2016 Fiscal Year Research-status Report
共通原因故障のリスク同定に基づく信頼性・保全性設計法の開発
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16K01308
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| Research Institution | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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Principal Investigator |
弓削 哲史 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, 電気情報学群, 教授 (50546041)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田村 信幸 法政大学, 理工学部, 准教授 (00349226)
柳 繁 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, 電気情報学群, 教授 (10546039) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 共通原因故障 / 確率論的安全評価 / 信頼度 / 隠れ故障 / 最適保全方策 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
原子炉等、事故による社会的影響が大きなシステムに対して、共通原因故障(CCF)による事故リスクを考慮したシステムの信頼性設計、および、保全性設計に関する研究に取り組んだ。
研究課題を、1) 確率論的安全評価のための新たなCCFモデリング・解析手法の開発、2) CCFとその事故リスクを考慮したシステムの保全方式の確立、の2つの細目に分けて研究を行った。
細目1)では、多変量指数分布を用いたCCFモデリングについて、関連する文献調査、先行研究の確認を行った。その結果、多変量指数分布を用いたシステムの故障確率、信頼度の定式化に着目し研究を進めた。これは、CCFモデリングおよび、すべての機器が正常である確率の算出に比べ、システム構成を考慮する必要があるシステム解析は、2変量指数分布を用いた例があるのみで十分に行われていないことが理由である。そこで、一般的な冗長構造であるk-out-of-nシステムに着目し、あらゆる機器の組み合わせでCCFが発生する場合の、システムの故障確率を多変量指数分布を用いて定式化を行った。また、得られた結果と、従来の確率論的安全評価で一般に用いられるCCFモデリング手法であるαファクタ法との比較検討を行った。
細目2)に関しては、保全データの収集、現在実施されている保全方策の調査を実施した。また、システムの稼働時間がランダムに与えられる状況で、緊急時に必要な安全関連系の隠れ故障を考慮した、稼働率、ライフサイクルコスト、点検間隔などに関する基礎的研究、不完全修理とシステムの状態監視保全を考慮し、マルコフ決定過程を用いた最適保全方策に関する基礎的研究を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
共通原因故障(CCF)による事故リスクを考慮したシステムの信頼性設計、および、保全性設計を体系化するために、本年度は、(1)多変量指数分布に関する文献調査、先行研究の確認、(2)多変量指数分布を用いた、冗長システムの信頼度の定式化、(3)原子力安全関連装置について、保全データの収集および現在実施されている保全方策を調査、(4)ランダム作業時間、隠れ故障を考慮した安全関連系の稼働率、コストの算出、保全方策に関する基礎的研究、(5)ランダムなショックによりシステムの状態が確率的に変化する劣化モデルの保全方策に関する基礎的研究を実施した。(1)の検討により、CCFモデリングに関して既に先行研究が存在するが、冗長システムの故障確率、信頼度の定式化が十分に行われていないことが判明し、今年度は、この(2)に関して予定を前倒して研究を進めた。その結果、定式化と従来法との比較に関して一定の成果が得られた。(4)(5)に関しては、複数の故障モードが存在するシステムの解析、システムの状態を部分的に観測可能な状態監視モデルの保全方策に関して一定の成果を得た。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き2つの研究細目それぞれに、計画に基づいて研究を実施する。平成29年度は、細目(1)に関しては、多変量ワイブル分布によるCCFモデル化に着手し、多変量指数分布と同様に冗長システムの故障確率の定式化を検討する。細目(2)に関しては、CCFを故障モードとして加え、稼働率、コストなどの算出方法を検討する。あわせて、非稼働時のリスクの評価方法の検討を行う。
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| Causes of Carryover |
今年度購入予定であった図書を選定上の理由から来年度に持ち越した。
また今年度、調査研究および研究発表のため行った外国出張の際に、航空運賃、参加費などが、格安航空券の購入や、為替の変動により当初見積もりより減少した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
翌年繰越金は僅かであり、翌年の使用計画に変更はない。
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