JP2023151915A - 実行タイミング判断装置、実行タイミング判断方法、及び、実行タイミング判断プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】一又は複数の工程に関する電力コストを低減可能な実行タイミング判断技術を提供すること。【解決手段】実行タイミング判断装置は、一又は複数の工程の実行タイミングを判断する実行タイミング判断装置であって、一又は複数の工程に関する電力コストを予測するための電力コスト予測モデル（３１）を参照可能に構成されており、一又は複数の工程のうち対象工程を実行する際に必要な実行期間に関する実行期間情報を取得する第１取得部（１３）と、所定タイミングの電力コストに関する電力コスト情報を取得する第２取得部（１５）と、実行期間情報と電力コスト情報と電力コスト予測モデル（３１）とに基づいて対象工程の電力コストを予測する電力コスト予測部（１７）と、予測した電力コストに基づいて対象工程の実行タイミングを判断する実行タイミング判断部（１９）と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、実行タイミング判断装置、実行タイミング判断方法、及び、実行タイミング判断プログラムに関する。

特許文献１には、制御対象となる機器の運転スケジュールを最適化する運転計画最適化装置等が記載されている。運転計画最適化装置は、（１）制御対象機器について、プロセスデータに基づき将来の所定の期間における消費エネルギーもしくは供給エネルギーの予測値を設定するエネルギー予測部と、（２）予測値、制御対象機器の特性とプロセスデータに基づいて、所定の期間における制御対象機器の運転スケジュールを、所定の評価指標により最適化するスケジュール最適化部と、（３）予め定められた判定条件に基づいて最新の運転スケジュール承認の必要性を判定する承認依頼判定部と、（４）承認依頼判定部における判定結果を伝達する判定結果伝達部とを備える。

特開２０１５－０１８３７４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の運転計画最適化装置は、複数の制御対象機器の運転スケジュールを最適化することを目的としている。つまり、特許文献１に記載の運転計画最適化装置は、一又は複数の製造工程のうち、実行対象である対象工程に関する予測電力コストを踏まえた、対象工程の実行タイミングの調整については全く考慮していない。よって、当該運転計画最適化装置では、電力コストの高い時間帯（例えば電力コストのピーク時）に対象工程を実行してしまい、一又は複数の製造工程に関する電力コストが増加するおそれがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、一又は複数の工程に関する電力コストを低減可能な実行タイミング判断技術を提供することを目的の１つとする。

本発明の一態様に係る実行タイミング判断装置は、一又は複数の工程の実行タイミングを判断する実行タイミング判断装置であって、一又は複数の工程に関する電力コストを予測するための電力コスト予測モデルを参照可能に構成されており、一又は複数の工程のうち対象工程を実行する際に必要な実行期間に関する実行期間情報を取得する第１取得部と、所定タイミングの電力コストに関する電力コスト情報を取得する第２取得部と、実行期間情報と電力コスト情報と電力コスト予測モデルとに基づいて対象工程の電力コストを予測する電力コスト予測部と、予測した電力コストに基づいて対象工程の実行タイミングを判断する実行タイミング判断部と、を備える。

この態様によれば、実行タイミング判断装置は、一又は複数の工程のうち対象工程を実行する際に必要な実行期間に関する実行期間情報を取得し、所定タイミングの電力コストに関する電力コスト情報を取得し、実行期間情報と、電力コスト情報と、一又は複数の工程に関する電力コストを予測するための電力コスト予測モデルと、に基づいて対象工程の電力コストを予測し、予測した電力コストに基づいて対象工程の実行タイミングを判断する。よって、電力コストの高い時間帯（例えば電力コストのピーク時）を避けて対象工程を実行すること（例えば電力コストのピークシフト）が可能となる。したがって、一又は複数の工程に関する電力コストを低減可能である。

上記態様において、実行タイミング判断部は、予測した電力コストに基づく、対象工程の実行タイミングの判断結果が所定の条件を満たすか否かを判断してもよい。

上記態様において、予測した電力コストに基づく、対象工程の実行タイミングの判断結果が所定の条件を満たすまで、（ｉ）電力コスト予測部における、対象工程の電力コストを予測すること、及び、（ｉｉ）実行タイミング判断部における、対象工程の実行タイミングを判断することが繰り返し実行されてもよい。

上記態様において、実行タイミング判断部は、電力コスト予測部が予測した電力コストであって、第１タイミングから第１タイミングよりも後の第２タイミングに基づく所定期間における電力コストが所定の条件を満たす場合に、対象工程の実行タイミングを判断してもよい。

上記態様において、実行タイミング判断部は、電力コスト予測部が予測した電力コストの積分値であって、第１タイミングから第１タイミングよりも後の第２タイミングに基づく所定期間における積分値が最小になる場合の第１タイミングを、対象工程の最適な実行タイミングとして判断してもよい。

上記態様において、対象工程が複数ある場合、複数の対象工程ごとに、（ｉ）電力コスト予測部における、対象工程の電力コストを予測すること、及び、（ｉｉ）実行タイミング判断部における、対象工程の実行タイミングを判断することが実行されてもよい。

上記態様において、実行タイミング判断装置は、所定タイミングにおけるバッテリの残量に基づいてバッテリの運転期間を算出するバッテリ消費予測モデルを参照可能に構成されており、第１取得部は、実行期間情報を、運転期間に関する情報に基づいて取得してもよい。

本発明の他の態様に係る実行タイミング判断方法は、一又は複数の工程の実行タイミングを判断する実行タイミング判断装置で実行される実行タイミング判断方法であって、一又は複数の工程のうち対象工程を実行する際に必要な実行期間に関する実行期間情報を取得することと、所定タイミングの電力コストに関する電力コスト情報を取得することと、実行期間情報と、電力コスト情報と、一又は複数の工程に関する電力コストを予測するための電力コスト予測モデルと、に基づいて対象工程の電力コストを予測することと、予測した電力コストに基づいて対象工程の実行タイミングを判断することと、を含む。

この態様によれば、実行タイミング判断装置は、一又は複数の工程のうち対象工程を実行する際に必要な実行期間に関する実行期間情報を取得し、所定タイミングの電力コストに関する電力コスト情報を取得し、実行期間情報と、電力コスト情報と、一又は複数の工程に関する電力コストを予測するための電力コスト予測モデルと、に基づいて対象工程の電力コストを予測し、予測した電力コストに基づいて対象工程の実行タイミングを判断する。よって、電力コストの高い時間帯を避けて対象工程を実行することが可能となる。したがって、一又は複数の工程に関する電力コストを低減可能である。

本発明の他の態様に係る実行タイミング判断プログラムは、一又は複数の工程の実行タイミングを判断する実行タイミング判断装置を、一又は複数の工程のうち対象工程を実行する際に必要な実行期間に関する実行期間情報を取得する第１取得部、所定タイミングの電力コストに関する電力コスト情報を取得する第２取得部、実行期間情報と、電力コスト情報と、一又は複数の工程に関する電力コストを予測するための電力コスト予測モデルと、に基づいて対象工程の電力コストを予測する電力コスト予測部、予測した電力コストに基づいて対象工程の実行タイミングを判断する実行タイミング判断部、として機能させる、実行タイミング判断プログラム。

この態様によれば、実行タイミング判断装置は、一又は複数の工程のうち対象工程を実行する際に必要な実行期間に関する実行期間情報を取得し、所定タイミングの電力コストに関する電力コスト情報を取得し、実行期間情報と、電力コスト情報と、一又は複数の工程に関する電力コストを予測するための電力コスト予測モデルと、に基づいて対象工程の電力コストを予測し、予測した電力コストに基づいて対象工程の実行タイミングを判断する。よって、電力コストの高い時間帯を避けて対象工程を実行することが可能となる。したがって、一又は複数の工程に関する電力コストを低減可能である。

本発明によれば、一又は複数の工程に関する電力コストを低減可能である。

本発明の第１実施形態に係る工程制御システムのブロック構成を示す図である。 第１実施形態に係る工程電力コスト予測プログラムの一例を示す図である。 第１実施形態に係る材料投入指示プログラムの一例を示す図である。 第１実施形態に係るＭＥＳの機能構成を示す図である。 第１実施形態に係るＭＥＳの物理構成を示す図である。 第１実施形態に係る工程制御システムのＭＥＳにより実行される工程制御処理のフローチャートである。 第１実施形態に係るＭＥＳにより実行される対象工程のスケジュールの評価及び調整処理のフローチャートである。 第１実施形態に係るＭＥＳにより実行される電力コストの取得処理、及び、電力コストの推移の予測処理の一例を示す図である。 第１実施形態に係るＭＥＳにより実行される電力コストの取得処理の一例を示す図である。 第１実施形態に係るＭＥＳにより実行される工程シミュレータによる対象工程の運転時間の導出処理の一例を示す図である。 第１実施形態に係るＭＥＳにより実行される電力コストの推移の予測処理及び最適な材料投入時刻の判断処理の一例を示す図である。 第２実施形態に係る工程制御システムのブロック構成を示す図である。 第３実施形態に係る工程制御システムのブロック構成を示す図である。 第４実施形態に係る工程制御システムのブロック構成を示す図である。 第４実施形態に係る工程電力コスト予測プログラムの一例を示す図である。

添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の実施形態に係る工程制御システム１００のブロック構成を示す図である。工程制御システム１００は、一又は複数の工程ごとに実行タイミングを判断し、最適な実行タイミングで工程を実行するための制御システムである。「工程」は、所定の材料又は部材を使用する工程であり、例えば、所定の中間品（例えば半導体チップ）から完成品（例えば所定のモジュール）を製造するための製造工程を含むがこれに限られない。「工程」は、部材等を洗浄する洗浄工程、又は、中間品もしくは完成品を分解する分解工程を含んでもよい。

工程制御システム１００は、例示的に、電力コストサーバ１と、ＥＲＰ（Enterprise Resource Planning：企業資源計画）２と、ＭＥＳ（Manufacturing Execution System：製造実行システム）１０（実行タイミング判断装置）とを備える。本例では電力コストサーバ１、ＥＲＰ２、及び、ＭＥＳ１０は、一台のコンピュータで構成されてもよいし、複数のコンピュータが組み合わされて実現されてもよい。

電力コストサーバ１は、複数の製造工程Ａ，Ｂ，Ｃを含む製造ラインＬに関する所定時刻ｔの電力コストＣｔを測定してＭＥＳ１０に送信する。電力コストサーバ１は、製造ラインＬに関する電力コストの他、当該製造ラインＬ及び他の製造装置を備える製造施設全体の所定時刻ｔの電力コストＣｔを測定してもよい。

図１の例では、製造ラインＬは、複数の製造工程Ａ，Ｂ，Ｃを含む。例えば、製造工程Ａは、中間品Ｗａに基づいて中間品Ｗｂを製造する工程であり、製造工程Ｂは、中間品Ｗｂに基づいて中間品Ｗｃを製造する工程であり、製造工程Ｃは、中間品Ｗｃに基づいて完成品を製造する工程である。なお、製造ラインＬは、図１の例では、一つであるが、複数でもよい。また、製造ラインＬが含む製造工程は、三つに限られず、単一、二つ、又は、四つ以上でもよい。

ＥＲＰ２は、製造ラインＬの各工程Ａ，Ｂ，Ｃで製造される中間品又は完成品の目標数量及び納期を設定して、ＭＥＳ１０に送信する。

ＭＥＳ１０は、複数の製造工程Ａ，Ｂ，Ｃごとに最適な実行タイミングを判断し、判断された実行タイミングで各製造工程を実行するように製造ラインＬに指示を送信する。

ＭＥＳ１０は、例示的に、工程電力コスト予測プログラム３と、材料投入指示プログラム４と、材料数量ＤＢ（データベース）５とを備える。

工程電力コスト予測プログラム３は、各工程において特定時刻に材料を投入する（工程を実行する）際の電力コストを予測するためのプログラムである。工程電力コスト予測プログラム３は、例えば、電力コスト予測モデル３１と、工程シミュレータ３３と含む。

電力コスト予測モデル３１は、一又は複数の工程に関する電力コストを予測するためのモデルである。電力コスト予測モデル３１は、例えば、時刻ごとの電力コスト推移に基づく予測モデル、及び、気候等の外部因子情報を利用した予測モデルの少なくとも一方を含む。なお、電力コスト予測モデル３１は参照可能であればよく、ＭＥＳ１０、又は、工程制御システム１００の外部に配置されてもよい。

工程シミュレータ３３は、一又は複数の工程を実行する際に必要な実行期間に関する実行期間情報を算出するプログラムである。例えば、工程シミュレータ３３は、対象工程で使用される材料に関する材料情報が入力されると、対象工程を実行する際に必要な実行期間に関する実行期間情報を算出する。

図２は、第１実施形態に係る工程電力コスト予測プログラムの一例を示す図である。図２に示すように、工程電力コスト予測プログラム３は、時刻ｔの電力コストＣｔと、予測時刻ａと、製造工程で使用される材料数量とを取得して、時刻ｔ＋ａに材料を投入する際の予測電力コストＣｔ＋ａを算出する。より具体的には、工程シミュレータ３３は、材料数量に基づいて対象製造工程の運転時間を算出して、電力コスト予測モデル３１に出力する。電力コスト予測モデル３１は、時刻ｔの電力コストＣｔと、予測時刻ａと、工程シミュレータ３３によって算出された対象工程の運転時間とに基づいて、予測電力コストＣｔ＋ａを算出する。

図１に戻り、材料投入指示プログラム４は、工程電力コスト予測プログラム３によって予測された電力コストに基づいて製造工程の実行タイミングを判断するプログラムである。材料投入指示プログラム４は、判断した実行タイミングで製造工程を実行するように、製造ラインＬに実行指示を送信するプログラムである。材料投入指示プログラム４は、例えば、工程実行タイミング判断モデル４１を含む。工程実行タイミング判断モデル４１は、例えば、製造工程ごとに実行タイミングを判断する局所判断モデル、及び、製造工程全体の最適な実行スケジュールを判断する最適判断モデルの少なくとも一方を含む。なお、工程実行タイミング判断モデル４１は参照可能であればよく、ＭＥＳ１０、又は、工程制御システム１００の外部に配置されてもよい。

図３は、第１実施形態に係る材料投入指示プログラムの一例を示す図である。図３に示すように、工程実行タイミング判断モデル４１は、実行指示と、実行デッドライン（例えば、最も遅い実行タイミング時刻）と、電力コスト予測モデル３１によって算出された予測電力コストＣｔ＋ａとを取得して、対象製造工程の最適な実行タイミングを判断する。工程実行タイミング判断モデル４１は、判断した実行タイミングで対象製造工程を実行するように、製造ラインＬに実行開始の指示、又は、待機の指示を送信する。

図１に戻り、材料数量ＤＢ５は、例えば、製造工程で使用される材料又は部品の数量（材料情報）を管理するデータベースである。例えば、材料数量ＤＢ５は、製造ラインＬから送信される、各中間品Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃの数量に基づいて記録された材料情報を更新する。

図４は、第１実施形態に係るＭＥＳの機能構成を示す図である。ＭＥＳ１０は、機能的に、一又は複数の工程の実行タイミングを判断するための処理を実行する情報処理部１１と、電力コスト予測モデル３１と、工程シミュレータ３３と、工程実行タイミング判断モデル４１と、材料数量ＤＢ５と、を備える。

情報処理部１１は、例示的に、第１取得部１３と、第２取得部１５と、電力コスト予測部１７と、実行タイミング判断部１９とを備える。なお、情報処理部１１の上記各部は、例えば、メモリやハードディスク等の記憶領域（例えば図５に示すＲＡＭ（Random Access Memory）１０ｂ及びＲＯＭ（Read Only Memory）１０ｃ）を用いたり、記憶領域に格納されているプログラムをプロセッサ（例えば図５に示すＣＰＵ（Central Processing Unit）１０ａ）が実行したりすることにより実現することができる。

第１取得部１３、第２取得部１５、及び、電力コスト予測部１７は、図１及び図２に示す工程電力コスト予測プログラム３に対応する。例えば、第１取得部１３は、一又は複数の製造工程のうち対象製造工程を実行する際に必要な実行期間に関する実行期間情報を、対象製造工程で使用される材料に関する材料情報に基づいて取得する。第２取得部１５は、所定タイミングの電力コストに関する電力コスト情報を取得する。電力コスト測定部１７は、実行期間情報と、電力コスト情報と、図１及び図２に示す電力コスト予測モデル３１と、に基づいて対象製造工程の電力コストを予測する。

実行タイミング判断部１９は、図１及び図３に示す材料投入指示プログラム４に対応する。実行タイミング判断部１９は、電力コスト予測部１７が予測した電力コストに基づいて対象製造工程の実行タイミングを判断する。

図５は、第１実施形態に係るＭＥＳ１０の物理的な構成を例示する図である。ＭＥＳ１０は、演算部に相当するＣＰＵ１０ａと、記憶部に相当するＲＡＭ１０ｂと、記憶部に相当するＲＯＭ１０ｃと、通信部１０ｄと、入力部１０ｅと、表示部１０ｆと、を有する。これらの各構成は、バスを介して相互にデータ送受信可能に接続される。なお、本例ではＭＥＳ１０が一台のコンピュータで構成される場合について説明するが、ＭＥＳ１０は、複数のコンピュータが組み合わされて実現されてもよい。また、図５に示す構成は一例であり、ＭＥＳ１０はこれら以外の構成を有してもよいし、これらの構成のうち一部を有さなくてもよい。

ＣＰＵ１０ａは、ＲＡＭ１０ｂ又はＲＯＭ１０ｃに記憶されたプログラムを実行し、各種の制御やデータの演算及び加工を行う制御部として機能する。例えば、ＣＰＵ１０ａは、工程の実行タイミングを判断するためのプログラム（実行タイミング判断プログラム）を実行する。また、ＣＰＵ１０ａは、入力部１０ｅや通信部１０ｄから種々のデータを受け取り、データの演算結果を表示部１０ｆに表示したり、ＲＡＭ１０ｂに格納したりする。

ＲＡＭ１０ｂは、記憶部のうちデータの書き換えが可能なものであり、例えば半導体記憶素子で構成されてよい。ＲＡＭ１０ｂは、例えばＣＰＵ１０ａが実行するプログラム、そのプログラムで用いるデータを記憶してよい。なお、これらは例示であって、ＲＡＭ１０ｂには、これら以外のデータが記憶されてもよいし、これらの一部が記憶されなくてもよい。

ＲＯＭ１０ｃは、記憶部のうちデータの読み出しが可能なものであり、例えば半導体記憶素子で構成されてよい。ＲＯＭ１０ｃは、例えば実行タイミング判断プログラムや、書き換えが行われないデータを記憶してよい。

通信部１０ｄは、ＭＥＳ１０を他の機器に接続するインターフェースである。通信部１０ｄは、ＬＡＮ等の通信ネットワークに接続されてよい。

入力部１０ｅは、ユーザからデータの入力を受け付けるものであり、例えば、キーボード及びタッチパネルを含んでよい。

表示部１０ｆは、ＣＰＵ１０ａによる演算結果を視覚的に表示するものであり、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）により構成されてよい。表示部１０ｆは、例えば、制御信号や物理量を時系列で表示してよい。

実行タイミング判断プログラムは、ＲＡＭ１０ｂやＲＯＭ１０ｃ等のコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記憶されて提供されてもよいし、通信部１０ｄにより接続される通信ネットワークを介して提供されてもよい。ＭＥＳ１０では、ＣＰＵ１０ａが実行タイミング判断プログラムを実行することにより、上記で説明した様々な動作が実現される。なお、これらの物理的な構成は例示であって、必ずしも独立した構成でなくてもよい。例えば、ＭＥＳ１０は、ＣＰＵ１０ａとＲＡＭ１０ｂやＲＯＭ１０ｃが一体化したＬＳＩ（Large-Scale Integration）を備えてもよい。

＜＜工程制御処理＞＞
図６から図１１を参照して、第１実施形態に係る工程制御システムのＭＥＳにより実行される工程制御処理を説明する。図６は、第１実施形態に係る工程制御システムのＭＥＳにより実行される工程制御処理のフローチャートである。図６に示すように、図１に示す工程制御システム１００は、一又は複数の製造工程ごとに製造目標数量及び納期を設定する（Ｓ１）。工程制御システム１００は、納期を評価する（Ｓ２）。

工程制御システム１００は、納期が適当か否かを判断する（Ｓ３）。納期が適当ではない場合（Ｓ３においてＮｏの場合）には、ステップＳ１に戻り、工程制御システム１００は、納期を再設定する。納期が適当ではない場合とは、工程制御システム１００が製造工程を即座に実行しても納期に間に合わない（例えば全製造工程が終了しない）場合を含む。納期が適当である場合（Ｓ３においてＹｅｓの場合）には、ステップＳ４に進む。

工程制御システム１００は、製造工程を分解する（Ｓ４）。工程制御システム１００は、分解した製造工程ごとのスケジュールを作成する（Ｓ５）。製造工程ごとのスケジュールは、例えば、各製造工程の最も遅い材料投入時刻（実行タイミング）と、各製造工程に対して投入される材料の数量と、を含む。

工程制御システム１００は、実行対象の対象製造工程のスケジュールを評価し、その評価に基づいて当該スケジュールを調整する（Ｓ６）。工程制御システム１００は、例えば、複数の製造工程ごとに、最適な材料投入時刻（実行タイミング）と、予測終了時刻における電力コストと、を算出する。つまり、工程制御システム１００は、ステップＳ６を一又は複数の製造工程ごとに実行する。ステップＳ６の処理の詳細については、図７から図１１を参照して説明する。

工程制御システム１００は、対象製造工程への材料の投入開始を指示する（Ｓ７）。工程制御システム１００は、全製造工程が終了したか否かを判断する（Ｓ８）。全製造工程が終了していない場合（Ｓ８においてＮｏの場合）は、ステップＳ６に戻る。他方で、全製造工程が終了した場合（Ｓ８においてＹｅｓの場合）は、工程制御処理を終了する。

図７は、第１実施形態に係るＭＥＳにより実行される対象工程のスケジュールの評価及び調整処理のフローチャートである。特に図７は、図６に示すステップＳ６の処理内容をより具体的に示す図である。図７に示すように、図１に示す工程制御システム１００は、前製造工程の工程進捗を評価する（Ｓ６１）。例えば、複数の製造工程Ａ，Ｂ，Ｃが実行される場合に、実行対象が製造工程Ｂであるときは、前製造工程は、製造工程Ａである。また、ＭＥＳ１０は、例えば、複数の製造工程の工程順序等の情報を管理しているため、当該情報に基づいて、製造工程の実行順にしたがい、製造工程を評価する。

工程制御システム１００は、製造工程Ａの予測終了時刻が確定したか否かを判断する（Ｓ６２）。製造工程Ａの予測終了時刻が確定していない場合（Ｎｏの場合）は、ステップＳ６１に戻る。他方で、製造工程Ａの予測終了時刻が確定している場合（Ｙｅｓの場合）は、ステップＳ６３に進む。

工程制御システム１００は、最も遅い材料投入時刻を評価する（Ｓ６３）。工程制御システム１００は、最も遅い材料投入時刻が現在時刻と（ほぼ）一致するか否かを判断する（Ｓ６４）。最も遅い材料投入時刻が現在時刻と（ほぼ）一致する場合（Ｙｅｓの場合）は、ステップＳ６９に進む。他方で、最も遅い材料投入時刻が現在時刻と（ほぼ）一致しない場合（Ｎｏの場合）は、ステップＳ６５に進む。

図８は、第１実施形態に係るＭＥＳにより実行される電力コストの取得処理、及び、電力コストの推移の予測処理の一例を示す図である。図９は、第１実施形態に係るＭＥＳにより実行される電力コストの取得処理の一例を示す図である。図７から図９に示すように、工程制御システム１００は、例えば図１に示す電力コストサーバ１から現在時刻の電力コストを取得する（Ｓ６５）。

図１０は、第１実施形態に係るＭＥＳにより実行される工程シミュレータによる対象工程の運転時間の導出処理の一例を示す図である。図８及び図１０に示すように、工程制御システム１００は、例えば図１に示す工程シミュレータ３３により製造ラインＬに含まれる対象製造工程Ｂの運転時間Ｔｐを算出する（Ｓ９０）。また、図８に示すように、工程制御システム１００は、前製造工程Ａの終了予定時刻ｔ＋Ｔａを算出する（Ｓ９５）。

図７及び図８に示すように、工程制御システム１００は、現在時刻(又は前製造工程の予測終了時刻)から最も遅い投入時刻までの電力コストの推移を予測する（Ｓ６６）。より具体的には、図８に示すように、例えば、工程制御システム１００は、ステップＳ６５の取得結果、ステップＳ９０の算出結果、及び、ステップＳ９５の算出結果に基づいて、当該電力コストの推移を予測する。次に、工程制御システム１００は、最適な材料投入時刻を判断して更新する（Ｓ６７）。図１１を参照して、より具体的に、当該電力コストの推移の予測処理及び最適な材料投入時刻の判断処理を説明する。

図１１は、第１実施形態に係るＭＥＳにより実行される電力コストの推移の予測処理及び最適な材料投入時刻の判断処理の一例を示す図である。図８及び図１１に示すように、例えば、工程制御システム１００（図４に示す電力コスト予測部１７）は、現在時刻までの電力コスト推移（E[t-n,...,t])をもとに将来の推移(Ｔｅ)を予測する。

次に、工程制御システム１００（図４に示す実行タイミング判断部１９）は、図４に示す電力コスト予測部１７が予測する電力コストであって、例えば、現在時刻(又は前製造工程の予測終了時刻)（第１タイミング）から、最も遅い投入時刻（第２タイミング）に基づく所定期間における電力コスト（Ｅｐ）が所定の条件を満たす場合に、対象製造工程Ｂの実行タイミングを判断する。例えば、図１１に示すように、実行タイミング判断部１９は、幅Ｔｐの時間ウィンドウを予測区間終端（ｔ＋Ｔｅ）までスライドさせることによって、最小電力コストを探索する。より具体的には、実行タイミング判断部１９は、電力コスト予測部１７が予測した電力コストの積分値であって、第１タイミングから第２タイミングに基づく所定期間における積分値が最小になる場合の第１タイミングを、対象製造工程Ｂの最適な実行タイミング（例えば時刻「ｔ＋Ｔａ＋Ｔｑ」）として判断する。

この構成によれば、工程制御システム１００は、所定期間における電力コストが所定の条件を満たす場合に、対象製造工程の実行タイミングを判断するから、対象製造工程の最適な実行タイミングをより適切に判断可能である。

図７に戻り、工程制御システム１００（図４に示す実行タイミング判断部１９）は、予測した前記電力コストに基づく、前記対象工程の実行タイミングの判断結果が所定の条件を満たすか否かを判断する（Ｓ６８）。例えば、実行タイミング判断部１９は、最適な材料投入時刻の更新が収束したか否かを判断する。最適な材料投入時刻の更新が収束した場合（Ｙｅｓの場合）は、ステップＳ６９に進む。他方で、最適な材料投入時刻の更新が収束していない場合（Ｎｏの場合）は、ステップＳ６３に戻る。

上記のとおり、工程制御システム１００では、予測した電力コストに基づく、対象製造工程Ｂの実行タイミングの判断結果が所定の条件を満たすまで（例えば最適な材料投入時刻の更新が収束するまで）、（ｉ）電力コスト予測部１７における、対象製造工程の電力コストを予測すること、及び、（ｉｉ）実行タイミング判断部１９における、対象製造工程の実行タイミングを判断することが繰り返し実行される。

ここで、例えば、工程制御システム１００では、上記した手法で最適な材料投入時刻が複数回（例えば１０回程度）算出される。例えば、複数回算出された最適な材料投入時刻の誤差が所定期間以内に収まる（収束）する場合に、工程制御システム１００は、複数回算出された最適な材料投入時刻の平均値を「最適な材料投入時刻」として「確定」させてもよい。なお、「確定」される「最適な材料投入時刻」は、上記の平均値に限られず、複数回算出された最適な材料投入時刻の中央値、又は、最頻値を含んでもよい。

この構成によれば、工程制御システム１００では、判断される最適な材料投入時刻が安定するまで待って、「最適な材料投入時刻」を「確定」させることが可能であるから、より適切に最適な材料投入時刻を導入可能である。

図７に示すように、最後に工程制御システム１００は、最適な材料投入時刻を確定して予測終了時刻及び予測電力コストを導出する（Ｓ６９）。

第１実施形態によれば、図１及び図４に示すＭＥＳ１０（実行タイミング判断装置）は、一又は複数の工程のうち対象工程を実行する際に必要な実行期間に関する実行期間情報を、対象工程で使用される材料に関する情報に基づいて取得し、所定タイミングの電力コストに関する電力コスト情報を取得し、実行期間情報と、電力コスト情報と、一又は複数の工程に関する電力コストを予測するための電力コスト予測モデル３１と、に基づいて対象工程の電力コストを予測し、予測した電力コストに基づいて対象工程の実行タイミングを判断する。よって、電力コストの高い時間帯（例えば電力コストのピーク時）を避けて対象工程を実行すること（例えば電力コストのピークシフト）が可能となる。したがって、一又は複数の工程に関する電力コストを低減可能である。

＜第２実施形態＞
図１２を参照して、第２実施形態に係る工程制御システム１００Ａを説明する。図１２は、第２実施形態に係る工程制御システムのブロック構成を示す図である。第２実施形態に係る工程制御システム１００Ａは、図１に示す第１実施形態に係る工程制御システム１００では、ＭＥＳ１０が備えていた電力コスト予測モデル３１を、電力コストサーバ１に備える点で異なる。第２実施形態に係る工程制御システム１００Ａでは、ＭＥＳ１０から時刻ｔの電力コストＣｔの予測要求を電力コストサーバ１に送信する。電力コストサーバ１は、電力コスト予測モデル３１を用いて時刻ｔの電力コストＣｔを算出して、算出した電力コストＣｔをＭＥＳ１０に送信する。

＜第３実施形態＞
図１３を参照して、第３実施形態に係る工程制御システム１００Ｂを説明する。図１３は、第３実施形態に係る工程制御システムのブロック構成を示す図である。第１実施形態に係る工程制御システム１００では、製造ラインＬにおいて製造工程Ｂが製造工程Ａに基づいて実行される一方で、第３実施形態に係る工程制御システム１００Ｂでは、製造ラインＬにおいて製造工程Ｂが製造工程Ａと製造工程Ｄとに基づいて実行される点で、両実施形態は異なる。以下では、第３実施形態に関して、第１実施形態と異なる点について特に説明する。

例えば、図７に示すステップＳ６１において、第３実施形態に係る工程制御システム１００Ｂ（ＭＥＳ１０）は、例えば、複数の製造工程Ａ，Ｄ，Ｂ，Ｃの工程順序等の情報を管理しているため、当該情報に基づいて、製造工程の実行順にしたがい、製造工程の進捗を評価する。また、例えば対象製造工程が製造工程Ｂである場合、前製造工程は、製造工程Ａ及び製造工程Ｄであるから、工程制御システム１００Ｂ（ＭＥＳ１０）は、製造工程の進捗評価を、製造工程Ａに関する評価、及び、製造工程Ｄに関する評価に基づいて実行する。つまり、工程制御システム１００Ｂ（ＭＥＳ１０）は、製造工程Ａに関する評価、及び、製造工程Ｄに関する評価のいずれも良好である場合に、図７に示すステップＳ６２に処理を進める。

第３実施形態によれば、工程制御システム１００Ｂでは、製造ラインＬにおいて対象製造工程Ｂが、複数の製造工程（例えば製造工程Ａ及び製造工程Ｄ）に基づいて実行される。したがって、対象製造工程が複数の製造工程を前提する工程制御システムであっても、第１実施形態の工程制御システムと同様な効果、つまり、電力コストの高い時間帯（例えば電力コストのピーク時）を避けて対象工程を実行すること（例えば電力コストのピークシフト）が可能となり、一又は複数の工程に関する電力コストを低減可能である。

＜第４実施形態＞
図１４及び図１５を参照して、第４実施形態に係る工程制御システム１００Ｃを説明する。図１４は、第４実施形態に係る工程制御システムのブロック構成を示す図である。図１５は、第４実施形態に係る工程電力コスト予測プログラムの一例を示す図である。

図１４に示す第４実施形態に係る工程制御システム１００Ｃと、図１に示す第１実施形態に係る工程制御システム１００との相違点は以下のとおりである。

（１）図１４に示すように、工程制御システム１００Ｃでは、工程制御システム１００が備えない、ＭＥＳ１０の外部電力としてのバッテリ８と、バッテリ８に接続された太陽光発電系統９とをさらに備える点
（２）図１４に示すように、工程制御システム１００Ｃでは、工程制御システム１００が備えない、バッテリ８の残量を管理するバッテリ残量モニタＤＢ７をさらに備える点
（３）図１５に示すように、工程制御システム１００Ｃの工程電力コスト予測プログラム３において、工程制御システム１００が備えない、バッテリ消費予測モデル３５をさらに備える点

以下では、第４実施形態に関して、第１実施形態と異なる点について特に説明する。上記のとおり、工程制御システム１００Ｃは、所定タイミング（例えば時刻ｔ）におけるバッテリ８の残量に基づいてバッテリ８の運転期間を算出するバッテリ消費予測モデルを参照可能である。なお、バッテリ消費予測モデル３５は参照可能であればよく、ＭＥＳ１０、又は、工程制御システム１００Ｃの外部に配置されてもよい。バッテリ８は、製造ラインＬを駆動するために製造ラインＬに供給される。図１４に示すバッテリ８の残量を管理するバッテリ残量モニタＤＢ７は、時刻ｔのバッテリ残量をバッテリ消費予測モデル３５に入力する。

図１５に示すように、工程制御システム１００Ｃ（第１取得部）は、材料数量に基づく運転時間（工程シミュレータ３３によって算出される運転時間／例えば１０分間）と、バッテリ８の運転期間（バッテリ消費予測モデル３５によって算出される運転時間／例えば３分間）とに基づいて「外部電力運転時間」（例えば７分間）としての実行期間情報を取得する。工程制御システム１００Ｃ（電力コスト予測部）は、電力コスト予測モデル３１に入力された、電力コストＣｔと、予測時刻ａと、バッテリ消費予測モデル３５からの外部電力運転時間と、バッテリ残量モニタＤＢ７からの時刻ｔのバッテリ残量と、基づいて対象工程の電力コストを予測する。工程制御システム１００Ｃ（実行タイミング判断部）は、予測された電力コストに基づいて対象工程の実行タイミングを判断する。

第４実施形態によれば、工程制御システム１００Ｃは、電力コスト予測モデル３１に入力された、電力コストＣｔと、予測時刻ａと、バッテリ消費予測モデル３５からの外部電力運転時間と、基づいて対象工程の電力コストを予測する。したがって、バッテリ８の電力供給をさらに踏まえて予測された電力コストに基づいて対象工程の最適な実行タイミングを判断可能である。

以上説明した各実施形態は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。つまり、本発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。また、上述した各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。

［付記］
本実施形態における態様は、以下のような開示を含む。
（付記１）
一又は複数の工程の実行タイミングを判断する実行タイミング判断装置であって、
前記一又は複数の工程に関する電力コストを予測するための電力コスト予測モデル（３１）を参照可能に構成されており、
前記一又は複数の工程のうち対象工程を実行する際に必要な実行期間に関する実行期間情報を取得する第１取得部（１３）と、
所定タイミングの電力コストに関する電力コスト情報を取得する第２取得部（１５）と、
前記実行期間情報と前記電力コスト情報と前記電力コスト予測モデル（３１）とに基づいて前記対象工程の電力コストを予測する電力コスト予測部（１７）と、
予測した前記電力コストに基づいて前記対象工程の実行タイミングを判断する実行タイミング判断部（１９）と、を備える、
実行タイミング判断装置。
（付記２）
一又は複数の工程の実行タイミングを判断する実行タイミング判断装置で実行される実行タイミング判断方法であって、
前記一又は複数の工程のうち対象工程を実行する際に必要な実行期間に関する実行期間情報を取得することと、
所定タイミングの電力コストに関する電力コスト情報を取得することと、
前記実行期間情報と、前記電力コスト情報と、前記一又は複数の工程に関する電力コストを予測するための電力コスト予測モデル（３１）と、に基づいて前記対象工程の電力コストを予測することと、
予測した前記電力コストに基づいて前記対象工程の実行タイミングを判断することと、を含む、
実行タイミング判断方法。
（付記３）
一又は複数の工程の実行タイミングを判断する実行タイミング判断装置を、
前記一又は複数の工程のうち対象工程を実行する際に必要な実行期間に関する実行期間情報を取得する第１取得部（１３）、
所定タイミングの電力コストに関する電力コスト情報を取得する第２取得部（１５）、
前記実行期間情報と、前記電力コスト情報と、前記一又は複数の工程に関する電力コストを予測するための電力コスト予測モデル（３１）と、に基づいて前記対象工程の電力コストを予測する電力コスト予測部（１７）、
予測した前記電力コストに基づいて前記対象工程の実行タイミングを判断する実行タイミング判断部（１９）、
として機能させる、実行タイミング判断プログラム。

１…電力コストサーバ、２…ＥＲＰ、３…工程電力コスト予測プログラム、４…材料投入指示プログラム、５…材料数量ＤＢ、７…バッテリ残量モニタＤＢ、８…バッテリ、９…太陽光発電系統、１０…ＭＥＳ、１０ａ…ＣＰＵ、１０ｂ…ＲＡＭ、１０ｃ…ＲＯＭ、１０ｄ…通信部、１０ｅ…入力部、１０ｆ…表示部、１１…情報処理部、１３…第１取得部、１５…第２取得部、１７…電力コスト予測部、１９…実行タイミング判断装置、３１…電力コスト予測モデル、３３…工程シミュレータ、４１…工程実行タイミング判断モデル、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ…工程制御システム

Claims (9)

1. 一又は複数の工程の実行タイミングを判断する実行タイミング判断装置であって、
   前記一又は複数の工程に関する電力コストを予測するための電力コスト予測モデルを参照可能に構成されており、
   前記一又は複数の工程のうち対象工程を実行する際に必要な実行期間に関する実行期間情報を取得する第１取得部と、
   所定タイミングの電力コストに関する電力コスト情報を取得する第２取得部と、
   前記実行期間情報と前記電力コスト情報と前記電力コスト予測モデルとに基づいて前記対象工程の電力コストを予測する電力コスト予測部と、
   予測した前記電力コストに基づいて前記対象工程の実行タイミングを判断する実行タイミング判断部と、を備える、
   実行タイミング判断装置。
2. 前記実行タイミング判断部は、予測した前記電力コストに基づく、前記対象工程の実行タイミングの判断結果が所定の条件を満たすか否かを判断する、
   請求項１に記載の実行タイミング判断装置。
3. 予測した前記電力コストに基づく、前記対象工程の実行タイミングの判断結果が前記所定の条件を満たすまで、（ｉ）前記電力コスト予測部における、前記対象工程の電力コストを予測すること、及び、（ｉｉ）前記実行タイミング判断部における、前記対象工程の実行タイミングを判断することが繰り返し実行される、
   請求項２に記載の実行タイミング判断装置。
4. 前記実行タイミング判断部は、前記電力コスト予測部が予測した前記電力コストであって、第１タイミングから前記第１タイミングよりも後の第２タイミングに基づく所定期間における前記電力コストが所定の条件を満たす場合に、前記対象工程の実行タイミングを判断する、
   請求項１に記載の実行タイミング判断装置。
5. 前記実行タイミング判断部は、前記電力コスト予測部が予測した前記電力コストの積分値であって、第１タイミングから前記第１タイミングよりも後の第２タイミングに基づく所定期間における前記積分値が最小になる場合の前記第１タイミングを、前記対象工程の最適な実行タイミングとして判断する、
   請求項１に記載の実行タイミング判断装置。
6. 前記対象工程が複数ある場合、複数の前記対象工程ごとに、（ｉ）前記電力コスト予測部における、前記対象工程の電力コストを予測すること、及び、（ｉｉ）前記実行タイミング判断部における、前記対象工程の実行タイミングを判断することが実行される、
   請求項１に記載の実行タイミング判断装置。
7. 所定タイミングにおけるバッテリの残量に基づいて前記バッテリの運転期間を算出するバッテリ消費予測モデルを参照可能に構成されており、
   前記第１取得部は、前記実行期間情報を、前記運転期間に関する情報基づいて取得する、
   請求項１から６のいずれか一項に記載の実行タイミング判断装置。
8. 一又は複数の工程の実行タイミングを判断する実行タイミング判断装置で実行される実行タイミング判断方法であって、
   前記一又は複数の工程のうち対象工程を実行する際に必要な実行期間に関する実行期間情報を取得することと、
   所定タイミングの電力コストに関する電力コスト情報を取得することと、
   前記実行期間情報と、前記電力コスト情報と、前記一又は複数の工程に関する電力コストを予測するための電力コスト予測モデルと、に基づいて前記対象工程の電力コストを予測することと、
   予測した前記電力コストに基づいて前記対象工程の実行タイミングを判断することと、を含む、
   実行タイミング判断方法
9. 一又は複数の工程の実行タイミングを判断する実行タイミング判断装置を、
   前記一又は複数の工程のうち対象工程を実行する際に必要な実行期間に関する実行期間情報を取得する第１取得部、
   所定タイミングの電力コストに関する電力コスト情報を取得する第２取得部、
   前記実行期間情報と、前記電力コスト情報と、前記一又は複数の工程に関する電力コストを予測するための電力コスト予測モデルと、に基づいて前記対象工程の電力コストを予測する電力コスト予測部、
   予測した前記電力コストに基づいて前記対象工程の実行タイミングを判断する実行タイミング判断部、
   として機能させる、実行タイミング判断プログラム。

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