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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6112233
(24)【登録日】2017年3月24日
(45)【発行日】2017年4月12日
(54)【発明の名称】エネルギー解析装置、エネルギー解析プログラム及び記録媒体
(51)【国際特許分類】
G05B 13/04 20060101AFI20170403BHJP
G05B 17/00 20060101ALI20170403BHJP
【ＦＩ】
G05B13/04
G05B17/00
【請求項の数】21
【全頁数】49
(21)【出願番号】特願2015-559904(P2015-559904)
(86)(22)【出願日】2015年1月23日
(86)【国際出願番号】JP2015051767
(87)【国際公開番号】WO2015115312
(87)【国際公開日】20150806
【審査請求日】2016年2月5日
(31)【優先権主張番号】特願2014-16170(P2014-16170)
(32)【優先日】2014年1月30日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000005234
【氏名又は名称】富士電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100074099
【弁理士】
【氏名又は名称】大菅 義之
(72)【発明者】
【氏名】丹下 吉雄
(72)【発明者】
【氏名】桐生 智志
【審査官】
稲垣 浩司
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００４−０３８６１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００１−２７３００６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平１１−３２８２３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
丹下吉雄，桐生智志，松井哲郎，福山良和，省エネルギー事前検討のための需給バランスを考慮したエネルギー最適化問題の可視化，電気学会論文誌Ｃ，一般社団法人電気学会，２０１４年 １月 １日，Ｖｏｌ．１３４，Ｎｏ．１，ｐ．７８−８４
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｇ０５Ｂ １３／０４
Ｇ０５Ｂ １７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
プラントを構成する機器モデルと、該プラントの前記機器モデル間の接続を表す情報とを入力として、該プラントの挙動を解析するエネルギー解析装置であって、
前記機器モデルを表す機器情報、及び前記機器モデル間の接続を表す接続情報の入力を受け付けるプラント情報入力部と、
プラント解析条件の入力を受け付けるプラント解析条件入力部と、
前記機器情報、前記接続情報及び前記プラント解析条件に基づき、一階述語論理式を生成する一階述語論理式生成部と
を有することを特徴とするエネルギー解析装置。
前記機器モデルを表す機器情報、及び前記機器モデル間の接続を表す接続情報の入力を受け付けるプラント情報入力部と、
プラント解析条件の入力を受け付けるプラント解析条件入力部と、
前記機器情報、前記接続情報及び前記プラント解析条件に基づき、一階述語論理式を生成する一階述語論理式生成部と
を有することを特徴とするエネルギー解析装置。
【請求項2】
前記一階述語論理式に限定記号消去アルゴリズムによって限定記号のない等価な出力論理式を生成する限定記号消去部と、
前記出力論理式から画像を生成する可視化部と、
を更に有することを特徴とする請求項１記載のエネルギー解析装置。
前記出力論理式から画像を生成する可視化部と、
を更に有することを特徴とする請求項１記載のエネルギー解析装置。
【請求項3】
前記プラント解析条件入力部は、前記プラント解析条件として、前記プラントを評価するための評価軸の入力を受け付ける
ことを特徴とする請求項２記載のエネルギー解析装置。
ことを特徴とする請求項２記載のエネルギー解析装置。
【請求項4】
前記プラント解析条件入力部は、前記プラントを評価するための評価軸として、ｘ軸及びｙ軸の２軸の入力を受け付け、
前記可視化部は、前記ｘ軸及びｙ軸に対応した２次元グラフ画像を生成する
ことを特徴とする請求項３に記載のエネルギー解析装置。
前記可視化部は、前記ｘ軸及びｙ軸に対応した２次元グラフ画像を生成する
ことを特徴とする請求項３に記載のエネルギー解析装置。
【請求項5】
前記プラント解析条件入力部は、前記プラント解析条件として、前記プラントを構成する機器の稼動または停止、もしくは使用または不使用の入力を受け付ける ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のエネルギー解析装置。
【請求項6】
前記プラント解析条件入力部は、前記プラント解析条件として、前記プラント情報入力部を介して入力された情報のうちの特定の変数及びその変数に代入すべき値の入力を受け付ける
ことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載のエネルギー解析装置。
ことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載のエネルギー解析装置。
【請求項7】
前記可視化部は、２以上の前記プラント解析条件が指定されると、前記指定された２以上のプラント解析条件のそれぞれに対応する２以上の出力論理式から一の画像を生成する
ことを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載のエネルギー解析装置。
ことを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載のエネルギー解析装置。
【請求項8】
前記可視化部は、２以上の前記プラント解析条件が指定されると、前記指定された２以上のプラント解析条件のそれぞれに対応する２以上の出力論理式からそれぞれ個別の画像を生成する
ことを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載のエネルギー解析装置。
ことを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載のエネルギー解析装置。
【請求項9】
前記プラント解析条件入力部は、時間設定、外部信号またはユーザ操作による所定のトリガーが加わると、前記プラントから収集した情報に基づき、新たなプラント解析条件の設定を行い、
前記一階述語論理式生成部は、前記新たに設定された解析条件に応じて一階述語論理式の再計算を行い、
前記限定記号消去部は、前記再計算により生成された一階述語論理式に対して前記出力論理式の再計算を行い、
前記可視化部は、生成画像を更新する
ことを特徴とする請求項２〜８のいずれか１項に記載のエネルギー解析装置。
前記一階述語論理式生成部は、前記新たに設定された解析条件に応じて一階述語論理式の再計算を行い、
前記限定記号消去部は、前記再計算により生成された一階述語論理式に対して前記出力論理式の再計算を行い、
前記可視化部は、生成画像を更新する
ことを特徴とする請求項２〜８のいずれか１項に記載のエネルギー解析装置。
【請求項10】
前記プラントの機器構成を視覚的に表示するプラント構成表示部と、
を更に有し、
前記プラント情報入力部は、前記プラント構成表示部に表示した前記プラントの機器構成を通じて入力された前記機器情報及び前記接続情報を受け付け、
受け付けた前記機器情報及び前記接続情報を記憶部へ記憶する
ことを特徴とする請求項２乃至９のいずれか１項に記載のエネルギー解析装置。
を更に有し、
前記プラント情報入力部は、前記プラント構成表示部に表示した前記プラントの機器構成を通じて入力された前記機器情報及び前記接続情報を受け付け、
受け付けた前記機器情報及び前記接続情報を記憶部へ記憶する
ことを特徴とする請求項２乃至９のいずれか１項に記載のエネルギー解析装置。
【請求項11】
前記プラント解析条件入力部は、前記機器情報に含まれる変数ごとに、付与すべき限定記号の種別を対応づけた限定記号情報の入力を受け付ける
ことを特徴とする請求項２〜９のいずれか１項に記載のエネルギー解析装置。
ことを特徴とする請求項２〜９のいずれか１項に記載のエネルギー解析装置。
【請求項12】
前記プラント情報入力部及び前記プラント解析条件入力部を介して入力された前記機器情報、前記接続情報及び前記限定記号情報を記憶する記憶部と、
を更に備え、
前記プラント情報入力部は、前記機器情報及び前記接続情報の前記記憶部への追加、該記憶部からの削除、または既に前記記憶部に記憶されている情報の変更を受け付ける
ことを特徴とする請求項１１記載のエネルギー解析装置。
を更に備え、
前記プラント情報入力部は、前記機器情報及び前記接続情報の前記記憶部への追加、該記憶部からの削除、または既に前記記憶部に記憶されている情報の変更を受け付ける
ことを特徴とする請求項１１記載のエネルギー解析装置。
【請求項13】
前記プラント情報入力部は、前記機器情報を表す等式または不等式または論理式の形式で直接入力された数式を受け付ける
ことを特徴とする請求項１２記載のエネルギー解析装置。
ことを特徴とする請求項１２記載のエネルギー解析装置。
【請求項14】
前記プラント情報入力部は、
前記プラントを構成する機器が常時稼動、常時停止または稼動停止切替可能のいずれの状態にあるかを表す稼動停止状態と、稼動時及び停止時それぞれについての条件式を更に受け付け、
前記一階述語論理式生成部は、前記設定されている稼動停止状態に応じた条件式を用いて、前記一階述語論理式を生成する
ことを特徴とする請求項１３記載のエネルギー解析装置。
前記プラントを構成する機器が常時稼動、常時停止または稼動停止切替可能のいずれの状態にあるかを表す稼動停止状態と、稼動時及び停止時それぞれについての条件式を更に受け付け、
前記一階述語論理式生成部は、前記設定されている稼動停止状態に応じた条件式を用いて、前記一階述語論理式を生成する
ことを特徴とする請求項１３記載のエネルギー解析装置。
【請求項15】
前記プラントの機器構成を視覚的に表示するプラント構成表示部と、
を更に有し、
前記プラント情報入力部は、前記プラント構成表示部に表示した前記プラントの機器構成を通じて入力された前記機器情報及び前記接続情報を受け付け、
前記記憶部は、受け付けた前記機器情報及び前記接続情報を記憶する
ことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載のエネルギー解析装置。
を更に有し、
前記プラント情報入力部は、前記プラント構成表示部に表示した前記プラントの機器構成を通じて入力された前記機器情報及び前記接続情報を受け付け、
前記記憶部は、受け付けた前記機器情報及び前記接続情報を記憶する
ことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載のエネルギー解析装置。
【請求項16】
プラントを構成する機器モデルと、該プラントの前記機器モデル間の接続を表す情報とを入力として、該プラントの挙動を解析するエネルギー解析処理を情報処理装置に実行させるためのエネルギー解析プログラムであって、
前記機器モデルを表す機器情報、及び前記機器モデル間の接続を表す接続情報の入力を受け付け、
プラント解析条件の入力を受け付け、
前記入力された前記機器情報、接続情報及びプラント解析条件を記憶し、
前記記憶した機器情報、前記接続情報及び前記プラント解析条件に基づき、一階述語論理式を生成する、
ことを特徴とするエネルギー解析プログラム。
前記機器モデルを表す機器情報、及び前記機器モデル間の接続を表す接続情報の入力を受け付け、
プラント解析条件の入力を受け付け、
前記入力された前記機器情報、接続情報及びプラント解析条件を記憶し、
前記記憶した機器情報、前記接続情報及び前記プラント解析条件に基づき、一階述語論理式を生成する、
ことを特徴とするエネルギー解析プログラム。
【請求項17】
プラントを構成する機器モデルと、該プラントの前記機器モデル間の接続を表す情報とを入力として、該プラントの挙動を解析するエネルギー解析処理を情報処理装置に実行させるためのエネルギー解析プログラムを記録した記録媒体であって、
前記エネルギー解析プログラムは、
前記機器モデルを表す機器情報、及び前記機器モデル間の接続を表す接続情報の入力を受け付け、
プラント解析条件の入力を受け付け、
前記入力された前記機器情報、接続情報及びプラント解析条件を記憶し、
前記記憶した機器情報、前記接続情報及び前記プラント解析条件に基づき、一階述語論理式を生成する、
ことを特徴とする記録媒体。
前記エネルギー解析プログラムは、
前記機器モデルを表す機器情報、及び前記機器モデル間の接続を表す接続情報の入力を受け付け、
プラント解析条件の入力を受け付け、
前記入力された前記機器情報、接続情報及びプラント解析条件を記憶し、
前記記憶した機器情報、前記接続情報及び前記プラント解析条件に基づき、一階述語論理式を生成する、
ことを特徴とする記録媒体。
【請求項18】
プラントを構成する機器モデルと、該プラントの前記機器モデル間の接続を表す情報とを入力として、該プラントの挙動を解析するエネルギー解析装置であって、
前記機器モデルを表す機器情報、及び前記機器モデル間の接続を表す接続情報の入力を受け付けるプラント情報入力部と、
前記機器情報に含まれる変数ごとに、付与すべき限定記号の種別を対応づけた限定記号情報の入力を受け付ける限定記号情報入力部と、
前記プラント情報入力部及び前記限定記号情報入力部を介して入力された前記機器情報、前記接続情報及び限定記号情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部から読み出した前記機器情報、前記接続情報及び前記限定記号情報に基づいて、前記プラントの挙動を表す一階述語論理式を生成する一階述語論理式生成部と、
を有することを特徴とするエネルギー解析装置。
前記機器モデルを表す機器情報、及び前記機器モデル間の接続を表す接続情報の入力を受け付けるプラント情報入力部と、
前記機器情報に含まれる変数ごとに、付与すべき限定記号の種別を対応づけた限定記号情報の入力を受け付ける限定記号情報入力部と、
前記プラント情報入力部及び前記限定記号情報入力部を介して入力された前記機器情報、前記接続情報及び限定記号情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部から読み出した前記機器情報、前記接続情報及び前記限定記号情報に基づいて、前記プラントの挙動を表す一階述語論理式を生成する一階述語論理式生成部と、
を有することを特徴とするエネルギー解析装置。
【請求項19】
限定記号消去アルゴリズムを適用することにより、前記生成した一階述語論理式を処理して、限定記号のない等価な論理式を生成する限定記号消去部を更に有し、
前記限定記号情報入力部は、前記変数ごとに、限定記号を優先的に消去する度合いを表す消去優先順位の入力を前記限定記号情報の一部として受け付け、
前記一階述語論理式生成部は、前記消去優先順位にしたがって、段階的に限定記号及び消去する変数を付与した一階述語論理式を生成し、
前記限定記号消去部は、前記一階述語論理式生成部から与えられた一階述語論理式に限定記号アルゴリズムを適用して、前記消去優先順位にしたがって付与されている限定記号を消去して論理式を得て、該一階述語論理式生成部から与えられた一階述語論理式の中に限定記号が含まれなくなるまで、演算により得られた論理式を該一階述語論理式生成部に与える
ことを特徴とする請求項１８記載のエネルギー解析装置。
前記限定記号情報入力部は、前記変数ごとに、限定記号を優先的に消去する度合いを表す消去優先順位の入力を前記限定記号情報の一部として受け付け、
前記一階述語論理式生成部は、前記消去優先順位にしたがって、段階的に限定記号及び消去する変数を付与した一階述語論理式を生成し、
前記限定記号消去部は、前記一階述語論理式生成部から与えられた一階述語論理式に限定記号アルゴリズムを適用して、前記消去優先順位にしたがって付与されている限定記号を消去して論理式を得て、該一階述語論理式生成部から与えられた一階述語論理式の中に限定記号が含まれなくなるまで、演算により得られた論理式を該一階述語論理式生成部に与える
ことを特徴とする請求項１８記載のエネルギー解析装置。
【請求項20】
プラントを構成する機器モデルと、該プラントの前記機器モデル間の接続を表す情報とを入力として、該プラントの挙動を解析するエネルギー解析処理を情報処理装置に実行させるためのエネルギー解析プログラムであって、
前記機器モデルを表す機器情報、及び前記機器モデル間の接続を表す接続情報の入力を受け付け、
前記機器情報に含まれる変数ごとに、付与すべき限定記号の種別を対応づけた限定記号情報の入力を受け付け、
前記入力された前記機器情報、前記接続情報及び前記限定記号情報を記憶し、
前記記憶した前記機器情報、前記接続情報及び前記限定記号情報に基づいて、前記プラントの挙動を表す一階述語論理式を生成する、
ことを特徴とするエネルギー解析プログラム。
前記機器モデルを表す機器情報、及び前記機器モデル間の接続を表す接続情報の入力を受け付け、
前記機器情報に含まれる変数ごとに、付与すべき限定記号の種別を対応づけた限定記号情報の入力を受け付け、
前記入力された前記機器情報、前記接続情報及び前記限定記号情報を記憶し、
前記記憶した前記機器情報、前記接続情報及び前記限定記号情報に基づいて、前記プラントの挙動を表す一階述語論理式を生成する、
ことを特徴とするエネルギー解析プログラム。
【請求項21】
プラントを構成する機器モデルと、該プラントの前記機器モデル間の接続を表す情報とを入力として、該プラントの挙動を解析するエネルギー解析処理を情報処理装置に実行させるためのエネルギー解析プログラムを記録した記録媒体であって、
前記エネルギー解析プログラムは、
前記機器モデルを表す機器情報、及び前記機器モデル間の接続を表す接続情報の入力を受け付け、
前記機器情報に含まれる変数ごとに、付与すべき限定記号の種別を対応づけた限定記号情報の入力を受け付け、
前記入力された前記機器情報、前記接続情報及び前記限定記号情報を記憶し、
前記記憶した前記機器情報、前記接続情報及び前記限定記号情報に基づいて、前記プラントの挙動を表す一階述語論理式を生成する、
ことを特徴とする記録媒体。
前記エネルギー解析プログラムは、
前記機器モデルを表す機器情報、及び前記機器モデル間の接続を表す接続情報の入力を受け付け、
前記機器情報に含まれる変数ごとに、付与すべき限定記号の種別を対応づけた限定記号情報の入力を受け付け、
前記入力された前記機器情報、前記接続情報及び前記限定記号情報を記憶し、
前記記憶した前記機器情報、前記接続情報及び前記限定記号情報に基づいて、前記プラントの挙動を表す一階述語論理式を生成する、
ことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電気、ガス、熱等のエネルギーを供給する供給設備から、エネルギーを消費して空調、蒸気利用、排水及び送水等を行う消費設備までを含む、エネルギープラントの挙動の解析を支援する技術に関する。【背景技術】
【0002】
従来より、運転時にエネルギーを消費するプラントの運用において、プラントの構成機器の特性や系統図を元に、プラントの挙動を計算機上でシミュレーションし、エネルギー解析を行う技術が知られている（例えば、特許文献１）。【0003】
特許文献１に記載された技術によれば、プラント運転の評価を行うエネルギープラントの運用評価システムに関して、プラント構成機器の基本設定値を定義した機器オブジェクトを蓄積し、機器オブジェクトを使用したプラント系統部を描画して、描画したプラント系統図からプラントの各構成機器の設定値と機器間の接続関係を抽出してプラントモデルに変換する。これを用いて、プラントの評価や最適な運用を行う指標としたりする。【0004】
また、従来より、システム制御や回路解析等の問題を一階述語論理式で表現することや、これを解くことでシステムの最適化を図る技術についても知られている（例えば、非特許文献１）。【0005】
具体的には、全称記号（∀）や存在記号（∃）で表される限定記号と、多変数の多項式の等式や不等式を積（∧）や和（∨）で表される論理記号とを用いて結合した論理式を組み合わせ、一階述語論理式を得る。論理式に現れる変数のうち、限定記号で束縛される変数を束縛変数と呼び、限定記号で束縛されない変数を自由変数と呼ぶ。一階述語論理式のうち、束縛変数を消去して、自由変数が満たすべき論理式を導くことで、最適化を図る。【0006】
公知の技術として、限定記号消去法を用いて制御系設計や制御系解析を行う技術についても開示されている（例えば、特許文献２）。これによれば、制御系解析・設計装置は、入力された制御の問題に対し、線形行列不等式（ＬＭＩ）または双線形行列不等式（ＢＭＩ）として定式化する。そして、ＬＭＩまたはＢＭＩとして表現された設計仕様等の制約を、不等式を論理和でつなげた形の制約に変形して、制御系を一階述語論理式に変換し、限定記号の付いた変数を消去した式から、制御系を解析する。【0007】
上記のプラントのエネルギーを解析する技術についても、一階述語論理式を生成し、これを解くことにより解析を行うことのできる技術が知られている（例えば、非特許文献２）。【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開２００１−２７３００６号公報
【特許文献2】特開平１１−３２８２３９号公報
【非特許文献】
【0009】
【非特許文献1】穴井宏和・横山和弘著、「ＱＥの計算アルゴリズムとその応用 数式処理による最適化」、東京大学出版会、２０１１年、ｐ．２１４−２２１
【非特許文献2】丹下吉雄、桐生智志、松井哲郎、福山良和、「数式処理技術を利用した需給バランス最適化問題の可視化」、計測自動制御学会制御部門大会 １３ｔｈ ＲＯＭＢＵＮＮＯ．８Ｃ２−５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
上記のとおり、一階述語論理式を生成し、限定記号消去法によりこれを解いてプラントの挙動を解析する技術は、公知の技術である。しかし、一階述語論理式を立てる作業は、専門家でない限りは容易ではないというのが一般的である。すなわち、かかる従来の技術によれば、対象とする問題を一階述語論理式で記述し、変数ごとに限定記号をどのように付与するかについてまで、ユーザが行う必要がある。このため、一階述語論理式を生成してこれを解くことでプラントの挙動を解析する方法は、解析に有用な手段ではあるものの、専門的な知識を有しないユーザにとっては利用しがたい。【0011】
また、プラントを評価する際には、様々なケースを想定し、ケースごとに評価したいという要望がある。例えば、ある設備を稼動させた場合と停止させた場合との比較、ある設備の運転状態を固定させた場合と変動させた場合との比較、ある設備の能力等を変化させた場合の比較、あるいは、プラントの現在の運用状態と将来の予測される状態との比較等である。【0012】
本発明は、ユーザの様々なプラント評価ケースに対応し、一般には難度の高い一階述語論理式に基づくエネルギー解析を容易に実施するための技術を提供することを目的とする。【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明の一態様に係るエネルギー解析支援装置は、プラントを構成する機器モデルと、該プラントの前記機器モデル間の接続を表す情報とを入力として、該プラントの挙動を解析するエネルギー解析装置であって、下記の構成を有する。・前記機器モデルを表す機器情報、及び前記機器モデル間の接続を表す接続情報の入力を受け付けるプラント情報入力部；
・プラント解析条件の入力を受け付けるプラント解析条件入力部；及び
・前記機器情報、前記接続情報及び前記プラント解析条件に基づき、一階述語論理式を生成する一階述語論理式生成部。
【0014】
また、本発明の一態様に係るエネルギー解析プログラムは、プラントを構成する機器モデルと、該プラントの前記機器モデル間の接続を表す情報とを入力として、該プラントの挙動を解析するエネルギー解析処理を情報処理装置に実行させるためのエネルギー解析プログラムであって、下記の構成を有する。・前記機器モデルを表す機器情報、及び前記機器モデル間の接続を表す接続情報の入力を受け付けるステップ；
・プラント解析条件の入力を受け付けるステップ；
・前記入力された前記機器情報、接続情報及びプラント解析条件を記憶するステップ；及び
・前記記憶した機器情報、前記接続情報及び前記プラント解析条件に基づき、一階述語論理式を生成するステップ。
【0015】
また、本発明の一態様に係る記録媒体は、プラントを構成する機器モデルと、該プラントの前記機器モデル間の接続を表す情報とを入力として、該プラントの挙動を解析するエネルギー解析処理を情報処理装置に実行させるためのエネルギー解析プログラムを記録した記録媒体であって、前記エネルギー解析プログラムは、下記の構成を有する。・前記機器モデルを表す機器情報、及び前記機器モデル間の接続を表す接続情報の入力を受け付けるステップ；
・プラント解析条件の入力を受け付けるステップ；
・前記入力された前記機器情報、接続情報及びプラント解析条件を記憶するステップ；及び
・前記記憶した機器情報、前記接続情報及び前記プラント解析条件に基づき、一階述語論理式を生成するステップ。
【0016】
また、本発明の他の一態様に係るエネルギー解析装置は、プラントを構成する機器モデルと、該プラントの前記機器モデル間の接続を表す情報とを入力として、該プラントの挙動を解析するエネルギー解析装置であって、下記の構成を有する。・前記機器モデルを表す機器情報、及び前記機器モデル間の接続を表す接続情報の入力を受け付けるプラント情報入力部；
・前記機器情報に含まれる変数ごとに、付与すべき限定記号の種別を対応づけた限定記号情報の入力を受け付ける限定記号情報入力部；
・前記プラント情報入力部及び前記限定記号情報入力部を介して入力された前記機器情報、接続情報及び限定記号情報を記憶する記憶部；及び
・前記記憶部から読み出した前記機器情報、接続情報及び限定記号情報に基づいて、前記プラントの挙動を表す一階述語論理式を生成する一階述語論理式生成部。
【0017】
また、本発明の他の一態様に係るエネルギー解析プログラムは、プラントを構成する機器モデルと、該プラントの前記機器モデル間の接続を表す情報とを入力として、該プラントの挙動を解析するエネルギー解析処理を情報処理装置に実行させるためのエネルギー解析プログラムであって、下記の構成を有する。・前記機器モデルを表す機器情報、及び前記機器モデル間の接続を表す接続情報の入力を受け付けるステップ；
・前記機器情報に含まれる変数ごとに、付与すべき限定記号の種別を対応づけた限定記号情報の入力を受け付けるステップ；
・前記入力された前記機器情報、接続情報及び限定記号情報を記憶するステップ；及び
・前記記憶した前記機器情報、接続情報及び限定記号情報に基づいて、前記プラントの挙動を表す一階述語論理式を生成するステップ。
【0018】
また、本発明の他の一態様に係る記録媒体は、プラントを構成する機器モデルと、該プラントの前記機器モデル間の接続を表す情報とを入力として、該プラントの挙動を解析するエネルギー解析処理を情報処理装置に実行させるためのエネルギー解析プログラムを記録した記録媒体であって、前記エネルギー解析プログラムは、下記の構成を有する。・前記機器モデルを表す機器情報、及び前記機器モデル間の接続を表す接続情報の入力を受け付けるステップ；
・前記機器情報に含まれる変数ごとに、付与すべき限定記号の種別を対応づけた限定記号情報の入力を受け付けるステップ；
・前記入力された前記機器情報、前記接続情報及び前記限定記号情報を記憶するステップ；及び
・前記記憶した前記機器情報、前記接続情報及び前記限定記号情報に基づいて、前記プラントの挙動を表す一階述語論理式を生成するステップ。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、ユーザの様々なプラント評価ケースに対応し、一般には難度の高い一階述語論理式に基づくエネルギー解析を容易に実施可能となる。【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】第１の実施形態に係るエネルギー解析装置の構成図である。
【図2】第１の実施形態において解析の対象となるプラントの構成例を示す図である。
【図3】第１の実施形態におけるプラント情報入力部の構成を例示する図である。
【図4】第１の実施形態に係るプラント情報入力部の機器情報入力部において機器情報の登録等を行う方法を説明する図である。
【図5】第１の実施形態においてプラント情報入力部の機器情報入力部において機器情報の変数及び条件式を登録する方法を説明する図である。
【図6】第１の実施形態においてプラント情報入力部の接続情報入力部により接続情報の登録等を行う方法を説明する図である。
【図7】第１の実施形態において限定記号情報入力部により限定記号情報の登録を行う方法を説明する図である。
【図8】第１の実施形態における一階述語論理式生成部の動作フローを示す図である。
【図9】第２の実施形態におけるプラント情報入力部の構成を例示する図である。
【図10】第２の実施形態に係るプラント情報入力部の機器情報入力部により機器情報の登録等を行う方法を説明する図である。
【図11】第２の実施形態におけるプラント情報入力部の機器情報入力部により機器情報の変数及び条件式を登録する方法を説明する図（その１）である。
【図12】第２の実施形態におけるプラント情報入力部の機器情報入力部により機器情報の変数及び条件式を登録する方法を説明する図（その２）である。
【図13】第２の実施形態における一階述語論理式生成部の動作フローを示す図である。
【図14】一階述語論理式生成部により生成された一階述語論理式を示す図である。
【図15】第３の実施形態に係るエネルギー解析装置による一階述語論理式の生成処理及び限定記号の消去処理の概要を説明する図である。
【図16】第３の実施形態において限定記号情報入力部により限定記号情報の登録を行う方法を説明する図である。
【図17】プラントの挙動を表現する論理式を例示する図である。
【図18】消去優先順位にしたがって段階的に一階述語論理式から限定記号を消去していく方法を説明する図である。
【図19】第４の実施形態に係るエネルギー解析装置において、プラント構成表示部によりモニタ等に表示される画面を例示する図である。
【図21】第５の実施形態に係るエネルギー解析装置の構成図である。
【図22】第５の実施形態に係るエネルギー解析装置において解析の対象となるプラントの構成例を示す図である。
【図24】第５の実施形態に係るプラント情報入力部において機器情報の登録等を行う方法を説明する図である。
【図25】第５の実施形態に係るプラント情報入力部において機器情報のうちの変数及び条件式を登録する方法を説明する図である。
【図26】第５の実施形態に係るプラント情報入力部において機器情報のうちの変数及び条件式を登録する方法を説明する図である。
【図27】第５の実施形態に係るプラント情報入力部において接続情報を登録する方法を説明する図である。
【図28】第５の実施形態に係る解析条件入力部により解析条件情報の登録を行う方法を説明する図である。
【図29】第５の実施形態における一階述語論理式生成部の動作フローを示す図である。
【図30】第５の実施形態における解析条件情報を例示する図である。
【図31】解析条件ｉ（ｉ＝１）の具体例を示す図である。
【図32】限定記号情報生成部の動作フローを示す図である。
【図33】一階述語論理式生成部が生成した一階述語論理式を示す図である。
【図36】第６の実施形態における解析条件情報を例示する図である。
【図37】解析条件ｉ（ｉ＝２）の具体例を示す図である。
【図38】機器条件式生成部の動作フローを示す図である。
【図39】一階述語論理式生成部が生成した一階述語論理式を示す図である。
【図42】第７の実施形態における解析条件情報を例示する図である。
【図43】解析条件ｉ（ｉ＝３）の具体例を示す図である。
【図44】追加条件式生成部の動作フローを示す図である。
【図45】一階述語論理式生成部が生成した一階述語論理式を示す図である。
【図48】第８の実施形態に係るエネルギー解析装置の可視化部による可視化処理の概念を説明する図である。
【図50】第９の実施形態に係るエネルギー解析方法について説明する図である。
【図51】第１０の実施形態に係るエネルギー解析装置において、プラント構成表示部によりモニタ等に表示される画面を例示する図である。
【図52】情報処理装置の構成図である。
【図53】記録媒体を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態に係るエネルギー解析装置の構成図である。図１に示すエネルギー解析装置１００は、プラント情報入力部１、限定記号情報入力部２、記憶装置３及び一階述語論理式生成部４を有する。
【0022】
図１のエネルギー解析装置１００は、電気、ガス、熱等のエネルギーを供給する供給設備から、そのエネルギーを用いて空調、蒸気利用、排水及び送水等を行う消費設備までを含むエネルギープラントの挙動を、ユーザが解析するのを支援するための装置である。エネルギー解析装置１００としては、汎用情報処理装置で構成されてもよいし、これらを複数相互に接続した汎用情報処理システムとして構成されてもよい。【0023】
プラント情報入力部１は、プラントを構成する機器モデル及び機器モデル間の接続を表す情報の入力を受け付ける。以下の説明においては、プラントを構成する機器モデルを表す情報を「機器情報」とし、機器モデル間の接続を表す情報を「接続情報」とする。機器情報及び接続情報の詳細については、図４〜６を参照して詳しく説明する。【0024】
限定記号情報入力部２は、機器情報及び接続情報に含まれる変数に対して付与すべき限定記号及びこれに関する各種の情報の入力を受け付ける。以下の説明においては、限定記号情報入力部２において受け付ける限定記号及びこれに関する情報を「限定記号情報」とする。【0025】
記憶装置３は、プラント情報入力部１及び限定記号情報入力部２において受け付けた情報を記憶する。【0026】
一階述語論理式生成部４は、記憶装置３に記憶された機器情報、接続情報及び限定記号情報に基づいて、プラントの挙動を表す一階述語論理式を生成する。なお、説明の都合上、具体的に一階述語論理式をどのように生成するかについては、後に図８を参照して、詳しく説明することとする。【0027】
ユーザは、解析対象のプラントの構成に基づき、機器情報及び接続情報についてはプラント入力部１を介し、限定記号情報については限定記号情報入力部２を介して、図１のエネルギー解析装置１００に入力していく。エネルギー解析装置１００では、プラント情報入力部１及び限定記号情報入力部２を介してユーザが入力した機器情報、接続情報及び限定記号情報を受け付けて記憶装置３に登録する。そして、エネルギー解析装置１００は、登録された情報を用いて、一階述語論理式生成部４において、プラントの挙動を表す一階述語論理式を生成する。ユーザは、生成された一階述語論理式を公知の限定記号消去アルゴリズム等により解いて、得られた式よりプラントにおけるエネルギー消費等の解析を行う。【0028】
本実施形態に係るエネルギー解析装置１００を構成する各部の動作を説明する前に、まず、解析対象のプラントの構成例について、図２を参照して説明する。【0029】
図２は、本実施形態においてエネルギー解析装置１００の各部の動作を説明するために利用する解析対象のプラント構成例を示す図である。【0030】
図２に示す構成例では、１基のガス供給設備から３基の蒸気発生設備にガスを供給し、蒸気発生設備では、ガスを利用して蒸気を発生させる。各蒸気発生設備にて発生させた蒸気は、１基の蒸気輸送設備を経て使用設備に供給され、１基の蒸気使用設備にて使用される。【0032】
図３は、本実施形態におけるプラント情報入力部１の構成を例示する図である。図３に示すように、本実施形態においては、プラント情報入力部１は、機器情報入力部１３、接続情報入力部１４を有し、それぞれが、数式入力部１１（１１Ａ、１１Ｂ）を有している。【0033】
機器情報入力部１３及び接続情報入力部１４は、それぞれ一の機器モデルや接続関係をユーザが記憶装置３に追加、削除または変更するために設けられている。ユーザは、機器情報入力部１３を介して、６基の設備を追加していくことで、図２のプラント構成例に示す機器モデルを記憶装置３に登録する。また、ユーザは、接続情報入力部１４を介して、７本の設備間の接続関係を記憶装置３に登録する。【0034】
数式入力部１１は、機器情報についての数式入力部１１Ａと、接続情報についての数式入力部１１Ｂとを有する。数式入力部１１Ａ、１１Ｂは、機器情報入力部１３及び接続情報入力部１４よりそれぞれ機器情報及び接続情報が登録されると、それぞれの情報に含まれる条件式の入力を受け付ける。【0035】
プラント情報入力部１においてどのように機器情報の入力を受け付けるかについて、図４等を参照して更に説明する。【0036】
図４は、本実施形態に係るプラント情報入力部１の機器情報入力部１３において機器情報の登録等を行う方法を説明する図である。図４においては、機器情報の登録等を行う際に、エネルギー解析装置１００のモニタ等の表示手段に表示される画面を例示している。【0037】
図４においては、図２のプラント構成のうち、ガス供給設備（ｅｎｅｒｇｙ１）を新たに記憶装置３に追加する場合の画面を例示する。ユーザは、ある機器モデルの機器情報を新たに追加するには、機器情報入力部１３に、機器名、入力端子数、出力端子数、状態変数数及び条件式数を入力して、「追加」ボタンＢ１を押下する。【0038】
実施例では、図４に示すように、機器名「ｅｎｅｒｇｙ１」の他、入力端子数「０」、出力端子数「３」、状態変数数「１」及び条件式数「２」が入力されて、追加ボタンＢ１が押下された場合に、新たな機器情報の追加を受け付ける構成としているが、この構成には限らない。例えば、機器名のみで機器情報の追加を受け付けて、その後入力端子数等の他の項目について入力可能な構成とすることもできる。【0039】
また、図４に示すように、既に記憶装置３に登録されている機器情報を削除する場合には、ユーザは、削除したい機器名を入力し、「削除」ボタンＢ２を押下する。図４の例では、既に記憶装置３に登録されている機器情報のうち、蒸気輸送設備の機器情報を削除したい場合を示す。この場合、ユーザが蒸気輸送設備の機器名「ｔｒａｎｓ１」を機器情報入力部１３に入力し、「削除」ボタンＢ２を押下すると、エネルギー解析装置１００は、記憶装置３の中から該当する機器情報を削除する。【0040】
図４に例示する画面を通じて新たに記憶装置３に登録された機器情報については、更に、変数、条件式といった情報を記憶装置３に登録する必要がある。また、機器情報の変数や条件式まで既に完全に登録されている場合であっても、変数や条件式を変更する必要が出てくる場合もある。これに関して、図５を参照して説明する。【0041】
図５は、本実施形態においてプラント情報入力部１の機器情報入力部１３において、機器情報の変数及び条件式を登録する方法を説明する図である。図５においては、機器情報入力部１３を介して登録された図４のガス供給設備（機器名「ｅｎｅｒｇｙ１」のガス供給設備）について、更に変数及び条件式を入力する画面を例示する。図５の画面は、例えば、図４の画面に必要な情報を入力した後に不図示の「完了」ボタンが押下されたことを認識したときに、または、プラント情報入力部１において「変更」ボタン（図１、図３参照）が押下されたことを認識したときに表示される。【0042】
図５に示すように、機器情報のうち、変数や条件式については、図４の登録において設定した情報にしたがって、ユーザが個別に入力を行う。すなわち、図４に示す画面で指定した入力端子数、出力端子数、状態変数数及び条件式数に応じて、変数及び条件式を具体的に入力する。【0043】
なお、図に示す例では、入力端子数「０」とあり、図２のガス供給設備には入力端子はないため、変数の設定は行っていない。出力端子数「３」は、３基の蒸気発生設備（ｓｕｐｐｌｙ１〜３）にそれぞれガスを出力（供給）するため、それぞれ「ｙ１」、「ｙ２」及び「ｙ３」と設定する。状態変数数「１」に対しては、「ｘ１」と設定する。【0044】
条件式については、上記のとおり設定した変数ｙ１〜ｙ３及びｘ１の関係を表す式「０＝ｙ１＋ｙ２＋ｙ３−ｘ１」を図３の数式入力部１１Ａを介して受け付けて、これを記憶装置３に記憶させる。【0045】
なお、操作性の向上のため、条件式中の右辺のみをユーザに入力させることとし、左辺についてはプルダウンメニューの中からユーザに選択させる構成としてもよい。このような構成をとる場合、左辺のプルダウンメニューには、「０≧」、「０＞」、「０＝」、「０＜」、「０≦」及び「０≠」を用意する。【0046】
次に、プラント情報入力部１においてどのように接続情報の入力を受け付けるかについて、図６を参照して更に説明する。【0047】
図６は、本実施形態においてプラント情報入力部１の接続情報入力部１４により接続情報の登録等を行う方法を説明する図である。図６においては、接続情報の登録等を行う際に、エネルギー解析装置１００のモニタ等の表示手段に表示される画面を例示している。【0048】
図６においては、図２のプラント構成の各機器間の接続関係を表す情報を全て入力された段階の画面を例示する。接続情報には、接続番号、接続元機器名、接続元端子、接続先機器名及び接続先端子が含まれる。【0049】
接続番号は、接続情報を一意に識別するための情報である。接続元機器名及びその端子は、エネルギーの供給元の機器の名称と出力端子を表す変数とを設定する。接続先機器名及びその端子は、エネルギーの供給先の機器の名称と入力端子を表す変数とを設定する。【0050】
例えば、ガス供給設備（ｅｎｅｒｇｙ１）の各出力ｙ１、ｙ２、ｙ３は、３基の蒸気発生設備（ｓｕｐｐｌｙ１〜３）の各入力ｕ１と接続されている。上段の蒸気発生設備ｓｕｐｐｌｙ３との接続情報については、接続番号「ｃｎｉｄ１」で識別され、接続元の機器名及び端子には、それぞれ「ｅｎｅｒｇｙ１」及び「ｙ１」が設定される。接続先の機器名及び端子は、「ｓｕｐｐｌｙ３」及び「ｕ１」と設定されている。他の機器間の接続についても同様に、図２のプラント構成の機器名及び端子（を表す変数）が設定される
【0052】
図７は、本実施形態において限定記号情報入力部２により限定記号情報の登録を行う方法を説明する図である。図７においては、限定記号情報の登録を行う際に、エネルギー解析装置１００のモニタ等の表示手段に表示される画面を例示している。【0053】
図７に示すように、限定記号情報には、機器名に対応付けて、機器情報や接続情報に含まれる変数名及び限定記号種別が含まれる。機器名は、機器情報として登録された機器名が設定される。変数名は、変数として図５に例示するような画面を通じて設定された変数名が設定される。限定記号種別は、存在記号である「∃」、全称記号である「∀」及び「設定なし」のうちのいずれかユーザの選択した種別が設定される。ユーザは、例えば図７に示すプルダウンメニュー等を通じて、変数ごとに適切な限定記号を選択する。【0054】
以上のように機器情報、接続情報及び限定記号情報の記憶装置３への登録が完了すると、本実施形態に係るエネルギー解析装置１００の一階述語論理式生成部４は、記憶装置３に登録された情報を用いて、プラントの挙動を表す一階述語論理式を生成する。一階述語論理式生成部４の動作について、図８を参照して説明する。【0055】
図８は、本実施形態における一階述語論理式生成部４の動作フローを示す図である。図８に示す一階述語論理式生成部４の処理動作は、例えば機器情報、接続情報及び限定記号情報の記憶装置３への登録が完了した旨をユーザがエネルギー解析装置１００に入力したタイミングで、あるいは、一階述語論理式を生成する旨の指示をユーザが同装置１００に入力したタイミングで、実行される。【0056】
まず、ステップＳ４１で、一階述語論理式生成部４は、記憶装置３から限定記号情報を読み出して、各変数に対して選択されている限定記号を付与した式を出力する。出力した式は、後述するステップＳ５０において使用する。【0057】
次に、ステップＳ４２で、一階述語論理式生成部４は、記憶装置３から機器情報を読み出し、ステップＳ４５で、機器情報の中から、各構成機器の条件式を出力する。ステップＳ４７で、一階述語論理式生成部４は、ステップＳ４５において出力した各構成機器の条件式を論理積で結合して出力する。
【0058】
一方、ステップＳ４８で、一階述語論理式生成部４は、記憶装置３から接続情報を読み出す。そして、接続情報より、構成機器間の接続を示す接続系統の条件式を、論理積で結合して出力する。【0059】
ステップＳ４９で、一階述語論理式生成部４は、ステップＳ４７で得た各構成機器の条件式を論理積で結合した式と、ステップＳ４８で得た構成機器間の接続を示す接続系統の条件式を論理積で結合した式とから、プラントの挙動を表現する論理式Φ０を生成し、出力する。【0060】
最後に、ステップＳ５０で、一階述語論理式生成部４は、ステップＳ４１で得た限定記号に関する情報と、ステップＳ４９で得た論理式Φ０とを結合して、一階述語論理式Ψを生成し、出力し、処理を終了する。【0061】
このようにして得られた一階述語論理式Ψは、公知の限定記号消去アルゴリズムを適用して限定記号が消去され、所望の関係式が得られる。ユーザは、これを用いてエネルギー解析を行う。【0062】
なお、説明の都合上、一階述語論理式Ψの具体例については、図１３を参照して、第２の実施形態の説明において説明することとする。【0063】
また、図８のフローにおいては、必要な情報をその都度記憶装置３から読み出す構成をとる場合を示しているが、この構成に限定されるものではない。予め一階述語論理式生成部４内のメモリ等の記憶手段に情報を保持しておき、先に一階述語論理式Ψを生成するときに用いた情報の一部を流用できるような場合には、これを利用する構成としてもよい。【0064】
以上説明したように、本実施形態に係るエネルギー解析装置１００によれば、ユーザは、図２に示すようなプラントの構成にしたがって、機器情報及び接続情報を順次入力し、記憶装置３に登録していく。また、ユーザは、各変数に対して適切な限定記号種別を設定していくのみでよい。ユーザは、一階述語論理式Ψを作成するために必要な知識を完全に有していなくとも、プラント構成に応じて必要な情報を入力していくのみで、エネルギー解析に有用な一階述語論理式Ψを得ることができる。したがって、ユーザは、必要な専門知識を完全に有していなくとも、限定記号消去アルゴリズムを用いて一階述語論理式Ψから限定記号を消去して得られる関係式よりエネルギー解析を行う方法を、容易に利用できるようになる。＜第２の実施形態＞
上記第１の実施形態では、プラントを構成する各機器については常時稼動しているか、または常時停止しているものとしてその状態における機器情報の条件式を設定し、一階述語論理式を生成している。これに対し、本実施形態に係るエネルギー解析装置では、プラントを構成する機器ごとの各種の稼動状態を条件式に含めて一階述語論理式を生成することが可能である点で、上記第１の実施形態と異なる。
【0065】
以下に、本実施形態に係るエネルギー解析装置が一階述語論理式を生成する方法について、上記第１の実施形態と異なる点を中心に、詳しく説明する。なお、本実施形態に係るエネルギー解析装置１００の構成及び解析対象のプラントの構成については、上記第１の実施形態と同様であり、それぞれ図１及び図２に示すとおりであるので、ここでは説明を省略する。【0066】
図９は、本実施形態におけるプラント情報入力部１の構成を例示する図である。図９に示すように、本実施形態においては、機器情報入力部１３は、稼動停止状態入力部１２を更に有し、その数式入力部１１Ａは、稼動条件ごとの数式を入力可能に構成されている。【0067】
具体的には、機器情報入力部１３の稼動停止状態入力部１２は、機器ごとにどのように稼動させるかを表す稼動停止状態の入力を受け付ける。実施例では、稼動停止状態としては、常時稼動させる稼動状態、常時停止させておく停止状態、または、稼動状態と停止状態とを切り替え可能な稼動停止切替可能状態（以下切替可状態と略記）のいずれかが設定されるものとする。稼動停止状態については、後に図１０乃至図１２を参照して具体的に説明する。【0068】
機器情報入力部１３の数式入力部１１Ａについても、稼動状態における条件式の入力を受け付ける数式入力部１１Ａ−１と、停止状態における条件式の入力を受け付ける数式入力部１１Ａ−２とを有する。【0069】
他の構成については、上記第１の実施形態のそれと同様であり、図３を参照して説明したとおりである。【0070】
図１０を参照して、プラント情報入力部１の機器情報入力部１３において機器情報のうち、上記の稼動停止状態をどのように受け付けるかについて、詳しく説明する。【0071】
図１０は、本実施形態に係るプラント情報入力部１の機器情報入力部１３において機器情報の登録等を行う方法を説明する図である。図１０においては、機器情報の登録を行う際に、エネルギー解析装置１００のモニタ等の表示手段に表示される画面を例示している。【0073】
ユーザは、機器ｅｎｅｒｇｙ１について停止状態を設定するときは、画面の「０：常時停止」を選択する。稼動状態については「１：常時稼動」、切替可状態については「２：切替可」を選択する。図１０の例では、プルダウンメニューを通じて、停止状態、稼動状態または切替可状態のいずれかに対応する項目を選択可能に構成されている。【0074】
稼動停止状態を選択可能に構成されている以外については、上記第１の実施形態と同様であり、図４を参照して説明したとおりである。【0075】
図１１及び図１２は、本実施形態におけるプラント情報入力部１の機器情報入力部１３により、機器情報の変数及び条件式を登録する方法を説明する図である。図１１及び図１２については、図１０の画面に必要な情報を入力した後に不図示の「完了」ボタンが押下されたことを認識したとき、または、プラント情報入力部１において「変更」ボタン（図１、図９参照）が押下されたことを認識したときに表示される。【0077】
また、図１１に例示する画面においては、停止時条件式及び稼動時条件式の両方を入力可能に構成されている。ここでは常時稼動状態であるため、稼動時条件式のみが「１：有効」に設定され、条件式も具体的に設定されている。停止時条件式は、「０：無効」に設定されているため、一階述語論理式の生成処理においては使用されない。【0079】
稼動停止状態として「２：切替可」が設定されている場合は、稼動時及び停止時の両方の条件式が「１：有効」と設定される。図１２に例示するように、例えば停止時の条件式では、３つの条件式が具体的に入力され、それらはいずれも「１：有効」と設定されている。稼動時の４つの条件式についても同様である。【0080】
機器情報のうち「１：有効」と設定されている条件式については、一階述語論理式の生成に使用され、「０：無効」と設定されている条件式は、使用されない。このため、エネルギー解析を各種パターン（ある機器を常時稼動とするパターン及び切替可とするパターンのそれぞれ）について行いたい場合に、例えば各パターンについて機器情報を登録することが不要となる。すなわち、パターンごとに、これに応じて条件式の有効／無効を適宜変更することで、新たに機器情報を登録しなくとも、一階述語論理式を生成し、エネルギー解析を行うことが可能となる。【0082】
次に、本実施形態に係るエネルギー解析装置１００の一階述語論理式の生成方法について図１３を参照して説明する。【0083】
図１３は、本実施形態における一階述語論理式生成部４の動作フローを示す図である。図１３に示す一階述語論理式生成部４の処理動作は、上記第１の実施形態と同様に、例えば、機器情報、接続情報及び限定記号情報の必要な情報の記憶装置３への登録が完了した旨をユーザがエネルギー解析装置１００に入力したタイミングで、あるいは、一階述語論理式を生成する旨の指示をユーザが同装置１００に入力したタイミングで、実行される。【0084】
図８に示す上記の実施形態に係る動作フローと比較すると、ステップＳ４２で記憶装置３から機器情報を読み出した後、ステップＳ４３で、一階述語論理式生成部４が、稼動停止状態がどのように設定されているかを判定する点で異なる。【0085】
先に図１０等を参照して説明したとおり、稼動停止状態は、停止状態（常時停止）、稼動状態（常時稼動）または切替可状態のいずれかである。一階述語論理式生成部４は、ステップＳ４２で読み出した機器情報の中から稼動停止状態にいずれの状態が設定されているかを参照する。そして、３とおりの状態のなかから稼動停止状態にいずれが設定されているかに応じて、それぞれステップＳ４４乃至ステップＳ４６へと処理を移行させる。【0086】
稼動停止状態に「常時停止（停止状態）」が設定されている場合は、ステップＳ４４に進み、一階述語論理式生成部４は、図１１及び図１２に示す機器情報のうち、「停止時条件式」を出力し、ステップＳ４７に進む。【0087】
稼動停止状態に「常時稼動（稼動状態）」が設定されている場合は、ステップＳ４５に進み、一階述語論理式生成部４は、図１１及び図１２に示す機器情報のうち、「稼動時条件式」を出力し、ステップＳ４７に進む。【0088】
稼動停止状態に「切替可（切替可状態）」が設定されている場合は、ステップＳ４６に進み、一階述語論理式生成部４は、図１１及び図１２に示す機器情報のうち、「停止時条件式」と「稼動時条件式」とを論理和で結合し、結合した式を出力し、ステップＳ４７に進む。【0089】
ステップＳ４７以降の処理については、図８と同様である。【0090】
図１４は、一階述語論理式生成部４により上記の一連の処理により生成された一階述語論理式Ψを示す図である。【0092】
なお、図１４の式中の「energy1_y1」、「energy1_y2」及び「energy1_y3」は、それぞれガス供給設備（ｅｎｅｒｇｙ１）の出力変数を表し、「energy1_x1」は、ガス供給設備の状態変数を表す。式中の「supply3_u1」、「supply3_y1」及び「supply3_x1」は、それぞれ蒸気発生設備（ｓｕｐｐｌｙ３）の入力変数、出力変数及び状態変数を表す。【0093】
（２）及び（３）の式は、図１３のステップＳ４４乃至ステップＳ４６のいずれかで出力される情報に基づく各機器情報の条件式である。このうち、（２）は、図２のガス供給設備ｅｎｅｒｇｙ１の条件式、（３）は、図２の蒸気発生設備ｓｕｐｐｌｙ３の条件式である。【0094】
なお、ガス供給設備ｅｎｅｒｇｙ１の稼動停止状態は、第１の実施形態においても本実施形態においてもいずれも「常時稼動」である。このため、（２）の条件式には、稼動時条件式のみが含まれる。したがって、上記第１の実施形態において生成される一階述語論理式Ψにおいても、ガス供給設備ｅｎｅｒｇｙ１に関する条件式としては、（２）式と同様となる。【0095】
（３）の条件式により表される蒸気発生設備ｓｕｐｐｌｙ３の機器情報は、図１２に示すように、稼動停止状態は、「切替可」である。このため、図１３のステップＳ４６で、停止時条件式（ａ）と稼動時条件式（ｂ）とが論理和（Ｏｒ）で結合されている。
【0096】
図１４においては、他の機器に関する条件式については、紙面の都合上、記載を省略している。【0097】
（４）の式は、図１３のステップＳ４８で出力される情報に基づく接続系統に関する条件式である。図１４に記載されている条件式は、ガス供給設備ｅｎｅｒｇｙ１からの出力ｙ１と蒸気発生設備Ｓｕｐｐｌｙ３への入力ｕ１、ガス供給設備ｅｎｅｒｇｙ１からの出力ｙ２と蒸気発生設備Ｓｕｐｐｌｙ２への入力ｕ１、ガス供給設備ｅｎｅｒｇｙ１からの出力ｙ３と蒸気発生設備Ｓｕｐｐｌｙ１への入力ｕ１がそれぞれ等しい旨を表している。なお、図２のプラント構成における他の接続系統に関する条件式については、紙面の都合上、記載を省略している。【0098】
得られた一階述語論理式Ψに対して公知の限定記号消去アルゴリズムを適用し、得られた関係式よりエネルギー解析が可能な点については、上記第１の実施形態と同様である。【0099】
このように、本実施形態に係るエネルギー解析装置１００によれば、図１４の（３）の式に示すように、例えば機器を稼動させたり停止させたりすることのあるプラントについて、その機器が稼動している場合及び停止させる場合の双方を含む一階述語論理式Ψを生成することができる。このようにして生成した一階述語論理式Ψを用いてエネルギー解析を行うことで、上記第１の実施形態に係るエネルギー解析装置が有する効果に加えて、機器が稼動／停止で切替を可能な場合にこれを含めてプラントの挙動の変化を解析することが可能となる。＜第３の実施形態＞
上記の第１及び第２の実施形態においては、変数ごとに設定された限定記号を等しく取り扱い、一階述語論理式Ψを求めている。これに対し、本実施形態においては、限定記号ごとに優先的に消去すべき度合いを設定しておき、限定記号消去アルゴリズムを用いて限定記号を消去する際には、優先的に消去すべき度合いにしたがって段階的に限定記号の消去を行っていく点で異なる。
【0100】
以下に、本実施形態に係るエネルギー解析装置が一階述語論理式を生成する方法について、上記の第１及び第２の実施形態と異なる点を中心に、詳しく説明する。なお、本実施形態に係るエネルギー解析装置１００の構成及び解析対象のプラントの構成については、上記第１の実施形態と同様であり、それぞれ図１及び図２に示すとおりである。【0101】
また、機器情報及び接続情報の構成及びその入力・設定方法については、上記第１または第２の実施形態と同様である。ここでは、第２の実施形態による、稼動停止状態を含めて機器情報を設定可能である場合を例に説明する。【0102】
図１５は、本実施形態に係るエネルギー解析装置１００による一階述語論理式の生成処理及び限定記号の消去処理の概要を説明する図である。図１５に示すように、本実施形態においては、限定記号消去部５を更に有する。図面においては、プラント情報入力部１及び記憶装置３については、記載を省略している。【0103】
なお、上記第１及び第２の実施形態においても、公知の限定記号消去アルゴリズムを用いて一階述語論理式Ψから限定記号を消去する点では同様である。このため、上記第１及び第２の実施形態に係るエネルギー解析装置１００においても限定記号消去部を有することは明らかである。しかし、本実施形態においては、その限定記号の消去方法に特徴を有するため、図面にも特に記載をし、その本実施形態における特有の処理を説明しようとするものである。【0104】
限定記号情報入力部２は、変数ごとに設定されている各限定記号（図７に示す限定記号種別情報のなかでは、限定記号種別がこれに相当）に対して消去優先順位の入力を受け付けて、これを図１５においては不図示の記憶装置３に登録しておく。一階述語論理式生成部４は、限定記号ごとに設定されている消去優先順位にしたがって、優先順位の高い限定記号から限定記号に関する情報を表す数式（図１４の（１）式参照）を生成して、一階述語論理式Ψｎを生成する。
【0105】
限定記号消去部５は、限定記号消去アルゴリズムを利用して、一階述語論理式を解く。具体的には、限定記号消去部５は、一階述語論理式生成部４において生成した一階述語論理式Ψｎから限定記号を消去してΦｎを得て、得られたΦｎを一階述語論理式生成部４に与える。【0106】
一階述語論理式生成部４は、限定記号消去部５より論理式Φｎを受け取ると、これについて、次に、式Ψｎの生成に用いた限定記号の次に消去優先順位の高い限定記号について、限定記号に関する情報を表す数式を生成し、これより一階述語論理式Ψｎ＋１を生成する。限定記号消去部５は、一階述語論理式Ψｎ＋１を解き、得られたΦｎ＋１を一階述語論理式生成部４に与える。以降は、一階述語論理式生成部４及び限定記号消去部５は、全ての限定記号について消去がなされるまで、同様の処理を繰り返していく。【0108】
図１６は、本実施形態において限定記号情報入力部２により限定記号情報の登録を行う方法を説明する図である。図７と同様に、図１６においては、限定記号情報の登録を行う際に、エネルギー解析装置１００のモニタ等の表示手段に表示される画面を例示している。【0109】
図１６に示すように、本実施形態においては、限定記号情報には、機器名、変数名及び限定記号種別に加えて、消去優先順位が含まれる。消去優先順位は、先に説明したように、一階述語論理式Ψｎから段階的に限定記号を消去して式Ψｎと等価な論理式Φｎを求めていく際に、優先的に消去すべき度合いを表す。実施例では、消去優先順位を５段階設けて、優先度の高いものから順に「１：最優先」、「２：優先」、「３：通常」、「４：劣後」及び「５：最劣後」としている。【0110】
ユーザは、図１６に例示する画面を通じて、例えばプルダウンメニューから所望の消去優先順位を選択していくことにより、変数ごとに、その限定記号の消去優先順位を設定する。【0111】
図１７は、プラントの挙動を表現する論理式Φ０を例示する図である。一階述語論理式生成部４は、図８及び図１３のステップＳ４９において図１７に示す論理式Φ０を生成する。図１７の論理式Φ０は、先の実施形態の説明において参照した図１４においては（２）〜（４）の式、すなわち、（１）の限定記号の付与に関する情報を表した数式以外の部分に相当する。【0112】
本実施形態に係る一階述語論理式生成部４は、図１７の論理式Φ０に対して、図１６の限定記号情報の消去優先順位を参照する。そして、図１３のステップＳ５０において、まずは最も優先度が高く設定されている変数について、限定記号の付与に関する情報を表した数式を生成し、これと論理式Φ０とを結合して、一階述語論理式Ψ１を生成する。【0113】
図１８は、消去優先順位にしたがって段階的に一階述語論理式Ψｎ（ｎ＝１、２、…）から限定記号を消去していく方法を説明する図である。図１８においては、図１６の限定記号情報の消去優先順位を用いて一階述語論理式を生成し、これを解く方法を例示する。【0114】
図１８に示すように、一階述語論理式生成部４は、まず、図１６の限定記号情報のうち、消去優先順位に「１：最優先」が設定されている変数について、限定記号の付与に関する情報を生成し、出力する。そして、生成した限定記号の付与に関する情報「∃energy1_y1(∃energy1_y2(∃energy1_y3(∃supply3_u1(∃supply3_y1(…」と図１７の論理式Φ０とを結合して、消去優先順位１（最優先）に対応する一階述語論理式Ψ１を生成する。【0115】
限定記号消去部５は、一階述語論理式Ψ１から消去優先順位１（最優先）の限定記号を消去して、Ψ１と等価な論理式Φ１を得る。論理式Φ１には、消去優先順位１（最優先）の限定記号のみが消去されている。【0116】
次に、一階述語論理式生成部４は、図１６の限定記号情報のうち、消去優先順位に「２：優先」が設定されている変数について、限定記号の付与に関する情報を生成し、出力する。そして、生成した限定記号の付与に関する情報「∃supply3_x1(…」と限定記号消去部５から取得した論理式Φ１とを結合して、消去優先順位２（優先）に対応する一階述語論理式Ψ２を生成する。【0117】
限定記号消去部５は、一階述語論理式生成部４から与えられた一階述語論理式Ψ２から消去優先順位２（優先）の限定記号を消去して、Ψ２と等価な論理式Φ２を得る。論理式Φ２には、消去優先順位１（最優先）及び消去優先順位２（優先）の限定記号が消去されていることとなる。【0118】
以降は同様に、消去優先順位の高いものから順に限定記号の付与に関する情報（図１４等参照）を生成し、限定記号消去部５において求めた論理式Φｎと結合して一階述語論理式Ψｎ＋１を生成し、全ての限定記号が消去されるまで、かかる処理を繰り返す。【0119】
以上説明したように、本実施形態に係るエネルギー解析装置１００によれば、限定記号情報を入力するときに限定記号の消去優先順位を設定しておき、これにしたがって、段階的に限定記号の消去を行っていく。限定記号消去部５において限定記号消去アルゴリズムを用いて限定記号の消去の演算を行う際においては、一般的に、消去すべき限定記号の個数が少ない方が、演算に要するトータルの時間を削減することができると見込まれる。また、一階述語論理式Ψから限定記号の消去を行う際に、１回の演算において消去すべき限定記号の数が少ない方が、メモリの使用量をより小さく抑えることができる。【0120】
更には、エネルギー解析装置１００が、一階述語論理式生成部４や限定記号消去部５の演算結果である式ΨｎやΦｎをモニタ等の表示手段に出力させてユーザに数式を確認させる構成をとる場合には、ユーザの視認性を向上させることもできると見込まれる。すなわち、限定記号を消去優先順位にしたがって段階的に消去していく方法をとることで、一度に全ての限定記号を消去する場合と比較すると各段階における式に含まれる変数の数が少なくなり、これにより、ユーザは、一階述語論理式Ψｎ等の内容を把握し易くなる。【0121】
なお、限定記号ごとの消去優先順位の決定方法については、出力に関する変数については優先度を相対的に高く設定し、状態変数については優先度を相対的に低く設定することで、演算に要するトータルの時間を削減できるものと見込まれる。＜第４の実施形態＞
上記第１乃至第３の実施形態では、図２のプラント構成を記載した図等を参照しながら、ユーザが機器情報及び接続情報を入力していくことになる。これに対し、本実施形態においては、記憶装置３に登録されたプラント構成を表した図等をモニタ等の表示手段に表示するプラント構成表示部を有し、ユーザは、プラント構成表示部により表示される画面中の図等を参照して、視覚的にプラント構成を把握しながら機器情報や接続情報を入力できる点で異なる。
【0122】
以下に、本実施形態に係るエネルギー解析装置において機器情報や接続情報の入力をどのように受け付けるかについて、上記第１乃至第３の実施形態と異なる点を中心に、詳しく説明する。なお、本実施形態に係るエネルギー解析装置１００の構成及び解析対象のプラントの構成については、上記第１乃至第３の実施形態と同様であり、図１及び図２に示すとおりである。【0123】
図１９は、本実施形態に係るエネルギー解析装置１００において、プラント構成表示部によりモニタ等に表示される画面ＳＣ１を例示する図である。【0124】
図１９の画面ＳＣ１が示すように、ここでは、機器情報１、２、１１、２１により表される機器が既にプラントを構成する機器として追加されており、新たに「機器情報２２」を構成に追加しようとしている場面を仮定している。画面ＳＣ１上の「機器情報ｎ（ｎは整数、図１９においてはｎ＝１、２、１１等）」は、各機器情報を識別するための情報である。【0125】
ユーザは、マウス等のポインティングデバイスを操作して、図１９の画面ＳＣ１上の機器情報２２を追加したい位置、すなわち機器情報１１の機器と接続され、且つ機器情報２１の機器とは同一の階層上の位置に、機器情報２１と同様の設備を表すアイコン等をドラッグ等の操作により配置させる。そして、ユーザによって例えばポインティングデバイスを右クリックする等の操作が実行されたことを認識すると、プラント情報入力部１は、画面上にメニューＭを表示させ、「機器情報２２」を変更、追加または削除のいずれを行うかをユーザに選択させる。ここでは、ユーザにより「追加」メニューが選択されたとする。追加メニューが選択されたことを認識すると、プラント情報入力部２は、新たに「機器情報２２」を記憶装置３に追加する。【0126】
同様に、ユーザが、画面ＳＣ１上のある機器情報の位置にポインタＰを移動させて、右クリック等により表示させたメニューＭの中から「削除」メニューが選択されたことを認識すると、プラント情報入力部１は、当該機器情報を記憶装置３から削除する。【0127】
なお、ユーザが画面ＳＣ１上のある機器情報の位置にポインタＰを移動させて、表示させたメニューＭの中から「変更」メニューが選択されたことを認識すると、プラント情報入力部１は、例えば図４に例示する画面を表示させる。表示された図４等の画面を通じて、ユーザが機器名、入力変数や出力変数等の接続変数や状態変数の数、条件式数を変更した場合には、プラント情報入力部１は、変更後の情報を記憶装置３に格納する。【0128】
本実施形態によれば、機器情報の詳細（変数名や条件式）の設定や接続情報の設定の際にも、プラント構成を把握して行うことができる。これについて、図２０を参照して説明する。【0129】
図２０は、図１９の画面ＳＣ１を通じて記憶装置３に登録された情報に基づき作成される画面を例示する図である。なお、図２０に示すプラント構成は、図１９の画面ＳＣ１に表されているプラント構成と対応するものではない。【0130】
図２０に示す画面ＳＣ２においては、プラントの階層構造が示され、各機器Ｇ１〜Ｇ３、Ｔ１〜Ｔ２、Ｄ１が矩形で表示さている。また、機器Ｇ１〜Ｇ３、Ｔ１〜Ｔ２を現す矩形の傍らには、プルダウンメニュー（図２０においてはｍ３、ｍ２等）により各機器の稼動停止状態が設定可能である。また、画面下部には、プラントを構成する各機器（Ｇ１等）に対応するボタン（図２０のｂ３、ｂ２等）が表示されている。【0131】
ユーザは、所望の機器に対応するボタンを押下して、その機器情報の変数や条件式の設定を行う。例えば、発電機Ｇ３（Generator3）の機器情報の詳細を設定したい場合には、ボタンｂ３を押下する。そうすると、図１１や図１２に例示する機器情報の詳細を入力させるための画面がモニタ等に表示され、ユーザは、画面に変数や条件式を入力可能となる。【0132】
また、ユーザがプルダウンメニューを通じて稼動停止状態を選択すると、機器情報に稼動停止状態が設定される。例えば、発電機Ｇ３（Generator3）の矩形の傍らのプルダウンメニューｍ３を通じて、常時稼動／常時停止／切替可のうち選択された状態が稼動停止状態として設定される。【0133】
なお、接続状態についても、図１９や図２０に例示するような画面を通じて入力が可能である。例えば、ユーザが、機器間の接続を表す実線や、機器を表す矩形の入力端子・出力端子に相当する箇所にポインタＰを移動させて選択したことをもって、対応する接続情報を設定する構成とできる。【0134】
なお、限定記号情報の入力方法については、上記第１乃至第３の実施形態と同様である。【0135】
このように、本実施形態に係るエネルギー解析装置１００によれば、プラント構成を表した図がモニタ等の表示手段の画面上に表示される。ユーザは、プラントの構成を視覚的に把握しながら機器情報等の入力ができる。これにより、入力ミスを効果的に防ぎ、ユーザは、限定記号消去アルゴリズムを用いて一階述語論理式Ψから限定記号を消去し、得られる関係式よりエネルギー解析を行う方法を、より容易に且つ簡便に利用できるようになる。＜第５の実施形態＞
本実施形態においては、ユーザがエネルギー解析装置に入力する情報として、上記の第１〜第４の実施形態で説明した以外に、更に、解析条件についても入力可能である点で上記第１〜第４の実施形態と異なる。エネルギー解析装置は、解析条件に応じた一階述語論理式の生成処理や、一階述語論理式に対して限定記号消去アルゴリズムを適用して論理式を得る処理を実行する。
【0136】
以下に、本実施形態に係るエネルギー解析装置について、図面を参照して詳細に説明する。【0137】
図２１は、本実施形態に係るエネルギー解析装置１００の構成図である。図２１に示すエネルギー解析装置１００は、プラント情報入力部１、解析条件入力部２´、記憶装置３、一階述語論理式生成部４、限定記号消去部５及び可視化部６を有する。【0138】
図２１のエネルギー解析装置１００は、図１に示すエネルギー解析装置１００と同様に、電気、ガス、熱等のエネルギーを供給する供給設備から、そのエネルギーを用いて空調、蒸気利用、排水及び放水等を行う消費設備までを含むエネルギープラントの挙動を、ユーザが解析するのを支援する装置である。エネルギー解析装置１００としては、汎用情報処理装置で構成されてもよいし、これらを複数相互に接続した汎用情報処理システムとして構成されてもよい。【0139】
プラント情報入力部１は、プラントを構成する機器モデル及び機器モデル間の接続を表す情報の入力を受け付ける。第１〜第４の実施形態と同様に、以下の説明においては、プラントを構成する機器モデルを表す情報を「機器情報」とし、機器モデル間の接続を表す情報を「接続情報」とする。【0140】
解析条件入力部２´は、プラントをどのような条件で解析するかを表す解析条件情報の入力を受け付ける。プラントの解析条件情報とは、エネルギー解析装置１００が一階述語論理式を処理する際に課される条件をいう。すなわち、解析条件情報により、エネルギー解析装置１００が生成する一階述語論理式や、一階述語論理式から消去すべき変数、一階述語論理式に限定記号消去を適用していずれの変数についての論理式を得るかが決定される。具体的な解析条件情報については、後述する。【0141】
記憶装置３は、プラント情報入力部１及び解析条件入力部２´において受け付けた情報を記憶する。【0142】
一階述語論理式生成部４は、記憶装置３に記憶された機器情報、接続情報及び解析条件情報に基づいて、プラントの挙動を表す一階述語論理式を生成する。説明の都合上、一階述語論理式をどのように生成するかについては、後に図２９等を参照して、詳しく説明することとする。【0143】
限定記号消去部５は、一階述語論理式生成部４にて生成した一階述語論理式に限定記号消去アルゴリズムを適用し、限定記号のない等価な論理式を生成する。【0144】
可視化部６は、限定記号消去部５にて生成した論理式より生成されるグラフを含む画像を生成する。【0145】
本実施形態に係るエネルギー解析装置１００を構成する各部の動作を説明する前に、まず、解析対象のプラントの構成例について、図２２を参照して説明する。【0147】
すなわち、図２２に示す構成例では、１基のガス供給設備（ｅｎｅｒｇｙ１）から３基の蒸気発生設備（ｓｕｐｐｌｙ１〜ｓｕｐｐｌｙ３）にガスを供給する。蒸気発生設備では、ガスを利用して蒸気を発生させる。各蒸気発生設備にて発生させた蒸気は、１基の蒸気輸送設備（ｔｒａｎｓ１）に集約され、蒸気輸送設備を経て蒸気使用設備（ｄｅｍａｎｄ１）に供給される。こうして、蒸気使用設備は、供給された蒸気を使用する。【0148】
各構成機器は、それぞれ異なる入力端子（ｕ１〜ｕ３）及び、または出力端子（ｙ１〜ｙ３）を有する。【0150】
図２３に例示するように、各蒸気発生設備には、稼動範囲があり、発生蒸気量には、下限と上限がある。例えば、ｓｕｐｐｌｙ３では、２［ｔ／ｈ］以上８［ｔ／ｈ］以下が稼動範囲である。【0151】
また、各蒸気発生設備の効率は、すなわち、図２３においては発生蒸気量と消費するガス量との関係を示す直線の勾配は、それぞれ異なっている。【0152】
図２２及び図２３に示す構成例のプラントに対して解析を行う際に、図２１のエネルギー解析装置１００において入力を受け付ける機器情報、接続情報及び解析条件情報について、図２４〜図２８を参照して具体的に説明する。【0153】
図２４は、本実施形態に係るプラント情報入力部１において機器情報の登録等を行う方法を説明する図である。なお、本実施形態に係るプラント情報入力部１の構成は、上記の第１の実施形態のそれと同様であり、図３に示すとおりである。【0154】
図２４に示すように、プラント情報入力部１は、新たに１台の機器について機器情報を追加するときは、稼動停止状態、入力端子数、出力端子数、状態変数数、条件式数及び機器名を指定して、機器の追加を行う。図２４に例示する入力画面は、第２の実施形態の説明で用いた図１０の入力画面と同様であり、機器を追加または削除する方法についても同様である。【0155】
図２５及び図２６は、本実施形態に係るプラント情報入力部１において、機器情報のうちの変数及び条件式を登録する方法を説明する図である。図２５及び図２６に示すように、プラント情報入力部１は、図２４の入力画面を通じて登録された機器のそれぞれについて変数及び条件式を追加する。【0156】
具体的には、プラント情報入力部１は、図２５の入力画面を通じて、図２２のガス供給設備（機器名「ｅｎｅｒｇｙ１」）について、３出力変数「ｙ１」「ｙ２」「ｙ３」及び状態変数「ｘ１」の入力を受け付ける。これとともに、稼動時の条件式「０＝ｙ１＋ｙ２＋ｙ３−ｘ１」の入力を受け付ける。図２５に示す入力画面や入力される変数及び条件式については、第１の実施形態の説明で用いた図５と同様である。【0157】
図２２の蒸気供給設備（機器名「ｓｕｐｐｌｙ３」の蒸気供給設備）については、図２６の入力画面を通じて変数及び条件式の入力を受け付ける。ここで、蒸気供給設備ｓｕｐｐｌｙ３は、稼動停止状態は「切替可」に設定されている。稼動停止状態が「切替可」である場合、条件式としては、停止時の条件式及び稼動時の条件式をそれぞれ設定する必要がある。【0158】
図２６に示す例では、１入力変数「ｕ１」、１出力変数「ｙ１」、１状態変数「ｘ１」の入力を受け付ける。これとともに、停止時の条件式「０＝ｘ１」、「０＝ｕ１」、「＝ｙ１」と、稼動時の条件式「０≧ｘ１−８」、「０≦ｘ１−２」、「０＝ｕ１−５０＊ｘ１」、「０＝ｙ１−ｘ１」とを受け付ける。ここで入力され、設定される情報のうち、稼動時の４つの条件式については、第２の実施形態の説明において用いた図１２と異なっている。他の情報、すなわち、変数及び停止時の条件式については、図１２と同様である。【0159】
なお、図２６の稼動時の条件式は、蒸気発生量ｘ１が２［ｔ／ｈ］以上８［ｔ／ｈ］以下であること、蒸気１［ｔ／ｈ］の発生に５０［Ｎｍ３／ｈ］のガス消費を要すること、蒸気発生量ｘ１が蒸気出力ｙ１と等しいこと、が情報として入力されている。【0160】
図２７は、本実施形態に係るプラント情報入力部１において接続情報を登録する方法を説明する図である。【0161】
プラント情報入力部１は、プラントを構成する機器間の接続関係を表す情報の入力を受け付ける。図２７においては、図２２のプラント構成の各機器間についての情報が全て入力された段階の画面を例示する。接続情報には、接続番号、接続元機器名、接続元端子、接続先機器名及び接続先端子が含まれる。【0163】
図２８は、本実施形態に係る解析条件入力部２´により解析条件情報の登録を行う方法を説明する図である。【0164】
図２８に示すように、解析条件情報としては、例えば、プラントを評価する際の評価軸を登録する。評価軸は、一階述語論理式生成部４が記憶装置３に記憶されている各種情報から生成した一階述語論理式に限定記号消去アルゴリズムを適用して論理式を生成する際に、機器情報として登録されている変数の中からいずれの変数について解くかを表す。言い換えると、評価軸は、可視化部６にてグラフを生成する際に、それぞれいずれの変数を軸にとるべきかを表している。【0165】
実施例では、予め複数の解析条件情報を登録しておくこともできる。図２８に示す例では、２つの解析条件として条件１と条件２が登録されている。【0167】
図２９は、本実施形態における一階述語論理式生成部４の動作フローを示す図である。図２９に示す一階述語論理式生成部４の処理動作についても、図８及び図１３に示す処理動作と同様のタイミングで実行される。例えば、記憶装置３に必要な情報の登録が完了した旨をユーザがエネルギー解析装置１００に入力したタイミングで、あるいは、一階述語論理式を生成する旨の指示をユーザが同装置１００に入力したタイミングで、実行される。【0168】
図８に示す第１の実施形態に係る動作フローと比較して説明する。図２９に示す動作フローにおいては、ステップＳ１１１で、一階述語論理式生成部４の限定記号情報生成部４１は、記憶装置３に記憶されている解析条件情報と、機器情報及び接続情報とから、情報Ｑｉを生成する。情報Ｑｉは、機器情報や接続情報に含まれる各変数にどのような限定記号を付与するかを表した数式から構成され、限定記号情報生成部４１は、解析条件ｉに応じた情報Ｑｉを生成する。以下においては、情報Ｑｉを、「限定記号の付与に関する情報Ｑｉ」とし、第１〜第４の実施形態において限定記号情報入力部２が入力を受け付ける「限定記号情報」と区別している。【0169】
図２８の説明において述べたように、エネルギー解析装置１００は、解析条件情報として、複数の解析条件を記憶装置３に登録しておくことができる。複数の解析条件が登録されている場合には、限定記号情報生成部４１が、解析条件ｉごとに当該解析条件に対応する限定記号の付与に関する情報Ｑｉを生成し、出力する。限定記号情報生成部４１の動作については、後に図３２を参照して詳しく説明する。【0170】
ステップＳ１１２で、一階述語論理式生成部４の追加条件式生成部４２は、情報Φｃ，ｉを生成し、出力する。情報Φｃ，ｉは、解析条件ｉに応じて一階述語論理式に追加すべき条件式から構成され、追加条件式生成部４２は、解析条件ｉに応じた情報Φｃ，ｉを生成する。追加条件式生成部４２の動作については、後述する他の実施形態の説明において、図４４を参照して詳しく説明する。【0171】
ステップＳ１１３では、一階述語論理式生成部４は、図８のステップＳ４２と同様の処理を実行する。すなわち、記憶装置３から機器情報を読み出す。このとき、先に図２９に示す一連の処理を実施した際に記憶装置３から読み出した機器情報を一階述語論理式生成部４内の記憶部３０に蓄積していた場合等においては、記憶部３０から機器情報を取得する構成としてもよい。【0172】
そして、ステップＳ１１４で、一階述語論理式生成部４の機器条件式生成部４３は、解析条件ｉに応じた機器ｊの条件式Ｍｉ，ｊを生成し、出力する。ステップＳ１１５で、一階述語論理式生成部４は、ステップＳ１１４において生成した条件式Ｍｉ，ｊを論理積で結合し、出力する。機器条件式生成部４３の動作については、後述する他の実施形態の説明において、図３８を参照して詳しく説明する。【0173】
ステップＳ１１６で、一階述語論理式生成部４は、図８のステップＳ４８と同様の処理を実行する。すなわち、記憶装置３から接続情報を読み出し、読み出した接続情報より、構成機器間接続系統を表す接続系統の条件式を、論理積で結合して出力する。【0174】
ステップＳ１１７で、一階述語論理式生成部４は、図８のステップＳ４９と同様の処理を実行する。ここでは、ステップＳ１１５で生成した構成機器ごとの条件式Ｍｉ，ｊとステップＳ１１６で生成した接続系統の条件式とを結合して、プラントの挙動を表現する論理式Φ０，ｉを生成し、出力する。【0175】
ステップＳ１１８で、一階述語論理式生成部４は、ステップＳ１１１で生成した限定記号の付与に関する情報Ｑｉ、ステップＳ１１７で生成した論理式Φ０，ｉ、及びステップＳ１１２で生成した追加の条件式Φｃ，ｉを結合して、一階述語論理式Ψ＿ｉを生成し、出力する。こうして、解析条件ｉに対応する一階述語論理式Ψ＿ｉを得る。【0176】
解析条件情報として設定する評価軸としては、実施例では、ｘ軸及びｙ軸の２軸を設定する。ｘ軸及びｙ軸の２軸を評価軸として設定する場合におけるエネルギー解析装置１００の動作について、更に具体的に説明する。【0177】
図３０は、本実施形態における解析条件情報を例示する図である。【0178】
図３０に示すように、評価軸としてｘ軸及びｙ軸の２軸を設定する場合、可視化部６にて生成するグラフにおいては機器情報として登録されている変数の中からいずれの変数をｘ軸及びｙ軸に表示するかが設定される。【0179】
図３１は、解析条件ｉ（ｉ＝１）の具体例を示す図である。図３１のｉ＝１の解析条件である「条件１」では、ｘ軸及びｙ軸には、それぞれ図２２の蒸気使用設備ｄｅｍａｎｄ１の変数ｘ１（demand1_x1）及びガス供給設備ｅｎｅｒｇｙ１の変数ｘ１（energy1_x1）が設定されている。【0180】
図３２は、限定記号情報生成部４１の動作フローを示す図であり、図２９のステップＳ１１１の詳細フローである。図３１の「条件１」のように、解析条件として評価軸が設定されているときは、一階述語論理式生成部４は、図２９の限定記号情報生成部４１にて図３２の一連の処理を実行し、限定記号の付与に関する情報Ｑｉを生成する。【0181】
まず、ステップＳ１２１で、限定記号情報生成部４１は、機器情報及び接続情報に含まれる全ての変数の集合ｖａｒＡを生成する。そして、ステップＳ１２２で、限定記号情報生成部４１は、記憶装置３に登録されている解析条件を識別するために用いるインデックスｉを初期化して、その値に「１」を設定する。【0182】
ステップＳ１２３では、限定記号情報生成部４１は、インデックスｉの値が記憶装置３に登録されている解析条件の数を超えているか否かを判定する。インデックスｉの値が登録されている解析条件の数以下である場合は、処理をステップＳ１２４へと移行させる。インデックスｉの値が登録されている解析条件の数を超えている場合は、処理を終了させる。【0183】
ステップＳ１２４では、限定記号情報生成部４１は、インデックスｉに対応する解析条件ｉで評価軸であるｘ軸及びｙ軸の変数として指定されている変数の集合ｖａｒＢｉを生成する。図３１の例では、変数demand1_x1及びenergy1_x1が集合ｖａｒＢｉ（ｉ＝１）に含まれる。【0184】
ステップＳ１２５では、限定記号情報生成部４１は、ステップＳ１２１で生成した集合ｖａｒＡのうち、ステップＳ１２４で生成した集合ｖａｒＢｉには含まれない変数の集合ｖａｒＣｉを生成する。【0185】
そして、ステップＳ１２６で、限定記号情報生成部４１は、ステップＳ１２５で生成した集合ｖａｒＣｉに含まれる変数に存在記号（∃）を付与した限定記号の付与に関する情報Ｑｉを生成する。ここで生成される限定記号の付与に関する情報Ｑｉは、以下のように表される。Qi＝∃v1,∃v2,…∃vn（v1,v2,…vn∈varCi）
ステップＳ１２７では、限定記号情報生成部４１は、ステップＳ１２６で生成した情報、すなわち、解析条件ｉに応じた各変数についての限定記号の付与に関する情報Ｑｉを出力する。
【0186】
ステップＳ１２８で、限定記号情報生成部４１は、インデックスｉに１を加算し、ステップＳ１２３に戻る。以降は上記と同様の処理を繰り返し、ステップＳ１２３でインデックスｉの値が登録されている解析条件の数を超えていると判定すると、登録されている全ての解析条件ｉについて限定記号の付与に関する情報Ｑｉを生成・出力したとして、処理を終了する。【0187】
図３３は、一階述語論理式生成部４が上記の一連の処理を実行することにより生成した一階述語論理式Ψ＿１を示す図である。【0188】
図３３に示す一階述語論理式Ψ＿１のうち、（５）の式は、図２９のステップＳ１１１、すなわち、限定記号情報生成部４１が図３２に示す一連の処理を実行した結果として出力する情報Ｑ１に基づく。限定記号情報生成部４１は、ｎ個の解析条件が記憶装置３に登録されている場合にはｎ個の限定記号の付与に関する情報Ｑｉ（ｉ＝１、…、ｎ）を出力する。このうちの所望の情報Ｑｉ（図３３の例ではｉ＝１）を用いて、一階述語論理式を生成する。なお、限定記号の付与に関する情報Ｑ１では、各変数を結合する限定記号についても、図３３の一連の動作により付与されている点で、上記の第１〜第４の実施形態と異なる。【0189】
（６）及び（７）の式は、図２９のステップＳ１１５で出力される、各機器の条件式Ｍ１，１及びＭ１，２である。このうち、（６）は、図２２のガス供給設備ｅｎｅｒｇｙ１の条件式、（７）は、図２２の蒸気発生設備ｓｕｐｐｌｙ３の条件式である。（６）及び（７）の式は、いずれも「条件１」に応じて設定される条件式である。しかし、条件１は、図３０に示すように、評価軸であるｘ軸及びｙ軸のみを指定する解析条件である。このため、２つの条件式Ｍ１，１及びＭ１，２においては、機器情報として記憶装置３に登録されている内容にしたがって条件式が記述される。記憶装置３に登録されている機器情報から各機器の条件式を生成する方法については、先の実施形態の説明において図１４の（２）及び（３）の式を参照して説明したとおりである。【0190】
図３３においては、他の機器に関する条件式Ｍ１，ｊについては、紙面の都合上、記載を省略している。【0191】
（８）の式は、図２９のステップＳ１１６で出力される情報に基づく接続系統に関する条件式である。（８）の接続系統に関する条件式は、ガス供給設備ｅｎｅｒｇｙ１からの出力ｙ１と蒸気発生設備Ｓｕｐｐｌｙ３への入力ｕ１、ガス供給設備ｅｎｅｒｇｙ１からの出力ｙ２と蒸気発生設備Ｓｕｐｐｌｙ２への入力ｕ１、ガス供給設備ｅｎｅｒｇｙ１からの出力ｙ３と蒸気発生設備Ｓｕｐｐｌｙ１への入力ｕ１がそれぞれ等しい旨を表している。なお、図２２のプラント構成における他の接続系統に関する条件式については、紙面の都合上、記載を省略している。【0194】
ここでは、論理式Φ＿１の詳細についての説明は割愛するが、一階述語論理式Ψ＿１に対して公知の限定記号消去アルゴリズムを適用して得られる論理式Φ＿１は、変数demand1_x1及び変数energy1_x1が満たすべき論理式を表している。２つの変数demand1_x1及び変数energy1_x1は、先に図３０を参照して説明したように、ｉ＝１の解析条件においては、評価軸であるｘ軸及びｙ軸の２軸にそれぞれ設定されている変数である。【0195】
このように、本実施形態に係るエネルギー解析装置１００は、記憶装置３に登録されている解析条件情報の全てについて上記の処理を実施することで、解析条件の数に等しい数の一階述語論理式Ψが生成される。生成された各一階述語論理式Ψに限定記号消去アルゴリズムを適用することで、解析条件の数に等しい論理式Φを得ることができる。エネルギー解析装置１００の可視化部６は、ユーザにより所定の解析条件が特定された場合には、その解析条件に対応する論理式Φを可視化したグラフをモニタ等の表示手段にさせる。【0197】
図３５に例示する画像中のグラフでは、横軸であるｘ軸に変数demand1_x1、縦軸であるｙ軸にenergy1_x1をとり、図３４の論理式Φ＿１が満たす領域を２次元のグラフで表示している。ユーザは、図３５のグラフを含む画像を参照して、各種の解析を行う。【0198】
以上説明したように、本実施形態に係るエネルギー解析装置１００によれば、予め、解析条件として評価軸である２軸を設定しておく。このとき、２軸のそれぞれに対応させて、機器情報に含まれる変数のうちの２つの変数を設定しておく。この解析条件にしたがって一階述語論理式Ψを生成し、論理式Ψに限定記号消去アルゴリズムを適用すると、解析条件として評価軸にそれぞれ対応させて設定した２つの変数が満たす論理式Φが得られる。このように、本実施形態に係るエネルギー解析装置１００は、適切な解析条件を設定することで、ユーザの様々なプラント評価ケースに対応し、一般的には難度の高いとされる一階述語論理式に基づくエネルギー解析を容易に実施することが可能となる。【0199】
更には、エネルギー解析装置１００は、生成された一階述語論理式Ψに限定記号消去アルゴリズムを適用して論理式Φを得て、これよりグラフを生成して出力表示することもできる。これにより、ユーザの設定したプラント評価ケースに応じてプラントを解析した結果を可視化し、生成した画像をユーザに提供することも可能となる。＜第６の実施形態＞
上記第５の実施形態においては、解析条件として、評価軸を設定しておく。そして、解析条件にしたがって一階述語論理式に対し限定記号消去アルゴリズムを適用して、評価軸に設定されている変数についての論理式Φを得ている。これに対し、本実施形態においては、評価軸に加えて、更に、機器の稼動停止状態を解析条件に登録しておく。解析条件に含まれる機器の稼動停止状態にしたがって一階述語論理式を生成し、これに限定記号消去アルゴリズムを適用して論理式Φを得ることで、機器の稼動停止状態に応じた論理式Φを得る。
【0200】
以下に、本実施形態に係るエネルギー解析装置１００について、上記第５の実施形態と異なる点を中心に説明する。なお、エネルギー解析装置１００の構成及び解析対象のプラントの構成については、上記第５の実施形態と同様であり、それぞれ図２１及び図２２に示すとおりであるので、ここでは説明を省略する。【0201】
図３６は、本実施形態における解析条件情報を例示する図である。【0202】
図３６に示すように、本実施形態においては、解析条件情報として、各機器の稼動停止状態を更に含む。なお、図３６では記載を省略しているが、第５の実施形態と同様に、解析条件情報には、評価軸をも含む。【0204】
各機器の稼動停止状態については、プラントを構成する機器のうち、蒸気発生装置ｓｕｐｐｌｙ１〜３のそれぞれについての稼動停止状態を設定している。具体的には、ｓｕｐｐｌｙ３については「稼動」、ｓｕｐｐｌｙ２は「停止」、ｓｕｐｐｌｙ１は「稼動または停止（稼動と停止との間で切り替え可能）」と設定されている。したがって、条件２を用いての解析は、特定の機器、設例では図２２の機器ｓｕｐｐｌｙ１〜３を、機器情報に設定されている稼動停止状態によらずに、稼動または停止、あるいは、稼動か停止かを選択できるようにした場合のプラントの状態を解析することに相当する。【0205】
なお、図３７に示す例では、解析条件情報として、各機器の稼動／停止を設定する場合を例示するが、これに限定されず、例えば、各機器の使用／不使用を設定する構成をとることもできる。【0206】
図３８は、図２９の機器条件式生成部４３の動作フローを示す図であり、上記第５の実施形態の説明で参照した図２９のステップＳ１１４の詳細フローである。図３７の「条件２」のように、解析条件として評価軸及び各機器の稼動停止状態が設定されているときは、一階述語論理式生成部４は、機器条件生成部４３にて図３８の一連の処理を実行することで、各機器についての条件式Ｍｉ，ｊを生成する。【0207】
まず、ステップＳ１３１で、機器条件式生成部４３は、インデックスｉを初期化するが、この処理は図３２のステップＳ１２２と同様である。ステップＳ１３２で、機器条件式生成部４３は、インデックスｉの値が記憶装置３に登録されている解析条件の数を超えているか否かを判定するが、この処理は図３２のステップＳ１２３の処理と同様である。インデックスｉの値が解析条件の数以下である場合は、処理をステップＳ１３３へと移行させる。【0208】
ステップＳ１３３で、機器条件式生成部４３は、インデックスｊを初期化して、値に「１」を設定する。本実施形態においては、インデックスｊは、記憶装置３に機器情報として登録されている機器を識別するために用いる。【0209】
ステップＳ１３４で、機器条件式生成部４３は、インデックスｊが解析条件ｉにおいて機器情報として登録されている機器数を超えているか否かを判定する。インデックスｊの値が当該機器数以下である場合は、処理をステップＳ１３５へと移行させ、インデックスｊの値が当該機器数を超えている場合は、ステップＳ１４２へと処理を移行させる。【0210】
ステップＳ１３５では、機器条件式生成部４３は、ｊ番目の機器の機器情報の中から、稼動時及び停止時の数式を取得する。そして、ステップＳ１３６で、機器条件式生成部４３は、解析条件ｉのうち、ｊ番目の機器の稼動停止状態についてはどのように指定されているかを判定する。ｊ番目の機器について、解析条件ｉにおいては稼動停止状態が「稼動」と設定されている場合は、ステップＳ１３７へと処理を移行させる。「停止」と設定されている場合は、ステップＳ１３８へ、「稼動または停止」と設定されている場合は、ステップＳ１３９へとそれぞれ処理を移行させる。【0211】
なお、ステップＳ１３６において、ｊ番目の機器については解析条件ｉにおいて解析条件が特に設定されていない場合は、機器情報に含まれる稼動停止状態の設定にしたがって、それぞれステップＳ１３７乃至ステップＳ１３９のいずれかへと処理を移行させる。【0212】
ステップＳ１３７では、機器条件式生成部４３は、ステップＳ１３５で取得した数式のうち、稼動時の数式を式Ｍｉ，ｊとし、ステップＳ１４０に進む。「式Ｍｉ，ｊ」とは、解析条件ｉではｊ番目の機器に関する条件式を表す。【0213】
ステップＳ１３８では、機器条件式生成部３２は、ステップＳ１３５で取得した数式のうち、停止時の数式を式Ｍｉ，ｊとし、ステップＳ１４０に進む。ステップＳ１３９では、稼動時の数式と停止時の数式とを論理和で結合してこれを式Ｍｉ，ｊとし、ステップＳ１４０に進む。【0214】
ステップＳ１４０では、機器条件式生成部４３は、解析条件ｉにおけるｊ番目の機器に関する条件式として、ステップＳ１３７〜ステップＳ１３９のいずれかのステップにおいて生成した式Ｍｉ，ｊを出力する。ステップＳ１４１で、機器条件式生成部４３は、インデックスｊに１を加算し、ステップＳ１３４に戻り、以降は、上記と同様の処理を繰り返す。全ての機器について条件式Ｍｉ，ｊを生成・出力すると（インデックスｊの値が機器情報として登録されている機器の数を超えると）、ステップＳ１３４からステップＳ１４２へと処理を移行させる。【0215】
ステップＳ１４２で、機器条件式生成部４３は、インデックスｉに１を加算し、ステップＳ１３２に戻る。ステップＳ１３２以降の処理については、上記のとおりである。上記と同様の処理を繰り返し、記憶装置３に登録されている全ての解析条件ｉについて条件式Ｍｉ，ｊを生成・出力すると、すなわちインデックスｉの値が解析条件の数を超えると、処理を終了する。【0216】
図３９は、一階述語論理式生成部４が上記の一連の処理を実行することにより生成した一階述語論理式Ψ＿２を示す図である。【0217】
図３９に示す一階述語論理式Ψ＿２のうち、（１０）〜（１２）の式が、図３８の機器条件式生成部４３が生成・出力した条件式である。図３９においては、紙面の都合上、一部の機器についての条件式Ｍ２，ｊのみを示す。【0218】
なお、図３６等を参照して先に説明したように、本実施形態においては、解析条件情報は、評価軸と各機器の稼動停止状態とを含む。図２９に示す一階述語論理式生成部４による一連の処理のうち、（９）の限定記号の付与に関する情報Ｑ２については、解析条件情報の評価軸を用いて、上記の第５の実施形態にて説明した方法と同様の方法により生成する。【0219】
また、（１３）の接続系統に関する条件式についても、上記の第５の実施形態の説明にて述べた図３３の（８）の式を生成する方法と同様の方法により生成する。【0220】
図４０は、図３９の一階述語論理式Ψ＿２に対して公知の限定記号消去アルゴリズムを適用し、得られる論理式Φ＿２を示す図である。図４０に示す論理式Φ２についても、図３４の論理式Φ＿１と同様に、２つの変数demand1_x1及びenergy1_x1が満たすべき論理式を表している。【0221】
図４１は、図４０の論理式Φ＿２を可視化したグラフを含む画像を例示する図である。図４１に示すグラフについても、図３５のグラフと同様に、横軸（ｘ軸）に変数demand1_x1、縦軸（ｙ軸）に変数energy1_x1をとる。図４１においては、論理式Φ２が満たす領域をグラフで表示している。論理式Φ＿２が満たす領域は、ｉ＝２の解析条件にて各機器の稼動停止状態が設定されていることにより、図３５の論理式Φ＿１が満たす領域とは異なっている。【0222】
このように、本実施形態に係るエネルギー解析装置１００によれば、第５の実施形態のそれと同様の効果を得ることができる。また、本実施形態に係るエネルギー解析装置１００は、解析条件として、評価軸に加えて、各機器の稼動停止状態を含む。これにより、プラントを構成する所定の機器が特定の稼動状態（稼動または停止、あるいは稼動と停止との間で切替可）や使用状態（使用または不使用、あるいは使用と不使用との間で切替可）をとる場合についての一階述語論理式Ψに基づくエネルギー解析を、容易に実施することが可能となる。＜第７の実施形態＞
上記第６の実施形態においては、評価軸に加えて、各機器の稼動停止状態を解析条件として設定している。これに対し、本実施形態においては、評価軸に加えて、所定の変数及びこれに代入すべき具体的な数値を解析条件として設定する。
【0223】
以下に、本実施形態に係るエネルギー解析装置１００について、上記第５の実施形態と異なる点を中心に説明する。エネルギー解析装置１００の構成及び解析対象のプラントの構成が第５の実施形態と同様であり、それぞれ図２１及び図２２に示すとおりである。【0224】
図４２は、本実施形態における解析条件情報を例示する図である。【0225】
図４２に示すように、本実施形態においては、解析条件情報として、機器情報や接続情報に含まれる変数のうちの所定の変数に対し、具体的な値が指定される。図４２においても、記載を省略しているが、解析条件情報には、評価軸をも含む。【0227】
条件３では、機器情報として設定されている変数のうち、所定の変数及びその値が具体的に指定される。図４３では、変数supply3＿ｙ１に値「８」が指定されている。したがって、条件３を用いての解析は、特定の機器、設例では図２２の機器ｓｕｐｐｌｙ３の蒸気発生量を８［ｔ／ｈ］に固定した場合におけるプラントの状態を解析することに相当する。【0228】
以下の説明においては、解析条件情報において値が指定されている変数を、「代入変数」という。図４３においては、代入変数が１つの場合を例示するが、２以上の代入変数が設定されていてもよい。【0229】
図４４は、図２９の追加条件式生成部４２の動作フローを示す図である。図４４においては、上記第５の実施形態の説明で参照した図２９のステップＳ１１２の詳細フローを示す。図４３の「条件３」のように、解析条件として評価軸及び代入変数がその値とともに設定されているときは、一階述語論理式生成部４は、追加条件式生成部４２にて図４４の一連の処理を実行することで、追加の条件式を生成する。【0230】
まず、ステップＳ１５１及びステップＳ１５２については、図３８のステップＳ１３１及びステップＳ１３２とそれぞれ同様である。追加条件式生成部４２は、インデックスｉを初期化し、インデックスｉの値が記憶装置３に登録されている解析条件の数を超えているか否かを判定する。インデックスｉの値が解析条件の数以下である場合は、ステップＳ１５３へと移行させる。【0231】
ステップＳ１５３で、追加条件式生成部４２は、追加の条件式Φｃ，ｉを「Ｔｒｕｅ（真）」とする。「条件式Φｃ，ｉ」とは、解析条件ｉに応じて生成されて、一階述語論理式Ψ＿ｉに追加される条件式をいう。条件式Φｃ，ｉは、限定記号の付与に関する情報Ｑｉ、各機器ｊについての条件式Ｍｉ，ｊ及び接続系統に関する条件式に加えて一階述語論理式Ψ＿ｉに追加される。【0232】
ステップＳ１５４で、追加条件式生成部４２は、解析条件ｉにおいて代入変数に指定されている変数の集合ｖａｒＤｉを生成する。そして、ステップＳ１５５で、インデックスｊを初期化して、１を設定すると、ステップＳ１５６へと処理を移行させる。本実施形態においては、インデックスｊは、解析条件ｉにおいて設定されている代入変数を識別するために用いる。（代入変数の数）＝（集合ｖａｒＤｉに含まれる変数の数）である。【0233】
ステップＳ１５６で、追加条件式生成部４２は、インデックスｊが集合ｖａｒＤｉに含まれる変数の数を超えているか否かを判定する。インデックスｊの値が集合ｖａｒＤｉに含まれる変数の数以下である場合は、処理をステップＳ１５８へと移行させる。【0234】
ステップＳ１５８では、追加条件式生成部４２は、集合ｖａｒＤｉに含まれる変数のうち、ｊ番目の変数ａｊと対応する値ｖｊについて、値ｖｊを変数ａｊに代入することを示す論理式「aj=vj」を生成する。そして、ステップＳ１５９で、追加条件式生成部４２は、ステップＳ１５８で生成した論理式「aj=vj」を上記の追加の条件式Φｃ，ｉに論理積で追加する。Φc,i:=Φc,I And(aj=vj)
ステップＳ１６０で、追加条件式生成部４２は、インデックスｊに１を加算し、ステップＳ１５６に戻る。以降は、上記と同様の処理を繰り返し、代入変数ａｊに値ｖｊを代入する論理式aj=ｖｊを追加の条件式Φｃ，ｉに論理積で追加していく。追加の条件式Φｃ，ｉに全ての代入変数について値を代入する論理式を追加すると、すなわちインデックスｊの値が集合ｖａｒＤｉに含まれる変数の数を超えると、ステップＳ１５６からステップＳ１５７へと処理を移行させる。
【0235】
ステップＳ１５７では、追加条件式生成部４２は、インデックスｉに１を加算し、ステップＳ１５２の判定に戻る。こうして、全ての解析条件ｉについて追加の条件式Φｃ，ｉを生成する処理が完了すると（インデックスｉの値が記憶装置３に登録されている解析条件の数を超えると）、処理を終了する。【0236】
図４５は、一階述語論理式生成部４が上記の一連の処理を実行することにより生成した一階述語論理式Ψ＿３を示す図である。【0237】
図４５に示す一階述語論理式Ψ＿３のうち、（１８）の式が、図４４の追加条件式生成部４２が生成・追加した条件式Φｃ，３である。ここでは、代入変数の数は１であり、変数supply3_y1に値「８」を代入することを表す論理式「supply3_y1=8」が論理積（Ａｎｄ）で結合されている。【0238】
本実施形態においても、上記の第６の実施形態と同様に、（１４）の限定記号の付与に関する情報Ｑ３、（１５）〜（１６）の各機器に関する条件式Ｍ３，ｊ、及び（１７）の接続系統に関する条件式については、第５の実施形態と同様の方法により生成している。図４５においては、紙面の都合上、各機器に関する条件式Ｍ３，ｊについては一部の機器についての式のみを示す点についても、図３３や図３９と同様である。【0239】
図４６は、図４５の一階述語論理式Ψ＿３に対して公知の限定記号消去アルゴリズムを適用し、得られる論理式Φ＿３を示す図である。図４６に示す論理式Φ＿３についても、図３４の論理式Φ＿１や図４０の論理式Φ＿２と同様に、２つの変数demand1_x１及びenergy1_x1が満たすべき論理式を表している。【0241】
図４７に例示する画像中のグラフにおいても、図３５や図４１のグラフと同様に、横軸（ｘ軸）に変数demand1_x1、縦軸（ｙ軸）に変数energy1_x1をとる。図４７においては、論理式Φ＿３が満たす領域をグラフで表示している。【0242】
なお、上記においては、解析条件情報には評価軸と代入変数及びその値が含まれる場合について説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、更に、第６の実施形態で説明した各機器の稼動状態を表す情報を含むこととしてもよい。【0243】
以上説明したように、本実施形態に係るエネルギー解析装置１００によれば、第５及び第６の実施形態のそれと同様の効果を得ることができる。また、本実施形態に係るエネルギー解析装置１００は、解析条件として、評価軸に加えて、所定の変数及びこれに代入すべき値を含む。これにより、プラントを構成する所定の機器の出力や入力が固定値をとる場合等についての一階述語論理式Ψに基づくエネルギー解析を、容易に実施することが可能となる。＜第８の実施形態＞
上記の第５〜第７の実施形態においては、図２１の可視化部６は、記憶装置３に登録されている解析条件情報の中から所定の解析条件情報に対応するグラフを生成している。これに対し、本実施形態においては、複数の解析条件情報のそれぞれに対応するグラフを生成する。
【0244】
図４８は、本実施形態に係るエネルギー解析装置１００の可視化部６による可視化処理の概念を説明する図である。【0245】
本実施形態によれば、ユーザ等により２つの解析条件が指定されると、上記の第５〜第７の実施形態において説明した方法により、それぞれの解析条件に対応する論理式Φを求める。そして、各論理式Φが満たす領域を表したグラフを、１つの画像中に同時に表示させる。図４８においては、２つの解析条件１、２が指定された場合に、それぞれ対応する領域Ｒ１、Ｒ２を描画した画像を模式的に示す。【0247】
図４９に示す３つのグラフが示すように、図３１で設定した解析条件１に対応する範囲が最も広い。特定の機器について稼動あるいは停止として指定した解析条件２と、特定の機器の出力を固定値として指定した解析条件３とは、解析条件１よりも狭い範囲となっている。【0248】
このように、本実施形態によれば、例えば、上記の第５〜第７の実施形態の説明で用いた異なる解析条件ｉ（図４９の例ではｉ＝１，２，３）に対応するグラフを、同時に１つの画像中に表示させることができる。ユーザは、同一の系統からなるプラント（実施例では図２２のプラント構成）に対して異なる解析条件を指定して、解析条件間での比較検討を視覚的に行うことができるようになる。例えば、プラントの運用条件の検討や設備の検討等の様々な検討に活用することが可能となる。【0249】
更には、図４９においては、１つの画像に３つのグラフのそれぞれが満たす領域を同時に表示させる場合を例示しているが、これに限定されるものではない。例えば、ユーザの指示等に応じて、解析条件ごとの表示へと切り替え可能な構成とすることもできる。この場合は、モニタ等の表示手段に表示させる画像を、図４９の画像から、図３１、図３７及び図４３の各解析条件に対応する各画像へと切り替えることとなる。切り替え後の画像は、同時に３つの画像を表示させることとしてもよいし、ユーザの指示等に応じて１つずつ表示する画像を切り替えることとしてもよい。３つのグラフを同時に１つの画像に表示させる形態と、それぞれを異なる画像に表示させる形態とを切り替え可能な構成とすることで、例えば、複数の解析条件でグラフ上に重複する領域があり、その重複する領域についてユーザが更に詳しく検討したい場合等に効果を奏する。＜第９の実施形態＞
上記の第５〜第８の実施形態においては、記憶装置３に予め登録されている解析条件に基づいて一階述語論理式Ψを生成し、これに限定記号消去アルゴリズムを適用して、論理式Φを得てこれを可視化している。これに対し、本実施形態においては、実際のプラントの運用状況に応じた解析条件を設定し、これを用いて一階述語論理式の再計算、限定記号の消去及びこれから得られる論理式の可視化を行う。
【0250】
図５０は、本実施形態に係るエネルギー解析方法について説明する図である。【0251】
図５０に示すように、本実施形態に係るエネルギー解析装置１００は、プラント運用情報記憶装置１３０及び情報収集装置５０と接続されている。情報収集装置５０は、ネットワーク６０を介して実際のプラントと接続されている。但し、実際のプラントを構成する機器（機器＃１Ａ，＃１Ｂ，…，＃ＮＡ，＃ＮＢ）は、それぞれ計測装置＃１,…＃Ｎを介してネットワーク６０と接続される。【0252】
計測装置＃１,…＃Ｎは、プラントを構成する機器の稼動状態や、機器の入力値や出力値等の情報を各機器から取得する。上記稼動状態とは、稼動中、停止中、あるいは稼動と停止で切り替えを行っている、のうちのいずれであるかを示す。情報収集装置５０は、ネットワーク６０を介して、計測装置＃１,…＃Ｎが取得した情報を収集して、収集した機器の稼動状態や機器の入出力値等を、プラント運用情報記憶装置１３０に記憶させる。プラント運用情報記憶装置１３０に記憶させた情報は、エネルギー解析装置１００に入力される。【0253】
図５０に示すエネルギー解析装置１００は、図２１に示す構成に加えて、解析条件自動入力部を更に有している。図５０においては、簡単のため、解析条件自動入力部以外の構成については記載を省略している。【0254】
解析条件自動入力部は、所定のトリガーを認識すると、プラント運用情報記憶装置１３０から入力された情報に基づき、解析条件情報を設定する。これにより、実際のプラントの運用状況に応じた解析条件での解析が可能となる。なお、所定のトリガーとは、例えば、ユーザによる所定の操作や、所定の時間や時刻、また、所定の外部からの信号等が挙げられる。【0255】
第５の実施形態の説明で述べたように、エネルギー解析装置１００は、予め記憶装置３に解析条件情報を登録しておき、登録されている解析条件情報に基づき、一階述語論理式Ψを生成する。そして、生成した一階述語論理式Ψに対し限定記号消去アルゴリズムを適用して論理式Φを得て、これについて可視化を行っている。【0256】
本実施形態に係るエネルギー解析装置１００は、更に解析条件自動入力部にて新たに解析条件が設定されると、これに基づき一階述語論理式Ψの再計算を行い、論理式Ψから限定記号を消去して論理式Φを得て、これを可視化する。具体的には、図２９及び図３２の動作フローを実行する。解析条件自動入力部が新たに設定した解析条件情報に、機器の稼動停止状態や代入変数及びその値が設定されている場合は、更に、図３８及び／または図４４の動作フローについても実行する。【0257】
このように、実際のプラントの運用状況に応じて設定した解析条件について一階述語論理式の再計算及び限定記号消去の再計算を行って可視化を行う構成とすることで、実際のプラントの運用状況に応じた適切な解析が可能となる。＜第１０の実施形態＞
上記の実施形態では、図２２のプラント構成を記載した図等を参照しながら、ユーザが機器情報、接続情報及び解析条件情報を入力していくことになる。これに対し、本実施形態においては、記憶装置３に登録されたプラント構成を表した図等をモニタ等の表示手段に表示するプラント構成表示部を更に有する。ユーザは、プラント構成表示部により表示される画面中の図等を参照して、視覚的にプラント構成を把握しながら機器情報、接続情報及び解析条件情報を入力できる。
【0258】
以下に、本実施形態に係るエネルギー解析装置１００においては機器情報、接続情報及び解析条件情報の入力をどのように受け付けるかについて、詳しく説明する。なお、本実施形態に係るエネルギー解析装置１００の構成及び解析対象のプラント構成については、上記の第５〜第９の実施形態と同様であり、図２１及び図２２に示すとおりである。【0259】
図５１は、本実施形態に係るエネルギー解析装置１００において、プラント構成表示部によりモニタ等に表示される画面ＳＣ１を例示する図である。図５１に示す画面ＳＣ１は、図１９の画面ＳＣ１と同様である。但し、図１９の画面ＳＣ１では、限定記号情報入力部２にて限定記号情報の入力を受け付けているのに対し、図５１の画面ＳＣ１では、解析条件入力部２´にて解析条件情報の入力を受け付ける点で異なる。【0260】
ユーザは、マウス等のポインティングデバイス等を操作して、図５１の画面ＳＣ１上の機器情報２２を追加したい位置、すなわち機器情報１１の機器と接続され、且つ機器情報２１の機器とは同一の階層上の位置に、機器情報２１と同様の設備を表すアイコン等をドラッグ等の操作により配置させる。そして、ユーザによって例えばポインティングデバイスを右クリックする等の操作が実行されたことを認識すると、プラント情報入力部１は、画面上にメニューＭを表示させ、「機器情報２２」を変更、追加または削除のいずれを行うかをユーザに選択させる。ここでは、ユーザにより「追加」メニューが選択されたとする。追加メニューが選択されたことを認識すると、プラント情報入力部２は、新たに「機器情報２２」を記憶装置３に追加する。【0261】
同様に、ユーザが、画面ＳＣ１上のある機器情報の位置にポインタＰを移動させて、右クリック等により表示させたメニューＭの中から「削除」メニューが選択されたことを認識すると、プラント情報入力部１は、当該機器情報を記憶装置３から削除する。【0262】
なお、ユーザが画面ＳＣ１上のある機器情報の位置にポインタＰを移動させて、表示させたメニューＭの中から「変更」メニューが選択されたことを認識すると、プラント情報入力部１は、例えば図２４に例示する画面を表示させる。表示された図２４等の画面を通じて、ユーザが機器名、入力変数や出力変数等の接続変数や状態変数の数、条件式数を変更した場合には、プラント情報入力部１は、変更後の情報を記憶装置３に格納する。【0263】
上記のとおり、解析条件情報には、評価軸及びその軸に表示させる変数を設定し、更には、稼動停止状態や、代入変数及びその値を設定することもある。ユーザは、画面ＳＣ１を通じて、機器情報として登録した変数や稼動停止状態を参照しながら、解析条件情報の設定を行うことができる。【0264】
このように、本実施形態に係るエネルギー解析装置１００によれば、プラント構成を表した図がモニタ等の表示手段の画面上に表示される。ユーザは、プラントの構成を視覚的に把握しながら機器情報、接続情報及び解析条件情報の入力ができる。これにより、入力ミスを効果的に防ぎ、ユーザは、上記のエネルギー解析処理を、より容易にかつ簡便に利用することができるようになる。【0265】
なお、本実施形態に係るエネルギー解析装置１００においても、例えば第１〜第４の実施形態のように、機器情報に含まれる変数ごとに、付与すべき限定記号の種別を対応付けた「限定記号情報」を入力可能な構成としてもよい。【0266】
第５の実施形態の説明で述べたように、エネルギー解析装置１００の限定記号情報生成部４１は、解析条件ｉにおいては評価軸にいずれの変数が設定されているかに基づいて、限定記号の付与に関する情報Ｑｉを生成している。しかし、限定記号の付与に関する情報Ｑｉの生成方法は、第５の実施形態で説明した方法に限定されるものではない。すなわち、機器情報として登録されている変数の中からいずれの変数を評価軸として設定するかについては、例えば図７や図１６に示す画面を通じて入力された情報に基づき判断することもできる。具体的には、エネルギー解析装置１００の解析条件入力部２´は、第１〜第４の実施形態で説明した「限定記号情報」の入力を受け付ける。そして、限定記号情報生成部４１は、記憶装置３に登録されている「限定記号情報」を参照して、評価軸に設定されている変数（図３２のステップＳ１２４における集合ｖａｒＢｉに含まれる変数）及び存在記号（∃）を付与すべき変数（図３２のステップＳ１２６における集合ｖａｒＣｉに含まれる変数）を判断する。【0267】
このように、第１〜第４の実施形態で説明した方法により入力された限定記号情報を参照することによっても、第５〜第９に係る実施形態と同様に、限定記号の付与に関する情報Ｑｉを生成することができる。したがって、上記の第１〜第４の実施形態を本実施形態や第５〜第９の実施形態に組み込んだ構成をとる場合であっても、第５〜第９の実施形態と同様の解析を行うことが可能となり、同様の効果を得ることができる。【0268】
ところで、図１及び図２１のエネルギー解析装置１００は、例えば、図５２に示すような情報処理装置（コンピュータ）を用いて構成することができる。図５２の情報処理装置は、ＣＰＵ（中央処理装置）１００１、メモリ１００２、入力装置１００３、出力装置１００４、外部記憶装置１００５、媒体駆動装置１００６、ネットワーク接続装置１００７を備え、それらはバス１００８により互いに接続されている。【0269】
メモリ１００２は、例えば、ＲＯＭ（read only memory）、ＲＡＭ（random access memory）等を含み、処理に用いられるプログラム及びデータを格納する。ＣＰＵ１００１は、メモリ１００２を利用してプログラムを実行することにより、必要な処理を行う。【0270】
図１及び図２１の記憶装置３は、メモリ１００２に対応する。また、図１及び図２１のプラント情報入力部１、限定記号情報入力部２、一階述語論理式生成部４、限定記号消去部５、解析条件入力部２´及び可視化部６は、メモリ１００２に格納されたプログラムを実行することにより実現される機能に対応する。【0271】
入力装置１００３は、例えば、キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネル等であり、ユーザからの指示や情報の入力に用いられる。出力装置１００４は、例えば、ディスプレイ、プリンタ、スピーカ等であり、処理結果等の出力に用いられる。【0272】
外部記憶装置１００５は、例えば、磁気ディスク装置、光ディスク装置、光磁気ディスク装置、テープ装置等である。情報処理装置は、この外部記憶装置１００５に、上記プログラム及びデータを格納しておき、必要に応じて、それらをメモリ１００２にロードして使用する。【0273】
媒体駆動装置１００６は、可搬記録媒体１００９を駆動し、その記録内容にアクセスする。可搬記録媒体１００９は、メモリカード、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（compact disk read only memory ）、光ディスク、光磁気ディスク等の任意のコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。ユーザは、この可搬記録媒体１００９に上記プログラム及びデータを格納しておき、必要に応じて、それらをメモリ１００２にロードして使用する。【0274】
ネットワーク接続装置１００７は、ＬＡＮ（local area network）、インターネット等の任意の通信ネットワークに接続され、通信に伴うデータ変換を行う。情報処理装置は、必要に応じて、上記プログラム及びデータを外部の装置からネットワーク接続装置１００７を介して受け取り、それらをメモリ１００２にロードして使用する。【0275】
図５３は、図５２の情報処理装置にプログラム及びデータを供給することのできるコンピュータ読み取り可能な記録媒体を示している。可搬記録媒体１００９やサーバ１１０１のデータベース１１０３に格納されたプログラム及びデータは、情報処理装置１１０２のメモリ１００２にロードされる。サーバ１１０１は、そのプログラム及びデータを搬送する搬送信号を生成し、ネットワーク上の任意の伝送媒体を介して情報処理装置１１０２に送信する。ＣＰＵ１００１は、そのデータを用いてそのプログラムを実行し、必要な処理を行う。【0276】
本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではく、実施段階でのその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素を適宜組み合わせても良い。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。このような、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは言うまでもない。【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】
【図49】
【図50】
【図51】
【図52】
【図53】