(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続する製造物が連続的に流れる製造プロセスの操業を支援するための操業支援装置であって、
前記製造プロセスのステージの分け方、当該ステージ毎の前記製造物の属性及びその状態、前記製造物の属性の状態の遷移経路、当該ステージ毎の設備及びその状態、設備の状態の遷移経路、についてのオペレータによる入力を受けて、前記製造プロセスを前記製造物の流れ方向に複数のステージに分け、前記ステージ毎に前記製造物の属性の状態遷移モデルと設備の状態遷移モデルとを作成し、前記各ステージ内での前記製造物の属性の状態と前記設備の状態との間の影響関係の定義のオペレータによる入力を受けて、当該影響関係を組み込んで離散モデルを作成する離散モデリング手段と、
前記離散モデリング手段により作成した離散モデルを用いて、前記ステージ毎に初期状態を設定し、当該初期状態から到達可能な状態を示す前記各ステージの状態遷移図を作成する第１の状態遷移図作成手段と、
前記第１の状態遷移図作成手段により作成した全ステージの状態遷移図を用いて、製造プロセス全体の状態遷移図を作成する第２の状態遷移図作成手段とを備えたことを特徴とする製造プロセスの操業支援装置。
【請求項２】
前記第２の状態遷移図作成手段により作成した製造プロセス全体の状態遷移図を用いて、前記製造プロセス全体の状態遷移図内の各状態の発生確度と危険度との関係を表わすリスクマトリクスを作成する第１のリスクマトリクス作成手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の製造プロセスの操業支援装置。
【請求項３】
前記離散モデルでは、同時刻に別ステージに存在する製造物から受ける影響である、ステージ間での製造物の属性間の影響関係を更に定義していることを特徴とする請求項１又は２に記載の製造プロセスの操業支援装置。
【請求項４】
前記第２の状態遷移図作成手段は、前記ステージ間での製造物の属性間の影響関係に基づいて、前記製造プロセス全体の状態遷移図を作成することを特徴とする請求項３に記載の製造プロセスの操業支援装置。
【請求項５】
前記離散モデルでは、上流側のステージでの前記製造物の属性の状態が、前記製造物の移動に伴って下流側のステージに受け渡される関係を更に定義していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の製造プロセスの操業支援装置。
【請求項６】
前記第２の状態遷移図作成手段により作成した製造プロセス全体の状態遷移図から、前記初期状態以外の全ての状態及びそれに至る遷移を抽出して、
前記第１の状態遷移図作成手段が、前記抽出したそれぞれの状態及びそれに至る遷移を前記離散モデルに反映させた状態を新たな初期状態として前記各ステージの新たな状態遷移図を作成して、
前記第２の状態遷移図作成手段が、前記第１の状態遷移図作成手段により作成した全ステージの新たな状態遷移図を用いて、製造プロセス全体の新たな状態遷移図を作成する、ことを繰り返すことを特徴とする請求項５に記載の製造プロセスの操業支援装置。
【請求項７】
前記抽出したそれぞれの状態及びそれに至る遷移を用いて、前記製造物の製造開始からの経過時間と、前記抽出したそれぞれの状態の発生確度及び危険度の指標との関係を表わすリスクマトリクスを作成する第２のリスクマトリクス作成手段を備えたことを特徴とする請求項６に記載の製造プロセスの操業支援装置。
【請求項８】
連続する製造物が連続的に流れる製造プロセスの操業を支援するための操業支援方法であって、
離散モデリング手段が、前記製造プロセスのステージの分け方、当該ステージ毎の前記製造物の属性及びその状態、前記製造物の属性の状態の遷移経路、当該ステージ毎の設備及びその状態、設備の状態の遷移経路、についてのオペレータによる入力を受けて、前記製造プロセスを前記製造物の流れ方向に複数のステージに分け、前記ステージ毎に前記製造物の属性の状態遷移モデルと設備の状態遷移モデルとを作成し、前記各ステージ内での前記製造物の属性の状態と前記設備の状態との間の影響関係の定義のオペレータによる入力を受けて、当該影響関係を組み込んで離散モデルを作成する離散モデリングステップと、
第１の状態遷移図作成手段が、前記離散モデリングステップにより作成した離散モデルを用いて、前記ステージ毎に初期状態を設定し、当該初期状態から到達可能な状態を示す前記各ステージの状態遷移図を作成する第１の状態遷移図作成ステップと、
第２の状態遷移図作成手段が、前記第１の状態遷移図作成ステップにより作成した全ステージの状態遷移図を用いて、製造プロセス全体の状態遷移図を作成する第２の状態遷移図作成ステップとを有することを特徴とする製造プロセスの操業支援方法。
【請求項９】
連続する製造物が連続的に流れる製造プロセスの操業を支援するためのプログラムであって、
前記製造プロセスのステージの分け方、当該ステージ毎の前記製造物の属性及びその状態、前記製造物の属性の状態の遷移経路、当該ステージ毎の設備及びその状態、設備の状態の遷移経路、についてのオペレータによる入力を受けて、前記製造プロセスを前記製造物の流れ方向に複数のステージに分け、前記ステージ毎に前記製造物の属性の状態遷移モデルと設備の状態遷移モデルとを作成し、前記各ステージ内での前記製造物の属性の状態と前記設備の状態との間の影響関係の定義のオペレータによる入力を受けて、当該影響関係を組み込んで離散モデルを作成する離散モデリング処理と、
前記離散モデリング処理により作成した離散モデルを用いて、前記ステージ毎に初期状態を設定し、当該初期状態から到達可能な状態を示す前記各ステージの状態遷移図を作成する第１の状態遷移図作成処理と、
前記第１の状態遷移図作成処理により作成した全ステージの状態遷移図を用いて、製造プロセス全体の状態遷移図を作成する第２の状態遷移図作成処理とをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば連続鋳造プロセスのように、連続する製造物が連続的に流れる製造プロセスの操業を支援するのに好適な操業支援装置、方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造の安定操業を実現するためには、操業者が常に適切なオペレーションを判断、選択する必要があり、そのためには、設備や製品の状態を精度良く予測することが重要である。
【０００３】
上記予測のために、操業者、特に熟練者は、連続鋳造プロセスにおける鋼の状態に関する断片的な情報を因果関係により統合することにより、連続鋳造プロセスの認知モデルを構築している。そして、操業者は、頭の中に連続鋳造プロセスの認知モデルを知識として持つため、鋼の状態を推定し、将来状態を予測し、適切なオペレーションを実施することによってトラブルを回避してきた。
【０００４】
一方で、近年では、熟練者の減少による生産性低下、操業トラブル発生等が増加しており、熟練者でなくても適切なオペレーションを実施できるように支援することが求められている。
【０００５】
上記のような熟練者減少への対応として、物理現象を統計解析手法により表現した数値モデルを用いたシミュレーションを行うことで操業状態を予測する方法がある。例えば特許文献１には、主成分分析、独立成分分析、Wavelet解析のいずれかの手法を応用することで作成した数値モデルを用いて操業状態を予測している。様々な操業因子をモデルに組み込むことができるため複雑なプロセスであっても数値モデルを作成することができる。
【０００６】
さらに、時系列データベースから過去の操業状態の類似事例を検索し、操業状態の将来予測する方法もある。例えば特許文献２には、類似事例の検索の前処理として、時系列データのノイズを削減することで、時間スケールに対して周期の短い操業因子が多数含まれるような複雑なプロセスであっても、実用上十分な予測精度を得ることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２１４４１７号公報
【特許文献２】特開２００９−７６０３７号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】村田  忠夫：ペトリネットの解析と応用、近代科学社（１９９２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、一般に、連続系プロセスには、製品の物質としての状態が温度や成分によって様々な形態をとる、その状態が時間や設備の操業次第で変化する、製品の状態が設備の状態を変化させ、それがまた製品の状態に影響を及ぼす、等複雑な相互干渉が存在する。特許文献１や特許文献２に開示の技術は、簡便な方法で操業状態を予測することを狙ったものであるが、上述のような設備や製品の状態が複雑に干渉する現象のモデルを精度高く構築することは難しい。
【００１０】
そこで、熟練者の頭の中の認知モデルが、上述のような設備や製品の状態の複雑な相互干渉をも考慮したものであることに注目して、これまでは熟練者の頭の中にあった連続鋳造プロセスの認知モデルを客観的にする、すなわち鋼の状態遷移における因果関係をモデリングして、操業トラブル回避や操業トラブル発生時のアクションをガイダンスできるようにすることが求められている。
【００１１】
本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、連続する製造物が連続的に流れる製造プロセスを離散モデリングし、その離散モデルを利用して製造プロセスの操業を支援できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の製造プロセスの操業支援装置は、連続する製造物が連続的に流れる製造プロセスの操業を支援するための操業支援装置であって、
前記製造プロセスのステージの分け方、当該ステージ毎の前記製造物の属性及びその状態、前記製造物の属性の状態の遷移経路、当該ステージ毎の設備及びその状態、設備の状態の遷移経路、についてのオペレータによる入力を受けて、前記製造プロセスを前記製造物の流れ方向に複数のステージに分け、前記ステージ毎に前記製造物の属性の状態遷移モデルと設備の状態遷移モデルとを作成し、前記各ステージ内での前記製造物の属性の状態と前記設備の状態との間の影響関係の定義のオペレータによる入力を受けて、当該影響関係を組み込んで離散モデルを作成する離散モデリング手段と、
前記離散モデリング手段により作成した離散モデルを用いて、前記ステージ毎に初期状態を設定し、当該初期状態から到達可能な状態を示す前記各ステージの状態遷移図を作成する第１の状態遷移図作成手段と、
前記第１の状態遷移図作成手段により作成した全ステージの状態遷移図を用いて、製造プロセス全体の状態遷移図を作成する第２の状態遷移図作成手段とを備えたことを特徴とする。
また、本発明の製造プロセスの操業支援装置の他の特徴とするところは、前記第２の状態遷移図作成手段により作成した製造プロセス全体の状態遷移図を用いて、前記製造プロセス全体の状態遷移図内の各状態の発生確度と危険度との関係を表わすリスクマトリクスを作成する第１のリスクマトリクス作成手段を備える点にある。
また、本発明の製造プロセスの操業支援装置の他の特徴とするところは、前記離散モデルでは、同時刻に別ステージに存在する製造物から受ける影響である、ステージ間での製造物の属性間の影響関係を更に定義している点にある。
また、本発明の製造プロセスの操業支援装置の他の特徴とするところは、前記第２の状態遷移図作成手段は、前記ステージ間での製造物の属性間の影響関係に基づいて、前記製造プロセス全体の状態遷移図を作成する点にある。
また、本発明の製造プロセスの操業支援装置の他の特徴とするところは、前記離散モデルでは、上流側のステージでの前記製造物の属性の状態が、前記製造物の移動に伴って下流側のステージに受け渡される関係を更に定義している点にある。
また、本発明の製造プロセスの操業支援装置の他の特徴とするところは、前記第２の状態遷移図作成手段により作成した製造プロセス全体の状態遷移図から、前記初期状態以外の全ての状態及びそれに至る遷移を抽出して、
前記第１の状態遷移図作成手段が、前記抽出したそれぞれの状態及びそれに至る遷移を前記離散モデルに反映させた状態を新たな初期状態として前記各ステージの新たな状態遷移図を作成して、
前記第２の状態遷移図作成手段が、前記第１の状態遷移図作成手段により作成した全ステージの新たな状態遷移図を用いて、製造プロセス全体の新たな状態遷移図を作成する、ことを繰り返す点にある。
また、本発明の製造プロセスの操業支援装置の他の特徴とするところは、前記抽出したそれぞれの状態及びそれに至る遷移を用いて、前記製造物の製造開始からの経過時間と、前記抽出したそれぞれの状態の発生確度及び危険度の指標との関係を表わすリスクマトリクスを作成する第２のリスクマトリクス作成手段を備えた点にある。
本発明の製造プロセスの操業支援方法は、連続する製造物が連続的に流れる製造プロセスの操業を支援するための操業支援方法であって、
離散モデリング手段が、前記製造プロセスのステージの分け方、当該ステージ毎の前記製造物の属性及びその状態、前記製造物の属性の状態の遷移経路、当該ステージ毎の設備及びその状態、設備の状態の遷移経路、についてのオペレータによる入力を受けて、前記製造プロセスを前記製造物の流れ方向に複数のステージに分け、前記ステージ毎に前記製造物の属性の状態遷移モデルと設備の状態遷移モデルとを作成し、前記各ステージ内での前記製造物の属性の状態と前記設備の状態との間の影響関係の定義のオペレータによる入力を受けて、当該影響関係を組み込んで離散モデルを作成する離散モデリングステップと、
第１の状態遷移図作成手段が、前記離散モデリングステップにより作成した離散モデルを用いて、前記ステージ毎に初期状態を設定し、当該初期状態から到達可能な状態を示す前記各ステージの状態遷移図を作成する第１の状態遷移図作成ステップと、
第２の状態遷移図作成手段が、前記第１の状態遷移図作成ステップにより作成した全ステージの状態遷移図を用いて、製造プロセス全体の状態遷移図を作成する第２の状態遷移図作成ステップとを有することを特徴とする。
本発明のプログラムは、連続する製造物が連続的に流れる製造プロセスの操業を支援するためのプログラムであって、
前記製造プロセスのステージの分け方、当該ステージ毎の前記製造物の属性及びその状態、前記製造物の属性の状態の遷移経路、当該ステージ毎の設備及びその状態、設備の状態の遷移経路、についてのオペレータによる入力を受けて、前記製造プロセスを前記製造物の流れ方向に複数のステージに分け、前記ステージ毎に前記製造物の属性の状態遷移モデルと設備の状態遷移モデルとを作成し、前記各ステージ内での前記製造物の属性の状態と前記設備の状態との間の影響関係の定義のオペレータによる入力を受けて、当該影響関係を組み込んで離散モデルを作成する離散モデリング処理と、
前記離散モデリング処理により作成した離散モデルを用いて、前記ステージ毎に初期状態を設定し、当該初期状態から到達可能な状態を示す前記各ステージの状態遷移図を作成する第１の状態遷移図作成処理と、
前記第１の状態遷移図作成処理により作成した全ステージの状態遷移図を用いて、製造プロセス全体の状態遷移図を作成する第２の状態遷移図作成処理とをコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、連続する製造物が連続的に流れる製造プロセスを、製造物が流れる方向に複数のステージに分けて離散モデリングし、その離散モデルを利用して、初期状態から到達可能な状態を示す各ステージの状態遷移図を作成する。そして、全ステージの状態遷移図を用いて、製造プロセス全体の状態遷移図を作成することにより、操業トラブル回避や操業トラブル発生時のアクションをガイダンスする等、製造プロセスの操業を支援することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】連続鋳造プロセスの概要を示す図である。
【図２】連続鋳造プロセスの離散モデリングの手順を示すフローチャートである。
【図３】各ステージの製造物の属性を説明する図である。
【図４】ペトリネットを説明する図である。
【図５】ＴＤステージでの製造物の属性の状態遷移モデル及び設備の状態遷移モデルを示す図である。
【図６】鋳型ステージでの製造物の温度及び湯面レベルの状態遷移モデルと、垂直領域ステージでの製造物のバルジングの状態遷移モデルを示す図である。
【図７】ノズルステージでの製造物の流量の状態遷移モデルと、鋳型ステージでの製造物の湯面レベルの状態遷移モデルを示す図である。
【図８】連続鋳造プロセスの操業支援装置の構成例を示す図である。
【図９】操業支援装置による操業支援の手順を示すフローチャートである。
【図１０】ＴＤステージの状態遷移モデルから作成した可到達木を示す図である。
【図１１】鋳型ステージでの製造物の温度及び湯面レベルの状態遷移モデルから作成した可到達木と、垂直領域ステージでの製造物のバルジングの状態遷移モデルから作成した可到達木とを示す図である。
【図１２】図６に対応する鋳型ステージ及び垂直領域ステージの可到達木を示す図である。
【図１３】鋳型ステージでの製造物の温度及び湯面レベルの状態遷移モデルと、垂直領域ステージでの製造物のバルジングの状態遷移モデルを示す図である。
【図１４】図１３に対応する鋳型ステージ及び垂直領域ステージの可到達木を示す図である。
【図１５】リスクマトリクスの例を示す図である。
【図１６】リスクマトリクスの例を示す図である。
【図１７】操業支援装置による操業支援の手順を示すフローチャートである。
【図１８】リスクマトリクスの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
（連続鋳造プロセスの概要）
連続鋳造プロセスでは、図１に示すように、不図示の転炉で作られた溶鋼が二次精錬を経て取鍋１００に入れられ、連続鋳造設備の最上部に運ばれる。溶鋼は、取鍋１００の底部から下のタンディッシュ２００へ注がれる。そして、タンディッシュ２００に注がれた溶鋼は、タンディッシュ２００の底部からノズル３００を介して鋳型４００へと注がれる。鋳型４００に接触した溶鋼は精密に調整されながら冷やされて凝固して鋼片となり、不図示のロールで運ばれながら、ロール列末端にある不図示のガス切断機で適度な長さに切断される。
【００１６】
（連続鋳造プロセスの離散モデリング）
まず、図１に示したような連続鋳造プロセスの離散モデリングについて説明する。連続鋳造プロセスでは、連続する（物理的に繋がっている）製造物（溶鋼、鋼片）が連続的に流れる（移動する）。このように「連続」という特徴を持つ連続鋳造プロセスを離散モデリングすることは、「連続」の中に認知される因果関係を抽出し、それを離散モデルとして定義することに相当する。そこで、製造物の状態をステージ毎に定義し、離散化することとしている。
【００１７】
図２に、連続鋳造プロセスの離散モデリングの手順を示す。最初に、連続鋳造プロセスを、製造物が流れる方向に複数のステージに分ける（ステップＳ１０１）。本実施形態では、図３に示すように、上流側からタンディッシュステージ（ＴＤステージ）、ノズルステージ、鋳型ステージ、及び垂直領域ステージでの４つに分けている。
【００１８】
次に、ステージ毎に、製造物の属性及びその状態を定義する（ステップＳ１０２）。本実施形態では、図３に示すように、ＴＤステージでの製造物の属性及びその状態として、温度（高・普・低）、粘性（高・普）を定義している。また、ノズルステージでの製造物の属性及びその状態として、温度（高・普・低）、流量（適切・少）、流れ（整流・偏流）を定義している。また、鋳型ステージでの製造物の属性及びその状態として、温度（高・普・低）、温度均一性（均一・不均一）、シェル厚（適切・薄）、シェル均一性（均一・不均一）、介在物（有り・無し）、表面引張応力（強い・弱い）、湯面レベル（適切・低）を定義している。また、垂直領域ステージでの製造物の属性及びその状態として、温度（高・普・低）、シェル厚（適切・薄）、バルジング有無（有り・無し）を定義している。なお、ここで挙げた製造物の属性及びその状態は一例であり、これに限定されるものではない。
【００１９】
次に、ステージ毎に、製造物の属性の状態の遷移経路を定義する（ステップＳ１０３）。例えば各ステージにおいて、製造物の温度については、温度高と温度低との間の移動は、必ず温度普を経てから移動する等の遷移経路を定義する。
【００２０】
次に、ステージ毎に、製造物の属性の状態遷移モデルＭ１を作成する（ステップＳ１０４）。本実施形態では、製造物の属性の状態遷移モデルＭ１をペトリネットで作成する。ペトリネットは並列非同期同時進行する複数のプロセスからなる離散事象システムを表現するグラフィカルで実行可能な数学モデルであり、図４に示すように、状態をプレースＰ、遷移をトランジションＴとして記述し、トランジションＴの発火によりトークンが入力側のプレースＰ１、Ｐ２から出力側のプレースＰ３に移動することで、対象の振る舞いを表現する。なお、ペトリネットについては非特許文献１等に詳しく記述されている。
【００２１】
図５には、ＴＤステージでの製造物の属性の状態遷移モデルＴＤ−Ｍ１を示す。温度について、温度高のプレース、温度普のプレース及び温度低のプレースがトランジションＴ９〜Ｔ１２を介して接続する。温度低のプレースにトークンがある場合、トランジションＴ１１が発火可能であり、発火するとトークンが温度普のプレースに移動する。また、温度普のプレースにトークンがある場合、トランジションＴ９が発火可能であり、発火するとトークンが温度高のプレースに移動する。また、温度高のプレースにトークンがある場合、トランジションＴ１０が発火可能であり、発火するとトークンが温度普のプレースに移動する。また、温度普のプレースにトークンがある場合、トランジションＴ１２が発火可能であり、発火するとトークンが温度低のプレースに移動する。
【００２２】
また、粘性について、粘性高のプレース及び粘性普のプレースがトランジションＴ１３及びＴ１４を介して接続する。粘性高のプレースにトークンがある場合、トランジションＴ１４が発火可能であり、発火するとトークンが粘性普のプレースに移動する。また、粘性普のプレースにトークンがある場合、トランジションＴ１３が発火可能であり、発火するとトークンが粘性（高）のプレースに移動する。
【００２３】
なお、ここではＴＤステージでの製造物の属性の状態遷移モデルＴＤ−Ｍ１について詳述したが、ノズルステージ、鋳型ステージ、及び垂直領域ステージについても、それぞれ製造物の属性の状態遷移モデルＮＯＺ−Ｍ１、ＭＤ−Ｍ１、Ｖ−Ｍ１を作成する。
【００２４】
全ステージについて製造物の属性の状態遷移モデルＭ１を作成したならば（ステップＳ１０５）、ステージ毎に、設備及びその状態を定義する（ステップＳ１０６）。本実施形態では、ＴＤステージでの設備及びその状態として、プラズマ加熱装置（ＯＮ・ＯＦＦ・故障）、バブリング（ＯＮ・ＯＦＦ・故障）を定義している。また、ノズルステージでの設備及びその状態として、ノズル（定常用（不詰）・非定常用・故障（偏詰）・故障（詰））、スライド（定常用・非定常用（広）・故障）を定義している。また、鋳型ステージでの設備及びその状態として、パウダー投入機（定常用・非定常用（別パタン）・故障）、スプリンクラー（定常用・非定常用（強）・故障）、ローラー（定常用・非定常用（引抜速度遅）・故障）を定義している。なお、ここで挙げた設備及びその状態は一例であり、これに限定されるものではない。
【００２５】
次に、ステージ毎に、設備の状態の遷移経路を定義する（ステップＳ１０７）。例えばＴＤステージにおいて、プラズマ加熱装置（ＯＮ・ＯＦＦ・故障）については、プラズマ加熱装置（故障）には必ずプラズマ加熱装置（ＯＦＦ）から移動する等の遷移経路を定義する。
【００２６】
次に、ステージ毎に、設備の状態遷移モデルＭ２を作成する（ステップＳ１０８）。本実施形態では、設備の状態遷移モデルＭ２もペトリネットで作成する。
【００２７】
図５には、ＴＤステージでの設備の状態遷移モデルＴＤ−Ｍ２を示す。プラズマ加熱装置について、ＯＮのプレース、ＯＦＦのプレース及び故障のプレースがトランジションＴ１〜Ｔ３を介して接続する。ＯＦＦのプレースにトークンがある場合、トランジションＴ１が発火可能であり、発火するとトークンが故障のプレースに移動する。また、ＯＦＦのプレースにトークンがある場合、トランジションＴ３が発火可能であり、発火するとトークンがＯＮのプレースに移動する。また、ＯＮのプレースにトークンがある場合、トランジションＴ２が発火可能であり、発火するとトークンがＯＦＦのプレースに移動する。
【００２８】
また、バブリングについて、ＯＮのプレース、ＯＦＦのプレース及び故障のプレースがトランジションＴ５〜Ｔ７を介して接続する。ＯＦＦのプレースにトークンがある場合、トランジションＴ５が発火可能であり、発火するとトークンが故障のプレースに移動する。また、ＯＦＦのプレースにトークンがある場合、トランジションＴ７が発火可能であり、発火するとトークンがＯＮのプレースに移動する。また、ＯＮのプレースにトークンがある場合、トランジションＴ６が発火可能であり、発火するとトークンがＯＦＦのプレースに移動する。
【００２９】
なお、ここではＴＤステージでの設備の状態遷移モデルＴＤ−Ｍ２について詳述したが、ノズルステージ、鋳型ステージ、及び垂直領域ステージについても、それぞれ設備の状態遷移モデルＮＯＺ−Ｍ２、ＭＤ−Ｍ２、Ｖ−Ｍ２を作成する。
【００３０】
全ステージについて設備の状態遷移モデルＭ２を作成したならば（ステップＳ１０９）、ステージ毎に、ステージ内での影響関係を定義する（ステップＳ１１０）。表１には、ＴＤステージ内での設備の状態と製造物の属性の状態との影響関係を定義した内容を示す。表１に示すように、プラズマ加熱装置がＯＮであるとき、製造物の属性のうち温度が、温度低の状態であれば温度普に、温度普の状態であれば温度高に遷移することを定義している。また、バブリングがＯＮであるとき、製造物の属性のうち温度が、温度高の状態であれば温度普に、温度普の状態であれば温度低に遷移することを定義している。
【００３１】
【表１】
0005549607.tif 000002
【００３２】
次に、ステップＳ１１０において定義した、設備の状態と製造物の属性の状態との影響関係を状態遷移モデル（製造物の属性の状態遷移モデルＭ１及び設備の状態遷移モデルＭ２）に組み込む（ステップＳ１１１）。図５に示すように、プラズマ加熱装置の状態遷移モデルにおいてＯＮのプレースにトークンがあるとき、条件アークを介してトランジションＴ４が発火する。その結果、温度の状態遷移モデルにおいて温度低のプレースにトークンがある場合、トランジションＴ４と許可同期アークで結ばれたトランジションＴ１１が発火して、トークンが温度普のプレースに移動する。また、温度普のプレースにトークンがある場合、トランジションＴ４と許可同期アークで結ばれたトランジションＴ９が発火して、トークンが温度高のプレースに移動する。また、バブリングの状態遷移モデルにおいてＯＮのプレースにトークンがあるとき、条件アークを介してトランジションＴ８が発火する。その結果、温度の状態遷移モデルにおいて温度高のプレースにトークンがある場合、トランジションＴ８と許可同期アークで結ばれたトランジションＴ１０が発火して、トークンが温度普のプレースに移動する。また、温度普のプレースにトークンがある場合、トランジションＴ８と許可同期アークで結ばれたトランジションＴ１２が発火して、トークンが温度高のプレースに移動する。なお、許可同期アークとは、始点のトランジションが発火すると終点のトランジションが必ず発火することを表わす。また、条件アークとは、始端プレースにトークンが存在するときに発火可能であることを表わす。
【００３３】
なお、ここではＴＤステージ内での製造物の属性の状態遷移モデルＴＤ−Ｍ１及び設備の状態遷移モデルＴＤ−Ｍ２について詳述したが、ノズルステージ、鋳型ステージ、及び垂直領域ステージについても、それぞれステージ内での設備の状態と製造物の属性の状態との影響関係を状態遷移モデル（製造物の属性の状態遷移モデルＭ１及び設備の状態遷移モデルＭ２）に組み込む。
【００３４】
また、ここではステージ内での設備の状態と製造物の属性の状態との影響関係について説明したが、例えばステージ内での製造物の属性間の影響関係を定義するようにしてもよい。例えば鋳型ステージ内で温度均一性はシェル均一性に影響するので（温度均一であればシェル均一、温度不均一であればシェル不均一）、その影響関係を状態遷移モデル（製造物の属性の状態遷移モデルＭ１）に組み込むようにしてもよい。
【００３５】
全ステージについてステージ内での影響関係を取り込んだならば（ステップＳ１１２）、ステージ間での製造物の属性間の影響関係を定義する（ステップＳ１１３）。ステージ間での製造物の属性間の影響関係とは、略同時刻に別ステージに存在する製造物から受ける影響である。例えば垂直領域でバルジングが生じると、略同時刻に、その上流側の鋳型で湯面振動が生じ、湯面レベルに影響を与えることがわかっている。したがって、図３の破線の矢印３１に示すように、垂直領域ステージでのバルジング有無は、その上流側の鋳型ステージでの湯面レベルに影響を与えると定義している。すなわち、垂直領域ステージでのバルジングが有りの場合、鋳型ステージでの湯面レベルが適切であれば低に遷移することを定義している。また、垂直領域ステージでのバルジングが無しの場合、鋳型ステージでの湯面レベルが低であれば適切に遷移することを定義している。
【００３６】
次に、ステップＳ１１３において定義した、ステージ間での製造物の属性間の影響関係（図３の矢印３１）を状態遷移モデル（製造物の属性の状態遷移モデルＭ１及び設備の状態遷移モデルＭ２）に組み込む（ステップＳ１１４）。図６には、鋳型ステージでの製造物の属性の状態遷移モデルＭＤ−Ｍ１の一部（温度及び湯面レベル）と、垂直領域ステージでの製造物の属性の状態遷移モデルＶ−Ｍ１の一部（バルジング）を示す。これら状態遷移モデルＭ１はステップＳ１０４において作成されたものである。鋳型ステージでの温度については、温度低のプレースにトークンがある場合、トランジションＴ３０１が発火可能であり、発火するとトークンが温度高のプレースに移動する。また、温度高のプレースにトークンがある場合、トランジションＴ３０２が発火可能であり、発火するとトークンが温度低のプレースに移動する。なお、温度の状態として（高・普・低）を定義していると説明したが、図６では説明を簡単にするために（高・低）の状態だけを図示する。鋳型ステージでの湯面レベルについては、適切のプレースにトークンがある場合、トランジションＴ３０３が発火可能であり、発火するとトークンが低のプレースに移動する。また、低のプレースにトークンがある場合、トランジションＴ３０４が発火可能であり、発火するとトークンが適切のプレースに移動する。垂直領域ステージでのバルジングについては、バルジング無しのプレースにトークンがある場合、トランジションＴ４０１が発火可能であり、発火するとトークンがバルジング有りのプレースに移動する。また、有りのプレースにトークンがある場合、トランジションＴ４０２が発火可能であり、発火するとトークンが無しのプレースに移動する。
【００３７】
そして、図６に示すように、垂直領域ステージでのバルジングの状態遷移モデルにおいて有りのプレースにトークンがあるとき、条件アークを介してトランジションＴ５０１が発火する。その結果、鋳型ステージでの湯面レベルの状態遷移モデルにおいて適切のプレースにトークンがある場合、トランジションＴ５０１と許可同期アークで結ばれたトランジションＴ３０３が発火して、トークンが低のプレースに移動する。また、垂直領域ステージでのバルジングの状態遷移モデルにおいて無しのプレースにトークンがあるとき、条件アークを介してトランジションＴ５０２が発火する。その結果、鋳型ステージでの湯面レベルの状態遷移モデルにおいて低のプレースにトークンがある場合、トランジションＴ５０１と許可同期アークで結ばれたトランジションＴ３０４が発火して、トークンが適切のプレースに移動する。
【００３８】
なお、本実施形態では、下流側のステージでの製造物の属性が上流側のステージでの製造物の属性に影響を与える例を説明したが、その逆、すなわち上流側のステージでの製造物の属性が下流側のステージでの製造物の属性に影響を与えることもありうる。
【００３９】
次に、上流側のステージでの製造物の属性の状態が、製造物の移動に伴って下流側のステージに受け渡される関係を定義する（ステップＳ１１５）。図３の実線の矢印３２に示すように、例えばＴＤステージでの温度は、その下流側のノズルステージでの温度に受け渡されると定義している。すなわち、ＴＤステージでの温度が高くなれば、その下流側のノズルステージでの温度も高くなり、ＴＤステージでの温度が普通になれば、その下流側のノズルステージでの温度も普通になり、ＴＤステージでの温度が低くなれば、その下流側のノズルステージでの温度も低くなる。以下同様に、ノズルステージでの温度は鋳型ステージでの温度に受け渡され、鋳型ステージでの温度は垂直領域ステージでの温度に受け渡されると定義している。
【００４０】
また、ノズルステージでの流量は、その下流側の鋳型ステージでの湯面レベルに受け渡されると定義している。すなわち、ノズルステージでの流量が適切になれば、その下流側の鋳型ステージでの湯面レベルも適切になり、ノズルステージでの流量が少なくなれば、その下流側の鋳型ステージでの湯面レベルも低くなる。
【００４１】
また、ノズルステージでの流れは、その下流側の鋳型ステージでの温度均一性に受け渡されると定義している。すなわち、ノズルステージでの流れが整流になれば、その下流側の鋳型ステージでの温度均一性も均一になり、ノズルステージでの流れが偏流になれば、その下流側の鋳型ステージでの温度均一性も不均一になる。
【００４２】
次に、ステップＳ１１５において定義した、上流側のステージでの製造物の属性の状態が、製造物の移動に伴って下流側のステージに受け渡される関係（図３の矢印３２）を状態遷移モデル（属性の状態遷移モデルＭ１及び設備の状態遷移モデルＭ２）に組み込む（ステップＳ１１６）。図７には、ノズルステージでの製造物の属性の状態遷移モデルＮＯＺ−Ｍ１の一部（流量）と、鋳型ステージでの製造物の属性の状態遷移モデルＭＤ−Ｍ１の一部（湯面レベル）を示す。これら状態遷移モデルＭ１はステップＳ１０４において作成されたものである。ノズルステージでの流量については、適切のプレースにトークンがある場合、トランジションＴ２０１が発火可能であり、発火するとトークンが少のプレースに移動する。また、少のプレースにトークンがある場合、トランジションＴ２０２が発火可能であり、発火するとトークンが適切のプレースに移動する。鋳型ステージでの湯面レベルについては、図６で説明したとおりである。
【００４３】
そして、図７に示すように、ノズルステージでの流量の状態遷移モデルの適切のプレースと、その下流側の鋳型ステージでの湯面レベルの状態遷移モデルの適切のプレースとがトランジションＴ６０１を介して接続し、また、ノズルステージでの流量の状態遷移モデルの少のプレースと、その下流側の鋳型ステージでの湯面レベルの状態遷移モデルの低のプレースとがトランジションＴ６０２を介して接続する。以下、ステップＳ１１６において定義するトランジションを受け渡しトランジションと称する。ノズルステージでの流量の状態遷移モデルの適切のプレースにトークンがある場合、受け渡しトランジション６０１が発火可能であり、発火するとその下流側の鋳型ステージでの湯面レベルの状態遷移モデルの適切のプレースにトークンが移動する。また、ノズルステージでの流量の状態遷移モデルの少のプレースにトークンがある場合、受け渡しトランジション６０２が発火可能であり、発火するとその下流側の鋳型ステージでの湯面レベルの状態遷移モデルの低のプレースにトークンが移動する。
【００４４】
なお、更にその下流のステージにつながるときは、対応するプレースが受け渡しトランジションを介して接続する。図７の例では、湯面レベルはその下流側のステージにつながらないので、出側にプレースが接続しない受け渡しトランジションＴ６０３、Ｔ６０４を定義しておく。
【００４５】
ステップＳ１１６において定義する受け渡しトランジション（図７の例では受け渡しトランジションＴ６０１〜Ｔ６０４）は、単独で発火することはなく、いずれかのステージで製造物の属性の状態が変化したとき、全てが同時に発火する。例えば図７に示す状態（ノズルステージでの流量の状態遷移モデルの適切のプレースにトークンがあり、鋳型ステージでの湯面レベルの状態遷移モデルの適切のプレースにトークンがある状態）で、ノズルステージの流量が少なくなると（流量の少のプレースにトークンが移動すると）、全ての受け渡しトランジションが同時に発火する。その結果、受け渡しトランジションＴ６０２の発火により流量の少のプレースのトークンが湯面レベルの低のプレースに移動するとともに、受け渡しトランジションＴ６０３の発火により湯面レベルの適切のプレースのトークンが消えることになる。再度、いずれかのステージで製造物の属性が変化したとき、全ての受け渡しトランジションが同時に発火する。
【００４６】
また、例えば図７に示す状態で、いずれかのステージの製造物の温度が変化すると、全ての受け渡しトランジションが同時に発火する。その結果、受け渡しトランジションＴ６０１の発火により流量の適切のプレースのトークンが湯面レベルの適切のプレースに移動するとともに、受け渡しトランジションＴ６０３の発火により湯面レベルの適切のプレースのトークンが消えることになるが、この配置では、ノズルステージの流量や鋳型ステージの湯面レベルの状態は温度の変化には影響を受けず、それまでの状態と変わることはない。
【００４７】
以上述べた離散モデリングは、離散モデリングのアルゴリズムを実行可能としたコンピュータ装置を利用して行うことができる。すなわち、オペレータが、ステージの分け方、ステージ毎の製造物の属性及びその状態、製造物の属性の状態の遷移経路を介して入力すると（ステップＳ１０１〜ステップＳ１０３）、コンピュータ装置が自動的にステージ毎の製造物の属性の状態遷移モデルを作成する（ステップＳ１０４）。同様に、オペレータが、ステージ毎の設備及びその状態、設備の状態の遷移経路を入力すると（ステップＳ１０６〜ステップＳ１０７）、コンピュータ装置が自動的にステージ毎の設備の状態遷移モデルを作成する（ステップＳ１０８）。また、オペレータが、ステージ内での影響関係を入力すると（ステップＳ１１０）、コンピュータ装置が自動的にその影響関係を状態遷移モデルに組み込む（ステップＳ１１１）。また、オペレータが、ステージ間での製造物の属性間の影響関係を入力すると（ステップＳ１１３）、コンピュータ装置が自動的にその影響関係を状態遷移モデルに組み込む（ステップＳ１１４）。また、オペレータが、上流側のステージでの製造物の属性の状態が、製造物の移動に伴って下流側のステージに受け渡される関係を入力すると（ステップＳ１１５）、コンピュータ装置が自動的にその関係を状態遷移モデルに組み込む（ステップＳ１１６）。
【００４８】
なお、本実施形態ではペトリネットを説明したが、離散事象システムをモデル化するものであればそれに限定されるものではなく、その他のグラフモデル、例えば有向グラフや無向グラフに本発明を適用することも可能である。例えば有向グラフでは、ペトリネットモデルにおけるプレースは点で表現され、トランジションは矢印付きの線で表現される。矢印付きの線は、点から点へ製品すなわちトークンを移動させる移動操作端であり、移動路の役目をする。また、矢印は、線から点、或いは点から線へトークンが移動する方向を示すものである。このような特徴を有するグラフモデルに本発明を適用する場合も、一連の動作は上述したペトリネットモデルにおける動作と同様であり、詳細な説明は省略する。
【００４９】
（離散モデリングにより作成した離散モデルを利用した操業支援１）
図８は、連続鋳造プロセスの操業支援装置の構成例を示す図である。１は離散モデリング部であり、上述したように連続鋳造プロセスを製造物の流れ方向に複数のステージに分け、ステージ毎に製造物の属性の状態遷移モデルと設備の状態遷移モデルとを作成し、各ステージ内での影響関係を定義して作成した離散モデルを作成する。また、必要に応じて、同時刻に別ステージに存在する製造物から受ける影響である、ステージ間での製造物の属性間の影響関係（図３の矢印３１）、上流側のステージでの前記製造物の属性の状態が、前記製造物の移動に伴って下流側のステージに受け渡される関係（図３の矢印３２）を定義する。
【００５０】
２は第１の状態遷移図作成手段である可到達木作成部であり、離散モデリング部１で作成した離散モデルを用いて、ステージ毎に初期状態を設定し、当該初期状態から到達可能な状態を示す各ステージの状態遷移図である可到達木を作成する。３は第２の状態遷移図作成手段である全体可到達木作成部であり、可到達木作成部２により作成した全ステージの可到達木を用いて、連続鋳造プロセス全体の状態遷移図である可到達木を作成する。
【００５１】
４はリスクマトリクス作成部であり、全体可到達木作成部３により作成した連続鋳造プロセス全体の可到達木を用いて、発生確度と危険度との関係を表わすリスクアセスメントマトリクス（本願では単にリスクマトリクスと称する）を作成する。５は入力装置であり、例えば離散モデリング部１が離散モデルを作成する際の各種定義を入力、設定したり、可到達木作成部２が可到達木を作成する際の初期状態を入力、設定したりする。６は出力装置であり、例えばリスクマトリクス作成部４により作成したリスクマトリクスを画面表示する表示装置が該当する。
【００５２】
なお、図８では１台の装置として図示したが、例えば離散モデリングは別の装置で実行する等、複数台の装置が協働して図８に示す機能構成が実現されるようにしてもよい。
【００５３】
図９に、操業支援装置による操業支援の手順を示す。まず、上述した離散モデリングにより離散モデルを作成する（ステップＳ２０１）。本例の場合、近い将来に起こり得るリスクを、起こりうる可能性の低いリスクも含めてオペレータに詳細に提示することを目的としているため、遠い将来すなわち製造物の移動に伴って発生するリスクは考えない。つまり、図２のステップＳ１０１〜Ｓ１１４にて離散モデルを作成し、図２のステップＳ１１５、Ｓ１１６は行わず、すなわち上流側のステージでの製造物の属性の状態が、製造物の移動に伴って下流側のステージに受け渡される関係（図３の矢印３２）を組み込まないで離散モデルを作成する。
【００５４】
次に、ステップＳ２０１において作成した離散モデルを用いて、ステージ毎に初期状態、例えば各ステージの現在の状態を設定し、その初期状態から遷移可能（到達可能）な可到達木を作成する（ステップＳ２０２）。可到達木は、図１０に示すように、「状態」（状態を記述した楕円）を、「遷移（オペレーションの内容に相当する）」（ドットを付した楕円）を介して接続したものである。図１０には、ＴＤステージの状態遷移モデル（図５を参照）から作成した可到達木を示す。ここでは、初期状態が「温度低、粘性高、プラズマ加熱装置ＯＦＦ、バブリング故障」であり、その次に到達できる「状態」は、トランジションＴ１が発火したときの「温度低、粘性高、プラズマ加熱装置故障、バブリング故障」か、トランジションＴ３が発火（それに伴ってトランジションＴ４、Ｔ１１も発火）したときの「温度普、粘性高、プラズマ加熱装置ＯＮ、バブリング故障」である。このようにして、次に到達できる「状態」を順次求めていき、可到達木を作成する。
【００５５】
なお、ここではＴＤステージでの可到達木について詳述したが、ノズルステージ、鋳型ステージ、及び垂直領域ステージについても、それぞれ初期状態を設定し、可到達木を作成する。図１１には、鋳型ステージでの製造物の温度及び湯面レベルの状態遷移モデル（図６を参照）から作成した可到達木と、垂直領域ステージでの製造物のバルジングの状態遷移モデル（図６を参照）から作成した可到達木とを示す。鋳型ステージにおいて、初期状態が「温度低、湯面レベル適切」である場合、その次に到達できる「状態」は、トランジションＴ３０１が発火したときの「温度高、湯面レベル適切」か、トランジションＴ３０３が発火したときの「温度低、湯面レベル低」である。また、垂直領域ステージにおいて、初期状態が「バルジング無し」である場合、その次に到達できる「状態」は、トランジションＴ４０１が発火したときの「バルジング有り」である。このようにして、次に到達できる「状態」を順次求めていき、可到達木を作成する。
【００５６】
ところで、図１０のＴＤステージの可到達木では、一方向のみに状態が遷移する（元の状態に戻れない）状態遷移図となっているのに対して、図１１の鋳型ステージや垂直領域ステージの可到達木では、自由に元に状態に戻れる状態遷移図となっている。これは、ＴＤステージでは「バブリング故障」を初期状態としているので、トランジションＴ１１の発火によって状態が遷移してもトランジションＴ１２が発火できず、一方向のみに遷移する状態遷移図となったものである。このように、可到達木は初期状態の与え方によって異なるものとなる。
【００５７】
次に、ステップＳ２０２において作成した全ステージの可到達木を用いて、連続鋳造プロセス全体の可到達木（一つの可到達木）を作成する（ステップＳ２０３）。
【００５８】
ここで、ステージ間によっては、ステージ間での製造物の属性間の影響関係（図３の矢印３１）を定義している場合と、定義していない場合とがある。まず、図１１を参照して、ステージ間での製造物の属性間の影響関係を定義している場合の、両ステージの可到達木の作成の仕方について説明する。図１１は、鋳型ステージでの製造物の温度及び湯面レベルの状態遷移モデルから作成した可到達木と、垂直領域ステージでの製造物のバルジングの状態遷移モデルから作成した可到達木とを用いて、両ステージの可到達木を作成する様子を示す。
【００５９】
図６を参照して既述したが、垂直領域ステージでのバルジングの状態遷移モデルにおいて有りのプレースにトークンがあるとき、条件アークを介してトランジションＴ５０１が発火する。その結果、鋳型ステージでの湯面レベルの状態遷移モデルにおいて適切のプレースにトークンがある場合、トランジションＴ５０１と許可同期アークで結ばれたトランジションＴ３０３が発火して、トークンが低のプレースに移動する。また、垂直領域ステージでのバルジングの状態遷移モデルにおいて無しのプレースにトークンがあるとき、条件アークを介してトランジションＴ５０２が発火する。その結果、鋳型ステージでの湯面レベルの状態遷移モデルにおいて低のプレースにトークンがある場合、トランジションＴ５０１と許可同期アークで結ばれたトランジションＴ３０４が発火して、トークンが適切のプレースに移動する。
【００６０】
この場合、図１１に示すように、鋳型ステージ及び垂直領域ステージの「状態」をプレース、「遷移」をトランジションに見立てるとともに、ステージ間をつなげるトランジションＴ５０１、Ｔ５０２を、トランジションＴ７００〜Ｔ７０３に見立てた「遷移」と、プレースＰ７０１、Ｐ７０２で表わす。バルジング「有り」のときのみ湯面レベルが「適切」から「低」に遷移し、バルジング「無し」のときのみ湯面レベルが「低」から「適切」に遷移する『切り替え』をモデル化している。この例では存在しないが、例えばバルジングが「有り」から「無し」以外の他の状態（例えば「やや有り」等）に遷移しただけでは、湯面レベルは「低」から「適切」には遷移しない。湯面レベル「適切」に遷移させるためには、必ずバルジングの状態が「無し」に遷移しなければならない。このようなことを表現するために図１１のようなモデル化を行う。トランジションＴ５０１はバルジング有りにトークンが存在するときは常に発火するトランジションであり、トランジションＴ５０２はバルジング無しにトークンが存在するときは常に発火するトランジションである。プレースＰ７０１はトランジションＴ７００を発火するための条件となるプレース、プレースＰ７０２はトランジションＴ７０１を発火するための条件となるプレースである。また、トランジションＴ７００はプレースＰ７０１にトークンが存在するときに常に発火するトランジション、トランジションＴ７０１はプレースＰ７０２にトークンが存在するときに常に発火するトランジションである。また、プレースＰ７０１にトークンがあるとき、条件アークを介してトランジションＴ７０２が発火して、その結果、トランジションＴ７０２と許可同期アークで結ばれたトランジションＴ３０４が発火する。また、プレースＰ７０２にトークンがあるとき、条件アークを介してトランジションＴ７０３が発火して、その結果、トランジションＴ７０３と許可同期アークで結ばれたトランジションＴ３０３が発火する。
【００６１】
これにより、図１２に示すように、初期状態を「温度低、湯面レベル適切、バルジング無し」とした両ステージの可到達木が作成される。
【００６２】
次に、図１３、図１４を参照して、ステージ間での製造物の属性間の影響関係を定義していない場合の、両ステージの可到達木の作成の仕方について説明する。ここでは、対比の意味も含めて、図１３に示すように、鋳型ステージと垂直領域ステージとの間で製造物の属性間の影響関係を定義していないものとして、両ステージの可到達木を作成する場合を説明する。この場合、鋳型ステージの「状態」と垂直領域ステージの「状態」との全組み合わせをそれぞれ「状態」として可到達木を作成する。すなわち、図１４の例の場合、鋳型ステージの４つの「状態」と垂直領域ステージの２つの「状態」の全組み合わせである８つの「状態」を有する可到達木が作成される。これにより、図１４に示すように、初期状態を「温度低、湯面レベル適切、バルジング無し」とした両ステージの可到達木が作成される。
【００６３】
図１２に示したようにステージ間での製造物の属性間の影響関係を定義している場合、鋳型ステージの「状態」と垂直領域ステージの「状態」との全組み合わせのうち、遷移可能な「状態」だけが選ばれることになる。すなわち、「状態」の組み合わせに制限がかかり、図１４に示したようにステージ間での製造物の属性間の影響関係を定義しない場合に比べて、「状態」の数は減ることになる。
【００６４】
以上のアルゴリズムに従って、全ステージの可到達木を用いて、連続鋳造プロセス全体の可到達木を作成する。この一つの可到達木は、連続鋳造プロセス全体の製造物と装置が、ある初期状態から遷移しうる状態の集合を意味する。
【００６５】
次に、ステップＳ２０３において作成した連続鋳造プロセス全体の可到達木を用いて、発生確度と危険度との関係を表わすリスクマトリクスを作成する（ステップＳ２０４）。図１５に、リスクマトリクスの例を示す。なお、図示例では、説明の簡略化のため、鋳型ステージと垂直領域ステージの可到達木を用いてリスクマトリクスを作成した例を示すが、実際は、連続鋳造プロセス全体の可到達木を用いてリスクマトリクスを作成する。
【００６６】
リスクマトリクスの横軸は発生確度を、縦軸は危険度を表わし、連続鋳造プロセス全体の可到達木（図１５の例は鋳型ステージと垂直領域ステージの可到達木）の「状態」を並び替えたものである。横軸方向では、まず初期状態が位置し、次に初期状態から到達しうる「状態」が位置する。初期状態から各「状態」まで到達するのに必要な最小の遷移の実行回数を「初期状態」から各「状態」までの「距離」と定義し、この「距離」が小さいほど発生確度が低くなるように位置する。なお、ここでは初期状態からの遷移の実行回数を「距離」と定義したが、各「遷移」が実行される確率（発火する確率）等を考慮して初期状態からの各「状態」までの距離を規定するようにしてもよい。
【００６７】
図１２の初期状態と各「状態」を繋ぐ遷移のうち、最小の距離の遷移以外の遷移を除去し、初期状態からの「距離」が小さいほど「状態」を発生確度が低くなるように位置する。
【００６８】
また、製造物の属性毎に予め危険度が定められており、その組み合わせに応じて危険度が定められる。ここでは、「温度高、湯面レベル適切、バルジング無し」という「状態」は操業上最も安全な状態であるのに対して、「温度低、湯面レベル低、バルジング有り」という「状態」は操業上最も危険度の高い状態となる。
【００６９】
このようなリスクマトリクスを画面表示して提示することにより、トラブル発生の推定等、操業者の意思決定において有効な情報を提示することができる。リスクマトリクスにマップされた可到達木においては、「発生確度が高く、かつ、危険度も低い状態」や「発生確度が低く、かつ、危険度も低い状態」等が示され、任意の「状態」に到達するための経路が網羅的に可視化されるので、トラブル要因を俯瞰することが容易となっている。例えばリスクマトリクスの左下に位置する「状態」ほど、「発生確度が高く、かつ、危険度も高い状態」であり、そこに至る経路と合わせて注意すべきと認識することができる。逆にいえば、初期状態「温度低、湯面レベル適切、バルジング無し」から危険度が低くなる「遷移」が実施すべきオペレーションを意味している。
【００７０】
リスクマトリクスを画面表示するに際して、例えば最も「発生確度が高く、かつ、危険度も高い状態」を目立つように表示するようにしてもよい。また、図１５の囲み１５０１に示すように、危険な状態に至る経路（シナリオ）（或いは、逆に安全な状態に至る経路（シナリオ））を囲んで表示するようにしてもよい。
【００７１】
なお、上述したように「状態」の数は多くなるものの、ステージ間での製造物の属性間の影響関係（図３の矢印３１）を定義しなくても、連続鋳造プロセス全体の可到達木を作成することができる。すなわち、図２のステップＳ１０１〜Ｓ１１２だけで作成した離散モデルに基づいて、各ステージの可到達木を作成し、それらを用いて連続鋳造プロセス全体の可到達木を作成して、リスクマトリクスを作成するようにしてもよい。参考として、図１６には、ステージ間での製造物の属性間の影響関係を定義していない場合の、鋳型ステージと垂直領域ステージの可到達木を用いてリスクマトリクスを作成した例を示す。
【００７２】
（離散モデリングにより作成した離散モデルを利用した操業支援２）
上述した操業支援１では、初期状態から到達可能な状態遷移を示す可到達木を作成し、リスクマトリクスとして提示する例を説明した。すなわち、操業支援１は、近い将来の危険を把握したい場合に活用するものであり、鋼が同じステージに留まっている条件下でリスクマトリクスを作成して、近い将来のリスクを、起こりうる可能性の低いリスクも含めてオペレータに詳細に提示することを目的としていた。一方、操業支援２では、連続鋳造プロセスの進行に伴う状態遷移をリスクマトリクスとして提示する例を説明する。この操業支援２は、遠い将来の危険を把握したい場合に活用するものであり、鋼が後続するステージに移動することも考慮して、より遠い将来も含めたリスクマトリクスを作成することができる。すなわち、操業支援２では、近い将来起こりうる可能性の低いリスクは提示しないものの、遠い将来すなわち製造物が後続するステージに移動することにより発生するリスクをオペレータに提示することができる。
【００７３】
連続鋳造プロセスの操業支援装置の構成例は図８と同様であるが、本例の場合、離散モデリング部１で、上流側のステージでの製造物の属性の状態が、製造物の移動に伴って下流側のステージに受け渡される関係（図３の矢印３２）を必ず定義する。
【００７４】
そして、初期状態を与えて、全体可到達木作成部３により連続鋳造プロセス全体の可到達木を作成した後、全体可到達木作成部３により作成した連続鋳造プロセス全体の可到達木から「状態」及びそれに至る「遷移」を抽出するステップと、可到達木作成部２が、前記抽出した「状態」及びそれに至る「遷移」を離散モデルに反映させた状態を初期状態として各ステージの可到達木を作成するステップと、全体可到達木作成部３が、可到達木作成部２により作成した全ステージの可到達木を用いて、連続鋳造プロセス全体の可到達木を作成するステップとを繰り返す。
【００７５】
図１７に、操業支援装置による操業支援の手順を示す。まず、上述した離散モデリングにより離散モデルを作成する（ステップＳ３０１）。本例の場合、図のステップＳ１１５、Ｓ１１６も行い、上流側のステージでの製造物の属性の状態が、製造物の移動に伴って下流側のステージに受け渡される関係（図３の矢印３２）を組み込んで離散モデルを作成する。なお、操業支援２でも、操業支援１と同様に、ステージ間での製造物の属性間の影響関係（図３の矢印３１）を定義した方が好ましいが、必ずしも定義しなくてもよい。
【００７６】
次に、ステップＳ３０１において作成した離散モデルを用いて、ステージ毎に初期状態、例えば各ステージの現在の状態を設定し、各ステージの可到達木を作成する（ステップＳ３０２）。次に、ステップＳ３０２において作成した全ステージの可到達木を用いて、連続鋳造プロセス全体の可到達木（一つの可到達木）を作成する（ステップＳ３０３）。そして、ステップＳ３０３において作成した連続鋳造プロセス全体の可到達木を用いて、リスクマトリクスを作成する（ステップＳ３０４）。なお、ステップＳ３０２〜Ｓ３０４の処理は、操業支援１のステップＳ２０２〜Ｓ２０４と同様であり、ここではその詳細な説明は省略する。
【００７７】
次に、必要な回数（必要な操業時間分）が終了したか否かを判定する（ステップＳ３０５）。必要な回数が終了していなければ、ステップＳ３０４において作成したリスクマトリクス上で、発生確度や危険度を基準に（例えば発生確度と危険度を数値化し、それらの積が最も高い）「状態」、或いはオペレータが人為的に選んだ「状態」を抽出し、さらに抽出した「状態」に至る「遷移」も抽出する（ステップＳ３０６）。なお、ここで抽出されなかった「遷移」及び「状態」はオペレータに提示しない。ここで抽出する「状態」及びそれに至る「遷移」は一つである必要はなく、複数抽出してもよい。
【００７８】
そして、ステップＳ３０６において抽出した「状態」及びそれに至る「遷移」に基づきステップＳ３０１において作成した離散モデルの状態を変化させる。状態に変化が生じることで、上流のステージでの製造物の属性の状態が、製造物の移動に伴って下流側のステージへ受け渡され（図３の矢印３２）、このときの状態を初期状態として各ステージの可到達木を作成する（ステップＳ３０７）。
【００７９】
その後、ステップＳ３０３に戻って、ステップＳ３０７において作成した全ステージの可到達木を用いて、連続鋳造プロセス全体の可到達木（一つの可到達木）を作成する（ステップＳ３０３）。そして、ステップＳ３０３において作成した連続鋳造プロセス全体の可到達木を用いて、リスクマトリクスを作成する（ステップＳ３０４）。ステップＳ３０６において複数の「状態」及びそれに至る「遷移」を抽出した場合は、それぞれについてステップＳ３０７、Ｓ３０３、Ｓ３０４の処理を実行する。なお、ステップＳ３０４においてリスクマトリクスを作成すると説明したが、必ずしもリスクマトリクスを作成する必要はなく、ステップＳ３０３において作成した連続鋳造プロセス全体の可到達木から「状態」及びそれに至る「遷移」を抽出するようにしてもよい。
【００８０】
このようにして必要な回数が終了するまで、各ステージの可到達木の作成、連続鋳造プロセス全体の可到達木の作成及びリスクマトリクスの作成を繰り返し、その後、製造時間と発生確度及び危険度の指標との関係を表わすリスクマトリクスを作成する（ステップＳ３０８）。図１８に、リスクマトリクスの例を示す。リスクマトリクスの横軸は鋳造時間を、縦軸は発生確度及び危険度を表わす。縦軸においてＡは危険度高、Ｂは危険度中、Ｃは危険度低を意味し、ａは発生確度高、ｂは発生確度中、ｃは発生確度低を意味する。図１８において、状態１８０１はステップＳ３０２において設定した初期状態、状態１８０２はステップＳ３０６において抽出した「状態」である。また、状態１８０３、１８０４は、ステップＳ３０７、Ｓ３０３、Ｓ３０４の一回のループを経てステップＳ３０６において抽出した「状態」である。
【００８１】
以上述べたように、原因毎に取るべきアクションとその結果起こる現象を予測したり、アクションを取らなかった場合に起こる現象を予測したりすることが可能になり、操業トラブル回避や操業トラブル発生時のアクションをガイダンスする等、連続鋳造プロセスの操業を支援することができる。
【００８２】
本発明は、本発明の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行することによっても実現可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
上記実施形態では連続鋳造プロセスを例に説明したが、本発明は、連続する製造物が連続的に流れる製造プロセスであれば適用可能で、例えば熱間圧延（鋼板が連続して流れる）や石油プラント（液体が連続して流れる）にも適用可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１：離散モデリング部
２：可到達木作成部
３：全体可到達木作成部
４：リスクマトリクス作成部
５：入力装置
６：出力装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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