JP2011076210A - プラント点検用安全処置管理方法及びそのシステム - Google Patents

Abstract

【課題】フォールトツリー解析に基づき信頼性評価を行う場合にフォールトツリーを容易に作成できるようにする。
【解決手段】フォールトツリーにおいてＡＮＤゲート又はＯＲゲートの上方に否定ゲートが接続されていれば、論理積及び論理和間の変換式により、これらをＯＲゲート又はＡＮＤゲートの下方の２つの否定ゲートに順次書き換えて、ＡＮＤゲート又はＯＲゲートの上方に位置する否定ゲートを除去していく。そして、最後に基本事象の上方に位置する否定ゲートのみが残っていれば、その基本事象を否定する事象を新たな基本事象とすることにより、否定ゲートを完全に除去する。
【選択図】図７

Description

本発明は、原子力発電施設などの各種プラント施設における点検作業（メンテナンス）を安全に実施するためのプラント点検用安全処置管理方法及びそのシステムに関するものである。

プラント施設などの大規模な設備では、用いられている機器、部材等は膨大な数であり、これらについての保守点検作業の内容も多岐にわたっている。したがって、この保守点検作業を行うにあたっては予め綿密な点検工程を作成しておき、この作成した点検工程に基づき効率的な点検作業を行えるようにしておく必要がある。

また、保守点検作業は、プラントの運転停止中に行うオフラインメンテナンスと、プラントの運転中に行うオンラインメンテナンスとに分けられるが、いずれにしてもプラントは通常とは異なる状態に置かれることになるため、安全性が低下することも起こり得る。したがって、保守点検作業を行うにあたっては、フォールトツリー解析などの手法を用いて、事故などの望ましくない事象及びその要因となる事象を予め想定しておき、この望ましくない事象の発生確率に基づき信頼性を評価しておく必要がある。

そのため、出願人はこれまでに、点検工程管理及び信頼性評価を一元的に行うことが可能な技術を呈示している（特許文献１参照）。

特開２００３−６７０４３号公報

ところで、フォールトツリー解析では、フォールトツリーの頂上に頂上事象（望ましくない事象）を配置すると共に、頂上事象の下方に中間事象や基本事象を配置しておき、中間事象同士又は基本事象同士をＡＮＤゲート、ＯＲゲートなどの論理演算記号で関連付けるようにしてフォールトツリー作成を行っている。

この場合、最終的に作成されたフォールトツリーにおいて用いることが許容される論理演算記号はＡＮＤゲート、ＯＲゲートに限定されており、否定ゲートを用いることは許容されていない。これは、フォールトツリーに否定ゲートが含まれているとコンピュータがフォールトツリー解析を実行できないためである。したがって、フォールトツリーを作成する場合、作成者は当初は否定ゲートを用いてフォールトツリーに基づき編集作業を行い、最終段階で否定ゲートを削除する作業を行うのが通常である。

しかし、多数の中間事象及び基本事象の組合せからなるフォールトツリーについて、当初のフォールトツリーと等価なフォールトツリーを、否定ゲートを用いることなく作成する作業はオペレータに対し編集段階で多大な労力及び時間を強いることになる。

また、プラントの保守点検作業を実施する際は、点検対象機器やその周辺機器の運転系統からの隔離をアイソレーション管理に基づいて行う必要がある。しかし、従来からこのアイソレーション管理は独立した手法として考えられ、点検工程管理などの他の管理技術とそれほど深く関連付けられることなく別個に実施されてきていた。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、第１の目的として、フォールトツリー解析に基づき信頼性評価を行う場合にフォールトツリーを容易に作成することができるようにし、また、第２の目的として、点検工程管理及び信頼性評価に更にアイソレーション管理も加え、これらを一元的に扱うことが可能なプラント点検用安全処置管理方法及びそのシステムを提供しようとするものである。

上記課題を解決するための手段として、本発明に係るプラント点検用安全処置管理方法は、プラントの保守点検を実施する際の点検工程に関する情報について編集する第１のステップと、前記保守点検を実施する際に発生し得る望ましくない事象としての頂上事象、及びこの頂上事象発生の要因となり得る基本事象の選定を行うことにより、フォールトツリー解析の実行のためのフォールトツリーを編集する第２のステップと、前記第１のステップで編集した情報に係る事象、及び前記第２のステップで選定した基本事象の各データ属性を照合し、これらの事象間でデータ整合性が確保されるように、基本事象に係るデータを変換する第３のステップと、前記第３のステップで変換した基本事象に係るデータを用いてフォールトツリー解析を実行し、頂上事象の発生確率を求める第４のステップと、前記第４のステップで求めた頂上事象発生確率と予め設定してある閾値との比較に基づき、プラントの保守点検を実施する際のリスクを評価する第５のステップと、前記第４のステップで求めた頂上事象発生確率、及び前記第５のステップで評価したリスクについての表示を行う第６のステップとを有しており、しかも、前記第４のステップで実行するフォールトツリー解析では、編集時のフォールトツリーに否定ゲートが含まれている場合に、所定手順にしたがってこの否定ゲートを除去した後にフォールトツリー解析を実行する、ことを特徴とする。

本発明に係るプラント点検用安全処置管理システムは、プラントの保守点検を実施する際の点検工程に関する情報について編集する工程データ編集処理部４と、前記保守点検を実施する際に発生し得る望ましくない事象としての頂上事象、及びこの頂上事象発生の要因となり得る基本事象の選定を行うことにより、フォールトツリー解析の実行のためのフォールトツリーを編集するフォールトツリー編集部と、前記工程データ編集処理部４で編集した情報に係る事象、及び前記フォールトツリー編集部で選定した基本事象の各データ属性を照合し、これらの事象間でデータ整合性が確保されるように、基本事象に係るデータを変換するデータ整合処理部と、前記データ整合処理部で変換した基本事象に係るデータを用いてフォールトツリー解析を実行し、頂上事象の発生確率を求めるフォールトツリー解析部と、前記フォールトツリー解析部で求めた頂上事象発生確率と予め設定してある閾値との比較に基づき、プラントの保守点検を実施する際のリスクを評価するリスク評価部と、前記フォールトツリー解析部で求めた頂上事象発生確率、及び前記リスク評価部で評価したリスクについての表示を行う表示部とを有しており、しかも、前記フォールトツリー解析部は、前記フォールトツリー編集部が編集したフォールトツリーに否定ゲートが含まれている場合に、所定手順にしたがってこの否定ゲートを除去する否定ゲート除去手段を有しており、この否定ゲート除去手段による除去の後にフォールトツリー解析を実行するものである、ことを特徴とする。

本発明によれば、フォールトツリー解析に基づき信頼性評価を行う場合にフォールトツリーを容易に作成することができ、また、点検工程管理及び信頼性評価に更にアイソレーション管理も加え、これらを一元的に扱うことができるようになる。

本発明の第１の実施形態に係るシステムの構成図。 図１の工程編集手段５による入力画面の例を示す説明図。 図１の工程編集手段５による入力データの例を示す説明図。 図１の工程属性編集手段６による追加入力データの例を示す説明図。 図１のフォールトツリー編集部１０で入力・編集されたフォールトツリーの例を示す説明図。 図５に示したフォールトツリーのデータの保存例を示す説明図。 図１の否定ゲート除去手段１７による否定ゲート除去の具体的手順を示す説明図。 本発明の第１の実施形態に係る方法の過程を示すフローチャート。 本発明の第２の実施形態に係るシステムの構成図。 図９における隔離支援部２３の内部構成を示すブロック図。 図１０の動作を説明するために示した系統例についての説明図。 図１１における隔離対象機器及び隔離機器の登録例を示す説明図。 図１０のプラント情報編集手段３１により入力・編集されたプラント情報の例を示す説明図。 図１０の不適合情報編集手段３３により入力・編集された不適合機器についてのデータ例を示す説明図。 本発明の第２の実施形態に係る方法の過程を示すフローチャート。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るプラント点検用安全処置管理システムの構成図である。本システムは、点検工程管理部１、信頼性評価支援部２、及び付帯処理部３を備えている。

点検工程管理部１は、発電所で行われる工程計画や作業の実績を入力、編集、表示、保存するものであり、信頼性評価支援部２は、FTA（Fault Tree Analysis）を利用して、フォールトツリーを図的に記入し、シミュレーションを行って頂上事象の発生確率を算出するものである。また、付帯処理部３は、点検工程管理部１と信頼性評価支援部２との間の連携およびデータの変換を行うものである。

点検工程管理部１は、工程編集手段５及び工程属性編集手段６を有する工程データ編集処理部４と、グラフ表示手段８及び工程表示手段９を有する表示部７とを含んで構成されている。

信頼性評価支援部２は、頂上事象選定手段１１及び基本事象確率編集手段１２を有するフォールトツリー編集部１０と、フォールトツリーロジック変換手段１４、基本事象確率分布発生手段１５、及び頂上事象発生確率計算手段１６を有するフォールトツリー解析部１３とを含んで構成されている。そして、このフォールトツリーロジック変換手段１４は否定ゲート除去手段１７を有している。

付帯処理部３は、属性照合手段１９及び属性・確率変換手段２０を有するデータ整合処理部１８と、閾値−確率比較手段２２を有するリスク評価部２１とを含んで構成されている。

以下、本システムの各構成要素につき順次説明する。点検工程管理部１において、工程データ編集処理部４の工程編集手段５は、作業の実施計画を時系列に従ってオペレータが入力若しくは編集又は双方を実行（以下、「入力・編集」とする）することができるように構成されている。工程属性編集手段６は、工程編集部５によって入力・編集された個々の工程・作業に資源情報や備考情報を属性として入力・編集することができるように構成されている。なお、工程属性編集手段６は人的過誤確率を算出可能な属性を入力・編集することができる。人的過誤の属性については、機器の故障とは別に人的過誤によって障害が発生する虞がある場合に、その工程にその情報を入力すればよい。人的過誤の属性を有する工程は障害の発生確率に反映される。

表示部７のグラフ表示手段８は、工程属性編集手段６によってオペレータが入力・編集した数値データに基づいて時系列にしたがって表示された工程と同期（同一時間軸上にで時間的に一致）させて、個々の工程に入力された属性として資源情報（数値データ）を計算し、同時間軸上にグラフに表示することができるように構成されている。

工程表示手段９は、工程編集手段５と工程属性編集手段６でオペレータが入力・編集したデータに基づいて工程を図形的に時系列にしたがって表示することができるように構成されている。

なお、工程編集手段５と工程表示手段９は、工程の入力・編集と工程の表示とが同時に行われるインターフェースを備えることが好ましい。このインターフェースを有するシステムによれば、工程の入力・編集と表示とが同時に行われるので、工程の入力・編集の作業がより簡単になる。

信頼性評価支援部２において、フォールトツリー編集部１０は、フォールトツリー解析を実行するために用いるフォールトツリーをオペレータが入力・編集するものである。そして、頂上事象選定手段１１は、保守点検を実施する際に発生し得る望ましくない事象つまり頂上事象をオペレータが選定するためのものである。

また、基本事象確率編集手段１２は、頂上事象発生の要因となり得る基本事象をオペレータが選定すると共に、この選定した基本事象に対して確率密度関数を入力・編集するためのものであり、個々の基本事象に対し対数正規分布の中央値とエラーファクターを与えることができるように構成されている。フォールトツリー編集部１０は、このような頂上事象から基本事象に至る階層構造としてフォールトツリーを図的に入力したり、あるいはこのフォールトツリーの階層構造を変更したりするなど種々の編集をオペレータが行うことができるように構成されている。

フォールトツリー解析部１３のフォールトツリーロジック変換手段１４は、フォールトツリー編集部１０でオペレータが入力・編集して作成したフォールトツリーデータを、ブール代数による論理式に変換することができるように構成されている。

そして、フォールトツリーロジック変換手段１４の否定ゲート除去手段１７は、フォールトツリー編集部１０でオペレータが編集したフォールトツリーに否定ゲートが含まれている場合に、後述するような手順にしたがってこの否定ゲートを除去するようになっている。

基本事象確率分布発生手段１５は、基本事象確率編集手段１２によって入力・編集された個々の基本事象に対して設定された対数正規分布の中央値とエラーファクターに基づきランダムに確率を発生させることができるように構成されている。

頂上事象発生確率計算手段１６は、フォールトツリーロジック変換手段１４で導き出されたブール代数に基本事象確率分布発生手段１５で発生させた基本事象の発生確率を代入し、頂上事象の発生確率密度関数の計算を行って頂上事象の発生確率を求めることができるように構成されている。

なお、基本事象確率分布発生手段１５は、好ましくはモンテカルロ手法によってランダムに基本事象の発生確率を発生させるが、モンテカルロ法に代えて基本事象の発生確率分布の対数正規分布の中央値で発生確率を発生させることができる。これによれば、頂上事象発生確率計算手段１６は、前記基本事象の中央値から近似的に頂上事象の発生確率の中央値を算出するモードを備えることができる。このモードは、計算が簡便になる利点を有する。

付帯処理部３において、データ整合処理部１８の属性照合手段１９は、工程編集手段５又は工程属性編集手段６にて入力・編集された工程が意味する事象（作業）と基本事象確率編集手段１２において入力されたＦＴの基本事象とを照合し、同一事象もしくは背反事象であるかどうかを比較判定することができるように構成されている。

属性・確率変換手段２０は、属性照合手段１９で工程が意味する事象（作業）とＦＴの基本事象が同一事象もしくは背反事象（この両者は、全く関係のない事象と区別してまとめて「符号する事象」ということにする）と比較判定された場合に、互いに符合する事象が互いに整合する発生確率となるようにデータ（確率データまたは基本事象名）を変換することができるように構成されている。

具体的には、同一機器において工程属性編集手段６による作業名が「全開」であるならばその時点での「全開」の確率は１．０である。そして、基本事象確率編集手段１２による基本事象名が全開であるならば、それらはリンクでき、基本事象の発生確率も１．０と考えることができる。反対に、基本事象確率編集手段１２による基本事象名が「全開ではない」であるならば、両者の関係は背反であると考えることができ、基本事象名を反転（排反事象名に変換）させて確率をそのままとするか、基本事象名をそのままとして基本事象の発生確率を１．０−１．０＝０．０とするかのどちらかを選択することができる。なお、人的過誤発生の属性を有する事象については、属性照合手段１９によって抽出され、属性・確率変換手段２０によって発生確率データの変換に反映される。

リスク評価部２１の閾値−確率比較手段２２は、頂上事象発生確率計算手段１６で求められた頂上事象の発生確率が予め設定してある閾値以上である場合に、その情報を工程表示手段９に伝達し、工程表示手段９の表示に反映させることができるように構成されている。すなわち、発生確率が閾値以上となる工程（事象）には注意を促す表示（「リスク表示」）を行わせる。

なお、上述した工程編集手段５は好ましくは、フォールトツリー編集部１０で入力された事象名を参照し、表示画面における工程バーの名称とできるようにする。例えば、機器名等をキーとして工程編集手段５で入力・編集している工程に対応する事象を検索し、工程バーの名称の候補として表示部７の画面上に表示し、オペレータに選択させることが考えられる。さらに、工程の名称と基本事象の名称が統一されることにより、属性・確率変換手段２０での計算機負荷を減らすことができる。

次に、通常時の動作を説明する。例えば、図２に示す工程を工程編集手段５でオペレータが図的に入力したとする。「図的に入力」とは例えばコンピューター画面上で「バー」又は「工程バー」を引くようにすることである。入力されたデータは、図３のように作業名称と開始日時と終了日時のデータの形にすることができる。

そして、個々のデータ（「バー」または「工程バー」）に対して、工程属性編集手段６により機器番号や機器状態、請負会社等の属性情報や投入人工といった資源情報をオペレータが追加入力する。

入力されたデータは図４に示すように格納される。資源情報としての投入人工や使用クレーンの欄に記載されている「レベル-1.0」の意味するところは、個々のバーと同じ期間において該当の資源を一様に1.0使用することである。

それらのデータに基づき、図２に示すように工程表示手段９で工程を表示する。表示は図２と全く同じ表示の場合もあるが、機器番号や会社名といった備考情報を工程のバーに付帯させて表示させることも可能である。入力画面と同じ期間を表示したいとは限らないので、一般的なOSの機能と同様に拡大・縮小を可能とする。表示期間の移動はスクロールバーを用いて可能とする。

グラフ表示手段８は、工程表示手段９の画面上の上方又は下方に配置させ、時間軸の表示期間、スケールは全く同一とする。グラフの表示形式としては、資源毎（投入人工、使用クレーン別）に表示することも、合計して表示することも可能である。

フォールトツリー編集部１０では、図５に示すようにフォールトツリーを編集可能に、ブロック、ＯＲゲート、ＡＮＤゲートなどの論理記号の部品をモジュールとして準備しておき、オペレータがドラッグして引用可能なようにＧＵＩを作成する。図５のように入力されたフォールトツリーのデータは、図６に示すような構造で保存される。

フォールトツリーロジック変換手段１４で作成される演算内容は、図６のデータの場合、以下のようなブール代数となる。
Ａ＝Ｄ＊Ｅ+Ｆ＊Ｇ

基本事象確率編集手段１２では、基本事象に対しそれぞれ中央値とエラーファクターを与えることにより対数正規分布を一意に定義する。基本事象のなかで同一の事象（Ａ＝Ｂ）、背反の事象（１＝Ａ＋Ｂ）を名称もしくは備考情報から判断し、中央値とエラーファクターは個々の故障モード、人的過誤のモードごとに与えるものとする。

基本事象確率分布発生手段１５では、基本事象確率編集手段１２で定義された対数正規分布に従いモンテカルロ手法によりランダムに確率を発生させる。その値を、
(基本事象Ｄの確率１、基本事象Ｅの確率１、基本事象Ｆの確率１、基本事象Ｇの確率１)
(基本事象Ｄの確率２、基本事象Ｅの確率２、基本事象Ｆの確率２、基本事象Ｇの確率２)
： ： ：
(基本事象Ｄの確率ｎ、基本事象Ｅの確率ｎ、基本事象Ｆの確率ｎ、基本事象Ｇの確率ｎ)
というセットで保持する。

頂上事象発生確率計算手段１６では、基本事象確率分布発生手段１５で保持されたセットごとに、フォールトツリーロジック変換手段１４で作成されたブール代数へ代入し計算を行う。その計算結果の集合を再度対数正規分布に当てはめ、中央値とエラーファクターを求める。

属性照合手段１９では、基本事象確率編集手段１２で入力された機器名称（もしくは機器番号）と機器状態（もしくは故障モード）のセット（機器名称、機器状態）と、工程編集手段５及び工程属性編集手段６で入力された機器名称と機器状態のセット（機器名称、機器状態）とを照合し、同一機器において機器状態が同一もしくは背反事象のものを抽出する。

属性・確率変換手段２０では、点検工程管理部１側のセット（機器名称、機器状態）と信頼性評価支援部２側のセット（機器名称、機器状態）との整合性をとるために変換を行う。例えば、点検工程管理部１側のセットが（機器Ａ、停止）で、信頼性評価支援部２側のセットが（機器Ａ、停止）であれば変換の必要はない。点検工程管理部１側の事象は確率１．０でその事象が発生するという意味なので、信頼性評価支援部２側の基本事象確率編集手段１２率編集部１１へ、対数正規分布ではなく、定数１．０を当てはめる。

しかし、信頼性評価支援部２側のセットが（機器Ａ、運転）の場合には、そのままでは排反事象であり都合が悪いため変換を行う。信頼性評価支援部２側と点検工程管理部１側のどちらかの事象を排反事象に変換すればよいが、ここでは信頼性評価支援部２側を変換する。

具体的な操作としては、点検工程管理部１側の事象は確率１．０でその事象が発生するという意味なので、信頼性評価支援部２側の基本事象確率編集手段１２へ、対数正規分布ではなく、定数０．０を当てはめるのみである。

リスク評価部２１の閾値−確率比較手段２２では、頂上事象発生確率計算手段１６で計算された中央値と閾値とを比較し、中央値が閾値よりも大きければ、警告として工程表示手段９の該当するバーを警報色に変換する。

次に、本実施形態の重要な構成部分である否定ゲート除去手段１７につき説明する。否定ゲート除去手段１７は、フォールトツリー編集部１０でオペレータが編集したフォールトツリーに否定ゲートが含まれている場合、下式（１），（２）の変換式を用いて（Ｘ，Ｙは任意の事象とする）、フォールトツリーの上方階層から下方階層へ向かって順次否定ゲートを削除していき、最後に基本事象に係る否定ゲートが残っている場合には、この基本事象を否定する事象を新たな基本事象として用いる、という手法によりフォールトツリーから否定ゲートを除去する。
否定（Ｘ＊Ｙ）＝否定Ｘ＋否定Ｙ …… （１）
否定（Ｘ＋Ｙ）＝否定Ｘ＊否定Ｙ …… （２）

図７は、この否定ゲート除去の具体的手順を示す説明図である。フォールトツリーロジック変換手段１４が当初フォールトツリー編集部１０から入力したフォールトツリーは、図７（ａ）に示すような否定ゲートが含まれているものであったする。このような否定ゲートが含まれているフォールトツリーでは、頂上事象発生確率計算手段１６は計算処理ができないので、否定ゲート除去手段１７が次のようにして否定ゲートを除去する。

なお、この例では具体的なイメージを喚起し易くするため、各事象を次のようなものとして説明する。
頂上事象：温度異常発生
基本事象Ａ：冷却水ポンプＰ1が正常運転していること（良い状態）
基本事象Ｂ：ポンプＰ1の上流側バルブＶ1が閉じていること（悪い状態）
基本事象Ｃ：ポンプＰ1の下流側バルブＶ2が閉じていること（悪い状態）

すると、図７（ａ）は次のような事故発生の可能性を表していることになる。つまり、バルブＶ1又はバルブＶ2が閉じている状態では無く、且つポンプＰ1が正常運転中である、という状態では無い場合には、温度異常が発生する、……というものである。

否定ゲート除去手段１７は、まず、変換式（１）により図７（ａ）の「ＡＮＤゲート及びその上方の否定ゲート」を、図７（ｂ）に示すように「ＯＲゲート及びその下方の２つの否定ゲート」に変換する。

次いで、否定ゲート除去手段１７は、変換式（２）により図７（ｂ）の「右側のＯＲゲート及びその上方の否定ゲート」を、図７（ｃ）に示すように「ＡＮＤゲート及びその下方の２つの否定ゲート」に変換する。

次いで、否定ゲート除去手段１７は、変換式（１）により図７（ｃ）の「ＡＮＤゲート及びその上方の否定ゲート」を、図７（ｄ）に示すように「ＯＲゲート及びその下方の２つの否定ゲート」に変換する。

図７（ｄ）の事象Ｂ，Ｃの上方には各２つの否定ゲートが連続して接続されているが、これらの否定ゲートは省略可能である。したがって、否定ゲート除去手段１７は、これらの否定ゲートを図７（ｅ）に示すように除去する。なお、連続して接続された２つの否定ゲートは省略可能であるという性質を利用すると、図７（ｃ），（ｄ）を経由することなく、図７（ｂ）からいきなり図７（ｅ）に移行することも可能である。

図７（ｅ）では、存在する論理演算記号は２つのＯＲゲートのみであり、これらのＯＲゲートの上方に否定ゲートは存在していない。存在している否定ゲートは事象Ａの上方のものだけである。そこで、否定ゲート除去手段１７は、「事象Ａ及びその上方の否定ゲート」を、図７（ｆ）に示すように「事象Ａを否定する事象」（ポンプＰ1が正常運転していないこと）に変換する。

図７（ｆ）の意味するところは、バルブＶ1若しくはバルブＶ2が閉じている状態であるか、又はポンプＰ1が正常運転していない状態である場合には、温度異常が発生する、……というものである。したがって、図７（ｆ）は図７（ａ）と等価なフォールトツリーである。

図７（ａ）〜図７（ｆ）で説明した手順は、結局、フォールトツリーにおいてＡＮＤゲート又はＯＲゲートの上方に否定ゲートが接続されていれば、変換式（１）又は（２）により、これらをＯＲゲート又はＡＮＤゲートの下方の２つの否定ゲートに順次書き換えて、ＡＮＤゲート又はＯＲゲートの上方に位置する否定ゲートを除去していく。そして、最後に基本事象の上方に位置する否定ゲートのみが残っていれば、その基本事象を否定する事象を新たな基本事象とすることにより、否定ゲートを完全に除去しようとするものである。

そして、このような手順により変換された最後の図７（ｆ）のフォールトツリーには最早否定ゲートが含まれていない。したがって、頂上事象発生確率計算手段１６は、この図７（ｆ）のフォールトツリーに基づき頂上事象の発生確率を計算することが可能になっている。

図８は、上述した第１の実施形態に係るプラント点検用安全処置管理システムを用いて行われるプラント点検用安全処置管理方法の過程を示すフローチャートである。

第１のステップでは、プラントの保守点検を実施する際の点検工程に関する情報について編集する。

第２のステップでは、保守点検を実施する際に発生し得る望ましくない事象としての頂上事象、及びこの頂上事象発生の要因となり得る基本事象の選定を行うことにより、フォールトツリー解析の実行のためのフォールトツリーを編集する。

第３のステップでは、第１のステップで編集した情報に係る事象、及び第２のステップで選定した基本事象の各データ属性を照合し、これらの事象間でデータ整合性が確保されるように、基本事象に係るデータを変換する。

第４のステップでは、第３のステップで変換した基本事象に係るデータを用いてフォールトツリー解析を実行し、頂上事象の発生確率を求める。この場合、編集時のフォールトツリーに否定ゲートが含まれていれば、所定手順にしたがってこの否定ゲートを除去した後にフォールトツリー解析を実行する。

第５のステップでは、第４のステップで求めた頂上事象発生確率と予め設定してある閾値との比較に基づき、プラントの保守点検を実施する際のリスクを評価する。

第６のステップでは、第４のステップで求めた頂上事象発生確率、及び第５のステップで評価したリスクについての表示を行う。

以上のように、図１の構成によれば、フォールトツリーロジック変換手段１４が否定ゲート除去手段１７を有しているので、オペレータがフォールトツリー編集部１０で入力・編集して作成したフォールトツリーに否定ゲートが含まれていたとしても、この否定ゲートは自動的に除去された状態に変換され、フォールトツリー解析が実行される。したがって、オペレータはフォールトツリー作成段階で否定ゲートの除去に注意を払う必要がなくなり、フォールトツリー作成作業を容易に行うことができるようになる。

図９は、本発明の第２の実施形態に係るプラント点検用安全処置管理システムの構成図である。図９が図１と異なる点は、アイソレーション管理を支援するための隔離支援部２３が付加されている点である。

図１０は、図９における隔離支援部２３の内部構成を示すブロック図である。この図に示すように、隔離支援部２３は、隔離関連情報編集部２４と、一括隔離範囲抽出手段２６を有する隔離範囲・時期設定部２５と、作動試験対象機器編集手段２７と、作動試験実施時期設定手段２８と、系統間整合確認部２９とを含んで構成されている。

隔離関連情報編集部２４は、隔離を実施する際に必要な種々の情報をオペレータが編集するためのものであり、隔離基本情報編集手段３０、プラント情報編集手段３１、点検対象機器編集手段３２、及び不適合情報編集手段３３を有している。

隔離基本情報編集手段３０は、隔離のために用いられる機器（以下、隔離機器と呼ぶことがある））等を入力・編集するための手段である。隔離機器の代表的な例はバルブである。なお、点検対象機器を特定したときは、隔離範囲が最小となるように隔離機器が選定される。

プラント情報編集手段３１は、各種機器と配管との接続関係を示す配管計装線図のようなプラント情報を入力・編集するための手段である。ここで、各種機器については、例えば、機器名称、機種、機器番号、隔離可能機器かどうかなどの情報を入力・編集し、また、配管については、配管径、長さ、形状、ドレン位置、ベント位置などを入力・編集する。

点検対象機器編集手段３２は、点検対象機器についての名称や機器番号等を入力・編集するための手段である。

不適合情報編集手段３３は、点検作業を実施する時点で不調又は不具合となっている機器についての名称や機器番号、更に不適合の状態を事前に入力・編集するための手段である。

隔離範囲・時期設定部２５は、隔離関連情報編集部２４の手段３０〜３３からの情報、作動試験実施時期設定手段２８からの情報、及び工程属性編集手段６からの情報を入力し、これらの入力情報に基づいて点検対象機器についての隔離範囲及び隔離時期を設定するための手段である。

そして、一括隔離範囲抽出手段２６は、隔離範囲・時期設定部２５の入力情報に基づき、同一系統内に複数の点検対象機器が含まれているか否かを判別し、含まれていると判別した場合にはこれら複数の点検対象機器に対し一括して隔離が行える範囲を抽出するようになっている。

作動試験対象機器編集手段２７は、点検後に実施される作動試験の対象となる機器について、その機器名称、機器番号、試験名称等をオペレータが入力・編集するための手段である。

作動試験実施時期設定手段２８は、作動試験対象機器編集手段２７の情報により特定される機器及び作動試験について、工程属性編集手段６からの情報を参照しつつ試験の実施時期を設定するための手段である。この設定された実施時期の情報は隔離範囲・時期設定部２５に出力される。

系統間整合確認部２９は、隔離範囲・時期設定部２５により設定された範囲及び時期により隔離が行われた場合に、隔離後の系統間の状態がプラントの運転に支障をきたさないように整合されているか、又は一括隔離された範囲が所定の状態になるように整合されているかどうかを確認する手段である。例えば、一括隔離された範囲においては、配管内の液体を抜くために、その配管下部に水抜き用配管（ドレンライン）が設置されるが、このドレンラインが局所的に低くなっているかどうかを確認する。また、配管内の液体を抜くために、その上部にエアを供給するためのベント弁が設置されているかどうか等を確認する。

次に、図１０の動作につき図１１乃至図１４を参照しつつ説明する。例えば、図１１に示すように、ポンプ９１、バルブ９２〜９５、及び配管９６〜９９により構成される系統において、ポンプ９１を隔離しようとする場合につき説明する。

ポンプ９１を隔離するためには、バルブ９２，９４を閉じた状態にしておく必要がある。したがって、オペレータは、ポンプ９１及びバルブ９２，９４を隔離対象機器及び隔離機器としてセットで登録する。図１２は、この登録データ例を示す説明図である。なお、プラントが複雑で隔離（点検）対象機器（上記の例ではポンプ９１）と隔離機器（上記の例ではバルブ９２，９４）との組合せが複数考えられる場合は、隔離範囲が最小になる組合せを選択する。

次いで、オペレータは、プラント情報編集手段３１によりプラント情報の入力・編集を行う。前述したように、各種機器については、例えば、機器名称、機種、機器番号、隔離可能機器かどうかなどの情報を入力・編集し、また、配管については、配管径、長さ、形状、ドレン位置、ベント位置などを入力・編集する。図１３は、このように入力・編集されたプラント情報の例を示す説明図である。

また、オペレータは、点検対象機器編集手段３２により点検対象機器についての名称や機器番号等を入力・編集し、更に、不適合情報編集手段３３により点検作業を実施する時点で不調又は不具合となっている機器についての名称や機器番号、更に不適合の状態を事前に入力・編集する。図１４は、不適合機器についてのデータ例を示す説明図である。

上記のように、隔離関連情報編集部２４の各手段３０〜３３によりオペレータが入力・編集したデータは隔離範囲・時期設定部２５に出力される。

次いで、オペレータは、作動試験対象機器編集手段２７により、点検後に実施される作動試験の対象となる機器について、その機器名称、機器番号、試験名称等を入力・編集する。すると、作動試験実施時期設定手段２８は、この作動試験対象機器編集手段２７の情報により特定される機器及び作動試験について、工程属性編集手段６からの情報を参照しつつ試験の実施時期を設定し、その設定した実施時期の情報を隔離範囲・時期設定部２５に出力する。

隔離範囲・時期設定部２５は、隔離関連情報編集部２４の手段３０〜３３からの情報、作動試験実施時期設定手段２８からの情報、及び工程属性編集手段６からの情報を入力し、これらの入力情報に基づいて点検対象機器についての隔離範囲及び隔離時期を設定する。

ここで、工程編集手段５及び工程属性編集手段６によって各工程は、既にグルーピングされ、各グループにはグループ名称として点検対象機器の名称が付されている。例えば、それらのグループの中には、「分解」、「点検」、「組立」といった点検対象機器に対する点検作業とは別に、「隔離作業」、「アイソレーション作業」等の名称が付されている。そして、隔離範囲・時期設定部２５には、これらのグループ名称で特定される工程に係る隔離機器に対して、行うべき操作作業が入力されている。隔離範囲・時期設定部２５は、この入力された操作作業に基づき隔離範囲及び隔離時期を設定する。

そして、一括隔離範囲抽出手段２６は、隔離範囲・時期設定部２５が入力した各情報に基づき、同一系統内に複数の点検対象機器が含まれているか否かを判別し、含まれていると判別した場合にはこれら複数の点検対象機器に対し一括して隔離が行える範囲を抽出する。

例えば、一括隔離範囲抽出手段２６は、プラント情報編集手段３１に保存されている配管径や配管長さ等のデータに基づき、隔離される範囲内に存在する液体の体積を計算し、その液体の体積が最小となるような一括隔離範囲を抽出する。

系統間整合確認部２９は、隔離範囲・時期設定部２５により隔離範囲及び隔離時期が設定されると、その隔離が行われた場合に、隔離後の系統間の状態がプラントの運転に支障をきたさないように整合されているか、又は一括隔離された範囲が所定の状態になるように整合されているかどうかを確認する。

図１５は、上述した第２の実施形態に係るプラント点検用安全処置管理システムを用いて行われるプラント点検用安全処置管理方法の過程を示すフローチャートである。なお、第１の実施形態で既述した第１乃至第６のステップについては省略する。

第７のステップでは、プラントの保守点検実施の際の点検対象機器をプラントから隔離するのに必要な情報について編集する。

第８のステップでは、第７のステップ及び第１のステップで編集した情報に基づき、点検対象機器を含むプラントからの隔離範囲及びその隔離時期を設定する。

第９のステップでは、第８のステップで設定された隔離範囲及び隔離時期により隔離が実施された場合に、この隔離によってプラントの各系統間の整合性が失われることがないことを確認する。

以上のように、図９及び図１０の構成によれば、点検対象機器等のアイソレーション管理を点検工程管理や信頼性評価支援の技術と関連付けて行うことができ、点検工程管理、信頼性評価、及びアイソレーション管理を一元的に扱うことが可能になる。

１：点検工程管理部、２：信頼性評価支援部、３：付帯処理部、４：工程データ編集処理部、５：工程編集手段、６：工程属性編集手段、７：表示部、８：グラフ表示手段、９：工程表示手段、１０：フォールトツリー編集部、１１：頂上事象選定手段、１２：基本事象確率編集手段、１３：フォールトツリー解析部、１４：フォールトツリーロジック変換手段、１５：基本事象確率分布発生手段、１６：頂上事象発生確率計算手段、１７：否定ゲート除去手段、１８：データ整合処理部、１９：属性照合手段、２０：属性・確率変換手段、２１：リスク評価部、２２：閾値−確率比較手段、２３：隔離支援部、２４：隔離関連情報編集部、２５：隔離範囲・時期設定部、２６：一括隔離範囲抽出手段、２７：作動試験対象機器編集手段、２８：作動試験実施時期設定手段、２９：系統間整合確認部、３０：隔離基本情報編集手段、３１：プラント情報編集手段、３２：点検対象機器編集手段、３３：不適合情報編集手段、９１：ポンプ、９２〜９５：バルブ、９６〜９９：配管

Claims (6)

1. プラントの保守点検を実施する際の点検工程に関する情報について編集する第１のステップと、
   前記保守点検を実施する際に発生し得る望ましくない事象としての頂上事象、及びこの頂上事象発生の要因となり得る基本事象の選定を行うことにより、フォールトツリー解析の実行のためのフォールトツリーを編集する第２のステップと、
   前記第１のステップで編集した情報に係る事象、及び前記第２のステップで選定した基本事象の各データ属性を照合し、これらの事象間でデータ整合性が確保されるように、基本事象に係るデータを変換する第３のステップと、
   前記第３のステップで変換した基本事象に係るデータを用いてフォールトツリー解析を実行し、頂上事象の発生確率を求める第４のステップと、
   前記第４のステップで求めた頂上事象発生確率と予め設定してある閾値との比較に基づき、プラントの保守点検を実施する際のリスクを評価する第５のステップと、
   前記第４のステップで求めた頂上事象発生確率、及び前記第５のステップで評価したリスクについての表示を行う第６のステップとを有しており、
   しかも、前記第４のステップで実行するフォールトツリー解析では、編集時のフォールトツリーに否定ゲートが含まれている場合に、所定手順にしたがってこの否定ゲートを除去した後にフォールトツリー解析を実行する、
   ことを特徴とするプラント点検用安全処置管理方法。
2. 前記否定ゲートを除去する手順は、下式（１），（２）の変換式を用いて（Ｘ，Ｙは任意の事象とする）、フォールトツリーの上方階層から下方階層へ向かって順次否定ゲートを削除していき、最後に基本事象に係る否定ゲートが残っている場合には、この基本事象を否定する事象を新たな基本事象として用いる、
   ものであることを特徴とする請求項１記載のプラント点検用安全処置管理方法。
   否定（Ｘ＊Ｙ）＝否定Ｘ＋否定Ｙ …… （１）
   否定（Ｘ＋Ｙ）＝否定Ｘ＊否定Ｙ …… （２）
3. 前記プラントの保守点検実施の際の点検対象機器をプラントから隔離するのに必要な情報について編集する第７のステップと、
   前記第７のステップ及び前記第１のステップで編集した情報に基づき、前記点検対象機器を含むプラントからの隔離範囲及びその隔離時期を設定する第８のステップと、
   前記第８のステップで設定された隔離範囲及び隔離時期により隔離が実施された場合に、この隔離によってプラントの各系統間の整合性が失われることがないことを確認する第９のステップとを有する、
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のプラント点検用安全処置管理方法。
4. プラントの保守点検を実施する際の点検工程に関する情報について編集する工程データ編集処理部と、
   前記保守点検を実施する際に発生し得る望ましくない事象としての頂上事象、及びこの頂上事象発生の要因となり得る基本事象の選定を行うことにより、フォールトツリー解析の実行のためのフォールトツリーを編集するフォールトツリー編集部と、
   前記工程データ編集処理部で編集した情報に係る事象、及び前記フォールトツリー編集部で選定した基本事象の各データ属性を照合し、これらの事象間でデータ整合性が確保されるように、基本事象に係るデータを変換するデータ整合処理部と、
   前記データ整合処理部で変換した基本事象に係るデータを用いてフォールトツリー解析を実行し、頂上事象の発生確率を求めるフォールトツリー解析部と、
   前記フォールトツリー解析部で求めた頂上事象発生確率と予め設定してある閾値との比較に基づき、プラントの保守点検を実施する際のリスクを評価するリスク評価部と、
   前記フォールトツリー解析部で求めた頂上事象発生確率、及び前記リスク評価部で評価したリスクについての表示を行う表示部とを有しており、
   しかも、前記フォールトツリー解析部は、前記フォールトツリー編集部が編集したフォールトツリーに否定ゲートが含まれている場合に、所定手順にしたがってこの否定ゲートを除去する否定ゲート除去手段を有しており、この否定ゲート除去手段による除去の後にフォールトツリー解析を実行するものである、
   ことを特徴とするプラント点検用安全処置管理システム。
5. 前記フォールトツリー解析部の否定ゲート除去手段が前記否定ゲートを除去する手順は、下式（１），（２）の変換式を用いて（Ｘ，Ｙは任意の事象とする）、フォールトツリーの上方階層から下方階層へ向かって順次否定ゲートを削除していき、最後に基本事象に係る否定ゲートが残っている場合には、この基本事象を否定する事象を新たな基本事象として用いる、
   ものであることを特徴とする請求項４記載のプラント点検用安全処置管理システム。
   否定（Ｘ＊Ｙ）＝否定Ｘ＋否定Ｙ …… （１）
   否定（Ｘ＋Ｙ）＝否定Ｘ＊否定Ｙ …… （２）
6. 前記プラントの保守点検実施の際の点検対象機器をプラントから隔離するのに必要な情報について編集する隔離関連情報編集部と、
   前記隔離関連情報編集部及び前記工程データ編集処理部で編集した情報に基づき、前記点検対象機器を含むプラントからの隔離範囲及びその隔離時期を設定する隔離範囲・時期設定部と、
   前記隔離範囲・時期設定部で設定された隔離範囲及び隔離時期により隔離が実施された場合に、この隔離によってプラントの各系統間の整合性が失われることがないことを確認する系統間整合部確認部とを有する、
   ことを特徴とする請求項４又は５記載のプラント点検用安全処置管理システム。

Images