(57)【要約】【課題】押出負荷の最大値の監視では見逃す可能性のある窯の異常を早期に検知し、窯の管理作業を支援する。【解決手段】コークス炉の窯からコークスを押出す際に取得された、押出しラムによるコークスの各押出し位置における押出負荷を含む押出しデータを複数用いて、押出し位置毎に、押出負荷または押出負荷に関する値で表される押出負荷の時間的変化を表す押出負荷変化マップを生成するデータ処理部と、押出負荷変化マップを窯に異常があることを視覚的に判別可能となるように処理し、表示装置に表示させる表示処理部と、を備える、コークス炉の押出負荷分析装置が提供される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉の窯からコークスを押出す際に取得された、押出しラムによる前記コークスの各押出し位置における押出負荷を含む押出しデータを複数用いて、前記押出し位置毎に、前記押出負荷または前記押出負荷に関する値で表される押出負荷の時間的変化を表す押出負荷変化マップを生成するデータ処理部と、
前記押出負荷変化マップを前記窯に異常があることを視覚的に判別可能となるように処理し、表示装置に表示させる表示処理部と、
を備える、コークス炉の押出負荷分析装置。
【請求項２】
前記データ処理部は、
前記押出負荷に関する値として、前記押出し位置毎に、炉壁面の単位面積当たりの押出負荷を表す面率押出負荷を算出し、
各前記押出し位置における前記面率押出負荷の時間的変化を表す押出負荷変化マップを生成する、請求項１に記載のコークス炉の押出負荷分析装置。
【請求項３】
前記表示処理部は、前記押出負荷変化マップの前記押出負荷の時間的変化の特徴を強調して表示する処理を行う、請求項１または２に記載のコークス炉の押出負荷分析装置。
【請求項４】
前記表示処理部は、前記押出負荷が最大となるときの前記押出し位置を示すピーク位置を前記押出負荷変化マップに表示する処理を行う、請求項３に記載のコークス炉の押出負荷分析装置。
【請求項５】
前記表示処理部は、前記押出負荷変化マップにおいて前記押出負荷が基準値以上である領域のみを示す処理を行う、請求項３に記載のコークス炉の押出負荷分析装置。
【請求項６】
前記表示処理部は、前記押出負荷を正規化し、正規化された前記押出負荷により前記押出負荷変化マップを表示する処理を行う、請求項１または２に記載のコークス炉の押出負荷分析装置。
【請求項７】
前記窯の異常を検知する分析対象窯を選定する分析対象選定部をさらに備え、
前記分析対象選定部は、
炉壁面の単位面積当たりの押出負荷を表す面率押出負荷に基づいて、コークスの押出し毎に前記面率押出負荷の代表値を算出し、
前記代表値を時系列に並べた傾向チャートに基づいて、前記分析対象窯を選定する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のコークス炉の押出負荷分析装置。
【請求項８】
前記分析対象選定部は、さらに、前記面率押出負荷の前記代表値の変化度を算出し、
前記変化度を時系列に並べた傾向チャートに基づいて、前記分析対象窯を選定する、請求項７に記載のコークス炉の押出負荷分析装置。
【請求項９】
前記面率押出負荷の代表値は、前記面率押出負荷の累積値、平均値、最大値またはピーク値のいずれかである、請求項７または８に記載の押出負荷分析装置。
【請求項１０】
前記押出負荷変化マップに基づき、前記窯の異常を検知する管理処理部と、
前記管理処理部により前記窯の異常が検知されたとき、前記表示装置に対して異常を通知させる表示制御部と、
をさらに備え、
前記管理処理部は、複数の前記窯について算出された前記代表値または前記代表値の変化度に基づいて、異常が検知された前記窯の対応の優先度を算出し、
前記表示制御部は、前記優先度に基づいて、前記表示装置に対して異常が検知された窯を通知させる、請求項７〜９のいずれか１項に記載のコークス炉の押出負荷分析装置。
【請求項１１】
コークス炉の窯の管理を支援するコークス炉管理支援システムであって、
コークスの押出し時に前記窯にかかる押出負荷を分析し、前記窯の異常を検知する押出負荷分析装置と、
前記押出負荷分析装置の分析結果を表示する表示装置と、
を備え、
前記押出負荷分析装置は、
前記窯からコークスを押出す際に取得された、押出しラムによる前記コークスの各押出し位置における押出負荷を含む押出しデータを複数用いて、前記押出し位置毎に、前記押出負荷または前記押出負荷に関する値で表される押出負荷の時間的変化を表す押出負荷変化マップを生成するデータ処理部と、
前記押出負荷変化マップを前記窯に異常があることを視覚的に判別可能となるように処理し、前記表示装置に表示させる表示処理部と、
を有する、コークス炉管理支援システム。
【請求項１２】
コークス炉の窯からコークスを押出す際に取得された、押出しラムによる前記コークスの各押出し位置における押出負荷を含む押出しデータを複数用いて、前記押出し位置毎に、前記押出負荷または前記押出負荷に関する値で表される押出負荷の時間的変化を表す押出負荷変化マップを生成するデータ処理ステップと、
前記押出負荷変化マップを前記窯に異常があることを視覚的に判別可能となるように処理し、表示装置に表示させる表示処理ステップと、
を含む、コークス炉の押出負荷分析方法。
【請求項１３】
コンピュータを、
コークス炉の窯からコークスを押出す際に取得された、押出しラムによる前記コークスの各押出し位置における押出負荷を含む押出しデータを複数用いて、前記押出し位置毎に、前記押出負荷または前記押出負荷に関する値で表される押出負荷の時間的変化を表す押出負荷変化マップを生成するデータ処理部と、
前記押出負荷変化マップを前記窯に異常があることを視覚的に判別可能となるように処理し、表示装置に表示させる表示処理部と、
を備える、コークス炉の押出負荷分析装置として機能させるコンピュータプログラム。
【請求項１４】
コンピュータに、
コークス炉の窯からコークスを押出す際に取得された、押出しラムによる前記コークスの各押出し位置における押出負荷を含む押出しデータを複数用いて、前記押出し位置毎に、前記押出負荷または前記押出負荷に関する値で表される押出負荷の時間的変化を表す押出負荷変化マップを生成するデータ処理部と、
前記押出負荷変化マップを前記窯に異常があることを視覚的に判別可能となるように処理し、表示装置に表示させる表示処理部と、
を備える、コークス炉の押出負荷分析装置として機能させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉の窯状態の管理を支援するための情報を分析するコークス炉の押出負荷分析装置、コークス炉管理支援システム、コークス炉の押出負荷分析方法、コンピュータプログラム及びプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
コークス炉の炉体保全では、予め作成されたメンテナンス予定に従い、炭化室診断補修装置や窯幅計測装置等を用いた炉内点検が実施される。また、コークスの押出しの際には、押出機がコークスケーキ全体へ与える力が、押出負荷として、押出し開始から押出機のラムが進んだ空間位置毎または経過時間毎に測定されている。以下において、押出負荷は、押出し開始から押出機のラムが進んだ空間位置毎に測定されているものとする。１回の押出しにおける各空間位置での押出負荷から得られる押出負荷の波形に異常が発生した場合には、当該窯に炉壁の凹凸や肌荒れ、窯口狭小化等の異常が生じている可能性がある。このため、コークスの押出し時に異常な押出負荷が発生した場合には、例外的に当初予定されていなかった炉内点検あるいはメンテナンスが追加で実施される。従来、予定外の炉内点検あるいはメンテナンスの実施をするかどうかの判断は、例えば３サイクル分程度の範囲での押出負荷の最大値に着目して行われていた。
【０００３】
具体的には、コークスを押出す際の押出負荷の最大値を予測し、予測した押出負荷の最大値が予め設定された閾値を超える場合に押詰まりが発生したと判断し、対策アクションを促す方法が提案されている。例えば特許文献１には、窯毎の線形回帰推定式に基づいて炭化室からコークスを押出す際に必要な押出負荷を推定する方法が開示されている。また、特許文献２には、窯毎の線形回帰推定式を利用して炭化室からコークスを押し出す際にコークスの押詰りが発生する確率を算出する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−４６６７９号公報
【特許文献２】特開２０１２−６２３６３号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】山西健司著、「データマイニングによる異常検知」共立出版、２００９年５月
【非特許文献２】井出剛、杉山将著、「異常検知と変化検知」講談社、２０１５年８月７日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１、２では、押出負荷の最大値のみに基づき押詰まりの発生を予測しているため、実際には炉壁の凹凸や肌荒れ、窯口狭小化等の窯の異常を見落としてしまい、押詰まりまたは破孔が発生する可能性がある。また、公知の炉壁プロフィル計測方法により窯の異常を見出すことも可能ではあるが、炉壁プロフィル計測では対象窯の処理を中断させる必要があるため、頻繁に使用すると生産性が下がってしまう。このため、炉壁プロフィル計測をなるべく実施せずに窯の異常を見出したいという要望がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、押出負荷の最大値のみの監視では見逃す可能性のある窯の異常を早期に検知し、生産性を下げることなく窯の管理作業を支援することが可能な、新規かつ改良されたコークス炉の押出負荷分析装置、コークス炉管理支援システム、コークス炉の押出負荷分析方法、コンピュータプログラム及びプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、コークス炉の窯からコークスを押出す際に取得された、押出しラムによるコークスの各押出し位置における押出負荷を含む押出しデータを複数用いて、押出し位置毎に、押出負荷または押出負荷に関する値で表される押出負荷の時間的変化を表す押出負荷変化マップを生成するデータ処理部と、押出負荷変化マップを窯に異常があることを視覚的に判別可能となるように処理し、表示装置に表示させる表示処理部と、を備える、コークス炉の押出負荷分析装置が提供される。
【０００９】
データ処理部は、押出負荷に関する値として、押出し位置毎に、炉壁面の単位面積当たりの押出負荷を表す面率押出負荷を算出し、各押出し位置における面率押出負荷の時間的変化を表す押出負荷変化マップを生成してもよい。
【００１０】
表示処理部は、押出負荷変化マップの押出負荷の時間的変化の特徴を強調して表示する処理を行ってもよい。
【００１１】
また、表示処理部は、押出負荷が最大となるときの押出し位置を示すピーク位置を押出負荷変化マップに表示する処理を行ってもよい。
【００１２】
あるいは、表示処理部は、押出負荷変化マップにおいて押出負荷が基準値以上である領域のみを示す処理を行ってもよい。
【００１３】
表示処理部は、押出負荷を正規化し、正規化された押出負荷により押出負荷変化マップを表示する処理を行ってもよい。
【００１４】
押出負荷分析装置は、窯の異常を検知する分析対象窯を選定する分析対象選定部をさらに備え、分析対象選定部は、炉壁面の単位面積当たりの押出負荷を表す面率押出負荷に基づいて、コークスの押出し毎に面率押出負荷の代表値を算出し、代表値を時系列に並べた傾向チャートに基づいて、分析対象窯を選定するようにしてもよい。
【００１５】
分析対象選定部は、さらに、面率押出負荷の代表値の変化度を算出し、変化度を時系列に並べた傾向チャートに基づいて、分析対象窯を選定してもよい。
【００１６】
面率押出負荷の代表値は、面率押出負荷の累積値、平均値、最大値またはピーク値のいずれかであってもよい。
【００１７】
押出負荷分析装置は、押出負荷変化マップに基づき、窯の異常を検知する管理処理部と、管理処理部により窯の異常が検知されたとき、表示装置に対して異常を通知させる表示制御部と、をさらに備え、管理処理部は、複数の窯について算出された代表値または代表値の変化度に基づいて、異常が検知された窯の対応の優先度を算出し、記表示制御部は、優先度に基づいて、表示装置に対して異常が検知された窯を通知させてもよい。
【００１８】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コークス炉の窯の管理を支援するコークス炉管理支援システムであって、コークスの押出し時に窯にかかる押出負荷を分析し、窯の異常を検知する押出負荷分析装置と、押出負荷分析装置の分析結果を表示する表示装置と、を備え、押出負荷分析装置は、窯からコークスを押出す際に取得された、押出しラムによるコークスの各押出し位置における押出負荷を含む押出しデータを複数用いて、押出し位置毎に、押出負荷または押出負荷に関する値で表される押出負荷の時間的変化を表す押出負荷変化マップを生成するデータ処理部と、押出負荷変化マップを窯に異常があることを視覚的に判別可能となるように処理し、表示装置に表示させる表示処理部と、を有する、コークス炉管理支援システムが提供される。
【００１９】
さらに、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コークス炉の窯からコークスを押出す際に取得された、押出しラムによるコークスの各押出し位置における押出負荷を含む押出しデータを複数用いて、押出し位置毎に、押出負荷または押出負荷に関する値で表される押出負荷の時間的変化を表す押出負荷変化マップを生成するデータ処理ステップと、押出負荷変化マップを窯に異常があることを視覚的に判別可能となるように処理し、表示装置に表示させる表示処理ステップと、
を含む、コークス炉の押出負荷分析方法が提供される。
【００２０】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータを、コークス炉の窯からコークスを押出す際に取得された、押出しラムによるコークスの各押出し位置における押出負荷を含む押出しデータを複数用いて、押出し位置毎に、押出負荷または押出負荷に関する値で表される押出負荷の時間的変化を表す押出負荷変化マップを生成するデータ処理部と、押出負荷変化マップを窯に異常があることを視覚的に判別可能となるように処理し、表示装置に表示させる表示処理部と、を備える、コークス炉の押出負荷分析装置として機能させるコンピュータプログラムが提供される。
【００２１】
さらに、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータに、コークス炉の窯からコークスを押出す際に取得された、押出しラムによるコークスの各押出し位置における押出負荷を含む押出しデータを複数用いて、押出し位置毎に、押出負荷または押出負荷に関する値で表される押出負荷の時間的変化を表す押出負荷変化マップを生成するデータ処理部と、押出負荷変化マップを窯に異常があることを視覚的に判別可能となるように処理し、表示装置に表示させる表示処理部と、を備える、コークス炉の押出負荷分析装置として機能させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように本発明によれば、押出負荷の最大値のみの監視では見逃す可能性のある窯の異常を早期に検知し、生産性を下げることなく窯の管理作業を支援することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】コークスの押出し時における押出し位置と押出負荷との関係を示す押出負荷の波形について、窯の状態による変化を示す説明図である。
【図２】コークスケーキの収縮による単位面積当たりに炉体が受ける押出負荷の影響を説明する説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るコークス炉管理支援システムの構成を示すブロック図である。
【図４】同実施形態に係る押出負荷分析処理の一例を示すフローチャートであって、押出負荷変化マップを提示する場合を示す。
【図５】押出負荷変化マップの一例を示す説明図である。
【図６】押出負荷変化マップ上に、各コークス押出し時の押出負荷のピーク位置を表示した例を示す説明図である。
【図７】押出負荷を正規化した押出負荷変化マップの一例を示す説明図である。
【図８】本実施形態に係る押出負荷分析処理の他の例を示すフローチャートであって、面率押出負荷変化マップを提示する場合を示す。
【図９】面率押出負荷変化マップのサムネイルの一覧を表示する一覧表示ウィンドウの一例を示す説明図である。
【図１０】一覧表示ウィンドウにて分析対象窯を示した状態を示す説明図である。
【図１１】分析対象窯の候補の面率押出負荷変化マップと、面率押出負荷のピーク値の傾向チャート及びピーク値の変化度についての傾向チャートとを示す説明図である。
【図１２】面率押出負荷変化マップの一例を示す説明図である。
【図１３】面率押出負荷変化マップ上に、各コークス押出し時の面率押出負荷のピーク位置を表示した例を示す説明図である。
【図１４】面率押出負荷変化マップの面率押出負荷を正規化して表示した例を示す説明図である。
【図１５】面率押出負荷変化マップを二値化処理して表示した例を示す説明図である。
【図１６】本実施形態に係る押出負荷分析装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図１７】実施例として、分析対象窯の押出しデータに基づき生成した押出負荷変化マップを示す説明図である。
【図１８】図１７の押出負荷変化マップに、押出負荷のピーク位置の波形特徴を示した押出負荷変化マップの一部を示す説明図である。
【図１９】面率押出負荷の累積値の時間変化を示すグラフである。
【図２０】面率押出負荷の累積値の変化度の時間変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２５】
＜１．概要＞
まず、図１及び図２に基づいて、本発明の一実施形態に係るコークス炉の押出負荷分析装置による分析処理の概要を説明する。図１は、コークスの押出し時における押出し位置と押出負荷との関係を示す押出負荷の波形の変化を説明する説明図である。図１上側には、通常の窯の状態での押出負荷波形（実線）を示し、図１下側には、窯の状態に異常があるときの押出負荷波形（実線）を示している。なお、比較のために、図１下側には、図１上側に示した通常の窯の状態での押出負荷波形（破線）も併せて示している。図２は、コークスケーキの収縮による単位面積当たりに炉体が受ける負荷の影響を説明する説明図である。
【００２６】
本実施形態に係るコークス炉の押出負荷分析装置では、コークスの押出し時における押出し位置と押出負荷との関係を示す押出負荷の波形において、押出負荷が基準値以上となる押出し位置（後述する押出しラムの先端の位置）の領域についての時間的変化を分析する。コークス炉の窯で製造されたコークスは、押し出し機の押出しラムより窯から押し出され、ガイド車に収容される。ここで、コークスの押出方向を炉長方向とし、コークス押出し時における押出しラムの炉長方向における位置を押出し位置とする。コークス押出し時の押出負荷は、図１上側に示すように、コークスの押出し開始からコークスケーキ全体が圧縮される間は上昇し続けるが、コークスケーキが動き出すと押出負荷は低下する。窯に異常がないときには、コークスケーキが動き出した後、押出負荷はすみやかに基準値以下となる。
【００２７】
しかし、窯の状態が悪化すると、押出負荷の波形のピーク位置（押出負荷の最大時における押出しラムの先端の位置）及び押出負荷が基準値以上となる領域の幅（以下、「押出負荷幅」ともいう。）に変化が現れる。押出負荷のピーク位置は、通常、コークスケーキが動き出す位置に対応する。窯の状態が悪化し、炉壁抵抗による静止摩擦が大きくなると、コークスケーキは動きにくくなり、図１下側に示すようにピーク位置が後方（ガイド車側）へ移動する。また、コークスケーキが動き出した後も何らかの炉壁抵抗が残り、コークスケーキが炉壁面に引っ掛かってしまう。このため、押出負荷がピーク位置での値から減少しにくく、図１下側に示すように、押出負荷が基準値以上となる押出負荷幅ａ２が、通常時の押出負荷幅ａ１よりも大きくなる。
【００２８】
このような知見から、本願発明者は、押出負荷の波形のピーク位置及び押出負荷幅の変化から、窯の状態の悪化を検知することを想到した。
【００２９】
また、コークスの押出し時には、コークスケーキ全体が動き出す前にコークスケーキの一部が収縮するが、その収縮の状況によってコークスケーキと炉壁面との接触面積が変わり、押出し時に炉壁が受ける力が変化し、炉体へ及ぼす影響（ダメージ）が異なると考えられる。
【００３０】
例えば、図２に示すように、押出方向における窯の長さ（すなわち、炉長）をＬ、コークスケーキ５の高さをｈとする。なお、コークスケーキ５の高さは窯の高さ（すなわち、炉高）と同一でみなしてもよい。また、押出機の押出しラム１０により窯内のコークスケーキ５をガイド車側へ押し出したとき、押出機側の窯の端部の位置を０として、窯の炉長方向における押出しラム１０の先端の位置（すなわち、押出し位置）をｘとする。例えば、図２上側に示すように、コークスケーキ５の収縮量が小さくてもコークスケーキ５全体が動き出す場合には、コークスケーキ５全体が動き出したときの押出しラム１０の押出し位置をｘ１として、コークスケーキ５と炉壁面との接触面積Ａ１は（Ｌ−ｘ１）×ｈで表すことができる。
【００３１】
一方、コークスケーキ５の収縮量が大きくならないとコークスケーキ５全体が動き出さない場合には、図２下側に示すように、コークスケーキ５全体が動き出したときの押出しラム１０の押出し位置ｘ２は、図２上側に示した押出し位置ｘ１よりも大きくなる（すなわち、ｘ２＞ｘ１）。したがって、コークスケーキ５と炉壁面との接触面積Ａ２（＝（Ｌ−ｘ２）×ｈ）は接触面積Ａ１よりも小さくなり、炉壁面がコークスケーキ５から受ける単位面積当たりの押出負荷が大きくなると考えられる。これより、窯の状態の悪化を検知するための指標として、押出負荷の波形のピーク位置及び押出負荷幅の変化だけでなく、単位面積当たりの押出負荷も利用できると考えられる。
【００３２】
以上のように、本実施形態に係るコークス炉の押出負荷分析装置は、押出負荷のピーク位置の時間的変化、または、押出負荷幅の時間的変化あるいは単位面積当たりの押出負荷の時間的変化等の、押出負荷に関する値で表される指標の時間的変化を分析し、分析結果から窯に異常があることを視覚的に判別可能な形式に処理し、押出負荷変化マップとして作業者に提示する。これにより、押出負荷の最大値だけでは捉えられない窯の異常を、公知の炉壁プロフィル計測方法によらずに検知することが可能となる。
【００３３】
例えば、窯の管理作業を行う作業者は、提示される押出負荷変化マップから、押出負荷のピーク位置の時間的変化、押出負荷幅の時間的変化、または単位面積当たりの押出負荷の時間的変化を見て、窯が異常なときに現れる特徴を捉えることで、窯の異常の予兆を検知できる。その結果、作業者は早期かつ適切な対策アクションを取ることができ、押詰まりあるいは破孔といった窯の異常の発生数が低減されることが期待できる。そして、予定以外の炉内点検やメンテナンスを追加で実施する必要もなく、コークス炉の操業が安定し、生産性の向上が期待される。
【００３４】
＜２．コークス炉管理支援システムの構成＞
図３に基づいて、本実施形態に係るコークス炉管理支援システム１の構成を説明する。図３は、本実施形態に係るコークス炉管理支援システム１の構成を示すブロック図である。コークス炉管理支援システム１はコークス炉の窯の管理を支援するシステムであって、図３に示すように、押出負荷分析装置１００と、入力装置２００と、表示装置３００と、を備える。
【００３５】
［２−１．押出負荷分析装置］
押出負荷分析装置１００は、コークスの押出し時に窯にかかる押出負荷を分析し、窯の異常を検知する。押出負荷分析装置１００は、図３に示すように、データ取得部１１０と、データ処理部１２０と、表示制御部１３０と、分析対象選定部１４０と、表示処理部１５０と、管理処理部１６０と、データ記憶部１７０とを備える。
【００３６】
データ取得部１１０は、複数の窯から構成されるコークス炉において取得された、窯からコークスを押出す際の押出し位置及び押出負荷を含む押出しデータを取得する。データ取得部１１０は、例えば窯からコークスが押出される毎に、押出しデータを取得し、データ処理部１２０へ出力する。
【００３７】
データ処理部１２０は、窯毎に複数の押出しデータを用いて、押出し位置毎に押出負荷の時間的変化を表す押出負荷変化マップを生成する。押出負荷変化マップは、押出負荷自体、または押出負荷に関する値で表されるコークス押出時における押出負荷の時間的変化を表す情報である。データ処理部１２０は、各窯についてそれぞれ押出負荷変化マップを作成する。データ処理部１２０は、例えばコークスケーキの押出しが完了しデータが取得される毎に押出負荷変化マップを更新する。押出負荷変化マップの生成についての詳細な説明は後述する。データ処理部１２０は、生成した押出負荷変化マップを、データ記憶部１７０に記録する。
【００３８】
表示制御部１３０は、押出負荷変化マップを表示装置３００に表示させるために機能する押出負荷分析装置１００の各機能部を制御する。表示制御部１３０は、例えば、入力装置２００を介して作業者から入力された操作情報に基づき、指定された押出負荷変化マップをデータ記憶部１７０から取得し、表示装置３００に表示させる。また、表示制御部１３０は、分析対象選定部１４０、表示処理部１５０及び管理処理部１６０を制御し、押出負荷変化マップの分析あるいは表示処理を行わせる。表示制御部１３０は、分析対象選定部１４０、表示処理部１５０及び管理処理部１６０の処理結果を、表示装置３００に表示させることができる。
【００３９】
分析対象選定部１４０は、コークス炉を構成する複数の窯から、窯に異常が生じているかどうかを詳細に分析する必要のある窯（以下、「分析対象窯」ともいう。）を選定する。分析対象選定部１４０は、各窯についてそれぞれ生成された押出負荷変化マップに基づき、押出負荷の時間的変化から分析対象窯を選定する。分析対象窯の選定方法の詳細については後述する。
【００４０】
表示処理部１５０は、押出負荷変化マップについて、押出負荷の時間的変化の特徴を強調して表示する処理を行う。表示処理部１５０は、例えば、押出負荷変化マップ上に押出負荷である押出負荷のピーク位置の変化を表す波形を表示させたり、押出負荷変化マップを正規化したりする。あるいは、表示処理部１５０は、押出負荷変化マップにおいて押出負荷が所定値以上の範囲のみを表すように二値化処理を行ってもよい。
【００４１】
管理処理部１６０は、押出負荷変化マップから押出負荷の波形特徴に変化がみられる窯を特定し、炉内点検あるいはメンテナンスの優先度を高くするべき窯を作業者に通知するための管理情報を生成する。表示制御部１３０は、管理処理部１６０により生成された管理情報に基づき、作業者に対して優先的に炉内点検あるいはメンテナンスすべき窯を通知し、対応を促す。
【００４２】
データ記憶部１７０は、データ処理部１２０により生成された押出負荷変化マップを記憶する。データ記憶部１７０は、押出負荷変化マップだけでなく、当該押出負荷変化マップを作成するにあたり用いられた押出しデータを記憶してもよい。
【００４３】
［２−２．入力装置］
入力装置２００は、作業者が押出負荷分析装置１００を操作するための情報を入力する装置である。入力装置２００は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチおよびレバーなどユーザが操作する操作手段である。入力装置２００から入力された操作情報は押出負荷分析装置１００へ入力され、表示制御部１３０は入力された操作情報に基づき、押出負荷分析装置１００の各機能部を制御する。
【００４４】
［２−３．表示装置］
表示装置３００は、押出負荷分析装置１００から出力される情報を表示する装置である。表示装置３００は、例えば、ＣＲＴディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、ＥＬディスプレイ装置、ランプ等である。表示装置３００は、例えば押出負荷分析装置１００により生成された押出負荷変化マップを表示し、作業者に対して視覚的に分析結果を通知する。コークス炉管理支援システム１は、出力装置として表示装置３００に加え、スピーカ等のように情報を聴覚的に通知することが可能な音声出力装置（図示せず。）を備えてもよい。
【００４５】
＜３．押出負荷分析方法＞
本実施形態に係るコークス炉の押出負荷分析装置１００は、それぞれの押出し位置における押出負荷の時間的変化を表す押出負荷変化マップを生成し、作業者が分析結果から窯に異常があることを視覚的に判別可能な形式に処理して、作業者に提示する。以下、押出負荷分析装置１００により押出負荷変化マップを生成して作業者に提示し、作業者の管理作業を支援するコークス炉管理支援システム１の処理について説明する。
【００４６】
［３−１．押出負荷波形変化マップの提示処理］
まず、図４に基づいて、押出負荷変化マップの一例である押出負荷波形変化マップの提示処理について説明する。ここで、押出負荷波形変化マップとは、押出し位置における押出負荷の波形の変化を表すマップである。図４は、本実施形態に係る押出負荷分析処理の一例を示すフローチャートであって、押出負荷波形変化マップを提示する場合を示す。
【００４７】
まず、押出負荷分析装置１００は、データ取得部１１０により、押出負荷波形変化マップを生成するための押出しデータを取得する（Ｓ１００）。データ取得部１１０は、直近のコークスの押出しから所定期間（例えば、１年間）におけるコークス炉全窯の押出しデータを取得する。押出しデータは、コークスの押出し日時、窯を識別するために付与された窯番号、及び、押出し位置毎の押出負荷（Ｐ１、Ｐ２、・・・）を含む。なお、押出し日時の代わりに押出しサイクルを特定する押出しサイクル番号を用いてもよい。また、押出負荷の代わりに、押出しラムを駆動するモータの電流値やトルク値等の計測値を用いてもよい。１回のコークスの押出しで１つの押出しデータが生成されている。データ取得部１１０は、取得した押出しデータをデータ処理部１２０へ出力する。
【００４８】
データ処理部１２０は、入力された押出しデータから各窯の押出負荷波形変化マップを生成するため、まず、コークス炉全窯の押出しデータを窯毎に分類し、時系列順に並べた層別データを生成する（Ｓ１１０）。データ処理部１２０は、押出しデータの窯番号に基づいて、窯毎に押出しデータを分類する。そして、データ処理部１２０は、各窯の押出しデータを押出し日時に基づき時系列順に並べ、各押出し位置における押出負荷を層別した層別データを生成する。これにより、例えば、窯番号＃１の層別データ、窯番号＃２の層別データ、・・・のように、窯毎に層別データが生成される。なお、押出しデータを時系列順に並べる層別処理は、押出しデータに押出しサイクル番号が取得されている場合には、押出しサイクル番号順並べることにより行ってもよい。
【００４９】
押出しデータを層別すると、データ処理部１２０は、層別データを用いて、各窯の押出負荷波形変化マップを生成する（Ｓ１２０）。押出負荷波形変化マップでは、押出負荷の波形特徴変化を視覚的に表している。例えば、図５に示すように、横軸に押出し位置、縦軸に押出し時間（または押出しサイクル番号）をとり、各押出し位置での押出負荷の値を色合いで表現したコンター図を、押出負荷波形変化マップとして生成してもよい。図５に示す押出負荷波形変化マップでは、色が淡い部分ほど押出負荷が高いことを表している。１回の押出しデータを時系列順に並べることで、時間の経過とともに押出負荷が高い部分がどのように変化しているかを視覚的に容易に認識することが可能となる。データ処理部１２０は、生成した押出負荷波形変化マップをデータ記憶部１７０に記録する。
【００５０】
なお、押出負荷波形変化マップを表示装置３００に表示させる際、表示処理部１５０により、作業者に対して波形特徴変化をよりわかりやすく提示する処理を実施してもよい。例えば、図６に示すように、押出負荷波形変化マップ上に、各コークス押出し時の押出負荷のピーク位置を表示してもよい。図６に示された波形（実線）は、押出負荷のピーク位置の変化を表しており、ピーク位置の傾向を視覚的に捉えやすくなる。
【００５１】
あるいは、押出負荷波形変化マップの押出負荷の値を正規化して表示してもよい。例えば図７左側に示す押出負荷波形変化マップのように、押出負荷が高くなる押出し位置やピーク位置の時間的変化を明確に認識することが難しい場合もある。このような場合には、押出負荷を押出負荷の最大値で割って正規化し、図７右側に示すように、各押出し位置における正規化された押出負荷の時間的変化を表す押出負荷波形変化マップを提示するようにしてもよい。押出負荷を正規化することで、図７の破線で囲った部分からもわかるように波形特徴変化が強調されるため、ピーク位置の傾向を視覚的に捉えやすくなる。
【００５２】
図４の説明に戻り、ステップＳ１２０にて押出負荷波形変化マップが生成されると、分析対象選定部１４０は、生成された各窯の押出負荷波形変化マップに基づいて、コークス炉を構成する複数の窯のうち、窯に異常が生じているかどうかを詳細に分析する必要のある窯（分析対象窯）を選定する（Ｓ１３０）。例えば図５に示したコンター図で表現された押出負荷波形変化マップにおいて、押出負荷の基準値（例えば３０トン）以上となる色合いの範囲が、押出しサイクルが進むにつれて押出し位置後方（すなわち、ガイド車側）へ広がっている場合には、窯の不調を示すことが多い。そこで、分析対象選定部１４０は、例えば、コークスの押出し毎に、押出負荷が基準値以上となる色合いの範囲（すなわち、押出負荷幅）が閾値以上であり、かつ、その閾値以上となる期間が所定期間（例えば、押出しサイクルが３回）以上連続する場合に、窯の不調の波形変化があるとみなして、分析対象窯に選定する。
【００５３】
分析対象選定部１４０は、ステップＳ１３０の処理を、コークス炉のすべての窯の押出負荷波形変化マップに基づき実施する。表示制御部１３０は、分析対象選定部１４０によりステップＳ１３０が実施された後、すべての窯について分析対象窯とするか否かを確認したか否かを判定し（Ｓ１４０）、すべての窯について確認が完了するまで分析対象選定部１４０にステップＳ１３０の処理を繰り返し実施させる。
【００５４】
すべての窯について分析対象窯とするか否かの確認を終えると、表示制御部１３０は、ステップＳ１３０にて選定された分析対象窯について、作業者に対して優先的に炉内点検あるいはメンテナンスすべき窯を通知し、対応を促す（Ｓ１５０）。作業者へ通知する情報は、管理処理部１６０にて、押出負荷波形変化マップに基づき生成される管理情報から生成される。ここで、管理情報には、ガイド車側からのカーボン付着状況の確認、窯口の狭小化の確認、装入口の付着カーボン除去、窯口煉瓦切削や亀裂補修対応等がある。例えば、押出し後半で押出負荷が高い状態が１週間ほど続く場合には、窯口の狭小化の可能性が高い。そこで、このような状態の窯に対しては、管理情報として、窯口の狭小化の確認（炉内点検）が紐付けられる。
【００５５】
管理処理部１６０は、例えば、分析対象窯の炉内点検の実施またはメンテナンスの優先度を上げ、予定されていたメンテナンス実施日を早めるように変更する。このとき、管理処理部１６０は、直近のメンテナンス実施状況とトラブル発生状況とを照らし合わせ、直近の対策とは異なる対策案を立案する。表示制御部１３０は、管理情報に含まれる管理処理部１６０により立案された対応案に基づき、炉内点検あるいはメンテナンスの必要な窯と、各窯に対して必要なアクションを、表示装置３００を介して作業者に通知するよう指示する。これにより、作業者は、優先的に炉内点検あるいはメンテナンスすべき窯を把握することができ、早期に必要なアクションをとることが可能となる。
【００５６】
［３−２．面率押出負荷変化マップの提示処理］
次に、図８に基づいて、押出負荷変化マップ一例である面率押出負荷変化マップの提示処理について説明する。ここで、面率押出負荷変化マップとは、押出し位置における面率押出負荷の変化を表すマップである。図８は、本実施形態に係る押出負荷分析処理の一例を示すフローチャートであって、面率押出負荷変化マップを提示する場合を示す。
【００５７】
（Ｓ２００：各窯での面率押出負荷の代表値またはその変化度の算出）
まず、押出負荷分析装置１００は、データ取得部１１０により、面率押出負荷変化マップを生成するための押出しデータが取得されると、データ処理部１２０により、コークス炉の各窯について、押出しデータ毎に面率押出負荷の代表値またはその変化度を算出する（Ｓ２００）。面率押出負荷ＰＳ（ｘ）は、コークスケーキの高さｈを一定として、押出し位置ｘにおける押出負荷Ｐ（ｘ）をコークスケーキと炉壁面との接触面積（（Ｌ−ｘ）×ｈ）で割った値であり、押出し位置ｘ毎に算出される。すなわち、面率押出負荷ＰＳ（ｘ）は、下記式（１）で定義される。
【００５８】
【数１】
2019182949.tif 000003
【００５９】
面率押出負荷ＰＳ（ｘ）を操業管理で利用する場合には、面率押出負荷ＰＳ（ｘ）の代表値を算出し、その代表値に基づき窯の状態が判定される。面率押出負荷ＰＳ（ｘ）の代表値として、例えば、コークスの押出し開始から押出し終了（または押出し途中）までの累積値、平均値、最大値、あるいは、ピーク値（押出負荷が最大となる時）等を用いることができる。これらの値は、以下のように表される。
【００６０】
（ａ）累積値
コークスの押出し開始（押出し位置０［ｍ］）から押出し終了（押出し位置Ｘ＝Ｌ［ｍ］）までの面率押出負荷の累積値を、面率押出負荷ＰＳ（ｘ）の代表値として用いることができる。すなわち、面率押出負荷の累積値ＰＳ＿ａｃｃｕｍは下記式（２）で表される。
【００６１】
【数２】
2019182949.tif 000004
【００６２】
面率押出負荷ＰＳ（ｘ）の代表値として上記式（２）で表される面率押出負荷の累積値ＰＳ＿ａｃｃｕｍを用いることで、押出負荷の最大値では捉えることのできない波形変化（例えば押出負荷がピークとなった後の、押出負荷の減少傾向）の検出感度を高めることが可能となる。
【００６３】
（ｂ）平均値
コークスの押出し開始（押出し位置０［ｍ］）から押出し終了（押出し位置Ｘ＝Ｌ［ｍ］）までの平均値を、面率押出負荷ＰＳ（ｘ）の代表値として用いることができる。すなわち、面率押出負荷の平均値ＰＳ＿ａｖｇは下記式（３）で表される。
【００６４】
【数３】
2019182949.tif 000005
【００６５】
面率押出負荷ＰＳ（ｘ）の代表値として上記式（３）で表される面率押出負荷の平均値ＰＳ＿ａｖｇを用いることで、押出負荷の最大値では捉えることのできない波形変化（例えば押出負荷がピークとなった後の、押出負荷の減少傾向）の検出感度を高めることが可能となる。また、面率押出負荷の平均値ＰＳ＿ａｖｇを用いることで、コークスの押出し開始から押出し終了において炉壁面に掛かった面率押出負荷の影響を評価することが可能となる。
【００６６】
（ｃ）最大値、ピーク値（押出負荷が最大となる時）
面率押出負荷ＰＳ（ｘ）の最大値を代表値として用いることができる。面率押出負荷の最大値ＰＳ＿ｍａｘは下記式（４−１）で表される。あるいは、コークスの押出負荷が最大となる押出し位置（ｘ＿ｐｅａｋ［ｍ］）での面率押出負荷の値（以下、「面率押出負荷のピーク値」と称する。）を、面率押出負荷ＰＳ（ｘ）の代表値として用いてもよい。面率押出負荷のピーク値ＰＳ＿ｐｅａｋは下記式（４−２）で表される。
【００６７】
【数４】
2019182949.tif 000006
【００６８】
面率押出負荷の最大値ＰＳ＿ｍａｘ及びピーク値ＰＳ＿ｐｅａｋは、押出負荷の最大値とその押出し位置の変化に着目した指標であり、押出負荷の最大値の変化の検出感度を高かめることが可能となる。面率押出負荷の最大値ＰＳ＿ｍａｘ及びピーク値ＰＳ＿ｐｅａｋは、平均値ＰＳ＿ａｖｇと併用して操業管理に活用してもよい。
【００６９】
なお、面率押出負荷の累積値ＰＳ＿ａｃｃｕｍ及び平均値ＰＳ＿ａｖｇは、コークスの押出し開始から押出し終了時または基準値以下となるまでの面率押出負荷の累積を考慮して、押出し開始から押出し終了までのトータルで炉体へ与える押出負荷からの影響を考えた指標である。また、面率押出負荷の最大値ＰＳ＿ｍａｘ及びピーク値ＰＳ＿ｐｅａｋは、コークス押出し時の瞬間的な押出負荷の最大影響を示す指標である。
【００７０】
さらに、面率押出負荷変化マップを選定するための情報として、面率押出負荷の代表値の変化度を算出してもよい。変化度は、過去に算出された上記面率押出負荷の代表値を用いて算出することができ、代表値の時間的な変化度合いを示す。変化度は、観測値のふるまい（データの性質）を確率分布で表現し、その確率分布から観測値の異常または変化度合いを推定する変化点検知技術あるいは異常検知技術を用いることで算出可能である。例えば、このような技術としては、例えばＣｈａｎｇｅ  Ｆｉｎｄｅｒ（例えば、非特許文献１参照）、多変量統計的プロセス管理（Multivariate  Statistical  Process  Control；ＭＳＰＣ）、特異スペクトル変換またはグラフカルラッソといった機械学習手法等がある（例えば、非特許文献２参照）。
【００７１】
面率押出負荷の代表値の変化度を用いると、通常状態からの代表値の変化を捉えることが可能となる。例えば、面率押出負荷の累積値ＰＳ＿ａｃｃｕｍ及び平均値ＰＳ＿ａｖｇの変化度は、押出負荷がピーク値を取ってからの押出負荷の減少傾向の波形特徴が変化するところを検出することができる。また、例えば、面率押出負荷の最大値ＰＳ＿ｍａｘ及びピーク値ＰＳ＿ｐｅａｋの変化度は、押出負荷の最大値またはピーク値の変化に対応する波形特徴が変化するところを検出できる。
【００７２】
データ処理部１２０は、データ取得部１１０により取得された押出しデータ、及び、各押出しデータそれぞれについて算出された面率押出負荷とその代表値または代表値の変化度とを、データ記憶部１７０に記録する。
【００７３】
（Ｓ２１０：直近の面率押出負荷に関する情報の表示）
次いで、表示制御部１３０は、コークス炉を構成する各窯について、直近の面率押出負荷に関する情報を表示装置３００に表示させる。例えば、表示制御部１３０は、直近のコークス押出しから所定期間（例えば１週間）において、面率押出負荷の代表値またはその変化度が高い順に各窯を並べ、各窯の直近の面率押出負荷に関する情報を表示してもよい。これにより、異常が発生している可能性の高い窯に関する情報が、作業者に優先して提示される。
【００７４】
表示装置３００に表示される各窯の情報としては、窯番号と、当該窯の直近の面率押出負荷の代表値またはその変化度の値等がある。あるいは、図９に示すように、表示装置３００に、各窯について生成される後述の面率押出負荷変化マップのサムネイルの一覧を表示する一覧表示ウィンドウ３１０を表示させてもよい。面率押出負荷マップは、各押出し位置における面率押出負荷の時間的変化を表す情報であり、データ記憶部１７０に記録されている情報に基づき作成することができる。一覧表示ウィンドウ３１０には、面率押出負荷変化マップに加え、面率押出負荷の時系列チャートを並べて表示してもよい。一覧表示ウィンドウ３１０では、例えば窯の直近の面率押出負荷の代表値またはその変化度の値が大きい窯の面率押出負荷変化マップほど画面左上に表示するようにしてもよい。
【００７５】
（Ｓ２２０：分析対象窯候補の選定）
各窯について直近の面率押出負荷の代表値またはその変化度の値が算出されると、分析対象選定部１４０により、コークス炉を構成する複数の窯のうち、窯に異常が生じているかどうかを詳細に分析する必要のある窯（分析対象窯）の候補が選定される（Ｓ２２０）。例えば、経験的に予め設定された面率押出負荷の代表値またはその変化度の基準値を閾値として、直近の面率押出負荷の代表値またはその変化度に対して閾値判定が行われる。
【００７６】
分析対象選定部１４０は、直近の面率押出負荷の代表値またはその変化度が閾値を超える窯を選定し、選定した窯を表示制御部１３０に通知する。表示制御部１３０は、分析対象選定部１４０により選定された窯を、表示装置３００を介して作業者に通知する。例えば、表示制御部１３０は、図１０に示すように、一覧表示ウィンドウ３１０に表示された各窯の面率押出負荷変化マップのうち、選定された窯の面率押出負荷変化マップに対して枠３２０を表示させるようにする。このように、面率押出負荷変化マップの窯が分析対象候補に選定されたことを示すオブジェクトを表示することで、作業者は視覚的に優先的に点検あるいはメンテナンスすべき窯を作業者に促すことができる。
【００７７】
（Ｓ２３０：分析対象窯の選定）
次いで、分析対象選定部１４０は、Ｓ２２０にて選定したすべての分析対象窯の候補から、詳細な解析を行う分析対象窯を選定する（Ｓ２３０）。分析対象選定部１４０は、窯毎に、例えば、直近の所定期間における面率押出負荷の代表値またはその変化度の傾向チャートに基づいて、予め設定された閾値を用いて閾値判定を行う。そして、分析対象選定部１４０は、閾値判定の結果、直近の所定期間内に面率押出負荷の代表値またはその変化度が閾値を超えた回数が判定値を超えている場合に、当該窯を分析対象窯に選定する。具体的には、例えば直近の１週間の面率押出負荷の代表値またはその変化度の傾向チャートにおいて３回以上閾値を超える場合に、分析対象窯に選定する。
【００７８】
図１１に、ある分析対象窯の候補の面率押出負荷変化マップと、その面率押出負荷変化マップに対応する面率押出負荷のピーク値の傾向チャート及び変化点検知技術を用いて面率押出負荷のピーク値から算出される変化度についての傾向チャートとを示す。なお、図１１の傾向チャートでは、変化点検知技術として、Ｃｈａｎｇｅ  Ｆｉｎｄｅｒを適用してピーク値の変化度を算出している。
【００７９】
（Ｓ２４０、Ｓ２５０：分析対象窯の詳細分析）
その後、ステップＳ２３０にて選定された分析対象窯について、面率押出負荷変化マップを用いて詳細な分析情報を提示する。例えば、作業者が入力装置２００を操作し、詳細状況を確認したい窯の面率押出負荷変化マップのサムネイルを選択すると、表示処理部１５０は、入力装置２００からの操作情報に基づき、選択された窯の面率押出負荷変化マップの詳細表示を表示処理部１５０へ指示する。表示処理部１５０は、選択された面率押出負荷変化マップを拡大して表示装置３００に表示されるようにする。
【００８０】
表示処理部１５０により表示される面率押出負荷変化マップは、例えば図１２に示すように、横軸に押出し位置、縦軸に押出し時間（または押出しサイクル番号）をとり、各押出し位置での面率押出負荷の値を色合いで表現したコンター図としてもよい。図１２に示す面率押出負荷変化マップでは、色が淡い部分ほど面率押出負荷が高いことを表している。１回の押出しデータを時系列順に並べることで、時間の経過とともに面率押出負荷が高い部分がどのように変化しているかを視覚的に容易に認識することが可能となる。
【００８１】
なお、面率押出負荷変化マップを表示装置３００に表示させる際、表示処理部１５０により、作業者に対して波形特徴変化をよりわかりやすく提示する処理を実施してもよい。例えば、図１３に示すように、面率押出負荷変化マップ上に、各コークスの押出し時の面率押出負荷のピーク位置を表示してもよい。図１３に示された波形（実線）は、面率押出負荷のピーク位置の変化を表しており、ピーク位置の傾向を視覚的に捉えやすくなる。
【００８２】
あるいは、面率押出負荷変化マップの面率押出負荷を正規化して表示してもよい。例えば図１４左側に示す面率押出負荷変化マップのように、面率押出負荷が高くなる押出し位置やピーク位置の時間的変化を明確に認識することが難しい場合もある。このような場合には、面率押出負荷を面率押出負荷の最大値で割って正規化し、図１４右側に示すように、各押出し位置における正規化された面率押出負荷の時間的変化を表す面率押出負荷変化マップを提示するようにしてもよい。面率押出負荷を正規化することで波形特徴変化が強調されるため、図１４右側の面率押出負荷変化マップでは、面率押出負荷が高くなる部分があることが明確となる。これにより、ピーク位置の傾向を視覚的に捉えやすくなる。
【００８３】
さらに、図１５に示すように、面率押出負荷変化マップを面率押出負荷の基準値に基づき二値化処理し、面率押出負荷が基準値未満の領域と基準値以上となる領域とが二分して表示されるように処理してもよい。図１５の例では、面率押出負荷が基準値未満の領域を黒、面率押出負荷が基準値以上の領域を白で表している。このように、面率押出負荷変化マップを二値化することで、面率押出負荷が高い領域を視覚的にわかりやすく示すことができる。
【００８４】
このような面率押出負荷変化マップを用いることにより、大まかな面率押出負荷のピーク値の傾向及び面率押出負荷の累積値あるいは平均値の傾向を捉えることが可能となる。面率押出負荷のピーク値の傾向は、面率押出負荷変化マップのピーク位置の変化より認識できる。また、面率押出負荷の累積値あるいは平均値の傾向は、面率押出負荷が基準値以上となる領域の幅の変化から認識できる。
【００８５】
表示処理部１５０は、ステップＳ２４０の処理を、すべての分析対象窯について自動的に実施してもよい。あるいは、作業者により選択されたすべての分析対象窯についてステップＳ２４０の処理を実施してもよい。表示制御部１３０は、すべての分析対象窯あるいは作業者により選択されたすべての分析対象窯について、ステップＳ２４０の処理が実施されたか否かを確認し（Ｓ２５０）、確認対象の分析対象窯すべてについて確認が完了するまで表示処理部１５０にステップＳ２４０の処理を繰り返し実施させる。
【００８６】
（Ｓ２６０：通知）
すべての確認対象の分析対象窯についての確認を終えると、表示制御部１３０は、作業者に対して優先的に炉内点検あるいはメンテナンスすべき窯を通知し、対応を促す（Ｓ２６０）。作業者へ通知する情報は、管理処理部１６０にて、面率押出負荷変化マップに基づき生成される管理情報に基づき生成される。
【００８７】
管理処理部１６０は、ステップＳ２４０にて生成された面率押出負荷変化マップを用いて、異常検知条件に基づき自動的に窯の異常を検知する。異常検知条件としては、例えば、面率押出負荷のピーク位置が閾値よりも押出し位置後方（ガイド車側）に位置する場合、面率押出負荷の正規化値が基準値以上となる領域の幅が閾値以上となった場合、面率押出負荷が基準値以上となる範囲が閾値以上となった場合、等が設定される。管理処理部１６０は、このように設定された異常検知条件のうち少なくともいずれか１つを満たす場合に、窯に異常があるとして検知する。
【００８８】
そして、管理処理部１６０は、例えば、分析対象窯の炉内点検の実施またはメンテナンスの優先度を上げ、予定されていたメンテナンス実施日を早めるように変更する。このとき、管理処理部１６０は、直近のメンテナンス実施状況とトラブル発生状況とを照らし合わせ、直近の対策とは異なる対策案を立案する。表示制御部１３０は、管理情報に含まれる管理処理部１６０により立案された対応案に基づき、炉内点検あるいはメンテナンスの必要な窯と、各窯に対して必要なアクションを、表示装置３００を介して作業者に通知するよう指示する。これにより、作業者は、優先的に炉内点検あるいはメンテナンスすべき窯を把握することができ、早期に必要なアクションをとることが可能となる。
【００８９】
＜４．ハードウェア構成例＞
以下、図１６を参照しながら、本実施形態に係る押出負荷分析装置１００のハードウェア構成について、詳細に説明する。図１６は、本発明の実施形態に係る押出負荷分析装置１００のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【００９０】
押出負荷分析装置１００は、主に、ＣＰＵ９０１と、ＲＯＭ９０３と、ＲＡＭ９０５と、を備える。また、押出負荷分析装置１００は、更に、バス９０７と、入力装置９０９と、出力装置９１１と、ストレージ装置９１３と、ドライブ９１５と、接続ポート９１７と、通信装置９１９とを備える。
【００９１】
ＣＰＵ９０１は、演算処理装置および制御装置として機能し、ＲＯＭ９０３、ＲＡＭ９０５、ストレージ装置９１３、またはリムーバブル記録媒体９２１に記録された各種プログラムに従って、押出負荷分析装置１００内の動作全般またはその一部を制御する。ＲＯＭ９０３は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。ＲＡＭ９０５は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや、プログラムの実行において適宜変化するパラメータ等を一次記憶する。これらはＣＰＵバス等の内部バスにより構成されるバス９０７により相互に接続されている。
【００９２】
バス９０７は、ブリッジを介して、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ／Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）バスなどの外部バスに接続されている。
【００９３】
入力装置９０９は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチおよびレバーなどユーザが操作する操作手段である。また、入力装置９０９は、例えば、赤外線やその他の電波を利用したリモートコントロール手段（いわゆる、リモコン）であってもよいし、押出負荷分析装置１００の操作に対応したＰＤＡ等の外部接続機器９２３であってもよい。さらに、入力装置９０９は、例えば、上記の操作手段を用いてユーザにより入力された情報に基づいて入力信号を生成し、ＣＰＵ９０１に出力する入力制御回路などから構成されている。押出負荷分析装置１００のユーザは、この入力装置９０９を操作することにより、押出負荷分析装置１００に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。
【００９４】
出力装置９１１は、取得した情報をユーザに対して視覚的または聴覚的に通知することが可能な装置で構成される。このような装置として、ＣＲＴディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、ＥＬディスプレイ装置およびランプなどの表示装置や、スピーカおよびヘッドホンなどの音声出力装置や、プリンタ装置、携帯電話、ファクシミリなどがある。出力装置９１１は、例えば、押出負荷分析装置１００が行った各種処理により得られた結果を出力する。具体的には、表示装置は、押出負荷分析装置１００が行った各種処理により得られた結果を、テキストまたはイメージで表示する。他方、音声出力装置は、再生された音声データや音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して出力する。
【００９５】
ストレージ装置９１３は、押出負荷分析装置１００の記憶部の一例として構成されたデータ格納用の装置である。ストレージ装置９１３は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等の磁気記憶部デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス、または光磁気記憶デバイス等により構成される。このストレージ装置９１３は、ＣＰＵ９０１が実行するプログラムや各種データ、および外部から取得した各種のデータなどを格納する。
【００９６】
ドライブ９１５は、記録媒体用リーダライタであり、押出負荷分析装置１００に内蔵、あるいは外付けされる。ドライブ９１５は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９２１に記録されている情報を読み出して、ＲＡＭ９０５に出力する。また、ドライブ９１５は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９２１に記録を書き込むことも可能である。リムーバブル記録媒体９２１は、例えば、ＣＤメディア、ＤＶＤメディア、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）メディア等である。また、リムーバブル記録媒体９２１は、コンパクトフラッシュ（登録商標）（ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ：ＣＦ）、フラッシュメモリ、または、ＳＤメモリカード（Ｓｅｃｕｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ  ｍｅｍｏｒｙ  ｃａｒｄ）等であってもよい。また、リムーバブル記録媒体９２１は、例えば、非接触型ＩＣチップを搭載したＩＣカード（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  ｃａｒｄ）または電子機器等であってもよい。
【００９７】
接続ポート９１７は、機器を押出負荷分析装置１００に直接接続するためのポートである。接続ポート９１７の一例として、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）ポート、ＩＥＥＥ１３９４ポート、ＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポート、ＲＳ−２３２Ｃポート等がある。この接続ポート９１７に外部接続機器９２３を接続することで、押出負荷分析装置１００は、外部接続機器９２３から直接各種のデータを取得したり、外部接続機器９２３に各種のデータを提供したりする。
【００９８】
通信装置９１９は、例えば、通信網９２５に接続するための通信デバイス等で構成された通信インタフェースである。通信装置９１９は、例えば、有線または無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、またはＷＵＳＢ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＵＳＢ）用の通信カード等である。また、通信装置９１９は、光通信用のルータ、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）用のルータ、または、各種通信用のモデム等であってもよい。この通信装置９１９は、例えば、インターネットや他の通信機器との間で、例えばＴＣＰ／ＩＰ等の所定のプロトコルに則して信号等を送受信することができる。また、通信装置９１９に接続される通信網９２５は、有線または無線によって接続されたネットワーク等により構成され、例えば、インターネット、家庭内ＬＡＮ、赤外線通信、ラジオ波通信または衛星通信等であってもよい。
【００９９】
以上、本発明の実施形態に係る押出負荷分析装置１００の機能を実現可能なハードウェア構成の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用するハードウェア構成を変更することが可能である。
【実施例】
【０１００】
本発明のコークス炉管理支援システムの押出負荷分析装置を用いて、コークス炉の窯の破孔発生予兆の検知を行った。図１７に、分析対象窯の押出しデータに基づき生成した押出負荷波形変化マップを示す。図１８には、図１７の押出負荷波形変化マップに、押出負荷のピーク位置の波形特徴を示した押出負荷波形変化マップの一部を示す。図１７及び図１８に表される押出し位置における押出負荷の時間的変化より、時間が経過するにつれて押出負荷のピーク位置が押出し位置後方（すなわち、ガイド車側）に移動しており、また、押出負荷の値が高くなっている領域の幅が広がっていることが確認された。これより当該窯には何らかの不調が現れ出していることがわかった。
【０１０１】
また、当該分析対象窯において、破孔が発生する前の１週間の押出しデータに基づき面率押出負荷を算出し、式（２）を用いて各押出しデータの面率押出負荷の累積値を算出するとともに、面率押出負荷の累積値の変化度を算出した。図１９に面率押出負荷の累積値の時間変化を示し、図２０に面率押出負荷の累積値の変化度の時間変化を示す。なお、破孔は押出し日時ｄｔ８の次に行われたコークスの押出しにて発生した。
【０１０２】
図１９に示すように、面率押出負荷の累積値は、押出し日時ｄｔ５以前は１．５付近の値を示していたが、押出し日時ｄｔ６以降、破孔発生に近づくにつれて高くなっていた。また、面率押出負荷の累積値の変化度も、図２０に示すように、面率押出負荷の累積値と同様に上昇していた。これより、図１９に示す面率押出負荷の累積値または図２０に示す変化度に対して閾値判定を実施することで、事前に窯の不調を自動的に検知することが可能であるといえる。そして、窯の不調の検知を受けて、さらに押出負荷波形変化マップを確認することで、炉内点検を実施する等の適切な対策を取ることが可能であったと推測できる。
【０１０３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１０４】
例えば、上記実施形態では、押出負荷波形変化マップあるいは面率押出負荷変化マップは２次元のコンター図の例を示したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、押出負荷あるいは面率押出負荷を第３軸にとり、３次元の可視化グラフとしてもよい。
【０１０５】
また、上記実施形態では、入力装置及び表示装置は、押出負荷分析装置と別体とされていたが、本発明はかかる例に限定されず、押出負荷分析装置に入力部及び表示部を設けてもよい。
【符号の説明】
【０１０６】
１          コークス炉管理支援システム
５          コークスケーキ
１０        ラム
１００      押出負荷分析装置
１１０      データ取得部
１２０      データ処理部
１３０      表示制御部
１４０      分析対象選定部
１５０      表示処理部
１６０      管理処理部
１７０      データ記憶部
２００      入力装置
３００      表示装置
３１０      一覧表示ウィンドウ
３２０      枠
【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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【図１９】
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【図２０】
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