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状態監視保全
故障時間のデータしかなけば、寿命分布を推定し、時間取り替えやブロック取り替えを考えるしかない。 しかし、多くの製品に多くの時点での劣化状態を測定したデータが得られていれば、それに基づいて劣化状態の変化のモデルを作り、時間取り替えやブロック取り替え以外の保全方式も検討できるようになる。
- National Bridge Inventoryは、アメリカ合衆国のすべての橋の棚卸しのデータである。毎年の春にすべての橋の状況が登録され、公開されている。橋の所在地、役割、種類、主な建材も記されているが、保全の研究者にとってはEXCELLENT, VERY GOOD, GOOD, SATISFACTORY, FAIR, POOR, SERIOUS, CRITICAL, “IMMINENT” FAILURE, FAILEDの10段階の状態のデータがとても興味深い。
- Hard Drive Data and Statsは、アメリカにあるBlackblazeというオンラインバックアップサービスやクラウドストレージサービスを展開する会社が公開している、ハードディスクの信頼性試験のデータである。実際い運用しているデータセンターでの統計情報のみでなく、個別のデータまで公開されているところが、画期的と言える。
対象の状態を監視し、状態に応じて適切な保全を施すことを、状態監視保全という。 英語では状態監視がcondition monitoring、監視した状態に基づく保全がcondition based maintenanceとなる。状態監視保全は「状態に基づく保全と状態監視」という意味のcondition based maintenance and monitoring、condition based maintenance and condition monitoring、あるいはcondition monitoring and condition based maintenanceなどが使われるが、単にcondition based maintenanceと呼ばれることも多い。
状態が正常と故障(機能喪失、性能低下を含む)の2状態のみの場合の保全行動には、次の3種類しかない。
- 正常な状態の製品を正常な代替品で交換する予防取替
- 故障した状態の製品を正常な代替品で交換する事後取替
- 故障した状態の製品を正常な状態に戻す修理
取替は交換の言い換えで、修理は状態の回復を意味する。もし状態の種類が正常と故障の間をもっと細かく、例えば劣化しているが使える状態、という新たな状態も含めて3種類の観測ができるなら、状況はもっと複雑になる。上の3つの保全行動に加えて、次の4つが加わる。
- 故障した状態の製品を劣化している状態に戻す修理
- 劣化している製品を正常な状態に戻す予防修理
- 故障した状態の製品を劣化している製品で交換する事後取替
- 劣化している製品を正常な状態に戻す予防取替
更に複雑な製品や大規模な製品では、いきなり製品全体の取替と全体を使い続ける2択問題では自由度が低い。むしろ部分ごとに状態監視と修理や取替が可能となるように、コンポーネントと呼ばれる単位を定めて、システムとして製品全体を設計する。このとき状態も１次元ではなく、コンポーネントの数だけのベクトルになり、保全行動もコンポーネントごとに検討する。また一つを修理するついでに別のコンポーネントも修理するなど、保全行動の経済性も考慮するようになっていく。以下では、現実の問題よりは少し単純な状況を想定して、状態監視保全が有効な場合の保全行動の合理的な選択について考えてもらう。