JP2001084022A - 生産プラントエネルギー消費量シミュレーションの入力支援方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】生産プラント建物内の生産ライン上の所要機器
等に関する情報を、エネルギー消費量シミュレーション
へ効果的に入力することを支援する方法を提供する。 【解決手段】生産プラント建物を対象としたエネルギー
消費量シミュレーションに関する入力を支援する方法に
おいて、生産工程で利用する機器またはサブ工程を、表
示画面上に描画させるための領域表示手段１、前記領域
上に、生産プラント建物における生産工程で利用する機
器またはサブ工程を示す図示記号群手段２、前記手段２
にて記述した２つの図示記号の方向性を前記生産工程順
序の上流側から下流側にあることに基づき表示する図示
記号結合方向表示手段３、および前記手段３にて記述し
た結合方向表示手段に、上流側にある機器またはサブ工
程の処理時間に関する情報を添付する手段４、を備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生産プラント建物
において消費される電力、ガス等の１次エネルギー量を
計算するエネルギー消費量シミュレーションへの入力を
支援する方法に係り、特に、種々の機器が設置された生
産ラインのある生産プラント建物を対象としたエネルギ
ー消費量シミュレーションへの入力を支援する方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】米国では、ビル建物におけるエネルギー
消費量を削減させるESCO(Energy Service Company）
事業が発達してきた。国内でも、昨今の地球環境問題へ
の取り組み対応、とりわけ地球温暖化防止に結びつく省
エネルギーは、ビルオーナーや製造業者にとって効果的
な環境問題の取り組みだけでなく、経営の観点からも関
心ある事項である。

【０００３】ESCO事業は、(1)建物の省エネルギーに関
する診断、(2)建物のエネルギー管理、(3)既存設備の制
御方式改善、(4)高効率機器への更新、等を顧客に代わ
って実施するものである。

【０００４】前記(1)から(4)を実施するためには、対象
とする建物が所有する機器およびエネルギー消費量に関
する情報を分析する必要がある。省エネルギーセンター
発行の「新版エネルギー管理技術・電気管理編」によれ
ば、一般事務所建物では、空調設備用エネルギー消費量
が全体の約半分を占めている。このため、ESCO事業者
は、ビル建物のエネルギー消費量を計算する空調シミュ
レーションを活用している。

【０００５】例えば、インターネットWeb経由でデモ版
を入手できるような一般の前記空調シミュレーションで
は、ある空調システムが関与する建物内の空間を定義
し、この空間に関わる空調システム機器として、要素機
器を入力として定義していく必要がある。

【０００６】前記空間に対して、対応する空調機器を割
り当てる場合、機器の割り当てを間違えないように、特
開平8―61742では、コンポーネントブロック情報格納部
に格納された情報をブロック階層化部で確認させること
で、システムで選択した空調機器等のコンポーネントが
ブロックに適合しているものかどうかを判定させる手段
を提案している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来例を用いて、生産
ラインを有するプラントの所有する生産機器を記述する
ことに適用することを考える。生産ラインの製品製造工
程が、複数のサブ工程から構成され、かつ各々のサブ工
程において種々の機器が利用されると考えれば、前記従
来例のコンポーネントに、前記の生産機器が対応し、前
記従来例のブロックに、前記の各サブ工程が対応する。

【０００８】生産プラント建物におけるエネルギー消費
量を考える場合、前記サブ工程では、サブ工程に属する
機器を対応させることだけでなく、サブ工程間の順序
性、あるいは時間的な要素を考慮しなければならない。
しかしながら、従来例では、前記ブロックにサブ工程が
対応することになり、従来例においては、空調シミュレ
ーションの対象となる機器と、空調対象の空間との対応
づけ等には好適であるが、生産プラント建物を対象にす
る場合の配慮には欠けており、工夫の余地がある。

【０００９】本発明の目的は、エネルギー消費量を計算
する対象である生産プラント建物内の生産ライン上の所
要機器を、エネルギー消費量シミュレーションへ入力す
ることを支援する方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、種々の機器が設置された生産ラインのある生産工場
建物を対象としたエネルギー消費量シミュレーションシ
ステムに関する入力を支援するシステムにおいて、(1)
生産プラント建物における生産工程で利用する機器また
はサブ工程を、表示画面上に描画させるための領域表示
手段１、(2)前記手段１の領域上に、生産プラント建物
における生産工程で利用する機器またはサブ工程を示す
図示記号群手段２、(3)前記手段２にて記述した２つの
図示記号の方向性を前記生産工程順序の上流側から下流
側にあることに基づき表示する図示記号結合方向表示手
段３、(4)前記手段３にて記述した結合方向表示手段
に、上流側にある機器またはサブ工程の処理時間に関す
る情報を添付する手段４、を備えた入力支援方法を用い
る。

【００１１】前記手段１により、生産プラント建物にお
ける生産工程のサブ工程間または、前記工程にて利用す
る機器間の相互関係を示すための領域を提供し、前記生
産プラント建物におけるエネルギー消費を伴う生産活動
を視覚的に表現させる。前記手段２は、前記生産プラン
ト建物にある生産機器または生産工程を記述するための
手段であり、前記手段３では、前記生産プラント建物に
おける機器または生産工程の順序の上流側から下流側に
あることを表示させるので、ともに前記生産プラント建
物におけるエネルギー消費を伴う生産活動を視覚的に表
現させる。前記手段４により、例えば、生産プラント建
物においてバッチ処理的生産が行われている場合、生産
活動でのエネルギー消費を伴う機器またはサブ工程の活
動時間等の情報を、生産工程を示す視覚的な情報と合わ
せて表示できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。

【００１３】最初に、図２を用いて、本発明の入力支援
方法を用いた、生産工場建物を対象としたエネルギー消
費量シミュレーションシステムについて説明する。

【００１４】システム装置は、主として、データ記憶部
５１、入力前処理演算部５２、エネルギー消費量演算部
５３、画面表示の制御部５４および画面表示部５５から
構成される。データ記憶部５１としては、本発明の入力
支援方法によって取り込まれる各機器の稼動状況を表す
負荷率及び稼動時間等のデータを記憶する入力支援画面
からのデータ記憶部５１a、エネルギー消費量を計算す
る演算部５３によって計算された計算結果を記憶する演
算結果記憶部５１b、及び画面表示部５５に画面を描画
構成するために要するデータの記憶部とがある。また、
ハード装置の画面表示部５５としては、本発明に係る入
力支援用画面、およびエネルギー消費量の予測計算結果
を表示する画面があり、それぞれの表示画面を制御する
制御部が、前記画面表示の制御部５４の中に、入力支援
用画面制御部５４a、およびエネルギー消費量予測計算
結果表示画面制御部５４bがある。

【００１５】本発明に係る入力支援方法を含んだ前記エ
ネルギー消費量シミュレーションシステムを起動させる
ことで、本発明に係る入力支援方法に関わるプラント構
成入力用の画面が、前記画面表示部５５で構成される。

【００１６】図１は、本発明によって構成される入力支
援表示画面の第１の実施の形態を示している。１は前記
表示部５５に表示される表示画面、２は生産プラント建
物における生産ラインを描画させる領域である。３から
６は本実施例において想定した生産プラント建物の生産
ラインで利用される機器を示す図示記号であり、７，８
は生産ラインに対応させられない建物の共用機器を表す
図示記号で、９は前記の建物の共用機器を表す図示記号
を格納する領域である。１０は、前記生産ラインで利用
される機器を示す図示記号のメニューを示し、１１は前
記メニューに示された機器のエネルギー源を示すボタン
である。このボタンの操作に応じて、メニュー画面に、
エネルギー源に対応する機器を示す図示記号類が示され
る。１２は、前記１０のメニューから選択した機器の図
示記号を、前記２の描画領域に設置した後で不必要とな
った場合に、前記図示記号を消去するための消去エリア
である。

【００１７】１３，１４は各々、対象となる生産プラン
ト建物の生産ラインの開始及び終了を示す記号であり、
１５，１６は前記機器の図示記号３および４，３および
５の順序関係を示す工程線を表す。

【００１８】入力支援システムが起動すれば、図１に示
した入力画面が表示される。本実施例では、ユーザは、
表示メニュー１０に準備された、前記手段２に対応する
機器の図示記号３から６等を選択し、前記手段１に対応
する描画領域２に配置させる。なお、この時の処理で
は、前記システム構成での入力支援用画面制御部５４a
が動作する。さらに、生産ラインの工程順序を示すた
め、生産工程の上流に配置される機器および、下流に配
置される機器を前記描画領域２にある機器の図示記号の
中から、ユーザが機器を限定するために選択することに
より、前記入力支援用画面制御部５４aが動作して、前
記手段３に対応する工程線、例えば工程線１５，１６を
描かせる。この表示により、生産プラント建物が所有
し、かつ生産工程で用いる機器の利用順序が明確にな
る。また、前記機器の図示記号に対応して、それらの機
器の利用状況、例えば、該当する機器の定格出力運転に
おける所要出力および消費電力、稼動時間等の入力項目
を入力および表示させれば、生産工程を視覚的に認識し
ながら入力することができ、入力支援効果が大きくな
る。

【００１９】エネルギー消費量、例えば、電力消費量の
場合、機器の稼動状況である機器の稼動スケジュール情
報があれば、各機器の個別電力消費量は以下の式により
求められる。

【００２０】

【数１】Ｗ＝Σ（Ｅi×Ｈi）……………………式１ Ｗ：機器の消費電力量(ｋＷ) Ｅi：稼動状況にあてはまる運転負荷iに対応する機器の
消費電力(ｋＷ) Ｈi：稼動状況にあてはまる運転負荷iに対応する機器の
総稼動時間(h) なお、Σは、総和記号である。本実施例では、エネルギ
ー消費量の計算に必要な数値情報を、入力支援方法を通
じて、ユーザが機器の稼動状況を説明しやすい方法によ
り入力し、前記入力支援用画面制御部５４aが動作する
ことで、まず前記演算結果記憶部５１bに記憶格納され
る。その後、前記の数値情報を用いて、前記式１を用い
てエネルギー消費量計算ができるように、前記Eiおよび
Hiに対応する数値を前記入力前処理演算部５２にて算出
して、前記エネルギー消費量演算部５２へ渡し、前記の
式１を用いて、入力で与えられた機器の稼動状況に応じ
たエネルギー消費量を計算する。計算された結果は、前
記演算結果記憶部５１bに格納され、ユーザによる結果
出力命令が、前記エネルギー消費量予測計算結果表示画
面制御部５３bに作用して、前記画面表示部５４に表示
する。

【００２１】次に、図３に示したように、前記工程線、
例えば工程線１５に、前記機器に対応する図示記号３で
の処理時間に関する情報を表示部２１にて入力および表
示させても、エネルギー消費量シミュレーションへの入
力を支援することができる。ここでは、単位生産あたり
の機器稼動処理時間を入力する。別途、生産する製品に
応じた各工程、各機器の稼動パターンが決まっていれ
ば、それらをルール化して、システムに持たせておき、
前記入力前処理演算部５２を連動させて、総稼動時間等
を算出するようにさせることにより、シミュレーション
への入力を支援する例がある。

【００２２】図４に第１の実施の形態の変形例を示す。
本変形例では、機器の図示記号３を最初から描画領域２
に配置するのではなく、サブ工程の図示記号３１をその
格納エリア３２から取り出し、サブ工程の図示記号３３
から３５を前記描画領域２に配置することで、生産プラ
ント建物の生産工程を表現する。図４には、例として、
前記サブ工程の図示記号３３を詳細に記述するサブ描画
領域３６を示している。前記サブ描画領域３６では、機
器の表示符号３７から４１を用いて、工程順序に従っ
て、機器がどう利用されるのかを示している。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、種々の
機器が設置された生産ラインのある生産プラント建物を
対象としたエネルギー消費量シミュレーションに必要な
入力作業について、前記生産プラント建物の有する生産
工程のパターンに応じて視覚的に効率よく実施でき、エ
ネルギー消費量シミュレーションへ入力を支援すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によって構成される入力支援表示画面の
第１の実施の形態を示す図。

【図２】本発明によって構成される入力支援表示画面を
有する生産工場建物を対象としたエネルギー消費量シミ
ュレーションシステムの全体構成を示す図。

【図３】工程線の始点に配置された機器の稼動時間に関
する情報を表示する部分を示す図。

【図４】本発明によって構成される入力支援表示画面の
第１の実施の形態の変形例を示す図。

【符号の説明】

１…表示画面、２…生産プラント建物における生産ライ
ンを描画させる領域、３〜６…想定した生産プラント建
物の生産ラインにおいて利用される機器を示す表示符
号、７，８…生産ラインの個々のサブ工程に対応させら
れない建物の共用機器を表す表示符号、９…建物の共用
機器を表す表示符号を格納する領域、10…生産ラインに
おいて利用される機器を示す表示符号のメニュー、11…
メニューに示された機器のエネルギー源を示すボタン、
12…選択機器表示符号を消去するための消去エリア、13
…対象となる生産プラント建物の生産ラインの開始を示
す記号、14…対象となる生産プラント建物の生産ライン
の終了を示す記号、15，16…サブ工程順序関係を示す工
程線、21…処理時間に関する情報を表示する表示部、31
…サブ工程の表示符号を格納している格納エリア、32…
サブ工程の表示符号、33〜35…サブ工程の表示符号、36
…サブ工程の表示符号を詳細に記述するサブ描画領域、
37〜41…機器の表示符号、51…データ記憶部、52…入力
前処理演、53…エネルギー消費量演算部、54…画面表示
の制御部、54a…入力支援用画面制御部、54b…エネルギ
ー消費量予測計算結果表示画面制御部、55…画面表示
部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福家 肇 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 Ｆターム(参考） 5B046 AA02 GA01 HA05 JA04 5H223 BB08 EE06 EE30 FF05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生産プラント建物を対象としたエネルギ
   ー消費量シミュレーションに関する入力を支援する方法
   において、前記生産プラント建物における生産工程で利
   用する機器を表示画面上に描画させるための領域、前記
   領域上に前記機器を示す図示記号、および前記図示記号
   にて記述した２つの図示記号の方向性を前記生産工程順
   序の上流側から下流側にあることに基づき表示するこ
   と、を特徴としたエネルギー消費量シミュレーションの
   入力支援方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のエネルギー消費量シミュ
   レーションに関する入力を支援する方法において、前記
   図示記号にて記述した２つの図示記号の方向性を前記生
   産工程順序の上流側から下流側にあることに基づく表示
   に、上流側にある機器の処理時間に関する前記シミュレ
   ーションの入力情報を添付する手段を加えたこと、を特
   徴としたエネルギー消費量シミュレーションの入力支援
   方法。
3. 【請求項３】 生産プラント建物を対象としたエネルギ
   ー消費量シミュレーションに関する入力を支援する方法
   において、前記領域上に、前記生産工程を工程の種類に
   応じて複数のサブ工程から構成されるとした場合の前記
   サブ工程を示す図示記号を備え、前記図示記号に応じ
   て、そのサブ工程において利用する機器を描画するため
   のサブ領域を備えるように階層構造をもたせること、を
   特徴とした消費エネルギー量予測シミュレーションの入
   力支援方法。