JP2001355010A

JP2001355010A - 操業支援装置、操業支援方法および記録媒体

Info

Publication number: JP2001355010A
Application number: JP2000177216A
Authority: JP
Inventors: Akira Fujii; 章藤井; Tatsuichiro Shimoi; 辰一郎下井; Hiroyuki Miyazaki; 裕之宮崎
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2000-06-13
Filing date: 2000-06-13
Publication date: 2001-12-25

Abstract

(57)【要約】【課題】操業者の経験等によらず、プロセス状態を目
標状態に移行し維持するための適切な操業アクションと
操作量とを短時間で決定できるようにする。【解決手段】高炉１５に対する操業アクションおよび
操作量の最新実績値と、高炉１５の検出端測定情報とに
基づいて、状態予測部３で予測した各制御量の予測値と
目標値との違いを修正する修正アクションと修正操作量
とを相関ルール、推論処理部９、修正量生成部１１によ
り推論する。そして、修正操作量の収束判断を収束条件
判断部１３で行い、判断結果に応じて、上記操作量に上
記修正操作量を加え、次回の操業アクションとその操作
量として操業管理部１４から高炉１５に供給するように
することにより、高炉１５に対して操作を行ってから、
その応答が現れるまで長い時間待つことなく、適切な操
業アクションと操作量とを推論して決定することができ
るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操業支援装置、操
業支援方法および記録媒体に関し、特に、高炉の状態を
制御して操業を支援する高炉操業支援装置に用いて好適
なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から高炉においては、製品の品質保
証の点から高炉の状態、特に溶銑温度、炉体温度、溶銑
中のＳｉ含有量等を目標とする値になるように制御して
稼働することが求められてきた。そのため、高炉に対す
る操業アクションとその操作量とを適切に決定し、操作
することにより高炉の状態を制御してきた。

【０００３】この高炉の状態を制御するための操業アク
ションとその操作量とを決定する方法としては、まず、
高炉に設置された種々のセンサから得られる高炉の状態
を示す情報から、高炉操業者が高炉の状態の判定を行
う。そして、その判定結果と過去の経験等とに基づい
て、操業アクションとその操作量とを決定する方法が一
般に行われていた。また、最近では高炉の状態を示す情
報に基づいた高炉の状態の判定、およびその判定結果に
基づく操業アクションとその操作量との決定にコンピュ
ータシステムを用いる試みも行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高炉の
ような複雑なプロセスでは、操業アクションには多くの
種類がある。そのため、上述したような方法を用いて、
操業アクションとその操作量とを決定する場合には、そ
の組み合わせも非常に多くなってしまう。また、決定さ
れる操業アクションとその操作量とは、高炉操業者の過
去の経験や能力等によって異なる。したがって、操業ア
クションとその操作量とを操業者によらず適切に決定す
ることは困難であった。

【０００５】また、プロセスが複雑であるほど制御すべ
き制御量の種類が非常に多く、コンピュータシステムを
用いて操業アクションとその操作量とを決定して、プロ
セスの状態を制御したとしても、フィードバック制御の
ような解析的な手法でプロセスの状態を制御することは
困難であった。

【０００６】また、高炉のプロセスでは、図５に示すよ
うに決定した操業アクションとその操作量とに基づきプ
ロセスに対して操作を行い、その結果としてプロセスの
状態に変化が現れるまでには多くの時間を要する。例え
ば、図５においては操作アクションＮを行った後、プロ
セスの状態が定常状態になるまでには、３〜１２時間を
要している。このため、実際にプロセスに対して操作を
行うことにより、決定した操業アクションとその操作量
との正当性を確認することは時間的にも経済的にも多大
な負担を要していた。

【０００７】本発明は、このような実情に鑑みて成され
たものであり、多くの操業アクションおよび制御すべき
制御量を持つ複雑なプロセスであっても、操業者の経験
等によらず、プロセスの状態を目標とする状態に移行し
て維持させるための適切な操業アクションとその操作量
とを短時間のうちに決定できるようにすることを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の操業支援装置
は、プロセスの操業に関する制御を支援する操業支援装
置であって、上記プロセスに対して行う操作と、上記操
作後のプロセス状態の変化との関係を示す相関ルールを
記憶する相関ルール記憶手段と、上記プロセスから供給
されるプロセス状態の測定情報と上記プロセスに対して
行った操作およびその操作量とに基づいて、将来のプロ
セス状態を予測する状態予測手段と、上記状態予測手段
により予測した将来のプロセス状態と上記相関ルール記
憶手段に記憶されている相関ルールとに基づいて、プロ
セス状態を目標の状態にするための修正操作およびその
修正操作量を推論する修正操作量推論手段とを備えたこ
とを特徴とする。

【０００９】本発明の他の特徴とするところは、上記修
正操作量推論手段は、上記状態予測手段により予測した
将来のプロセス状態と目標のプロセス状態とを比較する
比較手段と、上記比較手段による比較結果と上記相関ル
ール記憶手段に記憶されている相関ルールとに基づい
て、上記修正操作およびその修正操作量を推論する推論
手段とを備えることを特徴とする。

【００１０】本発明のその他の特徴とするところは、上
記プロセス状態の測定情報を蓄積する測定情報履歴格納
手段と、上記プロセスに対して行った操作およびその操
作量を蓄積する操作情報履歴格納手段と、上記測定情報
履歴格納手段に蓄積されているプロセス状態の測定情報
と、上記操作情報履歴格納手段に蓄積されているプロセ
スに対して行った操作およびその操作量とに基づいて、
上記相関ルール記憶手段に記憶されている相関ルールを
追加および修正する相関解析処理手段とを備えることを
特徴とする。

【００１１】また、本発明の操業支援方法は、プロセス
の操業に関する制御を支援する操業支援方法であって、
上記プロセスから供給されるプロセス状態の測定情報と
上記プロセスに対して行った操作およびその操作量とに
基づいて、将来のプロセス状態を予測し、上記プロセス
に対して行う操作と、上記操作後のプロセス状態の変化
との関係を示した相関ルールと、上記予測した将来のプ
ロセス状態とに基づいて、プロセス状態を目標の状態に
するための修正操作およびその修正操作量を推論するこ
とを特徴とする。

【００１２】本発明の操業支援方法の他の特徴とすると
ころは、上記プロセス状態を目標の状態にするための修
正操作およびその修正操作量を推論する際、上記予測し
た将来のプロセス状態と目標のプロセス状態とを比較
し、その比較結果と上記相関ルールとに基づいて、上記
修正操作およびその修正操作量を推論することを特徴と
する。

【００１３】本発明の操業支援方法のその他の特徴とす
るところは、上記プロセス状態の測定情報と上記プロセ
スに対して行った操作およびその操作量とをそれぞれの
記憶媒体に蓄積し、蓄積した上記プロセス状態の測定情
報と上記プロセスに対して行った操作およびその操作量
とに基づいて、上記相関ルールを追加および修正するこ
とを特徴とする。

【００１４】本発明のコンピュータ読み取り可能な記録
媒体は、上記各手段としてコンピュータを機能させるた
めのプログラムを記録したことを特徴とする。また、本
発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体の他の特徴
とするところは、上記操業支援方法の手順をコンピュー
タに実行させるためのプログラムを記録したことを特徴
とする。

【００１５】上記のように構成した本発明によれば、プ
ロセスから供給されるプロセス状態の測定情報と上記プ
ロセスに対して行った操作およびその操作量とに基づい
て、状態予測手段により将来のプロセス状態が予測さ
れ、上記予測された将来のプロセス状態を目標の状態に
するための修正操作およびその修正操作量が相関ルール
に基づき修正量推論手段で推論される。そして、上記修
正操作量を加えた操作量が次回操作量として上記プロセ
スに出力される。これにより、前回の操作が行われた結
果として予測した将来のプロセス状態と目標のプロセス
状態とが異なる場合には、当該前回の操作量に推論の結
果得た修正操作量を加えた操作量を新たな操作量として
プロセスを操作することができるようになる。

【００１６】また、本発明のその他の特徴によれば、プ
ロセス状態の測定情報が測定情報履歴格納手段に蓄積さ
れ、プロセスに対して行った操作およびその操作量が操
作情報履歴格納手段に蓄積される。そして、上記プロセ
ス状態の測定情報と上記プロセスに対して行った操作お
よびその操作量とに基づいて、上記相関ルールが相関解
析処理手段により追加および修正されるので、メンテナ
ンスを行わなくとも、常に最新の相関ルールを用いて修
正操作およびその修正操作量を推論することができるよ
うになる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本実施形態による操業支
援装置を適用した高炉操業支援装置の一構成例を示すブ
ロック図である。

【００１８】図１において、１は高炉操業支援装置であ
り、操業管理部１４から供給される高炉１５の状態を示
す検出端測定情報および操業アクション量（操作量）の
最新実績値に基づいて、高炉１５の将来の状態を予測
し、高炉１５を目標の状態に収束、維持させるための操
業アクションとその操作量との決定を行う。

【００１９】上記操業アクション量には、高炉の炉頂
圧、高炉への装入物、高炉への送風に関するものがあ
り、高炉の炉頂圧に関する操業アクション量には、炉頂
圧変動、炉頂圧力等がある。また、高炉への装入物の量
に関する操業アクション量には、鉄鉱石のチャージ量、
コークスのチャージ量、小塊コークス量、ブランクチャ
ージ、鉄鉱石とコークスとの比率、珪石のチャージ量、
石灰石のチャージ量、焼結鉱比、コークス比、ペレット
比、ペレット量、装入モード、ベルレス旋回数、ベルレ
スノッチ、チャージレベル等がある。

【００２０】高炉への送風に関する操業アクション量に
は、送風湿度、送風温度、送風圧力、送風流量、酸素富
化量、ＰＣＩ吹込量等がある。また、操業アクションに
は、上述したような操業アクション量の操作を行う操業
アクションに加え、タービン運転／停止、発電機運転／
停止、休風、減圧、風圧制限等がある。

【００２１】２は更新処理部であり、操業管理部１４か
らアクション量履歴格納部１７を介して供給される、高
炉に対して操作を行った操業アクションとその操作量と
の最新実績値を保持するとともに状態予測部３に供給す
る。また、後述する収束条件判断部１３で修正アクショ
ンの修正操作量が収束条件を満足しない場合には、収束
条件判断部１３から供給される修正アクションとその修
正操作量と、更新処理部２が自ら保持していた操業アク
ションとその操作量とから、新たな操業アクションとそ
の操作量とを算出する。そして、算出した新たな操業ア
クションとその操作量とを保持するとともに状態予測部
３に供給する。この更新処理部２は、本発明の更新処理
手段を構成する。

【００２２】状態予測部３は、操業管理部１４から測定
情報履歴格納部１６を介して供給される検出端測定情報
の最新値と、更新処理部２から供給される操業アクショ
ンとその操作量とに基づいて、状態推定物理モデルを用
いて高炉１５の将来の状態（制御量）の予測を行う。こ
の状態予測部３は、本発明の状態予測手段を構成する。
なお、本実施形態では、上記状態推定物理モデルには、
高炉二次元トータルモデルを用い、高炉１５に対して更
新処理部２から供給される操業アクションとその操作量
とを操作したとして、所定時間経過後の高炉１５の定常
状態における各制御量（炉底温度、炉体温度等）の予測
を行っている。なお、このとき上記所定時間が経過する
までの間は、操作量は不変であるとする。

【００２３】４は状態目標値記憶部であり、操業オペレ
ータ等により入力部１９を介して設定された目標値テー
ブルを記憶する。この目標値テーブルは、高炉１５の定
常状態における各制御量の目標値を記述したものであ
る。５は偏差量計算部であり、状態予測部３により予測
した高炉１５の定常状態における各制御量の予測値と、
状態目標値記憶部４に記憶されている定常状態における
各制御量の目標値との差である状態偏差量をそれぞれ算
出する。この状態目標値記憶部４と偏差量計算部５と
は、本発明の偏差量計算手段を構成する。

【００２４】６は変換テーブル記憶部であり、操業オペ
レータ等により入力部１９を介して設定された偏差度合
閾値テーブルを記憶する。この偏差度合閾値テーブル
は、偏差量計算部５により算出した各制御量の状態偏差
量を状態偏差度合に変換するためのテーブルであり、各
制御量に対して状態偏差度合と、その偏差度合に該当す
る状態偏差量の上限値と下限値とが規定されている。な
お、変換テーブル記憶部６に記憶される偏差度合閾値テ
ーブルについては後述する。

【００２５】７は偏差度合変換部であり、変換テーブル
記憶部６に記憶されている偏差度合閾値テーブルを用い
て、偏差量計算部５によりそれぞれ算出した各制御量の
状態偏差量を状態偏差量の大きさに従ってレベル化し
て、状態偏差度合にそれぞれ変換する。そして、偏差度
合変換部７は、変換した状態偏差度合を推論処理部９に
供給する。この変換テーブル記憶部６と偏差度合変換部
７とは、本発明の偏差度合変換手段を構成し、また、状
態目標値記憶部４、偏差量計算部５、変換テーブル記憶
部６および偏差度合変換部７は本発明の比較手段を構成
する。

【００２６】８は相関ルール記憶部であり、高炉１５に
対して行う操業アクションの操作量と、その操作による
高炉１５の状態の変化との関係を示した相関ルールを記
憶する。この相関ルール記憶部８は、本発明の相関ルー
ル記憶手段を構成する。なお、相関ルール記憶部８に記
憶される相関ルールについては後述する。

【００２７】推論処理部９は、偏差度合変換部７から供
給される各制御量の状態偏差度合と、相関ルール記憶部
８に記憶されている相関ルールとに基づいて、高炉１５
の各制御量を目標値にする、すなわち高炉１５を目標の
状態にするための修正アクションとその修正度合とを推
論する。

【００２８】すなわち、推論処理部９は、高炉１５に対
して予定の操業アクションとその操作量とが操作された
際に、高炉１５の各制御量の予測値と目標値との違いを
小さくする（状態偏差量を小さくする）方向に作用する
修正アクションとその修正度合とを、相関ルール記憶部
８に記憶されている相関ルールから検索する。そして、
状態偏差量を小さくするような相関ルールがある場合に
は、相関ルールに示される修正アクションとその修正度
合とを推論結果として出力する。また、状態偏差量を小
さくするような相関ルールがない場合には、制御する必
要がない制御量、あるいは変化させず維持すべき制御量
への影響が最も少ない相関ルールを選択し、その相関ル
ールに示される修正アクションとその修正度合とを推論
結果として出力する。

【００２９】１０は修正量生成テーブル記憶部であり、
推論処理部９から供給される修正アクションとその修正
度合とから、修正アクションとその修正操作量とを生成
するためのアクション量生成テーブルを記憶する。アク
ション量生成テーブルは、操業オペレータ等により入力
部１９を介して設定され、各操業アクションに対して、
修正度合に対応した修正アクション量が規定されてい
る。

【００３０】１１は修正量生成部であり、修正量生成テ
ーブル記憶部１０に記憶されているアクション量生成テ
ーブルを用いて、推論処理部９により推論した修正アク
ションとその修正度合とから、修正度合を数値化した修
正アクション量を生成する。上記推論処理部９、修正量
生成テーブル記憶部１０および修正量生成部１１は、本
発明の推論手段を構成する。また、状態目標値記憶部４
〜修正量生成部１１（相関ルール記憶部８を除く）は、
本発明の修正操作量推論手段を構成する。

【００３１】１２は収束条件記憶部であり、修正量生成
部１１から供給される修正アクションとその修正操作量
との収束を判断するための収束条件を記憶する。この収
束条件は、操業オペレータ等により入力部１９を介して
設定される。記憶される収束条件には、修正操作量生成
部１１から供給される修正アクションの修正操作量が０
か否かを判断する、「全修正操作量がゼロ」等の条件が
ある。１３は収束条件判断部であり、修正量生成部１１
から供給される修正アクションとその修正操作量の収束
を、収束条件記憶部１２に記憶されている収束条件に基
づいて判断する。

【００３２】この判断の結果、修正アクションとその修
正操作量が収束条件を満足する場合には、修正アクショ
ンとその修正操作量とは収束したと判断する。そして、
更新処理部２に保持されている操業アクションの操作量
に、修正アクションの修正操作量をそれぞれ加え、次回
の操業アクションおよびその操作量として操業管理部１
４に供給する。

【００３３】また、修正アクションとその修正操作量が
収束条件を満足しない場合には、修正アクションとその
修正操作量とは未収束であると判断し、修正アクション
とその修正操作量を更新処理部２に供給する。この収束
条件記憶部１２と収束条件判断部１３は、本発明の収束
判断手段を構成する。

【００３４】操業管理部１４は、高炉１５の操業の管
理、制御を行う。操業管理部１４は、収束条件判断部１
３から供給される次回の操業アクションおよびその操作
量に従って高炉１５を操作し、高炉１５を目標の状態に
制御するとともに、高炉１５に対して行った操業アクシ
ョンおよびその操作量をアクション量履歴格納部１７に
供給する。また、操業管理部１４は、高炉１５から供給
される検出端測定情報を測定情報履歴格納部１６に供給
する。

【００３５】測定情報履歴格納部１６は、操業管理部１
４から供給される検出端測定情報を記憶して蓄積し、ア
クション量履歴格納部１７は、操業管理部１４から供給
される高炉１５に対して行った操業アクションおよびそ
の操作量を記憶し蓄積する。この測定情報履歴格納部１
６は、本発明の測定情報履歴格納手段を構成し、アクシ
ョン量履歴格納部１７は、本発明の操作情報履歴格納手
段を構成する。

【００３６】１８は相関解析処理部であり、測定情報履
歴格納部１６に記憶し蓄積された高炉１５の検出端測定
情報と、アクション量履歴格納部１７に記憶し蓄積され
た高炉１５に対して行った操作の操業アクションおよび
その操作量との相関関係を抽出し、相関ルール記憶部８
に記憶されている相関ルールの追加および修正を行う。

【００３７】すなわち、相関解析処理部１８は、操業ア
クションおよびその操作量と、操作を行って所定時間が
経過した後の検出端測定情報とから、操業アクションお
よびその操作量と、検出端測定情報との相関関係を単相
関やデータマイニングの手法を用いて、自動的に抽出す
る。そして、相関ルール記憶部８に記憶されている相関
ルールの追加および修正を行い、抽出した相関関係を反
映させる。この相関解析処理部１８は、本発明の相関解
析処理手段を構成する。

【００３８】入力部１９は、目標値テーブル、偏差度合
閾値テーブル、アクション量生成テーブルおよび収束条
件を、状態目標値記憶部４、変換テーブル記憶部６、修
正量生成テーブル記憶部１０および収束条件記憶部１２
に設定するためのものである。また、入力部１９は、相
関ルール記憶部８に記憶されている相関ルールの追加、
変更を行うこともできる。

【００３９】図２は、変換テーブル記憶部６に記憶され
ている偏差度合閾値テーブルの一例を示す図である。偏
差度合閾値テーブルは、各制御量の状態偏差量を状態偏
差度合に変換するためのテーブルであり、各制御量の状
態偏差度合とその偏差度合に該当する状態偏差量の上限
値と下限値とが各制御量に対して規定されている。例え
ば、炉底温度の状態偏差量が１２０であったときに
は、炉底温度の状態偏差度合は「プラス」となり、炉
底温度の状態偏差量が−１２０であったときには、炉
底温度の状態偏差度合は「マイナス」となる。また、
同様に炉体温度の状態偏差量が５０であったときに
は、炉体温度の状態偏差度合は「ゼロ」となる。な
お、図２に示す偏差度合閾値テーブルでは、各制御量の
状態偏差度合は、「プラス」、「ゼロ」、「マイナス」
であるが、状態偏差量の上限値と下限値とを適宜規定す
ることにより、範囲を細かくするなどして、例えば、
「プラス」（状態偏差量１００〜）を「プラス１」（状
態偏差量１００〜１５０）、「プラス２」（状態偏差量
１５０〜）のように複数の状態偏差度合を設けるように
しても良い。

【００４０】図３は、相関ルール記憶部８に記憶されて
いる相関ルールの一例を示す図である。図３において、
修正アクションの欄は、修正アクションの種類であり、
修正度合の欄は、各修正アクションの操作量を増加する
ときが「プラス」であり、一方、操作量を減少するとき
が「マイナス」である。

【００４１】また、状態１、状態２、状態３、状態４、
・・・の欄は、各制御量の値の変化を示し、「プラス」
は制御量の値を増加させ、「マイナス」は制御量の値を
減少させる。また、プラスおよびマイナスの欄に記述さ
れている数値は、上段に記述されている数値が確信度を
表し、修正アクションおよびその修正度合と、各制御量
の値の変化との因果関係の強さを示すものである。ま
た、下段に記述されている数値は、時間遅れを表し、修
正アクションの操作を行った後、各制御量の値が変化す
るまでの所要時間を示すものである。

【００４２】例えば、図３において修正アクション１で
ある送風温度の修正度合をプラス、すなわち送風温度を
所定の温度だけ高くした場合には、図３の太い実線で囲
んだように、状態１である炉底温度が確信度０．９
で、９．０時間後に高くなり、状態２である炉底温度
が確信度０．４で、３．０時間後に低くなる。また、状
態３である炉体温度は、送風温度の修正度合をプラス
にした場合には変化せず、状態４である炉体温度が確
信度０．６８で、５．０時間後に低くなる。

【００４３】図４は、修正量生成テーブル記憶部１０に
記憶されているアクション量生成テーブルの一例を示す
図である。アクション量生成テーブルは、修正アクショ
ンとその修正度合とから、その修正アクションの修正操
作量を生成するテーブルである。図４において、修正ア
クションの欄は修正アクションの種類を示し、修正度合
の欄は、修正アクションの操作量を増加させる（「プラ
ス」）ときと、操作量を減少させる（「マイナス」）と
きとを示す。また、修正操作量の欄は、修正アクション
および修正度合（「プラス」または「マイナス」）に対
する修正アクションの修正操作量を示す。

【００４４】次に、動作について説明する。まず、操業
管理部１４からアクション量履歴格納部１７を介して更
新処理部２に、高炉１５に対する操業アクションとその
操作量との最新実績値が供給されると、更新処理部２
は、操業アクションとその操作量を保持するとともに状
態予測部３に供給する。状態予測部３では、更新処理部
２から供給された操業アクションとその操作量と、操業
管理部１４から測定情報履歴格納部１６を介して供給さ
れる高炉１５の検出端測定情報とに基づき、状態推定物
理モデルである高炉二次元トータルモデルを用いて、高
炉１５に対して操作量の操業アクションを操作してから
所定時間経過後の高炉１５の定常状態における各制御量
の値を予測し、偏差量計算部５に供給する。

【００４５】次に、偏差量計算部５は、状態目標値記憶
部４に記憶されている目標値テーブルに基づいて、供給
された定常状態における各制御量の予測値と目標値とか
ら各制御量の状態偏差量を算出し、偏差度合変換部７に
供給する。偏差度合変換部７では、供給された各制御量
の状態偏差量を、変換テーブル記憶部６に記憶されてい
る図２に示す偏差度合閾値テーブルに従って、状態偏差
度合に変換し推論処理部９に供給する。

【００４６】例えば、偏差量計算部５で算出された状態
偏差量が、炉底温度が−１６０、炉底温度が１０
０、炉体温度が２０、炉体温度が５０であったとす
ると、炉底温度が「マイナス」、炉底温度が「プラ
ス」、炉体温度が「ゼロ」、炉体温度が「プラス」
と状態偏差度合に変換され、推論処理部９に供給され
る。

【００４７】各制御量の状態偏差度合が供給された推論
処理部９は、供給された各制御量の状態偏差度合と図３
に示す相関ルールとに基づいて、状態偏差量を小さくす
る、すなわち供給された状態偏差度合と逆の方向に各制
御量が変化する修正アクションとその修正度合とを推論
し、修正量生成部１１に供給する。

【００４８】例えば、供給された状態偏差度合が、炉底
温度が「マイナス」、炉底温度が「プラス」、炉体
温度が「ゼロ」、炉体温度が「プラス」であったと
すると、推論処理部９は、炉底温度が「プラス」、炉
底温度が「マイナス」、炉体温度が「ゼロ」、炉体
温度が「マイナス」に変化する修正アクションとその
修正度合とを相関ルールを参照し推論する。この場合に
は、修正アクションとして送風温度（アクション１）
が、そして修正度合として「プラス」が推論結果とし
て、修正量生成部１１に供給される。

【００４９】そして、推論結果としての修正アクション
とその修正度合とが供給された修正量生成部１１は、図
４に示すアクション量生成テーブルに基づいて、供給さ
れた修正度合から修正操作量を生成する。例えば、供給
された修正アクションが送風温度で、その修正度合が
「プラス」であったときには、図４に従い、その修正操
作量は５０となる。

【００５０】供給された修正アクションとその修正度合
とから修正操作量を生成した修正量生成部１１は、修正
アクションとその修正操作量とを収束条件判断部１３に
供給する。次に、収束条件判断部１３は、収束条件記憶
部１２に記憶されている収束条件に従って、供給された
修正アクションとその修正操作量の収束を判断する。

【００５１】この判断の結果、供給された修正アクショ
ンとその修正操作量とが収束条件を満足している場合に
は、更新処理部２に保持されている操業アクションの操
作量に、供給された修正アクションのその修正操作量を
それぞれ加え、操業アクションとその操作量を操業管理
部１４に供給する。

【００５２】一方、供給された修正アクションとその修
正操作量とが収束条件を満足していない場合には、供給
された修正アクションとその修正操作量を更新処理部２
に供給する。そして、更新処理部２は、保持していた操
業アクションの操作量に、供給された修正アクションの
修正操作量とをそれぞれ加え、新たな操業アクションお
よびその操作量として保持するとともに状態予測部３に
供給する。

【００５３】さらに、状態予測部３は供給された新たな
操業アクションおよびその操作量とを用いて、高炉１５
の定常状態における各制御量の値の予測を行い、予測値
を偏差量計算部５に供給する。偏差量計算部５以降の動
作は、上述した動作を行い、収束条件判断部１３で、供
給された修正アクションとその修正操作量とが収束条件
を満足するまで、上述した動作が繰り返される。

【００５４】なお、上述した動作においては、一致する
相関ルールは一つであったが、仮に一致する相関ルール
が複数ある場合には、確信度が高く、時間遅れが小さい
修正アクションとその修正度合とを選択する。また、仮
に一致する相関ルールがない場合には、まず一致する制
御量の数が多い修正アクションとその修正度合とを選択
し、次に、変化させず維持すべき制御量の確信度が低い
修正アクションとその修正度合とを選択する。

【００５５】以上詳しく説明したように、本実施形態に
よれば、高炉１５に対して操作した最新の操業アクショ
ンとその操作量と、高炉１５の検出端測定情報とに基づ
いて、状態予測部３により高炉１５の各制御量の値を予
測し、この予測値と目標値との違いを小さくする修正ア
クションとその修正操作量とを相関ルール、推論処理部
９、修正量生成部１１により推論する。そして、収束条
件判断部１３において、所定の条件に基づき、推論した
修正アクションとその修正操作量との収束判断を行い、
条件を満足するときには、操業アクションの操作量に、
修正アクションの修正操作量をそれぞれ加えたものを次
回の操業アクションと操作量として操業管理部１４に供
給し、それ以外は、修正アクションとその修正操作量を
更新処理部２に供給する。これにより、状態予測部３に
より予測された各制御量の予測値と目標値とが異なる場
合には、操業アクションの操作量に、修正アクションの
修正操作量をそれぞれ加えたものが新たな操作量とし
て、状態予測部３に供給され、修正アクションとその修
正操作量とが収束条件を満足するまで高炉１５の状態の
予測を繰り返すことができ、高炉１５を目標の状態に移
行し維持するための適切な操業アクションとその操作量
とを短い推論時間内に決定することができる。また、相
関ルール記憶部８に記憶されている相関ルールに基づい
て、操業アクションとその操作量を決定するので、操業
者の経験等によらず適切な操業アクションとその操作量
が決定することができ、高炉１５の制御精度を向上させ
ることができる。また、高炉１５の将来の状態を予測
し、目標の状態に移行し維持するための適切な操業アク
ションとその操作量とを短い推論時間内に決定すること
ができるので、高炉１５に対して操作を行った結果とし
て、実際に状態が変化するまで待つことなくリアルタイ
ムでの高炉１５の制御が行え、制御精度を高くすること
ができる。

【００５６】また、高炉１５の検出端測定情報を測定情
報履歴格納部１６に蓄積し、高炉１５に対して行った操
作の操業アクションとその操作量をアクション量履歴格
納部１７に蓄積する。そして、検出端測定情報と、操業
アクションとその操作量とに基づいて、相関解析処理部
１８により相関ルールを自動的に追加および修正する。
これにより、メンテナンスを行わなくとも、相関ルール
記憶部８に記憶されている相関ルールは常に追加修正さ
れるので、高炉１５を目標の状態に移行し維持するため
の操業アクションとその操作量とを精度良く決定するこ
とができる。さらに、測定情報履歴格納部１６およびア
クション量履歴格納部１７に情報が蓄積するほど、相関
ルール記憶部８に記憶されている相関ルールの精度は高
いものになる。

【００５７】なお、本実施形態では、相関ルール記憶部
８、推論処理部９、修正量生成テーブル記憶部１０、修
正量生成部１１を用いて、修正アクションとその修正操
作量との推論を行っているが、修正量生成テーブル記憶
部１０、修正量生成部１１を設けずに、修正量生成テー
ブル記憶部１０に記憶されているアクション量テーブル
に規定されている情報を、相関ルール記憶部８に記憶さ
れている相関ルールに予め含ませておき、相関ルール記
憶部８、推論処理部９だけで修正アクションとその修正
操作量との推論を行うようにしても良い。

【００５８】なお、本実施形態では、収束条件記憶部１
２に記憶される収束条件は、「全修正操作量がゼロ」等
の条件としたが、「所定の数の操業アクションの操作量
が上下限値より大きい」等の例外処理に用いる条件等も
加えて操業管理部１４に操業アクションおよびその操作
量を出力するようにしても良い。また、「所定回数の収
束判断を行った」等の条件を加えるとともに、収束条件
判断部１３に判断回数をカウントするカウンタ等を設け
て、所定の回数を越えたら操業管理部１４に操業アクシ
ョンおよびその操作量を出力するようにしても良い。

【００５９】なお、以上に説明した本実施形態の操業支
援装置は、コンピュータのＣＰＵあるいはＭＰＵ、ＲＡ
ＭおよびＲＯＭなどで構成されるものであり、ＲＡＭや
ＲＯＭに記憶されたプログラムが動作することによって
実現できる。したがって、コンピュータが上記機能を果
たすように動作させるプログラムを、例えばＣＤ−ＲＯ
Ｍのような記録媒体に記録し、コンピュータに読み込ま
せることによって実現できるものである。上記プログラ
ムを記録する記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ以外に、
フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、磁
気テープ、光磁気ディスク、不揮発性のメモリカード等
を用いることができる。

【００６０】また、コンピュータが供給されたプログラ
ムコードを実行することにより上述の実施形態の機能が
実現されるだけでなく、そのプログラムがコンピュータ
において稼働しているＯＳ（オペレーティングシステ
ム）あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して
上述の実施形態の機能が実現される場合や、供給された
プログラムの処理の全てあるいは一部がコンピュータの
機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われて上述
の実施形態の機能が実現される場合も、かかるプログラ
ムは本発明の実施形態に含まれる。

【００６１】また、本発明をネットワーク環境で利用す
るべく、全部あるいは一部のプログラムが他のコンピュ
ータで実行されるようになっていても良い。例えば、画
面入力処理は、遠隔端末コンピュータで行われ、各種判
断、ログ記録等は他のセンターコンピュータ等で行われ
るようにしても良い。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、プ
ロセスから供給されるプロセス状態の測定情報と上記プ
ロセスに対して行った操作およびその操作量とに基づい
て、状態予測手段により将来のプロセス状態を予測し、
上記予測した将来のプロセス状態を目標の状態にするた
めの修正操作およびその修正操作量を相関ルールに基づ
いて修正量推論手段で推論する。そして、上記修正操作
量を加えた操作量を次回操作量として上記プロセスに出
力する。これにより、前回の操作が行われた結果として
予測した将来のプロセス状態と目標のプロセス状態とが
異なる場合には、当該前回の操作量に推論の結果得た修
正操作量を加えた操作量を新たな操作量として、プロセ
スを操作することができ、目標のプロセス状態に移行し
維持するための適切な操作とその操作量とを短時間のう
ちに決定することができる。

【００６３】また、本発明の他の特徴によれば、プロセ
ス状態の測定情報を測定情報履歴格納手段に蓄積し、プ
ロセスに対して行った操作およびその操作量を操作情報
履歴格納手段に蓄積する。そして、上記プロセス状態の
測定情報と上記プロセスに対して行った操作およびその
操作量とに基づいて、相関解析処理手段により上記相関
ルールを自動的に追加および修正する。これにより、メ
ンテナンスを行わなくとも、常に最新の相関ルールを用
いて、修正操作量を推論することができ、目標のプロセ
ス状態に移行し維持するための操作量を精度良く決定す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態による操業支援装置を適用した高炉
操業支援装置の一構成例を示すブロック図である。

【図２】各制御量の状態偏差量を状態偏差度合に変換す
るための偏差度合閾値テーブルの一例を示す図である。

【図３】操作量と操作に対する状態の変化との関係を示
した相関ルールの一例を示す図である。

【図４】操業アクションとその修正度合とから操業アク
ションの修正操作量を生成するためのアクション量生成
テーブルの一例を示す図である。

【図５】従来の高炉の操業アクションに対するプロセス
状態の変化の一例を示す図である。

【符号の説明】

１高炉操業支援装置２更新処理部３状態予測部４状態目標値記憶部５偏差量計算部６変換テーブル記憶部７偏差度合変換部８相関ルール記憶部９推論処理部１０修正量生成テーブル記憶部１１修正量生成部１２収束条件記憶部１３収束条件判断部１４操業管理部１５高炉１６測定情報格納部１７アクション量格納部１８相関解析処理部１９入力部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮崎裕之富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内Ｆターム(参考） 4K012 BB00 BB07 BB08 BB09 5B049 BB07 CC22 FF01 GG04 5H004 GB03 HA01 HA03 HA16 HB01 HB03 JB07 KC24 KC28 KD52 KD56 LA15 MA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プロセスの操業に関する制御を支援する
操業支援装置であって、上記プロセスに対して行う操作と、上記操作後のプロセ
ス状態の変化との関係を示す相関ルールを記憶する相関
ルール記憶手段と、上記プロセスから供給されるプロセス状態の測定情報と
上記プロセスに対して行った操作およびその操作量とに
基づいて、将来のプロセス状態を予測する状態予測手段
と、上記状態予測手段により予測した将来のプロセス状態と
上記相関ルール記憶手段に記憶されている相関ルールと
に基づいて、プロセス状態を目標の状態にするための修
正操作およびその修正操作量を推論する修正操作量推論
手段とを備えたことを特徴とする操業支援装置。
【請求項２】上記修正操作量推論手段により推論した
修正操作量に対し、所定の条件に基づいて収束判断を行
う収束判断手段と、上記収束判断手段による判断結果に応じて、上記操作量
に上記修正操作量を加えた操作量を新たな操作量として
出力する更新処理手段とを備えたことを特徴とする請求
項１に記載の操業支援装置。
【請求項３】上記修正操作量推論手段は、上記状態予
測手段により予測した将来のプロセス状態と目標のプロ
セス状態とを比較する比較手段と、上記比較手段による比較結果と上記相関ルール記憶手段
に記憶されている相関ルールとに基づいて、上記修正操
作およびその修正操作量を推論する推論手段とを備える
ことを特徴とする請求項１または２に記載の操業支援装
置。
【請求項４】上記比較手段は、上記目標のプロセス状
態を示す目標値テーブルを有し、上記目標値テーブルと
上記状態予測手段により予測した将来のプロセス状態と
に基づいて、状態偏差量を算出する偏差量計算手段と、上記偏差量計算手段により算出した状態偏差量を状態偏
差度合に変換するための偏差量／偏差度合変換テーブル
を有し、当該テーブルを用いて上記状態偏差量を上記状
態偏差度合に変換し、上記比較結果として上記状態偏差
度合を出力する偏差度合変換手段とを備えることを特徴
とする請求項３に記載の操業支援装置。
【請求項５】上記プロセス状態の測定情報を蓄積する
測定情報履歴格納手段と、上記プロセスに対して行った操作およびその操作量を蓄
積する操作情報履歴格納手段と、上記測定情報履歴格納手段に蓄積されているプロセス状
態の測定情報と、上記操作情報履歴格納手段に蓄積され
ているプロセスに対して行った操作およびその操作量と
に基づいて、上記相関ルール記憶手段に記憶されている
相関ルールを追加および修正する相関解析処理手段とを
備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記
載の操業支援装置。
【請求項６】プロセスの操業に関する制御を支援する
操業支援方法であって、上記プロセスから供給されるプロセス状態の測定情報と
上記プロセスに対して行った操作およびその操作量とに
基づいて、将来のプロセス状態を予測し、上記プロセス
に対して行う操作と、上記操作後のプロセス状態の変化
との関係を示した相関ルールと、上記予測した将来のプ
ロセス状態とに基づいて、プロセス状態を目標の状態に
するための修正操作およびその修正操作量を推論するこ
とを特徴とする操業支援方法。
【請求項７】所定の条件に基づいて、推論した上記修
正操作量の収束判断を行い、その判断結果に応じて、上
記操作量に上記修正操作量を加えた操作量を新たな操作
量として出力することを特徴とする請求項６に記載の操
業支援方法。
【請求項８】上記プロセス状態を目標の状態にするた
めの修正操作およびその修正操作量を推論する際、上記
予測した将来のプロセス状態と目標のプロセス状態とを
比較し、その比較結果と上記相関ルールとに基づいて、
上記修正操作およびその修正操作量を推論することを特
徴とする請求項６または７に記載の操業支援方法。
【請求項９】上記予測した将来のプロセス状態と目標
のプロセス状態との比較は、上記目標のプロセス状態を
示す目標値テーブルと上記予測した将来のプロセス状態
とに基づいて、状態偏差量を算出し、状態偏差量を状態
偏差度合に変換するための偏差量／偏差度合変換テーブ
ルを用いて、上記状態偏差量を上記状態偏差度合に変換
し、上記比較結果として上記状態偏差度合を出力するこ
とを特徴とする請求項８に記載の操業支援方法。
【請求項１０】上記プロセス状態の測定情報と上記プ
ロセスに対して行った操作およびその操作量とをそれぞ
れの記憶媒体に蓄積し、蓄積した上記プロセス状態の測
定情報と上記プロセスに対して行った操作およびその操
作量とに基づいて、上記相関ルールを追加および修正す
ることを特徴とする請求項６〜９の何れか１項に記載の
操業支援方法。
【請求項１１】請求項１〜５の何れか１項に記載の各
手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム
を記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能
な記録媒体。
【請求項１２】請求項６〜１０の何れか１項に記載の
操業支援方法の処理手順をコンピュータに実行させるた
めのプログラムを記録したことを特徴とするコンピュー
タ読み取り可能な記録媒体。