CN106797123B - 工业用需求响应实现系统、工业用需求响应实现方法及程序 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个方式的工业用需求响应实现系统具有第1判断装置,该第1判断装置从在工业用设施中设置的设备之中,确定能够通过一部分停止或者抑制能力而应对所使用的电力抑制的第1设备、能够通过对工作时间进行变更而应对所使用的电力抑制的第2设备,对所述第1设备能够抑制的所述电力的第1可抑制量及所述第2设备能够抑制的所述电力的第2可抑制量进行计算。所述第1判断装置基于所述第1及第2可抑制量,判断是否能够抑制由来自电力供应商的抑制请求所指定的抑制量的所述电力,在根据该判断而判断为能够抑制所指定的所述抑制量的电力的情况下,指示为了满足所指定的所述抑制量而所需的所述第1设备及第2设备中的至少一者的运转状态的变更。

Description

工业用需求响应实现系统、工业用需求响应实现方法及程序
技术领域
本发明涉及一种工业用需求响应实现系统、工业用需求响应实现方法及程序,它们用于实现在具有工业用设施的企业中对电力需要的抑制请求进行应答的工业用需求响应。
本申请基于2014年10月9日在日本申请的特愿2014-208205而要求优先权,并在这里引用其内容。
背景技术
在电力情况紧张等时,电力公司等电力供应商有时向作为使用电力的顾客的消费者请求(要求)暂时抑制电力的使用。下述需求响应(DR:Demand Response)的经营模式以一般家庭、大楼等作为对象而出现,即,通过将来自上述电力供应商的电力的抑制请求、和消费者针对该请求的应答公式化,电力供应商向进行了电力削减(例如暂时的节电等)的消费者支付补偿(奖励),从而实现电力的稳定供给。
以往,存在将个人住宅作为管理对象的HEMS(Home Energy Management System)、将大楼作为管理对象的BEMS(Building Energy Management System)等面向消费者的能量管理系统。使上述能量管理系统应对需求响应的机制也不断发展。
例如,专利文献1所公开的技术通过考虑到消费者所处的环境而对消费者所使用的仪器的动作进行推定,对由仪器所产生的耗能进行模拟,从而对实施了需求响应的情况下的效果进行计算。
例如,专利文献2所公开的技术是下述控制信息系统的技术,即,将包含人类在内的社会基础设施(social infrastructure)作为对象,进行包含需求响应的控制。专利文献2所公开的技术在下述智能城市(smart city)中执行需求响应,即,对存在于社区内的中小消费者的群组进行集中,并且还包含交通网络、生命线等社会基础设施的控制而进行都市整体的能量管理。通过专利文献2所公开的技术,维持、提高居住者(消费者)的QOL(Qualityof Life),实现都市整体的最优化。
具有工厂等工业用设施的企业、特别是具有大规模的工厂的企业通常也是电力的用电大户。在工厂内,存在直接利用从电力供应商供给的电力的大型电力设备等工业用生产设备,在不妨碍工厂的生产的情况下,有时还能够停止生产设备的运转(工作),或者降低生产能力。在工厂中,为了应对停止了电力的供给的情况,有时还准备私人发电设备等替代单元。因此,也可以说,具有工厂等工业用设施的企业针对需求响应、即所谓的工业用需求响应(iDR:industry Demand Response)的应用而言具有高的潜在能力。
在工厂中,需要确保由生产设备所进行的生产或者半成品的品质、价格、交货期、以及确保安全性、安全。例如,在工厂中,在正在进行危险的材料、物质的加工、生产的情况下,生产设备的停止、能力的调整有时伴有危险性。例如,由于在工厂内配置的多个生产设备分别进行协同动作,因此如果仅停止一部分生产设备,或者降低生产能力,则有时生产整体的平衡崩溃而发生损失。具有工业用设施的企业接受来自顾客的订货后在工厂中生产产品,但也可以想到由于应对工业用需求响应而无法在指定交货期之前生产出接受到订货的产品的情况,有时也存在伴随需求响应的请求而需要进行产品的生产计划的变更的情况。因此,当前,具有工厂等工业用设施的企业中的针对工业用需求响应的应对、即具有工业用设施的企业中的节电例如限定于一部分照明仪器的熄灯、一部分空调的停止等局部性的节电,对影响产品的生产之类的部分未予以应对。即,具有工业用设施的企业中的针对工业用需求响应的应对未发展到对企业的设施整体进行最优化的程度。
在具有工业用设施的企业中存在下述情况:接受来自顾客的订货而将生产的产品的数量和交货期向工厂进行指示、并对所需的原料和用益进行采购的接单采购部门与制定用于对产品进行生产的生产计划而实际进行产品的生产、管理的工厂彼此分离的情况;处于不同场所的多个工厂协同地进行生产而非由单一工厂进行生产的情况;上述工厂与相同电力供应商签订了契约的情况;以及与不同的电力供应商签订了契约的情况等。并且,在工厂中,还存在进行产品生产的生产部门与对在工厂内使用的能量供给进行管理的能量供给部门彼此分离的情况。在能量供给部门,始终具备充分的余力地对能量供给进行管理,以使得不影响工厂中的产品生产。即,余力所对应的能量成为多余的能量,有时也存在由于将余力确保得大而导致多余的能量变多的情况。这是因为难以准确地预测生产所需的能量消耗量。
专利文献1:日本专利第4995958号公报
专利文献2:日本特开2013-069084号公报
发明内容
本发明的一个方式提供一种工业用需求响应实现系统、工业用需求响应实现方法及程序,它们能够在抑制对接收到订货的产品的生产造成影响的基础上,判断由工业用需求响应所请求的电力抑制可否实现并执行。
本发明的一个方式的工业用需求响应实现系统可以具有第1判断装置,该第1判断装置从在工业用设施中设置的设备之中,确定能够通过一部分停止或者抑制能力而应对所使用的电力的抑制的第1设备、能够通过对工作的时间进行变更而应对所使用的电力的抑制的第2设备,对所述第1设备能够抑制的所述电力的第1可抑制量以及所述第2设备能够抑制的所述电力的第2可抑制量进行计算。所述第1判断装置可以基于所述第1及第2可抑制量,判断是否能够抑制由来自电力供应商的抑制请求所指定的抑制量的所述电力,在根据该判断而判断为能够抑制所指定的所述抑制量的所述电力的情况下,指示为了满足所指定的所述抑制量而需要进行的所述第1设备及第2设备中的至少一者的运转状态的变更。
在上述的工业用需求响应实现系统中,所述第1判断装置可以对是否能够抑制由来自所述电力供应商的抑制请求所指定的抑制量的所述电力进行判断,将表示判断出的结果的信息进行输出。
在上述的工业用需求响应实现系统中,所述第1判断装置可以基于用于使在所述工业用设施中设置的各个所述设备进行工作而生产产品的生产计划、以该生产计划为基础的各个所述设备的使用计划,从各个所述设备之中,确定所述第2设备、和能够通过对工序进行改编而应对所使用的所述电力的抑制的第3设备,定期地对将所述第1可抑制量、所述第2可抑制量、以及所述第3设备能够抑制的所述电力的第3可抑制量汇总形成的需求响应应对能力一览表进行更新。
在上述的工业用需求响应实现系统中,所述第1判断装置可以判断所述第1可抑制量是否满足所指定的所述抑制量,在所述第1可抑制量满足所述抑制量的情况下,指示所述第1设备的运转状态的变更,在所述第1可抑制量不满足所述抑制量的情况下,判断通过在所述第1可抑制量的基础上加上所述第2可抑制量是否满足所述抑制量,在将所述第1可抑制量和所述第2可抑制量组合后的可抑制量满足所述抑制量的情况下,指示所述第1设备和所述第2设备的运转状态的变更。
在上述的工业用需求响应实现系统中,所述第1判断装置可以在将所述第1可抑制量和所述第2可抑制量组合后的可抑制量不满足所述抑制量的情况下,判断通过在所述第1可抑制量的基础上加上所述第3可抑制量是否满足所述抑制量,在将所述第1可抑制量和所述第3可抑制量组合后的可抑制量满足所述抑制量的情况下,指示新的生产计划的制定,在与该新的生产计划的制定的指示相对应地制定出的新的生产计划为能够实施的生产计划的情况下,指示当前的所述生产计划向所述新的生产计划进行变更。
在上述的工业用需求响应实现系统中,所述第1判断装置可以进行如下动作,即,当开始进行所指定的所述抑制量的所述电力的抑制的指定时刻在所述第1设备及所述第2设备能够开始进行所述电力的抑制的可应对时间以后、且比新的生产计划的制定所需的生产计划制定时间早的情况下,判断所述第2设备是否能够在所述指定时刻抑制所述电力,在所述第2设备无法抑制所述电力的情况下,指示所述第1设备的运转状态的变更,在所述第2设备能够抑制所述电力的情况下,指示所述第1设备和所述第2设备的运转状态的变更。
在上述的工业用需求响应实现系统中,所述第1判断装置可以进行如下动作,即,当所述指定时刻在新的生产计划的制定所需的生产计划制定时间以后的情况下,指示新的生产计划的制定,在与该新的生产计划的制定的指示相对应地制定的新的生产计划为能够实施的生产计划的情况下,指示当前的所述生产计划向所述新的生产计划进行变更。
在上述的工业用需求响应实现系统中,所述第1判断装置可以在指示了所述第2设备的运转状态的变更的情况下,将该第2设备从指示运转状态的变更的所述第2设备的对象中排除,以使得不会进一步指示该第2设备的运转状态的变更。
在上述的工业用需求响应实现系统中,所述第1判断装置可以将所述第1可抑制量的信息和所述第2可抑制量的信息分别在时间轴方向上进行可视化而显示。
上述的工业用需求响应实现系统可以还具有第2判断装置,该第2判断装置对与将生产计划变更为新的生产计划即修正生产计划相伴的得失进行计算,判断所述生产计划可否向所述修正生产计划变更,该生产计划用于使在所述工业用设施中设置的各个所述设备进行工作而生产产品,所述第1判断装置可以在所述第2判断装置判断为应该进行所述生产计划的变更的情况下,判断为能够抑制所指定的所述抑制量的所述电力。
在上述的工业用需求响应实现系统中,所述第2判断装置可以具有生产能量消耗预测部,该生产能量消耗预测部基于由在所述工业用设施中设置的各个所述设备生产产品时的多个工序、该多个工序各自所需的时间、在该工序之后下一个进行的工序、以及在该多个工序中分别消耗的能量的消耗量分别按照每个所述工序汇总形成的能量消耗特性表,对在生产计划中工作的各个所述设备所使用的所述电力的消耗量进行预测,将该预测的电力的消耗量进行输出。所述生产能量消耗预测部可以分别针对当前的所述生产计划和所述修正生产计划,将所述电力的消耗量进行输出。
在上述的工业用需求响应实现系统中,所述第2判断装置可以还具有:第1得失计算部,其基于当前的所述生产计划和所述修正生产计划各自的所述电力的消耗量、在所述抑制请求中包含的所述电力的每个时间段的单价的信息、在按照所述抑制请求抑制了所述电力的情况下的补偿的信息、以及无法进行按照所述抑制请求进行所述电力的抑制的情况下的处罚金额的信息,对与将当前的所述生产计划变更为所述修正生产计划相伴的得失进行计算,以作为第1得失;以及第2得失计算部,其分别基于当前的所述生产计划及所述修正生产计划、所述工业用设施中的制约,对与将当前的所述生产计划变更为所述修正生产计划相伴的得失进行计算,以作为第2得失。
在上述的工业用需求响应实现系统中,所述第2判断装置可以将所述第1得失和所述第2得失进行相加,在该相加得出的结果的第3得失超过为了判断是否应对需求响应而预先设定的阈值的情况下,判断为能够实施所述修正生产计划,在所述第3得失小于或等于预先设定的所述阈值的情况下,判断为无法实施所述修正生产计划,该第2判断装置将判断出的结果的信息进行输出。
在上述的工业用需求响应实现系统中,所述第2判断装置还具有得失补正部,该得失补正部基于预先列举出与对在所述工业用设施中设置的各个所述设备的工作进行变更相伴的风险信息的风险一览表,确定与将当前的所述生产计划变更为所述修正生产计划相伴的风险,将利用由所确定的风险产生的得失对所述第3得失进行补正得出的第4得失进行输出,在所述第4得失超过了所述阈值的情况下,判断为能够实施所述修正生产计划,在小于或等于所述阈值的情况下,判断为无法实施所述修正生产计划。
在上述的工业用需求响应实现系统中,所述第2判断装置可以将计算出的得失的信息进行可视化而显示,在输入了表示对所述修正生产计划进行实施的指示的情况下,判断为能够实施所述修正生产计划。
本发明的另一个方式的工业用需求响应实现方法可以包含:从在工业用设施中设置的设备之中,确定能够通过一部分停止或者抑制能力而应对所使用的电力的抑制的第1设备、能够通过对工作的时间进行变更而应对所使用的电力的抑制的第2设备;对所述第1设备能够抑制的所述电力的第1可抑制量以及所述第2设备能够抑制的所述电力的第2可抑制量进行计算;基于所述第1及第2可抑制量,判断是否能够抑制由来自电力供应商的抑制请求所指定的抑制量的所述电力;以及在根据该判断而判断为能够抑制所指定的所述抑制量的所述电力的情况下,指示为了满足所指定的所述抑制量而需要进行的所述第1设备及第2设备中的至少一者的运转状态的变更。
上述的工业用需求响应实现方法可以还包含:针对是否能够抑制由来自所述电力供应商的抑制请求所指定的抑制量的所述电力,将判断出的结果进行输出。
上述的工业用需求响应实现方法可以还包含:对与变更生产计划相伴的得失进行计算,判断所述生产计划的变更的可否,该生产计划用于使在所述工业用设施中设置的各个所述设备进行工作而生产产品;在判断应该进行所述生产计划的变更的情况下,判断能够抑制所指定的所述抑制量的所述电力。
本发明的另一个方式的非易失性的由计算机可读取的存储介质可以对在计算机中执行的程序进行存储。所述程序可以包含:从在工业用设施中设置的设备之中,对能够通过一部分停止或者抑制能力而应对所使用的电力的抑制的第1设备、能够通过对工作的时间进行变更而应对所使用的电力的抑制的第2设备进行确定的代码;对所述第1设备能够抑制的所述电力的第1可抑制量以及所述第2设备能够抑制的所述电力的第2可抑制量进行计算的代码;基于所述第1及第2可抑制量,对是否能够抑制由来自电力供应商的抑制请求所指定的抑制量的所述电力进行判断的代码;以及在根据该判断而判断为能够抑制所指定的所述抑制量的所述电力的情况下,对为了满足所指定的所述抑制量而需要进行的所述第1设备及第2设备中的至少一者的运转状态的变更进行指示的代码。
在上述的存储介质中,所述程序可以还包含:对是否能够抑制由来自所述电力供应商的抑制请求所指定的抑制量的所述电力进行判断,将表示判断出的结果的信息进行输出的代码。
在上述的存储介质中,所述程序可以还包含:对与变更生产计划相伴的得失进行计算,判断所述生产计划可否变更的代码,其中,该生产计划用于使在所述工业用设施中设置的所述设备进行工作而生产产品;以及在判断为应该进行所述生产计划的变更的情况下,判断为能够抑制所指定的所述抑制量的所述电力的代码。
发明的效果
根据本发明的一个方式,取得下述效果,即,在具有工业用设施的企业中,能够在抑制对接收到订货的产品的生产造成影响的基础上,判断由工业用需求响应所请求的电力抑制可否实现。
附图说明
图1是表示在利用本发明的实施方式中的工业用需求响应实现系统进行工作的设施中构建的系统的整体的概略结构的图。
图2是表示利用本实施方式的工业用需求响应实现系统进行工作的工业用设施中的设备结构的一个例子的图。
图3是表示在利用本实施方式的工业用需求响应实现系统进行工作的工业用设施中设置的各个设备中的需求响应应对能力一览表的一个例子的图。
图4是表示在利用本实施方式的工业用需求响应实现系统进行工作的工业用设施中设置的设备中的能量消耗特性表的一个例子的图。
图5是表示本实施方式的工业用需求响应实现系统中的第1处理流程的流程图。
图6是表示本实施方式的工业用需求响应实现系统中的第2处理流程的流程图。
图7A是表示在本实施方式的工业用需求响应实现系统中对可否实现进行判断的生产计划的一个例子的图。
图7B是表示在本实施方式的工业用需求响应实现系统中对可否实现进行判断的生产计划的一个例子的图。
图8A是表示在本实施方式的工业用需求响应实现系统中对生产计划进行变更的一个例子的图。
图8B是表示在本实施方式的工业用需求响应实现系统中对生产计划进行变更的一个例子的图。
图8C是表示在本实施方式的工业用需求响应实现系统中对生产计划进行变更的一个例子的图。
图9是表示在本实施方式的工业用需求响应实现系统中对需求响应应对能力一览表进行更新的处理流程的流程图。
图10是表示在本实施方式的工业用需求响应实现系统中将能够抑制的电力值进行显示的一个例子的图。
图11是表示本实施方式的工业用需求响应实现系统所具有的生产计划修正案实施判断系统的概略结构的图。
图12是表示本实施方式的工业用需求响应实现系统所具有的生产计划修正案实施判断系统中的处理流程的流程图。
图13是表示本实施方式的工业用需求响应实现系统中的能量消耗量的计算方法的一个例子的图。
图14是表示本实施方式的工业用需求响应实现系统中的与用益计划的变更相伴的得失的计算处理的一个例子的图。
图15是表示本实施方式的工业用需求响应实现系统中的与生产计划的变更相伴的得失的计算方法的一个例子的图。
图16是表示利用本实施方式的工业用需求响应实现系统进行工作的工业用设施中的风险一览表的一个例子的图。
具体实施方式
下面,参照附图,对本发明的实施方式进行说明。图1是表示在利用本实施方式中的工业用需求响应实现系统进行工作的设施中构建的系统的整体的概略结构的图。本实施方式的工业用需求响应实现系统,是用于通过对在企业内使用的电力进行控制而执行由电力供应商请求的产业用需求响应(iDR)的系统。在图1中示出了具有总公司10及作为产业用设施的生产工厂20的企业1与顾客30、电力供应商40之间的关系、以及在企业1的内部进行动作的各种系统(包含软件系统)与设备之间的关系。在图1中,示出了设置有在生产工厂中生产产品的生产部门和对在各个设备使用的能量进行供给的能量部门的情况。
关于将电力供给至作为消费者的生产工厂20的电力供应商40,可以想到对电力进行发电的发电公司、对电力进行输送的输电公司、对电力进行零售的零售公司等各种方式的经营者,在下面的说明中,为了容易进行说明,不论将电力供给至消费者(生产工厂20)的方式如何,均称为“电力供应商40”。在下面的说明中,在与本实施方式的工业用需求响应实现系统有关的各种信息(数据、信号)的收发中,“电力供应商40”有时指的是该电力供应商40所具有的服务器装置。
在图1中,如上所述,企业1具有总公司10和生产工厂20。总公司10具有接单采购系统11。生产工厂20具有:生产计划制定系统21、生产执行系统22、能量部门23、生产部门24、需求响应(DR)应答判断系统25、以及生产计划修正案实施判断系统26。总公司10既可以设置于与生产工厂20不同的位置,也可以设置于生产工厂20内。有时也可以存在多个生产工厂20,将它们所消耗的电力相加,与电力供应商40交换需求响应的契约。
在总公司10中,由接单采购系统11接受来自顾客30的产品订货。接单采购系统11向生产工厂20指示产品的生产指示,即,应该在指定的交货期之前生产出从顾客30处收到订货的(接单的)产品。此时,接单采购系统11将准备生产的产品的名称、数量、交货期等生产工厂20生产产品时所需的信息发送至生产工厂20所具有的生产计划制定系统21。
生产工厂20基于从总公司10发送来的与顾客30的订货相关的信息,对产品进行生产。在生产工厂20,如果从接单采购系统11发送来与顾客30的订货相关的信息,则首先,生产计划制定系统21基于从接单采购系统11发送来的信息,制定用于对所指示的产品进行生产的生产计划。生产计划制定系统21将产品的生产执行指示与制定出的生产计划的信息一起发送至生产执行系统22。
接下来,生产执行系统22与从生产计划制定系统21发送来的生产计划及执行指示相对应地,向应该对所指定的产品进行生产的生产部门24所具有的生产设备控制系统241发送包含各个生产设备的运转指示在内的生产指示。按照该生产计划,向能量部门23所具有的能量控制系统231发送能量供给计划和其执行指示。然后,生产执行系统22分别从能量控制系统231及生产设备控制系统241,对正在生产产品的中途的阶段(工序的变换)、生产完成等实绩信息进行逐次收集,对生产的执行进行管理。
在能量部门23设置有能量控制系统231和作为能量设备的受配电设备232、能量转换设备233、以及能量蓄积设备234。能量控制系统231基于从生产执行系统22发送来的能量的供给计划,分别对受配电设备232、能量转换设备233以及能量蓄积设备234进行控制,对在生产产品时所需的能量的种类及量向生产部门24的供给进行控制。虽然示出了能量的供给计划是自动创建、自动控制的情况,但也可以一部分由人类创建、控制。
受配电设备232是从电力供应商40买入电能而向在生产工厂20内的各个设备进行配电及供给的设备。受配电设备232与来自能量控制系统231的控制相对应地,将买入的电能供给至生产部门24。受配电设备232也向例如在业务部门、管理部门等生产工厂20内的各种部门中设置的照明、空调等设备供给电能。
能量转换设备233是将除电力以外的能量(下面,称为“非电能”)向生产部门24内进行供给的设备。非电能例如是天然气、重油等燃料、或者通过锅炉燃烧这些燃料而产生的蒸汽、冷热水等的热能等。在能量转换设备233,例如还包含通过由蒸汽驱动涡轮而将蒸汽转换为电力的蒸汽发电机等将非电能转换为电能的设备即私人发电设备。通过能量转换设备233从非电能转换得到的电能也能够经由受配电设备232而供给至生产部门24。
能量蓄积设备234具有下述功能,即,储存能量、并在必要时将所储存的能量供给至需求对象。能量蓄积设备234例如具有蓄电池、蓄热槽等设备。通过将在该能量蓄积设备234储存的能量向生产工厂20内进行供给,由此补充在生产工厂20内使用的能量的不足的量,或者对短时间的大的变动进行抑制。能量蓄积设备234在对能量进行蓄积时,有时也存在将能量以初始的形态进行蓄积的情况,有时也存在转换为力学的、机械的、化学的、热力学的或者电气等各种能量后进行蓄积的情况。
受配电设备232在将电能向生产工厂20内的各个设备进行配电及供给时,如上所述,不仅将从电力供应商40买入的电能进行配电及供给,而且也能够将由能量转换设备233对非电能转换得到的电能、在能量蓄积设备234储存的电能进行配电及供给。此时,受配电设备232也能够将从能量转换设备233、能量蓄积设备234供给的电能附加于从电力供应商40买入的电能而进行配电及供给。即,能够将从电力供应商40购入的电能的量减少,将不足的量的电能利用从能量转换设备233、能量蓄积设备234供给的电能进行补充,对生产工厂20内的各个设备进行配电及供给。
受配电设备232不仅能够从电力供应商40买入电能,而且也能够将由能量转换设备233转换得到的电能、在能量蓄积设备234储存的电能销售(卖电)给电力供应商40。即,受配电设备232也能够将在生产工厂20内的各个设备中使用不完的(剩余的)电能销售(卖电)给电力供应商40。也可以为下述结构,即,向电力供应商40销售(卖电)电能是由与受配电设备232不同的卖电设备(未图示)进行的。
在生产部门24设置有生产设备控制系统241和多个生产设备(生产设备242-1及生产设备242-2)。生产设备控制系统241基于从生产执行系统22发送来的包含向各个生产设备的运转指示在内的生产指示,对在产品的生产中使用的生产设备的运转(工作)进行控制。该生产设备的运转(工作)所需的能量是从能量部门23进行供给的。
生产设备242-1及生产设备242-2是使用从能量部门23供给的电能及非电能对产品进行生产(制造)的设备。即,在生产工厂20,生产设备242-1及生产设备242-2是生产活动的现场,相当于消耗各能量最多的最终消耗者。生产设备例如是下述各种方式的设备:用于对石油、化学试剂等液体状的产品或半成品进行生产的连续生产工序的设备;以及通过机械等对材料(原材料)进行加工而制造部件(半成品)、将部件组装而制造最终产品的分散式生产用的制造设备等。在图1中,示出了在生产部门24内设置有生产设备242-1及生产设备242-2共2个生产设备的情况,但在生产部门24设置的生产设备也可以为1个,或者也可以设置有更多的生产设备。
对于这样的企业1,电力供应商40有时在电力情况紧张等时请求执行工业用需求响应(iDR)。此时,电力供应商40所具有的需求响应(DR)交易服务器41将表示需求响应的请求的DR请求信号、需求响应中的费用信息发送至企业1的总公司10。在该DR请求信号中,可以包含有对在需求响应中电力供应商40所请求的每单位时间的电力的抑制量进行指定的信息。在费用信息中,可以包含有表示由电力供应商40供给的电力的每单位时间的价格的、电力价格的变更计划的信息。例如,可以包含有:每个时间段的电力的单价的信息;在生产工厂20执行需求响应而削减了电力的情况下、即进行了所谓的节能创收的情况下支付的补偿(奖励)的信息;以及由于生产工厂20不执行需求响应而导致的惩罚(处罚)的金额的信息等。
在企业1,由总公司10所具有的接单采购系统11对从电力供应商40发送来的DR请求信号及费用信息进行接收。接单采购系统11将接收到的DR请求信号及费用信息的数据发送至生产工厂20。在生产工厂20,由本实施方式的工业用需求响应实现系统对从接单采购系统11发送来的DR请求信号及费用信息的数据进行接收。本实施方式的工业用需求响应实现系统是包含需求响应应答判断系统25而构成的。在能够对生产计划进行修正以作为需求响应的应对的情况下,包含生产计划修正案实施判断系统26而构成。在下面的说明中,对本实施方式的工业用需求响应实现系统包含需求响应应答判断系统25和生产计划修正案实施判断系统26这两者而构成的情况进行说明。
本实施方式的工业用需求响应实现系统是如下系统,即,在从电力供应商40发来工业用需求响应(iDR)的请求的情况下,判断是否能够实现所请求的需求响应、即是否接受(承诺)由电力供应商40请求的需求响应的请求。本实施方式的工业用需求响应实现系统也可以为如下系统,即,进一步地与该判断结果相匹配地,向电力供应商40进行回答,并且将执行应对需求响应的处理的指示发送至例如生产执行系统22。
更具体地说,工业用需求响应实现系统基于从接单采购系统11发送来的DR请求信号及费用信息的数据,判断是否能够实现与DR请求信号相对应的需求响应、即是否接受(承诺)由电力供应商40请求的需求响应的请求。
在图1中示出了下述情况,即,在本实施方式的工业用需求响应实现系统中包含的需求响应应答判断系统25及生产计划修正案实施判断系统26是独立于生产工厂20内的其他系统而配置的。但是,本实施方式的工业用需求响应实现系统的结构不限定于图1所示的结构。例如,也可以为下述结构,即,需求响应应答判断系统25的功能、生产计划修正案实施判断系统26的功能作为插件类软件、宏程序的功能而安装(追加)于在生产计划制定系统21中进行动作的用于对生产计划进行制定的应用软件中,并在生产计划制定系统21内进行动作。此时,对需求响应应答判断系统25的功能、生产计划修正案实施判断系统26的功能进行执行的插件类软件、宏程序也可以记录于能够由在企业1设置的各个系统进行读取的记录介质中而进行提供。
在工业用需求响应实现系统中的需求响应可否实现的判断中,首先,需求响应应答判断系统25判断仅通过对生产工厂20内的各个设备的运转状态进行变更是否能够实现需求响应。关于该判断的结果,在判断为仅通过对各个设备的运转状态进行变更无法实现需求响应的情况下,判断通过对当前的生产计划进行变更是否能够实现需求响应。此时,在工业用需求响应实现系统中,生产计划修正案实施判断系统26对与变更生产计划相伴的生产工厂20的得失进行计算,判断变更后的生产计划可否实施。工业用需求响应实现系统将判断出的结果发送至接单采购系统11。此时,工业用需求响应实现系统将能够与需求响应相对应地进行抑制的电力的量(抑制量)的信息也发送至接单采购系统11。
接单采购系统11基于从在工业用需求响应实现系统中包含的需求响应应答判断系统25发送来的、需求响应可否实现的判断结果以及电力的抑制量的信息,将针对从电力供应商40发送来的DR请求信号的、DR应答信号和需求信息发送至电力供应商40的需求响应交易服务器41。在该DR应答信号中,包含有表示是否接受(承诺)所请求的需求响应的判断结果的信息。在需求信息中,包含有能够与需求响应的请求相对应地进行削减的电力的抑制量、能够对电力进行抑制的时间段等信息。
关于DR应答信号、需求信息等,不限定于从接单采购系统11发送至电力供应商40的需求响应交易服务器41的结构,例如,也可以为如下结构,即,从需求响应应答判断系统25等工业用需求信息实现系统直接或者经由某一种系统而发送至电力供应商40的需求响应交易服务器41。在该结构的情况下,将下面说明中的接单采购系统11改称为电力供应商40。
下面,进一步详细地说明本实施方式的工业用需求响应实现系统。首先,对利用本实施方式的工业用需求响应实现系统进行工作的生产工厂20内的设备的一个例子进行说明。图2是表示利用本实施方式的工业用需求响应实现系统进行工作的工业用设施中的设备结构的一个例子的图。在图2中,一并示出了在图1所示的生产工厂20内设置的各个设备和对各个设备供给电能和非电能的能量部门23。
生产设备242-1~生产设备242-3是设置于生产部门24而使用从能量部门23供给的电能和非电能对产品进行生产(制造)的设备。更具体地说,生产设备242-1是对原材料进行加工而制造产品A或产品B的制造设备。生产设备242-2是对原材料进行加工而制造用于产品C的制造的中间产品C1的制造设备。生产设备242-3是对中间产品C1进行加工而制造产品C的制造设备。在生产设备242-2和生产设备242-3之间,设置有例如储存箱等储存设备(未图示),该储存设备在生产设备242-3为了制造产品C而进行加工之前对由生产设备242-2制造出的中间产品C1进行储存。
照明设备243-1及照明设备243-2是使用从能量部门23供给的电能进行点灯的、在生产工厂20内设置的照明设备。空调设备244-1及空调设备244-2是使用从能量部门23供给的电能进行工作的、在生产工厂20内设置的空调设备。在照明设备243-1、照明设备243-2、空调设备244-1、以及空调设备244-2,也包含与生产工厂20中的产品的生产无直接关系的设备。与产品的生产无直接关系的设备在短期间内能够一部分停止或者抑制能力地进行工作,而不会对生产工厂20的作业造成影响。在下面的说明中,照明设备243-2及空调设备244-2是作为能够一部分停止或者抑制能力地进行工作的设备而进行说明的。
图3是表示在利用本实施方式的工业用需求响应实现系统进行工作的工业用设施中设置的各个设备中的需求响应应对能力一览表的一个例子的图。需求响应应对能力一览表是分别针对每个设备而将在工作时使用的电力和应对需求响应时的条件汇总的表。
在图3所示的需求响应应对能力一览表中,在“名称”一栏,示出了在生产工厂20内设置的各个设备的名称。
在需求响应应对能力一览表中,在“始终应对设备”一栏,示出了与始终能够通过一部分停止或者抑制能力而对需求响应的请求进行应对的设备相关的信息。更具体地说,在“始终应对设备”一栏示出了下述信息:为了应对需求响应而进行控制、即抑制电力时的“优先级”;以及表示直至能够应对需求响应为止的时间的“应对时间(分钟)”。
在需求响应应对能力一览表中,在“需要变更生产计划的设备”一栏,示出了与能够通过对生产计划进行变更而对需求响应的请求进行应对的设备相关的信息。该“需要变更生产计划的设备”一栏根据对生产计划进行变更的方法,被划分为“时间可移动设备”和“需要改编工序的设备”。“时间可移动设备”一栏所示的设备例如是如下设备,即,具有储存箱等储存设备,能够通过在对生产产品的前后的工序不造成影响的范围对运转的时间进行变更(移动)而应对需求响应。因此,在“时间可移动设备”一栏示出了下述信息:“应对时间(分钟)”,其表示直至能够应对需求响应为止的时间;“计划启动时间(分钟)”,其表示直至当前的生产计划所预定的启动为止的时间;“最大延迟时间(分钟)”,其表示能够使该设备的启动延迟的最大时间。该时间可移动设备无法对生产产品的顺序(时间)、所生产的产品的种类(品种)进行改编,但与“需要改编工序的设备”一栏所示的设备相比能够容易地应对需求响应。在“需要改编工序的设备”一栏所示的设备是能够通过对生产产品时的顺序(时间)、所生产的产品的种类(品种)进行改编而应对需求响应的设备。在“需要改编工序的设备”一栏,示出了“勾选”标志,该“勾选”标志表示该设备是能够对生产产品时的顺序(时间)、该产品的种类(品种)进行改编的需要改编工序的设备。该需要改编工序的设备无法通过移动进行运转(工作)的时间段而容易地应对需求响应,但通过对生产产品的顺序(时间)、种类(品种)进行改编而对生产计划进行变更,因此与时间可移动设备相比能够应对大规模或者长时间的需求响应。
在需求响应应对能力一览表中,在“工作时电力消耗(MW)”一栏,示出了各个设备在工作时消耗的电力的信息。该“工作时电力消耗(MW)”一栏根据各个设备的运转状态,分别被划分为“正常消耗”、“最小消耗”、“最大消耗”、以及“当前消耗”。在“正常消耗”一栏,示出各个设备在通常的工作中消耗的电力,该电力的消耗量相当于生产产品的各个工序的电力消耗的平均值。在“最小消耗”一栏及“最大消耗”一栏,示出在各个设备消耗的最小或者最大的电力,该电力的消耗量分别相当于在对产品进行生产时最不消耗电力的运转状态的电力消耗、或者最消耗电力的运转状态的电力消耗。在“当前消耗”一栏,示出了在当前的运转状态下消耗的电能。因此,根据当前执行的运转状态,例如,如生产设备242-2,在“当前消耗”一栏所示的电力的消耗量比在“正常消耗”一栏所示的电力的消耗量大。
例如,在图3所示的需求响应应对能力一览表中,生产设备242-1是能够通过对所产生的产品或者半成品的种类(品种)和其生产的顺序(时间)、生产量等进行变更而对需求响应进行应对的设备。例如,取代产品A而对产品B进行生产、或者对在产品C之后制造产品D的顺序变为相反的顺序、或者一次预制多个产品,由此对需求响应进行应对。在需求响应应对能力一览表中示出下述情况,即,通过以对由生产设备242-1制造的产品的种类进行改编的方式进行控制,从而能够对正常为1.5(MW)、最小为0.5(MW)、最大为2.2(MV)的电力进行抑制。在下面的说明中,将“对所产生的产品或者半成品的种类(品种)、其生产的顺序(时间)、生产量等进行变更”称为“改编工序”。
例如,在图3所示的需求响应应对能力一览表中,生产设备242-2是通过对生产产品时的工序进行改编,即,例如将制造出的中间产品C1储存至储存箱等而对需求响应进行应对,不会影响到对中间产品C1进行加工而制造产品C的生产设备242-3的设备。在需求响应应对能力一览表中示出下述情况,通过以对生产设备242-2的生产工序进行改编的方式进行控制,能够对正常为3.5(MW)、最小为0.1(MW)、最大为4.5(MV)的电力进行抑制。
例如,在图3所示的需求响应应对能力一览表中,生产设备242-3是能够通过将启动的时间进行移动、即延迟启动的时间而对需求响应进行应对的设备。在需求响应应对能力一览表中示出,生产设备242-3能够从210(分钟)后对需求响应进行应对,通过将当前的生产计划中的从220(分钟)后进行启动的预定变更为最大的300(分钟)后进行启动,即,将开始启动的时间最大程度地延迟,由此能够在90(分钟)的期间进行应对需求响应的电力的抑制。此时的电力的抑制量始终示出为0.9(MW)。
例如,在图3所示的需求响应应对能力一览表中示出,照明设备243-2是能够始终对需求响应的请求进行应对的设备,在以应对需求响应的方式而进行控制时,能够在3(分钟)后变更为应对需求响应的运转状态,即,能够一部分停止或者抑制能力。此时的电力的抑制量示出为,始终能够抑制0.2(MW)的电力。在应对时间(分钟)=3(分钟)中,包含例如在将照明设备243-2以应对需求响应的方式进行控制时向正在利用照明设备243-2的部门进行广播等所需的时间。在图3所示的需求响应应对能力一览表中,照明设备243-2和空调设备244-2都是能够始终对需求响应的请求进行应对的设备,但在需求响应应对能力一览表的“优先级”一栏,照明设备243-2在以应对需求响应的方式进行控制时的优先级高。因此,在由需求响应所请求的抑制量的电力的抑制能够通过对优先级高的照明设备243-2进行控制而实现的情况下,也可以不对优先级低的空调设备244-2以应对需求响应的方式进行控制。
例如,在图3所示的需求响应应对能力一览表中,照明设备243-1和空调设备244-1都不属于任何项目。这表示照明设备243-1及空调设备244-1是无法应对需求响应的设备。
在生产工厂20设置的各个设备根据需求响应应对能力一览表,被划分为始终应对设备、时间可移动设备、需要改编工序的设备、或者其他设备中的任一者,在需求响应应对能力一览表中示出各个设备在应对需求响应时能够抑制的电力。需求响应应对能力一览表是在判断是否接受由电力供应商40请求的需求响应时由工业用需求响应实现系统进行参照的。即,工业用需求响应实现系统通过参照需求响应应对能力一览表,从而确定在应对需求响应时进行抑制的设备,能够分别针对每个设备而计算出能够抑制的电力的值。
例如,考虑由电力供应商40请求从10分钟后开始在30分钟的期间抑制0.5MW的电力的需求响应的情况。在该情况下,工业用需求响应实现系统通过参照图3所示的需求响应应对能力一览表,对电力的抑制量进行计算,从而可知,通过将照明设备243-2及空调设备244-2停止,能够实现将由照明设备243-2消耗的0.2(MW)和由空调设备244-2消耗的0.6(MW)合计的0.8(MW)的电力的抑制。
例如,考虑由电力供应商40请求从240分钟后开始在30分钟的期间抑制1.5MW的电力的需求响应的情况。在该情况下,工业用需求响应实现系统通过参照图3所示的需求响应应对能力一览表,对电力的抑制量进行计算,从而可知,通过将开始启动生产设备242-3的时间延迟50分钟,能够实现0.9(MW)的电力的抑制。可知,工业用需求响应实现系统能够实现将由生产设备242-3消耗的电力的抑制量和由照明设备243-2及空调设备244-2消耗的电力的抑制量合计的1.7(MW)的电力的抑制。
例如,考虑由电力供应商40请求从600分钟后开始在1个小时的期间抑制2.0MW的电力的需求响应的情况。在该情况下,工业用需求响应实现系统通过参照图3所示的需求响应应对能力一览表,从而可知,如果“需要改编工序的设备”一栏所示的设备不进行工序的改编,则无法应对需求响应,即,需要进行生产计划的变更。
需求响应应对能力一览表例如由需求响应应答判断系统25定期地进行更新,由此被维护为始终示出最新的信息。此时,“时间可移动设备”一栏及“需要改编工序的设备”一栏所示的各个信息例如基于从生产执行系统22、能量控制系统231、生产设备控制系统241定期地(例如每隔1分钟等)收集的信息而进行更新。根据生产设备,可以采用固定的设定,以使得始终示出在“需要改编工序的设备”一栏。根据生产设备,也可以在停止运转之后确保充分的停止期间,从而始终示出在“时间可移动设备”一栏。需求响应应对能力一览表也可以1对1地与在生产工厂20设置的全部设备相对应,但也可以仅局限于与消耗大量电力的设备相关的信息,或者在消耗大量电力的一个设备是由多个装置、仪器所构成的情况下,按照该装置、仪器的单位进行分解而分级管理与设备相关的信息。关于需求响应应答判断系统25对需求响应应对能力一览表进行更新的动作的详细的说明在后面进行叙述。
图4是表示在利用本实施方式的工业用需求响应实现系统进行工作的工业用设施中设置的设备中的能量消耗特性表的一个例子的图。能量消耗特性表是分别针对每个工序而将生产设备生产产品时所需的时间、下一个进行的工序、以及能量消耗量进行汇总的表。在图4中示出了图2所示的生产设备242-1的能量消耗特性表的一个例子。
在图4所示的能量消耗特性表中,在“运转状态”一栏,示出了生产设备242-1制造产品时的各个工序的名称。
在能量消耗特性表中,在“工作时间(分钟)”一栏,示出了各个工序中的工作时间。
在能量消耗特性表中,在“下一个工序”一栏,示出了在各个工序结束之后执行的下一个工序。
在能量消耗特性表中,在“能量消耗量”一栏,示出了在各个工序中使用的能量的消耗量。生产设备242-1是使用电力和作为非电能的蒸汽的生产设备,因此在能量消耗特性表中,示出了各个能量的消耗特性。更具体地说,分别在“电能Ee(MWh/h)”一栏示出了电能Ee的每单位时间的消耗量(电力),在“蒸汽能Es(GJ/h)”一栏示出了作为非电能的蒸汽能Es的每单位时间的消耗量。关于蒸汽能Es的消耗量,在“蒸汽能Es(MWh/h)”一栏示出了将蒸汽换算为电能时的每单位时间的消耗量。
各个能量消耗量存在与时间经过成正比的情况、与生产量(处理量)成正比的情况,但在能量消耗特性表中,通过计算式对这些情况进行表示。因此,在能量消耗特性表的“备注”一栏,示出了在能量消耗量的计算式中包含的变量所表示的意思和单位。在图4所示的能量消耗特性表中,将电能Ee及蒸汽能Es的单位设为(MWh/h)。这是为了表示每单位时间(h)的电能的量(MWh)、即需求响应所关注的电力(MW)。
例如,在图4所示的能量消耗特性表中,开始启动(Start up)示出为,该运转状态所需的时间为10(分钟),下一个工序为准备中(Stand by),在该运转状态下每单位时间使用0.05(MWh/h)的固定的电能Ee和随着时间的经过而增加的18+54t(GJ/h)=5+15t(MWh/h)的蒸汽能Es。在这里示出,“变量t”为时间(分钟),在开始启动(Start up)的运转状态下蒸汽能每分钟以54(GJ/h)=15(MWh/h)的比例进行增大。即,在开始启动(Start up)的运转状态下示出为,最初消耗18(GJ/h)=5(MWh/h)的蒸汽能,在10分钟后消耗558(GJ/h)=155(MWh/h)的蒸汽能。
例如,在图4所示的能量消耗特性表中,制造产品B(Operation B)示出为,该运转状态所需的时间为455(分钟),下一个工序为搬出(Carry out),在该运转状态下每单位时间使用35P+0.05(MWh/h)的电能Ee和234P+684(GJ/h)=65P+190(MWh/h)的蒸汽能Es。“变量P”为生产量(吨),因此在制造产品B(Operation B)的运转状态下示出为,例如,在制造10吨的产品B的情况下,每单位时间使用350.05(MWh/h)的电能Ee,每单位时间使用3024(GJ/h)=840(MWh/h)的蒸汽能Es。
针对在生产工厂20设置的各个设备,通过能量消耗特性表,示出了它们在每个运转状态下分别消耗的能量。能量消耗特性表是对在接受了由电力供应商40请求的需求响应的情况下能够抑制的电力进行计算时由工业用需求响应实现系统进行参照的。即,工业用需求响应实现系统通过参照能量消耗特性表,从而能够针对每个运转状态而计算出各个设备在应对需求响应时能够抑制的能量的量。
能量消耗特性表是基于从生产执行系统22、生产设备控制系统241定期地(例如,每隔1分钟等)收集的信息而以生产工厂20中的能量管理为目的进行创建、更新的表,例如,由生产工厂20所具有的能量管理系统进行创建。但是,也可以为例如由需求响应应答判断系统25、生产计划修正案实施判断系统26创建、更新能量消耗特性表的结构。此时,能量消耗特性表既可以是针对在生产工厂20设置的每个设备而分别创建的,也可以是以例如在生产工厂20设置的设施、制造线等预定的设备为单位地创建的。在利用同一生产设备对不同品种的产品进行生产的情况下,在由于每个品种之间能量消耗特性差异大等理由而需要进行区别时,也可以将该生产设备处的各个工序细分化,按照生产的产品的每个品种而创建能量消耗特性表。
在需求响应应答判断系统25、生产计划修正案实施判断系统26对能量消耗特性表进行更新的情况下,在能量消耗特性表所示的电能Ee、蒸汽能Es的数值、或者通过它们的计算式导出的推定值与各个设备中的实际的能量消耗量、即能量消耗量的实绩值之间的差较大而超过了预定的阈值等时,例如也可以向生产工厂20的管理者发出警告,对能量消耗的计算式进行变更。需求响应应答判断系统25、生产计划修正案实施判断系统26也可以基于实绩值对能量消耗的计算式进行更新。
下面,对本实施方式的工业用需求响应实现系统的动作进行说明。如上所述,工业用需求响应实现系统首先判断仅通过对生产工厂20内的各个设备的运转状态进行变更是否能够实现需求响应,在判断为仅通过对各个设备的运转状态进行变更无法实现需求响应的情况下,判断通过对当前的生产计划进行变更是否能够实现需求响应。
<第1处理流程>
图5是表示本实施方式的工业用需求响应实现系统中的第1处理流程的流程图。在工业用需求响应实现系统中,如果存在来自电力供应商40的需求响应的请求,从接单采购系统11发送来DR请求信号及费用信息的数据,则开始图5所示的第1处理流程所涉及的需求响应可否实现的判断处理(下面,称为“第1需求响应可否实现判断处理”)。
在第1需求响应可否实现判断处理中,首先,需求响应应答判断系统25对在从接单采购系统11发送来的DR请求信号中包含的电力的抑制量的信息进行确认。需求响应应答判断系统25参照如图3所示的需求响应应对能力一览表,针对所请求的电力的抑制,判断仅通过对在生产工厂20内设置的始终应对设备的运转状态进行变更是否能够实现需求响应(步骤S100)。
需求响应应对能力一览表如上所述,例如由需求响应应答判断系统25定期地进行更新,由此被更新(维护)为始终示出最新的信息。此时,需求响应应答判断系统25通过对例如生产执行系统22、能量控制系统231、生产设备控制系统241进行访问,从而取得生产设备执行中或者准备执行的预定的动作程序、控制参数的信息,对“时间可移动设备”一栏、“需要改编工序的设备”一栏所示的信息进行更新。关于需求响应应答判断系统25对需求响应应对能力一览表进行更新的动作的详细的说明在后面进行叙述。
在根据步骤S100的判断,判断为仅通过对始终应对设备的运转状态进行变更能够实现需求响应的情况下(步骤S100的“YES”),需求响应应答判断系统25向对始终应对设备进行管理的系统(未图示),指示将始终应对设备从指定时刻起在指定时间内停止或者进行能力抑制(步骤S110)。接下来,需求响应应答判断系统25将表示接受(承诺)需求响应的请求的信息和能够与需求响应相对应地进行抑制的电力的抑制量的信息发送至接单采购系统11(步骤S120)。
通过该步骤S110~步骤S120的处理,例如,在指示了图3的需求响应应对能力一览表所示的照明设备243-2及空调设备244-2的停止的情况下,对始终应对设备进行管理的系统(未图示)从指定时刻起在指定时间内,将照明设备243-2及空调设备244-2停止或者进行能力抑制。但是,在与指定时刻相比的应对时间(分钟)=3分钟之前,开始进行向正在利用始终应对设备的部门进行广播的播放等所需的准备。由此,能够抑制将由照明设备243-2消耗的0.2(MW)和由空调设备244-2消耗的0.6(MW)合计的0.8(MW)的电力。需求响应应答判断系统25将表示接受(承诺)需求响应的请求的信息和表示抑制0.8(MW)的电力的信息发送至接单采购系统11。由此,接单采购系统11基于从需求响应应答判断系统25发送来的信息,将表示接受(承诺)所请求的需求响应的DR应答信号和表示抑制0.8(MW)的电力的需求信息发送至电力供应商40的需求响应交易服务器41。
如果仅通过对始终应对设备的运转状态进行变更能够实现所请求的需求响应,则与在生产工厂20中生产的产品的品质、交货期相关的风险最小。
另一方面,在根据步骤S100的判断,判断为仅通过对始终应对设备的运转状态进行变更无法实现需求响应的情况下(步骤S100的“NO”),需求响应应答判断系统25判断通过在始终应对设备的运转状态的变更的基础上,执行将时间可移动设备工作的时间段进行移动的生产计划的变更是否能够实现需求响应(步骤S130)。
在根据步骤S130的判断,判断为通过始终应对设备的运转状态的变更、时间可移动设备的工作时间的移动能够实现需求响应的情况下(步骤S130的“YES”),需求响应应答判断系统25例如向生产执行系统22输出将时间可移动设备的工作时间进行移动(延迟)的指示。此时,需求响应应答判断系统25还向生产执行系统22一并输出将时间可移动设备的工作进行延迟的时间的信息(步骤S140)。需求响应应答判断系统25在步骤S110中向始终应对设备输出从指定时刻起的指定时间的停止或者能力抑制的指示,在接下来的步骤S120中,将表示接受(承诺)需求响应的请求的信息和能够与需求响应相对应地进行抑制的电力的抑制量的信息发送至接单采购系统11。
通过该步骤S140的处理,例如,在输出了将图3的需求响应应对能力一览表所示的生产设备242-3的工作时间移动(延迟)最大延迟时间(分钟)=300(分钟)的指示的情况下,生产执行系统22将生产设备242-3工作的时间段延迟300(分钟)。即,生产执行系统22使向能量部门23所具有的能量控制系统231进行发送的能量供给指示、向生产部门24所具有的生产设备控制系统241进行发送的生产指示延迟300(分钟)。通过步骤S110~步骤S120的处理,对始终应对设备进行管理的系统(未图示)在应对时间(分钟)=3(分钟)后将照明设备243-2及空调设备244-2停止。由此,能够抑制将由生产设备242-3消耗的0.9(MW)和由照明设备243-2及空调设备244-2消耗的0.8(MW)合计的1.7(MW)的电力。需求响应应答判断系统25将表示接受(承诺)需求响应的请求的信息和表示抑制1.7(MW)的电力的信息发送至接单采购系统11。由此,接单采购系统11基于从需求响应应答判断系统25发送来的信息,将表示接受(承诺)所请求的需求响应的DR应答信号和表示抑制1.7(MW)的电力的需求信息发送至电力供应商40的需求响应交易服务器41。
在通过对生产计划进行变更而实现所请求的需求响应的情况下,与仅通过始终应对设备实现所请求的需求响应的情况相比,与在生产工厂20中生产的产品的品质、交货期相关的风险变大。但是,在生产计划的变更之中,将时间可移动设备工作的时间段进行移动这种生产计划的变更与改编工序这种生产计划的变更相比风险大幅地变小。
在进行了如将时间可移动设备工作的时间段进行移动这种生产计划的变更的情况下,需求响应应答判断系统25也可以使用需求响应应对能力一览表进行更新管理,以使得同一时间可移动设备工作的时间段不会进一步移动。在该情况下,例如,可以使在图3所示的需求响应应对能力一览表的“时间可移动设备”一栏内不示出“OK”标志,也可以将状态固定(锁定),赋予表示从步骤S130的处理中的判断对象中排除(除去)的新的“勾选”标志。通过不示出“OK”标志、或者将状态固定(锁定)而变更为工作的时间段不会进一步移动的时间可移动设备在该时间可移动设备的该时间段的运转结束之后,恢复至初始的状态。但是,如果考虑紧急情况,则也可以具有下述机制,即,生产工厂20的管理者能够立即将变更为工作的时间段不会进一步移动的时间可移动设备恢复至初始的状态。
另一方面,在根据步骤S130的判断,判断为通过始终应对设备的运转状态的变更、时间可移动设备的工作时间的移动无法实现需求响应的情况下(步骤S130的“NO”),需求响应应答判断系统25对是否能够进行生产计划的变更进行确认(步骤S150)。更具体地说,对在图3的需求响应应对能力一览表的“需要改编工序的设备”一栏是否存在示出有“勾选”标志的生产设备进行确认,该“勾选”标志表示该生产设备是能够对所生产的产品或者半成品的种类(品种)、其生产的顺序(时间)、生产量等进行变更、即能够对工序进行改编的设备。
需求响应应答判断系统25在通过步骤S150的确认而确认到存在能够进行生产计划的变更的、即在“需要改编工序的设备”一栏示出有“勾选”标志的生产设备的情况下(步骤S150的“YES”),向例如生产计划制定系统21指示对生产产品时的工序、所生产的产品的种类进行改编的生产计划的制定。
根据从需求响应应答判断系统25输出的、对生产产品时的工序、所生产的产品的种类进行改编的生产计划的制定的指示,生产计划制定系统21参照如图4所示的能量消耗特性表,制定对当前的生产计划进行修正的新的生产计划(下面,称为“修正生产计划”)。生产计划制定系统21将制定出的修正生产计划输出至生产计划修正案实施判断系统26。生产计划修正案实施判断系统26基于从接单采购系统11发送来的费用信息的数据,对实施从生产计划制定系统21输出的修正生产计划的情况下的得失进行计算,基于计算出的得失的信息,判断修正生产计划是否为应该实施的生产计划。生产计划修正案实施判断系统26将针对修正生产计划的判断结果经由生产计划制定系统21而输出至需求响应应答判断系统25。关于生产计划修正案实施判断系统26的结构及动作的详细的说明在后面进行叙述。
然后,需求响应应答判断系统25对针对经由生产计划制定系统21从生产计划修正案实施判断系统26输出的修正生产计划的判断结果是否为满足预定的条件的生产计划进行确认,即,对是否为能够在生产工厂20中采用的生产计划进行确认,由此判断通过对生产产品时的工序、所生产的产品的种类进行改编的生产计划的变更是否能够实现需求响应(步骤S160)。
在根据步骤S160的判断,判断为通过生产计划的变更能够实现需求响应的情况下(步骤S160的“YES”),需求响应应答判断系统25例如经由生产计划制定系统21而向生产执行系统22输出基于修正生产计划对产品进行生产的指示,即,将当前的生产计划向修正生产计划进行变更的指示(步骤S170)。需求响应应答判断系统25在步骤S110中向始终应对设备输出停止的指示,在接下来的步骤S120中,将表示接受(承诺)需求响应的请求的信息和能够与需求响应相对应地进行抑制的电力的抑制量的信息发送至接单采购系统11。
另一方面,在根据步骤S150的判断,判断为无法进行生产计划的变更的情况下(步骤S150的“NO”),或者在根据步骤S160的判断,判断为通过生产计划的变更无法实现需求响应的情况下(步骤S160的“NO”),需求响应应答判断系统25中的第1需求响应可否实现判断处理进入至步骤S180。在步骤S180的处理中,需求响应应答判断系统25将表示无法接受需求响应的请求的信息、即拒绝需求响应的请求的信息发送至接单采购系统11。由此,接单采购系统11基于从需求响应应答判断系统25发送来的信息,将表示无法接受所请求的需求响应的请求的DR应答信号发送至电力供应商40的需求响应交易服务器41。
在第1需求响应可否实现判断处理的步骤S180的处理中,需求响应应答判断系统25也可以将不进行生产计划的变更的情况下能够抑制的电力的抑制量的信息发送至接单采购系统11,表示虽然无法完全应对需求响应的请求,但能够抑制所请求的电力的抑制量的一部分。例如,需求响应应答判断系统25也可以基于图3的需求响应应对能力一览表,将表示通过将照明设备243-2及空调设备244-2停止能够抑制0.8(MW)的电力、通过将生产设备242-3的工作时间进行移动(延迟)能够抑制0.9(MW)的电力的信息发送至接单采购系统11。即,需求响应应答判断系统25也可以经由接单采购系统11将表示能够抑制0.8(MW)的电力、或者还能够进一步抑制0.9(MW)的电力的需求信息发送至电力供应商40的需求响应交易服务器41。
在图3所示的需求响应应对能力一览表中,示出了在生产设备242-3、照明设备243-2、以及空调设备244-2处“正常消耗”、“最小消耗”、“最大消耗”、以及“当前消耗”的各栏的信息为相同值的情况,但各个设备中的电力的消耗量也存在按照正常、最小、最大、当前的项目而不同的情况。因此,在将表示能够抑制所请求的电力的抑制量的一部分的信息向接单采购系统11进行发送的情况下,例如,也可以将使用“最小消耗”一栏的信息计算出的电力的消耗量的信息进行发送。这是因为“最小消耗”一栏的信息是表示在各个设备中最低限度消耗的电力的消耗量的信息。在这里,说明了将使用“最小消耗”一栏的信息计算出的电力的消耗量的信息进行发送的情况,但也可以使用其他项目的信息而计算能够抑制的电力的消耗量。在该情况下,只要将表示该电力的消耗量是使用哪个项目的信息计算出的值的信息也发送至接单采购系统11即可。
这样,在工业用需求响应实现系统中的第1需求响应可否实现判断处理中,参照需求响应应对能力一览表,判断仅通过对在生产工厂20内设置的始终应对设备的运转状态进行变更是否能够实现所请求的需求响应。在判断为仅通过对在生产工厂20内设置的始终应对设备的运转状态进行变更无法实现需求响应的情况下,判断对针对时间可移动设备的生产计划进行变更、或者进一步对针对需要改编工序的设备的生产计划进行变更是否能够实现所请求的需求响应。即,在工业用需求响应实现系统中的第1需求响应可否实现判断处理中,考虑与在生产工厂20中生产的产品的品质、交货期相关的风险、与生产计划的变更相伴的风险,判断是否应该实施所请求的需求响应。
在图5所示的第1需求响应可否实现判断处理中,说明了下述处理流程,即,在将与判断出的结果相对应的指示输出至相对应的设备、生产计划制定系统21之后,将表示接受(承诺)需求响应的请求的信息和能够与需求响应相对应地进行抑制的电力的抑制量的信息发送至接单采购系统11。但是,指示向设备、生产计划制定系统21的输出、信息向接单采购系统11的发送也可以为相反的顺序。即,也可以为下述处理流程,即,在将表示接受(承诺)需求响应的请求的信息和能够与需求响应相对应地进行抑制的电力的抑制量的信息发送至接单采购系统11之后,将与判断出的结果相对应的指示输出至相对应的设备、生产计划制定系统21。
在图5所示的第1需求响应可否实现判断处理中,说明了关注于是否能够实现所请求的需求响应而进行处理的情况。但是,在从电力供应商40发送来的需求响应的请求中,指定有对电力进行抑制的时间。因此,在工业用需求响应实现系统中的需求响应可否实现的判断处理中,在电力的抑制量的基础上,还需要考虑时间。
<第2处理流程>
图6是表示本实施方式的工业用需求响应实现系统中的第2处理流程的流程图。在工业用需求响应实现系统中,如果存在来自电力供应商40的需求响应的请求,从接单采购系统11发送来DR请求信号及费用信息的数据,则取得由需求响应的请求所指定的时间的信息,开始图6所示的第2处理流程所涉及的需求响应可否实现的判断处理(下面,称为“第2需求响应可否实现判断处理”)。
在第2需求响应可否实现判断处理中,首先,需求响应应答判断系统25取得在从接单采购系统11发送来的DR请求信号中包含的电力的抑制量的信息和对电力的抑制指定的时刻(下面,称为“DR指定时刻”),将该时刻与当前的时刻的差值设为指定时间X。需求响应应答判断系统25从如图3所示的需求响应应对能力一览表取得各个设备能够应对需求响应的时间(“应对时间(分钟)一栏的信息”),将为了应对需求响应至少需要确保的时间设为可应对时间A。需求响应应答判断系统25将制定新的生产计划(修正生产计划)的情况下所需的时间设为生产计划制定时间B。需求响应应答判断系统25将可应对时间A以及生产计划制定时间B与指定时间X进行比较(步骤S200)。
根据步骤S200的判断,指定时间X比最早能够应对需求响应的设备(在图3所示的需求响应应对能力一览表中,在“始终应对设备”一栏示出的设备)的可应对时间A短(指定时间X<可应对时间A)的情况下,进入至步骤S210。可应对时间A是加上了与向需求响应的应对相关的计算机的处理时间、各个设备成为应对需求响应的运转状态为止所需的最大时间而得到的时间,例如,在可应对时间A还包含有为了向正在利用始终应对设备的部门进行广播等所需的时间。在步骤S210的处理中,需求响应应答判断系统25将表示由于在指定时间X以内没有能够实现需求响应的设备因此无法接受需求响应的请求的、即拒绝需求响应的请求的信息发送至接单采购系统11。由此,接单采购系统11基于从需求响应应答判断系统25发送来的信息,将表示无法接受所请求的需求响应的请求的DR应答信号发送至电力供应商40的需求响应交易服务器41。
在第2需求响应可否实现判断处理的步骤S210的处理中,需求响应应答判断系统25也可以将最早能够应对需求响应的时刻以及能够抑制的电量的抑制量的信息发送至接单采购系统11,表示虽然在指定时间以内无法应对需求响应的请求,但能够应对所请求的电力的抑制。例如,需求响应应答判断系统25也可以基于图3的需求响应应对能力一览表,将表示如果在3(分钟)后则能够通过将始终应对设备停止或者进行能力抑制而抑制0.8(MW)的电力、如果在210(分钟)后则能够通过将时间可移动设备的工作时间进行移动(延迟)而进一步抑制0.9(MW)的电力的信息发送至接单采购系统11。即,需求响应应答判断系统25也可以经由接单采购系统11将表示如果在3(分钟)后则能够抑制0.8(MW)的电力、如果在210(分钟)后则能够进一步抑制0.9(MW)的电力的需求信息发送至电力供应商40的需求响应交易服务器41。
在根据步骤S200的判断,指定时间X大于或等于可应对时间A、且比在假设对修正生产计划进行制定的情况下所需的生产计划制定时间B短(可应对时间A≤指定时间X<生产计划制定时间B)的情况下,进入至步骤S220。在步骤S220的处理中,需求响应应答判断系统25判断时间可移动设备是否能够符合在指定时间X后的需求响应,即,判断通过将时间可移动设备工作的时间段进行移动的生产计划的变更是否能够实现需求响应(步骤S220)。
在根据步骤S220的判断,判断为时间可移动设备能够符合在指定时间X后的需求响应的情况下(步骤S220的“YES”),需求响应应答判断系统25例如向生产执行系统22输出将时间可移动设备的工作时间进行移动(延迟)的指示。此时,需求响应应答判断系统25还向生产执行系统22一并输出将时间可移动设备的工作进行延迟的时间的信息(步骤S221)。需求响应应答判断系统25中的第2需求响应可否实现判断处理进入至步骤S222。
另一方面,在根据步骤S220的判断,判断为时间可移动设备无法符合在指定时间X后的需求响应的情况下(步骤S220的“NO”),需求响应应答判断系统25中的第2需求响应可否实现判断处理也进入至步骤S222。
在通过步骤S221的处理而向生产执行系统22输出了将时间可移动设备的工作时间进行移动(延迟)的指示之后,或者根据步骤S220的判断而判断为时间可移动设备无法符合在指定时间X后的需求响应的情况下,在步骤S222,需求响应应答判断系统25向对始终应对设备进行管理的系统(未图示),输出从DR指定时刻起将始终应对设备停止或者进行能力抑制的指示。接下来,需求响应应答判断系统25将表示接受(承诺)需求响应的请求的信息和能够与需求响应相对应地进行抑制的电力的抑制量的信息发送至接单采购系统11(步骤S223)。
在根据步骤S200的判断,指定时间X大于或等于生产计划制定时间B(生产计划制定时间B≤指定时间X)的情况下,进入至步骤S230。在步骤S230的处理中,需求响应应答判断系统25向例如生产计划制定系统21指示修正生产计划的制定。由此,生产计划制定系统21参照如图4所示的能量消耗特性表,制定修正生产计划,将制定出的修正生产计划输出至生产计划修正案实施判断系统26(步骤S230)。
接下来,生产计划修正案实施判断系统26基于从接单采购系统11发送来的费用信息的数据,对实施从生产计划制定系统21输出的修正生产计划的情况下的得失进行计算,基于计算出的得失的信息,判断修正生产计划是否为能够实施的生产计划。生产计划修正案实施判断系统26将针对修正生产计划的判断结果经由生产计划制定系统21而输出至需求响应应答判断系统25(步骤S231)。关于生产计划修正案实施判断系统26的结构及动作的详细的说明在后面进行叙述。
接下来,需求响应应答判断系统25判断经由生产计划制定系统21从生产计划修正案实施判断系统26输出的修正生产计划的得失是否满足预定的得失,例如,是否处于预定的得失的阈值的范围内(步骤S232)。即,需求响应应答判断系统25在步骤S232中,判断修正生产计划是是否为能够实施的生产计划。
在根据步骤S232的判断,判断为修正生产计划的得失满足预定的得失的情况下(步骤S232的“YES”),需求响应应答判断系统25例如经由生产计划制定系统21而向生产执行系统22输出基于修正生产计划对产品进行生产的指示,即,将当前的生产计划向修正生产计划进行变更的指示(步骤S234)。需求响应应答判断系统25在步骤S222中输出从DR指定时刻起将始终应对设备停止或者进行能力抑制的指示,在接下来的步骤S223中,将表示接受(承诺)需求响应的请求的信息和能够与需求响应相对应地进行抑制的电力的抑制量的信息发送至接单采购系统11。
另一方面,在根据步骤S232的判断,判断为修正生产计划的得失不满足预定的得失的情况下(步骤S232的“NO”),需求响应应答判断系统25按照当前的时刻对指定时间X进行更新,判断是否还指示别的修正生产计划的制定,即,是否重试修正生产计划的制定(步骤S233)。
在根据步骤S233的判断,判断为重试修正生产计划的制定的情况下(步骤S233的“YES”),即,更新后的指定时间X大于或等于生产计划制定时间B(生产计划制定时间B≤更新后的指定时间X)的情况下,需求响应应答判断系统25返回至步骤S230,重复步骤S230~步骤S232的处理。在需求响应应答判断系统25中的第2需求响应可否实现判断处理中,也可以对与步骤S233的判断相对应地返回至步骤S230而重复步骤S230~步骤S232的处理的次数进行预先设定。
另一方面,在根据步骤S233的判断,判断为不重试修正生产计划的制定的情况下(步骤S233的“NO”),即,更新后的指定时间X比生产计划制定时间B短(生产计划制定时间B>更新后的指定时间X)的情况下,需求响应应答判断系统25中的第2需求响应可否实现判断处理进入至步骤S222。需求响应应答判断系统25在步骤S222中输出从DR指定时刻起将始终应对设备停止或者进行能力抑制的指示,在接下来的步骤S223中,将表示接受(承诺)需求响应的请求的信息和能够与需求响应相对应地进行抑制的电力的抑制量的信息发送至接单采购系统11。
这样,在工业用需求响应实现系统中的第2需求响应可否实现判断处理中,参照需求响应应对能力一览表,判断在由电力供应商40所指定的时间是否能够实现所请求的需求响应。
在工业用需求响应实现系统中,也可以基于将第1需求响应可否实现判断处理的思路和第2需求响应可否实现判断处理的思路组合后的思路,判断是否能够实现需求响应。即,也可以将关注是否能够实现所请求的抑制量的需求响应的判断、关注是否能够在指定的时间实现需求响应的判断进行组合,进行最终的需求响应可否实现的判断。
在图6所示的第2需求响应可否实现判断处理中,也说明了在向设备、生产计划制定系统21输出了指示之后向接单采购系统11发送信息的处理流程,但与图5所示的第1需求响应可否实现判断处理相同地,也可以是在向接单采购系统11发送了信息之后将与判断出的结果相对应的指示输出至相对应的设备、生产计划制定系统21的处理流程。
下面,对在本实施方式的工业用需求响应实现系统中实现需求响应的情况的一个例子进行说明。首先,对由工业用需求响应实现系统判断的生产计划进行说明。图7A及图7B是表示在本实施方式的工业用需求响应实现系统中对可否实现进行判断的生产计划的一个例子的图。在图7A中示出了当前的生产计划、以该当前的生产计划为基础的各个设备的使用计划(使用设备计划)、以及在该使用设备计划中消耗的电力的实绩值及预测值的曲线的一个例子。在图7B中示出了以修正生产计划为基础的使用设备计划和电力的实绩值及预测值的曲线的一个例子。在图7A及图7B分别示出的电力的实绩值及预测值的曲线中,还一并示出了由电力供应商40请求的需求响应中的、每单位时间的电力的消耗量的请求值(100%反映抑制请求的情况下的消耗量)。
在图7A的中段示出的使用设备计划是表示基于当前的生产计划(参照图7A的上段)而示出的各个设备的使用计划、即各个设备工作的期间的图。通过观察该使用设备计划,能够确认各个生产设备生产的产品的品种、工作的期间,即,在什么定时生产产品、到下一次生产产品之前还有多少空余时间的概况。通过在使用设备计划所示的空余时间的范围内将各个设备工作的时间段进行移动,即,在对生产产品的前后的工序不造成影响的范围内进行移动,从而能够在由电力供应商40指定的时间,容易地实现所请求的需求响应。即,如果能够基于该使用设备计划对生产计划进行变更,以使得在所指定的时间创造出生产设备的空余时间,则与通过将有可能对生产计划整体造成影响的工序的改编而对生产计划进行变更的情况相比,能够以小的风险应对需求响应。
例如,在当前的生产计划中,如果在图7A的下段所示的电力的实绩值及预测值的曲线中,与由电力供应商40请求的需求响应中的每单位时间的电力的抑制量(DR请求)进行比较,则可知在1月30日的12点至15点之间的区域D处所示的期间不满足需求响应的请求。因此,需求响应应答判断系统25在第1或第2需求响应可否实现判断处理中,参照如图3所示的第2需求响应可否实现判断处理,将生产设备242-3的工作时间以图7B的上段的使用设备计划所示的时间移动M的方式进行移动(延迟)。由此,在对生产计划进行变更之后,如在图7B的下段示出的电力的实绩值及预测值的曲线所示,在与当前的生产计划相同的时间段的区域D处所示的期间也变得满足需求响应的请求。
在图7B中,示出了通过将作为时间可移动设备的生产设备242-3的工作时间进行移动(延迟)从而满足需求响应的请求的一个例子,但通过对需要改编工序的设备的工序进行改编而对生产计划进行变更的情况下,也能够得到与在图7B的下段示出的电力的实绩值及预测值的曲线相同地满足需求响应的请求的结果。
在第1或者第2需求响应可否实现判断处理中,也可以在将时间可移动设备工作的时间段进行移动的情况下,不仅对如使用设备计划所示的各个设备处的可观察到的空余时间进行确认,而且还考虑与位于预定进行移动的时间可移动设备的前段或者后段的各个设备之间的关系,判断时间可移动设备工作的时间段可否移动。作为所考虑的与位于前段或者后段的设备之间的关系,例如,具有用于生产产品的材料的供给关系、即所谓的供应链关系等。例如,还考虑各个设备的保养(例如清洗)、检查等除了产品的生产以外,有无处于使用设备的状态及其所需的时间。
例如,如果为供应链的关系,则即使在时间可移动设备具有充分的空余时间的情况下,如果没有对从位于该时间可移动设备的前段的设备供给的原材料进行储存的设备,则也无法最大限度地将工作时间进行移动(延迟)。即使在具有对准备供给至该时间可移动设备的原材料进行储存的设备的情况下,由于无法对大于或等于能够在储存设备储存的量的原材料进行储存,因此对于能够将工作时间进行移动(延迟)的时间而言也存在制约。例如,在具有对由时间可移动设备制造出的中间产品进行储存的设备的情况下,如果该设备没有在位于该时间可移动设备的后段的设备将所储存的中间产品全部消耗之前一直运转(工作),则不得不将位于后段的设备的运转(工作)停止,因此无法将全部的空余时间使用于工作时间的移动。因此,需求响应应答判断系统25在第1或者第2需求响应可否实现判断处理中将时间可移动设备的工作时间进行移动(延迟)的情况下,还考虑与上述这样的供应链相关的制约,决定将工作进行延迟的时间。
例如,如果为设备的保养、检查等的关系,则保养、检查会由于设备的使用频度、工作时间的累积、特定产品的制造之后等各种条件而产生制约。在时间可移动设备正在进行保养、检查等的情况下,无法为了生产产品而进行运转(工作)。因此,需求响应应答判断系统25在第1或者第2需求响应可否实现判断处理中将时间可移动设备的工作时间进行移动(延迟)的情况下,还考虑与上述这样的设备的保养、检查等相关的制约,决定将工作进行延迟的时间。
但是,关于预定有设备的保养、检查等的时间可移动设备,也能够通过不作为将工作时间进行移动(延迟)的对象设备进行处理的方式而进行应对。在该情况下,也可以使预定有设备的保养、检查等的时间可移动设备不包含于在第1或者第2需求响应可否实现判断处理中对空余时间进行搜索的对象的时间可移动设备。例如,即使在存在空余时间的情况下,也可以在需求响应应对能力一览表中不作为时间可移动设备进行示出(例如,在图3所示的需求响应应对能力一览表的“时间可移动设备”一栏内不示出“OK”标志),也可以将状态固定(锁定),赋予表示从对空余时间进行搜索的时间可移动设备的对象中排除(除去)的“勾选”标志。
在工业用需求响应实现系统中,针对预定进行移动的时间可移动设备,还考虑与位于前段或者后段的各个设备之间的如上所述的关系,判断是否能够将工作时间进行移动(延迟),计算出将工作时间进行移动(延迟)的情况下的最大时间、能够对需求响应进行应对的时刻等,发送至接单采购系统11。
对考虑与位于前段或者后段的各个设备之间的关系而将时间可移动设备的工作时间进行移动(延迟)的情况的一个例子进行说明。图8A、图8B、以及图8C是表示在本实施方式的工业用需求响应实现系统中对生产计划进行变更的一个例子的图。在图8A、图8B、以及图8C中,示出了在生产工厂20中,对产品C进行制造的路径(参照图2)上,考虑与供应链相关的制约而将作为时间可移动设备的生产设备242-3的工作时间进行移动(延迟)的情况下的一个例子。在图8A中示出了对产品C进行制造的设备结构,在图8B中示出了由于生产设备242-2和生产设备242-3各自制造产品时的规格以及各个生产设备处的供应链的关系产生的制约,在图8C中示出了当前的生产计划(当前生产计划)和修正生产计划各自的使用设备计划。
在图8A中,生产设备242-2对原材料进行加工而制造中间产品C1,将制造出的中间产品C1储存至C1箱245-2。生产设备242-3对在C1箱245-2储存的中间产品C1进行加工而制造产品C,将制造出的产品C储存至C2箱245-3。假设此时的生产设备242-2处的与产品的制造相关的规格为“每单位时间的中间产品C1的生产量A为3(吨/h)”、“C1箱245-2的储存容量B为2(吨)”,生产设备242-3处的与产品的制造相关的规格为“每单位时间的中间产品C1的消耗量C为2(吨/h)”、“C2箱245-3的储存容量D为2(吨)”(参照图8B)。因此,由于生产设备242-2及生产设备242-3各自的与产品的制造相关的规格,如图8B所示,产生下述等制约,即,“生产设备242-3的延迟时间通过生产设备242-2的储存容量、即C1箱245-2的储存容量B=2(吨)进行补充”、“由于生产设备242-3的工作时间的移动而不超过242-2的储存容量、即C1箱245-2的储存容量B=2(吨)”。
需求响应应答判断系统25在第1或者第2需求响应可否实现判断处理中,如图8C所示,在将当前生产计划的使用设备计划所示的作为时间可移动设备的生产设备242-3的工作时间移动(延迟)至修正生产计划的使用设备计划所示的工作时间时,考虑如图8B所示的制约,决定将运转(工作)进行延迟的时间。更具体地说,以在生产设备242-2与生产设备242-3之间的供应链上成为缓冲的C1箱245-2中储存的中间产品C1不会耗尽的方式考虑,作为将生产设备242-3的工作时间进行移动(延迟)的最大时间,计算出将C1箱245-2的储存容量B除以生产设备242-3处的每单位时间的中间产品C1的消耗量C而得出的值(储存容量B/消耗量C)。即,作为将生产设备242-3的工作时间进行移动(延迟)的最大时间,计算出储存容量B/消耗量C=2(吨)/2(吨/h)=1(h)。需求响应应答判断系统25将比计算出的最大时间少的时间决定为生产设备242-3的时间移动M(M<B/C)。即,将比1小时短的时间(M<1)决定为将生产设备242-3的运转(工作)进行延迟的时间。
由此,即使在将作为时间可移动设备的生产设备242-3的工作时间进行移动(延迟)的情况下,也不会因为生产设备242-2与生产设备242-3之间的供应链的关系而对生产设备242-2的运转(工作)产生限制,即,能够在对生产产品的前后的工序不造成影响的范围内,容易地以低风险应对需求响应。
关于供应链的关系、设备的保养、检查等信息,例如,能够通过对生产执行系统22、能量控制系统231、生产设备控制系统241进行访问,从生产设备正在执行或者预定执行的动作程序、控制参数的信息中取得。作为从动作程序、控制参数取得的信息,存在例如能够将原材料进行储存的可储存量、各个设备处的每单位时间的原材料的使用量、各个设备处的累积的工作时间等各个设备处的当前的信息(下面,称为“设备当前信息”)。需求响应应答判断系统25如上所述地基于从动作程序、控制参数的信息取得的设备当前信息,对应对能力一览表进行更新(维护)。
对由需求响应应答判断系统25进行的需求响应应对能力一览表的更新方法进行说明。图9是表示在本实施方式的工业用需求响应实现系统中对需求响应应对能力一览表进行更新的处理流程的流程图。需求响应应答判断系统25定期地、或者在开始第1或者第2需求响应可否实现判断处理之前,执行对需求响应应对能力一览表进行更新的处理(下面,称为“需求响应应对能力一览表更新处理”)。
在需求响应应对能力一览表更新处理中,对需求响应应对能力一览表所示的各个设备依次进行更新。需求响应应答判断系统25对需求响应应对能力一览表所示的全部设备的信息的更新是否完成、即需求响应应对能力一览表的更新是否完成进行确认(步骤S300)。
通过步骤S300的确认,在完成了需求响应应对能力一览表的更新的情况下(步骤S300的“YES”),需求响应应答判断系统25完成了需求响应应对能力一览表更新处理。另一方面,通过步骤S300的确认,在需求响应应对能力一览表的更新尚未完成的情况下(步骤S300的“NO”),需求响应应答判断系统25从更新尚未完成的第一个设备起取得设备当前信息(步骤S310)。例如,取得下述信息:已取得设备当前信息的设备当前使用的电力的消耗量(当前消耗);以及表示是否为从对空余时间进行搜索的时间可移动设备的对象中排除(除去)的固定(锁定)状态的信息等。
接下来,需求响应应答判断系统25例如从生产执行系统22取得当前的生产计划(当前生产计划)中的使用设备计划(步骤S320)。然后,需求响应应答判断系统25基于所取得的使用设备计划,对已取得设备当前信息的第一个设备与位于前段及后段的各个设备之间的依赖关系进行确认(步骤S330)。在该步骤S330的处理中,在向设备的输入(例如,向生产设备供给的原材料)的种类小于或等于1种、且该设备的输出(例如,生产设备生产的产品、中间产品)的种类小于或等于1种的情况下,需求响应应答判断系统25将该设备的依赖关系设为“简单依赖”,判定该设备为将工作时间进行移动(延迟)的对象的时间可移动设备。另一方面,在其他的情况下,即,在向设备的输入或者设备的输出的种类为多个的情况下,需求响应应答判断系统25将该设备的依赖关系设为“非简单依赖”,判定该设备为需要改编工序的设备而不是将工作时间进行移动(延迟)的对象。这是因为考虑到向设备的输入或者设备的输出的种类为多个的情况下与该设备的前段、后段的设备之间存在很多依赖关系,通常难以判断工作时间可否移动,即,无法容易地将工作时间进行移动。
作为步骤S330中的依赖关系的确认的结果,在确认已取得设备当前信息的第一个设备不是简单依赖的情况下(步骤S330的“NO”),需求响应应答判断系统25将该设备作为需要改编工序的设备而登记至需求响应应对能力一览表(步骤S340)。更具体地说,在需求响应应对能力一览表所示的该设备的“需要变更生产计划的设备”一栏内的“需要改编工序的设备”一栏示出“勾选”标志。需求响应应答判断系统25返回至步骤S300,对需求响应应对能力一览表的更新是否完成进行确认,在需求响应应对能力一览表的更新尚未完成的情况下(步骤S300的“NO”),重复进行针对更新尚未完成的下一个设备的需求响应应对能力一览表更新处理。
另一方面,作为步骤S330中的依赖关系的确认的结果,在确认已取得设备当前信息的第一个设备为简单依赖的情况下(步骤S330的“YES”),需求响应应答判断系统25将该设备作为时间可移动设备而暂时登记至需求响应应对能力一览表(步骤S350)。更具体地说,在需求响应应对能力一览表所示的该设备的“需要变更生产计划的设备”一栏内的“时间可移动设备”一栏示出代替“OK”标志的、即表示暂时登记的标志(例如,“暂时”标志)。按照时间序列对使用设备计划进行确认,示出“应对时间(分钟)”一栏、“计划启动时间(分钟)”一栏、以及“最大延迟时间(分钟)”一栏的信息(下面,在总括示出的情况下,称为“时间移动信息”)。在图3所示的需求响应应对能力一览表中,作为时间可移动设备的生产设备242-3的时间移动信息分别仅示出了1个时间,但也可以示出多个时间。
接下来,需求响应应答判断系统25针对作为时间可移动设备而暂时登记的第一个设备,确认是否完成了针对与工作时间的移动相关的全部制约的确认(步骤S360)。
作为步骤S360的确认的结果,在尚未完成针对全部制约的确认的情况下(步骤S360的“NO”),需求响应应答判断系统25从作为时间可移动设备而暂时登记的第一个设备取得针对该设备的与工作时间的移动相关的制约(步骤S370)。
接下来,需求响应应答判断系统25基于使用设备计划,确认该设备的可观察到的空余时间是否处于满足与所取得的工作时间的移动相关的制约条件的状态,即,即使在与制约条件进行对照之后是否还能够将可观察到的空余时间中的全部时间都用作将工作时间进行移动的时间(步骤S380)。
作为步骤S380的确认的结果,在空余时间处于满足制约条件的状态的情况下(步骤S380的“YES”),需求响应应答判断系统25返回至步骤S360,确认是否完成了针对与工作时间的移动相关的全部制约的确认,在针对全部制约的确认尚未完成的情况下(步骤S360的“NO”),重复进行空余时间是否处于满足制约条件的状态的确认的处理。
另一方面,作为步骤S380的确认的结果,在空余时间不处于满足制约条件的状态的情况下(步骤S380的“NO”),需求响应应答判断系统25将暂时登记的时间可移动设备的时间移动信息修正(补正)成为满足与工作时间的移动相关的制约条件的状态(步骤S385)。例如,通过将可观察到的空余时间的期间与制约条件相匹配地进行缩短,从而将可观察到的空余时间中的全部的时间修正(补正)成为能够利用于工作时间的移动的状态。需求响应应答判断系统25返回至步骤S360,重复进行下述处理:确认是否完成了针对与工作时间的移动相关的全部制约的确认、确认空余时间是否处于满足制约条件的状态。
作为步骤S360的确认的结果,在完成了针对全部制约的确认的情况下(步骤S360的“YES”),需求响应应答判断系统25对当前的时间可移动设备的信息、即在步骤S385中暂时登记的时间移动信息、或者在步骤S385中修正(补正)后的时间移动信息进行确定(步骤S390)。更具体地说,为了表示在需求响应应对能力一览表中作为时间可移动设备而暂时登记的第一个设备的时间移动信息、或者修正(补正)为满足与工作时间的移动相关的制约条件的状态的值后的时间移动信息是确定后的信息,将在“时间可移动设备”一栏示出的表示暂时登记的标志变更为“OK”标志。
这样,在工业用需求响应实现系统中的需求响应应对能力一览表更新处理中,需求响应应答判断系统25定期地、或者在开始需求响应实现可否判断的处理之前,确认在需求响应应对能力一览表中示出的各个设备是否符合与工作时间的移动相关的全部制约条件。需求响应应答判断系统25根据确认的结果,对需求响应应对能力一览表所示的各个设备的信息进行依次更新。由此,在需求响应应对能力一览表中,仅满足诸如与位于前段或者后段的各个设备之间的关系的制约、与设备的保养、检查等相关的制约等各种制约的条件(完成条件的)的设备,会被作为时间可移动设备而示出。而且,在需求响应应对能力一览表中始终示出最新的信息。由此,在工业用需求响应实现系统中,能够对生产产品的前后的工序不造成影响地、容易地进行将时间可移动设备工作的时间段进行移动的生产计划的变更,能够以低风险应对需求响应。
在需求响应应对能力一览表中登记有时间移动信息相同的多个时间可移动设备的情况下,根据例如登记的顺序、正常消耗的值的递减的顺序等预定的条件而设定优先级进行登记。由此,需求响应应答判断系统25能够从优先级高的时间可移动设备起依次将工作时间进行移动(延迟),能够将为了满足需求响应的请求而将时间段进行移动的时间可移动设备的数量减少。
在工业用需求响应实现系统中,也可以将基于更新后的需求响应应对能力一览表的电力的可抑制量,通过显示于例如需求响应应答判断系统25所具有的显示单元等而进行可视化。图10是表示在本实施方式的工业用需求响应实现系统中将能够抑制的电力值进行显示的一个例子的图。在图10中示出,通过采用将能够抑制的电力的值(可抑制电力)设为纵轴、将时间设为横轴的图表,将可抑制电力的变化在时间轴方向上进行可视化的情况的一个例子。由此,能够按照每个时间段对能够通过在生产工厂20内设置的各个设备而抑制的可抑制电力的大小进行确认。
在各个时间段上的可抑制电力的大小,能够基于由需求响应应答判断系统25在需求响应应答能力一览表更新处理中更新的需求响应应答能力一览表而进行计算。更具体地说,通过将在需求响应应对能力一览表所示的始终应对设备及时间可移动设备处的“最小消耗”一栏的信息按照每个时间段进行相加,能够对各个时间段上的可抑制电力的大小进行计算。在能够使用如图4所示的能量消耗特性表对电力的消耗进行预测的情况下,能够以更高精度对可抑制电力进行预测,而非“最小消耗”这样的悲观的数值预测。因此,可视化的可抑制电力也可以并非仅是将“最小消耗”一栏的信息按照每个时间段进行相加而得出的大小,而是将“正常消耗”一栏、“最大消耗”一栏、以及“当前消耗”一栏的各自的信息按照每个时间段进行相加,按照正常、最小、最大、当前的各项目,将各个时间段上的可抑制电力进行可视化。
在图10所示的显示的一个例子中,例如,与作为时间可移动设备的生产设备242-3相对应的可抑制电力示出了3个时间段。这表示能够将生产设备242-3的工作时间进行移动的时间段存在3个。在该情况下,在需求响应应对能力一览表中与作为时间可移动设备而登记的生产设备242-3相对应的时间移动信息也存在3个。
在生产工厂20的能量部门23,如上所述,设置有能量转换设备233、能量蓄积设备234。因此,在生产工厂20中,能量转换设备233能够将对非电能转换得到的电能、在能量蓄积设备234蓄积的电能供给至生产设备。因此,在工业用需求响应实现系统中,也可以将这些电力,即,既不是从电力供应商40买入的电力、也不是因为需求响应而成为抑制的对象的电力进行可视化,在图10所示的显示的一个例子上叠加而显示于显示单元等。
这样,通过将电力的可抑制量进行可视化,从而例如生产工厂20的管理者也能够视觉性地确认是否能够实现需求响应。工业用需求响应实现系统通过将电力的可抑制量进行可视化,从而在例如生产工厂20的管理者对所请求的需求响应的实现进行最终进行判断等情况下,能够进行有助于做出正确判断的辅助。
下面,对构成本实施方式的工业用需求响应实现系统的生产计划修正案实施判断系统26进行说明。生产计划修正案实施判断系统26在下述情况下进行启动,即,通过由需求响应应答判断系统25进行的需求响应可否实现判断处理,判断为需要进行为了实现所请求的需求响应而对生产产品时的工序、所生产的产品的种类进行改编的生产计划的变更。生产计划修正案实施判断系统26对在从生产计划制定系统21输出的修正生产计划中的生产工厂20的得失进行计算,判断修正生产计划可否实施。
此时,生产计划修正案实施判断系统26基于当前的生产计划(当前生产计划)、修正生产计划、生产工厂20中的与产品的生产相关的制约、生产工厂20内的各个设备处的每个工序的能量消耗特性、以及从接单采购系统11发送来的费用信息的数据、即从电力供应商40发送来的费用信息的数据,对在修正生产计划中的得失进行计算。生产计划修正案实施判断系统26基于计算出的得失,判断是否将当前生产计划变更为修正生产计划。即,判断修正生产计划是否为能够在生产工厂20中采用而实施的生产计划。生产计划修正案实施判断系统26将判断出的结果输出至生产计划制定系统21。
图11是表示本实施方式的工业用需求响应实现系统所具有的生产计划修正案实施判断系统26的概略结构的图。生产计划修正案实施判断系统26具有生产能量消耗预测部261、用益计划变更得失计算部262、生产计划变更得失计算部263、得失加法部264、风险考虑得失补正部265、风险减法部266、比较部267、以及计划可否变更判断部268。在图11中,还一并示出了与生产计划修正案实施判断系统26相关的生产工厂20内的系统。在图11中,还一并示出了在生产计划修正案实施判断系统26所具有的各个结构要素处的处理中使用的信息、各个结构要素输出的信息。
生产能量消耗预测部261分别针对当前生产计划以及由生产计划制定系统21制定的修正生产计划,基于如图4所示的各个设备中的能量消耗特性表,对生产工厂20内的各个设备处的电力的消耗量的预测值进行计算。在这里,生产能量消耗预测部261计算出的电力的消耗量的预测值是在当前时刻以后由各个设备消耗的电力的预测值。生产能量消耗预测部261将计算出的电力的消耗量的预测值输出至用益计划变更得失计算部262。
在能量消耗特性表中示出的各个设备和其运转状态有时能够进一步细分化为多个仪器、运转的状态、即按照阶段(时期)进行细分化。例如,生产设备242-1这种大的单位能够分解为供给泵、加热器、搅拌机等多个仪器,另外,按照产品A、B的制法,这些仪器在规定的时期阶段性地进行动作。在该情况下,在各个运转状态下实际使用的能量的消耗量并不如在能量消耗特性表所示地在各个运转状态下为固定的量,与细分化而执行的各个时期相对应地,能量的消耗量会发生变动。即,在生产设备中的各个时期所使用的能量的消耗量有时不是在能量消耗特性表所示的各个运转状态的“能量消耗量”一栏中示出的各个能量的消耗量的值或者通过计算式示出的固定的值。如果需要,则在能量消耗特性表中追加按照细分化后的各个时期的能量消耗特性。生产能量消耗预测部261例如也可以将按照细分化后的各个时期而示出的能量的消耗量进行平均化等,即,在汇总为工序整体的能量消耗量之后计算出各个设备处的简化后的电力的消耗量。
在生产能量消耗预测部261对各个设备处的电力的消耗量进行计算时,究竟能够计算出多详细的电力的消耗量也可以是与由各个运转状态下的能量消耗量、所请求的需求响应中的每单位时间的电力的抑制量相对应地决定的。
由生产能量消耗预测部261计算出的电力的消耗量的预测值,也可以通过显示于例如生产计划修正案实施判断系统26所具有的显示单元等而进行可视化。此时,生产能量消耗预测部261既可以将针对当前生产计划计算出的电力的消耗量的预测值与针对修正生产计划计算出的电力的消耗量的预测值区别进行显示,也可以计算出各个电力的消耗量的预测值的差值而进行显示。在图11中示出了将由生产能量消耗预测部261计算出的电力的消耗量的预测值作为预测确认信息而显示于生产计划修正案实施判断系统26所具有的显示单元的状态的一个例子。由此,例如生产工厂20的管理者能够视觉性地对由生产能量消耗预测部261计算出的电力的消耗量的预测值进行确认。
用益计划变更得失计算部262基于从生产能量消耗预测部261输出的当前生产计划及修正生产计划各自的电力的消耗量的预测值、从接单采购系统11发送来的费用信息的数据,对与通过将当前生产计划变更为修正生产计划而实现的用益计划的变更相伴的得失进行计算。更具体地说,用益计划变更得失计算部262基于在从接单采购系统11发送来的费用信息的数据中包含的每个时间段的电力的单价信息、奖励信息、以及惩罚信息,对当前生产计划及修正生产计划各自的每单位时间的用益进行计算。用益计划变更得失计算部262对在需求响应所请求的期间的当前生产计划中的用益与修正生产计划中的用益的差值进行计算,以作为得失。用益计划变更得失计算部262将计算出的得失(下面,称为“用益计划变更得失”)输出至得失加法部264。
在生产工厂20中,在取代从电力供应商40买入的电力,将由能量转换设备233对非电能转换得到的电能、在能量蓄积设备234蓄积的电能供给至生产设备而进行使用的情况下,这些电力的成本在由用益计划变更得失计算部262对与用益计划的变更相伴的得失进行计算时也被包含在内。
生产计划变更得失计算部263分别针对当前生产计划以及由生产计划制定系统21制定出的修正生产计划,基于生产工厂20中的制约而对与将当前生产计划变更为修正生产计划相伴的得失进行计算。例如,生产计划变更得失计算部263对通过变更生产计划而将制品B的交货期延迟4小时的情况下的损失进行计算。
作为生产工厂20中的制约,存在在生产工厂20中生产产品时的品质(Quality)、价格(Cost)、交货期(Delivery)的制约(下面,称为“QCD制约”)、与在生产工厂20内设置的各个设备的运转(工作)相关的制约(下面,称为“设备制约”)、与在生产工厂20内设置的各个设备中生产产品时的安全条件相关的制约(下面,称为“安全制约”)等。生产计划变更得失计算部263基于当前生产计划及修正生产计划各自的使用设备计划,对生产工厂20中的各个制约的内容进行确认,对由于变更使用设备计划而成为对象的制约进行选择。生产计划变更得失计算部263对由所选择的成为对象的制约产生的费用的合计值进行计算,以作为得失。生产计划变更得失计算部263将计算出的得失(下面,称为“生产计划变更得失”)输出至得失加法部264。
得失加法部264将从用益计划变更得失计算部262输出的用益计划变更得失和从生产计划变更得失计算部263输出的生产计划变更得失进行相加,将相加得出的结果的得失(下面,称为“计划变更得失”)输出至风险减法部266。
风险考虑得失补正部265基于预先列举的(列出的)针对生产工厂20中的QCD、安全、环境等项目的风险的信息,对与由于将当前生产计划变更为修正生产计划而产生的风险相关的得失进行计算。更具体地说,风险考虑得失补正部265对在风险一览表中包含的风险的要因分别进行确认,该风险一览表将由各个设备处的供应链的关系、设备的保养、检查等的依赖关系导致的风险预先列出而汇总作为一览表,对由于将当前生产计划变更为修正生产计划而成为对象的风险进行选择。风险考虑得失补正部265对在发生所选择的成为对象的风险的情况下的损失的合计值进行计算,以作为得失。风险考虑得失补正部265将计算出的得失(下面,称为“风险考虑得失”)输出至风险减法部266。
由风险考虑得失补正部265判断出的成为对象的风险也可以通过显示于例如生产计划修正案实施判断系统26所具有的显示单元等而进行可视化。此时,风险考虑得失补正部265也可以将选择作为对象的风险和未被选择的风险区别进行显示。在图11中还示出了将由风险考虑得失补正部265选择的风险作为危险度信息而显示于生产计划修正案实施判断系统26所具有的显示单元的状态的一个例子。由此,例如生产工厂20的管理者能够视觉性地对由风险考虑得失补正部265选择的风险进行确认。
风险减法部266将从得失加法部264输出的计划变更得失减去从风险考虑得失补正部265输出的风险考虑得失,由此利用风险考虑得失对计划变更得失进行补正,将补正的结果的得失(下面,称为“需求响应应对得失”)输出至比较部267。
比较部267将预先设定的用于判断是否应对需求响应的得失的阈值(下面,称为“需求响应应对判断阈值”)和从风险减法部266输出的需求响应应对得失进行比较,将表示比较的结果的信息输出至计划可否变更判断部268。例如,比较部267将需求响应应对得失的值与需求响应应对判断阈值的差值进行计算的结果作为比较结果,而输出至计划可否变更判断部268。
由比较部267比较得出的结果的信息也可以通过显示于例如生产计划修正案实施判断系统26所具有的显示单元等而进行可视化。在图11中还示出了将由比较部267比较得出的结果的信息作为得失比较结果信息而显示于生产计划修正案实施判断系统26所具有的显示单元的状态的一个例子。由此,例如生产工厂20的管理者能够视觉性地对由比较部267比较得出的结果的信息进行确认。
计划可否变更判断部268基于从比较部267输入的需求响应应对判断阈值与需求响应应对得失的比较结果,判断是否将当前生产计划变更为修正生产计划。计划可否变更判断部268将判断出的结果输出至生产计划制定系统21。针对将当前生产计划变更为修正生产计划的判断,计划可否变更判断部268能够在自动进行或者手动进行之间进行切换。因此,计划可否变更判断部268具有切换开关SW1。
在切换开关SW1设定为自动地进行判断的情况下,计划可否变更判断部268基于从比较部267输出的表示比较结果的信息,自动地进行判断,将判断结果输出至生产计划制定系统21。作为此时的由计划可否变更判断部268采用的判断方法,例如可以想到下述方法,即,在需求响应应对判断阈值与需求响应应对得失的比较的结果为正的情况下,判断为将生产计划变更为修正生产计划,在比较的结果为负的情况下,判断为不将生产计划变更为修正生产计划。即,在需求响应应对得失超过了需求响应应对判断阈值的情况下判断为将生产计划变更为修正生产计划,在需求响应应对得失小于或等于需求响应应对判断阈值的情况下判断为不将生产计划变更为修正生产计划。
另一方面,在切换开关SW1设定为手动地进行判断的情况下,例如,如果从在确认到从比较部267输出的比较结果没有问题时由生产工厂20的管理者进行按下指示开关SW2输出了指示信号,则计划可否变更判断部268判断为将当前生产计划变更为修正生产计划,将判断结果输出至生产计划制定系统21。即,通过由生产工厂20的管理者的承认,将判断为将当前生产计划变更为修正生产计划的判断结果输出至生产计划制定系统21。
通过这样的结构,生产计划修正案实施判断系统26对与将当前生产计划变更为修正生产计划相伴的得失进行计算,基于计算出的得失的信息,判断是否实际将当前生产计划变更为修正生产计划。即,生产计划修正案实施判断系统26判断由生产计划制定系统21制定出的修正生产计划是否为能够实施的生产计划。
下面,对构成本实施方式的工业用需求响应实现系统的生产计划修正案实施判断系统26的动作进行说明。如上所述,在生产计划修正案实施判断系统26中,通过由需求响应应答判断系统25进行的需求响应可否实现判断处理,在判断为需要将生产产品时的工序、对所生产的产品的种类进行改编的生产计划实施变更的情况下,该生产计划修正案实施判断系统26启动,对从生产计划制定系统21输出的修正生产计划中的生产工厂20的得失进行计算,判断修正生产计划是否为能够实施的生产计划。
图12是表示本实施方式的工业用需求响应实现系统所具有的生产计划修正案实施判断系统26中的处理流程的流程图。如果生产计划修正案实施判断系统26启动,从生产计划制定系统21输出修正生产计划,则开始图12所示的处理流程所涉及的修正生产计划可否实施的判断处理(下面,称为“修正生产计划可否实施判断处理”)。
在修正生产计划可否实施判断处理中,首先,生产能量消耗预测部261基于如图4所示的各个设备中的能量消耗特性表,对当前生产计划中的电力的消耗量进行预测。生产能量消耗预测部261将当前生产计划的电力的消耗量的预测值输出至用益计划变更得失计算部262(步骤S400)。
接下来,生产能量消耗预测部261基于能量消耗特性表,对修正生产计划中的电力的消耗量进行预测。生产能量消耗预测部261将修正生产计划的电力的消耗量的预测值输出至用益计划变更得失计算部262(步骤S410)。
接下来,用益计划变更得失计算部262基于从生产能量消耗预测部261输出的当前生产计划和修正生产计划各自的电力的消耗量的预测值、在从接单采购系统11发送来的费用信息的数据中包含的每个时间段的电力的单价信息、奖励信息、以及惩罚信息,按照每单位时间对当前生产计划和修正生产计划各自的用益进行计算(步骤S420)。用益计划变更得失计算部262对当前生产计划中的用益与修正生产计划中的用益的差值进行计算,作为用益计划变更得失而输出至得失加法部264(步骤S430)。
生产计划变更得失计算部263基于当前生产计划及修正生产计划各自的使用设备计划,从QCD制约、设备制约、安全制约等生产工厂20中的制约之中判断成为对象的制约,针对各个生产计划,对由成为对象的制约产生的费用的合计值进行计算。生产计划变更得失计算部263对在当前生产计划中由成为对象的制约产生的费用的合计值与在修正生产计划中由成为对象的制约产生的费用的合计值的差值进行计算,作为生产计划变更得失而输出至得失加法部264(步骤S440)。
接下来,得失加法部264将从用益计划变更得失计算部262输出的用益计划变更得失和从生产计划变更得失计算部263输出的生产计划变更得失进行相加,将相加得出的计划变更得失输出至风险减法部266(步骤S450)。
风险考虑得失补正部265从在风险发生概率表中包含的风险的要因之中,对由于将当前生产计划变更为修正生产计划而成为对象的风险进行选择,对为了避免所选择的风险而产生的风险考虑得失进行计算,并输出至风险减法部266。风险减法部266将利用从风险考虑得失补正部265输出的风险考虑得失对从得失加法部264输出的计划变更得失进行补正而得出的需求响应应对得失输出至比较部267(步骤S460)。
接下来,比较部267对需求响应应对判断阈值与从风险减法部266输出的需求响应应对得失的差值进行计算,作为比较结果而输出至计划可否变更判断部268(步骤S470)。
接下来,计划可否变更判断部268对是否自动进行下述判断进行确认,即,是否将当前生产计划变更为修正生产计划的判断(步骤S480)。作为步骤S480中的判断方法的确认的结果,在确认到自动进行是否将当前生产计划变更为修正生产计划的判断的情况下(步骤S480的“YES”),计划可否变更判断部268基于从比较部267输出的比较结果,对需求响应应对得失是否超过了需求响应应对判断阈值进行确认(步骤S490)。即,对在步骤S470中由比较部267计算出的需求响应应对判断阈值与需求响应应对得失的差值即比较结果是正还是负进行确认。
作为步骤S490中的比较结果的确认的结果,在确认到从比较部267输出的比较结果为正、即需求响应应对得失超过了需求响应应对判断阈值的情况下(步骤S490的“YES”),计划可否变更判断部268向生产计划制定系统21通知由生产计划制定系统21制定出的修正生产计划是能够实施的生产计划(步骤S500)。
由此,生产计划制定系统21将表示在生产工厂20中具有能够实施的新的生产计划、即修正生产计划的信息发送至需求响应应答判断系统25。由此,需求响应应答判断系统25例如经由生产计划制定系统21而向生产执行系统22指示基于修正生产计划的产品的生产、即当前的生产计划向修正生产计划的变更,并且指示将始终应对设备停止或者进行能力抑制。需求响应应答判断系统25将表示接受(承诺)需求响应的请求的信息和能够与需求响应相对应地进行抑制的电力的抑制量的信息发送至接单采购系统11(图5的步骤S170~步骤S120或者图6的步骤S224~步骤S233)。
另一方面,作为步骤S490中的比较结果的确认的结果,在确认到从比较部267输出的比较结果为负、即需求响应应对得失小于或等于需求响应应对判断阈值的情况下(步骤S490的“NO”),计划可否变更判断部268向生产计划制定系统21通知由生产计划制定系统21制定出的修正生产计划不是能够实施的生产计划(步骤S510)。
由此,生产计划制定系统21将表示在生产工厂20中没有能够实施的修正生产计划的信息发送至需求响应应答判断系统25。由此,需求响应应答判断系统25进行下述中的任意处理:向生产计划制定系统21指示其他修正生产计划的制定(参照图6的步骤S233);将表示拒绝需求响应的请求的信息、或者表示能够抑制所请求的电力的抑制量的一部分的信息发送至接单采购系统11(图5的步骤S150~步骤S180或者图6的步骤S233~步骤S223)。
另一方面,作为步骤S480中的判断方法的确认的结果,在确认到不自动进行是否将当前生产计划变更为修正生产计划的判断、即手动地进行该判断的情况下(步骤S480的“NO”),计划可否变更判断部268向例如生产工厂20的管理者等对生产计划的变更进行判断的判断者,提供用于进行是否实施由生产计划制定系统21制定出的修正生产计划的判断的信息。此时,也可以通过将向判断者提供的信息显示于例如生产计划修正案实施判断系统26所具有的显示单元等而进行可视化。在图11中示出了将下述信息可视化进行提供的情况:由生产能量消耗预测部261计算出的电力的消耗量的预测值(预测确认信息)、由风险考虑得失补正部265判断出的成为对象的风险(危险度信息)、以及由比较部267比较得出的结果(得失比较结果信息)。在提供用于执行是否实施由生产计划制定系统21制定出的修正生产计划的判断的信息时,也可以将由计划可否变更判断部268自动判断出的结果通过例如符号的标志等实现可视化而进行提供。
接下来,计划可否变更判断部268对是否输入了生产计划变更的指示进行确认(步骤S530)。该步骤S530中的是否输入了生产计划变更的指示的确认例如能够通过下述方法而进行确认,即,在预定期间内是否从指示开关SW2输出了指示信号。例如,在存在多个对生产计划的变更进行判断的判断者的情况下(例如,企业1内的各部门的部长等),在由全部的判断者输入了生产计划变更的指示时,即,在由多个判断者承认修正生产计划时,判断为指示了修正生产计划的实施。该判断也可以通过例如多个判断者的多数决定而进行。
作为步骤S530中的生产计划变更的指示输入的确认的结果,在确认输入了生产计划变更的指示的情况下,即,在修正生产计划得到承认的情况下(步骤S530的“YES”),计划可否变更判断部268在步骤S500中,向生产计划制定系统21通知由生产计划制定系统21制定出的修正生产计划是能够实施的生产计划。
另一方面,作为步骤S530中的生产计划变更的指示输入的确认的结果,在确认没有输入生产计划变更的指示的情况下,即,在修正生产计划未得到承认的情况下(步骤S530的“NO”),计划可否变更判断部268在步骤S510中,向生产计划制定系统21通知由生产计划制定系统21制定出的修正生产计划不是能够实施的生产计划。
这样,生产计划修正案实施判断系统26基于当前生产计划和修正生产计划各自的生产计划中的电力的消耗量的预测、从接单采购系统11发送来的费用信息的数据、生产工厂20中的制约及风险,对在修正生产计划中的得失进行计算。生产计划修正案实施判断系统26基于计算出的得失,判断修正生产计划是否为能够实施的生产计划、即是否为能够在生产工厂20中采用的生产计划。由此,在为了应对所请求的需求响应而对需要改编工序的设备的工序进行改编,由此对生产计划进行变更的情况下,也能够变更为与在生产工厂20中生产的产品的品质、交货期相关的风险小的、即相对于生产工厂20的收益而言风险小的(损害少的)修正生产计划。
下面,对在构成本实施方式的工业用需求响应实现系统的生产计划修正案实施判断系统26中所具有的各个结构要素中的动作的一个例子进行说明。在下面的说明中,假设成为在图7A的中段所示的使用设备计划的生产计划为当前生产计划,成为图7B的上段所示的使用设备计划的生产计划作为由生产计划制定系统21制定出的修正生产计划而输入至生产计划修正案实施判断系统26,由此进行说明。
首先,说明生产能量消耗预测部261对详细的电力的消耗量进行计算的情况下的一个例子。图13是表示本实施方式的工业用需求响应实现系统中的能量消耗量的计算方法的一个例子的图。在图13中,在上段示出了当前的生产计划(当前生产计划)和该当前生产计划中的使用设备计划的一个例子。在图13中,在中段示出了在使用设备计划中生产设备242-1为了制造产品A而工作的1月30日9点至17点之间的期间的各个工序,在下段示出了在该期间的每单位时间的能量消耗量的曲线的一个例子。
如图13的中段所示,在生产设备242-1制造产品A的情况下,该工序在准备中(Stand by:STBY)的工序之后,从搬入(Carry in:CIN)的工序开始,工序按照制造产品A(Operation A:OPA)、搬出(Carry out:COT)的顺序进展而结束,再次成为准备中(Standby:STBY)的工序。
生产能量消耗预测部261基于图4所示的能量消耗特性表,对生产设备242-1处的各个工序的能量消耗量进行计算。更具体地说,如图13的中段所示,例如,制造产品A(Operation A:OPA)的工序中的电能Ee的消耗量,是通过在能量消耗特性表所示的每单位时间的消耗量的数式“25P+0.05(MWh/h)”的变量P代入图13的上段所示的当前生产计划所示的在该期间生产的产品A的生产量“P=100(吨)”而进行计算的。同样地,制造产品A(Operation A:OPA)的工序中的蒸汽能Es的消耗量,也是通过在能量消耗特性表所示的每单位时间的消耗量的数式“180P+540(GJ/h)=50P+150(MWh/h)”的变量P代入当前生产计划所示的产品A的生产量“P=100(吨)”而进行计算的。由此,能够得到如图13的下段的上部所示的简略计算的能量消耗量的曲线。
但是,如上所述,在各个工序细分化为多个时期而执行的情况下,生产能量消耗预测部261基于按照细分化后的各个时期而示出能量消耗量的能量消耗特性表,对详细的能量消耗量进行计算。由此,能够得到如图13的下段的下部所示的详细计算的能量消耗量的曲线。在图13的下段的下部所示的详细计算的能量消耗量的曲线表示下述情况下的能量消耗量的曲线的一个例子,即,制造产品A(Operation A:OPA)的工序被细分化为例如第1时期(升温)、第2时期(保持)、第3时期(退火)、第4时期(精加工)等时期。通过由生产能量消耗预测部261对详细的能量消耗量进行计算,生产计划修正案实施判断系统26能够更详细地对生产工厂20中的得失进行计算。即,与通过基于以固定的值示出的能量消耗量进行计算而将各个工序的期间的能量消耗量表示为固定的值的简略计算的能量消耗量的曲线相比,按照在各个工序中细分化后的各个时期而表示能量消耗量的详细计算的能量消耗量的曲线,能够以少的误差而进行所请求的需求响应可否实现判断。这在所请求的需求响应中的每单位时间的电力的抑制量与在所请求的期间进行使用的电力的消耗量为相同程度的情况下是有利的。
生产能量消耗预测部261将计算出的电力的消耗量的预测值以例如与图7A的下段及图7B的下段所示的电力的消耗量的实绩值及预测值的曲线相同的形式,输出至用益计划变更得失计算部262。
接下来,说明由用益计划变更得失计算部262对得失进行计算的处理的一个例子。图14是表示本实施方式的工业用需求响应实现系统中的与用益计划的变更相伴的得失的计算处理的一个例子的图。图14示意地示出了由用益计划变更得失计算部262对得失进行计算的处理(下面,称为“用益计划得失计算处理”)。图14的第1段所示的曲线,是基于当前生产计划计算出的电力的消耗量的每单位时间的实绩值及预测值的曲线的一个例子,图14的第2段所示的曲线是基于修正生产计划计算出的电力的消耗量的每单位时间的实绩值及预测值的曲线的一个例子。图14的第3段所示的曲线是电力的消耗量的每单位时间的单价信息的曲线的一个例子。图14的第4段所示的曲线,是包含有与当前生产计划及修正生产计划中的电力的消耗量的实绩值及预测值相对应的奖励及惩罚在内的电力的价格(成本)的曲线的一个例子,图14的第5段所示的曲线是表示当前生产计划及修正生产计划中的预定的期间的电力的累计价格(成本)的曲线的一个例子。
图14的第1段及第2段所示的电力的消耗量的每单位时间的实绩值及预测值的曲线分别为从生产能量消耗预测部261输出的当前生产计划及修正生产计划各自的电力的消耗量的预测值。在图14中,还一并示出了所请求的需求响应中的每单位时间的电力的抑制量(DR请求)。图14的第3段所示的电力的每单位时间的单价信息的曲线,是将在从接单采购系统11发送来的费用信息的数据中包含的每个时间段的电力的单价信息表示为曲线。
如在图14的第1段及第2段所示的电力的消耗量的每单位时间的实绩值及预测值的曲线上共同记载的DR请求所示,需求响应中的电力的抑制量时时刻刻发生变动。与该DR请求相对应地,电力的单价也发生变动。因此,在电力的消耗量比由DR请求所示的电力的抑制量少的情况下,能够将电力的价格抑制得便宜,根据情况能够得到奖励。另一方面,如果超过由DR请求所示的电力的抑制量地对电力进行消耗,则会遭受惩罚。
因此,在用益计划变更得失计算部262处的用益计划得失计算处理中,首先,通过对当前生产计划及修正生产计划各自的电力的消耗量的预测值乘以每单位时间的电力的单价信息,由此对各个生产计划中的每单位时间的电力的价格进行计算。在用益计划变更得失计算部262处的用益计划得失计算处理中,基于DR请求,利用在从接单采购系统11发送来的费用信息的数据中包含的每个时间段的奖励信息及惩罚信息,对计算出的各个生产计划中的每单位时间的电力的价格进行补正。由此,能够分别针对当前生产计划和修正生产计划,计算出增加了奖励及惩罚后的电力的价格(下面,称为“电力成本”)。更具体地说,能够分别针对当前生产计划及修正生产计划而得到如图14的第4段所示的、增加了奖励及惩罚后的电力成本的曲线。在这里计算出的电力成本是每单位时间的电力的价格、即每单位时间的瞬时值。
在图14所示的一个例子中,如图14的第1段所示,在1月30日的12点至15点之间的区域D所示期间没有满足需求响应的请求。因此,通过观察图14的第4段所示的电力成本的曲线可知,增加了当前生产计划中的奖励及惩罚后的电力成本的瞬时值在该期间凸出而变高。
然后,在用益计划变更得失计算部262处的用益计划得失计算处理中,在预定的期间将图14的第4段所示的电力成本(瞬时值)进行累计。由此,能够分别针对当前生产计划及修正生产计划而得到如图14的第5段所示的电力成本(累计值)的曲线。图14的第5段所示的电力成本(累计值)的曲线示出了将1周的量的电力成本(瞬时值)进行累计的情况下的一个例子。根据该图14的第5段所示的电力成本(累计值)的曲线可知,累计的1周的电力成本在当前生产计划中为41000吨,在修正生产计划中为31000吨。可知通过将当前生产计划变更为修正生产计划,从而生产工厂20得到41000(吨)-31000(吨)=10000(吨)的利益。在该预定的期间的当前生产计划的电力成本(累计值)与修正生产计划的电力成本(累计值)的差值是与用益计划的变更相伴的得失。
因此,用益计划变更得失计算部262将由当前生产计划和修正生产计划各自的电力成本(累计值)的差值产生的利益=10000(吨)作为用益计划变更得失而输出至得失加法部264。
用益计划变更得失计算部262也可以将通过用益计划得失计算处理计算出的各个信息显示于例如生产计划修正案实施判断系统26所具有的显示单元等,由此进行可视化。例如,也可以显示如图14的第4段所示的电力成本(瞬时值)的曲线、如图14的第5段所示的电力成本(累计值)的曲线。此时,用益计划变更得失计算部262也可以在图14的第1段及第2段所示的电力的消耗量的每单位时间的实绩值及预测值的曲线的基础上,叠加电力成本(瞬时值)、电力成本(累计值)的曲线而进行显示。作为工业用需求响应实现系统的整体,例如,也可以在图10所示的将可抑制电力的变化在时间轴方向上进行可视化的曲线的基础上,叠加电力成本(瞬时值)、电力成本(累计值)的曲线而进行显示。并且,在生产工厂20中,在取代从电力供应商40买入的电力,将由能量转换设备233对非电能转换得到的电能、在能量蓄积设备234蓄积的电能供给至生产设备而进行使用的情况下,也可以将这些电能叠加进行显示。由此,例如生产工厂20的管理者能够视觉性地对生产工厂20整体能够抑制的电力、电力成本进行确认。
接下来,说明由生产计划变更得失计算部263对得失进行计算的方法的一个例子。生产计划变更得失计算部263基于当前生产计划及修正生产计划各自的使用设备计划,根据与从当前生产计划向修正生产计划的变更相伴的使用设备计划的变更,确认预定的生产工厂20中的各个制约是否会成为对象。生产计划变更得失计算部263分别对由成为对象的制约是否产生费用进行判断,对判断为产生费用的各个制约所产生的费用的合计值进行计算。更具体地说,生产计划变更得失计算部263对各个制约的内容进行确认,对由于当前生产计划中的使用设备计划变更为修正生产计划中的使用设备计划而成为有可能产生费用的对象的制约进行选择。然后,生产计划变更得失计算部263判断由所选择的制约是否产生费用,对所产生的费用的合计值进行计算。
进一步具体地说,在生产计划变更得失计算部263对与QCD制约相关的得失进行计算的情况下,将下述三者进行比较:在QCD制约中包含的与所生产的产品的品质相关的宽限度、与成本相关的宽限度、与交货期相关的宽限度;生产计划的管理基准;以及当前生产计划及修正生产计划。在生产计划变更得失计算部263对与设备制约相关的得失进行计算的情况下,将下述三者进行比较:在设备制约中包含的设备的工作条件、即在利用某个设备制作某个产品之前需要3小时的运转准备等制约;生产计划的管理基准;以及当前生产计划及修正生产计划。在生产计划变更得失计算部263对与安全制约相关的得失进行计算的情况下,将下述三者进行比较:在安全制约中包含的生产工序的安全条件、即在将某个设备停止的情况下需要将位于前段的设备停止等条件;生产计划的管理基准;以及当前生产计划及修正生产计划。生产计划变更得失计算部263将针对生产计划的管理基准的宽限度通过预定的表等换算为金钱而对得失进行计算。例如,基于以在与某个产品的交货期相关的宽限度小于或等于8小时的情况下为预定的数式、在大于或等于8小时的情况下为固定值的方式制作出的表,换算为金钱而对得失进行计算。
图15是表示本实施方式的工业用需求响应实现系统中的与生产计划的变更相伴的得失的计算方法的一个例子的图。在图15中,在上段示出了生产工厂20中的制约的一个例子,在下段示出了当前生产计划和修正生产计划中的使用设备计划。更具体地说,在图15的上段示出了生产工厂20中的安全制约、QCD制约、以及设备制约的各个制约的内容的一个例子,在图15的下段将当前生产计划中使用设备计划和修正生产计划中的使用设备计划进行比较而示出。
在图15中示出了下述情况,即,根据当前生产计划的使用设备计划和修正生产计划的使用设备计划之差,在安全制约中不存在有可能产生费用的制约,在QCD制约及设备制约中,各选择了1个有可能产生费用的制约。更具体地说,如在图15的下段的使用设备计划所示的时间移动M所示,由于将生产设备242-3的工作时间进行移动(延迟)的变更,与QCD制约的价格(Cost)相关的第2个制约L1中的“B级顾客的交货期变更的惩罚”的记载被判断为成为有可能产生费用的对象的制约,示出了选择制约L1的情况。由于在图15的下段的使用设备计划所示的区域O处存在生产设备242-2和生产设备242-3一起进行运转(工作)的时间段,因此与设备制约的生产设备242-3相关的第2个制约L2处的“与设备242-2同时进行运转的情况”的记载被判断为成为有可能产生费用的对象的制约,示出了选择制约L2的情况。
在图15中,判断由所选择的制约是否产生费用,对判断为产生费用的制约的费用的合计值进行计算。更具体地说,在图15中,所选择的制约L1为“B级顾客的交货期变更的惩罚为,小于或等于8小时为0,超过1天为契约金额的0.5%”,由于从当前生产计划变更为修正生产计划而将生产设备242-3的工作时间进行移动(延迟)的时间为6小时,因此判断为不会产生由该制约L1造成的费用、即由该制约L1产生的费用为0(美元)。在图15中,由于所选择的制约L2为“在与设备242-2同时进行运转的情况下,需要单独、综合检查(4小时)。检查费用为白天400美元/夜间600美元。”,因此判断为需要进行综合检查(4小时),该综合检查在夜间、即1月31日的凌晨3点以后执行的情况下的600(美元)被判断为由制约L2产生的费用。由制约L2产生的费用=600(美元)是为了进行由于变更生产计划而变得需要的综合检查的费用,因此对于生产工厂20而言是损失。因此,作为生产工厂20中的得失,成为“-600(美元)”。
由此,生产计划变更得失计算部263将由制约L1产生的费用(损失)=0(美元)和由制约L2产生的费用(损失)=-600(美元)相加得出的费用(损失)=-600(美元),作为生产计划变更得失而输出至得失加法部264。
因此,得失加法部264将从用益计划变更得失计算部262输出的用益计划变更得失=10000(美元)和从生产计划变更得失计算部263输出的生产计划变更得失=-600(美元)进行相加,将相加得出的计划变更得失”=9400(美元)输出至风险减法部266。
接下来,说明由风险考虑得失补正部265对得失进行计算的处理的一个例子。针对生产工厂20中的QCD、安全、环境等项目的风险的信息如上所述,预先列出在风险一览表中。图16是表示利用本实施方式的工业用需求响应实现系统进行工作的工业用设施中的风险一览表的一个例子的图。
在图16所示的风险一览表中,在“设备”一栏,示出了在生产工厂20内设置的各个设备的名称。在风险一览表中,在“风险要因”一栏,示出了针对各个设备的风险要因,诸如由于将在生产工厂20内设置的各个设备进行运转(工作)而造成的部件的损伤、由于设备的逐年变化等而造成的部件的品质不良等。在风险一览表的“损失”一栏,示出了发生风险要因的情况下的损失额(美元),在“概率”一栏,示出了发生风险要因的概率。在风险一览表的“平均损失额”一栏,示出了通过将“损失”一栏所示的损失额(美元)和“概率”一栏所示的概率相乘而求出的平均的损失额(美元)。风险一览表的“对象”一栏是示出表示被风险考虑得失补正部265选中的“勾选”标志的栏。
风险考虑得失补正部265对在风险一览表示出的各个风险要因进行确认,对由于将当前生产计划变更为修正生产计划而成为有可能发生的对象的风险进行选择。然后,风险考虑得失补正部265通过将“平均损失额”一栏所示的损失额进行合计,对在发生了所选择的风险的情况下的损失进行计算。
在图16所示的风险一览表中,示出了下述情况,即,作为由于将当前生产计划变更为修正生产计划而成为有可能发生风险的对象,选择了与锅炉相关的风险要因“由快速的负载变动造成的A装置的故障”、与生产设备242-2相关的风险要因“由长时期的连续工作造成的B部件的损伤导致的故障”。示出了下述情况,即,作为由于将当前生产计划变更为修正生产计划而发生风险的情况下的损失额,在“合计”一栏示出了由风险考虑得失补正部265对与所选择的风险要因相对应的平均损失额进行合计得出的损失额(500(美元)+2500(美元)=3000(美元))。
由此,风险考虑得失补正部265将在风险一览表的“合计”一栏所示的损失额=3000(美元)作为风险考虑得失而输出至风险减法部266。
因此,风险减法部266将从得失加法部264输出的计划变更得失=9400(美元)减去从风险考虑得失补正部265输出的风险考虑得失=3000(美元),将得出的需求响应应对得失=6400(美元)输出至比较部267。
由此,比较部267将预先设定的需求响应应对判断阈值和从风险减法部266输出的需求响应应对得失=6400(美元)进行比较,将表示比较的结果的信息输出至计划可否变更判断部268。计划可否变更判断部268基于从比较部267输入的比较结果,判断是否将当前生产计划变更为修正生产计划。例如,在从比较部267输出的比较结果为正的情况下,判断为将当前生产计划变更为修正生产计划,在从比较部267输出的比较结果为负的情况下,判断为不将当前生产计划变更为修正生产计划(参照图12的步骤S490)。
生产计划修正案实施判断系统26也可以为不具有风险考虑得失补正部265和风险减法部266的结构。即,生产计划修正案实施判断系统26也可以是不利用风险考虑得失对计划变更得失进行补正的结构。在该情况下,成为由得失加法部264输出的计划变更得失直接输入至比较部267的结构,比较部267将预先设定的需求响应应对判断阈值和从得失加法部264输出的计划变更得失=9400(美元)进行比较,将表示比较的结果的信息输出至计划变更可否判断部268。
按照上面所述,根据用于实施本发明的方式,在构成工业用需求响应实现系统的需求响应应答判断系统中,在从电力供应商发来工业用需求响应(iDR)的请求的情况下,首先,判断仅通过对生产工厂内的各个设备的运转状态进行变更是否能够实现需求响应。由此,在用于实施本发明的方式中,与通过将有可能对生产计划整体造成影响的工序的改编而对生产计划进行变更的情况相比,能够判断是否能够容易地以小的风险应对需求响应。
根据用于实施本发明的方式,在构成工业用需求响应实现系统的需求响应应答判断系统中,在判断为仅通过对生产工厂内的各个设备的运转状态进行变更无法实现需求响应的情况下,指示对生产产品时的工序、所生产的产品的种类进行改编的新的生产计划的制定。在用于实施本发明的方式中,在构成本实施方式的工业用需求响应实现系统的生产计划修正案实施判断系统中,对与将当前的生产计划变更为新制定的生产计划相伴的生产工厂的得失进行计算,判断根据新的生产计划是否能够实现所请求的需求响应、即是否接受(承诺)由电力供应商40请求的需求响应的请求。由此,在用于实施本发明的方式中,即使在为了应对所请求的需求响应而变更为对生产产品时的工序、所生产的产品的种类进行改编的新的生产计划的情况下,也能够变为与在生产工厂中生产的产品的品质、交货期相关的风险小的、即相对于生产工厂的收益而言风险小的(损害少的)新的生产计划。
根据用于实施本发明的方式,能够在确保生产工厂(企业)中生产的产品或者中间产品的QCD的基础上,进一步对生产工厂中的安全性、环境性等风险进行规避,在该状态下,通过工业用需求响应(iDR)实现由电力供应商请求的抑制量的电力的抑制。
在用于实施本发明的方式中,说明了下述情况,即,与从需求响应应答判断系统25输出的生产计划的变更的指示相对应地,生产计划制定系统21制定修正生产计划。此时,生产计划制定系统21没有对由工业用需求响应实现系统计算出的信息进行参照。但是,在生产计划制定系统21制定修正生产计划时,可以想到,例如由生产计划修正案实施判断系统26计算出的各个信息会有效地有助于修正生产计划的制定。可以想到,例如,由生产计划修正案实施判断系统26所具有的生产能量消耗预测部261计算出的当前生产计划中的电力的消耗量的预测值、由用益计划变更得失计算部262计算出的当前生产计划中的电力成本等会有效地有助于考虑了生产产品时的成本的修正生产计划的制定。这是因为,生产计划制定系统21原本就需要考虑生产工厂20中的QCD、安全、环境而对生产计划进行制定,而且在收到需求响应的请求的情况下,还需要满足所请求的需求响应中的电能的抑制。因此,工业用需求响应实现系统也可以为下述结构,即,在指示修正生产计划的制定时,将当前生产计划中的电力的消耗量的预测值、电力成本等对于制定修正生产计划而言有效的信息输出至生产计划制定系统21。由此,生产计划制定系统21能够将所生产的产品的品种的变更、产品生产的中止、即生产设备的运转(工作)停止等也包含在内地进行修正生产计划的制定,还能够通过将当前生产计划变更为上述制定的修正生产计划,进一步大幅地抑制能量消耗。反之,生产计划制定系统21还能够通过在执行需求响应的时间段使用从电力供应商40供给的廉价的电能而增大(增产)产品的生产量,由此也能够制定用于确保生产工厂20的利益的修正生产计划。
在用于实施本发明的方式中,说明了下述情况,即,与从需求响应应答判断系统25输出的1次生产计划的变更的指示相对应地,生产计划制定系统21制定1个修正生产计划。因此,说明了下述情况,即,生产计划修正案实施判断系统26针对从生产计划制定系统21输出的1个修正生产计划进行可否实施的判断。但是,生产计划制定系统21与1次生产计划的变更的指示相对应地制定的修正生产计划的数量不限定于在用于实施本发明的方式中说明的数量,生产计划制定系统21也可以同时制定多个修正生产计划。因此,生产计划修正案实施判断系统26也可以分别针对从生产计划制定系统21输出的多个修正生产计划,进行可否实施的判断。即使在生产计划修正案实施判断系统26针对多个修正生产计划进行可否实施的判断的情况下,其考虑方式也是相同的。
例如,也可以将用于实现由图1所示的工业用需求响应实现系统、或者构成工业用需求响应实现系统的需求响应应答判断系统25、生产计划修正案实施判断系统26等各结构要素进行的处理的程序记录于计算机可读取的记录介质,由计算机系统对在该记录介质中记录的程序进行读取,并进行执行,由此进行与本实施方式的工业用需求响应实现系统、或者构成工业用需求响应实现系统的需求响应应答判断系统25、生产计划修正案实施判断系统26相关的上述各种处理。在这里所述的“计算机系统”也可以包含OS、周边仪器等硬件。“计算机系统”如果是利用WWW系统的情况,则假设也包含主页提供的环境(或者显示环境)。“计算机可读取的记录介质”是指软盘、磁光盘、ROM、闪存等可写入的非易失性存储器、CD-ROM等移动介质、以及在计算机系统中内置的硬盘等存储装置。
并且,假设“计算机可读取的记录介质”也包含如经由互联网等网络、电话线路等通信线路而发送程序的情况下的成为服务器、客户端的计算机系统内部的易失性存储器(例如DRAM(Dynamic Random Access Memory))这样将程序保存一定时间的介质。上述程序也可以从在存储装置等中储存有该程序的计算机系统经由传输介质、或者通过传输介质中的传输波而传输给其他计算机系统。在这里,将程序进行传输的“传输介质”是指如互联网等网络(通信网)、电话线路等通信线路(通信线)这样具有传输信息的功能的介质。上述程序也可以用于实现前面叙述的功能的一部分。并且,也可以通过与已经记录于计算机系统的程序的组合而实现前面叙述的功能,即所谓的差分文件(差分程序)。
以上参照附图对本发明的实施方式进行了说明,但具体的结构不限定于本实施方式,还包含在不脱离本发明的主旨的范围的各种变更。
标号的说明
1…企业
10…总公司
11…接单采购系统
20…生产工厂(工业用设施)
21…生产计划制定系统
22…生产执行系统
23…能量部门
231…能量控制系统
232…受配电设备
233…能量转换设备
234…能量蓄积设备
24…生产部门(工业用设施)
241…生产设备控制系统
242-1、242-2…生产设备(设备、需要改编工序的设备、第3设备)
242-3…生产设备(设备、时间可移动设备、第2设备)
243-1…照明设备(设备)
243-2…照明设备(设备、始终应对设备、第1设备)
244-1…空调设备(设备)
244-2…空调设备(设备、始终应对设备、第1设备)
245-2…C1箱(设备)
245-3…C2箱(设备)
25…需求响应应答判断系统(需求响应应答判断单元、第1判断装置)
26…生产计划修正案实施判断系统(生产计划修正案实施判断单元、第2判断装置)
261…生产能量消耗预测部(生产计划修正案实施判断单元、第2判断装置、生产能量消耗预测部)
262…用益计划变更得失计算部(生产计划修正案实施判断单元、第2判断装置、用益计划变更得失计算部、第1得失计算部)
263…生产计划变更得失计算部(生产计划修正案实施判断单元、第2判断装置、生产计划变更得失计算部、第2得失计算部)
264…得失加法部(生产计划修正案实施判断单元、第2判断装置)
265…风险考虑得失补正部(生产计划修正案实施判断单元、第2判断装置、风险考虑得失补正部、得失补正部)
266…风险减法部(生产计划修正案实施判断单元、第2判断装置、风险考虑得失补正部、得失补正部)
267…比较部(生产计划修正案实施判断单元、第2判断装置)
268…计划可否变更判断部(生产计划修正案实施判断单元、第2判断装置)
SW1…切换开关(生产计划修正案实施判断单元、第2判断装置)
SW2…指示开关(生产计划修正案实施判断单元、第2判断装置)
30…顾客
40…电力供应商
41…需求响应交易服务器(电力供应商)

Claims (12)

1.一种工业用需求响应实现系统,
其具有第1判断装置,该第1判断装置从在工业用设施中设置的设备之中,确定能够通过一部分停止或者抑制能力而应对所使用的电力的抑制的第1设备、能够通过对工作的时间进行变更而应对所使用的电力的抑制的第2设备,对所述第1设备能够抑制的所述电力的第1可抑制量以及所述第2设备能够抑制的所述电力的第2可抑制量进行计算,
所述第1判断装置,
基于所述第1及第2可抑制量,判断是否能够抑制由来自电力供应商的抑制请求所指定的抑制量的所述电力,在根据该判断而判断为能够抑制所指定的所述抑制量的所述电力的情况下,指示为了满足所指定的所述抑制量而需要进行的所述第1设备及第2设备中的至少一者的运转状态的变更,
基于用于使在所述工业用设施中设置的各个所述设备进行工作而生产产品的生产计划、以该生产计划为基础的各个所述设备的使用计划,从各个所述设备之中,确定所述第2设备、和能够通过对工序进行改编而应对所使用的所述电力的抑制的第3设备,定期地对将所述第1可抑制量、所述第2可抑制量、以及所述第3设备能够抑制的所述电力的第3可抑制量汇总形成的需求响应应对能力一览表进行更新,
当开始进行所指定的所述抑制量的所述电力的抑制的指定时刻在所述第1设备及所述第2设备能够开始进行所述电力的抑制的可应对时间以后、且比新的生产计划的制定所需的生产计划制定时间早的情况下,判断所述第2设备是否能够在所述指定时刻抑制所述电力,在所述第2设备无法抑制所述电力的情况下,指示所述第1设备的运转状态的变更,
在所述第2设备能够抑制所述电力的情况下,指示所述第1设备和所述第2设备的运转状态的变更。
2.根据权利要求1所述的工业用需求响应实现系统,其中,
所述第1判断装置对是否能够抑制由来自所述电力供应商的抑制请求所指定的抑制量的所述电力进行判断,将表示判断出的结果的信息进行输出。
3.根据权利要求1所述的工业用需求响应实现系统,其中,
所述第1判断装置,
判断所述第1可抑制量是否满足所指定的所述抑制量,在所述第1可抑制量满足所指定的所述抑制量的情况下,指示所述第1设备的运转状态的变更,
在所述第1可抑制量不满足所指定的所述抑制量的情况下,判断通过在所述第1可抑制量的基础上加上所述第2可抑制量是否满足所指定的所述抑制量,在将所述第1可抑制量和所述第2可抑制量组合后的可抑制量满足所指定的所述抑制量的情况下,指示所述第1设备和所述第2设备的运转状态的变更。
4.根据权利要求3所述的工业用需求响应实现系统,其中,
所述第1判断装置,
在将所述第1可抑制量和所述第2可抑制量组合后的可抑制量不满足所指定的所述抑制量的情况下,判断通过在所述第1可抑制量的基础上加上所述第3可抑制量是否满足所指定的所述抑制量,在将所述第1可抑制量和所述第3可抑制量组合后的可抑制量满足所指定的所述抑制量的情况下,指示新的生产计划的制定,在与该新的生产计划的制定的指示相对应地制定出的新的生产计划为能够实施的生产计划的情况下,指示当前的所述生产计划向所述新的生产计划进行变更。
5.根据权利要求1所述的工业用需求响应实现系统,其中,
所述第1判断装置,
当所述指定时刻在新的生产计划的制定所需的生产计划制定时间以后的情况下,指示新的生产计划的制定,在与该新的生产计划的制定的指示相对应地制定的新的生产计划为能够实施的生产计划的情况下,指示当前的所述生产计划向所述新的生产计划进行变更。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的工业用需求响应实现系统,其中,
所述第1判断装置,
将所述第1可抑制量的信息和所述第2可抑制量的信息分别在时间轴方向上进行可视化而显示。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的工业用需求响应实现系统,其中,
还具有第2判断装置,该第2判断装置对与将生产计划变更为新的生产计划即修正生产计划相伴的得失进行计算,判断所述生产计划可否向所述修正生产计划变更,该生产计划用于使在所述工业用设施中设置的各个所述设备进行工作而生产产品,
所述第1判断装置,
在所述第2判断装置判断为应该进行所述生产计划的变更的情况下,所述第1判断装置判断为能够抑制所指定的所述抑制量的所述电力。
8.根据权利要求7所述的工业用需求响应实现系统,其中,
所述第2判断装置具有生产能量消耗预测部,该生产能量消耗预测部基于由在所述工业用设施中设置的各个所述设备生产产品时的多个工序、该多个工序各自所需的时间、在该工序之后下一个进行的工序、以及在该多个工序中分别消耗的能量的消耗量分别按照每个所述工序汇总形成的能量消耗特性表,对在生产计划中工作的各个所述设备所使用的所述电力的消耗量进行预测,将该预测的电力的消耗量进行输出,
所述生产能量消耗预测部,
分别针对当前的所述生产计划和所述修正生产计划,将所述电力的消耗量进行输出。
9.根据权利要求7所述的工业用需求响应实现系统,其中,
所述第2判断装置,
将计算出的得失的信息进行可视化而显示,
在输入了表示对所述修正生产计划进行实施的指示的情况下,判断为能够实施所述修正生产计划。
10.一种工业用需求响应实现系统,其具有:
第1判断装置,其从在工业用设施中设置的设备之中,确定能够通过一部分停止或者抑制能力而应对所使用的电力的抑制的第1设备、能够通过对工作的时间进行变更而应对所使用的电力的抑制的第2设备,对所述第1设备能够抑制的所述电力的第1可抑制量以及所述第2设备能够抑制的所述电力的第2可抑制量进行计算;以及
第2判断装置,其对与将生产计划变更为新的生产计划即修正生产计划相伴的得失进行计算,判断所述生产计划可否向所述修正生产计划变更,该生产计划用于使在所述工业用设施中设置的各个所述设备进行工作而生产产品,
所述第1判断装置,
基于所述第1及第2可抑制量,判断是否能够抑制由来自电力供应商的抑制请求所指定的抑制量的所述电力,在根据该判断而判断为能够抑制所指定的所述抑制量的所述电力的情况下,指示为了满足所指定的所述抑制量而需要进行的所述第1设备及第2设备中的至少一者的运转状态的变更,
在所述第2判断装置判断为应该进行所述生产计划的变更的情况下,所述第1判断装置判断为能够抑制所指定的所述抑制量的所述电力,
所述第2判断装置具有:
生产能量消耗预测部,其基于由在所述工业用设施中设置的各个所述设备生产产品时的多个工序、该多个工序各自所需的时间、在该工序之后下一个进行的工序、以及在该多个工序中分别消耗的能量的消耗量分别按照每个所述工序汇总形成的能量消耗特性表,对在生产计划中工作的各个所述设备所使用的所述电力的消耗量进行预测,将该预测的电力的消耗量进行输出;
第1得失计算部,其基于当前的所述生产计划和所述修正生产计划各自的所述电力的消耗量、在所述抑制请求中包含的所述电力的每个时间段的单价的信息、在按照所述抑制请求抑制了所述电力的情况下的补偿的信息、以及无法进行按照所述抑制请求进行所述电力的抑制的情况下的处罚金额的信息,对与将当前的所述生产计划变更为所述修正生产计划相伴的得失进行计算,以作为第1得失;以及
第2得失计算部,其分别基于当前的所述生产计划及所述修正生产计划、所述工业用设施中的制约,对与将当前的所述生产计划变更为所述修正生产计划相伴的得失进行计算,以作为第2得失,
所述生产能量消耗预测部,
分别针对当前的所述生产计划和所述修正生产计划,将所述电力的消耗量进行输出。
11.根据权利要求10所述的工业用需求响应实现系统,其中,
所述第2判断装置,
将所述第1得失和所述第2得失进行相加,在该相加得出的结果的第3得失超过为了判断是否应对需求响应而预先设定的阈值的情况下,判断为能够实施所述修正生产计划,
在所述第3得失小于或等于预先设定的所述阈值的情况下,判断为无法实施所述修正生产计划,
该第2判断装置将判断出的结果的信息进行输出。
12.根据权利要求11所述的工业用需求响应实现系统,其中,
所述第2判断装置还具有得失补正部,
该得失补正部基于预先列举出与对在所述工业用设施中设置的各个所述设备的工作进行变更相伴的风险信息的风险一览表,确定与将当前的所述生产计划变更为所述修正生产计划相伴的风险,将利用由所确定的风险产生的得失对所述第3得失进行补正得出的第4得失进行输出,
在所述第4得失超过了所述阈值的情况下,判断为能够实施所述修正生产计划,在所述第4得失小于或等于所述阈值的情况下,判断为无法实施所述修正生产计划。
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