JP3472060B2 - バッチ・プロセス・プラントの運転支援装置 - Google Patents
バッチ・プロセス・プラントの運転支援装置Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing
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- General Factory Administration (AREA)
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バッチ・プロセス
・プラントの運転を支援する運転支援装置に関し、更に
詳細には、バッチ・プロセス・プラントの運転状況をリ
アルタイムで把握し、かつプラントの運転に必要な作業
項目を特定して適時にオペレータにガイダンスを与え、
プラントの生産性向上を図るようにした、バッチ・プロ
セス・プラントの運転支援装置に関するものである。
・プラントの運転を支援する運転支援装置に関し、更に
詳細には、バッチ・プロセス・プラントの運転状況をリ
アルタイムで把握し、かつプラントの運転に必要な作業
項目を特定して適時にオペレータにガイダンスを与え、
プラントの生産性向上を図るようにした、バッチ・プロ
セス・プラントの運転支援装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】化学工場、石油化学工場等のプロセスプ
ラントの運転方式は、連続運転方式とバッチ運転方式と
に大別できる。連続運転方式とは、プロセス工程順に、
その工程の実施に専用のプロセス機器が設けられ、順
次、配管で接続されている連続プロセス・プラントの運
転に適用される方式で、少品種の製品銘柄の大量生産に
適している。一方、バッチ運転方式は、少数個の比較的
汎用のプロセス機器によって、多数工程の処理を、順
次、行うバッチ・プロセス・プラントの運転に適用され
る方式で、多品種の製品銘柄の少量生産に適している。
ラントの運転方式は、連続運転方式とバッチ運転方式と
に大別できる。連続運転方式とは、プロセス工程順に、
その工程の実施に専用のプロセス機器が設けられ、順
次、配管で接続されている連続プロセス・プラントの運
転に適用される方式で、少品種の製品銘柄の大量生産に
適している。一方、バッチ運転方式は、少数個の比較的
汎用のプロセス機器によって、多数工程の処理を、順
次、行うバッチ・プロセス・プラントの運転に適用され
る方式で、多品種の製品銘柄の少量生産に適している。
【０００３】バッチ・プロセス・プラントの運転（以
下、簡単にバッチ運転と言う）では、少数個の比較的汎
用のプロセス機器で多数の工程を順次に実行するので、
オペレータが、一つの工程の進行に伴い、また、一の工
程から次の工程に移行するに伴い、それに付随して必要
になる作業を適時に行うことが必要である。そして、プ
ラント運転の生産性向上のためには、オペレータが必要
な作業を適時に行うかどうかが極めて重要である。オペ
レータが行う作業は、種々雑多であって、しかも、バッ
チ運転で製造する製品銘柄により異なる。例えば、反応
器で原料成分と添加成分とを反応させて反応生成物を得
るバッチ運転では、大別しても、原料成分及び添加成分
の反応器への運搬と投入作業、原料成分と添加成分との
混合作業、プラントの運転条件の設定及び変更作業、反
応生成物等のサンプリング及びその分析作業、反応器か
らの反応生成物の取り出し作業等の作業がある。そこ
で、従来、オペレータは、オペレーション・マニュアル
を参照し、それに従って必要なアクションを行って来た
が、近年では、更に、オペレータへの作業指示を徹底す
るために、分散制御システム等によるバッチ運転のシー
ケンス制御を利用して、監視／操作端末からオペレーシ
ョン・ガイダンスを出力し、オペレータに伝達する方法
が採用されている。
下、簡単にバッチ運転と言う）では、少数個の比較的汎
用のプロセス機器で多数の工程を順次に実行するので、
オペレータが、一つの工程の進行に伴い、また、一の工
程から次の工程に移行するに伴い、それに付随して必要
になる作業を適時に行うことが必要である。そして、プ
ラント運転の生産性向上のためには、オペレータが必要
な作業を適時に行うかどうかが極めて重要である。オペ
レータが行う作業は、種々雑多であって、しかも、バッ
チ運転で製造する製品銘柄により異なる。例えば、反応
器で原料成分と添加成分とを反応させて反応生成物を得
るバッチ運転では、大別しても、原料成分及び添加成分
の反応器への運搬と投入作業、原料成分と添加成分との
混合作業、プラントの運転条件の設定及び変更作業、反
応生成物等のサンプリング及びその分析作業、反応器か
らの反応生成物の取り出し作業等の作業がある。そこ
で、従来、オペレータは、オペレーション・マニュアル
を参照し、それに従って必要なアクションを行って来た
が、近年では、更に、オペレータへの作業指示を徹底す
るために、分散制御システム等によるバッチ運転のシー
ケンス制御を利用して、監視／操作端末からオペレーシ
ョン・ガイダンスを出力し、オペレータに伝達する方法
が採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、実際のバッチ
運転では、図５に示すように、当初の運転計画通りに各
工程を進行させることが難しく、従って遅れが生じた時
点で、以後の運転計画をしばしば修正する必要が生じ
る。図５は、上段が当初の運転計画を、下段が現在時刻
１３：２０までの工程の進行状況とその後の運転予測を
示している。図５では、例えば、原料の一次仕込み工程
で５分の遅れが生じ、次の昇温工程で５分の遅れが生
じ、その結果、現在の反応工程、及びそれ以降の原料の
２次仕込み工程、未反応原料の分離工程、及び、反応生
成物のダンプ工程が、それぞれ、順調に進行しても、当
初の運転計画からそれぞれ少なくとも１０分の遅れが生
じることになる。そのために、分散制御システム等を利
用して、バッチ運転のシーケンス制御の一環として行わ
れている従来の作業指示方法では、事前に作業指示を予
告することが難しく、作業に関するガイダンスが、バッ
チ運転の工程の現実の進捗に合わせて、その作業の実施
が必要になる直前のタイミングで、監視／操作端末を介
してオペレータに伝達される。
運転では、図５に示すように、当初の運転計画通りに各
工程を進行させることが難しく、従って遅れが生じた時
点で、以後の運転計画をしばしば修正する必要が生じ
る。図５は、上段が当初の運転計画を、下段が現在時刻
１３：２０までの工程の進行状況とその後の運転予測を
示している。図５では、例えば、原料の一次仕込み工程
で５分の遅れが生じ、次の昇温工程で５分の遅れが生
じ、その結果、現在の反応工程、及びそれ以降の原料の
２次仕込み工程、未反応原料の分離工程、及び、反応生
成物のダンプ工程が、それぞれ、順調に進行しても、当
初の運転計画からそれぞれ少なくとも１０分の遅れが生
じることになる。そのために、分散制御システム等を利
用して、バッチ運転のシーケンス制御の一環として行わ
れている従来の作業指示方法では、事前に作業指示を予
告することが難しく、作業に関するガイダンスが、バッ
チ運転の工程の現実の進捗に合わせて、その作業の実施
が必要になる直前のタイミングで、監視／操作端末を介
してオペレータに伝達される。
【０００５】その結果、次のような問題が生じていた。
第１には、オペレータが行うべき作業の作業項目及び作
業内容は、数の多い製品銘柄毎にそれぞれ異なるにもか
かわらず、オペレータは、実際に作業を実施する時点よ
り早い段階では、必要な作業項目及びその作業内容を把
握することができないという問題であった。そのため
に、オペレータは自己の経験や判断に基づいて作業を行
うことが多かった。第２には、オペレータが早期に作業
項目及び作業内容を把握できないために、オペレータが
その作業の実施に必要な段取りを予め行うことが難しく
なり、いざ、作業を実施しようとする際には、混乱が生
じて作業を円滑に進めることが難しく、作業の実効に、
従って工程の進捗に遅れが生じ、生産性の向上が難しい
という問題があった。特に、複数系列のプラントのバッ
チ運転を行う場合には、混乱が著しくなり、運転熟練者
でないと、対応できなかった。また、予め、作業段取り
を行うことが難しいために、多人数のオペレータを待機
させる必要が生じ、この点からも、生産性の向上が難し
かった。第３には、オペレータが、自己の経験及び判断
に基づいて、常時、適切な作業を適時に行うことは、現
実には、難しいために、同じ製品銘柄であっても、バッ
チ運転毎に運転履歴が異なり、同じ製品銘柄内で製品品
質を均一に維持し、かつ向上させる品質管理の面で問題
であった。
第１には、オペレータが行うべき作業の作業項目及び作
業内容は、数の多い製品銘柄毎にそれぞれ異なるにもか
かわらず、オペレータは、実際に作業を実施する時点よ
り早い段階では、必要な作業項目及びその作業内容を把
握することができないという問題であった。そのため
に、オペレータは自己の経験や判断に基づいて作業を行
うことが多かった。第２には、オペレータが早期に作業
項目及び作業内容を把握できないために、オペレータが
その作業の実施に必要な段取りを予め行うことが難しく
なり、いざ、作業を実施しようとする際には、混乱が生
じて作業を円滑に進めることが難しく、作業の実効に、
従って工程の進捗に遅れが生じ、生産性の向上が難しい
という問題があった。特に、複数系列のプラントのバッ
チ運転を行う場合には、混乱が著しくなり、運転熟練者
でないと、対応できなかった。また、予め、作業段取り
を行うことが難しいために、多人数のオペレータを待機
させる必要が生じ、この点からも、生産性の向上が難し
かった。第３には、オペレータが、自己の経験及び判断
に基づいて、常時、適切な作業を適時に行うことは、現
実には、難しいために、同じ製品銘柄であっても、バッ
チ運転毎に運転履歴が異なり、同じ製品銘柄内で製品品
質を均一に維持し、かつ向上させる品質管理の面で問題
であった。
【０００６】以上のような事情から、本発明の目的は、
オペレータがバッチ運転の進行に付随して必要になる作
業を適時に適切に行うことがでるように、必要な作業項
目を事前に前もってオペレータに指示し、バッチ運転の
生産性を向上させる運転支援装置を提供することにあ
る。
オペレータがバッチ運転の進行に付随して必要になる作
業を適時に適切に行うことがでるように、必要な作業項
目を事前に前もってオペレータに指示し、バッチ運転の
生産性を向上させる運転支援装置を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、オペレータ
に適切な作業指示を前もって与えるためには、先ず、バ
ッチ運転の状況をリアルタイムで把握して工程の遅れを
認識し、随時、以降の時間的スケジュールを修正し、そ
の修正スケジュールに基づいて作業指示を自動的に出力
するようなシステム化が必要と考え、本発明を完成する
に到った。
に適切な作業指示を前もって与えるためには、先ず、バ
ッチ運転の状況をリアルタイムで把握して工程の遅れを
認識し、随時、以降の時間的スケジュールを修正し、そ
の修正スケジュールに基づいて作業指示を自動的に出力
するようなシステム化が必要と考え、本発明を完成する
に到った。
【０００８】上記目的を達成するために、本発明に係る
運転支援装置は、バッチ・プロセス・プラントの運転を
支援する運転支援装置であって、バッチ・プロセスの各
工程のシーケンス、各工程毎に設定された標準所要時
間、各工程の開始時及び終了時に発生する事象、事象発
生時のプロセス状態量、並びに、事象発生及び／又は各
工程の進行に付随して実施が必要になる各作業項目、各
作業項目の開始に必要な開始必要条件、及び各作業項目
の作業所要時間を少なくとも含む、予め設定された運転
計画を記憶するデータベースと、プラントに設けられた
センサを介してプロセス状態量を収集するデータ収集手
段と、データ収集手段によって得たプロセス状態量に基
づいて各事象の発生を認識し、現時刻以前に発生した事
象を事象発生履歴として記憶する事象認識手段と、事象
認識手段に記憶された現時刻以前の事象発生履歴に基づ
いて、データベースに記憶された運転計画から、現時刻
以降の後続工程及び後続事象を特定し、かつデータベー
スに記憶された標準所要時間に基づいて、特定した各後
続工程の時間的スケジュールを修正して修正運転計画を
作成する運転計画修正手段と、修正運転計画に基づい
て、データベースに記憶された作業項目から、後続事象
の発生及び／又は後続工程の進行に付随して実施が必要
になる作業項目を特定し、次いで、特定された作業項目
について、データベースに記憶されている開始必要条件
及び作業所要時間を考慮して、その作業項目の作業を開
始すべき所定開始時刻を設定する作業計画手段と、作業
の所定開始時刻に先立って、特定した作業項目を予め出
力する出力手段とを備え、作業計画手段が、各作業の所
定開始時刻として開始最遅時刻を算出し、算出した各開
始最遅時刻の時間的早遅の順に、各作業項目の作業順序
を定め、出力手段が、作業順序に基づいて、順次、作業
項目を出力するようにしたことを特徴としている。
運転支援装置は、バッチ・プロセス・プラントの運転を
支援する運転支援装置であって、バッチ・プロセスの各
工程のシーケンス、各工程毎に設定された標準所要時
間、各工程の開始時及び終了時に発生する事象、事象発
生時のプロセス状態量、並びに、事象発生及び／又は各
工程の進行に付随して実施が必要になる各作業項目、各
作業項目の開始に必要な開始必要条件、及び各作業項目
の作業所要時間を少なくとも含む、予め設定された運転
計画を記憶するデータベースと、プラントに設けられた
センサを介してプロセス状態量を収集するデータ収集手
段と、データ収集手段によって得たプロセス状態量に基
づいて各事象の発生を認識し、現時刻以前に発生した事
象を事象発生履歴として記憶する事象認識手段と、事象
認識手段に記憶された現時刻以前の事象発生履歴に基づ
いて、データベースに記憶された運転計画から、現時刻
以降の後続工程及び後続事象を特定し、かつデータベー
スに記憶された標準所要時間に基づいて、特定した各後
続工程の時間的スケジュールを修正して修正運転計画を
作成する運転計画修正手段と、修正運転計画に基づい
て、データベースに記憶された作業項目から、後続事象
の発生及び／又は後続工程の進行に付随して実施が必要
になる作業項目を特定し、次いで、特定された作業項目
について、データベースに記憶されている開始必要条件
及び作業所要時間を考慮して、その作業項目の作業を開
始すべき所定開始時刻を設定する作業計画手段と、作業
の所定開始時刻に先立って、特定した作業項目を予め出
力する出力手段とを備え、作業計画手段が、各作業の所
定開始時刻として開始最遅時刻を算出し、算出した各開
始最遅時刻の時間的早遅の順に、各作業項目の作業順序
を定め、出力手段が、作業順序に基づいて、順次、作業
項目を出力するようにしたことを特徴としている。
【０００９】本発明を適用する際、プラントで取り扱う
製品銘柄の数に、制約はなく、運転計画は、製品銘柄毎
に最適な運転計画として設定され、データベースに記憶
され、かつ定期的に、或いは不定期的に更新される。製
品銘柄とは、例えば界面活性剤、接着剤等のプラントで
取り扱う製品別分類名でも良く、また、接着剤を速乾性
接着剤、遅乾性接着剤、天然ゴム系接着剤、合成樹脂系
接着剤等として分類する品種別分類名でも良い。本発明
で言う事象とは、各工程の開始時及び終了時にプラント
及び／又はプロセス対象物に発生する物理的及び／又は
化学的現象であって、例えば、原料として液体を反応器
に投入して攪拌する工程の開始時に発生する事象は、反
応器内の液体の存在であり、終了時に発生する事象は、
攪拌の終了である。攪拌の終了は、攪拌機の回転停止と
か、或いは攪拌開始から所定時間の経過を以て事象発生
とすることができる。本発明で、工程とは、大工程、中
工程及び小工程のいずれでも良く、また、工程を第１フ
ェーズ、第２フェーズ等に更に細分した際の各フェーズ
をも意味する。例えば、原料として液体を反応器に投入
して、攪拌する工程を、原料を運搬するフェーズ、反応
器を開放するフェーズ、原料を反応器に投入するフェー
ズ、反応器を閉止するフェーズ、攪拌機の起動フェーズ
等に細分しても良い。
製品銘柄の数に、制約はなく、運転計画は、製品銘柄毎
に最適な運転計画として設定され、データベースに記憶
され、かつ定期的に、或いは不定期的に更新される。製
品銘柄とは、例えば界面活性剤、接着剤等のプラントで
取り扱う製品別分類名でも良く、また、接着剤を速乾性
接着剤、遅乾性接着剤、天然ゴム系接着剤、合成樹脂系
接着剤等として分類する品種別分類名でも良い。本発明
で言う事象とは、各工程の開始時及び終了時にプラント
及び／又はプロセス対象物に発生する物理的及び／又は
化学的現象であって、例えば、原料として液体を反応器
に投入して攪拌する工程の開始時に発生する事象は、反
応器内の液体の存在であり、終了時に発生する事象は、
攪拌の終了である。攪拌の終了は、攪拌機の回転停止と
か、或いは攪拌開始から所定時間の経過を以て事象発生
とすることができる。本発明で、工程とは、大工程、中
工程及び小工程のいずれでも良く、また、工程を第１フ
ェーズ、第２フェーズ等に更に細分した際の各フェーズ
をも意味する。例えば、原料として液体を反応器に投入
して、攪拌する工程を、原料を運搬するフェーズ、反応
器を開放するフェーズ、原料を反応器に投入するフェー
ズ、反応器を閉止するフェーズ、攪拌機の起動フェーズ
等に細分しても良い。
【００１０】データ収集手段は、収集したプロセス状態
量をデータベースに転送しても良いし、またデータ収集
手段に付属する記憶装置に記憶させても良い。尚、本運
転支援装置を構成する他の手段で特定した事象、或いは
作成した履歴、計画等の情報についても、データ収集手
段と同様にデータベースに転送しても良いし、また、そ
の手段に付属する記憶装置に記憶させて良い。本発明
で、プロセス状態量とは、プラント及び／又はプロセス
対象物の状態を示す状態量であって、例えば、質量、温
度、圧力、濃度、液面高さ等の物理的及び／又は化学的
量、更にはプロセス対象物の存在の有無等を言う。
量をデータベースに転送しても良いし、またデータ収集
手段に付属する記憶装置に記憶させても良い。尚、本運
転支援装置を構成する他の手段で特定した事象、或いは
作成した履歴、計画等の情報についても、データ収集手
段と同様にデータベースに転送しても良いし、また、そ
の手段に付属する記憶装置に記憶させて良い。本発明
で、プロセス状態量とは、プラント及び／又はプロセス
対象物の状態を示す状態量であって、例えば、質量、温
度、圧力、濃度、液面高さ等の物理的及び／又は化学的
量、更にはプロセス対象物の存在の有無等を言う。
【００１１】事象認識手段は、ある時点で得たプロセス
状態量が、データベースに記憶された事象発生時のプロ
セス状態量と同じと見なせる時に、その時点で事象が発
生した旨を認識する。
状態量が、データベースに記憶された事象発生時のプロ
セス状態量と同じと見なせる時に、その時点で事象が発
生した旨を認識する。
【００１２】運転計画修正手段は、事象認識手段に記憶
された現時刻以前の事象発生履歴とデータベースに記憶
された事象の順序とを対比して、現時刻以降の後続事象
を特定し、更に、後続事象に対応した後続工程を特定
し、かつデータベースに記憶された標準所要時間に基づ
いて、特定した各後続工程の時間的スケジュールを修正
する演算を行って、修正運転計画を作成する。
された現時刻以前の事象発生履歴とデータベースに記憶
された事象の順序とを対比して、現時刻以降の後続事象
を特定し、更に、後続事象に対応した後続工程を特定
し、かつデータベースに記憶された標準所要時間に基づ
いて、特定した各後続工程の時間的スケジュールを修正
する演算を行って、修正運転計画を作成する。
【００１３】作業計画手段は、修正運転計画に基づい
て、データベースに記憶された作業項目から、後続事象
の発生及び／又は各工程の進行に付随して実施が必要に
なる作業項目を特定し、次いで、特定された作業項目に
ついて、データベースに記憶された開始必要条件及び作
業所要時間とを考慮して、その作業項目の作業を開始す
べき所定開始時刻を設定する。開始必要条件とは、その
条件が満足されていないと、作業を開始することができ
ない条件である。所定開始時刻は、開始最早時刻と開始
最遅時刻との間で自由に設定できる。開始最早時刻は、
開始必要条件が全て満足された最も早い時刻で、換言す
れば、その時刻以降であれば、何時でもその作業を開始
できる。また、開始最遅時刻とは、開始最早時刻以後で
あって、その時刻に作業を開始すれば、修正運転計画の
実行に支障を来さない最も遅い時刻であって、換言すれ
ば、開始最遅時刻より遅く作業を開始し、作業所要時間
を経た時点では、既に工程に遅れが生じていることを意
味する。
て、データベースに記憶された作業項目から、後続事象
の発生及び／又は各工程の進行に付随して実施が必要に
なる作業項目を特定し、次いで、特定された作業項目に
ついて、データベースに記憶された開始必要条件及び作
業所要時間とを考慮して、その作業項目の作業を開始す
べき所定開始時刻を設定する。開始必要条件とは、その
条件が満足されていないと、作業を開始することができ
ない条件である。所定開始時刻は、開始最早時刻と開始
最遅時刻との間で自由に設定できる。開始最早時刻は、
開始必要条件が全て満足された最も早い時刻で、換言す
れば、その時刻以降であれば、何時でもその作業を開始
できる。また、開始最遅時刻とは、開始最早時刻以後で
あって、その時刻に作業を開始すれば、修正運転計画の
実行に支障を来さない最も遅い時刻であって、換言すれ
ば、開始最遅時刻より遅く作業を開始し、作業所要時間
を経た時点では、既に工程に遅れが生じていることを意
味する。
【００１４】本発明に係る運転支援装置のデータベース
は、必ずしも運転支援装置に組み込まれている必要はな
く、例えば本発明の運転支援装置を管理する上位のコン
ピュータに付属するデータベースでも良く、その際に
は、運転支援装置とデータベースとの間でデータを授受
する通信手段を設ける。また、本発明に係る運転支援装
置の各手段を既知の小型コンピュータの演算部、記憶部
及び入出力部により構成することもできるし、大型コン
ピュータの演算部、記憶部、入出力部の一部を利用する
ことにより構成することもできる。また、出力手段は、
限定はなく、例えばモニターによる画面表示、プリンタ
によるプリント・アウト、ページングによる音声伝達等
の伝達手段を言う。
は、必ずしも運転支援装置に組み込まれている必要はな
く、例えば本発明の運転支援装置を管理する上位のコン
ピュータに付属するデータベースでも良く、その際に
は、運転支援装置とデータベースとの間でデータを授受
する通信手段を設ける。また、本発明に係る運転支援装
置の各手段を既知の小型コンピュータの演算部、記憶部
及び入出力部により構成することもできるし、大型コン
ピュータの演算部、記憶部、入出力部の一部を利用する
ことにより構成することもできる。また、出力手段は、
限定はなく、例えばモニターによる画面表示、プリンタ
によるプリント・アウト、ページングによる音声伝達等
の伝達手段を言う。
【００１５】本発明の好適な実施態様では、作業計画手
段が、各作業の所定開始時刻として開始最遅時刻を算出
し、算出した各開始最遅時刻の時間的早遅の順に、各作
業項目の作業順序を定め、出力手段が、作業順序に基づ
いて、順次、作業項目を出力する。以上の構成により、
オペレータが作業順序に従って作業を行えば、修正運転
計画の実行に支障又は遅れが生じない。
段が、各作業の所定開始時刻として開始最遅時刻を算出
し、算出した各開始最遅時刻の時間的早遅の順に、各作
業項目の作業順序を定め、出力手段が、作業順序に基づ
いて、順次、作業項目を出力する。以上の構成により、
オペレータが作業順序に従って作業を行えば、修正運転
計画の実行に支障又は遅れが生じない。
【００１６】本発明の別の好適な実施態様では、作業計
画手段が、現時刻から作業の開始最遅時刻までの残存時
間を算出し、出力手段が開始最遅時刻の所定時間前から
残存時間を出力する。これにより、オペレータに作業の
緊急性を告知させることができる。所定時間は任意に設
定でき、１時間前でも、２時間前でも良い。
画手段が、現時刻から作業の開始最遅時刻までの残存時
間を算出し、出力手段が開始最遅時刻の所定時間前から
残存時間を出力する。これにより、オペレータに作業の
緊急性を告知させることができる。所定時間は任意に設
定でき、１時間前でも、２時間前でも良い。
【００１７】本発明の更に別の好適な実施態様では、作
業項目の進捗状況の入力を受容し、作業項目の進捗度を
算出する作業管理手段を備え、作業管理手段で算出した
進捗度を適時に出力手段により出力する。作業管理手段
には、作業の終了次第、オペレータが作業終了の入力を
行ってもよく、また、センサ等により作業の進捗程度を
検出し、都度、自動的に入力するようにしても良い。進
捗度（％）は、０％、即ち、未着手、１００％、即ち完
了のいずれかで表示しても良く、その間の進捗率を％で
表示しても良い。
業項目の進捗状況の入力を受容し、作業項目の進捗度を
算出する作業管理手段を備え、作業管理手段で算出した
進捗度を適時に出力手段により出力する。作業管理手段
には、作業の終了次第、オペレータが作業終了の入力を
行ってもよく、また、センサ等により作業の進捗程度を
検出し、都度、自動的に入力するようにしても良い。進
捗度（％）は、０％、即ち、未着手、１００％、即ち完
了のいずれかで表示しても良く、その間の進捗率を％で
表示しても良い。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照し、実施
例を挙げて、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説
明する。実施例 本実施例は、図５に示した工程で反応物を製造する際の
バッチ運転に本発明を適用した例である。図１は、本実
施例のバッチ・プロセス・プラントの運転支援装置の構
成を示すブロック図、及び図２は各手段と関連させたデ
ータの流れ図である。本実施例のバッチ・プロセス・プ
ラント（以下、プラントと言う）の運転支援装置１０
（以下、簡単に運転支援装置１０と言う）は、データベ
ース１２と、データ収集手段１４と、事象認識手段１６
と、運転計画修正手段１８と、作業計画手段２０と、出
力手段２２と、作業管理手段２４とを備えている。
例を挙げて、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説
明する。実施例 本実施例は、図５に示した工程で反応物を製造する際の
バッチ運転に本発明を適用した例である。図１は、本実
施例のバッチ・プロセス・プラントの運転支援装置の構
成を示すブロック図、及び図２は各手段と関連させたデ
ータの流れ図である。本実施例のバッチ・プロセス・プ
ラント（以下、プラントと言う）の運転支援装置１０
（以下、簡単に運転支援装置１０と言う）は、データベ
ース１２と、データ収集手段１４と、事象認識手段１６
と、運転計画修正手段１８と、作業計画手段２０と、出
力手段２２と、作業管理手段２４とを備えている。
【００１９】データベース１２は、
（１）図５に示す、１次仕込み工程、昇温工程、反応工
程、２次仕込み工程、分離工程及びダンプ工程の各工程
のシーケンス （２） 各工程毎に設定された標準所要時間、例えば、
１次仕込み工程の標準所要時間として２０分を設定 （３）各工程の開始時及び終了時に発生する事象、例え
ば、昇温工程の終了時に発生する事象は、プロセス対象
物の温度が所定温度、例えば１００℃に到達しているこ
と （４）事象発生時のプロセス状態量のデータ、例えば昇
温工程の終了を示す事象発生時では、プロセス対象物の
温度が１００℃であること （５）事象発生及び／又は各工程の進行に付随して実施
が必要になる各作業項目、例えば、反応工程の開始時に
は、１次仕込み用助剤を調整する作業 （６）各作業項目の開始に必要な開始必要条件、例えば
１次仕込み用助剤が反応器の近傍に用意されていて、反
応開始時に行うこと（図３は開始必要条件の一例を示し
ている。） （７）各作業項目の作業所要時間、例えば、１次仕込み
用助剤の調整に要する時間として１０分を設定のデータ
テーブル等を含む運転計画を運転計画ファイルＴ1 に記
憶している。
程、２次仕込み工程、分離工程及びダンプ工程の各工程
のシーケンス （２） 各工程毎に設定された標準所要時間、例えば、
１次仕込み工程の標準所要時間として２０分を設定 （３）各工程の開始時及び終了時に発生する事象、例え
ば、昇温工程の終了時に発生する事象は、プロセス対象
物の温度が所定温度、例えば１００℃に到達しているこ
と （４）事象発生時のプロセス状態量のデータ、例えば昇
温工程の終了を示す事象発生時では、プロセス対象物の
温度が１００℃であること （５）事象発生及び／又は各工程の進行に付随して実施
が必要になる各作業項目、例えば、反応工程の開始時に
は、１次仕込み用助剤を調整する作業 （６）各作業項目の開始に必要な開始必要条件、例えば
１次仕込み用助剤が反応器の近傍に用意されていて、反
応開始時に行うこと（図３は開始必要条件の一例を示し
ている。） （７）各作業項目の作業所要時間、例えば、１次仕込み
用助剤の調整に要する時間として１０分を設定のデータ
テーブル等を含む運転計画を運転計画ファイルＴ1 に記
憶している。
【００２０】データ収集手段１４は、プラント２６に設
けられたセンサを介してプロセス状態量を収集し、図２
に示すように、瞬間値格納ファイルＴ2 に記憶する。事
象発生手段１６は、瞬間値格納ファイルＴ2 に記憶され
た現時刻のプラント状態量を読み出すと共にデータベー
ス１２から事象発生時のプロセス状態量のデータを読み
出して双方を対比し、その差が許容範囲内ならば、事象
が発生したと認識する。同時に、図２に示すように、そ
の事象発生を事象発生履歴ファイルＴＴ3 に記憶する。
事象発生履歴ファイルＴ3 は、現時刻以前に発生した全
事象を事象発生履歴として記憶している。
けられたセンサを介してプロセス状態量を収集し、図２
に示すように、瞬間値格納ファイルＴ2 に記憶する。事
象発生手段１６は、瞬間値格納ファイルＴ2 に記憶され
た現時刻のプラント状態量を読み出すと共にデータベー
ス１２から事象発生時のプロセス状態量のデータを読み
出して双方を対比し、その差が許容範囲内ならば、事象
が発生したと認識する。同時に、図２に示すように、そ
の事象発生を事象発生履歴ファイルＴＴ3 に記憶する。
事象発生履歴ファイルＴ3 は、現時刻以前に発生した全
事象を事象発生履歴として記憶している。
【００２１】運転計画修正手段１８は、事象発生履歴フ
ァイルＴ3 に記憶された現時刻以前の事象発生履歴に基
づいて、データベース１２の運転計画ファイルＴ1 から
現時刻以降の後続工程及び後続事象を特定し、かつ運転
計画ファイルＴ1 の標準所要時間テーブルに基づいて、
特定した各後続工程の時間的スケジュールを修正して修
正運転計画を作成し、修正運転計画ファイルＴ4 に格納
する。
ァイルＴ3 に記憶された現時刻以前の事象発生履歴に基
づいて、データベース１２の運転計画ファイルＴ1 から
現時刻以降の後続工程及び後続事象を特定し、かつ運転
計画ファイルＴ1 の標準所要時間テーブルに基づいて、
特定した各後続工程の時間的スケジュールを修正して修
正運転計画を作成し、修正運転計画ファイルＴ4 に格納
する。
【００２２】作業計画手段２０は、修正運転計画ファイ
ルＴ4 の修正運転計画に基づいて、データベース１２の
運転計画ファイルＴ1 の作業項目テーブルから、後続事
象の発生及び／又は後続工程の進行に付随して実施が必
要になる作業項目を特定して、作業項目ファイルＴ5 に
格納する。次いで、作業計画手段２０は、特定された作
業項目について、データベース１２の運転計画ファイル
Ｔ1 に格納されている開始必要条件及び作業所要時間を
考慮して、その作業項目の作業を開始すべき所定開始時
刻を設定し、作業項目ファイルＴ5 に格納する。その
際、作業計画手段２０は、各作業の所定開始時刻として
開始最遅時刻を算出し、算出した各開始最遅時刻の時間
的早遅の順に、各作業項目の作業順序を定めて、作業順
序に従って作業項目、作業内容を指定する。また、作業
計画手段２０は、開始最早時刻を算出し、開始最早時刻
よりも前もって、出力手段２２に必要な作業項目を出力
させる。更に、作業計画手段２０は、現時刻から作業の
開始最遅時刻までの残存時間を算出し、開始最遅時刻の
所定時間前、例えば１時間前から残存時間を出力手段２
２により出力させる。
ルＴ4 の修正運転計画に基づいて、データベース１２の
運転計画ファイルＴ1 の作業項目テーブルから、後続事
象の発生及び／又は後続工程の進行に付随して実施が必
要になる作業項目を特定して、作業項目ファイルＴ5 に
格納する。次いで、作業計画手段２０は、特定された作
業項目について、データベース１２の運転計画ファイル
Ｔ1 に格納されている開始必要条件及び作業所要時間を
考慮して、その作業項目の作業を開始すべき所定開始時
刻を設定し、作業項目ファイルＴ5 に格納する。その
際、作業計画手段２０は、各作業の所定開始時刻として
開始最遅時刻を算出し、算出した各開始最遅時刻の時間
的早遅の順に、各作業項目の作業順序を定めて、作業順
序に従って作業項目、作業内容を指定する。また、作業
計画手段２０は、開始最早時刻を算出し、開始最早時刻
よりも前もって、出力手段２２に必要な作業項目を出力
させる。更に、作業計画手段２０は、現時刻から作業の
開始最遅時刻までの残存時間を算出し、開始最遅時刻の
所定時間前、例えば１時間前から残存時間を出力手段２
２により出力させる。
【００２３】出力手段２２は、作業計画手段２０からの
出力に基づいて、作業の開始最早時刻に先立って、特定
した作業項目を予め出力するモニター画面及び／又はペ
ージングを備えている。作業管理手段２４は、作業項目
の進捗状況の入力に基づいて作業項目の進捗度を算出
し、算出した進捗度を適時に出力手段２２により出力す
る。
出力に基づいて、作業の開始最早時刻に先立って、特定
した作業項目を予め出力するモニター画面及び／又はペ
ージングを備えている。作業管理手段２４は、作業項目
の進捗状況の入力に基づいて作業項目の進捗度を算出
し、算出した進捗度を適時に出力手段２２により出力す
る。
【００２４】以下に、本運転支援装置１０の各手段の動
作について、説明する。データベース１２は、プラント
の運転中、常時、運転計画ファイルＴ1 をアクセス可能
な状態に維持している。また、プラントの運転状態、停
止状態に限らず、必要に応じて、運転計画ファイルＴ1
のデータは更新可能になっている。データ収集手段１４
は、プラントの運転中、常時、動作しており、プラント
２６から得たプロセス状態量のデータを一定周期で瞬間
値格納ファイルＴ2 に書き込む。事象認識手段１６も、
プラントの運転中、常時、動作しており、一定周期で瞬
間値格納ファイルＴ2 を参照して事象発生を認識し、事
象発生履歴ファイルＴ3に記憶すると共に、同時に、特
定の事象が発生した旨の信号を運転計画修正手段１６に
出力する。運転計画手段１８は、事象認識手段１６から
の信号を受けて起動し、修正運転計画を作成し、修正運
転計画ファイルＴ4 に格納すると共に作業計画手段２０
に起動指令を出す。作業計画手段２０は、運転計画手段
１８からの起動指令で起動し、修正運転計画ファイルＴ
4 の修正運転計画に従って作業項目を特定して作業項目
ファイルＴ 5 に格納すると共に、適時に、出力手段２２
に出力指令を出す。出力手段２２は、作業計画手段２０
の指令により、作業項目等の必要なガイダンスをモニタ
ー画面及びページングによってオペレータに伝達する。
作業管理手段２４は、適時に、出力手段２２に出力指令
を出してモニター画面及びページングによりオペレータ
に残存時間等を告知させる。
作について、説明する。データベース１２は、プラント
の運転中、常時、運転計画ファイルＴ1 をアクセス可能
な状態に維持している。また、プラントの運転状態、停
止状態に限らず、必要に応じて、運転計画ファイルＴ1
のデータは更新可能になっている。データ収集手段１４
は、プラントの運転中、常時、動作しており、プラント
２６から得たプロセス状態量のデータを一定周期で瞬間
値格納ファイルＴ2 に書き込む。事象認識手段１６も、
プラントの運転中、常時、動作しており、一定周期で瞬
間値格納ファイルＴ2 を参照して事象発生を認識し、事
象発生履歴ファイルＴ3に記憶すると共に、同時に、特
定の事象が発生した旨の信号を運転計画修正手段１６に
出力する。運転計画手段１８は、事象認識手段１６から
の信号を受けて起動し、修正運転計画を作成し、修正運
転計画ファイルＴ4 に格納すると共に作業計画手段２０
に起動指令を出す。作業計画手段２０は、運転計画手段
１８からの起動指令で起動し、修正運転計画ファイルＴ
4 の修正運転計画に従って作業項目を特定して作業項目
ファイルＴ 5 に格納すると共に、適時に、出力手段２２
に出力指令を出す。出力手段２２は、作業計画手段２０
の指令により、作業項目等の必要なガイダンスをモニタ
ー画面及びページングによってオペレータに伝達する。
作業管理手段２４は、適時に、出力手段２２に出力指令
を出してモニター画面及びページングによりオペレータ
に残存時間等を告知させる。
【００２５】出力手段２２は、例えば、図４に示すよう
なテーブルをモニター画面上に表示する。図４は図の左
側に運転計画ファイルＴ1 の計画開始時刻を示し、図の
右側に作業計画手段２０が算出した開始最遅時刻を示し
ている。網かけの時刻は、既に経過した作業項目を示し
ている。
なテーブルをモニター画面上に表示する。図４は図の左
側に運転計画ファイルＴ1 の計画開始時刻を示し、図の
右側に作業計画手段２０が算出した開始最遅時刻を示し
ている。網かけの時刻は、既に経過した作業項目を示し
ている。
【００２６】出力手段２２のモニター画面上の表示の一
例を示すならば、例えば、左側から、順次、系列欄、設
備欄、バッチＮｏ欄、品種欄、作業項目欄、作業開始余
裕欄、及び、作業可能時刻欄を設ける。最左側の系列欄
では複数系列のプラントの系列番号、即ち系列を特定
し、次の設備欄では機器識別記号、即ち機器を特定し、
また、バッチＮｏ欄では現在運転しているバッチを、品
種欄では製品銘柄を、作業項目欄では必要な作業項目
を、作業開始余裕欄では余裕時間（分）を、及び作業可
能時刻欄では開始最早時刻をそれぞれ示すようにする。
また、網かけして、既に作業が完了したものを示し、例
えば網かけした作業可能時刻には完了した実績時刻を示
すようにしても良い。
例を示すならば、例えば、左側から、順次、系列欄、設
備欄、バッチＮｏ欄、品種欄、作業項目欄、作業開始余
裕欄、及び、作業可能時刻欄を設ける。最左側の系列欄
では複数系列のプラントの系列番号、即ち系列を特定
し、次の設備欄では機器識別記号、即ち機器を特定し、
また、バッチＮｏ欄では現在運転しているバッチを、品
種欄では製品銘柄を、作業項目欄では必要な作業項目
を、作業開始余裕欄では余裕時間（分）を、及び作業可
能時刻欄では開始最早時刻をそれぞれ示すようにする。
また、網かけして、既に作業が完了したものを示し、例
えば網かけした作業可能時刻には完了した実績時刻を示
すようにしても良い。
【００２７】
【発明の効果】本発明の構成によれば、バッチ運転の状
況をリアルタイムで把握して工程の進捗度或いは工程の
遅れを認識し、随時、以降の時間的スケジュールを修正
し、その修正スケジュールに基づいて適切な作業指示を
システム的にかつ自動的に出力することにより、バッチ
運転の進行に付随して必要になる作業を適時に適切にオ
ペレータに指示して、プラントの運転を支援する。本発
明に係るプラントの運転支援装置を使用することによ
り、オペレータが必要な作業を早期に認識し、必要な作
業の段取りを前もって行うことができるので、バッチ運
転の生産性が向上する。
況をリアルタイムで把握して工程の進捗度或いは工程の
遅れを認識し、随時、以降の時間的スケジュールを修正
し、その修正スケジュールに基づいて適切な作業指示を
システム的にかつ自動的に出力することにより、バッチ
運転の進行に付随して必要になる作業を適時に適切にオ
ペレータに指示して、プラントの運転を支援する。本発
明に係るプラントの運転支援装置を使用することによ
り、オペレータが必要な作業を早期に認識し、必要な作
業の段取りを前もって行うことができるので、バッチ運
転の生産性が向上する。
【図１】本発明に係るプラントの運転支援装置の実施例
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【図２】運転支援装置内の情報の流れを示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図３】作業開始条件の一例を示す説明図である。
【図４】作業の計画開始時刻と開始最遅時刻とを対比し
て示した図である。
て示した図である。
【図５】バッチ・プロセスの工程の進捗度について、計
画と実際とを対比して示した図である。
画と実際とを対比して示した図である。
１０ プラントの運転支援装置の実施例
１２ データベース
１４ データ収集手段
１６ 履歴認識手段
１８ 運転計画修正手段
２０ 作業計画手段
２２ 出力手段
２４ 作業管理手段
２６ プラント
Ｔ1 運転計画ファイル
Ｔ2 瞬間値格納ファイル
Ｔ3 事象発生履歴ファイル
Ｔ4 修正運転計画ファイル
Ｔ5 作業項目ファイル
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G05B 23/00 - 23/02
G06F 17/60
B01J 19/00
Claims (3)
- 【請求項１】 バッチ・プロセス・プラントの運転を支
援する運転支援装置であって、 バッチ・プロセスの各工程のシーケンス、各工程毎に設
定された標準所要時間、各工程の開始時及び終了時に発
生する事象、事象発生時のプロセス状態量、並びに、事
象発生及び／又は各工程の進行に付随して実施が必要に
なる各作業項目、各作業項目の開始に必要な開始必要条
件、及び各作業項目の作業所要時間を少なくとも含む、
予め設定された運転計画を記憶するデータベースと、 プラントに設けられたセンサを介してプロセス状態量を
収集するデータ収集手段と、 データ収集手段によって得たプロセス状態量に基づいて
各事象の発生を認識し、現時刻以前に発生した事象を事
象発生履歴として記憶する事象認識手段と、 事象認識手段に記憶された現時刻以前の事象発生履歴に
基づいて、データベースに記憶された運転計画から、現
時刻以降の後続工程及び後続事象を特定し、かつデータ
ベースに記憶された標準所要時間に基づいて、特定した
各後続工程の時間的スケジュールを修正して修正運転計
画を作成する運転計画修正手段と、 修正運転計画に基づいて、データベースに記憶された作
業項目から、後続事象の発生及び／又は後続工程の進行
に付随して実施が必要になる作業項目を特定し、次い
で、特定された作業項目について、データベースに記憶
されている開始必要条件及び作業所要時間を考慮して、
その作業項目の作業を開始すべき所定開始時刻を設定す
る作業計画手段と、 作業の所定開始時刻に先立って、特定した作業項目を予
め出力する出力手段と を備え、作業計画手段が、各作業の所定開始時刻として開始最遅
時刻を算出し、算出した各開始最遅時刻の時間的早遅の
順に、各作業項目の作業順序を定め、出力手段が、作業
順序に基づいて、順次、作業項目を出力するようにした
ことを特徴とするバッチ・プロセス・プラントの運転支
援装置。 - 【請求項２】 作業計画手段が、現時刻から作業の開始
最遅時刻までの残存時間を算出し、出力手段が開始最遅
時刻の所定時間前から残存時間を出力するようにしたこ
とを特徴とする請求項１に記載のバッチ・プロセス・プ
ラントの運転支援装置。 - 【請求項３】 作業項目の進捗状況の入力を受容し、作
業項目の進捗度を算出する作業管理手段を備え、 作業管理手段で算出した進捗度を適時に出力手段により
出力するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に
記載のバッチ・プロセス・プラントの運転支援装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02465597A JP3472060B2 (ja) | 1997-02-07 | 1997-02-07 | バッチ・プロセス・プラントの運転支援装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02465597A JP3472060B2 (ja) | 1997-02-07 | 1997-02-07 | バッチ・プロセス・プラントの運転支援装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10222222A JPH10222222A (ja) | 1998-08-21 |
| JP3472060B2 true JP3472060B2 (ja) | 2003-12-02 |
Family
ID=12144169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02465597A Expired - Fee Related JP3472060B2 (ja) | 1997-02-07 | 1997-02-07 | バッチ・プロセス・プラントの運転支援装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3472060B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7249356B1 (en) * | 1999-04-29 | 2007-07-24 | Fisher-Rosemount Systems, Inc. | Methods and structure for batch processing event history processing and viewing |
| KR100627166B1 (ko) * | 2003-09-04 | 2006-09-22 | 신호범 | 생산설비 시스템 및 그 제어방법 |
| US9104674B1 (en) * | 2010-04-14 | 2015-08-11 | Inmar, Inc. | System, method and computer program product for time sharing access control to data |
| US9558220B2 (en) | 2013-03-04 | 2017-01-31 | Fisher-Rosemount Systems, Inc. | Big data in process control systems |
| US10649424B2 (en) | 2013-03-04 | 2020-05-12 | Fisher-Rosemount Systems, Inc. | Distributed industrial performance monitoring and analytics |
| US10691281B2 (en) | 2013-03-15 | 2020-06-23 | Fisher-Rosemount Systems, Inc. | Method and apparatus for controlling a process plant with location aware mobile control devices |
| WO2015151267A1 (ja) * | 2014-04-04 | 2015-10-08 | 株式会社日立製作所 | プラント事故時運転支援装置 |
| EP4156042A4 (en) * | 2020-05-21 | 2023-07-12 | Mitsubishi Electric Corporation | WORK ASSIGNMENT DEVICE |
| JP7045531B1 (ja) * | 2021-05-28 | 2022-03-31 | 三菱電機株式会社 | プラント運転支援システム、プラント運転支援方法、およびプラント運転支援プログラム |
-
1997
- 1997-02-07 JP JP02465597A patent/JP3472060B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10222222A (ja) | 1998-08-21 |
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