今後の研究課題

電力流通設備の設備更新コスト平準化問題を解くためには、設備単体、電力系統ネットワ ーク環境における信頼性の最大化を前提に、企業経営観点からのコスト・資源制約など多 くの要素を考慮に入れる必要がある。また、これら要素を踏まえて定式化された問題に対 し、最適化問題、または、意思決定問題として解法アプローチを行い、大規模化、高速解 法を実現する解法アルゴリズムの開発に至った。

その意味で、今回の研究は、設備保全体系を整理し、考慮に入れるべき要素の抽出を行い、

そのいくつかの要素を制約事項として、設備更新コスト平準化問題の定式化を行い、その 定式化された問題の解法アルゴリズムの開発を行ったものと位置づけられる。そのため、

今後の研究としては、以下のような課題、研究の方向性がある。

1) 今回の解法では、電力流通設備を取り巻く多くの制約要素を含めているが、定式化に 向けた過程で、保全期間単位など、さまざまな前提条件を付与していた。そのため、

今後は、この前提条件やさらに多くの制約条件を付与し、より現実に近づけた形で設 定を行い、より精緻に設備更新コスト平準化問題の定式化を行い、それに対するさら なる高速解法アルゴリズムを開発する本論文の延長としての取り組みが必要である。

2) 今回の論文の中で、設備単体保全モデルと企業保全モデルという２つのモデルを策定 した。本論文の中で、その体系化に関する研究成果を提示したが、本来は、階層的で あるこの２つのモデルが融合、すなわち、局所最適と全体最適の関係性を明らかにす ることができると、その応用が広がると信じる。これに向けて、局所最適である設備 単体毎に最適化される設備保全活動計画の策定問題と、企業保全モデルから得られる さまざまな制約事項、および、電力供給の信頼性を最大化する目的関数を含んだ、全 設備に対する全体最適な保全計画の策定問題とは、階層関係を持つ。この階層間にわ たる最適化問題の融合、統合、および、調整を図るアルゴリズム・手法の開発を行う ことで、現行パラメタ値をさまざまなパターンで準備する方式を採用しているが、そ の改善を図ることができるのではないか？と考えている。この階層間の最適化問題解 法アルゴリズム開発の研究を行い、再度、電力流通設備の設備更新コスト平準化問題 へ応用することに取り組みたい。

3) 今回、本論文を通じて保全モデルを提案を行った。本研究での提案モデルは、务化メ カニズムと全社的保全方針との融合をテーマに、原子力分野で適用されているRCM や务化メカニズムを活用した保全プログラムの考え方を、電力流通設備分野での保全 活動へ適用する一施策の提案を行っている。今後、このような保全プログラムを電力 流通設備に対して適用することを目的に、導入コスト面など、具体的保全活動への適 用・応用に向けた課題対応の研究を行い、その適用による保全活動の改善を図りたい。

さらに、今回の研究では、その主題を電力設備においた。しかしながら、同様の考え方を 他の設備にも展開できる可能性があり、当研究の活用分野として、その活用案の例示を表 6-2に示す。

表 6-2 当研究の活用分野例

利用者 利用業務 理由・効果 または 課題 電力会社

保全計画担当

電力設備保全計画策定

（電力流通設備の設備保全 コスト平準化）

・信頼性維持を踏まえた設備更新コスト平準 化に向けた更新優先度案の提供

鉄道会社 保全計画担当

鉄道電力設備保全計画策 定（電力流通設備の設備保 全コスト平準化）

・信頼性維持を踏まえた設備更新コスト平準 化に向けた更新優先度案の提供

国・自治体の 公共施設保全 担当

公共施設（道路・トンネル・

橋等）の保全計画策定

・信頼性維持を踏まえた設備更新コスト平準 化に向けた更新優先度案の提供

・各設備のライフサイクル情報の整備が前提 ガス会社

保全計画担当

ガス設備の保全計画策定 ・ネットワークを考慮に入れず設備のコスト平 準化問題としての応用

プラント設備 保全計画担当

プラント設備の保全計画策 定

・ネットワークを考慮に入れず設備のコスト平 準化問題としての応用

謝辞

本論文をとりまとめるにあたり、早稲田大学大学院環境・エネルギー研究科 横山 隆一 教授には、終始懇切なるご指導とご鞭撻を賜りました。ここに感謝の意を表します。

また、早稲田大学大学院同研究科の永田 勝也教授、大聖 泰弘教授、吉田 徳久教授、

勝田 正文教授、友成 真一教授、関谷 弘志教授、草鹿 仁教授、紙屋 雄史教授、中 垣 隆雄教授、納富 信教授、および、小野田 弘士准教授には、数多くのご指導ご助言 を賜りました。ここに、厚く御礼申し上げます。

本研究の遂行にあたり、横山研究室の招聘研究員（環境総合研究センター） 馬郡 英樹 博士には、最適化理論の展開、および、プログラム開発に際しては、多大なるご指導、ご 助言、および、ご協力を頂きました。ここに、厚く御礼申し上げます。

また、内外の学会への論文投稿、および、論文内容に関して、多くの方にご助言をいただ きました。特に、上級客員研究員 小柳 薫博士、上級客員研究員兼明星大学教授 伊庭 健二博士、招聘研究員兼富士電機株式会社 中西 要祐博士、招聘研究員兼富士通株式会 社 周 意誠博士、および、株式会社アーク情報システム 佐藤 泰男氏には、いろいろ な面で相談にのって頂き、ご助言、ご指導、激励を頂きました。ここに、感謝の意を表し ます。

さらに、横山研究室 秘書の稲葉 祐子さん、加納 洋子さんには、学生としての活動に さまざまな面でご協力をいただきました。ここに、感謝の意を表します。

なお、今回、社会人博士として、業務の遂行と並行で、研究活動、論文作成を行うにあた り、富士通株式会社スマートシティ推進本部のメンバには、多大なるご協力とご支援を頂 きました。

特に、今回、富士通株式会社 山岸 憲一本部長には、社会人博士としての入学を推薦頂 き、業務と並行での研究活動に際し、暖かく見守って頂きました。また、論文作成にあた って、富士通株式会社 黒田 健氏には、多大なる支援をして頂きました。

ここに、心より御礼申し上げます。

最後に、この3年の間、深夜、休日、および、毎週末に学生として研究に向かうことを静 かに見守るとともに、さまざまな形で応援をしてくれた妻 静子、および、子供たちに感 謝の意を表します。

付録-1 研究業績一覧

１．査読付き論文

○T. Ichimura, R.Yokoyama, H. Magori, “A faster exact method for large-scale knapsack problems with setup costs and times”, International Journal of Operational Research, 2012 Vol.14 No.4, 485-504, 2012

○T. Ichimura, K. Kuroda, H. Magori, R. Yokoyama, “A New Approach for Leveling Maintenance Cost in Electric Utilities”, The 9thIET International Conference on Advances in Power System Control, Operation and Management (APSCOM 2012), 2012

○T. Ichimura, K. Kuroda, H. Magori, R. Yokoyama, “Quadratic Programming Problem for Determining Electric Power Equipment to be Replaced in Leveling of Replacement Cost”, The International Conference on Electrical Engineering 2011 (ICEE 2011), 2011

○T. Ichimura, K. Kuroda, K. Yamagishi, W. Kawai, K. Sasaki and R. Yokoyama, “Integration Approach of Multiple Risk Values for Assets in Power Systems”, The International Conference on Electrical Engineering 2010 (ICEE 2010), 2010

○T. Ichimura, K. Kuroda, K. Yamagishi, W. Kawai and K. Sasaki, “Utilization of an asset information base for advanced power transmission asset management”, IEEJ-EIT Joint Symposium on Advanced Technology in Power Systems, 2009

2．口頭発表

○市村 富保, 黒田 健, 馬郡 英樹, 横山 隆一, “電力設備更新コスト平準化に向けた優先順 位決定方式”, 電力技術・電力系統技術合同研究会, PE-10-136, PSE-10-135, 2010

3.その他

（本学位論文に関係ないもの：国内学会／国際会議におけるシンポジウム等）

＜共著論文＞

K. Kuroda, T. Ichimura, Y. Matsufuji and R. Yokoyama, “Key ICT Solutions for Realizing Smart Grid”, IEEE International Conference on Smart Grid Engineering (SGE’12), 2012

Ken Kuroda, Tomiyasu Ichimura, Hideki Magori, Ryuichi Yokoyama, “A New Approach for Optimal Location and Sizing of Distributed Generation Using an Exact Solution Method”, 2012 International Conference on Smart Grid and Clean Energy Technologies (ICSGCE 2012), 2012 Ken Kuroda, Tomiyasu Ichimura, Hideki Magori, Ryuichi Yokoyama, “An Effective Evaluation Approach of Demand Response Programs for Residential Side”, The 9th IET International Conference on Advances in Power System Control, Operation and Management (APSCOM 2012), 2012

Ken Kuroda, Hideki Magori, Ryuichi Yokoyama, Yuichi Matsufuji and Tomiyasu Ichimura,

“Optimal Allocation of Dispersed Generations in Distribution Networks to Realize Low-carbonate Power System”, Power System Technology, 2012