余寿命推定方法、メンテナンス・更新計画作成方法、余寿命推定システム及びメンテナンス・更新計画作成システム
【課題】診断対象機器の無駄な更新を未然に防いで資源の有効利用を図り、余寿命推定に用いる関数を単一にして記憶手段を小容量化し、コストを低減させた余寿命推定方法及び推定システムと、推定した余寿命に基づき適切な計画を作成可能としたメンテナンス・更新計画作成方法及び作成システムを提供する。
【解決手段】診断対象機器内のプリント基板上に堆積した塵埃に含まれる塩成分とプリント基板の周囲湿度とをパラメータとして、プリント基板上のパターン間が短絡する条件を、パターン間が短絡するときの短絡湿度と前記塩成分の堆積量との関係を示すマスターカーブとして予め求め、このマスターカーブと、プリント基板上に堆積した塵埃に含まれる塩成分の現時点の堆積量測定値と、周囲湿度の測定値と、プリント基板の清掃履歴または診断対象機器の導入時期に応じた塩成分の堆積速度と、を用いて、診断対象機器（プリント基板）の余寿命を推定演算する。
【解決手段】診断対象機器内のプリント基板上に堆積した塵埃に含まれる塩成分とプリント基板の周囲湿度とをパラメータとして、プリント基板上のパターン間が短絡する条件を、パターン間が短絡するときの短絡湿度と前記塩成分の堆積量との関係を示すマスターカーブとして予め求め、このマスターカーブと、プリント基板上に堆積した塵埃に含まれる塩成分の現時点の堆積量測定値と、周囲湿度の測定値と、プリント基板の清掃履歴または診断対象機器の導入時期に応じた塩成分の堆積速度と、を用いて、診断対象機器（プリント基板）の余寿命を推定演算する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の工業用機器の余寿命を推定する方法、この方法により推定した余寿命を用いて前記機器のメンテナンス・更新計画を作成する方法、及び、これらの方法を実施するための余寿命推定システム並びにメンテナンス・更新計画作成システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工業用機器（例えば、インバータ、流量計、圧力計等）は工場やプラントの操業を支える重要な機器である。これらの機器が設置される周囲環境条件は一般に生産現場に近いこともあり、比較的悪い環境にあるといえる。周囲環境条件としては温度、湿度、浮遊塵埃、腐食性ガス等が挙げられるが、これらの環境条件は長期間に渡って機器にストレスを与え続ける。これらのストレスが徐々に蓄積された結果、各種機器は機能が低下、劣化し、ついには工場やプラントの操業停止に至り、ユーザは重大な損失を被ることになる。
【０００３】
このような各種機器の機能低下や劣化に起因する工場やプラントの操業停止を未然に防止し、損失を発生させないためには、機器の状態を的確に把握すると共に、適切なメンテナンスや機器の更新を行う必要がある。
一般に、機器の状態把握は外観検査や特性試験等により、また、メンテナンスや更新は、稼動時間の管理等によって実現されている。
【０００４】
ここで、特許文献１には、機器が設置された環境条件または汚損度測定値から汚損速度を求め、この汚損速度と経過時間とから将来の汚損度を推定する汚損度推定方法、及び、汚損度推定値に応じてメンテナンス方法を選択するようにした機器のメンテナンス方法が開示されている。
この従来技術によれば、機器を停止せずに汚損度を把握することができ、設置環境を含む広範囲な条件を考慮した汚損度推定値を用いてメンテナンスの方法を選択することにより、無駄のない効率的な機器管理やプラントの安定かつ安全な操業を可能にしている。
【０００５】
しかしながら、上記従来技術では機器の汚損状態を推定するのみであり、汚損状態が機器の機能低下に与える影響やその具体的な現象については言及されていない。
機器の汚損が機器の機能低下に与える影響の一つとして、汚損物質（以下、塵埃という）中に含まれる塩（酸と塩基との中和反応により生成される化合物）によるプリント基板のパターン間の短絡が挙げられる。すなわち、プリント基板上に堆積した塵埃中に塩が含まれる場合、水分の存在により塩は電離し、プリント基板上のパターン間の抵抗値は低下する。塵埃中に含まれる塩の濃度が増加するほどパターン間抵抗は低下することになり、ついにはパターン間が短絡して機器が故障に到ることになる。
上記の現象は、機器の汚損が機器の機能低下に与える影響の一つであるが、特許文献１記載の従来技術では、このような短絡故障がいつ発生するか等を予測することは不可能であった。
【０００６】
一方、特許文献２には、ユーザに提供された測定試料により電子回路基板（電気機器）が設置されている環境の汚損度（測定試料の表面に付着している汚損物質中のイオン性成分を塩化ナトリウムの量に換算した値）を測定して環境有害度の指標値とし、診断者が、この指標値に基づいて電子回路基板の導体間の絶縁抵抗を推定することにより劣化状態を診断するようにした電子回路基板の劣化寿命診断法が記載されている。
この従来技術によれば、導体間の絶縁抵抗と共に電子回路基板の余寿命を推定して表示出力することが可能になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２９７８３号公報（段落［００２５］〜［００２８］、図１〜図３等）
【特許文献２】特開２００２−７１６６６号公報（段落［００４１］〜［００４５］、図１，図９〜図１１等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかるに、特許文献２に記載された従来技術では、寿命診断を行った電子回路基板を有する機器が寿命を迎える際に、メンテナンスを行うべきなのか、或いは機器を更新するべきなのかという判断ができないという欠点もある。
仮に、機器が寿命を迎えた際にメンテナンスを行うことで寿命が延びる場合には、更新せずにメンテナンスを行うべきであるが、その際に機器を更新してしまうと本来の余寿命より短い期間で機器を更新することになり、ユーザにとって、資源の有効活用、経費節減等の観点からは好ましくない結果を招いてしまう。
【０００９】
更に、特許文献２に係る従来技術では、環境の温度・湿度の組み合わせ別に複数の劣化寿命診断関数をデータベースとして備えており、温度・湿度の組み合わせに応じて前記データベースから所定の劣化寿命診断関数を選択し、この劣化寿命診断関数に汚損度を代入して絶縁抵抗を推定しているので、データベースの容量が多くなったり、絶縁抵抗の演算処理が複雑である等の問題もある。
【００１０】
そこで、本発明の解決課題は、診断対象機器の無駄な更新を未然に防いで資源の有効利用を図ると共に、余寿命推定に用いる関数を単一にして推定演算を簡素化した余寿命推定方法及び推定システムを提供し、更に、推定した余寿命を利用して診断対象機器の適切なメンテナンス・更新計画を作成可能としたメンテナンス・更新計画作成方法及び作成システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、請求項１に係る余寿命推定方法は、コンピュータシステムにより、診断対象機器内のプリント基板の余寿命を前記診断対象機器の余寿命として推定演算する余寿命推定方法において、
前記プリント基板上に堆積した塵埃に含まれる塩成分と前記プリント基板の周囲湿度とをパラメータとして、前記プリント基板上のパターン間が短絡する条件を、前記パターン間が短絡するときの短絡湿度と前記塩成分の堆積量との関係を示すマスターカーブとして予め求め、
前記マスターカーブと、前記プリント基板上に堆積した塵埃に含まれる前記塩成分の現時点の堆積量測定値と、前記周囲湿度の測定値と、前記プリント基板の清掃履歴または前記診断対象機器の導入時期に応じた前記塩成分の堆積速度と、を用いて、前記プリント基板の余寿命を推定演算するものである。
【００１２】
請求項２に係るメンテナンス・更新計画作成方法は、コンピュータシステムにより、請求項１記載の余寿命推定方法により推定演算した余寿命を現時点に加算して得た第１の時期と、予め定められた前記診断対象機器のメンテナンスが困難になり社会的寿命を迎える第２の時期と、を比較し、
第１の時期が第２の時期に達しない時点では前記診断対象機器のメンテナンスを行い、第１の時期が第２の時期を超える時点では前記診断対象機器の更新を行う内容の計画を作成するものである。
【００１３】
請求項３に係る余寿命推定システムは、コンピュータシステムにより、診断対象機器内のプリント基板の余寿命を前記診断対象機器の余寿命として推定演算する余寿命推定システムにおいて、
前記プリント基板上に堆積した塵埃に含まれる塩成分と前記プリント基板の周囲湿度とをパラメータとして、前記プリント基板上のパターン間が短絡する条件を、前記パターン間が短絡するときの短絡湿度と前記塩成分の堆積量との関係を示すマスターカーブとして記憶し、かつ、前記プリント基板上に堆積した塵埃に含まれる前記塩成分の堆積量測定値と、前記周囲湿度の測定値と、前記プリント基板の清掃履歴と、前記診断対象機器の導入時期とを記憶した記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された現時点の前記塩成分の堆積量測定値と、前記清掃履歴または前記導入時期と、を用いて、前記塩成分の堆積速度を演算する塩成分堆積速度演算手段と、
前記記憶手段に記憶された前記マスターカーブと、現時点の前記塩成分の堆積量測定値と、前記周囲湿度の測定値と、前記塩成分堆積速度演算手段により演算された前記塩成分の堆積速度と、を用いて、前記プリント基板の余寿命を推定演算する余寿命計算手段と、を備えたものである。
【００１４】
請求項４に係るメンテナンス・更新計画作成システムは、請求項３記載の余寿命推定システムにおいて、
前記記憶手段には、前記診断対象機器のメンテナンスが困難になる時期としての社会的寿命が更に記憶されており、
前記余寿命計算手段により推定演算した余寿命を現時点に加算して得た第１の時期と、前記社会的寿命を迎える第２の時期と、を比較し、第１の時期が第２の時期に達しない時点では前記診断対象機器のメンテナンスを行い、第１の時期が第２の時期を超える時点では前記診断対象機器の更新を行う内容の計画を作成するメンテナンス・更新計画作成手段を、更に備えたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の余寿命推定方法及び推定システムによれば、診断対象機器の無駄な更新を未然に防いで資源の有効利用を図ることができ、また、プリント基板の余寿命推定に用いる関数を単一にすることによって推定演算の簡素化、当該関数の記憶容量の節減が可能である。
更に、本発明のメンテナンス・更新計画作成方法及び作成システムによれば、推定した余寿命を利用して診断対象機器の適切なメンテナンス・更新計画を容易に作成し、メンテナンスコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】複数の塩成分堆積濃度における、プリント基板周囲の相対湿度とパターン間抵抗との関係を示す図である。
【図２】塩成分堆積量と短絡湿度との関係を示す図である。
【図３】塩成分堆積量の測定結果とプリント基板周囲の湿度測定結果を、図２のグラフ上に追記した図である。
【図４】診断対象機器のメンテナンス・更新計画の作成方法の説明図である。
【図５】実施形態に係る余寿命推定システム及びメンテナンス・更新計画作成システムの構成図である。
【図６】実施形態に係る余寿命推定システムによるディスプレイ上の表示例を示す図である。
【図７】実施形態に係るメンテナンス・更新計画作成システムによるディスプレイ上の表示例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１はプリント基板上に塩成分を含む塵埃を堆積させ、プリント基板の周囲湿度を変化させたときのパターン間抵抗の変化を示す結果の一例である。プリント基板上に塩成分を含む塵埃が存在する場合、図１に示すように、パターン間抵抗は湿度の上昇と共に低下していく。これは、プリント基板上に堆積した塵埃中に、湿度上昇に伴う水分量増加によって塩成分が電離（イオン化）し、これがプリント基板上のパターン間の導電率を上昇させるためである。また、塵埃中に含まれる塩成分の堆積量が増加するほどパターン間の導電率は上昇するので、パターン間抵抗は低下することになる。
なお、図１中に記載した塩成分堆積量は、以下の数式１により定義される。
【００１８】
【数１】
【００１９】
すなわち、塩成分堆積量とは、単位面積あたりに含まれる塩成分の絶対量を意味する。図１に示したように、塩成分堆積量が大きいほど、同じ湿度でもパターン間抵抗は小さくなる。ここで、パターン間抵抗の短絡閾値を予め求めておき、塩成分堆積量ごとのパターン間抵抗と相対湿度との関係から、短絡抵抗を求めることができる。つまり、図１におけるしきい値とパターン間抵抗の特性線とが交差した時の湿度を、短絡湿度と定義する。図１において、塩成分堆積量が「大」のケースでは、短絡湿度は約６５％となる。
【００２０】
このようにして塩成分堆積量を変化させて短絡湿度を求め、塩成分堆積量と短絡湿度との関係を示したものが図２である。
図２に示す塩成分堆積量と短絡湿度との関係はマスターカーブとして予め求めておくことが可能であり、両者の関係は近似式により関数ｆとして数式２のように定義することができる。なお、近似式の作成には、例えば最小二乗法を用いればよい。
【００２１】
【数２】
【００２２】
すなわち、短絡湿度は塩成分堆積量の関数として表すことができる。この関数ｆの逆関数をｇとすると、塩成分堆積量は短絡湿度の関数として、数式３のように定義される。
【００２３】
【数３】
【００２４】
次に、実際に診断を行う対象機器（診断対象機器という）のプリント基板上の塵埃中に含まれる塩成分堆積量の測定結果とプリント基板の周囲湿度の測定結果を、図２のグラフ上に追記したものを図３に示す。
図３では、プリント基板上の塩成分堆積量測定結果をｉｎｏｗ、プリント基板の周囲湿度測定結果をＲＨとして表してある。また、塩成分堆積量と短絡湿度との関係を示すマスターカーブと、プリント基板の周囲湿度測定結果との交点の塩成分堆積量をｉＲＨとして表してある。
ここで、ｉＲＨは、数式３のＲＨｓをＲＨと置き換えることにより数式４によって求められる。
【００２５】
【数４】
【００２６】
数式４は、プリント基板の周囲湿度がＲＨのまま持続した場合に、プリント基板のパターン間が短絡するときの塩成分堆積量を示している。そこで、
塩成分堆積速度：Ｖｉ（ｍｇ／ｍｍ２・年）、
現在の塩成分堆積量ｉｎｏｗがｉＲＨとなるまでの時間（つまり余寿命）：Δｔ（年）
と定義すると、数式５が成立する。
【００２７】
【数５】
【００２８】
この数式５によれば、現在の塩成分堆積量ｉｎｏｗに、塩成分堆積速度Ｖｉと時間Δｔとを乗算したものを加えると、プリント基板のパターン間が短絡する塩成分堆積量ｉＲＨとなる。この式をΔｔについて解くと、数式６が得られる。
【００２９】
【数６】
【００３０】
ここで、数式６における塩成分堆積速度Ｖｉは、プリント基板の清掃履歴の有無に応じて以下のように求めることができる。
まず、プリント基板の清掃履歴がある場合には、最新の清掃履歴（清掃を行った年月日）を用いて、数式７により塩成分堆積速度Ｖｉを求める。
【００３１】
【数７】
【００３２】
また、清掃履歴がない場合には、数式７における清掃履歴に代えて、診断対象機器の導入年月日を用いて数式８により塩成分堆積速度Ｖｉを求める。
【００３３】
【数８】
【００３４】
なお、前述した数式６は、プリント基板の余寿命推定値を示している。
すなわち、塩成分堆積量と短絡湿度との関係を示すマスターカーブと、診断対象機器のプリント基板上の塵埃中に含まれる塩成分堆積量ｉｎｏｗと、プリント基板の周囲湿度ＲＨと、塩成分堆積速度Ｖｉとを用いて、プリント基板の余寿命を推定することが可能である。
【００３５】
次に、診断対象機器の社会的寿命の西暦年ｔｓｌｉｍｉｔと塩成分堆積速度Ｖｉとを用いて、メンテナンス・更新計画を作成する。なお、診断対象機器の社会的寿命とは、診断対象機器が廃型となった後に使用部品の入手が困難になり、メンテナンスを行うことが困難になる時期であり、この社会的寿命は、診断対象機器の製作者が機器ごとに独自に設定しているものである。
【００３６】
前述の数式６により、プリント基板の余寿命Δｔが推定されているので、現時点の西暦年をｔｉｎｉとすると、プリント基板のパターン間の短絡が推定される西暦年ｔｌｉｍｉｔは、数式９によって表される。
【００３７】
［数９］
ｔｌｉｍｉｔ＝ｔｉｎｉ＋Δｔ
【００３８】
以下では、診断対象機器の社会的寿命の西暦年ｔｓｌｉｍｉｔ（請求項２，４における第２の時期）と、プリント基板のパターン間の短絡が推定される西暦年ｔｌｉｍｉｔ（請求項２，４における第１の時期）との比較結果に応じて、機器のメンテナンス・更新計画を決定する方法について説明する。
【００３９】
（ａ）ｔｓｌｉｍｉｔ＞ｔｌｉｍｉｔの場合
この場合は、パターン間の短絡が推定される西暦年ｔｌｉｍｉｔが社会的寿命の西暦年ｔｓｌｉｍｉｔより短いので、西暦年ｔｌｉｍｉｔに（または、安全を見込んで西暦年ｔｌｉｍｉｔより少し前に）、プリント基板のメンテナンス（具体的には清掃）を行うように計画を作成する。次に、数式６において現在の塩成分堆積量ｉｎｏｗ＝０として再びプリント基板のパターン間が短絡するまでの時間（余寿命）Δｔを求め、数式９におけるｔｉｎｉ＝ｔｌｉｍｉｔとして、新たにパターン間の短絡が推定される西暦年ｔｌｉｍｉｔを求める。ここで、再びｔｓｌｉｍｉｔとｔｌｉｍｉｔとの比較を行い、以上の処理をｔｓｌｉｍｉｔ＜ｔｌｉｍｉｔとなるまで繰り返す。
【００４０】
（ｂ）ｔｓｌｉｍｉｔ＜ｔｌｉｍｉｔの場合
この場合は、パターン間の短絡が推定される西暦年ｔｌｉｍｉｔが社会的寿命の西暦年ｔｓｌｉｍｉｔを超えており、西暦年ｔｌｉｍｉｔの時点ではメンテナンスのために部品を供給できなくなっていることから、西暦年ｔｌｉｍｉｔにメンテナンスではなく機器の更新を行うように計画を作成する。
【００４１】
上述したメンテナンス・更新計画の作成方法について、図４を参照しつつ更に説明する。
図４は、横軸に西暦年を、縦軸に塩成分堆積量をとったグラフであり、西暦年ｔｉｎｉの現時点でプリント基板の余寿命診断を行った結果、現在の塩成分堆積量ｉｎｏｗがしきい値であるｉＲＨになるまでの時間（余寿命）がΔｔとなった場合を示している。なお、前記同様に塩成分堆積速度をＶｉ、社会的寿命の西暦年をｔｓｌｉｍｉｔとする。
【００４２】
最初に、西暦年ｔｉｎｉの現時点で、前述した数式９によりプリント基板のパターン間の短絡が推定される西暦年ｔｌｉｍｉｔを計算する。図４において、この西暦年ｔｌｉｍｉｔと社会的寿命の西暦年ｔｓｌｉｍｉｔとを比較するとｔｓｌｉｍｉｔ＞ｔｌｉｍｉｔであるため、西暦年ｔｌｉｍｉｔではメンテナンス（清掃）を行う。この西暦年ｔｌｉｍｉｔを、図４ではｔｌｉｍｉｔ１と表記する。
西暦年ｔｌｉｍｉｔ１にて清掃を行うため、その時点での塩成分堆積量は０になる。
【００４３】
次に、数式６において現在の塩成分堆積量ｉｉｎｉ＝０として、再びプリント基板のパターン間が短絡されるまでの時間Δｔを求め、数式９において、ｔｉｎｉ＝ｔｌｉｍｉｔ１として新たにパターン間の短絡が推定される西暦年ｔｌｉｍｉｔを計算する。この西暦年ｔｌｉｍｉｔと社会的寿命の西暦年ｔｓｌｉｍｉｔとを比較すると、依然としてｔｓｌｉｍｉｔ＞ｔｌｉｍｉｔであるため、この西暦年ｔｌｉｍｉｔでもメンテナンス（清掃）を行う。この西暦年ｔｌｉｍｉｔを、図４ではｔｌｉｍｉｔ２と表記する。
この西暦年ｔｌｉｍｉｔ２でも清掃を行うため、その時点での塩成分堆積量は０になる。
同様にして、更に新たな西暦年ｔｌｉｍｉｔを求め、社会的寿命の西暦年ｔｓｌｉｍｉｔと比較すると、この場合にはｔｓｌｉｍｉｔ＜ｔｌｉｍｉｔとなるため、この西暦年ｔｌｉｍｉｔでは機器の更新を行う。このときの西暦年をｔｌｉｍｉｔ３と表記する。
【００４４】
以上の結果から、西暦年ｔｌｉｍｉｔ１，ｔｌｉｍｉｔ２の時点ではメンテナンスを行い、西暦年ｔｌｉｍｉｔ３の時点では機器の更新を行う、という内容のメンテナンス・更新計画が作成されるものである。
【００４５】
次に、図５は、この実施形態に係る余寿命推定システム及びメンテナンス・更新計画作成システムの構成図である。
ここで、余寿命推定システムは、短絡条件データベース１０、現場環境測定結果データベース２０、診断対象機器データベース３０、塩成分堆積速度計算手段４０、余寿命計算手段５０、統括制御手段１００、入出力インタフェース７０、入力手段８０及び出力手段９０によって構成され、メンテナンス・更新計画作成システムは、上記すべての構成要素とメンテナンス・更新計画作成手段６０とによって構成されている。
【００４６】
これらの余寿命推定システム及びメンテナンス・更新計画作成システムは、パソコン等のコンピュータシステムのハードウェア及びソフトウェアにより構成されている。
短絡条件データベース１０、現場環境測定結果データベース２０、診断対象機器データベース３０は、ハードディスク装置や各種のメモリデバイス等の外部記憶装置からなるものである。統括制御手段１００、塩成分堆積速度計算手段４０、余寿命計算手段５０、入出力インタフェース７０は、主としてコンピュータ本体のＣＰＵからなる演算処理装置と、データベース制御用ソフトウェア、塩成分堆積速度及び余寿命計算用ソフトウェア、メンテナンス・更新計画作成用ソフトウェア等により構成されている。
【００４７】
入力手段８０は、システムに対する起動、停止、演算、出力等の指令や各種データを入力するためのもので、キーボードやタッチパネル等の入力装置からなり、出力手段９０は、余寿命の推定結果やメンテナンス・更新計画等を表示出力、印刷出力、伝送出力するためのディスプレイ、プリンタ、データ伝送装置等からなっている。
また、統括制御手段１００は、システム全体の動作を統括的に制御するためのものであり、ネットワーク等によって更に上位のコンピュータシステムに接続しても良い。
【００４８】
短絡条件データベース１０は、前述した塩成分堆積量と短絡湿度との関係を示すマスターカーブと、その近似式とを記憶しているデータベースである。このデータベース１０の記憶データの構成例を、表１に示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】
現場環境測定結果データベース２０は、診断対象機器の現場環境の測定結果を記憶しているデータベースであり、具体的な現場環境測定項目は以下のとおりである。
・現場環境測定年月日
・塩成分堆積量
・湿度
このデータベース２０の記憶データの構成例を、表２に示す。
【００５１】
【表２】
【００５２】
診断対象機器データベース３０は、診断対象機器の導入年月日及び清掃履歴を記憶しているデータベースである。なお、清掃履歴がない場合、このデータベース３０には清掃履歴が記憶されない。
清掃履歴がある場合のデータベース３０の記憶データの構成例を表３に、清掃履歴がない場合の記憶データの構成例を表４に示す。
【００５３】
【表３】
【００５４】
【表４】
【００５５】
塩成分堆積速度計算手段４０は、現場環境測定結果データベース２０に格納されている現場環境測定年月日、塩分堆積量、及び、診断対象機器データベース３０に格納されている導入年月日または清掃履歴（その年月日）を用いて、塩成分堆積速度Ｖｉを計算する。
清掃履歴がある場合は、表３における最新の清掃履歴（清掃履歴２）を用いて、前述した数式７により塩成分堆積速度Ｖｉを計算する。また、清掃履歴がない場合には、表４における導入年月日を用いて、前述した数式８により塩成分堆積速度Ｖｉを計算する。
【００５６】
余寿命計算手段５０は、短絡条件データベース１０に格納されている塩成分堆積量と短絡湿度との関係を示す近似式、現場環境測定結果データベース２０に格納されている塩成分堆積量及び湿度、並びに、塩成分堆積速度計算手段４０によって得られた塩成分堆積速度Ｖｉを用いて、診断対象機器のプリント基板のパターン間が短絡するまでの時間、すなわち余寿命Δｔを推定する。
最初に余寿命計算手段５０は、塩成分堆積量と短絡湿度との関係を示す近似式に湿度測定結果ＲＨを代入し、プリント基板の周囲湿度がＲＨのまま持続した場合にプリント基板のパターン間が短絡する塩成分堆積量ｉＲＨを求める。なお、ｉＲＨの計算には、前述した数式４を用いる。
【００５７】
次に、余寿命計算手段５０は、上記塩成分堆積量ｉＲＨ、塩成分堆積量測定結果ｉｎｏｗ及び塩成分堆積速度計算手段４０から出力された塩成分堆積速度計算結果Ｖｉを用いて、余寿命Δｔを推定する。この余寿命Δｔの計算には、前述した数式６を用いる。
こうして余寿命Δｔを計算したら、コンピュータシステムのディスプレイ等からなる出力手段９０に、図６に示す如く余寿命Δｔを含む各種のデータ、グラフ等を表示すればよい。
【００５８】
また、メンテナンス・更新計画作成手段６０は、前述したように、診断対象機器の社会的寿命の西暦年ｔｓｌｉｍｉｔ及び塩成分堆積速度Ｖｉ等を用いて、メンテナンス・更新計画を作成する。
すなわち、数式６により計算されている余寿命Δｔ及び現在の西暦年ｔｉｎｉを用いて前述の数式９によりパターン間の短絡が推定される西暦年ｔｌｉｍｉｔを算出し、前述した如く、社会的寿命の西暦年ｔｓｌｉｍｉｔと西暦年ｔｌｉｍｉｔとの比較によって図４に示したようなメンテナンス・更新計画を作成する。
こうして作成されたメンテナンス・更新計画に基づき、図７に示す如く、清掃及び機器更新をいつ行うかを示した一覧表形式の計画を作成し、この計画をディスプレイ等の出力手段９０に表示すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、回路素子が実装されるプリント基板を備えた電気・電子機器を始めとして、各種産業に使用される機器の寿命推定、メンテナンス・更新計画の作成に利用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０：短絡条件データベース
２０：現場環境測定結果データベース
３０：診断対象機器データベース
４０：塩成分堆積速度計算手段
５０：余寿命計算手段
６０：メンテナンス・更新計画作成手段
７０：入出力インタフェース
８０：入力手段
９０：出力手段
１００：統括制御手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の工業用機器の余寿命を推定する方法、この方法により推定した余寿命を用いて前記機器のメンテナンス・更新計画を作成する方法、及び、これらの方法を実施するための余寿命推定システム並びにメンテナンス・更新計画作成システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工業用機器（例えば、インバータ、流量計、圧力計等）は工場やプラントの操業を支える重要な機器である。これらの機器が設置される周囲環境条件は一般に生産現場に近いこともあり、比較的悪い環境にあるといえる。周囲環境条件としては温度、湿度、浮遊塵埃、腐食性ガス等が挙げられるが、これらの環境条件は長期間に渡って機器にストレスを与え続ける。これらのストレスが徐々に蓄積された結果、各種機器は機能が低下、劣化し、ついには工場やプラントの操業停止に至り、ユーザは重大な損失を被ることになる。
【０００３】
このような各種機器の機能低下や劣化に起因する工場やプラントの操業停止を未然に防止し、損失を発生させないためには、機器の状態を的確に把握すると共に、適切なメンテナンスや機器の更新を行う必要がある。
一般に、機器の状態把握は外観検査や特性試験等により、また、メンテナンスや更新は、稼動時間の管理等によって実現されている。
【０００４】
ここで、特許文献１には、機器が設置された環境条件または汚損度測定値から汚損速度を求め、この汚損速度と経過時間とから将来の汚損度を推定する汚損度推定方法、及び、汚損度推定値に応じてメンテナンス方法を選択するようにした機器のメンテナンス方法が開示されている。
この従来技術によれば、機器を停止せずに汚損度を把握することができ、設置環境を含む広範囲な条件を考慮した汚損度推定値を用いてメンテナンスの方法を選択することにより、無駄のない効率的な機器管理やプラントの安定かつ安全な操業を可能にしている。
【０００５】
しかしながら、上記従来技術では機器の汚損状態を推定するのみであり、汚損状態が機器の機能低下に与える影響やその具体的な現象については言及されていない。
機器の汚損が機器の機能低下に与える影響の一つとして、汚損物質（以下、塵埃という）中に含まれる塩（酸と塩基との中和反応により生成される化合物）によるプリント基板のパターン間の短絡が挙げられる。すなわち、プリント基板上に堆積した塵埃中に塩が含まれる場合、水分の存在により塩は電離し、プリント基板上のパターン間の抵抗値は低下する。塵埃中に含まれる塩の濃度が増加するほどパターン間抵抗は低下することになり、ついにはパターン間が短絡して機器が故障に到ることになる。
上記の現象は、機器の汚損が機器の機能低下に与える影響の一つであるが、特許文献１記載の従来技術では、このような短絡故障がいつ発生するか等を予測することは不可能であった。
【０００６】
一方、特許文献２には、ユーザに提供された測定試料により電子回路基板（電気機器）が設置されている環境の汚損度（測定試料の表面に付着している汚損物質中のイオン性成分を塩化ナトリウムの量に換算した値）を測定して環境有害度の指標値とし、診断者が、この指標値に基づいて電子回路基板の導体間の絶縁抵抗を推定することにより劣化状態を診断するようにした電子回路基板の劣化寿命診断法が記載されている。
この従来技術によれば、導体間の絶縁抵抗と共に電子回路基板の余寿命を推定して表示出力することが可能になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２９７８３号公報（段落［００２５］〜［００２８］、図１〜図３等）
【特許文献２】特開２００２−７１６６６号公報（段落［００４１］〜［００４５］、図１，図９〜図１１等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかるに、特許文献２に記載された従来技術では、寿命診断を行った電子回路基板を有する機器が寿命を迎える際に、メンテナンスを行うべきなのか、或いは機器を更新するべきなのかという判断ができないという欠点もある。
仮に、機器が寿命を迎えた際にメンテナンスを行うことで寿命が延びる場合には、更新せずにメンテナンスを行うべきであるが、その際に機器を更新してしまうと本来の余寿命より短い期間で機器を更新することになり、ユーザにとって、資源の有効活用、経費節減等の観点からは好ましくない結果を招いてしまう。
【０００９】
更に、特許文献２に係る従来技術では、環境の温度・湿度の組み合わせ別に複数の劣化寿命診断関数をデータベースとして備えており、温度・湿度の組み合わせに応じて前記データベースから所定の劣化寿命診断関数を選択し、この劣化寿命診断関数に汚損度を代入して絶縁抵抗を推定しているので、データベースの容量が多くなったり、絶縁抵抗の演算処理が複雑である等の問題もある。
【００１０】
そこで、本発明の解決課題は、診断対象機器の無駄な更新を未然に防いで資源の有効利用を図ると共に、余寿命推定に用いる関数を単一にして推定演算を簡素化した余寿命推定方法及び推定システムを提供し、更に、推定した余寿命を利用して診断対象機器の適切なメンテナンス・更新計画を作成可能としたメンテナンス・更新計画作成方法及び作成システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、請求項１に係る余寿命推定方法は、コンピュータシステムにより、診断対象機器内のプリント基板の余寿命を前記診断対象機器の余寿命として推定演算する余寿命推定方法において、
前記プリント基板上に堆積した塵埃に含まれる塩成分と前記プリント基板の周囲湿度とをパラメータとして、前記プリント基板上のパターン間が短絡する条件を、前記パターン間が短絡するときの短絡湿度と前記塩成分の堆積量との関係を示すマスターカーブとして予め求め、
前記マスターカーブと、前記プリント基板上に堆積した塵埃に含まれる前記塩成分の現時点の堆積量測定値と、前記周囲湿度の測定値と、前記プリント基板の清掃履歴または前記診断対象機器の導入時期に応じた前記塩成分の堆積速度と、を用いて、前記プリント基板の余寿命を推定演算するものである。
【００１２】
請求項２に係るメンテナンス・更新計画作成方法は、コンピュータシステムにより、請求項１記載の余寿命推定方法により推定演算した余寿命を現時点に加算して得た第１の時期と、予め定められた前記診断対象機器のメンテナンスが困難になり社会的寿命を迎える第２の時期と、を比較し、
第１の時期が第２の時期に達しない時点では前記診断対象機器のメンテナンスを行い、第１の時期が第２の時期を超える時点では前記診断対象機器の更新を行う内容の計画を作成するものである。
【００１３】
請求項３に係る余寿命推定システムは、コンピュータシステムにより、診断対象機器内のプリント基板の余寿命を前記診断対象機器の余寿命として推定演算する余寿命推定システムにおいて、
前記プリント基板上に堆積した塵埃に含まれる塩成分と前記プリント基板の周囲湿度とをパラメータとして、前記プリント基板上のパターン間が短絡する条件を、前記パターン間が短絡するときの短絡湿度と前記塩成分の堆積量との関係を示すマスターカーブとして記憶し、かつ、前記プリント基板上に堆積した塵埃に含まれる前記塩成分の堆積量測定値と、前記周囲湿度の測定値と、前記プリント基板の清掃履歴と、前記診断対象機器の導入時期とを記憶した記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された現時点の前記塩成分の堆積量測定値と、前記清掃履歴または前記導入時期と、を用いて、前記塩成分の堆積速度を演算する塩成分堆積速度演算手段と、
前記記憶手段に記憶された前記マスターカーブと、現時点の前記塩成分の堆積量測定値と、前記周囲湿度の測定値と、前記塩成分堆積速度演算手段により演算された前記塩成分の堆積速度と、を用いて、前記プリント基板の余寿命を推定演算する余寿命計算手段と、を備えたものである。
【００１４】
請求項４に係るメンテナンス・更新計画作成システムは、請求項３記載の余寿命推定システムにおいて、
前記記憶手段には、前記診断対象機器のメンテナンスが困難になる時期としての社会的寿命が更に記憶されており、
前記余寿命計算手段により推定演算した余寿命を現時点に加算して得た第１の時期と、前記社会的寿命を迎える第２の時期と、を比較し、第１の時期が第２の時期に達しない時点では前記診断対象機器のメンテナンスを行い、第１の時期が第２の時期を超える時点では前記診断対象機器の更新を行う内容の計画を作成するメンテナンス・更新計画作成手段を、更に備えたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の余寿命推定方法及び推定システムによれば、診断対象機器の無駄な更新を未然に防いで資源の有効利用を図ることができ、また、プリント基板の余寿命推定に用いる関数を単一にすることによって推定演算の簡素化、当該関数の記憶容量の節減が可能である。
更に、本発明のメンテナンス・更新計画作成方法及び作成システムによれば、推定した余寿命を利用して診断対象機器の適切なメンテナンス・更新計画を容易に作成し、メンテナンスコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】複数の塩成分堆積濃度における、プリント基板周囲の相対湿度とパターン間抵抗との関係を示す図である。
【図２】塩成分堆積量と短絡湿度との関係を示す図である。
【図３】塩成分堆積量の測定結果とプリント基板周囲の湿度測定結果を、図２のグラフ上に追記した図である。
【図４】診断対象機器のメンテナンス・更新計画の作成方法の説明図である。
【図５】実施形態に係る余寿命推定システム及びメンテナンス・更新計画作成システムの構成図である。
【図６】実施形態に係る余寿命推定システムによるディスプレイ上の表示例を示す図である。
【図７】実施形態に係るメンテナンス・更新計画作成システムによるディスプレイ上の表示例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１はプリント基板上に塩成分を含む塵埃を堆積させ、プリント基板の周囲湿度を変化させたときのパターン間抵抗の変化を示す結果の一例である。プリント基板上に塩成分を含む塵埃が存在する場合、図１に示すように、パターン間抵抗は湿度の上昇と共に低下していく。これは、プリント基板上に堆積した塵埃中に、湿度上昇に伴う水分量増加によって塩成分が電離（イオン化）し、これがプリント基板上のパターン間の導電率を上昇させるためである。また、塵埃中に含まれる塩成分の堆積量が増加するほどパターン間の導電率は上昇するので、パターン間抵抗は低下することになる。
なお、図１中に記載した塩成分堆積量は、以下の数式１により定義される。
【００１８】
【数１】
【００１９】
すなわち、塩成分堆積量とは、単位面積あたりに含まれる塩成分の絶対量を意味する。図１に示したように、塩成分堆積量が大きいほど、同じ湿度でもパターン間抵抗は小さくなる。ここで、パターン間抵抗の短絡閾値を予め求めておき、塩成分堆積量ごとのパターン間抵抗と相対湿度との関係から、短絡抵抗を求めることができる。つまり、図１におけるしきい値とパターン間抵抗の特性線とが交差した時の湿度を、短絡湿度と定義する。図１において、塩成分堆積量が「大」のケースでは、短絡湿度は約６５％となる。
【００２０】
このようにして塩成分堆積量を変化させて短絡湿度を求め、塩成分堆積量と短絡湿度との関係を示したものが図２である。
図２に示す塩成分堆積量と短絡湿度との関係はマスターカーブとして予め求めておくことが可能であり、両者の関係は近似式により関数ｆとして数式２のように定義することができる。なお、近似式の作成には、例えば最小二乗法を用いればよい。
【００２１】
【数２】
【００２２】
すなわち、短絡湿度は塩成分堆積量の関数として表すことができる。この関数ｆの逆関数をｇとすると、塩成分堆積量は短絡湿度の関数として、数式３のように定義される。
【００２３】
【数３】
【００２４】
次に、実際に診断を行う対象機器（診断対象機器という）のプリント基板上の塵埃中に含まれる塩成分堆積量の測定結果とプリント基板の周囲湿度の測定結果を、図２のグラフ上に追記したものを図３に示す。
図３では、プリント基板上の塩成分堆積量測定結果をｉｎｏｗ、プリント基板の周囲湿度測定結果をＲＨとして表してある。また、塩成分堆積量と短絡湿度との関係を示すマスターカーブと、プリント基板の周囲湿度測定結果との交点の塩成分堆積量をｉＲＨとして表してある。
ここで、ｉＲＨは、数式３のＲＨｓをＲＨと置き換えることにより数式４によって求められる。
【００２５】
【数４】
【００２６】
数式４は、プリント基板の周囲湿度がＲＨのまま持続した場合に、プリント基板のパターン間が短絡するときの塩成分堆積量を示している。そこで、
塩成分堆積速度：Ｖｉ（ｍｇ／ｍｍ２・年）、
現在の塩成分堆積量ｉｎｏｗがｉＲＨとなるまでの時間（つまり余寿命）：Δｔ（年）
と定義すると、数式５が成立する。
【００２７】
【数５】
【００２８】
この数式５によれば、現在の塩成分堆積量ｉｎｏｗに、塩成分堆積速度Ｖｉと時間Δｔとを乗算したものを加えると、プリント基板のパターン間が短絡する塩成分堆積量ｉＲＨとなる。この式をΔｔについて解くと、数式６が得られる。
【００２９】
【数６】
【００３０】
ここで、数式６における塩成分堆積速度Ｖｉは、プリント基板の清掃履歴の有無に応じて以下のように求めることができる。
まず、プリント基板の清掃履歴がある場合には、最新の清掃履歴（清掃を行った年月日）を用いて、数式７により塩成分堆積速度Ｖｉを求める。
【００３１】
【数７】
【００３２】
また、清掃履歴がない場合には、数式７における清掃履歴に代えて、診断対象機器の導入年月日を用いて数式８により塩成分堆積速度Ｖｉを求める。
【００３３】
【数８】
【００３４】
なお、前述した数式６は、プリント基板の余寿命推定値を示している。
すなわち、塩成分堆積量と短絡湿度との関係を示すマスターカーブと、診断対象機器のプリント基板上の塵埃中に含まれる塩成分堆積量ｉｎｏｗと、プリント基板の周囲湿度ＲＨと、塩成分堆積速度Ｖｉとを用いて、プリント基板の余寿命を推定することが可能である。
【００３５】
次に、診断対象機器の社会的寿命の西暦年ｔｓｌｉｍｉｔと塩成分堆積速度Ｖｉとを用いて、メンテナンス・更新計画を作成する。なお、診断対象機器の社会的寿命とは、診断対象機器が廃型となった後に使用部品の入手が困難になり、メンテナンスを行うことが困難になる時期であり、この社会的寿命は、診断対象機器の製作者が機器ごとに独自に設定しているものである。
【００３６】
前述の数式６により、プリント基板の余寿命Δｔが推定されているので、現時点の西暦年をｔｉｎｉとすると、プリント基板のパターン間の短絡が推定される西暦年ｔｌｉｍｉｔは、数式９によって表される。
【００３７】
［数９］
ｔｌｉｍｉｔ＝ｔｉｎｉ＋Δｔ
【００３８】
以下では、診断対象機器の社会的寿命の西暦年ｔｓｌｉｍｉｔ（請求項２，４における第２の時期）と、プリント基板のパターン間の短絡が推定される西暦年ｔｌｉｍｉｔ（請求項２，４における第１の時期）との比較結果に応じて、機器のメンテナンス・更新計画を決定する方法について説明する。
【００３９】
（ａ）ｔｓｌｉｍｉｔ＞ｔｌｉｍｉｔの場合
この場合は、パターン間の短絡が推定される西暦年ｔｌｉｍｉｔが社会的寿命の西暦年ｔｓｌｉｍｉｔより短いので、西暦年ｔｌｉｍｉｔに（または、安全を見込んで西暦年ｔｌｉｍｉｔより少し前に）、プリント基板のメンテナンス（具体的には清掃）を行うように計画を作成する。次に、数式６において現在の塩成分堆積量ｉｎｏｗ＝０として再びプリント基板のパターン間が短絡するまでの時間（余寿命）Δｔを求め、数式９におけるｔｉｎｉ＝ｔｌｉｍｉｔとして、新たにパターン間の短絡が推定される西暦年ｔｌｉｍｉｔを求める。ここで、再びｔｓｌｉｍｉｔとｔｌｉｍｉｔとの比較を行い、以上の処理をｔｓｌｉｍｉｔ＜ｔｌｉｍｉｔとなるまで繰り返す。
【００４０】
（ｂ）ｔｓｌｉｍｉｔ＜ｔｌｉｍｉｔの場合
この場合は、パターン間の短絡が推定される西暦年ｔｌｉｍｉｔが社会的寿命の西暦年ｔｓｌｉｍｉｔを超えており、西暦年ｔｌｉｍｉｔの時点ではメンテナンスのために部品を供給できなくなっていることから、西暦年ｔｌｉｍｉｔにメンテナンスではなく機器の更新を行うように計画を作成する。
【００４１】
上述したメンテナンス・更新計画の作成方法について、図４を参照しつつ更に説明する。
図４は、横軸に西暦年を、縦軸に塩成分堆積量をとったグラフであり、西暦年ｔｉｎｉの現時点でプリント基板の余寿命診断を行った結果、現在の塩成分堆積量ｉｎｏｗがしきい値であるｉＲＨになるまでの時間（余寿命）がΔｔとなった場合を示している。なお、前記同様に塩成分堆積速度をＶｉ、社会的寿命の西暦年をｔｓｌｉｍｉｔとする。
【００４２】
最初に、西暦年ｔｉｎｉの現時点で、前述した数式９によりプリント基板のパターン間の短絡が推定される西暦年ｔｌｉｍｉｔを計算する。図４において、この西暦年ｔｌｉｍｉｔと社会的寿命の西暦年ｔｓｌｉｍｉｔとを比較するとｔｓｌｉｍｉｔ＞ｔｌｉｍｉｔであるため、西暦年ｔｌｉｍｉｔではメンテナンス（清掃）を行う。この西暦年ｔｌｉｍｉｔを、図４ではｔｌｉｍｉｔ１と表記する。
西暦年ｔｌｉｍｉｔ１にて清掃を行うため、その時点での塩成分堆積量は０になる。
【００４３】
次に、数式６において現在の塩成分堆積量ｉｉｎｉ＝０として、再びプリント基板のパターン間が短絡されるまでの時間Δｔを求め、数式９において、ｔｉｎｉ＝ｔｌｉｍｉｔ１として新たにパターン間の短絡が推定される西暦年ｔｌｉｍｉｔを計算する。この西暦年ｔｌｉｍｉｔと社会的寿命の西暦年ｔｓｌｉｍｉｔとを比較すると、依然としてｔｓｌｉｍｉｔ＞ｔｌｉｍｉｔであるため、この西暦年ｔｌｉｍｉｔでもメンテナンス（清掃）を行う。この西暦年ｔｌｉｍｉｔを、図４ではｔｌｉｍｉｔ２と表記する。
この西暦年ｔｌｉｍｉｔ２でも清掃を行うため、その時点での塩成分堆積量は０になる。
同様にして、更に新たな西暦年ｔｌｉｍｉｔを求め、社会的寿命の西暦年ｔｓｌｉｍｉｔと比較すると、この場合にはｔｓｌｉｍｉｔ＜ｔｌｉｍｉｔとなるため、この西暦年ｔｌｉｍｉｔでは機器の更新を行う。このときの西暦年をｔｌｉｍｉｔ３と表記する。
【００４４】
以上の結果から、西暦年ｔｌｉｍｉｔ１，ｔｌｉｍｉｔ２の時点ではメンテナンスを行い、西暦年ｔｌｉｍｉｔ３の時点では機器の更新を行う、という内容のメンテナンス・更新計画が作成されるものである。
【００４５】
次に、図５は、この実施形態に係る余寿命推定システム及びメンテナンス・更新計画作成システムの構成図である。
ここで、余寿命推定システムは、短絡条件データベース１０、現場環境測定結果データベース２０、診断対象機器データベース３０、塩成分堆積速度計算手段４０、余寿命計算手段５０、統括制御手段１００、入出力インタフェース７０、入力手段８０及び出力手段９０によって構成され、メンテナンス・更新計画作成システムは、上記すべての構成要素とメンテナンス・更新計画作成手段６０とによって構成されている。
【００４６】
これらの余寿命推定システム及びメンテナンス・更新計画作成システムは、パソコン等のコンピュータシステムのハードウェア及びソフトウェアにより構成されている。
短絡条件データベース１０、現場環境測定結果データベース２０、診断対象機器データベース３０は、ハードディスク装置や各種のメモリデバイス等の外部記憶装置からなるものである。統括制御手段１００、塩成分堆積速度計算手段４０、余寿命計算手段５０、入出力インタフェース７０は、主としてコンピュータ本体のＣＰＵからなる演算処理装置と、データベース制御用ソフトウェア、塩成分堆積速度及び余寿命計算用ソフトウェア、メンテナンス・更新計画作成用ソフトウェア等により構成されている。
【００４７】
入力手段８０は、システムに対する起動、停止、演算、出力等の指令や各種データを入力するためのもので、キーボードやタッチパネル等の入力装置からなり、出力手段９０は、余寿命の推定結果やメンテナンス・更新計画等を表示出力、印刷出力、伝送出力するためのディスプレイ、プリンタ、データ伝送装置等からなっている。
また、統括制御手段１００は、システム全体の動作を統括的に制御するためのものであり、ネットワーク等によって更に上位のコンピュータシステムに接続しても良い。
【００４８】
短絡条件データベース１０は、前述した塩成分堆積量と短絡湿度との関係を示すマスターカーブと、その近似式とを記憶しているデータベースである。このデータベース１０の記憶データの構成例を、表１に示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】
現場環境測定結果データベース２０は、診断対象機器の現場環境の測定結果を記憶しているデータベースであり、具体的な現場環境測定項目は以下のとおりである。
・現場環境測定年月日
・塩成分堆積量
・湿度
このデータベース２０の記憶データの構成例を、表２に示す。
【００５１】
【表２】
【００５２】
診断対象機器データベース３０は、診断対象機器の導入年月日及び清掃履歴を記憶しているデータベースである。なお、清掃履歴がない場合、このデータベース３０には清掃履歴が記憶されない。
清掃履歴がある場合のデータベース３０の記憶データの構成例を表３に、清掃履歴がない場合の記憶データの構成例を表４に示す。
【００５３】
【表３】
【００５４】
【表４】
【００５５】
塩成分堆積速度計算手段４０は、現場環境測定結果データベース２０に格納されている現場環境測定年月日、塩分堆積量、及び、診断対象機器データベース３０に格納されている導入年月日または清掃履歴（その年月日）を用いて、塩成分堆積速度Ｖｉを計算する。
清掃履歴がある場合は、表３における最新の清掃履歴（清掃履歴２）を用いて、前述した数式７により塩成分堆積速度Ｖｉを計算する。また、清掃履歴がない場合には、表４における導入年月日を用いて、前述した数式８により塩成分堆積速度Ｖｉを計算する。
【００５６】
余寿命計算手段５０は、短絡条件データベース１０に格納されている塩成分堆積量と短絡湿度との関係を示す近似式、現場環境測定結果データベース２０に格納されている塩成分堆積量及び湿度、並びに、塩成分堆積速度計算手段４０によって得られた塩成分堆積速度Ｖｉを用いて、診断対象機器のプリント基板のパターン間が短絡するまでの時間、すなわち余寿命Δｔを推定する。
最初に余寿命計算手段５０は、塩成分堆積量と短絡湿度との関係を示す近似式に湿度測定結果ＲＨを代入し、プリント基板の周囲湿度がＲＨのまま持続した場合にプリント基板のパターン間が短絡する塩成分堆積量ｉＲＨを求める。なお、ｉＲＨの計算には、前述した数式４を用いる。
【００５７】
次に、余寿命計算手段５０は、上記塩成分堆積量ｉＲＨ、塩成分堆積量測定結果ｉｎｏｗ及び塩成分堆積速度計算手段４０から出力された塩成分堆積速度計算結果Ｖｉを用いて、余寿命Δｔを推定する。この余寿命Δｔの計算には、前述した数式６を用いる。
こうして余寿命Δｔを計算したら、コンピュータシステムのディスプレイ等からなる出力手段９０に、図６に示す如く余寿命Δｔを含む各種のデータ、グラフ等を表示すればよい。
【００５８】
また、メンテナンス・更新計画作成手段６０は、前述したように、診断対象機器の社会的寿命の西暦年ｔｓｌｉｍｉｔ及び塩成分堆積速度Ｖｉ等を用いて、メンテナンス・更新計画を作成する。
すなわち、数式６により計算されている余寿命Δｔ及び現在の西暦年ｔｉｎｉを用いて前述の数式９によりパターン間の短絡が推定される西暦年ｔｌｉｍｉｔを算出し、前述した如く、社会的寿命の西暦年ｔｓｌｉｍｉｔと西暦年ｔｌｉｍｉｔとの比較によって図４に示したようなメンテナンス・更新計画を作成する。
こうして作成されたメンテナンス・更新計画に基づき、図７に示す如く、清掃及び機器更新をいつ行うかを示した一覧表形式の計画を作成し、この計画をディスプレイ等の出力手段９０に表示すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、回路素子が実装されるプリント基板を備えた電気・電子機器を始めとして、各種産業に使用される機器の寿命推定、メンテナンス・更新計画の作成に利用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０：短絡条件データベース
２０：現場環境測定結果データベース
３０：診断対象機器データベース
４０：塩成分堆積速度計算手段
５０：余寿命計算手段
６０：メンテナンス・更新計画作成手段
７０：入出力インタフェース
８０：入力手段
９０：出力手段
１００：統括制御手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータシステムにより、診断対象機器内のプリント基板の余寿命を前記診断対象機器の余寿命として推定演算する余寿命推定方法において、
前記プリント基板上に堆積した塵埃に含まれる塩成分と前記プリント基板の周囲湿度とをパラメータとして、前記プリント基板上のパターン間が短絡する条件を、前記パターン間が短絡するときの短絡湿度と前記塩成分の堆積量との関係を示すマスターカーブとして予め求め、
前記マスターカーブと、前記プリント基板上に堆積した塵埃に含まれる前記塩成分の現時点の堆積量測定値と、前記周囲湿度の測定値と、前記プリント基板の清掃履歴または前記診断対象機器の導入時期に応じた前記塩成分の堆積速度と、を用いて、前記プリント基板の余寿命を推定演算することを特徴とする余寿命推定方法。
【請求項２】
コンピュータシステムにより、
請求項１記載の余寿命推定方法により推定演算した余寿命を現時点に加算して得た第１の時期と、予め定められた前記診断対象機器のメンテナンスが困難になり社会的寿命を迎える第２の時期と、を比較し、
第１の時期が第２の時期に達しない時点では前記診断対象機器のメンテナンスを行い、第１の時期が第２の時期を超える時点では前記診断対象機器の更新を行う内容の計画を作成することを特徴とするメンテナンス・更新計画作成方法。
【請求項３】
コンピュータシステムにより、診断対象機器内のプリント基板の余寿命を前記診断対象機器の余寿命として推定演算する余寿命推定システムにおいて、
前記プリント基板上に堆積した塵埃に含まれる塩成分と前記プリント基板の周囲湿度とをパラメータとして、前記プリント基板上のパターン間が短絡する条件を、前記パターン間が短絡するときの短絡湿度と前記塩成分の堆積量との関係を示すマスターカーブとして記憶し、かつ、前記プリント基板上に堆積した塵埃に含まれる前記塩成分の堆積量測定値と、前記周囲湿度の測定値と、前記プリント基板の清掃履歴と、前記診断対象機器の導入時期とを記憶した記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された現時点の前記塩成分の堆積量測定値と、前記清掃履歴または前記導入時期と、を用いて、前記塩成分の堆積速度を演算する塩成分堆積速度演算手段と、
前記記憶手段に記憶された前記マスターカーブと、現時点の前記塩成分の堆積量測定値と、前記周囲湿度の測定値と、前記塩成分堆積速度演算手段により演算された前記塩成分の堆積速度と、を用いて、前記プリント基板の余寿命を推定演算する余寿命計算手段と、
を備えたことを特徴とする余寿命推定システム。
【請求項４】
請求項３記載の余寿命推定システムにおいて、
前記記憶手段には、前記診断対象機器のメンテナンスが困難になる時期としての社会的寿命が更に記憶されており、
前記余寿命計算手段により推定演算した余寿命を現時点に加算して得た第１の時期と、前記社会的寿命を迎える第２の時期と、を比較し、第１の時期が第２の時期に達しない時点では前記診断対象機器のメンテナンスを行い、第１の時期が第２の時期を超える時点では前記診断対象機器の更新を行う内容の計画を作成するメンテナンス・更新計画作成手段を、更に備えたことを特徴とするメンテナンス・更新計画作成システム。
【請求項１】
コンピュータシステムにより、診断対象機器内のプリント基板の余寿命を前記診断対象機器の余寿命として推定演算する余寿命推定方法において、
前記プリント基板上に堆積した塵埃に含まれる塩成分と前記プリント基板の周囲湿度とをパラメータとして、前記プリント基板上のパターン間が短絡する条件を、前記パターン間が短絡するときの短絡湿度と前記塩成分の堆積量との関係を示すマスターカーブとして予め求め、
前記マスターカーブと、前記プリント基板上に堆積した塵埃に含まれる前記塩成分の現時点の堆積量測定値と、前記周囲湿度の測定値と、前記プリント基板の清掃履歴または前記診断対象機器の導入時期に応じた前記塩成分の堆積速度と、を用いて、前記プリント基板の余寿命を推定演算することを特徴とする余寿命推定方法。
【請求項２】
コンピュータシステムにより、
請求項１記載の余寿命推定方法により推定演算した余寿命を現時点に加算して得た第１の時期と、予め定められた前記診断対象機器のメンテナンスが困難になり社会的寿命を迎える第２の時期と、を比較し、
第１の時期が第２の時期に達しない時点では前記診断対象機器のメンテナンスを行い、第１の時期が第２の時期を超える時点では前記診断対象機器の更新を行う内容の計画を作成することを特徴とするメンテナンス・更新計画作成方法。
【請求項３】
コンピュータシステムにより、診断対象機器内のプリント基板の余寿命を前記診断対象機器の余寿命として推定演算する余寿命推定システムにおいて、
前記プリント基板上に堆積した塵埃に含まれる塩成分と前記プリント基板の周囲湿度とをパラメータとして、前記プリント基板上のパターン間が短絡する条件を、前記パターン間が短絡するときの短絡湿度と前記塩成分の堆積量との関係を示すマスターカーブとして記憶し、かつ、前記プリント基板上に堆積した塵埃に含まれる前記塩成分の堆積量測定値と、前記周囲湿度の測定値と、前記プリント基板の清掃履歴と、前記診断対象機器の導入時期とを記憶した記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された現時点の前記塩成分の堆積量測定値と、前記清掃履歴または前記導入時期と、を用いて、前記塩成分の堆積速度を演算する塩成分堆積速度演算手段と、
前記記憶手段に記憶された前記マスターカーブと、現時点の前記塩成分の堆積量測定値と、前記周囲湿度の測定値と、前記塩成分堆積速度演算手段により演算された前記塩成分の堆積速度と、を用いて、前記プリント基板の余寿命を推定演算する余寿命計算手段と、
を備えたことを特徴とする余寿命推定システム。
【請求項４】
請求項３記載の余寿命推定システムにおいて、
前記記憶手段には、前記診断対象機器のメンテナンスが困難になる時期としての社会的寿命が更に記憶されており、
前記余寿命計算手段により推定演算した余寿命を現時点に加算して得た第１の時期と、前記社会的寿命を迎える第２の時期と、を比較し、第１の時期が第２の時期に達しない時点では前記診断対象機器のメンテナンスを行い、第１の時期が第２の時期を超える時点では前記診断対象機器の更新を行う内容の計画を作成するメンテナンス・更新計画作成手段を、更に備えたことを特徴とするメンテナンス・更新計画作成システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−５２９６１（Ｐ２０１１−５２９６１Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９９１３１（Ｐ２００９−１９９１３１）
【出願日】平成２１年８月３１日（２００９．８．３１）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り （１）刊行物名：「富士時報」第８２巻第２号 （２）発行日：平成２１年３月１０日 （３）発行者：富士電機ホールディングス株式会社 技術・事業戦略本部 技術戦略室
【出願人】（５９１０８３２４４）富士電機システムズ株式会社 (1,717)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月３１日（２００９．８．３１）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り （１）刊行物名：「富士時報」第８２巻第２号 （２）発行日：平成２１年３月１０日 （３）発行者：富士電機ホールディングス株式会社 技術・事業戦略本部 技術戦略室
【出願人】（５９１０８３２４４）富士電機システムズ株式会社 (1,717)
【Ｆターム（参考）】
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