JP6558460B1 - 水処理設備の管理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】貸し出した水処理設備に対し、定期作業を適切なタイミングで行えるようにする。【解決手段】水処理設備の管理装置は、水処理設備の貸し出し可否を示すステータス情報を含む在庫情報と、水処理設備の過去の貸し出し先での水処理情報、及び定期作業の実施履歴を含む使用履歴データとを格納する記憶部と、貸し出し候補となる水処理設備を抽出する抽出部と、水処理設備の貸し出し予約を受け付ける貸出設備決定部と、前記貸し出し候補又は貸し出し予約を受け付けた水処理設備について、前回の貸し出し先での前記定期作業の実施履歴に基づいて、新たな貸し出し先で定期作業を実施する時期を予測する定期作業計画策定部と、を備える。【選択図】図２
Description
本発明は、水処理設備の管理装置に関し、詳しくは一時的に貸し出す水処理設備に対する定期作業の管理を行う管理装置に関する。
半導体等の製造工場においては、製品の洗浄に、塩分等の不純物を除去した処理水（純水）が大量に使用される。一時的な製品生産規模の拡大に伴い、より大量の処理水が必要とされることがある。この課題を経済的に解決すべく、一時的に水処理設備を貸し出し、かつ水処理設備を構成する複数種のユニットの在庫を管理することで、同時に数多くの工場に効率良く水処理設備と水処理設備を構成する複数種のユニットの交換品とを提供する水処理設備提供システムが提案されている（例えば特許文献１参照）。
特許文献２には、リユース分離膜の流量、差圧、又はフラックスの運転データに基づいて、リユース分離膜を洗浄又は交換する時期を予測する方法が提案されている。また、リユース分離膜の識別情報と、リユース分離膜を使用していた水の含有成分や洗浄後の性能検査情報とを対応付け、リユース分離膜を効率的に在庫管理し、交換品を選定する管理装置が知られている（例えば特許文献３，４参照）。
貸し出した水処理設備が中長期的に使用される場合、分離膜やイオン交換樹脂等の水処理機器が汚れや劣化により処理不良を起こすおそれがあるため、定期的なメンテナンスが必要になる。処理不良の発生前にメンテナンスを実施し、安定的に水処理を行うためには、適切なメンテナンス計画を立てる必要がある。従来、標準的なメンテナンス計画をベースに、各担当者が自身の知識や経験でメンテナンス計画を立てていたため、作成したメンテナンス計画が実情に合わず、過度にメンテナンスを実施してコストが嵩んだり、メンテナンス実施前に処理不良が発生するおそれがあった。
本発明は、貸し出した水処理設備に対し、定期作業を適切なタイミングで行えるようにする水処理設備の管理装置を提供することを課題とする。
本発明による水処理設備の管理装置は、水処理設備の貸し出し可否を示すステータス情報を含む在庫情報と、水処理設備の過去の貸し出し先での水処理情報、及び定期作業の実施履歴を含む使用履歴データとを格納する記憶部と、前記在庫情報と新たな貸し出し先での水処理情報とに基づいて、貸し出し候補となる水処理設備を抽出する抽出部と、水処理設備の貸し出し予約を受け付ける貸出設備決定部と、前記貸し出し候補又は貸し出し予約を受け付けた水処理設備について、前回の貸し出し先での前記定期作業の実施履歴に基づいて、新たな貸し出し先で定期作業を実施する時期を予測する定期作業計画策定部と、を備えるものである。
本発明の一態様では、前記貸し出し候補について、前回の貸し出し先での水処理情報と、新たな貸し出し先での水処理情報との類似度を算出する類似度算出部をさらに備え、抽出された貸し出し候補を前記類似度と共に提示する。
本発明の一態様では、前記定期作業計画策定部は、水処理設備に使用されている水処理ユニット毎に、定期作業を実施する時期を予測する。
本発明の一態様では、前記定期作業計画策定部は、前記類似度が所定値未満の水処理設備については、定期作業の標準実施間隔に基づいて、新たな貸し出し先で定期作業を実施する時期を予測する。
本発明の一態様では、前記水処理情報は、原水及び処理水の種別、水量、水質及び水温の情報のいずれかを少なくとも含む。
本発明によれば、貸し出した水処理設備に対し、定期作業を適切なタイミングで行える。
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。
本発明の実施形態に係る管理システムは、顧客に貸し出す水処理設備の管理を行うものである。図１に示すように、水処理設備を構築するための水処理ユニットは複数の在庫拠点Ｓに保管されており、顧客の要求に応じて工場Ｆ等へ配送され、水処理設備が構築・設置される。管理センタ内の管理装置１は、在庫拠点Ｓに保管されている水処理設備（水処理ユニット）の在庫や、顧客に貸し出し中の水処理設備を管理している。
管理装置１は、水処理設備の貸し出し要求を受け付けると、要求された仕様を満たす水処理設備の在庫があるか否かを判定し、判定結果を提示する。管理装置１は、在庫のある水処理設備について、前回の貸し出し先における原水や処理水の水量・水質・水温等の情報と、新たな（今回の）貸し出し先における原水や処理水の水量・水質・水温等の情報との類似度を算出し、提示する。
類似度の高い水処理設備の各種制御項目の現在の設定値は、新たな貸し出し先での設定値と同じ（近似する）ものが多い。そのため、類似度の高い水処理設備を新たな貸し出し先に搬入した後、制御項目の設定に要する作業量が少なくなり、水処理設備を用いて水処理を早期に開始できる。
管理装置１は、貸し出す水処理設備を構築する複数の水処理ユニットの各々について、メンテナンス、部品交換、薬品補充等の定期作業が必要となる時期を予測し、交換品等の在庫状況と共に提示する。これにより、貸し出し後に必要となる交換品等を事前に準備し、定期作業をスムーズに行うことができる。
管理装置１は、定期作業の項目毎に、前回の貸し出し先における定期作業の実施間隔と、前回の貸し出し先で最後に定期作業を実施した時期とに基づいて、新たな貸し出し先で最初に定期作業を実施する時期を予測・決定し、作業計画を策定する。
水処理設備は、例えば、用水処理設備、排水処理設備（水回収を含む）、水処理設備周辺設備といった種別に大別できる。
用水処理設備としては、例えば、超純水製造設備、医療用純水製造設備などの純水製造設備、精製水製造設備、飲用水製造設備、軟水製造設備などの高度用水処理設備、海水淡水化設備、機能水製造設備といった特殊用水処理設備、などが挙げられる。
排水処理設備としては、例えば、クロム排水処理設備、シアン処理設備、フッ素処理設備、セレン処理設備、重金属処理設備などの無機排水処理設備、好気性生物処理設備、嫌気性生物処理設備、凝集分離設備などの有機排水処理設備、クーラント排水処理設備、メッキ排水処理設備、雨水処理設備、ヤード排水処理設備などの特定排水処理設備、などが挙げられる。
水処理設備周辺設備としては、例えば、ボイラ設備、冷却設備、薬注設備、脱水処理設備などの付帯設備、油回収設備、リン回収設備、フッ素回収設備などの有価物回収設備、などが挙げられる。
図２は、管理システムのブロック図である。顧客の工場Ｆ等に設置される水処理設備２は、制御部２０、監視部２１、通信部２２、及び複数の水処理ユニット２３を有する。水処理ユニット２３は、水処理設備に用いられる装置、機器であり、純水製造設備としては、例えば、活性炭フィルタ、逆浸透膜モジュール、電気式脱イオン装置、非再生型イオン交換器、膜式濾過器、脱気膜、水槽、ポンプ、バルブ等である。また、排水処理設備としては、例えば、散気装置、ブロワ、ＤＯ計やｐＨ計などの計器、浸漬膜、スクラバー、脱水機、放散装置、水槽、ポンプ、バルブ等である。各水処理ユニット２３には固有のＩＤ（識別情報）が割り当てられている。
監視部２１は、水処理設備２に設けられた各種センサ（図示略）を用いて、処理水量や処理水の水質、電流、電圧、振動、温度、圧力等を検出し、各水処理ユニット２３の運転状況を監視する。制御部２０は、各水処理ユニット２３の運転状況をその識別情報と対応付け、通信部２２により、インターネット等のネットワークを介して管理装置１に定期的に通知する。
管理装置１は、管理装置１の動作を統括的に制御する制御部としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）１０を有している。ＣＰＵ１０は、ＯＳ（Operating System）プログラムをベースとし、その上で、ミドルウェアやアプリケーションプログラムなどを実行する。ＣＰＵ１０には、バスを介して、記憶部１１、通信部１２、表示部１３、入力部１４等が接続されている。
記憶部１１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ハードディスク装置等を含む。ＲＯＭには、各種のプログラムが格納されており、これらのプログラムに従ってＣＰＵ１０が各種処理を実行することで管理装置１の各機能が実現される。ＲＡＭは、ＣＰＵ１０がプログラムに基づいて処理を実行する際にデータを一時的に格納するワークメモリとして使用される。
ハードディスク装置は、保有している水処理設備（水処理ユニット）の在庫情報や、水処理設備の運転状況を示す運転状況データ、水処理設備の使用履歴や定期作業の実施履歴を示す使用履歴データ等を格納する。水処理設備の使用履歴には、貸し出し先における原水の種別、水質、水量、水温や、処理水の種別、水質、水量、水温等を示す水処理情報が含まれる。
なお、原水の種別とは用水系では例えば上水、井水、工水、海水、河川水など、排水系・排水回収系では、有機排水、無機排水、総合排水、電子プロセス排水などが例示される。一方、処理水の種別とは、処理水の用途であり、食品・飲用、医薬製造、冷却塔補給水、ボイラ補給水、雑用水（一般用水）、半導体製造などが例示される。
通信部１２は、インターネット等を介して、水処理設備２の通信部２２と通信を行う。
表示部１３は、例えば液晶ディスプレイであり、各種画面を表示する。入力部１４は、管理者から各種の操作を受け付けるものであり、キーボードやマウス等である。
ＣＰＵ１０が記憶部１１に格納されている管理プログラムを実行することで、図３に示すように、貸出候補抽出部１５、類似度算出部１６、貸出設備決定部１７、在庫情報更新部１８、及び定期作業計画策定部１９が実現され、水処理設備の在庫管理、貸し出し予約、定期作業の計画策定等を行うことができる。なお、図示しないが、顧客工場内や在庫拠点などに据置した端末又はモバイル端末といった外部端末からインターネット等を介して管理装置１にアクセスすることにより、各種操作を行うこともできる。
各部の処理を図４に示すフローチャートに沿って説明する。図４に示すフローチャートは、水処理設備の予約方法を説明するものである。
まず、ユーザは、入力部１４を用いて、顧客が要求する水処理仕様を入力する（ステップＳ１）。例えば、処理水の種別、水量、水質、原水の種別等の水処理情報が入力される。
ユーザは、水処理設備を貸し出す予定日を入力する（ステップＳ２）。さらに、ユーザは、水処理設備を検索する際の絞り込み条件を設定する（ステップＳ３）。絞り込み条件の設定方法を、図５に示すフローチャートを用いて詳細に説明する。まず、ユーザは、抽出対象とする水処理設備のステータスを選択する（ステップＳ３１）。ステータスは、「貸出可」「貸出不可」からなり、「貸出可」は「予約可」「予約済」にさらに分類され、「貸出不可」は「修理中」「貸出中」に分類される。保有する全ての水処理設備の現在のステータスが、記憶部１１内の在庫情報に記録されている。
「予約可」は、現在、在庫拠点Ｓに保管されており、すぐに貸し出すことができる状態にあることを意味する。「予約済」は、現在、在庫拠点Ｓに保管されているが、既に予約されていることを意味する。この「予約済」は、先に予約したユーザと交渉し、他の水処理設備へ替えてもらうことが可能なため、「貸出可」に含まれる。
「修理中」は、現在、構成する水処理ユニット等を修理していて使用できない状態にあることを意味する。「貸出中」は、現在貸し出されており、在庫拠点Ｓに無いことを意味する。
ステータスが「貸出不可」となっている水処理設備を抽出対象とし（ステップＳ３２＿Ｙｅｓ）、さらに、ステップＳ２で入力した貸出予定日よりも後に貸し出し可能になる水処理設備を抽出対象とする場合（ステップＳ３３＿Ｙｅｓ）、貸出予定日から貸し出し可能になるまでの期間を入力する（ステップＳ３４）。
貸出予定日よりも後に貸し出し可能になる水処理設備とは、例えば、貸出予定日よりも後に返却される水処理設備や、貸出予定日よりも後に修理が完了する水処理設備である。貸出予定日からの期間を「１ヶ月」と入力した場合、貸出予定日から１ヶ月以内に返却又は修理が完了する水処理設備が抽出対象に含まれる。
このようにして絞り込み条件を設定した後、貸出候補抽出部１５が、貸し出しする水処理設備の候補を抽出する（図４、ステップＳ４）。貸出候補抽出部１５は、ステップＳ１で入力された仕様を満たし、かつ、設定された絞り込み条件を満たす水処理設備を貸し出し候補として抽出する。
例えば、貸出候補抽出部１５は、在庫拠点Ｓに保管されている水処理設備、及び貸し出し予定日よりも前に返却される現在貸し出し中の水処理設備の中から、ステップＳ１で入力された顧客からの要求を満たす水処理設備を抽出する。
類似度算出部１６は、抽出した貸し出し候補の各々について、前回の貸し出し先での水処理情報（貸し出し中の場合は現在の貸し出し先での水処理情報）と、ステップＳ１で入力された今回の（新たな）貸し出し先における水処理情報（水処理仕様）との類似度を、所定の計算式を用いて算出する（ステップＳ５）。
類似度の算出については、２つの集合の要素がどの程度似ているか（一致度）を数量化した類似性の指標の算出方法として一般に知られた手法を用いることができ、例えば、コサイン類似度、ジャッカード係数、ダイス係数、シンプソン係数などを用いることができる。ここでは、重み付き特性ベクトルを用いたコサイン類似度を例に挙げて説明する。
まず、水処理設備の管理項目（電流、電圧、振動、温度、圧力など）や、水の管理項目（水量、水温、物質濃度、ＯＲＰ、ｐＨなど）から、類似度の算出に使用するｎ個の項目を選定する。
直前の貸出先ｂの各項目ｘｂ１〜ｘｂｎ、次回の貸出先ａの各項目ｘａ１〜ｘａｎの数値を入力し、以下のように、それぞれの特徴ベクトルｘｂ、ｘａを算出する。入力する数値は、そのものの数値（生データ）でもよいし、当該数値から基準値を引いた値でもよい。
選定した各項目について、対応する重みｋ１〜ｋｎの数値を入力し、以下のような重みベクトルｋを算出する。
以下のように、水処理設備全体の観点について類似度を算出する。
続いて、管理項目毎に類似度を算出する。
定期作業計画策定部１９は、記憶部１１内の使用履歴データに基づいて、定期作業の項目毎に、新たな貸し出し先で最初に定期作業を実施する時期を予測する（ステップＳ６）。定期作業には、ＲＯ膜交換、ライニング点検・補修、薬品補充等の複数の項目が含まれる。
定期作業計画策定部１９は、前回の貸し出し先での定期作業の実施間隔、及び最後に定期作業を行った時期から、次回定期作業を行う時期、すなわち新たな貸し出し先で最初に定期作業を実施する時期を予測する。例えば、図６に示すように、前回の貸し出し先で時期Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３に定期作業を実施した場合、時期Ｔ１からＴ２までの期間Ｐ１、時期Ｔ２からＴ３までの期間Ｐ２の平均期間Ｐ（＝（Ｐ１＋Ｐ２）／２）を算出する。時期Ｔ３から算出した期間Ｐが経過した時期Ｔｓが、次回の定期作業の実施予測時期となる。
前回の貸し出し先と、今回の（新たな）貸し出し先とで水処理情報が類似している場合（類似度が所定値以上の場合）、定期作業の実施間隔も同程度になることが見込まれる。そのため、次回の定期作業の実施時期Ｔｓを精度良く予測できる。
貸出候補抽出部１５が抽出した水処理設備の貸し出し候補のリストが、算出された類似度と共に、表示部１３に表示される。リストでは、水処理設備全体の観点の類似度が高い（総合的に類似性の高い）順に候補を表示してもよい。ユーザがリストから候補を選択すると、選択された水処理設備の詳細情報を示す画面が表示部１３に表示される。
図７に示すように、詳細情報画面には、ステータス、所在地、使用期間、構成する水処理ユニットの情報等が表示される。所在地は、この水処理設備が現在どこにあるかを示すものであり、在庫拠点Ｓや貸し出し先の位置が表示される。履歴ボタン６１を押すと、過去の使用履歴が表示される。
構成ユニット毎に（定期作業毎に）、使用期間、最終メンテナンス日（最後に定期作業を実施した日）、次回メンテナンス予定月（次回の定期作業の実施月）などが表示される。
貸し出す水処理設備を決定して予約ボタン６０を押すと（ステップＳ７）、貸出設備決定部１７が予約を受け付け、この水処理設備の貸し出し先、貸し出し期間の入力画面に切り替える。ユーザは、入力部１４を用いて、貸し出し先や貸し出し期間（顧客の使用期間）を入力する（ステップＳ８）。
在庫情報更新部１８は、予約された水処理設備について、ステータスを「予約済」にして、在庫情報を更新する（ステップＳ９）。このようにして、水処理設備の予約が行われる。また、ステップＳ１で入力した水量・水質情報が、この水処理設備に対応付けて使用履歴データに登録される。
在庫情報更新部１８は、水処理設備が在庫拠点Ｓから発送されたり、貸出先から返却されたり、修理が完了したりして状況が変化する都度、在庫情報のステータスを更新する。
このように、本実施形態によれば、貸し出し候補の水処理設備を、前回の貸し出し先での水処理情報と、今回の貸し出し先における水処理情報との類似度と共に提示できる。在庫の水処理設備の制御項目の設定は、前回の貸し出し先での設定のままとなっており、類似度が高い場合は、設定を変える必要のない制御項目や、僅かな変更で済む制御項目が多い。
類似度の高い場所で使用されていた水処理設備を貸し出すことで、新たな貸し出し先での制御項目の設定に要する作業量を抑え、水処理を開始するまでに要する時間を短縮できる。
また、前回の貸し出し先と今回の貸し出し先とで水処理情報の類似度が高い場合、定期作業の実施間隔も同程度となる。そのため、前回の貸し出し先での定期作業の実施間隔や、最後に定期作業を実施した時期から、新しい貸し出し先で最初の定期作業がいつ行われるかを精度良く予測し、必要な部品、薬品等を準備しておくことができる。
上記実施形態では、前回の貸し出し先における定期作業の実施間隔等に基づいて次回の定期作業の実施時期を予測する例について説明したが、例えば、前回の貸し出し先における水処理情報と、今回の貸し出し先における水処理情報との類似度が高くない（所定値未満の）場合は、水処理情報の類似度が高い過去の貸し出し先における定期作業の実施間隔を参照してもよい。また、同様の構成の水処理設備の過去の貸し出し先における水処理情報との類似度が高い場合は、その貸し出し先での定期作業の実施間隔を参照してもよい。
水処理ユニット毎に、定期作業の標準実施間隔を設定しておき、前回の貸し出し先との水処理情報の類似度が高くない（所定値未満の）場合は、標準実施間隔に基づいて、次回の定期作業の実施時期を予測してもよい。
上記実施形態において、定期作業計画策定部１９は、貸出予約を受け付けた水処理設備について、前回の貸し出し先での定期作業の実施間隔や、最後に定期作業を実施した時期から、新しい貸し出し先で最初の定期作業をいつ行うかを予測し、計画を策定してもよい。
本発明におけるステータス情報として少なくとも予約可、予約済、修理中及び貸出中が例示されるが、他にも必要に応じて、例えば輸出手続中、廃棄中、発送中、在庫確認中など項目を追加してもよい。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
１ 管理装置
２ 水処理設備
２ 水処理設備
Claims (4)
- 複数の水処理ユニットを有した水処理設備の貸し出し可否を示すステータス情報を含む在庫情報と、水処理設備の過去の貸し出し先での水処理情報、及び定期作業の実施履歴を含む使用履歴データとを格納する記憶部と、
前記在庫情報と新たな貸し出し先での水処理情報とに基づいて、貸し出し候補となる水処理設備を抽出する抽出部と、
水処理設備の貸し出し予約を受け付ける貸出設備決定部と、
前記貸し出し候補又は貸し出し予約を受け付けた水処理設備について、該水処理設備に使用されている水処理ユニット毎に、前回の貸し出し先での前記定期作業の実施間隔と、前回の貸し出し先で最後に定期作業を実施した時期とに基づいて、新たな貸し出し先で定期作業を実施する時期を予測する定期作業計画策定部と、
を備える水処理設備の管理装置。 - 前記貸し出し候補について、前回の貸し出し先での水処理情報と、新たな貸し出し先での水処理情報との類似度を算出する類似度算出部をさらに備え、
抽出された貸し出し候補を前記類似度と共に提示することを特徴とする請求項１に記載の水処理設備の管理装置。 - 前記定期作業計画策定部は、前記類似度が所定値未満の水処理設備については、定期作業の標準実施間隔に基づいて、新たな貸し出し先で定期作業を実施する時期を予測することを特徴とする請求項２に記載の水処理設備の管理装置。
- 前記水処理情報は、原水及び処理水の種別、水量、水質及び水温の情報のいずれかを少なくとも含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の水処理設備の管理装置。
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