(57)【要約】  本発明の生産設備経営最適化装置（１）は、生産設備の運転条件（Ｘ）に基づき、生産設備の測定値、製品の産出量及び原材料の消費量を含む運転状態（Ｙ）を、模擬的に時系列で作成し、作成された運転状態から異常を検出し、検出された異常に対応する保守（Ｍ）を特定し、特定した保守に基づいて運転条件を修正し、修正後の運転条件の複数の候補を作成し、修正後の運転条件の複数の候補に基づき修正後の運転状態の複数の候補を、模擬的に時系列で作成し、修正前後の運転状態の複数の候補における製品の生産量及び原材料の消費量、並びに、単価（Ｐ）に基づいて、運転状態及び修正後の運転状態の複数の候補のそれぞれについて経営指標（Ｚ）を作成し、修正後の運転条件の複数の候補から経営指標を最適化するものを特定することを特徴とする。
2017154744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生産設備によって生産される製品、及び、前記生産設備が消耗する原材料の単価が格納される記憶部と、
前記生産設備の運転条件に基づき、前記生産設備の測定値、前記製品の産出量及び前記原材料の消費量を含む運転状態を、模擬的に時系列で作成するシミュレーション部と、
前記作成された運転状態から異常を検出する診断部と、
前記検出された異常に対応する保守を特定し、前記特定した保守に基づいて前記運転条件を修正し、修正後の運転条件の複数の候補を作成する保守提案部と、
前記修正後の運転条件の複数の候補に基づき、前記生産設備の測定値、前記製品の産出量及び前記原材料の消費量を含む修正後の運転状態の複数の候補を、模擬的に時系列で作成する再シミュレーション部と、
前記運転状態における製品の生産量及び原材料の消費量、前記修正後の運転状態の複数の候補における製品の生産量及び原材料の消費量、並びに、前記単価に基づいて、前記運転状態及び前記修正後の運転状態の複数の候補のそれぞれについて経営指標を作成する経済性評価部と、
前記修正後の運転条件の複数の候補から前記経営指標を最適化するものを特定する経済性最適化部と、
を備えることを特徴とする生産設備経営最適化装置。
【請求項２】
前記シミュレーション部は、
前記運転条件に基づき前記運転状態を作成する前に、過去の実績に基づき前記運転条件を作成し、又は、仮想的な前記運転条件を作成すること、
を特徴とする請求項１に記載の生産設備経営最適化装置。
【請求項３】
前記経済性最適化部は、
前記運転条件を構成する項目のうち、前記経営指標に与える影響が所定の基準を満たす程度に大きい項目を特定し、
前記保守提案部は、
前記特定した項目について前記運転条件を見直すこと、
を特徴とする請求項２に記載の生産設備経営最適化装置。
【請求項４】
前記経済性評価部は、
前記運転条件及び前記修正後の運転条件の複数の候補を対比可能な態様で表示し、
前記運転条件に基づく前記経営指標、及び、前記修正後の運転条件の複数の候補に基づく前記経営指標を、対比可能な態様で表示すること、
を特徴とする請求項３に記載の生産設備経営最適化装置。
【請求項５】
前記生産設備は、
石油精製プラント、化学プラント、電力プラント、水処理プラント及び医薬品製造プラントのうちのいずれかであること、
を特徴とする請求項４に記載の生産設備経営最適化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生産設備経営最適化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油及びガスの生産及び精製、並びに、化学品の生産に関連する分野の需要は、今後も伸び続けることが期待されている。しかしながら、近年の石油価格の下落等、市況は変動し続けており、このような分野のプラントの経営上の舵取りは難しい。さらに、プラントによっては、設備の老朽化に伴う設備の保守や更新、安全意識の向上、人的資源の高齢化に伴う製造ノウハウの伝承等の問題を抱えている。プラントの経営者には、このような問題を背景としたうえで、経営を効率化して行くことが求められている。【０００３】
近年、このような問題を解決するために、プラントの運転データを有効に活用しプラントの異常を検出するプラント制御技術が提案されている。これらプラント制御技術の多くは、ＩｏＴ（Internet of Things）などの技術を応用している。【０００４】
特許文献１の異常診断装置は、プラントの計測データをサンプルとして取得し、複数の正常カテゴリ及び複数の異常カテゴリに分類する。そして、異常診断装置は、診断対象のプラントから取得した計測データを前記のいずれかのカテゴリに分類する際に、カテゴリごとの出現回数を加味し、診断精度を向上させる。【０００５】
特許文献２の燃料化支援装置は、有機性資源（食品工場廃棄物等）を炭化する際に必要となる電力量、燃料量、薬品量等を算出し、これらのコストを算出する。
特許文献３の機器保守計画装置は、プラントを構成する多くの部品の保守計画を作成する際に、部品間の相関を加味する。よって、例えば同じような位置関係、同じような故障周期にある部品同士を同時に保守することによって保守コストが削減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２３７８９３号公報
【特許文献２】特開２００８−１４６３０６号公報
【特許文献３】特開２００７−１８３９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
プラント経営においては、現場レベルの保守の内容及びそれが経営全体に与える影響を、ケースごとに比較できることが重要である。このことによって、例えば、不要な保守を中断し利益を増加させる、増加した利益の一部によって真に必要な保守を新たに行なう等の、現場・経営レベルが一体となった判断が可能になる。【０００８】
特許文献１の異常診断装置は、現場の保守担当者がプラントの異常を発見することを前提としており、その異常に対する保守がプラントの経営にどのように影響するかを目的としたものではない。
特許文献２の燃料化支援装置は、コストの算出には一定の効果を奏するが、プラントの異常に注意を払いつつ保守して行くことと、そのためのコストを関連付けて考えるという発想に欠ける。
特許文献３の機器保守計画装置は、保守計画の内容とコストとの因果関係を容易に理解させるものではない。
そこで、本発明は、プラント等の生産設備を運営するに際して、現場及び経営層が一体的に経済性を判断することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の生産設備経営最適化装置は、生産設備によって生産される製品、及び、生産設備が消耗する原材料の単価が格納される記憶部と、生産設備の運転条件に基づき、生産設備の測定値、製品の産出量及び原材料の消費量を含む運転状態を、模擬的に時系列で作成するシミュレーション部と、作成された運転状態から異常を検出する診断部と、検出された異常に対応する保守を特定し、特定した保守に基づいて運転条件を修正し、修正後の運転条件の複数の候補を作成する保守提案部と、修正後の運転条件の複数の候補に基づき、生産設備の測定値、製品の産出量及び原材料の消費量を含む修正後の運転状態の複数の候補を、模擬的に時系列で作成する再シミュレーション部と、運転状態における製品の生産量及び原材料の消費量、修正後の運転状態の複数の候補における製品の生産量及び原材料の消費量、並びに、単価に基づいて、運転状態及び修正後の運転状態の複数の候補のそれぞれについて経営指標を作成する経済性評価部と、修正後の運転条件の複数の候補から経営指標を最適化するものを特定する経済性最適化部と、を備えることを特徴とする。
その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、プラント等の生産設備を運営するに際して、現場及び経営層が一体的に経済性を判断することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】石油精製プラントの模式図である。
【図２】適応共鳴理論におけるｎ次元空間を説明する図である。
【図３】運転条件、運転状態及び経営指標の具体例である。
【図４】運転条件、保守、運転状態及び経営指標の具体例である。
【図５】生産設備経営最適化装置の構成を説明する図である。
【図６】制御画面を説明する図である。
【図７】処理手順のフローチャートである。
【図８】運転状態の一部を示す折れ線グラフである。
【図９】運転状態の一部を示す折れ線グラフである。
【図１０】カテゴリ推移の一例である。
【図１１】カテゴリ推移の一例である。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）は、折れ線グラフ化された経営指標である。
【図１３】経営指標同士の差異を示す折れ線グラフである。
【図１４】（ａ）及び（ｂ）は、運転状態を診断しない場合の運転状態の一部の例である。
【図１５】運転状態を診断する場合のカテゴリ推移の一例である。
【図１６】（ａ）及び（ｂ）は、運転状態を診断する場合の運転状態の一部の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以降、本発明を実施するための形態（“本実施形態”という）を、図等を参照しながら詳細に説明する。本実施形態において説明する例は、石油精製プラントの例である。しかしながら、本発明は、石油精製プラントに限定されず、化学プラント、電力プラント、水処理プラント及び医薬品製造プラント等にも適用可能である。さらに本発明は、“プラント”と言う名称の有無にかかわらず、一般的に電力を含む製品を生産する設備に適用可能である。
【００１３】
（石油精製プラント）
図１に沿って、石油精製プラント５１の模式図を説明する。当該模式図はそのまま、原材料、製品の流れを説明する図にもなっている。石油精製プラント５１は、大きくいえば、原油５２を原料として石油製品５３を生産する大規模な生産設備である。石油製品５３は、ガスと液体に分かれ、さらに液体はその沸点の違いによって、ナフサ、灯油、軽油、重油等に分かれる。
【００１４】
原材料である原油５２は、熱交換器５４によって予熱されたうえで加熱炉５５によって熱される。加熱炉５５には加熱用の燃料５６が供給される。加熱炉５５を出た原油は、プレフラッシュ塔５７において軽質なガス成分が取り除かれた後、常圧蒸留塔５８に送られる。常圧蒸留塔５８に対して水蒸気５９が供給される。常圧蒸留塔５８において、原油は、ガス、ナフサ、灯油、軽油等及び残渣に分離される。このうち残渣は、熱交換機６０及び加熱炉６１によって予熱されたうえで減圧蒸留塔６２に送られる。残りのうち一部は、スチームストリッパ６３に送られ、軽質分や無機成分が除去される。スチームストリッパ６３に対して水蒸気５９が供給される。減圧蒸留塔６２によって残渣は、さらに軽質分が除去されコーク及びアスファルトが精製される。また、重質分（コーク及びアスファルト）は改質装置６４において軽質化される。精製された各製品は、水素精製器６５において水素化脱硫等の工程を経て貯蔵される。
【００１５】
石油精製プラントを構成する機器及び配管等の多くの箇所にセンサ（図示せず）が設置されている。センサは、内部を通過する気体又は液体の温度、圧力、単位時間当たり流量等を測定する。センサは、機器そのものの温度を測定することもある。例えば、常圧蒸留塔５８の内部においては、流体の流れる方向に沿って、複数の仕切り状の“段”が並んでいる。これらの段のそれぞれに、温度センサが設置されている。
【００１６】
（用語等）
運転条件とは、プラントを構成する機器等に対する設定値である。機器等の種類に応じて様々な運転条件が存在する。例えば“消費される原油の単位時間当たり体積”、“常圧蒸留塔の直ぐ下流の加熱炉の温度”、“常圧蒸留塔に供給される水蒸気の圧力”等の項目が運転条件となり得る。そして、それぞれの項目は時系列で（時点ごとに）表現され得る。したがって一般的に、運転条件は“項目を行とし時点を列とするマトリクス（Ｘ）”であると言え、実務的には、運転条件は“プラントの使い方そのもの”であると言える。
【００１７】
運転状態とは、プラントの機器、配管等に設置されたセンサが測定する測定値である。機器等の種類に応じて様々な運転状態が存在する。例えば“常圧蒸留塔の下から１つめの段の温度”、“プレフラッシュ塔の温度”、“生産されるナフサの質量”、“消費される電力量”等の項目が運転状態となり得る。そして、それぞれの項目は時系列で（時点ごとに）表現され得る。したがって一般的に、運転状態は“項目を行とし時点を列とするマトリクス（Ｙ）”であると言え、実務的には、運転状態は“プラントの動作そのもの”であると言える。
【００１８】
経営指標とは、原材料調達、製品販売、財務等に関する金銭的指標である。プラントの種類が様々であっても、経営指標の多くは共通である。例えば、“収入”、“支出”、“利益”、“累積利益” 等の項目が経営指標となり得る。そして、それぞれの項目は時系列で（時点ごとに）表現され得る。したがって一般的に、経営指標は“項目を行とし時点を列とするマトリクス（Ｚ）”であると言え、実務的には、経営指標は“プラントの経済性そのもの”であると言える。
【００１９】
（運転条件、運転状態及び経営指標の関係）
運転条件Ｘが決まれば運転状態Ｙも決まる。いまこの関係を関数“Ｙ＝ｆ１（Ｘ）”と表現する。運転状態Ｙが決まり、製品、消費電力、原材料等の単価が決まれば経営指標Ｚも決まる。単価は、“製品、消費電力、原材料等の種類を行とし時点を列とするマトリクス（Ｐ）”である。単価Ｐの各要素は、その製品等のその時点における単価である。
【００２０】
いまこの関係を関数“Ｚ＝ｆ２（Ｙ，Ｐ）”と表現する。因みに、“ｆ１”及び“ｆ２”の“Ｙ”を消去すると、“Ｚ＝Ｆ（Ｘ，Ｐ）”が導かれる。つまり、“Ｆ”は、“ｆ１”と“ｆ２”との合成関数である。“Ｚ＝Ｆ（Ｘ，Ｐ）”は、単純に言えば、“プラントの使い方及び単価が決まれば、プラントの経済性が決まる”ことを示している。
【００２１】
（シミュレーション）
本実施形態の生産設備経営最適化装置（以降、単に“本装置”と呼ぶことがある）は、ユーザが設定した運転条件Ｘを入力として運転状態Ｙを模擬的に出力することができる。つまり、本装置は、関数“Ｙ＝ｆ１（Ｘ）”を使用することができる。また、本装置は、ユーザがわざわざ運転条件Ｘを設定するのを待つまでもなく、運転条件Ｘを自動的に生成し、生成した運転条件Ｘを入力して運転状態Ｙを模擬的に出力することもできる。
【００２２】
（経済性評価）
本装置は、運転状態Ｙ及び単価Ｐを入力として経営指標Ｚを出力することができる。つまり、本装置は、関数“Ｚ＝ｆ２（Ｙ，Ｐ）”を使用することができる。
【００２３】
（異常診断）
本装置は、適応共鳴理論（Adaptive Resonance Theory：ＡＲＴ）を使用して、運転状態Ｙを複数のカテゴリに分類することができる。カテゴリには“正常”又は“異常”が関連付けられているので、本装置は、運転状態Ｙの異常を検出することができる。具体的には、本装置は次の処理を行うことができる。
【００２４】
（＃１：サンプルの収集）
本装置は、運転状態Ｙのサンプルを複数収集する。このサンプルは、プラントが“正常”又は“異常”であることが既知である場合における運転状態Ｙの集合である。
【００２５】
（＃２：サンプルの分類）
運転状態Ｙは、ｎ行×ｍ列のマトリクスであるとする。つまり、運転状態Ｙは、ｍ個の時点分のｎ次元の要素を有している。本装置は、ｎ次元の空間を想定し、その空間の各座標軸にｎ個の要素の値をそれぞれ割り当てることによって、空間内にｍ個の点をドットする。図２は、ここで説明したｎ次元空間が３次元空間である場合の例を示す図である。すると、例えば“常圧蒸留塔のフラッティング”という異常が発生している場合の複数の点は、空間内のある位置に集中する。他の例として“常圧蒸留塔のウィーピング”という異常が発生している場合の複数の点は、空間内の他のある位置に集中する。もちろんプラントが正常である場合の点についても、例えばプラントが使用される季節が同じもの同士、プラントの使用者が同じもの同士等が、近くに集まることになる。
【００２６】
そこで、本装置は、ｍ個の点を相互に距離が近いもの同士でグループ分けする。グループの数は特に制限されないが、個々のグループは、“異常１”、“異常２”、“異常３”、・・・、“正常１”、“正常２”、“正常３”、・・・のいずれかのカテゴリに対応している。各カテゴリは、ｎ次元空間内における“球”を形成する。本装置は、このカテゴリが特定できれば、“カテゴリ異常１＝常圧蒸留塔のフラッティング”のように、異常の具体的な内容を検出できる。
【００２７】
（＃３：診断）
いま、診断対象となる複数の運転状態Ｙがあるとする。診断対象の運転状態Ｙは、実際にプラントが稼働した結果取得されたもの（実データ）であってもよいし、本装置がシミュレーションした結果（模擬データ）であってもよい。本装置は、前記した空間内に診断対象の運転状態Ｙを示す点をドットし、ドットした点が含まれるカテゴリ（球）を特定する。診断対象となる複数の運転状態Ｙもまたｎ行×ｍ列のマトリクスであるとすると、カテゴリは、ｍ個の時点ごとに特定されることになる。
【００２８】
（運転条件、運転状態及び経営指標の具体例）
図３に沿って、運転条件Ｘ、運転状態Ｙ及び経営指標Ｚの具体例を説明する。図３の横軸は、時点である。図３の右に行くほど後の時点を示している。運転条件Ｘの各行は、前記した運転条件Ｘの項目である。縦軸と横軸との交点のセルに、プラントを構成する機器等に対する設定値が記憶されている。各セルの設定値は、当然異なるが、ここでは、その設定値を省略的に“・・”で示している。
【００２９】
運転状態Ｙの各行は、前記した運転状態Ｙの項目である。縦軸と横軸との交点のセルに、プラントの機器、配管等に設置されたセンサが測定する測定値が記憶されている。各セルの測定値は、当然異なるが、ここでは、その測定値を省略的に“・・”で示している。なお、ここでの“・・”の値は、前記したように、運転状態Ｘにおける“・・”に基づき、本装置がシミュレーションした結果である。その意味で、運転状態Ｙの“・・”は、“測定値”とはいっても仮想上の値である。
【００３０】
経営指標Ｚの各行は、前記した経営指標Ｚの項目である。縦軸と横軸との交点のセルに、原材料調達、製品販売、財務等に関する金銭的指標の値が記憶されている。各セルの値は、当然異なるが、ここでは、その値を省略的に“・・”で示している。なお、ここでの“・・”の値は、前記したように、運転状態Ｙ及び単価Ｐに基づき、本装置が算出した値である。
【００３１】
図４に沿って、運転条件Ｘ、保守Ｍ、運転状態Ｙ及び経営指標Ｚの具体例を説明する。図３に比して、図４が異なる点は、図４においては保守Ｍが存在することである。“Ｘ”、“Ｙ”及び“Ｚ”の添え字“ｄ”は、“保守の実行に伴い見直された”という意味を有する（詳細後記）。保守Ｍもまたマトリクスであり、横軸は時点である。縦軸は、プラントに対する特定の保守である。そして、縦軸と横軸との交点のセルのうちあるものには、“実行”の文字列が記憶されている。この“実行”は、その時点において、その保守が行なわれることを示している。
【００３２】
図３及び図４を参照する。本装置は、図３の運転状態Ｙに基づき、プラントの正常・異常を検出し、診断結果を出力する。このとき、本装置は、例えば時点“ｔ２”についてカテゴリ“異常１”を検出し、時点“ｔ４”についてカテゴリ“異常２”を検出した（その他の時点についてはカテゴリ“正常○”を検出した）とする。本装置は、異常のカテゴリに関連付けてその異常に対応する保守が記憶される“異常・保守対応表”を補助記憶装置１５に備えている（図示せず）。本装置は、“異常１”を検索キーとして異常・保守対応表を検索し、対応する保守を取得し、“異常２”を検索キーとして異常・保守対応表を検索し、対応する保守を取得する。このとき取得された保守が、図４の保守Ｍである。
【００３３】
本装置は、保守Ｍの“実行”７１（図４）に対応して、運転条件Ｘ（図３）の一部（プレフラッシュ塔関連）を修正する。つまり、本装置は、当該保守後の想定値を記憶する。この結果、運転条件Ｘｄ（図４）の時点ｔ４以降の一部の値が、“・・”から“**”に変わっている。また、保守Ｍの“実行”７２（図４）に対応して、運転条件Ｘ（図３）の一部（常圧蒸留塔関連）を修正する。この結果、運転条件Ｘｄ（図４）の時点ｔ２以降の一部の値が、“・・”から“**”に変わっている。
【００３４】
次いで、本装置は、運転条件Ｘｄに基づいて、運転状態Ｙｄをシミュレーションする。シミュレーション結果である運転状態Ｙｄ（図４）においては、運転状態Ｙ（図３）に比して、一部の値が、“・・”から“＃＃”又は“♭♭”に変わっている。
その後、本装置は、運転状態Ｙｄ及び単価Ｐに基づき、経営指標Ｚｄを演算する。この結果、経営指標Ｚｄ（図４）においては、経営指標Ｚ（図３）に比して、時点ｔ２以降の値が、“・・”から“***”に変わっている。
【００３５】
（生産設備経営最適化装置）
図５に沿って、生産設備経営最適化装置１の構成を説明する。生産設備経営最適化装置１は、一般的なコンピュータであり、中央制御装置１１、キーボード等の入力装置１２、ディスプレイ等の出力装置１３、主記憶装置１４及び補助記憶装置１５を有する。これらの装置は、バスで相互に接続されている。補助記憶装置１５は、運転条件Ｘ、運転状態Ｙ、経営指標Ｚ及び単価Ｐを格納している。主記憶装置１４における、シミュレーション部２１、診断部２２、保守提案部２３、再シミュレーション部２４、経済性評価部２５及び経済性最適化部２６はプログラムである。以降、“○○部は”と主体を記した場合は、中央制御装置１１が、補助記憶装置１５から各プログラムを読み出し、主記憶装置１４にロードしたうえで、各プログラムの機能（詳細後記）を実現するものとする。
【００３６】
（制御画面）
図６に沿って、制御画面を説明する。制御画面３１は、生産設備経営最適化装置１の出力装置１３に表示される画面である。制御画面３１のうちのプラント構成画面３２は、プラントの構成を模式的に表示する。折れ線グラフ画面３３は、例えば運転状態Ｙにおける温度値等、時系列の折れ線グラフで表現するに適するデータを表示する。棒グラフ画面３４は、例えば運転状態Ｙにおける製品の産出量等、時系列の棒グラフで表現するに適するデータを表示する。診断画面３５は、カテゴリ推移（詳細後記）を表示する。保守画面３６は、前記した保守Ｍの内容を文字列で表示する。経済性画面３７は、経営指標Ｚを折れ線グラフで表示する。アイコン・ボタン欄３８は、ユーザがプラント構成を描画する際の見本となる図形、ユーザが本装置を操作する際に押下するボタン等が表示された領域である。
【００３７】
（処理手順）
図７に沿って、処理手順を説明する。適宜のタイミングで図８〜図１６を説明する。
ステップＳ１０１において、シミュレーション部２１は、運転条件Ｘを作成する。シミュレーション部２１が運転条件Ｘを作成する方法は、以下のいずれかである。
（１）シミュレーション部２１は、例えば図３の運転条件Ｘのようなマトリクスをユーザが入力装置１２を介して入力するのを受け付ける。
（２）シミュレーション部２１は、過去の運転条件Ｘを補助記憶装置１５から読み出す。なお、過去の実際の運転条件Ｘが、補助記憶装置１５に記憶されているものとする。
（３）シミュレーション部２１は、仮想の運転条件Ｘを自動的に作成する。このとき、シミュレーション部２１は、運転条件Ｘの値のすべて又は一部分をランダムに発生させた乱数に基づき作成してもよい。さらに、シミュレーション部２１は、所定のシナリオ（運転時間節約シナリオ、原材料節約シナリオ、夜間傾斜運転シナリオ、冬季傾斜運転シナリオ等）に基づき複数の運転条件Ｘを作成してもよい。
【００３８】
ステップＳ１０２において、シミュレーション部２１は、運転状態Ｙをシミュレーションする。具体的には、第１に、シミュレーション部２１は、ステップＳ１０１において作成した運転条件Ｘに基づいて、運転状態Ｙを作成する。
第２に、シミュレーション部２１は、シミュレーションの結果である運転状態Ｙを出力装置１３に表示する。このとき、シミュレーション部２１は、例えば図３の運転状態Ｙのようなマトリクスを表示してもよいし、運転状態Ｙのうちの所定の一部を、制御画面３１の折れ線グラフ画面３３に折れ線グラフ化して表示してもよい。このとき表示されるグラフの例が、図８及び図９である。図８及び図９の横軸は時点であり、縦軸は、常圧蒸留塔の各段の温度である。ステップＳ１０１において作成された運転条件Ｘによっては、常圧蒸留塔の各段の温度が安定している、又は、ある周期で変動しつつも平均的な水準は安定している場合（図８）もあり、常圧蒸留塔のある段の温度が下降傾向にある場合（図９）もある。
【００３９】
ステップＳ１０３において、診断部２２は、運転状態Ｙから異常を検出する。具体的には、第１に、診断部２２は、ステップＳ１０２の“第１”においてシミュレーションした結果である運転状態Ｙを示す点を、前記したｎ次元空間内にドットし、その点が含まれるカテゴリ（球）を時点ごとに特定する。特定したカテゴリが“異常○”であるとき、診断部２２は、異常を検出したことになる。
第２に、診断部２２は、特定したカテゴリを出力装置１３に表示する。このとき、診断部２２は、図１０及び図１１のような、カテゴリ推移を、制御画面３１の診断画面３５にグラフ化して表示してもよい。
【００４０】
図１０及び図１１の横軸は時点であり、縦軸の“０”、“１”、・・・、“７”は、ｎ次元空間内のカテゴリ（球）の番号であり、それぞれ、“正常０”、“正常１”、・・・、“正常７”を示している。縦軸の“８”、“９”、“１０”及び“１１”は、それぞれ、“異常８”、“異常９”、“異常１０”及び“異常１１”を示している。図１０のカテゴリ推移は、図８に対応しており、正常なカテゴリが周期的に表れている。図１１のカテゴリ推移は、図９に対応しており、当初、正常なカテゴリが現れているが、その後、異常なカテゴリが現れ始め、最終的には、正常なカテゴリはもはや現れなくなっている。
【００４１】
ステップＳ１０４において、保守提案部２３は、保守を提案する。具体的には、第１に、保守提案部２３は、ステップＳ１０３の“第１”において特定されたカテゴリ“異常○”を検索キーとして異常・保守対応表を検索し、対応する保守を特定する。すると、例えば図４の保守Ｍのような保守が特定される。
第２に、保守提案部２３は、運転条件Ｘのうち、ステップＳ１０４の“第１”において特定した保守に対応する部分を修正し、運転条件Ｘｄとする。
【００４２】
第３に、保守提案部２３は、保守Ｍ及び運転条件Ｘｄを出力装置１３に表示する。前記した異常・保守対応表は、１つの異常に対して複数の保守が対応する型式になっており、保守提案部２３は、運転条件Ｘｄの候補を複数作成し、表示するものとする。
【００４３】
ステップＳ１０５において、再シミュレーション部２４は、保守を行なった場合の運転状態Ｙｄをシミュレーションする。具体的には、第１に、再シミュレーション部２４は、ステップＳ１０４の“第２”において作成した運転条件Ｘｄに基づいて、運転状態Ｙｄを作成する。なお、再シミュレーション部２４は、運転状態Ｙｄの候補を複数作成することになる。
第２に、再シミュレーション部２４は、シミュレーションした運転状態Ｙｄの複数の候補を出力装置１３に表示する。
【００４４】
ステップＳ１０６において、経済性評価部２５は、経営指標Ｚを作成する。具体的には、第１に、経済性評価部２５は、ステップＳ１０２の“第１”においてシミュレーションした運転状態Ｙ及び単価Ｐに基づいて、経営指標Ｚを作成する。
第２に、経済性評価部２５は、ステップＳ１０５の“第１”においてシミュレーションした運転状態Ｙｄ及び単価Ｐに基づいて、経営指標Ｚｄを作成する。なお、経済性評価部２５は、経営指標Ｚｄの候補を複数作成することになる。
【００４５】
第３に、経済性評価部２５は、ステップＳ１０６の“第１”において作成した経営指標Ｚ及びステップＳ１０６の“第２”において作成した経営指標Ｚｄの複数の候補を出力装置１３に制御画面３１の経済性画面３７として表示する。このとき、経済性評価部２５は、経営指標Ｚ及び経営指標Ｚｄの複数の候補を対比可能な態様で表示する。さらに、経済性評価部２５は、経営指標Ｚのもとになった運転条件Ｘ及び経営指標Ｚｄの複数の候補のもとになった運転条件Ｘｄの複数の候補を、対比可能な態様で表示してもよい。経済性評価部２５は、経営指標Ｚｄを図１２（ａ）のようにグラフ化して表示してもよいし、経営指標Ｚを図１２（ｂ）のようにグラフ化して表示してもよい。さらに、経済性評価部２５は、経営指標の項目ごとに、経営指標Ｚｄから経営指標Ｚを減算した差異をグラフ化して表示してもよい。図１３は、累積利益についての差異をグラフ化した例である。
【００４６】
ステップＳ１０７において、経済性最適化部２６は、最適な運転条件Ｘｄを決定する。具体的には、第１に、経済性最適化部２６は、ユーザが経営指標の項目のうちのある項目を指定するのを受け付ける。ここでは、ユーザは“累積利益”を指定したとする。
第２に、経済性最適化部２６は、ステップＳ１０５の“第１”においてシミュレーションした運転状態Ｙｄの複数の候補のうち、ある時点の“累積利益”が最大となる運転状態Ｙｄを特定する。
第３に、経済性最適化部２６は、ステップＳ１０７の“第２”において特定した運転状態Ｙｄのもとになる運転条件Ｘｄを特定し、出力装置１３に表示する。
【００４７】
なお、当然のことであるが、ステップＳ１０７の“第１”において、ユーザが経営指標の項目のうち値が小さい方が好ましいもの（例えば“支出”）を指定する場合もある。この場合、ステップＳ１０７の“第２”において、経済性最適化部２６は、ある時点の“支出”が最小となる運転状態Ｙｄを特定する。さらに、累積利益等が“最大”又は“最小”ではなくとも、“最大のものの９０％以上”、“最大のものから数えて○番目以内”であってもよい。さらに、累積利益等が必ずしも“大きい”又は“小さい”必要はなく、経営上何らかの意味を有する範囲内に属しておればよい。
その後、処理手順を終了する。
【００４８】
（処理手順の変形例）
いま、運転条件Ｘの項目（行）をｘｉと表す。そして、経営指標Ｚの項目（行）をｚｉと表す。いま、経営上最も重要なｚｉが、“収入”であるとする。そして、“収入”に対する影響度が最も大きいｘｉが何であるかを（例えば“原油の導入量”である等を）知りたいとする。
【００４９】
前記したように、“Ｚ＝Ｆ（Ｘ，Ｐ）”という関係が成立している。つまり、ある時点における偏微分係数“δｚｉ／δｘｉ”を所定の基準を満たす程度に大きくするようなｘｉを、“ボトルネック項目”として特定することができる。もちろん、ある期間におけるｚｉの増減が所定の基準を満たす程度に大きくするようなｘｉを、“ボトルネック項目”として特定することもできる。
【００５０】
そこで、シミュレーション部２１は、過去の運転条件Ｘの多くをサンプルとして使用することによって、そのそれぞれのサンプルに対応する運転状態Ｙをシミュレーションする。経済性評価部２５は、シミュレーション結果である運転状態Ｙのそれぞれについて経営指標Ｚを作成する。経済性最適化部２６は、まず、ユーザが特に注目したい項目“ｚｉ”を入力するのを受け付ける。そのうえで、経済性最適化部２６は、前記したようにボトルネック項目ｘｉを特定する。そして、保守提案部２３は、ｘｉ（ボトルネック項目）の値を変化させるような保守に限定して、保守Ｍを提案する。
【００５１】
（検定）
診断部２２が運転状態Ｙを診断することの意味は大きい。診断部２２が存在せず、運転状態Ｙから異常を検出できない場合、運転状態Ｙは、例えば図１４（ａ）及び図１４（ｂ）のようになる。常圧蒸留塔５８の第２段、第４段、第６段及び第８段の温度が低下し、ガソリン及び軽油の産出量が低下してくる。逆に灯油の産出量は増加してくる。すると、保守要員は、温度の低下に気付く都度（図では４カ月に一度の割合）、何らかの保守を行なわざるを得なくなる。
【００５２】
診断部２２が運転状態Ｙを診断する場合、診断結果であるカテゴリ推移は、例えば図１５のようになる。診断部２２は、２カ月ごとに異常を検出している。保守提案部２３は、当然何らかの保守Ｍを提案する。そして保守要員は、予防的に提案された保守Ｍを実行する。このように予防保守がなされた場合の運転状態Ｙｄは、例えば図１６（ａ）及び図１６（ｂ）のようになる。第２段、第４段、第６段及び第８段の温度は安定し、ガソリン、軽油及び灯油の産出量も安定している。
【００５３】
なお、前記で説明した図１２（ｂ）は、診断部２２が存在しない場合に対応しており、図１２（ａ）は、診断部２２が運転状態Ｙを診断する場合に対応する。図１２（ａ）の累積利益が、図１２（ｂ）の累積利益に比して、やや上振れしていることがわかる。
【００５４】
（実施形態の効果）
本実施形態の生産設備経営最適化装置は、以下の効果を奏する。
（１）ユーザは、運転状態が正常であることが担保された、経済性の高い運転条件を、必要な保守とともに知ることができる。
（２）運転状態をシミュレーションするための運転条件が自動的に作成されるので、ユーザの負担が少ない。
（３）ユーザは、多くの運転条件のうち重要なもの（例えばボトルネック項目）に限定してシミュレーションすることができる。
（４）ユーザは、保守が反映された場合の経営指標とそうでない場合の経営指標を容易に比較できる。
（５）ユーザは、生産設備経営最適化装置を、特に規模の大きい石油精製プラント等に適用することができる。
【００５５】
なお、本発明は前記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００５６】
また、前記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウエアで実現してもよい。また、前記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウエアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆どすべての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１      生産設備経営最適化装置
１１    中央制御装置
１２    入力装置
１３    出力装置
１４    主記憶装置（記憶部）
１５    補助記憶装置（記憶部）
２１    シミュレーション部
２２    診断部
２３    保守提案部
２４    再シミュレーション部
２５    経済性評価部
２６    経済性最適化部
Ｐ      単価
Ｘ      運転条件
Ｙ      運転状態
Ｚ      経営指標
【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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【国際調査報告】
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