JP7156975B2 - 運営評価装置、運営評価方法、およびプログラム - Google Patents
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Description
《工場評価システム》
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
図1は、第1の実施形態に係る工場評価システムの構成を示す概略図である。
工場評価システム1は、複数の生産設備10、計測システム20、および工場評価装置30を備える。
図2は、第1の実施形態に係る工場評価装置の構成を示す概略ブロック図である。
工場評価装置30は、取得部301、基礎データ算出部302、評価値特定部303、総合評価部304、予測モデル記憶部305、学習部306、重要度特定部307、評価値予測部308、評価値出力部309、変更部310、シミュレート部311を備える。
基礎データ算出部302は、例えば、計算対象となる時間帯のうち各生産設備10の電流値から、各生産設備10の消費電力量を算出する。基礎データ算出部302は、例えば、計算対象となる時間帯のうち非生産設備11の電流値から、各非生産設備11の消費電力量を算出する。
生産設備10の効率は、正味稼働時間を稼働時間で除算して得られる値であるため、生産設備10の正味稼働時間は、生産設備10の効率に係る量の一例である。
具体的には、評価値特定部303は、以下の手順で総合設備効率およびエネルギー原単位を算出する。評価値特定部303は、稼働時間を負荷時間で除算することで各生産設備10の稼働率を算出する。評価値特定部303は、正味稼働時間を稼働時間で除算することで各生産設備10の効率を算出する。評価値特定部303は、良品数を生産数量で除算することで各生産設備10の品質を算出する。評価値特定部303は、稼働率と効率と品質とを乗算することで、各生産設備10の総合設備効率を算出する。評価値特定部303は、消費電力量を生産数量で除算することで、各生産設備10のエネルギー原単位を算出する。
なお、予測モデルが回帰木である場合、重要度特定部307は、決定木の変数重要度を重要度として特定してもよい。
シミュレート部311は、変更部310によって変更された工場計測データを予測モデル記憶部305が記憶する予測モデルに入力することで、運転計画の変更後の総合設備効率およびエネルギー原単位を予測する。運転計画の変更後の総合設備効率およびエネルギー原単位は、修正評価値の一例である。
図3は、第1の実施形態に係る工場評価装置の動作を示すフローチャートである。
利用者が工場評価装置30に総合評価値の出力指示を入力すると、取得部301は、計測システム20から工場計測データを取得する(ステップS1)。
評価値出力部309は、図4に示すような総合評価値の表示画面を生成し、出力する(ステップS15)。
工場F全体の総合評価値の表示画面には、工場F全体の総合評価値の時系列を表すグラフと、工場F全体のエネルギー原単位の時系列を表すグラフと、工場F全体の総合設備効率の時系列を表すグラフと、が含まれる。総合評価値の時系列を表すグラフは、縦軸に総合評価値をとり、横軸に時刻をとるグラフである。エネルギー原単位の時系列を表すグラフは、縦軸にエネルギー原単位をとり、横軸に時刻をとるグラフである。総合設備効率の時系列を表すグラフは、縦軸に総合設備効率をとり、横軸に時刻をとるグラフである。各グラフのうち、現在時刻より左側の評価値は、ステップS2からステップS9の処理によって求められた値である。現在時刻より右側の評価値は、ステップS14の処理によって求められた値である。
これにより、利用者は、総合評価値の過去の推移と将来の予測値とを一覧することができる。したがって、利用者は、総合評価値の予測値が計画値から乖離することが予測される場合に、先んじて対策を講じることができる。
また利用者は、エネルギー原単位の時系列を表すグラフおよび総合設備効率の時系列を表すグラフを視認することで、総合評価値が高い時や低い時に、その原因が生産効率にあるのか、エネルギー効率にあるのかを容易に認識することができる。
また、評価値出力部309は、図5に示すような工場計測データの重要度の表示画面を生成し、出力する(ステップS16)。重要度の表示画面には、工場計測データの項目が、重要度の降順に並べて表示される。各項目には、重要度の大きさを示すグラフと、過去の学習毎の重要度の順位の時系列とが関連付けて表示される。
これにより、利用者は、工場Fの運転計画の見直しにあたって、工場計測データの重要度の表示画面を参照することで、見直すべき項目の決定に役立てることができる。例えば、重要度が大きい項目ほど総合評価値に与える影響が大きいことから、重要度が大きい項目について改善を図ることを考えることができる。また、利用者は、現在の重要度の順位の変動を観察することで、工場の状態の推移を観測することができる。
評価値出力部309は、図6に示すような修正総合評価値の表示画面を生成し、出力する(ステップS20)。修正総合評価値の表示画面は、図4に示す総合評価値の表示画面に、修正総合評価値のプロットPを追加したものである。これにより、利用者は、運転計画の変更の妥当性を検証することができる。
このように、第1の実施形態によれば、工場評価装置30は、予測モデルを用いて、評価時刻における工場計測データに基づいて、評価時刻の一定時間後における評価値を予測し、出力する。これにより、工場評価装置30は、工場Fの運営にあたり、将来の運営に係る評価値(KPI)を予測することができる。
図7は、第1の実施形態に係る工場評価装置を用いた運営計画の見直しの例を示す図である。例えば、図7に示すように、工場評価装置30が評価時刻において一定時間後にKPIが大きく下がること示す表示画面を生成した場合、工場評価装置30の利用者は、KPIの計画値と実績値との間に乖離が生じる前ないし微小な乖離が生じた時点で、将来的な乖離の発生を知ることができる。これにより、利用者は対応策を取ることが可能となり、事前ないし早期の運営計画の立て直しを行うことができる。
以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、他の実施形態においては、上述の処理の順序が適宜変更されてもよい。また、一部の処理が並列に実行されてもよい。
図9は、少なくとも1つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ90は、プロセッサ91、メインメモリ92、ストレージ93、インタフェース94を備える。
上述の工場評価装置30は、コンピュータ90に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ93に記憶されている。プロセッサ91は、プログラムをストレージ93から読み出してメインメモリ92に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、プロセッサ91は、プログラムに従って、上述した予測モデル記憶部305に対応する記憶領域をメインメモリ92に確保する。
10 生産設備
20 計測システム
30 工場評価装置
301 取得部
302 基礎データ算出部
303 評価値特定部
305 予測モデル記憶部
306 学習部
307 重要度特定部
308 評価値予測部
304 総合評価部
309 評価値出力部
310 変更部
311 シミュレート部
Claims (8)
- 一の時点における工場の運営に係る複数種類のデータを入力することで、前記一の時点から一定時間後の時点における前記工場の運営に関する評価値を出力するように学習された学習済みモデルである予測モデルを用いて、所定の評価時刻における前記工場の運営に係る入力データに基づいて、前記評価時刻の一定時間後における前記評価値を予測する評価値予測部と、
前記評価値に係る情報を出力する評価値出力部と
を備え、
前記予測モデルは、前記評価値として、前記工場の消費エネルギーに係るエネルギー評価値と、前記工場の稼働率に係る稼働率評価値とを出力する
運営評価装置。 - 前記エネルギー評価値と前記稼働率評価値とに基づいて、前記消費エネルギーが低いほど高く、かつ前記稼働率が高いほど高い総合評価値、または、前記消費エネルギーが低いほど低く、かつ前記稼働率が高いほど低い総合評価値を算出する総合評価部を備え、
前記評価値出力部は、前記エネルギー評価値、前記稼働率評価値、および前記総合評価値を出力する
請求項1に記載の運営評価装置。 - 一の時点における工場の運営に係る複数種類のデータを入力することで、前記一の時点から一定時間後の時点における前記工場の運営に関する評価値を出力するように学習された学習済みモデルである予測モデルを用いて、所定の評価時刻における前記工場の運営に係る入力データに基づいて、前記評価時刻の一定時間後における前記評価値を予測する評価値予測部と、
前記予測モデルにおける、前記入力データの種類別に重要度を特定する重要度特定部と、
前記入力データの種類別の重要度を出力する評価値出力部と
を備える運営評価装置。 - 前記重要度特定部は、前記予測モデルを更新したときに、前記重要度を特定し、
前記評価値出力部は、前記入力データの種類別の重要度の時系列を出力する
請求項3に記載の運営評価装置。 - 一の時点における工場の運営に係る複数種類のデータを入力することで、前記一の時点から一定時間後の時点における前記工場の運営に関する評価値を出力するように学習された学習済みモデルである予測モデルを用いて、所定の評価時刻における前記工場の運営に係る入力データに基づいて、前記評価時刻の一定時間後における前記評価値を予測する評価値予測部と、
前記入力データの値の変更を受け付ける変更部と、
前記予測モデルを用いて、前記変更部によって変更された前記入力データの値に基づいて、前記評価時刻の一定時間後における評価値である修正評価値を予測するシミュレート部と、
前記評価値に係る情報および前記修正評価値に係る情報を出力する評価値出力部と
を備える運営評価装置。 - 前記入力データは、工場の設備の稼働率に係るデータと、前記設備の消費エネルギーに係るデータとを含む
請求項1から請求項5の何れか1項に記載の運営評価装置。 - 一の時点における工場の運営に係る複数種類のデータを入力することで、前記一の時点から一定時間後の時点における前記工場の運営に関する評価値を出力するように学習された学習済みモデルである予測モデルを用いて、所定の評価時刻における前記工場の運営に係る入力データに基づいて、前記評価時刻の一定時間後における前記評価値を予測するステップと、
前記評価値に係る情報を出力するステップと
を備え、
前記予測モデルは、前記評価値として、前記工場の消費エネルギーに係るエネルギー評価値と、前記工場の稼働率に係る稼働率評価値とを出力する
運営評価方法。 - コンピュータに、
一の時点における工場の運営に係る複数種類のデータを入力することで、前記一の時点から一定時間後の時点における前記工場の運営に関する評価値を出力するように学習された学習済みモデルである予測モデルを用いて、所定の評価時刻における前記工場の運営に係る入力データに基づいて、前記評価時刻の一定時間後における前記評価値を予測するステップと、
前記評価値に係る情報を出力するステップと
を実行させ、
前記予測モデルは、前記評価値として、前記工場の消費エネルギーに係るエネルギー評価値と、前記工場の稼働率に係る稼働率評価値とを出力する
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