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予防保全と事後保全の年の費用の比較(修理費・停止の損失から)

故障してから直す(事後保全)と、決まった間隔で点検・交換する(予防保全)の、1 年の費用を比べます。費用は、修理・保全の費用と、止まった時間 × 1 時間あたりの損失の和です。差も出します。

入力

事後保全故障予防保全作業残る故障
求めたいもの

事後保全と予防保全の年の費用と、その差を求めます。

生産の予定があった時間に設備が止まった 1 時間あたりに失う金額(作れなかった分の利益・人の待ちなど)。自分で見積もって入れます。例:50,000 円/h

予防保全をしないときに起きる、1 年の故障の回数の見込み(平均)。平均なので小数でもかまいません。例:6 回/年、0.5 回/年(2 年に 1 回)

部品・外注・人の費用など、1 回の故障を直す費用(止まった損失は含めない)。例:80,000 円

故障から生産に戻るまでのうち、生産の予定があった時間(待ち・手配で止まっていた時間も含む。夜・休日など生産の予定がない時間は入れない)。例:4 h

1 年に行う予防保全(点検・交換)の回数の平均。間隔が 1 年で割り切れないときは小数でもかまいません(5 か月ごとなら 12 ÷ 5 = 2.4 回/年)。例:4 回/年

1 回の点検・交換の部品・人の費用(止まった損失は含めない)。例:30,000 円

予防保全のために設備を止める時間。生産しない時間に行うなら 0。例:1 h

予防保全をしても起きる、1 年の故障の回数の見込み(平均、小数でもかまいません)。例:1.5 回/年

結果

計算すると、ここに結果を図で示します。

入力すると、ここに結果が出ます。

参考

  • TPK4120 Lecture summary「Chapter 12 – Preventive Maintenance」(Jørn Vatn)・ノルウェー科学技術大学(NTNU)Jørn Vatn の講義資料・p.6 Block replacement(1 期間の予防の費用 c と、期間中の故障の回数の期待値 × 1 回の故障の費用 k から、時間あたりの費用を出す)・資料を開く
    時間あたりの費用で比べる考え方です。停止の損失を足す形や年の差額の式そのものは載っていません。
  • 設備保全とは?設備保全の考え方、保全方式の違い・富士電機・食品工場ソリューション。突発の故障の修繕費と生産停止の損失・資料を開く
    考え方の一部で、費用の比較の式は載っていません。
  • 予防保全とは?他の保全方法との違いやメリット・デメリット・富士電機・製品コラム。事後保全と予防保全の使い分け・資料を開く
    考え方の一部で、式は載っていません。
  • 予知保全とは?・THK・OMNIedge。事後保全・予防保全・予知保全の比較の表・資料を開く
    考え方の一部で、式は載っていません。

参考先は MechOwl が独自に選んだもので、参考先が推奨・保証するものではありません。

解説

1 回の故障の費用は、修理費と、止まった時間 × 1 時間あたりの損失の和です。事後保全の年の費用は、年の故障の回数 × 1 回の故障の費用です。予防保全の年の費用は、年の予防保全の回数 ×(1 回の費用 + 止まる時間 × 損失)に、予防保全をしても残る故障の費用を足したものです。

使い方

1 時間あたりの損失、事後保全のときの故障の回数・修理費・止まる時間、予防保全の回数・費用・止まる時間、予防保全をしても残る故障の回数を入れます。

例題(手計算)

  1. 例題 1:故障 6 回/年 → 予防保全 4 回/年で 1.5 回/年に

    1 回の故障 80,000 + 4 × 50,000 = 280,000 円。事後保全 6 × 280,000 = 1,680,000 円/年。予防保全の作業 4 ×(30,000 + 1 × 50,000)= 320,000 円、残る故障 1.5 × 280,000 = 420,000 円、合計 740,000 円/年。差 1,680,000 − 740,000 = 940,000 円/年(予防保全のほうが小さい)。

  2. 例題 2:故障 0.5 回/年(2 年に 1 回)→ 予防保全 12 回/年

    1 回の故障 200,000 + 2 × 30,000 = 260,000 円。事後保全 0.5 × 260,000 = 130,000 円/年。予防保全の作業 12 ×(15,000 + 0.5 × 30,000)= 360,000 円、残る故障 0.2 × 260,000 = 52,000 円、合計 412,000 円/年。差 130,000 − 412,000 = −282,000 円/年(事後保全のほうが小さい)。

  3. 例題 3:予防保全 0 回・残る故障も同じ回数(差 0)

    1 回の故障 50,000 + 3 × 10,000 = 80,000 円。事後保全 3 × 80,000 = 240,000 円。予防保全 0 回なので作業の費用 0、残る故障 3 × 80,000 = 240,000 円。差 0(同じ)。

  4. 例題 4:修理費が負の値(入力エラー)

    修理費は 0 以上。負の値は入力エラー(判定の語は出さない)。

よくある間違い

  • 止まった損失を入れない:修理費だけで比べると、比べた結果がずれます。故障で止まらずに済む時間が予防保全で止める時間より長ければ予防保全の効果を小さく、短ければ大きく見積もります。
  • 予防保全をすれば故障が 0 になるとする:残る故障の回数を見込んで入れます。
  • 予防保全で止める時間を 0 にする:生産中に止めるなら、その時間の損失も入れます。

よくある質問

故障の回数はどう見積もりますか。
過去の記録の年の平均を使います。MTBF が分かっていれば、年の運転時間 ÷ MTBF が目安です。
どちらにすべきかを判定しますか。
判定はしません。入れた値でどちらの年の費用が小さいかと、その差を出します。安全にかかわる部品は、費用だけで決めないでください。

適用範囲

故障の回数の年の平均と、1 回ごとの費用・止まる時間から、事後保全と予防保全の 1 年の費用を比べる。

この計算で扱わないこと:

  • 予防保全の間隔の最適化(故障の分布・ワイブルなどから最も安い間隔を求める)
  • 時間によらない損失(不良品・罰金・安全の影響)、部品の在庫、設備の投資・割引(何年分かの比較)
  • どちらにするかの判定

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