JPWO2019102614A1 - 鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置 - Google Patents

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Abstract

操作者に対して、品質を維持するための対策の要否を判定する際の情報を適切に提示することができる鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置を提供する。鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置は、同一層別内の品質精度の分布と対象の鋼材の品質精度との関係から深刻度を演算する演算部と、前記演算部により演算された深刻度の情報を表示装置に表示させる表示制御部と、を備えた。当該構成を備えることにより、操作者に対して、対策の要否を判定する際の情報を適切に提示することができる。

Description

この発明は、鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置に関する。
特許文献1は、品質異常の原因推定支援システムを開示する。当該原因推定支援システムにおいては、品質評価の指標と製造工程における条件の候補との相関関係が自動的に提示される。
日本特許第6116445号公報
しかしながら、特許文献1に記載のものは、品質を維持するための対策の要否を判定する際の情報を提示しない。このため、メンテナンス作業が適切に行われないこともある。
この発明は、上述の課題を解決するためになされた。この発明の目的は、操作者に対して、対策の要否を判定する際の情報を適切に提示することができる鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置を提供することである。
この発明に係る鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置は、同一層別内の品質精度の分布と対象の鋼材の品質精度との関係から深刻度を演算する演算部と、前記演算部により演算された深刻度の情報を表示装置に表示させる表示制御部と、を備えた。
この発明によれば、メンテナンス支援装置は、深刻度の情報を表示装置に表示させる。このため、操作者に対して、品質を維持するための対策の要否を判定する際の情報を適切に提示することができる。
実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置が適用される鉄鋼プラントの模式図である。 実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置により制御された表示装置の画面の例を説明するための図である。 実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置により制御された表示装置が表示する製品情報を説明するための図である。 実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置により制御された表示装置が表示する品質精度情報を説明するための図である。 実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置により制御された表示装置が表示する3次元情報を説明するための図である。 実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置により制御された表示装置が表示する品質チャート情報を説明するための図である。 実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置により制御された表示装置が表示する品質チャート情報を説明するための図である。 実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置により制御された表示装置が表示する品質精度の分布の情報を説明するための図である。 実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置により制御された表示装置が表示する品質精度の時系列変化の情報を説明するための図である。 実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置により制御された表示装置が表示するイベントの情報を説明するための図である。 実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置へのイベントの登録を説明するための図である。 実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置への対策の登録を説明するための図である。 実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置への波形パターンの登録を説明するための図である。 実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置への3次元情報の各項目の登録を説明するための図である。 実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置の動作の概要を説明するためのフローチャートである。 実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置のハードウェア構成図である。
この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には同一の符号が付される。当該部分の重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
実施の形態1.
図1は実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置が適用される鉄鋼プラントの模式図である。
図1において、鉄鋼プラント1は、複数の設備を備える。複数の設備の各々は、複数のセンサの各々を備える。
制御システム2は、複数の設備の各々に対して指令データd1を送信する。複数の設備の各々は、指令データd1に基づいて動作する。この際、複数のセンサの各々は、実績データを収集する。実績データのうち、実績データd2は、制御システム2に使用される。
鋼板3は、複数の設備により加熱、加工、冷却、巻取りの過程を経る。その結果、製品が製造される。
表示装置4は、情報を表示し得るように設けられる。
メンテナンス支援装置5は、記憶部5aと演算部5bと表示制御部5cを備える。
記憶部5aは、実績データd2と制御システム2における途中演算データと演算結果データとを合わせたデータd3を記憶する。記憶部5aは、複数のセンサの各々の実績データのうち、実績データd4を記憶する。
演算部5bは、データd3と実績データd4とを合わせたデータd5を記憶部5aから受信する。演算部5bは、データd5に基づいて鉄鋼プラント1のメンテナンスを支援するために必要な演算を行う。
表示制御部5cは、演算部5bの演算結果に基づいて鉄鋼プラント1のメンテナンスに必要な情報を表示装置4に表示させる。
操作者6は、表示装置4に表示された情報に基づいて鉄鋼プラント1のメンテナンスを行う。
例えば、製品の鋼種、板厚、板幅の範囲により層別に特有の異常が存在する場合、操作者6は、操業条件に合わせて制御システム2の動作を決定するために層別に管理されたパラメータテーブルの変更方法を検討した後に対策を実行する。
次に、図2を用いて、表示装置4の画面の例を説明する。
図2は実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置により制御された表示装置の画面の例を説明するための図である。
図2に示されるように、表示装置4は、製品情報と品質精度情報と3次元情報と品質チャート情報とを表示する。
製品情報は、表示装置4の画面の左上に表示される。品質精度情報は、表示装置4の画面の左下に表示される。3次元情報は、表示装置4の画面の右上に表示される。品質チャート情報は、表示装置4の画面の右下に表示される。
次に、図3を用いて、製品情報を説明する。
図3は実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置により制御された表示装置が表示する製品情報を説明するための図である。
図3に示されるように、製品情報は、主に時々刻々に製造される鋼板3の情報である。例えば、製品情報として、製品管理番号が表示される。例えば、製品情報として、指示値が表示される。例えば、製品情報として、制御パラメータ管理番号が表示される。
製品管理番号は、製品に固有の管理番号である。指示値は、製品の鋼種、板厚、板幅、温度等の各指標に対する目標値である。制御パラメータ管理番号は、製品の鋼種、板厚、板幅の範囲により層別に管理されたパラメータテーブルに固有の番号である。
次に、図4を用いて、品質精度情報を説明する。
図4は実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置により制御された表示装置が表示する品質精度情報を説明するための図である。
図4に示されるように、品質精度情報は、それぞれの品質管理項目の精度の情報である。品質精度情報の右側の領域には、パラメータ管理番号が同じ製品の集合に対して同一層別内統計値の情報が表示される。例えば、同一層別内統計値の情報として、同一層別内の品質精度の平均値の情報が表示される。例えば、同一層別内統計値の情報として、同一層別内の過去の圧延材の本数の情報が表示される。例えば、同一層別内統計値の情報として、同一層別内の深刻度の情報が表示される。
精度が管理基準値を下回って品質異常となった場合、目印が表示される。例えば、温度が異常の場合は、温度の表示領域が太枠線により囲まれて表示される。
次に、図5を用いて、3次元情報を説明する。
図5は実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置により制御された表示装置が表示する3次元情報を説明するための図である。
3次元情報は、いくつかの品質管理項目の精度とそれ以外の3つの項目について過去から現在までに圧延した鋼板3の情報が3次元でプロットされた情報である。最新の鋼板3の情報は、分かりやすく表示される。
例えば、3次元情報は、品質精度と鋼種管理番号と製品板厚との3つの項目について3次元でプロットされる。例えば、最新の鋼板3の情報は、赤色でプロットされる。例えば、3次元情報は、最新の鋼板3の精度がどのような状態にあるかを過去に圧延された鋼板3の精度とも比較しながら確認する際に使用される。例えば、3次元情報は、どの鋼種と板厚とにおいて精度の劣化の傾向を確認する際にも使用される。
次に、図6と図7とを用いて、品質チャート情報を説明する。
図6と図7とは実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置により制御された表示装置が表示する品質チャート情報を説明するための図である。
品質チャート情報は、複数の品質管理項目の全長チャートの情報である。複数の全長チャートの各々に合わせて、製品管理の偏差許容範囲が表示される。偏差許容範囲は、品質管理項目が許容範囲を超えている否かを確認する際に使用される。
図7に示されるように、全長チャートに対しての製品精度の演算結果が基準値を下回る場合は、目印が表示される。
例えば、左下の全長チャートに対応した品質管理項目が異常の場合、左下のチャートが太枠線により囲まれて表示される。さらに、過去に登録された波形パターンに類似した波形が存在する場合、自動的に類似の波形パターンが重ねて表示される。例えば、太枠線により囲まれた領域が左クリック等により指定されると、波形パターンに紐づけられた過去の対策内容の情報が表示される。当該内容は、同じ対策が有効であるか否かを検討する際に使用される。
次に、図8を用いて、品質精度の分布を説明する。
図8は実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置により制御された表示装置が表示する品質精度の分布の情報を説明するための図である。
品質が異常の場合、太枠線により囲まれた領域が左クリック等により指定されると、同一層別内における過去の品質精度の分布の情報が表示される。
図8に示されるように、対象の鋼板3の品質精度が90%よりも大きくて92%以下の場合、当該精度に対応する棒グラフが赤色で表示される。同一層別内の品質精度の分布と対象の鋼材の品質精度との関係に基づいて、状況が深刻であるか否かが確認される。具体的には、深刻度Abが確認される。例えば、深刻度Abは、以下の方法で演算される。
Nは、過去の同一層別の圧延本数である。qは、過去の同一層別における鋼板3の品質精度である。qは、対象の品質管理項目の精度の管理基準値である。qは、対象の鋼板3の品質精度である。
がqよりも小さくなる本数Nが演算される。この際、管理基準値qを下回った鋼板3の本数の割合Rは、以下の(1)式で演算される。
R=N/N×100 (%) (1)
がqよりも小さい場合、深刻度Abは、次の(2)式で演算される。
Ab=R+C・(100−R) (2)
(2)において、Cは、調整係数である。調整係数Cは、0から1の間の数値である。例えば、q−qの値が大きい場合、調整係数Cは大きくなるように設定される。
次に、図9を用いて、品質精度の時系列変化を説明する。
図9は実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置により制御された表示装置が表示する品質精度の時系列変化の情報を説明するための図である。
品質が異常の場合、太枠線により囲まれた領域が右クリック等により指定されると、同一層別内における過去の品質精度の時系列変化の情報が表示される。
図9に示されるように、品質精度の時系列変化の情報においては、イベントタイミング線と対策タイミング線とが表示される。イベントタイミング線は、イベントが発生したタイミングを示す線である。イベントタイミング線の上部には、丸印が表示される。対策タイミング線は、対策を施したタイミングを示す線である。対策タイミング線の上部には、三角印が表示される。
図9においては、対策タイミング線の後から品質精度が悪くなっている。
次に、図10を用いて、イベントを説明する。
図10は実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置により制御された表示装置が表示するイベントの情報を説明するための図である。
図9の丸印が左クリック等により指定されると、イベントの内容を示す情報が表示される。三角印が左クリック等により指定されると、対策の内容を示す情報が表示される。
例えば、図10に示されるように、イベントに関する情報が表示される。具体的には、イベントの時刻と内容とイベント前後の品質精度の平均値とが表示される。当該情報は、当該対策内容と品質精度との因果関係があるか否かを検討する際に使用される。
次に、図11を用いて、イベントの登録を説明する。
図11は実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置へのイベントの登録を説明するための図である。
図11に示されるように、イベントの登録画面においては、「日時」と「イベント」と「登録」とが表示される。
「日時」の欄には、イベントが発生した日時の情報が入力される。「イベント」の欄には、イベントの内容の情報が入力される。
「日時」の欄と「イベント」の欄とに情報が入力された状態で、「登録」が指定されると、イベントの登録が完了する。
例えば、イベントは、直接的には品質に関係しないと思われる項目もイベントとして登録される。例えば、圧延機のロール交換等の設備のメンテナンスもイベントとして登録される。例えば、制御システム2のメンテナンスもイベントとして登録される。
次に、図12を用いて、対策の登録を説明する。
図12は実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置への対策の登録を説明するための図である。
図12に示されるように、対策の登録画面においては、「日時」と「品質管理項目」と「対策」と「波形パターン」と「キー情報」と「登録」とが表示される。
「日時」の欄には、対策の実行日時の情報が入力される。「品質管理項目」の欄には、対象の品質管理項目の情報が入力される。「対策」の欄には、対策の内容の情報が入力される。「波形パターン」の欄には、対策の対象となる波形パターンが存在する場合に当該波形パターンの情報が入力される。「キー情報」の欄には、後から必要になると思われる情報が入力される。例えば、板幅の品質精度と関係することが多い粗圧延機での操業パターンの情報が「キー情報」として入力される。
少なくとも「日時」の欄と「品質管理項目」の欄と「対策」の欄とに情報が入力された状態で、「登録」が指定されると、対策の登録が完了する。
次に、図13を用いて、波形パターンの登録を説明する。
図13は実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置への波形パターンの登録を説明するための図である。
図13に示されるように、波形パターンの登録画面においては、「X」と「Y」と「登録」とが表示される。
「X」の欄と「Y」の欄とには、数値の情報が入力される。この際、登録画面の下部には、「X」の欄と「Y」の欄とに入力された数値に対応した波形パターンが表示される。
「X」の欄と「Y」の欄とが入力された状態で、「登録」が指定されると、波形パターンの登録が完了する。
次に、図14を用いて、3次元情報の各項目の登録を説明する。
図14は実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置への3次元情報の各項目の登録を説明するための図である。
図14に示されるように、3次元情報の各項目の登録画面においては、「X」と「Y」と「Z」とが表示される。
「X」の欄と「Y」の欄と「Z」の欄とにおいては、鋼種番号と製品板厚と製品板幅とパラメータ管理鋼種区分とパラメータ管理板厚区分とパラメータ管理板幅区分と各品質項目の精度の中から選択される。
次に、図15を用いて、メンテナンス支援装置の動作の概要を説明する。
図15は実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置の動作の概要を説明するためのフローチャートである。
ステップS1では、メンテナンス支援装置5は、製品情報と品質精度情報と3次元情報と品質チャート情報とを表示装置4に表示させる。その後、メンテナンス支援装置5は、ステップS2の動作を行う。ステップS2では、メンテナンス支援装置5は、品質精度情報において異常な品質の情報が第1方法で指定されたか否かを判定する。
ステップS2で異常な品質の情報が第1方法で指定されない場合、メンテナンス支援装置5は、ステップS3の動作を行う。ステップS3では、メンテナンス支援装置5は、品質精度情報において異常な品質の情報が第2方法で指定されたか否かを判定する。
ステップS3で異常な品質の情報が第2方法で指定されない場合、メンテナンス支援装置5は、ステップS2の動作を行う。
ステップS2で異常な品質の情報が第1方法で指定された場合、メンテナンス支援装置5は、ステップS4の動作を行う。ステップS4では、メンテナンス支援装置5は、同一層別内における過去の品質精度の分布の情報を表示装置4に表示させる。
ステップS3で異常な品質の情報が第2方法で指定された場合、メンテナンス支援装置5は、ステップS5の動作を行う。ステップS5では、メンテナンス支援装置5は、同一層別内における過去の品質精度の時系列変化の情報を表示装置4に表示させる。その後、メンテナンス支援装置5は、ステップS6の動作を行う。
ステップS6では、メンテナンス支援装置5は、イベント等を示す情報が指定されたか否かを判定する。
ステップS6でイベント等を示す情報が指定されない場合、メンテナンス支援装置5は、ステップS5の動作を行う。
ステップS6でイベント等を示す情報が指定された場合、メンテナンス支援装置5は、ステップS7の動作を行う。
ステップS7では、メンテナンス支援装置5は、イベントの内容の情報を表示装置4に表示させる。
以上で説明した実施の形態1によれば、メンテナンス支援装置5は、深刻度の情報を表示装置4に表示させる。このため、操作者6に対して、品質を維持するための対策の要否を判定する際の情報を適切に提示することができる。
また、メンテナンス支援装置5は、イベント前後の品質精度の情報を表示装置4に表示させる。このため、操作者6に対して、品質精度に対するイベントの影響を即座に提示することができる。
例えば、メンテナンス支援装置5は、当該イベント前後の品質精度を示す数字の情報を表示装置4に表示させる。このため、操作者6に対して、品質精度に対するイベントの影響を定量的に即座に提示することができる。
例えば、メンテナンス支援装置5は、当該イベントのタイミングを含む当該イベントの前後の品質精度の時系列変化の情報を表示装置4に表示させる。このため、操作者6に対して、品質精度に対するイベントの影響を定性的に即座に提示することができる。
また、メンテナンス支援装置5は、当該イベントが指定された際に当該イベントの内容を示す情報を表示装置4に表示させる。このため、操作者6に対して、品質精度に影響したイベントの内容を詳細に提示することができる。
また、メンテナンス支援装置5は、複数の品質のチャートの情報を表示装置4に表示させ、基準値を下回った品質が存在した場合に当該品質のチャートの情報に対して目印の情報を付加して表示装置4に表示させる。このため、操作者6に対して、異常な精度となった品質を即座に提示することができる。
また、メンテナンス支援装置5は、当該品質に対して類似した波形パターンが登録されている場合は、当該品質のチャートの情報に対して当該波形パターンの情報を重ねて表示装置4に表示させる。このため、操作者6に対して、過去にも同様の異常が発生したことを即座に提示することができる。
また、メンテナンス支援装置5は、当該波形パターンに対する対策の内容の情報を表示装置4に表示させる。このため、操作者6に対して、適切な対策内容を詳細に提示することができる。
このように、メンテナンス支援装置5は、品質の異常発生を即座に把握して対策を実行することにより異常を取り除く一連の作業を支援する。また、数多くの経験が必要とされる複雑な内容を含む一連の作業および技術を後継者へ容易に伝達することができる。
次に、図16を用いて、メンテナンス支援装置5の例を説明する。
図16は実施の形態1における鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置のハードウェア構成図である。
メンテナンス支援装置5の各機能は、処理回路により実現し得る。例えば、処理回路は、少なくとも1つのプロセッサ7aと少なくとも1つのメモリ7bとを備える。例えば、処理回路は、少なくとも1つの専用のハードウェア8を備える。
処理回路が少なくとも1つのプロセッサ7aと少なくとも1つのメモリ7bとを備える場合、メンテナンス支援装置5の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせで実現される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、プログラムとして記述される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、少なくとも1つのメモリ7bに格納される。少なくとも1つのプロセッサ7aは、少なくとも1つのメモリ7bに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、メンテナンス支援装置5の各機能を実現する。少なくとも1つのプロセッサ7aは、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、DSPともいう。例えば、少なくとも1つのメモリ7bは、RAM、ROM、フラッシュメモリ、EPROM、EEPROM等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、DVD等である。
処理回路が少なくとも1つの専用のハードウェア8を備える場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC、FPGA、またはこれらの組み合わせで実現される。例えば、メンテナンス支援装置5の各機能は、それぞれ処理回路で実現される。例えば、メンテナンス支援装置5の各機能は、まとめて処理回路で実現される。
メンテナンス支援装置5の各機能について、一部を専用のハードウェア8で実現し、他部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。例えば、表示制御部5cの機能については専用のハードウェア8としての処理回路で実現し、表示制御部5cの機能以外の機能については少なくとも1つのプロセッサ7aが少なくとも1つのメモリ7bに格納されたプログラムを読み出して実行することにより実現してもよい。
このように、処理回路は、ハードウェア8、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせでメンテナンス支援装置5の各機能を実現する。
以上のように、この発明に係る鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置は、操作者に対して、対策の要否を判定する際の情報を適切に提示するシステムに利用できる。
1 鉄鋼プラント、 2 制御システム、 3 鋼板、 4 表示装置、 5 メンテナンス支援装置、 5a 記憶部、 5b 演算部、 5c 表示制御部、 6 操作者、 7a プロセッサ、 7b メモリ、 8 ハードウェア

Claims (8)

  1. 同一層別内の品質精度の分布と対象の鋼材の品質精度との関係から深刻度を演算する演算部と、
    前記演算部により演算された深刻度の情報を表示装置に表示させる表示制御部と、
    を備えた鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置。
  2. 前記表示制御部は、イベント前後の品質精度の情報を前記表示装置に表示させる請求項1に記載の鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置。
  3. 前記表示制御部は、イベント前後の品質精度の情報として、当該イベント前後の品質精度を示す数字の情報を前記表示装置に表示させる請求項2に記載の鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置。
  4. 前記表示制御部は、イベント前後の品質精度の情報として、当該イベントのタイミングを含む当該イベントの前後の品質精度を示す時系列変化の情報を前記表示装置に表示させる請求項2に記載の鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置。
  5. 前記表示制御部は、当該イベントが指定された際に当該イベントの内容を示す情報を前記表示装置に表示させる請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置。
  6. 前記表示制御部は、複数の品質のチャートの情報を前記表示装置に表示させ、基準値を下回った品質が存在した場合に当該品質のチャートの情報に対して目印の情報を付加して前記表示装置に表示させる請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置。
  7. 前記表示制御部は、当該品質に対して類似した波形パターンが登録されている場合は、当該品質のチャートの情報に対して当該波形パターンの情報を重ねて前記表示装置に表示させる請求項6に記載の鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置。
  8. 前記表示制御部は、当該波形パターンに対する対策内容の情報を前記表示装置に表示させる請求項7に記載の鉄鋼プラントのメンテナンス支援装置。
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