JP2004151830A - エネルギー需要最適化システム及び生産計画作成支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】新たな設備機器を導入することなく、既存の設備の需要エネルギー量の最適化を図ることにある。
【解決プログラム】このエネルギー需要最適化システム３は、製品の生産に必要な生産設備及び非生産設備の需要エネルギー量の低コスト化を図るためのシステム３であって、データ作成プログラム１１と、生産計画修正プログラム１３とを備えている。データ作成プログラム１１は、需要エネルギー量を並べた時系列データ２１を作成する。生産計画修正プログラム１３は、需要エネルギー量の上限値を含む制約情報を考慮して、時系列データ２１に現れるピークが抑制されるよう製品の生産計画を修正する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エネルギー需要最適化システム、特に、製品の生産に必要な需要エネルギー量の低コスト化を図るためのエネルギー需要最適化システムに関する。また、本発明は、それを備えた生産計画作成支援システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
製品の生産を行う工場等の設備は、通常、製品の生産に直接関わる生産設備と、照明機器、空気調和機のように製品の生産に直接関係しない非生産設備とを備えている。そして、これらの設備は、通常、作業員の就業時間である昼間に最も多くのエネルギーを消費し、各時間での需要エネルギー量を並べると昼間の時間帯に大きいピークが現れる。
【０００３】
しかし、昼間のエネルギーコストは夜間及び早朝よりも高いことから、設備のエネルギー需要が昼間に集中することは、省エネルギーの観点から好ましくなく、製品のコストアップにも繋がる。そこで、需要エネルギー量の省エネルギー化を図るために、消費エネルギーを製品の生産数量で割ったエネルギー原単位を用いる方法がある（例えば、特許文献１参照。）。また、製品の生産の高効率化を図るために、製品の生産計画を基に作成、調整したエネルギー生産計画に従ってエネルギーを外部に出力する方法がある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
さらに、需要エネルギー量の平準化を図るために、例えば、蓄熱システムを導入したり、従来の空気調和機を燃料熱源の空気調和機（ＧＨＰ）に変更したり、新たな設備機器を導入する方法がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−９９６６９号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平９−１７９６０４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように新たな機器を導入する方法では、設備費用が増大してしまう。
一方、需要エネルギー量の平準化のための他の方法として、既存の設備に対しデマンド制御を行う方法が挙げられる。この方法では、デマンド制御のためのシステム導入費用は少なくて済むが、需要エネルギー量の抑制量が大きくなった場合、例えば、空気調和機等の非生産設備の電力エネルギー量を極端に減らしてまで生産設備を稼働することとなるため、工場内の作業員にとって温熱環境が悪化してしまう。
【０００８】
本発明の課題は、新たな設備機器を導入することなく、既存の設備の需要エネルギー量の最適化を図ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係るシステムは、製品の生産に必要な生産設備及び非生産設備の需要エネルギー量の最適化を図るためのエネルギー需要最適化システムであって、データ作成手段と、生産計画修正手段とを備えている。データ作成手段は、需要エネルギー量を時系列に並べたデータを作成する。生産計画修正手段は、需要エネルギー量の上限値を含む制約情報を考慮して、データに現れるピークが抑制されるよう製品の生産計画を修正する。本発明において最適化とは、例えば、需要エネルギー量の低コスト化等の意味も含まれる。
【００１０】
このシステムでは、データ作成手段により、需要エネルギー量を時系列に並べたデータが作成される。そして、生産計画修正手段により、このデータに現れたピークが抑制されるよう、製品の生産計画が修正される。このとき、制約情報の制約の範囲内でピークが抑制される。このため、単なるピーク抑制とは異なり、例えば需要エネルギー量の上限値を考慮した範囲内で生産の時間帯を最適にシフトすることによるピークの抑制が可能となる。したがって、従来のデマンド制御のように、例えば空気調和機の稼働を極端に抑制して工場内の温熱環境が悪化するのを避けることができる。
【００１１】
また、このシステムでは、新たな設備を導入せずに済む。
請求項２に係るシステムは、請求項１のシステムにおいて、少なくとも需要エネルギー量は、電気エネルギー及び熱エネルギーについてのものを含む。
省エネ効果の高いエネルギー供給システムとして、コージェネレーションシステムがある。コージェネレーションシステムは、石油燃料等の燃焼によって電力を取り出すとともに、その際に生じる廃熱を温熱空間形成のための熱源として利用するシステムである。このようなコージェネレーションシステムの省エネ効果は、電力需要と熱需要の適切な組み合わせにより向上させることができる。
【００１２】
請求項２のシステムでは、特に、コージェネレーションシステムのような電気及び熱エネルギーについてのエネルギー需要のあるシステムを運用する場合においても、需要エネルギー量のピークが抑制されるよう生産計画が修正されるため、コージェネレーションシステム特有の省エネ効果をより向上させることができる。
【００１３】
請求項３に係るシステムは、請求項１または２のシステムにおいて、データ作成手段は、需要エネルギー量を単位時間ごとに時系列に並べて作成する。
このシステムでは、単位時間ごとに作成されたデータを用いて生産計画が修正されるため、例えば、製品の生産計画を行う際に単位時間ごとの需要エネルギー量の最適化が考慮される点で有効である。
【００１４】
請求項４に係るシステムは、請求項１から３のいずれかのシステムにおいて、単一生産情報算出手段をさらに備えている。単一生産情報算出手段は、製品の単位量当たりの生産に必要な消費エネルギー量であるエネルギー原単位と、製品の単位量当たりの生産に必要な生産設備の稼働時間である時間原単位と、製品の生産量である製品生産量とを用いて、生産設備で製品のみを生産したと仮定したときに必要な消費エネルギー量である単一生産消費エネルギー量と、生産設備で製品のみを生産したと仮定したときに必要な生産設備の稼働時間である単一生産稼働時間とを算出する。
【００１５】
また、生産計画修正手段は、製品の単一生産消費エネルギー量及び単一生産稼働時間をさらに考慮して、データのピークが抑制されるよう製品の生産計画を修正する。
このシステムでは、単一生産情報作成手段により、エネルギー原単位、時間原単位及び製品生産量から、単一生産消費エネルギー量及び単一生産稼働時間（以下、併せて単一生産情報ともいう。）が算出される。そして、生産計画修正手段により、制約情報に加え単一生産情報も考慮して、製品の生産計画が修正される。
【００１６】
一般に、エネルギー原単位が小さくて単位時間当たりの生産量が大きい製品は、単一生産消費エネルギー量が小さく、逆に、エネルギー原単位が大きくて単位時間当たりの生産量が少ない製品は、単一生産消費エネルギー量が大きい。
したがって、このシステムでは、例えば、非生産設備の消費電力が大きい時間帯（例えば、空気調和機の負荷が大きくなる昼過ぎなどの時間帯）に単一生産消費エネルギー量の小さい製品を多く生産するよう、また逆に、他の時間帯に単一生産消費エネルギー量の大きい製品を多く生産するよう生産設備の稼働計画を修正することで、ピークの抑制された生産計画が得られる。
【００１７】
請求項５に係るシステムは、請求項１から４のいずれかのシステムにおいて、非生産設備は、温熱環境生成機器を有している。温熱環境生成機器としては、例えば、空気調和機が含まれる（以下、同様）。また、このシステムは第１相関関係作成手段をさらに備えている。第１相関関係作成手段は、外部の気象に関する気象情報と温熱環境生成機器の稼働に必要な消費エネルギー量との相関関係を作成する。そして、生産計画修正手段は、第１相関関係作成手段が作成した相関関係に基づいて生産計画を修正する。
【００１８】
このシステムでは、第１相関関係作成手段により、予め外気情報と消費エネルギー量との相関関係が作成されるため、特定の外気情報に対し、対応する温熱環境生成機器の消費エネルギー量が特定され、温熱環境生成機器の需要エネルギー量が推定される。
ここでは、空気調和機等の温熱環境生成機器の需要エネルギー量を求めるのに、気象情報を用いるため、これらの機器の稼働に必要なエネルギー量の予測精度が高くなる。
【００１９】
請求項６に係るシステムは、請求項１から５のいずれかのシステムにおいて、生産計画修正手段は、単位時間における需要エネルギー量の最大値及び最小値の差が最小限になるよう生産計画を修正する。
このシステムでは、需要エネルギー量の最大値と最小値との差が最小限になるようピークが抑制されることから、例えば最適需要で決定されるコージェネレーションシステムの導入規模が大きくなり、或いは、容量が過大であるコージェネレーションシステムの効率が高い高負荷運転が増え、この結果高い省エネ効果が期待できる。
【００２０】
請求項７に係るシステムは、請求項２のシステムにおいて、生産計画修正手段は、単位時間における電気エネルギー量と熱エネルギー量の比率の最小値を最大限に増大させるよう生産計画を修正する。
このシステムでは、電気エネルギーと熱エネルギーの比率がほぼ一定に近くなることから、例えばコージェネレーションシステムが発生する電気エネルギーと熱エネルギーを過不足なく利用できるので、この結果高い省エネ効果が期待できる。
【００２１】
請求項８に係るシステムは、請求項６または７のシステムにおいて、エネルギー量は、単位時間におけるものである。
このシステムでは、請求項３のシステムと同様、単位時間ごとに作成されたデータを用いて生産計画が修正されるため、製品の生産計画を作成する際に単位時間ごとの需要エネルギー量の最適化が考慮される点で有効である。
【００２２】
請求項９に係るシステムは、請求項４に記載のシステムにおいて、非生産設備は、温熱環境生成機器を有している。単一生産情報算出手段は、単一生産消費エネルギー量を、温熱環境生成機器の稼働に必要な第１消費エネルギー量と、温熱環境生成機器の稼働以外に必要な第２消費エネルギー量とに分けて算出する。生産計画修正手段は、温熱環境生成機器の稼働に必要な消費エネルギー量の大きさに応じて生産計画を修正する。
【００２３】
このシステムでは、例えば、温熱環境生成機器の稼働に必要な消費エネルギー量として分けて算出された単一生産消費エネルギー量が大きい製品については、冷房運転が行われる時期には外気温度が低い時間帯に製品を生産し、また、暖房運転が行われる時期には外気温度が高い時間帯に製品を生産するよう、生産計画が修正される。
【００２４】
ここでは、このような生産計画の修正を行うことで、製品の生産に必要な需要エネルギー量に占める温熱環境生成機器の消費エネルギー量を小さくすることができ、これにより、温熱環境生成機器の消費エネルギー量が大きくなる外気温度の時間帯でのピーク抑制を効果的に行えるようになる。
請求項１０に係るシステムは、請求項４のシステムにおいて、第２相関関係作成手段をさらに備えている。第２相関関係作成手段は、外気温度を含む外気情報と単一生産消費エネルギー量との相関関係を作成する。生産計画修正手段は、第２相関関係作成手段が作詞した相関関係に基づいて生産計画を修正する。
【００２５】
このシステムでは、例えば、生産に冷却工程が多い製品など外気温度と単一生産消費エネルギーとが正の相関関係を有する製品については、外気温度が低い時間帯に製品を生産し、逆に生産に加熱工程が多い製品など両者が負の相関関係を有する製品については、外気温度が高い時間帯に製品を生産するよう、生産計画が修正される。
【００２６】
ここでは、このような生産計画の修正を行うことで、消費エネルギー量が大きくなる外気温度の時間帯でのピーク抑制を効果的に行える。
請求項１１に係るシステムは、エネルギー需要最適化システムと、エネルギー計測管理システムとを備えている。エネルギー需要最適化システムは、請求項１から１０のいずれかに記載のシステムである。エネルギー計測管理システムは、製品の生産計画の作成に用いられる所定の情報を管理するためのシステムである。
【００２７】
このシステムでは、エネルギー計測管理システムで管理された種々の情報を用いて、エネルギー需要最適化システムにより製品の生産計画が修正される。
ここでは、エネルギー需要最適化システム及びエネルギー計測管理システムが協働して作用することで、製品の生産計画の作成に際して、需要エネルギー量の最適化を効率的に行うことができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
［生産計画作成支援システム］
図１に、本発明の一実施形態が採用された生産計画作成支援システムを示す。この生産計画作成支援システム１は、エネルギー需要最適化システム３と、エネルギー計測管理システム５とを備えている。
【００２９】
エネルギー需要最適化システム３は、製品の生産に必要な需要エネルギー量の低コスト化を図るためのシステムである。
エネルギー計測管理システム５は、生産計画の作成に用いられる種々の情報を管理するためのシステムである。
［エネルギー需要最適化システム］
図２に、本発明の一実施形態が採用されたエネルギー需要最適化システムを示す。
【００３０】
このエネルギー需要最適化システム３は、第１コンピュータ９を有しており、この第１コンピュータ９には、生産計画作成プログラム１０、データ作成プログラム１１、生産計画修正プログラム１３、単一生産情報算出プログラム１５、第１相関関係作成プログラム１７及び第２相関関係作成プログラム１９がそれぞれの機能を有するプログラムとして格納されている。
【００３１】
このシステム３では、製品の生産に必要な需要エネルギー量、すなわち製品の生産に直接関わる生産設備及び製品の生産に直接関係しない非生産設備における需要エネルギー量の低コスト化を図るためのシステムである。生産設備には、生産する製品の種類に応じた各種加工機械が含まれ、非生産設備には、照明機器や、空気調和機のような温熱環境生成機器が含まれる。なお、このシステム１では、コージェネレーションシステムを導入した場合にも、後述するように、生産計画の修正を通して需要エネルギー量の最適化を図ることができる。この場合は、消費されるエネルギーの種別は電気及び熱の両方が含まれる。
【００３２】
生産計画作成プログラム１０は、エネルギー計測管理システム５で管理されている各機器の需要エネルギー量等の情報に基づいて製品の生産計画を作成するためのものである。生産計画には、生産設備の稼働計画と、非生産設備の稼働計画とが含まれる。
データ作成プログラム１１は、生産設備及び非生産設備での需要エネルギー量を時系列に並べた時系列データ２１を作成する。ここでは、データ作成プログラム１１は、図３に示すように、両設備が消費する電気エネルギー量や熱エネルギーを１日単位で横軸方向に並べた時系列データ２１を作成する。
【００３３】
生産計画修正プログラム１３は、制約情報や単一生産情報（共に後述）を考慮して、時系列データ２１に現れるピークが、図３（ｂ）に示すように抑制されるよう、製品の生産計画を修正する。具体的には、生産計画修正プログラム１３は、以下のような構成で生産計画を修正する。なお、生産計画修正プログラム１３は、以下の構成を全て備えている必要はなく、一部の構成のみを備えていてもよい。
【００３４】
生産計画修正プログラム１３は、第１相関関係作成プログラム１７が作成した相関関係に基づいて推定した需要エネルギー量に従って生産計画を修正するよう構成されてもよい。例えば、外部の気象に関する気象情報（後述）が入力されると、上記相関関係からその特定の外気情報に対応する温熱環境生成機器の消費エネルギー量が求められ、この消費エネルギー量が温熱環境生成機器の需要エネルギー量と推定され、この推定された需要エネルギー量に従って生産計画が修正されるよう構成されてもよい。
【００３５】
また、生産計画修正プログラム１３は、単に時系列データ２１のピークを抑制するのみでなく、単位時間（１日、１週間、１ヶ月等）における需要エネルギー量の最大値及び最小値の差が最小限になるようピークを抑制する、或いは単位時間における電気エネルギー量及び熱エネルギー量の比率の最小値を最大限に増大させる等して生産計画を修正するよう構成されてもよい。
【００３６】
さらに、単一生産情報算出プログラム１５が後述するように単一生産消費エネルギー量を、空気調和機の稼働に必要な消費エネルギー量と、空気調和機の稼働以外に必要なエネルギー量とに分けて算出するよう構成されている場合には、生産計画修正プログラム１３は、各製品の単一生産消費エネルギーの大きさに応じて生産計画を修正するよう構成されてもよい。この場合、例えば、生産計画作成プログラム１３は、空気調和機の稼働に必要な消費エネルギー量として分けて算出された単一生産消費エネルギー量が大きい製品を、冷房時期には外気温度が低いと予測される時間帯に生産し、また、暖房時期には外気温度が高いと予測される時間帯に生産するよう生産計画を修正することが可能である。
【００３７】
また、生産計画修正プログラム１３は、第２相関関係作成プログラム１９によって作成された相関関係（後述）に応じて生産計画を修正するよう構成されてもよい。この場合、例えば、生産計画作成プログラム１３は、外気温度と単一生産消費エネルギーが正の相関を持つものは冷却工程が多いと考えられるので外気温度が低いと予測される時間帯に生産し、また、両者が負の相関を持つものは加熱工程が多いと考えられるので外気温度が高いと予測される時間帯に生産するよう生産計画を修正することが可能である。
【００３８】
単一生産情報算出プログラム１５は、エネルギー計測管理システム５により管理されているエネルギー原単位及び時間原単位（共に後述）と、本システム１の利用者によって入力される製品生産量とを用いて、単一生産消費エネルギー量及び単一生産稼働時間（共に後述）を算出するためのものである。単一生産稼働時間及び単一生産消費エネルギー量は、具体的には、次式：
［数１］
（単一生産稼働時間）＝（製品ごとの時間原単位）×（製品生産量）
［数２］
（単一生産消費エネルギー量）＝｛（製品ごとのエネルギー原単位）×（製品生産量）｝／（単一生産稼働時間）
に従って算出される。なお、算出された単一生産情報は、エネルギー計測管理システム５の記憶部２１に記憶される。また、単一生産情報算出プログラム１５は、単一生産消費エネルギー量を、空気調和機の稼働に必要な消費エネルギー量と、空気調和機の稼働以外に必要なエネルギー量とに分けて算出するよう構成されてもよい。
【００３９】
第１相関関係作成プログラム１７は、外部の気象に関する気象情報と温熱環境生成機器の稼働に必要な消費エネルギー量との相関関係を作成する。
第２相関関係作成プログラム１９は、外気温度を含む外気情報と単一生産消費エネルギー量との相関関係を作成する。
［エネルギー計測管理システム］
このエネルギー計測管理システム５は、図１に示すように、第２コンピュータ２０と、計測ステーション２３と、パルス入力ユニット（以下、Ｐｉユニットともいう。）２５と、複数の計量機器２７とを備えている。
【００４０】
第２コンピュータ２０には、生産計画作成支援システム１のデータベースとして機能する記憶部２１が格納されている。記憶部２１は、第２コンピュータ２０を介してエネルギー需要最適化システム３の第１コンピュータ９に接続されている。
記憶部２１には、製品の生産計画の作成及び修正等に用いられる、各種機器の需要エネルギー量や生産実績等の情報や、制約情報が記憶される。制約情報としては、各種機器の需要エネルギー量の上限値、製品を生産できない時間帯、時間帯をずらすことにより生じるコストアップの程度、工程の順番、修正する項目の優先順位等の情報が含まれる。記憶部２１は、本システム１の利用者が直接情報を入力するための入力プログラム２０ａを有している。
【００４１】
また、記憶部２１には、エネルギー原単位、時間原単位、製品生産量、単一生産消費エネルギー量及び単一生産稼働時間が記憶される。エネルギー原単位は、製品の単位量当たりの生産に必要な消費エネルギー量であり、時間原単位は、製品の単位量当たりの生産に必要な生産設備の稼働時間である。製品生産量は、製品の生産量である。また、単一生産消費エネルギー量は、生産設備で製品のみを生産したと仮定したときに必要な消費エネルギー量である。単一生産稼働時間は、生産設備で製品のみを生産したと仮定したときに必要な生産設備の稼働時間である。
【００４２】
さらに、記憶部２１には、インターネット等の外部から配信される気象に関する気象情報が記憶されるとともに、第１相関関係作成プログラム１７で作成された、外気情報と空気調和機の稼働に必要な消費エネルギー量との相関関係が入出力可能に記憶される。また、記憶部２１には、外気温度を含む外気情報が入出力可能に記憶されるとともに、第２相関関係作成プログラム１９で作成された、外気情報と単一生産消費エネルギー量との相関関係が入出力可能に記憶される。
【００４３】
計測ステーション２３は、第２コンピュータ２０と計量機器２７との間での情報交換を中継するものであり、第２コンピュータ２０及びＰｉユニット２５に接続されている。
Ｐｉユニット２５は、複数の計量機器２７が計測した情報をデジタル値に変換し計測ステーション２３に送信するものであり、計測ステーション２３及び計量機器２７に接続されている。
【００４４】
計量機器２７は、工場内の複数の生産ライン（ここでは、Ａライン及びＢライン等）に配置されており、エネルギーや、製品の生産台数、生産時間等を計量し、計量結果を第２コンピュータ２０に向けて送信する機能を有する。
［生産計画作成支援システムの作用効果］
このように構成された生産計画作成支援システム１では、本システム１の利用者により、予め、各種機器ごとの需要エネルギー量、制約情報、単一生産情報、外気情報等の所定の情報が、エネルギー計測管理システム５の記憶部２１に入力される。また、エネルギー需要最適化システム３においては、単一生産情報算出プログラム１５により、単一生産消費エネルギー量及び単一生産稼働時間が算出され、記憶部２１に保存される。
【００４５】
そして、エネルギー需要最適化システム３において、生産計画作成プログラム１０により、記憶部２１に記憶された情報を用いて、製品の生産計画が作成され、データ作成プログラム１１により、時系列データ２１が作成される。このとき、時系列データ２１にピークが現れた場合は、生産計画修正プログラム１３が、制約情報及び単一生産情報を考慮して、時系列データ２１のピークが抑制されるよう生産計画を修正する。
【００４６】
より具体的には、生産計画修正プログラム１３は、非生産設備の消費エネルギー量が大きい時間帯（空気調和機の負荷が大きい昼過ぎなど）に単一生産消費エネルギー量が小さい製品を多く生産し、一方、それ以外の時間帯に単一生産消費エネルギー量が大きい製品を多く生産する等して、時系列データ２１のピークを抑制するよう、生産計画の修正が行われる。
【００４７】
図３を例に説明すると、図３（ａ）に示すように、時系列データ２１は、ピーク抑制前は、昼間の時間帯に需要エネルギー量にピークが現れているが、生産計画修正プログラム１３により、図３（ｂ）に示すように、昼間の時間帯の需要エネルギー量の一部を早朝及び夜間の時間帯に振り分けるよう生産計画が修正され、時系列データ２１のピークが抑制される。この結果、工場で１日に消費されるエネルギー量が平準化された生産計画に修正され、工場でのエネルギーコストの最適化を図ることができる。
【００４８】
また、他の具体例を説明すると、複数の生産ラインが設けられた混合ラインでの生産では、図４に示すように、需要エネルギー量が比較的大きいＡ及びＣの領域を期間の初めと終わりの部分に振り分け、需要エネルギー量が比較的小さいＢの領域を期間の中間部分に集めることで、ピーク抑制を行っている。
さらに、バッチ処理型の生産では、図５に示すように、需要エネルギー量が最も大きいＡの領域を期間の始めに移し、需要エネルギー量が大きいＣの領域を期間の終わりに移し、需要エネルギー量が最も小さいＣの領域を期間の中間部分に移すことで、ピーク抑制を行っている。
【００４９】
また、コージェネレーションシステムを導入する場合には、図６に示すように、時系列データ２１のピークを抑制することで需要エネルギー量の最大値と最小値との差を最小限に抑え、相対的に増加した最小値に併せてコージェネレーション発電による電力需要を充てることができる。この結果、本システム１によれば、コージェネレーションシステムの導入規模を拡大することができる。
【００５０】
なお、コージェネレーションシステムを導入する場合、なるべく大きい規模でコージェネレーションシステムによる発電部分を増やすことにより、省エネ効果を上げることができるが、そのためには、需要エネルギー量の最小値を増大させ、また、期間のなるべく多くの時間にわたり高効率な高負荷で設備を稼働させる必要がある。そこで、本システム１では、そのような生産計画に修正することで、コージェネレーションシステムの導入規模を大きくして、省エネ効果を上げることができるようにしている。
【００５１】
［他の実施形態］
（ａ）平準化の対象となる期間は、１日単位に限定されず、２〜３日や週単位等、他の期間の長さであってもよい。例えば、１週間のうち、外気温度の高い日を除いた残りの期間で、空気調和機の消費エネルギー量が大きい製品を生産するような生産計画を対象としてもよい。
【００５２】
（ｂ）第１及び第２相関関係作成プログラム１７，１９は、エネルギー計測管理システム５に備えられてもよい。
（ｃ）生産計画、制約情報、外気情報等は、エネルギー需要最適化システム３側で入力してもよく、エネルギー計測管理システム５側で入力してもよい。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１に係るシステムでは、生産計画修正手段により、製品の生産計画が修正される際に、制約情報の制約の範囲内でピークが抑制される。このため、単なるピーク抑制とは異なり、例えば需要エネルギー量の上限値を考慮した範囲内で生産の時間帯を最適にシフトすることによるピークの抑制が可能となる。したがって、従来のデマンド制御のように、例えば空気調和機の稼働を極端に抑制して工場内の温熱環境が悪化するのを避けることができる。また、このシステムでは、新たな設備を導入せずに済む。
【００５４】
請求項２に係るシステムでは、特に、コージェネレーションシステムのような電気及び熱エネルギーについてのエネルギー需要のあるシステムを運用する場合においても、需要エネルギー量のピークが抑制されるよう生産計画が修正されるため、コージェネレーションシステム特有の省エネ効果をより向上させることができる。
【００５５】
請求項３に係るシステムでは、データ作成手段が、単位時間ごとに並べてデータを作成するため、単位時間ごとに作成されたデータを用いて生産計画が修正されるため、例えば、製品の生産計画を行う際に単位時間ごとの需要エネルギー量の最適化が考慮される点で有効である。
請求項４に係るシステムでは、例えば、非生産設備の消費電力が大きい時間帯（例えば、空気調和機の負荷が大きくなる昼過ぎなどの時間帯）に単一生産消費エネルギー量の小さい製品を多く生産するよう、また逆に、他の時間帯に単一生産消費エネルギー量の大きい製品を多く生産するように生産設備の稼働計画を修正することで、ピークの抑制された生産計画が得られる。
【００５６】
請求項５に係るシステムでは、空気調和機等の温熱環境生成機器の需要エネルギー量を求めるのに、気象情報等を用いるため、これらの機器の稼働に必要なエネルギー量の予測精度が高くなる。
請求項６に係るシステムでは、需要エネルギー量の最大値と最小値との差が最小限になるようピークが抑制されることから、例えばコージェネレーションシステムの導入規模が大きくなり、この結果高い省エネ効果が期待できる。
【００５７】
請求項７に係るシステムでは、電気エネルギー及び熱エネルギーの比率の最小値が最大限に増大することから、例えばコージェネレーションが発生する電気と熱のエネルギーが過不足なく利用できるので、この結果高い省エネ効果が期待できる。
請求項８に係るシステムでは、単位時間における需要エネルギー量等に基づいて生産計画が修正されるため、請求項３のシステムと同様、単位時間ごとに作成されたデータを用いて生産計画が修正されるため、製品の生産計画を作成する際に単位時間ごとの需要エネルギー量の最適化が考慮される点で有効である。
【００５８】
請求項９に係るシステムでは、製品の生産に必要な需要エネルギー量に占める温熱環境生成機器の消費エネルギー量を小さくすることができ、これにより、温熱環境生成機器の消費エネルギー量が大きくなる外気温度の時間帯でのピーク抑制を効果的に行えるようになる。
請求項１０に係るシステムでも、消費エネルギー量が大きくなる外気温度の時間帯でのピーク抑制を効果的に行える。
【００５９】
請求項１１に係るシステムでは、エネルギー需要最適化システム及びエネルギー計測管理システムが協働して作用することで、製品の生産計画の作成に際して、需要エネルギー量の最適化を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態が採用される生産計画作成支援システムを示す概略図。
【図２】本発明の一実施形態が採用されるエネルギー需要最適化システムを示す概略図。
【図３】修正前の時系列データ（ａ）と、修正後の生産計画（ｂ）とを示す図。
【図４】混合ライン生産における修正前の生産計画の概要（ａ）と、修正前の生産計画の概要（ｂ）とを示す図。
【図５】バッチ処理型生産における修正前の生産計画の概要（ａ）と、修正前の生産計画の概要（ｂ）とを示す図。
【図６】コージェネレーションシステム導入規模を拡大する前の生産計画の概要（ａ）と、拡大した後の生産計画の概要（ｂ）とを示す図。
【符号の説明】
１ 設備機器稼働制御システム
３ エネルギー需要最適化システム
５ エネルギー計測管理システム
１１ データ作成プログラム
１３ 生産計画修正プログラム
１５ 単一生産情報算出プログラム
１７ 第１相関関係作成プログラム
１９ 第２相関関係作成プログラム
２１ 時系列データ

Claims (11)

1. 製品の生産に必要な生産設備及び非生産設備の需要エネルギー量の最適化を図るためのエネルギー需要最適化システム（３）であって、
   前記需要エネルギー量を時系列に並べたデータ（２１）を作成するデータ作成手段（１１）と、
   前記需要エネルギー量の上限値を含む制約情報を考慮して、前記データ（２１）に現れるピークが抑制されるよう前記製品の生産計画を修正する生産計画修正手段（１３）と、
   を備えたエネルギー需要最適化システム（３）。
2. 前記需要エネルギー量は、少なくとも電気エネルギー及び熱エネルギーについてのものを含む、請求項１に記載のエネルギー需要最適化システム（３）。
3. 前記データ作成手段（１１）は、前記需要エネルギー量を単位時間ごとに時系列に並べて作成する、請求項１または２に記載の需要エネルギー量最適化システム（３）。
4. 前記製品の単位量当たりの生産に必要な消費エネルギー量であるエネルギー原単位と、前記製品の単位量当たりの生産に必要な前記生産設備の稼働時間である時間原単位と、前記製品の生産量である製品生産量とを用いて、前記生産設備で前記製品のみを生産したと仮定したときに必要な消費エネルギー量である単一生産消費エネルギー量と、前記生産設備で前記製品のみを生産したと仮定したときに必要な前記生産設備の稼働時間である単一生産稼働時間とを算出する単一生産情報算出手段（１５）をさらに備え、
   前記生産計画修正手段（１３）は、前記製品の単一生産消費エネルギー量及び単一生産稼働時間をさらに考慮して、前記データのピークが抑制されるよう前記製品の生産計画を修正する、
   請求項１から３のいずれかに記載のエネルギー需要最適化システム（３）。
5. 前記非生産設備は、温熱環境生成機器を有しており、外部の気象に関する気象情報と前記温熱環境生成機器の稼働に必要な消費エネルギー量との相関関係を作成する第１相関関係作成手段（１７）をさらに備え、前記生産計画修正手段（１３）は、前記第１相関関係作成手段（１７）が作成した相関関係に基づいて前記生産計画を修正する、
   請求項１から４のいずれかに記載のエネルギー需要最適化システム（３）。
6. 前記生産計画修正手段（１３）は、単位時間における前記需要エネルギー量の最大値及び最小値の差が最小限になるよう前記生産計画を修正する、請求項１から５のいずれかに記載のエネルギー需要最適化システム（３）。
7. 前記生産計画修正手段（１３）は、単位時間における電気エネルギー量及と熱エネルギー量の比率の最小値を最大限に増大させるよう前記生産計画を修正する、請求項２に記載のエネルギー需要最適化システム（３）。
8. 前記エネルギー量は、単位時間におけるものである、請求項６または７に記載のエネルギー需要最適化システム（３）。
9. 前記非生産設備は、温熱環境生成機器を有し、
   前記単一生産情報算出手段（１５）は、前記単一生産消費エネルギー量を、前記温熱環境生成機器の稼働に必要な第１消費エネルギー量と、前記温熱環境生成機器の稼働以外に必要な第２消費エネルギー量とに分けて算出し、
   前記生産計画修正手段（１３）は、前記温熱環境生成機器の稼働に必要な消費エネルギー量の大きさに応じて前記生産計画を修正する、
   請求項４に記載のエネルギー需要最適化システム（１３）。
10. 外気温度を含む外気情報と前記単一生産消費エネルギー量との相関関係を作成する第２相関関係作成手段（１９）をさらに備え、
    前記生産計画修正手段（１３）は、前記第２相関関係作成手段（１９）が作成した相関関係に基づいて前記生産計画を修正する、
    請求項４に記載のエネルギー需要最適化システム（３）。
11. 請求項１から１０のいずれかに記載のエネルギー需要最適化システム（３）と、
    製品の生産計画の作成に用いられる所定の情報を管理するためのエネルギー計測管理システム（５）と、
    を備えた生産計画作成支援システム（１）。

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