JP6743840B2 - 水処理設備のメンテナンス支援装置及びメンテナンス支援システム - Google Patents

Description

本発明は、水処理設備のメンテナンス支援装置及びメンテナンス支援システムに関する。

半導体等の製造工場においては、製品の洗浄に、塩分等の不純物を除去した処理水（純水）が大量に使用される。一時的な製品生産規模の拡大に伴い、より大量の処理水が必要とされることがある。この課題を経済的に解決すべく、一時的に水処理設備を貸し出し、かつ水処理設備を構成する複数種のユニットの在庫を管理することで、同時に数多くの工場に効率良く水処理設備と水処理設備を構成する複数種のユニットの交換品とを提供する水処理設備提供システムが提案されている（例えば特許文献１参照）。

従来、顧客の工場等に設置した水処理設備にトラブルが発生した場合、水処理設備を熟知した作業員が現場に派遣され、設備を点検し、必要な処置を施していた。しかし、水処理設備の設置場所や、トラブルの発生時刻によっては、作業員の手配に時間がかかり、水処理設備の復旧に時間がかかることがあった。

特許第５０３５４９３号公報

本発明は、水処理設備の設置場所にいる作業員に対し、発生したトラブルに応じた作業の手順を提示する水処理設備のメンテナンス支援装置及びメンテナンス支援システムを提供することを課題とする。

本発明による水処理設備のメンテナンス支援装置は、水処理設備のトラブルに対処する複数の作業の手順を説明する作業手順データを各作業の作業レベルと共に記憶する記憶部と、水処理設備からの信号に基づいて該水処理設備におけるトラブルの有無を判定し、トラブル有りの場合、該トラブルに対処する作業を特定し、特定した作業の作業レベルが所定レベル以下であるか否か判定する判定部と、特定した作業の作業レベルが所定レベル以下である場合に、該作業の作業手順データを前記記憶部から取り出し、再生装置へ送信する送信部と、を備えるものである。

本発明の一態様では、前記判定部は、特定した作業の作業レベルが所定レベルより高い場合、作業員を派遣すると判定する。

本発明の一態様では、前記水処理設備からの信号は、運転データ又はアラームである。

本発明の一態様では、前記判定部は、前記水処理設備からの運転データに基づいて、該水処理設備に生じ得るトラブルを推定し、該トラブルに対処する作業を特定し、特定した作業の作業レベルが所定レベル以下であるか否か判定する。

本発明による水処理設備のメンテナンス支援システムは、本発明のメンテナンス支援装置と、前記メンテナンス支援装置から作業手順データを受信し、該作業手順データを再生する再生装置と、を備えるものである。

本発明の一態様では、前記再生装置はスマートグラスである。

本発明によれば、水処理設備の設置場所にいる作業員に対し、発生したトラブルに応じた作業の手順を提示することができる。

本発明の実施形態に係るメンテナンス支援システムの概略図である。 同実施形態に係るメンテナンス支援装置のブロック構成図である。 運転状況ＤＢのデータ構造の例を示す図である。 アラームＤＢのデータ構造の例を示す図である。 同実施形態に係るメンテナンス支援装置の機能ブロック図である。 同実施形態に係る再生装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 再生装置の機能ブロック図である。 同実施形態に係るメンテナンス支援方法を説明するフローチャートである。 （ａ）（ｂ）は水処理設備の操作盤を示す図である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。

図１に示すように、監視センタ内のメンテナンス支援装置１が、顧客の工場Ｆに設置された水処理設備から運転データをリアルタイム又は定期的に収集する。また、メンテナンス支援装置１は、水処理設備で何らかの異常等が発生した際に、アラーム信号を受信する。メンテナンス支援装置１は、運転データやアラーム信号に基づいて、水処理設備にトラブルが発生しているか否かを判定し、トラブルが発生している場合、トラブル解消に必要な作業を決定する。

メンテナンス支援装置１は、トラブル解消に必要な作業のレベルを判定し、高レベルの作業（難しい作業）である場合は、水処理設備を熟知した作業者を工場Ｆに派遣すると決定する。

一方、低レベルの作業（簡単な作業）である場合、メンテナンス支援装置１は、現場にいる作業員、例えば工場Ｆの従業員が作業を実行すると決定する。なお、契約等で現場作業員の作業が禁止、制限される場合や、派遣作業員が作業担当と取り決めがある場合は、作業の全部又は一部を高レベルの作業に定義しておくことができる。メンテナンス支援装置１は、作業手順を説明する動画データや画像データを再生装置３へ送信する。再生装置３は例えば、ヘッドセット３Ａ、イヤホン３Ｂ及びコントローラ３Ｃを有するスマートグラスである。現場作業員は、スマートグラスを装着し、再生される動画等を参照しながら、作業を行う。

図２に示すように、顧客の工場Ｆ等に設置される水処理設備２は、制御部２０、監視部２１、通信部２２、及び複数の水処理ユニット２３を有する。水処理ユニット２３は、水処理設備に用いられる機器であり、活性炭フィルタ、逆浸透膜モジュール、電気式脱イオン装置、非再生型イオン交換器、膜式濾過器、脱気膜、ポンプ、バルブ等である。各水処理ユニット２３には固有のＩＤ（識別情報）が割り当てられている。

監視部２１は、水処理設備２に設けられた各種センサ（図示略）を用いて、処理水量や処理水の水質、薬品タンクの液位等を検出し、各水処理ユニット２３の運転状況を監視する。制御部２０は、各水処理ユニット２３の運転データをその識別情報と対応付け、通信部２２により、インターネット等のネットワークを介してメンテナンス支援装置１にリアルタイムに、又は定期的に通知する。また、制御部２０は、水処理ユニットにトラブルが発生した場合に、メンテナンス支援装置１に対してアラーム信号を送信する。

メンテナンス支援装置１は、メンテナンス支援装置１の動作を統括的に制御する制御部としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）１０を有している。ＣＰＵ１０は、ＯＳ（Operating System）プログラムをベースとし、その上で、ミドルウェアやアプリケーションプログラムなどを実行する。ＣＰＵ１０には、バスを介して、記憶部１１、通信部１２、表示部１３、入力部１４等が接続されている。

記憶部１１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ハードディスク装置等を含む。ＲＯＭには、各種のプログラムが格納されており、これらのプログラムに従ってＣＰＵ１０が各種処理を実行することでメンテナンス支援装置１の各機能が実現される。ＲＡＭは、ＣＰＵ１０がプログラムに基づいて処理を実行する際にデータを一時的に格納するワークメモリとして使用される。

ハードディスク装置は、運転状況ＤＢ（データベース）、アラームＤＢ、作業手順ＤＢ等を有する。

図３に示すように、運転状況ＤＢには、各水処理ユニット２３の運転データが格納されている。

図４に示すように、アラームＤＢには、水処理設備２から通知されたアラームの内容や時刻等が記録されている。

作業手順ＤＢには、水処理設備２で生じる様々なトラブルに対処するための作業の手順を説明する動画や画像等の作業手順データが格納されている。水処理設備２で生じるトラブルは、例えば処理水質の劣化、処理水量の低下、薬品タンク内の薬液量低下などである。各作業手順データには、その作業のレベルが登録されている。作業レベルは、現場作業員が実行できる「低」と、メンテナンス会社から派遣される作業員が実行する「高」の少なくとも２種類のレベルを含む。各作業手順データには、アラームに含まれる警報コードや、運転データから推定されるトラブルが対応付けられている。

メンテナンス支援装置１の通信部１２は、インターネット等を介して、水処理設備２の通信部２２や再生装置３と通信を行う。

表示部１３は、例えば液晶ディスプレイであり、各種画面を表示する。入力部１４は、管理者から各種の操作を受け付けるものであり、キーボードやマウス等である。

ＣＰＵ１０が記憶部１１に格納されているメンテナンス支援プログラムを実行することで、図５に示すように、作業レベル判定部１０２、作業手順データ選択部１０４、作業手順データ送信部１０６等が実現される。

作業レベル判定部１０２は、運転状況ＤＢ内の運転データやアラームに基づいて、水処理設備２におけるトラブルの有無を判定する。トラブルが発生している（トラブルが近いうちに発生し得る）場合、作業レベル判定部１０２は、トラブルに対処するための作業を特定し、この作業の作業レベルを判定する。

例えば、水処理設備２からアラーム信号を受信した場合、トラブルが発生していると判定し、作業手順ＤＢから、アラーム信号に含まれる警報コードと同じコードが対応付けられている作業手順データを検索する。また、運転データに基づいて、水処理設備２に生じ得るトラブルを推定し、このトラブルを未然に防止するための作業を特定する。

作業レベルが低い場合、作業手順データ選択部１０４は、作業手順ＤＢから、この作業の作業手順データを選択して取り出す。作業手順データ送信部１０６は、選択された作業手順データを再生装置３へ送信する。契約等の事前の取り決めの内容を反映させる場合は、ハードディスク装置に契約情報ＤＢを保有しておき、契約情報ＤＢから対象の作業に何らかの取り決めがあるか確認して作業レベルの判定に反映させる。

図６は、再生装置３としてのスマートグラスのハードウェア構成図である。再生装置３は、ディスプレイ３１、カメラ３２、集音部３３、音声出力部３４、ＣＰＵ３５、通信部３６、記憶部３７等を有する。

ディスプレイ３１、カメラ３２、集音部３３はヘッドセット３Ａに設けられている。音声出力部３４はイヤホン３Ｂである。ＣＰＵ３５、通信部３６、及び記憶部３７はコントローラ３Ｃに設けられている。

ＣＰＵ３５が記憶部３７に格納されている再生プログラムを実行することで、図７に示すように、作業手順データ受信部３０２及び再生部３０４の機能が実現される。

作業手順データ受信部３０２は、通信部３６を用いて、メンテナンス支援装置１から作業手順データを受信する。

再生部３０４は、受信した作業手順データを再生する。例えば、動画データをディスプレイ３１に表示する。また、音声を音声出力部３４から出力する。

次に、本実施形態に係るメンテナンス支援方法を、図８に示すフローチャートに沿って説明する。

メンテナンス支援装置１が、水処理設備２から受信した運転データ又はアラームに基づいて、水処理設備２にトラブルが発生していないか判定する（ステップＳ１）。トラブルが発生していると判定した場合（ステップＳ１＿Ｙｅｓ）、メンテナンス支援装置１は、発生しているトラブルに対処するための作業を特定し、この作業の作業レベルを判定する（ステップＳ２）。

作業レベルが所定レベル以下の場合（ステップＳ３＿Ｙｅｓ）、メンテナンス支援装置１は、現場作業員に作業を実行させると判定し（ステップＳ４）、この作業の作業手順データを再生装置３へ送信する（ステップＳ５）。

再生装置３は、メンテナンス支援装置１から受信した作業手順データを再生する（ステップＳ６）。例えば、現場作業員は、再生装置３であるスマートグラスを装着し、再生される作業手順データを参照しながら、水処理設備２の復旧作業を行う（ステップＳ８）。

作業レベルが高い場合（ステップＳ３＿Ｎｏ）、メンテナンス支援装置１は、専門の熟練作業者をメンテナンス会社から派遣すると判定し（ステップＳ７）、適宜手配する。

このように、本実施形態に係るメンテナンス支援装置１によれば、水処理設備２にトラブルが発生し、そのトラブルを解消するための作業のレベルが低い場合、作業手順を説明する動画等を再生装置３へ送信し、顧客従業員等が作業を行えるようにする。これにより、作業員が派遣されるのを待つことなく作業を行うことができ、水処理設備２を早期に復旧させることができる。

上記実施形態では、作業手順データを送信する作業レベル「低」、作業員を派遣する作業レベル「高」の２種類のレベルに分類する例について説明したが、監視センタにいる監視員と映像・音声でコミュニケーションをとりながら作業を行う作業レベル「中」がさらに設定されていてもよい。監視員は、再生装置３のカメラ３２で撮影された映像を確認し、指示を出す。

作業手順の再生に公知のＡＲ技術を用いてもよい。例えば、再生装置３のカメラ３２で水処理設備２を撮影すると、再生装置３は、撮影された水処理設備２と、メンテナンス支援装置１から取得した画像との特徴点を比較して照合する。照合により２つの画像が一致した場合、再生装置３はメンテナンス支援装置１から作業手順データを取得し、カメラ３２で撮影している水処理設備２に動画等を重畳して再生する。

上記実施形態では、再生装置３としてスマートグラスを使用する例について説明したが、スマートフォンやタブレット端末を用いてもよいし、これらの端末を介する拡張現実や、疑似ホログラム、これらの端末を介さない拡張現実やホログラム、プロジェクトマッピングの技術を用いることも原理上可能である。また、作業手順データを水処理設備２へ送信し、図９（ａ）に示すような、水処理設備２の操作盤２４に設けられたディスプレイＤに作業手順を表示してもよい。

図９（ｂ）に示すように、ディスプレイＤは操作盤２４から脱着可能になっていてもよい。操作盤２４から離れている水処理ユニット２３に対して作業を行う場合に、ディスプレイＤを作業対象の水処理ユニット２３の近傍に載置しておくことができ、作業が容易になる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１ メンテナンス支援装置
２ 水処理設備
３ 再生装置

Claims (5)

1. 水処理設備のトラブル解消に必要な複数の作業の手順を説明する作業手順データを各作業の作業レベルと共に記憶する記憶部と、
   水処理設備からの信号に基づいて該水処理設備におけるトラブルの有無を判定し、トラブル有りの場合、該トラブル解消に必要な作業を特定し、特定した作業の作業レベルが所定レベル以下であるか否か判定し、該作業レベルが所定レベル以下であると判定される場合には、水処理設備の設置場所にいる現場作業員に作業を実行させると判定し、該作業レベルが該所定レベルよりも高いと判定されるときにはメンテナンス作業者を派遣すると判定する判定部と、
   特定した作業の作業レベルが所定レベル以下である場合に、現場作業員によって実行される該作業の動画データ、画像データ又は音声データよりなる作業手順データを前記記憶部から取り出し、現場作業員によって参照される再生装置へ送信する送信部と、
   を備える水処理設備のメンテナンス支援装置。
2. 前記水処理設備からの信号は、運転データ又はアラームであることを特徴とする請求項１に記載のメンテナンス支援装置。
3. 前記判定部は、前記水処理設備からの運転データに基づいて、該水処理設備に生じ得るトラブルを推定し、該トラブルに対処する作業を特定し、特定した作業の作業レベルが所定レベル以下であるか否か判定することを特徴とする請求項２に記載のメンテナンス支援装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のメンテナンス支援装置と、
   前記メンテナンス支援装置から、現場作業員によって実行される動画データ、画像データ又は音声データよりなる作業手順データを受信し、該作業手順データを再生する、現場作業員によって参照される再生装置と、
   を備える水処理設備のメンテナンス支援システム。
5. 前記再生装置はスマートグラスであることを特徴とする請求項４に記載のメンテナンス支援システム。

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