保全最適化のためのリスク・インフォームド・メンテナンス手法について
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カテゴリ: 第1回
1.緒言
電力の自由化を背景に、今までの安全性、信 頼性重視の保全から、安全性、信頼性に加えて 経済性も追求した保全へのシフトが要求され ている。この実現のためには、徹底的な無駄の 排除、及び保全手法、保全時期の最適化が不可 欠であり、特に後者の手法として、近年リス ク・インフォームド・メンテナンス(以下 RIM) の考え方が注目されている。 ここでは、RIM の適用手順について概説する。であり、特に後者の手法として、近年リス ・・インフォームド・メンテナンス(以下 RIM) の考え方が注目されている。 ここでは、RIM の適用手順について概説する。
2. RIM 導入の検討
RIM とは故障発生に伴う損失を、確率論的手 法と財務的手法を組み合わせて定量的(または 定性的)にリスクという指標で評価し、このリ スクに基づいて合理的に保全計画を策定する 手法である。故障発生に伴う損失を定量的に評 価することにより、安全性・信頼性、経済性の 両面で最適な保全計画策定が可能となる。同時 に、検査、補修実施によるコストメリットを定 量的に示すことが出来るため、費用対効果の評 価に対しても有効である。RIM の概要を Fig.1 に示す。RIM による保全メニュー決定の流れ|保全コストの期待値=保守費用| + 腹傷のリスクコストに換算) ■損傷時の損害]×[損傷確率] 高保守の寛・頻度低対象部位・損傷モードの決定、損傷確率の算出保守費用リスク保全メニューの抽出 コストの設定にこたえています。し各メニューでのリスク計算 | 安全性を確保しつつ保全コストの 「期待値が小さい保全計画を策定* 最適保全メニューの策定日 Fig.1 リスク・インフォームド・メンテナンスの概要| PS 3 - 3について -2153. RIM 評価検討 - 一般産業設備では、疲労き裂、SCC (Stress Corrosion Crack)等が生じ、プラントの信頼 性低下の原因となっている。そのため、損傷前 に予防保全を実施するのが有効であるが、損傷 が生じた場合でも影響の少ない部位なども含 め、全ての部位を対象とするのは合理的ではな い。RIM の適用により、対象部位の重要度、損傷 の可能性を考慮した合理的保全計画の策定が 期待される。3.1 損傷確率の算出損傷確率は実機の損傷実績から導出するの が望ましいが、損傷実績が少ない場合、き裂発 生試験、き裂進展試験など実験室データから算 出することになる。しかしながら、実験室評価 が実機実態と異なる点は否めず(過度に安全側 の評価になることが多い)、RIM導入におけ る最大の課題となっている。このような場合、ベイズ統計手法を用いて実 験室データと実機検査結果を組み合わせるこ とによって、より実機実態に即した損傷確率を 得ることが可能である。 - Fig.2 に実験室データから算出した損傷確率 と、ベイズ統計手法により更新した損傷確率の イメージを示す。実験室データから算出ベイズ統計 処理累積損傷確率実機の損傷割合実験室データ +実機検査結果 から算出運転時間(H) Fig.2 損傷確率の算出結果 (ベイズ統計手法により実機検査結果を組み込むことで、損 傷確率は実機の損傷割合に近づけられる)3.2 保全計画の策定 -- 前節で得られた損傷確率を基に、推奨保全計 画を策定する。検討する保全メニューは Table 1 に示す。-216各保全メニューでプラントを運転した場合 の保全コストの期待値を Fig.3 に示す。予防 保全を実施するメニュー28は、初期に実施費 用のためコストが増加するが、プラント運転終 了時では、事後対応のメニュー1よりも保全コ ストの期待値が小さくなることが示された。ま た、予防保全の実施によるコストメリットを定 量的に評価できることも示された。Table 1 保全メニュー 保全メニュー備考規定の検査のみを実施し、 事後対応 損傷検出後に取替・保修を行う。損傷が発生しない材料、ま 2|予防取替 たは設計に、損傷発生前に取替える。応力緩和措置等により、損 緩和措置傷の発生を予防する。プラント供用期間保全コストの期待値(円)コストメリット 予防保全の...40. aaaaaaaaaaaaaaaaat予防保全実施運転時間(H) Fig.3 各保全メニューで運転した場合の保全コストの期待値評価 (この図ではメニュー 3の緩和措置の実施が最も合理的と示さ れる)4.まとめ経済性を重視した合理的保全手法である RIM の原子力プラントの保全への適用性を検討し た。損傷事例が少ない場合に対しても、実験室デ ータと実機検査結果をベイズ統計により組み 合わせることで損傷確率を導出することがで きた。また、得られた損傷確率により、最適保 全計画の策定、及び予防保全実施によるコスト メリットの定量評価が可能である。“ “保全最適化のためのリスク・インフォームド・メンテナンス手法について“ “佐藤 寿彦,Toshihiko SATO“ “保全最適化のためのリスク・インフォームド・メンテナンス手法について“ “佐藤 寿彦,Toshihiko SATO
電力の自由化を背景に、今までの安全性、信 頼性重視の保全から、安全性、信頼性に加えて 経済性も追求した保全へのシフトが要求され ている。この実現のためには、徹底的な無駄の 排除、及び保全手法、保全時期の最適化が不可 欠であり、特に後者の手法として、近年リス ク・インフォームド・メンテナンス(以下 RIM) の考え方が注目されている。 ここでは、RIM の適用手順について概説する。であり、特に後者の手法として、近年リス ・・インフォームド・メンテナンス(以下 RIM) の考え方が注目されている。 ここでは、RIM の適用手順について概説する。
2. RIM 導入の検討
RIM とは故障発生に伴う損失を、確率論的手 法と財務的手法を組み合わせて定量的(または 定性的)にリスクという指標で評価し、このリ スクに基づいて合理的に保全計画を策定する 手法である。故障発生に伴う損失を定量的に評 価することにより、安全性・信頼性、経済性の 両面で最適な保全計画策定が可能となる。同時 に、検査、補修実施によるコストメリットを定 量的に示すことが出来るため、費用対効果の評 価に対しても有効である。RIM の概要を Fig.1 に示す。RIM による保全メニュー決定の流れ|保全コストの期待値=保守費用| + 腹傷のリスクコストに換算) ■損傷時の損害]×[損傷確率] 高保守の寛・頻度低対象部位・損傷モードの決定、損傷確率の算出保守費用リスク保全メニューの抽出 コストの設定にこたえています。し各メニューでのリスク計算 | 安全性を確保しつつ保全コストの 「期待値が小さい保全計画を策定* 最適保全メニューの策定日 Fig.1 リスク・インフォームド・メンテナンスの概要| PS 3 - 3について -2153. RIM 評価検討 - 一般産業設備では、疲労き裂、SCC (Stress Corrosion Crack)等が生じ、プラントの信頼 性低下の原因となっている。そのため、損傷前 に予防保全を実施するのが有効であるが、損傷 が生じた場合でも影響の少ない部位なども含 め、全ての部位を対象とするのは合理的ではな い。RIM の適用により、対象部位の重要度、損傷 の可能性を考慮した合理的保全計画の策定が 期待される。3.1 損傷確率の算出損傷確率は実機の損傷実績から導出するの が望ましいが、損傷実績が少ない場合、き裂発 生試験、き裂進展試験など実験室データから算 出することになる。しかしながら、実験室評価 が実機実態と異なる点は否めず(過度に安全側 の評価になることが多い)、RIM導入におけ る最大の課題となっている。このような場合、ベイズ統計手法を用いて実 験室データと実機検査結果を組み合わせるこ とによって、より実機実態に即した損傷確率を 得ることが可能である。 - Fig.2 に実験室データから算出した損傷確率 と、ベイズ統計手法により更新した損傷確率の イメージを示す。実験室データから算出ベイズ統計 処理累積損傷確率実機の損傷割合実験室データ +実機検査結果 から算出運転時間(H) Fig.2 損傷確率の算出結果 (ベイズ統計手法により実機検査結果を組み込むことで、損 傷確率は実機の損傷割合に近づけられる)3.2 保全計画の策定 -- 前節で得られた損傷確率を基に、推奨保全計 画を策定する。検討する保全メニューは Table 1 に示す。-216各保全メニューでプラントを運転した場合 の保全コストの期待値を Fig.3 に示す。予防 保全を実施するメニュー28は、初期に実施費 用のためコストが増加するが、プラント運転終 了時では、事後対応のメニュー1よりも保全コ ストの期待値が小さくなることが示された。ま た、予防保全の実施によるコストメリットを定 量的に評価できることも示された。Table 1 保全メニュー 保全メニュー備考規定の検査のみを実施し、 事後対応 損傷検出後に取替・保修を行う。損傷が発生しない材料、ま 2|予防取替 たは設計に、損傷発生前に取替える。応力緩和措置等により、損 緩和措置傷の発生を予防する。プラント供用期間保全コストの期待値(円)コストメリット 予防保全の...40. aaaaaaaaaaaaaaaaat予防保全実施運転時間(H) Fig.3 各保全メニューで運転した場合の保全コストの期待値評価 (この図ではメニュー 3の緩和措置の実施が最も合理的と示さ れる)4.まとめ経済性を重視した合理的保全手法である RIM の原子力プラントの保全への適用性を検討し た。損傷事例が少ない場合に対しても、実験室デ ータと実機検査結果をベイズ統計により組み 合わせることで損傷確率を導出することがで きた。また、得られた損傷確率により、最適保 全計画の策定、及び予防保全実施によるコスト メリットの定量評価が可能である。“ “保全最適化のためのリスク・インフォームド・メンテナンス手法について“ “佐藤 寿彦,Toshihiko SATO“ “保全最適化のためのリスク・インフォームド・メンテナンス手法について“ “佐藤 寿彦,Toshihiko SATO