JP2004145750A - ユーティリティ管理システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】原単位の観点からユーティリティの使用を管理するために好適な管理システム及び方法を提供する。
【解決手段】各工場について、炭酸ガス、水、電力、水蒸気等のユーティリティの使用量を原単位として表示する。原単位は、工場から生産設備における製品の生産量を示す生産量データ及び該生産設備において該製品の生産のために費やされたユーティリティの使用量を示す使用量データを取得し、これらに基づいて管理システムにおいて演算される。
【選択図】図5
【解決手段】各工場について、炭酸ガス、水、電力、水蒸気等のユーティリティの使用量を原単位として表示する。原単位は、工場から生産設備における製品の生産量を示す生産量データ及び該生産設備において該製品の生産のために費やされたユーティリティの使用量を示す使用量データを取得し、これらに基づいて管理システムにおいて演算される。
【選択図】図5
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生産設備におけるユーティリティの使用量を管理する管理システム及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
特開2002−207791号公報においてユーティリティ事業の運営方法及び管理運営システムが開示されている。同公報に開示されたシステムは、ユーティリティ管理運営装置と、運転制御装置と、ユーティリティ設備とで構成されている。ユーティリティ管理運営装置は、ユーティリティ設備の運転及び監視をする運転監視装置、運転履歴を記憶するヒストリカルデータベース、エネルギー需要予測装置等を有し、インターネットを介して運転制御装置に接続されている。
【0003】
エネルギー需要予測装置は、インターネットを介して気象情報やユーザの生産計画を取得し、更に、ヒストリカルデータベースからユーティリティ供給量実績、生産量実績、気象実績等を取得し、各ユーザのユーティリティの需要予測を行う。この予測には、翌年の月単位の需要予測、翌月の日単位の需要予測、翌日の時間単位の需要予測が含まれる。
【0004】
[特許文献]
特開2002−207791号公報
【発明が解決しようとする課題】
1997年に開催された地球温暖化防止京都会議において、日本には、1990年比で温室効果ガスを2008年〜2012の間に6%削減するという厳しい目標が課せられている。
【0005】
また、省エネルギーは、地球温暖化防止という観点のみならず、企業が利益率を向上させる上で極めて重要である。
【0006】
ユーティリティ、すなわち、炭酸ガス、水、電力、水蒸気等の、製品の生産において使用される生産設備以外のものは、その使用量だけを議論すべきものではなく、ユーティリティを使って生産される製品の生産量との関係において議論されるべきである。つまり、単位量当たりの生産品を得るために要するユーティリティを管理することにより、工場全体、企業全体、或いは日本全体における生産の拡大とユーティリティの消費削減とを同時に達成することができる。
【0007】
ところが、現在のところ、原単位、すなわち、単位量の製品を生産するために費やされたユーティリティの使用量を自動演算するシステムは導入されていない。これは、前記の特開2002−207791号公報に関しても同様であり、同公報には、原単位の観点からユーティリティの使用を管理するという概念もそれに関連する事項も開示されていない。
【0008】
本発明は、上記のような背景に基づいてなされたものであり、例えば、原単位の観点からユーティリティの使用を管理するために好適な管理システム及び方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の管理システムは、生産設備におけるユーティリティの使用量を管理するシステムに係り、該システムは、前記生産設備における製品の生産量を示す生産量データ及び前記生産設備において前記製品の生産のために費やされた1又は複数のユーティリティの各使用量を示す使用量データを取得する取得手段と、各ユーティリティについて、前記取得手段によって取得した生産量データ及び使用量データに基づいて、単位量の前記製品を生産するために費やされたユーティリティの使用量である原単位を演算する演算手段とを備えることを特徴とする。
【0010】
ここで、本発明の好適な実施の形態によれば、前記取得手段は、更に前記製品の品質を示す品質データを取得することが好ましく、前記管理システムは、前記演算手段によって演算された原単位と前記品質データ又は前記品質データに基づいて導かれる前記製品の品質に関する情報とを関連付けて利用可能にする処理手段を更に備えることが好ましい。更に、前記品質データは、前記生産設備に配置されたセンサによる検知結果に基づいて前記生産設備において生成されることが好ましい。
【0011】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記演算手段は、同一時刻についての前記生産量データ及び前記使用量データに基づいて原単位を演算すること、又は、同一ロットについての前記生産量データ及び前記使用量データに基づいてロットごとに原単位を演算することが好ましい。
【0012】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記演算手段は、同一ロットについての前記生産量データ及び前記使用量データに基づいてロットごとに原単位を演算し、前記処理手段は、同一ロットについての原単位と品質データ又は前記品質データに基づいて導かれる前記製品の品質に関する情報とを関連付けて利用可能にすることが好ましい。
【0013】
本発明の管理方法によれば、生産設備におけるユーティリティの使用量をコンピュータシステムによって管理する管理方法に係り、該方法は、における製品の生産量を示す生産量データ及び前記生産設備において前記製品の生産のために費やされた1又は複数のユーティリティの各使用量を示す使用量データを前記コンピュータシステムが取得する取得工程と、各ユーティリティについて、前記取得工程で取得した生産量データ及び使用量データに基づいて、単位量の前記製品を生産するために費やされたユーティリティの使用量である原単位を前記コンピュータシステムが演算する演算工程とを含むことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。
【0015】
図1は、本発明の好適な実施の形態の管理システムの全体構成を概略的に示す図である。この管理システムは、工場等に備えられた製造設備におけるユーティリティの使用量を管理するように構成されている。
【0016】
図1に示す管理システムでは、工場(A)200及び工場(B)300等の各工場内のLAN(Local Area Network)250がインターネット等の通信ネットワーク400を介して本部100のLAN140に接続されている。
【0017】
工場(A)200を代表例として説明すると、工場(A)200には、複数の処理装置(製造装置)210A〜210Dが設置されている。この実施の形態では、処理装置(A)210A、処理装置(B)210B、処理装置(C)210C、処理装置(D)210Dの順に原料又は中間品が処理されて、処理装置(D)210Dにおいて最終製品の製造が完了するものとする。
【0018】
処理装置210A〜210Dには、それらにおいて使用されるユーティリティ(例えば、炭酸ガス、水、電力、水蒸気等)の使用量を計測するためのユーティリティセンサ(US)220A〜220Dが設けられている。なお、ユーティリティセンサは、例えば、処理装置に直接取り付けられていてもよいし、例えば、処理装置に接続されたユーティリティの移送管等に取り付けられてもよい。また、処理装置において2以上のユーティリティを使用する場合には、各ユーティリティの使用量を計測するための2以上のユーティリティセンサが設けられうるが、図1では、作図の簡略化のため、1つの処理装置に対して1つのユーティリティセンサのみが図示されている。
【0019】
最終段の処理装置(D)210Dには、製造された製品の品質を示す品質データを得るための品質センサ(QS)230が設けられている。なお、このような品質センサは、製造途中にある中間品の品質を示す品質データを得るために処理装置210A〜210Cの全部又は一部にも設けられうる。
【0020】
ここで、一例として、工場(A)がビール及び/又は発泡酒の醸造工場である場合について説明すると、品質センサ230は、例えば、醸造の最終段階等におけるビール及び/又は発泡酒の炭酸ガス圧、エキス値、DO(溶存酸素)値等を自動計測するセンサとして構成されうる。
【0021】
ユーティリティセンサ220A〜220D及び品質センサ230は、PLC(Programmable Logic Controller)240A〜240で構築されたネットワーク235を介してLAN250に接続されている。ここで、PLC240は、ネットワーク235を構築するための通信制御装置として構成されている。
【0022】
LAN250には、複数のパーソナルコンピュータ(PC)270、280が接続され、モデム等の通信制御装置(CC)260を介してインターネット等の通信ネットワーク400に接続されている。
【0023】
工場(B)300及び不図示の他の工場も、工場(A)200に設置されたシステムと同様のシステムを有しうる。
【0024】
本部100は、通信制御装置(CC)110を介して通信ネットワーク400に接続されたLAN140を有し、LAN140には管理装置として構成されたパーソナルコンピュータ(PC)120の他、不図示の複数のパーソナルコンピュータや、データベース(DB)130を構成するコンピュータシステム等が接続されている。
【0025】
工場(A)280に設置されたパーソナルコンピュータ270は、工場(A)280内に設置された処理装置210A〜210Dの状態やそれらにおけるユーティリティの使用量等を監視しそれらを示すデータを本部100のデータベース130に登録する監視装置として構成されている。
【0026】
監視装置として構成されたパーソナルコンピュータ270(以下、監視装置270ともいう)は、ユーティリティセンサ220A〜220D及び品質センサ230で計測されたユーティリティ使用量及び品質を示すデータや、生産量を示すデータを、生産年月日及び時刻(生産日時)と共に所定のデータフォーマットで、通信制御装置260、通信ネットワーク400及び通信制御装置110を介して、本部100のデータベース130に送信する。このようにして送信されるデータを以下では監視データと呼ぶことにする。データベース130は、監視装置270から監視データを受信し、監視データに含まれるデータを登録する。
【0027】
ここで、上記の生産量を示す生産量データは、例えば、工場(A)200内で処理装置210A〜210Dを管理する生産管理装置として構成されたパーソナルコンピュータ280から取得することができる。或いは、生産量データは、本部100に備えられたデータベース130の生産管理データ132(図3参照)にアクセスにすることより取得することもできる。
【0028】
図2は、工場の監視装置270が本部のデータベース130に送信する監視データのデータフォーマットの一例を示す図である。監視データ500は、年月日及び時刻(日時)が記録される第1フィールド510、ユーティリティ使用量が記録される第2フィールド520、生産量が記録される第3フィールド530、及び、品質が記録される第4フィールド540を含む。
【0029】
第2フィールド520は、「処理装置」(A〜D)210A〜210Dが記録されるフィールド、当該処理装置によって処理されている「ロット」が記録されるフィールド、当該処理装置において使用されている「ユーティリティ」(1又は複数)が記録されるフィールド、当該ユーティリティ(1又は複数)の「使用量」が記録されるフィールド、最終段の処理装置(完成品を作り出す処理装置)によって処理された量、すなわち「生産量」が記録されるフィールドを含む。
【0030】
第3フィールド530は、当該日時に生産が完了する「ロット」が記録されるフィールド、及び、当該日時に生産が完了する製品の「生産量」が記録されるフィールドを含む。
【0031】
ロットを特定する情報は、例えば、本部100のデータベース130に含まれる生産管理データ132にアクセスすることにより得ることができる。生産管理データ132には、図4に例示的に示すように、例えば、各工場の各処理装置において処理されるロットを処理日時と関連付けたデータが含まれていて、監視装置270は、例えば、工場、日時、処理装置を特定することにより、当該処理装置において処理されているロットの情報(例えば、ロット名)を得ることができる。
【0032】
ユーティリティの使用量は、例えば、単位時間当たりの使用量とすることができるが、例えば、前回の計測時からの積算値とすることもできる。また、生産量は、例えば、単位時間当たりの生産量とすることができるが、例えば、前回の計測時からの積算値とすることもできる。
【0033】
第4フィールド540は、品質センサ230が備えられた処理装置210Dで処理されている「ロット」が記録されるフィールド、及び、品質センサ230によって検出された品質に関するデータ(又はそれに基づいて評価された品質を示す情報が記録されるフィールドを含む。
【0034】
図3は、本部100に設置された管理装置としてのパーソナルコンピュータ120(以下、管理装置120ともいう)及びデータベース130の概略的な構成を示す図である。
【0035】
データベース130では、各工場から送られてくる監視データが順次追記される工場データ131と、各工場の各処理装置で実施される処理に関する情報(例えば、ロット名、生産量、処理日時等)を含む生産管理データ132とが管理される。
【0036】
管理装置120は、典型的には、一般的なパーソナルコンピュータに特有のコンピュータプログラムを組み込むことによって構築され、コンピュータとしての一般的な構成要素として、例えば、CPU121、メモリ(DRAM等)122、ハードディスク123、表示装置124、入力装置(キーボード、マウス等)125等を含む。
【0037】
なお、この実施の形態では、管理装置120とデータベース130が別個のコンピュータによって構築されているが、これらは同一のコンピュータによって構築されてもよい。
【0038】
図4は、生産管理データ132に含まれる工場(A)200に関する生産管理データの一例を視覚化した図である。生産管理データには、図4に例示的に示すように、各工場について、各処理装置がいつ(日時)、どのロットを処理するかに関するデータが含まれる。生産管理データ132には、例えば、工場でトラブル等が発生して生産計画が変更されたときに、リアルタイムでその変更が反映される。したがって、生産管理データ132にアクセス可能な者及び装置(例えば、監視装置270、管理装置120等)は、各工場の各処理装置において実施されている工程に関する情報(例えば、処理対象のロットの名称、処理量等)を得ることができる。
【0039】
管理装置120は、データベース130に含まれる工場データ131を取得して、すなわち、各工場から送信されてくる監視データ(図2参照)を取得して、これに基づいて、単位量の製品を生産するために必要なユーティリティの使用量(すなわち原単位)を演算して、その結果をオペレータ等に提供する。この結果は、工場にも提供されうる。このように、ユーティリティの使用量を原単位として提供することにより、ユーティリティの使用効率の向上の観点(すなわち、生産量の拡大或いは確保とユーティリティの使用量の削減との双方の観点)からユーティリティの使用量を管理することができる。
【0040】
更に、管理装置120は、原単位の他、処理装置によって生産された製品の品質情報を原単位に関連付けて提供することが好ましい。ここで、品質は、品質データに基づいて提供される。提供される品質情報は、品質データの値そのものであってもよいし、これを所定の基準に従って評価した結果であってもよい。
【0041】
この実施の形態では、管理装置120は、原単位及び品質を処理日時別に提供(例えば、表示装置124に表示)する機能と、原単位及び品質をロット別に提供(例えば、表示装置124に表示)する機能とを有する。
【0042】
図5は、管理装置120によってその表示装置124を介して提供される処理日時別の原単位及び品質に関する情報を示している。図4に示す例では、工場で使用されるユーティリティがa,b,c,dの4種である場合におけるそれらa,b,c,dについての原単位が日時別に表示されるとともに、生産された製品の品質が表示される。
【0043】
図6は、管理装置120によってその表示装置124に提供されるロット別の原単位及び品質に関する情報を示している。図5に示す例では、工場で使用されるユーティリティがa,b,c,dの4種である場合におけるそれらa,b,c,dについての原単位がロット別に表示されるとともに、生産された製品の品質が表示される。
【0044】
次に管理装置120における具体的な処理について説明する。まず、図5に示すような原単位及び品質を提供するための処理について図7を参照して説明する。なお、図7に示す処理は、ハードディスク123に格納されたプログラム123aに従ってCPU121によって実行される。
【0045】
まず、ステップS601では、管理装置120(CPU121)は、例えばオペレータによる操作に従って、各種の条件を設定する。この条件には、例えば、工場名(例えば、工場A)、日時(例えば、2002年10月25日の10:00)、日時の間隔(例えば、1時間間隔)、表示個数(例えば、10個等)等が含まれうる。
【0046】
次いで、ステップS602では、管理装置120は、ステップS601で指定された条件に合致した情報を得るために必要なデータをデータベース130内の工場データ131から取得する。なお、前述のように、工場データ131は、工場から送信されてくる監視データ500(図2参照)が逐次追記されて構成されている。
【0047】
次いで、ステップS603では、管理装置120は、該当時刻(ステップS603が最初に実行されるときはステップS601で設定された日時、2回目以降に実行されるときはステップS608で設定された日時)における原単位を各ユーティリティについて演算する。ここで、原単位(単位生産量を生産するために費やされるユーティリティの使用量)は、例えば、ユーティリティの「使用量」が単位時間当たりの使用量であり、「生産量」が単位時間当たりの生産量である場合、(使用量)/(生産量)として演算することができる。
【0048】
次いで、ステップS604では、管理装置120は、ステップS603で演算された原単位と、該当する日時について工場データから抽出される品質データ(又はそれに基づいて評価された結果)と、該当する日時とを関連付けてメモリ122に蓄積(又は追記)する。
【0049】
ステップS605では、管理装置120は、ステップS601で設定された条件によって指定される全ての日時について原単位の演算が終了したか否かを判断し、未終了の場合にはステップS608に進み、次に演算を実行すべき対象日時を設定した後にステップS603に処理を戻す。
【0050】
ステップS605で演算すべき全ての日時について原単位の演算が終了した場合には、ステップS606において、管理装置120は、メモリ122に蓄積されたデータに基づいて図5に例示的に示すような表示を行うためのデータを作成し、次のステップS607において、これを表示装置124に表示する。
【0051】
以上のように、日時ごとに生産のために当該日時に各処理装置で費やされたユーティリティの使用量に基づいて原単位を演算することは、原単位の推移を評価する上で有用である。
【0052】
次に、図6に示すような原単位及び品質を提供するための処理について図8を参照して説明する。なお、図8に示す処理もまた、ハードディスク123に格納されたプログラム123aに従ってCPU121によって実行される。
【0053】
まず、ステップS701では、管理装置120は、例えばオペレータによる操作に従って、各種の条件を設定する。この条件には、例えば、ロット名(例えば、ロット1、ロット2・・・等)、工場名(例えば、工場A)が含まれうる。なお、ロット名を複数の工場間で固有の名称として与えている場合には工場名の設定は不要である。
【0054】
次いで、ステップS702では、管理装置120は、ステップS601で指定された条件に従って情報を得るために必要なデータをデータベース130内の工場データ131から取得する。
【0055】
次いで、ステップS703では、管理装置120は、該当ロット(ステップS703が最初に実行されるときはステップS601で最初のロットとして設定されたロット、2回目以降に実行されるときはステップS608で設定されたロット)における原単位を各ユーティリティについて演算する。ここで、原単位(単位生産量を生産するために費やされるユーティリティの使用量)は、例えば、ユーティリティの「使用量」が単位時間当たりの使用量であり、「生産量」が単位時間当たりの生産量である場合、(使用量の積分値)/(生産量の積分値)として演算することができる。なお、生産量の積分値は、典型的には、当該ロットの目標生産量と一致するので、単位時間当たりの生産量を積分することなく、生産管理データ132から得ることもできる。
【0056】
なお、「使用量」は、例えば、図2及び図4に示されたロットL1について説明すると、ロットL1の処理のために使われたユーティリティa,b,c,d及びそれらの使用量が工場データ131から抽出され、ユーティリティごとに合計される。例えば、図4に示す例では、2002年10月25日の0:00〜12:00の間にロットL1のために処理装置Aにおいて使用されたユーティリティ及びその使用量と、2002年10月25日の12:00〜24:00の間にロットL1のために処理装置Bにおいて使用されたユーティリティ及びその使用量と、2002年10月26日の0:00〜12:00の間にロットL1のために処理装置Cにおいて使用されたユーティリティ及びその使用量と、2002年10月26日の12:00〜24:00の間にロットL1のために処理装置Dにおいて使用されたユーティリティ及びその使用量が工場データ131から抽出される。
【0057】
次いで、ステップS704では、管理装置120は、ステップS703で演算された原単位と、該当するロットについて工場データから抽出される品質データ(又はそれに基づいて評価された結果)と、該当するロットとを関連付けてメモリ122に蓄積(又は追記)する。
【0058】
ステップS705では、管理装置120は、ステップS701で設定された全てのロットについて原単位の演算が終了したか否かを判断し、未終了の場合にはステップS708に進み、次に演算を実行すべき対象ロットを設定した後にステップS703に処理を戻す。
【0059】
ステップS705で演算すべき全てのロットについて原単位の演算が終了した場合には、ステップS706において、管理装置120は、メモリ122に蓄積されたデータに基づいて図6に例示的に示すような表示を行うためのデータを作成し、次のステップS707において、これを表示装置124に表示する。
【0060】
以上のようにロットごとにその生産のために各処理装置で費やされたユーティリティの使用量に基づいて原単位を演算することにより、各ロットに対応する原単位を正確に求めることができる。
【0061】
これに対して、図7に示すように、日時ごとに生産のために当該日時に各処理装置で費やされたユーティリティの使用量に基づいて原単位を演算する場合には、ロットと原単位との関係とが厳密には一致しない。すなわち、図4に示す例について説明すると、日時ごとに生産のために当該日時に各処理装置で費やされたユーティリティの使用量に基づいて原単位を演算する場合は、例えば2002年10月25日の4:00における原単位は、ロットL1〜L4の処理のために処理装置A〜Dで費やされたユーティリティに基づいて原単位が演算されることになる。
【0062】
上記の実施の形態では、各種の処理装置と管理装置とが別の場所に位置するが、これらは同一の敷地内に位置してもよい。ただし、工場が複数の地域に存在する場合には、管理装置は、それらの工場におけるユーティリティの使用を集中管理することができるように配置されることが好ましい。
【0063】
本発明は、例えば、ビール、発泡酒等のアルコール飲料並びに清涼飲料等のような飲料、食品、日用品、家電品等、あらゆる製品の製造のためのユーティリティの管理のために適用されうる。
【0064】
【発明の効果】
本発明によれば、例えば、原単位の観点からユーティリティの使用を管理するために好適な管理システム及び方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適な実施の形態の管理システムの全体構成を概略的に示す図である。
【図2】工場の監視装置が本部のデータベースに送信する監視データのデータフォーマットの一例を示す図である。
【図3】本部に設置された管理装置及びデータベースの概略的な構成を示す図である。
【図4】生産管理データに含まれる工場に関する生産管理データの一例を視覚化した図である。
【図5】管理装置によってその表示装置を介して提供される処理日時別の原単位及び品質に関する情報を示す図である。
【図6】管理装置によってその表示装置に提供されるロット別の原単位及び品質に関する情報を示す図である。
【図7】管理装置における具体的な処理例を示す図である。
【図8】管理装置における具体的な処理例を示す図である。
【符号の説明】
US ユーティリティセンサ
QS 品質センサ
PLC プログラマブルロジックコントローラ
PC パーソナルコンピュータ
CC 通信制御装置
DB データベース
【発明の属する技術分野】
本発明は、生産設備におけるユーティリティの使用量を管理する管理システム及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
特開2002−207791号公報においてユーティリティ事業の運営方法及び管理運営システムが開示されている。同公報に開示されたシステムは、ユーティリティ管理運営装置と、運転制御装置と、ユーティリティ設備とで構成されている。ユーティリティ管理運営装置は、ユーティリティ設備の運転及び監視をする運転監視装置、運転履歴を記憶するヒストリカルデータベース、エネルギー需要予測装置等を有し、インターネットを介して運転制御装置に接続されている。
【0003】
エネルギー需要予測装置は、インターネットを介して気象情報やユーザの生産計画を取得し、更に、ヒストリカルデータベースからユーティリティ供給量実績、生産量実績、気象実績等を取得し、各ユーザのユーティリティの需要予測を行う。この予測には、翌年の月単位の需要予測、翌月の日単位の需要予測、翌日の時間単位の需要予測が含まれる。
【0004】
[特許文献]
特開2002−207791号公報
【発明が解決しようとする課題】
1997年に開催された地球温暖化防止京都会議において、日本には、1990年比で温室効果ガスを2008年〜2012の間に6%削減するという厳しい目標が課せられている。
【0005】
また、省エネルギーは、地球温暖化防止という観点のみならず、企業が利益率を向上させる上で極めて重要である。
【0006】
ユーティリティ、すなわち、炭酸ガス、水、電力、水蒸気等の、製品の生産において使用される生産設備以外のものは、その使用量だけを議論すべきものではなく、ユーティリティを使って生産される製品の生産量との関係において議論されるべきである。つまり、単位量当たりの生産品を得るために要するユーティリティを管理することにより、工場全体、企業全体、或いは日本全体における生産の拡大とユーティリティの消費削減とを同時に達成することができる。
【0007】
ところが、現在のところ、原単位、すなわち、単位量の製品を生産するために費やされたユーティリティの使用量を自動演算するシステムは導入されていない。これは、前記の特開2002−207791号公報に関しても同様であり、同公報には、原単位の観点からユーティリティの使用を管理するという概念もそれに関連する事項も開示されていない。
【0008】
本発明は、上記のような背景に基づいてなされたものであり、例えば、原単位の観点からユーティリティの使用を管理するために好適な管理システム及び方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の管理システムは、生産設備におけるユーティリティの使用量を管理するシステムに係り、該システムは、前記生産設備における製品の生産量を示す生産量データ及び前記生産設備において前記製品の生産のために費やされた1又は複数のユーティリティの各使用量を示す使用量データを取得する取得手段と、各ユーティリティについて、前記取得手段によって取得した生産量データ及び使用量データに基づいて、単位量の前記製品を生産するために費やされたユーティリティの使用量である原単位を演算する演算手段とを備えることを特徴とする。
【0010】
ここで、本発明の好適な実施の形態によれば、前記取得手段は、更に前記製品の品質を示す品質データを取得することが好ましく、前記管理システムは、前記演算手段によって演算された原単位と前記品質データ又は前記品質データに基づいて導かれる前記製品の品質に関する情報とを関連付けて利用可能にする処理手段を更に備えることが好ましい。更に、前記品質データは、前記生産設備に配置されたセンサによる検知結果に基づいて前記生産設備において生成されることが好ましい。
【0011】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記演算手段は、同一時刻についての前記生産量データ及び前記使用量データに基づいて原単位を演算すること、又は、同一ロットについての前記生産量データ及び前記使用量データに基づいてロットごとに原単位を演算することが好ましい。
【0012】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記演算手段は、同一ロットについての前記生産量データ及び前記使用量データに基づいてロットごとに原単位を演算し、前記処理手段は、同一ロットについての原単位と品質データ又は前記品質データに基づいて導かれる前記製品の品質に関する情報とを関連付けて利用可能にすることが好ましい。
【0013】
本発明の管理方法によれば、生産設備におけるユーティリティの使用量をコンピュータシステムによって管理する管理方法に係り、該方法は、における製品の生産量を示す生産量データ及び前記生産設備において前記製品の生産のために費やされた1又は複数のユーティリティの各使用量を示す使用量データを前記コンピュータシステムが取得する取得工程と、各ユーティリティについて、前記取得工程で取得した生産量データ及び使用量データに基づいて、単位量の前記製品を生産するために費やされたユーティリティの使用量である原単位を前記コンピュータシステムが演算する演算工程とを含むことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。
【0015】
図1は、本発明の好適な実施の形態の管理システムの全体構成を概略的に示す図である。この管理システムは、工場等に備えられた製造設備におけるユーティリティの使用量を管理するように構成されている。
【0016】
図1に示す管理システムでは、工場(A)200及び工場(B)300等の各工場内のLAN(Local Area Network)250がインターネット等の通信ネットワーク400を介して本部100のLAN140に接続されている。
【0017】
工場(A)200を代表例として説明すると、工場(A)200には、複数の処理装置(製造装置)210A〜210Dが設置されている。この実施の形態では、処理装置(A)210A、処理装置(B)210B、処理装置(C)210C、処理装置(D)210Dの順に原料又は中間品が処理されて、処理装置(D)210Dにおいて最終製品の製造が完了するものとする。
【0018】
処理装置210A〜210Dには、それらにおいて使用されるユーティリティ(例えば、炭酸ガス、水、電力、水蒸気等)の使用量を計測するためのユーティリティセンサ(US)220A〜220Dが設けられている。なお、ユーティリティセンサは、例えば、処理装置に直接取り付けられていてもよいし、例えば、処理装置に接続されたユーティリティの移送管等に取り付けられてもよい。また、処理装置において2以上のユーティリティを使用する場合には、各ユーティリティの使用量を計測するための2以上のユーティリティセンサが設けられうるが、図1では、作図の簡略化のため、1つの処理装置に対して1つのユーティリティセンサのみが図示されている。
【0019】
最終段の処理装置(D)210Dには、製造された製品の品質を示す品質データを得るための品質センサ(QS)230が設けられている。なお、このような品質センサは、製造途中にある中間品の品質を示す品質データを得るために処理装置210A〜210Cの全部又は一部にも設けられうる。
【0020】
ここで、一例として、工場(A)がビール及び/又は発泡酒の醸造工場である場合について説明すると、品質センサ230は、例えば、醸造の最終段階等におけるビール及び/又は発泡酒の炭酸ガス圧、エキス値、DO(溶存酸素)値等を自動計測するセンサとして構成されうる。
【0021】
ユーティリティセンサ220A〜220D及び品質センサ230は、PLC(Programmable Logic Controller)240A〜240で構築されたネットワーク235を介してLAN250に接続されている。ここで、PLC240は、ネットワーク235を構築するための通信制御装置として構成されている。
【0022】
LAN250には、複数のパーソナルコンピュータ(PC)270、280が接続され、モデム等の通信制御装置(CC)260を介してインターネット等の通信ネットワーク400に接続されている。
【0023】
工場(B)300及び不図示の他の工場も、工場(A)200に設置されたシステムと同様のシステムを有しうる。
【0024】
本部100は、通信制御装置(CC)110を介して通信ネットワーク400に接続されたLAN140を有し、LAN140には管理装置として構成されたパーソナルコンピュータ(PC)120の他、不図示の複数のパーソナルコンピュータや、データベース(DB)130を構成するコンピュータシステム等が接続されている。
【0025】
工場(A)280に設置されたパーソナルコンピュータ270は、工場(A)280内に設置された処理装置210A〜210Dの状態やそれらにおけるユーティリティの使用量等を監視しそれらを示すデータを本部100のデータベース130に登録する監視装置として構成されている。
【0026】
監視装置として構成されたパーソナルコンピュータ270(以下、監視装置270ともいう)は、ユーティリティセンサ220A〜220D及び品質センサ230で計測されたユーティリティ使用量及び品質を示すデータや、生産量を示すデータを、生産年月日及び時刻(生産日時)と共に所定のデータフォーマットで、通信制御装置260、通信ネットワーク400及び通信制御装置110を介して、本部100のデータベース130に送信する。このようにして送信されるデータを以下では監視データと呼ぶことにする。データベース130は、監視装置270から監視データを受信し、監視データに含まれるデータを登録する。
【0027】
ここで、上記の生産量を示す生産量データは、例えば、工場(A)200内で処理装置210A〜210Dを管理する生産管理装置として構成されたパーソナルコンピュータ280から取得することができる。或いは、生産量データは、本部100に備えられたデータベース130の生産管理データ132(図3参照)にアクセスにすることより取得することもできる。
【0028】
図2は、工場の監視装置270が本部のデータベース130に送信する監視データのデータフォーマットの一例を示す図である。監視データ500は、年月日及び時刻(日時)が記録される第1フィールド510、ユーティリティ使用量が記録される第2フィールド520、生産量が記録される第3フィールド530、及び、品質が記録される第4フィールド540を含む。
【0029】
第2フィールド520は、「処理装置」(A〜D)210A〜210Dが記録されるフィールド、当該処理装置によって処理されている「ロット」が記録されるフィールド、当該処理装置において使用されている「ユーティリティ」(1又は複数)が記録されるフィールド、当該ユーティリティ(1又は複数)の「使用量」が記録されるフィールド、最終段の処理装置(完成品を作り出す処理装置)によって処理された量、すなわち「生産量」が記録されるフィールドを含む。
【0030】
第3フィールド530は、当該日時に生産が完了する「ロット」が記録されるフィールド、及び、当該日時に生産が完了する製品の「生産量」が記録されるフィールドを含む。
【0031】
ロットを特定する情報は、例えば、本部100のデータベース130に含まれる生産管理データ132にアクセスすることにより得ることができる。生産管理データ132には、図4に例示的に示すように、例えば、各工場の各処理装置において処理されるロットを処理日時と関連付けたデータが含まれていて、監視装置270は、例えば、工場、日時、処理装置を特定することにより、当該処理装置において処理されているロットの情報(例えば、ロット名)を得ることができる。
【0032】
ユーティリティの使用量は、例えば、単位時間当たりの使用量とすることができるが、例えば、前回の計測時からの積算値とすることもできる。また、生産量は、例えば、単位時間当たりの生産量とすることができるが、例えば、前回の計測時からの積算値とすることもできる。
【0033】
第4フィールド540は、品質センサ230が備えられた処理装置210Dで処理されている「ロット」が記録されるフィールド、及び、品質センサ230によって検出された品質に関するデータ(又はそれに基づいて評価された品質を示す情報が記録されるフィールドを含む。
【0034】
図3は、本部100に設置された管理装置としてのパーソナルコンピュータ120(以下、管理装置120ともいう)及びデータベース130の概略的な構成を示す図である。
【0035】
データベース130では、各工場から送られてくる監視データが順次追記される工場データ131と、各工場の各処理装置で実施される処理に関する情報(例えば、ロット名、生産量、処理日時等)を含む生産管理データ132とが管理される。
【0036】
管理装置120は、典型的には、一般的なパーソナルコンピュータに特有のコンピュータプログラムを組み込むことによって構築され、コンピュータとしての一般的な構成要素として、例えば、CPU121、メモリ(DRAM等)122、ハードディスク123、表示装置124、入力装置(キーボード、マウス等)125等を含む。
【0037】
なお、この実施の形態では、管理装置120とデータベース130が別個のコンピュータによって構築されているが、これらは同一のコンピュータによって構築されてもよい。
【0038】
図4は、生産管理データ132に含まれる工場(A)200に関する生産管理データの一例を視覚化した図である。生産管理データには、図4に例示的に示すように、各工場について、各処理装置がいつ(日時)、どのロットを処理するかに関するデータが含まれる。生産管理データ132には、例えば、工場でトラブル等が発生して生産計画が変更されたときに、リアルタイムでその変更が反映される。したがって、生産管理データ132にアクセス可能な者及び装置(例えば、監視装置270、管理装置120等)は、各工場の各処理装置において実施されている工程に関する情報(例えば、処理対象のロットの名称、処理量等)を得ることができる。
【0039】
管理装置120は、データベース130に含まれる工場データ131を取得して、すなわち、各工場から送信されてくる監視データ(図2参照)を取得して、これに基づいて、単位量の製品を生産するために必要なユーティリティの使用量(すなわち原単位)を演算して、その結果をオペレータ等に提供する。この結果は、工場にも提供されうる。このように、ユーティリティの使用量を原単位として提供することにより、ユーティリティの使用効率の向上の観点(すなわち、生産量の拡大或いは確保とユーティリティの使用量の削減との双方の観点)からユーティリティの使用量を管理することができる。
【0040】
更に、管理装置120は、原単位の他、処理装置によって生産された製品の品質情報を原単位に関連付けて提供することが好ましい。ここで、品質は、品質データに基づいて提供される。提供される品質情報は、品質データの値そのものであってもよいし、これを所定の基準に従って評価した結果であってもよい。
【0041】
この実施の形態では、管理装置120は、原単位及び品質を処理日時別に提供(例えば、表示装置124に表示)する機能と、原単位及び品質をロット別に提供(例えば、表示装置124に表示)する機能とを有する。
【0042】
図5は、管理装置120によってその表示装置124を介して提供される処理日時別の原単位及び品質に関する情報を示している。図4に示す例では、工場で使用されるユーティリティがa,b,c,dの4種である場合におけるそれらa,b,c,dについての原単位が日時別に表示されるとともに、生産された製品の品質が表示される。
【0043】
図6は、管理装置120によってその表示装置124に提供されるロット別の原単位及び品質に関する情報を示している。図5に示す例では、工場で使用されるユーティリティがa,b,c,dの4種である場合におけるそれらa,b,c,dについての原単位がロット別に表示されるとともに、生産された製品の品質が表示される。
【0044】
次に管理装置120における具体的な処理について説明する。まず、図5に示すような原単位及び品質を提供するための処理について図7を参照して説明する。なお、図7に示す処理は、ハードディスク123に格納されたプログラム123aに従ってCPU121によって実行される。
【0045】
まず、ステップS601では、管理装置120(CPU121)は、例えばオペレータによる操作に従って、各種の条件を設定する。この条件には、例えば、工場名(例えば、工場A)、日時(例えば、2002年10月25日の10:00)、日時の間隔(例えば、1時間間隔)、表示個数(例えば、10個等)等が含まれうる。
【0046】
次いで、ステップS602では、管理装置120は、ステップS601で指定された条件に合致した情報を得るために必要なデータをデータベース130内の工場データ131から取得する。なお、前述のように、工場データ131は、工場から送信されてくる監視データ500(図2参照)が逐次追記されて構成されている。
【0047】
次いで、ステップS603では、管理装置120は、該当時刻(ステップS603が最初に実行されるときはステップS601で設定された日時、2回目以降に実行されるときはステップS608で設定された日時)における原単位を各ユーティリティについて演算する。ここで、原単位(単位生産量を生産するために費やされるユーティリティの使用量)は、例えば、ユーティリティの「使用量」が単位時間当たりの使用量であり、「生産量」が単位時間当たりの生産量である場合、(使用量)/(生産量)として演算することができる。
【0048】
次いで、ステップS604では、管理装置120は、ステップS603で演算された原単位と、該当する日時について工場データから抽出される品質データ(又はそれに基づいて評価された結果)と、該当する日時とを関連付けてメモリ122に蓄積(又は追記)する。
【0049】
ステップS605では、管理装置120は、ステップS601で設定された条件によって指定される全ての日時について原単位の演算が終了したか否かを判断し、未終了の場合にはステップS608に進み、次に演算を実行すべき対象日時を設定した後にステップS603に処理を戻す。
【0050】
ステップS605で演算すべき全ての日時について原単位の演算が終了した場合には、ステップS606において、管理装置120は、メモリ122に蓄積されたデータに基づいて図5に例示的に示すような表示を行うためのデータを作成し、次のステップS607において、これを表示装置124に表示する。
【0051】
以上のように、日時ごとに生産のために当該日時に各処理装置で費やされたユーティリティの使用量に基づいて原単位を演算することは、原単位の推移を評価する上で有用である。
【0052】
次に、図6に示すような原単位及び品質を提供するための処理について図8を参照して説明する。なお、図8に示す処理もまた、ハードディスク123に格納されたプログラム123aに従ってCPU121によって実行される。
【0053】
まず、ステップS701では、管理装置120は、例えばオペレータによる操作に従って、各種の条件を設定する。この条件には、例えば、ロット名(例えば、ロット1、ロット2・・・等)、工場名(例えば、工場A)が含まれうる。なお、ロット名を複数の工場間で固有の名称として与えている場合には工場名の設定は不要である。
【0054】
次いで、ステップS702では、管理装置120は、ステップS601で指定された条件に従って情報を得るために必要なデータをデータベース130内の工場データ131から取得する。
【0055】
次いで、ステップS703では、管理装置120は、該当ロット(ステップS703が最初に実行されるときはステップS601で最初のロットとして設定されたロット、2回目以降に実行されるときはステップS608で設定されたロット)における原単位を各ユーティリティについて演算する。ここで、原単位(単位生産量を生産するために費やされるユーティリティの使用量)は、例えば、ユーティリティの「使用量」が単位時間当たりの使用量であり、「生産量」が単位時間当たりの生産量である場合、(使用量の積分値)/(生産量の積分値)として演算することができる。なお、生産量の積分値は、典型的には、当該ロットの目標生産量と一致するので、単位時間当たりの生産量を積分することなく、生産管理データ132から得ることもできる。
【0056】
なお、「使用量」は、例えば、図2及び図4に示されたロットL1について説明すると、ロットL1の処理のために使われたユーティリティa,b,c,d及びそれらの使用量が工場データ131から抽出され、ユーティリティごとに合計される。例えば、図4に示す例では、2002年10月25日の0:00〜12:00の間にロットL1のために処理装置Aにおいて使用されたユーティリティ及びその使用量と、2002年10月25日の12:00〜24:00の間にロットL1のために処理装置Bにおいて使用されたユーティリティ及びその使用量と、2002年10月26日の0:00〜12:00の間にロットL1のために処理装置Cにおいて使用されたユーティリティ及びその使用量と、2002年10月26日の12:00〜24:00の間にロットL1のために処理装置Dにおいて使用されたユーティリティ及びその使用量が工場データ131から抽出される。
【0057】
次いで、ステップS704では、管理装置120は、ステップS703で演算された原単位と、該当するロットについて工場データから抽出される品質データ(又はそれに基づいて評価された結果)と、該当するロットとを関連付けてメモリ122に蓄積(又は追記)する。
【0058】
ステップS705では、管理装置120は、ステップS701で設定された全てのロットについて原単位の演算が終了したか否かを判断し、未終了の場合にはステップS708に進み、次に演算を実行すべき対象ロットを設定した後にステップS703に処理を戻す。
【0059】
ステップS705で演算すべき全てのロットについて原単位の演算が終了した場合には、ステップS706において、管理装置120は、メモリ122に蓄積されたデータに基づいて図6に例示的に示すような表示を行うためのデータを作成し、次のステップS707において、これを表示装置124に表示する。
【0060】
以上のようにロットごとにその生産のために各処理装置で費やされたユーティリティの使用量に基づいて原単位を演算することにより、各ロットに対応する原単位を正確に求めることができる。
【0061】
これに対して、図7に示すように、日時ごとに生産のために当該日時に各処理装置で費やされたユーティリティの使用量に基づいて原単位を演算する場合には、ロットと原単位との関係とが厳密には一致しない。すなわち、図4に示す例について説明すると、日時ごとに生産のために当該日時に各処理装置で費やされたユーティリティの使用量に基づいて原単位を演算する場合は、例えば2002年10月25日の4:00における原単位は、ロットL1〜L4の処理のために処理装置A〜Dで費やされたユーティリティに基づいて原単位が演算されることになる。
【0062】
上記の実施の形態では、各種の処理装置と管理装置とが別の場所に位置するが、これらは同一の敷地内に位置してもよい。ただし、工場が複数の地域に存在する場合には、管理装置は、それらの工場におけるユーティリティの使用を集中管理することができるように配置されることが好ましい。
【0063】
本発明は、例えば、ビール、発泡酒等のアルコール飲料並びに清涼飲料等のような飲料、食品、日用品、家電品等、あらゆる製品の製造のためのユーティリティの管理のために適用されうる。
【0064】
【発明の効果】
本発明によれば、例えば、原単位の観点からユーティリティの使用を管理するために好適な管理システム及び方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適な実施の形態の管理システムの全体構成を概略的に示す図である。
【図2】工場の監視装置が本部のデータベースに送信する監視データのデータフォーマットの一例を示す図である。
【図3】本部に設置された管理装置及びデータベースの概略的な構成を示す図である。
【図4】生産管理データに含まれる工場に関する生産管理データの一例を視覚化した図である。
【図5】管理装置によってその表示装置を介して提供される処理日時別の原単位及び品質に関する情報を示す図である。
【図6】管理装置によってその表示装置に提供されるロット別の原単位及び品質に関する情報を示す図である。
【図7】管理装置における具体的な処理例を示す図である。
【図8】管理装置における具体的な処理例を示す図である。
【符号の説明】
US ユーティリティセンサ
QS 品質センサ
PLC プログラマブルロジックコントローラ
PC パーソナルコンピュータ
CC 通信制御装置
DB データベース
Claims (7)
- 生産設備におけるユーティリティの使用量を管理する管理システムであって、
前記生産設備における製品の生産量を示す生産量データ及び前記生産設備において前記製品の生産のために費やされた1又は複数のユーティリティの各使用量を示す使用量データを取得する取得手段と、
各ユーティリティについて、前記取得手段によって取得した生産量データ及び使用量データに基づいて、単位量の前記製品を生産するために費やされたユーティリティの使用量である原単位を演算する演算手段と、
を備えることを特徴とする管理システム。 - 前記取得手段は、更に前記製品の品質を示す品質データを取得し、
前記管理システムは、前記演算手段によって演算された原単位と前記品質データ又は前記品質データに基づいて導かれる前記製品の品質に関する情報とを関連付けて利用可能にする処理手段を更に備えること特徴とする請求項1に記載の管理システム。 - 前記品質データは、前記生産設備に配置されたセンサによる検知結果に基づいて前記生産設備において生成されることを特徴とする請求項2に記載の管理システム。
- 前記演算手段は、同一時刻についての前記生産量データ及び前記使用量データに基づいて原単位を演算することを特徴とする請求項1に記載の管理システム。
- 前記演算手段は、同一ロットについての前記生産量データ及び前記使用量データに基づいてロットごとに原単位を演算することを特徴とする請求項1に記載の管理システム。
- 前記演算手段は、同一ロットについての前記生産量データ及び前記使用量データに基づいてロットごとに原単位を演算し、
前記処理手段は、同一ロットについての原単位と品質データ又は前記品質データに基づいて導かれる前記製品の品質に関する情報とを関連付けて利用可能にすることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の管理システム。 - 生産設備におけるユーティリティの使用量をコンピュータシステムによって管理する管理方法であって、
前記生産設備における製品の生産量を示す生産量データ及び前記生産設備において前記製品の生産のために費やされた1又は複数のユーティリティの各使用量を示す使用量データを前記コンピュータシステムが取得する取得工程と、
各ユーティリティについて、前記取得工程で取得した生産量データ及び使用量データに基づいて、単位量の前記製品を生産するために費やされたユーティリティの使用量である原単位を前記コンピュータシステムが演算する演算工程と、
を含むことを特徴とする管理方法。
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