JP2015141444A - エネルギー効率評価支援装置、コンピュータプログラムおよびエネルギー効率評価支援方法 - Google Patents

エネルギー効率評価支援装置、コンピュータプログラムおよびエネルギー効率評価支援方法 Download PDF

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Abstract

【課題】新たなエネルギー効率の評価用画面を表示することができるエネルギー効率評価支援装置を提供する。
【解決手段】エネルギー消費量指標と関係変数との関係を表わしたモデルの設定を受け付けるモデル設定部と、評価対象となるエネルギー消費量指標と関係変数の実績値とを収集するデータ収集部と、エネルギー消費量指標の実績値を一方の軸にとり、モデルを用いて関係変数の実績値から算出されるエネルギー消費量指標値モデル算出値を他方の軸にとってプロットしたエネルギー効率評価用画面を生成する評価用画面生成部とを備えたエネルギー効率評価支援装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、エネルギー効率の評価支援を行なうためのエネルギー効率評価支援装置、コンピュータプログラムおよびエネルギー効率評価支援方法に関する。
近年、工場等の生産活動における省エネルギー化の要求が一層高まっている。省エネルギー化を推進するためには、エネルギー効率を評価することが必要となるが、エネルギー効率を可視化して評価しやすくするために、エネルギー消費量と生産活動に関するデータとの関係を表示することが従来から行なわれている。
生産活動に関するデータとしては、例えば、生産量、生産物や原料の種類、各設備の稼働状況、気温や天気等の環境等種々の項目が用いられるが、特にエネルギー消費量と生産量との関係がエネルギー効率の評価の際に広く用いられている。中でも、エネルギー消費量を生産量で割ることにより得られるエネルギー原単位は、エネルギー効率を示す代表的な指標である。
このため、従来から、工場等におけるエネルギー操業を支援するツールでは、エネルギー消費量と生産量との関係を表示する画面を提供している。例えば、図８は、エネルギー消費量（Energy consumption）と、生産量（Production quantity）と、エネルギー原単位（Specific Energy Consumption）とを時間軸上に同時に表示した画面例である。このような画面により、エネルギー効率の時系列での変動を確認し、目標管理することができる。また、異常時にその原因究明に役立てることもできる。
図９は、縦軸にエネルギー消費量（Energy consumption）をとり、横軸に生産量（Production）をとって、所定期間毎の集計値をプロットした画面例である。このような画面により、エネルギー効率を視覚的に表わすことができ、また、生産量がゼロでも必要な固定的に消費されるエネルギーであるベースロードを可視化することができる。なお、本図の例では、エネルギー消費量と生産量がパーセント表示となっているが、実数で示されることも多い。
図１０は、調査期間（Reporting period）におけるエネルギー消費量（Energy consumption）のモデル値（破線）と実績値（実線）とを比較した画面である。エネルギー消費量のモデル値は、基準期間（Baseline period）において、関係変数（Relevant Valuable）である生産量（production）：Ｑとエネルギー消費量：Ｅとの関係をＥ＝ｆ（Ｑ）としてモデル化し、そのモデルと調査期間における生産量の実績値とから算出するようにしている。このような画面により、エネルギー効率対策の効果を可視化することができる。
特開２０１０−２７１８２５号公報
このようにエネルギー効率の評価を行なうために様々な表示方法が提案されている。しかしながら、例えば、粗鋼と鋼管、プラスチックペレットと塗料等といったように、多くの種類の製品を生産する企業では、生産量とエネルギー消費量との関係が複雑であり、１つのグラフで可視化することは難しかった。また、多角的なエネルギー効率の評価のために、生産量のみならず種々の要因を考慮したい場合や、エネルギー効率の向上や悪化を直感的に把握したい場合等があり、さらなる表示方法の多様化が望まれている。
そこで、本発明は、新たなエネルギー効率の評価用画面を表示することができるエネルギー効率評価支援装置、コンピュータプログラムおよびエネルギー効率評価支援方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様であるエネルギー効率評価支援装置は、エネルギー消費量指標と関係変数との関係を表わしたモデルの設定を受け付けるモデル設定部と、評価対象となる前記エネルギー消費量指標と前記関係変数の実績値とを収集するデータ収集部と、前記エネルギー消費量指標の実績値を一方の軸にとり、前記モデルを用いて前記関係変数の実績値から算出されるエネルギー消費量指標値モデル算出値を他方の軸にとってプロットしたエネルギー効率評価用画面を生成する評価用画面生成部と、を備えたことを特徴とする。
上記課題を解決するため、本発明の第２の態様であるコンピュータプログラムは、エネルギー消費量指標と関係変数との関係を表わしたモデルの設定を受け付けるモデル設定部と、評価対象となる前記エネルギー消費量指標と前記関係変数の実績値とを収集するデータ収集部と、前記エネルギー消費量指標の実績値を一方の軸にとり、前記モデルを用いて前記関係変数の実績値から算出されるエネルギー消費量指標値モデル算出値を他方の軸にとってプロットしたエネルギー効率評価用画面を生成する評価用画面生成部と、してコンピュータを機能させることを特徴とする。
上記課題を解決するため、本発明の第３の態様であるエネルギー効率評価支援方法は、エネルギー消費量指標と関係変数との関係を表わしたモデルの設定を受け付けるステップと、評価対象となる前記エネルギー消費量指標と前記関係変数の実績値とを収集するステップと、前記エネルギー消費量指標の実績値を一方の軸にとり、前記モデルを用いて前記関係変数の実績値から算出されるエネルギー消費量指標値モデル算出値を他方の軸にとってプロットしたエネルギー効率評価用画面を生成するステップと、を有することを特徴とする。
本発明によれば、新たなエネルギー効率の評価用画面を表示することができるエネルギー効率評価支援装置、コンピュータプログラムおよびエネルギー効率評価支援方法が提供される。
本実施形態に係るエネルギー効率評価支援装置の構成を示すブロック図である。 エネルギー効率評価用画面について説明する図である。 エネルギー効率が向上、悪化した場合のプロット例を示す図である。 基準期間と評価期間とでエネルギー効率に変化がない場合のプロット例を示す図である。 生産比例分のエネルギー効率が向上したときのプロット例を示す図である。 ベースロードを削減したときのプロット例を示す図である。 エネルギー効率評価支援装置を用いたエネルギー効率評価作業の流れを説明するフローチャートである。 エネルギー消費量と、生産量と、エネルギー原単位とを時間軸上に同時に表示した画面例である。 縦軸にエネルギー消費量をとり、横軸に生産量をとり、所定期間毎の集計値をプロットした画面例である。 調査期間におけるエネルギー消費量の予測値と実績値とを比較した画面である。
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るエネルギー効率評価支援装置１００の構成を示すブロック図である。本図に示すように、エネルギー効率評価支援装置１００は、モデル設定部１１０、データ収集部１２０、評価用画面生成部１３０を備えている。
エネルギー効率評価支援装置１００は、例えば、コンピュータプログラムに従って動作を行なう１台あるいは複数台のコンピュータと外部記憶装置・モニタ・入出力装置等の周辺装置とを用いて構成することができる。コンピュータは、汎用的なパーソナルコンピュータであってもよいし、エネルギー操業の支援に特化したコンピュータ等であってもよい。
モデル設定部１１０は、エネルギー消費量指標と１または複数個の関係変数との関係を数学的に表わしたモデルの設定を作業者から受け付ける。ここで、エネルギー消費量指標は、エネルギー消費量を数値化したものであり、例えば、エネルギー消費量そのものの値を用いるようにしてもよいし、正規化した値やエネルギー消費量を他の量に換算した値を用いるようにしてもよい。
関係変数は、例えば、全生産量、製品別生産量、気温・天気等の環境等の生産活動に関連する種々の変数を採用することができる。モデルの策定にあたっては、多変量解析を用いた主成分分析、重回帰解析等を利用して関係変数を選定することができる。
モデルは、一般には、Ｅ＝ｆ（ｘ１，ｘ２，ｘ３…ｘｎ）の形で表わすことができる。ここで、Ｅは、エネルギー消費量指標を示し、ｘ１，ｘ２，ｘ３…ｘｎは関係変数を示している。モデルの作成に用いたエネルギー消費量指標と関係変数の値を取得した期間を「基準期間」と称する。
例えば、関係変数として生産量ｐを採用した場合は、Ｅ＝ａ×ｐ＋ｂという特性のモデルを採用することができる。ａとｂは、エネルギー消費量指標Ｅと生産量ｐの実績値から回帰分析を行なうことにより定めることができる。この場合、ｂがベースロードを示すことになる。
また、関係変数として製品Ａの生産量ｐＡと製品Ｂの生産量ｐＢとを採用した場合は、Ｅ＝ｃ×ｐＡ＋ｄ×ｐＢ＋ｅという特性のモデルを採用することができる。もちろん、より複雑な他の特性のモデルを採用することも可能である。このようなモデル化により、例えば、製品Ａと製品Ｂとで生産に必要なエネルギーが大きく異なる場合等に、生産量のバランス変動を考慮したエネルギー効率の評価を行なうことができるようになる。
データ収集部１２０は、エネルギー消費量指標およびモデル設定部１１０で設定されたモデルで採用された関係変数の実績値を収集する。実績値は、例えば、時間、日、週、月、年等の単位で集計した値とすることができる。これらの関係変数は、工場等の管理システムから自動的に取得するようにしてもよいし、作業者の操作に基づいて入力するようにしてもよい。
評価用画面生成部１３０は、データ収集部１２０が収集したエネルギー消費量指標および関係変数の実績値とモデル設定部１１０が受け付けたモデルとからエネルギー効率評価用画面２００を生成して出力する。出力の態様としては、表示装置に表示したり、印刷したり、電子データとして記録したり他の装置に伝送等することができる。
ここで、エネルギー効率評価用画面２００は図２に示すように、縦軸にエネルギー消費量指標の実績値をとり、横軸にモデルを用いて関係変数の実績値から得られたエネルギー消費量指標の算出値をとってプロットしたものである。画面上の４５度の線をベースラインと称する。また、モデルによるエネルギー消費量指標の算出に用いた実績値を取得した期間を「評価期間」と称する。
エネルギー効率評価用画面２００では、図３に示すように、プロットされた点がベースラインよりも下側にあれば、基準期間よりもエネルギー効率が向上したことを示すことになる。この場合、ベースラインとの縦軸方向の距離が省エネルギーの程度を表わすことになる。エネルギー消費量指標として消費エネルギー量を用いている場合には、削減できたエネルギー量を示し、エネルギー消費量指標として比率を用いている場合はエネルギー削減率を示すことになる。
一方、プロットされた点がベースラインよりも上側にあれば、基準期間よりもエネルギー効率が悪化したことを示すことになる。この場合、ベースラインとの縦軸方向の距離が増エネルギーの程度を表わすことになる。
このように、本実施形態のエネルギー効率評価用画面２００により、エネルギー削減の効果が視覚的に容易に把握することができるようになるのに加え、エネルギーの削減量や削減率も視覚的に容易に把握することができるようになる。このため、直感的で分かりやすく、エネルギー効率の多面的な評価に役立てることができる。
基準期間と評価期間とでエネルギー効率に変化がない場合には、図４に示すように、プロットされた点はベースライン上に乗ることになる。この性質を利用してモデルの正確さを確認することもできる。また、図５に示すようにプロットによりベースラインに比べて傾きの小さいラインが得られた場合には、生産比例分のエネルギー効率が向上したことを示すことになる。
図６に示すように、プロットにより得られたラインがベースラインと同じ傾きで下側に移動した場合には、ベースロードが削減されたことを示すことになる。なお、エネルギー効率評価用画面２００は、縦軸と横軸とを入れ替えたり、ベースラインが水平となるように４５度傾けて表示するようにしてもよい。また、第３の軸として時間軸をとり、継続的な変化を表示するようにしてもよい。
図７は、エネルギー効率評価支援装置を用いたエネルギー効率評価作業の流れを説明するフローチャートである。
まず、エネルギー消費量指標を表わすモデルの選定を行なう（Ｓ１０１）。モデルは既存のモデルを利用したり、変形してもよいし、新たに作成してもよい。
モデルを新たに作成する場合には、関係変数の候補となるデータを収集して、収集したデータから関係変数として採用するデータを抽出し、関係変数とエネルギー消費量指標との関係を表わすモデル、例えば、数式を作成する。関係変数の候補の収集では、エネルギー消費量指標に影響与えると考えられるデータや影響を考察したいデータを任意に収集することができる。もちろん他の手順によりモデルを作成してもよい。また、エネルギー効率評価支援装置１００にモデルを作成する機能を付加してもよい。
選定したモデルは、モデル設定部１１０を利用してエネルギー効率評価支援装置１００に設定する（Ｓ１０２）。設定するモデルは任意のタイミングで更新したり修正することができる。
データ収集部１２０は、評価期間におけるエネルギー消費量指標と関係変数の実績値を収集する（Ｓ１０３）。実績値の収集は、リアルタイムでもよいしバッチ処理でもよい。
そして、関係変数の実績値とモデルを用いてエネルギー消費量指標のモデル算出値を算出し（Ｓ１０４）、エネルギー消費量指標のモデル算出値を横軸とし、エネルギー消費量指標の実績値を縦軸としたエネルギー効率評価用画面２００を生成して出力する（Ｓ１０５）。
１００…エネルギー効率評価支援装置、１１０…モデル設定部、１２０…データ収集部、１３０…評価用画面生成部、２００…エネルギー効率評価用画面

Claims (3)

  1. エネルギー消費量指標と関係変数との関係を表わしたモデルの設定を受け付けるモデル設定部と、
    評価対象となる前記エネルギー消費量指標と前記関係変数の実績値とを収集するデータ収集部と、
    前記エネルギー消費量指標の実績値を一方の軸にとり、前記モデルを用いて前記関係変数の実績値から算出されるエネルギー消費量指標値モデル算出値を他方の軸にとってプロットしたエネルギー効率評価用画面を生成する評価用画面生成部と、
    を備えたことを特徴とするエネルギー効率評価支援装置。
  2. エネルギー消費量指標と関係変数との関係を表わしたモデルの設定を受け付けるモデル設定部と、
    評価対象となる前記エネルギー消費量指標と前記関係変数の実績値とを収集するデータ収集部と、
    前記エネルギー消費量指標の実績値を一方の軸にとり、前記モデルを用いて前記関係変数の実績値から算出されるエネルギー消費量指標値モデル算出値を他方の軸にとってプロットしたエネルギー効率評価用画面を生成する評価用画面生成部と、
    してコンピュータを機能させるコンピュータプログラム。
  3. コンピュータを用いたエネルギー効率評価支援方法であって、
    エネルギー消費量指標と関係変数との関係を表わしたモデルの設定を受け付けるステップと、
    評価対象となる前記エネルギー消費量指標と前記関係変数の実績値とを収集するステップと、
    前記エネルギー消費量指標の実績値を一方の軸にとり、前記モデルを用いて前記関係変数の実績値から算出されるエネルギー消費量指標値モデル算出値を他方の軸にとってプロットしたエネルギー効率評価用画面を生成するステップと、
    を有することを特徴とするエネルギー効率評価支援方法。
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