| 研究課題/領域番号 |
19K04144
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18030:設計工学関連
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| 研究機関 | 関西大学 |
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研究代表者 |
井上 真二 関西大学, 総合情報学部, 教授 (60432605)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 安全関連系 / 最適プルーフテスト実施方策 / DU故障率 / 自己診断率 / 危害コスト比 / 安全度水準 / 危害リスク / 総期待保全コスト / 最適保全実施方策 / ソフトウェア安全度水準 / 機能安全 / システム信頼性／安全性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
安全関連系の保全実施計画策定を支援する技術の開発を目的として，安全関連系の代表的保全活動であるプルーフテストを取り上げ，危害リスクに基づきながら理論的にその実施間隔を決定する問題を定義し，定常状態における危害リスクと保守コストの最小化に基づいた安全関連系の最適保全実施間隔の決定手法を開発する．
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| 研究実績の概要 |
2022年度では，安全関連系に対する最適保全実施間隔（最適プルーフテスト実施間隔）を求めるために本研究課題において導出した最適保全実施方策に対する数値実験を行いながら，導出した最適方策の数値的および理論的側面からの解釈の妥当性を検証すると共に，数値実験から得られる導出した最適方策の特徴について整理した．特に，2021年度に実施した数値実験では，DU故障率（安全関連系の自己診断機能では検出できない故障の発生率）と作動要求率（安全関連系へ作動要求頻度）が一定で等しい場合を想定した議論を行なったが，2022年度ではその条件を緩和して，DU故障率と作動要求率が一定で異なるような場合について，最適プルーフテスト実施間隔を導出するための数理解析および数値実験を行い，条件を緩和した場合における数値実験結果の相違点および特徴について整理した．特に，関連する国際規格（IEC 61508）では，作動要求頻度に基づいた，いわゆる，運用モードによる評価が求められるが，今回想定した条件ではこれに沿った最適保全実施間隔の推定が可能となる点は大きな成果である．．
一方で，本研究課題においてこれまでに議論してきたアプローチは，安全関連系を含めた全体システムの構造上の観点から存在する２通りの危害事象発生論理（故障発生ー作動要求論理と作動要求ー故障発生論理）のうち，故障発生ー作動要求論理のみに対応した枠組みであることも確認できた．存在し得る危険側故障発生論理を網羅的踏襲しながら，より現実的な最適プルーフテスト実施間隔を求めるため新たな導出枠組みが必要であることも2022年度の研究活動において得られた重要な項目として挙げておきたい．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
当初予定していた2022年度での研究実施計画は概ね予定どおり実施できたものと考える．一方で，これまでのアプローチは，実際に起こり得る危害発生現象に対して部分的にしか網羅できていない点が明らかになり，申請時の研究目的を完全に達成できているとは必ずしも言えない．これらは，2022年度以降から新型コロナ感染症の影響が緩和され再開された国際会議等で研究結果を公表する中で認識した問題である．また，各種制限の緩和は本務校や学会運営に係る職務内容の更なる変化を与え，それらへの対応により，これまでの研究期間を通じて十分な研究時間の確保ができなかったことは，研究活動の全体的な進捗計画に対して「やや遅れている」と判定される要因となっている．
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| 今後の研究の推進方策 |
2023年度では，安全関連系に関して実際に観測され得る危害事象発生現象の動的なメカニズムを整理し，自己診断機能では検出できないDUフォールトの検出，および危害事象発生の未然防止のために求められるプルーフテストの最適実施間隔を導くための新たな数理的手法を開発する．
これは，本研究課題において開発した手法の問題点を解決する新たな数理的枠組みを開発するものであり，安全関連系を含めた全体システムの構造上の観点から存在する２通りの危害事象発生論理（故障発生ー作動要求論理と作動要求ー故障発生論理）を網羅的に表現できる枠組みを与える．また，これらの状況を踏まえ，危害コスト比と危険側故障発生頻度に基づいて最適プルーフテスト実施間隔を求めるための最適方策を数理的与える．また，これまでの研究活動において作成した数値実験用プログラムを活用しながら，導出した最適方策の適用例をはじめ，様々な状況を想定した数値実験を行い，これまでのアプローチとの理論的な相違点に基づいて，今回のアプローチの特徴を整理する．
最後に，2023年度は本研究課題の最終年度にあたるため，本研究課題において得られた成果を整理しつつ，実務者からの意見も踏まえながら，本研究課題において得られた成果の全般的な総括を行う．
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