共通モデルを利用したバッチプラント計画・制御・運転支援システムの開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450310
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 小野木 克明 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (80115542)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西村 義行 東邦大学, 理学部, 教授 (70023075) ; 冨田 重幸 宮崎大学, 工学部, 教授 (10111668) ; 長谷部 伸治 京都大学, 工学研究科, 助教授 (60144333) ; 柘植 義文 九州大学, 工学研究科, 助教授 (00179988) ; 西谷 紘一 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (10029572)
• Keywords: バッチプラント / 離散事象システム / 分散型生産管理システム / 最適意思決定 / シーケンス制御系 / 非定常制御 / 認知情報処理モデル / ヒューマンインタフェース

Research Abstract

本研究はバッチプラントの動作を離散事象システムとしてとらえ,そのなかで計画,制御,運転の問題を互いに関連付けながら解決するための方法を開発しようとするものである.今年度に得られた主な成果,知見は次のようである.
1.環境変化に対応できるバッチプラントの生産計画問題
多品種生産バッチプラントを対象に,それぞれの部門が個々に最適な意思決定を行いながら,それらが互いに情報交換をし全体として最適な意思決定を行う分散型生産管理システムを開発した.また,バッチプラントの運用戦略の安全性・公平性を含む健全性を検証するための方法を開発し,その有効性を確かめた.
2.非定常制御のためのシーケンス制御系設計問題
シーケンス制御系の操作手順を合成するのに必要な情報を,プラント情報,プロセス情報およびスケジュール情報に分類した.そして,これらを利用して制御系モデルを作成しそれを解析することによって操作手順を合成するための方法を開発した.また,得られた操作手順の実行可能性を検証する方法を開発した.
3.バッチプラント運転・保全のためのマンマシンシステム設計問題
異常対応訓練で観察されたオペレータの行動をもとに,人間の一つの認知情報処理モデルを提案し,このモデル上で種々のヒューマンエラーを解釈しそれをシミュレーションする方法を開発した.また,ウェーブレット関数近似モデルやニューラルネットワークモデルをもとに,不確定に変動する正常状態の予測方法についても検討した.
今年度の研究成果から,それぞれの問題解決に必要な情報が互いに深く関連し合っており,しかもこれらの問題の多くが離散事象システムの問題としてとらえることができることが分かった.これにより,バッチプラントの計画,制御,運転に係わる問題を統一した枠組みのなかで検討できる可能性があることが期待できる.

Research Products

• [Publications] Tatsushi Nishi: "Development of a Decentralized Supply Chain Optimization System"Proceedings of PSE Asia 2000. 141-146 (2000)
• [Publications] 西竜志: "在庫コストと納期遅れペナルティを考慮したフローショップ問題に対する自律分散型スケジューリングシステム"化学工学論文集. 26・5. 661-668 (2000)
• [Publications] Tatsushi Nishi: "Autonomous Decentralized Scheduling System for Just-in-Time Production"Computers & Chemical Engineering. 24・2-7. 345-3 (2000)
• [Publications] 高塚佳代子: "並列型生産システムの運用戦略検証のためのモデルと検証アルゴリズムの提案"第39回SICE学術講演会予稿集. 111-A-2. (2000)
• [Publications] Teiji Kitajima: "A Colored Petri Net Model for Analyzing Batch Sequential Control System"Proceedings of PSE Asia 2000. 279-284 (2000)
• [Publications] Katsuaki Onogi: "Design of Sequential Control Systems Based on Condition/Event Nets"Proceedings of PSE Asia 2000. 261-266 (2000)
• [Publications] 橋爪進: "周期動作を行う条件/事象ネットの構成"計測自動制御学会論文集. 37・3. 268-270 (2001)
• [Publications] 坂田晃一: "シミュレータを用いた異常対応訓練についての考察"日本プラント・ヒューマンファクター学会誌. 5・2. 130-140 (2000)
• [Publications] Kazuhisa Fujino: "Design and Verification of the SFC Program for Sequential Control"Computers & Chemical Engineering. 24・2-7. 303-308 (2000)
• [Publications] Yinhua Jin: "Development of An Operator Model Including Human Errors"Proceedings of PSE Asia 2000. 559-564 (2000)
• [Publications] Yoshifumi Tsuge: "A Fault Detection and Diagnosis for the Continuous Process with Load-Fluctuations Using Orthogonal Wavelets"Computers & Chemical Engineering. 24・2-7. 761-767 (2000)
• [Publications] Takashi Hamaguchi: "Selection of Operating Modes in Abnormal Plant Conditions"Proceedings of PSE Asia 2000. 565-570 (2000)