Availability WorkbenchAWB

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概要

Availability Workbenchとは

Availability Workbench (AWB) は、信頼性中心保全 (RCM) に基づく保全戦略の策定支援、システムのライフサイクルに渡る可用性の推定、ライフサイクルコストの推定等を支援するためのソフトウェアです。
本製品は、プラントやシステムを構成するコンポーネント(系統システム)の故障に着目し、信頼性工学的手法を用いることで、 以下を支援します。

  1. 計画的なメンテナンスの適正周期の推定
  2. プラントやシステムのアベーラビリティの定量的な評価
  3. 故障原因を除去することを目的にメンテナンス計画を策定
  4. 状態監視の有効性評価
  5. 予備品、作業員計画
  6. プラントやシステムのライフサイクルコストの評価

AWBは、以下のような機能を有しています。

  1. 信頼性中心保全 (RCM)、信頼性と安全性解析 (RAMS 解析) の実施と最適化
  2. 部品交換、メンテナンスの条件を加味して信頼性やアベイラビリティのシミュレーション
  3. ライフサイクルコスト (LCC) シミュレーション
  4. 機器の特性をモデル化するために故障履歴のワイブル分析 (Weibull Analysis)
  5. EAM/ERP インターフェース

ERP インターフェースによりERP (企業資源計画) 内のロケーション・設備資産情報・BOM 情報 (部品構成データ) のダウンロードやメンテナンス計画のアップロードが可能です。また、ERP に記録された故障情報をダウンロードし、ワイブル分析 に利用することが出来ます。

機能

モジュール一覧

Availability Workbench を用いることで、以下のような可用性評価解析が可能になります。

  1. RCMCost … 設備資産に対するTBM, CBMの有効性評価の支援
  2. AvSim … 設備資産のライフサイクルにわたり必要なコスト、リソース、影響の大きさ(損失額)をシミュレーション
  3. Weibull … 故障分析/設備資産と不具合発生確率の関連付け
  4. Life Cycle Cost … AvSimで計算したメンテナンスコスト、その他運用コストを加味してLCCを計算
  5. Process reliability … 製造プロセスの信頼性、効率性を評価
  6. SAP/MAXIMO portal … SAP/MAXIMO連携:SAP/MAXIMOからダウンロード→AWBでの最適化→SAP/MAXIMOへアップロード
  7. Accelerated Life Testing … 加速故障データを分析し、通常の使用条件下での信頼性特性を予測

詳細

モジュール機能紹介

RCMCost

    故障モードと影響および致命度解析 (FMECA) に基づく RCM の実現を支援します。 RCM の実現により、コスト最小化・安全性および環境上のゴール設定・ オペレーション (運用) 上のゴール設定が可能となります。RCMCostモジュールは以下を支援します。

    1. 故障モードと影響に関する分析 (FMEA), 致命的な故障・事故を取り除くためのメンテナンスポリシーの決定。
    2. 安全、コスト、環境および運用への影響度評価、 冗長度、交換部品、メンテナンスコスト、経年劣化と交換時期の決定。
    3. 評価実施後、システム性能予測やコスト (部品交換計画やメンテナンス要員の配置) が利用できます。

    以下のような機能を持ちます。

    1. ロケーション、機能、故障、原因を階層的に表現
    2. 原因では、不具合の確率分布を定義(バスタブやWeibull分布)
    3. 保全項目として、修理、計画保全、検査を設定
    4. 保全実施時のリソース(Labor、Spare、Equipment)設定
    5. PMの有効性の評価(最適化計算)
    6. 検査又は検査+修理の有効性を評価(最適化計算)
    7. 予備品在庫数の適正値計算(最適化計算)
    8. モニタリング(IoTなど)の効果を考慮可能
    9. ライフタイム全体での必要コストの推定
    10. ライフタイム全体での必要リソースの推定

    計算したコストとリソース時間プロファイルをプロット出力します。データベースおよびスプレッドシートへのインポート/エクスポートが可能です。


ライフサイクルにおける保全コスト最小化を実現する保全インターバルの計算例


ライフサイクルにおける必要リソースの推定例


AvSim

    AvSim モジュールは、複雑かつ依存関係にあるシステムの信頼性とアベイラビリティを シミュレーションします。信頼性ブロック図 (RBD) または故障ツリー (FT) を用い、 冗長系、運用ルール (部品交換やメンテナンス)、影響度 (機能、運用、安全および環境) を分析パラメータとして用います。AvSim モジュールは以下を支援します。

    1. 信頼性ブロック図(RBD)またはフォールトツリーによりロケーションや設備モデルを構築
    2. ワイブル分析によりERP / CMMSやメンテナンス実績からの障害および修理データを特徴付け
    3. シミュレーションを使用したシステムパフォーマンスの分析、スペアパーツの在庫数量の最適化
    4. 信頼度とキャパシティ(生産能力)の関係の評価

    以下のような機能を持ちます。

    1. フォールトツリーまたはRBDによるモデルの作成
    2. モンテカルロシミュレーションによるLCC高速計算
    3. ワイブル分析を使用した履歴データの分析
    4. 目標コストペナルティを伴う生産能力のシミュレーション
    5. 財務、安全、運用、環境への影響計算
    6. スペアパーツの依存関係のモデリング
    7. スペアパーツの保管費、リードタイム、輸送費の考慮
    8. 在庫レベルの最適化モデル
    9. メンテナンスフェーズの考慮
    10. メンテナンス実施調整や制約条件のためのルールの定義
    11. データベースおよびスプレッドシートへのインポート/エクスポート
    12. 複数プロジェクト間のライフサイクルコストの比較
    13. キャパシティ計算

    計算した不信頼度、稼働率、コストの時間プロファイルをプロット出力します。データベースおよびスプレッドシートへのインポート/エクスポートが可能です。


ライフサイクルにおける不信頼度シミュレーション例


RBDによるシステムモデルの例


Weibull

    Weibull モジュールは、ERP, EAM, CMMS に蓄積された故障履歴を取込み故障分布を分析します。 解析された故障分布は、RCMCost 中の故障ツリーや AvSim の故障モデルで利用されます。Weibull モジュールは特定の障害モードの障害特性を表すために確率分布を割り当てることにより、以下を支援します。

    1. 過去の故障や修理データを分析
    2. 機器の故障や修理履歴に基づく故障率データベースを構築

    以下の確率分布に対応します。

    1. Exponential Distribution
    2. 1-Parameter Weibull Distribution
    3. 2-Parameter Weibull Distribution
    4. 3-Parameter Weibull Distribution
    5. Bi-Weibull
    6. Tri-Weibull
    7. Lognormal Distribution
    8. Normal Distribution
    9. Weibayes
    10. Phased Bi-Weibull
    11. Phased Tri-Weibull

    計算した累積不信頼度、故障率、確率密度分布の時間プロファイルをプロット出力します。データベースおよびスプレッドシートへのインポート/エクスポートが可能です。


故障・修理履歴に基づく故障分析の例(累積不信頼度)


故障・修理履歴に基づく故障分析の例(故障率)


故障・修理履歴に基づく故障分析の例(確率密度分布)


Life Cycle Cost

    Life Cycle Cost モジュールは、システムの運用開始から破棄までのトータルコストをシミュレーションします。 Life Cycle Cost モジュールは、以下を支援します。

    1. 費用区分体系 (CBS : Cost Breakdown Structure) のコスト内訳構造を用いてシステムのライフサイクルコスト分析を実施
    2. 各ノードにコスト計算式を設定することで CBS を設定
    3. コストノードにRCMCostまたはAvSimモジュールによるシミュレーションから発生する予測コストデータをリンク

    計算したライフサイクルコストの時間プロファイルをプロット出力します。データベースおよびスプレッドシートへのインポート/エクスポートが可能です。


LCC推定例


CBSの例


RCMCostやAvSimの分析結果を用いた計算式設定例


Process reliability

    Process reliability モジュールは、生産工程のパフォーマンス評価支援を行います。プロセスの生産データの傾向より生産工程の信頼度を分析します。 Process reliability モジュールは、以下を支援します。

    1. 生産データの傾向を認識することにより工程の信頼性の損失を特定→是正処置
    2. 複数プラントまたはさまざまな期間の生産データを比較
    3. 生産プロセスが効率的かどうかをすばやく分析
    4. 生産データはインポートやコピー&ペーストで入力
    5. AvSimからのシミュレーションデータを使用して、潜在的な生産能力のロスの改善を分析支援します。

    以下のような機能を持ちます。

    1. 生産データのワイブル分析
    2. 累積確率プロットとカブスを作成し生産能力範囲を識別(特徴付け)
    3. 生産工程のパフォーマンス及び信頼性評価のためのグラフ出力

    計算した生産情報をプロット出力します。データベースおよびスプレッドシートへのインポート/エクスポートが可能です。


生産数情報の特徴付け


年間生産数情報より求めた1日あたりの平均生産数


製品ロスの内訳


SAP portal/MAXIMO portal

    SAP portal/MAXIMO portalモジュールは、EAM/ERPとAWBの連携モジュールです。(以下、MAXIMO portalで説明します)
    以下のような特徴を持ちます。

    1. AWB内からMAXIMOシステムに直接接続
    2. 過去の保守データ(WO)をAWBへダウンロード
    3. AWB内の保全最適化分析機能を利用できる
    4. PMおよび関連するJob Planの形式でMAXIMOへアップロードできる
    5. AWB内で定義したのLocationとAssetをMAXIMOへアップロードできる
    6. RCMCostモジュールからインストール済みの資産と障害クラスを含む機能ロケーション階層をアップロードできる
    7. 既存のMAXIMOの機能場所と資産階層をダウンロードして、新しいAWBプロジェクトに、障害クラス、スペアパーツ、ツール、労働リソース、PM、および関連するジョブプランを追加

    以下のような機能を持ちます。

    1. マスターデータをMAXIMOにアップロード
    2. マスターデータをAWBにダウンロード
    3. PMをMAXIMOにアップロード
    4. AWBで使用するためのメンテナンスデータの分析

    計算したパフォーマンス/プロファイル情報をプロット出力します。データベースおよびスプレッドシートへのインポート/エクスポートが可能です。


EAMからの情報をダウンロードし評価する場合の例


MAXIMOと直接接続するための機能メニュー

EAM/ERPとの連携

  1. Location/Asset
  2. Failure Class(障害クラス)
  3. Crafts(資格:作業員)
  4. Items(予備品)
  5. PMs(予防保全)


Accelerated Life Testing

    Accelerated Life Testing モジュールは、加速寿命試験での故障データを解析し、通常の使用条件での信頼性の特性値を予測します。 以下の特徴を持ちます。

    1. 比例ハザードモデルまたは加速故障時間生存モデルを使用してデータセットを分析
    2. 標準の負荷(ストレス)プロファイルモデル(アレニウス、アイリング、べき乗則)を提供
    3. 負荷モデルとしてユーザが計算式を定義することも可
    4. 複数の応力プロファイルを指定可

    このALTモジュールに、加速寿命試験の結果と、 試験の条件(温度や電圧などのストレス)を入力することで、 実使用環境での寿命(たとえば、製品の10%が故障するまでの時間)が予測できます。 この寿命は、定期点検の間隔の目安などとして使えます。

    ALTモジュールでは、データは、 proportional hazards あるいは accelerated failure time の生存モデルで解析されます。

    さらに以下の機能を持ちます。

    1. 負荷を受けたデータを指数分布、ワイブル分布、対数正規分布、および正規分布にフィッティング
    2. 計算されたパラメーターをプロット表示(不信頼度、故障率、故障確率密度)
    3. 使用条件での分布パラメーター、Bライフ、Pパラメーターを表示

    データベースおよびスプレッドシートへのインポート/エクスポートが可能です。


評価フロー


加速試験結果の評価例


ユーザによる負荷モデルの設定例


随時デモンストレーションを実施させていただいております。こちらよりお問い合わせください。

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