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JP2002358120A - バッチプラント運転管理装置 - Google Patents

バッチプラント運転管理装置

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Publication number
JP2002358120A
JP2002358120A JP2001168364A JP2001168364A JP2002358120A JP 2002358120 A JP2002358120 A JP 2002358120A JP 2001168364 A JP2001168364 A JP 2001168364A JP 2001168364 A JP2001168364 A JP 2001168364A JP 2002358120 A JP2002358120 A JP 2002358120A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
batch
time
value
event
deviation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001168364A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Kono
浩司 河野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
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Publication of JP2002358120A publication Critical patent/JP2002358120A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バッチ運転の各評価対象事象に際して、リア
ルタイムにプラント状態の良否を評価する。 【解決手段】 バッチ運転の各評価対象となる操作事象
に際して、複数の監視対象計器の各計器毎に、その設定
値、指示値及び関連する操作量を抽出し、過去のバッチ
運転の平均値からの偏差を算出し、全ての計器の正規化
された偏差を平均し、その偏差に基づいて操作事象時点
でのプロセス状態の良否を判定する。リアルタイムの演
算に基づいて、各事象の発生時点で迅速な対応が可能と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、バッチプラント運
転管理装置に関し、特に、バッチプラントを対象とした
プラント運転状態をリアルタイムにモニタリングし、運
転の再現性を評価しつつバッチプラントの運転を制御す
るバッチプラント運転管理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、プラントの運転制御システムに含
まれる運転実績管理機能の中にバッチプラント向けデー
タベースを装備する例がある。このようなシステムで
は、製品の銘柄別の運転実績データをバッチ単位毎にシ
ステム的に整理でき、この整理したデータに基づいてバ
ッチ運転の再現性が検討され、その後の同様な運転の条
件設定に利用できる。しかし、このような手法は、あく
までもバッチ運転が完了してからの後追い的な解析であ
り、運転途中でのバッチ運転の再現性が検討される例は
なかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
バッチプラントを対象とした実績管理機能では、その機
能が実績データの蓄積及び抽出機能に特化していた。こ
のため、仕込や反応といった、プロセス操作時の温度や
圧力、液面等のプロセス状態量に関するバッチ間の振れ
を調べるためには、同一銘柄における過去の実績を抽出
し今回バッチと比較する必要があり、今回バッチの運転
トラブルに対しては迅速な対応がとりにくいという問題
点があった。
【0004】上記に鑑み、本発明は、後追いではなくリ
アルタイムにバッチ運転の再現性チェックを実施しつ
つ、プラント状態の変化を早い時期にとらえることで、
その状態変化に対して迅速な対応がとれるバッチプラン
ト運転管理装置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、バッチプ
ラントにおける品質や収率の異常もしくは変動は、その
製造処方だけでなく、それ以外のプロセス状態のバッチ
間の振れに起因するケースが多いということを見出し、
本発明に到達した。
【0006】上記知見に基づいて、本発明のバッチプラ
ント運転管理装置は、バッチプラントの運転をモニタリ
ングしつつバッチプラントの運転を管理するバッチプラ
ント運転管理装置において、予め定められた複数の事象
発生時点の夫々で、複数の計器の設定値、指示値及び関
連する操作量の少なくとも1つを含むプロセスデータを
各計器毎且つ各事象発生時点毎に記憶する記憶装置と、
今回バッチの各プロセスデータの、過去の所定回数のバ
ッチ運転で得られた対応するプロセスデータの平均値か
らの偏差を演算し、該偏差を対応する計器のレンジに対
応して正規化し、該正規化した各計器の偏差値の平均値
を前記事象発生毎に演算する演算装置と、各事象発生時
点において、前記偏差値の平均値に基づいて全体的なプ
ラントの状態の良否を判定する判定手段とを備えること
を特徴とする。
【0007】本発明のバッチプラント運転管理装置で
は、各事象発生時点毎に、今回バッチのプラントの状態
の良否が、計器の偏差値の平均値に基づいて判定できる
ので、プラントの状態をその各事象発生時点毎に修正で
きる。
【0008】本発明の好ましいバッチプラント運転管理
装置では、正規化された偏差値が相対的に大きな1つ以
上の監視対象計器を表示する。この表示は、判定手段に
よる判定が否であるときに行ってもよい。この場合、プ
ラント状態の改善のためにとるべき対応の把握が容易に
なる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の好適な実施形態例に係る
バッチプラント運転管理装置では、仕込開始、昇温開
始、反応開始といった各プロセス操作開始時のプロセス
データが、同一銘柄における過去複数バッチ分の運転実
績の平均値と比較してどの程度一致しているかを「再現
度」という指標で表すとともに、偏差の大きい順に監視
対象計器をリスト表示し、再現度を下げた要因がリアル
タイムに判断できるようにする。これによって、再現度
が低い場合には、その低い再現度を上げるために必要な
対応が容易に把握できる。
【0010】以下、本発明の一実施形態例に基づいて本
発明を更に詳細に説明する。図1は、本発明のバッチプ
ラント運転管理装置の構成を示す。本運転管理装置10
は、システムコンピュータ上に夫々構築される、データ
収集部11、事象管理部12、統計処理部13、実績比
較部14、情報表示部15、評価対象事象及び監視対象
計器リスト記憶装置16、及び、実績データベース17
から構成される。本運転管理装置10は、図示しないバ
ッチプラント制御装置と共同して、バッチプラント18
の運転、運転管理、それらのために必要なデータの収
集、及び、プラント状態の評価を行う。
【0011】評価対象事象及び監視対象計器リスト記憶
装置16は、バッチプラント18の運転に際して、解析
に必要な評価対象事象のリストと、これに関連する監視
対象計器のリストとを記憶している。データ収集部11
は、バッチプラント制御装置の計装システムから、バッ
チプラント運転中の温度、圧力、液面等のプロセス状態
量をリアルタイムに収集し、これを事象管理部12に与
える。
【0012】事象管理部12は、データ収集部11でリ
アルタイムに収集されたデータから、評価対象事象及び
監視対象計器リスト16を参照して、あらかじめ定義さ
れた評価対象操作について、事象発生通知フラグのオン
オフ状態を調べることにより、プラントで発生した評価
対象の操作事象を識別する。その際に、データ収集部1
1から取得した、各事象に関連するプロセスデータを対
象操作事象の発生時点のデータとして実績データベース
17に蓄積する。
【0013】図2は、或るバッチプラント運転の際の事
象を例示するフロー図である。このバッチプラント運転
は、窒素置換、仕込、昇温、反応、冷却、移送、受入、
及び、減圧から成る操作事象を有し、評価対象の仕込、
昇温、反応、冷却及び移送操作が、評価対象事象及び監
視対象計器リスト16に登録される。ここで、例えば仕
込開始の際には、仕込開始温度を計測する温度計等が監
視対象の計器であり、また、昇温開始の際には、昇温開
始温度、ジャケット温度、蒸気圧力等を計測する計器が
監視対象の計器である。各操作事象毎に、これら計器の
設定温度、その指示温度、及び、計器の指示に関連する
操作量が、事象管理部12によって取り出され、実績デ
ータベース17に蓄積される。
【0014】統計処理部13は、あらかじめ装置別に計
器を分類し、監視対象となる1つ以上の計器における、
設定値、指示値、及び、操作量を、各評価対象事象の発
生時点で、事象管理部12から入力する。次いで、これ
ら各事象発生時点において入力された設定値、指示値、
及び、操作量について、今回バッチで製造される銘柄と
同一銘柄の過去nバッチ分の平均値及び標準偏差値を算
出する。ここで、nのデフォルトは例えば50とする。
また、新製品を生産するシステム立ち上げ時には、最初
のバッチの実績を書き込む際にその実績値をnバッチ分
の値として同一値を書き込む。入力した実績値の偏差
が、その時点での標準偏差の3倍を逸脱している場合に
は、そのデータは除外して前回実績値を書き込むこと
で、例外的なデータを排除しつつリアルタイムに平均値
及び標準偏差値を算出する。このとき、実績値が標準偏
差を逸脱した旨を履歴に残しておく。この逸脱した履歴
は、後からの逸脱した要因究明、対策検討、逸脱頻度、
傾向管理を実施する際に使用される。
【0015】ここで、xnewを今回バッチの実績値、X
oldを前回バッチまでのnバッチ分の平均値、x1を前回
バッチ迄の平均値を計算した時点での最も古い実績値と
すると、今回バッチで計算される平均値Xnewは、 Xnew=Xold+(xnew−x1)/n と表される。また、ρoldを前回までの標準偏差とする
と、今回実績で計算される標準偏差ρnewは、
【数1】 と示される。
【0016】実績比較部14は、収集された今回実績値
の前回平均値からの偏差を算出し、各計器の実際に指示
し得るフルレンジに対する百分率に換算(正規化)して
データベースに蓄積する。そして、各プロセス操作で監
視対象とした各計器における百分率換算偏差を100%
から差し引いた値を、その計器における再現度とする。
また、各プロセス操作における全ての監視対象計器の百
分率偏差の平均値を100%から差し引いた値を、その
操作事象における再現度とする。これら再現度は、実績
データベース17に蓄積する。このように再現度を定義
することによって、百分率換算偏差が0の場合には、再
現度は最高の100%となり、百分率換算偏差が100
の場合には、再現度は最低の0となる。
【0017】つまり、各操作事象における再現度Rは、 R=100.0−(Σαi*偏差(%))/対象計器数 で表される。但し、αiはi番目の計器の再現度算出に
対する重み係数であり、デフォルト値は1.0である。
また、一回のバッチプラントの運転の再現度を全体的に
評価するトータル再現度Rtは、mを評価対象操作数と
すると、 Rt=(ΣR)/m で示される。
【0018】情報表示部15は、各プロセス操作開始時
点における、今回バッチの再現度をバーグラフ表示する
とともに、監視対象計器をその偏差の大きな順にリスト
表示する。また、過去50バッチ分の再現度のトレンド
グラフも併せて表示する。
【0019】図2は、上記情報表示部15によって表示
される監視画面上の表示例を示し、使用装置名がR10
1、バッチ番号がxxx、銘柄名がAAAAの1回のバ
ッチ運転での表示である。左端に各評価対象操作名称
が、仕込開始、昇温開始、反応開始、回収開始、移送開
始と示される。各評価対象操作毎に、過去50バッチ分
の再現度の推移を示すグラフ、今回バッチの各操作毎の
再現度、及び、今回バッチにおいて最も再現度が低いと
判定されたワースト10の監視対象計器のリストがその
再現度と共に、示される。更に、トータル再現度Rt
が、50バッチ分の経過を示すグラフに示される。これ
らの表示は、プロセスの進行に従って逐次表示される。
【0020】今回バッチの運転中に、例えば反応開始の
時点で、より正確には、反応開始に先だって、再現度が
所定値以下に低下したと判定されると、又は、再現度の
平均値から所定以上の幅で再現度が低下したと判定され
ると、そのときの再現度がワースト10の計器名称がそ
の再現度と共にリストで表示される。このリストに表示
された対象計器及び再現度を参照することで、プロセス
状態の再現度の向上に必要な対応が容易に判断できる。
必要な対応を行った後に、再度、再現度の良否を判定
し、良と判定されると実際に反応が開始される。また、
今回バッチの運転が終了した時点で得られた再現度を含
むデータを点検することで、製品の品質や収率等の改善
のために、次のバッチ運転の際にとるべき対応が見いだ
せる。
【0021】上記実施形態例では、バッチ運転のキーポ
イントとなる、評価対象のプロセス操作時でプロセス状
態の再現度を評価し、この再現度をリアルタイムに情報
として運転担当者に提供できる。このため、バッチ運転
の途中で正常時との違いを早期に認識して迅速な対応が
実施しやすくなるとともに、品質や収率の振れに関する
原因究明時にも効率的な解析ができる。
【0022】なお、新製品を製造するために新しくシス
テムを構築した際には、各計器毎に計算される偏差の平
均値算出用重み係数はデフォルト値の1.0を採用す
る。そして、引き続き同製品を製造する際には、先に得
られたデータに基づいて各監視対象計器毎に重み付けを
行い、繰り返し行われる同一銘柄のためのバッチ運転に
際してこれを逐次改訂する。
【0023】以上、本発明をその好適な実施形態例に基
づいて説明したが、本発明のバッチプラント運転管理装
置は、上記実施形態例の構成にのみ限定されるものでは
なく、上記実施形態例の構成から種々の修正及び変更を
施したものも、本発明の範囲に含まれる。
【0024】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明のバッチ
プラント運転管理装置では、各評価対象事象発生時点に
おいてプロセス状態の良否がリアルタイムに判定できる
ので、プロセス状態が否と判定されてもこれを改善する
対応が迅速にできる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態例に係るバッチプラント運
転管理装置のブロック図。
【図2】図1のバッチプラント運転管理装置で評価対象
となる操作を示す、プラントの操作フロー図。
【図3】図1のバッチプラント運転管理装置における情
報表示装置における画面上の表示例。
【符号の説明】
10:バッチプラント運転管理装置 11:データ収集部 12:事象管理部 13:統計処理部 14:実績比較部 15:情報表示部 16:評価対象事象及び監視対象計器リスト記憶装置 17:実績データベース 18:バッチプラント

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バッチプラントの運転をモニタリングし
    つつバッチプラントの運転を管理するバッチプラント運
    転管理装置において、 評価対象の複数の事象発生時点の夫々で、複数の計器の
    設定値、指示値及び関連する操作量の少なくとも1つを
    含むプロセスデータを各計器毎且つ各事象発生時点毎に
    記憶する記憶装置と、 今回バッチの各プロセスデータの、過去の所定回数のバ
    ッチ運転で得られた対応するプロセスデータの平均値か
    らの偏差を演算し、該偏差を対応する計器のレンジに対
    応して正規化し、該正規化した各計器の偏差値の平均値
    を前記事象発生時点毎に演算する演算装置と、 前記各事象発生時点において、前記偏差値の平均値に基
    づいて全体的なプラント状態の良否を判定する判定手段
    とを備えることを特徴とするバッチプラント運転管理装
    置。
  2. 【請求項2】 正規化された偏差値が相対的に大きな1
    つ以上の監視対象計器を表示する、請求項1に記載のバ
    ッチプラント運転管理装置。
JP2001168364A 2001-06-04 2001-06-04 バッチプラント運転管理装置 Pending JP2002358120A (ja)

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