結論

本 論 文 の 各 章 で 得 ら れ た 知 見 は 以 下 の 通 り で あ る 。

第 1 章 で は 、人 類 が 豊 か な 生 活 を 営 む 上 で 基 盤 と な っ て い る 、産 業 プ ラ ン ト の 置 か れ た 位 置 付 け を 確 認 し 、そ の 発 展 の 経 緯 と 変 遷 を 整 理 し た 。産 業 プ ラ ン ト は 、社 会 か ら の 要 求 と し て 継 続 的 運 転 が 至 上 命 題 で あ り 、そ の 継 続 的 運 転 に お い て 重 要 な 地 位 を 占 め る 電 気 設 備 の メ ン テ ナ ン ス 思 想 の 状 況 を 述 べ た 。

産 業 プ ラ ン ト の 中 で 化 学 プ ラ ン ト の 変 遷 を た ど っ て み る と 、化 学 プ ラ ン ト の 勃 興 期 と そ れ に 続 く 高 度 成 長 期 に お い て は 、新 規 プ ラ ン ト の 建 設 と 増 設 に 焦 点 が お か れ 、 プ ラ ン ト の メ ン テ ナ ン ス・保 全 に は 必 ず し も 重 き が お か れ た と は い え な い 状 況 で あ っ た 。

し か し な が ら 、発 展 の 経 緯 の 中 で 、オ イ ル 価 格 の 急 激 な 上 昇 を み た オ イ ル シ ョ ッ ク と 、リ ー マ ン シ ョ ッ ク に 代 表 さ れ る 経 済 の 急 激 な 縮 小 に よ り 、継 続 的 な 運 転 を 続 け る た め に は 闇 雲 な 新 規 の プ ラ ン ト 建 設 の み で な く 、着 実 な プ ラ ン ト の メ ン テ ナ ン ス の 重 要 性 が 認 識 さ れ て き た 。そ の 中 で 、事 故 が 発 生 す る 前 に そ の リ ス ク を 解 消 す る 、予 防 保 全 に 対 し 研 究 が 進 め ら れ て き て お り 、法 律 に て 定 め ら れ た 時 期 お よ び ベ ン ダ ー 推 奨 時 期 を 考 慮 し 、 前 も っ て 定 め た 期 間 で 定 期 的 に メ ン テ ナ ン ス を 行 な う 、 時 間 基 準 保 全 Time-Based Maintenance（TBM)が 行 な わ れ て き た 。 し か し 、 確 実 な 事 故 リ ス ク の 解 消 と い う 点 と 、メ ン テ ナ ン ス 過 度 に 対 す る 危 惧 と い っ た 点 か ら 、満 足 で き る メ ン テ ナ ン ス 決 定 方 法 と は い え な か っ た と い え る 。

そのような背景から、理論的な最適メンテナンス計画の策定の重要性が認識され、故 障・破損の恐れを前もって察知する目的で、プラント内機器の状態監視を行なうことで メンテナンス時期を判断する Condition-Based Maintenance (CBM) の研究が進められて きている。また、信頼度を重視したメンテナンスの重要性に対する認識が高くなり、

Reliability Centered Maintenance (RCM)という考え方に基づいたメンテナンスが提案され ており、産業プラントの特徴から、RCM適用の有用性を明らかにした。

第６章 結論

第 ２ 章 で は 、電 気 設 備 メ ン テ ナ ン ス 計 画 の 検 討 を 進 め る に 際 し て 重 要 な 要 素 と な る 、信 頼 度 の 基 礎 的 な 考 え 方 を 整 理 し 、電 気 設 備 が 産 業 プ ラ ン ト 全 体 の 信 頼 度 に 与 え る 影 響 と 個 々 の 電 気 設 備 そ れ ぞ れ の 信 頼 度 の 状 況 、お よ び そ の 表 わ し 方 に つ い て 明 ら か に し た 。

電 気 設 備 の 寿 命 に お い て は 、電 気 学 会 技 術 報 告 書 を 参 照 す る こ と で 、バ ス タ ブ カ ー ブ を 照 会 し 、電 気 設 備 の メ ン テ ナ ン ス を 考 え る 上 で 寿 命 の 点 か ら の 用 語 を 整 理 す る と 共 に 、 ど の 範 囲 を 検 討 対 象 と す る か を 明 確 に し た 。

プ ラ ン ト 内 電 気 設 備 の 信 頼 度 の 表 わ し 方 で は 、一 般 的 な 信 頼 度 曲 線 を 整 理 し 、そ の 上 で 信 頼 度 曲 線 をSigmoid関数とワイブル分布関数による定式化を行ない、信頼度 曲線作成の理論的背景を明らかにした。また、実際の電気設備を例にそれぞれの関数 におけるパラメータ設定を行なった。

第 ３ 章 で は 、産 業 プ ラ ン ト が 停 止 す る 場 合 に ど の よ う な 項 目 に 目 を 向 け る 必 要 が あ る か 、 ま た 、 ど の よ う な 費 用 が 発 生 す る か を 定 量 的 に 考 察 し 明 ら か に し た 。

プ ラ ン ト の 停 止 が 事 前 に 計 画 さ れ 、経 済 的 な 影 響 度 を 最 小 限 に 抑 え た 場 合 に 発 生 す る 費 用 と 、事 故・故 障 と い っ た 突 発 的 な 計 画 外 に 発 生 す る 費 用 は 自 ず と 異 な る 事 を 明 確 に し 、そ の 中 で 、突 発 的 な 計 画 外 の 停 止 は 、個 々 の 電 気 設 備 の 事 故・故 障 の 発 生 確 率 と 系 統 構 成 が 係 る こ と で 生 じ る プ ラ ン ト の 全 停 止 で あ る こ と か ら 、個 々 の 電 気 設 備 の 信 頼 度 と プ ラ ン ト 全 体 信 頼 度 が 大 き く 係 っ て く る こ と を 示 し た 。

次 に 、プ ラ ン ト 全 体 の 信 頼 度 を 考 慮 す る こ と で 、事 前 に 計 画 さ れ た プ ラ ン ト の 停 止 と 、計 画 外 の 停 止 を 比 較 検 討 す る 手 法 に つ い て ま と め た 。さ ら に 、第 ２ 章 で の プ ラ ン ト 全 体 の 信 頼 度 と 停 止 に お い て 発 生 す る 費 用 と を 融 合 す る こ と で 、プ ラ ン ト 全 体 信 頼 度 の コ ス ト 化 を 計 り 、メ ン テ ナ ン ス 実 施 間 隔 の 定 量 的 な 判 断 指 標 の 概 念 を 示 し 、最 適 メ ン テ ナ ン ス 間 隔 決 定 手 法 の 基 礎 を 整 理 し た 。ま た 、簡 易 産 業 プ ラ ン ト モ デ ル を 使 用 し 、 最 適 な メ ン テ ナ ン ス 間 隔 決 定 の 基 本 的 な 手 順 を 実 証 し た 。

第 ４ 章 で は 、第２章に述べたプラントのメンテナンス間隔を決定するに際して重要 となる、プラント内の電気設備の信頼度とプラント全体信頼度の関係を踏まえ、第３ 章で示したプラントの全体信頼度のコスト化とメンテナンス間隔決定に対する概念お よび簡易産業プラントモデルによる計算例を基礎として、複雑系産業プラント全体の 信頼度に注目した電気設備のメンテナンス間隔決定手法について提案し、その有効性 を明らかにした。

第６章 結論

ルへの拡張に向けた基礎検討として、モンテカルロ法を適用して模擬する方法により、

大規模モデルへの拡張に必要な手法を提案し、その有効性を明らかにした。

次 に 、提案手法の実規模プラントへの適用を目指し、複雑系産業プラントのモデル 化と、電気設備の信頼度に基づいた産業プラントメンテナンス間隔決定手法の、大規 模複雑系産業プラントへの適用課題に対する解決策を提示し、その有効性を検証した。

複 雑 な 産 業 プ ラ ン ト 電 気 設 備 モ デ ル を 対 象 に し た 最 適 メ ン テ ナ ン ス 間 隔 決 定 手 法 は 、グラフ理論に基づいた、電源と各電気設備間の電気供給経路探索手法を適用す ることで、い か な る 複 雑 な 電 気 系 統 に 対 し て も 有 効 で あ る こ と を 明 ら か に し た 。ま た 、こ こ で 提 案 し た 手 法 が 産 業 プ ラ ン ト 電 気 設 備 の み な ら ず 、発 展・拡 大 の 可 能 性 が 大 き い こ と を 示 唆 し た 。

産 業 界 に お い て は 、信 頼 度 と リ ス ク を 有 機 的 に 関 連 付 け る こ と で 、事 業 計 画 に お け る 費 用 対 効 果 を い か に 定 量 的 に 評 価 す る か が 重 要 で あ る 。そ の た め の 考 え 方 と 解 析 手 法 と し て 、本 論 文 で 提 案 し た 概 念 お よ び 手 法 を 発 展・適 用 さ れ る こ と が 期 待 さ れ る 。

さ ら に 、広 く 社 会 生 活 に お い て も あ ら ゆ る 活 動 が 、活 動 に 関 連 す る 物 の 信 頼 度 と 活 動 に よ っ て 管 理 さ れ る リ ス ク か ら 成 り 立 っ て お り 、活 動 の 有 効 性 と 効 果 を 判 断 す る 場 合 に 、本 論 文 で 提 案 し た 概 念 を 用 い る こ と で 解 か り や す く 説 得 力 の あ る 整 理 が 可 能 と 思 わ れ る 。

第 ５ 章 で は 、産 業 プ ラ ン ト 電 気 設 備 に お い て 、プ ラ ン ト 全 体 の 信 頼 度 を 高 め る 上 で 採 用 さ れ て い る 種 々 の 電 気 設 備 の 冗 長 性 が 、ど の よ う に メ ン テ ナ ン ス 計 画 に 影 響 し て い る か を 信 頼 度 の 観 点 か ら 比 較 評 価 を 行 な っ た 。

比 較 評 価 の 対 象 と し て 、プ ラ ン ト 内 電 気 設 備 と し て 重 要 な 機 器 で あ る 自 家 発 電 設 備 を 取 り 上 げ 、 プ ラ ン ト の 計 画 ・ 設 計 お よ び 最 適 導 入 計 画 の 示 唆 を 与 え た 。

従 来 で は 、電 気 設 備 の 冗 長 度 を 増 加 す れ ば 、プ ラ ン ト 全 体 の 信 頼 度 は 自 ず と 高 ま る と 言 っ た 漠 然 と し た 経 験 か ら 設 備 設 置 計 画 を 策 定 し て き た と 言 え る が 、本 論 文 で 提 案 し た 手 法 を 用 い れ ば 、運 用 の 全 体 計 画 に も 踏 み 込 ん で の 定 量 的 な 提 案 が 可 能 で あ ろ う 。

以 上 の 各 章 か ら 得 ら れ た 知 見 に よ り 本 論 文 の 提 案 手 法 は 、産 業 プ ラ ン ト の 持 つ 社 会 的 な 使 命 で あ る 連 続 運 転 と 突 発 的 な 計 画 外 停 止 リ ス ク の 低 減 へ の 課 題 に 対 し 、適 切 な プ ラ ン ト 電 気 設 備 の メ ン テ ナ ン ス 計 画 を 策 定 す る 上 で 、大 き な 示 唆 を 与 え る も の で あ る 。

従 来 で は 、過 去 の 経 験 と 勘 、お よ び 法 規 上 か ら の 規 定 期 日 の み が そ の 指 標 と な っ て い た 。そ の 中 で 本 論 文 に て 提 案 し た 手 法 は 、コ ス ト と い う 指 標 を 用 い る こ と で 具

第６章 結論

体 的 な 経 営 判 断 材 料 を 提 供 し 、的 確 な メ ン テ ナ ン ス 間 隔 の 決 定 に 有 効 で あ る と 確 信 す る 。昨 今 の 費 用 対 効 果 重 視 の 流 れ か ら 、本 提 案 手 法 が 多 く の 産 業 プ ラ ン ト に お い て 適 用 さ れ 、説 得 性 の あ る プ ラ ン ト メ ン テ ナ ン ス 間 隔 が 決 議・決 定 さ れ 、プ ラ ン ト が 安 全 で か つ 継 続 し て 運 転 さ れ る こ と を 願 っ て や ま な い 。

参考文献

参考文献

[ 第 1 章 ]

(1) プ ラ ン ト ・ エ ン ジ ニ ア リ ン グ 産 業 懇 談 会 資 料 平 成 14年

(2) 大島榮次・師岡孝次 「設備管理工学入門」財団法人 日本規格協会 1992年

(3) 石油化学工業協会資料 日本の石油化学の歩み 平成 22 年

(4) 高岡短期大学紀要 第 20 巻 平成 17 年 3 月

(5) EDMC エネルギー・経済統計要覧（2010年版）財団法人 日本エネルギー

経済研究所 計量分析ユニット 編

(6) J. P. Bolhuis, E. Gulski, and J. J. Smit, “Monitoring and Diagnostic of Transformer Solid Insulation”, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 17, No. 2, April 2002, pp 528-536 (2002)

(7) Peter Birkner, “Field Experience with a Condition-Based Maintenance Program of 20-kV XLPE Distribution System Using IRC-Analysis”, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 19, No. 1, January 2004, pp 3-8 (2004)

(8) M.E. Beehler, “Reliability Centered Maintenance for Transmission Systems”, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 12, No. 2, April 1997, pp 1023-1028(1997)

(9) Wenyuan Li and Jerry KorczynskiA, “A Reliability-Based Approach to Transmission Maintenance Planning and Its Application in BC Hydro System”, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 19, No. 1, January, 2004 pp303-308 (2004)

(10) Bertling L., Allan R. and Eriksson R., “A Reliability-Centered Asset Maintenance Method for Assessing the Impact of Maintenance in Power Distribution Systems”, IEEE Transaction on Power System, Vol. 20, No.1, February 2005, pp 75-82 (2005)

参考文献

[ 第 2 章 ]

(1) 熊 本 博 光 「 モ ダ ン 信 頼 性 工 学 」 コ ロ ナ 社 (2005)

(2) 電気学会 「工場電気設備の診断・更新技術」 電気学会技術報告 第831号 (2001)

(3) 電気学会 「工場電気設備の寿命とメンテナンスに関するアンケート調査」

電気学会技術報告 第II-159号 (1983)

(4) 桐生一志 「特高受変電設備の保守及び点検計画」 電気設備学会誌 Vol.29,

No.10, pp 836-839 (2009)

(5) 石油学会 「電気設備維持規格」 石油学会規格 JPI-8S-4-2009 (2009)

(6) M.E. Beehler, “Reliability Centered Maintenance for Transmission Systems”, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 12, No. 2, April 1997

(7) J. P. Bolhuis, E. Gulski, and J. J. Smit, “Monitoring and Diagnostic of Transformer Solid Insulation”, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 17, No. 2, April 2002

(8) Peter Birkner, “Field Experience with a Condition-Based Maintenance Program of 20-kV XLPE Distribution System Using IRC-Analysis”, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 19, No. 1, January 2004

(9) Wenyuan Li and Jerry KorczynskiA, “A Reliability-Based Approach to Transmission Maintenance Planning and Its Application in BC Hydro System”, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 19, No. 1, January 2004

(10) IEEE / PES Task Force on Impact of Maintenance Strategy on Reliability of the Reliability, Risk, and Probability Applications Subcommittee, “The Present Status of Maintenance Strategies and the Impact of Maintenance on Reliability”, IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 16, No. 4, November, 2001