JP7250205B1 - Learning model generation method, learning model generation device, combustion prediction method, combustion prediction device, and program - Google Patents
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Abstract
【課題】炉の燃焼に関する目的変数の予測精度を高める。【解決手段】コンピュータが、制御変数としての燃料の投入量と、炉の状態情報と、投入量と状態情報に対応する目的変数の測定値とを教師データとして取得し、コンピュータが、教師データを用い、投入量と状態情報を入力、目的変数の予測値を出力とする学習モデルを生成する学習モデル生成方法を提供する。【選択図】図1Kind Code: A1 To improve the prediction accuracy of an objective variable related to combustion in a furnace. A computer obtains, as teaching data, a fuel input amount as a control variable, furnace state information, and a measured value of an objective variable corresponding to the input amount and the state information, and the computer obtains the teaching data. Provided is a learning model generation method for generating a learning model in which the amount of input and state information are input and the predicted value of the objective variable is output. [Selection drawing] Fig. 1
Description
本発明は、学習モデル生成方法、学習モデル生成装置、燃焼予測方法、燃焼予測装置及びプログラムに関する。 The present invention relates to a learning model generation method, a learning model generation device, a combustion prediction method, a combustion prediction device, and a program.
産業用の燃焼炉の運転や管理は、長年、現場の作業員が担っている。しかし、作業員による属人的な調整は、精度のばらつきに加え、技能の継承に問題がある。また、作業員による調整は基本的に主観による。このため、現在の調整が最適解かも分からない。 The operation and maintenance of industrial combustion furnaces has long been the responsibility of field workers. However, individual adjustment by workers causes problems in skill inheritance in addition to variations in accuracy. In addition, adjustment by workers is basically subjective. Therefore, it is not known whether the current adjustment is the optimum solution.
産業用の燃焼炉における炉内の状態は時々刻々と変化する。例えば炉内に投入される廃棄物の量や種類(以下「状態変数」という。)が排出源の都合で変動することがある。また、燃料として投入される燃料ガスや空気(以下「制御変数」という。)と状態変数の関係は複雑であり、燃焼の結果として燃焼炉から排出されるガス(以下「排出ガス」という。)の濃度、火炎輻射量、被加熱物の表面温度等(以下「目的変数」という。)を正確に予測することは難しい。 The conditions inside an industrial combustion furnace change from moment to moment. For example, the amount and type of waste (hereinafter referred to as "state variables") charged into the furnace may fluctuate depending on the emission source. In addition, the relationship between the fuel gas and air (hereinafter referred to as "control variables") and the state variables is complex, and the gas discharged from the combustion furnace as a result of combustion (hereinafter referred to as "exhaust gas"). It is difficult to accurately predict the concentration of , the amount of flame radiation, the surface temperature of the object to be heated, etc. (hereinafter referred to as "objective variables").
本発明の目的は、炉の燃焼に関する目的変数の予測精度を高めることである。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to improve the accuracy of prediction of target variables related to furnace combustion.
請求項1に記載の発明は、コンピュータが、制御変数としての燃料の投入量と、炉の状態情報と、当該投入量と当該状態情報に対応する目的変数の測定値とを教師データとして取得し、コンピュータが、前記教師データを用い、前記投入量と前記状態情報を入力、前記目的変数の予測値を出力とする学習モデルを生成する、学習モデル生成方法であり、前記教師データを、前記炉で前記燃料だけが燃焼される期間、当該炉で廃棄物だけが燃焼される期間、当該炉で当該燃料と当該廃棄物とが一緒に燃焼される期間別に取得し、コンピュータが、前記期間別に取得された教師データを使用して、当該期間毎に前記学習モデルを生成する、学習モデル生成方法である。
請求項2に記載の発明は、前記廃棄物だけが燃焼される期間又は前記燃料と当該廃棄物とが一緒に燃焼される期間に対応する前記学習モデルは、当該廃棄物の組成の違い別に取得された前記教師データを使用して、当該組成の違い別に生成される、請求項1に記載の学習モデル生成方法である。
請求項3に記載の発明は、前記廃棄物は、他の設備からの廃液、他の設備からの廃油、他の設備からのプロセス排ガス、被焼却物の少なくとも1つである、請求項1又は2に記載の学習モデル生成方法である。
請求項4に記載の発明は、コンピュータが、制御変数としての燃料の投入量と、炉の状態情報と、当該投入量と当該状態情報に対応する目的変数の測定値とを教師データとして取得し、コンピュータが、前記教師データを用い、前記投入量と前記状態情報を入力、前記目的変数の予測値を出力とする学習モデルを生成する、学習モデル生成方法であり、前記教師データの取得と前記学習モデルの生成には、前記炉に対する廃棄物の投入に使用するノズルの数と投入に使用したノズルの位置の違いの少なくとも一方を反映する、学習モデル生成方法である。
請求項5に記載の発明は、制御変数としての燃料の投入量と、炉の状態情報と、当該投入量と当該状態情報に対応する目的変数の測定値とを教師データとして取得する取得部と、前記教師データを用い、前記投入量と前記状態情報を入力、前記目的変数の予測値を出力とする学習モデルを生成する学習部を有する、学習モデル生成装置であり、前記取得部が、前記教師データを、前記炉で前記燃料だけが燃焼される期間、当該炉で廃棄物だけが燃焼される期間、当該炉で当該燃料と当該廃棄物とが一緒に燃焼される期間別に取得し、前記学習部が、前記期間別に取得された教師データを使用して、当該期間毎に前記学習モデルを生成する、学習モデル生成装置である。
請求項6に記載の発明は、制御変数としての燃料の投入量と、炉の状態情報と、当該投入量と当該状態情報に対応する目的変数の測定値とを教師データとして取得する取得部と、前記教師データを用い、前記投入量と前記状態情報を入力、前記目的変数の予測値を出力とする学習モデルを生成する学習部を有する、学習モデル生成装置であり、前記教師データの取得と前記学習モデルの生成には、前記炉に対する廃棄物の投入に使用するノズルの数と投入に使用したノズルの位置の違いの少なくとも一方を反映する、学習モデル生成装置である。
請求項7に記載の発明は、コンピュータに、制御変数としての燃料の投入量と、炉の状態情報と、当該投入量と当該状態情報に対応する目的変数の測定値とを教師データとして取得する機能と、前記教師データを用い、前記投入量と前記状態情報を入力、前記目的変数の予測値を出力とする学習モデルを生成する機能と、を実現させるためのプログラムであり、前記取得する機能が、前記教師データを、前記炉で前記燃料だけが燃焼される期間、当該炉で廃棄物だけが燃焼される期間、当該炉で当該燃料と当該廃棄物とが一緒に燃焼される期間別に取得し、前記学習モデルを生成する機能が、前記期間別に取得された教師データを使用して、当該期間毎に前記学習モデルを生成する、プログラムである。
請求項8に記載の発明は、コンピュータに、制御変数としての燃料の投入量と、炉の状態情報と、当該投入量と当該状態情報に対応する目的変数の測定値とを教師データとして取得する機能と、前記教師データを用い、前記投入量と前記状態情報を入力、前記目的変数の予測値を出力とする学習モデルを生成する機能と、を実現させるためのプログラムであり、前記教師データの取得と前記学習モデルの生成には、前記炉に対する廃棄物の投入に使用するノズルの数と投入に使用したノズルの位置の違いの少なくとも一方を反映する、プログラムである。
請求項9に記載の発明は、コンピュータが、制御変数としての燃料の投入量と、炉の状態情報と、当該投入量と当該状態情報に対応する目的変数の測定値との関係を学習した学習モデルに対し、当該投入量の測定値と当該状態情報の測定値を入力として与え、対応する目的変数の予測値を出力する、燃焼予測方法であり、前記学習モデルとして、前記炉で前記燃料だけが燃焼される期間、当該炉で廃棄物だけが燃焼される期間、当該炉で当該燃料と当該廃棄物とが一緒に燃焼される期間別に取得された教師データを使用して生成された当該期間別の学習モデルを使用する、燃焼予測方法である。
請求項10に記載の発明は、コンピュータが、制御変数としての燃料の投入量と、炉の状態情報と、当該投入量と当該状態情報に対応する目的変数の測定値との関係を学習した学習モデルに対し、当該投入量の測定値と当該状態情報の測定値を入力として与え、対応する目的変数の予測値を出力する、燃焼予測方法であり、前記学習モデルとして、教師データの取得と前記学習モデルの生成に際し、前記炉に対する廃棄物の投入に使用するノズルの数と投入に使用したノズルの位置の違いの少なくとも一方を反映した学習モデルを使用する、燃焼予測方法である。
請求項11に記載の発明は、制御変数としての燃料の投入量と、炉の状態情報と、当該投入量と当該状態情報に対応する目的変数の測定値との関係を学習した学習モデルと、前記投入量と前記状態情報が入力として与えられた場合、当該投入量の測定値と当該状態情報の測定値を前記学習モデルに与え、前記目的変数の予測値を出力する予測部と、を有する燃焼予測装置であり、前記学習モデルとして、前記炉で前記燃料だけが燃焼される期間、当該炉で廃棄物だけが燃焼される期間、当該炉で当該燃料と当該廃棄物とが一緒に燃焼される期間別に取得された教師データを使用して生成された当該期間別の学習モデルを使用する、燃焼予測装置である。
請求項12に記載の発明は、制御変数としての燃料の投入量と、炉の状態情報と、当該投入量と当該状態情報に対応する目的変数の測定値との関係を学習した学習モデルと、前記投入量と前記状態情報が入力として与えられた場合、当該投入量の測定値と当該状態情報の測定値を前記学習モデルに与え、前記目的変数の予測値を出力する予測部と、を有する燃焼予測装置であり、前記学習モデルとして、教師データの取得と前記学習モデルの生成に際し、前記炉に対する廃棄物の投入に使用するノズルの数と投入に使用したノズルの位置の違いの少なくとも一方を反映した学習モデルを使用する、燃焼予測装置である。
請求項13に記載の発明は、コンピュータに、制御変数としての燃料の投入量と、炉の状態情報と、当該投入量と当該状態情報に対応する目的変数の測定値との関係を学習した学習モデルに対し、当該投入量の測定値と当該状態情報の測定値を入力として与え、前記目的変数の予測値を出力する機能を実現させるためのプログラムであり、前記学習モデルとして、前記炉で前記燃料だけが燃焼される期間、当該炉で廃棄物だけが燃焼される期間、当該炉で当該燃料と当該廃棄物とが一緒に燃焼される期間別に取得された教師データを使用して生成された当該期間別の学習モデルを使用する、プログラムである。
請求項14に記載の発明は、コンピュータに、制御変数としての燃料の投入量と、炉の状態情報と、当該投入量と当該状態情報に対応する目的変数の測定値との関係を学習した学習モデルに対し、当該投入量の測定値と当該状態情報の測定値を入力として与え、前記目的変数の予測値を出力する機能を実現させるためのプログラムであり、前記学習モデルとして、教師データの取得と前記学習モデルの生成に際し、前記炉に対する廃棄物の投入に使用するノズルの数と投入に使用したノズルの位置の違いの少なくとも一方を反映した学習モデルを使用する、プログラムである。
請求項15に記載の発明は、コンピュータが、制御変数としての対象物の燃焼に使用する燃料ガスの投入量と、炉の状態情報と、当該投入量と当該状態情報に対応する目的変数の測定値とを教師データとして取得し、コンピュータが、前記教師データを用い、前記投入量と前記状態情報を入力、前記目的変数の予測値を出力とする学習モデルを生成する、学習モデル生成方法である。
請求項16に記載の発明は、前記状態情報は、前記炉から排出される特定ガスの原因物質を含む廃棄物の投入量と、当該廃棄物における当該原因物質の濃度と、当該廃棄物の粘度のうちの少なくとも1つを含む、請求項15に記載の学習モデル生成方法である。
請求項17に記載の発明は、前記教師データは、前記燃料ガスの投入量と、廃棄物の投入量と、当該燃料ガスと当該廃棄物の投入から予め定めた時間後に測定された前記測定値との組み合わせである、請求項15に記載の学習モデル生成方法である。
請求項18に記載の発明は、コンピュータが、前記学習モデルを用いて予測した前記予測値と実際の測定値との誤差を用いて当該学習モデルを修正する、請求項15に記載の学習モデル生成方法である。
請求項19に記載の発明は、前記状態情報は、プロセス排ガス、廃油、廃液、被焼却物、炉内の酸素濃度、炉内の温度、炉壁の温度の少なくとも1つを含む、請求項15に記載の学習モデル生成方法である。
請求項20に記載の発明は、前記目的変数は、CO、CO2、NOx、SOx、煤塵、ダイオキシン、未燃焼の前記燃料ガス、温室効果ガス、火炎輻射量、被加熱物の表面温度の少なくとも1つを含む、請求項15に記載の学習モデル生成方法である。
請求項21に記載の発明は、制御変数としての対象物の燃焼に使用する燃料ガスの投入量と、炉の状態情報と、当該投入量と当該状態情報に対応する目的変数の測定値とを教師データとして取得する取得部と、前記教師データを用い、前記投入量と前記状態情報を入力、前記目的変数の予測値を出力とする学習モデルを生成する学習部を有する、学習モデル生成装置である。
請求項22に記載の発明は、コンピュータに、制御変数としての対象物の燃焼に使用する燃料ガスの投入量と、炉の状態情報と、当該投入量と当該状態情報に対応する目的変数の測定値とを教師データとして取得する機能と、前記教師データを用い、前記投入量と前記状態情報を入力、前記目的変数の予測値を出力とする学習モデルを生成する機能と、を実現させるためのプログラムである。
請求項23に記載の発明は、コンピュータが、制御変数としての対象物の燃焼に使用する燃料ガスの投入量と、炉の状態情報と、当該投入量と当該状態情報に対応する目的変数の測定値との関係を学習した学習モデルに対し、当該投入量の測定値と当該状態情報の測定値を入力として与え、対応する目的変数の予測値を出力する、燃焼予測方法である。
請求項24に記載の発明は、制御変数としての対象物の燃焼に使用する燃料ガスの投入量と、炉の状態情報と、当該投入量と当該状態情報に対応する目的変数の測定値との関係を学習した学習モデルと、前記投入量と前記状態情報が入力として与えられた場合、当該投入量の測定値と当該状態情報の測定値を前記学習モデルに与え、前記目的変数の予測値を出力する予測部と、を有する燃焼予測装置である。
請求項25に記載の発明は、コンピュータに、制御変数としての対象物の燃焼に使用する燃料ガスの投入量と、炉の状態情報と、当該投入量と当該状態情報に対応する目的変数の測定値との関係を学習した学習モデルに対し、当該投入量の測定値と当該状態情報の測定値を入力として与え、前記目的変数の予測値を出力する機能を実現させるためのプログラムである。
In the invention according to
In the invention according to
The invention according to
In the invention according to
The invention according to
The invention according to
In the invention according to
According to the eighth aspect of the invention, the computer acquires, as teaching data, a fuel input amount as a control variable, furnace state information, and a measured value of an objective variable corresponding to the input amount and the state information. and a function of generating a learning model using the teacher data, inputting the input amount and the state information, and outputting the predicted value of the objective variable, wherein Acquisition and generation of the learning model is a program that reflects at least one of the number of nozzles used to inject waste into the furnace and/or differences in nozzle positions used in injecting.
According to the ninth aspect of the invention, the computer learns the relationship between the amount of fuel input as a control variable, the state information of the furnace, and the measured value of the objective variable corresponding to the input amount and the state information. A combustion prediction method for inputting a measured value of the input amount and a measured value of the state information to a model, and outputting a predicted value of the corresponding objective variable, wherein the learning model is the fuel only in the furnace. is burned, the period when only the waste is burned in the furnace, and the period when the fuel and the waste are burned together in the furnace. A combustion prediction method that uses a different learning model.
In the invention according to
The invention according to
The invention according to
According to a thirteenth aspect of the invention, the computer learns the relationship between the amount of fuel input as a control variable, the state information of the furnace, and the measured value of the objective variable corresponding to the input amount and the state information. A program for realizing a function of inputting a measured value of the input amount and a measured value of the state information to a model and outputting a predicted value of the objective variable, wherein the learning model is the furnace. Generated using training data obtained by the period in which only fuel is burned, the period in which only waste is burned in the furnace, and the period in which the fuel and the waste are burned together in the furnace It is a program that uses a learning model for each period.
In the invention according to
In the fifteenth aspect of the present invention, the computer measures an input amount of fuel gas used for combustion of an object as a control variable, furnace state information, and an objective variable corresponding to the input amount and the state information. A learning model generation method in which values are acquired as teaching data, and a computer generates a learning model using the teaching data, inputting the input amount and the state information, and outputting the predicted value of the objective variable. .
According to a sixteenth aspect of the invention, the state information includes the input amount of waste containing the causative substance of the specific gas discharged from the furnace, the concentration of the causative substance in the waste, and the viscosity of the waste. The learning model generation method according to
According to a seventeenth aspect of the invention , the teaching data includes the input amount of the fuel gas , the input amount of the waste, and the measured value measured after a predetermined time from the input of the fuel gas and the waste. 16. The learning model generation method according to
The invention according to
The invention according to
In the invention according to
In the invention according to
In the invention according to
In the twenty-third aspect of the present invention, the computer measures an input amount of fuel gas used for combustion of an object as a control variable, furnace state information, and objective variables corresponding to the input amount and the state information. This is a combustion prediction method in which the measured value of the input amount and the measured value of the state information are given as inputs to a learning model that has learned the relationship with the value, and the predicted value of the corresponding objective variable is output.
According to the twenty-fourth aspect of the present invention, the amount of fuel gas used for combustion of an object as a control variable, state information of the furnace, and the measured value of the objective variable corresponding to the amount of input and the state information. When a learning model that has learned the relationship and the input amount and the state information are given as inputs, the measured value of the input amount and the measured value of the state information are given to the learning model, and the predicted value of the objective variable is calculated. and a prediction unit that outputs a combustion prediction device.
According to the twenty-fifth aspect of the invention, the computer stores, as control variables, an input amount of fuel gas used for combustion of an object , furnace state information, and measurement of objective variables corresponding to the input amount and the state information. It is a program for realizing the function of outputting the predicted value of the objective variable by giving the measured value of the input amount and the measured value of the state information as inputs to the learning model that has learned the relationship with the value.
請求項1記載の発明によれば、燃焼環境別に学習モデルを生成することで目的変数の予測精度を一段と高めることができる。
請求項2記載の発明によれば、廃棄物の組成別に学習モデルを生成することで目的変数の予測精度を一段と高めることができる。
請求項3記載の発明によれば、廃棄物の組成別に学習モデルを生成することで目的変数の予測精度を一段と高めることができる。
請求項4記載の発明によれば、ノズルの数と投入に使用したノズルの位置の違いを含めて学習モデルを生成することで目的変数の予測精度を一段と高めることができる。
請求項5記載の発明によれば、燃焼環境別に学習モデルを生成することで目的変数の予測精度を一段と高めることができる。
請求項6記載の発明によれば、ノズルの数と投入に使用したノズルの位置の違いを含めて学習モデルを生成することで目的変数の予測精度を一段と高めることができる。
請求項7記載の発明によれば、燃焼環境別に学習モデルを生成することで目的変数の予測精度を一段と高めることができる。
請求項8記載の発明によれば、ノズルの数と投入に使用したノズルの位置の違いを含めて学習モデルを生成することで目的変数の予測精度を一段と高めることができる。
請求項9記載の発明によれば、燃焼環境別に学習モデルを生成することで目的変数の予測精度を一段と高めることができる。
請求項10記載の発明によれば、ノズルの数と投入に使用したノズルの位置の違いを含めて学習モデルを生成することで目的変数の予測精度を一段と高めることができる。
請求項11記載の発明によれば、燃焼環境別に学習モデルを生成することで目的変数の予測精度を一段と高めることができる。
請求項12記載の発明によれば、ノズルの数と投入に使用したノズルの位置の違いを含めて学習モデルを生成することで目的変数の予測精度を一段と高めることができる。
請求項13記載の発明によれば、燃焼環境別に学習モデルを生成することで目的変数の予測精度を一段と高めることができる。
請求項14記載の発明によれば、ノズルの数と投入に使用したノズルの位置の違いを含めて学習モデルを生成することで目的変数の予測精度を一段と高めることができる。
請求項15記載の発明によれば、炉の燃焼に関する目的変数の予測精度を高めることができる。
請求項16記載の発明によれば、炉から排出される特定ガスの予測精度を高めることができる。
請求項17記載の発明によれば、目的変数の予測精度を一段と高めることができる。
請求項18記載の発明によれば、学習モデルの精度を効率的に向上できる。
請求項19記載の発明によれば、炉の燃焼に関する目的変数の予測精度を高めることができる。
請求項20記載の発明によれば、炉の燃焼に関する目的変数の予測精度を高めることができる。
請求項21記載の発明によれば、炉の燃焼に関する目的変数の予測精度を高めることができる。
請求項22記載の発明によれば、炉の燃焼に関する目的変数の予測精度を高めることができる。
請求項23記載の発明によれば、炉の燃焼に関する目的変数の予測精度を高めることができる。
請求項24記載の発明によれば、炉の燃焼に関する目的変数の予測精度を高めることができる。
請求項25記載の発明によれば、炉の燃焼に関する目的変数の予測精度を高めることができる。
According to the first aspect of the invention, by generating a learning model for each combustion environment, it is possible to further improve the prediction accuracy of the objective variable.
According to the second aspect of the invention, the prediction accuracy of the objective variable can be further improved by generating a learning model for each waste composition.
According to the third aspect of the invention, the prediction accuracy of the target variable can be further improved by generating a learning model for each waste composition.
According to the fourth aspect of the invention, the prediction accuracy of the objective variable can be further improved by generating the learning model including the number of nozzles and the difference in the positions of the nozzles used for injection.
According to the fifth aspect of the invention, by generating a learning model for each combustion environment, it is possible to further improve the prediction accuracy of the objective variable.
According to the sixth aspect of the invention, by generating a learning model including the number of nozzles and the difference in the positions of the nozzles used for injection, it is possible to further improve the prediction accuracy of the objective variable.
According to the seventh aspect of the invention, by generating a learning model for each combustion environment, it is possible to further improve the prediction accuracy of the objective variable.
According to the eighth aspect of the invention, by generating a learning model including the number of nozzles and the difference in the positions of the nozzles used for injection, it is possible to further improve the prediction accuracy of the objective variable.
According to the ninth aspect of the invention, by generating a learning model for each combustion environment, it is possible to further improve the prediction accuracy of the objective variable.
According to the tenth aspect of the invention, the prediction accuracy of the objective variable can be further improved by generating the learning model including the number of nozzles and the difference in the positions of the nozzles used for injection.
According to the eleventh aspect of the invention, by generating a learning model for each combustion environment, it is possible to further improve the prediction accuracy of the objective variable.
According to the twelfth aspect of the invention, by generating a learning model including the number of nozzles and the difference in the positions of the nozzles used for injection, it is possible to further improve the prediction accuracy of the objective variable.
According to the thirteenth aspect of the invention, by generating a learning model for each combustion environment, it is possible to further improve the prediction accuracy of the objective variable.
According to the fourteenth aspect of the invention, by generating a learning model including the number of nozzles and the difference in the positions of the nozzles used for injection, it is possible to further improve the prediction accuracy of the objective variable.
According to the fifteenth aspect of the invention, it is possible to improve the prediction accuracy of the target variable relating to the combustion of the furnace.
According to the sixteenth aspect of the invention, it is possible to improve the prediction accuracy of the specific gas discharged from the furnace.
According to the seventeenth aspect of the invention , it is possible to further improve the prediction accuracy of the objective variable.
According to the eighteenth aspect of the invention, the accuracy of the learning model can be efficiently improved.
According to the nineteenth aspect of the invention, it is possible to improve the prediction accuracy of the objective variable relating to the combustion of the furnace.
According to the twentieth aspect of the invention, it is possible to improve the prediction accuracy of the objective variable relating to the combustion of the furnace.
According to the twenty- first aspect of the invention, it is possible to improve the prediction accuracy of the objective variable relating to the combustion of the furnace.
According to the twenty-second aspect of the invention, it is possible to improve the prediction accuracy of the objective variable relating to the combustion of the furnace.
According to the twenty-third aspect of the present invention, it is possible to improve the prediction accuracy of the objective variable relating to combustion in the furnace.
According to the twenty-fourth aspect of the invention, it is possible to improve the prediction accuracy of the objective variable relating to the combustion of the furnace.
According to the twenty-fifth aspect of the invention, it is possible to improve the prediction accuracy of the objective variable relating to the combustion of the furnace.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
<実施の形態1>
<システム構成>
本実施の形態では、廃棄物を燃焼する燃焼炉について説明する。特に、排出源の都合で廃棄物の投入量や投入される廃棄物の種類の組み合わせや比率が時々刻々と変化する燃焼炉について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<
<System configuration>
In this embodiment, a combustion furnace for burning waste will be described. In particular, a combustion furnace in which the input amount of waste and the combination and ratio of the types of waste to be input change from moment to moment according to the convenience of the emission source will be described.
この種の燃焼炉は、炉内の状態が時々刻々と変化する。このため、燃焼炉から排出される排出ガス等の予測が、廃棄物の投入量などが一定に制御される燃焼炉に比して格段に難しい。そこで、本実施の形態では、各時点の燃焼により発生する廃棄物の濃度等を正確に予測するための予想モデルを機械学習により生成する仕組みについて説明する。 In this type of combustion furnace, the state inside the furnace changes from moment to moment. For this reason, it is much more difficult to predict the exhaust gas and the like discharged from the combustion furnace than in the case of the combustion furnace in which the amount of waste input is controlled to be constant. Therefore, in the present embodiment, a mechanism for generating a prediction model for accurately predicting the concentration of waste generated by combustion at each time point by machine learning will be described.
図1は、実施の形態1で想定する燃焼炉システム1の概念構成を説明する図である。
図1の場合、破線で示す大枠が、燃焼炉10と予測モデル生成装置20とが設置される建屋や敷地の外縁を表している。図1では、燃焼炉10を1つのみ表しているが、建屋や敷地内の燃焼炉10を1つに限る意図ではない。
図1に示す燃焼炉10には、被燃焼物として、廃棄物(例えばプロセス排ガス、廃油、廃液)、燃料ガス(都市ガス、空気)が投入され、燃焼反応の結果物として排出ガスが排出される。
FIG. 1 is a diagram illustrating a conceptual configuration of a
In the case of FIG. 1, the outline indicated by the dashed line represents the outer edge of the building or site where the
In the
都市ガスと空気は、廃棄物を燃焼するための燃料である。都市ガスは、例えばメタンを主成分とする天然ガスである。なお、都市ガスに代えて、例えばプロパンやブタンを主成分とする液化石油ガス(いわゆるLPG)を投入してもよい。都市ガスとLPGは、炭化水素系燃料の代表例である。この他、燃料ガスとして、アンモニアガス、アンモニアと都市ガスの混合ガス、アンモニアと水素の混合ガス等を燃焼炉10に投入してもよい。
なお、都市ガスの流量QN[Nm3/h]と空気の流量QA[Nm3/h]は、制御変数の一例である。
City gas and air are fuels for burning waste. City gas is, for example, natural gas whose main component is methane. Instead of city gas, for example, liquefied petroleum gas (so-called LPG) containing propane or butane as a main component may be introduced. City gas and LPG are representative examples of hydrocarbon fuels. In addition, ammonia gas, a mixed gas of ammonia and city gas, a mixed gas of ammonia and hydrogen, or the like may be fed into the
The city gas flow rate Q N [Nm 3 /h] and the air flow rate Q A [Nm 3 /h] are examples of control variables.
廃棄物は、製造プロセスや化学反応プロセスの副産物であり、廃棄の対象となる物質をいう。廃棄物は、気体として排出される場合もあれば、液体として排出される場合もあれば、固体として排出される場合もある。
気体としての廃棄物の代表例には、プロセス排ガスがある。液体としての廃棄物の代表例には、廃油や廃液がある。
Waste refers to substances that are by-products of manufacturing processes and chemical reaction processes and that are subject to disposal. Waste may be discharged as a gas, as a liquid, or as a solid.
A representative example of waste as a gas is process exhaust gas. Typical examples of liquid waste include waste oil and waste liquid.
廃油は油分を含む液体をいう。
廃液は、各プロセスから回収される液体である。本実施の形態では、油分を含まない液体を廃液という。廃液には、冷却や洗浄に使用した後の汚染水の他、有機系の液体等がある。また、複数のプロセスで個別から排出された液体の混合液を含む。
本実施の形態では、燃焼炉10で燃焼される液体を総称して「廃液」と呼ぶこともある。この意味での廃液には、油分を含む液体も含まれる。
固体としての廃棄物には、ゴミ、削りカス、切れ端などがある。
Waste oil refers to a liquid containing oil.
Wastewater is the liquid recovered from each process. In the present embodiment, liquid that does not contain oil is referred to as waste liquid. The waste liquid includes contaminated water after being used for cooling and cleaning, as well as organic liquids and the like. It also includes mixtures of liquids discharged from multiple processes separately.
In this embodiment, the liquid combusted in the
Solid waste includes dust, shavings, scraps, and the like.
なお、プロセス排ガスの流量Qp[Nm3/h]、廃油の流量QH[Nm3/h]、廃液の流量QD[Nm3/h]、炉内の酸素濃度XO[%]、炉内の温度T[℃]、炉壁の温度T[℃]は、炉の状態を表す変数(すなわち「状態変数」)の一例である。ここでの状態変数は、特許請求の範囲における「状態情報」の一例である。
因みに、状態変数としての廃棄物の重さは[ton/h]で表される。
各流量は流量計により、酸素濃度は酸素濃度計により、温度は温度センサにより、重さは重量計により、それぞれリアルタイムで測定される。
In addition, the flow rate of process exhaust gas Qp [Nm 3 /h], the flow rate of waste oil QH [Nm 3 /h], the flow rate of waste liquid QD [Nm 3 /h], the oxygen concentration in the furnace X O [%], the furnace The internal temperature T [°C] and the furnace wall temperature T [°C] are examples of variables representing the state of the furnace (that is, “state variables”). The state variable here is an example of "state information" in the claims.
Incidentally, the weight of waste as a state variable is represented by [ton/h].
Each flow rate is measured in real time by a flow meter, oxygen concentration by an oxygen concentration meter, temperature by a temperature sensor, and weight by a weight scale.
排出ガスは、燃焼炉10で燃焼される物質によって異なるが、例えばCO、CO2、NOx、SOx、煤塵、ダイオキシン、未燃焼の燃料ガス、温室効果ガス、炭化水素ガス等である。本実施の形態では、排出ガスに含まれる特定のガス成分を「特定ガス」という。
この他、燃焼反応の結果を表す情報には、火炎輻射量[W/m2]、被加熱物の表面温度T[℃]もある。例えば排出ガスの濃度、火炎輻射量、被加熱物の表面温度は、目的変数の一例である。この他、目的変数には、被加熱効率[%]もある。
Exhaust gas varies depending on the substance burned in the
In addition, the information representing the results of the combustion reaction includes the amount of flame radiation [W/m 2 ] and the surface temperature T [°C] of the object to be heated. For example, the concentration of exhaust gas, the amount of flame radiation, and the surface temperature of the object to be heated are examples of objective variables. In addition, the objective variable includes the heating efficiency [%].
濃度は濃度計により、火炎輻射量と被加熱効率は計算により、表面温度は温度センサにより、それぞれリアルタイムで測定される。被加熱効率は、例えば燃焼炉10に投入された熱量と被加熱物の表面温度を用いて計算される。
もっとも、本実施の形態で想定する燃焼炉10に限ると、被加熱物は存在しない。このため、被加熱物の表面温度の測定は、燃焼炉10を加熱炉又は溶融炉として使用する場合に実行する。被加熱物には、例えばガラス、鉄、酸化アルミニウム、灰がある。
Concentration is measured in real time by a densitometer, flame radiation and heating efficiency are calculated, and surface temperature is measured by a temperature sensor. The heating efficiency is calculated using, for example, the amount of heat input to the
However, as far as the
<装置構成>
図2は、予測モデル生成装置20の構成例を説明する図である。
予測モデル生成装置20は、装置全体の動作を制御するプロセッサ201と、BIOS等が記録されたROM202と、プロセッサ201のワークエリアとして用いられるRAM203と、各種のデータを記録する補助記憶装置204と、燃焼炉10(図1参照)の各部に設置されたセンサと通信する通信インタフェース205とを有している。なお、プロセッサ201と他の処理部は、バスその他の信号線206を通じて相互に接続されている。
<Device configuration>
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the prediction
The prediction
プロセッサ201と、ROM202と、RAM203は、いわゆるコンピュータとして機能する。すなわち、予測モデル生成装置20は、例えばサーバ、デスクトップ型のコンピュータ、ノート型のコンピュータで構成される。
プロセッサ201は、プログラムの実行を通じて各種の機能を実現する。
The
The
本実施の形態では、プログラムの1つとして、制御変数と、状態情報と、目的変数の各測定値を教師データとして使用して、制御変数と状態情報を入力として与えた場合に目的変数の予測値を出力する予測モデルを生成するプログラムを想定する。
他のプログラムの1つとして、燃焼炉10の各部に設けたセンサから取得される制御変数と状態情報の各測定値を予測モデルに入力して、目的変数の予測値を出力するプログラムを想定する。
In this embodiment, as one of the programs, each measured value of the control variable, the state information, and the objective variable is used as teacher data, and the objective variable is predicted when the control variable and the status information are given as inputs. Consider a program that generates a predictive model that outputs values.
As one of the other programs, a program is assumed in which measured values of control variables and state information acquired from sensors provided in each part of the
補助記憶装置204は、例えばハードディスク装置や半導体メモリである。本実施の形態における補助記憶装置204には、生成された予測モデル204Aが記憶される。ここでの予測モデル204Aは、いわゆる学習モデルの一例である。従って、予測モデル204Aを生成する予測モデル生成装置20は、「学習モデル生成装置」の一例である。
The
<予測モデルの生成処理>
図3及び図4を参照して、排出ガスの濃度を予測する予測モデル204A(図2参照)の生成処理について説明する。
図3は、実施の形態1における予測モデル204Aの生成に使用する変数の一例を説明する図である。図3には、図1との対応部分に対応する符号を付して示している。図3に示すように、予測モデル204Aの生成には、必ずしも図1に示した変数の全てを用いる必要はない。
<Prediction model generation processing>
The process of generating the
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of variables used to generate
燃焼炉10に投入される都市ガスの流量は、バルブ101の開度により調整される。
燃焼炉10に投入される空気の流量は、バルブ102の開度により調整される。
廃液槽103から燃焼炉10には廃液が投入される。図3の場合、廃液槽103と燃焼炉10の間には流量を調整するバルブは設けられていない。このため、廃液槽103から燃焼炉10に投入される廃液の流量は常に変動する。もっとも、バルブの設置を妨げるものではない。
なお、図3では、廃液槽103から燃焼炉10に廃液が投入されているが、プロセスの各工程で発生される廃液を燃焼炉10に直接投入してもよい。
The flow rate of city gas introduced into the
The flow rate of air introduced into the
Waste liquid is introduced into the
In FIG. 3, the waste liquid is introduced into the
生産ライン等104から燃焼炉10には廃液やプロセス排ガスが投入される。なお、廃液とプロセス排ガスの両方が燃焼炉10に投入される必要はなく、いずれか一方だけが燃焼炉10に投入されてもよい。ここでの廃液やプロセス排ガスの流量も常に変動する。
燃焼炉10では、炉内に投入された都市ガス、空気、廃液、プロセス排ガスが燃焼され、排出ガスが排出される。燃焼炉10内の燃焼反応は、炉内の温度や炉壁の温度の影響を受ける。炉内の温度や炉壁の温度も時々刻々と変化する。
なお、廃液槽103や生産ライン等104は、特許請求の範囲における「他の設備」の一例である。
Waste liquid and process exhaust gas are introduced into the
In the
The
図4は、排出ガスの濃度を予測値とする予測モデルの生成手順を説明するフローチャートである。図中に示す記号のSはステップを意味する。図4に示す生成手順は、学習モデル生成方法の一例である。
なお、図4に示す生成手順は、プロセッサ201(図2参照)によるプログラムの実行を通じて実現される。
FIG. 4 is a flow chart for explaining the procedure for generating a prediction model using the concentration of exhaust gas as a prediction value. The symbol S shown in the figure means a step. The generation procedure shown in FIG. 4 is an example of a learning model generation method.
The generation procedure shown in FIG. 4 is realized through program execution by the processor 201 (see FIG. 2).
まず、プロセッサ201は、教師データを取得する(ステップ1)。ここでの教師データは、制御変数としての燃料(例えば都市ガスと空気)の投入量と、炉の状態情報(例えば廃液の流量、プロセス排ガスの流量、炉内の温度、炉壁の温度)と、投入量と状態情報に対応する目的変数(例えば排出ガスの濃度)の測定値として与えられる。
First, the
次に、プロセッサ201は、教師データを学習する(ステップ2)。具体的には、プロセッサ201は、制御変数と炉の状態情報を入力層に入力すると、出力層から目的変数の予測値が出力されるように中間層のパラメータの学習を進める。
1つの教師データについて学習が実行されると、プロセッサ201は、未処理の教師データがあるか否かを判定する(ステップ3)。
Next,
After learning is performed for one teacher data, the
未処理の教師データがある場合、ステップ3で肯定結果が得られる。この場合、プロセッサ201は、ステップ1に戻り、未処理の教師データの1つが学習用に選択される。
なお、未処理の教師データがない場合、ステップ3で否定結果が得られる。この場合、プロセッサ201は、予測モデル204A(図2参照)の生成処理を終了する。この結果、都市ガスの流量、空気の流量、廃液の流量、被燃焼物の量、プロセス排ガスの流量、炉内の温度、炉壁の温度を入力とし、排出ガスの濃度の予測値を出力とする予測モデル204Aが生成される。
A positive result is obtained in
If there is no unprocessed teacher data, a negative result is obtained in
<予測値の出力>
図5は、予測モデル204A(図2参照)を用いる排出ガスの濃度の予測機能を説明する図である。この予測機能も、プロセッサ201によるプログラムの実行を通じて実現される。図5に示す予測部210の機能は、特許請求の範囲における「燃焼予測装置」の一例である。
プロセッサ201によるプログラムの実行を通じて実現される排出ガスの濃度の予測部210は、燃焼炉10で測定された燃料ガスの投入量と状態情報(廃液の投入量等)の現在値を入力する。
<Output of predicted value>
FIG. 5 is a diagram illustrating the exhaust gas concentration prediction function using the
An exhaust gas
本実施の形態における予測部210は、入力された現在値を予測モデルに与え、排出ガスの濃度の予測値を出力する。この予測部210による予測動作は、燃焼予測方法の一例である。
なお、予測モデル204Aは補助記憶装置204に記憶されている。
Note that the
<実施の形態1のまとめ>
本実施の形態で説明した予測モデル204Aを用いれば、燃焼炉10内に投入される廃棄物(プロセス排ガス、廃油、廃液)の量や種類が排出源の都合で常に変動する場合でも、燃焼炉10から排出される排出ガスの濃度(目的変数)をリアルタイムで高い精度で予測することが可能になる。
なお、予測モデル204Aの学習には、燃料(都市ガスと空気)の投入量と、炉の状態情報(プロセス排ガス、廃液)の投入量と、各値の投入時に排出された排出ガスの濃度(目的変数)の測定値が教師データとして使用される。この予測モデル204Aに、燃料(都市ガスと空気)の投入量と炉の状態情報(プロセス排ガス、廃液)の投入量を入力すると、燃焼炉10から排出される排出ガスの濃度が予測値として出力される。
<Summary of
By using the
The learning of the
なお、本実施の形態では、予測モデル204Aを使用して、燃焼炉10から排出される排出ガスの濃度を予測しているが、燃焼炉10内の火炎輻射量を予想してもよいし、燃焼炉10内で加熱される被加熱物の表面温度を予想してもよい。また、燃焼炉10の燃焼効率を予測してもよい。
また、予想する物理量は1つに限らず、排出ガスの濃度、火炎輻射量、被加熱物の表面温度のうちの任意の2つ又は3つ全てを一度に予想してもよい。その場合には、これら複数の物理量を予測値として出力するように予測モデル204Aを学習させる。
In the present embodiment, the
Moreover, the physical quantity to be predicted is not limited to one, and any two or all three of the concentration of the exhaust gas, the amount of flame radiation, and the surface temperature of the object to be heated may be predicted at once. In that case, the
また、図3の説明では、状態変数として廃棄物の投入量と炉内の温度、炉壁の温度を想定しているが、状態変数には炉内の酸素濃度を含めてもよい。
ところで、廃棄物の投入量は、プロセス排ガスと廃液と廃油の3つ全てである必要はなく、これらのうちの少なくとも1つに着目してもよい。換言すると、燃焼炉10は、プロセス排ガスと廃液と廃油のうち任意の1つ又は複数の投入を想定してもよい。
また、本実施の形態では、制御変数として都市ガスと空気の投入量を想定しているが、前述したように、都市ガス以外の燃料ガスが燃焼炉10に投入される場合にも応用が可能である。
In addition, in the description of FIG. 3, the state variables are assumed to be the input amount of waste, the temperature in the furnace, and the temperature of the furnace wall, but the state variables may include the oxygen concentration in the furnace.
By the way, the input amount of waste does not have to be all three of process exhaust gas, waste liquid and waste oil, and at least one of them may be focused on. In other words, the
In addition, in the present embodiment, the input amounts of city gas and air are assumed as control variables. is.
<実施の形態2>
<原因物質の含有量に着目する学習>
ここでは、実施の形態2に係る技術を説明するために、燃焼炉10から排出されるCOガスの濃度を予測する場合について説明する。
燃焼炉10からCOガスが発生するメカニズムには、以下のメカニズム1及び2が考えられる。
<
<Learning focusing on the content of causative substances>
Here, in order to explain the technique according to the second embodiment, a case of predicting the concentration of CO gas discharged from the
・メカニズム1:
燃焼炉10内に投入される霧状の廃液により火炎が冷却され、CO2を生成する酸化反応が途中で凍結し、COとして排出される。
・メカニズム2:
C分を多く含む廃液が大量に投入された結果、一部のC分が完全燃焼せず、COとして排出される。ここでのC分は、COの原因物質である。
・ Mechanism 1:
The flame is cooled by the atomized waste liquid introduced into the
・Mechanism 2:
As a result of a large amount of waste liquid containing a large amount of carbon being put in, part of the carbon is not completely burned and is discharged as CO. The C content here is the causative substance of CO.
本実施の形態は、メカニズム2に着目する。
廃液全体の投入量は同じでも、C分を多く含む廃液を燃焼する場合と、C分をほとんど含まない廃液を燃焼する場合とでは、燃焼炉10から排出されるCOの濃度が異なる。
そこで、本実施の形態では、廃液等の投入量に加え、排出ガスの原因物資であるC分の濃度や粘度の情報を、予測モデル204Aの学習に使用する。因みに、C分の含有量が多い廃液の粘度は高く、C分の含有量が少ない廃液の粘度は低いので、粘度が分かると、廃液に含まれるC分の含有量を特定することができる。
This embodiment focuses on the
Even if the amount of the entire waste liquid is the same, the concentration of CO discharged from the
Therefore, in the present embodiment, in addition to the input amount of waste liquid and the like, information on the concentration and viscosity of the C component, which is the causative substance of the exhaust gas, is used for learning of the
<予測モデルの生成処理1>
図6は、生成処理1における予測モデル204A(図2参照)の生成に使用する変数の一例を説明する図である。図6には、図3との対応部分に対応する符号を付して示している。図6の場合、教師データには、廃液等の投入量だけでなく、廃液等に含まれるC分の濃度や廃液等の粘度の測定値が含まれる。ここでの濃度や粘度の測定値は、リアルタイム値である。
<Prediction
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of variables used to generate the
生成処理1では、各時点で投入される廃液等に含まれるC分の含有量の違いを予測モデルの学習に反映する。
具体的には、COガスの原因物質であるC分の含有量の違い別に教師データを用意し、用意された教師データを用いてC分の含有量別の予測モデルを学習する。このようにC分の含有量別の予測モデルを用意することにより、廃液等の投入量だけに着目する予測モデルよりも、COガスの濃度の予測精度の向上が期待される。
In the
Specifically, teacher data is prepared for each difference in content of C, which is a causative substance of CO gas, and a prediction model for each content of C is learned using the prepared teacher data. By preparing a prediction model for each C component content in this way, it is expected that the prediction accuracy of the concentration of CO gas will be improved as compared with a prediction model that focuses only on the input amount of waste liquid or the like.
なお、燃焼炉10に投入されるC分の含有量は、時間により変化する場合と時間によらず一定の場合がある。
C分の含有量の時間変化は、例えば排出源単位で廃液に含まれるC分の濃度等が時間で変化する場合に生じる。このようにC分の含有量が時間変化する場合には、各時点におけるC分の含有量に応じて予測モデルを切り替える方が、投入量だけで学習した予測モデルを使用する場合よりも、各時点に排出されるCOガスの濃度の予測精度が向上する。
It should be noted that the content of C charged into the
The change in the content of C content over time occurs, for example, when the concentration of C content in the waste liquid changes with time for each discharge source. In this way, when the C content changes over time, it is better to switch the prediction model according to the C content at each time than to use a prediction model learned only from the input amount. The accuracy of predicting the concentration of CO gas emitted at the time is improved.
C分の濃度等が時間によらず一定の場合でも、C分の含有量がC1の廃液等を燃焼するA社の燃焼炉10と、C分の含有量がC2の廃液等を燃焼するB社の燃焼炉10とでは、廃液等の投入量が同じでもCOガスの濃度は異なる。
そこで、A社の燃焼炉10には含有量C1で学習した予測モデルを使用し、B社の燃焼炉10には含有量C2で学習した予測モデルを使用することにより、投入量だけで学習した予測モデルを使用する場合よりも、各時点に排出されるCOガスの濃度の予測精度が向上する。
Even if the concentration of C content is constant regardless of time, the
Therefore, the prediction model learned with the content C1 is used for the
かくして、生成処理1では、予測モデル204Aの学習に使用する教師データとして、燃料(都市ガスと空気)の投入量と、炉の状態情報(プロセス排ガス、廃液)の投入量と、排出ガスの原因物質であるC分の廃液中の濃度と、各値の投入時に排出された排出ガスの濃度(目的変数)の測定値を使用する。
なお、教師データには、C分の廃液中の濃度に代えて廃液の粘度を用いてもよいし、C分の廃液中の濃度と廃液の粘度の両方を用いてもよい。
また、プロセス排ガス中のC分の濃度を教師データに含めてもよい。
Thus, in the
The teacher data may use the viscosity of the waste liquid instead of the concentration of the C component in the waste liquid, or may use both the concentration of the C component in the waste liquid and the viscosity of the waste liquid.
Also, the concentration of C in the process exhaust gas may be included in the training data.
<予測モデルの生成処理2>
図7は、生成処理2における予測モデル204A(図2参照)の生成に使用する変数の他の例を説明する図である。図7には、図6との対応部分に対応する符号を付して示している。
図7の場合、廃液等に含まれるC分の濃度や粘度の各時点の測定値に代えてC分の累計量(時間積分値)を教師データに含める。C分の累計量は、例えば各時点のC分量(=投入量×濃度)の時間積分値として計算される。
<Prediction
FIG. 7 is a diagram illustrating another example of variables used to generate the
In the case of FIG. 7, instead of measuring the concentration and viscosity of C contained in the waste liquid at each point in time, the cumulative amount of C (time integral value) is included in the teaching data. The cumulative amount of C is calculated, for example, as a time integral value of the amount of C (=input amount×concentration) at each time point.
生成処理2では、燃焼炉10に投入されたC分の累積量が大きい場合に、廃液等に含まれるC分の含有量の一時的な増減がCOガスの濃度の変化に現れない状況の他、燃焼炉10に投入されたC分の累積量が小さい場合に、廃液等に含まれるC分の含有量の一時的な増減がCOガスの濃度の変化に即座に反映する状況を想定する。
このような場合には、図7に示すように、C分の累積量を教師データに含めることが求められる。
In the
In such a case, as shown in FIG. 7, it is required to include the cumulative amount of C in the teacher data.
かくして、生成処理2では、予測モデル204Aの学習に使用する教師データとして、燃料(都市ガスと空気)の投入量と、炉の状態情報(プロセス排ガス、廃液)の投入量と、排出ガスの原因物質であるC分の廃液中の累計量と、各値の投入時に排出された排出ガスの濃度(目的変数)の測定値を使用する。
なお、C分の含有量を表す情報として廃液の粘度が与えられる場合には、C分の累積量を、各時点のC分量(=α×投入量×粘度)の時間積分値で計算する。αは係数である。
この他、燃焼炉10に投入されたプロセス排ガスに由来のC分の累積量を教師データに含めてもよい。
Thus, in the
When the viscosity of the waste liquid is given as information representing the content of C, the cumulative amount of C is calculated by the time integral value of the amount of C (=α×input amount×viscosity) at each time point. α is a coefficient.
In addition, the teacher data may include the cumulative amount of C derived from the process exhaust gas fed into the
<実施の形態2のまとめ>
本実施の形態で説明した予測モデル204Aを用いれば、燃焼炉10内に投入される廃棄物(プロセス排ガス、廃油、廃液)中に含まれる特定ガス(すなわちCO)の原因物質の濃度等の違いや濃度等の時間変化によらず、燃焼炉10から排出される排出ガスの濃度(目的変数)をリアルタイムで高い精度で予測することが可能になる。
因みに、予測モデル204Aの学習には、廃液等に含まれる原因物資の濃度と粘度の両方を用いてもよい。
<Summary of
Using the
Incidentally, both the concentration and the viscosity of the causative substance contained in the waste liquid or the like may be used for the learning of the
なお、図6及び図7の説明では、排出ガス中に含まれる特定ガスをCOとし、その原因物質としてC分を想定しているが、特定ガスとしてNOxを想定する場合には、その原因物質として窒化物を考慮すればよい。また、特定ガスとしてSOxを想定する場合には、その原因物質として硫化物を考慮すればよい。また、特定ガスとしてダイオキシンを想定する場合には、その原因物質として塩素化合物と芳香族化合物を考慮すればよい。 6 and 7, CO is assumed to be the specific gas contained in the exhaust gas, and C is assumed to be the causative substance. Nitride can be considered as Further, when SOx is assumed as the specific gas, sulfide may be considered as the causative substance. When dioxin is assumed as the specific gas, chlorine compounds and aromatic compounds may be considered as causative substances.
因みに、廃液等に含まれる原因物質の含有量別の予測モデル204Aの生成には、後述する図9~図11と同様の手法を適用すればよい。
また、排出ガスの濃度の予測には、後述する図12と同様の手法を適用すればよい。すなわち、現在の廃液等に含まれる原因物質の含有量に応じ、排出ガスの濃度の予測に使用する予測モデル204Aを切り替えればよい。
Incidentally, a method similar to that shown in FIGS. 9 to 11, which will be described later, may be applied to generate the
Also, a method similar to that shown in FIG. 12, which will be described later, may be applied to predict the concentration of the exhaust gas. In other words, the
<実施の形態3>
<廃棄物の内容の組み合わせの違いに着目する学習>
ここでは、時間の経過とともに、燃焼炉10に投入される廃棄物の内容の組み合わせが変化する場合について説明する。
前述した実施の形態では、燃焼炉10に投入される廃棄物の内容の組み合わせが一定の場合を想定している。
しかし、前述した廃油と、廃液と、プロセス排ガスの3つが常に同時に投入されるとは限らない。
<
<Learning focusing on differences in combinations of waste content>
Here, a case will be described where the combination of the contents of the waste thrown into the
In the embodiment described above, it is assumed that the combination of the contents of the wastes thrown into the
However, the above-mentioned waste oil, waste liquid, and process exhaust gas are not always fed at the same time.
図8は、1つの燃焼炉10において想定される燃焼パターンを説明する図表である。図8では、燃焼炉10で燃焼される被燃焼物として、燃料と廃棄物を想定している。また、廃棄物として、廃液、廃油、被焼却物、プロセス排ガスを想定している。
もっとも、図8に示す廃棄物は一例であり、これらの全てを1つの燃焼炉10で燃焼しなくてもよい。
FIG. 8 is a diagram illustrating a combustion pattern assumed in one
However, the waste shown in FIG. 8 is an example, and it is not necessary to burn all of these in one
・パターン#1:
燃料(都市ガスと空気)だけが投入される期間
・パターン#2:
廃液だけが投入される期間
・パターン#3:
廃油だけが投入される期間
・パターン#4:
被焼却物だけが投入される期間
・パターン#5:
プロセス排ガスだけが投入される期間
・パターン#6~#15:
燃料、廃液、廃油、被焼却物、プロセス排ガスのうちの任意の2つだけが投入される期間
・パターン#16~#25:
燃料、廃液、廃油、被焼却物、プロセス排ガスのうちの任意の3つだけが投入される期間
・パターン#26~#30:
燃料、廃液、廃油、被焼却物、プロセス排ガスのうちの任意の4つだけが投入される期間
・パターン#31:
燃料、廃液、廃油、被焼却物、プロセス排ガスの全部が投入される期間
・Pattern #1:
Period/
Period/
Period/
Period/
Period/
Period/
Period/
Period/
The period during which all of the fuel, waste liquid, waste oil, incinerators, and process exhaust gas are input
本実施の形態では、これらのパターン別(期間別)に予測モデル204A(図2参照)を生成し、燃焼炉10に投入される被燃焼物の組み合わせに応じて、排出ガスの濃度の予測に使用する予測モデル204Aを切り替えることで予測精度の向上を図る。
In the present embodiment, a
<被燃焼物の組み合わせに応じた予測モデルの生成処理>
以下では、図9~図11を用いて、実施の形態3における予測モデル204Aの生成処理を説明する。
図9は、実施の形態3における予測モデル204Aの生成処理を説明する図である。
プロセッサ201は、被燃焼物の組み合わせ別に教師データを分類する(ステップ11)。プロセッサ201は、例えば被燃焼物として想定する各流路別に設けたセンサからの情報により、各時点に燃焼炉10に投入されている被燃焼物の組み合わせ別に教師データを分類する。
<Prediction model generation process according to combination of combustible materials>
Generating processing of the
FIG. 9 is a diagram illustrating the process of generating
The
図10は、教師データの分類機能を説明する図である。プロセッサ201によるプログラムの実行を通じて実現される教師データの取得部211には、分類機能が付属している。実施の形態3では、分類機能を有効化し、各時点における測定値等を被燃焼物の組み合わせ別の教師データに分類する。
例えば現在の組み合わせがパターン#1の場合、取得部211は、例えば炉内の温度、炉壁の温度、炉内の酸素濃度、都市ガスの流量、空気の流量、排出ガスの濃度を、パターン#1用の教師データに分類する。これにより、取得部211は、31種類の教師データを生成する。
FIG. 10 is a diagram for explaining the function of classifying teacher data. The teacher
For example, if the current combination is
図9の説明に戻る。教師データの分類が終わると、プロセッサ201は、分類後の教師データを用いて、各分類に対応する予測モデルを生成する(ステップ12)。
図11は、分類後の教師データを用いて各パターンに対応する専用の予測モデルの学習機能を説明する図である。図11に示す学習部212は、被燃焼物の組み合わせ別の教師データを用いて予測モデルを学習させることにより、各組み合わせに対応する専用の予測モデルを生成する。本実施の形態では、31種類の予測モデルが生成される。
Returning to the description of FIG. After classifying the teacher data, the
FIG. 11 is a diagram for explaining the learning function of a dedicated prediction model corresponding to each pattern using teacher data after classification. The
<予測値の出力>
図12は、実施の形態3における予測値の予測処理を説明する図である。
プロセッサ201によるプログラムの実行を通じて実現される排出ガスの濃度の予測部213は、燃焼炉10で測定された各部の現在値と、現在の組み合わせのパターンの情報を取得する。
なお、現在の組み合わせのパターンは、プロセッサ201が、例えば燃焼炉10で測定された各部の現在値の解析により決定する。
<Output of predicted value>
12A and 12B are diagrams for explaining prediction processing of predicted values according to the third embodiment.
An exhaust gas
The current combination pattern is determined by the
本実施の形態における予測部213は、現在の組み合わせのパターンに対応する専用の予測モデルに燃焼炉10で測定された各部の現在値を入力として与え、排出ガスの濃度の予測値を出力する。例えば現在の組み合わせのパターンがパターン#2の場合、予測部213は、パターン#2に対応する専用の予測モデルを選択し、排出ガスの濃度の予測に使用する。
なお、予測モデル#1~#31は補助記憶装置204に記憶されている。
The
The
<実施の形態3のまとめ>
本実施の形態によれば、時間の経過に伴って燃焼炉10に投入される被燃焼物の内容の組み合わせが変化する場合に、前述した他の実施の形態に比して、排出ガスの濃度の予測精度を向上させることができる。
換言すると、被燃焼物の内容の組み合わせに応じて学習した専用の予測モデルを用意することで、汎用性の高い予測モデルを使用して排出ガスの濃度を予測する場合よりも予測の精度を高めることができる。
<Summary of
According to this embodiment, when the combination of the contents of the combustible materials put into the
In other words, by preparing a dedicated prediction model that has been learned according to the combination of combustible materials, the prediction accuracy is higher than when predicting exhaust gas concentration using a highly versatile prediction model. be able to.
<実施の形態4>
<被燃焼物の投入に使用するノズルの数と取付位置の違いに着目する学習>
燃焼炉10(図1参照)の配管構造は、被燃焼物の違いや現場の制約等により異なることがある。本実施の形態では、廃棄物の投入に使用するノズルの数や位置の組み合わせの違いに着目する。
<
<Learning focusing on the difference in the number of nozzles used for inputting combustible materials and their mounting positions>
The piping structure of the combustion furnace 10 (see FIG. 1) may differ depending on the difference in the combustible materials, site restrictions, and the like. In this embodiment, attention is paid to the difference in the number of nozzles used for throwing in the waste and the combination of the positions.
なお、廃棄物の投入に使用するノズルの数や位置の組み合わせは構造上に依存する場合と燃焼中に変化する場合とがある。燃焼中にノズルの数や位置が変化する場合とは、例えば投入量が増えると、投入に使用するノズルの数を増やすが、投入量が減ると、投入に使用するノズルの数を減らす等である。 The combination of the number and positions of nozzles used for throwing in waste may depend on the structure or may change during combustion. When the number and position of nozzles change during combustion, for example, if the amount of fuel injected increases, the number of nozzles used for injection increases, but if the amount injected decreases, the number of nozzles used for injection decreases. be.
いずれにしても、燃料ガスや廃棄物等の投入に使用するノズルの数や位置の違いが廃棄物等の燃焼に影響を及ぼし、燃焼炉10に対する投入量は同じでも排出ガスの濃度等が変化する可能性がある。
例えば1つのノズルを用いて廃液を投入する場合と2つのノズルを用いて廃液を投入する場合とでは投入量は同じでも、燃焼炉10から排出される排出ガスの濃度等が異なる可能性がある。
また、各ノズルが燃焼炉10の天井面に取り付けられる場合と各ノズルが燃焼炉10の側面に取り付けられる場合とでは投入量は同じでも、燃焼炉10から排出される排出ガスの濃度等が異なる可能性がある。
In any case, the difference in the number and position of nozzles used for inputting fuel gas, waste, etc. affects the combustion of waste, etc., and even if the amount of input to the
For example, even if the input amount is the same when the waste liquid is input using one nozzle and when the waste liquid is input using two nozzles, the concentration of the exhaust gas discharged from the
In addition, even if the input amount is the same when each nozzle is attached to the ceiling surface of the
<ノズルの数と配置のパターン例>
図13は、燃焼炉10の天井部分に被燃焼物毎に1つのノズルが設けられる場合を説明する図である。図13には、図7との対応部分に対応する符号を付して示している。なお、図13における廃棄物は、廃液と廃油である。
図13の場合、都市ガス用の1個のノズルと、空気用の1個のノズルと、廃液用の1個のノズルと、廃油用の1個のノズルの計4個が燃焼炉10の天井に設けられる。
<Example of nozzle number and arrangement pattern>
FIG. 13 is a diagram illustrating a case where one nozzle is provided for each combustible material on the ceiling of the
In the case of FIG. 13, one nozzle for city gas, one nozzle for air, one nozzle for waste liquid, and one nozzle for waste oil, four nozzles in total are attached to the ceiling of the
図14は、燃焼炉10の天井部分に被燃焼物毎に2つのノズルが設けられる場合を説明する図である。図14には、図7との対応部分に対応する符号を付して示している。図14における廃棄物も廃液と廃油である。
図14の場合、都市ガス用の2個のノズルと、空気用の2個のノズルと、廃液用の2個のノズルと、廃油用の2個のノズルの計8個が燃焼炉10の天井に設けられる。
FIG. 14 is a diagram illustrating a case where two nozzles are provided for each combustible material in the ceiling portion of the
In the case of FIG. 14, two nozzles for city gas, two nozzles for air, two nozzles for waste liquid, and two nozzles for waste oil, eight in total, are installed on the ceiling of the
図15は、燃焼炉10の天井部分と壁面部分に分散して被燃焼物毎に合計2つのノズルが設けられる場合の他の例を説明する図である。図15には、図7との対応部分に対応する符号を付して示している。なお、図15における廃棄物も廃液と廃油である。
図15の場合、都市ガス用の1個のノズルと、空気用の1個のノズルと、廃液用の1個のノズルと、廃油用の1個のノズルの計4個が燃焼炉10の天井に設けられ、都市ガス用の1個のノズルと、空気用の1個のノズルと、廃液用の1個のノズルと、廃油用の1個のノズルの計4個が燃焼炉10の側面に設けられている。
FIG. 15 is a diagram for explaining another example in which a total of two nozzles are provided for each combustible material dispersed in the ceiling and wall portions of the
In the case of FIG. 15, four nozzles, one for city gas, one for air, one for waste liquid, and one for waste oil, are installed on the ceiling of
なお、被燃焼物毎のノズルの数は3つ以上でもよいし、ノズルの取付位置は燃焼炉10の底面側でもよい。また、側面に取り付けられるノズルも、天面に近い側に取り付けられる場合と底面に近い側に取り付けられる場合がある。また、1つの側面に複数のノズルが取り付けられる場合には、縦並びにノズルが配置される場合、横並びにノズルが配置される場合、対角線方向にノズルが配置される場合がある。また、2つの側面に複数のノズルが取り付けられる場合には、向かい合う2つの側面にノズルを取り付ける場合や隣り合う側面にノズルを取り付ける場合がある。
In addition, the number of nozzles for each combustible material may be three or more, and the mounting position of the nozzles may be on the bottom side of the
また、図13~図15の場合には、燃焼炉10に投入される被燃焼物毎に同数のノズルが取り付けられる場合を説明したが、被燃焼物毎に取り付けるノズルの数が異なってもよい。例えば廃液の投入用には2つのノズルを用意し、廃油の投入用には1つのノズルを用意してもよい。
このように、燃焼炉10に被燃焼物を噴出するノズルの数や取付位置の組み合わせは、燃焼炉10の内容積や内部空間の形状の違いも考慮すると、多くのパターンに分類が可能である。
Further, in the case of FIGS. 13 to 15, the case where the same number of nozzles are attached to each combustible material put into the
In this way, the combination of the number of nozzles for ejecting the combustible material to the
<ノズルの数と取付位置の組み合わせに応じた予測モデルの生成処理>
以下では、図16~図19を用いて、実施の形態4における予測モデルの生成処理を説明する。
図16は、実施の形態4における予測モデル204Aの生成処理を説明する図である。図16には、図9との対応部分に対応する符号を付して示している。
<Prediction model generation processing according to the combination of the number of nozzles and the mounting position>
The prediction model generation process according to the fourth embodiment will be described below with reference to FIGS. 16 to 19. FIG.
FIG. 16 is a diagram illustrating generation processing of
プロセッサ201は、被燃焼物の投入に使用するノズルの数と取付位置の組み合わせ別に教師データを分類する(ステップ21)。プロセッサ201は、燃焼炉10の構造に基づいて、燃焼炉10から取得される測定値の分類先を決定する。
なお、作業者の操作等に応じ、被燃焼物の投入に使用されるノズルの数や取付位置が切り替えられる場合には、1つの燃焼炉10について複数の教師データが生成される。
The
Note that when the number and mounting positions of nozzles used for charging the combustible material are switched according to the operator's operation, a plurality of teaching data are generated for one
図17は、教師データの分類機能を説明する図である。プロセッサ201によるプログラムの実行を通じて実現される教師データの取得部214には、分類機能が付属している。図17における取得部214は、被燃焼物の投入に使用するノズルの数と取付位置に着目し、各時点における測定値等をノズルの数と取付位置の組み合わせ別の教師データに分類する。
FIG. 17 is a diagram for explaining the function of classifying teacher data. The teacher
図16の説明に戻る。教師データの分類が終わると、プロセッサ201は、分類後の教師データを用いて、各分類に対応する予測モデルを生成する(ステップ12)。
図18は、分類後の教師データを用いて各パターンに対応する専用の予測モデルの学習機能を説明する図である。図18に示す学習部215は、ノズルの数と取付位置の組み合わせ別の教師データを用いて予測モデルを学習させることにより、各組み合わせに対応する専用の予測モデルを生成する。
Returning to the description of FIG. After classifying the teacher data, the
FIG. 18 is a diagram for explaining the learning function of a dedicated prediction model corresponding to each pattern using teacher data after classification. The
<予測値の予測処理>
図19は、実施の形態4における予測値の予測処理を説明する図である。
プロセッサ201によるプログラムの実行を通じて実現される排出ガスの濃度の予測部216は、燃焼炉10で測定された各部の現在値と、現在の組み合わせのパターンの情報を取得する。ただし、ここでの組み合わせのパターンは、被燃焼物の投入に使用するノズルの数と取付位置によって定まる点で、実施の形態3と相違する。
<Prediction processing of predicted value>
19A and 19B are diagrams for explaining prediction processing of predicted values according to the fourth embodiment.
The exhaust gas
本実施の形態における予測部216は、現在の組み合わせのパターンに対応する専用の予測モデルに燃焼炉10で測定された各部の現在値を入力として与え、排出ガスの濃度の予測値を出力する。例えば現在の組み合わせのパターンがパターン#2の場合、予測部216は、パターン#2に対応する専用の予測モデルを選択し、排出ガスの濃度の予測に使用する。
なお、予測モデル#1~#Nは補助記憶装置204に記憶されている。
The
The
<実施の形態4のまとめ>
本実施の形態によれば、被燃焼物の投入に使用するノズルの数と取付位置の組み合わせ別に専用の予測モデルを学習するため、ノズルの数と取付位置の違いを考慮しない場合に比して、排出ガスの濃度の予測精度を向上させることができる。
換言すると、ノズルの数と取付位置の組み合わせに応じて学習した専用の予測モデルを用意することで、汎用性の高い予測モデルを使用して排出ガスの濃度を予測する場合よりも予測の精度を高めることができる。
<Summary of
According to the present embodiment, since a dedicated prediction model is learned for each combination of the number of nozzles used for charging the combustible material and the mounting position, compared to the case where the difference in the number of nozzles and the mounting position is not considered. , the accuracy of predicting the concentration of the exhaust gas can be improved.
In other words, by preparing a dedicated prediction model that has learned according to the combination of the number of nozzles and their mounting positions, the prediction accuracy is higher than when predicting the exhaust gas concentration using a highly versatile prediction model. can be enhanced.
<実施の形態5>
<投入量の変化と排出ガスの濃度の変化とのタイムラグに着目する学習>
燃焼炉10によっては、燃料ガスや廃棄物等の投入量の変化が、燃焼炉10から排出される排出ガスの濃度の変化として出現するまでのタイムラグを無視できない場合がある。タイムラグが大きい燃焼炉10について、タイムラグを考慮せずに予測モデルを学習しても精度の高い予測結果が得られない可能性がある。
<
<Learning that focuses on the time lag between changes in the input amount and changes in the exhaust gas concentration>
Depending on the
<タイムラグを考慮した予測モデルの生成処理>
以下では、図20~図22を用いて、実施の形態5における予測モデルの生成処理を説明する。
図20は、実施の形態5における予測モデル204A(図2参照)の生成処理を説明する図である。
プロセッサ201は、被燃焼物の投入量の変化が排出ガスの濃度に影響が現れるまでの時間差を取得する(ステップ31)。
<Prediction model generation processing considering time lag>
The prediction model generation process according to the fifth embodiment will be described below with reference to FIGS. 20 to 22. FIG.
FIG. 20 is a diagram illustrating generation processing of the
The
次に、プロセッサ201は、ステップ31で取得された時間差だけ異なる時刻の投入量と排出ガスの測定値を組み合わせて教師データを生成する(ステップ32)。
ここでの教師データの決定の方法には、投入量の測定値を基準時刻(現在時刻)とする場合と排出ガスの測定値を基準時刻(現在時刻)とする場合が考えられる。
図21は、基準時刻(現在時刻)に投入された被燃焼物の投入量等の測定値と基準時刻から一定時間後の排出ガスの濃度の測定値を教師データとする例を説明する図表である。図21では、被燃焼物の投入量の変化が排出ガスの濃度の変化に現れるまでの時間差(タイムラグ)が3分の場合を想定している。言うまでもなく、3分は一例に過ぎない。
Next, the
As a method for determining the teacher data, a case where the input amount measurement value is used as the reference time (current time) and a case where the exhaust gas measurement value is used as the reference time (current time) are conceivable.
FIG. 21 is a diagram for explaining an example in which measured values such as the amount of combustible material put in at the reference time (current time) and measured values of the concentration of exhaust gas after a certain period of time from the reference time are used as teacher data. be. In FIG. 21, it is assumed that the time difference (time lag) between the change in the input amount of the combustible material and the change in exhaust gas concentration is 3 minutes. Of course, 3 minutes is just an example.
図21に示す図表は、各時点における燃料ガス(都市ガスと空気)の投入量と、状態情報(炉内温度、炉内酸素濃度、廃液の流量、プロセス排ガスの流量、廃棄物量、廃油の流量)と、排出ガスの濃度(CO濃度)の測定値を表している。
図21の場合、「2022/4/10:01」が現在時刻である。この場合、現在時刻における燃料ガスの投入量と状態情報に対応付ける排出ガスの濃度は、現在時刻から3分後の「2022/4/10:04」の50[ppm]となる。すなわち、図21において、着色した数値の関係を満たす測定値の組み合わせが教師データとして取得され、予測モデルの学習に使用される。
The chart shown in FIG. 21 shows the input amount of fuel gas (city gas and air) at each point, and the state information (furnace temperature, furnace oxygen concentration, flow rate of waste liquid, flow rate of process exhaust gas, amount of waste material, flow rate of waste oil). ) and the measured value of the exhaust gas concentration (CO concentration).
In the case of FIG. 21, "2022/4/10:01" is the current time. In this case, the exhaust gas concentration associated with the input amount of fuel gas and the state information at the current time is 50 [ppm] at "2022/4/10:04" three minutes after the current time. That is, in FIG. 21, combinations of measured values that satisfy the relationship of colored numerical values are acquired as teacher data and used for learning the prediction model.
図22は、基準時刻(現在時刻)における排出ガスの濃度の測定値と基準時刻から一定時間前に投入された被燃焼物の投入量等の測定値を教師データとする例を説明する図表である。図22の場合も、被燃焼物の投入量の変化が排出ガスの濃度の変化に現れるまでの時間差(タイムラグ)が3分の場合を想定している。
ただし、図22の場合には、排出ガスの濃度の測定値が得られた時刻を基準時刻(現在時刻)とし、対応付ける燃料ガス(都市ガスと空気)の投入量と、状態情報(炉内温度、炉内山荘濃度、廃液の流量、プロセス排ガスの流量、廃棄物量、廃油の流量)と、排出ガスの濃度(CO濃度)の測定値を決定する。
FIG. 22 is a chart for explaining an example in which the measured value of the exhaust gas concentration at the reference time (current time) and the measured value of the input amount of combustible material that was input a certain time before the reference time are used as teacher data. be. In the case of FIG. 22 as well, it is assumed that the time difference (time lag) between the change in the input amount of the combustible material and the change in the exhaust gas concentration is 3 minutes.
However, in the case of FIG. 22, the time when the measured value of the concentration of the exhaust gas is obtained is set as the reference time (current time), and the input amount of the fuel gas (city gas and air) and the state information (furnace temperature , furnace concentration, waste liquid flow rate, process exhaust gas flow rate, waste amount, waste oil flow rate), and exhaust gas concentration (CO concentration).
具体的には、「2022/4/10:04」における排出ガスの濃度値(すなわち50[ppm])に対し、3分前の「2022/4/10:01」における燃料ガスの投入量と状態情報に対応付ける排出ガスの濃度を対応付ける。
すなわち、図22において、着色した数値の関係を満たす測定値の組み合わせが教師データとして取得され、予測モデルの学習に使用される。
図21の場合と図22の場合で、教師データとして記録されるデータの組み合わせは同じになるが、いずれの測定値が得られた時刻を基準時刻とするかが異なっている。
Specifically, with respect to the exhaust gas concentration value (that is, 50 [ppm]) at "2022/4/10:04", the input amount of fuel gas at "2022/4/10:01" three minutes ago Associate the exhaust gas concentration associated with the state information.
That is, in FIG. 22, combinations of measured values that satisfy the relationship of the colored numerical values are acquired as teacher data and used for learning the prediction model.
21 and 22, the combination of data recorded as teacher data is the same, but the time at which any measured value is obtained is different from the reference time.
<予測値の予測処理>
本実施の形態の場合、生成される予測モデルは1つである。
従って、排出ガスの濃度を予測する処理は、実施の形態1と同様になる。
<Prediction processing of predicted value>
In the case of this embodiment, one prediction model is generated.
Therefore, the process of predicting the exhaust gas concentration is the same as in the first embodiment.
<実施の形態5のまとめ>
本実施の形態によれば、被燃焼物の投入の結果が排出ガスの濃度に現れるまでのタイムラグを考慮しない場合に比して、排出ガスの濃度の予測精度を向上させることができる。
なお、教師データの生成に使用するタイムラグの長さは、例えば測定値と予測値との一致率が高くなる時間差を実験結果から特定してもよい。
<Summary of
According to the present embodiment, it is possible to improve the prediction accuracy of the exhaust gas concentration compared to the case where the time lag until the result of the introduction of the combustible material appears in the exhaust gas concentration is not considered.
As for the length of the time lag used to generate the teacher data, for example, the time difference at which the matching rate between the measured value and the predicted value becomes high may be specified from experimental results.
<実施の形態6>
<予測値と実測値との誤差を用いた予測モデルの修正>
予測モデル204A(図2参照)の学習精度を上げるには、多くのサンプルを必要とする。しかし、大量のサンプルの収集には時間を要する。
そこで、本実施の形態では、限られたサンプルを用いて予測モデル204Aの学習精度を上げる手法として勾配ブースティング決定木(GBDT:Gradient Boosting Decision Tree)を適用する。
<
<Modification of prediction model using error between predicted value and actual value>
Many samples are required to improve the learning accuracy of the
Therefore, in the present embodiment, a Gradient Boosting Decision Tree (GBDT) is applied as a method of increasing the learning accuracy of the
図23は、勾配ブースティング決定木による予測モデル204Aの修正方法を説明する図である。図23では、数字の1、2、3…Mの順番に予測モデル204Aの修正が進行する。
図23に示すように、目的変数(排出ガスの濃度)とそれまでに作成した予測モデル204Aによる予測値との差を学習し、差が小さくなるまで逐次的に予測モデルが追加される。
図24は、実施の形態6における予測モデル204A(図2参照)の生成手順を説明するフローチャートである。図24には、図4との対応部分に対応する符号を付して示している。
FIG. 23 is a diagram illustrating a method of correcting
As shown in FIG. 23, the difference between the objective variable (concentration of exhaust gas) and the predicted value by the
FIG. 24 is a flowchart for explaining the procedure for generating
まず、プロセッサ201は、教師データを取得すると(ステップ1)、取得した教師データを学習する(ステップ2)。
1つの教師データについて学習が実行されると、プロセッサ201は、未処理の教師データがあるか否かを判定する(ステップ3)。
未処理の教師データがある場合、ステップ3で肯定結果が得られる。この場合、プロセッサ201は、ステップ1に戻る。
First,
After learning is performed for one teacher data, the
A positive result is obtained in
なお、未処理の教師データがない場合、ステップ3で否定結果が得られる。この場合、プロセッサ201は、予測モデルの予測値と正解値との差を算出する(ステップ41)。ここでの正解値は、予測値に対応する入力値について測定された排出ガスの濃度の値である。
次に、プロセッサ201は、差が閾値以下か否かを判定する(ステップ42)。
If there is no unprocessed teacher data, a negative result is obtained in
差が閾値より大きい場合、ステップ42で否定結果が得られる。この場合、プロセッサ201は、差に学習率を乗算して予測モデルの予測値を修正する(ステップ43)。予測モデルの修正後、プロセッサ201は、ステップ41に戻る。
差が閾値以下の場合、ステップ42で肯定結果が得られる。この場合、プロセッサ201は、予測モデル204Aの生成処理を終了する。この結果、サンプル数が少なくても、予測精度が高い予測モデル204Aが生成される。
If the difference is greater than the threshold, step 42 yields a negative result. In this case,
If the difference is less than or equal to the threshold, a positive result is obtained at step 42 . In this case,
<実施の形態6のまとめ>
前述したように、予測値と実際の測定値との差を用いて予測モデル204Aを修正することにより、予測モデル204Aの精度を効率的に向上させることが可能になる。
なお、本実施の形態では、勾配ブースティング決定木による予測モデル204Aの修正方法を例示したが、具体的な修正の手法は、勾配ブースティング決定木による予測モデル204Aの修正方法に限ることを意図しない。
<Summary of
As described above, the difference between the predicted values and the actual measurements can be used to modify the
In the present embodiment, the method for correcting
<実施の形態7>
実施の形態6では、勾配ブースティング決定木による予測モデル204Aの修正により、教師データのサンプル数が少なくても精度の高い学習モデルを得ているが、本実施の形態では、補間処理を用いて教師データのサンプル数を事前に増加させる。
図25は、補間演算により生成した教師データを用いた学習モデルの修正方法を説明する図である。図25には、図4との対応部分に対応する符号を付して示している。
<
In
FIG. 25 is a diagram explaining a method of correcting a learning model using teacher data generated by interpolation calculation. In FIG. 25, the parts corresponding to those in FIG. 4 are shown with reference numerals.
まず、プロセッサ201は、実測値を取得すると(ステップ51)、取得した実測値を用いて教師データを生成する(ステップ52)。
図26は、教師データの生成方法を説明する図である。(A)は線形補間を用いて教師データのサンプル数を増加させる方法を示し、(B)は多項式又は回帰モデルを用いて教師データのサンプル数を増加させる方法を示す。
図26では、説明の都合上、縦軸を特定ガスの濃度で表し、横軸を都市ガスの投入量で表している。図26の場合、特定ガスの濃度と都市ガスの投入量についてサンプル数を増やすことが目的である。
First, when the
FIG. 26 is a diagram illustrating a method of generating teacher data. (A) shows a method of increasing the number of teacher data samples using linear interpolation, and (B) shows a method of increasing the number of teacher data samples using a polynomial or regression model.
In FIG. 26, for convenience of explanation, the vertical axis represents the concentration of the specific gas, and the horizontal axis represents the input amount of city gas. In the case of FIG. 26, the purpose is to increase the number of samples for the concentration of the specific gas and the input amount of city gas.
図26(A)では、線形補間により2つの実測値の中間点を補完値として算出しているが、2つの実測値の間に2つ以上の補完値を算出してもよい。
図26(B)では、実測値を通る関数を定義し、2つの実測値の中間点を補完値として算出しているが、やはり2つの実測値の間に2つ以上の補完値を算出してもよい。
教師データとして使用する補完値の生成が終了すると、図4と同じ処理(ステップ1~3)が実行される。
In FIG. 26A, the midpoint between two measured values is calculated as a complementary value by linear interpolation, but two or more complementary values may be calculated between two measured values.
In FIG. 26(B), a function passing through the measured values is defined, and the midpoint between the two measured values is calculated as the interpolated value. may
After completing the generation of complementary values to be used as teacher data, the same processing (
<実施の形態7のまとめ>
前述したように、補間演算を用いて算出された補完値も含む教師データを用いて予測モデル204Aを学習することにより、予測モデル204Aの精度を効率的に向上させることが可能になる。
<Summary of
As described above, it is possible to efficiently improve the accuracy of the
<実施の形態8>
<予測モデルを生成するサーバを用意する例>
図27は、実施の形態7で想定する燃焼炉システム1Aの概念構成を説明する図である。図27には、図1との対応部分に対応する符号を付して示している。
図27に示す燃焼炉システム1Aの場合、ネットワークN上に存在する情報処理サーバ30にて、予測モデルを生成する処理を実行する。ここでのネットワークNには、例えばLAN(Local Area Network)、インターネット、4Gや5G等の移動通信システムを想定する。
<
<Example of preparing a server for generating a prediction model>
FIG. 27 is a diagram for explaining the conceptual configuration of the
In the case of the
情報処理サーバ30は、例えば教師データの取得、取得された教師データを用いた予測モデルの生成、予測モデルを使用した排出ガスの濃度の予測等を実行する。
なお、情報処理サーバ30は、サーバ型のコンピュータである。もっとも、情報処理サーバ30は、1台のコンピュータで構成される必要はなく、ネットワークNを介して接続され、協働により予測モデルの生成処理等を実行する複数台のコンピュータで構成されてもよい。
The
The
なお、教師データの取得処理は、燃焼炉10が設けられている建屋や敷地内の情報端末(サーバ、デスクトップ型のコンピュータ、ノート型のコンピュータ等)で実行し、取得された教師データを情報処理サーバ30にアップロードしてもよい。
また、情報処理サーバ30で予測された排出ガスの濃度の予測値は、燃焼炉10が設けられている建屋や敷地内の情報端末にフィードバックしてもよい。
Acquisition processing of teaching data is executed by an information terminal (server, desktop computer, notebook computer, etc.) in the building or site where the
Further, the predicted value of the exhaust gas concentration predicted by the
<他の実施の形態>
(1)以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の技術的範囲は、前述の実施の形態に記載の範囲に限定されない。前述した実施の形態に、種々の変更又は改良を加えたものも、本発明の技術的範囲に含まれることは、特許請求の範囲の記載から明らかである。
<Other embodiments>
(1) Although the embodiments of the present invention have been described above, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above-described embodiments. It is clear from the scope of claims that the technical scope of the present invention includes various modifications and improvements to the above-described embodiment.
(2)前述の実施の形態では、廃棄物の発生源として製造プロセスや化学反応プロセスを有する工業炉を想定しているが、工業炉に限らない。 (2) In the above-described embodiments, an industrial furnace having a manufacturing process and a chemical reaction process is assumed as a waste generation source, but the waste generation source is not limited to an industrial furnace.
(3)前述の実施の形態では、説明上の都合により、目的変数として排出ガスの濃度を予測する予測モデルについて説明したが、図1や図25で説明したように、目的変数として火炎輻射量や被加熱物の表面温度を想定してもよい。また、目的変数として燃焼炉10の燃焼効率Pを予測してもよい。なお、燃焼効率Pは、被加熱物の持ち去る熱量/投入熱量により算出が可能である。
(3) In the above-described embodiment, for convenience of explanation, the prediction model for predicting the exhaust gas concentration was explained as the objective variable. or the surface temperature of the object to be heated. Also, the combustion efficiency P of the
(4)前述の実施の形態では、状態情報として、プロセス排ガスの流量、廃油の流量、廃液の流量等を例示したが、その他として、燃料ガスを燃焼するバーナーの口径、燃料ガスの空気比(都市ガスと空気の比率)、燃焼炉10の排気経路に設けられる排気ダンパの開度を含めてもよい。
(4) In the above-described embodiment, the flow rate of the process exhaust gas, the flow rate of the waste oil, the flow rate of the waste liquid, etc. were exemplified as the state information. ratio of city gas and air), and the opening degree of an exhaust damper provided in the exhaust path of the
(5)前述の実施の形態では、燃焼炉について説明したが、焼却炉でも加熱炉でもよい。焼却炉は、燃料ガスを用いて廃棄物その他の物質を焼却する炉である。加熱炉は、燃料ガスを用いて被加熱物を加熱する炉である。 (5) In the above embodiment, the combustion furnace was described, but an incinerator or a heating furnace may be used. An incinerator is a furnace that uses fuel gas to incinerate waste and other materials. A heating furnace is a furnace that heats an object to be heated using a fuel gas.
1、1A…燃焼炉システム、10…燃焼炉、20…予測モデル生成装置、30…情報処理サーバ、101、102…バルブ、103…廃液槽、104…生産ライン等、201…プロセッサ、202…ROM、203…RAM、204…補助記憶装置、204A…予測モデル、205…通信インタフェース、210、213、216…予測部、211、214…取得部、212、215…学習部
DESCRIPTION OF
Claims (25)
コンピュータが、前記教師データを用い、前記投入量と前記状態情報を入力、前記目的変数の予測値を出力とする学習モデルを生成する、
学習モデル生成方法であり、
前記教師データを、前記炉で前記燃料だけが燃焼される期間、当該炉で廃棄物だけが燃焼される期間、当該炉で当該燃料と当該廃棄物とが一緒に燃焼される期間別に取得し、
コンピュータが、前記期間別に取得された教師データを使用して、当該期間毎に前記学習モデルを生成する、
学習モデル生成方法。 The computer acquires, as teaching data, the input amount of fuel as a control variable, the state information of the reactor, and the measured value of the objective variable corresponding to the input amount and the state information,
A computer generates a learning model using the teacher data, inputting the amount of input and the state information, and outputting the predicted value of the objective variable.
A learning model generation method,
Acquiring the training data for each period in which only the fuel is burned in the furnace, a period in which only waste is burned in the furnace, and a period in which the fuel and the waste are burned together in the furnace,
A computer generates the learning model for each period using the teacher data acquired for each period ;
Learning model generation method.
請求項1に記載の学習モデル生成方法。 The learning model corresponding to the period in which only the waste is burned or the period in which the fuel and the waste are burned together uses the training data obtained for each difference in the composition of the waste. , generated for each difference in the composition,
The learning model generation method according to claim 1 .
請求項1又は2に記載の学習モデル生成方法。 The waste is at least one of waste liquid from other equipment, waste oil from other equipment, process exhaust gas from other equipment, and incinerated matter.
The learning model generation method according to claim 1 or 2 .
コンピュータが、前記教師データを用い、前記投入量と前記状態情報を入力、前記目的変数の予測値を出力とする学習モデルを生成する、
学習モデル生成方法であり、
前記教師データの取得と前記学習モデルの生成には、前記炉に対する廃棄物の投入に使用するノズルの数と投入に使用したノズルの位置の違いの少なくとも一方を反映する、
学習モデル生成方法。 The computer acquires, as teaching data, the input amount of fuel as a control variable, the state information of the reactor, and the measured value of the objective variable corresponding to the input amount and the state information,
A computer generates a learning model using the teacher data, inputting the amount of input and the state information, and outputting the predicted value of the objective variable.
A learning model generation method,
Acquisition of the teacher data and generation of the learning model reflect at least one of the number of nozzles used for inputting waste into the furnace and the difference in the position of the nozzle used for input .
Learning model generation method.
前記教師データを用い、前記投入量と前記状態情報を入力、前記目的変数の予測値を出力とする学習モデルを生成する学習部を有する、A learning unit that uses the teacher data, inputs the input amount and the state information, and generates a learning model that outputs the predicted value of the objective variable,
学習モデル生成装置であり、A learning model generation device,
前記取得部が、前記教師データを、前記炉で前記燃料だけが燃焼される期間、当該炉で廃棄物だけが燃焼される期間、当該炉で当該燃料と当該廃棄物とが一緒に燃焼される期間別に取得し、The acquisition unit acquires the training data for a period in which only the fuel is burned in the furnace, a period in which only waste is burned in the furnace, and the fuel and the waste are burned together in the furnace. obtained by period,
前記学習部が、前記期間別に取得された教師データを使用して、当該期間毎に前記学習モデルを生成する、The learning unit generates the learning model for each period using the teacher data acquired for each period.
学習モデル生成装置。Learning model generator.
前記教師データを用い、前記投入量と前記状態情報を入力、前記目的変数の予測値を出力とする学習モデルを生成する学習部を有する、A learning unit that uses the teacher data, inputs the input amount and the state information, and generates a learning model that outputs the predicted value of the objective variable,
学習モデル生成装置であり、A learning model generation device,
前記教師データの取得と前記学習モデルの生成には、前記炉に対する廃棄物の投入に使用するノズルの数と投入に使用したノズルの位置の違いの少なくとも一方を反映する、Acquisition of the teacher data and generation of the learning model reflect at least one of the number of nozzles used for inputting waste into the furnace and the difference in the position of the nozzle used for input.
学習モデル生成装置。Learning model generator.
制御変数としての燃料の投入量と、炉の状態情報と、当該投入量と当該状態情報に対応する目的変数の測定値とを教師データとして取得する機能と、A function of acquiring, as teacher data, a fuel input amount as a control variable, reactor state information, and a measured value of an objective variable corresponding to the input amount and the state information;
前記教師データを用い、前記投入量と前記状態情報を入力、前記目的変数の予測値を出力とする学習モデルを生成する機能と、A function of generating a learning model using the teacher data, inputting the amount of input and the state information, and outputting the predicted value of the objective variable;
を実現させるためのプログラムであり、It is a program to realize
前記取得する機能が、前記教師データを、前記炉で前記燃料だけが燃焼される期間、当該炉で廃棄物だけが燃焼される期間、当該炉で当該燃料と当該廃棄物とが一緒に燃焼される期間別に取得し、The function of acquiring the training data includes a period in which only the fuel is burned in the furnace, a period in which only waste is burned in the furnace, and a period in which the fuel and the waste are burned together in the furnace. obtained by period,
前記学習モデルを生成する機能が、前記期間別に取得された教師データを使用して、当該期間毎に前記学習モデルを生成する、The function to generate the learning model uses the teacher data acquired for each period to generate the learning model for each period.
プログラム。program.
制御変数としての燃料の投入量と、炉の状態情報と、当該投入量と当該状態情報に対応する目的変数の測定値とを教師データとして取得する機能と、A function of acquiring, as teacher data, a fuel input amount as a control variable, reactor state information, and a measured value of an objective variable corresponding to the input amount and the state information;
前記教師データを用い、前記投入量と前記状態情報を入力、前記目的変数の予測値を出力とする学習モデルを生成する機能と、A function of generating a learning model using the teacher data, inputting the amount of input and the state information, and outputting the predicted value of the objective variable;
を実現させるためのプログラムであり、It is a program to realize
前記教師データの取得と前記学習モデルの生成には、前記炉に対する廃棄物の投入に使用するノズルの数と投入に使用したノズルの位置の違いの少なくとも一方を反映する、Acquisition of the teacher data and generation of the learning model reflect at least one of the number of nozzles used for inputting waste into the furnace and the difference in the position of the nozzle used for input.
プログラム。program.
制御変数としての燃料の投入量と、炉の状態情報と、当該投入量と当該状態情報に対応する目的変数の測定値との関係を学習した学習モデルに対し、当該投入量の測定値と当該状態情報の測定値を入力として与え、対応する目的変数の予測値を出力する、For a learning model that has learned the relationship between the amount of fuel input as a control variable, the state information of the reactor, and the measured value of the objective variable corresponding to the input amount and the state information, the measured value of the input amount and the relevant Given a measured value of state information as an input, and outputting a predicted value of the corresponding objective variable,
燃焼予測方法であり、A combustion prediction method,
前記学習モデルとして、As the learning model,
前記炉で前記燃料だけが燃焼される期間、当該炉で廃棄物だけが燃焼される期間、当該炉で当該燃料と当該廃棄物とが一緒に燃焼される期間別に取得された教師データを使用して生成された当該期間別の学習モデルを使用する、Using the training data acquired by the period in which only the fuel is burned in the furnace, the period in which only waste is burned in the furnace, and the period in which the fuel and the waste are burned together in the furnace using a learning model for each period generated by
燃焼予測方法。Combustion prediction method.
制御変数としての燃料の投入量と、炉の状態情報と、当該投入量と当該状態情報に対応する目的変数の測定値との関係を学習した学習モデルに対し、当該投入量の測定値と当該状態情報の測定値を入力として与え、対応する目的変数の予測値を出力する、For a learning model that has learned the relationship between the amount of fuel input as a control variable, the state information of the reactor, and the measured value of the objective variable corresponding to the input amount and the state information, the measured value of the input amount and the relevant Given a measured value of state information as an input, and outputting a predicted value of the corresponding objective variable,
燃焼予測方法であり、A combustion prediction method,
前記学習モデルとして、As the learning model,
教師データの取得と前記学習モデルの生成に際し、前記炉に対する廃棄物の投入に使用するノズルの数と投入に使用したノズルの位置の違いの少なくとも一方を反映した学習モデルを使用する、When acquiring teacher data and generating the learning model, using a learning model that reflects at least one of the number of nozzles used for inputting waste into the furnace and the difference in the position of the nozzle used for input.
燃焼予測方法。Combustion prediction method.
前記投入量と前記状態情報が入力として与えられた場合、当該投入量の測定値と当該状態情報の測定値を前記学習モデルに与え、前記目的変数の予測値を出力する予測部と、a prediction unit that, when the input amount and the state information are given as inputs, supplies the measured value of the input amount and the measured value of the state information to the learning model, and outputs a predicted value of the objective variable;
を有する燃焼予測装置であり、A combustion prediction device having
前記学習モデルとして、As the learning model,
前記炉で前記燃料だけが燃焼される期間、当該炉で廃棄物だけが燃焼される期間、当該炉で当該燃料と当該廃棄物とが一緒に燃焼される期間別に取得された教師データを使用して生成された当該期間別の学習モデルを使用する、Using the training data acquired by the period in which only the fuel is burned in the furnace, the period in which only waste is burned in the furnace, and the period in which the fuel and the waste are burned together in the furnace using a learning model for each period generated by
燃焼予測装置。Combustion predictor.
前記投入量と前記状態情報が入力として与えられた場合、当該投入量の測定値と当該状態情報の測定値を前記学習モデルに与え、前記目的変数の予測値を出力する予測部と、a prediction unit that, when the input amount and the state information are given as inputs, supplies the measured value of the input amount and the measured value of the state information to the learning model, and outputs a predicted value of the objective variable;
を有する燃焼予測装置であり、A combustion prediction device having
前記学習モデルとして、As the learning model,
教師データの取得と前記学習モデルの生成に際し、前記炉に対する廃棄物の投入に使用するノズルの数と投入に使用したノズルの位置の違いの少なくとも一方を反映した学習モデルを使用する、When acquiring teacher data and generating the learning model, using a learning model that reflects at least one of the number of nozzles used for inputting waste into the furnace and the difference in the position of the nozzle used for input.
燃焼予測装置。Combustion predictor.
制御変数としての燃料の投入量と、炉の状態情報と、当該投入量と当該状態情報に対応する目的変数の測定値との関係を学習した学習モデルに対し、当該投入量の測定値と当該状態情報の測定値を入力として与え、前記目的変数の予測値を出力する機能For a learning model that has learned the relationship between the amount of fuel input as a control variable, the state information of the reactor, and the measured value of the objective variable corresponding to the input amount and the state information, the measured value of the input amount and the relevant A function that gives the measured value of state information as an input and outputs the predicted value of the objective variable
を実現させるためのプログラムであり、It is a program to realize
前記学習モデルとして、As the learning model,
前記炉で前記燃料だけが燃焼される期間、当該炉で廃棄物だけが燃焼される期間、当該炉で当該燃料と当該廃棄物とが一緒に燃焼される期間別に取得された教師データを使用して生成された当該期間別の学習モデルを使用する、Using the training data acquired by the period in which only the fuel is burned in the furnace, the period in which only waste is burned in the furnace, and the period in which the fuel and the waste are burned together in the furnace using a learning model for each period generated by
プログラム。program.
制御変数としての燃料の投入量と、炉の状態情報と、当該投入量と当該状態情報に対応する目的変数の測定値との関係を学習した学習モデルに対し、当該投入量の測定値と当該状態情報の測定値を入力として与え、前記目的変数の予測値を出力する機能For a learning model that has learned the relationship between the amount of fuel input as a control variable, the state information of the reactor, and the measured value of the objective variable corresponding to the input amount and the state information, the measured value of the input amount and the relevant A function that gives the measured value of state information as an input and outputs the predicted value of the objective variable
を実現させるためのプログラムであり、It is a program to realize
前記学習モデルとして、As the learning model,
教師データの取得と前記学習モデルの生成に際し、前記炉に対する廃棄物の投入に使用するノズルの数と投入に使用したノズルの位置の違いの少なくとも一方を反映した学習モデルを使用する、When acquiring teacher data and generating the learning model, using a learning model that reflects at least one of the number of nozzles used for inputting waste into the furnace and the difference in the position of the nozzle used for input.
プログラム。program.
コンピュータが、前記教師データを用い、前記投入量と前記状態情報を入力、前記目的変数の予測値を出力とする学習モデルを生成する、
学習モデル生成方法。 The computer acquires, as teaching data, the input amount of fuel gas used for combustion of the object as a control variable, the state information of the furnace, and the measured value of the objective variable corresponding to the input amount and the state information,
A computer generates a learning model using the teacher data, inputting the amount of input and the state information, and outputting the predicted value of the objective variable.
Learning model generation method.
請求項15に記載の学習モデル生成方法。 The state information includes at least one of an input amount of waste containing a causative substance of the specific gas discharged from the furnace, a concentration of the causative substance in the waste, and a viscosity of the waste,
The learning model generation method according to claim 15 .
請求項15に記載の学習モデル生成方法。 The training data is a combination of the input amount of the fuel gas , the input amount of the waste, and the measured value measured after a predetermined time from the input of the fuel gas and the waste.
The learning model generation method according to claim 15 .
請求項15に記載の学習モデル生成方法。 The computer corrects the learning model using the error between the predicted value predicted using the learning model and the actual measured value;
The learning model generation method according to claim 15 .
請求項15に記載の学習モデル生成方法。 The state information includes at least one of process exhaust gas, waste oil, waste liquid, material to be incinerated, oxygen concentration in the furnace, temperature in the furnace, temperature of the furnace wall,
The learning model generation method according to claim 15 .
請求項15に記載の学習モデル生成方法。 The target variable includes at least one of CO, CO 2 , NO x , SO x , dust, dioxin, unburned fuel gas, greenhouse gas, amount of flame radiation, and surface temperature of the object to be heated.
The learning model generation method according to claim 15 .
前記教師データを用い、前記投入量と前記状態情報を入力、前記目的変数の予測値を出力とする学習モデルを生成する学習部を有する、
学習モデル生成装置。 an acquisition unit that acquires, as teacher data, an input amount of fuel gas used for combustion of an object as a control variable, furnace state information, and a measured value of an objective variable corresponding to the input amount and the state information;
A learning unit that uses the teacher data, inputs the input amount and the state information, and generates a learning model that outputs the predicted value of the objective variable,
Learning model generator.
制御変数としての対象物の燃焼に使用する燃料ガスの投入量と、炉の状態情報と、当該投入量と当該状態情報に対応する目的変数の測定値とを教師データとして取得する機能と、
前記教師データを用い、前記投入量と前記状態情報を入力、前記目的変数の予測値を出力とする学習モデルを生成する機能と、
を実現させるためのプログラム。 to the computer,
A function of acquiring, as teacher data, an input amount of fuel gas used for combustion of an object as a control variable, furnace state information, and a measured value of an objective variable corresponding to the input amount and the state information;
A function of generating a learning model using the teacher data, inputting the amount of input and the state information, and outputting the predicted value of the objective variable;
program to make it happen.
制御変数としての対象物の燃焼に使用する燃料ガスの投入量と、炉の状態情報と、当該投入量と当該状態情報に対応する目的変数の測定値との関係を学習した学習モデルに対し、当該投入量の測定値と当該状態情報の測定値を入力として与え、対応する目的変数の予測値を出力する、
燃焼予測方法。 the computer
For a learning model that has learned the relationship between the input amount of fuel gas used for combustion of an object as a control variable, furnace state information, and the measured value of the objective variable corresponding to the input amount and the state information, Giving as input the measured value of the input amount and the measured value of the state information, outputting the predicted value of the corresponding objective variable;
Combustion prediction method.
前記投入量と前記状態情報が入力として与えられた場合、当該投入量の測定値と当該状態情報の測定値を前記学習モデルに与え、前記目的変数の予測値を出力する予測部と、
を有する燃焼予測装置。 A learning model that learns the relationship between the input amount of fuel gas used for combustion of an object as a control variable, furnace state information, and the relationship between the input amount and the measured value of the objective variable corresponding to the state information;
a prediction unit that, when the input amount and the state information are given as inputs, supplies the measured value of the input amount and the measured value of the state information to the learning model, and outputs a predicted value of the objective variable;
Combustion prediction device with
制御変数としての対象物の燃焼に使用する燃料ガスの投入量と、炉の状態情報と、当該投入量と当該状態情報に対応する目的変数の測定値との関係を学習した学習モデルに対し、当該投入量の測定値と当該状態情報の測定値を入力として与え、前記目的変数の予測値を出力する機能
を実現させるためのプログラム。 to the computer,
For a learning model that has learned the relationship between the input amount of fuel gas used for combustion of an object as a control variable, furnace state information, and the measured value of the objective variable corresponding to the input amount and the state information, A program for realizing the function of outputting the predicted value of the objective variable by giving the measured value of the input amount and the measured value of the state information as input.
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2022
- 2022-11-25 JP JP2022188296A patent/JP7250205B1/en active Active
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