(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントの第１定常状態のモデルを示す第１スタティックモデルを記憶する第１記憶部と、
前記プラントの動的状態のモデルを示す第１ダイナミックモデルを記憶する第２記憶部と、
前記第１ダイナミックモデルを用いて前記プラントの動的状態における動作のシミュレーションを行い、シミュレーション結果に基づいて、前記第１ダイナミックモデルを調節するシミュレータと、
前記第１ダイナミックモデルを、前記プラントの第２定常状態のモデルを示す第２スタティックモデルに変換して、前記第２スタティックモデルを前記第１記憶部に記憶するモデル変換部であって、前記第１定常状態は、前記第２定常状態よりも時間的に前の前記プラントの定常状態を示す、モデル変換部と、
前記第１スタティックモデルの運転条件と、前記第２スタティックモデルの運転条件とを等値化する運転条件等値化部と、
前記運転条件等値化部により等値化された前記第１スタティックモデルに含まれるパラメータと、前記第２スタティックモデルに含まれるパラメータとを比較して比較結果を出力する比較部と、
前記比較部から出力された前記比較結果を表示する表示部と
を備える、プラント性能評価装置。
【請求項２】
前記モデル変換部は、前記第１ダイナミックモデルに含まれる時間依存性のあるパラメータを無効にすることにより、前記第１ダイナミックモデルを前記第２スタティックモデルに変換する、請求項１に記載のプラント性能評価装置。
【請求項３】
前記第１スタティックモデルは、前記プラントの設計時に作成されたモデルである、請求項１または２に記載のプラント性能評価装置。
【請求項４】
前記比較部は、前記第１スタティックモデルに含まれるパラメータと、前記第２スタティックモデルに含まれるパラメータとを比較して、差があるパラメータを抽出する、請求項１から３のいずれか一項に記載のプラント性能評価装置。
【請求項５】
前記モデル変換部は、前記第１スタティックモデルを変換して、前記第１ダイナミックモデルを作成する、請求項１から４のいずれか一項に記載のプラント性能評価装置。
【請求項６】
前記運転条件等値化部は、前記第１スタティックモデルの運転条件を、前記第２スタティックモデルの運転条件に一致、または、前記第２スタティックモデルの運転条件を、前記第１スタティックモデルの運転条件に一致させる、請求項１に記載のプラント性能評価装置。
【請求項７】
前記第１スタティックモデルは、前記プラントの運転時に作成されたモデルである、請求項１に記載のプラント性能評価装置。
【請求項８】
前記モデル変換部は、前記第１スタティックモデルと、前記プラントに含まれるプロセスユニットの変更履歴情報とに基づいて、前記第１スタティックモデルを、前記第１ダイナミックモデルに変換する、請求項１に記載のプラント性能評価装置。
【請求項９】
プラント性能評価装置であって、
プラントの第１定常状態のモデルを示す第１スタティックモデルを記憶する第１記憶部と、
前記プラントの動的状態のモデルを示す第１ダイナミックモデルを記憶する第２記憶部と、
前記第１ダイナミックモデルを用いて前記プラントの動的状態における動作のシミュレーションを行い、シミュレーション結果に基づいて、前記第１ダイナミックモデルを調節するシミュレータと、
前記第１ダイナミックモデルを、前記プラントの第２定常状態のモデルを示す第２スタティックモデルに変換して、前記第２スタティックモデルを前記第１記憶部に記憶するモデル変換部であって、前記第１定常状態は、前記第２定常状態よりも時間的に前の前記プラントの定常状態を示す、モデル変換部と、
前記第１スタティックモデルの運転条件と、前記第２スタティックモデルの運転条件とを等値化する運転条件等値化部と、
前記運転条件等値化部により等値化された前記第１スタティックモデルに含まれるパラメータと、前記第２スタティックモデルに含まれるパラメータとを比較して比較結果を出力する比較部と、
前記比較部から出力された前記比較結果を表示する表示部とを備えるプラント性能評価装置と、
前記プラントに含まれるプロセスユニットの運転条件およびプロセス値を記憶する第１データベースと、
前記プロセスユニットの変更履歴情報を記憶する第２データベースと
を備える、プラント性能評価システム。
【請求項１０】
プラントの動的状態のモデルを示す第１ダイナミックモデルを用いて前記プラントの動的状態における動作のシミュレーションを行い、シミュレーション結果に基づいて、前記第１ダイナミックモデルを調節することと、
前記第１ダイナミックモデルを、前記プラントの第１定常状態のモデルを示す第１スタティックモデルに変換することと、
前記第１スタティックモデルの運転条件と、前記プラントの第２定常状態のモデルを示す第２スタティックモデルの運転条件とを等値化することであって、前記第２定常状態は、前記第１定常状態よりも時間的に前の前記プラントの定常状態を示す、前記運転条件を等値化することと、
等値化された前記第１スタティックモデルに含まれるパラメータと、前記第２スタティックモデルに含まれるパラメータとを比較して比較結果を出力することと、
前記比較結果を表示することと
を含む、プラント性能評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラント性能評価装置、プラント性能評価システム、およびプラント性能評価方法に係り、特に、プラントにおける現在のプロセスユニットの状態を把握し、プラント設計時またはプラント運転中における過去のプロセスユニットの状態と比較することができるプラント性能評価装置、プラント性能評価システム、およびプラント性能評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラントは、経年変化などにより設備性能が変化するため、稼働当初の設計性能を発揮させるためには、使用期間約３０年の間において改修工事が必要になる。しかしながら、プラントを構成する複数のプロセスユニットの中でどの部分が劣化し、プラントの性能低下に影響を及ぼしているのかを把握することができず、プラントのどの部分の改修工事を行えば、稼働当初の設計性能が発揮できるようになるかを判断することができない場合があった。
【０００３】
また、プラントの性能を稼働当初の設計性能に戻すだけでなく、使用期間の間には、プラントの設備増強や最新機能のプロセスユニットを盛り込むことが要求される場合がある。この場合、現在のプラントの状態に合わせて、どのような設備改造が必要になるか検討しなければならない。このため、プラントの状態が稼働当初からどれだけ変化したかを把握する必要があった。
【０００４】
例えば、特許文献１には、発電プラントの性能診断を行う装置が開示されている。この装置においては、まず、発電プラントが十分に整定しているときの計測データを一定期間収集し、それらの計測データの平均値を使用して効率値が計算される。次に、この装置は、計算された効率値を予め設定された基準値と比較することにより、発電プラントの性能評価を行う。この発電プラントのように、その使用目的が限られている場合には、性能評価が比較的容易である。しかしながら、複数種類の化学製品を製造する化学プラントのように、幅広い使用目的を有するプラントにおいては、単純に性能評価を行うことができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２７２３３１６号公報
【特許文献２】特許第５６９６３８５号公報
【特許文献３】特許第４７８９２７７号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】横山  克己ら、“定常状態計算機能を獲得したダイナミックシミュレータＶｉｓｕａｌ  Ｍｏｄｅｌｅｒ”、横河技報、Ｖｏｌ．５２、Ｎｏ．１（２００８）
【非特許文献２】石  建信ら、“トラッキング・シミュレータによるプラントの運転革新”、横河技報、Ｖｏｌ．５２、Ｎｏ．１（２００８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の一態様は、プラントにおける現在のプロセスユニットの状態を把握し、プラント設計時またはプラント運転中における過去のプロセスユニットの状態と比較することができるプラント性能評価装置、プラント性能評価システム、およびプラント性能評価方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様のプラント性能評価装置は、プラントの第１定常状態のモデルを示す第１スタティックモデルを記憶する第１記憶部と、前記プラントの動的状態のモデルを示す第１ダイナミックモデルを記憶する第２記憶部と、前記第１ダイナミックモデルを、前記プラントの第２定常状態のモデルを示す第２スタティックモデルに変換して、前記第２スタティックモデルを前記第１記憶部に記憶するモデル変換部であって、前記第１定常状態は、前記第２定常状態よりも時間的に前の前記プラントの定常状態を示す、モデル変換部と、前記第１スタティックモデルに含まれるパラメータと、前記第２スタティックモデルに含まれるパラメータとを比較して比較結果を出力する比較部と、前記比較部から出力された前記比較結果を表示する表示部とを備えてよい。
上記のプラント性能評価装置は、前記第１スタティックモデルの運転条件と、前記第２スタティックモデルの運転条件とを等値化する運転条件等値化部をさらに備えてよい。前記比較部は、前記運転条件等値化部により等値化された前記第１スタティックモデルと、前記第２スタティックモデルとを比較してよい。
上記のプラント性能評価装置において、前記モデル変換部は、前記第１ダイナミックモデルに含まれる時間依存性のあるパラメータを無効にすることにより、前記第１ダイナミックモデルを前記第２スタティックモデルに変換してよい。
上記のプラント性能評価装置において、前記第１スタティックモデルは、前記プラントの設計時に作成されたモデルであってよい。
上記のプラント性能評価装置は、前記第１ダイナミックモデルを用いて、前記プラントの動的状態における動作のシミュレーションを行うダイナミックシミュレータ、または、前記第１ダイナミックモデルを用いて前記プラントの動的状態における動作のシミュレーションを行い、シミュレーション結果に基づいて、前記第１ダイナミックモデルを調節するトラッキングシミュレータをさらに備えてよい。
上記のプラント性能評価装置において、前記比較部は、前記第１スタティックモデルに含まれるパラメータと、前記第２スタティックモデルに含まれるパラメータとを比較して、差があるパラメータを抽出してよい。
上記のプラント性能評価装置において、前記モデル変換部は、前記第１スタティックモデルを変換して、前記第１ダイナミックモデルを作成してよい。
上記のプラント性能評価装置において、前記運転条件等値化部は、前記第１スタティックモデルの運転条件を、前記第２スタティックモデルの運転条件に一致、または、前記第２スタティックモデルの運転条件を、前記第１スタティックモデルの運転条件に一致させてよい。
上記のプラント性能評価装置において、前記第１スタティックモデルは、前記プラントの運転時に作成されたモデルであってよい。
上記のプラント性能評価装置において、前記モデル変換部は、前記第１スタティックモデルと、前記プラントに含まれるプロセスユニットの変更履歴情報とに基づいて、前記第１スタティックモデルを、前記第１ダイナミックモデルに変換してよい。
本発明の一態様のプラント性能評価システムは、プラント性能評価装置であって、プラントの第１定常状態のモデルを示す第１スタティックモデルを記憶する第１記憶部と、前記プラントの動的状態のモデルを示す第１ダイナミックモデルを記憶する第２記憶部と、前記第１ダイナミックモデルを、前記プラントの第２定常状態のモデルを示す第２スタティックモデルに変換して、前記第２スタティックモデルを前記第１記憶部に記憶するモデル変換部であって、前記第１定常状態は、前記第２定常状態よりも時間的に前の前記プラントの定常状態を示す、モデル変換部と、前記第１スタティックモデルに含まれるパラメータと、前記第２スタティックモデルに含まれるパラメータとを比較して比較結果を出力する比較部と、前記比較部から出力された前記比較結果を表示する表示部とを備えるプラント性能評価装置と、前記プラントに含まれるプロセスユニットの運転条件およびプロセス値を記憶する第１データベースと、前記プロセスユニットの変更履歴情報を記憶する第２データベースとを備えてよい。
本発明の一態様のプラント性能評価方法は、プラントの動的状態のモデルを示す第１ダイナミックモデルを、前記プラントの第１定常状態のモデルを示す第１スタティックモデルに変換することと、前記第１スタティックモデルに含まれるパラメータと、前記プラントの第２定常状態のモデルを示す第２スタティックモデルに含まれるパラメータとを比較して比較結果を出力することであって、前記第２定常状態は、前記第１定常状態よりも時間的に前の前記プラントの定常状態を示す、前記比較結果を出力することと、前記比較結果を表示することとを含んでよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様のプラント性能評価装置、プラント性能評価システム、およびプラント性能評価方法は、プラントにおける現在のプロセスユニットの状態を把握し、プラント設計時またはプラント運転中における過去のプロセスユニットの状態と比較することができる。また、プラントの保守および設備改造を検討する際の材料を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態における、プラント性能評価システムの一例を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態における、プラントの一例を示す図である。
【図３】第１実施形態における、プラント性能評価装置の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図４】第１実施形態における、比較リストの一例を示す図である。
【図５】第１実施形態における、モデリング対象に対する入力、出力、外部要因、および内部要素の関係の一例を示す図である。
【図６】第１実施形態における、ダイナミックモデルをスタティックモデルに変換する処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】第１実施形態における、モデリング対象である熱交換器の一例を示す図である。
【図８】第２実施形態における、プラント性能評価装置の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図９】第３実施形態における、プラント性能評価システムの一例を示すブロック図である。
【図１０】第３実施形態における、プラント性能評価装置の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１１】第３実施形態における、図７に示す熱交換器の運転時における総括伝熱係数Ｕdes’の経時変化の一例を示すグラフである。
【図１２】第３実施形態における、プラント性能評価装置の処理の流れの他の一例を示すフローチャートである。
【図１３】第４実施形態における、プラント性能評価装置の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１４】第５実施形態における、プラント性能評価システムの一例を示すブロック図である。
【図１５】第５実施形態における、プラント性能評価装置の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１６】第５実施形態における、設備改造前後における、図７に示す熱交換器の運転時の総括伝熱係数Ｕdes’の経時変化の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明に係るプラント性能評価装置、プラント性能評価システム、およびプラント性能評価方法のいくつかの実施形態について説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態におけるプラント性能評価システムの一例を示すブロック図である。第１実施形態のプラント性能評価システム１は、評価対象であるプラント２を構成する各プロセスユニットの性能評価を行う。プラント性能評価システム１は、プラント性能評価装置４と、プロセス値データベース５（第１データベース）とを含んでよいが、これに限定されない。
【００１３】
操作監視端末３、プラント性能評価装置４、およびプロセス値データベース５は、ネットワークＮに接続されている。プラント２は、Ｉ／Ｏモジュール２４およびコントローラ２３を介してネットワークＮに接続されている。ネットワークＮは、例えばイーサネット（登録商標）などの有線ネットワークであるが、例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）、ＷｉＭＡＸ（登録商標）、３Ｇ／ＬＴＥ（登録商標）などの無線通信規格に準拠した無線通信が可能な無線ネットワークであってもよい。
【００１４】
プラント２は、例えば、化学などの工業プラントの他、ガス田や油田などの井戸元やその周辺を管理制御するプラント、水力、火力、原子力などの発電を管理制御するプラント、太陽光や風力などの環境発電を管理制御するプラント、上下水やダムなどを管理制御するプラントなどである。図２は、第１実施形態におけるプラントの一例を示す図である。図２に示すプラント２は、複数のプロセスユニット（反応器ユニット１００、気液分離器ユニット２００、及び蒸留塔ユニット３００）を備える化学プラントである。反応器ユニット１００は、製品の原料が供給され、供給された原料に対して製品を製造する上で必要となる化学反応を行う。反応器ユニット１００には、上記の化学反応を行う反応器１１０、原料を供給するタンク１１２の他、各種フィールド機器（例えば、各種バルブ１１４、１１６、各種センサ機器（図示しない））などが設けられている。
【００１５】
気液分離器ユニット２００は、反応器ユニット１００の下流側に設けられ、反応器ユニット１００での化学反応により得られた生成物に含まれる気体成分と液体成分とを分離する。気液分離器ユニット２００には、上記の分離処理を行う分離器２１０の他、各種フィールド機器（例えば、各種バルブ２１２、各種センサ機器（図示しない））などが設けられている。蒸留塔ユニット３００は、気液分離器ユニット２００の下流側に設けられ、気液分離器ユニット２００で分離された液体成分を蒸発させた後に凝縮させることで、液体成分に含まれる沸点の異なる成分を、分離および凝縮する。蒸留塔ユニット３００には、上記の蒸留処理を行う蒸留塔３１０、蒸留済みの液体成分を貯蔵するタンク３１４の他、各種フィールド機器（例えば、各種バルブ３１２、各種センサ機器（図示しない））などが設けられている。
【００１６】
図１においては、図２に示すようなプラント２を簡略化して、各プロセスユニットに含まれるフィールド機器２０のみを示している。フィールド機器２０は、伝送線Ｌを介してＩ／Ｏモジュール２４に設けられたＩ／Ｏポート（図示しない）に接続されている。伝送線Ｌは、例えば、「４〜２０ｍＡ」のアナログ信号の伝送に用いられる伝送線、「０〜１ｋＨｚ」のパルス信号の伝送に用いられる伝送線、およびフィールド機器２０の内部に設けられた接点をＯＮ／ＯＦＦすることによりＨｉｇｈ信号／Ｌｏｗ信号を送信する伝送線を含む。フィールド機器２０は、測定したプロセス値（例えば、流量および温度）などの信号を、伝送線Ｌを介してＩ／Ｏモジュール２４に送信する。フィールド機器２０は、流量計や温度センサなどの測定器２１と、バルブ機器やアクチュエータ機器などの操作器２２とを含んでよいが、これに限定されない。なお、図１においては、２つのフィールド機器が示されているが、３つ以上のフィールド機器がプラント２に設置されていてもよい。
【００１７】
Ｉ／Ｏモジュール２４は、フィールド機器２０とコントローラ２３との間に設けられている。Ｉ／Ｏモジュール２４には、複数のフィールド機器２０が接続可能である。Ｉ／Ｏモジュール２４は、接続されたフィールド機器２０とコントローラ２３との間で送受信される信号の処理を行う。例えば、フィールド機器２０から受信した信号（「４〜２０ｍＡ」信号などのアナログ信号、およびアナログ信号に重畳されているディジタル信号）を、コントローラ２３が受信可能な信号に変換する処理を行う。Ｉ／Ｏモジュール２４は、変換した信号を、ケーブルＣを介してコントローラ２３に送信する。
【００１８】
コントローラ２３は、操作監視端末３からの指示などに応じてフィールド機器２０との間でプロセス制御通信を行うことにより、フィールド機器２０の制御を行う。例えば、コントローラ２３は、あるフィールド機器２０（例えば、測定器２１）によって測定されたプロセス値を取得し、他のフィールド機器２０（例えば、操作器２２）の操作量を演算して送信することによって、他のフィールド機器２０（例えば、操作器２２）を制御する。
【００１９】
操作監視端末３は、例えば、プラントの運転員によって操作されてプロセスの監視のために用いられる端末である。例えば、操作監視端末３は、フィールド機器２０から送信されたデータ（例えば、プロセス値）をコントローラ２３から取得してフィールド機器２０やコントローラ２３の挙動を運転員に伝えるとともに、運転員の指示に基づいてコントローラ２３の制御を行う。
【００２０】
プロセス値データベース５は、フィールド機器２０から送信されたデータまたはフィールド機器２０へ送信されたデータ（例えば、プロセス値、操作量、運転条件など）を記憶する。例えば、図２に示すプラント２を構成する反応器ユニット１００の性能評価を行う場合、プロセス値データベース５は、反応器ユニット１００に設けられた反応器１１０に入力される材料の流量、反応器１１０から出力される生成物の流量、その他条件値などを記憶する。なお、プロセス値データベース５は、コントローラ２３内に設けられたメモリに構築されてもよい。或いは、プロセス値データベース５は、プラント性能評価装置４内に設けられたメモリに構築されてもよい。
【００２１】
プラント性能評価装置４は、評価対象であるプラント２を構成するプロセスユニットの性能評価を行うために、シミュレーションモデルを用いた各種処理を行う。このシミュレーションモデルは、プラントのライフサイクルに沿って作成される。プラントのライフサイクルには、例えば、プラントの設計建設を行い、プラントの実稼働の前に試運転を行う設計建設フェーズ、プラントを実稼働させる運転フェーズ、およびプラント設備の改造を行う設備改造フェーズが含まれる。シミュレーションモデルとしては、スタティックモデルおよびダイナミックモデルの２つのタイプのモデルが使用される。スタティックモデルとダイナミックモデルとはその用途、対象範囲、モデルリングのために必要となる情報などが異なる。
【００２２】
スタティックモデルは、プラントを構成する各プロセスユニットの定常状態をモデリングしたものである。スタティックモデルは、プラント設計時にＰＦＤ（Process Flow Diagram：プロセスフロー図）などに基づいて作成される。スタティックモデルは、入力、出力、外部要因、およびモデルリングの対象であるプロセスユニットに含まれる各種パラメータの関係を示す連立方程式で表される。スタティックモデルでは、各プロセスユニットの定常時動作を表現するため、入力と出力とをバランスさせている（物質収支、熱収支などの入出力差をゼロとしている）。後述するスタティックシミュレータは、各プロセスユニットの定常状態のシミュレーションを行うものであり、このスタティックモデルを利用して上記の方程式の解を得る。このスタティックシミュレータにおいては、プロセス状態の把握などに重点が置かれ、反応器ユニット、気液分離ユニット、蒸留塔ユニットなどのプロセスユニット単位でのモデリングが行われる。このスタティックモデルにおいては、フィールド機器などはモデルリングの対象ではない。このため、他のプロセスユニットやフィールド機器が表現されていない場合が多い。
【００２３】
一方、ダイナミックモデルは、プロセスユニットの相互関係を考慮したプラントの動的状態（非定常状態）をモデリングしたものである。ダイナミックモデルは、入力、出力、外部要因、およびプラント内の複数のプロセスユニットに含まれる各種パラメータの関係を示す連立方程式で表される。このダイナミックモデルは、動的状態を表現するため、入力と出力とがバランスされておらず（物質収支、熱収支などの入出力差がゼロではない）、この差分を時間的に微積分していくようなパラメータ、方程式で構成される。後述するダイナミックシミュレータは、各プロセスユニットの動的状態のシミュレーションを行うものであり、このダイナミックモデルを利用して上記の方程式の解を得る（例えば、連立微分方程式を解く）。ダイナミックモデルのモデリングを行う場合には、各プロセスユニットのプロセス値情報、およびモデリングを行う時点よりも過去の累積されたプロセス値情報が必要とされる。また、ダイナミックモデルは、Ｐ＆ＩＤ（Piping & Instrument Diagram：配管系統図）などを使用して作成され、プラントを構成するプロセスユニット、フィールド機器などがモデリングの対象となる。なお、ダイナミックモデルでは、各プロセスユニット同士を互いに接続したモデリングも可能であり、プラント全系でのシミュレーションを可能にする。
【００２４】
プラント性能評価装置４は、スタティックシミュレータ４１と、スタティックモデル記憶部４２（第１記憶部）と、ダイナミックシミュレータ４３と、ダイナミックモデル記憶部４４（第２記憶部）と、モデル変換部４５、比較部４６、運転条件等値化部４７と、表示部４８とを含んでよいが、これに限定されない。スタティックシミュレータ４１と、ダイナミックシミュレータ４３と、モデル変換部４５、比較部４６、運転条件等値化部４７とは、例えば、図示しないプログラムメモリに格納されたプログラムを、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサが実行することにより実現される。
【００２５】
スタティックシミュレータ４１は、スタティックモデルＳＭを使用して、プラント２を構成する各プロセスユニットのプロセスの定常状態のシミュレーションを行う。スタティックシミュレータ４１は、例えば、プラント２の設計建設フェーズ、および設備改造フェーズにおいてシミュレーションを行うことにより、各プロセスユニットの性能評価を行う。この性能評価の結果は、例えば、設計建設フェーズにおける各プロセスユニットの仕様検討、設備改造フェーズにおける各プロセスユニットの能力増強検討に利用される。
【００２６】
スタティックモデル記憶部４２は、プロセスユニット単位での定常状態をモデルリングしたスタティックモデルＳＭを記憶する。スタティックモデル記憶部４２は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）などで構成される。このスタティックモデルＳＭには、プラント２の設計建設フェーズにおいて作成されたスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）、およびプラント２の運転フェーズにおいて作成されたスタティックモデルＳＭ（Ｏｐ）などが含まれる。スタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）は、例えば、プラント２のＰＦＤなどに基づいて作成される。スタティックシミュレータ４１は、スタティックモデル記憶部４２に記憶されたスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）を使用して、プラントによる生産結果予測を行う。一方、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐ）は、例えば、後述するモデル変換部４５により、ダイナミックモデルＤＭを用いて作成される。
【００２７】
ダイナミックシミュレータ４３は、ダイナミックモデルＤＭを使用して、プロセスユニットの相互関係を考慮したプラント２を対象とするシミュレーションを行う。ダイナミックシミュレータ４３は、例えば、プラント２の運転フェーズにおいてシミュレーションを行うことにより、各プロセスユニットの運転を模擬するために利用される。ダイナミックシミュレータ４３およびダイナミックモデルＤＭの作成時には、プロセス値データベース５に保存されたプロセス値等が利用される。
【００２８】
ダイナミックモデル記憶部４４は、プロセスユニットの相互関係を考慮したプラントの動的状態をモデルリングしたダイナミックモデルＤＭを記憶する。ダイナミックモデル記憶部４４は、例えば、ＨＤＤ、ＳＳＤなどで構成される。このダイナミックモデルＤＭには、プラント２の設計建設フェーズにおいて作成されたダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）、およびプラント２の運転フェーズにおいて作成されたダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ）が含まれる。ダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）は、例えば、プラント２の設計建設フェーズにおいて、後述するモデル変換部４５によりスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）をダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）に変換した上で動的情報を追加定義することにより作成される。一方、ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ）は、例えば、ダイナミックシミュレータ４３が、プラント２の運転状況に基づいて、ダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）に含まれるパラメータをチューニングする（調節する）ことにより作成される。
【００２９】
モデル変換部４５は、ダイナミックモデルＤＭをスタティックモデルＳＭに変換する。例えば、モデル変換部４５は、プラント２の運転フェーズにおいて、ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ）をスタティックモデルＳＭ（Ｏｐ）に変換する。また、モデル変換部４５は、スタティックモデルＳＭをダイナミックモデルＤＭに変換してもよい。例えば、モデル変換部４５は、プラント２の設計建設フェーズにおいて、スタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）をダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）に変換してもよい。
【００３０】
比較部４６は、スタティックモデル記憶部４２からスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）を読み出し、運転条件等値化部４７から等値化処理後のスタティックモデルＳＭ（Ｏｐ）を受け取り、スタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）に含まれるパラメータとスタティックモデルＳＭ（Ｏｐ）に含まれるパラメータとを比較し、比較結果の比較リストＬ１を作成する。比較部４６は、差分が発生したパラメータのみを抽出した比較リストＬ１を作成してもよい。
【００３１】
運転条件等値化部４７は、プロセス値データベース５からプラント２の設計建設フェーズにおけるスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）の作成時に想定した運転条件と、プラント２の運転フェーズにおけるスタティックモデルＳＭ（Ｏｐ）の作成時の運転条件とを読み出し、スタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）と、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐ）との運転条件を一致させる。運転条件を一致させることで、スタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）と、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐ）との比較が可能となる。なお、モデル変換部４５が運転条件の等値化機能を備えている場合などは、運転条件等値化部４７を設けなくてもよい。
【００３２】
表示部４８は、比較部４６により出力された比較リストＬ１を表示する。表示部４８は、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置などである。
【００３３】
（プラント性能評価装置の動作）
次に、第１実施形態のプラント性能評価装置４の動作について説明する。図３は、第１実施形態における、プラント性能評価装置４の処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、本フローチャートでは、各ステップにおいて作成および読み込みが行われる各種モデルを記憶するスタティックモデル記憶部４２およびダイナミックモデル記憶部４４、並びに、運転条件およびプロセス値などを記憶するプロセス値データベース５をあわせて図示している。
【００３４】
設計建設フェーズにおいて、例えば、プロセスエンジニアは、ＰＦＤなどに基づいてスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）（第１スタティックモデル）を作成し、スタティックモデル記憶部４２に記憶する（ステップＳ１０１）。スタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）は、プラント２の設計時に想定した定常状態（第１定常状態）を示す。なお、スタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）がスタティックモデル記憶部４２に記憶される際には、スタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）の作成時に想定した運転条件（環境条件なども含む）Ｃｏｎｄ（Ｄｓ）がプロセス値データベース５に記憶される。
【００３５】
次に、設計建設フェーズにおいて、モデル変換部４５は、スタティックモデル記憶部４２からスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）を読み出し、スタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）をダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）（第１ダイナミックモデル）に変換した上で動的情報を追加定義し、ダイナミックモデル記憶部４４に記憶する（ステップＳ１０３）。例えば、モデル変換部４５は、Ｐ＆ＩＤと、スタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）から得られたパラメータおよびバランスデータとを用いて、ダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）を作成する。また、モデル変換部４５によってスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）をダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）に変換するのではなく、例えば、プロセスエンジニアがダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）を手作業で作成してもよい。
【００３６】
次に、運転フェーズにおいて、ダイナミックシミュレータ４３の計算結果と、実際のプラント状態とが近づくように、ダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）のパラメータをチューニングする（ステップＳ１０５）。例えば、プロセス値データベース５から現在の運転条件およびプロセス値、例えば、Ｃｏｎｄ（Ｏｐ１）およびＤａｔａ（Ｏｐ１）を読み出す。次に、ダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）を用いたシミュレーション結果と、読み出したＣｏｎｄ（Ｏｐ１）およびＤａｔａ（Ｏｐ１）とを比較し、比較結果に応じてダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）のパラメータをチューニングし、ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ１）を作成する。例えば、非特許文献１に説明されているように、ダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）のパラメータのチューニングを行ってもよい。
【００３７】
次に、運転フェーズにおいて、モデル変換部４５は、ダイナミックモデル記憶部４４から、現在のプラント状態に基づいてパラメータがチューニングされたダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ１）を読み出し、ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ１）をスタティックモデルＳＭ（Ｏｐ１）（第２スタティックモデル）に変換する（ステップＳ１０７）。例えば、モデル変換部４５は、ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ１）に含まれる不要な機器情報や時間軸上の累積情報を除き、モデル対象の入出力差を０にすることで、ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ１）からスタティックモデルＳＭ（Ｏｐ１）を作成する。上記のスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）が示す定常状態（第１定常状態）は、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐ１）が示す定常状態（第２定常状態）よりも時間的に前のプラント２の定常状態を示すものである。ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ１）をスタティックモデルＳＭ（Ｏｐ１）に変換する処理については後述する。
【００３８】
以後、実際のプラント状態に応じて（プロセス値データベース５に新たに記憶されたＣｏｎｄ（Ｏｐ２）〜（Ｏｐｎ）およびＤａｔａ（Ｏｐ２）〜（Ｏｐｎ）に応じて）、ダイナミックモデルＤＭのパラメータのチューニング（ステップＳ１０５）、およびスタティックモデルＳＭの作成（ステップＳ１０７）が繰り返し行われることで、ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ２）〜ＤＭ（Ｏｐｎ）およびスタティックモデルＳＭ（Ｏｐ２）〜ＳＭ（Ｏｐｎ）（ｎは正の整数）が作成される。これらのダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ１）〜ＤＭ（Ｏｐｎ）は、ダイナミックモデル記憶部４４に記憶され、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐ１）〜ＳＭ（Ｏｐｎ）は、スタティックモデル記憶部４２に記憶される。
【００３９】
次に、設備改造フェーズにおいて、運転条件等値化部４７は、スタティックモデル記憶部４２に記憶されたスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）と、プロセス値データベース５に記憶された運転条件Ｃｏｎｄ（Ｄｓ）およびＣｏｎｄ（Ｏｐｎ）とを読み出し、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）の運転条件を、スタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）の設計時の運転条件Ｃｏｎｄ（Ｄｓ）に一致させる（ステップＳ１０９）。運転条件を調節したスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）をスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ＿２）と称する。運転条件を一致させることで、スタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）と、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）との比較が可能となる。スタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）と、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）との運転条件を一致させる処理については後述する。なお、上記のステップＳ１０７における変換処理において運転条件の等値化処理が行われている場合など、別途の等値化処理が不要な場合は、本ステップＳ１０９は実施しなくてもよい。
【００４０】
次に、設備改造フェーズにおいて、比較部４６は、スタティックモデル記憶部４２に記憶されたスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）を読み出し、このスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）に含まれるパラメータと、運転条件等値化部４７で等値化処理が行われたスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ＿２）に含まれるパラメータとを比較し、比較結果の比較リストＬ１を作成し、本フローチャートの処理を終了する（ステップＳ１１１）。例えば、比較部４６は、差分が発生したパラメータのみを抽出した比較リストＬ１を作成してもよい。ここで、比較リストＬ１を表示部４８で表示してもよい。
【００４１】
図４に示す比較リストＬ１は、差分が発生したパラメータのみを抽出したリストである。この比較リストＬ１において、例えば、熱交換器のパラメータ「ＥＡ１０１の総括伝熱係数Ｕ」が示されている。このパラメータ「ＥＡ１０１の総括伝熱係数Ｕ」は、設計時には「６００」であったのに対して、現在は「５００」となっており、パラメータが変化していることが分かる。スタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）およびスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）に含まれるパラメータは数百〜数千にもなるため、上記のように差分が発生したパラメータのみを抽出し、設計性能と現在性能との比較情報を評価することにより、ボトルネックの特定などを容易に行うことができる。
【００４２】
（ダイナミックモデルからスタティックモデルへの変換処理）
図５は、モデリング対象に対する入力、出力、外部要因、および内部要素の関係の一例を示す図である。図５では、例えば、モデリング対象Ｔに対し、温度、流量、組成などのパラメータを有する入力が加えられ、このモデリング対象Ｔを介すことにより、温度、流量、組成などのパラメータが変化した出力が得られる。モデリング対象Ｔ自身にも、タンク容量、水位、変換効率係数などのパラメータがあり、さらに、モデリング対象Ｔに加えられる外部要因（気温、加熱、吸熱など）のパラメータも存在する。各パラメータは、それぞれ他のパラメータの影響を受け、変化することが多く、それら同士の関係を示した数式が複数存在することとなる。シミュレーションとはこれらの連立方程式を解くことである。なお、図５では、１入力１出力の例を示したが、複数入力、複数出力で合っても良い。
【００４３】
シミュレータでは、どのパラメータを既知とし、どのパラメータを導出するかを選択することが可能である。例えば、外部要因、内部要素が既知パラメータである場合に、既知パラメータを有する入力を加えた場合に、出力の各パラメータがどのようになるかを算出することができる。また、入力、出力、外部要因などを既知パラメータとして、内部要素のパラメータを導きだすことも可能である。スタティックシミュレータ４１は、定常状態（時間的変化がない状態）でのパラメータ値を算出する。従って、そのモデルであるスタティックモデルＳＭの数式およびパラメータには時間的関数が含まれない。内部要素パラメータを導き出すためには、入力および出力を固定しておく必要があるため、スタティックシミュレータ４１では、例えば、図２に示すように複数のプロセスユニット（モデリング対象）を連続的に接続した状態でのシミュレーションは容易ではない。
【００４４】
一方、ダイナミックシミュレータ４３では、時間に依存した数式（例：時間微分方程式など）を連立方程式に含めることが可能である。パラメータの時間依存性とは、例えば、内部要素パラメータである水位が時間とともに増えたり（あるいは、減ったり）するようなことを示す。また、各プロセスユニットの入出力が時間的に変動する条件においてもシミュレーション演算が可能であることから、例えば、図２に示すように複数のプロセスユニットを連続的に接続した状態でのシミュレーション演算も可能である。上記のようなスタティックシミュレータ４１およびダイナミックシミュレータ４３の特徴に基づき、本実施形態のモデル変換部４５は、以下のようにモデル変換を行う。なお、ダイナミックモデルＤＭをスタティックモデルＳＭに変換する処理はどのようなものでも適用可能である。例えば、プロセスエンジニアが、ダイナミックモデルＤＭをスタティックモデルＳＭに手動で変換してもよいし、または、ダイナミックモデルＤＭをスタティックモデルＳＭに自動的に変換するようなその他の方法を用いてもよい。
【００４５】
図６は、ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐｎ）をスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）に変換する処理の一例を示すフローチャートである。まず、プラント２が安定している状態を抽出する（ステップＳ１２１）。すなわち、モデリング対象の入出力変化が少ない状態を抽出する。例えば、プロセス値データベース５のプロセス値を参照して、時間的な変化が少ない状態を抽出する。この抽出処理は、プロセスエンジニアが、手動で行ってもよいし、所定のプロセス値に対して予め閾値を設け、プラント性能評価装置４がこの閾値を基準として安定している状態を自動的に抽出するようにしてもよい。可能な限りプラント２が安定している状態を選択することで、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）の入出力パラメータのバランスが取れている状態を見出し易くなる。
【００４６】
次に、モデル変換部４５は、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）を作成する対象のプロセスユニットの入力および出力のパラメータを確定する（ステップＳ１２３）。
【００４７】
次に、モデル変換部４５は、ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐｎ）において、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）に不要な動的な変動のある方程式、パラメータなどを無効（削除もしくは定数化）にする（ステップＳ１２５）。また、モデル変換部４５は、対象のプロセスユニットの入出力差を０として、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）を作成する。
【００４８】
次に、ステップＳ１２３で確定した入力および出力パラメータをステップＳ１２５で作成したスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）の数式に代入して、連立方程式を解いて解（モデリング対象のパラメータの値）を求める（ステップＳ１２７）。解を求めることができた場合、本フローチャートの処理を終了する。
【００４９】
一方、ステップＳ１２７において解を求めることができなかった場合、ステップＳ１２１に戻ってプラントが安定した状態の抽出からやり直し、ステップＳ１２７において解を求めることができた場合、本フローチャートの処理を終了する。
【００５０】
（運転条件等値化）
図７は、モデリング対象である熱交換器の一例を示す図である。横方向がプラントの生産対象である製品の流れ、縦方向が冷却水の流れを示している。ここでは仮に設計時の数値として、水温２５℃の冷却水を流量５０ｔ／ｈで流している熱交換器Ｈに、温度１００℃の製品を流量１０ｔ／ｈで流した場合、熱交換器Ｈ通過後の製品温度が４０℃となることを示している。
【００５１】
一般に、熱交換器の総括伝熱係数は下記の式（１）ように表すことができる。なお、ここでは簡単のため、熱交換器Ｈから製品や冷却水の漏れや、冷却水系の劣化などはないと仮定する。
Ｕ＝Ｕdes×ｆ（Ｆ／Ｆdes）・・・式（１）
ここで、Ｕ  ：熱交換器Ｈの総括伝熱係数[W/m2K]
Ｕdes：設計時点の熱交換器Ｈの総括伝熱係数[W/m2K]
Ｆ  ：製品の流量［kg/h］
Ｆdes：設計流量［kg/h］
ｆ（Ｆ）：製品の流量の関数
とする。
図７に示す熱交換器Ｈを式（１）に照らしあわせると、設計時の状態は下記の式（１‘）となる。
Ｕ＝Ｕdes×ｆ（10000／10000）・・・式（１’）
【００５２】
次に、実際のプラントでの製品の流量、温度が、下記の通りであったとする。
熱交換器Ｈ入口：流量１５ｔ／ｈ、温度１００℃
熱交換器Ｈ出口：流量１５ｔ／ｈ、温度５０℃
この条件下で実測値から推定された熱交換器Ｈの総括伝熱係数をＵrealとすると、熱交換器Ｈの入口の流量条件が、設計時と異なるため、式（２）のように条件を一致させる必要がある。
Ｕreal＝Ｕdes’×ｆ（15000／10000）・・・式（２）
【００５３】
上記の式（２）から計算されたＵdes’を用いて運転条件を一致させたスタティックシミュレーション結果による製品の入出温度差が設計時と同じであれば、Ｕdesには変化が生じてはいないということができる。一方、Ｕdes’を用いたスタティックシミュレーション結果による製品の入出力温度差が設計時と異なる場合、下記の様に判定できる。
（１）運転時の入出力温度差  ＜  設計時の入出力温度差
熱交換器Ｈの能力が設計の想定より低い
（２）運転時の入出力温度差  ＞  設計時の入出力温度差
熱交換器Ｈの能力が設計の想定より高い
【００５４】
以上のような演算を行うことにより、運転条件等値化部４７は、スタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）の運転条件に一致させたスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ＿２）を算出する。設計時のスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）と運転条件を等値化したスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ＿２）を得ることで、スタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）とスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ＿２）との間で精度の高い比較が可能となる。
【００５５】
以上説明した第１実施形態によれば、プラントをモデルリングしたダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐｎ）からスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）を得ることができる。そして、このダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐｎ）を変換することにより得られたスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）と、設計時のスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）とを比較することで、プラントの状態が設計時からどれだけ変化したかを把握することができる。また、各プロセスユニットの相互関係を考慮した上で、プラント全系を対象とした設備改造の検討も可能となる。
【００５６】
なお、上記においては、１つのダイナミックモデルＤＭから、１つのスタティックモデルＳＭを作成する例を説明したが、ダイナミックモデルＤＭ内に複数のプロセスユニットが含まれる場合は、任意のプロセスユニット単位で上記のダイナミックモデルＤＭをスタティックモデルＳＭに変換することができる。この変換処理を各プロセスユニット毎に実行することにより、１つのダイナミックモデルＤＭから、複数のスタティックモデルＳＭを導出することもできる。
【００５７】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第１実施形態と比較して、第２実施形態におけるプラント性能評価システムは、運転条件等値化部４７が行う運転条件等値化処理の内容が異なる。このため、第２実施形態の説明において、上記の第１実施形態と同様の部分には同じ参照番号を付与し、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００５８】
（プラント性能評価装置の動作）
第２実施形態のプラント性能評価装置４の動作について説明する。図８は、第２実施形態における、プラント性能評価装置４の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００５９】
設計建設フェーズにおいて、例えば、プロセスエンジニアは、ＰＦＤなどに基づいてスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）を作成し、スタティックモデル記憶部４２に記憶する（ステップＳ２０１）。
【００６０】
次に、設計建設フェーズにおいて、モデル変換部４５は、スタティックモデル記憶部４２からスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）を読み出し、スタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）をダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）に変換した上で動的情報を追加定義し、ダイナミックモデル記憶部４４に記憶する（ステップＳ２０３）。
【００６１】
次に、運転フェーズにおいて、ダイナミックシミュレータ４３の計算結果と、実際のプラント状態とが近づくように、ダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）のパラメータをチューニングする（ステップＳ２０５）。例えば、プロセス値データベース５から現在の運転条件およびプロセス値、例えば、Ｃｏｎｄ（Ｏｐ１）およびＤａｔａ（Ｏｐ１）が読み出される。次に、ダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）を用いたシミュレーション結果と、読み出したＣｏｎｄ（Ｏｐ１）およびＤａｔａ（Ｏｐ１）とを比較することにより、ダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）のパラメータをチューニングし、ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ１）を作成する。
【００６２】
次に、運転フェーズにおいて、モデル変換部４５は、ダイナミックモデル記憶部４４から、現在のプラント状態に基づいてパラメータがチューニングされたダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ１）を読み出し、ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ１）をスタティックモデルＳＭ（Ｏｐ１）に変換する（ステップＳ２０７）。
【００６３】
以後、実際のプラント状態に応じて、ダイナミックモデルＤＭのパラメータのチューニング（ステップＳ２０５）、およびスタティックモデルＳＭの作成（ステップＳ２０７）が繰り返し行われることで、ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ２）〜ＤＭ（Ｏｐｎ）およびスタティックモデルＳＭ（Ｏｐ２）〜ＳＭ（Ｏｐｎ）（ｎは正の整数）を作成する。これらのダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ１）〜ＤＭ（Ｏｐｎ）は、ダイナミックモデル記憶部４４に記憶され、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐ１）〜ＳＭ（Ｏｐｎ）は、スタティックモデル記憶部４２に記憶される。
【００６４】
次に、設備改造フェーズにおいて、運転条件等値化部４７は、スタティックモデル記憶部４２に記憶されたスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）と、プロセス値データベース５に記憶された運転条件Ｃｏｎｄ（Ｄｓ）およびＣｏｎｄ（Ｏｐｎ）とを読み出し、スタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）の運転条件を、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）作成時の運転条件Ｃｏｎｄ（Ｏｐｎ）に一致させる（ステップＳ２０９）。運転条件を調節したスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）をスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ＿２）と称する。なお、上記のステップＳ２０７における変換処理において運転条件の等値化処理が行われている場合など、別途の等値化処理が不要な場合は、本ステップＳ２０９は実施しなくてもよい。
【００６５】
次に、設備改造フェーズにおいて、比較部４６は、スタティックモデル記憶部４２に記憶されたスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）を読み出し、このスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）に含まれるパラメータと、運転条件等値化部４７で等値化処理が行われたスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ＿２）に含まれるパラメータとを比較し、比較結果の比較リストＬ１を作成し、本フローチャートの処理を終了する（ステップＳ２１１）。比較部４６は、差分が発生したパラメータのみを抽出した比較リストＬ１を作成してもよい。
【００６６】
以上説明した第２実施形態によれば、プラント２の設計時におけるスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）の運転条件を、プラント２の運転時に作成されたスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）の運転条件に一致させ、両者を比較することで、各プロセスユニットの相互関係を考慮した上でプラントの設備改造の検討が可能となる。また、各プロセスユニット同士を互いに接続したモデリングも可能であり、プラント全系を対象とした設備改造の検討も可能である。
【００６７】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第１実施形態と比較して、第３実施形態におけるプラント性能評価システムにおいては、ダイナミックシミュレータ４３に代えて、トラッキングシミュレータ４９を備えたプラント性能評価装置４Ａを設ける点が異なる。このため、第１実施形態の説明において、上記の第１実施形態と同様の部分には同じ参照番号を付与し、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００６８】
図９は、第３実施形態におけるプラント性能評価システムの一例を示すブロック図である。第３実施形態のプラント性能評価システム１Ａには、第１実施形態におけるダイナミックシミュレータ４３に代えて、トラッキングシミュレータ４９を備えたプラント性能評価装置４Ａが設けられている。
【００６９】
トラッキングシミュレータ４９は、オンラインでリアルタイムに実プラントに追従し、プラントの状態を忠実にシミュレーションすることができる。トラッキングシミュレータ４９は、化学工学に基づく厳密モデルを使用しているので、プロセスに対する入力および出力といった単に表面的な動きだけでなく、プロセス内部の細かな状態を計算することができる。そのため、実プラント内部の劣化などもシミュレーションのパラメータに反映される。具体的に、トラッキングシミュレータ４９は、プロセス値データベース５からプロセス値などの各種データを読み出しプラント２の実稼働状態をシミュレーションするというダイナミックシミュレータ４３の機能に加えて、シミュレーション結果と、プロセス値などの実データとを比較することにより、ダイナミックモデルＤＭを調節してプラント２の動作に合わせ込む機能を有する。トラッキングシミュレータ４９として、例えば、特許文献２、特許文献３、および非特許文献２に記載されたシミュレータを採用してよい。
【００７０】
（プラント性能評価装置の動作）
次に、第３実施形態のプラント性能評価装置４Ａの動作について説明する。図１０は、第３実施形態における、プラント性能評価装置４Ａの処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００７１】
設計建設フェーズにおいて、例えば、プロセスエンジニアは、ＰＦＤなどに基づいてスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）を作成し、スタティックモデル記憶部４２に記憶する（ステップＳ３０１）。
【００７２】
次に、設計建設フェーズにおいて、モデル変換部４５は、スタティックモデル記憶部４２からスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）を読み出し、スタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）をダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）に変換した上で動的情報を追加定義し、ダイナミックモデル記憶部４４に記憶する（ステップＳ３０３）。
【００７３】
次に、運転フェーズにおいて、トラッキングシミュレータ４９の計算結果と、実際のプラント状態とが近づくように、トラッキングシミュレータ４９が、ダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）のパラメータをチューニングする（ステップＳ３０５）。例えば、トラッキングシミュレータ４９が、Ｃｏｎｄ（Ｏｐ１）およびＤａｔａ（Ｏｐ１）を読み出し、ダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）を用いたシミュレーション結果と、読み出したＣｏｎｄ（Ｏｐ１）およびＤａｔａ（Ｏｐ１）とを比較することにより、ダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）のパラメータをチューニングし、ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ１）を作成する。
【００７４】
次に、運転フェーズにおいて、モデル変換部４５は、ダイナミックモデル記憶部４４から、現在のプラント状態に基づいてパラメータがチューニングされたダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ１）を読み出し、ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ１）をスタティックモデルＳＭ（Ｏｐ１）に変換する（ステップＳ３０７）。
【００７５】
以後、実際のプラント状態に応じて、ダイナミックモデルＤＭのパラメータのチューニング（ステップＳ３０５）、およびスタティックモデルＳＭの作成（ステップＳ３０７）が繰り返し行われることで、ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ２）〜ＤＭ（Ｏｐｎ）およびスタティックモデルＳＭ（Ｏｐ２）〜ＳＭ（Ｏｐｎ）（ｎは正の整数）が作成される。これらのダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ１）〜ＤＭ（Ｏｐｎ）は、ダイナミックモデル記憶部４４に記憶され、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐ１）〜ＳＭ（Ｏｐｎ）は、スタティックモデル記憶部４２に記憶される。
【００７６】
次に、設備改造フェーズにおいて、運転条件等値化部４７は、スタティックモデル記憶部４２に記憶されたスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）と、プロセス値データベース５に記憶された運転条件Ｃｏｎｄ（Ｄｓ）およびＣｏｎｄ（Ｏｐｎ）とを読み出し、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）の運転条件を、スタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）の作成時の運転条件Ｃｏｎｄ（Ｄｓ）に一致させる（ステップＳ３０９）。運転条件を調節したスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）をスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ＿２）と称する。なお、上記のステップＳ３０７における変換処理において運転条件の等値化処理が行われている場合など、別途の等値化処理が不要な場合は、本ステップＳ３０９は実施しなくてもよい。
【００７７】
次に、設備改造フェーズにおいて、比較部４６は、スタティックモデル記憶部４２に記憶されたスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）を読み出し、このスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）に含まれるパラメータと、運転条件等値化部４７で等値化処理が行われたスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ＿２）に含まれるパラメータとを比較し、比較結果の比較リストＬ１を作成し、本フローチャートの処理を終了する（ステップＳ３１１）。比較部４６は、差分が発生したパラメータのみを抽出した比較リストＬ１を作成してもよい。
【００７８】
以上説明した第３実施形態によれば、現在のプラントの状態をプロセスユニットごとに詳細に再現したダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐｎ）を自動的に作成するトラッキングシミュレータ４９を備え、このダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐｎ）をスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）に変換することで、現時点のプラントの状態と、設計時のプラントの状態とを、ほぼリアルタイムで比較することができる。
【００７９】
なお、上記においては、設備改造フェーズにおいて、現在のプラントの状態をプロセスユニットごとに詳細に再現したスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）と、スタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）とを比較する例を説明したが、運転フェーズにおけるプロセスユニットの経時的な劣化状況を調べるために、トラッキングシミュレータ４９の処理結果を運転条件等値化部４７での等値化後の値をもって、時系列変化を比較してもよい。例えば、図１１は、図７に示す熱交換器Ｈの運転時における総括伝熱係数Ｕdes’の経時変化の一例を示すグラフである。図１１に示すグラフから、総括伝熱係数Ｕdes’の値が、設計時から時間が経過するにつれて低下していることを視覚的に把握することができる。
【００８０】
また、図１０においては、現時点のスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）と、設計時のスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）とを比較する例を説明したが、現時点のスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）と、運転フェーズにおけるプラントの運転開始後の任意の時点のスタティックモデルＳＭとを比較してもよい。例えば、図１２に示すように、運転フェーズにおける３つの時点（ｎ＝５〜７の時点の運転条件Ｃｏｎｄ（Ｏｐ５）〜（Ｏｐ７）において、プラント２が特別な状態にあった（例えば、生産量が高負荷となったり、悪天候であったなど）場合を考える。ここで、ステップＳ３０５において、トラッキングシミュレータ４９が、この３つの時点の運転条件（Ｃｏｎｄ（Ｏｐ５）〜（Ｏｐ７））およびプロセス値（Ｄａｔａ（Ｏｐ５）〜（Ｏｐ７））を入力とし、上記３つの時点より前のダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ４）を基準としてダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ７）を作成する。次に、モデル変換部４５が、このダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ７）をスタティックモデルＳＭ（Ｏｐ７）に変換する。ここで、比較部４６が、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐ４）とスタティックモデルＳＭ（Ｏｐ７）と比較する場合、プラント２の生産量が高負荷となった場合にプロセスユニットの状態が、設計時想定状態からどの程度乖離しているかなどを評価することができる。
【００８１】
なお、上記においては、ステップＳ３０９において、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）の運転条件を、スタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）の運転条件に一致させる例を説明したが、第２実施形態のように、スタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）の運転条件を、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）の運転条件に一致させる構成を採用してもよい。
【００８２】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。第３実施形態では、現時点のスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）と、設計時のスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）とを比較する例を説明した。これに対して、第４実施形態では、設計時にはスタティックモデルが作成されなかったプロセスユニットに関して、プラントの運転開始後において作成したスタティックモデルと、現時点のスタティックモデルとを比較する。このため、第４実施形態の説明において、上記の第３実施形態と同様の部分には同じ参照番号を付与し、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００８３】
設計建設フェーズにおいては、スタティックシミュレーションによりプロセスおよび機器のサイズなどを決定するが、この時に用いたスタティックシミュレーションのモデルは必ずしもプラント全系で作成されていない場合がある。そこで、第４実施形態では、プラント２の運転が開始されたある時点でのプラントのダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ）から任意のプロセスユニットに対するスタティックモデルＳＭを作成し、比較基準（ベースライン）とする。これにより設計建設フェーズにモデルを作成しなかったプロセスユニットについても、差分評価が可能となる。
【００８４】
（プラント性能評価装置の動作）
第４実施形態のプラント性能評価装置４Ａの動作について説明する。図１３は、第４実施形態における、プラント性能評価装置４Ａの処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００８５】
設計建設フェーズにおいて、例えば、図２に示すようにプラント２に複数のプロセスユニットが含まれる場合、プロセスエンジニアは、ＰＦＤなどに基づいて第１プロセスユニット（例えば、図２に示す反応器ユニット１００）に対するスタティックモデルＳＭ１（Ｄｓ）を作成し、スタティックモデル記憶部４２に記憶する（ステップＳ４０１）。
【００８６】
次に、設計建設フェーズにおいて、モデル変換部４５は、スタティックモデル記憶部４２から第１プロセスユニットに対するスタティックモデルＳＭ１（Ｄｓ）を読み出し、スタティックモデルＳＭ１（Ｄｓ）をダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）に変換した上で動的情報を追加定義する。スタティックモデルＳＭが存在しない第２プロセスユニット（例えば、図２に示す気液分離器ユニット２００、蒸留塔ユニット３００）に関しては手作業でダイナミックモデルＤＭを作成してもよい。作成されたダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）をダイナミックモデル記憶部４４に記憶する（ステップＳ４０３）。
【００８７】
次に、運転フェーズにおいて、トラッキングシミュレータ４９の計算結果と、実際のプラント状態とが近づくように、トラッキングシミュレータ４９が、図２に示す範囲（反応器ユニット１００、気液分離器ユニット２００、蒸留塔ユニット３００）を対象として、ダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）のパラメータをチューニングする（ステップＳ４０５）。例えば、トラッキングシミュレータ４９が、プロセス値データベース５から現在の運転条件およびプロセス値、例えば、Ｃｏｎｄ（Ｏｐ１）およびＤａｔａ（Ｏｐ１）を読み出し、ダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）を用いたシミュレーション結果と、読み出したＣｏｎｄ（Ｏｐ１）およびＤａｔａ（Ｏｐ１）とを比較することにより、ダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）のパラメータをチューニングして、ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ１）を作成する。
【００８８】
次に、運転フェーズにおいて、モデル変換部４５は、ダイナミックモデル記憶部４４から、ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ１）を読み出し、ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ１）に基づいて、設計建設フェーズにおいてスタティックモデルが作成されていない第２プロセスユニット（例えば、図２に示す気液分離器ユニット２００、蒸留塔ユニット３００）も含んだスタティックモデルＳＭ（Ｏｐ１）を作成する（ステップＳ４０７）。すなわち、ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐｎ）を変換したスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）は、設計建設フェーズにおいてスタティックモデルＳＭが作成されていなかったプロセスユニット部分を含んだスタティックモデルとなる。
【００８９】
以後、実際のプラント状態に応じて、トラッキングシミュレータ４９によるトラッキングシミュレーション（ステップＳ４０５）、およびスタティックモデルＳＭの作成（ステップＳ４０７）が繰り返し行われることで、ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ２）〜ＤＭ（Ｏｐｎ）およびスタティックモデルＳＭ（Ｏｐ２）〜ＳＭ（Ｏｐｎ）（ｎは正の整数）が作成される。これらのダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ１）〜ＤＭ（Ｏｐｎ）は、ダイナミックモデル記憶部４４に記憶され、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐ１）〜ＳＭ（Ｏｐｎ）は、スタティックモデル記憶部４２に記憶される。
【００９０】
次に、設備改造フェーズにおいて、運転条件等値化部４７は、スタティックモデル記憶部４２に記憶されたスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）と、プロセス値データベース５に記憶された運転条件Ｃｏｎｄ（Ｏｐ１）およびＣｏｎｄ（Ｏｐｎ）とを読み出し、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）の運転条件を、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐ１）作成時の運転条件Ｃｏｎｄ（Ｏｐ１）に一致させる（ステップＳ４０９）。運転条件を調節したスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）をスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ＿２）と称する。なお、上記のステップＳ４０７におけるスタティックモデルＳＭの作成処理において運転条件の等値化処理が行われている場合など、別途の等値化処理が不要な場合は、本ステップＳ４０９は実施しなくてもよい。
【００９１】
次に、設備改造フェーズにおいて、比較部４６は、スタティックモデル記憶部４２に記憶されたスタティックモデルＳＭ（Ｏｐ１）を読み出し、このスタティックモデルＳＭ（Ｏｐ１）に含まれるパラメータと、運転条件等値化部４７で等値化処理が行われたスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ＿２）に含まれるパラメータとを比較し、比較結果の比較リストＬ１を作成し、本フローチャートの処理を終了する（ステップＳ４１１）。比較部４６は、差分が発生したパラメータのみを抽出した比較リストＬ１を作成してもよい。
【００９２】
以上説明した第４実施形態によれば、設計建設フェーズにモデルを作成しなかったプロセスユニットについても性能評価が可能となる。なお、上記においては、運転条件等値化前のスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）をスタティックモデル記憶部４２に記憶させる例を説明したが、運転条件等値化後の値をスタティックモデル記憶部４２に記憶させるようにしても良い。
【００９３】
なお、上記においては、トラッキングシミュレータ４９を用いる例を説明したが、第１実施形態のように、ダイナミックシミュレータ４３を用いる構成を採用してもよい。また、上記においては、ステップＳ４０９において、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）の運転条件を、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐ１）の運転条件に一致させる例を説明したが、第２実施形態のように、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐ１）の運転条件を、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）の運転条件に一致させる構成を採用してもよい。
【００９４】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。第１実施形態と比較して、第５実施形態におけるプラント性能評価システムは、計装マスタデータベースをさらに備えている点が異なる。このため、第５実施形態の説明において、上記の第１実施形態と同様の部分には同じ参照番号を付与し、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００９５】
図１４は、第５実施形態におけるプラント性能評価システムの一例を示すブロック図である。第５実施形態のプラント性能評価システム１Ｂには、計装マスタデータベース６（第２データベース）がさらに設けられている。長期に渡るプラントライフサイクル中には、プロセスユニットや計装機器が交換／追加されたり、制御プログラムが修正される場合がある。計装マスタデータベース６にはこれらの変更履歴情報などである装置条件、Ｐ＆ＩＤなどが記憶されている。
【００９６】
（プラント性能評価装置の動作）
第５実施形態のプラント性能評価装置４の動作について説明する。図１５は、第５実施形態における、プラント性能評価装置４の処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１５に示す計装マスタデータベース６には、設計製造フェーズにおける装置条件Ｅ＿Ｃｏｎｄ（Ｄｓ）、運転フェーズのある時点における設備改造時の装置条件Ｅ＿Ｃｏｎｄ（Ｄｓ２）〜（Ｄｓｍ）（ｍは正の整数）が記憶されている。
【００９７】
設計建設フェーズにおいて、例えば、プロセスエンジニアは、ＰＦＤなどに基づいてスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）を作成し、スタティックモデル記憶部４２に記憶する（ステップＳ５０１）。
【００９８】
次に、モデル変換部４５は、スタティックモデル記憶部４２に記憶されたスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）と、計装マスタデータベース６に記憶されたＰ＆ＩＤおよびＥ＿Ｃｏｎｄ（Ｄｓ）とを読み出し、スタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）をダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）に変換した上で動的情報を追加定義し、ダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）をダイナミックモデル記憶部４４に記憶する（ステップＳ５０３）。
【００９９】
次に、運転フェーズにおいて、ダイナミックシミュレータ４３の計算結果と、実際のプラント状態とが近づくように、ダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）のパラメータがチューニングされる（ステップＳ５０５）。プロセス値データベース５から現在の運転条件およびプロセス値、例えば、Ｃｏｎｄ（Ｏｐ１）およびＤａｔａ（Ｏｐ１）が読み出される。次に、ダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）を用いたシミュレーション結果と、読み出したＣｏｎｄ（Ｏｐ１）およびＤａｔａ（Ｏｐ１）とを比較することにより、ダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ）のパラメータをチューニングし、ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ１）を作成する。
【０１００】
次に、運転フェーズにおいて、モデル変換部４５は、ダイナミックモデル記憶部４４から、ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ１）を読み出し、ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ１）をスタティックモデルＳＭ（Ｏｐ１）に変換する（ステップＳ５０７）。
【０１０１】
以後、実際のプラント状態に応じて、ダイナミックモデルＤＭのパラメータのチューニング（ステップＳ５０５）、およびスタティックモデルＳＭの作成（ステップＳ５０７）が繰り返し行われることで、ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ２）〜ＤＭ（Ｏｐｎ）およびスタティックモデルＳＭ（Ｏｐ２）〜ＳＭ（Ｏｐｎ）（ｎは正の整数）が作成される。これらのダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐ１）〜ＤＭ（Ｏｐｎ）は、ダイナミックモデル記憶部４４に記憶され、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐ１）〜ＳＭ（Ｏｐｎ）は、スタティックモデル記憶部４２に記憶される。
【０１０２】
次に、設備改造フェーズにおいては、図１５のステップＳ５０１以降の処理が再度繰り返される。ステップＳ５０１において、新しいスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ２）を作成する。設備ストラクチャに変更がある場合、装置条件Ｅ＿Ｃｏｎｄ（Ｄｓ２）に基づいてスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ２）を作成する。一方、設備ストラクチャに変更がない場合、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）に装置条件Ｅ＿Ｃｏｎｄ（Ｄｓ２）の更新パラメータのみを反映しスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ２）を作成する。設備ストラクチャに変更がない場合、設備改造後にチューニングされたダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐｎ＋１）からスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ２）を生成してもよい。作成されたスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ２）をスタティックモデル記憶部４２に記憶する（ステップＳ５０１）。
【０１０３】
次に、モデル変換部４５は、スタティックモデルＳＭをダイナミックモデルＤＭに変換する（ステップＳ５０３）。設備ストラクチャに変更がある場合、スタティックモデル記憶部４２に記憶されたスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ２）と、計装マスタデータベース６に記憶されたＰ＆ＩＤおよびＥ＿Ｃｏｎｄ（Ｄｓ２）とを読み出し、スタティックモデルＳＭ（Ｄｓ２）をダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ２）に変換した上で、動的情報を追加定義する。一方、設備ストラクチャに変更がない場合、ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐｎ）に装置条件Ｅ＿Ｃｏｎｄ（Ｄｓ２）の更新パラメータのみを反映しダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ２）を作成する。設備ストラクチャに変更がない場合、設備改造後にチューニングされたダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐｎ＋１）をダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ２）としてもよい。作成されたダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ２）をダイナミックモデル記憶部４４に記憶する。なお、図１５においては、ステップＳ５０３からダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ２）に向かう矢印を省略し、図面を簡略化している。
【０１０４】
次に、運転フェーズにおいて、ダイナミックシミュレータ４３の計算結果と、実際のプラント状態とが近づくように、ダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ２）がチューニングされる（ステップＳ５０５）。プロセス値データベース５から現在の運転条件およびプロセス値、例えば、Ｃｏｎｄ（Ｏｐｎ＋１）およびＤａｔａ（Ｏｐｎ＋１）が読み出される。次に、ダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ２）を用いたシミュレーション結果と、読み出したＣｏｎｄ（Ｏｐｎ＋１）およびＤａｔａ（Ｏｐｎ＋１）とを比較することにより、ダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ２）をチューニングし、ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐｎ＋１）を作成する。なお、図１５においては、ダイナミックモデルＤＭ（Ｄｓ２）からステップＳ５０５に向かう矢印を省略し、図面を簡略化している。
【０１０５】
次に、運転フェーズにおいて、モデル変換部４５は、ダイナミックモデル記憶部４４から、ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐｎ＋１）を読み出し、ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐｎ＋１）をスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ＋１）に変換する（ステップＳ５０７）。なお、図１５においては、ステップＳ５０７からスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ＋１）に向かう矢印を省略し、図面を簡略化している。
【０１０６】
以後、実際のプラント状態に応じて、ダイナミックモデルＤＭのチューニング（ステップＳ５０５）、およびスタティックモデルＳＭの作成（ステップＳ５０７）が繰り返し行われることで、ダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐｎ＋２）以降が、およびスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ＋２）以降が作成される。これらのダイナミックモデルＤＭ（Ｏｐｎ＋１）以降は、ダイナミックモデル記憶部４４に記憶され、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ＋１）以降は、スタティックモデル記憶部４２に記憶される。
【０１０７】
次に、運転条件等値化部４７は、スタティックモデル記憶部４２に記憶されたスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ＋１）と、プロセス値データベース５に記憶された運転条件Ｃｏｎｄ（Ｄｓ２）およびＣｏｎｄ（Ｏｐｎ＋１）とを読み出し、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ＋１）の運転条件を、運転条件Ｃｏｎｄ（Ｄｓ２）に一致させる（ステップＳ５０９）。運転条件を調節したスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ＋１）をスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ＋１＿２）と称する。なお、上記のステップＳ５０７における変換処理において運転条件の等値化処理が行われている場合など、別途の等値化処理が不要な場合は、本ステップＳ５０９は実施しなくてもよい。
【０１０８】
次に、設備改造フェーズにおいて、比較部４６は、スタティックモデル記憶部４２に記憶されたスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ２）を読み出し、このスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ２）に含まれるパラメータと、運転条件等値化部４７で等値化処理が行われたスタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ＋１＿２）に含まれるパラメータとを比較し、比較結果の比較リストＬ１を作成し、本フローチャートの処理を終了する（ステップＳ５１１）。比較部４６は、差分が発生したパラメータのみを抽出した比較リストＬ１を作成してもよい。
【０１０９】
以上説明した第５実施形態によれば、設備改造以後、運転条件等値化部４７や比較部４６は、ＳＭ（Ｄｓ２）をベースラインとして使用する。例えば、図７の熱交換器の運転時の総括伝熱係数Ｕdes’の経時変化の一例を示す図１６のトレンド表示（２軸ある横軸のうち上側の軸がベースライン日時、下側の軸が時間軸を示す）のように、装置条件変更時点が見た目でわかるようになり、設備改造前のトレンドと設備改造後のトレンドを同じトレンド上に表示できるようになる。このベースライン日時は、設備改造時期（もしくは設備改造後の最初のモデル生成時期）を表す。これにより設備改造前後の効果比較が可能となる。また計装マスタデータベース６には、装置条件のみでなく、関連する制御ロジックの変更、制御パラメータの変更履歴も合わせて保持されているため、設備改造実施時に何が改造されたか、その結果プロセスがどのように変わったか、設備改造に関する能動的、受動的な変更点を制御、プロセスで一括して見せることができるようになる。
【０１１０】
また、プラントの運転条件を用いて、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）の等値化に利用することにより、より精度の高いモデル作成が可能となる。
【０１１１】
上記においては、ステップ５０９において、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）の運転条件を、スタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）の運転条件に一致させる例を説明したが、第２実施形態のように、スタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）の運転条件を、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）の運転条件に一致させる構成を採用してもよい。また、上記においては、ダイナミックシミュレータ４３を用いる例を説明したが、第３実施形態に示すトラッキングシミュレータ４９を用いた構成を採用してもよい。また、上記においては、設計建設フェーズにおいて作成されたスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）と、スタティックモデルＳＭ（Ｏｐｎ）とを比較する例を説明したが、第４実施形態のように、設計建設フェーズにおいてスタティックモデルＳＭ（Ｄｓ）が作成されなかったプロセスユニットに関して、運転フェーズにおいて作成されたスタティックモデルＳＭ同士を比較する構成を採用してもよい。
【０１１２】
以上説明した第１から第５実施形態においては、プラント性能評価装置（４、４Ａ、４Ｂ）およびプロセス値データベース５が、ネットワークＮを介してプラント２と接続されている例を説明したが、プラント性能評価装置（４、４Ａ、４Ｂ）におけるシミュレーションは、プラント性能評価装置（４、４Ａ、４Ｂ）およびプロセス値データベース５が、プラント２から切り離された状態（オフライン状態）で行われてもよい。
【０１１３】
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説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせなどは一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求などに基づき種々変更可能である。
【符号の説明】
【０１１４】
１、１Ａ、１Ｂ……プラント性能評価システム、２……プラント、３……操作監視端末、４、４Ａ……プラント性能評価装置、５……プロセス値データベース、６……計装マスタデータベース、２０……フィールド機器、２１……測定器、２２……操作器、２３……コントローラ、２４……Ｉ／Ｏモジュール、４１……スタティックシミュレータ、４２……スタティックモデル記憶部、４３……ダイナミックシミュレータ、４４……ダイナミックモデル記憶部、４５……モデル変換部、４６……比較部、４７……運転条件等値化部、４８……表示部、４９……トラッキングシミュレータ、１００……反応器ユニット、１１０……反応器、１１２……タンク、１１４、１１６……バルブ、２００……気液分離器ユニット、２１０……分離器、２１２……バルブ、３００……蒸留塔ユニット、３１０……蒸留塔、３１２……バルブ、３１４……タンク
【図１】
0006304274.tif 000002
【図２】
0006304274.tif 000003
【図３】
0006304274.tif 000004
【図４】
0006304274.tif 000005
【図５】
0006304274.tif 000006
【図６】
0006304274.tif 000007
【図７】
0006304274.tif 000008
【図８】
0006304274.tif 000009
【図９】
0006304274.tif 000010
【図１０】
0006304274.tif 000011
【図１１】
0006304274.tif 000012
【図１２】
0006304274.tif 000013
【図１３】
0006304274.tif 000014
【図１４】
0006304274.tif 000015
【図１５】
0006304274.tif 000016
【図１６】
0006304274.tif 000017