JP6322588B2 - Community management system - Google Patents
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Description
本発明は、パラメータを制御して設備機器を稼働するコミュニティの運用を管理する技術に関する。 The present invention relates to a technique for managing an operation of a community that operates a facility device by controlling parameters.
所定のコミュニティにおいて、パラメータを制御して稼働する設備機器の運用を管理する技術がある。パラメータは、例えば、設備機器を稼働するためのリソースの消費量や稼働時間などである。 There is a technique for managing the operation of equipment that operates by controlling parameters in a predetermined community. The parameter is, for example, resource consumption or operating time for operating the equipment.
一例として、設備機器である製造装置を電力で稼働させるコミュニティである工場の運用において、運用コストをできるだけ抑えるように工場の組織運営を管理する技術がある。工場の運用では契約電力が大きければそれだけ電力料金が高くなるので、契約電力を可能な限り低く抑える試みがなされる。 As an example, there is a technique for managing the organization operation of a factory so as to suppress the operation cost as much as possible in the operation of a factory that is a community that operates a manufacturing apparatus that is an equipment device with electric power. In factory operation, the higher the contract power, the higher the power charge, so an attempt is made to keep the contract power as low as possible.
また、近年、電力の供給が不足して電力料金が次第に上がり、工場においても契約電力超過のペナルティが上がっている。そのため、契約電力の超過をできるだけ抑えることも求められる。 In recent years, the supply of electric power has been insufficient, and the electricity charges have gradually increased, and the penalty for excess contracted electric power has also increased in factories. For this reason, it is also required to suppress the excess of contract power as much as possible.
そのため、工場の運用管理システムでは、装置の稼働で消費する電力の目標(目標電力)を設定し、その目標電力を超過しないよう、需要と供給を調整するという方法(需給調整)が導入され始めている。 For this reason, factory operation management systems have started to introduce a method (demand adjustment) that sets a target for power consumption (target power) during operation of the equipment and adjusts supply and demand so that the target power is not exceeded. Yes.
工場の需給調整としては、例えば生産工程の実施時間帯のシフトを施行することにより電力ピークの電力を低減する電力ピークシフトがある。また、需要が低い時間帯に蓄電池に充電し、需要が高い時間帯に蓄電池から放電することにより、契約電力を低く抑えつつ、契約電力の超過も防ぐという施策がある。 As factory supply and demand adjustment, for example, there is a power peak shift that reduces the power of the power peak by implementing a shift in the execution time zone of the production process. In addition, there is a measure of charging the storage battery during a low demand period and discharging from the storage battery during a high demand period, thereby preventing the contract power from being exceeded while keeping the contract power low.
しかし、こうした需給調整の施策を最大限に実施しても、消費電力が目標電力を超過してしまうのを回避できない状況が起こりうる。 However, even if such supply and demand adjustment measures are implemented to the maximum extent, it is possible to avoid a situation where power consumption exceeds the target power.
そうした状況では、従来は、諦めて契約電力超過のペナルティを電力会社に支払うか、製造の現場に無理を言って生産工程の一部を急きょ停止するなどして目標電力超過を回避することが行われていた。契約電力超過のペナルティとして、例えば契約電力を超過した分の電力使用料金を支払うだけでなく、翌年の契約電力を上げてその契約電力料金の増額分を支払うといったこともある。 Under such circumstances, it has been common practice to avoid exceeding the target power by giving up and paying the penalty for exceeding the contract power to the power company or by forcing the production site to stop a part of the production process. It was broken. As a penalty for exceeding the contract power, for example, not only the power usage fee exceeding the contract power is paid, but also the contract power charge for the next year is increased and the increase in the contract power fee is paid.
しかし、こうした目標電力の超過が発生する場合というのは、そもそもの運用上の制約の設定に無理があったと考えられる。運用上の制約とは、工場の運用における各種パラメータの運用の制約であり、通常、工場はその制約の範囲内で運用される。工場におけるパラメータとなるリソースとして、人材、設備、材料、電力などがある。 However, when such an excess of target power occurs, it may be impossible to set operational restrictions in the first place. The operational restrictions are the operational restrictions of various parameters in the factory operation, and the factory is normally operated within the scope of the restrictions. Human resources, equipment, materials, power, etc. are resources that are parameters in the factory.
リソースの制約の設定に無理があったのであれば、その制約を緩和する方が合理的である可能性がある。しかし、こうしたリソースの制約の設定を担うべき者、例えば経営層が、工場の生産に関わる人材、設備、材料、電力など複数のリソースの運用に精通するのは容易でない。そのため経営層がベストのソリューションを選択するのは通常困難である。 If it is impossible to set resource constraints, it may be more reasonable to relax the constraints. However, it is not easy for a person who is responsible for setting such resource constraints, for example, a management layer, to become familiar with the operation of a plurality of resources such as human resources, facilities, materials, and electric power related to factory production. Therefore, it is usually difficult for management to choose the best solution.
このように、現状のコミュニティの運用上のリソースの制約の範囲内で最大限の需給調整を行っても目標を達成することが可能な解が存在しない場合がある。その場合、コミュニティの運用のため、いずれかのリソースの制約を破らなければならないが、どの制約をどの程度破るのが合理的なのか判断することが困難である。 As described above, there may be no solution that can achieve the target even if the maximum supply and demand adjustment is performed within the limits of the resource of the current community operation. In that case, for the operation of the community, it is necessary to break the constraint of any resource, but it is difficult to determine how much it is reasonable to break which constraint.
これに対して、特許文献1(特開2009−258863号公報)には、リソースの制約の逸脱を許容して、好ましい生産計画を立案する技術が開示されている。特許文献1には、「計画対象期間末における累積負荷が累積工程能力を超える場合には、負荷を減らさないで必要な工程能力を確保するために、計算上の計画対象期間末を問題自体の計画対象期間末よりも長めに設定する。納期遅れの解を許すように解の空間を拡張する。納期遅れの発生しない場合の基本解法におけるモデルの目的関数に納期遅れペナルティの項を追加する。数値計算については、ラグランジュ分解調整法にヒューリスティクスを併用する方法を適用する。」と記載されている。
On the other hand, Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-258863) discloses a technique for allowing a deviation from resource constraints and making a preferable production plan.
特許文献1に開示された技術は、注文納期に対する納品の遅れを許容しない限り実行可能な合理的スケジュールが生成できない場合に、納期というパラメータの制約を破ることを許容し、ラグランジュ緩和を用いて実行可能なスケジュールを生成するというものである。つまり、特許文献1の技術は、納期という単一のパラメータの制約を緩和する手法である。
The technology disclosed in
しかし、上述した工場のようなコミュニティの運用では、複数のリソースがあり、それらを含めて工場の運営における複数のパラメータが存在する。そして、どのパラメータの制約を緩和するのが適切であるかは、そのときの状況によって異なる。したがって、特許文献1の技術によって、工場のような複雑なコミュニティの運用を管理する用途に好適に対応することはできない。
However, in the operation of a community such as the factory described above, there are a plurality of resources, and there are a plurality of parameters in the operation of the factory including them. Which parameter is appropriate to be relaxed depends on the situation at that time. Therefore, the technique disclosed in
本発明の目的は、制約が課される複数のパラメータを調整して設備機器を稼働するコミュニティの運用を適切に管理する技術を提供することである。 An object of the present invention is to provide a technique for appropriately managing the operation of a community that operates equipment by adjusting a plurality of parameters on which restrictions are imposed.
本発明の一態様によるコミュニティ管理システムは、リソースを使用して設備機器を稼働させ前記設備機器の稼働の結果を得るコミュニティを、前記リソースの使用量を含み前記コミュニティの運用のコストに影響する複数のパラメータに制約を設けて管理するコミュニティ管理システムであって、前記パラメータのそれぞれの前記制約を設定する制約設定部と、前記パラメータ毎に、前記制約を逸脱した場合に単位逸脱量あたりに発生するコストである因子毎単位逸脱量コストを算出する制約逸脱コスト算出部と、前記設備機器の稼働のための前記リソースの将来の需要量を予測し、前記制約の逸脱が回避できない状態が発生することを判断する需給予測部と、前記制約の逸脱が回避できない場合、前記因子毎単位逸脱量コストから算出される、前記コミュニティの制約逸脱時の運用の総コストである制約逸脱総コストに基づき、どのパラメータの制約をどれだけ緩和して前記設備機器を稼働させるかというパターンである制約逸脱パターンを特定する制約緩和項目決定部と、を有する。 In the community management system according to one aspect of the present invention, a plurality of communities that operate resources and use the resources to obtain the results of the operations of the facilities include a plurality of resources that include the usage amount of the resources and affect the cost of operation of the communities. Is a community management system for managing a parameter with a constraint, and a constraint setting unit for setting the constraint for each of the parameters, and for each parameter, it occurs per unit deviation when deviating from the constraint A constraint deviation cost calculation unit that calculates unit deviation amount cost for each factor that is a cost, and a future demand amount of the resource for operation of the facility equipment is predicted, and a state in which the deviation of the constraint cannot be avoided occurs. When the deviation from the constraint cannot be avoided, the supply and demand prediction unit for determining the Constraint that specifies a constraint departure pattern that is a pattern of how to relax the restriction of which parameter and how to operate the facility equipment based on the total cost of constraint departure that is the total cost of operation when the community deviates from the constraint A mitigation item determination unit.
本発明によれば、制約が課される複数のパラメータを調整して設備機器を稼働するコミュニティの運用を適切に管理する技術を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the technique which adjusts the some parameter to which restrictions are imposed, and manages appropriately the operation | movement of the community which operates an equipment apparatus can be provided.
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施例では、工場コミュニティにおける需給調整のための適切な業務計画のスケジューリングを実施することを可能にするコミュニティ管理システムを例示する。 In the present embodiment, a community management system that makes it possible to implement scheduling of an appropriate business plan for supply and demand adjustment in a factory community is illustrated.
コミュニティ管理システムは、ある期間の工場全体の消費電力が目標電力を超過することが見込まれる場合に、各生産施設ごとの生産者(従業員)の勤務時間、装置(設備機器)の運転時間、空調設備の出力などをそれぞれに制約が課されたパラメータとし、制約逸脱時の総コストが最小となる制約逸脱パターンを算出し、算出した新たな制約に基づき設備機器を制御する。なお、制約は、パラメータの制御可能範囲であり、上限値のみで規定される場合、下限値のみで規定される場合、上限値および下限値で範囲が規定される場合、選択可能な離散値で規定される場合などがある。本実施例により、ある工場コミュニティにおいて工場の施設における需給調整のための適切な業務計画のスケジューリングを実施することが可能になる。 The community management system allows the working hours of the producers (employees) at each production facility, the operating hours of the equipment (equipment) when the power consumption of the entire factory for a certain period is expected to exceed the target power. The output of the air conditioning equipment or the like is set as a parameter with restrictions imposed on each of them, a restriction deviation pattern that minimizes the total cost at the time of deviation from the restriction is calculated, and the equipment is controlled based on the calculated new restriction. Note that the constraint is the controllable range of the parameter, when it is specified only by the upper limit value, when it is specified only by the lower limit value, when the range is specified by the upper limit value and the lower limit value, it is a discrete value that can be selected. There are cases where it is prescribed. According to the present embodiment, it is possible to schedule an appropriate business plan for supply and demand adjustment in a factory facility in a factory community.
複数の生産施設あるいは生産部署の情報連携によるエネルギーマネジメントとして、本実施例に示すような単一の工場内での連携のみならず、自家発電した電力を工場間で配送する自己託送制度を利用した工場拠点間の連携、更には臨海部のコンビナート地域での複数企業のエネルギー連携などの取り組みが既に始まっている。本実施例は、そのようなエネルギーマネジメントに好適なコミュミティ管理システムを例示する。 As energy management by information cooperation of multiple production facilities or production departments, not only cooperation within a single factory as shown in this example, but also a self-consignment system that distributes self-generated electricity between factories was used. Initiatives such as cooperation between factory bases and energy cooperation among multiple companies in the coastal complex are already underway. A present Example illustrates the community management system suitable for such energy management.
図1は、実施例1によるコミュニティ管理システムのハードウェア構成を示す図である。コミュニティ管理システムは、施設デマンド管理装置100、および工場デマンド管理装置110を備えている。施設デマンド管理装置100はMES(Manufacturing Execution System)、工場デマンド管理装置110はFEMS(Factory Energy Management. System)である。施設デマンド管理装置100と工場デマンド管理装置110は、それぞれ需要家施設内と工場内の電力需給調整を行う。ここで需要家とは、工場施設内の各部署などの生産業務毎に区分されている主体をいう。
FIG. 1 is a diagram illustrating a hardware configuration of the community management system according to the first embodiment. The community management system includes a facility
施設デマンド管理装置100および設備機器106は、工場内の生産部署などの需要家施設内に設置されており、通信ネットワーク120を介して、他の需要家の施設デマンド管理装置100と複数の需要家に共通の工場デマンド管理装置110とに接続されている。
The facility
通信ネットワーク120は、異なる端末間でデータを伝える通信路であり、例えば、インターネットや専用線などである。しかし、異なる需要家の施設デマンド管理装置100の間、および施設デマンド管理装置100と工場デマンド管理装置110の間で通信が確立できれば、その形態は問わない。
The
施設デマンド管理装置100は、CPU101、通信部102、入出力部103、主記憶装置104、および二次記憶装置105を有し、例えば、PC端末である。施設デマンド管理装置100は、需要家の施設の中に設置される。
The facility
CPU101は、CPU(Central Processing Unit)である。通信部102は、外部との通信を行うための通信インタフェースである。入出力部103は、情報を入出力するための入出力インターフェイスである。主記憶装置104は、プログラムおよびデータを蓄積する主記憶装置である。二次記憶装置105は、プログラムおよびデータを長期的に保存する二次記憶装置である。
The
なお、図1では、施設デマンド管理装置100は、需要家の施設内に設置されているものとしているが、需要家による所有が守られるのであれば、需要家の施設外に設置されてもよい。また、図1では、施設デマンド管理装置100は、専用のハードウェアで構成されているが、他の例として、需要家が所有するPCにインストールするソフトウェアであったり、クラウド上で提供されているサービスなどの形態でもよい。
In FIG. 1, the facility
工場デマンド管理装置110は、CPU111、通信部112、入出力部113、主記憶装置114、二次記憶装置115を有し、例えば、工場の上位管理部署などの需要家情報を扱うことが許可される主体によって所有される。CPU111は、CPUである。通信部112は、外部との通信を行う通信インタフェースである。入出力部113は、入出力インターフェイスである。主記憶装置114は、主記憶装置である。二次記憶装置115は、二次記憶装置である。
The factory demand management device 110 includes a
図2は、実施例1によるコミュニティ管理システムの機能構成を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration of the community management system according to the first embodiment.
施設デマンド管理装置100は、デマンド計測部201および設備機器制御部202を有する。
The facility
デマンド計測部201は、需要家の施設の設備機器の電力デマンドを計測し、計測した電力デマンドを搭載した電力デマンド情報を工場デマンド管理装置110へ送信する。
The
設備機器制御部202は、立案された需給計画に基づき需要家の設備機器を制御するものである。例えば、設備機器を制御するために調整可能なパラメータ(因子)を、その因子に課せられた制約の範囲内で調整し、設備機器を制御する。
The
工場デマンド管理装置110は、デマンド監視部210、需給予測部211、制約逸脱コスト算出部212、決定因子感度分析部213、制約緩和項目決定部214、制約緩和コスト提示部215、および制約設定部216を有する。
The factory demand management apparatus 110 includes a
デマンド監視部210は、各施設デマンド管理装置100から送信された電力デマンド情報を受信し、それらを集約して工場全体の電力デマンドを監視する。
The
需給予測部211は工場全体の将来の電力デマンドである将来デマンドを予測する。例えば、過去の電力デマンドと外部から取得した情報に基づいて将来デマンドを予測することができる。
The supply and
制約逸脱コスト算出部212は、電力消費量を決定する複数の因子ごとに、現在設定されている制約を逸脱した場合に、単位逸脱量あたりに発生するコスト(「因子毎単位逸脱量コスト」ともいうことにする)を算出する。
The constraint deviation
決定因子感度分析部213は、因子毎に、その因子による最終的な電力消費量に対する感度を算出する。
The determinant
制約緩和項目決定部214は、制約緩和の対象(緩和因子候補)の因子を所定の制約の逸脱範囲で変更させ、逸脱によって発生するコスト(「制約逸脱総コスト」)が最小となる制約逸脱パターンを特定する。逸脱範囲は因子が逸脱可能な制約の範囲である。例えば、決定因子感度分析部213が算出した感度が所定の閾値以上の因子を緩和因子候補とし、それら緩和因子候補を調整して制約逸脱総コストが最小となる制約逸脱パターンを特定する。
The constraint relaxation
制約緩和コスト提示部215は、算出した制約逸脱パターンを経営者など工場の運用を監理する管理者に対して提示する。例えば、制約緩和コスト提示部215は、制約逸脱パターンの情報を画面に表示する。 The constraint relaxation cost presentation unit 215 presents the calculated constraint deviation pattern to a manager who supervises the operation of the factory such as a manager. For example, the constraint relaxation cost presentation unit 215 displays constraint departure pattern information on the screen.
制約設定部216は、制約緩和項目決定部214で特定された制約逸脱パターンに基づき、施設デマンド管理装置100に課される制約の設定を緩和する方向に変更する。
The
ここでは、一例として、デマンド監視部210、需給予測部211、制約逸脱コスト算出部212、決定因子感度分析部213、制約緩和項目決定部214、制約緩和コスト提示部215、および制約設定部216は、工場デマンド管理装置110にソフトウェアをインストールして実現される構成である。しかし、この構成に限定されることはない。他の例として、上記各部は需要家が所有するPCにソフトウェアをインストールして実現する構成であったり、インターネット上でクラウドサービスとして提供される形態であってもよい。
Here, as an example, the
図3は、工場デマンド管理装置110における因子制約逸脱コスト決定フローを示すフローチャートである。因子制約逸脱コスト決定フローは、ある因子が制約を逸脱するとき、どの程度逸脱したら、どの程度のコストの増加となるかを決定し、記録する処理である。 FIG. 3 is a flowchart showing a factor constraint departure cost determination flow in the factory demand management apparatus 110. The factor constraint departure cost determination flow is a process for determining and recording how much a certain factor deviates when it deviates from the constraint, and recording it.
電力消費量決定因子定義(S300)にて、工場デマンド管理装置110は、電力消費量を決定する因子を定義する。ここで電力消費量を決定する因子とは、例えば、製品の生産数、製品の要求品質、生産設備の出力などの生産における消費電力に影響を及ぼす要因となるパラメータである。こうした因子の抽出は、例えば、過去のデマンド履歴情報より重回帰分析などの多変量解析手法を用いて自動的に抽出してもよいし、経営者あるいは現場管理者などの監理者が経験に基づいて試行錯誤的に決定してもよい。このとき、因子の個数が多くなれば因子間に相関が生じる可能性が増える。こうした場合、例えば、主成分分析により、より少数の無相関な合成変数へ因子の縮約を行ってもよいし、因子間の相関による運用コストへの影響が小さい場合などは管理者の判断でこうした相関を無視してもよい。 In the power consumption determination factor definition (S300), the factory demand management device 110 defines a factor for determining the power consumption. Here, the factors that determine the power consumption are parameters that influence the power consumption in production, such as the number of products produced, the required quality of products, and the output of production equipment. For example, these factors may be extracted automatically from past demand history information using a multivariate analysis method such as multiple regression analysis, or a supervisor such as a manager or a site manager based on experience. It may be determined by trial and error. At this time, if the number of factors increases, the possibility of correlation between factors increases. In such cases, for example, the factor may be reduced to a smaller number of uncorrelated synthetic variables by principal component analysis, or when the influence on the operational cost due to correlation between factors is small, the administrator's judgment Such correlation may be ignored.
ステップS301は、制約逸脱コスト算出部212において実行される処理である。ここでは、電力消費量決定因子定義で定義した因子が現在設定されている制約の範囲から逸脱した場合に発生するコスト(因子毎単位逸脱量コストあるいは制約逸脱コスト)が決定される。因子毎単位逸脱量コストは、因子の特性に応じて決定される。
Step S301 is a process executed by the constraint deviation
図4は、因子である従業員の勤務時間が、制約である勤務可能時間を逸脱することにより発生するコストの例を示すグラフである。この図では、現在の従業員の最大の勤務可能時間が8時間であり、制約となっているこの勤務可能時間を9時間、10時間、11時間と緩和した場合、それぞれの場合の発生コストが200、400、600であることを示している。 FIG. 4 is a graph showing an example of costs that occur when the working hours of employees as factors deviate from the available working hours as constraints. In this figure, the maximum workable time of the current employee is 8 hours, and when this restricted workable time is relaxed to 9 hours, 10 hours, and 11 hours, the costs incurred in each case are as follows. 200, 400, and 600.
制約逸脱による発生コストの算出は、例えば、因子が勤務時間の場合、時間外労働に係る賃金と従業員数の情報より概算してもよいし、当該勤務時間の制約を過去に適用した事例があれば当時の発生コストを参照することにより発生コストを概算してもよい。 For example, when the factor is working hours, the cost generated due to deviation from the constraint may be estimated from wage and number of employees related to overtime work, or there may be cases where the restriction on working hours has been applied in the past. For example, the generated cost may be estimated by referring to the generated cost at that time.
またこの際、例えば、工場デマンド管理装置110では図5に示す情報が画面に表示されてもよい。 At this time, for example, the factory demand management apparatus 110 may display the information shown in FIG.
図5は、工場デマンド管理装置における画面に表示される情報の例を示す図である。経営者あるいは現場管理者に提示する入力画面と出力画面が示されている。経営者あるいは現場管理者は、図5に示すような入力画面に因子毎の現在の制約範囲、単位逸脱量当たりの制約逸脱コスト、および制約逸脱設定範囲を指定することができる。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of information displayed on the screen in the factory demand management apparatus. An input screen and an output screen to be presented to the manager or the site manager are shown. The manager or the site manager can specify the current constraint range for each factor, the constraint deviation cost per unit deviation amount, and the constraint deviation setting range on the input screen as shown in FIG.
図6は、因子である消費電力が、制約である契約電力を逸脱によることにより発生するコストの例を示すグラフである。この図では、現在の契約電力が700kWhであり、契約電力を800kWh、900kWh、1000kWhに変更する場合、それぞれの場合に発生コストが100、300、500、800であることを示している。契約電力を超過することにより発生するコストの算出は、例えば、電力会社が提示する電力量単価の情報から算出可能である。 FIG. 6 is a graph showing an example of the cost generated when the power consumption, which is a factor, deviates from the contract power, which is a constraint. In this figure, when the current contract power is 700 kWh and the contract power is changed to 800 kWh, 900 kWh, and 1000 kWh, the generated costs are 100, 300, 500, and 800 in each case. The cost generated by exceeding the contract power can be calculated from, for example, information on the unit price of electric power presented by the power company.
また、制約逸脱コストが外部環境によって変動する場合、外部環境の影響を考慮して発生コストを算出する。例えば、因子が冷却チラー稼働台数の場合、稼働台数の変更による発生コストは当該日の外気温度によって変動する。すなわち外気温度が高いほど、チラーの冷却効率が下がるため使用電力量が増加し、結果的にコストは増大する。 Further, when the constraint departure cost varies depending on the external environment, the generated cost is calculated in consideration of the influence of the external environment. For example, when the factor is the number of operating cooling chillers, the generated cost due to the change in the operating number varies depending on the outdoor temperature of the day. In other words, the higher the outside air temperature, the lower the cooling efficiency of the chiller, so that the amount of power used increases, resulting in an increase in cost.
図7は、チラー稼働数に伴って追加で発生するコストの例を示す図である。この図では現在のチラーの最大稼働可能数が5台であり、この最大稼働可能数を6、7、8、9、10台に変更する場合、それぞれの場合に発生するコストが外気温度によって異なることを示している。変動する外部環境に対するコストの算出は、例えば、パラメータがチラー稼働台数の場合、類似のチラーを導入した工場の過去の運用実績を参照し、例えば、運用実績に工場規模の違いに基づく係数を掛けて概算してもよいし、当該稼働台数の制約を過去に適用した事例があれば当時発生したコストを参照することにより概算してもよい。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of additional costs that accompany the number of chiller operations. In this figure, the current maximum number of chillers that can be operated is 5, and when this maximum operable number is changed to 6, 7, 8, 9, 10, the cost that occurs in each case varies depending on the outside air temperature. It is shown that. For example, when the parameter is the number of operating chillers, refer to the past operation results of a factory that has introduced a similar chiller, for example, multiply the operation results by a factor based on the difference in factory scale. It may be estimated by referring to the cost that occurred at that time if there is a case where the restriction on the number of operating units has been applied in the past.
図3に戻り、ステップS302は、制約逸脱コスト算出部212において算出された各因子の制約逸脱よる発生コストを制約逸脱コスト定義テーブルとして主記憶装置114または二次記憶装置115に記憶する処理である。
Returning to FIG. 3, step S <b> 302 is processing for storing, in the
図8は、制約逸脱コスト定義テーブルの一例である。因子毎に、外部環境条件と、単位逸脱量wと、単位逸脱量の倍数毎の発生コストが示されている。 FIG. 8 is an example of a constraint departure cost definition table. For each factor, the external environmental condition, the unit deviation w, and the generated cost for each multiple of the unit deviation are shown.
図9は、工場デマンド管理装置110における制約逸脱総コスト算出フローを示すフローチャートである。 FIG. 9 is a flowchart showing a flow for calculating the total deviation from the constraint in the factory demand management apparatus 110.
ステップS400は、決定因子感度分析部213において行われ、因子毎のその因子による電力消費量への影響度(感度)を算出する処理である。制約緩和を実施する因子を、影響度が高いものに限定し、解空間を縮小することで最適化の計算時間の短縮を行うことができる。図10にステップS400の詳細フローを示す。
Step S400 is a process that is performed in the determinant
ステップS401は、制約緩和項目決定部214において行われ、緩和因子候補の因子を所定の制約の逸脱範囲内で変更させ、逸脱によって発生するコストが最小となる制約逸脱パターンを特定する処理である。ステップS401の詳細フローは6を用いて後述する。
Step S401 is a process that is performed in the constraint relaxation
ステップS402は、制約緩和コスト提示部215において行われ、ステップS401にて決定された制約逸脱パターンと、そのときの制約逸脱総コストを経営者に提示する処理である。 Step S402 is processing that is performed in the constraint relaxation cost presentation unit 215 and presents the constraint departure pattern determined in step S401 and the total constraint departure cost at that time to the manager.
工場デマンド管理装置110による情報の提示について説明する。制約逸脱パターンと制約逸脱総コストの提示は、例えば、図5の出力画面に示すように、制約を変更する因子、因子毎の逸脱量、および逸脱による発生コストと、制約逸脱による総発生コストを提示するという形態で行われる。制約逸脱による総発生コストとして、現在設定されている制約の場合の値と、制約を緩和した場合の値とを示してもよい。 Information presentation by the factory demand management apparatus 110 will be described. For example, as shown in the output screen of FIG. 5, the constraint deviation pattern and the total cost of deviation from the constraint are represented by the factors for changing the constraint, the deviation amount for each factor, the cost generated by the deviation, and the total cost generated by the constraint deviation. It is done in the form of presentation. As the total generated cost due to the deviation from the constraint, a value in the case of the currently set constraint and a value in the case where the constraint is relaxed may be indicated.
ステップS403は、制約設定部216において行われる処理である。ステップS403の詳細フローは図16を用いて後述する。
Step S403 is processing performed in the
図10は、工場デマンド管理装置110における決定因子感度分析フローを示すフローチャートである。 FIG. 10 is a flowchart showing a determinant sensitivity analysis flow in the factory demand management apparatus 110.
ステップS500は、現在からX時間後までの、例えば一時間毎の工場全体の予測されるリソースの需要量を算出し、その最大値Dmax0を算出する処理である。ステップS500の詳細フローは図15を用いて後述する。 Step S500 is a process of calculating the predicted resource demand of the entire factory, for example, every hour from the present to X hours later, and calculating the maximum value Dmax0. The detailed flow of step S500 will be described later with reference to FIG.
ステップS501は、制御対象の決定因子の制約上限を所定の割合だけ緩和させる処理である。例えば、現在設定されている制約の範囲の上限値を制約範囲全体の20%だけ緩和させる。 Step S501 is a process of relaxing the upper limit of the control factor determinant by a predetermined ratio. For example, the upper limit value of the currently set constraint range is relaxed by 20% of the entire constraint range.
ステップS502は、ステップS500と同じく、現在からX時間後までの、例えば一時間毎の工場全体の予測されるリソースの需要量を算出し、その最大値Dmax.newを算出する処理である。ステップS502の詳細フローは図15を用いて後述する。 In step S502, as in step S500, a predicted resource demand of the entire factory, for example, every hour from the present to X hours later, is calculated, and the maximum value Dmax. This is a process for calculating new. The detailed flow of step S502 will be described later with reference to FIG.
ステップS503は、制約の上限を緩和する前の需要予測量最大値Dmax0と、制約の上限を緩和した後の需要予測量最大値Dmax.newを比較し、その差分Dmax0−Dmax.newを、制御対象の因子による工場全体の電力消費量に対する影響度(最大値変動率)として算出する。 In step S503, the demand forecast amount maximum value Dmax0 before the upper limit of the constraint is relaxed, and the demand forecast amount maximum value Dmax. new and the difference Dmax0-Dmax. new is calculated as the degree of influence (maximum fluctuation rate) on the power consumption of the entire factory by the factor to be controlled.
ステップS504は、電力消費量を決定する全ての因子のデータについて処理したか否かを判定する処理である。全てのデータの処理をしたことが確認できた場合はステップS505に進み、確認できない場合はステップS503に進む。 Step S504 is processing for determining whether or not processing has been performed on data of all factors that determine power consumption. If it is confirmed that all the data has been processed, the process proceeds to step S505. If it cannot be confirmed, the process proceeds to step S503.
図11は、感度分析テーブルの一例を示す図である。ステップS505は、影響度(最大値変動率)の算出結果を感度分析テーブルとして例えば図11のような形態で主記憶装置114または二次記憶装置115に記憶する処理である。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a sensitivity analysis table. Step S505 is a process of storing the calculation result of the degree of influence (maximum value fluctuation rate) as a sensitivity analysis table in the
図12は、工場デマンド管理装置110における制約緩和パターン決定フローを示すフローチャートである。 FIG. 12 is a flowchart showing a constraint relaxation pattern determination flow in the factory demand management apparatus 110.
ステップS600は、主記憶装置114または二次記憶装置115より図11の感度分析テーブル(感度分析情報)を受信する処理である。取得した感度分析情報のデータは二次記憶装置115に記憶される。
Step S600 is processing for receiving the sensitivity analysis table (sensitivity analysis information) of FIG. 11 from the
ステップS601は、主記憶装置114または二次記憶装置115より図8の制約逸脱コスト定義テーブル(制約逸脱コスト情報)を受信する処理である。取得した制約逸脱コスト情報のデータは二次記憶装置115に記憶される。
Step S601 is processing for receiving the constraint departure cost definition table (constraint departure cost information) of FIG. 8 from the
ステップS602は、制約を緩和するパターンの抽出を実施する上で制約範囲内で制御する因子を決定する。制御する因子の決定方法は、例えば、図11に示す各因子の感度分析結果を参照し、因子変動による全体需要最大値への影響度が所定の閾値以上のものを制御因子として抽出する。図13は、制御対象の因子を示すテーブルである。例えば、影響度の閾値が100kWhの場合、制御対象の因子の候補は図13のように決定される。 In step S602, a factor to be controlled within a constraint range is determined when extracting a pattern for relaxing the constraint. As a method for determining a factor to be controlled, for example, the sensitivity analysis result of each factor shown in FIG. FIG. 13 is a table showing factors to be controlled. For example, when the influence threshold is 100 kWh, the candidate of the factor to be controlled is determined as shown in FIG.
ステップS603は、制御対象として決定された因子の制約の緩和を実施して全体の制約逸脱コストが最小となる制約逸脱パターンを算出する処理である。 Step S <b> 603 is a process of calculating the constraint departure pattern that minimizes the overall constraint departure cost by performing the relaxation of the constraint of the factor determined as the control target.
全体の制約逸脱コストが最小となる制約逸脱パターンの算出方法として、例えば、図13に示す制御対象因子の単位逸脱量を制御変数とし、図8に示す制約逸脱量毎の発生コスト設定範囲を制約条件として、制約逸脱コスト最小化の目的関数を用いることで、例えば、組み合わせ最適化問題を求解するという方法がある。 As a calculation method of the constraint departure pattern that minimizes the overall constraint departure cost, for example, the unit deviation amount of the controlled factor shown in FIG. 13 is used as a control variable, and the generated cost setting range for each constraint departure amount shown in FIG. As a condition, for example, there is a method of solving a combinatorial optimization problem by using an objective function for minimizing a constraint deviation cost.
制約逸脱コスト最小化目的関数の一例をminimizeΣ(ai×Ri)と示すことができる。Riは因子iの制約逸脱量であり、aiは因子iの単位逸脱量あたりの発生コストである。因子iの単位逸脱量当りの発生コストは、図8の制約逸脱コスト定義テーブルより決定する。この最適化問題の求解は、例えば、CPU111によって任意の最適化プログラムを用いて行われても良いし、人が試行錯誤によって行っても良い。
An example of the constraint departure cost minimization objective function can be shown as minimizeΣ (ai × Ri). Ri is the constraint deviation amount of factor i, and ai is the cost generated per unit deviation amount of factor i. The generated cost per unit deviation amount of the factor i is determined from the constraint deviation cost definition table of FIG. The solution to the optimization problem may be performed by the
図14は、制約逸脱パターンの算出結果の一例を示すテーブルである。制約逸脱パターン算出結果は、例えば図14のように二次記憶装置115に登録される。
FIG. 14 is a table showing an example of the calculation result of the constraint departure pattern. The constraint departure pattern calculation result is registered in the
図12に戻り、ステップS604は、ステップS603にて実行可能な解が存在したか否かを確認する処理である。実行可能な解が存在する場合はステップS605に進み、存在しない場合はステップS602に戻り影響度の閾値を任意の量だけ低減して制御対象の因子の選定を再び実施する。 Returning to FIG. 12, step S604 is processing for confirming whether there is a solution that can be executed in step S603. If there is a feasible solution, the process proceeds to step S605, and if not, the process returns to step S602 to reduce the influence threshold by an arbitrary amount and select the control target factor again.
ステップS605は、制約逸脱パターンの算出結果を主記憶装置114または二次記憶装置115に記録する処理である。
Step S605 is processing to record the calculation result of the constraint deviation pattern in the
図15は、工場デマンド管理装置110における電力消費量最大値算出フローを示すフローチャートである。 FIG. 15 is a flowchart illustrating a flow of calculating the maximum power consumption value in the factory demand management apparatus 110.
ステップS700は、工場デマンド管理装置110通信部112において行われる処理である。工場デマンド管理装置110は、通信ネットワーク120を介して、工場内の各需要家の施設デマンド管理装置100に接続されており、通信部112によりデータの送受信が可能である。
Step S700 is processing performed in the factory demand management apparatus 110
ステップS700において、工場デマンド管理装置110は、通信ネットワーク120を介して、制御対象の施設デマンド管理装置100から、デマンド計測部201で計測されたデマンドの値を含むデマンド計測情報を受信する。取得したデータは二次記憶装置115に記憶される。
In step S <b> 700, the factory demand management apparatus 110 receives demand measurement information including a demand value measured by the
ステップS701は、工場内の全ての施設デマンド管理装置100からデマンド計測情報を受信したか否かを確認する処理である。全ての施設デマンド管理装置100からデータを受信したことを確認した場合はステップS702に進み、確認できない場合はステップS700に戻る。
Step S701 is processing for confirming whether demand measurement information has been received from all facility
ステップS702は、デマンド監視部210において行われる処理であり、現在からX時間後までの規定時間毎の時間帯tにおける工場全体の予測電力消費量Dtを算出する処理である。時刻tにおける予測電力消費量Dtは、例えば、予測される固定デマンドすなわち生産計画変更による需要調整ができないデマンド(固定デマンド)と調整が可能なデマンド(調整可能デマンド)の和により算出する。
Step S702 is a process performed in the
固定デマンドについては、例えば、記憶ベース推論のような統計的手法を用いて算出してもよいし、前日の実績値を用いて算出してもよい。調整可能デマンドについては、現在からX時間後までの最大デマンドが最小になるように各因子の値を制約範囲内で制御して決定する。各因子の値の決定は、例えば、目的関数を現在からX時間後までの最大デマンドの最小化を、制約条件を現在の各因子の制約範囲として、CPU111によって任意の最適化プログラムを用いて行っても良いし、人が試行錯誤によって決定しても良い。算出された時刻tにおける工場全体の予定需要量Dtは二次記憶装置115に記憶される。
The fixed demand may be calculated using a statistical method such as storage-based reasoning, or may be calculated using the previous day's actual value. The adjustable demand is determined by controlling the value of each factor within the constraint range so that the maximum demand from the present to X hours later is minimized. The value of each factor is determined by, for example, minimizing the maximum demand from the present function to X hours after the objective function, and using an arbitrary optimization program by the
ステップS703は、算出された予測電力消費量Dtのうち最大の値を抽出する処理である。抽出された工場全体の予定需要量最大値は二次記憶装置115に記憶される。
Step S703 is a process of extracting the maximum value from the calculated predicted power consumption Dt. The extracted maximum planned demand amount for the entire factory is stored in the
図16は、工場デマンド管理装置110における施設デマンド管理装置制御フローを示すフローチャートである。 FIG. 16 is a flowchart showing a facility demand management apparatus control flow in the factory demand management apparatus 110.
ステップS800は、主記憶装置114または二次記憶装置115より、施設デマンド管理装置制御方法情報を受信する処理である。
Step S800 is processing for receiving facility demand management device control method information from the
図17、18は、施設デマンド管理装置制御方法情報の一例を示すテーブルである。施設デマンド管理装置制御方法情報は、例えば図17に示すテーブルと図18に示すテーブルを組合せた形態で表わされる。図17には、施設デマンド管理装置に対する制御方法を表わす制御方法IDが示されている。図18には、制御方法IDに対応する制御方法の内容が示されている。 17 and 18 are tables showing an example of facility demand management apparatus control method information. The facility demand management apparatus control method information is expressed, for example, in the form of a combination of the table shown in FIG. 17 and the table shown in FIG. FIG. 17 shows a control method ID representing a control method for the facility demand management apparatus. FIG. 18 shows the contents of the control method corresponding to the control method ID.
取得した施設デマンド管理装置制御方法情報のデータは二次記憶装置115に記憶される。図17および図18の施設デマンド管理装置の制御方法は、各施設の管理形態あるいは管理システム運用状況に合わせて管理者が任意に設定してよい。
The acquired facility demand management device control method information data is stored in the
ステップS801は、施設デマンド管理装置制御方法情報に従い、各施設デマンド管理装置100へのアクションを実行する処理である。アクションの実行には複数の形態が考えられ、いずれの形態を採用してもよいが、その例を以下に示す。
Step S801 is processing to execute an action for each facility
図17において施設デマンド管理装置の制御方法IDが1のものは主記憶装置114または二次記憶装置115より、図14に示す制約逸脱パターン算出結果を取得し、当該施設の管理担当者にメールで当該施設の設備機器の新しい制約条件を通知する。
In FIG. 17, when the facility demand management device has a control method ID of 1, the constraint deviation pattern calculation result shown in FIG. 14 is obtained from the
また、図17において施設デマンド管理装置の制御方法IDが2のものは、同様に主記憶装置114または二次記憶装置115より、図14に示す制約逸脱パターン算出結果を取得し、当該施設の設備機器の制御パラメータの変更を施設デマンド管理装置100に通知する。
In addition, in FIG. 17, the facility demand management apparatus having the
図19は、施設デマンド管理装置の制御パラメータ設定の一例を示すテーブルである。ここでは当該施設の設備機器ごとの制御パラメータとして稼働時間が設定されている。例えば、装置Aの稼働時間の制約が元々9(h)であったとする。図14のように制約逸脱パターン算出結果として逸脱量1(h)が算出された場合、装置Aの稼働時間の制約は10(h)に変更され、図19に示すような変更後の機器制約情報が施設デマンド管理装置100に送信される。
FIG. 19 is a table showing an example of control parameter settings of the facility demand management apparatus. Here, the operating time is set as a control parameter for each equipment device of the facility. For example, assume that the restriction on the operating time of the device A is originally 9 (h). When the deviation amount 1 (h) is calculated as the constraint deviation pattern calculation result as shown in FIG. 14, the operating time restriction of the device A is changed to 10 (h), and the changed device restriction as shown in FIG. Information is transmitted to the facility
また、図17において施設デマンド管理装置の制御方法IDが3のものは、同様に主記憶装置114または二次記憶装置115より、図14に示す制約逸脱パターン算出結果を取得し、例えば当該施設の勤怠管理システムにおける従業員の勤務可能時間が1時間だけ自動的に延長される。
In addition, in FIG. 17, the facility demand management apparatus having the
図20は、施設デマンド管理装置100における設備機器制御フローを示すフローチャートである。
FIG. 20 is a flowchart showing a facility device control flow in the facility
ステップS900は、施設デマンド管理装置100の通信部102において行われる処理である。施設デマンド管理装置100は通信ネットワーク120を介して、工場デマンド管理装置110に接続されており、通信部102によりデータの送受信が可能である。
Step S900 is processing performed in the
ステップS900において、施設デマンド管理装置100は、通信ネットワーク120を介して、工場デマンド管理装置110から設備機器の運用における制約を示す設備機器制約情報を受信する。取得した設備機器制約情報のデータは、主記憶装置104または二次記憶装置105に記憶される。設備機器制約情報は、例えば、図19に示した設備デマンド管理装置の制御パラメータ設定と同様の形態で記録される。
In step S <b> 900, the facility
ステップS901は、ステップS900にて受信した設備機器制約情報を基に設備機器を稼働させるパラメータの制約を変更する処理である。制約の変更は通知された制約が自動的に設備機器の、例えばパラメータである稼働時間の制約である稼働制限時間などの内部設定パラメータに反映されてもよいし、施設デマンド管理装置100の管理者向け表示画面に表示された稼働制約情報に従って、人手によって設備機器の内部設定パラメータを変更してもよい。
Step S901 is a process of changing the restriction of parameters for operating the equipment based on the equipment restriction information received in step S900. The restriction change may be automatically reflected in an internal setting parameter such as an operation time limit that is a restriction on an operation time that is a parameter of the facility device, or a manager of the facility
ステップS902は、ステップS901にて設定された制約により設備機器を運用する処理である。設備機器の運用は、設定された制約に従って自動的に設備機器を運用してもよいし、施設デマンド管理装置100の管理者向け表示画面に表示された稼働制約情報に従って、人手によって運用されてもよい。
Step S902 is processing for operating the equipment according to the restrictions set in step S901. The equipment may be operated automatically according to the set restrictions, or may be manually operated according to the operation restriction information displayed on the display screen for the administrator of the facility
以上説明した本実施例を以下に整理する。 The present embodiment described above is organized as follows.
本実施例によるコミュニティ管理システムは、リソースを使用して設備機器を稼働させ設備機器の稼働の結果を得るコミュニティを、リソースの使用量を含みコミュニティの運用のコストに影響する複数のパラメータに制約を設けて管理するコミュニティ管理システムである。 The community management system according to the present embodiment restricts the community that uses the resource to operate the equipment and obtain the result of the operation of the equipment and restricts a plurality of parameters that include the resource usage and affect the cost of operating the community. It is a community management system that is established and managed.
このコミュニティ管理システムは、制約設定部216と、制約逸脱コスト算出部212と、需給予測部211と、制約緩和項目決定部214とを有している。制約設定部216は、パラメータのそれぞれの制約を設定する。制約逸脱コスト算出部212は、パラメータ毎に、制約を逸脱した場合に単位逸脱量あたりに発生するコストである因子毎単位逸脱量コストを算出する。需給予測部211は、設備機器の稼働のためのリソースの将来の需要量を予測し、制約の逸脱が回避できない状態が発生することを判断する。制約緩和項目決定部214は、制約の逸脱が回避できない場合、因子毎単位逸脱量コストから算出される、コミュニティの制約逸脱時の運用の総コストである制約逸脱総コストに基づき、どのパラメータの制約をどれだけ緩和して設備機器を稼働させるかというパターンである制約逸脱パターンを特定する。
The community management system includes a
これにより、制約の逸脱を許容し、因子毎単位逸脱量コストから算出される制約逸脱総コストに基づき、どのパラメータの制約をどれだけ緩和するかという制約逸脱パターンを特定するので、制約が課される複数のパラメータを調整して設備機器を稼働するコミュニティの運用を適切に管理することができる。 As a result, the deviation of the constraint is allowed, and the constraint deviation pattern of how much the restriction of which parameter is relaxed is specified based on the total cost of the deviation of the deviation calculated from the unit deviation deviation cost for each factor. It is possible to appropriately manage the operation of the community operating the equipment by adjusting a plurality of parameters.
また、制約設定部216は、制約緩和項目決定部214が特定した制約逸脱パターンに基づいて制約の設定を変更する。制約逸脱総コストに特定された制約逸脱パターンに基づいて新たな制約を設定するので、コミュニティの運用を適切に制御することができる。
In addition, the
また、制約設定部216は、多変量解析手法を用いて予め抽出されたパラメータに対して制約を設定する。多変量解析手法を用いて抽出された複数のパラメータを適切に調整するので、設備機器を稼働するコミュニティの運用を適切に管理することができる。
In addition, the
また、制約設定部216は、パラメータ間の相関がコストを変動させる度合いとして算出される影響度に基づいて決定されたパラメータを制約緩和の対象する。パラメータ間の相関が運用コストの算出精度に影響する度合いを考慮して決定されたパラメータを制約緩和の対象とするので、例えば、あるパラメータを変更することによる他のパラメータの変化が運用コストを大きく変動させるような場合には、それらのパラメータを制約緩和の対象から除外するなど、運用コストの算出精度を一定以上に保つことが可能である。
In addition, the
また、制約設定部216は、パラメータ間の相関がコストを変動させる影響度が所定値以上であるパラメータを成分分析により無相関となるように変換した合成パラメータを制約緩和の対象とする。相関の強い複数のパラメータの代わりに無相関の合成パラメータを用いることができるので、運用コストの算出誤差が低減され、コミュニティの管理が容易となる。
In addition, the
また、制約逸脱コスト算出部212は、外部環境の複数の値のそれぞれに応じた因子毎単位逸脱量コストを算出し、制約緩和項目決定部214は、測定された外部環境の値を応じた因子毎逸脱量コストから算出される制約逸脱総コストに基づき制約逸脱パターンを特定する。そのため、外部環境の変化によりパラメータの単位逸脱量に対して発生するコストが変化する場合にも、設備機器を稼働するコミュニティの運用を適切に管理することができる。
Further, the constraint deviation
また、制約逸脱コスト算出部212は、制御対象となっている設備機器に類似する他の設備機器の運用実績に基づいて因子毎単位逸脱量コストを算出する。類似設備機器の運用実績に基づいて因子毎単位逸脱量コストを算出するので、高い精度の因子毎単位逸脱量コストによりコミュニティを適切に管理することができる。
Further, the constraint departure
また、コミュニティ管理システムは、パラメータ毎に、パラメータによるコストに対する感度を算出する決定因子感度分析部213をさらに有し、制約緩和項目決定部214は、感度が所定の閾値以上のパラメータを制約緩和の対象とする。運用コストに対する感度の高いパラメータのみを制約緩和の対象とすることにより、パラメータの数を減らし、計算時間を短縮することができる。
In addition, the community management system further includes a determinant
また、コミュニティ管理システムは、制約緩和項目決定部214が特定した制約逸脱パターンについて、制約の逸脱を許容するパラメータと、パラメータの制約を逸脱する量である逸脱量と、パラメータが制約を逸脱することにより発生する制約逸脱発生コストと、そのときの制約逸脱総コストとを提示する制約緩和コスト提示部215を更に有する。具体的には、制約緩和コスト提示部215は、制約の逸脱を許容するパラメータと、逸脱量と、制約逸脱発生コストと、制約逸脱総コストとを画面に表示する。逸脱させるパラメータ、逸脱量、発生するコスト、全体の運用コストの総量を提示するので、それらを基にコミュニティ運用におけるパラメータの制約を適切に管理することができる。
Further, the community management system, for the constraint departure pattern identified by the constraint relaxation
また、コミュニティは、設備機器の稼働の結果として製品を製造する工場であり、パラメータには設備機器を稼働させる従業員の勤務時間が含まれ、勤務時間についての制約は勤務可能時間であり、そのパラメータの制約の逸脱により発生するコストは従業員に対して支払う追加手当を含む。これにより、従業員が設備機器を稼働させて製品を製造する工場の運用を適切に管理することができる。 A community is a factory that manufactures products as a result of the operation of equipment, and the parameters include the working hours of employees who operate the equipment. The costs incurred due to deviations in parameter constraints include additional allowances paid to employees. Thereby, the operation of the factory where the employee operates the equipment and manufactures the product can be appropriately managed.
また、コミュニティ管理システムは、施設デマンド管理装置100に、制約設定部216で設定された制約の範囲内でパラメータを設定して設備機器を制御する設備機器制御部202を更に有する。特定した制約逸脱パターンに基づいて変更された制約によりパラメータを調整して設備機器を制御するので、パラメータの制約逸脱を許容したときにコミュニティの設備機器を適切に制御することができる。
In addition, the community management system further includes a facility
なお、以上説明した実施例1は本発明の実施形態の一例であり、本発明がこれに限定されることはない。本発明の実施においてはその範囲を逸脱しない構成要素の変形等が許容される。例えば、本実施例は、コミュニティ管理システムによる制約の設定の範囲を1つの工場内としているが、複数の工場の設備の運用を統合管理し、各工場における制約を設定する技術として利用することも可能である。 In addition, Example 1 demonstrated above is an example of embodiment of this invention, and this invention is not limited to this. In the practice of the present invention, deformation of the constituent elements and the like that do not depart from the scope of the invention are allowed. For example, in this embodiment, the setting range of the constraints by the community management system is within one factory, but it is also possible to integrate and manage the operation of the facilities of a plurality of factories and use them as a technique for setting the constraints at each factory. Is possible.
本実施例では本発明をビルエネルギー管理システム(BEMS:Building Energy Management System)に適用した場合について説明する。本実施例のコミュニティ管理システムは基本的な構成は上述した実施例1のコミュニティ管理システムと同様であるが、一部に異なる点がある。 In the present embodiment, the case where the present invention is applied to a building energy management system (BEMS) will be described. The basic configuration of the community management system of the present embodiment is the same as that of the community management system of the first embodiment described above, but there are some differences.
図1、2に関連して本実施例が、上述した実施例1と異なる点について説明する。 The difference between the present embodiment and the first embodiment will be described with reference to FIGS.
本実施例では、需要家の施設は生産施設ではなく、エネルギーマネジメント対象のビル契約者、例えば、ビル内のテナント経営者のテナント施設などであり、設備機器は各ビルおよびその関連施設内の設備を指し、具体的には空調、照明などである。 In this embodiment, the facility of the customer is not a production facility but a building contractor subject to energy management, for example, a tenant facility of a tenant manager in the building, and the equipment is equipment in each building and its related facilities. Specifically, air conditioning, lighting, etc.
また、本実施例では、図1、2の工場デマンド管理装置がBEMSに変わる。BEMSの所有者はビルのエネルギーの統合マネジメントを行う管理者、例えば、BEMSアグリゲータである。BEMSは設備機器106等と共にビルあるいはその関連施設の内部に設置されている。 In this embodiment, the factory demand management apparatus shown in FIGS. 1 and 2 is changed to BEMS. The owner of the BEMS is an administrator who performs integrated management of building energy, for example, a BEMS aggregator. The BEMS is installed in the building or the related facility together with the equipment 106 and the like.
本実施例では、BEMSアグリゲータと需要家が空調などの需要家設備の制御に関してデマンドレスポンス契約を結んでおり、BEMSアグリゲータは需要家の施設全体のデマンドを監視し、デマンドに応じて適宜、需要家設備を直接または間接的に制御する。また本実施例における設備機器(装置)の制約条件とは、例えば、空調設備の空調の設定可能温度などを示す。 In this embodiment, the BEMS aggregator and the customer have a demand response contract regarding the control of the customer equipment such as air conditioning. Control equipment directly or indirectly. Further, the constraint condition of the equipment (device) in the present embodiment indicates, for example, a settable temperature for air conditioning of the air conditioning equipment.
図3について本実施例が実施例1と異なる点について説明する。 The difference between the present embodiment and the first embodiment will be described with reference to FIG.
本実施例では、ステップS301において制約逸脱コストを算出するとき、需要家設備の制約を変更することに伴って必要となる、需要家へ提供するインセンティブの増加をコストに含めて計算を行う。 In the present embodiment, when the constraint departure cost is calculated in step S301, the cost is calculated by including the increase in incentive provided to the customer, which is required when the constraint on the customer facility is changed.
図21は、実施例2における空調の設定可能な温度の変更に伴って追加で発生するコストの例を示すグラフである。この例では、BEMSアグリゲータが設定可能な各需要家の空調設備の設定温度の現在の上限が26℃であり、その上限を27、28℃に変更する場合、それぞれの場合の追加発生コストが200、600である。空調の上限温度の変更による発生コストは、例えば、需要家とのデマンドレスポンス契約の際に取り決める追加発生インセンティブ情報に基づいて決定する。 FIG. 21 is a graph illustrating an example of costs additionally generated in accordance with a change in temperature at which air conditioning can be set in the second embodiment. In this example, the current upper limit of the set temperature of each customer's air conditioning equipment that can be set by the BEMS aggregator is 26 ° C, and when the upper limit is changed to 27, 28 ° C, the additional generated cost in each case is 200. , 600. The generated cost due to the change in the upper limit temperature of the air conditioning is determined based on, for example, additional generated incentive information determined when a demand response contract with a customer is made.
図22は、実施例2において需要家が複数いる場合の空調の設定可能な温度の変更に伴って追加で発生するコストの例を示すグラフである。デマンドレスポンスプログラムに参加している需要家が複数いる場合、図22に示すように需要家毎に、その需要家の契約内容に応じて制約逸脱コストを定義し、そのデータを保持しておいてもよい。 FIG. 22 is a graph illustrating an example of costs additionally generated in association with a change in temperature at which air conditioning can be set when there are a plurality of consumers in the second embodiment. When there are a plurality of customers participating in the demand response program, as shown in FIG. 22, a constraint deviation cost is defined for each customer according to the contract contents of the customer, and the data is retained. Also good.
またこの際、例えば、BEMSアグリゲータは、図24に示すような入力画面にて、因子毎の現在の制約範囲、単位逸脱量当たりの制約逸脱コスト、および制約逸脱設定範囲を指定することができる。 At this time, for example, the BEMS aggregator can specify the current constraint range for each factor, the constraint deviation cost per unit deviation amount, and the constraint deviation setting range on an input screen as shown in FIG.
図23は、実施例2における制約逸脱コスト定義テーブルの一例である。因子毎に、外部環境条件と、単位逸脱量wと、単位逸脱量の倍数毎の発生コストが示されている。ステップS302では、例えば、図23に示すような制約逸脱コスト定義テーブルが登録される。 FIG. 23 is an example of a constraint departure cost definition table in the second embodiment. For each factor, the external environmental condition, the unit deviation w, and the generated cost for each multiple of the unit deviation are shown. In step S302, for example, a constraint deviation cost definition table as shown in FIG. 23 is registered.
図9について本実施例が実施例1と異なる点について説明する。 The difference between the present embodiment and the first embodiment will be described with reference to FIG.
図24は、実施例2におけるBEMSにおける画面に表示される情報の例を示す図である。ステップS402において、制約逸脱パターンおよび制約逸脱総コストの提示として、制約変更を行う因子、因子毎の逸脱量、逸脱による発生コスト、制約逸脱による総発生コストを提示する。例えば、図24に示すように、制約変更を行う因子である各需要家の空調の設定可能温度を提示し、その因子毎の逸脱量と逸脱による発生コストとを提示し、更に制約逸脱による総発生コストを提示する。 FIG. 24 is a diagram illustrating an example of information displayed on the screen in the BEMS according to the second embodiment. In step S <b> 402, as the constraint departure pattern and the constraint departure total cost, the factor for performing the constraint change, the deviation amount for each factor, the generation cost due to the deviation, and the total generation cost due to the constraint departure are presented. For example, as shown in FIG. 24, the air conditioning settable temperature of each consumer, which is a factor for changing the constraint, is presented, the deviation amount for each factor and the cost generated by the deviation are presented, and the total due to the constraint deviation is further presented. Present the incurred cost.
以上説明した以外のコミュニティ管理システムの構成は実施例1のものと同様である。本実施例によるコミュニティ管理システムによれば、実施例1と同様の構成により、ビルあるいは関連施設における需給調整のための適切な業務計画のスケジューリングを実施することができる。 The configuration of the community management system other than that described above is the same as that of the first embodiment. According to the community management system according to the present embodiment, it is possible to perform scheduling of an appropriate business plan for supply and demand adjustment in a building or a related facility with the same configuration as in the first embodiment.
また、本実施例では、BEMSの制約緩和項目決定部214は、制約逸脱総コストに、リソースの需給調整に協力した需要家に対して提供するインセンティブを含める。インセンティブを含めて総コストを最適化することができるので、リソースの需給調整が可能な設備機器を稼働するコミュニティの運用を適切に管理することができる。
Further, in the present embodiment, the constraint relaxation
上述した本発明の実施例は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施例のみに限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。 The above-described embodiments of the present invention are examples for explaining the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention only to those embodiments. Those skilled in the art can implement the present invention in various other modes without departing from the gist of the present invention.
100…施設デマンド管理装置、101…CPU、102…通信部、103…入出力部、104…主記憶装置、105…二次記憶装置、106…設備機器、110…工場デマンド管理装置、111…CPU、112…通信部、113…入出力部、114…主記憶装置、115…二次記憶装置、120…通信ネットワーク、201…デマンド計測部、202…設備機器制御部、210…デマンド監視部、211…需給予測部、212…制約逸脱コスト算出部、213…決定因子感度分析部、214…制約緩和項目決定部、215…制約緩和コスト提示部、216…制約設定部
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記パラメータのそれぞれの前記制約を設定する制約設定部と、
前記パラメータ毎に、前記制約を逸脱した場合に単位逸脱量あたりに発生するコストである因子毎単位逸脱量コストを算出する制約逸脱コスト算出部と、
前記設備機器の稼働のための前記リソースの将来の需要量を予測し、前記制約の逸脱が回避できない状態が発生することを判断する需給予測部と、
前記制約の逸脱が回避できない場合、前記因子毎単位逸脱量コストから算出される、前記コミュニティの制約逸脱時の運用の総コストである制約逸脱総コストに基づき、どのパラメータの制約をどれだけ緩和して前記設備機器を稼働させるかというパターンである制約逸脱パターンを特定する制約緩和項目決定部と、
を有するコミュニティ管理システム。 Community management for managing a facility that operates a facility device by using a resource and obtains a result of the operation of the facility device by restricting a plurality of parameters that include the resource usage amount and affect the cost of operation of the community A system,
A constraint setting unit for setting the constraint for each of the parameters;
For each parameter, a constraint deviation cost calculation unit that calculates a unit deviation amount cost per factor that is a cost generated per unit deviation amount when deviating from the constraint;
A demand-and-supply prediction unit that predicts a future demand amount of the resource for the operation of the facility equipment, and determines that a state in which a deviation from the constraint cannot be avoided occurs;
When the deviation of the constraint cannot be avoided, the restriction of which parameter is relaxed and how much based on the total cost of deviation of the constraint, which is the total cost of operation at the time of deviation of the community restriction calculated from the unit deviation amount cost for each factor. A constraint relaxation item determination unit that identifies a constraint deviation pattern that is a pattern of whether to operate the facility equipment;
Having community management system.
前記制約緩和項目決定部は、測定された前記外部環境の値を応じた因子毎逸脱量コストから算出される前記制約逸脱総コストに基づき前記制約逸脱パターンを特定する、
請求項1に記載のコミュニティ管理システム。 The constraint deviation cost calculating unit calculates a unit-specific deviation amount cost according to each of a plurality of values of the external environment,
The constraint relaxation item determination unit identifies the constraint departure pattern based on the total constraint departure cost calculated from the factor deviation cost according to the measured value of the external environment.
The community management system according to claim 1.
前記制約緩和項目決定部は、前記感度が所定の閾値以上のパラメータを制約緩和の対象とする、請求項1に記載のコミュニティ管理システム。 A determinant sensitivity analysis unit for calculating a sensitivity to the cost by the parameter for each parameter;
The community management system according to claim 1, wherein the constraint relaxation item determination unit sets a parameter whose sensitivity is equal to or higher than a predetermined threshold as a target of constraint relaxation.
請求項1に記載のコミュニティ管理システム。 With respect to the constraint departure pattern identified by the constraint relaxation item determination unit, a parameter that allows the departure of the constraint, a departure amount that is an amount that deviates from the constraint of the parameter, and the parameter deviates from the constraint A constraint relaxation cost presentation unit that presents the constraint departure occurrence cost to be generated and the constraint departure total cost at that time;
The community management system according to claim 1.
前記パラメータには前記設備機器を稼働させる従業員の勤務時間が含まれ、前記勤務時間についての制約は勤務可能時間であり、前記パラメータの前記制約の逸脱により発生するコストは前記従業員に対して支払う追加手当を含む、
請求項1に記載のコミュニティ管理システム。 The community is a factory that manufactures products as a result of the operation of the equipment.
The parameter includes working hours of an employee who operates the equipment, the constraint on the working time is workable time, and the cost caused by the deviation from the constraint on the parameter is for the employee Including additional benefits to pay,
The community management system according to claim 1.
請求項2に記載のコミュニティ管理システム。 A facility device control unit configured to control the facility device by setting the parameter within the range of the constraint set by the constraint setting unit;
The community management system according to claim 2.
請求項1に記載のコミュニティ管理システム。 The constraint relaxation item determination unit includes an incentive to be provided to a customer who cooperated in supply and demand adjustment of the resource in the total cost of deviation from the constraint.
The community management system according to claim 1.
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