本發(fā)明涉及一種車間性能評價裝置、車間性能評價系統(tǒng)及車間性能評價方法，特別地，涉及一種能夠掌握車間中的當前的過程單元的狀態(tài)、并與車間設計時或者車間運轉過程中的過去的過程單元的狀態(tài)進行比較的車間性能評價裝置、車間性能評價系統(tǒng)及車間性能評價方法。

本申請基于2016年2月5日在日本申請的特愿2016-021116號并要求優(yōu)先權，并在這里引用其內容。

背景技術：

車間會因為隨時間變化等而導致設備性能發(fā)生變化，因此為了發(fā)揮運作之初的設計性能，在使用期間大致30年的期間需要進行修改工程。然而，有時無法掌握在構成車間的多個過程單元之中的哪個部分發(fā)生劣化而影響到車間的性能降低，無法判斷對車間的哪個部分進行修改工程才能發(fā)揮運作之初的設計性能。

另外，不只要求使車間的性能恢復到運作之初的設計性能，有時在使用期間之間還要求車間的設備增強、加入最新功能的過程單元。在該情況下，必須與當前的車間的狀態(tài)相結合地研究需要進行怎樣的設備改造。因此，需要掌握車間的狀態(tài)與運作之初相比變化了多少。

例如，在日本專利第2723316號公報中，公開了一種對發(fā)電車間進行性能診斷的裝置。在該裝置中，首先，在恒定期間內對發(fā)電車間充分穩(wěn)定時的測量數(shù)據(jù)進行收集，使用這些測量數(shù)據(jù)的平均值而計算效率值。接下來，該裝置通過將計算出的效率值與預先設定的基準值進行比較，由此進行發(fā)電車間的性能評價。在如該發(fā)電車間這樣限定了其使用目的的情況下，性能評價是比較容易的。然而，在如制造多種化學產品的化學車間那樣具有廣泛的使用目的的車間中，無法單純地進行性能評價。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個方式提供一種能夠掌握車間中的當前的過程單元的狀態(tài)、并與車間設計時或者車間運轉過程中的過去的過程單元的狀態(tài)進行比較的車間性能評價裝置、車間性能評價系統(tǒng)及車間性能評價方法。

本發(fā)明的一個方式的車間性能評價裝置可以具有：第1存儲部，其對第1靜態(tài)模型進行存儲，該第1靜態(tài)模型表示車間的第1穩(wěn)定狀態(tài)的模型；第2存儲部，其對第1動態(tài)模型進行存儲，該第1動態(tài)模型表示所述車間的動態(tài)狀態(tài)的模型；模型變換部，其將所述第1動態(tài)模型變換成表示所述車間的第2穩(wěn)定狀態(tài)的模型的第2靜態(tài)模型，并將所述第2靜態(tài)模型存儲至所述第1存儲部，所述第1穩(wěn)定狀態(tài)表示與所述第2穩(wěn)定狀態(tài)相比時間上靠前的所述車間的穩(wěn)定狀態(tài)；對比部，其將在所述第1靜態(tài)模型中包含的參數(shù)與在所述第2靜態(tài)模型中包含的參數(shù)進行對比，將對比結果輸出；以及顯示部，其對從所述對比部輸出的所述對比結果進行顯示。

上述的車間性能評價裝置可以還具有運轉條件等值化部，該運轉條件等值化部將所述第1靜態(tài)模型的運轉條件與所述第2靜態(tài)模型的運轉條件等值化。所述對比部可以將由所述運轉條件等值化部等值化后的所述第1靜態(tài)模型與所述第2靜態(tài)模型進行對比。

在上述的車間性能評價裝置中，所述模型變換部可以通過將在所述第1動態(tài)模型中包含的具有時間依賴性的參數(shù)設為無效，從而將所述第1動態(tài)模型變換成所述第2靜態(tài)模型。

在上述的車間性能評價裝置中，所述第1靜態(tài)模型可以是在所述車間的設計時制作的模型。

上述的車間性能評價裝置可以還具有動態(tài)模擬器，該動態(tài)模擬器使用所述第1動態(tài)模型，進行所述車間的動態(tài)狀態(tài)下的動作的模擬。

上述的車間性能評價裝置可以還具有跟蹤模擬器，該跟蹤模擬器使用所述第1動態(tài)模型而進行所述車間的動態(tài)狀態(tài)下的動作的模擬，基于模擬結果，對在所述第1動態(tài)模型中包含的參數(shù)進行調節(jié)。

在上述的車間性能評價裝置中，所述對比部可以將在所述第1靜態(tài)模型中包含的參數(shù)與在所述第2靜態(tài)模型中包含的參數(shù)進行對比，提取存在差值的參數(shù)。

在上述的車間性能評價裝置中，所述模型變換部可以將所述第1靜態(tài)模型進行變換，制作所述第1動態(tài)模型。

在上述的車間性能評價裝置中，所述運轉條件等值化部可以使所述第1靜態(tài)模型的運轉條件與所述第2靜態(tài)模型的運轉條件一致。

在上述的車間性能評價裝置中，所述運轉條件等值化部可以使所述第2靜態(tài)模型的運轉條件與所述第1靜態(tài)模型的運轉條件一致。

在上述的車間性能評價裝置中，所述第1靜態(tài)模型可以是在所述車間的運轉時制作的模型。

在上述的車間性能評價裝置中，所述模型變換部可以基于所述第1靜態(tài)模型和在所述車間中包含的過程單元的變更履歷信息，將所述第1靜態(tài)模型變換成所述第1動態(tài)模型。

本發(fā)明的一個方式的車間性能評價系統(tǒng)可以具有：車間性能評價裝置；第1數(shù)據(jù)庫，其對在車間中包含的過程單元的運轉條件及過程值進行存儲；以及第2數(shù)據(jù)庫，其對所述過程單元的變更履歷信息進行存儲，該車間性能評價裝置具有：第1存儲部，其對第1靜態(tài)模型進行存儲，該第1靜態(tài)模型表示所述車間的第1穩(wěn)定狀態(tài)的模型；第2存儲部，其對第1動態(tài)模型進行存儲，該第1動態(tài)模型表示所述車間的動態(tài)狀態(tài)的模型；模型變換部，其將所述第1動態(tài)模型變換成表示所述車間的第2穩(wěn)定狀態(tài)的模型的第2靜態(tài)模型，并將所述第2靜態(tài)模型存儲至所述第1存儲部，所述第1穩(wěn)定狀態(tài)表示與所述第2穩(wěn)定狀態(tài)相比時間上靠前的所述車間的穩(wěn)定狀態(tài)；對比部，其將在所述第1靜態(tài)模型中包含的參數(shù)與在所述第2靜態(tài)模型中包含的參數(shù)進行對比，將對比結果輸出；以及顯示部，其對從所述對比部輸出的所述對比結果進行顯示。

本發(fā)明的一個方式的車間性能評價方法可以包含下述內容，即：將表示車間的動態(tài)狀態(tài)的模型的第1動態(tài)模型，變換成表示所述車間的第1穩(wěn)定狀態(tài)的模型的第1靜態(tài)模型；將在所述第1靜態(tài)模型中包含的參數(shù)與在表示所述車間的第2穩(wěn)定狀態(tài)的模型的第2靜態(tài)模型中包含的參數(shù)進行對比而輸出對比結果，其中，所述第2穩(wěn)定狀態(tài)表示與所述第1穩(wěn)定狀態(tài)相比時間上靠前的所述車間的穩(wěn)定狀態(tài)，將所述對比結果進行輸出；以及將所述對比結果進行顯示。

發(fā)明的效果

本發(fā)明的一個方式的車間性能評價裝置、車間性能評價系統(tǒng)及車間性能評價方法能夠掌握車間中的當前的過程單元的狀態(tài)，并與車間設計時或者車間運轉過程中的過去的過程單元的狀態(tài)進行比較。另外，能夠提供在對車間的保養(yǎng)及設備改造進行研究時的材料。

附圖說明

圖1是表示第1實施方式中的車間性能評價系統(tǒng)的一個例子的框圖。

圖2是表示第1實施方式中的車間的一個例子的圖。

圖3是表示第1實施方式中的車間性能評價裝置的處理流程的一個例子的流程圖。

圖4是表示第1實施方式中的對比列表的一個例子的圖。

圖5是表示第1實施方式中的與建模對象對應的輸入、輸出、外部要因以及內部要素之間的關系的一個例子的圖。

圖6是表示第1實施方式中的將動態(tài)模型變換成靜態(tài)模型的處理的一個例子的流程圖。

圖7是表示第1實施方式中的作為建模對象的熱交換器的一個例子的圖。

圖8是表示第2實施方式中的車間性能評價裝置的處理流程的一個例子的流程圖。

圖9是表示第3實施方式中的車間性能評價系統(tǒng)的一個例子的框圖。

圖10是表示第3實施方式中的車間性能評價裝置的處理流程的一個例子的流程圖。

圖11是表示第3實施方式中的圖7所示的熱交換器運轉時的綜合導熱系數(shù)udes'的歷時變化的一個例子的曲線。

圖12是表示第3實施方式中的車間性能評價裝置的處理流程的另一個例子的流程圖。

圖13是表示第4實施方式中的車間性能評價裝置的處理流程的一個例子的流程圖。

圖14是表示第5實施方式中的車間性能評價系統(tǒng)的一個例子的框圖。

圖15是表示第5實施方式中的車間性能評價裝置的處理流程的一個例子的流程圖。

圖16是表示第5實施方式中的、在設備改造前后的、圖7所示的熱交換器運轉時的綜合導熱系數(shù)udes'的歷時變化的一個例子的曲線。

具體實施方式

下面，參照附圖，對本發(fā)明涉及的車間性能評價裝置、車間性能評價系統(tǒng)及車間性能評價方法的幾個實施方式進行說明。

(第1實施方式)

圖1是表示第1實施方式中的車間性能評價系統(tǒng)的一個例子的框圖。第1實施方式的車間性能評價系統(tǒng)1，對構成作為評價對象的車間2的各過程單元進行性能評價。車間性能評價系統(tǒng)1也可以包含車間性能評價裝置4和過程值數(shù)據(jù)庫5(第1數(shù)據(jù)庫)，但不限定于此。

操作監(jiān)視終端3、車間性能評價裝置4以及過程值數(shù)據(jù)庫5與網絡n連接。車間2經由i/o模塊24及控制器23與網絡n連接。網絡n例如為以太網(注冊商標)等有線網絡，但也可以為能夠進行例如依照wi-fi(注冊商標)、wimax(注冊商標)、3g/lte(注冊商標)等無線通信標準的無線通信的無線網絡。

作為車間2，例如除了化學等工業(yè)車間以外，也可以為：對氣田或油田等鉆井及其周邊進行管理控制的車間；對水力、火力、核能等的發(fā)電進行管理控制的車間；對太陽光、風力等的環(huán)境發(fā)電進行管理控制的車間；以及對給排水或水壩等進行管理控制的車間等。圖2是表示第1實施方式中的車間的一個例子的圖。

圖2所示的車間2是具有多個過程單元(反應器單元100、氣液分離器單元200、以及蒸餾塔單元300)的化學車間。對反應器單元100供給產品的原料，反應器單元100對所供給的原料進行為了制造產品所需的化學反應。在反應器單元100中除了設置有進行上述的化學反應的反應器110、供給原料的儲存箱112之外，還設置有各種現(xiàn)場儀器(例如各種閥114、116、各種傳感器儀器(未圖示))等。

氣液分離器單元200設置于反應器單元100的下游側，將通過在反應器單元100中的化學反應得到的生成物中包含的氣體成分和液體成分進行分離。在氣液分離器單元200中，除了設置有進行上述的分離處理的分離器210之外，還設置有各種現(xiàn)場儀器(例如各種閥212、各種傳感器儀器(未圖示))等。蒸餾塔單元300設置于氣液分離器單元200的下游側，通過使利用氣液分離器單元200分離出的液體成分蒸發(fā)之后進行凝結，從而將在液體成分中包含的沸點不同的成分進行分離及凝結。在蒸餾塔單元300中除了設置有進行上述的蒸餾處理的蒸餾塔310、對完成蒸餾的液體成分進行貯藏的儲存箱314之外，還設置有各種現(xiàn)場儀器(例如各種閥312、各種傳感器儀器(未圖示))等。

在圖1中，將如圖2所示的車間2進行簡化，僅示出在各過程單元中包含的現(xiàn)場儀器20?，F(xiàn)場儀器20經由傳輸線l與在i/o模塊24設置的i/o端口(未圖示)連接。傳輸線l包含例如“4～20ma”的模擬信號的傳輸所使用的傳輸線、“0～1khz”的脈沖信號的傳輸所使用的傳輸線、以及通過將在現(xiàn)場儀器20的內部設置的觸點設為on/off而發(fā)送high信號/low信號的傳輸線。現(xiàn)場儀器20將測定出的過程值(例如流量及溫度)等的信號經由傳輸線l而發(fā)送至i/o模塊24?，F(xiàn)場儀器20可以包含流量計或溫度傳感器等測定器21、閥儀器或致動器儀器等操作器22，但不限定于此。此外，在圖1中示出了2個現(xiàn)場儀器，但也可以在車間2設置大于或等于3個現(xiàn)場儀器。

i/o模塊24設置于現(xiàn)場儀器20與控制器23之間。在i/o模塊24能夠連接多個現(xiàn)場儀器20。i/o模塊24對在所連接的現(xiàn)場儀器20與控制器23之間收發(fā)的信號進行處理。例如，進行將從現(xiàn)場儀器20接收到的信號(“4～20ma”信號等模擬信號、以及在模擬信號疊加的數(shù)字信號)變換成控制器23能夠接收的信號的處理。i/o模塊24將變換后的信號經由線纜c而發(fā)送至控制器23。

控制器23與來自操作監(jiān)視終端3的指示等相對應，在其與現(xiàn)場儀器20之間進行過程控制通信，從而進行現(xiàn)場儀器20的控制。例如，控制器23通過取得由某個現(xiàn)場儀器20(例如測定器21)測定出的過程值，運算另一個現(xiàn)場儀器20(例如操作器22)的操作量并進行發(fā)送，由此對另一個現(xiàn)場儀器20(例如操作器22)進行控制。

操作監(jiān)視終端3是例如由車間的運轉員操作而用于過程的監(jiān)視的終端。例如，操作監(jiān)視終端3從控制器23取得從現(xiàn)場儀器20發(fā)送來的數(shù)據(jù)(例如過程值)，將現(xiàn)場儀器20、控制器23的動作傳達給運轉員，并且基于運轉員的指示而進行控制器23的控制。

過程值數(shù)據(jù)庫5對從現(xiàn)場儀器20發(fā)送來的數(shù)據(jù)或者向現(xiàn)場儀器20發(fā)送的數(shù)據(jù)(例如過程值、操作量、運轉條件等)進行存儲。例如，在對圖2所示的構成車間2的反應器單元100進行性能評價的情況下，過程值數(shù)據(jù)庫5對輸入至在反應器單元100設置的反應器110的材料的流量、從反應器110輸出的生成物的流量、其他條件值等進行存儲。此外，過程值數(shù)據(jù)庫5也可以構建于在控制器23內設置的存儲器?；蛘?，過程值數(shù)據(jù)庫5也可以構建于在車間性能評價裝置4內設置的存儲器。

車間性能評價裝置4為了對構成作為評價對象的車間2的過程單元進行性能評價，執(zhí)行使用模擬模型的各種處理。該模擬模型是按照車間的生命周期而制作的。車間的生命周期例如包含下述階段，即：設計建設階段，進行車間的設計建設，在車間的實際運作之前進行試運轉；運轉階段，使車間進行實際運作；以及設備改造階段，進行車間設備的改造。作為模擬模型，使用靜態(tài)模型及動態(tài)模型這2個類型的模型。靜態(tài)模型與動態(tài)模型在其用途、對象范圍、建模所需的信息等方面不同。

靜態(tài)模型是對構成車間的各過程單元的穩(wěn)定狀態(tài)進行建模而成的。靜態(tài)模型是在車間設計時基于pfd(processflowdiagram：工藝流程圖)等而制作的。靜態(tài)模型是通過聯(lián)立方程式而進行表示的，該聯(lián)立方程式表示輸入、輸出、外部要因以及在作為建模的對象的過程單元中包含的各種參數(shù)之間的關系。靜態(tài)模型為了表現(xiàn)各過程單元的穩(wěn)定時動作，使輸入和輸出處于平衡(將物質收支、熱收支等的輸入輸出差設為零)。后面敘述的靜態(tài)模擬器進行各過程單元的穩(wěn)定狀態(tài)的模擬，利用該靜態(tài)模型取得上述的方程式的解。在該靜態(tài)模擬器中，重點放在過程狀態(tài)的掌握等，進行以反應器單元、氣液分離單元、蒸餾塔單元等過程單元為單位的建模。在該靜態(tài)模型中，現(xiàn)場儀器等不是建模的對象。因此，大多情況下未表現(xiàn)其他過程單元、現(xiàn)場儀器。

另一方面，動態(tài)模型是對考慮了過程單元的相互關系后的車間的動態(tài)狀態(tài)(非穩(wěn)定狀態(tài))進行建模而成的。動態(tài)模型是通過聯(lián)立方程式而進行表示的，該聯(lián)立方程式表示輸入、輸出、外部要因以及在車間內的多個過程單元中包含的各種參數(shù)之間的關系。該動態(tài)模型表現(xiàn)動態(tài)狀態(tài)，因此輸入和輸出不處于平衡(物質收支、熱收支等的輸入輸出差不為零)，由按照時間對該差值進行微積分這樣的參數(shù)、方程式構成。后面敘述的動態(tài)模擬器進行各過程單元的動態(tài)狀態(tài)的模擬，利用該動態(tài)模型取得上述的方程式的解(例如解開聯(lián)立微分方程式)。在進行動態(tài)模型的建模的情況下，需要各過程單元的過程值信息、以及在進行建模的時刻之前積累的過程值信息。另外，動態(tài)模型是使用p&id(piping&instrumentdiagram：配管系統(tǒng)圖)等而制作的，構成車間的過程單元、現(xiàn)場儀器等成為建模的對象。此外，在動態(tài)模型中，也能夠進行將各過程單元彼此相互連接后的建模，能夠實現(xiàn)車間整個系統(tǒng)的模擬。

車間性能評價裝置4可以包含靜態(tài)模擬器41、靜態(tài)模型存儲部42(第1存儲部)、動態(tài)模擬器43、動態(tài)模型存儲部44(第2存儲部)、模型變換部45、對比部46、運轉條件等值化部47以及顯示部48，但不限定于此。靜態(tài)模擬器41、動態(tài)模擬器43、模型變換部45、對比部46、運轉條件等值化部47是例如通過由cpu(centralprocessingunit)等處理器執(zhí)行在未圖示的程序存儲器所儲存的程序而實現(xiàn)的。

靜態(tài)模擬器41使用靜態(tài)模型sm，對構成車間2的各過程單元的過程的穩(wěn)定狀態(tài)進行模擬。靜態(tài)模擬器41通過例如在車間2的設計建設階段、以及設備改造階段中進行模擬，由此進行各過程單元的性能評價。該性能評價的結果被利用于例如設計建設階段中的各過程單元的規(guī)格研究、設備改造階段中的各過程單元的能力增強研究。

靜態(tài)模型存儲部42對靜態(tài)模型sm進行存儲，該靜態(tài)模型sm是對以過程單元為單位的穩(wěn)定狀態(tài)進行建模而成的。靜態(tài)模型存儲部42是例如由hdd(harddiscdrive)、ssd(solidstatedrive)等構成的。該靜態(tài)模型sm包含有在車間2的設計建設階段中制作的靜態(tài)模型sm(ds)、以及在車間2的運轉階段中制作的靜態(tài)模型sm(op)等。靜態(tài)模型sm(ds)是例如基于車間2的pfd等而制作的。靜態(tài)模擬器41使用在靜態(tài)模型存儲部42所存儲的靜態(tài)模型sm(ds)，進行與車間相關的生產結果預測。另一方面，靜態(tài)模型sm(op)是例如由后面敘述的模型變換部45使用動態(tài)模型dm而制作的。

動態(tài)模擬器43使用動態(tài)模型dm，進行考慮了過程單元的相互關系后的以車間2為對象的模擬。動態(tài)模擬器43例如通過在車間2的運轉階段中進行模擬，由此用于對各過程單元的運轉進行模擬。在動態(tài)模擬器43及動態(tài)模型dm的制作時，對在過程值數(shù)據(jù)庫5所保存的過程值等進行利用。

動態(tài)模型存儲部44對動態(tài)模型dm進行存儲，該動態(tài)模型dm是對考慮了過程單元的相互關系后的車間的動態(tài)狀態(tài)進行建模而成的。動態(tài)模型存儲部44是例如由hdd、ssd等構成的。該動態(tài)模型dm包含有在車間2的設計建設階段中制作的動態(tài)模型dm(ds)、以及在車間2的運轉階段中制作的動態(tài)模型dm(op)等。動態(tài)模型dm(ds)是例如在車間2的設計建設階段中，在利用后面敘述的模型變換部45將靜態(tài)模型sm(ds)變換成動態(tài)模型dm(ds)的基礎上，追加定義動態(tài)信息而制作的。另一方面，動態(tài)模型dm(op)是例如由動態(tài)模擬器43基于車間2的運轉狀況對在動態(tài)模型dm(ds)中包含的參數(shù)進行調整(調節(jié))而制作的。

模型變換部45將動態(tài)模型dm變換成靜態(tài)模型sm。

例如，模型變換部45在車間2的運轉階段中將動態(tài)模型dm(op)變換成靜態(tài)模型sm(op)。另外，模型變換部45也可以將靜態(tài)模型sm變換成動態(tài)模型dm。例如，模型變換部45也可以在車間2的設計建設階段中將靜態(tài)模型sm(ds)變換成動態(tài)模型dm(ds)。

對比部46從靜態(tài)模型存儲部42讀取出靜態(tài)模型sm(ds)，從運轉條件等值化部47接受等值化處理后的靜態(tài)模型sm(op)，將在靜態(tài)模型sm(ds)中包含的參數(shù)與在靜態(tài)模型sm(op)中包含的參數(shù)進行對比，制作對比結果的對比列表l1。對比部46也可以制作僅提取出產生了差值的參數(shù)后的對比列表l1。

運轉條件等值化部47從過程值數(shù)據(jù)庫5讀取出車間2的設計建設階段中的靜態(tài)模型sm(ds)的制作時假定的運轉條件、車間2的運轉階段中的靜態(tài)模型sm(op)的制作時的運作條件，使靜態(tài)模型sm(ds)與靜態(tài)模型sm(op)的運轉條件變得一致。通過使運轉條件變得一致，從而實現(xiàn)靜態(tài)模型sm(ds)與靜態(tài)模型sm(op)的對比。此外，在模型變換部45具有運轉條件的等值化功能等情況下，也可以不設置運轉條件等值化部47。

顯示部48將由對比部46輸出的對比列表l1進行顯示。顯示部48為液晶顯示器或有機el(electroluminescence)顯示裝置等。

(車間性能評價裝置的動作)

下面，對第1實施方式的車間性能評價裝置4的動作進行說明。圖3是表示第1實施方式中的車間性能評價裝置4的處理流程的一個例子的流程圖。此外，在本流程圖中，同時圖示了對在各步驟中進行制作及讀取的各種模型進行存儲的靜態(tài)模型存儲部42及動態(tài)模型存儲部44、以及對運轉條件及過程值等進行存儲的過程值數(shù)據(jù)庫5。

在設計建設階段中，例如，過程工程師基于pfd等而制作靜態(tài)模型sm(ds)(第1靜態(tài)模型)，并存儲至靜態(tài)模型存儲部42(步驟s101)。靜態(tài)模型sm(ds)表示在車間2的設計時假定的穩(wěn)定狀態(tài)(第1穩(wěn)定狀態(tài))。此外，在將靜態(tài)模型sm(ds)存儲至靜態(tài)模型存儲部42時，將在靜態(tài)模型sm(ds)的制作時假定的運轉條件(還包含環(huán)境條件等)cond(ds)存儲至過程值數(shù)據(jù)庫5。

接下來，在設計建設階段中，模型變換部45從靜態(tài)模型存儲部42讀取出靜態(tài)模型sm(ds)，在將靜態(tài)模型sm(ds)變換成動態(tài)模型dm(ds)(第1動態(tài)模型)的基礎上追加定義動態(tài)信息，并存儲至動態(tài)模型存儲部44(步驟s103)。例如，模型變換部45使用p&id和從靜態(tài)模型sm(ds)取得的參數(shù)及平衡數(shù)據(jù)，制作動態(tài)模型dm(ds)。另外，例如也可以不是利用模型變換部45將靜態(tài)模型sm(ds)變換成動態(tài)模型dm(ds)，而是由過程工程師通過手動作業(yè)而制作動態(tài)模型dm(ds)。

接下來，在運轉階段中，對動態(tài)模型dm(ds)的參數(shù)進行調整，以使得動態(tài)模擬器43的計算結果與實際的車間狀態(tài)相接近(步驟s105)。例如，從過程值數(shù)據(jù)庫5讀取當前的運轉條件及過程值、例如cond(op1)及data(op1)。接下來，將使用動態(tài)模型dm(ds)得出的模擬結果與讀取出的cond(op1)及data(op1)進行對比，與對比結果相對應地對動態(tài)模型dm(ds)的參數(shù)進行調整，制作動態(tài)模型dm(op1)。例如，也可以如在“橫山克己ら、“定常狀態(tài)計算機能を獲得したダイナミックシミュレータvisualmodeler”、橫河技報、vol.52、no.1(2008)”中說明所述，進行動態(tài)模型dm(ds)的參數(shù)的調整。

接下來，在運轉階段中，模型變換部45從動態(tài)模型存儲部44讀取基于當前的車間狀態(tài)調整參數(shù)后的動態(tài)模型dm(op1)，將動態(tài)模型dm(op1)變換成靜態(tài)模型sm(op1)(第2靜態(tài)模型)(步驟s107)。例如，模型變換部45將在動態(tài)模型dm(op1)中包含的不需要的儀器信息、時間軸上的累積信息去除，將模型對象的輸入輸出差設為0，從而根據(jù)動態(tài)模型dm(op1)制作靜態(tài)模型sm(op1)。上述的靜態(tài)模型sm(ds)所示的穩(wěn)定狀態(tài)(第1穩(wěn)定狀態(tài))表示與靜態(tài)模型sm(op1)所示的穩(wěn)定狀態(tài)(第2穩(wěn)定狀態(tài))相比時間上靠前的車間2的穩(wěn)定狀態(tài)。將動態(tài)模型dm(op1)變換成靜態(tài)模型sm(op1)的處理在后面進行敘述。

隨后，與實際的車間狀態(tài)相對應地(與在過程值數(shù)據(jù)庫5新存儲的cond(op2)～(opn)以及data(op2)～(opn)相對應地)，反復進行動態(tài)模型dm的參數(shù)的調整(步驟s105)、以及靜態(tài)模型sm的制作(步驟s107)，從而制作動態(tài)模型dm(op2)～dm(opn)以及靜態(tài)模型sm(op2)～sm(opn)(n為正整數(shù))。這些動態(tài)模型dm(op1)～dm(opn)存儲于動態(tài)模型存儲部44，靜態(tài)模型sm(op1)～sm(opn)存儲于靜態(tài)模型存儲部42。

接下來，在設備改造階段中，運轉條件等值化部47讀取在靜態(tài)模型存儲部42所存儲的靜態(tài)模型sm(opn)、在過程值數(shù)據(jù)庫5所存儲的運轉條件cond(ds)以及cond(opn)，使靜態(tài)模型sm(opn)的運轉條件與靜態(tài)模型sm(ds)的設計時的運轉條件cond(ds)一致(步驟s109)。將調節(jié)運轉條件后的靜態(tài)模型sm(opn)稱為靜態(tài)模型sm(opn_2)。通過使運轉條件變得一致，從而實現(xiàn)靜態(tài)模型sm(ds)與靜態(tài)模型sm(opn)的對比。使靜態(tài)模型sm(ds)與靜態(tài)模型sm(opn)的運轉條件變得一致的處理在后面進行敘述。此外，在上述的步驟s107中的變換處理中進行了運轉條件的等值化處理等情況下，即無需另外的等值化處理的情況下，也可以不實施本步驟s109。

接下來，在設備改造階段中，對比部46讀取在靜態(tài)模型存儲部42所存儲的靜態(tài)模型sm(ds)，將在該靜態(tài)模型sm(ds)中包含的參數(shù)與在由運轉條件等值化部47進行了等值化處理后的靜態(tài)模型sm(opn_2)中包含的參數(shù)進行對比，制作對比結果的對比列表l1，結束本流程圖的處理(步驟s111)。例如，對比部46也可以制作僅提取出產生了差值的參數(shù)后的對比列表l1。在這里，也可以將對比列表l1顯示于顯示部48。

圖4所示的對比列表l1是僅提取出產生了差值的參數(shù)后的列表。在該對比列表l1中，例如，示出了熱交換器的參數(shù)“ea101的綜合導熱系數(shù)u”。該參數(shù)“ea101的綜合導熱系數(shù)u”在設計時為“600”，與之相對地當前為“500”，可知參數(shù)發(fā)生了變化。在靜態(tài)模型sm(ds)及靜態(tài)模型sm(opn)中包含的參數(shù)能達到幾百～幾千，因此通過如上述這樣僅提取出產生了差值的參數(shù)，對設計性能與當前性能的對比信息進行評價，從而能夠容易地進行瓶頸的確定等。

(從動態(tài)模型向靜態(tài)模型的變換處理)

圖5是表示與建模對象對應的輸入、輸出、外部要因以及內部要素之間的關系的一個例子的圖。在圖5中，例如，對建模對象t施加具有溫度、流量、組分等參數(shù)的輸入，通過經由該建模對象t，從而得到溫度、流量、組分等參數(shù)變化后的輸出。建模對象t自身也具有儲存箱容量、水位、變換效率系數(shù)等參數(shù)，并且還存在對建模對象t施加的外部要因(氣溫、加熱、吸熱等)的參數(shù)。各參數(shù)大多分別受到其他參數(shù)的影響而發(fā)生變化，存在多個表示它們彼此的關系的算式。模擬就是解開這些聯(lián)立方程式。此外，在圖5中，示出了1個輸入、1個輸出的例子，但也可以為多個輸入、多個輸出。

在模擬器中，能夠選擇將哪個參數(shù)設為已知、將哪個參數(shù)進行導出。例如，在外部要因、內部要素為已知參數(shù)的情況下，在施加了具有已知參數(shù)的輸入時，能夠計算輸出的各參數(shù)會怎樣變化。另外，也能夠將輸入、輸出、外部要因等設為已知參數(shù)，將內部要素的參數(shù)導出。靜態(tài)模擬器41對在穩(wěn)定狀態(tài)(不隨時間變化的狀態(tài))下的參數(shù)值進行計算。因此，在作為其模型的靜態(tài)模型sm的算式及參數(shù)中不包含時間性函數(shù)。為了將內部要素參數(shù)導出，需要預先固定輸入及輸出，因此在靜態(tài)模擬器41中，例如，在如圖2所示地將多個過程單元(建模對象)連續(xù)地連接后的狀態(tài)下的模擬并不容易。

另一方面，在動態(tài)模擬器43中，能夠將依賴于時間的算式(例：時間微分方程式等)包含于聯(lián)立方程式。參數(shù)的時間依賴性表示例如作為內部要素參數(shù)的水位隨時間進行增長(或者，減少)的情況。另外，在各過程單元的輸入輸出隨時間變動的條件下，也能夠進行模擬運算，因此也能夠進行例如如圖2所示在將多個過程單元連續(xù)地連接后的狀態(tài)下的模擬運算?；谏鲜龅撵o態(tài)模擬器41及動態(tài)模擬器43的特征，本實施方式的模型變換部45以下面的方式進行模型變換。此外，將動態(tài)模型dm變換成靜態(tài)模型sm的處理能夠應用任意方式。例如，既可以由過程工程師手動地將動態(tài)模型dm變換成靜態(tài)模型sm，或者，也可以使用如將動態(tài)模型dm自動地變換成靜態(tài)模型sm這樣的其他方法。

圖6是表示將動態(tài)模型dm(opn)變換成靜態(tài)模型sm(opn)的處理的一個例子的流程圖。首先，提取車間2穩(wěn)定后的狀態(tài)(步驟s121)。即，提取建模對象的輸入輸出變化少的狀態(tài)。例如，參照過程值數(shù)據(jù)庫5的過程值，提取隨時間變化少的狀態(tài)。該提取處理既可以由過程工程師手動地進行，也可以對規(guī)定的過程值預先設定閾值，車間性能評價裝置4以該閾值為基準自動地提取穩(wěn)定后的狀態(tài)。通過盡可能地選擇車間2穩(wěn)定后的狀態(tài)，從而容易找出靜態(tài)模型sm(opn)的取得輸入輸出參數(shù)的平衡后的狀態(tài)。

接下來，模型變換部45對制作靜態(tài)模型sm(opn)的對象的過程單元的輸入及輸出的參數(shù)進行確定(步驟s123)。

接下來，模型變換部45將在動態(tài)模型dm(opn)中、存在對于靜態(tài)模型sm(opn)而言不需要的動態(tài)的變動的方程式、參數(shù)等設為無效(刪除或者常數(shù)化)(步驟s125)。另外，模型變換部45將對象的過程單元的輸入輸出差設為0，制作靜態(tài)模型sm(opn)。

接下來，將在步驟s123中確定出的輸入及輸出參數(shù)代入至在步驟s125中制作出的靜態(tài)模型sm(opn)的算式，解開聯(lián)立方程式而求出解(建模對象的參數(shù)的值)(步驟s127)。在能夠求出解的情況下，結束本流程圖的處理。

另一方面，在步驟s127中未能求出解的情況下，返回至步驟s121而從提取車間穩(wěn)定后的狀態(tài)起重新開始，在步驟s127中能夠求出解的情況下，結束本流程圖的處理。

(運轉條件等值化)

圖7是表示作為建模對象的熱交換器的一個例子的圖。橫向表示作為車間的生產對象的產品的流程，縱向表示冷卻水的流程。在這里假設作為設計時的數(shù)值而示出為，在以流量50t/h流過水溫25℃的冷卻水的熱交換器h中，以流量10t/h流過溫度100℃的產品的情況下，經過熱交換器h后的產品溫度成為40℃。

通常，熱交換器的綜合導熱系數(shù)能夠表示為下面的式(1)。此外，在這里為了簡化，假設不存在從熱交換器h泄露產品、冷卻水的情況或冷卻水系統(tǒng)的劣化等。

u＝udes×f(f/fdes)···式(1)

其中，設為

u：熱交換器h的綜合導熱系數(shù)[w/m²k]

udes：設計時的熱交換器h的綜合導熱系數(shù)[w/m²k]

f：產品的流量[kg/h]

fdes：設計流量[kg/h]

f(f)：產品的流量的函數(shù)

如果將圖7所示的熱交換器h與式(1)進行對照，則設計時的狀態(tài)成為下面的式(1')。

u＝udes×f(10000/10000)···式(1')

接下來，假設實際的車間中的產品的流量、溫度如下所示。

熱交換器h入口：流量15t/h、溫度100℃

熱交換器h出口：流量15t/h、溫度50℃

如果將在該條件下根據(jù)實測值推定出的熱交換器h的綜合導熱系數(shù)設為ureal，則由于熱交換器h的入口的流量條件與設計時不同，因此需要如式(2)所示地使條件變得一致。

ureal＝udes'×f(15000/10000)···式(2)

如果使用根據(jù)上述的式(2)計算出的udes'而使運轉條件變得一致的靜態(tài)模擬結果下的產品的出入溫度差與設計時相同，則能夠使udes不發(fā)生變化。另一方面，在使用udes'的靜態(tài)模擬結果下的產品的輸入輸出溫度差與設計時不同的情況下，能夠如下進行判定。

(1)運轉時的輸入輸出溫度差＜設計時的輸入輸出溫度差

熱交換器h的能力比設計的設想低

(2)運轉時的輸入輸出溫度差＞設計時的輸入輸出溫度差

熱交換器h的能力比設計的設想高

通過進行上面這樣的運算，運轉條件等值化部47計算與靜態(tài)模型sm(ds)的運轉條件變得一致的靜態(tài)模型sm(opn_2)。通過得到使運轉條件與設計時的靜態(tài)模型sm(ds)等值化后的靜態(tài)模型sm(opn_2)，從而能夠在靜態(tài)模型sm(ds)與靜態(tài)模型sm(opn_2)之間實現(xiàn)高精度的對比。

根據(jù)上面說明的第1實施方式，能夠根據(jù)對車間建模形成的動態(tài)模型dm(opn)而得到靜態(tài)模型sm(opn)。并且，通過將變換該動態(tài)模型dm(opn)所得到的靜態(tài)模型sm(opn)與設計時的靜態(tài)模型sm(ds)進行對比，從而能夠掌握車間的狀態(tài)與運作時相比變化了多少。另外，也能夠在考慮各過程單元的相互關系的基礎上，實現(xiàn)以車間整個系統(tǒng)為對象的設備改造的研究。

此外，在上面說明了根據(jù)1個動態(tài)模型dm制作1個靜態(tài)模型sm的例子，但在動態(tài)模型dm內包含多個過程單元的情況下，能夠以任意過程單元為單位將上述的動態(tài)模型dm變換成靜態(tài)模型sm。通過針對每個各過程單元執(zhí)行該變換處理，從而也能夠根據(jù)1個動態(tài)模型dm導出多個靜態(tài)模型sm。

(第2實施方式)

下面，對本發(fā)明的第2實施方式進行說明。與第1實施方式相比，第2實施方式中的車間性能評價系統(tǒng)由運轉條件等值化部47進行的運轉條件等值化處理的內容不同。因此，在第2實施方式的說明中，對與上述的第1實施方式相同的部分標注相同的參照標號，省略或簡化其說明。

(車間性能評價裝置的動作)

對第2實施方式的車間性能評價裝置4的動作進行說明。圖8是表示第2實施方式中的車間性能評價裝置4的處理流程的一個例子的流程圖。

在設計建設階段中，例如，過程工程師基于pfd等而制作靜態(tài)模型sm(ds)，并存儲至靜態(tài)模型存儲部42(步驟s201)。

接下來，在設計建設階段中，模型變換部45從靜態(tài)模型存儲部42讀取靜態(tài)模型sm(ds)，在將靜態(tài)模型sm(ds)變換成動態(tài)模型dm(ds)的基礎上追加定義動態(tài)信息，并存儲至動態(tài)模型存儲部44(步驟s203)。

接下來，在運轉階段中，對動態(tài)模型dm(ds)的參數(shù)進行調整，以使得動態(tài)模擬器43的計算結果與實際的車間狀態(tài)相接近(步驟s205)。例如，從過程值數(shù)據(jù)庫5讀取當前的運轉條件及過程值、例如cond(op1)及data(op1)。接下來，通過將使用動態(tài)模型dm(ds)得出的模擬結果與讀取出的cond(op1)及data(op1)進行對比，由此對動態(tài)模型dm(ds)的參數(shù)進行調整，制作動態(tài)模型dm(op1)。

接下來，在運轉階段中，模型變換部45從動態(tài)模型存儲部44讀取基于當前的車間狀態(tài)調整參數(shù)后的動態(tài)模型dm(op1)，將動態(tài)模型dm(op1)變換成靜態(tài)模型sm(op1)(步驟s207)。

隨后，與實際的車間狀態(tài)相對應地，反復進行動態(tài)模型dm的參數(shù)的調整(步驟s205)、以及靜態(tài)模型sm的制作(步驟s207)，從而制作動態(tài)模型dm(op2)～dm(opn)以及靜態(tài)模型sm(op2)～sm(opn)(n為正整數(shù))。這些動態(tài)模型dm(op1)～dm(opn)存儲于動態(tài)模型存儲部44，靜態(tài)模型sm(op1)～sm(opn)存儲于靜態(tài)模型存儲部42。

接下來，在設備改造階段中，運轉條件等值化部47讀取在靜態(tài)模型存儲部42所存儲的靜態(tài)模型sm(ds)、在過程值數(shù)據(jù)庫5所存儲的運轉條件cond(ds)以及cond(opn)，使靜態(tài)模型sm(ds)的運轉條件與制作靜態(tài)模型sm(opn)時的運轉條件cond(opn)一致(步驟s209)。將調節(jié)運轉條件后的靜態(tài)模型sm(ds)稱為靜態(tài)模型sm(ds_2)。此外，在上述的步驟s207中的變換處理中進行了運轉條件的等值化處理等情況下，即無需另外的等值化處理的情況下，也可以不實施本步驟s209。

接下來，在設備改造階段中，對比部46讀取在靜態(tài)模型存儲部42所存儲的靜態(tài)模型sm(opn)，將在該靜態(tài)模型sm(opn)中包含的參數(shù)與在由運轉條件等值化部47進行了等值化處理后的靜態(tài)模型sm(ds_2)中包含的參數(shù)進行對比，制作對比結果的對比列表l1，結束本流程圖的處理(步驟s211)。對比部46也可以制作僅提取出產生了差值的參數(shù)后的對比列表l1。

根據(jù)上面說明的第2實施方式，使車間2的設計時的靜態(tài)模型sm(ds)的運轉條件與在車間2的運轉時制作的靜態(tài)模型sm(opn)的運轉條件一致，通過將兩者進行對比，從而能夠在考慮各過程單元的相互關系的基礎上，進行車間的設備改造的研究。另外，也能夠進行將各過程單元彼此相互連接后的建模，還能夠實現(xiàn)以車間整個系統(tǒng)為對象的設備改造的研究。

(第3實施方式)

下面，對本發(fā)明的第3實施方式進行說明。與第1實施方式相比，在第3實施方式中的車間性能評價系統(tǒng)中，不同點在于設置具有跟蹤模擬器49的車間性能評價裝置4a，以取代動態(tài)模擬器43。因此，在第3實施方式的說明中，對與上述的第1實施方式相同的部分標注相同的參照標號，省略或簡化其說明。

圖9是表示第3實施方式中的車間性能評價系統(tǒng)的一個例子的框圖。與第1實施方式相比，在第3實施方式中的車間性能評價系統(tǒng)中，不同點在于設置具有跟蹤模擬器49的車間性能評價裝置4a，以取代動態(tài)模擬器43。

跟蹤模擬器49在線上實時地對實際車間進行追隨，能夠忠實地模擬車間的狀態(tài)。跟蹤模擬器49使用了基于化學工學的精密模型，因此不僅是諸如與過程對應的輸入及輸出這樣的單純的表面性動作，而且還能夠對過程內部的細微的狀態(tài)進行計算。因此，實際車間內部的劣化等也反映于模擬的參數(shù)。具體地說，跟蹤模擬器49在從過程值數(shù)據(jù)庫5讀取過程值等各種數(shù)據(jù)而對車間2的實際運作狀態(tài)進行模擬這樣的動態(tài)模擬器43的功能的基礎上，還具有通過將模擬結果與過程值等實際數(shù)據(jù)進行對比，由此調節(jié)動態(tài)模型dm以與車間2的動作相匹配的功能。作為跟蹤模擬器49，可以采用在例如日本專利第5696385號公報、日本專利第4789277號公報、以及“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”、橫河技報、vol.52、no.1(2008)“中記載的模擬器。

(車間性能評價裝置的動作)

下面，對第3實施方式的車間性能評價裝置4a的動作進行說明。圖10是表示第3實施方式中的車間性能評價裝置4a的處理流程的一個例子的流程圖。

在設計建設階段中，例如，過程工程師基于pfd等而制作靜態(tài)模型sm(ds)，并存儲至靜態(tài)模型存儲部42(步驟s301)。

接下來，在設計建設階段中，模型變換部45從靜態(tài)模型存儲部42讀取靜態(tài)模型sm(ds)，在將靜態(tài)模型sm(ds)變換成動態(tài)模型dm(ds)的基礎上追加定義動態(tài)信息，并存儲至動態(tài)模型存儲部44(步驟s303)。

接下來，在運轉階段中，跟蹤模擬器49對動態(tài)模型dm(ds)的參數(shù)進行調整，以使得跟蹤模擬器49的計算結果與實際的車間狀態(tài)相接近(步驟s305)。例如，跟蹤模擬器49讀取cond(op1)及data(op1)，通過將使用動態(tài)模型dm(ds)得出的模擬結果與讀取出的cond(op1)及data(op1)進行對比，由此對動態(tài)模型dm(ds)的參數(shù)進行調整，制作動態(tài)模型dm(op1)。

接下來，在運轉階段中，模型變換部45從動態(tài)模型存儲部44讀取基于當前的車間狀態(tài)調整參數(shù)后的動態(tài)模型dm(op1)，將動態(tài)模型dm(op1)變換成靜態(tài)模型sm(op1)(步驟s307)。

隨后，與實際的車間狀態(tài)相對應地，反復進行動態(tài)模型dm的參數(shù)的調整(步驟s305)、以及靜態(tài)模型sm的制作(步驟s307)，從而制作動態(tài)模型dm(op2)～dm(opn)以及靜態(tài)模型sm(op2)～sm(opn)(n為正整數(shù))。這些動態(tài)模型dm(op1)～dm(opn)存儲于動態(tài)模型存儲部44，靜態(tài)模型sm(op1)～sm(opn)存儲于靜態(tài)模型存儲部42。

接下來，在設備改造階段中，運轉條件等值化部47讀取在靜態(tài)模型存儲部42所存儲的靜態(tài)模型sm(opn)、在過程值數(shù)據(jù)庫5所存儲的運轉條件cond(ds)以及cond(opn)，使靜態(tài)模型sm(opn)的運轉條件與靜態(tài)模型sm(ds)的制作時的運轉條件cond(ds)一致(步驟s309)。將調節(jié)運轉條件后的靜態(tài)模型sm(opn)稱為靜態(tài)模型sm(opn_2)。此外，在上述的步驟s307中的變換處理中進行了運轉條件的等值化處理等情況下，即無需另外的等值化處理的情況下，也可以不實施本步驟s309。

接下來，在設備改造階段中，對比部46讀取在靜態(tài)模型存儲部42所存儲的靜態(tài)模型sm(ds)，將在該靜態(tài)模型sm(ds)中包含的參數(shù)與在由運轉條件等值化部47進行了等值化處理后的靜態(tài)模型sm(opn_2)中包含的參數(shù)進行對比，制作對比結果的對比列表l1，結束本流程圖的處理(步驟s311)。對比部46也可以制作僅提取出產生了差值的參數(shù)后的對比列表l1。

根據(jù)上面說明的第3實施方式，具有跟蹤模擬器49，該跟蹤模擬器49自動地制作針對每個過程單元將當前的車間的狀態(tài)詳細地再現(xiàn)的動態(tài)模型dm(opn)，通過將該動態(tài)模型dm(opn)變換成靜態(tài)模型sm(opn)，從而能夠將當前時刻的車間的狀態(tài)與設計時的車間的狀態(tài)幾乎實時地進行對比。

此外，在上面說明了在設備改造階段中對針對每個過程單元將當前的車間的狀態(tài)詳細地再現(xiàn)的靜態(tài)模型sm(opn)與靜態(tài)模型sm(ds)進行對比的例子，但為了調查在運轉階段中的過程單元的隨時間的劣化狀況，也可以使跟蹤模擬器49的處理結果具有由運轉條件等值化部47等值化后的值，對時間序列變化進行對比。例如，圖11是表示圖7所示的熱交換器h的運轉時的綜合導熱系數(shù)udes'的歷時變化的一個例子的曲線。從圖11所示的曲線，能夠視覺地掌握綜合導熱系數(shù)udes'的值從設計時起隨著時間經過而降低的情況。

另外，在圖10中說明了將當前時刻的靜態(tài)模型sm(opn)與設計時的靜態(tài)模型sm(ds)進行對比的例子，但也可以將當前時刻的靜態(tài)模型sm(opn)與運轉階段中的車間的運轉開始后的任意時刻的靜態(tài)模型sm進行對比。例如，如圖12所示，考慮在運轉階段中的3個時刻(n＝5～7的時刻的運轉條件cond(op5)～(op7))，車間2處于特別的狀態(tài)(例如，生產量成為高負荷、或者惡劣天氣等)的情況。在這里，在步驟s305，跟蹤模擬器49將這3個時刻的運轉條件(cond(op5)～(op7))及過程值(data(op5)～(op7))設為輸入，以在上述3個時刻之前的動態(tài)模型dm(op4)作為基準而制作動態(tài)模型dm(op7)。接下來，模型變換部45將該動態(tài)模型dm(op7)變換成靜態(tài)模型sm(op7)。在這里，在對比部46將靜態(tài)模型sm(op4)與靜態(tài)模型sm(op7)進行對比的情況下，能夠評價在車間2的生產量成為高負荷的情況下過程單元的狀態(tài)與設計時設想狀態(tài)相比背離了何種程度等。

此外，在上面說明了在步驟s309使靜態(tài)模型sm(opn)的運轉條件與靜態(tài)模型sm(ds)的運轉條件一致的例子，但也可以采用如第2實施方式那樣地使靜態(tài)模型sm(ds)的運轉條件與靜態(tài)模型sm(opn)的運轉條件一致的結構。

(第4實施方式)

下面，對本發(fā)明的第4實施方式進行說明。在第3實施方式中，說明了將當前時刻的靜態(tài)模型sm(opn)與設計時的靜態(tài)模型sm(ds)進行對比的例子。與之相對，在第4實施方式中，針對在設計時未制作靜態(tài)模型的過程單元，將在車間的運轉開始后制作的靜態(tài)模型與當前時刻的靜態(tài)模型進行對比。因此，在第4實施方式的說明中，對與上述的第3實施方式相同的部分標注相同的參照標號，省略或簡化其說明。

在設計建設階段中，通過靜態(tài)模擬而決定過程及儀器的尺寸等，但此時使用的靜態(tài)模擬的模型有時未必是以車間整個系統(tǒng)而制作的。因此，在第4實施方式中，根據(jù)車間2的運轉開始后的某個時刻的車間的動態(tài)模型dm(op)而制作針對任意過程單元的靜態(tài)模型sm，設為對比基準(基準線)。由此，對在設計建設階段未制作模型的過程單元也能夠進行差值評價。

(車間性能評價裝置的動作)

對第4實施方式的車間性能評價裝置4a的動作進行說明。圖13是表示第4實施方式中的車間性能評價裝置4a的處理流程的一個例子的流程圖。

在設計建設階段中，例如，如圖2所示地在車間2中包含多個過程單元的情況下，過程工程師基于pfd等而制作針對第1過程單元(例如圖2所示的反應器單元100)的靜態(tài)模型sm1(ds)，并存儲至靜態(tài)模型存儲部42(步驟s401)。

接下來，在設計建設階段中，模型變換部45從靜態(tài)模型存儲部42讀取針對第1過程單元的靜態(tài)模型sm1(ds)，在將靜態(tài)模型sm1(ds)變換成動態(tài)模型dm(ds)的基礎上追加定義動態(tài)信息。關于不存在靜態(tài)模型sm的第2過程單元(例如圖2所示的氣液分離器單元200、蒸餾塔單元300)，也可以通過手動作業(yè)而制作動態(tài)模型dm。將制作出的動態(tài)模型dm(ds)存儲至動態(tài)模型存儲部44(步驟s403)。

接下來，在運轉階段中，跟蹤模擬器49以圖2所示的范圍(反應器單元100、氣液分離器單元200、蒸餾塔單元300)為對象，對動態(tài)模型dm(ds)的參數(shù)進行調整，以使得跟蹤模擬器49的計算結果與實際的車間狀態(tài)相接近(步驟s405)。例如，跟蹤模擬器49從過程值數(shù)據(jù)庫5讀取當前的運轉條件及過程值，例如讀取cond(op1)及data(op1)，通過將使用動態(tài)模型dm(ds)得出的模擬結果與讀取出的cond(op1)及data(op1)進行對比，由此對動態(tài)模型dm(ds)的參數(shù)進行調整，制作動態(tài)模型dm(op1)。

接下來，在運轉階段中，模型變換部45從動態(tài)模型存儲部44讀取動態(tài)模型dm(op1)，基于動態(tài)模型dm(op1),制作還包含有在設計建設階段未制作靜態(tài)模型的第2過程單元(例如圖2所示的氣液分離器單元200、蒸餾塔單元300)的靜態(tài)模型sm(op1)(步驟s407)。即，將動態(tài)模型dm(opn)變換得出的靜態(tài)模型sm(opn)，成為包含有在設計建設階段未制作靜態(tài)模型sm的過程單元部分的靜態(tài)模型。

隨后，與實際的車間狀態(tài)相對應地，反復進行由跟蹤模擬器49實現(xiàn)的跟蹤模擬(步驟s405)、以及靜態(tài)模型sm的制作(步驟s407)，從而制作動態(tài)模型dm(op2)～dm(opn)以及靜態(tài)模型sm(op2)～sm(opn)(n為正整數(shù))。這些動態(tài)模型dm(op1)～dm(opn)存儲于動態(tài)模型存儲部44，靜態(tài)模型sm(op1)～sm(opn)存儲于靜態(tài)模型存儲部42。

接下來，在設備改造階段中，運轉條件等值化部47讀取在靜態(tài)模型存儲部42所存儲的靜態(tài)模型sm(opn)、在過程值數(shù)據(jù)庫5所存儲的運轉條件cond(op1)以及cond(opn)，使靜態(tài)模型sm(opn)的運轉條件與制作靜態(tài)模型sm(op1)時的運轉條件cond(op1)一致(步驟s409)。將調節(jié)運轉條件后的靜態(tài)模型sm(opn)稱為靜態(tài)模型sm(opn_2)。此外，在上述的步驟s407中的靜態(tài)模型sm的制作處理中進行了運轉條件的等值化處理等情況下，即無需另外的等值化處理的情況下，也可以不實施本步驟s409。

接下來，在設備改造階段中，對比部46讀取在靜態(tài)模型存儲部42所存儲的靜態(tài)模型sm(op1)，將在該靜態(tài)模型sm(op1)中包含的參數(shù)與在由運轉條件等值化部47進行了等值化處理后的靜態(tài)模型sm(opn_2)中包含的參數(shù)進行對比，制作對比結果的對比列表l1，結束本流程圖的處理(步驟s411)。對比部46也可以制作僅提取出產生了差值的參數(shù)后的對比列表l1。

根據(jù)上面說明的第4實施方式，對在設計建設階段未制作模型的過程單元也能夠進行性能評價。此外，在上面說明了將運轉條件等值化前的靜態(tài)模型sm(opn)存儲至靜態(tài)模型存儲部42的例子，但也可以將運轉條件等值化后的值存儲至靜態(tài)模型存儲部42。

此外，在上面說明了使用跟蹤模擬器49的例子，但也可以采用如第1實施方式那樣地使用動態(tài)模擬器43的結構。另外，在上面說明了在步驟s409使靜態(tài)模型sm(opn)的運轉條件與靜態(tài)模型sm(op1)的運轉條件一致的例子，但也可以采用如第2實施方式那樣地使靜態(tài)模型sm(op1)的運轉條件與靜態(tài)模型sm(opn)的運轉條件一致的結構。

(第5實施方式)

下面，對本發(fā)明的第5實施方式進行說明。與第1實施方式相比，第5實施方式中的車間性能評價系統(tǒng)的不同點在于還具有儀表主數(shù)據(jù)庫。因此，在第5實施方式的說明中，對與上述的第1實施方式相同的部分標注相同的參照標號，省略或簡化其說明。

圖14是表示第5實施方式中的車間性能評價系統(tǒng)的一個例子的框圖。在第5實施方式的車間性能評價系統(tǒng)1b中，還設置有儀表主數(shù)據(jù)庫6(第2數(shù)據(jù)庫)。在長期的車間生命周期中，有時對過程單元、儀表儀器進行更換/追加，或者對控制程序進行修正。在儀表主數(shù)據(jù)庫6存儲有作為這些變更履歷信息等的裝置條件、p&id等。

(車間性能評價裝置的動作)

對第5實施方式的車間性能評價裝置4的動作進行說明。圖15是表示第5實施方式中的車間性能評價裝置4的處理流程的一個例子的流程圖。在圖15所示的儀表主數(shù)據(jù)庫6存儲有設計建設階段中的裝置條件e_cond(ds)、運轉階段的某個時刻的設備改造時的裝置條件e_cond(ds2)～(dsm)(m為正整數(shù))。

在設計建設階段中，例如，過程工程師基于pfd等而制作靜態(tài)模型sm(ds)，并存儲至靜態(tài)模型存儲部42(步驟s501)。

接下來，模型變換部45讀取在靜態(tài)模型存儲部42所存儲的靜態(tài)模型sm(ds)、在儀表主數(shù)據(jù)庫6所存儲的p&id及e_cond(ds)，在將靜態(tài)模型sm(ds)變換成動態(tài)模型dm(ds)的基礎上追加定義動態(tài)信息，將動態(tài)模型dm(ds)存儲至動態(tài)模型存儲部44(步驟s503)。

接下來，在運轉階段中，對動態(tài)模型dm(ds)的參數(shù)進行調整，以使得動態(tài)模擬器43的計算結果與實際的車間狀態(tài)相接近(步驟s505)。從過程值數(shù)據(jù)庫5讀取當前的運轉條件及過程值、例如cond(op1)及data(op1)。接下來，通過將使用動態(tài)模型dm(ds)得出的模擬結果與讀取出的cond(op1)及data(op1)進行對比，由此對動態(tài)模型dm(ds)的參數(shù)進行調整，制作動態(tài)模型dm(op1)。

接下來，在運轉階段中，模型變換部45從動態(tài)模型存儲部44讀取動態(tài)模型dm(op1)，將動態(tài)模型dm(op1)變換成靜態(tài)模型sm(op1)(步驟s507)。

隨后，與實際的車間狀態(tài)相對應地，反復進行動態(tài)模型dm的參數(shù)的調整(步驟s505)、以及靜態(tài)模型sm的制作(步驟s507)，從而制作動態(tài)模型dm(op2)～dm(opn)以及靜態(tài)模型sm(op2)～sm(opn)(n為正整數(shù))。這些動態(tài)模型dm(op1)～dm(opn)存儲于動態(tài)模型存儲部44，靜態(tài)模型sm(op1)～sm(opn)存儲于靜態(tài)模型存儲部42。

接下來，在設備改造階段中，再次重復圖15的步驟s501及其以后的處理。在步驟s501中，制作新的靜態(tài)模型sm(ds2)。在設備結構存在變更的情況下，基于裝置條件e_cond(ds2)而制作靜態(tài)模型sm(ds2)。另一方面，在設備結構不存在變更的情況下，僅將裝置條件e_cond(ds2)的更新參數(shù)反映于靜態(tài)模型sm(opn)而制作靜態(tài)模型sm(ds2)。在設備結構不存在變更的情況下，也可以根據(jù)在設備改造后調整過的動態(tài)模型dm(opn+1)而生成靜態(tài)模型sm(ds2)。將制作出的靜態(tài)模型sm(ds2)存儲至靜態(tài)模型存儲部42(步驟s501)。

接下來，模型變換部45將靜態(tài)模型sm變換成動態(tài)模型dm(步驟s503)。在設備結構存在變更的情況下，讀取在靜態(tài)模型存儲部42所存儲的靜態(tài)模型sm(ds2)、在儀表主數(shù)據(jù)庫6所存儲的p&id及e_cond(ds2)，在將靜態(tài)模型sm(ds2)變換成動態(tài)模型dm(ds2)的基礎上追加定義動態(tài)信息。另一方面，在設備結構不存在變更的情況下，僅將裝置條件e_cond(ds2)的更新參數(shù)反映于動態(tài)模型dm(opn)而制作動態(tài)模型dm(ds2)。在設備結構不存在變更的情況下，也可以將在設備改造后調整過的動態(tài)模型dm(opn+1)設為動態(tài)模型dm(ds2)。將制作出的動態(tài)模型dm(ds2)存儲至動態(tài)模型存儲部44。此外，在圖15中，將從步驟s503指向動態(tài)模型dm(ds2)的箭頭省略，簡化了附圖。

接下來，在運轉階段中，對動態(tài)模型dm(ds2)進行調整，以使得動態(tài)模擬器43的計算結果與實際的車間狀態(tài)相接近(步驟s505)。從過程值數(shù)據(jù)庫5讀取當前的運轉條件及過程值、例如cond(opn+1)及data(opn+1)。接下來，通過將使用動態(tài)模型dm(ds2)得出的模擬結果與讀取出的cond(opn+1)及data(opn+1)進行對比，由此對動態(tài)模型dm(ds2)進行調整，制作動態(tài)模型dm(opn+1)。此外，在圖15中，將從動態(tài)模型dm(ds2)指向步驟s505的箭頭省略，簡化了附圖。

接下來，在運轉階段中，模型變換部45從動態(tài)模型存儲部44讀取動態(tài)模型dm(opn+1)，將動態(tài)模型dm(opn+1)變換成靜態(tài)模型sm(opn+1)(步驟s507)。此外，在圖15中，將從步驟s507指向靜態(tài)模型sm(opn+1)的箭頭省略，簡化了附圖。

隨后，與實際的車間狀態(tài)相對應地，反復進行動態(tài)模型dm的調整(步驟s505)、以及靜態(tài)模型sm的制作(步驟s507)，從而制作動態(tài)模型dm(opn+2)及其后續(xù)、以及靜態(tài)模型sm(opn+2)及其后續(xù)。這些動態(tài)模型dm(opn+1)及其后續(xù)存儲于動態(tài)模型存儲部44，靜態(tài)模型sm(opn+1)及其后續(xù)存儲于靜態(tài)模型存儲部42。

接下來，運轉條件等值化部47讀取在靜態(tài)模型存儲部42所存儲的靜態(tài)模型sm(opn+1)、在過程值數(shù)據(jù)庫5所存儲的運轉條件cond(ds2)以及cond(opn+1)，使靜態(tài)模型sm(opn+1)的運轉條件與運轉條件cond(ds2)一致(步驟s509)。將調節(jié)運轉條件后的靜態(tài)模型sm(opn+1)稱為靜態(tài)模型sm(opn+1_2)。此外，在上述的步驟s507中的變換處理中進行了運轉條件的等值化處理等情況下，即無需另外的等值化處理的情況下，也可以不實施本步驟s509。

接下來，在設備改造階段中，對比部46讀取在靜態(tài)模型存儲部42所存儲的靜態(tài)模型sm(ds2)，將在該靜態(tài)模型sm(ds2)中包含的參數(shù)與在由運轉條件等值化部47進行了等值化處理后的靜態(tài)模型sm(opn+1_2)中包含的參數(shù)進行對比，制作對比結果的對比列表l1，結束本流程圖的處理(步驟s511)。對比部46也可以制作僅提取出產生了差值的參數(shù)后的對比列表l1。

根據(jù)上面說明的第5實施方式，在設備改造以后，運轉條件等值化部47、對比部46將sm(ds2)作為基準線進行使用。例如，如表示圖7的熱交換器的運轉時的綜合導熱系數(shù)udes'的歷時變化的一個例子的圖16的趨勢圖顯示(具有2個軸的橫軸之中的上側的軸表示基準線日期及時間、下側的軸表示時間軸)那樣，通過目視可知裝置條件變更時刻，能夠將設備改造前的趨勢圖和設備改造后的趨勢圖顯示在同一個趨勢圖上。該基準線日期及時間表示設備改造時期(或者設備改造后的最初的模型生成時期)。由此能夠進行設備改造前后的效果對比。另外，在儀表主數(shù)據(jù)庫6不僅保存有裝置條件，還一起保存有相關的控制邏輯的變更、控制參數(shù)的變更履歷，因此能夠對設備改造涉及的主動的、被動的變更點進行控制，在過程中統(tǒng)一看到在設備改造實施時改造了什么、其結果過程發(fā)生了怎樣的變化。

另外，通過使用車間的運轉條件，利用于靜態(tài)模型sm(opn)的等值化，從而能夠實現(xiàn)更高精度的模型制作。

在上面說明了在步驟s509使靜態(tài)模型sm(opn)的運轉條件與靜態(tài)模型sm(ds)的運轉條件一致的例子，但也可以采用如第2實施方式那樣地使靜態(tài)模型sm(ds)的運轉條件與靜態(tài)模型sm(opn)的運轉條件一致的結構。另外，在上面說明了使用動態(tài)模擬器43的例子，但也可以采用第3實施方式所示的使用跟蹤模擬器49的結構。另外，在上面說明了將在設計建設階段中制作出的靜態(tài)模型sm(ds)與靜態(tài)模型sm(opn)進行對比的例子，但也可以采用如第4實施方式那樣地針對在設計建設階段未制作靜態(tài)模型sm(ds)的過程單元而將在運轉階段制作出的靜態(tài)模型sm(ds)彼此進行對比的結構。

在上面說明的第1至第5實施方式中說明了車間性能評價裝置(4、4a、4b)及過程值數(shù)據(jù)庫5經由網絡n與車間2連接的例子，但車間性能評價裝置(4、4a、4b)中的模擬也可以在車間性能評價裝置(4、4a、4b)及過程值數(shù)據(jù)庫5從車間2斷開后的狀態(tài)(離線狀態(tài))下進行。

以上，一邊參照附圖一邊對本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式進行了說明，但本發(fā)明當然并不限定于上述實施方式。在上述的實施方式中示出的各結構部件的諸形狀、組合等僅為一個例子，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內基于設計要求等能夠進行各種變更。