JP2023179053A - Energy information estimating system and energy information estimating method - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、エネルギ情報推定システムおよびエネルギ情報推定方法に関する。 The present disclosure relates to an energy information estimation system and an energy information estimation method.
通信機能を備え、エネルギ情報としての電力消費量の検針データを電気事業者に提供するための第1通信モジュールと、ユーザでのエネルギ管理のために、ユーザが有する管理機器に対して無線通信により電力消費量を送信する第2通信モジュールとを備える電力メータが知られている(例えば、特許文献1)。 A first communication module is equipped with a communication function and provides meter reading data of electricity consumption as energy information to the electric utility company, and a first communication module is provided with a communication function to provide meter reading data of electricity consumption as energy information to the electric utility company, and a first communication module is provided with a first communication module for providing meter reading data of electricity consumption as energy information to the electric utility company. A power meter is known that includes a second communication module that transmits power consumption (for example, Patent Document 1).
電力消費量などのエネルギ消費量を、生産設備ごとや、複数の生産設備を含む生産ラインごとなどの所定の範囲ごとに把握したい場合がある。この場合には、電力メータなどのエネルギ消費量を取得するための装置を、複数の生産設備ごとや生産ラインごとに設けると、部品点数が増大するといった問題がある。 There are cases where it is desired to understand energy consumption such as power consumption for each predetermined range, such as for each production facility or for each production line including a plurality of production facilities. In this case, if a device for obtaining energy consumption, such as a power meter, is provided for each of a plurality of production facilities or each production line, there is a problem that the number of parts increases.
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。 The present disclosure can be realized as the following forms.
(1)本開示の一形態によれば、生産設備の生産により発生したエネルギ消費量と温室効果ガスの排出量との少なくともいずれかを含むエネルギ情報を推定するエネルギ情報推定システムが提供される。このエネルギ情報推定システムは、稼働状態取得装置であって、生産設備に対して後付けにて装着または前記生産設備の近傍に後付けにて配置される検出部であって、前記生産設備の稼働状態を示す検出信号を出力する検出部、前記検出信号を送信するための送信部、を有する稼働状態取得装置と、生産管理装置であって、前記生産設備の試験運転時に取得される処理時エネルギ情報であって、前記生産設備が処理対象に対して予め定められた処理を実行する処理時間の間に発生した処理時エネルギ情報を記憶する処理時エネルギ情報記憶部、前記生産設備の生産が行われる生産期間において、前記稼働状態取得装置から受信した前記検出信号を用いて、処理時間を含む前記生産設備の設備稼働情報を取得する設備稼働情報取得部、前記処理時エネルギ情報および前記設備稼働情報を用いて、前記生産期間において前記生産設備の処理により発生した生産時エネルギ情報を推定するエネルギ情報推定部、を有する生産管理装置と、を備える。
この形態のエネルギ情報推定システムによれば、生産期間にエネルギ消費量を取得するための装置を備えることなく、また生産期間にエネルギ消費量を取得することなく、生産期間に生産設備の処理により発生した生産時エネルギ情報を推定することができる。
(2)上記形態のエネルギ情報推定システムにおいて、前記生産管理装置は、さらに、前記生産設備の試験運転時に取得される待機時エネルギ情報であって、前記生産設備が前記処理を待機する待機時間の間に発生した待機時エネルギ情報を記憶する待機時エネルギ情報記憶部を備えてよい。前記設備稼働情報取得部は、さらに、前記検出信号を用いて、前記生産期間の待機時間を前記設備稼働情報として取得してよい。前記エネルギ情報推定部は、さらに、前記待機時エネルギ情報、および前記設備稼働情報として取得した待機時間を用いて、前記生産期間において前記生産設備の待機により発生した生産時ロスエネルギ情報を推定してよい。
この形態のエネルギ情報推定システムによれば、生産期間にエネルギ消費量を取得するための装置を備えることなく、また生産期間にエネルギ消費量を取得することなく、生産期間に生産設備の待機により発生した生産時ロスエネルギ情報を推定することができる。
(3)上記形態のエネルギ情報推定システムにおいて、前記待機時エネルギ情報記憶部は、前記待機時エネルギ情報として、前記生産設備の試験運転時において待機時間の間に発生した待機電力を記憶してよい。前記エネルギ情報推定部は、前記生産時ロスエネルギ情報として、前記生産期間において前記生産設備の待機により発生した生産時ロスCO2排出量を推定してよい。前記生産管理装置は、さらに、前記生産時ロスCO2排出量と、前記待機電力と、前記生産期間での前記生産設備の待機時間との対応関係を示すグラフを生成する指標生成部を備えてよい。
この形態のエネルギ情報推定システムによれば、生産時ロスCO2排出量を改善するにあたり、待機電力と、生産設備に発生する待機時間とのいずれを改善すべきかを容易に把握することができる。
(4)上記形態のエネルギ情報推定システムにおいて、前記検出部は、前記生産設備による処理対象に対する前記処理の開始に対応する第一信号と、前記第一信号とは異なる第二信号であって、前記処理の停止に対応する第二信号とを前記検出信号として出力してよい。
この形態のエネルギ情報推定システムによれば、生産設備の開始タイミングおよび停止タイミングを取得することにより、生産設備の処理時間や待機時間などの設備稼働情報をより正確に算出することができ、エネルギ情報の推定結果をより詳細に把握することができる。
本開示は、エネルギ情報推定システム以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、生産管理装置、エネルギ情報推定方法、生産管理装置やエネルギ情報推定システムの制御方法、その制御方法を実現するコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。
(1) According to one embodiment of the present disclosure, an energy information estimation system is provided that estimates energy information including at least one of energy consumption and greenhouse gas emissions generated by production of production equipment. This energy information estimation system is an operating state acquisition device, and is a detection unit that is retrofitted to production equipment or retrofitted near the production equipment, and is a detection unit that measures the operating state of the production equipment. an operating state acquisition device including a detection unit that outputs a detection signal indicating the detection signal, and a transmission unit that transmits the detection signal; and a production control device, the production control device comprising processing energy information acquired during a test run of the production equipment. a processing energy information storage unit that stores processing energy information generated during a processing time during which the production equipment executes a predetermined process on a processing target; a production unit in which the production equipment performs production; an equipment operation information acquisition unit that acquires equipment operation information of the production equipment including processing time using the detection signal received from the operation state acquisition device during the period; and an equipment operation information acquisition unit that uses the processing energy information and the equipment operation information and a production management device including an energy information estimating unit that estimates energy information during production generated by processing of the production equipment during the production period.
According to this type of energy information estimation system, energy generated by the processing of production equipment during the production period is not provided without a device for acquiring energy consumption during the production period, and without acquiring energy consumption during the production period. It is possible to estimate the energy information during production.
(2) In the energy information estimation system of the above embodiment, the production control device further includes standby energy information acquired during a test run of the production equipment, the standby time during which the production equipment waits for the processing. A standby energy information storage unit may be provided to store standby energy information generated during the standby time. The equipment operation information acquisition unit may further use the detection signal to acquire standby time during the production period as the equipment operation information. The energy information estimation unit further estimates production loss energy information caused by standby of the production equipment during the production period, using the standby energy information and the standby time acquired as the equipment operation information. good.
According to this type of energy information estimation system, energy consumption is generated due to standby of production equipment during the production period, without having a device for acquiring energy consumption during the production period, and without acquiring energy consumption during the production period. It is possible to estimate energy loss information during production.
(3) In the energy information estimation system of the above embodiment, the standby energy information storage unit may store standby power generated during a standby time during a test operation of the production equipment as the standby energy information. . The energy information estimating unit may estimate, as the production energy loss information, a production loss CO2 emission amount generated due to standby of the production equipment during the production period. The production management device may further include an index generation unit that generates a graph showing a correspondence relationship between the production loss CO2 emissions, the standby power, and the standby time of the production equipment in the production period. .
According to this type of energy information estimation system, it is possible to easily understand which of the standby power and the standby time generated in the production equipment should be improved in order to improve the amount of CO2 emissions lost during production.
(4) In the energy information estimation system of the above embodiment, the detection unit generates a first signal corresponding to the start of the processing on the processing target by the production equipment, and a second signal different from the first signal, A second signal corresponding to the stop of the process may be output as the detection signal.
According to this type of energy information estimation system, by acquiring the start timing and stop timing of production equipment, equipment operation information such as processing time and standby time of production equipment can be calculated more accurately, and energy information It is possible to understand the estimation results in more detail.
The present disclosure can also be realized in various forms other than the energy information estimation system. For example, it can be realized in the form of a production control device, an energy information estimation method, a control method for the production control device or energy information estimation system, a computer program for realizing the control method, a non-temporary recording medium on which the computer program is recorded, etc. I can do it.
A.第1実施形態:
図1は、本開示の第1実施形態に係るエネルギ情報推定システムを示す概略構成図である。エネルギ情報推定システム(以下、単に「推定システム100」とも呼ぶ。)は、生産設備の処理あるいは生産設備の待機により発生したエネルギ情報を推定する。本開示において「エネルギ情報」には、生産設備30による電力、ガス、ならびに灯油(ケロシン)や重油を含む液体燃料などの種々のエネルギ消費量に関する情報と、当該エネルギの消費により発生する二酸化炭素(CO2)やメタン(CH4)などの温室効果ガスの排出量に関する情報と、が含まれる。本実施形態では、エネルギ消費量として電力消費量が用いられ、温室効果ガスの排出量としてCO2排出量が用いられる。「生産設備」は、生産設備そのものに加え、例えば、生産設備を含む生産ライン、搬送設備、工場、建屋など、生産設備よりも広い種々の範囲を含み得る。
A. First embodiment:
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an energy information estimation system according to a first embodiment of the present disclosure. The energy information estimation system (hereinafter also simply referred to as "
推定システム100は、エネルギ情報に加え、さらに、生産設備30の設備稼働情報を生成し、管理する。「設備稼働情報」とは、生産設備の稼働状態に関わる情報を意味する。「生産設備の稼働状態」には、例えば製品等の生産設備の処理対象に対する処理の開始および処理の停止が含まれる。生産設備の稼働状態には、さらに、処理に関わる動作・操作、当該動作・操作の開始、実行中、停止、完了といった状態が含まれてもよい。
In addition to energy information, the
設備稼働情報には、少なくとも処理時間が含まれる。「処理時間」とは、生産設備が処理対象に対して予め定められた処理を実行する期間あるいは当該処理を実行したと推定される期間を意味する。「処理時間」は、稼働時間、およびサイクルタイムに含まれる。本実施形態では、生産設備30が処理時間に処理する処理対象の数は1個である。ただし、これに限らず、生産設備30は、処理時間に2以上の複数の処理対象を処理してもよい。
The equipment operation information includes at least processing time. "Processing time" means a period during which a production facility executes a predetermined process on a processing object or a period during which the process is estimated to have been executed. "Processing time" is included in operating time and cycle time. In this embodiment, the number of processing targets that the
本実施形態では、設備稼働情報には、処理時間に加え、さらに、待機時間、サイクルタイム、稼働時間、生産数、可動時間、可動率などが含まれ得る。「待機時間」は、生産設備が処理を待機する期間を意味する。待機時間は、稼働時間およびサイクルタイムに含まれ、生産設備に電力が供給されていない期間は含まれない。待機時間は、稼働時間のうち生産設備が処理対象の処理に寄与していない、いわゆるエネルギのロスが発生する期間ということができる。「サイクルタイム」は、処理対象に対する処理を開始してから、次の処理対象に対する処理を開始するまでの期間を意味する。サイクルタイムは、処理時間と待機時間との総和である。「稼働時間」とは、生産設備の稼働を開始してから稼働を終了するまでの時間を意味する。稼働時間は、サイクルタイムの総和に相当し、また、処理時間の累計と待機時間との累計との総和に相当する。「生産数」とは、所定の期間中に生産設備が処理を完了させた処理対象の総数を意味する。「可動時間」とは、稼働時間のうち生産設備が処理対象の処理を実行する期間の累計を意味する。可動時間は、処理時間の累計に相当する。「可動率」は、稼働時間に占める可動時間の割合を意味する。 In this embodiment, the equipment operation information may further include standby time, cycle time, operating time, production quantity, operating time, operating rate, etc. in addition to processing time. "Waiting time" means the period during which production equipment waits for processing. Standby time is included in operating time and cycle time and does not include periods when production equipment is not powered. The standby time can be said to be a period of the operating time in which the production equipment does not contribute to the processing of the processing target, and a so-called energy loss occurs. "Cycle time" means a period from starting processing for a processing object to starting processing for the next processing object. Cycle time is the sum of processing time and waiting time. "Operating time" means the time from the start of operation of production equipment until the end of operation. The operating time corresponds to the sum of cycle times, and also corresponds to the sum of the cumulative total of processing time and the cumulative total of waiting time. "Production quantity" means the total number of processing objects that the production equipment has completed processing during a predetermined period. "Operating time" means the total period during which the production equipment executes the processing of the processing target out of the operating time. The operating time corresponds to the cumulative total of processing time. "Availability rate" means the ratio of movable time to operating time.
図1に示すように、推定システム100は、工場200に備えられている。工場200には、複数の生産ラインL1~Lnと、配電線70と、分電盤60とが備えられている。生産ラインLnに付された「n」は、2以上の自然数であり、生産ラインの数を示している。以下、複数の生産ラインL1~Lnを区別せずに説明する場合には、「生産ラインLn」と呼称する。
As shown in FIG. 1, an
生産ラインLnは、例えば、複数の生産設備30と、搬送機構41とを備えている。搬送機構41は、例えば、加工部品やワークなどの処理対象を搬送する。搬送機構41には、たとえば、ベルトコンベア、予め定められた軌道上を移動する搬送機などが含まれる。生産ラインLnは、単数の生産設備30で構成されてもよく、また、搬送機構41を備えなくてもよい。
The production line Ln includes, for example, a plurality of
生産設備30は、たとえば、金属加工機、溶接機、樹脂成形機、塗装機、熱間鍛造機、完成品回収機、加工部品供給機などの設備である。生産設備30には、処理対象に対する生産処理や加工処理を実行するためのプログラマブルロジックコントローラ(PLC)と、PLCに接続されている各種センサとが備えられている。各種センサは、生産ラインLnおよび生産設備30を作動させるために、生産ラインLnおよび生産設備30を設置・配置する際に予め配置されている。
The
配電線70は、系統電源などの外部電源からの電力を工場200に引き込む。配電線70に供給された電力は、例えば、図示しない変成器により33kVの特別高圧が110Vの低圧に変圧され、また、200Aの電流が5Aの電流に変流されて、工場200に供給される。工場200に供給された電力は、分電盤60により複数の生産ラインLnのそれぞれへと分配される。
The
図1に示すように、推定システム100は、稼働状態取得装置20と、生産管理装置10とを備えている。稼働状態取得装置20は、生産設備30またはその近傍に後付けにより装着されている。本開示において、「後付け」とは、生産設備30の設置・配置時において、生産設備30またはその近傍に装着もしくは組み込まれておらず、生産設備30の動作を制御するPLCに接続されておらず、生産設備30の稼働・制御とは無関係に生産設備30に装着・配置されることを意味する。稼働状態取得装置20は、生産設備30の稼働状態を検出できることを前提に、生産ラインLnや搬送機構41などに対して装着されてもよい。
As shown in FIG. 1, the
稼働状態取得装置20は、生産設備30による処理対象に対する処理の開始タイミングを検出し、検出信号としての第一信号を生成して生産管理装置10に送信する。本実施形態では、稼働状態取得装置20は、さらに、生産設備30による処理の停止タイミングを検出し、検出信号としての第二信号を生成して生産管理装置10に送信する。
The operating
生産管理装置10は、稼働状態取得装置20と協働して、生産設備30の設備稼働情報を取得し、取得した設備稼働情報を用いて生産設備30の生産時エネルギ情報を推定する。「生産時エネルギ情報」とは、生産設備を用いた生産が行われる期間(以下、「生産期間」とも呼ぶ)において、生産設備による処理対象に対する処理により発生したエネルギ情報を意味する。本実施形態では、生産管理装置10は、生産時エネルギ情報として、生産設備による処理対象に対する処理により発生した電力消費量およびCO2排出量を推定する。生産管理装置10は、稼働状態取得装置20から取得した第一信号および第二信号を用いて、生産設備30の設備稼働情報を取得する。
The
本実施形態では、生産管理装置10は、さらに、生産設備30の生産時ロスエネルギ情報を推定する。「生産時ロスエネルギ情報」とは、生産期間において、生産設備30の待機により発生したエネルギ情報(本実施形態において、電力消費量およびCO2排出量)を意味する。なお、生産設備30に代えて生産ラインLnの生産時エネルギ情報および生産時ロスエネルギ情報を得る場合には、生産ラインLnを構成する複数の生産設備30および搬送機構41のそれぞれの生産時エネルギ情報、ならびに生産時ロスエネルギ情報を取得して足し合わせることで得ることができる。
In this embodiment, the
生産管理装置10および稼働状態取得装置20は、無線通信によってデータを送受信することが可能である。また、生産管理装置10は、情報処理装置PC、端末装置PD1,PD2からの要求に応じて、生成した設備稼働情報ならびにエネルギ情報などを、無線通信により、情報処理装置PCおよび端末装置PD1,PD2に送信することができる。本実施形態では、生産管理装置10は、生成したエネルギ情報、設備稼働情報、ならびに指標を用いた表示用データを、生産管理装置10の表示部や、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置PC、ならびに端末装置PD1,PD2等に送信し、これらに備えられる表示部に表示するための表示制御装置としても機能する。端末装置PD1,PD2は、例えば、スマートフォン、携帯電話機、PHS、スレート端末、ならびにタブレット端末などである。
The
図2は、生産管理装置10の内部機能構成を示すブロック図である。生産管理装置10は、中央演算処理装置としてのCPU11と、記憶装置12と、通信部13と、表示部14と、時間計測のためのタイマ16とを備えており、これらは、バス17を介して相互に通信可能に接続されている。生産管理装置10は、生産設備30の動作を制御するPLCとは異なる装置であり、生産設備30は、生産管理装置10が用いられなくてもPLCによって動作制御される。表示部14は、表示用データを表示するためのディスプレイである。
FIG. 2 is a block diagram showing the internal functional configuration of the
CPU11は、記憶装置12に格納されている各種プログラムを実行することによって、設備稼働情報取得部110と、エネルギ情報推定部112と、指標生成部114として機能する。設備稼働情報取得部110は、生産期間に稼働状態取得装置20から受信した検出信号を用いて、生産設備30の設備稼働情報を生成する。
The
エネルギ情報推定部112は、処理時エネルギ情報および設備稼働情報を用いて、生産時エネルギ情報を推定する。「処理時エネルギ情報」とは、生産設備の試験運転時において、処理時間の間に発生したエネルギ情報を意味する。「試験運転」とは、エネルギ情報を推定する生産期間以外の期間に生産設備を稼働させている状態を意味する。試験運転は、実際に処理対象を処理しているか否かを問わない。本実施形態において、処理時エネルギ情報は、電力消費量であり、単位は「kWh/個」あるいは「kWh」である。処理時エネルギ情報としての電力消費量は、例えば、生産設備30による生産が開始されるよりも前の期間などに生産設備30を稼働させて、クランプメータなどの公知の測定器を用いて生産設備30の処理時間の間の電力量を測定することによって得ることができる。生産時エネルギ情報の推定精度を向上させる観点から、処理時エネルギ情報としての電力消費量は、計測する回数、いわゆるN数が多いことが好ましい。
The energy
本実施形態では、エネルギ情報推定部112は、さらに、待機時エネルギ情報および設備稼働情報を用いて、生産時ロスエネルギ情報を推定する。「待機時エネルギ情報」とは、生産設備の試験運転時において、生産設備の待機時間の間に発生したエネルギ情報を意味する。本実施形態において、待機時エネルギ情報は、電力であり、単位はkWである。電力としての待機時エネルギ情報を、「待機電力」とも呼ぶ。待機電力は、例えば、生産設備30による生産が開始される前に生産設備30を稼働させて、公知の電力計を用いて、処理を実行していない待機状態の生産設備30の電力を測定することによって得ることができる。処理時エネルギ情報ならびに待機時エネルギ情報は、生産設備30による生産が開始される前に、エネルギ情報を推定する対象となるすべての生産設備30で測定される。なお、処理時エネルギ情報および待機時エネルギ情報を総じて「試験時エネルギ情報」とも呼ぶ。
In this embodiment, the energy
指標生成部114は、生産時エネルギ情報および生産時ロスエネルギ情報と、設備稼働情報とを用いて、エネルギ情報に関する指標を生成する。本実施形態では、指標生成部114は、生成した指標に関するグラフなど、表示部14に表示するための表示用データを生成する。
The
記憶装置12は、たとえば、RAM、ROM、ハードディスクドライブ(HDD)である。HDDまたはROMには、本実施形態において提供される機能を実現するための各種プログラムが格納されている。HDDまたはROMから読み出された各種プログラムは、RAM上に展開されて、CPU11によって実行される。記憶装置12の読み書き可能な領域には、設備稼働情報を記憶させるための設備稼働情報記憶部120と、処理時エネルギ情報を記憶させるための処理時エネルギ情報記憶部122と、待機時エネルギ情報を記憶させるための待機時エネルギ情報記憶部124と、CO2排出係数記憶部126と、生成した指標を記憶させるための指標記憶部128とが備えられている。
The
CO2排出係数記憶部126には、CO2排出量を導出するためのCO2排出係数が格納されている。「CO2排出係数」とは、活動量あたりの二酸化炭素の排出量であり、予め定められた単位量あたりのエネルギ消費量に対する二酸化炭素の排出量を意味する。本実施形態では、CO2排出係数は、1kWhの電力を発電するために排出される二酸化炭素の排出量に相当し、単位は、例えば、g/kWhである。本実施形態では、排出係数は、地球温暖化対策の推進に関する法律(温対法)に基づき、環境省・経済産業省により公表される電気事業者別排出係数を用いてCO2排出係数記憶部126に予め格納されている。ただし、CO2排出係数は、固定値として予め格納される場合には限定されず、インターネットなどの広域ネットワークなどを介して逐次に更新されてもよい。このように構成することにより、最新のCO2排出係数を用いてCO2排出量を導出することができる。
The CO2 emission
通信部13は、無線通信を介して、稼働状態取得装置20から送信される第一信号および第二信号を受信することによって、生産設備30による処理の開始タイミングと、生産設備30による処理の停止タイミングとを取得する。通信部13は、稼働状態取得装置20に対して有線接続されることなく、稼働状態取得装置20からの第一信号、第二信号を取得することができる。このように構成することによって、生産設備30に対して稼働状態取得装置20を後付けで装着または配置するという簡易な方法を用いて、推定システム100を既存の工場200等に導入することができる。通信部13は、稼働状態取得装置20に対して各種の実行命令を送信してもよい。通信部13は、さらに、端末装置PD1,PD2ならびに情報処理装置PCに対して表示用データを送信してもよい。通信部13は、端末装置PD1,PD2や情報処理装置PCからの各種処理の実行を要求する指令信号を受信してもよい。
The
図3は、稼働状態取得装置20の機能構成を示すブロック図である。稼働状態取得装置20は、検出部25と、第一送受信部21と、第二送受信部22と、コントローラ23とを備えている。検出部25と、第一送受信部21と、第二送受信部22とは、コントローラ23に対して相互に通信可能に接続されている。
FIG. 3 is a block diagram showing the functional configuration of the operating
検出部25は、生産設備30に装着される各種センサである。本実施形態では、検出部25は、光センサである。検出部25として用いられるセンサとしては、音センサ、熱センサ、電流センサ、距離センサ、気圧センサ、加速度センサ、回転速度センサ、湿度センサ、磁気センサ、ならびに圧力センサなどとすることもできる。各センサはいずれも生産設備30の稼働状態を検出するためのセンサである。
The
検出部25は、生産設備30による処理対象に対する処理の開始タイミングを検出する。本実施形態では、検出部25は、さらに、生産設備30による処理対象に対する処理の停止タイミングを検出する。検出部25は、例えば、生産設備30による処理の開始を検出すると、基準状態から立ち上がり(オン)、生産設備30による処理の停止を検出すると、オン状態から立ち下がる(オフ)パルス信号を生成する。生成されたパルス信号は、コントローラ23に出力される。検出部25は、生産設備30による処理の開始を検出すると、オン状態から基準状態へ立ち下がり(オフ)、生産設備30による処理の停止を検出すると、基準状態からの立ち上がる(オン)パルス信号を生成してもよい。
The
コントローラ23は、図示しない中央演算処理装置(CPU)と記憶装置とを備えている。コントローラ23は、検出部25から受信したパルス信号を用いて第一信号および第二信号を生成し、第一送受信部21および第二送受信部22にそれぞれ振り分けて出力する。本実施形態では、コントローラ23は、検出部25から受信したパルス信号の立ち上がり(オン)を検出して、第一信号を生成して第一送受信部21に出力し、検出部25から受信したパルス信号の立ち下がり(オフ)を検出すると、第二信号を生成して第二送受信部22に出力する。なお、生産設備30による処理の開始を検出すると、オン状態から基準状態へ立ち下がり(オフ)、生産設備30による処理の停止を検出すると、基準状態から立ち上がる(オン)パルス信号を検出部25が生成する場合には、パルス信号の立ち下がりの検出により第一信号を生成して第一送受信部21に出力し、パルス信号の立ち上がりの検出により第二信号を生成して第二送受信部22に出力してもよい。また、コントローラ23に代えて検出部25が第一信号および第二信号を生成してコントローラ23に出力してもよい。
The
第一送受信部21および第二送受信部22は、任意の通信プロトコルに従い無線通信によって生産管理装置10に対して第一信号および第二信号を送信する送信部として機能する。本実施形態では、第一送受信部21は、第一信号を生産管理装置10に送信する第一送信部として機能し、第二送受信部22は、第二信号を生産管理装置10に送信する第二送信部として機能する。稼働状態取得装置20が処理の開始タイミングのみを検出する場合には、第二送受信部22は、省略されてもよい。
The first transmitting/receiving
図4は、検出部25としての光センサを備える稼働状態取得装置20の配置例を示す説明図である。生産設備30には、PLCを収容する筐体310が隣接して配置されている。筐体310には生産設備30の稼働状態を三色の信号灯で示すシグナルタワー40が備えられている。シグナルタワー40によって示される稼働状態は、例えば、緑色が処理中、黄色が処理の停止中、赤色が異常停止である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of the arrangement of the operating
検出部25としての光センサには、信号灯の点灯または消灯を検出することができる光電変換素子、例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタを用いることができる。検出部25は、例えば、シグナルタワー40の緑色の信号灯の発光面に装着される。検出部25をシグナルタワー40に装着することによって、シグナルタワー40によって示される生産設備30による処理対象の処理の開始もしくは処理の停止を容易に検出することができる。本実施形態では、検出部25は、緑色の信号灯が点灯した場合には、生産設備30による処理の開始を検出し、緑色の信号灯が消灯した場合には、生産設備30による処理の停止を検出する。生産設備30による処理の開始を検出した場合には、コントローラ23は、検出部25からのパルス波形を用いて第一信号を生成して第一送受信部21に出力する。生産設備30による処理の停止を検出した場合には、コントローラ23は、検出部25からのパルス波形を用いて第二信号を生成して第二送受信部22に出力する。
As the optical sensor serving as the
図5は、第1実施形態に係るエネルギ情報推定方法を示すフロー図である。ステップS10は、エネルギ情報取得工程であり、試験時エネルギ消費量を取得し、処理時エネルギ情報記憶部122および待機時エネルギ情報記憶部124に格納する。
FIG. 5 is a flow diagram showing the energy information estimation method according to the first embodiment. Step S10 is an energy information acquisition step, in which the test energy consumption amount is acquired and stored in the processing energy
図6は、試験時エネルギ消費量取得工程の詳細を示すフロー図である。ステップS100では、推定システム100の使用者あるいは管理者は、生産設備30による生産が開始される前に、電力計等を用いて、生産設備30の処理時間中の電力量を測定する。本実施形態では、生産設備30の処理時間の間に発生した電力量を12回測定した平均値を処理時エネルギ情報として取得する。
FIG. 6 is a flowchart showing details of the test energy consumption acquisition process. In step S100, the user or manager of the
ステップS110では、推定システム100の使用者あるいは管理者は、生産設備30の待機時間の電力を測定する。本実施形態では、生産設備30の待機状態での電力を5分間測定した平均値を待機時エネルギ情報として取得する。ステップS120では、使用者あるいは管理者は、取得した処理時エネルギ情報および待機時エネルギ情報を、処理時エネルギ情報記憶部122および待機時エネルギ情報記憶部124に記憶させる。
In step S110, the user or administrator of the
図5に戻り、ステップS20では、生産設備30が稼働し、生産設備30による生産が開始され、推定システム100は、設備稼働情報を取得する。図7は、設備稼働情報取得工程の処理ルーチンを示すフローチャートである。本フローは、推定システム100の起動時から稼働終了までの間、繰り返し実行され得る。
Returning to FIG. 5, in step S20, the
ステップS200では、稼働状態取得装置20は、検出部25からのパルス信号の入力を確認する。コントローラ23は、検出部25からパルス信号が入力されない場合には(S200:NO)、パルス信号の入力を待機する。コントローラ23は、検出部25からのパルス信号が入力されると(ステップS200:YES)、ステップS210に移行し、検出したパルス信号の立ち上がり(オン)、または立ち下がり(オフ)を検出する。本実施形態では、コントローラ23は、パルス信号の立ち上がりを検出した場合には(S210:YES)、ステップS211に移行し、生産設備30による処理対象に対する処理の開始タイミングに対応する第一信号を生成して第一送受信部21に出力し、第一送受信部21は、取得した第一信号を生産管理装置10に送信する。コントローラ23は、パルス信号の立ち下がりを検出した場合には(S210:NO)、ステップS212に移行し、生産設備30による処理対象に対する処理の停止タイミングに対応する第二信号を第二送受信部22に出力し、第二送受信部22は、取得した第二信号を生産管理装置10に送信する。稼働状態取得装置20から送信された第一信号および第二信号は、無線通信を介して、生産管理装置10の通信部13によって受信される。
In step S200, the operating
ステップS220では、設備稼働情報取得部110は、第一信号および第二信号を用いて、設備稼働情報を生成する。設備稼働情報取得部110は、第一信号および第二信号を受信するたびに設備稼働情報を生成する。
In step S220, the equipment operation
本実施形態では、設備稼働情報取得部110は、設備稼働情報として、サイクルタイム、生産数、稼働時間、処理時間、待機時間、可動時間、可動率を生成する。本実施形態では、設備稼働情報取得部110は、第一信号からその次の第一信号を受信するまでの期間を、サイクルタイムとして取得する。なお、第二信号からその次の第二信号を受信するまでの期間がサイクルタイムとして取得されてもよい。本実施形態では、設備稼働情報取得部110は、例えば、サイクルタイムを取得した回数を計数し、計数した結果に、生産設備30によってサイクルタイム中に処理される処理対象の数(本実施形態において、1)を乗じて得た数を生産数として取得する。なお、処理時間を取得した回数の計数結果を生産数としてもよい。本実施形態では、設備稼働情報取得部110は、例えば、生産管理装置10を起動してから最初に第一信号を受信したタイミングを生産設備30の稼働開始時刻とし、最後に第一信号あるいは第二信号を受信したタイミングまでの経過時間を稼働時間として取得する。なお、生産管理装置10の停止時に最後に第一信号あるいは第二信号を受信したタイミングを稼働終了時刻とすることができる。
In this embodiment, the equipment operation
図8および図9を用いてサイクルタイム、処理時間および待機時間の取得方法について説明する。図8は、稼働状態取得装置20からの検出信号と、設備稼働情報取得部110による処理ルーチンとの関係を示すタイミングチャートである。図8に示す横軸は、時間軸であり、縦軸は、検出部25によるオン信号とオフ信号との生成タイミングを模式的に示している。図8には、サイクルタイムCT1と、処理時間PT1と、サイクルタイム基準値TGと、待機時間を判定するための閾値TSとが示されている。
A method for obtaining cycle time, processing time, and standby time will be explained using FIGS. 8 and 9. FIG. 8 is a timing chart showing the relationship between the detection signal from the operating
実線G1で示すタイミングチャートは、生産設備30が待機時間を発生させることなく正常に処理を完了させた場合の例である。図8の例において、時間T1では、検出部25が生産設備30による処理の開始を検出し、コントローラ23が第一信号を生成する。時間T2では、検出部25が生産設備30による処理の停止を検出し、コントローラ23が第二信号を生成する。時間T3では、生産設備30による次の処理対象に対する処理が開始され、コントローラ23が次の第一信号を生成する。設備稼働情報取得部110は、時間T1に第一信号を受信してから、時間T3に次の第一信号を受信するまでの期間をサイクルタイムCT1として取得するとともに、生産数を積算する。また、図8の例では、待機時間が発生していないことから、サイクルタイムCT1を、処理時間PT1として取得する。
The timing chart indicated by the solid line G1 is an example of the case where the
図9は、稼働状態取得装置20からの検出信号と、設備稼働情報取得部110による処理ルーチンとの関係を示す第2のタイミングチャートである。図9に示す縦軸と横軸は、図8と同様である。図9には、サイクルタイムCT2と、処理時間PT2と、サイクルタイム基準値TGと、閾値TSと、待機時間STとが示されている。
FIG. 9 is a second timing chart showing the relationship between the detection signal from the operating
図9に示す実線G2は、生産設備30に待機時間が発生した場合のタイミングチャートの例である。より具体的には、生産設備30は、時間T2に処理を完了した後の所定のタイミングで停止し、時間T5よりも後の時間T6に次の処理対象に対する処理を再開している。この場合には、設備稼働情報取得部110は、第一信号および第二信号を用いて処理時間および待機時間を推定する。
A solid line G2 shown in FIG. 9 is an example of a timing chart when standby time occurs in the
本実施形態では、設備稼働情報取得部110は、時間T5を経過した時点で閾値TSを超えたことにより、待機時間が発生したと判定し、待機時間を算出する。この場合には、設備稼働情報取得部110は、最初に第一信号を受信した時間T1から、次に第一信号を受信した時間T6までの期間をサイクルタイムCT2として取得する。また、設備稼働情報取得部110は、サイクルタイム基準値TG(時間T1から時間T4まで)を処理時間PT2と推定するとともに、サイクルタイム基準値TG(時間T4)から時間T6までの期間を待機時間STと推定する。なお、待機時間の算出方法は、これに限定されず、生産設備30の処理の内容に応じて任意に設定されてもよい。例えば、閾値TSを経過した時間T5から時間T6までの期間が待機時間とされてもよく、この場合には、閾値TSまでの期間(時間T1から時間T5まで)が処理時間として推定されてよい。また、第二信号を受信した時間T2から時間T6までの期間が待機時間とされてよい。この場合には、第二信号を受信した時点までの期間(時間T1から時間T2まで)が処理時間として推定されてもよい。また、待機時間は、以下の式(1)によって算出されてもよい。
待機時間=稼働時間-生産数×処理時間 ・・・式(1)
In this embodiment, the equipment operation
Waiting time = Operating time - Production quantity x Processing time ...Formula (1)
設備稼働情報取得部110は、処理時間の累計を可動時間として取得する。設備可動時間は、例えば、稼働時間から、待機時間の累計を差し引くことによって算出されてもよい。設備稼働情報取得部110は、可動時間を稼働時間で除算することによって可動率を取得する。
The equipment operation
図5に戻り、ステップS30では、エネルギ情報推定部112は、生産設備の処理あるいは生産設備の待機により発生したエネルギ情報を推定する。図10は、エネルギ情報推定工程の詳細に示すフロー図である。以下の例では、生産設備30の稼働開始から稼働時間TTpが経過した時点でのエネルギ情報を推定する例を用いて説明する。
Returning to FIG. 5, in step S30, the energy
ステップS300では、エネルギ情報推定部112は、生産時エネルギ情報を推定する。エネルギ情報推定部112は、処理時エネルギ情報記憶部122に格納された処理時エネルギ情報と、設備稼働情報として取得した処理時間とを用いて、以下の式(2)により、生産時エネルギ情報を算出する。
生産時エネルギ情報TEpt1=Ept・PN ・・・式(2)
Ept:処理時エネルギ情報(単位:kWh/個)
PN:稼働時間TTpでの生産数(単位:個)
本実施形態では、処理時エネルギ情報Eptは処理時間あたりの電力消費量(単位:kWh/個)であり、エネルギ情報推定部112は、上記式(2)により電力消費量(単位:kWh)としての生産時エネルギ情報TEpt1を算出する。
In step S300, the energy
Energy information during production TEpt1=Ept・PN...Formula (2)
Ept: Energy information during processing (unit: kWh/item)
PN: Production quantity during operating time TTp (unit: pieces)
In this embodiment, the processing energy information Ept is the power consumption per processing time (unit: kWh/item), and the energy
本実施形態では、エネルギ情報推定部112は、さらに、CO2排出係数記憶部126に格納されたCO2排出係数を用いて、以下の式(3)により、CO2排出量(単位:kg)としての生産時エネルギ情報TEpt2を算出する。
生産時エネルギ情報TEpt2=TEpt1・CC ・・・式(3)
CC:CO2排出係数(単位:kg/kWh)
In this embodiment, the energy
Energy information during production TEpt2=TEpt1・CC...Formula (3)
CC: CO2 emission coefficient (unit: kg/kWh)
ステップS310では、エネルギ情報推定部112は、生産時ロスエネルギ情報を推定する。エネルギ情報推定部112は、待機時エネルギ情報記憶部124に格納された待機時エネルギ情報と、設備稼働情報として取得した待機時間とを用いた以下の式(4)により、生産時ロスエネルギ情報TEloss1を算出する。
生産時ロスエネルギ情報TEloss1=Eloss・Twt ・・・式(4)
Eloss:待機時エネルギ情報(単位:kW)
Twt:稼働時間TTpのうち待機時間の合計値(単位:時間)
本実施形態では、待機時エネルギ情報は電力(単位:kW)であり、エネルギ情報推定部112は、上記式(4)により電力消費量(単位:kWh)としての生産時ロスエネルギ情報TEloss1を算出する。生産時ロスエネルギ情報TEloss1を「生産時ロス電力消費量」とも呼ぶ。
In step S310, the energy
Energy loss information during production TEloss1=Eloss・Twt...Formula (4)
Eloss: Standby energy information (unit: kW)
Twt: Total value of standby time out of operating time TTp (unit: hours)
In this embodiment, the standby energy information is electric power (unit: kW), and the energy
エネルギ情報推定部112は、以下の式(5)を用いて待機時間の合計値Twtを算出する。
待機時間の合計値Twt=TTp-PT・PN ・・・式(5)
TTp:稼働時間(単位:時間)
PT:処理時間(単位:時間)
なお、待機時間の合計値Twtは、生産設備30によるサイクルタイムごとの待機時間を取得して累積することによって求められてもよい。
The energy
Total value of waiting time Twt=TTp-PT・PN...Formula (5)
TTp: Operating time (unit: hours)
PT: Processing time (unit: hours)
Note that the total value Twt of standby time may be obtained by acquiring and accumulating the standby time for each cycle time by the
本実施形態では、エネルギ情報推定部112は、さらに、CO2排出係数記憶部126に格納されたCO2排出係数を用いて、以下の式(6)により、CO2排出量(単位:kg)としての生産時ロスエネルギ情報TEloss2を算出する。生産時ロスエネルギ情報TEloss2を、「生産時ロスCO2排出量」とも呼ぶ。
生産時ロスエネルギ情報TEloss2=TEloss1・CC ・・・式(6)
CC:CO2排出係数(単位:kg/kWh)
In the present embodiment, the energy
Energy loss information during production TEloss2=TEloss1・CC...Formula (6)
CC: CO2 emission coefficient (unit: kg/kWh)
ステップS320では、エネルギ情報推定部112は、以下の式(7)および式(8)により稼働時間TTpでのエネルギ情報の総計を算出する。
エネルギ情報の総計Etotal1=TEpt1+TEloss1 ・・・式(7)
エネルギ情報の総計Etotal2=TEpt2+TEloss2 ・・・式(8)
なお、エネルギ情報の総計Etotal1は電力消費量の総計(単位:kWh)であり、エネルギ情報の総計Etotal2はCO2排出量の総計(単位:g)である。
In step S320, the energy
Total energy information Etotal1=TEpt1+TEloss1...Formula (7)
Total energy information Etotal2=TEpt2+TEloss2...Formula (8)
Note that the total energy information Etotal1 is the total amount of power consumption (unit: kWh), and the total amount of energy information Etotal2 is the total amount of CO2 emissions (unit: g).
図5に戻り、ステップS40では、指標生成部114は、エネルギ情報に関する指標を生成する。指標は、エネルギ情報の改善を目的に生成され得る。エネルギ情報に関する指標としては、例えば、処理時間あるいは生産数とエネルギ情報との対応関係や、待機時間とエネルギ情報との対応関係を示すことができる。生産設備30の生産性能の無駄を抑制または防止する観点から、エネルギ情報として生産時ロス電力消費量および生産時ロスCO2排出量を用いた指標であることが好ましい。ステップS50では、指標生成部114は、生成した指標を表示部14に出力して表示する。
Returning to FIG. 5, in step S40, the
図11は、指標生成部114によって生成される指標の例を示す第1の説明図である。図11に示す表TBは、稼働時間TTpが経過した時点で生成された結果の例を示している。表TBは、指標生成部114によって生成され、表示部14によって画面表示される。
FIG. 11 is a first explanatory diagram showing an example of an index generated by the
表TBでは、生産設備30の一例としての生産設備A~Cのそれぞれの、処理時エネルギ情報、待機時エネルギ情報、設備稼働情報、エネルギ情報、ならびに、エネルギ情報に関する指標が示されている。表TBにより、生産設備A~C間でのエネルギ情報の結果を対比することが容易になり、エネルギ情報の改善の検討が容易となる。なお、生産設備ごとの結果に代えて、生産ラインごとの結果が示されてもよい。
Table TB shows processing energy information, standby energy information, equipment operation information, energy information, and indicators related to energy information for each of the production facilities A to C as an example of the
表TBには、設備稼働情報の取得結果として、生産数、処理時間、稼働時間、可動率が示されている。なお、処理時間の項目には、稼働時間TTpに取得された処理時間の平均値が示されている。設備稼働情報には、サイクルタイムや、稼働時間TTpにおける待機時間の合計値などが合わせて表示されてもよい。エネルギ情報としては、電力消費量の総計として、上述したエネルギ情報の総計Etotal1および生産時ロスエネルギ情報TEloss1が示され、CO2排出量の総計として、上述したエネルギ情報の総計Etotal2および生産時ロスエネルギ情報TEloss2が示されている。生産時ロスエネルギ情報を併せて表示することにより、生産設備ごとの改善目標を明確にすることができる。 Table TB shows the production quantity, processing time, operating time, and availability rate as the acquisition results of equipment operating information. Note that the processing time item shows the average value of the processing times acquired during the operating time TTp. The facility operation information may also display the cycle time, the total value of standby time during the operation time TTp, and the like. As energy information, the above-mentioned total energy information Etotal1 and production energy loss information TEloss1 are shown as the total power consumption, and the above-mentioned energy information total Etotal2 and production energy loss information are shown as the total amount of CO2 emissions. TEloss2 is shown. By displaying energy loss information during production, improvement targets for each production facility can be clarified.
表TBには、エネルギ情報に関する指標として、製品1個あたりのCO2排出量が示されている。製品1個あたりのエネルギ情報を示すことにより、生産設備30における生産性能と、CO2排出量との相関を容易に把握することができる。製品1個あたりのCO2排出量では、目標値と、実績値との双方が表示されている。製品1個あたりのCO2排出量の目標値は、例えば、処理時エネルギ情報にCO2排出係数を乗じて得た値を用いることができる。製品1個あたりのCO2排出量の目標値には、過去実績における最良値が用いられてもよい。製品1個あたりのCO2排出量の実績値は、例えば、エネルギ情報の総計Etotal2を、生産数で除算することによって求めることができる。また、エネルギ情報に関する指標としては、製品1個あたりのロスCO2排出量が用いられてもよい。目標値を併せて表示することにより、改善意欲を喚起することができる。
Table TB shows CO2 emissions per product as an index regarding energy information. By showing the energy information per product, it is possible to easily understand the correlation between the production performance of the
図12は、指標生成部114によって生成される指標の例を示す第2の説明図である。図12に示す画面DP1には、稼働日7日分のデータを用いて生成された指標の一例が示されている。画面DP1は、指標生成部114によって生成され、表示部14によって画面表示される。
FIG. 12 is a second explanatory diagram showing an example of the index generated by the
画面DP1の上部には、生産設備P~Sそれぞれの生産時ロスCO2排出量(単位:kg)を示すグラフG11~G14が示されている。グラフG11~G14によれば、生産時ロスエネルギ情報を生産設備ごとにグラフで表示することにより、生産設備ごとの対比を容易に行うことができる。 At the top of the screen DP1, graphs G11 to G14 showing the production loss CO2 emissions (unit: kg) of each of the production facilities P to S are shown. According to the graphs G11 to G14, by displaying the energy loss information during production in a graph for each production facility, it is possible to easily compare each production facility.
画面DP1の下部には、生産時ロスCO2排出量と、待機電力と、稼働時間TTpに占める待機時間との対応関係を示すグラフG21~G24が示されている。より具体的には、グラフG21~G24は、生産設備30の一例としての生産設備P~Sのそれぞれにおいて、待機時エネルギ情報Eloss1としての待機電力に対する待機時間が7日分プロットされた結果である。グラフG31~G33は、生産時ロスCO2排出量を、所定の間隔ごとにいわゆる等高線として示すグラフである。グラフG21~G24と、グラフG31~G33によれば、例えば、生産設備Pは、待機電力は小さく、生産時ロスCO2排出量が小さいという良好な結果を示しているが、待機時間がばらつくという改善点を把握することができる。また、生産設備Qおよび生産設備Sは、待機時間のばらつきは小さいものの、待機電力が生産設備Pよりも大きく生産時ロスCO2排出量が大きいという改善点を認識することができる。生産設備Rは、待機時間のばらつきが大きく、待機電力も大きいため生産時ロスCO2排出量が最も大きいという改善点を認識することができる。
At the bottom of the screen DP1, graphs G21 to G24 are shown that show the correspondence between the amount of CO2 emissions lost during production, the standby power, and the standby time that accounts for the operating time TTp. More specifically, graphs G21 to G24 are the results of seven days of standby time plotted against standby power as standby energy information Eloss1 in each of the production facilities P to S as an example of the
以上、説明したように、本実施形態のエネルギ情報推定システム100によれば、生産管理装置10は、生産設備30の試験運転時に取得される処理時エネルギ情報Eptを記憶する処理時エネルギ情報記憶部122と、生産設備30の生産が行われる生産期間において、稼働状態取得装置20から受信した検出信号を用いて生産設備30の設備稼働情報を取得する設備稼働情報取得部110と、処理時エネルギ情報Eptおよび処理時間を用いて、生産期間において生産設備30の処理により発生した生産時エネルギ情報TEpt1,TEpt2を推定するエネルギ情報推定部112と、を有している。エネルギ情報推定システム100が生産期間にエネルギ消費量を取得するための装置を備えることなく、また生産期間にエネルギ消費量を取得することなく、生産期間に生産設備30の処理により発生した生産時エネルギ情報、より具体的には、電力消費量としての生産時エネルギ情報TEpt1、およびCO2排出量としての生産時エネルギ情報TEpt2を推定することができる。
As described above, according to the energy
本実施形態のエネルギ情報推定システム100によれば、エネルギ情報推定部112は、さらに、待機時エネルギ情報Eloss1および待機時間の合計値Twtを用いて、生産期間において生産設備30の待機により発生した生産時ロスエネルギ情報TEloss1,TEloss2を推定する。したがって、エネルギ情報推定システム100が生産期間にエネルギ消費量を取得するための装置を備えることなく、また生産期間にエネルギ消費量を取得することなく、生産期間に生産設備30の待機により発生した生産時ロスエネルギ情報、より具体的には、電力消費量としての生産時ロスエネルギ情報TEloss1、およびCCO2排出量としての生産時ロスエネルギ情報TEloss2を推定することができる。
According to the energy
本実施形態のエネルギ情報推定システム100によれば、生産管理装置10は、さらに、生産時ロスCO2排出量と、待機電力と、生産期間での生産設備30の待機時間STとの対応関係を示すグラフG11を生成する指標生成部114を備える。したがって、生産時ロスCO2排出量を改善するにあたり、待機電力と、生産設備30に発生する待機時間とのいずれを改善すべきかを容易に把握することができる。
According to the energy
B.他の実施形態:
(B1)上記実施形態では、稼働状態取得装置20が、生産設備30による処理の開始タイミングに対応する第一信号と、処理の停止タイミングに対応する第二信号とを生産管理装置10に送信し、生産管理装置10が第一信号と第二信号とを用いて、設備稼働情報および指標を生成する例を示した。これに対して、生産管理装置10は、生産設備30による処理の開始タイミングのみ、すなわち第一信号のみを取得して、開始タイミングのみを用いて設備稼働情報および指標を生成する構成であってもよい。この場合には、稼働状態取得装置20において、検出部25は、生産設備30による処理の開始タイミングを検出し、コントローラ23が検出部25から受信したパルス信号を用いて第一信号のみを生成してよい。稼働状態取得装置20は、第一信号を生産管理装置10に送信するための第一送受信部21と、第二送受信部22とのいずれか一方のみを備えてよい。このようにすることで稼働状態取得装置20を簡易な構成とすることができ、生産管理装置10での処理を簡易化できる。なお、生産管理装置10は、第二信号のみを取得し、停止タイミングのみを用いて設備稼働情報および指標を生成する構成であってもよい。開始タイミングのみを用いて設備稼働情報および指標を生成する場合において、設備稼働情報取得部110は、第一信号からその次の第一信号を受信するまでの期間をサイクルタイムとして取得してよい。
B. Other embodiments:
(B1) In the above embodiment, the operating
(B2)上記実施形態では、生産設備のエネルギ消費状況として、生産設備30による電力消費量を例に説明した。これに対して、検出する対象となるエネルギは、電力には限らず、ガス、灯油(ケロシン)や重油を含む液体燃料などの種々のエネルギであってもよい。例えば、生産設備30によるガス消費量を検出する場合には、電力計やクランプメータに代えて、ガス消費量を計測するためのガス消費量計を用いることにより処理時エネルギ情報および待機時エネルギ情報を取得することにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
(B2) In the above embodiment, the power consumption by the
(B3)上記実施形態では、処理時エネルギ情報は、生産設備30による生産が開始されるよりも前の期間に、生産設備30の処理時間の間に発生した電力量を12回測定した平均値を1つの処理時エネルギ情報として取得し、待機時エネルギ情報は、生産設備30による生産が開始される前に生産設備30を稼働させて、公知の電力計を用いて、生産設備30の待機状態での電力を5分間測定した平均値を1つの待機時エネルギ情報として取得する例を示した。これに対して、処理時エネルギ情報や待機時エネルギ情報は、生産設備の試験運転時における任意のタイミングで取得されてもよい。また、処理時エネルギ情報や待機時エネルギ情報は、単数には限定されず、処理時エネルギ情報や待機時エネルギ情報に変動を与える要因ごとに複数の処理時エネルギ情報および待機時エネルギ情報が取得されてもよい。「処理時エネルギ情報や待機時エネルギ情報に変動を与える要因」としては、例えば、以下の例が挙げられる。
(1)平日と休日
(2)日中と夜間
(3)季節
(4)日照時間や気温を含む工場200の天気
(5)工場200の操業計画
(6)処理対象の種類
「工場200の操業計画」には、例えば、工場200に勤務する従業員の休憩時間と労働時間、工場200の長期停止、生産ラインLnおよび生産設備30の稼働計画などの情報が含まれ得る。複数の処理時エネルギ情報および待機時エネルギ情報は、上記の各種情報のうちの少なくとも一部を含む情報ごとに取得されてもよい。また、生産設備30に代えて生産ラインLnの生産時エネルギ情報および生産時ロスエネルギ情報を準備する場合には、生産ラインLnを構成する複数の生産設備30ごとの稼働計画が考慮されることが好ましい。例えば、休憩時間などの一部の時間帯では、一部の生産設備30のみが待機状態とされる稼働計画である場合には、休憩時間での生産ラインLnの処理時エネルギ情報および待機時エネルギ情報と、労働時間での生産ラインLnの処理時エネルギ情報および待機時エネルギ情報とを個別に取得することが好ましい。また、異なる期間ごとに複数の処理時エネルギ情報および待機時エネルギ情報が取得される場合には、エネルギ情報推定部112は、処理時エネルギ情報および待機時エネルギ情報を取得した期間と、取得した設備稼働情報の期間とを互いに関連付けて演算することにより、生産時エネルギ情報および生産時ロスエネルギ情報を期間ごとに推定する。このように構成することにより、上記の要因により処理時エネルギ情報や待機時エネルギ情報の変動により生産時エネルギ情報および生産時ロスエネルギ情報の推定精度が低減する不具合を抑制することができる。
(B3) In the above embodiment, the processing energy information is the average value obtained by measuring the amount of electricity generated during the processing time of the
(1) Weekdays and holidays (2) Daytime and nighttime (3) Season (4) Weather of
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present disclosure is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various configurations without departing from the spirit thereof. For example, the technical features in the embodiments corresponding to the technical features in each form described in the summary column of the invention may be used to solve some or all of the above-mentioned problems, or to achieve one of the above-mentioned effects. In order to achieve some or all of the above, it is possible to replace or combine them as appropriate. Further, unless the technical feature is described as essential in this specification, it can be deleted as appropriate.
10…生産管理装置、11…CPU、12…記憶装置、13…通信部、14…表示部、16…タイマ、17…バス、20…稼働状態取得装置、21…第一送受信部、22…第二送受信部、23…コントローラ、25…検出部、30…生産設備、40…シグナルタワー、41…搬送機構、60…分電盤、70…配電線、100…エネルギ情報推定システム、110…設備稼働情報取得部、112…エネルギ情報推定部、114…指標生成部、120…設備稼働情報記憶部、122…処理時エネルギ情報記憶部、124…待機時エネルギ情報記憶部、126…CO2排出係数記憶部、128…指標記憶部、200…工場、310…筐体、DP1…画面、L1~Ln…生産ライン、PC…情報処理装置、PD1,PD2…端末装置、TB…表
DESCRIPTION OF
Claims (6)
稼働状態取得装置であって、
生産設備に対して後付けにて装着または前記生産設備の近傍に後付けにて配置される検出部であって、前記生産設備の稼働状態を示す検出信号を出力する検出部と、
前記検出信号を送信するための送信部と、を有する稼働状態取得装置と、
生産管理装置であって、
前記生産設備の試験運転時に取得される処理時エネルギ情報であって、前記生産設備が処理対象に対して予め定められた処理を実行する処理時間の間に発生した処理時エネルギ情報を記憶する処理時エネルギ情報記憶部と、
前記生産設備の生産が行われる生産期間において、前記稼働状態取得装置から受信した前記検出信号を用いて、処理時間を含む前記生産設備の設備稼働情報を取得する設備稼働情報取得部と、
前記処理時エネルギ情報および前記設備稼働情報を用いて、前記生産期間において前記生産設備の処理により発生した生産時エネルギ情報を推定するエネルギ情報推定部と、を有する生産管理装置と、を備える、
エネルギ情報推定システム。 An energy information estimation system that estimates energy information including at least one of energy consumption and greenhouse gas emissions generated by production of production equipment,
An operating status acquisition device,
a detection unit that is retrofitted to production equipment or retrofitted near the production equipment, the detection unit outputting a detection signal indicating the operating state of the production equipment;
a transmitting unit for transmitting the detection signal; an operating state acquisition device;
A production control device,
A process of storing processing energy information acquired during a test run of the production equipment, which occurs during a processing time during which the production equipment executes a predetermined process on a processing target. a time energy information storage unit;
an equipment operation information acquisition unit that acquires equipment operation information of the production equipment including processing time using the detection signal received from the operation state acquisition device during a production period in which production of the production equipment is performed;
a production management device comprising: an energy information estimation unit that estimates production energy information generated by processing of the production equipment during the production period using the processing energy information and the equipment operation information;
Energy information estimation system.
前記生産管理装置は、さらに、前記生産設備の試験運転時に取得される待機時エネルギ情報であって、前記生産設備が前記処理を待機する待機時間の間に発生した待機時エネルギ情報を記憶する待機時エネルギ情報記憶部を備え、
前記設備稼働情報取得部は、さらに、前記検出信号を用いて、前記生産期間の待機時間を前記設備稼働情報として取得し、
前記エネルギ情報推定部は、さらに、前記待機時エネルギ情報、および前記設備稼働情報として取得した待機時間を用いて、前記生産期間において前記生産設備の待機により発生した生産時ロスエネルギ情報を推定する、
エネルギ情報推定システム。 The energy information estimation system according to claim 1,
The production management device further includes a standby device that stores standby energy information acquired during a test run of the production equipment, which occurs during a standby time during which the production equipment waits for the processing. Equipped with a time energy information storage unit,
The equipment operation information acquisition unit further uses the detection signal to acquire standby time during the production period as the equipment operation information,
The energy information estimation unit further estimates production loss energy information caused by standby of the production equipment during the production period, using the standby energy information and the standby time acquired as the equipment operation information.
Energy information estimation system.
前記待機時エネルギ情報記憶部は、前記待機時エネルギ情報として、前記生産設備の試験運転時において待機時間の間に発生した待機電力を記憶し、
前記エネルギ情報推定部は、前記生産時ロスエネルギ情報として、前記生産期間において前記生産設備の待機により発生した生産時ロスCO2排出量を推定し、
前記生産管理装置は、さらに、前記生産時ロスCO2排出量と、前記待機電力と、前記生産期間での前記生産設備の待機時間との対応関係を示すグラフを生成する指標生成部を備える、
エネルギ情報推定システム。 The energy information estimation system according to claim 2,
The standby energy information storage unit stores standby power generated during a standby time during a test operation of the production equipment as the standby energy information,
The energy information estimating unit estimates, as the production energy loss information, a production loss CO2 emission amount generated due to standby of the production equipment during the production period,
The production management device further includes an index generation unit that generates a graph showing a correspondence relationship between the production loss CO2 emissions, the standby power, and the standby time of the production equipment in the production period.
Energy information estimation system.
前記検出部は、前記生産設備による処理対象に対する前記処理の開始に対応する第一信号と、前記第一信号とは異なる第二信号であって、前記処理の停止に対応する第二信号とを前記検出信号として出力する、
エネルギ情報推定システム。 The energy information estimation system according to claim 1,
The detection unit detects a first signal corresponding to the start of the processing on the processing target by the production equipment, and a second signal different from the first signal and corresponding to the stop of the processing. output as the detection signal;
Energy information estimation system.
生産設備の試験運転時に、前記生産設備が処理対象に対して予め定められた処理を実行する処理時間の間に発生した処理時エネルギ情報を取得するエネルギ情報取得工程と、
前記生産設備の生産が行われる生産期間において、前記生産設備の稼働状態を示す検出信号を用いて、処理時間を含む前記生産設備の設備稼働情報を取得する設備稼働情報取得工程と、
前記処理時エネルギ情報および前記設備稼働情報を用いて、前記生産期間において前記生産設備の処理により発生した生産時エネルギ情報を推定するエネルギ情報推定工程と、を備える、
エネルギ情報推定方法。 An energy information estimation method for estimating energy information including at least one of energy consumption and greenhouse gas emissions generated by production of production equipment, the method comprising:
an energy information acquisition step of acquiring processing energy information generated during a processing time during which the production equipment performs a predetermined process on a processing target during a test run of the production equipment;
an equipment operation information acquisition step of acquiring equipment operation information of the production equipment including processing time using a detection signal indicating the operating state of the production equipment during a production period in which production is performed by the production equipment;
an energy information estimation step of estimating production energy information generated by processing of the production equipment during the production period using the processing energy information and the equipment operation information;
Energy information estimation method.
前記エネルギ情報取得工程は、さらに、前記生産設備の試験運転時に、前記生産設備が前記処理を待機する待機時間の間に発生した待機時エネルギ情報を取得する工程を含み、
前記設備稼働情報取得工程は、さらに、前記検出信号を用いて、前記生産期間の待機時間を前記設備稼働情報として取得する工程を含み、
前記エネルギ情報推定工程は、さらに、前記待機時エネルギ情報、および前記設備稼働情報として取得した待機時間を用いて、前記生産期間において前記生産設備の待機により発生した生産時ロスエネルギ情報を推定する工程を含む、
エネルギ情報推定方法。 The energy information estimation method according to claim 5,
The energy information acquisition step further includes a step of acquiring standby energy information generated during a standby time during which the production equipment waits for the processing during a test run of the production equipment,
The equipment operation information acquisition step further includes a step of using the detection signal to acquire standby time during the production period as the equipment operation information,
The energy information estimation step further includes a step of estimating energy loss information during production caused by standby of the production equipment during the production period, using the standby energy information and the standby time acquired as the equipment operation information. including,
Energy information estimation method.
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