(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物を製造する第１製造工程における前記物の製造量である第１工程製造量と、前記物を冷却又は加熱する第２製造工程の製造設備に供給されるエネルギー量を定める値である設定値とが対応付けられた情報である対応情報を取得する情報取得部と、
前記第１工程製造量の実測値を取得する実測値取得部と、
前記第１工程製造量の実測値と前記対応情報とに基づいて前記設定値を決定する決定部と、
前記第１工程製造量が測定された時刻から、前記第１製造工程の製造設備から前記第２製造工程の製造設備まで前記物が移動する時間の経過後の時刻を求め、前記経過後の時刻から、ユーティリティ設備が前記設定値に基づいてエネルギーを生成してから前記第２製造工程の製造設備が前記エネルギーを使用するまでの時間だけ前の時刻に、決定された前記設定値を前記ユーティリティ設備に出力する出力部と、
を備えるエネルギー管理装置。
【請求項２】
前記決定部は、前記第１製造工程における前記物を撮像した画像に基づく前記第１工程製造量の実測値と前記対応情報とに基づいて前記設定値を決定する、請求項１に記載のエネルギー管理装置。
【請求項３】
前記決定部は、前記第１工程製造量の実測値と前記対応情報とに基づいて前記設定値を決定する、請求項１に記載のエネルギー管理装置。
【請求項４】
前記第１工程製造量と前記設定値との関係を表す関数を作成する関数作成部
を更に備え、
前記決定部は、更に前記関数に基づいて前記設定値を決定する、請求項１に記載のエネルギー管理装置。
【請求項５】
前記関数作成部は、回帰式に基づいて前記関数を作成する、請求項４に記載のエネルギー管理装置。
【請求項６】
前記ユーティリティ設備の消費電力量を表す数式モデルを作成するモデル作成部
を更に備え、
前記決定部は、更に前記数式モデルに基づいて前記設定値を決定する、請求項１に記載のエネルギー管理装置。
【請求項７】
前記第１製造工程の製造設備における消費電力量を表示する表示部
を更に備える、請求項１に記載のエネルギー管理装置。
【請求項８】
前記第１製造工程の製造設備における消費電力量が上限値を超えた場合に警報を発報する監視部
を更に備える、請求項１に記載のエネルギー管理装置。
【請求項９】
前記監視部は、前記第１製造工程の製造設備における消費電力量の予測値が上限値を超えた場合、前記警報を発報する、請求項８に記載のエネルギー管理装置。
【請求項１０】
現在の前記第１製造工程の製造設備における消費電力量である現在の第１工程消費電力量の実測値と、過去の前記第１工程消費電力量の実測値と過去の前記第１工程製造量の実測値との関係を表す製造量関数とに基づいて、現在の前記第１工程製造量の実測値を推定する推定部
を更に備える、請求項１に記載のエネルギー管理装置。
【請求項１１】
前記決定部は、前記ユーティリティ設備が生成したエネルギーの貯蔵量に基づいて前記設定値を補正する、請求項１に記載のエネルギー管理装置。
【請求項１２】
前記ユーティリティ設備は、冷水又は温水を生成する冷凍機である、請求項１に記載のエネルギー管理装置。
【請求項１３】
前記ユーティリティ設備は、蒸気を発生させる蒸気発生機である、請求項１に記載のエネルギー管理装置。
【請求項１４】
前記ユーティリティ設備は、電気及び熱を生成するコージェネレーション装置である、請求項１に記載のエネルギー管理装置。
【請求項１５】
前記ユーティリティ設備は、空気を圧縮する空気圧縮機である、請求項１に記載のエネルギー管理装置。
【請求項１６】
エネルギー管理装置が実行するエネルギー管理方法であって、
物を製造する第１製造工程における前記物の製造量である第１工程製造量と、前記物を冷却又は加熱する第２製造工程の製造設備に供給されるエネルギー量を定める値である設定値とが対応付けられた情報である対応情報を取得するステップと、
前記第１工程製造量の実測値を取得するステップと、
前記第１工程製造量の実測値と前記対応情報とに基づいて前記設定値を決定するステップと、
前記第１工程製造量が測定された時刻から、前記第１製造工程の製造設備から前記第２製造工程の製造設備まで前記物が移動する時間の経過後の時刻を求め、前記経過後の時刻から、ユーティリティ設備が前記設定値に基づいてエネルギーを生成してから前記第２製造工程の製造設備が前記エネルギーを使用するまでの時間だけ前の時刻に、決定された前記設定値を前記ユーティリティ設備に出力するステップと、
を含むエネルギー管理方法。
【請求項１７】
コンピュータに、
物を製造する第１製造工程における前記物の製造量である第１工程製造量と、前記物を冷却又は加熱する第２製造工程の製造設備に供給されるエネルギー量を定める値である設定値とが対応付けられた情報である対応情報を取得する手順と、
前記第１工程製造量の実測値を取得する手順と、
前記第１工程製造量の実測値と前記対応情報とに基づいて前記設定値を決定する手順と、
前記第１工程製造量が測定された時刻から、前記第１製造工程の製造設備から前記第２製造工程の製造設備まで前記物が移動する時間の経過後の時刻を求め、前記経過後の時刻から、ユーティリティ設備が前記設定値に基づいてエネルギーを生成してから前記第２製造工程の製造設備が前記エネルギーを使用するまでの時間だけ前の時刻に、決定された前記設定値を前記ユーティリティ設備に出力する手順と、
を実行させるためのエネルギー管理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、エネルギー管理装置、エネルギー管理方法及びエネルギー管理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーティリティ設備は、製造設備の運転に必要なエネルギーを熱媒や電気によって製造設備に供給する。製造設備を有する工場等では、ユーティリティ設備の消費電力量を低減することは重要である。しかしながら、従来は、ユーティリティ設備の消費電力量を低減することができない場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５５００８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、ユーティリティ設備の消費電力量を低減することができるエネルギー管理装置、エネルギー管理方法及びエネルギー管理プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態のエネルギー管理装置は、情報取得部と、実測値取得部と、決定部と、出力部とを持つ。情報取得部は、物を製造する第１製造工程における物の製造量である第１工程製造量と、第２製造工程の製造設備に供給されるエネルギー量を定める値である設定値とが対応付けられた情報である対応情報を取得する。実測値取得部は、第１工程製造量の実測値を取得する。決定部は、第１工程製造量の実測値と対応情報とに基づいて設定値を決定する。出力部は、第１製造工程から第２製造工程まで物が移動する時間と、ユーティリティ設備が設定値に基づいてエネルギーを生成してから第２製造工程の製造設備がエネルギーを使用するまでの時間とに基づく時刻に、決定された設定値をユーティリティ設備に出力する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態における、エネルギー管理装置を備えるエネルギー管理システムの構成の第１例を示す図。
【図２】実施形態における、第１対応情報の例を示す図。
【図３】実施形態における、エネルギー管理装置の動作の例を示すフローチャート。
【図４】実施形態における、エネルギー管理装置を備えるエネルギー管理システムの構成の第２例を示す図。
【図５】実施形態における、決定部の動作の例を示すフローチャート。
【図６】実施形態における、エネルギー管理装置を備えるエネルギー管理システムの構成の第３例を示す図。
【図７】実施形態における、エネルギー管理装置を備えるエネルギー管理システムの構成の第４例を示す図。
【図８】実施形態における、推定部の動作の例を示すフローチャート。
【図９】実施形態における、エネルギー管理装置を備えるエネルギー管理システムの構成の第５例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態のエネルギー管理装置、エネルギー管理方法及びエネルギー管理プログラムを、図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、エネルギー管理装置４０ａを備えるエネルギー管理システム１ａの構成の例を示す図である。エネルギー管理システム１ａは、製造設備及びユーティリティ設備のエネルギーを管理するシステムである。エネルギー管理システム１ａは、例えば、製造設備を有する工場等に備えられる。エネルギー管理システム１ａは、第１製造設備１０と、第２製造設備２０とを備える。エネルギー管理システム１ａは、更に多くの製造設備を備えてもよい。エネルギー管理システム１ａは、測定装置３０と、エネルギー管理装置４０ａと、ユーティリティ設備５０と、循環路６０とを更に備える。
【０００８】
第１製造設備１０は、第１製造工程に備えられる。第１製造工程は、第２製造工程と比較して上流の製造工程である。第１製造設備１０は、物を製造する。物は、例えば、金属板、車両、カメラ、空調機、表示装置、情報処理装置である。第１製造設備１０は、製造した物（以下、「製造物」という。）を第２製造設備２０に送る。
【０００９】
第２製造設備２０は、第２製造工程に備えられる。第２製造設備２０は、ユーティリティ設備５０が生成した熱媒を使用して、第１製造設備１０による製造物を冷却又は加熱する。例えば、製造設備２０は、ユーティリティ設備５０が生成した冷水を使用して、第１製造設備１０による製造物を冷却する。製造設備２０は、熱媒によって冷却又は加熱された製造物を、最終の製造工程に近い下流の製造工程の製造設備に送る。
【００１０】
測定装置３０は、第１製造工程における製造物の製造量（以下、「第１工程製造量」という。）を測定する。すなわち、第１工程製造量は、第１製造設備１０による製造物の製造量である。例えば、測定装置３０は、第１製造設備１０による製造物をカメラが撮像した画像を、カメラから取得する。測定装置３０は、測定装置３０が取得した画像に含まれている製造物の個数を計数することによって、第１工程製造量を測定する。例えば、測定装置３０は、製造物によって赤外線が遮光されているか否かを赤外線センサの出力信号に基づいて検出してもよい。測定装置３０は、検出結果に基づいて製造物の個数を計数することによって、第１工程製造量を測定してもよい。測定装置３０は、第１工程製造量の実測値をエネルギー管理装置４０ａに送信する。
【００１１】
エネルギー管理装置４０ａは、ユーティリティ設備５０が生成する熱媒の温度の設定値（以下、「温度設定値」という。）を決定する。すなわち、エネルギー管理装置４０ａは、ユーティリティ設備５０から第２製造設備２０に供給されるエネルギー量を決定する。例えば、温度設定値は、ユーティリティ設備５０が生成する冷水の温度を定めるための値である。
【００１２】
ユーティリティ設備５０は、エネルギー管理装置４０ａが決定した温度設定値に基づいてエネルギーを生成する。ユーティリティ設備５０は、第２製造設備２０の運転に必要なエネルギーを熱媒によって、循環路６０を介して第２製造設備２０に供給する。熱媒は、例えば、冷水、温水、蒸気又は空気である。例えば、ユーティリティ設備５０が冷凍機である場合、ユーティリティ設備５０は、冷水又は温水を第２製造設備２０に供給する。例えば、ユーティリティ設備５０は、ボイラである場合、蒸気を第２製造設備２０に供給する。
【００１３】
循環路６０は、往ヘッダ及び環ヘッダを備える。循環路６０は、往ヘッダを介して、第２製造設備２０に熱媒を供給する。循環路６０は、環ヘッダを介して、ユーティリティ設備５０に熱媒を戻す。往ヘッダと環ヘッダとは、往還バイパス路によって繋がれていてもよい。以下、往ヘッダを含む循環路を「１次側循環路」という。還ヘッダを含む循環路を「２次側循環路」という。
【００１４】
エネルギー管理装置４０ａは、実測値取得部４１ａと、情報取得部４２ａと、関数作成部４３ａと、決定部４４ａと、出力部４５ａと、記憶部４６とを備える。実測値取得部４１ａと、情報取得部４２ａと、関数作成部４３ａと、決定部４４ａと、出力部４５ａとのうち一部または全部は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが、プログラム記憶部に記憶されたプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。また、これらの機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェア機能部であってもよい。
【００１５】
実測値取得部４１ａは、第１工程製造量の実測値を、測定装置３０から取得する。実測値取得部４１ａは、第１工程製造量の実測値を、決定部４４ａに送信する。
【００１６】
情報取得部４２ａは、管理者による操作に応じて情報を取得する。以下、製造物が第１製造設備１０から第２製造設備２０に移動する時間を「移動時間」という。情報取得部４２ａは、移動時間情報を取得する。
【００１７】
以下、ユーティリティ設備５０が温度設定値に基づいてエネルギー（熱媒）を生成してから、第２製造設備２０がエネルギーを使用するまでの時間を「熱量生成時間」という。情報取得部４２ａは、熱量生成時間情報を取得する。
【００１８】
情報取得部４２ａは、第１工程製造量と温度設定値とが対応付けられた情報（以下、「第１対応情報」という。）を取得する。
【００１９】
図２は、第１対応情報の例を示す図である。図２に示す第１対応情報では、第１工程製造量と、ユーティリティ設備５０が生成する熱媒（冷水）の温度の温度設定値とが対応付けられている。図２では、例えば、第１工程製造量「１０」と温度設定値「摂氏１０度」とが対応付けられている。例えば、第１工程製造量「２０」と温度設定値「摂氏８度」とが対応付けられている。例えば、第１工程製造量「３０」と温度設定値「摂氏５度」とが対応付けられている。なお、第１対応情報では、第１製造設備１０の消費電力量と、ユーティリティ設備５０が生成する熱媒の温度の温度設定値とが対応付けられてもよい。
【００２０】
図１に示す関数作成部４３ａは、第１工程製造量と温度設定値との関係を表す関数を、第１対応情報に基づいて作成する。例えば、関数作成部４３ａは、ユーティリティ設備５０が冷凍機である場合、温度関数を第１対応情報に基づいて作成する。温度関数は、例えば、式（１）によって示される。なお、温度関数は、第１工程製造量と温度設定値との関係が線形である場合、１次の多項式でもよい。また、温度関数は、３次以上の多項式でもよい。
【００２１】
【数１】
0006591239.tif 000002
【００２２】
Ｔは、ユーティリティ設備５０が生成する熱媒の温度の温度設定値を示す。Ｘ１は、第１工程製造量を示す。ａ０は定数項を示す。ａ１及びａ２は係数を示す。関数作成部４３ａは、第１対応情報に回帰分析を施すことによって、回帰式に基づいて定数項ａ０と係数ａ１及びａ２とを定めてもよい。関数作成部４３ａは、作成された関数を表す情報を、決定部４４ａに送信する。
【００２３】
決定部４４ａは、第１工程製造量の実測値を、実測値取得部４１ａから取得する。決定部４４ａは、関数作成部４３ａによって作成された関数に第１工程製造量の実測値を代入することによって、温度設定値を決定する。例えば、決定部４４ａは、第１工程製造量の実測値を式（２）に代入することによって、ユーティリティ設備５０が生成する熱媒の温度の温度設定値Ｔｓｅｔを決定する。
【００２４】
【数２】
0006591239.tif 000003
【００２５】
Ｘ１＿Ｂは、第１工程製造量を示す。Ｔｓｅｔは、ユーティリティ設備５０が冷凍機である場合、ユーティリティ設備５０が生成する冷水の温度の温度設定値を示す。Ｔｓｅｔは、ユーティリティ設備５０が冷却塔から冷却水を取得して冷水を生成する場合、冷却水の温度の温度設定値を示してもよい。Ｔｓｅｔは、ユーティリティ設備５０が生成する温水の温度の温度設定値を示してもよい。Ｔｓｅｔは、ユーティリティ設備５０がボイラである場合、ユーティリティ設備５０が発生させる蒸気の温度の温度設定値を示してもよい。Ｔｓｅｔは、ユーティリティ設備５０がコージェネレーション装置である場合、ユーティリティ設備５０が生成する温水又は蒸気の温度設定値を示してもよい。コージェネレーション装置は、電気及び熱を生成する。コージェネレーション装置は、エネルギーを電気によって供給してもよい。
【００２６】
なお、決定部４４ａは、２次側循環路における熱媒の流量が１次側循環路における熱媒の流量よりも多い場合、ユーティリティ設備５０が生成する熱媒の温度を低くするように、温度設定値を変更してもよい。決定部４４ａは、ユーティリティ設備５０が生成する熱媒の温度を制御することによって、往還バイパス路において熱媒が流れる方向を制御することができる。
【００２７】
出力部４５ａは、移動時間情報と熱量生成時間情報とを、情報取得部４２ａから取得する。出力部４５ａは、決定部４４ａによって決定された温度設定値を、移動時間と熱量生成時間とに基づく時刻に、ユーティリティ設備５０に出力する。例えば、出力部４５ａは、移動時間が３時間であり、熱量生成時間が３０分間であり、第１工程製造量が測定された時刻が１２時である場合、第１工程製造量が測定された時刻から移動時間が経過した時刻である１５時から熱量生成時間だけ前の時刻である１４時３０分に、ユーティリティ設備５０に温度設定値を出力する。これによって、出力部４５ａは、第２製造設備２０が必要とするエネルギー量を、第２製造設備２０がエネルギーを必要とする時刻に、ユーティリティ設備５０によって第２製造設備２０に供給することができる。
【００２８】
記憶部４６は、例えば、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の不揮発性の記憶媒体（非一時的な記録媒体）を有する記憶装置を用いて構成される。記憶部４６は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）やレジスタなどの揮発性の記憶媒体を有していてもよい。記憶部４６は、情報取得部４２ａが取得した第１対応情報を記憶してもよい。
【００２９】
図３は、エネルギー管理装置４０ａの動作の例を示すフローチャートである。情報取得部４２ａは、移動時間情報と熱量生成時間情報と第１対応情報とを取得する（ステップＳ１０１）。関数作成部４３ａは、第１対応情報に基づいて、温度関数を作成する（ステップＳ１０２）。実測値取得部４１ａは、第１工程製造量の実測値を、測定装置３０から取得する（ステップＳ１０３）。決定部４４ａは、第１工程製造量の実測値と温度関数とに基づいて、温度設定値を決定する（ステップＳ１０４）。出力部４５ａは、決定部４４ａによって決定された温度設定値を、移動時間と熱量生成時間とに基づく時刻にユーティリティ設備５０に出力する。
【００３０】
以上のように、第１の実施形態のエネルギー管理装置４０ａは、実測値取得部４１ａと、情報取得部４２ａと、決定部４４ａと、出力部４５ａとを持つ。情報取得部４２ａは、第１工程製造量と温度設定値とが対応付けられた情報である第１対応情報を取得する。実測値取得部４１ａは、第１工程製造量の実測値を取得する。決定部４４ａは、第１工程製造量の実測値と第１対応情報とに基づいて温度設定値を決定する。出力部４５ａは、移動時間と熱量生成時間とに基づく時刻に、決定された温度設定値をユーティリティ設備５０に出力する。
【００３１】
これによって、第１の実施形態のエネルギー管理装置４０ａは、ユーティリティ設備５０の消費電力量を低減することが可能となる。すなわち、出力部４５ａは、第２製造設備２０が必要とするエネルギー量を、第２製造設備２０がエネルギーを必要とする時刻に、ユーティリティ設備５０によって第２製造設備２０に供給することができる。
【００３２】
第１の実施形態のエネルギー管理装置４０ａは、製造設備における現在の製造量と過去の製造量（実績値）と異なる場合でも、予め定められた時間内に（リアルタイムに）、ユーティリティ設備５０の消費電力量を低減することが可能となる。第１の実施形態のエネルギー管理装置４０ａは、予め定められた期間（例えば、２４時間）において製造量が変動する場合でも、予め定められた時間内に、ユーティリティ設備５０の消費電力量を低減することが可能となる。
【００３３】
第１の実施形態のエネルギー管理装置４０ａは、第１工程製造量に応じて、第１工程製造量の実測値に応じて熱媒の温度を定める。これによって、ユーティリティ設備５０は、第１工程製造量が少ない場合でも、エネルギーを過剰に生成しない。また、エネルギー管理装置４０ａは、第１工程製造量が多い場合でも、製造物の品質を保つことができる。ユーティリティ設備５０は、製造物の製造量が短時間に変化する場合でも、予め定められた時間内に、消費エネルギーを低減することが可能となる。
【００３４】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、エネルギー管理装置がモデル作成部を備える点が、第１の実施形態と相違する。第２の実施形態では、第１の実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００３５】
図４は、エネルギー管理装置４０ｂを備えるエネルギー管理システム１ｂの構成の例を示す図である。エネルギー管理システム１ｂは、第１製造設備１０と、第２製造設備２０と、測定装置３０と、エネルギー管理装置４０ｂと、ユーティリティ設備５０と、循環路６０とを備える。
【００３６】
エネルギー管理装置４０ｂは、実測値取得部４１ｂと、情報取得部４２ｂと、関数作成部４３ｂと、決定部４４ｂと、出力部４５ｂと、記憶部４６と、モデル作成部４７とを備える。
【００３７】
実測値取得部４１ｂは、ユーティリティ設備５０が循環路６０から取得する熱媒の温度（以下、「入口熱媒温度」という。）の実測値を取得する。以下、ユーティリティ設備５０から循環路６０に送られる熱媒の温度を「出口熱媒温度」という。
【００３８】
以下、下流の製造工程において必要とされるエネルギー量（熱量）に対応する設定値を「必要熱量設定値」という。すなわち、必要熱量設定値は、第２製造設備２０が必要とするエネルギー量に対応する設定値である。
【００３９】
情報取得部４２ｂは、移動時間情報と熱量生成時間情報とを取得する。情報取得部４２ｂは、第１工程製造量と必要熱量設定値とが対応付けられた情報（以下、「第２対応情報」という。）を取得する。第２対応情報では、例えば、第１工程製造量「１０」と必要熱量設定値「５０ｋＷ」とが対応付けられている。例えば、第１工程製造量「２０」と必要熱量設定値「１００ｋＷ」とが対応付けられている。例えば、第１工程製造量「３０」と必要熱量設定値「１５０ｋＷ」とが対応付けられている。
【００４０】
関数作成部４３ｂは、第１工程製造量と必要熱量設定値との関係を表す関数を、第２対応情報に基づいて作成する。例えば、関数作成部４３ｂは、ユーティリティ設備５０が冷凍機である場合、熱量関数を第２対応情報に基づいて作成する。例えば、関数作成部４３ｂは、第１の実施形態において温度関数を作成した方法と同様な方法によって、熱量関数を第２対応情報に基づいて作成する。
【００４１】
モデル作成部４７は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサが、記憶部４６に記憶されたプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。また、モデル作成部４７は、ＬＳＩやＡＳＩＣ等のハードウェア機能部であってもよい。
【００４２】
モデル作成部４７は、第２製造設備２０が必要とするエネルギー量をユーティリティ設備５０が生成するために消費するエネルギー量を表す数式モデル（以下、「ユーティリティ設備モデル」という。）を作成する。例えば、ユーティリティ設備５０が冷凍機である場合、モデル作成部４７は、ユーティリティ設備モデルとして、冷凍モデルと、搬送ポンプモデルと、熱量モデルとを作成する。
【００４３】
式（３）は、冷凍モデルの例を示す。
【００４４】
【数３】
0006591239.tif 000004
【００４５】
冷凍モデルＥｃｏｏｌは、ユーティリティ設備５０（冷凍機）の消費電力（ｋＷ）を示す。Ｑは、必要熱量設定値（ｋＷ）を示す。ＣＯＰは、効率を示す。Ｘ２は、外気温度（摂氏）を示す。Ｘ３は、負荷率（％）を示す。Ｔｏｕｔは、出口熱媒温度（摂氏）を示す。ｂ０は、定数項を示す。ｂ１〜ｂ６は、それぞれ係数（定数）を示す。
【００４６】
効率ＣＯＰは、外気温度と負荷率と出口熱媒温度とを変数とした２次の多項式によって表されてもよいし、外気温度と負荷率と出口熱媒温度とのうち少なくとも一つを変数とした多項式によって表されてもよい。効率ＣＯＰは、３次以上の多項式でもよい。
【００４７】
式（４）は、搬送ポンプモデルの例を示す。
【００４８】
【数４】
0006591239.tif 000005
【００４９】
搬送ポンプモデルＥｐｕｍｐは、ユーティリティ設備５０の搬送ポンプの消費電力（ｋＷ）を示す。Ｋは定数を示す。Ｆは、熱媒の流量（ｋｇ／ｓ）を示す。Ｆｒａｔｅは、熱媒の定格流量（ｋｇ／ｓ）を示す。
【００５０】
搬送ポンプは、例えば、インバータ方式によって制御可能なポンプである。搬送ポンプは、熱媒（冷水）を搬送する。決定部４４ｂは、必要熱量設定値に応じて定まる必要熱量を満たすように搬送ポンプを制御することによって、熱媒の流量を制御する。例えば、決定部４４ｂは、熱媒の温度が温度閾値以上になった場合、搬送ポンプを制御して熱媒の流量を増加させる。例えば、決定部４４ｂは、熱媒の温度が温度閾値未満になった場合には必要熱量が満たされているので、搬送ポンプを制御して熱媒の流量を減少させる。
【００５１】
式（５）は、熱量モデルＱの例を示す。
【００５２】
【数５】
0006591239.tif 000006
【００５３】
Ｃは、比熱(ｋＪ／ｋｇ／Ｋ)を示す。Ｆは、熱媒の流量（ｋｇ／ｓ）を示す。Ｔｉｎは、入口熱媒温度（摂氏）を示す。Ｔｏｕｔは、出口熱媒温度（摂氏）を示す。
【００５４】
決定部４４ｂは、第１工程製造量と必要熱量設定値との関係を表す関数を、関数作成部４３ｂから取得する。決定部４４ｂは、ユーティリティ設備モデルを、モデル作成部４７から取得する。決定部４４ｂは、第１工程製造量の実測値を、実測値取得部４１ｂから取得する。決定部４４ｂは、入口熱媒温度の実測値を、実測値取得部４１ｂから取得する。
【００５５】
決定部４４ｂは、第１工程製造量と必要熱量設定値との関係を表す関数と、第１工程製造量の実測値とに基づいて、第２製造設備２０が必要とするエネルギー量（必要熱量）を決定する。
【００５６】
決定部４４ｂは、第２製造設備２０が必要とするエネルギー量（必要熱量）と、ユーティリティ設備モデルと、入口熱媒温度の実測値とに基づいて、ユーティリティ設備５０の消費電力量を低減するように必要熱量設定値を決定する。すなわち、決定部４４ｂは、式（５）に示す制約条件を満たしながら、式（６）に示す目的関数を最小化するように、必要熱量設定値を決定する。決定部４４ｂは、勾配法やニュートン法によって必要熱量設定値を決定してもよい。なお、式（５）に示す制約条件は、熱媒の温度の上限値及び下限値と、熱媒の流量の上限値及び下限値とを含んでもよい。
【００５７】
【数６】
0006591239.tif 000007
【００５８】
出力部４５ｂは、決定部４４ａによって決定された必要熱量設定値を、移動時間と熱量生成時間とに基づく時刻に、ユーティリティ設備５０に出力する。これによって、出力部４５ｂは、第２製造設備２０が必要とするエネルギー量（必要熱量）を、ユーティリティ設備５０によって第２製造設備２０に供給することができる。
【００５９】
図５は、決定部４４ｂの動作の例を示すフローチャートである。決定部４４ｂは、第１工程製造量の実測値と、熱量関数と、ユーティリティ設備モデルと、入口熱媒温度の実測値とを取得する（ステップＳ２０１）。決定部４４ｂは、第１工程製造量の実測値と熱量関数とに基づいて、必要熱量を決定する（ステップＳ２０２）。決定部４４ｂは、決定された必要熱量とユーティリティ設備モデルと入口熱媒温度の実測値とに基づいて、必要熱量設定値を決定する（ステップＳ２０３）。
【００６０】
以上のように、第２の実施形態のエネルギー管理装置４０ｂは、モデル作成部４７を更に備える。モデル作成部４７は、ユーティリティ設備５０の消費電力量を表す数式モデルを作成する。決定部４４ｂは、更に数式モデルに基づいて設定値を決定する。
【００６１】
これによって、第２の実施形態のエネルギー管理装置４０ｂは、ユーティリティ設備５０の消費電力量を更に低減することが可能となる。第２の実施形態のエネルギー管理装置４０ｂは、冷水を使用する第２製造設備２０が必要とする熱量を管理者が設定することによって、製造に必要な熱量をユーティリティ設備５０に生成させて、ユーティリティ設備５０の消費エネルギーを低減することができる。
【００６２】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、エネルギー管理システムが表示装置及び監視装置を備える点が、第１の実施形態と相違する。第３の実施形態では、第１の実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００６３】
図６は、エネルギー管理装置４０ｃを備えるエネルギー管理システム１ｃの構成の例を示す図である。エネルギー管理システム１ｃは、第１製造設備１０と、第２製造設備２０と、測定装置３０と、エネルギー管理装置４０ｃと、ユーティリティ設備５０と、循環路６０と、表示装置７０と、監視装置８０とを備える。なお、エネルギー管理装置４０ｃは、表示装置７０と監視装置８０とを含んでもよい。
【００６４】
エネルギー管理装置４０ｃは、実測値取得部４１ｃと、情報取得部４２ｃと、関数作成部４３ｃと、決定部４４ｃと、出力部４５ｃと、記憶部４６とを備える。
【００６５】
測定装置３０は、第１工程製造量の実測値をエネルギー管理装置４０ａに送信する。測定装置３０は、第１製造設備１０の消費電力量を測定する。測定装置３０は、第１製造設備の消費電力量の実測値を、エネルギー管理装置４０ａに送信する。なお、測定装置３０は、第１製造設備を含む工場等の全体の消費電力量の実測値を、エネルギー管理装置４０ａに送信してもよい。
【００６６】
実測値取得部４１ｃは、第１工程製造量の実測値を、測定装置３０から取得する。実測値取得部４１ｃは、第１工程製造量の実測値を、表示装置７０に送信する。実測値取得部４１ｃは、第１製造設備１０の消費電力量の実測値を、測定装置３０から取得する。実測値取得部４１ｃは、第１製造設備１０の消費電力量の実測値を、表示装置７０に送信する。実測値取得部４１ｃは、第１製造設備を含む工場等の全体の消費電力量の実測値を、表示装置７０に送信してもよい。
【００６７】
表示装置７０は画面を有する。画面は、例えば、液晶ディスプレイである。表示装置７０は、第１工程製造量の実測値を画面に表示する。表示装置７０は、第１製造設備１０の消費電力量の実測値を画面に表示する。表示装置７０は、第１製造設備１０を含む工場等の全体の消費電力量の実測値を画面に表示してもよい。
【００６８】
表示装置７０は、予め定められた期間について、予め定められた時間ごとの消費電力量の実測値の推移を表すグラフを表示してもよい。予め定められた期間は、例えば、管理者から指定された日の２４時間である。予め定められた時間は、例えば、１時間、３０分間である。表示装置７０は、消費電力量の実測値に基づいて算出された消費電力量の予測値の推移を表すグラフと、消費電力量の実測値の推移を表すグラフとを、同一の画面に表示してもよい。予め定められた時間ごとの消費電力量の上限値の推移を表すグラフと、契約電力値又はデマンド値の推移を表すグラフと、消費電力量の推移を表すグラフとを、同一の画面に表示してもよい。表示装置７０は、第１工程製造量の実測値を、監視装置８０に送信する。表示装置７０は、第１製造設備１０の消費電力量の実測値を、監視装置８０に送信する。
【００６９】
監視装置８０は、第１製造設備１０の消費電力量の実測値が電力上限値を超えている場合、警報を発報する。監視装置８０は、第１製造設備１０の消費電力量の実測値に基づいて、第１製造設備１０の消費電力量の予測値を決定してもよい。監視装置８０は、第１製造設備１０の消費電力量の予測値が電力上限値を超えている場合、警報を発報してもよい。監視装置８０は、第１製造設備を含む工場等の全体の消費電力量の実測値に基づいて、第１製造設備を含む工場等の全体の消費電力量の予測値を決定してもよい。監視装置８０は、第１製造設備を含む工場等の全体の消費電力量の予測値が電力上限値を超えている場合、警報を発報してもよい。
【００７０】
以上のように、第３の実施形態のエネルギー管理システム１ｃは、表示装置７０を備える。第３の実施形態のエネルギー管理装置４０ｃは、表示装置７０を含んでもよい。表示装置７０は、現在の消費電力量と上限値とを同一画面に表示させる。これによって、第３の実施形態のエネルギー管理装置４０ｃは、消費電力量が上限値を超えるか否かを管理者に把握させることが可能となる。
【００７１】
第３の実施形態のエネルギー管理システム１ｃは、監視装置８０を備える。第３の実施形態のエネルギー管理装置４０ｃは、監視装置８０を含んでもよい。監視装置８０は、消費電力量が上限値を超えた場合又は超える可能性がある場合、警報を発報する。これによって、第３の実施形態のエネルギー管理装置４０ｃは、消費電力量が上限値を超えたこと又は超える可能性があることを、管理者に知らせることが可能となる。管理者は、消費電力量が契約電力値を超えないように監視することができる。
【００７２】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、エネルギー管理装置が推定部を備える点が、第１の実施形態と相違する。第４の実施形態では、第１の実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００７３】
図７は、エネルギー管理装置４０ｄを備えるエネルギー管理システム１ｄの構成の例を示す図である。エネルギー管理システム１ｄは、第１製造設備１０と、第２製造設備２０と、測定装置３０と、エネルギー管理装置４０ｄと、ユーティリティ設備５０と、循環路６０とを備える。エネルギー管理装置４０ｄは、実測値取得部４１ｄと、情報取得部４２ｄと、関数作成部４３ｄと、決定部４４ｄと、出力部４５ｄと、記憶部４６と、推定部４８を備える。
【００７４】
測定装置３０は、第１工程製造量を測定する代わりに、第１製造工程における消費電力量（以下、「第１工程消費電力量」という。）を測定する。すなわち、測定装置３０は、第１工程製造量を測定する代わりに、第１製造設備１０の消費電力量を測定する。測定装置３０は、第１工程消費電力量の実測値を、実測値取得部４１ｄに送信する。
【００７５】
実測値取得部４１ｄは、第１工程消費電力量の実測値を、測定装置３０から取得する。すなわち、実測値取得部４１ｄは、第１製造設備１０の消費電力量の実測値を、測定装置３０から取得する。実測値取得部４１ｄは、最終の製造工程における製造物の製造量の実測値を、測定装置３０から取得する。すなわち、実測値取得部４１ｄは、最終的な製造量の実績値を測定装置３０から取得する。
【００７６】
情報取得部４２ｄは、移動時間情報と、熱量生成時間情報と、温度設定値と、上流の製造工程から最終の製造工程までの製造物の移動時間（以下、「製造時間」という。）情報とを、管理者による操作に応じて取得する。
【００７７】
推定部４８は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサが、記憶部４６に記憶されたプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。また、推定部４８は、ＬＳＩやＡＳＩＣ等のハードウェア機能部であってもよい。
【００７８】
推定部４８は、第１工程消費電力量の実測値と、最終の製造工程における製造物の製造量（以下、「最終工程製造量」という。）の実測値とを、実測値取得部４１ｄから取得する。推定部４８は、製造時間情報を情報取得部４２ｄから取得する。推定部４８は、第１工程消費電力量の実測値と、最終工程製造量の実測値とを、各実測値の測定時刻に対応づけて記憶部４６（データベース）に記憶させる。推定部４８は、製造時間情報を記憶部４６に記憶させる。
【００７９】
推定部４８は、最終工程製造量の実測値に対応付けられた測定時刻から製造時間だけ前の時刻に対応付けられた過去の第１工程消費電力量の実測値を、記憶部４６から取得する。推定部４８は、過去の第１工程消費電力量の実測値と過去の第１工程製造量の実測値との関係を表す製造量関数を作成する。推定部４８は、最小二乗法に基づいて製造量関数を作成してもよい。推定部４８は、現在の第１工程消費電力量の実測値と、製造量関数とに基づいて、現在の第１工程製造量の実測値を推定する。
【００８０】
決定部４４ｄは、関数作成部４３ｄによって作成された温度関数に、推定部４８によって推定された現在の第１工程製造量の実測値を代入することによって、温度設定値を決定する。
【００８１】
図８は、推定部４８の動作の例を示すフローチャートである。推定部４８は、第１工程消費電力量の実測値と、最終工程製造量の実測値と、製造時間情報とを取得する（ステップＳ３０１）。推定部４８は、第１工程消費電力量の実測値と、最終工程製造量の実測値と、製造時間情報とを記憶部に記憶させる（ステップＳ３０２）。推定部４８は、過去の第１工程消費電力量の実測値と過去の第１工程製造量の実測値との関係を表す製造量関数を作成する（ステップＳ３０３）。推定部４８は、現在の第１工程消費電力量の実測値と製造量関数とに基づいて、現在の第１工程製造量の実測値を推定する（ステップＳ３０４）。
【００８２】
以上のように、第４の実施形態のエネルギー管理装置４０ｄは、推定部４８を備える。推定部４８は、移動時間と最終工程製造量とに基づいて第１工程製造量を推定する。これによって、第４の実施形態のエネルギー管理装置４０ｄは、測定装置３０が第１工程製造量を測定することができない場合でも、ユーティリティ設備５０の消費電力量を低減することが可能となる。
【００８３】
（第５の実施形態）
第５の実施形態では、エネルギー管理システムがバッファタンクを備える点が、第１の実施形態と相違する。第５の実施形態では、第１の実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００８４】
図９は、エネルギー管理装置４０ｆを備えるエネルギー管理システム１ｆの構成の第５例を示す図である。エネルギー管理システム１ｆは、第１製造設備１０と、第２製造設備２０と、測定装置３０と、エネルギー管理装置４０ｆと、ユーティリティ設備５０と、循環路６０とを備える。第５の実施形態では、ユーティリティ設備５０は、空気を圧縮する空気圧縮機である。
【００８５】
エネルギー管理装置４０ｆは、実測値取得部４１ｆと、情報取得部４２ｆと、関数作成部４３ｆと、決定部４４ｆと、出力部４５ｆと、記憶部４６とを備える。循環路６０は、バッファタンク６１を備える。
【００８６】
バッファタンク６１（貯蔵装置）は、ユーティリティ設備５０が生成した圧縮空気を貯蔵する。これによって、バッファタンク６１は、ユーティリティ設備５０が生成したエネルギーを貯蔵する。バッファタンク６１は、第２製造設備２０が圧縮空気を必要としている場合、貯蔵している圧縮空気を第２製造設備２０に送る。
【００８７】
測定装置３０は、第１工程製造量を測定する。測定装置３０は、第１工程製造量の実測値を、実測値取得部４１ｆに送信する。測定装置３０は、バッファタンク６１に貯蔵されている圧縮空気の圧力を測定する。すなわち、測定装置３０は、ユーティリティ設備５０が生成したエネルギーの貯蔵量を測定する。測定装置３０は、バッファタンク６１における圧縮空気の圧力の実測値を、実測値取得部４１ｆに送信する。
【００８８】
実測値取得部４１ｆは、第１工程製造量の実測値を、測定装置３０から取得する。実測値取得部４１ｆは、バッファタンク６１における圧縮空気の圧力の実測値を、測定装置３０から取得する。
【００８９】
以下、ユーティリティ設備５０が圧力設定値に基づいてエネルギー（圧縮空気）を生成してから、第２製造設備２０がエネルギーを使用するまでの時間を「圧縮空気生成時間」という。圧力設定値は、ユーティリティ設備５０が生成する圧縮空気の圧力を定めるための値である。
【００９０】
情報取得部４２ｆは、移動時間情報と圧縮空気生成時間情報とを取得する。情報取得部４２ｂは、第１工程製造量と圧力設定値とが対応付けられた情報（以下、「第３対応情報」という。）を取得する。
【００９１】
関数作成部４３ｆは、第１工程製造量と圧力設定値との関係を表す圧力関数を、第３対応情報に基づいて作成する。例えば、関数作成部４３ｆは、第１の実施形態において温度関数を作成した方法と同様な方法によって、圧力関数を第３対応情報に基づいて作成する。
【００９２】
決定部４４ｆは、圧力関数を関数作成部４３ｆから取得する。決定部４４ｆは、第１工程製造量の実測値を、実測値取得部４１ｆから取得する。決定部４４ｆは、バッファタンク６１における圧縮空気の圧力の実測値を、実測値取得部４１ｆから取得する。決定部４４ｆは、圧力関数と第１工程製造量の実測値と圧縮空気の圧力の実測値とに基づいて、圧力設定値を決定する。
【００９３】
決定部４４ｆは、バッファタンク６１における圧縮空気の圧力の実測値と、第１工程製造量の実測値とに基づいて、現在時刻から移動時間が経過した場合に第２製造設備２０が必要とする圧縮空気の圧力の予測値を決定する。
【００９４】
決定部４４ｆは、決定された圧力設定値により定まる圧縮空気の圧力と、第２製造設備２０が必要とする圧縮空気の圧力の予測値とを比較する。決定部４４ｆは、圧力設定値により定まる圧縮空気の圧力が第２製造設備２０が必要とする圧縮空気の圧力に対して不足するか否かを、圧力の比較結果に基づいて判定する。決定部４４ｆは、第２製造設備２０が必要とする圧縮空気の圧力が不足すると判定した場合、圧縮空気の圧力を上げるように圧力設定値を補正する。例えば、決定部４４ｆは、圧力設定値を１．１倍にしてもよい。例えば、決定部４４ｆは、１００ｋＰａに相当する値を圧力設定値に加算してもよい。
【００９５】
出力部４５ｆは、移動時間情報と圧縮空気生成時間とを、情報取得部４２ｆから取得する。出力部４５ｆは、決定部４４ｆによって決定された圧力設定値を、移動時間と圧縮空気生成時間とに基づく時刻に、ユーティリティ設備５０に出力する。例えば、出力部４５ｆは、移動時間が３時間であり、圧縮空気生成時間が３０分間であり、第１工程製造量が測定された時刻が１２時である場合、第１工程製造量が測定された時刻から移動時間が経過した時刻である１５時から圧縮空気生成時間だけ前の時刻である１４時３０分に、ユーティリティ設備５０に圧力設定値を出力する。これによって、出力部４５ｆは、第２製造設備２０が必要とするエネルギー量を、第２製造設備２０がエネルギーを必要とする時刻に、ユーティリティ設備５０によって第２製造設備２０に供給することができる。
【００９６】
以上のように、第５の実施形態の決定部４４ｆは、ユーティリティ設備５０が生成したエネルギーの貯蔵量に基づいて圧力設定値を補正する。これによって、第５の実施形態のエネルギー管理装置４０ｆは、ユーティリティ設備５０の消費電力量を更に低減することが可能となる。
【００９７】
第５の実施形態のエネルギー管理装置４０ｆは、製造量が少ない場合に圧縮空気の圧力を下げることによって、圧縮空気を過剰に生成することなく、消費電力量を更に低減することが可能となる。第５の実施形態のエネルギー管理装置４０ｆは、製造量が多い場合に圧縮空気の圧力を上げることによって、圧縮空気を過剰に生成することなく、消費電力量を更に低減することが可能となる。第５の実施形態のエネルギー管理装置４０ｆは、バッファタンク６１における圧縮空気の圧力を補正することによって、製造物の品質を基準以上に保つことができる。
【００９８】
以上述べた少なくともひとつの実施形態によれば、第１工程製造量の実測値と対応情報とに基づいて設定値を決定する決定部を持つことにより、ユーティリティ設備の消費電力量を低減することができる。
【００９９】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１００】
１ａ…エネルギー管理システム、１ｂ…エネルギー管理システム、１ｃ…エネルギー管理システム、１ｄ…エネルギー管理システム、１ｅ…エネルギー管理システム、１ｆ…エネルギー管理システム、１０…第１製造設備、２０…第２製造設備、３０…測定装置、４０ａ…エネルギー管理装置、４０ｂ…エネルギー管理装置、４０ｃ…エネルギー管理装置、４０ｄ…エネルギー管理装置、４０ｅ…エネルギー管理装置、４０ｆ…エネルギー管理装置、４１ａ…実測値取得部、４１ｂ…実測値取得部、４１ｃ…実測値取得部、４１ｄ…実測値取得部、４１ｅ…実測値取得部、４１ｆ…実測値取得部、４２ａ…情報取得部、４２ｂ…情報取得部、４２ｃ…情報取得部、４２ｄ…情報取得部、４２ｅ…情報取得部、４２ｆ…情報取得部、４３ａ…関数作成部、４３ｂ…関数作成部、４３ｃ…関数作成部、４３ｄ…関数作成部、４３ｅ…関数作成部、４３ｆ…関数作成部、４４ａ…決定部、４４ｂ…決定部、４４ｃ…決定部、４４ｄ…決定部、４４ｅ…決定部、４４ｆ…決定部、４５ａ…出力部、４５ｂ…出力部、４５ｃ…出力部、４５ｄ…出力部、４５ｅ…出力部、４５ｆ…出力部、４６…記憶部、４７…モデル作成部、４８…推定部、５０…ユーティリティ設備、６０…循環路、６１…バッファタンク、７０…表示装置、８０…監視装置
【図１】
0006591239.tif 000008
【図２】
0006591239.tif 000009
【図３】
0006591239.tif 000010
【図４】
0006591239.tif 000011
【図５】
0006591239.tif 000012
【図６】
0006591239.tif 000013
【図７】
0006591239.tif 000014
【図８】
0006591239.tif 000015
【図９】
0006591239.tif 000016