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JP7518591B2 - Process management support device, support method, support program, and system - Google Patents

Process management support device, support method, support program, and system Download PDF

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JP7518591B2 JP2019197055A JP2019197055A JP7518591B2 JP 7518591 B2 JP7518591 B2 JP 7518591B2 JP 2019197055 A JP2019197055 A JP 2019197055A JP 2019197055 A JP2019197055 A JP 2019197055A JP 7518591 B2 JP7518591 B2 JP 7518591B2
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Description

本発明は、セメント製造プラントにおけるプロセス管理の支援装置、支援方法、支援プログラムおよびシステムに関する。 The present invention relates to a support device, support method, support program, and system for process management in a cement manufacturing plant.

近年、プロセス産業においてはAIを活用したプラント操業の更なる高度化に向けた取り組みが進められている。セメント産業もその例外ではなく、品質予測システムを始め、その適用分野の拡大が図られている。 In recent years, efforts have been underway in the process industry to further improve plant operations using AI. The cement industry is no exception, and efforts are being made to expand the scope of its application, including quality prediction systems.

セメント産業に代表されるプロセス産業においては、オペレータが複数あるプロセスデータから状況が判断され、操作が選択されることで、プロセス管理が行われる。オペレータの判断には、操作対象の選択、操作の量、タイミングが含まれ、様々なパターンがあるため、運転状態はオペレータ個人の技能に左右される。そして、このような技能は客観的な情報として伝えることが難しく、その承継はきわめて困難である。 In process industries such as the cement industry, process management is carried out by operators judging the situation from multiple process data and selecting an operation. The operator's judgment includes the selection of the operation target, the amount of operation, and the timing, and there are various patterns, so the operating state depends on the operator's individual skill. Furthermore, such skills are difficult to convey as objective information, and their transfer is extremely difficult.

このような状況を改善すべく、プラントの操業における作業のスキルを承継するための技術が提案されている。例えば、特許文献1記載の操作支援装置は、各種情報を取得し、各種情報の関連性を抽出し、抽出された関連性に基づき、プラントの操作を支援する作業手順等を提供している。 To improve this situation, technology has been proposed for transferring work skills in plant operations. For example, the operation support device described in Patent Document 1 acquires various types of information, extracts the relationships between the various types of information, and provides work procedures and the like that support plant operation based on the extracted relationships.

一方、操作支援のための表示を3次元表示するプラント運転の支援システムが知られている。例えば、特許文献2記載の運転支援システムは、複数のエネルギー形態を有するエネルギー供給設備において、時刻、目標運転パターン確率密度分布のピークに対応する目標運転パターンおよび目標運転パターン確率密度分布をそれぞれ3軸にとり3次元表示している。 On the other hand, a plant operation support system that displays three-dimensional information to support operation is known. For example, the operation support system described in Patent Document 2 displays three-dimensional information on three axes for an energy supply facility that has multiple energy forms, the time, the target operation pattern corresponding to the peak of the target operation pattern probability density distribution, and the target operation pattern probability density distribution.

特開2019-3545号公報JP 2019-3545 A 特開2003-143757号公報JP 2003-143757 A

しかしながら、プラントの作業現場では刻一刻と変わる状況に応じた支援が求められており、特許文献1記載のシステムのように定型の作業手順を提供するだけでは対応できない。特許文献2記載のシステムでは、時刻に応じた目標運転パターンが表示されているものの、製品の品質に関連する状況の推移が表示されるわけではない。 However, at plant work sites, support is required according to the ever-changing situation, and this cannot be achieved by simply providing standard work procedures as in the system described in Patent Document 1. The system described in Patent Document 2 displays a target operating pattern according to the time, but does not display the progress of the situation related to product quality.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、製品の品質に関し、現在の製造プロセスの状況だけでなく、将来の予測された状況までもオペレータに分かり易く伝達できるプロセス管理の支援装置、支援方法、支援プログラムおよびシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of these circumstances, and aims to provide a process management support device, support method, support program, and system that can clearly communicate to operators not only the current status of the manufacturing process, but also future predicted status regarding product quality.

(1)上記の目的を達成するため、本発明のプロセス管理の支援装置は、製品製造プラントにおけるプロセス管理の支援装置であって、リアルタイムで対象プラントにおける環境または設定を表すプロセスデータを取得する情報取得部と、前記プロセスデータの蓄積されたデータセットによりディープラーニングさせた層構造を用いて、前記取得されたプロセスデータのうちの所定のパラメータに対して、予測値を特定する予測値特定部と、製品の品質に関連する所定の基準の表示に重ねて、前記取得されたプロセスデータのうちの所定のパラメータおよび前記予測値を表示することで、前記所定のパラメータの変化を促すべき方向性を示す表示制御部と、を備えることを特徴としている。 (1) In order to achieve the above object, the process management support device of the present invention is a process management support device in a product manufacturing plant, and is characterized by comprising: an information acquisition unit that acquires process data representing the environment or settings in the target plant in real time; a predicted value identification unit that identifies a predicted value for a predetermined parameter in the acquired process data using a layer structure that has been deep-learned using an accumulated data set of the process data; and a display control unit that indicates the direction in which the predetermined parameter should be changed by displaying the predetermined parameter and the predicted value in the acquired process data superimposed on a display of a predetermined standard related to product quality.

これにより、製品の品質に関し、現在の製造プロセスの状況だけでなく、将来の予測された状況までもオペレータに分かり易く伝達できる。その結果、オペレータは製造プロセスの改善のために、提供された情報を操作に活かすことができる。 This allows the operator to easily understand not only the current status of the manufacturing process, but also future predicted status regarding product quality. As a result, the operator can utilize the provided information in their operations to improve the manufacturing process.

(2)また、本発明のプロセス管理の支援装置は、2種類の前記所定のパラメータで形成されたxy軸によるxy平面上に、前記所定の基準、前記取得されたプロセスデータのうちの所定のパラメータおよび前記予測値を表示することを特徴としている。これにより、プロセスデータが向かおうとする方向性を直感的に分かり易く表示できる。 (2) The process management support device of the present invention is also characterized in that it displays the predetermined criteria, the predetermined parameters of the acquired process data, and the predicted values on an xy plane with xy axes formed by the two types of the predetermined parameters. This makes it possible to display the direction in which the process data is heading in an intuitive and easy-to-understand manner.

(3)また、本発明のプロセス管理の支援装置は、前記所定の基準が、前記xy平面上の閉じられた図形で表され、前記変化を促すべき方向性は前記図形の中央に向かう方向性であることを特徴としている。これにより、変化を促す方向性に加えてどの程度の変化を促すべきかについても表示できる。 (3) Furthermore, the process management support device of the present invention is characterized in that the predetermined criterion is represented by a closed figure on the xy plane, and the direction in which the change should be promoted is a direction toward the center of the figure. This makes it possible to display not only the direction in which the change should be promoted, but also the degree of change that should be promoted.

(4)また、本発明のプロセス管理の支援装置は、前記所定の基準が、前記蓄積されたデータセットに基づいて決まり、前記所定のパラメータに対する製品の品質であることを特徴としている。これにより、特定の管理項目に関し、過去のプロセスデータから得られる妥当な基準を表示できる。 (4) Furthermore, the process management support device of the present invention is characterized in that the predetermined standard is determined based on the accumulated data set and is the quality of the product with respect to the predetermined parameter. This makes it possible to display appropriate standards obtained from past process data for a specific management item.

(5)また、本発明のプロセス管理の支援装置は、前記表示制御部が、前記所定の基準として、製品の品質を前記xy平面上に表示したものであることを特徴としている。これにより、どのような条件で操作すると製品の品質を維持できるかをオペレータに直感的に伝達できる。 (5) The process management support device of the present invention is also characterized in that the display control unit displays the product quality on the xy plane as the predetermined standard. This makes it possible to intuitively communicate to the operator what operating conditions are necessary to maintain the product quality.

(6)また、本発明のプロセス管理の支援装置は、前記製品が、セメントの中間製品となるクリンカであり、前記所定のパラメータが、焼成工程における焼成指標およびキルン電流であることを特徴としている。これにより、製品の品質を維持するために特に重要な基準を表示できる。 (6) Furthermore, the process management support device of the present invention is characterized in that the product is clinker, which is an intermediate product of cement, and the predetermined parameters are the firing index and kiln current in the firing process. This makes it possible to display standards that are particularly important for maintaining product quality.

(7)また、本発明のプロセス管理の支援装置は、前記表示制御部が、前記所定のパラメータとして少なくとも1周期以上前の前記プロセスデータの一つおよび直近の前記プロセスデータのそれぞれの所定のパラメータを表示することを特徴としている。これにより、過去のプロセスデータ、現在のプロセスデータおよび予測値を並べて、プロセスデータが向かう方向性を明確に表示できる。なお、直近と1周期前のみのプロセスデータを表示するのが効率的であるが、1周期以上前のプロセスデータを複数表示しても構わない。 (7) The process management support device of the present invention is also characterized in that the display control unit displays, as the predetermined parameters, predetermined parameters of at least one of the process data from one cycle or more ago and the most recent process data. This makes it possible to clearly display the direction in which the process data is heading by arranging the past process data, the current process data, and the predicted value side by side. Note that while it is efficient to display only the most recent process data and the process data from one cycle or more ago, multiple process data from one cycle or more ago may be displayed.

(8)また、本発明のプロセス管理の支援方法は、製品製造プラントにおけるプロセス管理の支援方法であって、リアルタイムで対象プラントにおける環境または設定を表すプロセスデータを取得するステップと、前記プロセスデータの蓄積されたデータセットによりディープラーニングさせた層構造を用いて、前記取得されたプロセスデータのうちの所定のパラメータに対して、予測値を特定するステップと、製品の品質に関連する所定の基準の表示に重ねて、前記取得されたプロセスデータのうちの所定のパラメータおよび前記予測値を表示することで、前記所定のパラメータの変化を促すべき方向性を示すステップと、を含むことを特徴としている。これにより、製品の品質に関し、現在の製造プロセスの状況だけでなく、将来の予測された状況までもオペレータに分かり易く伝達できる。 (8) The process management support method of the present invention is a method for supporting process management in a product manufacturing plant, and is characterized by including the steps of acquiring process data representing the environment or settings in the target plant in real time, identifying predicted values for predetermined parameters in the acquired process data using a layer structure that has been deep-learned using an accumulated data set of the process data, and indicating the direction in which changes in the predetermined parameters should be encouraged by displaying the predetermined parameters and the predicted values in the acquired process data superimposed on a display of a predetermined criterion related to product quality. This makes it possible to communicate to the operator not only the current state of the manufacturing process but also future predicted states regarding product quality in an easy-to-understand manner.

(9)また、本発明のプロセス管理の支援プログラムは、製品製造プラントにおけるプロセス管理の支援プログラムであって、リアルタイムで対象プラントにおける環境または設定を表すプロセスデータを取得する処理と、前記プロセスデータの蓄積されたデータセットによりディープラーニングさせた層構造を用いて、前記取得されたプロセスデータのうちの所定のパラメータに対して、予測値を特定する処理と、製品の品質に関連する所定の基準の表示に重ねて、前記取得されたプロセスデータのうちの所定のパラメータおよび前記予測値を表示することで、前記所定のパラメータの変化を促すべき方向性を示す処理と、をコンピュータに実行させることを特徴としている。これにより、製品の品質に関し、現在の製造プロセスの状況だけでなく、将来の予測された状況までもオペレータに分かり易く伝達できる。 (9) The process management support program of the present invention is a process management support program for a product manufacturing plant, and is characterized in that it causes a computer to execute the following processes: acquiring process data representing the environment or settings of a target plant in real time; identifying predicted values for predetermined parameters of the acquired process data using a layer structure that has been deep-learned using an accumulated data set of the process data; and indicating the direction in which changes to the predetermined parameters should be encouraged by displaying the predetermined parameters and the predicted values of the acquired process data superimposed on a display of a predetermined criterion related to product quality. This makes it possible to communicate to the operator not only the current state of the manufacturing process, but also future predicted states regarding product quality in an easy-to-understand manner.

(10)また、本発明のシステムは、連続的に供給される原料を加熱する設備を有するプラントと、上記(1)から(7)のいずれかに記載の支援装置と、を備えることを特徴としている。これにより、連続的に原料が供給されるプラントにおいて、将来の予測された状況までもオペレータに分かり易く伝達できる。 (10) The system of the present invention is characterized by comprising a plant having equipment for heating continuously supplied raw materials, and the support device described in any one of (1) to (7) above. As a result, even future predicted conditions can be communicated to the operator in an easily understandable manner in a plant where raw materials are continuously supplied.

本発明によれば、製品の品質に関し、現在の製造プロセスの状況だけでなく、将来の予測された状況までもオペレータに分かり易く伝達できる。 The present invention makes it possible to communicate to operators not only the current status of the manufacturing process but also future predicted status regarding product quality in an easy-to-understand manner.

本発明のプロセス管理システムの構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing a configuration of a process management system according to the present invention; 本発明のプロセス管理の支援装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of a process management support device according to the present invention; プロセス管理の支援処理を示すフローチャートである。13 is a flowchart showing a process management support process; ディープラーニングの層構造を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the layer structure of deep learning. 運転結果を示す図である。FIG. キルン電流の予測値および実測値の推移を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the transition of predicted and measured values of kiln current. キルン電流と焼成指標との2軸のxy平面上に過去、現在および予測値をプロットした図である。This is a diagram in which past, present and predicted values are plotted on an xy plane with two axes of kiln current and firing index.

以下に、本発明の実施形態について説明する。 The following describes an embodiment of the present invention.

[プロセス管理システムの構成]
図1は、プロセス管理システム10を示す概略図である。プロセス管理システム10は、プラント100およびプロセス管理の支援装置200を備えている。図1に示す例では、プラント100は、セメント工場内のセメント焼成工程を行う設備である。セメントの製造工程は、原料工程、焼成工程、仕上工程の3つに分けられ、中でも焼成工程は、「粉体」、「粘性流体」、「固体」を同時に扱うことや応答が長く外乱が多いことから、運転には、熟練した技能が必要となる。
[Configuration of the process management system]
Fig. 1 is a schematic diagram showing a process control system 10. The process control system 10 includes a plant 100 and a process control support device 200. In the example shown in Fig. 1, the plant 100 is a facility that performs a cement calcination process in a cement factory. The cement manufacturing process is divided into three processes: a raw material process, a calcination process, and a finishing process. Among them, the calcination process requires skilled operation because it simultaneously handles "powder,""viscousfluid," and "solid," has a long response time, and is subject to many disturbances.

したがって、蓄積されたデータと深層学習を活用し、オペレーションの高度化を図ることには大きな意義がある。本発明はセメントの焼成工程に好適であるが、これに限定されず、セメント原料工程、仕上工程を含め、複数のプロセスデータを見ながら操作する製造工程であれば鉄鋼、化学等でも適用可能である。 Therefore, there is great significance in utilizing accumulated data and deep learning to improve operations. The present invention is suitable for the cement burning process, but is not limited to this, and can also be applied to steel, chemicals, and other manufacturing processes that involve operations while viewing multiple process data, including cement raw material processes and finishing processes.

プロセス管理の支援装置200は、少なくともCPUおよびメモリを有する例えばPCのような装置であり、プラント100からの情報にもとづいてオペレータOPに適した操作を通知する。また、プロセス管理の支援装置200は、オペレータOPからの操作を受け付け、プラント100へその操作を指示する。 The process management support device 200 is a device such as a PC that has at least a CPU and memory, and notifies the operator OP of an appropriate operation based on information from the plant 100. The process management support device 200 also accepts operations from the operator OP and instructs the plant 100 to carry out the operation.

[プラントの構成]
プラント100は、原料送入路110、ニューサスペンションプレヒータ120、ロータリーキルン140、窯前バーナ150、クーラ170および仮焼炉への抽気用のダクト180を有している。以下、セメントの製造工程に沿って、プラント100の構成を説明する。
[Plant configuration]
The plant 100 has a raw material feed line 110, a new suspension preheater 120, a rotary kiln 140, a kiln pre-burner 150, a cooler 170, and a duct 180 for extracting air to the calciner. The configuration of the plant 100 will be described below along the cement manufacturing process.

セメントの中間製品となるクリンカの原料には、主に石灰石、粘土、けい石、鉄原料が含まれる。また、廃プラスチック、廃タイヤ、廃木材または下水汚泥といったリサイクル資源も原料および熱源として利用している。 The raw materials for clinker, an intermediate product of cement production, mainly include limestone, clay, silica stone, and iron raw materials. In addition, recycled resources such as waste plastic, waste tires, waste wood, and sewage sludge are also used as raw materials and heat sources.

原料工程ではセメント品種毎の原料調合と粉砕機による乾燥粉砕が行われる。このような原料は、連続的に焼成工程に送り込まれ、焼成される。このとき、原料は、原料送入路110から送入され、ニューサスペンションプレヒータ120を経てロータリーキルン140を通る過程で焼成されてクリンカとなり、クーラ170へ流れる。 In the raw material process, raw materials are mixed for each cement type and dried and crushed in a crusher. These raw materials are continuously fed to the firing process and fired. At this time, the raw materials are fed through the raw material feed line 110, passed through the new suspension preheater 120, and are fired as they pass through the rotary kiln 140, becoming clinker, which then flows into the cooler 170.

クーラ170では、焼成したクリンカを急冷するとともにその熱を回収し、燃焼用空気として利用することで熱ロス低減を図る熱循環型の工程が実現されている。ガスは、クーラ170で取り込まれた空気であり、ロータリーキルン140、各サイクロン121を通り、誘引ファン123から排出される。原料の送入速度は、原料送入路110の位置で制御されている。 In the cooler 170, the burnt clinker is rapidly cooled and its heat is recovered and used as combustion air, realizing a heat circulation process that reduces heat loss. The gas is air taken in by the cooler 170, passes through the rotary kiln 140 and each cyclone 121, and is discharged from the induction fan 123. The feed speed of the raw materials is controlled by the position of the raw material feed passage 110.

ニューサスペンションプレヒータ120にはサイクロン121、仮焼炉125が含まれ、各サイクロン121ではガスと原料を分離させる。ロータリーキルン140から最下段のサイクロン121に入ったガスは各サイクロン121を通りながら、原料との熱交換を行い、誘引ファン123で系外に排出される。また、排出されたガスは、原料の乾燥や排熱発電に利用される。誘引ファン123の回転数は、制御されている。最上段の4つのサイクロン121のガス温度は、温度センサにより監視されている。仮焼炉125には、バーナが備わっており、炉内の温度は制御されている。 The new suspension preheater 120 includes cyclones 121 and a calciner 125, and each cyclone 121 separates the gas from the raw materials. The gas that enters the lowest cyclone 121 from the rotary kiln 140 exchanges heat with the raw materials as it passes through each cyclone 121, and is discharged outside the system by an induced draft fan 123. The discharged gas is also used to dry the raw materials and generate waste heat. The rotation speed of the induced draft fan 123 is controlled. The gas temperature of the four cyclones 121 at the top is monitored by a temperature sensor. The calciner 125 is equipped with a burner, and the temperature inside the furnace is controlled.

ニューサスペンションプレヒータ120を経てロータリーキルン140に送り込まれた原料は、窯尻143から入り、窯前145まで進みながら1450℃程度の温度まで昇温される。そして、窯尻143におけるO濃度およびNO濃度は監視されている。窯前バーナ150は、ロータリーキルン140の窯前145に設置される。この焼成過程で原料は徐々に化学変化し、水硬性をもった化合物の集まりであり、セメントの中間製品であるクリンカとなり、窯前145から排出される。ロータリーキルン140の電流は監視され、ロータリーキルン140の回転数は制御されている。 The raw materials fed into the rotary kiln 140 through the news suspension preheater 120 enter from the kiln end 143 and are heated to about 1450°C as they proceed to the kiln front 145. The O2 and NOx concentrations at the kiln end 143 are monitored. The kiln front burner 150 is installed at the kiln front 145 of the rotary kiln 140. During this burning process, the raw materials undergo gradual chemical changes, becoming clinker, a collection of hydraulic compounds and an intermediate product of cement, which is discharged from the kiln front 145. The current of the rotary kiln 140 is monitored, and the rotation speed of the rotary kiln 140 is controlled.

キルン内で化合物となったクリンカは、落口148からクーラに入り急冷される。落口148における温度は監視されている。クーラ170から仮焼炉125の間には、クーラから仮焼炉へと抽気するダクト180が設けられており、ダクト180内にはクーラからの抽気量を調整する抽気ダンパ185が設けられている。抽気ダンパ185の開度は、制御されている。また、クーラ170から排出されたクリンカ中のフリーライムは、成分分析により監視されている。仕上工程では、クリンカに石膏、混合材を添加して粉砕機で粉砕することで、最終製品であるセメントになる。 The clinker that has become a compound in the kiln enters the cooler through the drop port 148 and is rapidly cooled. The temperature at the drop port 148 is monitored. Between the cooler 170 and the calciner 125, a duct 180 is provided to extract air from the cooler to the calciner, and an air extraction damper 185 is provided in the duct 180 to adjust the amount of air extracted from the cooler. The opening of the air extraction damper 185 is controlled. The free lime in the clinker discharged from the cooler 170 is monitored by component analysis. In the finishing process, gypsum and admixtures are added to the clinker and it is crushed in a crusher to become the final product, cement.

上記のセメントの焼成工程では、プロセス固有の難しさだけでなく、ひとつの操作が複数に影響を及ぼす、いわゆる干渉系プロセスである。また、リサイクル資源のカロリー変動は大きな外乱であり、近年、オペレーションを一層難しくしている。 The cement burning process mentioned above is not only difficult in itself, but it is also an interference process in which one operation affects multiple processes. Furthermore, fluctuations in the calorie content of recycled resources are a major disturbance, making operations even more difficult in recent years.

セメントの焼成工程では、オペレータにより工程に関わる情報に基づいて、環境、品質、省エネの観点から定められた基準に従った操作が行われる。キルン電流は、オペレータの監視項目の1つであり、これを安定させることがクリンカの生産量や品質の安定化に繋がる。適切なオペレーションを実現するには、プロセスの特性の把握が重要である。また、熟練オペレータは、プロセスの特性を理解しており、状況判断に予測を含んだ先読み操作を行うことができる。これまで、プロセスを物理的・統計的手法でモデリングする取り組みは行われてきたが、リサイクル資源の増加に伴い、モデル化においても普遍性の維持は難しい。これらのことから、現状のキルンオペレーションにおいては、予測に基づくフィードフォワード的な要素は少なく、フィードバック中心のオペレーションを余儀なくされている。このような事情から、本発明のようにディープラーニングを用いた操作支援はセメントの製造工程、特に焼成工程に好適である。なお、以上の例は、好適な一例であり、監視対象や制御対象はプラントに応じて適宜選択されてよい。 In the cement burning process, the operator performs operations based on information related to the process in accordance with standards established from the perspectives of the environment, quality, and energy conservation. The kiln current is one of the items monitored by the operator, and stabilizing it leads to stabilization of the production volume and quality of clinker. To achieve appropriate operation, it is important to understand the characteristics of the process. In addition, experienced operators understand the characteristics of the process and can perform pre-emptive operations that include predictions in their situation judgments. Up until now, efforts have been made to model processes using physical and statistical methods, but with the increase in recycled resources, it is difficult to maintain universality even in modeling. For these reasons, there are few feedforward elements based on predictions in current kiln operations, and feedback-centered operations are unavoidable. For these reasons, operation support using deep learning as in the present invention is suitable for cement manufacturing processes, especially the burning process. Note that the above example is one suitable example, and the monitored and controlled objects may be selected appropriately depending on the plant.

[プロセス管理の支援装置の構成]
図2は、プロセス管理の支援装置200の構成を示すブロック図である。図2に示すように、プロセス管理の支援装置200であって、情報取得部210、記憶部220、学習処理部240、予測値特定部250、表示制御部255、表示部260および操作部270を備えている。図2に示す実線は操作予測のための情報の送受を表し、一点鎖線は学習処理のための情報の送受を表す。
[Configuration of the Process Management Support Device]
Fig. 2 is a block diagram showing the configuration of a process management support device 200. As shown in Fig. 2, the process management support device 200 includes an information acquisition unit 210, a storage unit 220, a learning processing unit 240, a predicted value specification unit 250, a display control unit 255, a display unit 260, and an operation unit 270. The solid lines shown in Fig. 2 represent the transmission and reception of information for operation prediction, and the dashed dotted lines represent the transmission and reception of information for learning processing.

情報取得部210は、リアルタイムで対象プラントにおけるプロセスデータを取得する。取得されたプロセスデータは、教師データとして記憶部220に蓄積され、かつ予測値特定部250に送出される。プロセスデータには、環境または設定を表すものがある。上記のように、記憶部220は、予測値特定部250の学習用に必要なプロセスデータを蓄積する。記憶されたプロセスデータと同じデータを他の手段で用意できるのであれば、記憶部220への蓄積は省略することもできる。 The information acquisition unit 210 acquires process data in the target plant in real time. The acquired process data is stored in the memory unit 220 as teacher data, and is sent to the prediction value identification unit 250. Some process data represents the environment or settings. As described above, the memory unit 220 accumulates process data necessary for learning by the prediction value identification unit 250. If data identical to the stored process data can be prepared by other means, accumulation in the memory unit 220 can be omitted.

プロセスデータは、環境や設定を表す複数種類のデータの集合であり、それぞれが互いに依存する場合にディープラーニング可能な層構造の適用が好ましい。特に、セメントの製造工程では、センシングされた情報だけでなく操作端の入力が、将来における複数のプロセスデータへ影響を及ぼすことがある。このようなオペレータの個々の経験や勘に頼るしかなかったプロセスデータの状況変化の判断、先読み判断について技能の承継が可能になる。 Process data is a collection of multiple types of data that represent the environment and settings, and when these are interdependent, it is preferable to apply a layered structure that enables deep learning. In particular, in the cement manufacturing process, not only sensed information but also input from the operating terminal can affect multiple future process data. This makes it possible to transfer skills in judging changes in process data and making predictive judgments, which previously had to be relied on the individual experience and intuition of operators.

予測値は、将来の環境を表すデータであることが好ましく、何分先の値になるかが、用いられる教師データに応じて決まってもよい。 The predicted value is preferably data representing the future environment, and the number of minutes into the future the value may be determined based on the training data used.

学習処理部240は、記憶部220からプロセスデータと実際の操作の情報を受け取り、予測値特定部250から予測値を受け取る。そして、実側値と予測値とから評価規範(後述)を最小化させるように学習し、層構造の隠れ層を構成する情報を更新する。このようにして、プラント100における過去のプロセスデータを教師データとして予測値特定部250に学習させる。 The learning processing unit 240 receives process data and information on actual operations from the memory unit 220, and receives predicted values from the predicted value identification unit 250. It then learns to minimize an evaluation criterion (described below) from the actual values and predicted values, and updates the information that constitutes the hidden layer of the layered structure. In this way, the predicted value identification unit 250 learns from past process data in the plant 100 as teacher data.

予測値特定部250は、取得されたプロセスデータに対して、ディープラーニングの層構造を用いて予測値を特定する。これにより、オペレータに経験や勘等などの技能が無くても熟練したオペレータと同様の先読み判断によるプロセス管理が可能になる。 The predicted value identification unit 250 identifies a predicted value for the acquired process data using a deep learning layer structure. This enables an operator without experience, intuition, or other skills to manage the process with the same foresight judgment as an experienced operator.

表示制御部255は、製品の品質に関連する所定の基準の表示に重ねて、取得されたプロセスデータのうちの所定のパラメータ、およびその予測値を表示することで、プロセスデータの変化を促すべき方向性を示す。これにより、製品の品質に関し、現在の製造プロセスの状況だけでなく、将来の予測された状況までもオペレータに分かり易く伝達できる。そして、オペレータは製造プロセスの改善のために、提供された情報を操作に活かすことができる。 The display control unit 255 indicates the direction in which changes to the process data should be encouraged by displaying specific parameters from the acquired process data and their predicted values overlaid on the display of specific criteria related to product quality. This makes it possible to clearly communicate to the operator not only the current state of the manufacturing process with respect to product quality, but also the predicted future state. The operator can then utilize the provided information in their operations to improve the manufacturing process.

その場合、プロセスデータのうちの特定の2種類のデータで形成されたxy軸によるxy平面上に、所定の基準、取得されたプロセスデータおよび予測値を表示することが好ましい。これにより、プロセスデータが向かおうとする方向性を直感的に分かり易く表示できる。 In this case, it is preferable to display a predetermined standard, the acquired process data, and the predicted value on an xy plane with xy axes formed by two specific types of process data. This makes it possible to intuitively and easily display the direction in which the process data is heading.

所定の基準としては、例えば、製品の品質をxy平面上に別のパラメータを用いて3次元表示することが好ましい。これにより、どのような条件で操作すると製品の品質を維持できるかをオペレータに直感的に伝達できる。なお、そのような3次元表示の一例は、後述する。 As a predetermined standard, for example, it is preferable to display the product quality three-dimensionally on an xy plane using another parameter. This makes it possible to intuitively communicate to the operator what operating conditions are necessary to maintain the product quality. An example of such a three-dimensional display will be described later.

所定の基準は、指定されたxy平面上の線分で閉じられた図形であり、変化を促すべき方向性は図形の中央に向かう方向性であることが好ましい。これにより、変化を促す方向性に加えてどの程度の変化を促すべきかについても表示できる。 The specified standard is a figure enclosed by line segments on a specified xy plane, and the direction in which the change should be encouraged is preferably a direction toward the center of the figure. This makes it possible to display not only the direction in which the change should be encouraged, but also the degree of change that should be encouraged.

所定の基準は、蓄積されたデータセットに基づいて決まり、特定の2種類のデータに対する製品の品質であることが好ましい。これにより、特定の管理項目に関し、過去のプロセスデータから得られる妥当な基準を表示できる。 The predetermined criteria are determined based on accumulated data sets and are preferably product quality for two specific types of data. This allows for the display of reasonable criteria obtained from past process data for a specific control item.

また、取得されたプロセスデータの所定のパラメータとしては、1周期前のデータと直近のデータとを表示することが好ましい。これにより、過去のデータ、現在のデータおよび予測値を並べて、将来データが向かう方向性を明確に表示できる。 In addition, it is preferable to display the data from one cycle ago and the most recent data as a specified parameter of the acquired process data. This allows past data, current data, and predicted values to be displayed side by side, making it possible to clearly display the direction in which future data is heading.

表示部260は、例えばディスプレイ等の出力装置や出力回路を含む構成であり、特定された予測値を表示する。操作部270は、キーボード、マウス等の入力装置や入力回路を含む構成であり、オペレータOPによる操作を受け付け、プラント100へその操作を指示する。 The display unit 260 includes an output device such as a display and an output circuit, and displays the identified predicted value. The operation unit 270 includes an input device such as a keyboard and a mouse and an input circuit, and receives operations by the operator OP and instructs the plant 100 to perform the operations.

[プロセス管理の支援装置の動作]
上記のように構成されたプロセス管理の支援装置200の動作を説明する。図3は、プロセス管理の支援処理を示すフローチャートである。図3に示すように、まず、リアルタイムでプロセスデータを取得し(ステップS1)、ディープラーニングの層構造を用いて予測値を特定する(ステップS2)。
[Operation of the Process Management Support Device]
The operation of the process management support device 200 configured as above will be described. Fig. 3 is a flowchart showing the process management support process. As shown in Fig. 3, first, process data is acquired in real time (step S1), and a predicted value is identified using a layer structure of deep learning (step S2).

予測値には、将来の状態を示すデータおよび計測値が含まれる。計測値には、例えばセメント製造工程におけるキルン電流が含まれる。そして、製品の品質に関連する所定の基準に対し特定の2軸によるxy平面上に現在値および予測値を表示する(ステップS3)。現在値、予測値は、例えば、キルン電流および焼成指標のようにプロセスデータのうちの所定のパラメータで表される。上記の表示により、オペレータOPに将来にわたるプロセスデータの推移とプロセスデータの変化を促すべき方向性が伝わる。オペレータOPは、伝えられた情報を参照し、プロセス管理の支援装置200に操作を入力し、プロセス管理の支援装置200は、受け付けた操作をプラント100に指示する(ステップS4)。このようにして、プロセス管理が支援され、熟練者以外でも容易に操作可能になる。 The predicted values include data and measured values indicating future states. The measured values include, for example, kiln current in a cement manufacturing process. Then, the current values and predicted values are displayed on an xy plane with two specific axes for a predetermined standard related to the quality of the product (step S3). The current values and predicted values are expressed by predetermined parameters of the process data, such as the kiln current and the firing index. The above display conveys to the operator OP the future trends in the process data and the direction in which the process data should be changed. The operator OP refers to the transmitted information and inputs operations to the process management support device 200, and the process management support device 200 instructs the plant 100 on the accepted operations (step S4). In this way, process management is supported, and even non-experts can easily operate the system.

次に、学習処理の動作を説明する。学習は、実側値と予測値とからディープラーニングの層構造を更新することで行う。具体的には、ディープラーニングの層構造内の重みを調整する。基本的に1年分または2年分のように期間のデータに対して反復学習を行うが、逐次学習を行ってもよい。なお、現在の計測値と予測しようとする計測値との関係を学習させるために、予測しようとする計測値の実測値のデータの全体を過去に向けて所定時間分シフトさせることが好ましい。 Next, the operation of the learning process will be described. Learning is performed by updating the deep learning layer structure from the actual values and predicted values. Specifically, the weights within the deep learning layer structure are adjusted. Basically, iterative learning is performed on data for a period such as one or two years, but sequential learning may also be performed. Note that in order to learn the relationship between the current measurement value and the measurement value to be predicted, it is preferable to shift the entire data of the actual measurement value of the measurement value to be predicted by a predetermined amount of time toward the past.

上記の例では、セメントを製品とするセメント工場を対象としているが、それ以外であっても、例えばプラントが連続的に供給される原料を加熱する設備を含み、プロセスデータは、その設備の温度を含み、操作端の設定値は、その設備内への原料または燃料の送入速度を含むような場合には、上記の装置は好適である。 In the above example, the target is a cement factory that produces cement as a product, but the above device is also suitable in other cases, for example, when the plant includes equipment that heats a continuously supplied supply of raw materials, the process data includes the temperature of the equipment, and the set value of the control terminal includes the feed rate of raw materials or fuel into the equipment.

すなわち、連続運転される設備(例えば炉)の温度は多数の因子により決まり、設備内への原料または燃料の送入速度は、設備内の状態へ様々な影響を及ぼす。このような複雑に要素が関係し合うプロセス管理においては、上記のようなニューラルネットワークを利用した支援装置が有効である。 In other words, the temperature of a continuously operating facility (such as a furnace) is determined by many factors, and the rate at which raw materials or fuel are fed into the facility has a variety of effects on the conditions within the facility. In process management where such complex interactions between elements occur, support devices that use neural networks like those described above are effective.

[ディープラーニングの層構造]
次に、ディープラーニングの層構造について説明する。図4は、ディープラーニングの層構造を示す図である。
[Layer structure of deep learning]
Next, the layer structure of deep learning will be described. Fig. 4 is a diagram showing the layer structure of deep learning.

ディープラーニングは、入力層と出力層の間に複数の隠れ層を有している。ニューラルネットワークと類似の層構造を持つが、隠れ層の各ノードが持つ特徴量の習得の手続きがニューラルネットワークとは異なっている。ニューラルネットワークでは逆誤差伝播法により隠れ層等の学習を行うが、ディープラーニングでは隠れ層の入出力が一致(オートエンコーダ)するように学習する。 Deep learning has multiple hidden layers between the input layer and output layer. It has a similar layer structure to a neural network, but the procedure for acquiring the features of each node in the hidden layer differs from that of a neural network. In a neural network, hidden layers are trained using backpropagation, but deep learning trains so that the input and output of the hidden layers match (autoencoder).

オートエンコーダは、例えば、式(1)によって示される評価規範を最小化するように学習を行うことができる。評価規範では、MSE(Mean Square Error)の最小化に加えて、オートエンコーダの重みへの制約とスパース性に制約を与える項を設ける。ここで、xおよびハット記号付きxは予測対象の実測値と予測値、変数Nは観測例の数、Dは変数の数を示す。

Figure 0007518591000001
For example, the autoencoder can be trained to minimize the evaluation criterion shown in formula (1). In the evaluation criterion, in addition to minimizing the Mean Square Error (MSE), a term is provided that constrains the weights of the autoencoder and the sparsity. Here, x and x with a hat symbol represent the actual measured value and predicted value of the prediction target, the variable N represents the number of observation examples, and D represents the number of variables.
Figure 0007518591000001

式(1)のΩ_weights項は式(2)で示されるL2正則化項であり、評価規範への導入により過学習の抑制を図ることができる。ここで、Lは隠れ層数、wは荷重を示す。

Figure 0007518591000002
The Ω_weights term in formula (1) is an L2 regularization term shown in formula (2), and overlearning can be suppressed by introducing it into the evaluation criterion, where L is the number of hidden layers and w is the weight.
Figure 0007518591000002

また、式(1)のΩ_sparsity項は式(3)で示されるスパース正則化項である。この項を評価規範に導入することで、隠れ層のスパース性を高めることができる。ρおよびハット記号付きρは、各素子の出力目標値と活性化した出力値を示す。

Figure 0007518591000003
In addition, the Ω_sparsity term in formula (1) is a sparse regularization term shown in formula (3). By introducing this term into the evaluation criterion, the sparsity of the hidden layer can be increased. ρ and ρ with a hat symbol indicate the output target value and the activated output value of each element.
Figure 0007518591000003

[実施例]
実際に、セメント工場において、蓄積されたデータを活用し、ディープラーニングの層構造を用いたシステムで、リアルタイムにキルン電流と焼成指標の予測値を出力した。用いられるプロセスデータとして、仮焼炉温度、窯前粉炭の供給速度、キルン回転数、原料の送入速度、誘引ファン回転数、抽気ダンパ開度、キルン電流、各サイクロンのガス温度と原料温度、落口クリンカ温度、窯尻O濃度、窯尻NOx濃度、クリンカ中のフリーライム等の入力データ(計測値)、仮焼炉温度制御、窯前粉炭の供給速度、キルン回転数、原料の送入速度、誘引ファン回転数、抽気ダンパ開度等の入力データ(設定値)が挙げられる。実施例において過去のプロセスデータが学習時に使用された。なお、実装したディープラーニングの層構造における入力変数は183、隠れ層数は3、出力変数は1である。
[Example]
In fact, in a cement factory, the accumulated data was utilized, and a system using a deep learning layer structure was used to output the predicted values of the kiln current and the firing index in real time. The process data used includes input data (measured values) such as the calciner temperature, the supply rate of the pulverized coal before the kiln, the kiln rotation speed, the feed rate of the raw material, the induction fan rotation speed, the extraction damper opening, the kiln current, the gas temperature and the raw material temperature of each cyclone, the drop-out clinker temperature, the kiln end O2 concentration, the kiln end NOx concentration, and the free lime in the clinker, as well as input data (set values) such as the calciner temperature control, the supply rate of the pulverized coal before the kiln, the kiln rotation speed, the feed rate of the raw material, the induction fan rotation speed, and the extraction damper opening. In the embodiment, past process data was used during learning. In addition, the input variables in the implemented deep learning layer structure are 183, the number of hidden layers is 3, and the output variable is 1.

学習用データとして、2017~18年度の2年分のデータを用意し、2017年度データのみ、2018年度データのみ、2017~18年度データの3つのパターンで学習を行った。それらを2019年度のある期間データに対して適用し、検証を行った。以下に前処理、評価方法、検証結果を説明する。なお、学習用データには様々な運転状況が含まれていることが望ましいが、スパイク信号等、学習に影響すると思われる値は不要と判断し、各プロセス値から除いた。 Two years' worth of data from 2017 to 2018 were prepared as learning data, and learning was performed in three patterns: 2017 data only, 2018 data only, and 2017-18 data. These were then applied to a period of data in 2019 and verification was performed. The preprocessing, evaluation method, and verification results are explained below. Note that while it is desirable for learning data to include a variety of operating conditions, spike signals and other values that are thought to affect learning were deemed unnecessary and were removed from each process value.

予測値と実測値のサンプルに対して相互相関係数Rが最大となるLAGを予測の先行度とし、その時の決定係数Rを求めた。LAGは、実測値のデータのシフト量を指す。ここではLAGがマイナスになると先行を意味する。なお、サンプリング周期は、1点/分であり、サンプル点数は、4320点(1440点/日×3日)であり、サンプル期間数は10期間であった。 The LAG at which the cross-correlation coefficient R for the predicted value and the actual measured value samples is maximized was determined as the prediction lead, and the coefficient of determination R2 at that time was calculated. LAG refers to the amount of shift in the actual measured value data. Here, a negative LAG means a lead. The sampling period was 1 point/min, the number of sample points was 4320 points (1440 points/day x 3 days), and the number of sample periods was 10 periods.

以上のような評価方法にて検証した。図5は、運転結果を示す図である。2017年度、2018年度のそれぞれ1年分で学習した結果、サンプル期間によって予測できる場合、予測できない場合が混在し、安定性に欠ける結果となった。これに対して、2017年度から2018年度の2年分を学習した結果は、すべてのサンプル期間において平均して16分先行する性能が得られ、様々な運転状況にも対応できた。このことから、ディープラーニングを使いこなすには、データの質とともにその量も重要であることが分かった。 The above evaluation method was used for verification. Figure 5 shows the driving results. As a result of learning using one year's worth of data from 2017 and 2018, there were cases where predictions were possible and cases where they were not possible depending on the sample period, resulting in a lack of stability. In contrast, the result of learning using two years' worth of data from 2017 to 2018 showed a performance that was 16 minutes ahead on average in all sample periods and was able to handle a variety of driving situations. This shows that in order to make full use of deep learning, the quantity of data as well as the quality of data are important.

良好な結果が得られた2017~18年度の2年分を学習したものを実機に適用し、キルン電流をリアルタイムに予測した。プロセスデータから将来のキルン電流と焼成指標を出力する特徴量を抽出し、入力データに基づいて将来のキルン電流を出力(予測)した。図6は、キルン電流の予測値および実測値の推移を示す図である。図6に示すように、キルン電流の実測値に対し、予測値が先行していることが分かる。実機においても検証結果と同様の精度を確認した。 The two years of learning from 2017-18, when good results were obtained, were then applied to the actual machine to predict kiln current in real time. Features that output future kiln current and firing index were extracted from the process data, and future kiln current was output (predicted) based on the input data. Figure 6 shows the trends in predicted and actual measured values of kiln current. As shown in Figure 6, it can be seen that the predicted value is ahead of the actual measured value of kiln current. The same accuracy as the verification results was confirmed in the actual machine.

オペレータに先行アクションを促すために、キルン電流の予測値をそのままトレンド表示するだけではなく、その他の焼成指標をキルン電流と同様に学習して予測し、キルン電流とその他焼成指標の予測値と品質指標をリンクした形に置き換えることも可能である。図7は、キルン電流と焼成指標との2軸のxy平面上に過去、現在および予測値をプロットした図である。図では、それぞれの指標の関連性(等高線)をビジュアルに表示されており、さらに2軸のxy平面上に過去、現在の実測値および予測値がプロットされている。これにより、運転状況の変化や目標範囲を一目で把握することが可能となる。 To encourage operators to take proactive action, it is possible not only to display the predicted value of kiln current as a trend, but also to learn and predict other firing indicators in the same way as the kiln current, and to replace them with a form that links the predicted values of kiln current and other firing indicators with quality indicators. Figure 7 is a diagram in which past, current, and predicted values are plotted on a two-axis xy plane of kiln current and firing indicators. The diagram visually displays the relationship (contour lines) between each indicator, and also plots past and current actual values and predicted values on a two-axis xy plane. This makes it possible to grasp changes in operating conditions and target ranges at a glance.

図7に示すように、現在のキルン電流と焼成指標とそれらの予測値を二重丸と星印で表すことで今後の推移が分かる。また、過去(1周期前(例えば5分前))のキルン電流と焼成指標も表示することでさらに傾向が分かり易くなる。 As shown in Figure 7, the current kiln current and firing index and their predicted values are represented by double circles and stars, allowing you to see future trends. In addition, the kiln current and firing index from the past (one cycle ago, for example, five minutes ago) can also be displayed to make the trend even easier to understand.

図7に示す例では、プロセスデータのうちの特定の2種類のデータ(キルン電流と焼成指標)で形成されたxy軸によるxy平面製品の品質をxy平面上に濃淡で3次元表示している。この品質表示C1~C6は、蓄積されたデータセットに基づいて決まり、特定の管理項目に関し、過去のプロセスデータから得られる妥当な基準となっている。品質表示C1~C2は、十分に焼成されているが、焼成しすぎており熱量が浪費されている状態を示している。品質表示C5~C6は、焼成が不十分である状態を示している。キルン電流と焼成指標とを、品質表示C3~C4の領域に維持すべきであることを示すことができる。 In the example shown in Figure 7, the quality of the xy-plane product is displayed three-dimensionally in shades on the xy-plane with the xy axes formed by two specific types of process data (kiln current and firing index). These quality indications C1 to C6 are determined based on accumulated data sets and are appropriate standards obtained from past process data for specific management items. Quality indications C1 to C2 indicate a state where the product is sufficiently fired, but is fired too much and heat is being wasted. Quality indications C5 to C6 indicate a state where the firing is insufficient. It can be shown that the kiln current and firing index should be maintained in the range of quality indications C3 to C4.

品質の表示は、濃淡以外に、色分けで表示してもよいし、z軸上に品質を表示し、xyz空間を斜めから見た図にしてもよい。このように表示することで、どのようにキルン電流と焼成指標を制御すると製品の品質を維持できるかをオペレータに直感的に伝達できる。なお、焼成指標としては、焼成工程の温度、圧力、ガス分析値などの焼成状況によって変化する計測値、並びにプレヒータやキルンが保有する熱量などを計算した値が挙げられる。 In addition to shading, quality can also be displayed using different colors, or quality can be displayed on the z-axis, with the xyz space viewed from an angle. Displaying it in this way makes it possible to intuitively communicate to the operator how to control the kiln current and firing indicators to maintain product quality. Firing indicators include measured values that change depending on the firing conditions, such as the temperature, pressure, and gas analysis values during the firing process, as well as calculated values such as the amount of heat held by the preheater and kiln.

所定の基準は、指定されたxy平面上の線分で閉じられた図形であってもよい。図7に示す例では、正方形の枠が示されている。この正方形の中央に向かうようにキルン電流と焼成指標を変化させることで製品の品質を維持できる。 The predetermined criterion may be a closed figure formed by line segments on a specified xy plane. In the example shown in Figure 7, a square frame is shown. Product quality can be maintained by changing the kiln current and firing index so that the product moves toward the center of the square.

10 プロセス管理システム
100 プラント
110 原料送入路
120 ニューサスペンションプレヒータ
121 サイクロン
123 誘引ファン
125 仮焼炉
140 ロータリーキルン
143 窯尻
145 窯前
148 落口
150 窯前バーナ
170 クーラ
180 ダクト
185 抽気ダンパ
200 支援装置
210 情報取得部
220 記憶部
240 学習処理部
250 予測値特定部
255 表示制御部
260 表示部
270 操作部
OP オペレータ
C1~C6 品質表示
10 Process management system 100 Plant 110 Raw material inlet 120 New suspension preheater 121 Cyclone 123 Induction fan 125 Calciner 140 Rotary kiln 143 Kiln butt 145 Kiln front 148 Drop opening 150 Kiln front burner 170 Cooler 180 Duct 185 Extraction damper 200 Support device 210 Information acquisition unit 220 Memory unit 240 Learning processing unit 250 Prediction value identification unit 255 Display control unit 260 Display unit 270 Operation unit OP Operators C1 to C6 Quality display

Claims (8)

製品製造プラントにおけるプロセス管理の支援装置であって、
リアルタイムで対象プラントにおける環境または設定を表すプロセスデータを取得する情報取得部と、
前記プロセスデータの蓄積されたデータセットによりディープラーニングさせた層構造を用いて、前記取得されたプロセスデータのうちの所定のパラメータに対して、予測値を特定する予測値特定部と、
製品の品質に関連する所定の基準の表示に重ねて、前記取得されたプロセスデータのうちの所定のパラメータおよび前記予測値を表示することで、前記所定のパラメータの変化を促すべき方向性を示す表示制御部と、を備え
2種類の前記所定のパラメータで形成されたxy軸によるxy平面上に、前記所定の基準、前記取得されたプロセスデータのうちの所定のパラメータおよび前記予測値を表示し、
前記所定の基準として、前記xy平面上の閉じられた図形の中央を、製品の品質を維持すべき領域の中央にするようにxy範囲を調整することで、前記変化を促すべき方向性を前記図形の中央に向かう方向性とすることを特徴とする支援装置。
A support device for process management in a product manufacturing plant, comprising:
an information acquisition unit that acquires process data representing an environment or setting in a target plant in real time;
a prediction value specifying unit that specifies a prediction value for a predetermined parameter of the acquired process data by using a layer structure that is deep-learned using an accumulated data set of the process data;
a display control unit that displays a predetermined parameter and the predicted value of the acquired process data superimposed on a display of a predetermined standard related to product quality, thereby indicating a direction in which the predetermined parameter should be changed ;
displaying the predetermined criterion, a predetermined parameter of the acquired process data, and the predicted value on an xy plane defined by xy axes formed by the two types of the predetermined parameters;
An assistance device characterized in that, as the specified standard, the xy range is adjusted so that the center of a closed figure on the xy plane is the center of the area in which product quality should be maintained, thereby setting the direction in which the change should be promoted to be a direction toward the center of the figure .
前記所定の基準は、前記蓄積されたデータセットに基づいて決まり、前記所定のパラメータに対する製品の品質であることを特徴とする請求項記載の支援装置。 2. The apparatus of claim 1 , wherein the predetermined criteria is determined based on the accumulated data set and is a quality of the product relative to the predetermined parameters. 前記表示制御部は、前記所定の基準として、製品の品質を前記xy平面上に表示したものであることを特徴とする請求項記載の支援装置。 3. The support device according to claim 2 , wherein the display control unit displays, as the predetermined criterion, product quality on the xy plane. 前記製品は、セメントの中間製品となるクリンカであり、
前記所定のパラメータは、焼成工程における焼成指標およびキルン電流であることを特徴とする請求項から請求項のいずれかに記載の支援装置。
The product is clinker, which is an intermediate product of cement,
4. The support device according to claim 1 , wherein the predetermined parameters are a firing index and a kiln current in the firing process.
前記表示制御部は、前記所定のパラメータとして少なくとも1周期以上前の前記プロセスデータの一つおよび直近の前記プロセスデータのそれぞれの所定のパラメータを表示することを特徴とする請求項1から請求項のいずれかに記載の支援装置。 5. The support device according to claim 1, wherein the display control unit displays, as the predetermined parameters, predetermined parameters of at least one of the process data from one period earlier and the most recent process data. 製品製造プラントにおけるプロセス管理の支援方法であって、
リアルタイムで対象プラントにおける環境または設定を表すプロセスデータを取得するステップと、
前記プロセスデータの蓄積されたデータセットによりディープラーニングさせた層構造を用いて、前記取得されたプロセスデータのうちの所定のパラメータに対して、予測値を特定するステップと、
製品の品質に関連する所定の基準の表示に重ねて、前記取得されたプロセスデータのうちの所定のパラメータおよび前記予測値を表示することで、前記所定のパラメータの変化を促すべき方向性を示すステップと、を含み、
2種類の前記所定のパラメータで形成されたxy軸によるxy平面上に、前記所定の基準、前記取得されたプロセスデータのうちの所定のパラメータおよび前記予測値を表示し、
前記所定の基準として、前記xy平面上の閉じられた図形の中央を、製品の品質を維持すべき領域の中央にするようにxy範囲を調整することで、前記変化を促すべき方向性を前記図形の中央に向かう方向性とすることを特徴とする支援方法。
A method for supporting process management in a product manufacturing plant, comprising:
acquiring process data representative of an environment or setting in a target plant in real time;
identifying predicted values for predetermined parameters of the acquired process data using a layer structure that is deep-learned using the accumulated data set of the process data;
and displaying a predetermined parameter and the predicted value of the acquired process data superimposed on a display of a predetermined criterion related to product quality, thereby indicating a direction in which a change in the predetermined parameter should be promoted ;
displaying the predetermined criterion, a predetermined parameter of the acquired process data, and the predicted value on an xy plane defined by xy axes formed by the two types of the predetermined parameters;
The support method is characterized in that the direction in which the change should be promoted is a direction toward the center of the figure by adjusting the xy range so that the center of the closed figure on the xy plane is the center of the area in which product quality should be maintained as the specified standard .
製品製造プラントにおけるプロセス管理の支援プログラムであって、
リアルタイムで対象プラントにおける環境または設定を表すプロセスデータを取得する処理と、
前記プロセスデータの蓄積されたデータセットによりディープラーニングさせた層構造を用いて、前記取得されたプロセスデータのうちの所定のパラメータに対して、予測値を特定する処理と、
製品の品質に関連する所定の基準の表示に重ねて、前記取得されたプロセスデータのう
ちの所定のパラメータおよび前記予測値を表示することで、前記所定のパラメータの変化を促すべき方向性を示す処理と、をコンピュータに実行させ
2種類の前記所定のパラメータで形成されたxy軸によるxy平面上に、前記所定の基準、前記取得されたプロセスデータのうちの所定のパラメータおよび前記予測値を表示し、
前記所定の基準として、前記xy平面上の閉じられた図形の中央を、製品の品質を維持すべき領域の中央にするようにxy範囲を調整することで、前記変化を促すべき方向性を前記図形の中央に向かう方向性とすることを特徴とする支援プログラム。
A support program for process management in a product manufacturing plant, comprising:
acquiring process data representative of an environment or setting in a target plant in real time;
identifying a predicted value for a predetermined parameter of the acquired process data using a layer structure that is deep-learned using an accumulated data set of the process data;
a process of displaying a predetermined parameter and the predicted value of the acquired process data superimposed on a display of a predetermined standard related to product quality, thereby indicating a direction in which the predetermined parameter should be changed ;
displaying the predetermined criterion, a predetermined parameter of the acquired process data, and the predicted value on an xy plane defined by xy axes formed by the two types of the predetermined parameters;
An assistance program characterized by adjusting the xy range so that the center of a closed figure on the xy plane is the center of an area in which product quality should be maintained as the specified standard, thereby setting the direction in which the change should be promoted to a direction toward the center of the figure .
連続的に供給される原料を加熱する設備を有するプラントと、
請求項1から請求項のいずれかに記載の支援装置と、を備えることを特徴とするシステム。
A plant having a facility for heating a continuously supplied raw material;
A system comprising: a support device according to any one of claims 1 to 5 .
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