2019 Fiscal Year Research-status Report
高信頼性・安全性システムのためのオンライン状態監視に基づく動的な保全計画
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17K01290
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
金 路 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (00436734)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 信頼性 / 保全性 / 状態監視保全 / 最適保全方策 / 意思決定 / マルコフ決定過程 / 確率過程 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
逐次的に得られるオンライン監視情報が活用できるシステムに対する最適な保全計画の構造的な性質を明らかにし、状況の変化にリアルタイムで応じるための効果的かつ無駄のない保全方策を実現することが本研究の目的である。
令和元年度は、まずこれまでの研究成果を基にシステムの劣化モデルを離散時間から連続時間に拡張して、連続時間モデルの下で保全方策の性質を解析的に検討した。
機会保全はひとつのコンポーネントの保全を行う際に、別のコンポーネントの保全も同時に行うことを検討する保全行動であり、一部の保全実施にも全体の稼働停止を要するシステムの保全費用の削減を可能とする。拡張の一つ目として、劣化状態の部分観測と環境に、機会保全を加えた場合の保全方策の最適化問題について、劣化状態と環境状態に対して総保全費用が単調非減少となる為の十分条件や保全行動の閾値の性質を解析的に導いた。数値的にも同様の性質が成り立つことも示した。
拡張の二つ目は、これまで累積回数のみを考慮していたショックのシステム劣化への影響を、ショックの累積量に基づくモデルへと拡張したことである。大きさの異なるショックはシステムへの影響は同じということは理論的に取り扱いやすいが、現実の問題に適用するには限定的であった。累積ショック量を意思決定の情報に加えて、保全の意思決定モデルに取り入れた場合の保全計画の性質を調べた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ショックの影響を考慮した場合の保全計画については、数理モデルを立てることができた。意思決定の情報の一つとしての累積ショック回数は離散的な情報であり、累積ショック量へ拡張する際に連続的な情報となり、モデルの情報空間が爆発に大きくなるため、得られた最適保全計画の数理モデルの下で数値解法の確立は難しくなる。次年度は保全計画の効率と実用性の観点では、モデルを改良したい。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和２年度は下記の課題に取り組む計画である。
１）累積ショック量の大きさについて、δショックのように閾値を設けることにより、連続な情報を離散化して、数値計算が可能なモデルへ改良する。また、保全計画の最適化問題の性質の解明と共に、提案した保全計画の実際のシステムへの実装を目指して、効率的な保全方策の選択アルゴリズムの研究を進める。
２）システムの劣化状態をオンライン監視するための監視装置の劣化も考えられる。システム自身の保全や監視装置の保全の両方をカバーする保全計画立案方法と最適解の性質を検討する。
３）連続な劣化量の時間変化のモデル化には、等間隔の時間に離散化する方法と、連続時間確率過程を用いる方法がある。これまでの研究ではシステムの劣化を離散化の手法でモデル化しているが、令和2年度は連続時間確率過程による劣化過程のモデル化を試み、最適保全方策の性質の数理的な解析と数値的な確認を行う。
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