ロバストネス指標に基づく多目的最適化手法とその原子力発電プラント保守計画策定問題への適用

摘要

原子力発電所の安全系のスタンバイシステムでは定期的なサーベイランス試験（Survei11ance test）が要求される．その際にスタンバイシステムの起動要求に対して，システムが確実に起動することを確認する．コンポーネントがその起動要求時に確実に動作しない確率をアンアベイラビリティと呼び，システムの健全性維持のためにはアンアベイラビリティを低くすることが求められる．しかしながら，低いアンアベイラビリティを達成し，同時に維持費の低減のために保守計画を策定することが，ますます重要になっている．このような目的のために原子力発電所では確率的リスク解析(PRA)と単一目的最適化を組み合わせて用いることが多い．この場合アンアベイラビリティを目的関数とし維持費を制約条件とする，あるいはそれを逆とした計算が行われている．しかし，これらの目的関数には相反する性質がある．例えば，サーベイランス試験間隔（Surveillance test interval，以後STI）の減少に伴い維持費が増加する一方，STIの増加ははシステムのアンアベイラビリティの増加を伴う．よって，保守計画策定の最適化のためには明らかに単一目的最適化のみでは充分ではない．多目的最適化技法がこのような相反問題の解決のために必要となる．最適解の群は実行可能解の領域から選抜され，いわゆるパレート最適解を形成する．この間題には遺伝的アルゴリズムが有効であり多目的最適化には構造の最適化，設計に