特許 6558459 水処理設備の管理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6558459

(24)【登録日】2019年7月26日

(45)【発行日】2019年8月14日

(54)【発明の名称】水処理設備の管理装置

(51)【国際特許分類】

   G06Q 10/00 20120101AFI20190805BHJP

   G06Q 50/06 20120101ALI20190805BHJP

【ＦＩ】

   G06Q10/00 300

   G06Q50/06

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2018-44342(P2018-44342)

(22)【出願日】2018年3月12日

【審査請求日】2019年2月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001063

【氏名又は名称】栗田工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086911

【弁理士】

【氏名又は名称】重野 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100144967

【弁理士】

【氏名又は名称】重野 隆之

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 寿和

【審査官】 塩田 徳彦

(56)【参考文献】

【文献】 特許第５０３５４９３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００８−２６９４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１１０４９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１７８８４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１９７９５９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｑ １０／００ − ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水処理設備の貸し出し可否を示すステータス情報を含む在庫情報と、前記水処理設備の前回の貸し出し先での水量・水質情報を含む使用履歴データとを格納する記憶部と、
前記在庫情報を参照し、要求される水処理仕様及び所定の絞り込み条件を満たす水処理設備を貸し出し候補として抽出する抽出部と、
前記貸し出し候補について、前回の貸し出し先での管理項目に関する数値と、新たな貸し出し先での管理項目に関する数値との類似度を算出する類似度算出部と、
抽出された貸し出し候補を前記類似度と共に提示し、水処理設備の貸し出し予約を受け付ける貸出設備決定部と、
貸し出し予約された水処理設備のステータス情報を更新する在庫情報更新部と、
を備え、
前記管理項目は、水処理設備の管理項目及び水の管理項目から選定された複数の項目であって、該管理項目は該項目として少なくとも水量又は水質を含む
水処理設備の管理装置。

【請求項2】

前記類似度の高い順に貸し出し候補を提示することを特徴とする請求項１に記載の水処理設備の管理装置。

【請求項3】

貸し出し中の水処理設備から通知された運転状況に基づいて、この水処理設備に使用されている水処理ユニットのメンテナンス時期を予測すると共に、メンテナンスに必要な部材の在庫状況を判断する予測部をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の水処理設備の管理装置。

【請求項4】

前記ステータス情報は、予約可、予約済、修理中、及び貸出中を含み、
前記抽出部は、ステータスが予約可又は予約済の水処理設備、ステータスが修理中であり貸出予定日までに修理が完了する水処理設備、及びステータスが貸出中であり貸出予定日までに返却される水処理設備を抽出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の水処理設備の管理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水処理設備の管理装置に関し、詳しくは一時的に貸し出す水処理設備の在庫管理や貸し出し予約を行う管理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体等の製造工場においては、製品の洗浄に、塩分等の不純物を除去した処理水（純水）が大量に使用される。一時的な製品生産規模の拡大に伴い、より大量の処理水が必要とされることがある。この課題を経済的に解決すべく、一時的に水処理設備を貸し出し、かつ水処理設備を構成する複数種のユニットの在庫を管理することで、同時に数多くの工場に効率良く水処理設備と水処理設備を構成する複数種のユニットの交換品とを提供する水処理設備提供システムが提案されている（例えば特許文献１参照）。

【0003】

特許文献２には、リユース分離膜の流量、差圧、又はフラックスの運転データに基づいて、リユース分離膜を洗浄又は交換する時期を予測する方法が提案されている。また、リユース分離膜の識別情報と、リユース分離膜を使用していた水の含有成分や洗浄後の性能検査情報とを対応付け、リユース分離膜を効率的に在庫管理し、交換品を選定する管理装置が知られている（例えば特許文献３，４参照）。

【0004】

貸し出した水処理設備は、使用開始前に、自動弁の開度変化率調整や警報設定点の調整など様々な設定を行う必要がある。在庫の水処理設備の制御の設定は、通常、前回の貸し出し先にあわせた設定のままとなっている。従来、水処理設備の貸し出しに際し、現状の制御の設定がどうなっているかは考慮されていなかった。そのため、貸し出し先で、制御の設定に要する作業量が多くなり、水処理を開始できるまでに時間がかかることがあった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第５０３５４９３号公報

【特許文献2】特許第５４９９８４３号公報

【特許文献3】特許第５４９９８４４号公報

【特許文献4】特許第５５６５０４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、貸し出した水処理設備が水処理を開始するまでに要する時間を短縮できる水処理設備の管理装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明による水処理設備の管理装置は、水処理設備の貸し出し可否を示すステータス情報を含む在庫情報と、前記水処理設備の前回の貸し出し先での水量・水質情報を含む使用履歴データとを格納する記憶部と、前記在庫情報を参照し、要求される水処理仕様及び所定の絞り込み条件を満たす水処理設備を貸し出し候補として抽出する抽出部と、前記貸し出し候補について、前回の貸し出し先での水量・水質情報と、新たな貸し出し先での水量・水質情報との類似度を算出する類似度算出部と、抽出された貸し出し候補を前記類似度と共に提示し、水処理設備の貸し出し予約を受け付ける貸出設備決定部と、貸し出し予約された水処理設備のステータス情報を更新する在庫情報更新部と、を備えるものである。

【0008】

本発明の一態様では、前記類似度の高い順に貸し出し候補を提示する。

【0009】

本発明の一態様では、貸し出し中の水処理設備から通知された運転状況に基づいて、この水処理設備に使用されている水処理ユニットのメンテナンス時期を予測すると共に、メンテナンスに必要な部材の在庫状況を判断する予測部をさらに備える。

【0010】

本発明の一態様では、前記ステータス情報は、予約可、予約済、修理中、及び貸出中を含み、前記抽出部は、ステータスが予約可又は予約済の水処理設備、ステータスが修理中であり貸出予定日までに修理が完了する水処理設備、及びステータスが貸出中であり貸出予定日までに返却される水処理設備を抽出する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、貸し出した水処理設備が水処理を開始するまでに要する時間を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】水処理設備の貸し出し例を示す模式図である。

【図2】本発明の実施形態に係る管理システムのブロック図である。

【図3】管理プログラムを実行することで実現される機能ブロック図である。

【図4】水処理設備の貸し出し予約方法を説明するフローチャートである。

【図5】貸し出し設備の候補絞り込み条件の設定方法を説明するフローチャートである。

【図6】貸し出し設備の候補の詳細を提示する画面の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。

【0014】

本発明の実施形態に係る管理システムは、顧客に貸し出す水処理設備の管理を行うものである。図１に示すように、水処理設備を構築するための水処理ユニットは複数の在庫拠点Ｓに保管されており、顧客の要求に応じて工場Ｆ等へ配送され、水処理設備が構築・設置される。管理センタ内の管理装置１は、在庫拠点Ｓに保管されている水処理設備（水処理ユニット）の在庫や、顧客に貸し出し中の水処理設備を管理している。

【0015】

管理装置１は、水処理設備の貸し出し要求を受け付けると、要求された仕様を満たす水処理設備の在庫があるか否かを判定し、判定結果を提示する。管理装置１は、在庫のある水処理設備の前回の貸し出し先における水量・水質情報と、新たな（今回の）貸し出し先から要求されている水量・水質情報との類似度を算出し、提示する。

【0016】

類似度の高い水処理設備の各種制御項目の現在の設定値は、新たな貸し出し先での設定値と同じ（近似する）ものが多い。そのため、類似度の高い水処理設備を新たな貸し出し先に搬入した後、制御項目の設定に要する作業量が少なくなり、水処理設備を用いて水処理を早期に開始できる。

【0017】

また、管理装置１は、貸し出す水処理設備を構築する複数の水処理ユニットの各々について、次回メンテナンスの時期を予測し、交換品等の在庫状況と共に提示する。これにより、貸し出し後に必要となる交換品等を事前に準備し、メンテナンスをスムーズに行うことができる。

【0018】

水処理設備は、例えば、用水処理設備、排水処理設備（水回収を含む）、水処理設備周辺設備といった種別に大別できる。

【0019】

用水処理設備としては、例えば、超純水製造設備、医療用純水製造設備などの純水製造設備、精製水製造設備、飲用水製造設備、軟水製造設備などの高度用水処理設備、海水淡水化設備、機能水製造設備といった特殊用水処理設備、などが挙げられる。

【0020】

排水処理設備としては、例えば、クロム排水処理設備、シアン処理設備、フッ素処理設備、セレン処理設備、重金属処理設備などの無機排水処理設備、好気性生物処理設備、嫌気性生物処理設備、凝集分離設備などの有機排水処理設備、クーラント排水処理設備、メッキ排水処理設備、雨水処理設備、ヤード排水処理設備などの特定排水処理設備、などが挙げられる。

【0021】

水処理設備周辺設備としては、例えば、ボイラ設備、冷却設備、薬注設備、脱水処理設備などの付帯設備、油回収設備、リン回収設備、フッ素回収設備などの有価物回収設備、などが挙げられる。

【0022】

図２は、管理システムのブロック図である。顧客の工場Ｆ等に設置される水処理設備２は、制御部２０、監視部２１、通信部２２、及び複数の水処理ユニット２３を有する。水処理ユニット２３は、水処理設備に用いられる装置、機器であり、純水製造設備としては、例えば、活性炭フィルタ、逆浸透膜モジュール、電気式脱イオン装置、非再生型イオン交換器、膜式濾過器、脱気膜、水槽、ポンプ、バルブ等である。また、排水処理設備としては、例えば、散気装置、ブロワ、ＤＯ計やｐＨ計などの計器、浸漬膜、スクラバー、脱水機、放散装置、水槽、ポンプ、バルブ等である。各水処理ユニット２３には固有のＩＤ（識別情報）が割り当てられている。

【0023】

監視部２１は、水処理設備２に設けられた各種センサ（図示略）を用いて、処理水量や処理水の水質、電流、電圧、振動、温度、圧力等を検出し、各水処理ユニット２３の運転状況を監視する。制御部２０は、各水処理ユニット２３の運転状況をその識別情報と対応付け、通信部２２により、インターネット等のネットワークを介して管理装置１に定期的に通知する。

【0024】

管理装置１は、管理装置１の動作を統括的に制御する制御部としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）１０を有している。ＣＰＵ１０は、ＯＳ（Operating System）プログラムをベースとし、その上で、ミドルウェアやアプリケーションプログラムなどを実行する。ＣＰＵ１０には、バスを介して、記憶部１１、通信部１２、表示部１３、入力部１４等が接続されている。

【0025】

記憶部１１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ハードディスク装置等を含む。ＲＯＭには、各種のプログラムが格納されており、これらのプログラムに従ってＣＰＵ１０が各種処理を実行することで管理装置１の各機能が実現される。ＲＡＭは、ＣＰＵ１０がプログラムに基づいて処理を実行する際にデータを一時的に格納するワークメモリとして使用される。

【0026】

ハードディスク装置は、保有している水処理設備（水処理ユニット）の在庫情報や、水処理設備の運転状況を示す運転状況データ、水処理設備の使用履歴、メンテナンス履歴を示す使用履歴データ等を格納する。水処理設備の使用履歴には、処理水の種別、水量、水質、原水の種別等を示す水量・水質情報が含まれる。

【0027】

なお、処理水の種別とは、処理水の用途であり、食品・飲用、医薬製造、冷却塔補給水、ボイラ補給水、雑用水（一般用水）、半導体製造などが例示される。一方、原水の種別とは用水系では例えば上水、井水、工水、海水、河川水など、排水系・排水回収系では、有機排水、無機排水、電子プロセス排水などが例示される。

【0028】

通信部１２は、インターネット等を介して、水処理設備２の通信部２２と通信を行う。

【0029】

表示部１３は、例えば液晶ディスプレイであり、各種画面を表示する。入力部１４は、管理者から各種の操作を受け付けるものであり、キーボードやマウス等である。

【0030】

ＣＰＵ１０が記憶部１１に格納されている管理プログラムを実行することで、図３に示すように、貸出候補抽出部１５、類似度算出部１６、貸出設備決定部１７、在庫情報更新部１８、及び処方時期予測部１９が実現され、水処理設備の在庫管理、貸し出し予約、メンテナンス予測等を行うことができる。

【0031】

なお、図示しないが、顧客工場内や在庫拠点などに据置した端末又はモバイル端末といった外部端末からインターネット等を介して管理装置１にアクセスすることにより、各種操作を行うこともできる。

【0032】

次に、図４に示すフローチャートを用いて水処理設備の予約方法を説明する。

【0033】

まず、ユーザは、入力部１４を用いて、顧客が要求する水処理仕様を入力する。例えば、処理水の種別、水量、水質、原水の種別等の水量・水質情報が入力される（ステップＳ１）。

【0034】

ユーザは、水処理設備を貸し出す予定日を入力する（ステップＳ２）。さらに、ユーザは、水処理設備を検索する際の絞り込み条件を設定する（ステップＳ３）。絞り込み条件の設定方法を、図５に示すフローチャートを用いて詳細に説明する。まず、ユーザは、抽出対象とする水処理設備のステータスを選択する（ステップＳ３１）。ステータスは、「貸出可」「貸出不可」からなり、「貸出可」は「予約可」「予約済」にさらに分類され、「貸出不可」は「修理中」「貸出中」に分類される。保有する全ての水処理設備の現在のステータスが、記憶部１１内の在庫情報に記録されている。

【0035】

「予約可」は、現在、在庫拠点Ｓに保管されており、すぐに貸し出すことができる状態にあることを意味する。「予約済」は、現在、在庫拠点Ｓに保管されているが、既に予約されていることを意味する。この「予約済」は、先に予約したユーザと交渉し、他の水処理設備へ替えてもらうことが可能なため、「貸出可」に含まれる。

【0036】

「修理中」は、現在、構成する水処理ユニット等を修理していて使用できない状態にあることを意味する。「貸出中」は、現在貸し出されており、在庫拠点Ｓに無いことを意味する。

【0037】

ステータスが「貸出不可」となっている水処理設備を抽出対象とし（ステップＳ３２＿Ｙｅｓ）、さらに、ステップＳ２で入力した貸出予定日よりも後に貸し出し可能になる水処理設備を抽出対象とする場合（ステップＳ３３＿Ｙｅｓ）、貸出予定日から貸し出し可能になるまでの期間を入力する（ステップＳ３４）。

【0038】

貸出予定日よりも後に貸し出し可能になる水処理設備とは、例えば、貸出予定日よりも後に返却される水処理設備や、貸出予定日よりも後に修理が完了する水処理設備である。貸出予定日からの期間を「１ヶ月」と入力した場合、貸出予定日から１ヶ月以内に返却又は修理が完了する水処理設備が抽出対象に含まれる。

【0039】

このようにして絞り込み条件を設定した後、貸出候補抽出部１５が、貸し出しする水処理設備の候補を抽出する（図４、ステップＳ４）。貸出候補抽出部１５は、ステップＳ１で入力された仕様を満たし、かつ、設定された絞り込み条件を満たす水処理設備を貸し出し候補として抽出する。

【0040】

例えば、貸出候補抽出部１５は、在庫拠点Ｓに保管されている水処理設備、及び貸し出し予定日よりも前に返却される現在貸し出し中の水処理設備の中から、ステップＳ１で入力された顧客からの要求を満たす水処理設備を抽出する。

【0041】

類似度算出部１６は、抽出した貸し出し候補の各々について、前回の貸し出し先での水量・水質情報（貸し出し中の場合は現在の貸し出し先での水量・水質情報）と、ステップＳ１で入力された今回の（新たな）貸し出し先における水量・水質情報との類似度を、所定の計算式を用いて算出する（ステップＳ５）。

【0042】

類似度の算出については、２つの集合の要素がどの程度似ているか（一致度）を数量化した類似性の指標の算出方法として一般に知られた手法を用いることができ、例えば、コサイン類似度、ジャッカード係数、ダイス係数、シンプソン係数などを用いることができる。ここでは、重み付き特性ベクトルを用いたコサイン類似度を例に挙げて説明する。

【0043】

まず、水処理設備の管理項目（電流、電圧、振動、温度、圧力など）や、水の管理項目（水量、水温、物質濃度、ＯＲＰ、ｐＨなど）から、類似度の算出に使用するｎ個の項目を選定する。

【0044】

直前の貸出先ｂの各項目ｘ_ｂ１〜ｘ_ｂｎ、次回の貸出先ａの各項目ｘ_ａ１〜ｘ_ａｎの数値を入力し、以下のように、それぞれの特徴ベクトルｘ_ｂ、ｘ_ａを算出する。入力する数値は、そのものの数値（生データ）でもよいし、当該数値から基準値を引いた値でもよい。

【0045】

【数1】

【0046】

選定した各項目について、対応する重みｋ_１〜ｋ_ｎの数値を入力し、以下のような重みベクトルｋを算出する。

【0047】

【数2】

【0048】

以下のように、水処理設備全体の観点について類似度を算出する。

【0049】

【数3】

【0050】

続いて、管理項目毎に類似度を算出する。

【0051】

水処理設備の貸し出し候補のリストが、算出された類似度と共に、表示部１３に表示される。リストでは、水処理設備全体の観点の類似度が高い（総合的に類似性の高い）順に候補を表示してもよい。また、設定項目毎の類似度を併記し、設定項目の数値をそのまま使用、または変更する際の目安としてもよい。ユーザがリストから候補を選択すると、選択された水処理設備の詳細情報を示す画面が表示部１３に表示される。

【0052】

図６に示すように、詳細情報画面には、ステータス、所在地、使用期間、構成する水処理ユニットの情報等が表示される。所在地は、この水処理設備が現在どこにあるかを示すものであり、在庫拠点Ｓや貸し出し先の位置が表示される。履歴ボタン６１を押すと、過去の使用履歴が表示される。

【0053】

構成ユニット毎に、使用期間、最終メンテナンス日、次回メンテナンス予定月などが表示される。

【0054】

貸し出す水処理設備を決定して予約ボタン６０を押すと（ステップＳ６）、貸出設備決定部１７が予約を受け付け、この水処理設備の貸し出し先、貸し出し期間の入力画面に切り替える。ユーザは、入力部１４を用いて、貸し出し先や貸し出し期間（顧客の使用期間）を入力する（ステップＳ７）。

【0055】

在庫情報更新部１８は、予約された水処理設備について、ステータスを「予約済」にして、在庫情報を更新する（ステップＳ８）。このようにして、水処理設備の予約が行われる。また、ステップＳ１で入力した水量・水質情報が、この水処理設備に対応付けて使用履歴データに登録される。

【0056】

在庫情報更新部１８は、水処理設備が在庫拠点Ｓから発送されたり、貸出先から返却されたり、修理が完了したりして状況が変化する都度、在庫情報のステータスを更新する。

【0057】

処方時期予測部１９は、記憶部１１内の運転状況データ及び使用履歴データに基づいて、貸し出し中の水処理設備２を構成する水処理ユニット毎に、メンテナンスや部品交換を行う時期を予測する。処方時期予測部１９は、在庫情報を参照し、メンテナンスに必要となる水処理ユニットや部品・部材の在庫状況を検出し、在庫状況とメンテナンス予測時期とを表示部１３に表示する。ユーザは表示された在庫状況をみて、メンテナンスの準備をすることができる。

【0058】

このように、本実施形態によれば、貸し出し候補の水処理設備を、前回の貸し出し先での水量・水質情報と、今回の貸し出し先における水量・水質情報との類似度と共に提示できる。在庫の水処理設備の制御項目の設定は、前回の貸し出し先での設定のままとなっており、類似度が高い場合は、設定を変える必要のない制御項目や、僅かな変更で済む制御項目が多い。

【0059】

例えば、水処理設備全体としての類似度が高いものを抽出した状態で、各管理項目の類似度を確認し、類似度が所定値以上であれば「似ている」と判定する。例えば、水量、水温、Ｃａ、Ｍｇ、シリカ、アルミニウム、鉄、Ｍアルカリ度又はＣＯ_３濃度の重みを高めにして各管理項目の類似度を確認し、類似度が所定値以上である場合、ＲＯ装置に送水する加圧ポンプのインバータ設定（周波数やＰＩＤ設定値）をそのままにする。

【0060】

また、例えば、比抵抗、シリカ濃度、水量、原水の電気伝導率の重みを高めにして各管理項目の類似度を確認し、類似度が所定値以上である場合、ＣＤＩ（脱イオン装置）の電流値をそのままにする。

【0061】

類似度の高い水処理設備を貸し出すことで、貸し出し先での制御項目の設定に要する作業量を抑え、水処理を開始するまでに要する時間を短縮できる。

【0062】

上記実施形態において、管理装置１は、ステップＳ１で入力された仕様を満たす水処理設備の設計を行ってもよい。例えば、管理装置１は、水処理の仕様別に構築された水処理設備の標準モデルを参照し、入力された仕様を満たすために必要な水処理ユニットの種別や数を決定する。貸出候補抽出部１５は、在庫情報を参照し、決定した水処理ユニットの在庫状況や貸し出し可否を表示部１３に表示する。

【0063】

本発明におけるステータス情報として少なくとも予約可、予約済、修理中及び貸出中が例示されるが、他にも必要に応じて、例えば輸出手続中、廃棄中、発送中、在庫確認中など項目を追加してもよい。

【0064】

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階では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、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。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。

【符号の説明】

【0065】

１ 管理装置
２ 水処理設備

【要約】

【課題】貸し出した水処理設備が水処理を開始するまでに要する時間を短縮する。
【解決手段】水処理設備の管理装置は、水処理設備の貸し出し可否を示すステータス情報を含む在庫情報と、前記水処理設備の前回の貸し出し先での水量・水質情報を含む使用履歴データとを格納する記憶部１１と、前記在庫情報を参照し、要求される水処理仕様及び所定の絞り込み条件を満たす水処理設備を貸し出し候補として抽出する抽出部１５と、前記貸し出し候補について、前回の貸し出し先での水量・水質情報と、新たな貸し出し先での水量・水質情報との類似度を算出する類似度算出部１６と、抽出された貸し出し候補を前記類似度と共に提示し、水処理設備の貸し出し予約を受け付ける貸出設備決定部１７と、貸し出し予約された水処理設備のステータス情報を更新する在庫情報更新部１８と、を備える。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】