がデータベース化されているため、構成部材の損耗度合に対する補修内容を適切に設定することができる。保全管理システム１によれば、顧客Ａｍは、自己が保有する設備１０Ａｍの損耗度合と補修時期を把握することができ、設備１０Ａｍの稼働率を向上させることができる。
【0078】
保全管理システム１によれば、人の経験に頼っていた従来方法に比して予測装置１２Ａｍが機械学習に基づく判定処理することにより、設備１０Ａｍの損耗度合を算出し設備１０Ａｍの補修時期を正確に予測できる。保全管理システム１によれば、保全管理装置２２が補修作業の内容に応じて関連業者に入札を自動的に実施して業者を選定するため、補修に関するコストを低減することができる。保全管理システム１によれば、補修に関する交換部品を物品管理装置３２が自動的に管理するため、交換部品の供給を迅速化すると共に、管理コストを低減することができる。
【0079】
保全管理システム１によれば、設備１０Ａｍの保全において、個々の装置の補修に係る作業人員等のリソースを確保し工期を自動的に管理できる。保全管理システム１によれば、大規模な設備１０Ａｍの補修の工期や内容を全体的に把握することができる。
【0080】
上述した予測装置１２Ａｍ、保全管理装置２２、物品管理装置３２、リソース管理装置４２、加工管理装置５２、及び供給管理装置６２の構成要素のうち、一部又は全部は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。
【0081】
プログラムは、予めＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【0082】
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。例えば、保全管理システム１の管理対象は、工業地域おけるプラント等の設備だけでなく貯蔵施設、発電所等他の設備に適用してもよい。
【符号の説明】
【0083】
１ 保全管理システム、１１ＡＰｍ 配管、１１ＡＱｍ 動機械、１１ＡＲｍ 熱交換器、１１Ｔ 端末装置、１２Ａｍ 予測装置、１３Ａｍ 通信部、１４Ａｍ 記憶部、１５Ａｍ 判定部、２０ 管理者、２２ 保全管理装置、２４ 通信部、２６ 管理部、２７ 表示部、２８ 記憶部、３０ 倉庫管理者、３２ 物品管理装置、４０ リソース管理者、４２ リソース管理装置、５０ 加工業者、５２ 加工管理装置、６０ 物品供給者、６２ 供給管理装置、Ａｍ 顧客、Ｍ１―Ｍ７ 表示画面、Ｐｐ センサ、Ｑｑ センサ、Ｒｒ センサ、Ｗ ネットワーク
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】