JP2018151095A - 情報処理システム、プログラム、環境管理システム、及び、設備管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】 シミュレーションにより設備の運転又は制御を支援することが難しい。【解決手段】 対象空間の空間形状情報取得部と、対象空間の１以上の第１位置のそれぞれにおける物理量を計測する１以上のセンサを有する第１センサ群から第１計測データを取得する第１計測データ取得部と、対象空間の１以上の第２位置のそれぞれにおける物理量を計測する１以上のセンサを有する第２センサ群から第２計測データを取得する第２計測データ取得部と、第１計測データを、対象空間の解析モデルの境界条件の少なくとも一部として利用し、対象空間に関するシミュレーションを実行する第１実行部と、第２位置のうちの少なくとも１つの位置における、（ａ）第１実行部によるシミュレーション結果と、（ｂ）第２計測データとを比較する比較部と、比較部の比較結果に基づいて解析モデルの１以上のモデルパラメータのそれぞれを同定する同定部とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、情報処理システム、プログラム、環境管理システム、及び、設備管理システムに関する。

近年、熱対流場又は物質拡散場の数値シミュレーションが実用化されている（例えば、特許文献１及び非特許文献２を参照されたい）。また、数値シミュレーションを利用して、空調設備の運転又は制御を支援することも検討されている（例えば、特許文献２及び３を参照されたい）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特許第４０１６０６６号
［特許文献２］ 特開２０００−３４２７１３号公報
［特許文献３］ 特開２００８−１９８０３６号公報
［非特許文献］
［非特許文献１］桃瀬一成 他、「対流熱伝達特性に対する熱および流れの境界摂動の影響」、日本機械学会論文集（Ｂ編）、平成１２年６月、６６巻、６４６号、ｐ２１５ー２２１。
［非特許文献２］Kazunari Momose et al., "Influence of Thermal and Flow Boundary Perturbations on Convection Heat Transfer Characteristics: Numerical Analysis Based on Adjoint Formulation", 2002 WileyPeriodicals, Inc., Heat Transfer Asian Research, 32(1): 1-12, 2003; Published online in Wiley InterScience (WWW.interscience. Wiley.com). DOI10.1002/htj.10065.

しかしながら、数値シミュレーションを利用して空調設備などの運転又は制御を支援する場合、室内の什器又は空調機器のレイアウトが変更されたり、室内に存在する人が移動したりすると、数値シミュレーションの精度が大きく低下してしまい、空調設備などの運転又は制御を支援することが難しくなる。

本発明の第１の態様においては、情報処理システムが提供される。上記の情報処理システムは、対象空間の解析モデルの構築を支援する情報処理システムであってよい。上記の情報処理システムは、例えば、対象空間の解析モデルの形状及び大きさを定義する空間形状情報を取得する空間形状情報取得部を備える。上記の情報処理システムは、例えば、対象空間の１以上の第１位置のそれぞれにおける（ｉ）流体の流れの向き、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉ）圧力、（ｉｉｉ）温度及び（ｉｖ）拡散物質の濃度の少なくとも１つに関する物理量を計測する１以上のセンサを有する第１センサ群から第１計測データを取得する第１計測データ取得部を備える。上記の情報処理システムは、例えば、対象空間の１以上の第２位置のそれぞれにおける（ｉ）流体の流れの向き、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉ）圧力、（ｉｉｉ）温度及び（ｉｖ）拡散物質の濃度の少なくとも１つに関する物理量を計測する１以上のセンサを有する第２センサ群から第２計測データを取得する第２計測データ取得部を備える。上記の情報処理システムは、例えば、第１計測データ取得部が取得した第１計測データを、対象空間の解析モデルの境界条件の少なくとも一部として利用し、空間形状情報取得部が取得した空間形状情報に基づいて、対象空間における（ｉ）流体の流れの向き、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉ）圧力、（ｉｉｉ）温度及び（ｉｖ）拡散物質の濃度の少なくとも１つに関するシミュレーションを実行する第１実行部を備える。上記の情報処理システムは、例えば、１以上の第２位置のうちの少なくとも１つの位置における、（ａ）第１実行部によるシミュレーション結果と、（ｂ）第２計測データ取得部が取得した第２計測データとを比較する比較部を備える。上記の情報処理システムは、例えば、比較部の比較結果に基づいて、解析モデルの１以上のモデルパラメータのそれぞれを同定する同定部を備える。

上記の情報処理システムにおいて、１以上のモデルバラメータは、（ａ）対象空間の１以上の第３位置における（ｉ）流体の流れの向き、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉ）圧力、（ｉｉｉ）温度及び（ｉｖ）拡散物質の濃度の少なくとも１つに関する、初期条件及び境界条件の少なくとも一方に関するパラメータ、並びに、（ｂ）対象空間内に存在する物体の解析モデルを定義するオブジェクトモデルに関するパラメータの少なくとも１つを含んでよい。上記の情報処理システムにおいて、同定部は、少なくとも１つの位置における、（ａ）実行部によるシミュレーション結果と、（ｂ）第２計測データ取得部が取得した第２計測データとの差又は偏差に関する評価関数が予め定められた条件を満足するように、１以上のモデルパラメータのそれぞれを同定してよい。上記の情報処理システムにおいて、同定部は、ノンパラメトリック感度解析により、１以上のモデルパラメータのそれぞれを同定してよい。

上記の情報処理システムは、１以上のモデルパラメータのそれぞれの初期値を取得する初期値取得部を備えてよい。上記の情報処理システムは、同定部による同定処理における判断基準を示す同定目標を取得する同定目標取得部を備えてよい。上記の情報処理システムにおいて、第１実行部は、初期値取得部が取得した１以上のモデルパラメータのそれぞれの初期値を利用して、シミュレーションを実行してよい。上記の情報処理システムにおいて、同定部は、同定目標取得部が取得した同定目標に基づいて、１以上のモデルパラメータの少なくとも１つの変化に対する同定目標の変化割合で定義される同定感度を算出する同定感度算出部を有してよい。上記の情報処理システムにおいて、同定部は、同定感度算出部が算出した同定感度に基づいて、１以上のモデルパラメータの少なくとも１つを決定するモデルパラメータ決定部を有してよい。上記の情報処理システムにおいて、同定感度算出部は、同定目標取得部が取得した同定目標に基づいて、対象空間の熱対流場及び物質拡散場の少なくとも一方に関する摂動随伴方程式を解くことにより、同定感度を算出してよい。上記の情報処理システムにおいて、同定感度算出部は、（ｉ）流体の流束、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉｉ）熱流束、（ｉｖ）拡散物質の流束、（ｖ）温度、（ｖｉ）熱通過率、（ｖｉｉ）開口率、（ｖｉｉｉ）体積力、（ｉｘ）体積発熱、（ｘ）熱伝導率、（ｘｉ）拡散物質の濃度、（ｘｉｉ）拡散物質の発生及び消滅の少なくとも一方、（ｘｉｉｉ）形状、並びに、（ｘｉｖ）オブジェクトの位置の少なくとも１つに関する同定感度を算出してよい。

上記の情報処理システムは、（ａ）空間形状情報取得部が取得した空間形状情報、（ｂ）同定部が決定した１以上のモデルパラメータ、及び、（ｃ）第１計測データ取得部が取得した第１計測データに基づいて、対象空間における（ｉ）流体の流れの向き、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉ）圧力、（ｉｉｉ）温度及び（ｉｖ）拡散物質の濃度の少なくとも１つに関するシミュレーションを実行する第２実行部を備えてよい。上記の情報処理システムは、第２実行部によるシミュレーション結果に基づいて、対象空間の環境を調整する環境調整設備を制御するための１以上の制御パラメータを決定する制御パラメータ決定部を備えてよい。上記の情報処理システムは、環境調整設備による制御の目標条件を示す制御目標を取得する制御目標取得部を備えてよい。上記の情報処理システムにおいて、第２実行部は、制御目標取得部が取得した制御目標に基づいて、１以上の制御パラメータの少なくとも１つの変化に対する制御目標の変化割合で定義される制御感度を算出する制御感度算出部を有してよい。上記の情報処理システムにおいて制御パラメータ決定部は、制御感度算出部が算出した制御感度に基づいて、１以上の制御パラメータの少なくとも１つを決定してよい。

本発明の第２の態様においては、情報処理システムが提供される。上記の情報処理システムは、例えば、対象空間の解析モデルの形状及び大きさを定義する空間形状情報を取得する空間形状情報取得部を備える。上記の情報処理システムは、例えば、対象空間の１以上の第１位置のそれぞれにおける（ｉ）流体の流れの向き、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉ）圧力、（ｉｉｉ）温度及び（ｉｖ）拡散物質の濃度の少なくとも１つに関する物理量を計測する１以上のセンサを有する第１センサ群から第１計測データを取得する第１計測データ取得部を備える。上記の情報処理システムは、例えば、解析モデルの１以上のモデルパラメータ関する情報を取得するモデルパラメータ取得部を備える。上記の情報処理システムは、例えば、（ａ）空間形状情報取得部が取得した空間形状情報、（ｂ）モデルパラメータ取得部が取得した１以上のモデルパラメータ、及び、（ｃ）第１計測データ取得部が取得した第１計測データに基づいて、対象空間における（ｉ）流体の流れの向き、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉ）圧力、（ｉｉｉ）温度及び（ｉｖ）拡散物質の濃度の少なくとも１つに関するシミュレーションを実行する第２実行部を備える。上記の情報処理システムは、例えば、第２実行部によるシミュレーション結果に基づいて、対象空間の環境を調整する環境調整設備を制御するための１以上の制御パラメータを決定する制御パラメータ決定部を備える。

上記の情報処理システムは、環境調整設備による制御の目標条件を示す制御目標を取得する制御目標取得部を備えてよい。上記の情報処理システムにおいて、第２実行部は、制御目標取得部が取得した制御目標に基づいて、１以上の制御パラメータの少なくとも１つの変化に対する制御目標の変化割合で定義される制御感度を算出する制御感度算出部を有してよい。上記の情報処理システムにおいて、制御パラメータ決定部は、制御感度算出部が算出した制御感度に基づいて、１以上の制御パラメータの少なくとも１つを決定してよい。

本発明の第３の態様においては、プログラムが提供される。プログラムを格納する非一時的コンピュータ可読媒体が提供されてもよい。上記のプログラムは、コンピュータを、上記の情報処理システムとして機能させるためのプログラムであってよい。上記のプログラムは、コンピュータに、上記の情報処理システムにおける情報処理を実行させるためのプログラムであってもよい。

本発明の第４の態様においては、環境管理システムが提供される。上記の環境管理システムは、例えば、上記の情報処理システムを備える。上記の環境管理システムは、例えば、環境調整設備を備える。上記の環境管理システムにおいて、環境調整設備は、１以上の制御パラメータの少なくとも１つに基づいて、対象空間の環境を調整してよい。

本発明の第５の態様においては、設備管理システムが提供される。上記の環境管理システムは、環境調整設備を管理する設備管理システムであってよい。上記の環境管理システムは、例えば、上記の情報処理システムを備える。上記の環境管理システムは、例えば、制御部を備える。上記の環境管理システムにおいて、制御部は、情報処理システムから、１以上の制御パラメータの少なくとも１つを受け取り、１以上の制御パラメータの少なくとも１つに基づいて環境調整設備を制御してよい。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

ビルエネルギ管理システム１００のシステム構成の一例を概略的に示す。 中央監視装置１０２のシステム構成の一例を概略的に示す。 支援サーバ１０４のシステム構成の一例を概略的に示す。 モデル設定部３１２の内部構成の一例を概略的に示す。 モデル調整部３１８の内部構成の一例を概略的に示す。 モデル設定部３２２の内部構成の一例を概略的に示す。 解析部３２６の内部構成の一例を概略的に示す。 金型設計システム８００のシステム構成の一例を概略的に示す。 コンピュータ１２００のシステム構成の一例を概略的に示す。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、図面において、同一または類似の部分には同一の参照番号を付して、重複する説明を省く場合がある。

［ビルエネルギ管理システム１００の概要］
図１は、ビルエネルギ管理システム１００のシステム構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、ビルエネルギ管理システム１００は、中央監視装置１０２と、支援サーバ１０４とを備える。

本実施形態において、建物１１０は、１又は複数の部屋１１２を有する。部屋１１２のそれぞれには、例えば、１又は複数の窓１２２と、１又は複数の調光機器１２４と、１又は複数の吸込口１３２と、１又は複数の吹出口１３４と、１又は複数の入力用センサ１４２と、１又は複数の同定用センサ１４４とが配される。本実施形態において、部屋１１２の内部には、ユーザ１２と、電気機器１４とが配される。

本実施形態において、建物１１０には、ユーティリティ供給設備１５２と、１又は複数の空調機器１５４とが配される。建物１１０には、空調機器１５４と、吸込口１３２とを接続する空調ダクト１５６が配されてよい。建物１１０には、空調機器１５４と、吹出口１３４とを接続する空調ダクト１５８が配されてよい。ユーティリティ供給設備１５２、及び、１又は複数の空調機器１５４の少なくとも一方は、ビルエネルギ管理システム１００の一部を構成してもよい。

ビルエネルギ管理システム１００は、情報処理システム、環境管理システム、又は、設備管理システムの一例であってよい。中央監視装置１０２は、制御部の一例であってよい。支援サーバ１０４は、情報処理システムの一例であってよい。部屋１１２は、対象空間の一例であってよい。部屋１１２の内部の空気は、対象空間の環境の一例であってよい。入力用センサ１４２は、第１センサ群又は第１センサ群を構成するセンサの一例であってよい。同定用センサ１４４は、第２センサ群又は第２センサ群を構成するセンサの一例であってよい。空調機器１５４は、環境調整設備の一例であってよい。ユーザ１２及び電気機器１４は、熱源体の一例であってよい。熱源体は、熱を発生する温熱源体であってもよく、熱を吸収する冷熱源体であってもよい。

［ビルエネルギ管理システム１００の各部の概要］
本実施形態において、ビルエネルギ管理システム１００は、建物１１０を管理する。本実施形態において、ビルエネルギ管理システム１００は、建物１１０の内部に配された各種の機器を管理する。例えば、ビルエネルギ管理システム１００は、空調機器１５４を管理する。

本実施形態において、ユーザ１２は、ユーザ端末２０を利用して、通信ネットワーク１０を介して、中央監視装置１０２及び支援サーバ１０４の少なくとも一方にアクセスする。ユーザ１２は、中央監視装置１０２又は支援サーバ１０４にアクセスして、例えば、部屋１１２の環境に関する設定を調整する。ユーザ１２は、ビルエネルギ管理システム１００のユーザであってもよく、建物１１０又は部屋１１２のユーザであってもよい。

部屋１１２の環境としては、部屋１１２の内部の温度、気流、拡散物質の濃度などを例示することができる。部屋１１２の内部の温度は、部屋１１２の内部の空気の温度であってもよい。部屋１１２の内部の温度は、部屋１１２の壁、床及び天井の温度であってもよい。上記の拡散物質は、固体であってもよく、液体であってもよく、気体であってもよい。拡散物質としては、微粒子、エアロゾル、水、一酸化炭素、二酸化炭素、一酸化窒素、におい成分などを例示することができる。中央監視装置１０２及び支援サーバ１０４の少なくとも一方は、ユーザ１２からの指示を受信すると、例えば、部屋１１２の内部の空気の温度、湿度及び気流の少なくとも１つを制御することで、ユーザ１２の体感温度を調整する。

本実施形態において、通信ネットワーク１０は、有線通信の伝送路であってもよく、無線通信の伝送路であってもよく、無線通信の伝送路及び有線通信の伝送路の組み合わせであってもよい。通信ネットワーク１０は、建物１１０の内部に配された有線通信網、無線通信網、又は、それらの組み合わせを含んでもよい。通信ネットワーク１０は、無線パケット通信網、インターネット、Ｐ２Ｐネットワーク、専用回線、ＶＰＮなどを含んでもよい。通信ネットワーク１０は、（ｉ）携帯電話回線網などの移動体通信網を含んでもよく、（ｉｉ）無線ＭＡＮ（例えば、ＷｉＭＡＸ（登録商標）である。）、無線ＬＡＮ（例えば、ＷｉＦｉ（登録商標）である。）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）などの無線通信網を含んでもよい。

本実施形態において、ユーザ端末２０は、通信ネットワーク１０を介して、中央監視装置１０２及び支援サーバ１０４の少なくとも一方との間で情報を送受する。ユーザ端末２０は、ハードウェアにより実現されてもよく、ハードウェア及びソフトウエアにより実現されてもよい。ユーザ端末２０としては、部屋１１２に配された空調用コントローラ、パーソナルコンピュータ、携帯端末などを例示することができる。携帯端末としては、携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡ、タブレット、ノートブック・コンピュータ又はラップトップ・コンピュータ、ウエアラブル・コンピュータなどを例示することができる。ユーザ端末２０は、ブロックチェーンなどの分散型台帳技術又は分散型ネットワークを利用して、情報を格納してもよい。

本実施形態において、中央監視装置１０２は、建物１１０の内部に配された各種の機器を管理する。例えば、中央監視装置１０２は、建物１１０の内部に配された各種の機器の運転状態を監視する。中央監視装置１０２は、建物１１０の内部に配された各種の機器を制御してもよい。中央監視装置１０２は、各機器を制御するための制御信号を、当該機器又は当該機器を制御するコントローラに対して送信することで、各機器を制御してよい。

例えば、中央監視装置１０２は、部屋１１２の環境を制御するにあたって目標となる条件（制御目標と称する場合がある。）を設定する。一実施形態において、制御目標は、制御対象となる位置を示す情報と、当該位置における条件を示す情報とを含む。他の実施形態において、制御目標は、制御対象となる位置及び時刻を示す情報と、当該位置及び時刻における条件を示す情報とを含む。上記の条件は、（ｉ）流体の流束、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉｉ）熱流束、（ｉｖ）拡散物質の流束、及び、（ｖ）温度の少なくとも１つに関する条件であってよい。上記の条件は、エネルギに関する条件であってもよい。エネルギに関する条件は、風量及び温度を用いたエンタルピに関する条件であってもよい。

中央監視装置１０２は、上記の目標条件を支援サーバ１０４に送信する。中央監視装置１０２は、上記の各種の機器のうち、少なくとも１つの機器の制御量又は制御スケジュールを示す制御情報を、支援サーバ１０４から受信する。中央監視装置１０２は、支援サーバ１０４から受け取った制御情報に基づいて、上記の少なくとも１つの機器を制御するための制御信号を生成する。例えば、上記の制御情報は、空調機器１５４を制御するための１又は複数の制御パラメータ（１以上の制御パラメータと称する場合がある。）を含み、中央監視装置１０２は、当該制御パラメータに基づいて、空調機器１５４を制御するための制御信号を生成する。

本実施形態において、支援サーバ１０４は、中央監視装置１０２による、建物１１０の内部に配された各種の機器の制御を支援する。例えば、支援サーバ１０４は、中央監視装置１０２から目標条件を受信する。支援サーバ１０４は、目標条件を満足するような制御情報を生成する。制御情報は、（ｉ）どの機器を、どのように制御するかを示す情報を含んでもよく、（ｉｉ）どの機器を、どのタイミングで、どのように制御するかを示す情報を含んでもよい。支援サーバ１０４は、生成された制御情報を、中央監視装置１０２に送信する。

本実施形態において、調光機器１２４は、窓１２２から部屋１１２の内部への熱の流入量を調整する。調光機器１２４は、窓１２２から窓１２２の外部への熱の流出量を調整したてもよい。例えば、調光機器１２４は、窓１２２から部屋１１２の内部に入射する光の量を調整する。調光機器１２４は、放射熱として、窓１２２から部屋１１２の内部に流入する熱の量を調整してもよい。調光機器１２４は、放射熱として、窓１２２から部屋１１２の外部に放出される熱の量を調整してもよい。

調光機器１２４としては、電動式のブラインド、電動式のカーテン、エレクトロクロミックガラスなどを例示することができる。調光ガラスとしては、エレクトロクロミックガラス、ガスクロミックガラス、サーモクロミックガラスなどを例示することができる。

本実施形態において、照明機器１２６は、部屋１１２の内部に向かって光を照射する。本実施形態において、吸込口１３２は、部屋１１２の内部の空気を、部屋１１２の外部に排出する。部屋１１２が複数の吸込口１３２を有する場合、（ｉ）吸込口ごとに、空気の排出量、気流の向き、気流の流速などが異なってもよく、（ｉｉ）少なくとも２つの吸込口における空気の排出量、気流の向き、気流の流速などが同一又は略同一であってもよい。本実施形態において、吹出口１３４は、調整された空気を、部屋１１２の内部に供給する。部屋１１２が複数の吹出口１３４を有する場合、（ｉ）吹出口ごとに空気の状態が異なってもよい。（ｉｉ）少なくとも２つの吹出口における空気の状態が同一又は略同一であってもよい。空気の状態としては、気流の向き、気流の流速、温度、拡散物質の濃度などを例示することができる。

本実施形態において、入力用センサ１４２は、部屋１１２の内部の１以上の位置のそれぞれにおける（ｉ）流体の流れの向き、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉ）圧力、（ｉｉｉ）温度及び（ｉｖ）拡散物質の濃度の少なくとも１つに関する物理量を計測する。入力用センサ１４２は、例えば、通信ネットワーク１０を介して、計測データを中央監視装置１０２に送信する。入力用センサ１４２としては、流速計、風量計、圧力計、温度計、湿度計、微粒子計などを例示することができる。入力用センサ１４２は、接触式のセンサであってもよく、非接触式のセンサであってもよい。入力用センサ１４２は、温度を検出するための赤外線カメラであってもよく、上記の赤外線カメラと、部屋１１２の内部の様子を撮影するための可視光カメラとの組み合わせであってもよい。

同定用センサ１４４は、部屋１１２の内部の１以上の位置のそれぞれにおける（ｉ）流体の流れの向き、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉ）圧力、（ｉｉｉ）温度及び（ｉｖ）拡散物質の濃度の少なくとも１つに関する物理量を計測する。入力用センサ１４２は、例えば、通信ネットワーク１０を介して、計測データを中央監視装置１０２に送信する。入力用センサ１４２としては、流速計、風量計、圧力計、温度計、湿度計、微粒子計などを例示することができる。入力用センサ１４２は、接触式のセンサであってもよく、非接触式のセンサであってもよい。入力用センサ１４２は、温度を検出するための赤外線カメラであってもよく、上記の赤外線カメラと、部屋１１２の内部の様子を撮影するための可視光カメラとの組み合わせであってもよい。

同定用センサ１４４は、入力用センサ１４２とは異なる位置における物理量を測定する。一実施形態において、入力用センサ１４２及び同定用センサ１４４が接触式のセンサである場合、入力用センサ１４２及び同定用センサ１４４は、物理的に異なる位置に配される。他の実施形態において、入力用センサ１４２及び同定用センサ１４４の少なくとも一方が、非接触式のセンサである場合、同一のセンサが、入力用センサ１４２及び同定用センサ１４４として利用されてもよい。例えば、１台の赤外線カメラが、入力用センサ１４２及び同定用センサ１４４として利用される。

ユーティリティ供給設備１５２は、ユーティリティを供給する。ユーティリティとしては、電力、蒸気、熱、水、空気、圧縮空気、燃料などを例示することができる。熱は、温熱であってもよく、冷熱であってもよい。ユーティリティ供給設備１５２としては、発電装置、蓄電装置、受変電設備、分電設備、圧縮空気発生装置、蒸気発生装置、蓄熱装置、冷凍装置、熱交換装置、クーリングタワー、ヒートポンプなどを例示することができる。

本実施形態において、空調機器１５４は、部屋１１２の内部環境を調整する。空調機器１５４は、中央監視装置１０２からの制御信号に基づいて、部屋１１２の内部環境を調整してよい。一実施形態において、空調機器１５４は、部屋１１２の室内の空気の状態を調整する。室内の空気の状態としては、気流の流速分布、温度分布、拡散物質の濃度分布などを例示することができる。

他の実施形態において、空調機器１５４は、部屋１１２の内部の任意の位置における空気の状態を調整する。任意の位置における空気の状態としては、当該位置における気流の向き、気流の流速、温度、拡散物質の濃度などを例示することができる。任意の位置は、１箇所であってもよく、複数個所であってもよい。さらに他の実施形態において、空調機器１５４は、部屋１１２の壁、床及び天井の任意の位置の状態を調整する。壁、床及び天井の状態としては、温度、拡散物質の吸着量などを例示することができる。

空調機器１５４は、１又は複数の吸込口１３２のそれぞれに対応する流量調整部を制御してもよい。空調機器１５４は、１又は複数の吹出口１３４のそれぞれに対応する流量調整部を制御してもよい。流量調整部は、吸込口１３２、吹出口１３４、空調ダクト１５６又は空調ダクト１５８の内部に配された電動弁又は自動弁であってよい。

［ビルエネルギ管理システム１００の各部の具体的な構成］
ビルエネルギ管理システム１００の各部は、ハードウェアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよく、ハードウェア及びソフトウエアにより実現されてもよい。ビルエネルギ管理システム１００の各部は、その少なくとも一部が、単一のサーバによって実現されてもよく、複数のサーバによって実現されてもよい。ビルエネルギ管理システム１００の各部は、その少なくとも一部が、仮想サーバ上又はクラウドシステム上で実現されてもよい。ビルエネルギ管理システム１００の各部は、その少なくとも一部が、パーソナルコンピュータ又は携帯端末によって実現されてもよい。携帯端末としては、携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡ、タブレット、ノートブック・コンピュータ又はラップトップ・コンピュータ、ウエアラブル・コンピュータなどを例示することができる。ビルエネルギ管理システム１００の各部は、ブロックチェーンなどの分散型台帳技術又は分散型ネットワークを利用して、情報を格納してもよい。

ビルエネルギ管理システム１００を構成する構成要素の少なくとも一部がソフトウエアにより実現される場合、当該ソフトウエアにより実現される構成要素は、一般的な構成の情報処理装置において、当該構成要素に関する動作を規定したソフトウエア又はプログラムを起動することにより実現されてよい。上記の情報処理装置は、（ｉ）ＣＰＵ、ＧＰＵなどのプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信インタフェースなどを有するデータ処理装置と、（ｉｉ）キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネル、カメラ、マイク、各種センサ、ＧＰＳ受信機などの入力装置と、（ｉｉｉ）表示装置、スピーカ、振動装置などの出力装置と、（ｉｖ）メモリ、ＨＤＤなどの記憶装置（外部記憶装置を含む。）とを備えてよい。

上記の情報処理装置において、上記のデータ処理装置又は記憶装置は、上記のソフトウエア又はプログラムを記憶してよい。上記のソフトウエア又はプログラムは、プロセッサによって実行されることにより、上記の情報処理装置に、当該ソフトウエア又はプログラムによって規定された動作を実行させる。上記のソフトウエア又はプログラムは、非一時的なコンピュータ可読記録媒体に格納されていてもよい。

上記のソフトウエア又はプログラムは、コンピュータを、ビルエネルギ管理システム１００又はその一部として機能させるためのプログラムであってよい。上記のソフトウエア又はプログラムは、コンピュータに、ビルエネルギ管理システム１００又はその一部における各種の情報処理に含まれる手順を実行させるためのプログラムであってよい。

図２は、中央監視装置１０２のシステム構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、中央監視装置１０２は、入出力部２１０と、データ格納部２２０と、通信制御部２３０と、照明管理部２４２と、空調管理部２４４と、電力管理部２４６とを備える。中央監視装置１０２の各部は、図２に示された矢印に限定されることなく、互いに情報を送受してよい。

入出力部２１０は、同定目標取得部の一例であってよい。照明管理部２４２、空調管理部２４４及び電力管理部２４６の少なくとも１つは、制御部の一例であってもよい。

本実施形態において、入出力部２１０は、各種の入力を受け付ける。入出力部２１０としては、（ｉ）キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネル、カメラ、マイク、各種センサ、通信インタフェースなどの入力装置、及び、（ｉｉ）ディスプレイ、スピーカなどの出力装置を例示することができる。

一実施形態において、入出力部２１０は、ユーザ１２の入力を受け付ける。例えば、入出力部２１０は、ユーザから、中央監視装置１０２又は空調機器１５４による制御の目標条件を示す制御目標に関する入力を受け付ける。他の実施形態において、入出力部２１０は、ユーザ１２に情報を出力する。例えば、入出力部２１０は、ユーザによる制御目標の入力を支援又は促進するための入力画面を出力する。さらに他の実施形態において、入出力部２１０は、入力用センサ１４２及び同定用センサ１４４の少なくとも一方から、計測データを受信する。

本実施形態において、データ格納部２２０は、各種のデータを格納する。例えば、データ格納部２２０は、入出力部２１０が取得した情報を格納する。データ格納部２２０は、通信制御部２３０が取得した情報を格納してもよい。

本実施形態において、通信制御部２３０は、中央監視装置１０２と、外部の機器との間における通信を制御する。例えば、通信制御部２３０は、外部の機器に対して情報を送信したり、外部の機器からの情報を受信したりする。外部の機器としては、支援サーバ１０４及びユーザ端末２０の少なくとも一方を例示することができる。通信制御部２３０は、通信インタフェースであってもよい。

一実施形態において、通信制御部２３０は、ユーザ端末２０から、制御目標を示す情報を含む目標情報を受信する。通信制御部２３０は、受信された目標情報を、支援サーバ１０４に転送する。通信制御部２３０は、入力用センサ１４２及び同定用センサ１４４の計測データを、支援サーバ１０４に送信する。他の実施形態において、通信制御部２３０は、支援サーバ１０４から、制御情報を受信する。通信制御部２３０は、受信された制御情報を、照明管理部２４２、空調管理部２４４及び電力管理部２４６の少なくとも１つに転送する。

照明管理部２４２は、調光機器１２４及び照明機器１２６を管理する。空調管理部２４４は、空調機器１５４を管理する。電力管理部２４６は、電気機器１４、調光機器１２４、照明機器１２６、ユーティリティ供給設備１５２及び空調機器１５４の少なくとも１つへの電力供給を管理する。電力管理部２４６は、ユーティリティ供給設備１５２における発電、蓄電、受電及び変電の少なくとも１つを管理する。

図３は、支援サーバ１０４のシステム構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、支援サーバ１０４は、モデル構築部３１０と、制御支援部３２０とを備える。本実施形態において、モデル構築部３１０は、モデル設定部３１２と、順解析部３１４と、検証部３１６と、モデル調整部３１８とを有する。本実施形態において、制御支援部３２０は、モデル設定部３２２と、目標設定部３２４と、解析部３２６とを有する。

モデル構築部３１０は、情報処理システムの一例であってよい。モデル設定部３１２は、空間形状情報取得部、第１計測データ取得部、及び、初期値取得部の一例であってよい。順解析部３１４は、第１実行部の一例であってよい。検証部３１６は、比較部、及び、第２計測データ取得部の一例であってよい。モデル調整部３１８は、同定部、及び、同定目標取得部の一例であってよい。制御支援部３２０は、情報処理システムの一例であってよい。モデル設定部３２２は、空間形状情報取得部、第１計測データ取得部、及び、モデルパラメータ取得部の一例であってよい。目標設定部３２４は、制御目標取得部の一例であってよい。解析部３２６は、第２実行部の一例であってよい。

［支援サーバ１０４の概要］
本実施形態において、モデル構築部３１０は、部屋１１２のシミュレーションモデルの構築を支援する。例えば、モデル構築部３１０は、シミュレーションモデルを構築して、構築されたシミュレーションモデルに関する情報を制御支援部３２０に送信する。シミュレーションモデルは、１以上のパラメータ（モデルパラメータと称する場合がある。）を含む。１以上のパラメータは、（ｉ）シミュレーションの実行前に決定することができるパラメータ、及び、（ｉｉ）シミュレーションの実行結果に基づいて設定又は調整の必要なパラメータの少なくとも一方を含む。例えば、モデル構築部３１０は、シミュレーションモデルの各種パラメータを同定することにより、シミュレーションモデルを構築する。

本実施形態において、制御支援部３２０は、モデル構築部３１０が構築したシミュレーションモデルを利用して、空調機器１５４を制御するための１又は複数のパラメータ（制御パラメータと称する場合がある。）を決定する。例えば、制御支援部３２０は、モデル構築部３１０が構築した最新のシミュレーションモデルと、入力用センサ１４２が測定した最新の測定データとを利用して、制御パラメータを決定する。制御支援部３２０は、上記の制御パラメータを、例えば、中央監視装置１０２に送信する。モデル構築部３１０及び制御支援部３２０は、上記の動作を繰り返す。モデル構築部３１０及び制御支援部３２０は、例えば、支援サーバ１０４による各種の機器の制御の支援を停止するための命令を受信するまで、上記の動作を繰り返す。これにより、中央監視装置１０２は、効率よく、また、精度よく、各種の機器を制御することができる。シミュレーションモデルは、解析モデルの一例であってよい。

［支援サーバ１０４の各部の概要］
本実施形態において、モデル設定部３１２は、順解析部３１４及びモデル調整部３１８の少なくとも一方における数値シミュレーションに用いられるシミュレーションモデルを設定する。本実施形態において、シミュレーションモデルは、部屋１１２の解析モデルである空間モデルと、部屋１１２の内部に存在する物体の解析モデルであるオブジェクトモデルとを含む。空間モデルは、部屋１１２の大きさ及び形状を定義する。空間モデルは、複数のセル又はメッシュにより構成されてよい。オブジェクトモデルは、部屋１１２の内部に存在する物体の位置、大きさ、形状、物性などを定義する。オブジェクトモデルは、１又は複数のセル又はメッシュにより構成されてよい。

一実施形態において、モデル設定部３１２は、ユーザ端末２０から、シミュレーションモデルに関する情報を取得する。他の実施形態において、モデル設定部３１２は、中央監視装置１０２、シミュレーションモデルに関する情報を取得する。空間モデルのデータは、空間形状情報の一例であってよい。

シミュレーションモデルは、１又は複数のモデルパラメータ（１以上のモデルパラメータと称する場合がある。）を含んでよい。モデルパラメータは、部屋１１２の大きさ又は形状に関するパラメータを含んでもよい。モデルパラメータは、部屋１１２の大きさ又は形状に関するパラメータを含まなくてもよい。モデルパラメータは、モデルパラメータの一例であってよい。モデルバラメータは、（ａ）部屋１１２の１以上の位置における（ｉ）流体の流れの向き、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉ）圧力、（ｉｉｉ）温度及び（ｉｖ）拡散物質の濃度の少なくとも１つに関する、初期条件及び境界条件の少なくとも一方に関するパラメータ、並びに、（ｂ）オブジェクトモデルに関するパラメータの少なくとも１つを含んでよい。上記の部屋１１２の１以上の位置の少なくとも一部は、入力用センサ１４２の設置位置又は計測位置と略同一であってよい。上記の部屋１１２の１以上の位置は、第３位置の一例であってよい。

初期条件及び境界条件の少なくとも一方に関するパラメータとしては、（ｉ）部屋１１２の一の位置における流体の流れの向き、流体の流速、圧力、温度、及び、拡散物質の濃度の少なくとも１つと、部屋１１２の他の位置における流体の流れの向き、流体の流速、圧力、温度、及び、拡散物質の濃度の少なくとも１つとの関係、（ｉｉ）部屋１１２の一の位置における流体の流束、熱流束、エネルギの流束、及び、拡散物質の流束の少なくとも１つと、部屋１１２の他の位置における流体の流束、熱流束、エネルギの流束、及び、拡散物質の流束の少なくとも１つとの関係などを例示することができる。

初期条件に関するパラメータは、初期状態における、特定の領域における温度分布を規定する関数であってもよく、特定の領域における流体の流速分布を規定する関数であってもよい。境界条件に関するパラメータは、境界上の特定の領域における温度分布を規定する関数であってもよく、境界上の特定の領域における流体の流速分布を規定する関数であってもよい。

オブジェクトモデルに関するパラメータは、（ｉ）オブジェクトモデルの位置、形状及び大きさの少なくとも１つに関するパラメータ、（ｉｉ）オブジェクトモデルの物性値に関するパラメータ、並びに、（ｉｉｉ）オブジェクトモデルの境界における流体、熱、エネルギ及び拡散物質の少なくとも１つの発生及び消失の少なくとも一方に関するパラメータの少なくとも１つであってよい。オブジェクトモデルの物性値としては、（ｉ）熱伝導率、単位質量あたりの熱容量（例えば、比熱として表される。）、単位体積あたりの熱容量（例えば、比熱×密度として表される。）などの熱に関する物性値、（ｉｉ）当該オブジェクトを透過する物質の透過率、当該オブジェクト内を拡散する物質の拡散係数などの物質の拡散に関する物性値、（ｉｉｉ）特定の波長を有する電磁波の透過率、反射率、屈折率などの電磁波に関する物性値などを例示することができる。

オブジェクトモデルに関するパラメータは、特定の位置に、特定の体積発熱量を有する熱源体に対応するオブジェクトモデルを追加することを示すパラメータであってもよく、特定のオブジェクトの体積発熱量を規定するパラメータであってもよい。例えば、シミュレーションにより室内の温度分布を再現する場合、オブジェクトモデルに関するパラメータとしては、室内に存在する人の配置、各人の体積発熱量、室内に存在する什器の熱伝導率、窓の光の透過率などを例示することができる。例えば、シミュレーションにより金型内の温度分布を再現する場合、オブジェクトモデルに関するパラメータとしては、金型内に配される冷媒配管の位置、大きさ、形状、熱伝導率、伝熱係数などを例示することができる。

本実施形態において、モデル設定部３１２は、シミュレーションモデルの初期条件及び境界条件に関する情報を取得する。モデル設定部３１２は、初期条件として、１以上のモデルパラメータのそれぞれの初期値を取得してもよい。一実施形態において、モデル設定部３１２は、中央監視装置１０２から、初期条件及び境界条件に関する情報を取得する。他の実施形態において、モデル設定部３１２は、ユーザ端末２０から、初期条件及び境界条件に関する情報を取得する。

例えば、モデル設定部３１２は、中央監視装置１０２から、入力用センサ１４２の計測データを取得する。モデル設定部３１２は、入力用センサ１４２の計測データを、シミュレーションモデルの境界条件として設定してよい。モデル設定部３１２は、シミュレーションモデルの境界条件を設定するときに、可視光カメラが撮像した映像を利用してよい。例えば、モデル設定部３１２は、（ｉ）人又は機器などの発熱体、（ｉｉ）物質の拡散を妨害する什器などの物体を認識し、当該物体に対応するオブジェクトモデルを生成する。同様にして、入力用センサ１４２が赤外線カメラを含む場合、モデル設定部３１２は、可視光カメラが撮像した映像を利用して、シミュレーションモデルの境界条件を設定してよい。

モデル設定部３１２は、入力用センサ１４２の計測データに基づいて、初期条件を生成してもよい。例えば、モデル設定部３１２は、入力用センサ１４２の計測データに基づいて、部屋１１２の内部空間に対応するセル又はメッシュにおける、流体の流速、圧力及び温度のそれぞれに関する初期条件を生成してよい。モデル設定部３１２は、入力用センサ１４２の計測データに基づいて、部屋１１２の内部空間に対応するセル又はメッシュにおける、拡散物質の濃度に関する初期条件を生成してもよい。モデル設定部３１２は、シミュレーションモデルの初期条件を設定するときに、可視光カメラ又は赤外線カメラが撮像した映像を利用してもよい。

本実施形態において、順解析部３１４は、モデル設定部３１２が設定したシミュレーションモデルを利用して、シミュレーションを実施する。具体的には、順解析部３１４は、（ａ）モデル設定部３１２が設定した部屋１１２の空間モデル、（ｂ）モデル設定部３１２が設定した１以上のモデルパラメータの初期値、及び、（ｃ）入力用センサ１４２が取得した計測データを利用して、部屋１１２の内部の熱対流場及び物質拡散場の少なくとも一方に関する方程式を解くことにより、任意の時刻又は期間における対象空間の（ｉ）流体の流れの向き、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉ）圧力、（ｉｉｉ）温度及び（ｉｖ）拡散物質の濃度の少なくとも１つを再現する。

例えば、順解析部３１４は、入力用センサ１４２が取得した計測データを、部屋１１２のシミュレーションモデルの境界条件の少なくとも一部として利用して、モデル設定部３１２が設定した部屋１１２の空間モデルに基づいて、部屋１１２の内部における（ｉ）流体の流れの向き、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉ）圧力、（ｉｉｉ）温度及び（ｉｖ）拡散物質の濃度の少なくとも１つに関するシミュレーションを実行する。上記のとおり、シミュレーションモデルのモデルパラメータの初期値は、例えば、モデル設定部３１２により設定される。順解析部３１４は、シミュレーション結果を、モデル調整部３１８に送信してもよい。

本実施形態において、検証部３１６は、順解析部３１４によるシミュレーション結果を検証する。例えば、検証部３１６は、中央監視装置１０２から、同定用センサ１４４の計測データを取得する。検証部３１６は、同定用センサ１４４により物理量を計測される１又は複数の位置（１以上の位置と称する場合がある。）のうちの少なくとも１つの位置における、（ａ）順解析部３１４によるシミュレーション結果と、（ｂ）同定用センサ１４４の計測データとを比較する。検証部３１６は、（ａ）順解析部３１４によるシミュレーション結果と、（ｂ）同定用センサ１４４の計測データとの比較結果を示す情報を、モデル調整部３１８に送信する。

本実施形態において、モデル調整部３１８は、検証部３１６から、比較結果を示す情報を受信する。モデル調整部３１８は、上記の比較結果に基づいて、シミュレーションモデルに含まれる１又は複数のパラメータの少なくとも１つを同定する。モデル調整部３１８は、シミュレーションモデルに含まれる１又は複数のパラメータのそれぞれを同定してもよい。

一実施形態において、モデル調整部３１８は、パラメトリック解析により、１又は複数のモデルパラメータの少なくとも１つを同定する。他の実施形態において、モデル調整部３１８は、ノンパラメトリック感度解析により、１又は複数のモデルパラメータの少なくとも１つを同定する。例えば、モデル調整部３１８は、同定用センサ１４４により物理量を計測される１又は複数の位置のうちの少なくとも１つの位置における、（ａ）順解析部３１４によるシミュレーション結果と、（ｂ）同定用センサ１４４の計測データとの差又は偏差に関する評価関数が予め定められた条件を満足するように、１又は複数のモデルパラメータの少なくとも１つ、又は、各モデルパラメータを同定する。これにより、再現性のよいシミュレーションモデルを構築することができる。

上記の差又は偏差に関する評価関数は、上記の差のｐ−ノルムであってよい。上記の差のｐ−ノルムは、上記の差のｐ乗和のｐ乗根として表される。例えば、１−ノルムは、上記の差の絶対値の合計であり、２−ノルムは、上記の差の二乗和の平方根である。ｐは、正数であってよく、正の整数であってもよい。上記の予め定められた条件としては、（ｉ）上記の評価関数が、上記の評価関数の最適解又は近似解になるという条件、（ｉｉ）上記の評価関数が、予め定められた値よりも小さくなるという条件、（ｉｉｉ）上記の評価関数が、予め定められた値よりも大きくなるという条件、（ｉｖ）上記の評価関数が、予め定められた他の評価関数よりも小さくなるという条件、（ｖ）上記の評価関数が、予め定められた他の評価関数よりも大きくなるという条件などを例示することができる。

モデル調整部３１８は、シミュレーションモデルに関する情報を、モデル設定部３２２に送信してよい。例えば、モデル調整部３１８は、空間モデル、オブジェクトモデル、及び、同定されたモデルパラメータに関する情報を、モデル設定部３２２に送信する。モデル調整部３１８は、順解析部３１４によるシミュレーション結果を、モデル設定部３２２に送信してもよい。

本実施形態において、モデル設定部３２２は、解析部３２６における数値シミュレーションに用いられるシミュレーションモデルを設定する。例えば、モデル設定部３２２は、モデル調整部３１８から、シミュレーションモデルに関する情報を受信する。これにより、これにより、モデル設定部３２２は、空間モデル、オブジェクトモデル、及び、モデルパラメータに関する情報を取得する。モデル設定部３２２は、モデル調整部３１８から受信した情報に基づいて、解析部３２６における数値シミュレーションに用いられるシミュレーションモデルを設定する。

本実施形態において、モデル設定部３２２は、中央監視装置１０２から、入力用センサ１４２の計測データを取得する。モデル設定部３１２は、入力用センサ１４２の計測データを、シミュレーションモデルの境界条件として設定してよい。これにより、最新の情報に基づいて、境界条件を設定することができる。他の実施形態において、モデル設定部３２２は、モデル設定部３１２、順解析部３１４又はモデル調整部３１８から、入力用センサ１４２の計測データを取得してもよい。

モデル設定部３２２は、順解析部３１４から、順解析部３１４のシミュレーション結果を受信してよい。モデル設定部３２２は、解析部３２６における数値シミュレーションに用いられるシミュレーションモデルの初期条件として、順解析部３１４のシミュレーション結果を利用してもよい。

本実施形態において、目標設定部３２４は、空調機器１５４による制御の目標条件を示す制御目標を取得する。一実施形態において、目標設定部３２４は、中央監視装置１０２から、制御目標を示す情報を含む目標情報を受信する。他の実施形態において、目標設定部３２４は、ユーザ端末２０から、目標情報を受信する。

本実施形態において、解析部３２６は、（ｉ）モデル設定部３２２が設定したシミュレーションモデルを利用して、シミュレーションを実施し、（ｉｉ）空調機器１５４を制御するための１又は複数の制御パラメータの少なくとも１つを決定する。解析部３２６は、１又は複数の制御パラメータのそれぞれを決定してもよい。

例えば、解析部３２６は、（ａ）モデル設定部３２２が設定した空間モデル、（ｂ）モデル調整部３１８が同定したモデルパラメータ、及び、（ｃ）入力用センサ１４２の計測データに基づいて、部屋１１２の内部における（ｉ）流体の流れの向き、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉ）圧力、（ｉｉｉ）温度及び（ｉｖ）拡散物質の濃度の少なくとも１つに関するシミュレーションを実行する。解析部３２６は、シミュレーションを複数回実行してもよい。

一実施形態において、解析部３２６は、パラメトリック解析により、１又は複数の制御パラメータの少なくとも１つを決定する。他の実施形態において、解析部３２６は、ノンパラメトリック感度解析により、１又は複数の制御パラメータの少なくとも１つを決定する。例えば、解析部３２６は、（ａ）空調機器１５４の制御目標と、（ｂ）シミュレーション結果との差又は偏差に関する評価関数が予め定められた条件を満足するように、１又は複数の制御パラメータの少なくとも１つを決定する。

上記の差又は偏差に関する評価関数としては、上記の差の絶対値の合計、上記の差の二乗平均、上記の差の二乗平均の平方根などを例示することができる。上記の予め定められた条件としては、（ｉ）上記の評価関数が、上記の評価関数の最適解又は近似解になるという条件、（ｉｉ）上記の評価関数が、予め定められた値よりも小さくなるという条件、（ｉｉｉ）上記の評価関数が、予め定められた値よりも大きくなるという条件、（ｉｖ）上記の評価関数が、予め定められた他の評価関数よりも小さくなるという条件、（ｖ）上記の評価関数が、予め定められた他の評価関数よりも大きくなるという条件などを例示することができる。

解析部３２６は、空調機器１５４の特定の制御パラメータに関して、複数の時刻における値を決定してもよい。これにより、空調機器１５４の制御スケジュールを決定することができる。解析部３２６は、決定された制御パラメータ又は制御スケジュールを、中央監視装置１０２に送信する。

図４は、モデル設定部３１２の内部構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、モデル設定部３１２は、空間モデル設定部４１０と、オブジェクトモデル設定部４２０と、境界条件設定部４３０と、初期条件設定部４４０と、モデルパラメータ設定部４５０とを備える。

空間モデル設定部４１０は、空間形状情報取得部の一例であってよい。オブジェクトモデル設定部４２０は、モデルパラメータ取得部の一例であってよい。境界条件設定部４３０は、第１計測データ取得部の一例であってよい。初期条件設定部４４０は、初期値取得部の一例であってよい。モデルパラメータ設定部４５０は、モデルパラメータ取得部の一例であってよい。

本実施形態において、空間モデル設定部４１０は、部屋１１２の解析モデルの形状及び大きさを定義する空間モデルのデータを取得する。本実施形態において、オブジェクトモデル設定部４２０は、部屋１１２の内部に存在する物体の解析モデルを定義するオブジェクトモデル情報を取得する。オブジェクトモデル設定部４２０は、空間モデルの内部にオブジェクトモデルを配置する。オブジェクトモデル設定部４２０は、モデルパラメータ設定部４５０の指示に基づいて、空間モデルの内部にオブジェクトモデルを配置してもよい。

本実施形態において、境界条件設定部４３０は、シミュレーションモデルの境界条件に関する情報を取得する。例えば、シミュレーションモデルの境界条件に関する情報として、入力用センサ１４２の計測データを取得する。境界条件設定部４３０は、シミュレーションモデルに、境界条件を設定する。境界条件設定部４３０は、モデルパラメータ設定部４５０の指示に基づいて、境界条件を設定してもよい。

本実施形態において、初期条件設定部４４０は、シミュレーションモデルの初期条件に関する情報を取得する。初期条件設定部４４０は、取得された情報に基づいて、シミュレーションモデルの初期条件を設定する。初期条件設定部４４０は、モデルパラメータの初期値を設定してもよい。初期条件設定部４４０は、モデルパラメータ設定部４５０の指示に基づいて、初期条件を設定してもよい。

モデルパラメータ設定部４５０は、シミュレーションモデルのモデルパラメータに関する情報を取得する。モデルパラメータ設定部４５０は、取得された情報に基づいて、シミュレーションモデルのモデルパラメータの値又は条件を設定する。モデルパラメータ設定部４５０は、オブジェクトモデル設定部４２０、境界条件設定部４３０及び初期条件設定部４４０の少なくとも１つに対して、モデルパラメータに関する情報を送信して、当該モデルパラメータに合致するように、オブジェクトモデル、境界条件又は初期条件を設定させてもよい。

図５は、モデル調整部３１８の内部構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、モデル調整部３１８は、目標設定部５１０と、感度解析部５２０と、モデルパラメータ調整部５３０とを備える。本実施形態において、感度解析部５２０は、逆解析部５２２と、高感度領域抽出部５２４とを有する。

目標設定部５１０は、同定目標取得部の一例であってよい。逆解析部５２２は、同定感度算出部の一例であってよい。モデルパラメータ調整部５３０は、モデルパラメータ決定部の一例であってよい。

本実施形態において、目標設定部５１０は、モデルパラメータ調整部５３０におけるモデルパラメータの調整処理における判断基準を示す同定目標を取得する。モデルパラメータの調整処理は、モデルパラメータの同定処理の一例であってよい。一実施形態において、目標設定部５１０は、中央監視装置１０２から同定目標を示す情報を含む目標情報を取得する。他の実施形態において、目標設定部５１０は、ユーザ端末２０から目標情報を取得してもよい。目標設定部５１０は、目標情報を、感度解析部５２０に送信する。

一実施形態において、同定目標は、同定処理の対象となる位置を示す情報と、当該位置における条件を示す情報を含む。他の実施形態において、同定目標は、同定処理の対象となる位置及び時刻を示す情報と、当該位置における条件を示す情報を含む。上記の条件は、同定用センサ１４４により物理量を計測される１又は複数の位置のうちの少なくとも１つの位置における、（ａ）順解析部３１４によるシミュレーション結果と、（ｂ）同定用センサ１４４の計測データとの差又は偏差に関する評価関数が満足すべき条件であってよい。上記の評価関数が満足すべき条件は、（ｉ）流体の流束、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉｉ）熱流束、（ｉｖ）拡散物質の流束、及び、（ｖ）温度の少なくとも１つに関する条件であってよい。上記の条件は、エネルギに関する条件であってもよい。エネルギに関する条件は、風量及び温度を用いたエンタルピに関する条件であってもよい。

本実施形態において、感度解析部５２０は、感度解析を実行する。本実施形態においては、モデル調整部３１８が、ノンパラメトリック感度解析により、１又は複数のモデルパラメータの少なくとも１つを同定する場合を例として、感度解析部５２０の各部について説明する。

本実施形態において、逆解析部５２２は、目標設定部５１０から、目標情報を受信する。逆解析部５２２は、目標情報に含まれる同定目標に基づいて、１以上のモデルパラメータの少なくとも１つの変化に対する同定目標の変化割合で定義される同定感度を算出する。逆解析部５２２は、（ｉ）流体の流束、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉｉ）熱流束、（ｉｖ）拡散物質の流束、（ｖ）温度、（ｖｉ）熱通過率、（ｖｉｉ）開口率、（ｖｉｉｉ）体積力、（ｉｘ）体積発熱、（ｘ）熱伝導率、（ｘｉ）拡散物質の濃度、（ｘｉｉ）拡散物質の発生及び消滅の少なくとも一方（例えば、拡散物質の体積発生である。）、（ｘｉｉｉ）空間モデル及びオブジェクトの少なくとも一方の形状、並びに、（ｘｉｖ）オブジェクトの位置の少なくとも１つに関する同定感度を算出してよい。

本実施形態において、逆解析部５２２は、モデル設定部３１２が設定したシミュレーションモデルと、目標設定部５１０が設定した同定目標とに基づいて、シミュレーションを実行することにより、同定感度を算出する。例えば、逆解析部５２２は、（ａ）モデル設定部３１２が設定した空間モデル、（ｂ）モデル設定部３１２が設定した１以上のモデルパラメータの初期値、（ｃ）入力用センサ１４２の計測データ、及び、（ｄ）目標設定部５１０が設定した同定目標に基づいて、部屋１１２の内部の（ｉ）流体の流れの向き、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉ）圧力、（ｉｉｉ）温度及び（ｉｖ）拡散物質の濃度の少なくとも１つに関するシミュレーションを実行する。

逆解析部５２２は、シミュレーションモデルの初期条件として、順解析部３１４のシミュレーション結果を利用してもよい。逆解析部５２２は、同定感度に関する情報を、例えば、高感度領域抽出部５２４に送信する。

上記のシミュレーションにおいて、逆解析部５２２は、同定目標に基づいて、部屋１１２の内部の熱対流場及び物質拡散場の少なくとも一方に関する摂動随伴方程式を解くことにより、同定感度を算出する。摂動随伴方程式は、１以上のモデルパラメータのそれぞれの微小摂動の仮定の下で、１以上のモデルパラメータのそれぞれと、同定目標との因果律を反転した場の方程式であってよい。摂動随伴方程式は、（ｉ）流体の流れの向き、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉ）圧力、（ｉｉｉ）温度及び（ｉｖ）拡散物質の濃度の少なくとも１つを従属変数とした、（ａ）質量、（ｂ）運動量、（ｃ）エネルギ及び（ｄ）拡散物質の濃度の保存式であってよい。摂動随伴方程式は、同定目標に対応する非線形問題に対する方程式であってよい。摂動随伴方程式の解法は特に限定されるものではないが、逆解析部５２２は、例えば、有限体積法により摂動随伴方程式を解く。

本実施形態において、高感度領域抽出部５２４は、逆解析部５２２から、同定感度に関する情報を受信する。高感度領域抽出部５２４は、同定感度の値が、予め定められた条件を満足する領域を抽出する。予め定められた条件としては、（ｉ）同定感度の値が予め定められた値よりも大きいという条件、（ｉｉ）同定感度の値が、シミュレーションモデル内の特定の領域における同定感度の値よりも大きいという条件、（ｉｉｉ）同定感度の値が、シミュレーションモデルの全領域における同定感度に関する統計値よりも大きいという条件などを例示することができる。高感度領域抽出部５２４は、抽出された領域を示す情報を、モデルパラメータ調整部５３０に送信する。

本実施形態において、モデルパラメータ調整部５３０は、逆解析部５２２が算出した同定感度に基づいて、１以上のモデルパラメータの少なくとも１つを決定する。例えば、モデルパラメータ調整部５３０は、高感度領域抽出部５２４から、同定感度の値が予め定められた条件を満足する領域に関する情報を取得する。モデルパラメータ調整部５３０は、１以上のモデルパラメータの中から、上記の領域に関するモデルパラメータを、調整対象となるモデルパラメータとして抽出する。モデルパラメータ調整部５３０は、上記の領域における同定感度に基づいて、抽出されたモデルパラメータの値を調整する。

本実施形態によれば、摂動随伴方程式を用いた逆解析により同定感度を算出する。そのため、同定感度が、モデルパラメータの調整量に関する情報を含む。その結果、同定感度に基づいてモデルパラメータの値を調整することにより、同定目標を満足するモデルパラメータを同定することができる。

図６は、モデル設定部３２２の内部構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、モデル設定部３２２は、図４に関連して説明したモデル設定部３１２と同様の構成を備える。モデル設定部３２２は、モデルパラメータ設定部４５０が、モデルパラメータ調整部５３０により同定されたモデルパラメータの値に基づいて、モデルパラメータを設定する点で、モデル設定部３１２と相違する。モデル設定部３２２は、上記の相違点以外の点について、モデル設定部３１２と同様の構成を有してよい。

図７は、解析部３２６の内部構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、解析部３２６は、順解析部７１０と、逆解析部７２０と、高感度領域抽出部７３０と、制御パラメータ調整部７４０とを備える。

順解析部７１０は、第２実行部の一例であってよい。逆解析部７２０は、第２実行部の一例であってよい。制御パラメータ調整部７４０は、制御パラメータ決定部の一例であってよい。

本実施形態において、順解析部７１０は、モデル設定部３２２が設定したシミュレーションモデルを利用して、任意の時刻又は期間における部屋１１２の内部をシミュレーションする。具体的には、順解析部７１０は、（ａ）モデル設定部３２２が設定した空間モデル、（ｂ）モデル調整部３１８が決定した１以上のモデルパラメータ、及び、（ｃ）入力用センサ１４２の計測データを利用して、部屋１１２の内部の熱対流場及び物質拡散場の少なくとも一方に関する方程式を解くことにより、任意の時刻又は期間における部屋１１２の内部の（ｉ）流体の流れの向き、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉ）圧力、（ｉｉｉ）温度及び（ｉｖ）拡散物質の濃度の少なくとも１つを再現する。順解析部７１０は、シミュレーション結果を逆解析部７２０に送信してもよい。

本実施形態において、逆解析部７２０は、モデル設定部３２２が設定したシミュレーションモデルを利用して、感度解析を実行する。本実施形態においては、逆解析部７２０が、ノンパラメトリック感度解析を実行する場合について説明する。本実施形態において、逆解析部７２０は、目標設定部３２４が取得した制御目標に基づいて、１以上の制御パラメータの少なくとも１つの変化に対する制御目標の変化割合で定義される制御感度を算出する。逆解析部７２０は、（ｉ）流体の流束、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉｉ）熱流束、（ｉｖ）拡散物質の流束、（ｖ）温度、（ｖｉ）熱通過率、（ｖｉｉ）開口率、（ｖｉｉｉ）体積力、（ｉｘ）体積発熱、（ｘ）熱伝導率、（ｘｉ）拡散物質の濃度、（ｘｉｉ）拡散物質の発生及び消滅の少なくとも一方（例えば、拡散物質の体積発生である。）、（ｘｉｉｉ）空間モデル及びオブジェクトの少なくとも一方の形状、並びに、（ｘｉｖ）オブジェクトの位置の少なくとも１つに関する制御感度を算出してよい。

本実施形態において、逆解析部７２０は、モデル設定部３２２が設定したシミュレーションモデルと、目標設定部３２４が設定した制御目標とに基づいて、シミュレーションを実行することにより、制御感度を算出する。例えば、逆解析部７２０は、（ａ）モデル設定部３２２が設定した空間モデル、（ｂ）モデル調整部３１８が決定した１以上のモデルパラメータ、（ｃ）入力用センサ１４２の計測データ、及び、（ｄ）目標設定部３２４が設定した同定目標に基づいて、部屋１１２の内部の（ｉ）流体の流れの向き、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉ）圧力、（ｉｉｉ）温度及び（ｉｖ）拡散物質の濃度の少なくとも１つに関するシミュレーションを実行する。

逆解析部７２０は、シミュレーションモデルの初期条件として、順解析部７１０のシミュレーション結果を利用してもよい。逆解析部７２０は、制御感度に関する情報を、例えば、高感度領域抽出部７３０に送信する。

上記のシミュレーションにおいて、逆解析部７２０は、制御目標に基づいて、部屋１１２の内部の熱対流場及び物質拡散場の少なくとも一方に関する摂動随伴方程式を解くことにより、制御感度を算出してよい。摂動随伴方程式は、１以上の制御パラメータのそれぞれの微小摂動の仮定の下で、１以上の制御パラメータのそれぞれと、同定目標との因果律を反転した場の方程式であってよい。摂動随伴方程式は、（ｉ）流体の流れの向き、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉ）圧力、（ｉｉｉ）温度及び（ｉｖ）拡散物質の濃度を従属変数とした、（ａ）質量、（ｂ）運動量、（ｃ）エネルギ及び（ｄ）拡散物質の濃度の保存式である、制御目標に対応する非線形問題に対する方程式であってよい。

本実施形態において、高感度領域抽出部７３０は、逆解析部７２０から、制御感度に関する情報を受信する。高感度領域抽出部７３０は、制御感度の値が、予め定められた条件を満足する領域を抽出する。予め定められた条件としては、（ｉ）制御感度の値が予め定められた値よりも大きいという条件、（ｉｉ）制御感度の値が、シミュレーションモデル内の特定の領域における制御感度の値よりも大きいという条件、（ｉｉｉ）制御感度の値が、シミュレーションモデルの全領域における制御感度に関する統計値よりも大きいという条件などを例示することができる。高感度領域抽出部７３０は、抽出された領域を示す情報を、制御パラメータ調整部７４０に送信する。

本実施形態において、制御パラメータ調整部７４０は、逆解析部７２０によるシミュレーション結果に基づいて、１以上の制御パラメータを決定する。より具体的には、制御パラメータ調整部７４０は、逆解析部７２０が算出した制御感度に基づいて、１以上の制御パラメータの少なくとも１つを決定する。例えば、制御パラメータ調整部７４０は、高感度領域抽出部７３０から、制御感度の値が予め定められた条件を満足する領域に関する情報を取得する。制御パラメータ調整部７４０は、１以上の制御パラメータの中から、上記の領域に関する制御パラメータを、調整対象となる制御パラメータとして抽出する。調整対象となる制御パラメータは、解析対象に応じて、予め定められていてもよい。制御パラメータ調整部７４０は、上記の領域における制御感度に基づいて、抽出された制御パラメータの値を調整する。制御パラメータ調整部７４０は、複数の制御感度に関する情報に基づいて、制御パラメータの値を調整してもよい。

本実施形態によれば、摂動随伴方程式を用いた逆解析により制御感度を算出する。そのため、制御感度が、制御パラメータの調整量に関する情報を含む。その結果、制御感度に基づいて制御パラメータの値を調整することにより、制御目標を満足する制御パラメータを決定することができる。

本実施形態においては、制御支援部３２０が、ノンパラメトリック感度解析により感度解析を実行する場合について説明した。しかしながら、制御支援部３２０は、本実施形態に限定されない。他の実施形態において、制御支援部３２０は、パラメトリック感度解析により感度解析を実行してもよい。

［金型設計システム８００の概要］
図８は、金型設計システム８００のシステム構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、金型設計システム８００は、例えば、ユーザが、金型８１０を設計する工程を支援する。金型設計システム８００は、ユーザが、金型８１０を利用して製品を生産する工程を支援してもよい。本実施形態においては、ユーザが、金型８１０を利用して、樹脂製の成形品を生産する場合を例として、金型設計システム８００について説明する。しかしながら、金型８１０の用途は本実施形態に限定されない。また、金型８１０の構造も、本実施形態に限定されるものではない。

本実施形態において、金型８１０は、第１金型８１２と、第２金型８１４とを備える。第１金型８１２の一方の面には、樹脂を充填するための凹部８２２が形成されている。第１金型８１２の内部には、第１金型８１２又は成形品を冷却するための冷却水が流通する配管８３２が配される。また、第１金型８１２の表面又は内部には、１又は複数の入力用センサ１４２と、１又は複数の同定用センサ１４４とが配される。

同様に、第２金型８１４の一方の面には、樹脂を充填するための凹部８２４が形成されている。第２金型８１４の内部には、第２金型８１４又は成形品を冷却するための冷却水が流通する配管８３４が配される。また、第２金型８１４の表面又は内部には、１又は複数の入力用センサ１４２と、１又は複数の同定用センサ１４４とが配される。冷却水は、金型又は成形品を冷却するための冷媒の一例であってよい。

本実施形態において、金型設計システム８００は、支援サーバ１０４と、制御装置８５０と、冷却水供給装置８６０と、冷却水供給装置８６０から第１金型８１２の配管８３２に冷却水を供給するための冷却水配管８６２と、冷却水供給装置８６０から第２金型８１４の配管８３４に冷却水を供給するための冷却水配管８６４と、樹脂注入装置８７０とを備える。冷却水供給装置８６０は、金型８１０の温度を調整する温度調整装置の一例であってよい。

本実施形態において、支援サーバ１０４は、図１〜７に関連して説明された構成の少なくとも一部を有してよい。本実施形態において、支援サーバ１０４は、通信ネットワーク１０を介して、制御装置８５０との間で情報を送受する。しかしながら、金型設計システム８００は本実施形態に限定されない。他の実施形態において、支援サーバ１０４及び制御装置８５０が同一の物理マシン上に構築されてもよい。一実施形態において、支援サーバ１０４は、ユーザが、金型８１０を設計する工程を支援する。他の実施形態において、支援サーバ１０４は、ユーザが、金型８１０を利用して製品を生産する工程を支援する。

本実施形態において、制御装置８５０は、冷却水供給装置８６０及び樹脂注入装置８７０の少なくとも一方を制御する。例えば、制御装置８５０は、冷却水供給装置８６０及び樹脂注入装置８７０の少なくとも一方の運転状態を監視する。制御装置８５０は、冷却水供給装置８６０及び樹脂注入装置８７０の少なくとも一方を制御するための制御信号を、冷却水供給装置８６０及び樹脂注入装置８７０の少なくとも一方、又は、それらを制御するコントローラに対して送信することで、冷却水供給装置８６０及び樹脂注入装置８７０の少なくとも一方を制御してよい。制御装置８５０は、中央監視装置１０２と同様の構成を有してよい。

本実施形態において、冷却水供給装置８６０は、ユーザが金型８１０を利用して製品を生産する工程において、金型８１０に冷却水を供給する。冷却水供給装置８６０は、例えば、冷却水配管８６２を介して供給する冷却水の水量及び水温の少なくとも一方を調整する。冷却水供給装置８６０は、制御装置８５０からの指示に基づいて、上記の水量及び水温の少なくとも一方を調整してよい。冷却水供給装置８６０は、上記の水量及び水温の少なくとも一方を測定し、当該測定データを制御装置８５０に送信してよい。

同様に、冷却水供給装置８６０は、例えば、冷却水配管８６４を介して供給する冷却水の水量及び水温の少なくとも一方を調整する。冷却水供給装置８６０は、制御装置８５０からの指示に基づいて、上記の水量及び水温の少なくとも一方を調整してよい。冷却水供給装置８６０は、上記の水量及び水温の少なくとも一方を測定し、当該測定データを制御装置８５０に送信してよい。

本実施形態において、樹脂注入装置８７０は、ユーザが金型８１０を利用して製品を生産する工程において、金型８１０に樹脂を注入する。樹脂注入装置８７０は、例えば、樹脂の注入量及び温度の少なくとも一方を調整する。樹脂注入装置８７０は、制御装置８５０からの指示に基づいて、上記の注入量及び温度の少なくとも一方を調整してよい。樹脂注入装置８７０は、上記の注入量及び温度の少なくとも一方を測定し、当該測定データを制御装置８５０に送信してよい。

［金型設計システム８００による支援の一例］
本実施形態において、支援サーバ１０４は、ユーザが、金型８１０を設計する工程を支援する。具体的には、モデル構築部３１０が、金型８１０のシミュレーションモデルの構築を支援する。より具体的には、第１金型８１２及び第２金型８１４の少なくとも一方を構成する部品の位置、大きさ、形状及び物性の少なくとも１つに関するモデルパラメータを同定し、再現性のよいシミュレーションモデルを構築する。モデル構築部３１０は、金型８１０のシミュレーションモデルを構築した後、当該シミュレーションモデルのデータを、制御支援部３２０に送信してよい。

例えば、モデル構築部３１０は、まず、第１金型８１２及び第２金型８１４の本体の３次元データを、空間形状情報として取得する。モデル構築部３１０は、第１金型８１２及び第２金型８１４の本体の内部又は表面に配される部品の３次元データをオブジェクトモデル情報として取得する。例えば、モデル構築部３１０は、配管８３２及び配管８３４の３次元データをオブジェクトモデル情報として取得する。なお、第１金型８１２及び第２金型８１４のそれぞれの本体は、第１金型８１２及び第２金型８１４のそれぞれを構成する部品の一例であってよい。第１金型８１２及び第２金型８１４のそれぞれの本体の３次元データは、（ｉ）空間モデルの一例であってもよく、（ｉｉ）オブジェクトモデルの一例であってもよい。

次に、モデル構築部３１０は、シミュレーションモデルのモデルパラメータに関する情報を取得し、当該モデルパラメータを含むシミュレーションモデルを構築する。上記のモデルパラメータとしては、（ｉ）第１金型８１２及び第２金型８１４の少なくとも一方の位置、大きさ、形状、物性に関するパラメータ、（ｉｉ）凹部８２２及び凹部８２４の少なくとも一方の位置、大きさ、形状、物性に関するパラメータ、（ｉｉｉ）配管８３２及び配管８３４の少なくとも一方の位置、大きさ、形状、物性に関するパラメータなどを例示することができる。上記の物性に関するパラメータとしは、比熱、伝熱係数、総括伝熱係数などを例示することができる。

次に、モデル構築部３１０は、シミュレーションモデルの境界条件に関する情報として、入力用センサ１４２の計測データを取得する。さらに、モデル構築部３１０は、シミュレーションモデルの初期条件に関する情報を取得し、当該初期条件を設定する。その後、モデル構築部３１０は、構築されたシミュレーションモデルを利用して、設定された初期条件及び境界条件のもとで数値解析を実行し、シミュレーション結果を取得する。

シミュレーション結果は、（ｉ）第１金型８１２及び第２金型８１４の各位置における温度に関する情報、（ｉｉ）成形された樹脂の各位置における品質に関する情報、並びに、（ｉｉｉ）配管８３２及び配管８３４の内部の各位置における冷却水の温度に関する情報の少なくとも１つを含んでよい。樹脂の品質に関する情報としては、樹脂の温度、樹脂の粘度、成形品の良否判定結果などを示す情報を例示することができる。シミュレーション結果は、時刻に関する情報（時刻は、無次元化されていてもよい。）と、当該時刻における上記の各種情報とを対応づけて格納してもよい。

次に、モデル構築部３１０は、同定目標を示す情報を取得する。上記の同定目標は、例えば、同定用センサ１４４により物理量を計測される１又は複数の位置のうちの少なくとも１つの位置における、（ａ）シミュレーション結果と、（ｂ）同定用センサ１４４の計測データとの差又は偏差に関する評価関数が満足すべき条件である。モデル構築部３１０は、例えば、ノンパラメトリック感度解析により、取得された同定目標が満たされるように、１又は複数のモデルパラメータの少なくとも１つを決定する。

例えば、モデル構築部３１０は、（ａ）シミュレーション結果と、（ｂ）同定用センサ１４４の計測データとの差又は偏差に関する評価関数が、同定目標により定められた条件を満足するように、１又は複数のモデルパラメータの少なくとも１つを同定する。例えば、モデル構築部３１０は、配管８３２及び配管８３４の少なくとも一方の位置、大きさ、形状及び物性の少なくとも１つに関するモデルパラメータを同定する。これにより、モデル構築部３１０再現性のよいシミュレーションモデルの構築を支援することができる。

［金型設計システム８００による支援の他の例］
本実施形態において、支援サーバ１０４は、ユーザが、金型８１０を利用して製品を生産する工程を支援する。具体的には、制御支援部３２０が、モデル構築部３１０が構築したシミュレーションモデルを利用してシミュレーションを実行し、冷却水供給装置８６０及び樹脂注入装置８７０の少なくとも一方を制御するための１又は複数の制御パラメータを決定する。

例えば、制御支援部３２０は、まず、モデル構築部３１０が構築したシミュレーションモデルを取得する。次に、制御支援部３２０は、シミュレーションモデルの境界条件に関する情報として、入力用センサ１４２の計測データを取得する。さらに、制御支援部３２０は、シミュレーションモデルの初期条件に関する情報を取得し、当該初期条件を設定する。その後、制御支援部３２０は、構築されたシミュレーションモデルを利用して、設定された初期条件及び境界条件のもとで数値解析を実行し、シミュレーション結果を取得する。

シミュレーション結果は、（ｉ）第１金型８１２及び第２金型８１４の各位置における温度に関する情報、（ｉｉ）成形された樹脂の各位置における品質に関する情報、並びに、（ｉｉｉ）配管８３２及び配管８３４の内部の各位置における冷却水の温度に関する情報の少なくとも１つを含んでよい。樹脂の品質に関する情報としては、樹脂の温度、樹脂の粘度、成形品の良否判定結果などを示す情報を例示することができる。シミュレーション結果は、時刻に関する情報（時刻は、無次元化されていてもよい。）と、当該時刻における上記の各種情報とを対応づけて格納してもよい。

次に、制御支援部３２０は、冷却水供給装置８６０及び樹脂注入装置８７０の少なくとも一方を制御して達成するべき目標となる条件を示す制御目標を取得する。制御支援部３２０は、例えば、制御支援部３２０は、ノンパラメトリック感度解析により、取得された制御目標が満たされるように、１又は複数の制御パラメータの少なくとも１つを決定する。例えば、制御支援部３２０は、（ａ）取得された制御目標と、（ｂ）シミュレーション結果との差又は偏差に関する評価関数が予め定められた条件を満足するように、１又は複数の制御パラメータの少なくとも１つを決定する。制御支援部３２０は、特定の制御パラメータに関して、複数の時刻における値を決定してもよい。これにより、冷却水供給装置８６０及び樹脂注入装置８７０の少なくとも一方の制御スケジュールを決定することができる。

制御支援部３２０は、決定された制御パラメータ又は制御スケジュールを、制御装置８５０に送信する。制御装置８５０は、制御支援部３２０が決定した制御パラメータ又は制御スケジュールに基づいて、冷却水供給装置８６０及び樹脂注入装置８７０の少なくとも一方を制御する。これにより、支援サーバ１０４は、ユーザが、金型８１０を利用して製品を生産する工程を支援することができる。

図９は、本発明の複数の態様が全体的又は部分的に具現化されてよいコンピュータ１２００の一例を示す。コンピュータ１２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ１２００に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられるオペレーション又は当該装置の１又は複数の「部」として機能させ、又は当該オペレーション又は当該１又は複数の「部」を実行させることができ、及び／又はコンピュータ１２００に、本発明の実施形態に係るプロセス又は当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ１２００に、本明細書に記載のフローチャート及びブロック図のブロックのうちのいくつか又はすべてに関連付けられた特定のオペレーションを実行させるべく、ＣＰＵ１２１２によって実行されてよい。

本実施形態によるコンピュータ１２００は、ＣＰＵ１２１２、ＲＡＭ１２１４、グラフィックコントローラ１２１６、及びディスプレイデバイス１２１８を含み、それらはホストコントローラ１２１０によって相互に接続されている。コンピュータ１２００はまた、通信インタフェース１２２２、ハードディスクドライブ１２２４、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１２２６、及びＩＣカードドライブのような入出力ユニットを含み、それらは入出力コントローラ１２２０を介してホストコントローラ１２１０に接続されている。コンピュータはまた、ＲＯＭ１２３０及びキーボード１２４２のようなレガシの入出力ユニットを含み、それらは入出力チップ１２４０を介して入出力コントローラ１２２０に接続されている。

ＣＰＵ１２１２は、ＲＯＭ１２３０及びＲＡＭ１２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ１２１６は、ＲＡＭ１２１４内に提供されるフレームバッファ等又はそれ自体の中に、ＣＰＵ１２１２によって生成されるイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス１２１８上に表示されるようにする。

通信インタフェース１２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。ハードディスクドライブ１２２４は、コンピュータ１２００内のＣＰＵ１２１２によって使用されるプログラム及びデータを格納する。ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１２２６は、プログラム又はデータをＤＶＤ‐ＲＯＭ１２０１から読み取り、ハードディスクドライブ１２２４にＲＡＭ１２１４を介してプログラム又はデータを提供する。ＩＣカードドライブは、プログラム及びデータをＩＣカードから読み取り、及び／又はプログラム及びデータをＩＣカードに書き込む。

ＲＯＭ１２３０はその中に、アクティブ化時にコンピュータ１２００によって実行されるブートプログラム等、及び／又はコンピュータ１２００のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入出力チップ１２４０はまた、様々な入出力ユニットをパラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入出力コントローラ１２２０に接続してよい。

プログラムが、ＤＶＤ−ＲＯＭ１２０１又はＩＣカードのようなコンピュータ可読記憶媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体から読み取られ、コンピュータ可読記憶媒体の例でもあるハードディスクドライブ１２２４、ＲＡＭ１２１４、又はＲＯＭ１２３０にインストールされ、ＣＰＵ１２１２によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ１２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置又は方法が、コンピュータ１２００の使用に従い情報のオペレーション又は処理を実現することによって構成されてよい。

例えば、通信がコンピュータ１２００及び外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インタフェース１２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インタフェース１２２２は、ＣＰＵ１２１２の制御の下、ＲＡＭ１２１４、ハードディスクドライブ１２２４、ＤＶＤ‐ＲＯＭ１２０１、又はＩＣカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、又はネットワークから受信した受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ領域等に書き込む。

また、ＣＰＵ１２１２は、ハードディスクドライブ１２２４、ＤＶＤ‐ＲＯＭドライブ１２２６（ＤＶＤ‐ＲＯＭ１２０１）、ＩＣカード等のような外部記録媒体に格納されたファイル又はデータベースの全部又は必要な部分がＲＡＭ１２１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ１２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ１２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックしてよい。

様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、及びデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプのオペレーション、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をＲＡＭ１２１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ１２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、ＣＰＵ１２１２は、当該複数のエントリの中から、第１の属性の属性値が指定されている条件に一致するエントリを検索し、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。

上で説明したプログラム又はソフトウエアモジュールは、コンピュータ１２００上又はコンピュータ１２００近傍のコンピュータ可読記憶媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステム内に提供されるハードディスク又はＲＡＭのような記録媒体が、コンピュータ可読記憶媒体として使用可能であり、それにより、上記のプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ１２００に提供する。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、技術的に矛盾しない範囲において、特定の実施形態について説明した事項を、他の実施形態に適用することができる。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０ 通信ネットワーク、１２ ユーザ、１４ 電気機器、２０ ユーザ端末、１００ ビルエネルギ管理システム、１０２ 中央監視装置、１０４ 支援サーバ、１１０ 建物、１１２ 部屋、１２２ 窓、１２４ 調光機器、１２６ 照明機器、１３２ 吸込口、１３４ 吹出口、１４２ 入力用センサ、１４４ 同定用センサ、１５２ ユーティリティ供給設備、１５４ 空調機器、１５６ 空調ダクト、１５８ 空調ダクト、２１０ 入出力部、２２０ データ格納部、２３０ 通信制御部、２４２ 照明管理部、２４４ 空調管理部、２４６ 電力管理部、３１０ モデル構築部、３１２ モデル設定部、３１４ 順解析部、３１６ 検証部、３１８ モデル調整部、３２０ 制御支援部、３２２ モデル設定部、３２４ 目標設定部、３２６ 解析部、４１０ 空間モデル設定部、４２０ オブジェクトモデル設定部、４３０ 境界条件設定部、４４０ 初期条件設定部、４５０ モデルパラメータ設定部、５１０ 目標設定部、５２０ 感度解析部、５２２ 逆解析部、５２４ 高感度領域抽出部、５３０ モデルパラメータ調整部、７１０ 順解析部、７２０ 逆解析部、７３０ 高感度領域抽出部、７４０ 制御パラメータ調整部、８００ 金型設計システム、８１０ 金型、８１２ 第１金型、８１４ 第２金型、８２２ 凹部、８２４ 凹部、８３２ 配管、８３４ 配管、８５０ 制御装置、８６０ 冷却水供給装置、８６２ 冷却水配管、８６４ 冷却水配管、８７０ 樹脂注入装置、１２００ コンピュータ、１２０１ ＤＶＤ‐ＲＯＭ、１２１０ ホストコントローラ、１２１２ ＣＰＵ、１２１４ ＲＡＭ、１２１６ グラフィックコントローラ、１２１８ ディスプレイデバイス、１２２０ 入出力コントローラ、１２２２ 通信インタフェース、１２２４ ハードディスクドライブ、１２２６ ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ、１２３０ ＲＯＭ、１２４０ 入出力チップ、１２４２ キーボード

Claims (13)

1. 対象空間の解析モデルの構築を支援する情報処理システムであって、
   前記対象空間の解析モデルの形状及び大きさを定義する空間形状情報を取得する空間形状情報取得部と、
   前記対象空間の１以上の第１位置のそれぞれにおける（ｉ）流体の流れの向き、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉ）圧力、（ｉｉｉ）温度及び（ｉｖ）拡散物質の濃度の少なくとも１つに関する物理量を計測する１以上のセンサを有する第１センサ群から第１計測データを取得する第１計測データ取得部と、
   前記対象空間の１以上の第２位置のそれぞれにおける（ｉ）流体の流れの向き、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉ）圧力、（ｉｉｉ）温度及び（ｉｖ）拡散物質の濃度の少なくとも１つに関する物理量を計測する１以上のセンサを有する第２センサ群から第２計測データを取得する第２計測データ取得部と、
   前記第１計測データ取得部が取得した前記第１計測データを、前記対象空間の解析モデルの境界条件の少なくとも一部として利用し、前記空間形状情報取得部が取得した前記空間形状情報に基づいて、前記対象空間における（ｉ）流体の流れの向き、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉ）圧力、（ｉｉｉ）温度及び（ｉｖ）拡散物質の濃度の少なくとも１つに関するシミュレーションを実行する第１実行部と、
   前記１以上の第２位置のうちの少なくとも１つの位置における、（ａ）前記第１実行部によるシミュレーション結果と、（ｂ）前記第２計測データ取得部が取得した前記第２計測データとを比較する比較部と、
   前記比較部の比較結果に基づいて、前記解析モデルの１以上のモデルパラメータのそれぞれを同定する同定部と、
   を備える、
   情報処理システム。
2. 前記１以上のモデルバラメータは、（ａ）前記対象空間の１以上の第３位置における（ｉ）流体の流れの向き、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉ）圧力、（ｉｉｉ）温度及び（ｉｖ）拡散物質の濃度の少なくとも１つに関する、初期条件及び境界条件の少なくとも一方に関するパラメータ、並びに、（ｂ）前記対象空間内に存在する物体の解析モデルを定義するオブジェクトモデルに関するパラメータの少なくとも１つを含む、
   請求項１に記載の情報処理システム。
3. 前記同定部は、前記少なくとも１つの位置における、（ａ）前記実行部によるシミュレーション結果と、（ｂ）前記第２計測データ取得部が取得した前記第２計測データとの差又は偏差に関する評価関数が予め定められた条件を満足するように、前記１以上のモデルパラメータのそれぞれを同定する、
   請求項１又は請求項２に記載の情報処理システム。
4. 前記同定部は、ノンパラメトリック感度解析により、前記１以上のモデルパラメータのそれぞれを同定する、
   請求項１から請求項３までの何れか一項に記載の情報処理システム。
5. 前記１以上のモデルパラメータのそれぞれの初期値を取得する初期値取得部と、
   前記同定部による同定処理における判断基準を示す同定目標を取得する同定目標取得部と、
   をさらに備え、
   前記第１実行部は、前記初期値取得部が取得した前記１以上のモデルパラメータのそれぞれの初期値を利用して、前記シミュレーションを実行し、
   前記同定部は、
   前記同定目標取得部が取得した前記同定目標に基づいて、前記１以上のモデルパラメータの少なくとも１つの変化に対する前記同定目標の変化割合で定義される同定感度を算出する同定感度算出部と、
   前記同定感度算出部が算出した前記同定感度に基づいて、前記１以上のモデルパラメータの少なくとも１つを決定するモデルパラメータ決定部と、
   を有する、
   請求項１又は請求項２に記載の情報処理システム。
6. 前記同定感度算出部は、前記同定目標取得部が取得した同定目標に基づいて、前記対象空間の熱対流場及び物質拡散場の少なくとも一方に関する摂動随伴方程式を解くことにより、前記同定感度を算出する、
   請求項５に記載の情報処理システム。
7. 前記同定感度算出部は、（ｉ）流体の流束、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉｉ）熱流束、（ｉｖ）拡散物質の流束、（ｖ）温度、（ｖｉ）熱通過率、（ｖｉｉ）開口率、（ｖｉｉｉ）体積力、（ｉｘ）体積発熱、（ｘ）熱伝導率、（ｘｉ）拡散物質の濃度、（ｘｉｉ）拡散物質の発生及び消滅の少なくとも一方、（ｘｉｉｉ）形状、並びに、（ｘｉｖ）オブジェクトの位置の少なくとも１つに関する同定感度を算出する、
   請求項５または請求項６に記載の情報処理システム。
8. （ａ）前記空間形状情報取得部が取得した前記空間形状情報、（ｂ）前記同定部が決定した前記１以上のモデルパラメータ、及び、（ｃ）前記第１計測データ取得部が取得した前記第１計測データに基づいて、前記対象空間における（ｉ）流体の流れの向き、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉ）圧力、（ｉｉｉ）温度及び（ｉｖ）拡散物質の濃度の少なくとも１つに関するシミュレーションを実行する第２実行部と、
   前記第２実行部によるシミュレーション結果に基づいて、前記対象空間の環境を調整する環境調整設備を制御するための１以上の制御パラメータを決定する制御パラメータ決定部と、
   をさらに備える、
   請求項１から請求項７までの何れか一項に記載の情報処理システム。
9. 対象空間の解析モデルの形状及び大きさを定義する空間形状情報を取得する空間形状情報取得部と、
   前記対象空間の１以上の第１位置のそれぞれにおける（ｉ）流体の流れの向き、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉ）圧力、（ｉｉｉ）温度及び（ｉｖ）拡散物質の濃度の少なくとも１つに関する物理量を計測する１以上のセンサを有する第１センサ群から第１計測データを取得する第１計測データ取得部と、
   前記解析モデルの１以上のモデルパラメータ関する情報を取得するモデルパラメータ取得部と、
   （ａ）前記空間形状情報取得部が取得した前記空間形状情報、（ｂ）前記モデルパラメータ取得部が取得した前記１以上のモデルパラメータ、及び、（ｃ）前記第１計測データ取得部が取得した前記第１計測データに基づいて、前記対象空間における（ｉ）流体の流れの向き、（ｉｉ）流体の流速、（ｉｉ）圧力、（ｉｉｉ）温度及び（ｉｖ）拡散物質の濃度の少なくとも１つに関するシミュレーションを実行する第２実行部と、
   前記第２実行部によるシミュレーション結果に基づいて、前記対象空間の環境を調整する環境調整設備を制御するための１以上の制御パラメータを決定する制御パラメータ決定部と、
   を備える、
   情報処理システム。
10. 前記環境調整設備による制御の目標条件を示す制御目標を取得する制御目標取得部をさらに備え、
    前記第２実行部は、前記制御目標取得部が取得した前記制御目標に基づいて、前記１以上の制御パラメータの少なくとも１つの変化に対する前記制御目標の変化割合で定義される制御感度を算出する制御感度算出部を有し、
    前記制御パラメータ決定部は、前記制御感度算出部が算出した前記制御感度に基づいて、前記１以上の制御パラメータの少なくとも１つを決定する、
    請求項８又は請求項９に記載の情報処理システム。
11. コンピュータを、請求項１から請求項１０までの何れか一項の情報処理システムとして機能させるためのプログラム。
12. 請求項８から請求項１０までの何れか一項の情報処理システムと、
    前記環境調整設備と、
    を備え、
    前記環境調整設備は、前記１以上の制御パラメータの少なくとも１つに基づいて、前記対象空間の環境を調整する、
    環境管理システム。
13. 前記環境調整設備を管理する設備管理システムであって、
    請求項８から請求項１０までの何れか一項の情報処理システムと、
    前記情報処理システムから、前記１以上の制御パラメータの少なくとも１つを受け取り、前記１以上の制御パラメータの少なくとも１つに基づいて前記環境調整設備を制御する制御部と、
    を備える、設備管理システム。