JP2005056262A - エネルギー原単位算出装置、エネルギー原単位算出方法、及びエネルギー管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】 生産設備の消費エネルギー量を取得することにより製品毎のエネルギー原単位をより正確に算出できるエネルギー原単位算出装置及びエネルギー原単位算出方法、並びにエネルギー原単位算出装置を用いたエネルギー管理システムを提供する。
【解決手段】 エネルギー原単位算出装置６は、エネルギー量取得部３１、生産量取得部３３、及び算出部３４を備える。エネルギー量取得部３１は、所定の単位時間において消費される生産ライン１の消費エネルギー量である単位時間消費エネルギー量を取得する。生産量取得部３３は、単位時間に生産ライン１で生産された製品毎の生産量である単位時間生産量を取得する。算出部３４は、単位時間消費エネルギー量と単位時間生産量とに基づいて製品毎のエネルギー原単位を算出する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、エネルギー原単位算出装置及び方法、特に複数の異なる製品を生産する生産設備におけるエネルギー原単位の算出を行うエネルギー原単位算出装置及び方法に関する。また、本発明は、このようなエネルギー原単位算出装置を用いたエネルギー管理システムに関する。

製品を生産する工場などにおいて消費されるエネルギーは、生産設備に複数設けられている製造装置などにおいて製品が生産されることにより直接的に消費されるエネルギーや、照明設備や空調設備など工場内の付帯設備において消費されるエネルギーなどがある。これらの各設備において消費されるエネルギーの量を把握することは、工場におけるエネルギー消費量を低減する上で非常に重要なことである。

このため従来から、工場などには、エネルギー管理システムが設けられている。エネルギー管理システムでは、工場内に設置される生産設備や各種設備など各箇所における消費エネルギー量を検出する計測装置が設けられている。この消費エネルギー量のデータに基づいて、工場などのエネルギー消費量の管理を行っている。
また、生産設備において一定量の製品を生産する際に消費されるエネルギー量であるエネルギー原単位を算出することが従来から行われている。このエネルギー原単位に基づいて、生産設備や生産方法に関する省エネルギーの度合いを評価することが一般に行われている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−１５９９０９号公報

ここで、１つの生産設備において複数の製品を生産している場合、それぞれの製品においてエネルギー原単位が異なるため、消費エネルギー量のデータから各製品のエネルギー原単位を算出することが難しくなる。また、例えば製品毎のエネルギー原単位を予め定められた按分率で消費エネルギー量のデータから算出することが可能であるが、この按分率が不正確であると、算出されたエネルギー原単位が不正確になるおそれがある。

また、計測装置を生産設備の製造装置毎に設けると、より正確に複数の製品毎のエネルギー原単位を算出することが可能となる。しかし、製造装置毎に計測装置を設けると、コストが増大する。また製造装置において現在製造している製品が何であるかを管理することが必要となるため、管理の手間も増大する。
本発明の課題は、生産設備の消費エネルギー量を取得することにより製品毎のエネルギー原単位をより正確に算出できるエネルギー原単位算出装置及びエネルギー原単位算出方法を提供すること、そしてこのエネルギー原単位算出装置を用いたエネルギー管理システムを提供することにある。

請求項１に記載のエネルギー原単位算出装置は、複数の異なる製品を生産する生産設備において、一定量の各製品を生産するために必要な消費エネルギー量であるエネルギー原単位を算出するエネルギー原単位算出装置であって、エネルギー量取得手段、生産量取得手段、及び算出手段を備える。エネルギー量取得手段は、所定の単位時間において消費される生産設備の消費エネルギー量である単位時間消費エネルギー量を取得する。生産量取得手段は、単位時間に生産設備で生産された製品毎の生産量である単位時間生産量を取得する。算出手段は、単位時間消費エネルギー量と単位時間生産量とに基づいて製品毎のエネルギー原単位を算出する。

ここでは、例えば、各製品のエネルギー原単位を未知数として、単位時間消費エネルギー量と単位時間生産量とからなる方程式を複数立て、これを重回帰分析することによって、エネルギー原単位を算出する。単位時間消費エネルギー量は、所定の単位時間において生産ラインなどの生産設備において消費されるエネルギー量であるため、生産設備全体における消費エネルギー量が取得できればよい。すなわち、生産設備に含まれる製造装置毎の消費エネルギー量を取得しなくてもよい。よって、エネルギー原単位を安価に算出することが可能である。

なお、所定の単位時間は、各製品の製造に要する時間よりも長い時間であり、各製品の製造に要する時間よりも十分に長い時間であることがより好ましい。
請求項２に記載のエネルギー原単位算出装置は、請求項１に記載のエネルギー原単位算出装置であって、算出手段は、単位時間消費エネルギー量と単位時間生産量との関係を重回帰分析することにより製品毎のエネルギー原単位を算出する。

ここでは、各製品のエネルギー原単位を未知数として、単位時間消費エネルギー量と単位時間生産量とからなる方程式を複数立て、これを重回帰分析することによって、エネルギー原単位を算出する。単位時間消費エネルギー量は、所定の単位時間において生産ラインなどの生産設備において消費されるエネルギー量であるため、生産設備全体における消費エネルギー量が取得できればよい。すなわち、生産設備に含まれる製造装置毎の消費エネルギー量を取得しなくてもよい。よって、エネルギー原単位を安価に算出することが可能である。また、重回帰分析により算出を行うため、エネルギー原単位をより正確に算出することが可能となる。

請求項３に記載のエネルギー原単位算出装置は、請求項２に記載のエネルギー原単位算出装置であって、生産設備が複数の異なる製品を並行して生産可能である。
ここでは、生産設備が異なる製品を並行して生産可能である。このような生産設備では、例えば隣接する製造装置が異なる製品を同時に製造する状況が生じ得るため、生産設備で消費されるエネルギー量を各製品に按分することがむずかしい。しかし、本発明のエネルギー原単位算出装置は、重回帰分析により各製品のエネルギー原単位を算出するため、異なる製品が並行して生産されてもエネルギー原単位の算出を正確に行うことができる。

請求項４に記載のエネルギー原単位算出装置は、請求項２または３に記載のエネルギー原単位算出装置であって、算出手段が重回帰分析において算出される定数部分を単位時間固定エネルギー量としてさらに算出する。
ここでは、重回帰分析において求められた各製品のエネルギー原単位以外に残存する定数部分を単位時間固定エネルギー量として取り扱う。この単位時間固定エネルギー量は、製品の生産量に依存しないエネルギー量である。よって、割り当てが不明となるエネルギー量が生じない。

請求項５に記載のエネルギー原単位算出装置は、請求項４に記載のエネルギー原単位算出装置であって、算出手段が各製品の単位時間生産量の比に基づいて、単位時間固定エネルギー量を製品毎に按分し、各製品のエネルギー原単位に含める。
請求項４で求めた単位時間固定エネルギー量を按分して各製品のエネルギー原単位に含めることにより、生産設備で消費される全てのエネルギー量を各製品に按分することが可能となる。

ここでは、単位時間における各製品の生産量の比率に基づいた按分を行う。これにより、例えば一定量における各製品の消費エネルギーがほぼ同じである場合に、適切な按分を容易に行うことができる。
請求項６に記載のエネルギー原単位算出装置は、請求項４に記載のエネルギー原単位算出装置であって、算出手段が各製品の生産に要した消費エネルギー量の比に基づいて、単位時間固定エネルギー量を各製品に按分し、各製品のエネルギー原単位に含める。

請求項４で求めた単位時間固定エネルギー量を按分して各製品のエネルギー原単位に含めることにより、生産設備で消費される全てのエネルギー量を各製品に按分することが可能となる。
ここでは、各製品の消費エネルギー量の比率に基づいた按分を行う。各製品の消費エネルギー量は、エネルギー原単位と単位時間生産量との積により求められる。これにより、例えば一定量における各製品の消費エネルギーの差が大きい場合にも、適切な按分を行うことができる。

請求項７に記載のエネルギー原単位算出装置は、請求項５または６に記載のエネルギー原単位算出装置であって、単位時間に生産設備の付帯設備で消費されるエネルギー量である単位時間付帯設備エネルギー量を取得する付帯設備エネルギー量取得手段をさらに備える。また、算出手段は、単位時間固定エネルギー量と同様に、単位時間付帯設備エネルギー量を製品毎に按分し、各製品のエネルギー原単位に含める。

ここでは、例えば事務所などの生産設備に付帯する付帯設備において単位時間に消費される単位時間付帯設備エネルギー量を取得し、この単位時間付帯設備エネルギー量の按分を行うことができる。
単位時間固定エネルギー量と同様に、単位時間付帯設備エネルギー量を按分して各製品のエネルギー原単位に含めることにより、生産設備で消費される全てのエネルギー量に加えて、生産設備周辺の付帯設備において消費される全てのエネルギー量を各製品に按分することが可能となる。

請求項８に記載のエネルギー原単位算出方法は、複数の異なる製品を生産する生産設備において、一定量の各製品を生産するために必要な消費エネルギー量であるエネルギー原単位を算出するエネルギー原単位算出方法であって、エネルギー量取得ステップ、生産量取得ステップ、及び算出ステップを備える。エネルギー量取得ステップでは、所定の単位時間において消費される生産設備の消費エネルギー量である単位時間消費エネルギー量が取得される。生産量取得ステップでは、単位時間に生産設備で生産された製品毎の生産量である単位時間生産量が取得される。算出ステップでは、単位時間消費エネルギー量と単位時間生産量とに基づいて製品毎のエネルギー原単位が算出される。

ここでは、例えば、算出ステップにおいて、各製品のエネルギー原単位を未知数として、単位時間消費エネルギー量と単位時間生産量からなる方程式を複数立て、これを重回帰分析することによって、エネルギー原単位を算出する。単位時間消費エネルギー量は、所定の単位時間において生産ラインなどの生産設備において消費されるエネルギー量であるため、生産設備全体における消費エネルギー量が取得できればよい。すなわち、生産設備に含まれる製造装置毎の消費エネルギー量を取得しなくてもよい。よって、エネルギー原単位を安価に算出することが可能である。

なお、所定の単位時間は、各製品の製造に要する時間よりも長い時間であり、各製品の製造に要する時間よりも十分に長い時間であることがより好ましい。
請求項９に記載のエネルギー原単位算出方法は、請求項８に記載のエネルギー原単位算出方法であって、算出ステップでは、単位時間消費エネルギー量と単位時間生産量との関係が重回帰分析されることにより製品毎の前記エネルギー原単位が算出される。

ここでは、算出ステップにおいて、各製品のエネルギー原単位を未知数として、単位時間消費エネルギー量と単位時間生産量とからなる方程式を複数立て、これを重回帰分析することによって、エネルギー原単位が算出される。単位時間消費エネルギー量は、所定の単位時間において生産ラインなどの生産設備において消費されるエネルギー量であるため、生産設備全体における消費エネルギー量が取得できればよい。すなわち、生産設備に含まれる製造装置毎の消費エネルギー量を取得しなくてもよい。よって、エネルギー原単位を安価に算出することが可能である。また、重回帰分析により算出を行うため、エネルギー原単位をより正確に算出することが可能となる。

請求項１０に記載のエネルギー原単位算出方法は、請求項９に記載のエネルギー原単位算出方法であって、生産設備が複数の異なる製品を並行して生産可能である。
ここでは、生産設備が異なる製品を並行して生産可能である。このような生産設備では、例えば隣接する製造装置が異なる製品を同時に製造する状況が生じ得るため、生産設備で消費されるエネルギー量を各製品に按分することがむずかしい。しかし、本発明のエネルギー原単位算出方法では、重回帰分析により各製品のエネルギー原単位を算出するため、異なる製品が並行して生産されてもエネルギー原単位の算出を正確に行うことができる。

請求項１１に記載のエネルギー原単位算出方法は、請求項９または１０に記載のエネルギー原単位算出方法であって、算出ステップでは、重回帰分析において算出される定数部分が単位時間固定エネルギー量としてさらに算出される。
ここでは、重回帰分析において求められた各製品のエネルギー原単位以外に残存する定数部分を単位時間固定エネルギー量として取り扱う。この単位時間固定エネルギー量は、製品の生産量に依存しないエネルギー量である。よって、割り当てが不明となるエネルギー量が生じない。

請求項１２に記載のエネルギー原単位算出方法は、請求項１１に記載のエネルギー原単位算出方法であって、算出ステップでは、各製品の単位時間生産量の比に基づいて、単位時間固定エネルギー量が製品毎に按分され、各製品のエネルギー原単位に含められる。
請求項１１の算出ステップで求めた単位時間固定エネルギー量を按分して各製品のエネルギー原単位に含めることにより、生産設備で消費される全てのエネルギー量を各製品に按分することが可能となる。

ここでは、単位時間における各製品の生産量の比率に基づいた按分が行われる。これにより、例えば一定量における各製品の消費エネルギーがほぼ同じである場合に、適切な按分を容易に行うことができる。
請求項１３に記載のエネルギー原単位算出方法は、請求項１１に記載のエネルギー原単位算出方法であって、算出ステップでは、単位時間において各製品の生産に要した消費エネルギー量の比に基づいて、単位時間固定エネルギー量が製品毎に按分され、各製品のエネルギー原単位に含められる。

請求項１１の算出ステップで求めた単位時間固定エネルギー量を按分して各製品のエネルギー原単位に含めることにより、生産設備で消費される全てのエネルギー量を各製品に按分することが可能となる。
ここでは、単位時間における各製品の消費エネルギー量の比率に基づいた按分が行われる。各製品の消費エネルギー量は、エネルギー原単位と単位時間生産量との積により求められる。これにより、例えば一定量における各製品の消費エネルギーの差が大きい場合にも、適切な按分を行うことができる。

請求項１４に記載のエネルギー原単位算出方法は、請求項１２または１３に記載のエネルギー原単位算出方法であって、付帯設備エネルギー量取得ステップをさらに備える。付帯設備エネルギー量取得ステップでは、単位時間に生産設備の付帯設備で消費されるエネルギー量である単位時間付帯設備消費エネルギー量が取得される。算出ステップでは、単位時間固定エネルギー量と同様に、単位時間付帯設備消費エネルギー量が製品毎に按分され、各製品のエネルギー原単位に含められる。

ここでは、例えば事務所などの生産設備に付帯する付帯設備において単位時間に消費される単位時間付帯設備エネルギー量が付帯設備エネルギー量取得ステップで取得され、算出ステップでこの単位時間付帯設備エネルギー量の按分が行なわれる。
単位時間固定エネルギー量と同様に、単位時間付帯設備エネルギー量を按分して各製品のエネルギー原単位に含めることにより、生産設備で消費される全てのエネルギー量に加えて、生産設備周辺の付帯設備において消費される全てのエネルギー量を各製品に按分することが可能となる。

請求項１５に記載のエネルギー管理システムは、複数の異なる製品を生産する生産設備におけるエネルギー管理システムであって、データ計測装置、データ収集装置、生産量取得装置、データベースサーバ、及びエネルギー原単位算出装置を備える。データ計測装置は、生産設備の消費エネルギー量を検出する。データ収集装置は、データ計測装置から定期的に消費エネルギー量を収集することにより、所定の単位時間において生産設備で消費される単位時間消費エネルギー量の取得を行う。生産量取得装置は、単位時間に生産設備で生産された製品毎の生産量である単位時間生産量を取得する。データベースサーバは、単位時間消費エネルギー量及び単位時間生産量の蓄積及び管理を行う。エネルギー原単位算出装置は、請求項１から５のいずれかに記載のエネルギー原単位算出装置である。

エネルギー管理システムでは、生産設備で消費される単位時間当たりの消費エネルギー量（単位時間消費エネルギー量）をデータ収集装置で取得し、生産設備で生産される各製品の単位時間当たりの生産量（単位時間生産量）を生産量取得装置で取得する。単位時間消費エネルギー量及び単位時間生産量は、データベースサーバに蓄積される。
ここでは、エネルギー原単位算出装置が各製品のエネルギー原単位を未知数として、単位時間消費エネルギー量と単位時間生産量からなる方程式を複数立て、これを重回帰分析することによって、エネルギー原単位を算出する。単位時間消費エネルギー量は、所定の単位時間において生産ラインなどの生産設備において消費されるエネルギー量であるため、生産設備全体における消費エネルギー量が取得できればよい。すなわち、生産設備に含まれる製造装置毎の消費エネルギー量を取得しなくてもよい。よって、エネルギー原単位を安価に算出することが可能である。また、重回帰分析により算出を行うため、エネルギー原単位をより正確に算出することが可能となる。

なお、所定の単位時間は、各製品の製造に要する時間よりも長い時間であり、各製品の製造に要する時間よりも十分に長い時間であるとさらに好ましい。

請求項１に記載のエネルギー原単位算出装置では、エネルギー原単位を安価且つ正確に算出することが可能となる。
請求項２に記載のエネルギー原単位算出装置では、エネルギー原単位を安価且つ正確に算出することが可能となる。
請求項３に記載のエネルギー原単位算出装置では、異なる製品が並行して生産されてもエネルギー原単位の算出を正確に行うことができる。

請求項４に記載のエネルギー原単位算出装置では、割り当てが不明となるエネルギー量が生じない。
請求項５に記載のエネルギー原単位算出装置では、例えば一定量における各製品の消費エネルギーがほぼ同じである場合に、適切な按分を容易に行うことができる。
請求項６に記載のエネルギー原単位算出装置では、例えば一定量における各製品の消費エネルギーの差が大きい場合にも、適切な按分を行うことができる。

請求項７に記載のエネルギー原単位算出装置では、付帯設備において消費される全てのエネルギー量を各製品に按分することが可能となる。
請求項８に記載のエネルギー原単位算出方法では、エネルギー原単位を安価且つ正確に算出することが可能となる。
請求項９に記載のエネルギー原単位算出方法では、エネルギー原単位を安価且つ正確に算出することが可能となる。

請求項１０に記載のエネルギー原単位算出方法では、異なる製品が並行して生産されてもエネルギー原単位の算出を正確に行うことができる。
請求項１１に記載のエネルギー原単位算出方法では、割り当てが不明となるエネルギー量が生じない。
請求項１２に記載のエネルギー原単位算出方法では、例えば一定量における各製品の消費エネルギーがほぼ同じである場合に、適切な按分を容易に行うことができる。

請求項１３に記載のエネルギー原単位算出方法では、例えば一定量における各製品の消費エネルギーの差が大きい場合にも、適切な按分を行うことができる。
請求項１４に記載のエネルギー原単位算出方法では、付帯設備において消費される全てのエネルギー量を各製品に按分することが可能となる。
請求項１５に記載のエネルギー管理システムでは、エネルギー原単位を安価且つ正確に算出することが可能となる。

本発明に係るエネルギー管理システムを図１に示す。エネルギー管理システムは、工場などに設けられている生産ライン（生産設備）において製品が生産される際に消費されるエネルギー量の管理を行うシステムである。なお、製造ラインは複数設置されていても良い。

＜全体の構成＞
エネルギー管理システムは、生産ライン１、付帯設備２、データ収集装置３、生産量取得装置４、データベースサーバ５、及びデータ解析装置６を備える。
生産ライン１は、複数の異なる製品を並行して生産する。生産ライン１には、複数の製造装置１０が配備されており、それぞれの製造装置１０が製品の製造過程の一部を担う。図１に記載の生産ライン１では、５台の製造装置１０ａ〜１０ｅにより、３種類の製品Ａ〜Ｃが生産される。さらに詳細に説明すると、図１の生産ライン１では、製造装置１０ａにおいて製品Ｃを製造中、製造装置１０ｃにおいて製品Ｂを製造中、そして製造装置１０ｂ、１０ｄ、１０ｅにおいて製品Ａを製造中である。それぞれの製品Ａ〜Ｃは、製造装置１０ａから１０ｅを経ることにより完成に至る。なお、各製品の製造に要する時間は、後記する単位時間（１時間）よりも短い。また、生産ライン１には、生産ライン１における消費電力量などの消費エネルギー量を計測する電力計などの計測装置１１が設けられている。

付帯設備２は、生産ライン１に付帯した事務所などの施設である。付帯設備２には、例えば照明設備２０や空調設備２１が設置されている。付帯設備２内における消費エネルギー量を計測する計測装置２２が付帯設備２に設けられている。
データ収集装置３は、計測装置１１で計測された生産ライン１における消費エネルギー量を計測し、所定の単位時間（例えば１時間）に生産ライン１で消費された消費エネルギー量である単位時間消費エネルギー量Ｅを取得する。また、同様に、計測装置２２で計測された付帯設備２における消費エネルギー量を計測し、上記の単位時間に付帯設備２で消費された消費エネルギー量である単位時間付帯設備エネルギー量Ｅ_fを取得する。

生産量取得装置４は、単位時間において生産ライン１で生産された製品Ａ〜Ｃのそれぞれの生産量である単位時間生産量Ｑを取得する。以下では、製品Ａの単位時間生産量をＱ_A、製品Ｂの単位時間生産量をＱ_B、製品Ｃの単位時間生産量をＱ_Cと表す。
データベースサーバ５は、データ収集装置３及び生産量取得装置４に接続されており、各装置３、４で取得された単位時間消費エネルギー量Ｅ、単位時間付帯設備エネルギー量Ｅ_f、及び単位時間生産量Ｑを時間毎にデータベース８に記憶する。以下では、上記したＥ、Ｅ_f、及びＱをデータと称する。

データ解析装置６は、データベースサーバ５のデータベース８に記憶される単位時間消費エネルギー量Ｅ、単位時間付帯設備エネルギー量Ｅ_f、及び単位時間生産量Ｑに基づいて、複数の製品毎のエネルギー原単位Ｇ、及び単位時間当たりの固定エネルギーである単位時間固定エネルギー量Ｅ_cを算出する。固定エネルギー量は、生産ラインで生産される製品の量に依存しないエネルギー量である。また、データ解析装置６は、単位時間固定エネルギーＥ_c及び単位時間付帯設備エネルギー量Ｅ_fを各製品のエネルギー原単位Ｇに按分する。

以下では、製品Ａエネルギー原単位をＧ_A、製品Ｂのエネルギー原単位をＧ_B、製品Ｃのエネルギー原単位をＧ_Cと表す。データ解析装置６で算出されたエネルギー原単位Ｇは、データベースサーバ５に送られてデータベース８に記憶される。
なお、データベースサーバ５に記憶される各種データは、通信網により接続される閲覧装置７から閲覧可能である。

データ解析装置６は、エネルギー量取得部３１、付帯設備エネルギー量取得部３２、生産量取得部３３、及び算出部３４を有する。エネルギー量取得部３１は、データベースサーバ５のデータベース８に記憶される単位時間消費エネルギー量Ｅの取得を行う。付帯設備エネルギー量取得部３２は、エネルギー量取得部３１と同様に、データベース８から単位時間付帯設備エネルギー量Ｅ_fを取得する。生産量取得部３３は、エネルギー量取得部３１とやはり同様にデータベース８から単位時間生産量Ｑを取得する。算出部３４は、上記の取得部３１〜３３で取得されたデータを元にして重回帰分析を行うことにより、複数の製品毎のエネルギー原単位Ｇ及び単位時間固定エネルギー量Ｅ_cを算出する。また、算出部３４は、単位時間固定エネルギーＥ_c及び単位時間付帯設備エネルギー量Ｅ_fを各製品に按分してそれぞれのエネルギー原単位Ｇに含める。

＜エネルギー原単位の算出＞
以下では、データ解析装置６の算出部３４におけるエネルギー原単位Ｇの算出手順について説明する。
例として、図２に示すように、所定日の９時から１４時までの５時間におけるデータを元にして、生産ライン１で製造された製品Ａ〜Ｃのエネルギー原単位Ｇ_X（Ｘは製品の区別を行う添字であり、Ｘ＝Ａ、Ｂ、Ｃ）の算出手順を示す。エネルギー原単位Ｇ_Xには、単位時間固定エネルギー量Ｅ_c及び単位時間付帯設備エネルギー量Ｅ_fが製品毎に按分されたエネルギー量が含まれる。

なお、エネルギー原単位Ｇの算出には、上記した５時間のデータには限られない。また、生産ライン１で生産される製品も３製品には限られない。
まず、データ収集装置３が、計測装置１１で計測される生産ライン１の単位時間消費エネルギー量Ｅと、計測装置２２で計測される付帯設備２の単位時間付帯設備エネルギー量Ｅ_fとを収集する。ここで、各正時から１時間（単位時間）の間に生産ライン１及び付帯設備２で消費される単位時間のエネルギー量を、それぞれＥ_t、Ｅ_ft（ｔは計測開始時間）として示す。例えば、１０時から１１時の間に生産ライン１で消費された単位時間消費エネルギー量はＥ₁₀として示す。また、１０時から１１時の間に付帯設備２で消費された単位時間付帯設備エネルギー量はＥ_f10として示す。

一方、生産量取得装置４が、生産ライン１で生産された製品Ａ、Ｂ、Ｃの単位時間生産量Ｑ_Xt（Ｘ＝Ａ、Ｂ、Ｃ、ｔは計測開始時間）を取得する。ここで、やはり各正時から１時間の間に生産ライン１で生産された単位時間生産量をＱ_Xtとして示す。例えば、１０時から１１時の間に生産ライン１で生産された製品Ａの生産量はＱ_A10として示す。
データ収集装置３及び生産量取得装置４において取得されたデータは、データベースサーバ５のデータベース８に記憶される。

データ解析装置６は、所定日の９時から１４時までの５時間におけるデータを元にして各製品のエネルギー原単位を算出する。以下では、図３のフローチャートに従ってデータ解析装置６の処理説明を行う。
まずステップＳ１では、エネルギー原単位の算出に必要な単位時間消費エネルギー量Ｅ₉〜Ｅ₁₃をデータベース８からエネルギー量取得部３１が取得する。同様に、単位時間付帯設備エネルギー量Ｅ_f9〜Ｅ_f13を付帯設備エネルギー量取得部３２が、製品Ａ、Ｂ、Ｃそれぞれの単位時間生産量Ｑ_A9〜Ｑ_A13、Ｑ_B9〜Ｑ_B13、及びＱ_C9〜Ｑ_C13を生産量取得部３３が、それぞれデータベース８から取得する。

続いてステップＳ２において、算出部３４は、各取得部３１〜３３で取得されたデータに基づいて、各単位時間において生産ライン１で消費されたエネルギー量に関する式（１）〜（５）を立てる。
Ｅ₉＝Ｑ_A9×Ｇ_Ah＋Ｑ_B9×Ｇ_Bh＋Ｑ_C9×Ｇ_Ch＋Ｅ_c （１）
Ｅ₁₀＝Ｑ_A10×Ｇ_Ah＋Ｑ_B10×Ｇ_Bh＋Ｑ_C10×Ｇ_Ch＋Ｅ_c （２）
Ｅ₁₁＝Ｑ_A11×Ｇ_Ah＋Ｑ_B11×Ｇ_Bh＋Ｑ_C11×Ｇ_Ch＋Ｅ_c （３）
Ｅ₁₂＝Ｑ_A12×Ｇ_Ah＋Ｑ_B12×Ｇ_Bh＋Ｑ_C12×Ｇ_Ch＋Ｅ_c （４）
Ｅ₁₃＝Ｑ_A13×Ｇ_Ah＋Ｑ_B13×Ｇ_Bh＋Ｑ_C13×Ｇ_Ch＋Ｅ_c （５）
ここで、Ｅ_cはそれぞれの単位時間で変動しない単位時間固定エネルギー量、Ｇ_Xh（Ｘ＝Ａ、Ｂ、Ｃ）は一定量の製品Ａ、Ｂ、Ｃを生産する際に消費されるエネルギー量である素エネルギー原単位である。（エネルギー原単位Ｇ_Xは、素エネルギー原単位Ｇ_Xhに単位時間固定エネルギー量Ｅ_c及び単位時間付帯設備エネルギー量Ｅ_fが製品毎に按分されたエネルギー量を加算したエネルギー量である。）
ステップＳ３では、算出部３４がこれらの式（１）〜（５）を満足する単位時間固定エネルギー量Ｅ_c及び素エネルギー原単位Ｇ_Xhを重回帰分析により算出する。重回帰分析を行うことにより、適切な単位時間固定エネルギー量Ｅ_c及び素エネルギー原単位Ｇ_Xhを高精度に算出することができる。

続いて、ステップＳ４において、算出部３４は、単位時間固定エネルギーＥ_c及び平均付帯設備エネルギー量Ｅ_fmをそれぞれの製品Ａ〜Ｃに按分する。平均付帯設備エネルギー量Ｅ_fmは、所定日の９時から１４時までの５時間における単位時間付帯設備エネルギー量Ｅ_ftの平均値であり、以下の式（６）で算出される。
Ｅ_fm＝（Ｅ_f9＋Ｅ_f10＋Ｅ_f11＋Ｅ_f12＋Ｅ_f13）／５ （６）
ここでは、按分方法として、上記の単位時間固定エネルギー量Ｅ_c及び素エネルギー原単位Ｇ_Xhを算出する際に用いた、所定日の９時から１４時までの５時間において各製品Ａ〜Ｃを生産するために消費されたエネルギー量の比を用いる。

まず、単位時間固定エネルギーＥ_cの按分について説明する。算出部３４は、所定日の９時から１４時までの５時間における各製品Ａ〜Ｃの全生産量Ｑ_X（Ｘ＝Ａ、Ｂ、Ｃ）を
Ｑ_X＝Ｑ_X9＋Ｑ_X10＋Ｑ_X11＋Ｑ_X12＋Ｑ_X13 （７）
として求める。これを用いると、各製品に按分された単位時間固定エネルギー量である製品固定エネルギー量Ｇ_Xc（Ｘ＝Ａ、Ｂ、Ｃ）は、次の式（８）で算出される。

Ｇ_Xc＝Ｑ_X×Ｇ_Xh／（Ｑ_A×Ｇ_Ah＋Ｑ_B×Ｇ_Bh＋Ｑ_C×Ｇ_Ch）×Ｅ_c／（Ｑ_X／５）
＝５×Ｇ_Xh×Ｅ_c／（Ｑ_A×Ｇ_Ah＋Ｑ_B×Ｇ_Bh＋Ｑ_C×Ｇ_Ch） （８）
なお、式（７）では、各製品Ａ〜Ｃの全生産量Ｑ_Xを単位時間当たりに換算するため、（Ｑ_X／５）としている。
次に、単位時間付帯設備エネルギー量Ｅ_ftの按分について説明する。算出部３４は、製品固定エネルギー量Ｇ_Xcと同様の按分方法を用いて、単位時間付帯設備エネルギー量Ｅ_ftの平均値である平均付帯設備エネルギー量Ｅ_fmをそれぞれの製品Ａ〜Ｃに按分する。

平均付帯設備エネルギー量Ｅ_fmを各製品に按分した製品付帯設備エネルギー量Ｇ_Xf（Ｘ＝Ａ、Ｂ、Ｃ）は、次の式（９）で算出される。
Ｇ_Xf＝Ｑ_X×Ｇ_Ah／（Ｑ_A×Ｇ_Ah＋Ｑ_B×Ｇ_Bh＋Ｑ_C×Ｇ_Ch）×Ｅ_fm／（Ｑ_X／５）
＝５×Ｇ_Xh×Ｅ_fm／（Ｑ_A×Ｇ_Ah＋Ｑ_B×Ｇ_Bh＋Ｑ_C×Ｇ_Ch） （９）
ステップＳ５では、算出部３４が各製品のエネルギー原単位Ｇ_Xを次の式（１０）で算出する。

Ｇ_X＝Ｇ_Xh＋Ｇ_Xc＋Ｇ_Xf
＝Ｇ_Xh×（１＋５×（Ｅ_c＋Ｅ_fm）／（Ｑ_A×Ｇ_Ah＋Ｑ_B×Ｇ_Bh＋Ｑ_C×Ｇ_Ch）） （１０）
以上のステップを経ることにより、算出部３４が各製品のエネルギー原単位Ｇ_Xを高精度に算出する。

＜特徴＞
本実施形態に係るエネルギー管理システムでは、複数の異なる製品を製造する生産ライン１で単位時間（１時間）当たりに消費されるエネルギー量Ｅ_tと、単位時間当たりに生産される各製品の生産量Ｑ_Xtとを元にして、重回帰分析を行うことにより製品毎の素エネルギー原単位Ｇ_Xhを算出する。また、重回帰分析により算出された製品の生産量に依存しない単位時間固定エネルギー量Ｅ_cと、生産ライン１に付帯する付帯設備２で消費されるエネルギー量である単位時間付帯設備エネルギー量Ｅ_fとを各製品に按分してエネルギー原単位Ｇ_Xに含める。

このため、生産ライン１全体における消費エネルギー量が取得できれば、各製品のエネルギー原単位Ｇ_Xを算出することが可能となる。よって、生産ライン１の製造装置１０毎に消費エネルギー量の計測装置を設置する必要が無くなるため、安価にエネルギー原単位を算出できる。また、重回帰分析によりエネルギー原単位の算出を行うため、従来行われていたように予め複数の製品毎に按分の割合を定めておくことで各製品のエネルギー原単位を算出する方法に比べて実際の消費エネルギー量により適合した値を算出できる。

また、上記したように、重回帰分析により算出された製品の生産量に依存しない単位時間固定エネルギー量Ｅ_cと、生産ライン１に付帯する付帯設備２で消費されるエネルギー量である単位時間付帯設備エネルギー量Ｅ_fとを各製品に按分してエネルギー原単位Ｇ_Xに含める。按分方法としては、各製品の生産に要した消費エネルギー量の比、すなわち各製品の素エネルギー原単位Ｇ_Xhと生産量Ｑ_Xとの積に基づいて算出している。これにより、それぞれの製品において消費エネルギー量の差が大きい場合にも、適切に按分を行え、より適切なエネルギー原単位Ｇ_Xを算出することができる。

＜他の実施例＞
（ａ）
本実施形態に係るエネルギー管理システムでは、単位時間固定エネルギーＥ_c及び付帯設備エネルギー量Ｅ_fの按分を各製品の生産に要した消費エネルギー量の比によって行っている。ここで、単位時間固定エネルギーＥ_c及び付帯設備エネルギー量Ｅ_fの按分を各製品の生産量で按分する、すなわち各製品のエネルギー原単位に均等に按分しても良い。この場合には、より簡単に按分を行うことができる。

（ｂ）
本実施形態に係るエネルギー管理システムでは、生産ライン１において同時に複数の製品を製造している。この代わりに、生産ライン１において所定の時間帯は製品Ａを生産し、その他の時間帯は製品Ｂを生産する、いわゆるバッチ工程を行う場合にも、同様にしてエネルギー原単位Ｇ_Xの算出を行うことができる。

ここで、生産ライン１で製造する製品Ａの入れ替えを行う時間が生じることがある。この入れ替え時間に生産ライン１で消費される入替時消費エネルギー量Ｅ_eも製品毎に按分してエネルギー原単位Ｇ_Xに含めることが可能である。入替時消費エネルギー量Ｅ_eの按分方法としては、本実施形態の単位時間固定エネルギーＥ_c及び付帯設備エネルギー量Ｅ_fの按分方法と同様にそれぞれの製品の生産に要した消費エネルギー量で按分を行ったり、他の実施例（ａ）と同様に各製品の生産量で按分する、すなわち各製品のエネルギー原単位に均等に按分したりしても良い。また、按分を行わずに、入替時消費エネルギー量Ｅ_eを入れ替え時間の直前に生産していた製品のエネルギー原単位Ｇ_Xに含めたり、逆に入れ替え時間の直後に生産していた製品のエネルギー原単位Ｇ_Xに含めたりしてもよい。

エネルギー管理システムの概略図。 生産ラインで消費されるエネルギー量及び各製品の単位時間当たり生産量の概要を示した図。 データ解析装置６でエネルギー原単位の算出を行う際におけるフローチャート。

符号の説明

１ 生産ライン
２ 付帯設備
３ データ収集装置
４ 生産量取得装置
５ データベースサーバ
６ データ解析装置
７ 閲覧装置
８ データベース
１０ 製造装置（１０ａ〜１０ｅ）
１１ （生産ライン）計測装置
２０ 照明設備
２１ 空調設備
２２ （付帯設備）計測装置
３１ エネルギー量取得部
３２ 付帯設備エネルギー量取得部
３３ 生産量取得部
３４ 算出部

Claims (15)

1. 複数の異なる製品を生産する生産設備（１）において、一定量の前記各製品を生産するために必要な消費エネルギー量であるエネルギー原単位を算出するエネルギー原単位算出装置（６）であって、
   所定の単位時間において消費される前記生産設備（１）の消費エネルギー量である単位時間消費エネルギー量を取得するエネルギー量取得手段（３１）と、
   前記単位時間に前記生産設備（１）で生産された前記製品毎の生産量である単位時間生産量を取得する生産量取得手段（３３）と、
   前記単位時間消費エネルギー量と前記単位時間生産量とに基づいて前記製品毎の前記エネルギー原単位を算出する算出手段（３４）と、
   を備える、エネルギー原単位算出装置（６）。
2. 前記算出手段（３４）は、前記単位時間消費エネルギー量と前記単位時間生産量との関係を重回帰分析することにより前記製品毎の前記エネルギー原単位を算出する、
   請求項１に記載のエネルギー原単位算出装置（６）。
3. 前記生産設備（１）では、複数の異なる前記製品を並行して生産可能である、請求項２に記載のエネルギー原単位算出装置（６）。
4. 前記算出手段（３４）は、前記重回帰分析において算出される定数部分を単位時間固定エネルギー量としてさらに算出する、
   請求項２または３に記載のエネルギー原単位算出装置（６）。
5. 前記算出手段（３４）は、前記各製品の前記単位時間生産量の比に基づいて、前記単位時間固定エネルギー量を前記製品毎に按分し、前記各製品の前記エネルギー原単位に含める、
   請求項４に記載のエネルギー原単位算出装置（６）。
6. 前記算出手段（３４）は、前記各製品の生産に要した消費エネルギー量の比に基づいて、前記単位時間固定エネルギー量を前記各製品に按分し、前記各製品の前記エネルギー原単位に含める、
   請求項４に記載のエネルギー原単位算出装置（６）。
7. 前記単位時間に前記生産設備（１）の付帯設備（２）で消費されるエネルギー量である単位時間付帯設備エネルギー量を取得する付帯設備エネルギー量取得手段（３２）をさらに備え、
   前記算出手段（３４）は、前記単位時間固定エネルギー量と同様に、前記単位時間付帯設備エネルギー量を前記製品毎に按分し、前記各製品の前記エネルギー原単位に含める、
   請求項５または６に記載のエネルギー原単位算出装置（６）。
8. 複数の異なる製品を生産する生産設備（１）において、一定量の前記各製品を生産するために必要な消費エネルギー量であるエネルギー原単位を算出するエネルギー原単位算出方法であって、
   所定の単位時間において消費される前記生産設備の消費エネルギー量である単位時間消費エネルギー量を取得するエネルギー量取得ステップと、
   前記単位時間に前記生産設備（１）で生産された前記製品毎の生産量である単位時間生産量を取得する生産量取得ステップと、
   前記単位時間消費エネルギー量と前記単位時間生産量とに基づいて前記製品毎の前記エネルギー原単位を算出する算出ステップと、
   を備える、エネルギー原単位算出方法。
9. 前記算出ステップでは、前記単位時間消費エネルギー量と前記単位時間生産量との関係が重回帰分析されることにより前記製品毎の前記エネルギー原単位が算出される、
   請求項８に記載のエネルギー原単位算出方法。
10. 前記生産設備（１）では、複数の異なる前記製品を並行して生産可能である、請求項９に記載のエネルギー原単位算出方法。
11. 前記算出ステップでは、前記重回帰分析において算出される定数部分が単位時間固定エネルギー量としてさらに算出される、
    請求項９または１０に記載のエネルギー原単位算出方法。
12. 前記算出ステップでは、前記各製品の前記単位時間生産量の比に基づいて、前記単位時間固定エネルギー量が前記製品毎に按分され、前記各製品の前記エネルギー原単位に含められる、
    請求項１１に記載のエネルギー原単位算出方法。
13. 前記算出ステップでは、単位時間において前記各製品の生産に要した消費エネルギー量の比に基づいて、前記単位時間固定エネルギー量が前記製品毎に按分され、前記各製品の前記エネルギー原単位に含められる、
    請求項１１に記載のエネルギー原単位算出方法。
14. 前記単位時間に前記生産設備の付帯設備で消費されるエネルギー量である単位時間付帯設備消費エネルギー量を取得する付帯設備エネルギー量取得ステップをさらに備え、
    前記算出ステップでは、前記単位時間固定エネルギー量と同様に、前記単位時間付帯設備消費エネルギー量が前記製品毎に按分され、前記各製品の前記エネルギー原単位に含められる、
    請求項１２または１３に記載のエネルギー原単位算出方法。
15. 複数の異なる製品を生産する生産設備（１）におけるエネルギー管理システムであって、
    前記生産設備（１）の消費エネルギー量を検出するデータ計測装置（１１）と、
    前記データ計測装置（１１）から定期的に前記消費エネルギー量を収集することにより、所定の単位時間において前記生産設備（１）で消費される単位時間消費エネルギー量の取得を行うデータ収集装置（３）と、
    前記単位時間に前記生産設備（１）で生産された前記製品毎の生産量である単位時間生産量を取得する生産量取得装置（４）と、
    前記単位時間消費エネルギー量及び前記単位時間生産量の蓄積及び管理を行うデータベースサーバ（５）と、
    請求項１から５のいずれかに記載のエネルギー原単位算出装置（６）と、
    を備えるエネルギー管理システム。

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