知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024119355
(43)【公開日】2024-09-03
(54)【発明の名称】生産プロセス制御方法およびシステム
(51)【国際特許分類】
G05B 19/418 20060101AFI20240827BHJP
【ＦＩ】
G05B19/418 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023026193
(22)【出願日】2023-02-22
(71)【出願人】
【識別番号】301078191
【氏名又は名称】株式会社日立ハイテクソリューションズ
(74)【代理人】
【識別番号】110002066
【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】師子鹿 司
(72)【発明者】
【氏名】照井 康
(72)【発明者】
【氏名】橋本 宏明
【テーマコード（参考）】
3C100
【Ｆターム（参考）】
3C100AA22
3C100AA29
3C100AA56
3C100BB05
3C100BB13
3C100BB15
3C100BB33
3C100EE11
(57)【要約】
【課題】生産プロセスの管理・制御をより効率化することで生産コストの低減・抑制などを実現できる技術を提供する。
【解決手段】生産プロセスは、１つ以上のプロセスを有して構成され、材料を投入し、目的生産物を得る生産プロセスである。目的生産物は、主成分である第１物質と、主機能を果たすための微量成分である第２物質とを含み、生産プロセス中で発生する不純物である第３物質を含み得る生産物である。本方法は、コンピュータシステムが、生産プロセス中に設定されたモニタポイントにおけるモニタ値として、プロセスの材料や生産物の投入量、生産量、制御量、またはセンサ値と、第１物質、第２物質、および第３物質の量とを取得するステップと、モニタ値に基づいて、各物質の量を閾値と比較し、満たした条件に応じた物質ごとの生産プロセス制御を決定するステップとを有する。
【選択図】図３
【解決手段】生産プロセスは、１つ以上のプロセスを有して構成され、材料を投入し、目的生産物を得る生産プロセスである。目的生産物は、主成分である第１物質と、主機能を果たすための微量成分である第２物質とを含み、生産プロセス中で発生する不純物である第３物質を含み得る生産物である。本方法は、コンピュータシステムが、生産プロセス中に設定されたモニタポイントにおけるモニタ値として、プロセスの材料や生産物の投入量、生産量、制御量、またはセンサ値と、第１物質、第２物質、および第３物質の量とを取得するステップと、モニタ値に基づいて、各物質の量を閾値と比較し、満たした条件に応じた物質ごとの生産プロセス制御を決定するステップとを有する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
生産プロセスを制御するコンピュータシステムによって実行される生産プロセス制御方法であって、
前記生産プロセスは、１つ以上のプロセスを有して構成され、材料を投入し、中間生産物を生産し、目的生産物を得る生産プロセスであり、
前記目的生産物は、主成分である第１物質と、主機能を果たすための微量成分である第２物質とを含み、前記生産プロセス中で発生する不純物である第３物質を含み得る生産物であり、
前記コンピュータシステムが、前記生産プロセス中に設定されたモニタポイントにおけるモニタ値として、前記プロセスの前記材料や前記中間生産物の投入量、前記プロセスの前記中間生産物や前記目的生産物の生産量、前記プロセスの制御量、または、前記プロセスのセンサ値と、前記第１物質の量、前記第２物質の量、および前記第３物質の量と、を取得するステップと、
前記コンピュータシステムが、前記モニタ値に基づいて、前記第１物質、前記第２物質、前記第３物質の各物質の量を、物質ごとに、閾値と比較して、条件を満たすかを判定し、満たした条件に応じた前記物質ごとの生産プロセス制御を決定するステップと、
前記コンピュータシステムが、前記物質ごとの前記生産プロセス制御を前記生産プロセスで実行させるステップと、
を有する、生産プロセス制御方法。
前記生産プロセスは、１つ以上のプロセスを有して構成され、材料を投入し、中間生産物を生産し、目的生産物を得る生産プロセスであり、
前記目的生産物は、主成分である第１物質と、主機能を果たすための微量成分である第２物質とを含み、前記生産プロセス中で発生する不純物である第３物質を含み得る生産物であり、
前記コンピュータシステムが、前記生産プロセス中に設定されたモニタポイントにおけるモニタ値として、前記プロセスの前記材料や前記中間生産物の投入量、前記プロセスの前記中間生産物や前記目的生産物の生産量、前記プロセスの制御量、または、前記プロセスのセンサ値と、前記第１物質の量、前記第２物質の量、および前記第３物質の量と、を取得するステップと、
前記コンピュータシステムが、前記モニタ値に基づいて、前記第１物質、前記第２物質、前記第３物質の各物質の量を、物質ごとに、閾値と比較して、条件を満たすかを判定し、満たした条件に応じた前記物質ごとの生産プロセス制御を決定するステップと、
前記コンピュータシステムが、前記物質ごとの前記生産プロセス制御を前記生産プロセスで実行させるステップと、
を有する、生産プロセス制御方法。
【請求項2】
請求項１記載の生産プロセス制御方法において、
前記条件の判定のステップは、前記第１物質の量が下限値を下回る場合に、前記第１物質に関する生産プロセス制御を選択するステップであり、
前記第１物質に関する生産プロセス制御は、前記目的生産物での前記第１物質の量が基準を満たすように、前記生産プロセスにおける前記モニタポイントよりも前のプロセスに戻して再度生産実行する制御、または、前記モニタポイントよりも後から対処のためのプロセスに分岐して生産実行する制御、または、次回以降の生産での前記生産プロセスの前記プロセスの制御量を調整する制御である、
生産プロセス制御方法。
前記条件の判定のステップは、前記第１物質の量が下限値を下回る場合に、前記第１物質に関する生産プロセス制御を選択するステップであり、
前記第１物質に関する生産プロセス制御は、前記目的生産物での前記第１物質の量が基準を満たすように、前記生産プロセスにおける前記モニタポイントよりも前のプロセスに戻して再度生産実行する制御、または、前記モニタポイントよりも後から対処のためのプロセスに分岐して生産実行する制御、または、次回以降の生産での前記生産プロセスの前記プロセスの制御量を調整する制御である、
生産プロセス制御方法。
【請求項3】
請求項１記載の生産プロセス制御方法において、
前記条件の判定のステップは、前記第２物質の量が下限値を下回る場合に、前記第２物質に関する生産プロセス制御を選択するステップであり、
前記第２物質に関する生産プロセス制御は、前記目的生産物での前記第２物質の量が基準を満たすように、前記生産プロセスにおける前記モニタポイントよりも前のプロセスに戻して再度生産実行する制御、または、前記モニタポイントよりも後から対処のためのプロセスに分岐して生産実行する制御、または、次回以降の生産での前記生産プロセスの前記プロセスの制御量を調整する制御である、
生産プロセス制御方法。
前記条件の判定のステップは、前記第２物質の量が下限値を下回る場合に、前記第２物質に関する生産プロセス制御を選択するステップであり、
前記第２物質に関する生産プロセス制御は、前記目的生産物での前記第２物質の量が基準を満たすように、前記生産プロセスにおける前記モニタポイントよりも前のプロセスに戻して再度生産実行する制御、または、前記モニタポイントよりも後から対処のためのプロセスに分岐して生産実行する制御、または、次回以降の生産での前記生産プロセスの前記プロセスの制御量を調整する制御である、
生産プロセス制御方法。
【請求項4】
請求項１記載の生産プロセス制御方法において、
前記条件の判定のステップは、前記第３物質の量が上限値を超える場合に、前記第３物質に関する生産プロセス制御を選択するステップであり、
前記第３物質に関する生産プロセス制御は、前記目的生産物での前記第３物質の量が基準を満たすように、前記生産プロセスにおける前記モニタポイントよりも前のプロセスに戻して再度生産実行する制御、または、前記モニタポイントよりも後から対処のためのプロセスに分岐して生産実行する制御、または、次回以降の生産での前記生産プロセスの前記プロセスの制御量を調整する制御である、
生産プロセス制御方法。
前記条件の判定のステップは、前記第３物質の量が上限値を超える場合に、前記第３物質に関する生産プロセス制御を選択するステップであり、
前記第３物質に関する生産プロセス制御は、前記目的生産物での前記第３物質の量が基準を満たすように、前記生産プロセスにおける前記モニタポイントよりも前のプロセスに戻して再度生産実行する制御、または、前記モニタポイントよりも後から対処のためのプロセスに分岐して生産実行する制御、または、次回以降の生産での前記生産プロセスの前記プロセスの制御量を調整する制御である、
生産プロセス制御方法。
【請求項5】
請求項１記載の生産プロセス制御方法において、
前記条件の判定のステップは、前記第１物質の量が上限値を超える場合に、前記第１物質に関する生産プロセス制御を選択するステップであり、
前記第１物質に関する生産プロセス制御は、前記生産プロセスでの前記第１物質に関するコストが低減されるように、前記生産プロセスにおける前記モニタポイントよりも前のプロセスに戻して再度生産実行する制御、または、前記モニタポイントよりも後から対処のためのプロセスに分岐して生産実行する制御、または、次回以降の生産での前記生産プロセスの前記プロセスの制御量を調整する制御である、
生産プロセス制御方法。
前記条件の判定のステップは、前記第１物質の量が上限値を超える場合に、前記第１物質に関する生産プロセス制御を選択するステップであり、
前記第１物質に関する生産プロセス制御は、前記生産プロセスでの前記第１物質に関するコストが低減されるように、前記生産プロセスにおける前記モニタポイントよりも前のプロセスに戻して再度生産実行する制御、または、前記モニタポイントよりも後から対処のためのプロセスに分岐して生産実行する制御、または、次回以降の生産での前記生産プロセスの前記プロセスの制御量を調整する制御である、
生産プロセス制御方法。
【請求項6】
請求項１記載の生産プロセス制御方法において、
前記条件の判定のステップは、前記第２物質の量が上限値を超える場合に、前記第２物質に関する生産プロセス制御を選択するステップであり、
前記第２物質に関する生産プロセス制御は、前記生産プロセスでの前記第２物質に関するコストが低減されるように、前記生産プロセスにおける前記モニタポイントよりも前のプロセスに戻して再度生産実行する制御、または、前記モニタポイントよりも後から対処のためのプロセスに分岐して生産実行する制御、または、次回以降の生産での前記生産プロセスの前記プロセスの制御量を調整する制御である、
生産プロセス制御方法。
前記条件の判定のステップは、前記第２物質の量が上限値を超える場合に、前記第２物質に関する生産プロセス制御を選択するステップであり、
前記第２物質に関する生産プロセス制御は、前記生産プロセスでの前記第２物質に関するコストが低減されるように、前記生産プロセスにおける前記モニタポイントよりも前のプロセスに戻して再度生産実行する制御、または、前記モニタポイントよりも後から対処のためのプロセスに分岐して生産実行する制御、または、次回以降の生産での前記生産プロセスの前記プロセスの制御量を調整する制御である、
生産プロセス制御方法。
【請求項7】
請求項１記載の生産プロセス制御方法において、
前記条件の判定のステップは、前記第３物質の量が下限値を下回る場合に、前記第３物質に関する生産プロセス制御を選択するステップであり、
前記第３物質に関する生産プロセス制御は、前記生産プロセスでの前記第３物質に関するコストが低減されるように、前記生産プロセスにおける前記モニタポイントよりも前のプロセスに戻して再度生産実行する制御、または、前記モニタポイントよりも後から対処のためのプロセスに分岐して生産実行する制御、または、次回以降の生産での前記生産プロセスの前記プロセスの制御量を調整する制御である、
生産プロセス制御方法。
前記条件の判定のステップは、前記第３物質の量が下限値を下回る場合に、前記第３物質に関する生産プロセス制御を選択するステップであり、
前記第３物質に関する生産プロセス制御は、前記生産プロセスでの前記第３物質に関するコストが低減されるように、前記生産プロセスにおける前記モニタポイントよりも前のプロセスに戻して再度生産実行する制御、または、前記モニタポイントよりも後から対処のためのプロセスに分岐して生産実行する制御、または、次回以降の生産での前記生産プロセスの前記プロセスの制御量を調整する制御である、
生産プロセス制御方法。
【請求項8】
請求項２記載の生産プロセス制御方法において、
前記第１物質に関する生産プロセス制御は、前記モニタ値に応じた、前記第１物質の投入量の増加、または、前記第１物質の生成量の増加のための前記制御量の調整である、
生産プロセス制御方法。
前記第１物質に関する生産プロセス制御は、前記モニタ値に応じた、前記第１物質の投入量の増加、または、前記第１物質の生成量の増加のための前記制御量の調整である、
生産プロセス制御方法。
【請求項9】
請求項３記載の生産プロセス制御方法において、
前記第２物質に関する生産プロセス制御は、前記モニタ値に応じた、前記第２物質の投入量の追加、または、前記第２物質の生成量の増加のための前記制御量の調整、または、前記第２物質の濃度の増加のための前記第１物質の量の調整の制御である、
生産プロセス制御方法。
前記第２物質に関する生産プロセス制御は、前記モニタ値に応じた、前記第２物質の投入量の追加、または、前記第２物質の生成量の増加のための前記制御量の調整、または、前記第２物質の濃度の増加のための前記第１物質の量の調整の制御である、
生産プロセス制御方法。
【請求項10】
請求項４記載の生産プロセス制御方法において、
前記第３物質に関する生産プロセス制御は、前記モニタ値に応じた、前記第３物質の除去プロセスに関する、前記第３物質の量の減少のための前記制御量の調整、または薬剤投入量の調整である、
生産プロセス制御方法。
前記第３物質に関する生産プロセス制御は、前記モニタ値に応じた、前記第３物質の除去プロセスに関する、前記第３物質の量の減少のための前記制御量の調整、または薬剤投入量の調整である、
生産プロセス制御方法。
【請求項11】
請求項５記載の生産プロセス制御方法において、
前記第１物質に関する生産プロセス制御は、前記モニタ値に応じた、前記第１物質の投入量の減少、または、前記第１物質の生成量の減少のための前記制御量の調整である、
生産プロセス制御方法。
前記第１物質に関する生産プロセス制御は、前記モニタ値に応じた、前記第１物質の投入量の減少、または、前記第１物質の生成量の減少のための前記制御量の調整である、
生産プロセス制御方法。
【請求項12】
請求項６記載の生産プロセス制御方法において、
前記第２物質に関する生産プロセス制御は、前記モニタ値に応じた、前記第２物質の投入量の減少、または、前記第２物質の生成量の減少のための前記制御量の調整、または、前記第２物質の濃度の減少のための前記第１物質の量の調整の制御である、
生産プロセス制御方法。
前記第２物質に関する生産プロセス制御は、前記モニタ値に応じた、前記第２物質の投入量の減少、または、前記第２物質の生成量の減少のための前記制御量の調整、または、前記第２物質の濃度の減少のための前記第１物質の量の調整の制御である、
生産プロセス制御方法。
【請求項13】
請求項７記載の生産プロセス制御方法において、
前記第３物質に関する生産プロセス制御は、前記モニタ値に応じた、前記第３物質の除去プロセスに関する、コストの低減のための前記制御量の調整、または薬剤投入量の調整である、
生産プロセス制御方法。
前記第３物質に関する生産プロセス制御は、前記モニタ値に応じた、前記第３物質の除去プロセスに関する、コストの低減のための前記制御量の調整、または薬剤投入量の調整である、
生産プロセス制御方法。
【請求項14】
請求項１記載の生産プロセス制御方法において、
前記コンピュータシステムが、ユーザに対し、前記物質ごとに前記条件の前記閾値を表示して設定する画面を提供するステップ、
を有する、生産プロセス制御方法。
前記コンピュータシステムが、ユーザに対し、前記物質ごとに前記条件の前記閾値を表示して設定する画面を提供するステップ、
を有する、生産プロセス制御方法。
【請求項15】
生産プロセスを制御するコンピュータシステムを備える生産プロセス制御システムであって、
前記生産プロセスは、１つ以上のプロセスを有して構成され、材料を投入し、中間生産物を生産し、目的生産物を得る生産プロセスであり、
前記目的生産物は、主成分である第１物質と、主機能を果たすための微量成分である第２物質とを含み、前記生産プロセス中で発生する不純物である第３物質を含み得る生産物であり、
前記コンピュータシステムは、
前記生産プロセス中に設定されたモニタポイントにおけるモニタ値として、前記プロセスの前記材料や前記中間生産物の投入量、前記プロセスの前記中間生産物や前記目的生産物の生産量、前記プロセスの制御量、または、前記プロセスのセンサ値と、前記第１物質の量、前記第２物質の量、および前記第３物質の量と、を取得し、
前記モニタ値に基づいて、前記第１物質、前記第２物質、前記第３物質の各物質の量を、物質ごとに、閾値と比較して、条件を満たすかを判定し、満たした条件に応じた前記物質ごとの生産プロセス制御を決定し、
前記物質ごとの前記生産プロセス制御を前記生産プロセスで実行させる、
生産プロセス制御システム。
前記生産プロセスは、１つ以上のプロセスを有して構成され、材料を投入し、中間生産物を生産し、目的生産物を得る生産プロセスであり、
前記目的生産物は、主成分である第１物質と、主機能を果たすための微量成分である第２物質とを含み、前記生産プロセス中で発生する不純物である第３物質を含み得る生産物であり、
前記コンピュータシステムは、
前記生産プロセス中に設定されたモニタポイントにおけるモニタ値として、前記プロセスの前記材料や前記中間生産物の投入量、前記プロセスの前記中間生産物や前記目的生産物の生産量、前記プロセスの制御量、または、前記プロセスのセンサ値と、前記第１物質の量、前記第２物質の量、および前記第３物質の量と、を取得し、
前記モニタ値に基づいて、前記第１物質、前記第２物質、前記第３物質の各物質の量を、物質ごとに、閾値と比較して、条件を満たすかを判定し、満たした条件に応じた前記物質ごとの生産プロセス制御を決定し、
前記物質ごとの前記生産プロセス制御を前記生産プロセスで実行させる、
生産プロセス制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、生産プロセスを管理・制御する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
生産プロセス（言い換えると、生産フロー、製造プロセス、製造フロー等）の自動化に関する技術が各種検討されている。一般に、工場等における生産プロセスは、生産管理システムを用いて生産が管理されている。生産管理システムは、生産プロセスを構成するそれぞれのプロセス（工程）について、材料などの投入量や、加工装置等の制御量（言い換えると制御パラメータ値）や、生産物の生産量などを、データ・情報として管理している。
【0003】
先行技術例として、特開２０２２－１１７９１０号公報（特許文献１）が挙げられる。特許文献１には、廃食用油を主原料とした界面活性剤の製造装置が記載されている。特許文献１には、主原料となる組成分が不安定な廃食用油に対しアルコール類とアンモニアガスを混合撹拌する際、それらの化学反応状況を検知し添加量、反応時間、反応温度を制御する機能を有する装置、が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２２－１１７９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来、生産者が工場等で製品（言い換えると生産物）を生産して市場に提供する際には、製品に含まれる主成分と、製品の主機能を果たすための微量成分と、不純物との、それぞれの物質の管理を行うことで、安定した品質の維持が求められている。不純物は、製品の機能には寄与しない物質であり、無い方または少ない方が好ましい物質である。
【0006】
工場等における生産プロセスの例では、主成分、微量成分、および不純物の各物質について、最終製品（言い換えると目的生産物）での基準を満たすために、生産プロセスでの材料の投入量などを規定・管理し、最終製品で基準を満たすかどうか確認や検査が行われている。例えば、基準として、微量成分の量または濃度が一定値以上であることや、不純物の量または濃度が一定値以下であること等が求められる。
【0007】
この際に、生産物について、主機能を果たすための微量成分の量／濃度が基準値に対し不足する場合や、不純物の量／濃度が基準値に対し超過する場合には、基準を満たさないので、当該生産物の廃棄などが必要となる。生産プロセスでの生産物の廃棄は、生産コストを増大させる。最悪には、市場からの製品の回収などが必要となる場合もある。
【0008】
生産プロセスでの生産物の廃棄は、生産コストを増大させるので、生産コストを低減・抑制するためには、生産プロセスの自動化における管理・制御をより効率化すること等が求められている。
【0009】
本開示の目的は、上記生産プロセスの自動化の技術に関して、生産プロセスの管理・制御をより効率化することで生産コストの低減・抑制などを実現できる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本開示のうち代表的な実施の形態は以下に示す構成を有する。実施の形態の生産プロセス制御方法は、生産プロセスを制御するコンピュータシステムによって実行される生産プロセス制御方法であって、前記生産プロセスは、１つ以上のプロセスを有して構成され、材料を投入し、中間生産物を生産し、目的生産物を得る生産プロセスであり、前記目的生産物は、主成分である第１物質と、主機能を果たすための微量成分である第２物質とを含み、前記生産プロセス中で発生する不純物である第３物質を含み得る生産物であり、前記コンピュータシステムが、前記生産プロセス中に設定されたモニタポイントにおけるモニタ値として、前記プロセスの前記材料や前記中間生産物の投入量、前記プロセスの前記中間生産物や前記目的生産物の生産量、前記プロセスの制御量、または、前記プロセスのセンサ値と、前記第１物質の量、前記第２物質の量、および前記第３物質の量と、を取得するステップと、前記コンピュータシステムが、前記モニタ値に基づいて、前記第１物質、前記第２物質、前記第３物質の各物質の量を、物質ごとに、閾値と比較して、条件を満たすかを判定し、満たした条件に応じた前記物質ごとの生産プロセス制御を決定するステップと、前記コンピュータシステムが、前記物質ごとの前記生産プロセス制御を前記生産プロセスで実行させるステップと、を有する。
【発明の効果】
【0011】
本開示のうち代表的な実施の形態によれば、上記生産プロセスの自動化の技術に関して、生産プロセスの管理・制御をより効率化することで生産コストの低減・抑制などを実現できる。上記した以外の課題、構成および効果等については、発明を実施するための形態において示される。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】実施の形態１の生産プロセス制御方法およびシステムの全体の構成を示す図。
【図2】実施の形態１の生産プロセス制御システムにおける生産プロセス制御装置のコンピュータシステムとしての構成を示す図。
【図3】実施の形態１の生産プロセス制御方法およびシステムの処理フローを示す図。
【図4】実施の形態１における、生産プロセス中のプロセスの一例を示す図。
【図5】実施の形態１における、モニタポイントおよびセンサの例として生産物が固体の場合の例を示す図。
【図6】実施の形態１における、モニタポイントおよびセンサの例として生産物が流体の場合の例を示す図。
【図7】実施の形態１における、判定条件の例を示す図。
【図8】実施の形態１における、生産プロセス制御の例を示す図。
【図9A】実施の形態１における、モニタ値の例を示す図。
【図9B】実施の形態１における、モニタ値の別の例を示す図。
【図10】比較例の生産プロセスを示す図。
【図11】実施の形態１での対象の生産プロセスの例および生産プロセス制御の例を示す図。
【図12】実施の形態１での生産プロセス制御の例として前プロセスへ戻す制御の例を示す図。
【図13】実施の形態１での生産プロセス制御の例として対処プロセスへ分岐する制御の例を示す図。
【図14】実施の形態１での対象の他の生産プロセスの例を示す図。
【図15】実施の形態１でのＧＵＩ画面の例を示す図。
【図16】実施の形態１の変形例における、判定条件および生産プロセス制御の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照しながら本開示の実施の形態を詳細に説明する。図面において、同一部には原則として同一符号を付し、繰り返しの説明を省略する。図面において、構成要素の表現は、発明の理解を容易にするために、実際の位置、大きさ、形状、範囲等を表していない場合がある。
【0014】
説明上、プログラムによる処理について説明する場合に、プログラムや機能や処理部等を主体として説明する場合があるが、それらについてのハードウェアとしての主体は、プロセッサ、あるいはそのプロセッサ等で構成されるコントローラ、装置、計算機、システム等である。計算機は、プロセッサによって、適宜にメモリや通信インタフェース等の資源を用いながら、メモリ上に読み出されたプログラムに従った処理を実行する。これにより、所定の機能や処理部等が実現される。プロセッサは、例えばＣＰＵ／ＭＰＵやＧＰＵ等の半導体デバイス等で構成される。処理は、ソフトウェアプログラム処理に限らず、専用回路でも実装可能である。専用回路は、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、ＣＰＬＤ等が適用可能である。
【0015】
プログラムは、対象計算機に予めデータとしてインストールされていてもよいし、プログラムソースから対象計算機にデータとして配布されてもよい。プログラムソースは、通信網上のプログラム配布サーバでもよいし、非一過性のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体、例えばメモリカードやディスクでもよい。プログラムは、複数のモジュールから構成されてもよい。コンピュータシステムは、複数台の装置によって構成されてもよい。コンピュータシステムは、クライアント・サーバシステム、クラウドコンピューティングシステム、ＩｏＴシステム等で構成されてもよい。各種のデータや情報は、例えばテーブルやリスト等の構造で構成されるが、これに限定されない。識別情報、識別子、ＩＤ、名前、番号等の表現は互いに置換可能である。
【0016】
［課題等について］
課題等について補足説明する。生産プロセスでの生産物の廃棄などを発生させないためには、対策手段として以下が挙げられる。例えば、目的生産物での微量成分の量や濃度などが基準を満たすように微量成分の量や濃度などを増加させるためには、生産プロセス中の微量成分に関するプロセスでの微量成分などの投入量を増加させるようにプロセスを調整することが挙げられる。また、そのためには、微量成分に関するプロセスおよび装置での温度や圧力や反応時間などの制御量を上昇／下降等で調整することが挙げられる。また、例えば、目的生産物での不純物の量や濃度などが基準を満たすように不純物の量や濃度などを抑制させるためには、生産プロセス中の不純物の発生に関するプロセスでの材料や薬剤の投入量や制御量を調整することが挙げられる。
課題等について補足説明する。生産プロセスでの生産物の廃棄などを発生させないためには、対策手段として以下が挙げられる。例えば、目的生産物での微量成分の量や濃度などが基準を満たすように微量成分の量や濃度などを増加させるためには、生産プロセス中の微量成分に関するプロセスでの微量成分などの投入量を増加させるようにプロセスを調整することが挙げられる。また、そのためには、微量成分に関するプロセスおよび装置での温度や圧力や反応時間などの制御量を上昇／下降等で調整することが挙げられる。また、例えば、目的生産物での不純物の量や濃度などが基準を満たすように不純物の量や濃度などを抑制させるためには、生産プロセス中の不純物の発生に関するプロセスでの材料や薬剤の投入量や制御量を調整することが挙げられる。
【0017】
一方で、主機能を果たすための微量成分や必要な薬剤などの価格高騰や、プロセスのための燃料／エネルギーの費用の増加などが、生産コストの増大につながる。生産コストの増大は、製品の競争力の低下につながる。生産プロセスでの各プロセスの材料投入量や制御量を調整しない場合や調整する場合のいずれでも、生産プロセスの内容によっては、生産プロセスのコストを増大させる。例えば、プロセスで投入／添加する微量成分などの量が多すぎる場合には、基準を満たすものの、材料費が高くなる。また、例えば、不純物を抑制するためにプロセスでの温度や圧力を高くし反応時間を長くした場合でも、基準を満たすものの、プロセスでの燃料／エネルギーの消費が大きくなり、プロセスのコストが増大する。
【0018】
上記のように、生産プロセスでの最終製品（目的生産物）の基準を満たすようにプロセスの調整などをしながら、かつ、生産コストの低減・抑制を図ることが好ましい。生産コストを低減・抑制するためには、生産プロセスの自動化における管理・制御をより効率化すること等が求められる。実施の形態の生産プロセス制御方法等は、上記のような課題を解決するための工夫を有する。
【0019】
［実施の形態の概要］
本実施の形態の生産プロセス制御方法およびシステムでは、課題解決手段として以下を有する。本方法およびシステムは、目的生産物の生産プロセス中で、主成分（例えば物質Ａ）、主機能を果たすための微量成分（例えば物質Ｂ）、および不純物（例えば物質Ｃ）の各物質について、各プロセスに関する各物質の量などのパラメータ値を、センサや計測システム等を用いて、計測・検出・モニタリングを行う。本方法およびシステムは、各物質のモニタ値（言い換えると計測値など）と、生産プロセスの基準等の情報とに基づいて、生産プロセス制御のための条件判定を行い、判定結果に応じて、物質ごとに別々の生産プロセス制御を連動して実行するように、生産プロセスを制御・調整する。これにより、本方法およびシステムは、生産プロセス自動化における効率を向上し、生産物の廃棄を低減することで、生産コストを低減する。
本実施の形態の生産プロセス制御方法およびシステムでは、課題解決手段として以下を有する。本方法およびシステムは、目的生産物の生産プロセス中で、主成分（例えば物質Ａ）、主機能を果たすための微量成分（例えば物質Ｂ）、および不純物（例えば物質Ｃ）の各物質について、各プロセスに関する各物質の量などのパラメータ値を、センサや計測システム等を用いて、計測・検出・モニタリングを行う。本方法およびシステムは、各物質のモニタ値（言い換えると計測値など）と、生産プロセスの基準等の情報とに基づいて、生産プロセス制御のための条件判定を行い、判定結果に応じて、物質ごとに別々の生産プロセス制御を連動して実行するように、生産プロセスを制御・調整する。これにより、本方法およびシステムは、生産プロセス自動化における効率を向上し、生産物の廃棄を低減することで、生産コストを低減する。
【0020】
上記条件判定は、モニタ値における物質の量などを、閾値または閾値範囲と比較して、所定の条件や場合を満たすかどうかの判定が挙げられる。上記別々のプロセス制御とは、主成分（例えば物質Ａ）の生産プロセス制御と、微量成分（例えば物質Ｂ）の生産プロセス制御と、不純物（例えば物質Ｃ）の生産プロセス制御とを有し、これらは関連している。生産プロセス制御は、各プロセスの材料や中間生産物等の投入量の調整や、各プロセスの装置の制御量（例えば温度、圧力、反応時間など）の調整・変更などが挙げられる。また、生産プロセス制御は、モニタポイントから前のプロセスへ戻してそのプロセスから再度生産実行することや、モニタポイントから後に標準的なプロセスではなく別の対処プロセスへ分岐させて生産実行することや、それらに伴う各プロセスの制御量の調整などが挙げられる。プロセスの投入量や制御量の調整は、今回の生産単位に関する調整としてもよいし、次回以降の生産単位に関する調整・変更、言い換えるとレシピの更新としてもよい。
【0021】
本実施の形態での生産プロセス制御は、生産物に関する、主成分（例えば物質Ａ）、微量成分（例えば物質Ｂ）、および不純物（例えば物質Ｃ）という、関連する３種類の物質について、モニタリングによるモニタ値に基づいて、物質ごとの制御として生産プロセス制御を連動して行うものである。物質Ａ，Ｂ，Ｃの制御は、別々の制御の単なる組み合わせではなく、連動して行われる特有の制御である。
【0022】
本実施の形態の生産プロセス制御方法およびシステムは、特徴として以下を含む。本方法およびシステムは、生産プロセスでの生産物に関する、主成分の物質と、主機能を果たすための微量成分の物質と、不純物の物質とのそれぞれの物質の量などを計測・検出・モニタする。本方法およびシステムは、モニタ値に基づいて、それぞれの物質の量が、条件の閾値範囲の外となった場合には、その場合に対応した生産プロセス制御を実行する。本方法およびシステムは、主成分の物質に関する条件を満たした場合には、主成分の物質に関する生産プロセス制御を行い、微量成分の物質に関する条件を満たした場合には、微量成分の物質に関する生産プロセス制御を行い、不純物の物質に関する条件を満たした場合には、不純物の物質に関する生産プロセス制御を行う。それぞれの生産プロセス制御は、モニタ値に応じて、物質ごとの生産プロセス制御として、連動して実行が制御される。物質ごとの生産プロセス制御は、プロセスの投入量や制御量の調整がある。物質ごとの生産プロセス制御は、物質ごとに基準を実現するための制御や、物質ごとにコスト低減を実現するための制御がある。
【0023】
本実施の形態の生産プロセス制御方法およびシステムによる生産プロセス制御の例は少なくとも以下を有する。
１． プロセスの生産量のモニタ値に応じた、プロセスの材料投入量や制御量の調整・変更の制御。
２． 主成分および微量成分の必要濃度／量に関するモニタ値に応じた、プロセスの材料投入量や制御量の調整・変更の制御。
３． 不純物の濃度／量に関するモニタ値に応じた、不純物除去に関するプロセスの材料投入量や制御量の調整・変更の制御。
１． プロセスの生産量のモニタ値に応じた、プロセスの材料投入量や制御量の調整・変更の制御。
２． 主成分および微量成分の必要濃度／量に関するモニタ値に応じた、プロセスの材料投入量や制御量の調整・変更の制御。
３． 不純物の濃度／量に関するモニタ値に応じた、不純物除去に関するプロセスの材料投入量や制御量の調整・変更の制御。
【0024】
特に、本実施の形態の生産プロセス制御方法およびシステムは、主成分に対する微量成分の濃度／量のモニタ値が、条件の閾値範囲外となる場合、例えば下限値を下回る場合には、生産実行のプロセスを前プロセスへ戻して、少なくとも微量成分の添加／生成に関するプロセスを再度実行させて、目的生産物での微量成分の濃度／量が基準を満たすように制御することを含む。また、実施の形態の生産プロセス制御方法およびシステムは、微量成分の濃度／量のモニタ値が、条件の閾値範囲外となる場合、例えば上限値を超える場合には、少なくとも微量成分の添加／生成に関するプロセスの投入量や制御量を調整・変更させて、プロセスのコストを低減させるように制御することを含む。
【0025】
特に、本実施の形態の生産プロセス制御方法およびシステムは、不純物の濃度／量のモニタ値が、条件の閾値範囲外となる場合、例えば上限値を超える場合には、生産実行のプロセスを前プロセスへ戻して、少なくとも不純物除去に関するプロセスを再度実行させて、目的生産物での不純物の濃度／量が基準を満たすように制御することを含む。また、実施の形態の生産プロセス制御方法およびシステムは、不純物の濃度／量のモニタ値が、条件の閾値範囲外となる場合、例えば下限値を下回る場合には、少なくとも不純物除去に関するプロセスの投入量や制御量を調整・変更させて、プロセスのコストを低減させるように制御することを含む。
【0026】
＜実施の形態１＞
図１～図１５を用いて、本開示の実施の形態１の生産プロセス制御方法およびシステムについて説明する。実施の形態１の生産プロセス制御方法は、実施の形態１の生産プロセス制御システム（図１等）において実行される方法であり、図３のような処理フローを有する方法である。実施の形態１の生産プロセス制御システム（図１での生産プロセス制御システム１）は、工場等の生産プロセス２および生産管理システム３に対して設けられるコンピュータシステム（言い換えると生産プロセス制御装置）１０を有して構成されるシステムである。
図１～図１５を用いて、本開示の実施の形態１の生産プロセス制御方法およびシステムについて説明する。実施の形態１の生産プロセス制御方法は、実施の形態１の生産プロセス制御システム（図１等）において実行される方法であり、図３のような処理フローを有する方法である。実施の形態１の生産プロセス制御システム（図１での生産プロセス制御システム１）は、工場等の生産プロセス２および生産管理システム３に対して設けられるコンピュータシステム（言い換えると生産プロセス制御装置）１０を有して構成されるシステムである。
【0027】
［システム構成］
図１は、実施の形態１の生産プロセス制御方法およびシステムの全体の構成を示す。図１でのシステム全体は、生産プロセス制御システム１として示しており、顧客の工場等の生産プロセス２（言い換えると製造フロー）、および生産プロセス２を管理する生産管理システム３と、それらに対し設けられた、事業者によるコンピュータシステム１０である生産プロセス制御装置１０と、ユーザＵ１が使用するユーザ端末５と、を有する。これらの構成要素は、適宜に通信を通じて相互に接続される。実施の形態１の生産プロセス制御システム１は、特に生産プロセス制御装置１０によって構成される。
図１は、実施の形態１の生産プロセス制御方法およびシステムの全体の構成を示す。図１でのシステム全体は、生産プロセス制御システム１として示しており、顧客の工場等の生産プロセス２（言い換えると製造フロー）、および生産プロセス２を管理する生産管理システム３と、それらに対し設けられた、事業者によるコンピュータシステム１０である生産プロセス制御装置１０と、ユーザＵ１が使用するユーザ端末５と、を有する。これらの構成要素は、適宜に通信を通じて相互に接続される。実施の形態１の生産プロセス制御システム１は、特に生産プロセス制御装置１０によって構成される。
【0028】
生産プロセス２は、複数のプロセス（工程）Ｐから構成されている。生産プロセス２の具体例については後述する。それぞれのプロセスＰは、当該プロセスＰでの加工等を行う装置Ｆ（言い換えると設備など）を有している。プロセスＰでは、例えば、材料Ｍが投入され、装置Ｆが材料Ｍに基づいて加工等の処理を行って、中間生産物ＩＰを生成する。また、別のプロセスＰでは、中間生産物ＩＰや中間での材料を投入し、装置Ｆによって加工等の処理を行って、目的生産物ＴＰを生成する。
【0029】
なお、生産プロセス２は、プロセスＰの一種として、検査工程を含んでもよい。検査工程では、生産物に関する検査が行われる。また、生産プロセス２は、基本的に自動化されているが、プロセスＰには、作業者などの人が対応付けて設けられ、一部に作業者による作業が介在してもよい。
【0030】
プロセスＰ間、あるいはプロセスＰ内には、本実施の形態のためのモニタポイントＭＰが設けられる。モニタポイントＭＰは、生産プロセス制御装置１０がプロセスＰおよび生産物等の状態をモニタするためのポイントである。プロセスＰ間あるいはプロセスＰ内には、プロセスＰおよび生産物等の状態を計測・検出・モニタするためのセンサ４や計測システム等が設けられる。
【0031】
顧客の生産管理システム３は、生産プロセス２を管理している。生産管理システム３は、例えば、生産プロセス２の構成や、標準的な各プロセスＰの制御量、材料投入量や生産量などをデータ・情報として規定し管理している。生産管理システム３は、センサ４や計測システム等を用いて、プロセスＰおよび生産物等の状態を計測・検出・モニタしているものであってもよい。また、生産管理システム３は、目的生産物（最終製品）ＴＰに関する基準などの情報も管理している。基準は、例えば、微量成分が一定量／濃度以上であることや、不純物が一定量／濃度以下であること等を規定するものである。生産管理システム３が管理しているデータ・情報を、生産プロセス情報Ｄ３とする。
【0032】
生産プロセス２の各プロセスＰでの制御量（言い換えると制御パラメータ値）は、制御データＤ１として管理される。生産プロセス制御装置１０または生産管理システム３は、各プロセスＰの装置Ｆの制御量を指示や設定する。生産プロセス制御装置１０は、各プロセスＰの装置Ｆの制御量を制御データＤ１としてモニタする。対象となる制御量の制御パラメータは、予め規定されている。
【0033】
また、生産プロセス制御装置１０または生産管理システム３は、各プロセスＰでのセンサ４によるセンサデータＤ２をモニタ値として取得する。各センサ４のパラメータは、予め規定されている。図１では、生産管理システム３を介さずに、生産プロセス制御装置１０が、生産プロセス２との間で制御データＤ１を授受し、生産プロセス２からセンサデータＤ２を取得する形態の場合を図示しているが、これに限定されず、生産管理システム３を介して同様のことを実現する形態でもよい。
【0034】
また、生産プロセス制御装置１０は、生産管理システム３から、生産プロセス情報Ｄ３を適宜に参照・取得する。
【0035】
生産プロセス制御装置１０は、通信網９を介して、ユーザ端末５と通信で接続される。ユーザ端末５は、ユーザＵ１が使用するコンピュータ端末である。ユーザＵ１は、生産プロセス制御装置１０を使用する人である。なお、生産プロセス制御装置１０とユーザ端末５とが一体の形態でもよい。図１では、生産プロセス制御装置１０をサーバ装置とし、ユーザ端末５をクライアント端末として、クライアント・サーバシステムが構成される場合を図示している。
【0036】
生産プロセス制御装置１０は、ハードウェアおよびソフトウェアで構成される機能ブロックとしては、制御部１０１、モニタ部１０２、データ記憶部１０３、および出力部１０４等を有する。制御部１０１は、生産プロセス２の制御処理を行う部分である。モニタ部１０２は、生産プロセス２の各モニタポイントＭＰでの制御量やセンサ値をモニタリングする部分である。データ記憶部１０３は、モニタ値や制御用のデータなどを記憶する部分である。データ記憶部１０３は、生産プロセス制御装置１０の外部の記憶資源を用いて実現されてもよい。出力部１０４は、ユーザＵ１に対して生産プロセス制御などのデータ・情報を出力・提供する部分である。出力部１０４は、例えばユーザ端末５に対し、グラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）を伴う画面を提供する。
【0037】
モニタ部１０２は、制御データ通信部１２１、センサデータ取得部１２２、および生産プロセス情報取得部１２３を含む。制御データ通信部１２１は、制御部１０１からの制御指示の制御データＤ１を生産プロセス２のプロセスＰの装置Ｆに送信する通信や、生産プロセス２のプロセスＰの装置Ｆからの制御量のモニタ値の制御データＤ１を受信する通信などを行う部分である。センサデータ取得部１２２は、生産プロセス２のプロセスＰのモニタポイントＭＰのセンサ４からのセンサデータＤ２を受信する通信などを行う部分である。生産プロセス情報取得部１２３は、生産管理システム３から生産プロセス情報Ｄ３を参照・取得する通信などを行う部分である。
【0038】
モニタ部１０２は、モニタによる制御データＤ１やセンサデータＤ２等をデータ記憶部１０３に記憶する。制御部１０１は、データ記憶部１０３に記憶されたモニタ値を用いて、生産プロセス２のモニタポイントＭＰごとに判定を行い、判定結果に応じて必要な生産プロセス制御を決定する。制御部１０１は、生産プロセス制御を実行する場合、制御指示の制御データＤ１を作成して、モニタ部１０２の制御データ通信部１２１により、生産プロセス２の該当するプロセスＰの装置Ｆに送信する。もしくは、制御部１０１は、制御指示の制御データＤ１を、生産管理システム３に送信し、生産管理システム３が生産プロセス２の該当するプロセスＰの装置Ｆに制御指示を送信するものとしてもよい。これにより、生産プロセス２の該当するプロセスＰでは、制御量などが調整・変更される。
【0039】
［コンピュータシステム］
図２は、図１のコンピュータシステム１０の構成例を示す。図２のコンピュータシステム１０は、主にコンピュータ１０００によって構成されている。コンピュータ１０００は、プロセッサ１００１、メモリ１００２、通信インタフェース装置１００３、入出力インタフェース装置１００４等を備え、これらがバス等のアーキテクチャを通じて相互に接続されている。入出力インタフェース１００４には、入力装置１００５や出力装置１００６が外部接続されてもよい。入力装置１００５の例はキーボード、マウス、マイク等である。出力装置１００６の例はディスプレイやプリンタやスピーカ等である。
図２は、図１のコンピュータシステム１０の構成例を示す。図２のコンピュータシステム１０は、主にコンピュータ１０００によって構成されている。コンピュータ１０００は、プロセッサ１００１、メモリ１００２、通信インタフェース装置１００３、入出力インタフェース装置１００４等を備え、これらがバス等のアーキテクチャを通じて相互に接続されている。入出力インタフェース１００４には、入力装置１００５や出力装置１００６が外部接続されてもよい。入力装置１００５の例はキーボード、マウス、マイク等である。出力装置１００６の例はディスプレイやプリンタやスピーカ等である。
【0040】
メモリ１００２には、制御プログラム１００２Ａ、設定情報１００２Ｂ、モニタデータＤ１０、画面データＤ１５などのデータ・情報が格納される。制御プログラム１００２Ａは、プロセッサ１００１に処理を実行させるコンピュータプログラムである。設定情報１００２Ｂは、制御プログラム１００２Ａの設定情報や、ユーザ設定情報である。モニタデータＤ１０は、図１の制御データＤ１、センサデータＤ２、および生産プロセス情報Ｄ３等のモニタ値のデータ・情報である。なお、制御データＤ１については、制御部１０１から生産プロセス２に指示する制御量のデータと、生産プロセス２からの制御量のモニタ値のデータとを、１つにまとめて図示しているが、これらを分けて管理してもよい。画面データＤ１５は、ユーザ端末５に提供するＧＵＩ画面（例えばＷｅｂページ）などのデータである。
【0041】
プロセッサ１００１は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有して構成されている。プロセッサ１００１は、メモリ１００２上の制御プログラム１００２Ａに従った処理を実行する。これにより、生産プロセス制御装置１０としての所定の機能や処理部が実行モジュールとして実現される。コンピュータシステム１０の起動中、その実行モジュールが実現される。
【0042】
通信インタフェース装置１００３は、図１の生産プロセス２、生産管理システム３、ユーザ端末５等の外部装置との通信処理を行う部分である。
【0043】
ユーザＵ１は、図１のユーザ端末５を操作してコンピュータシステム１０にアクセスすることで生産プロセス制御システム１の機能を利用してもよいし、図２の入力装置１００５および出力装置１００６を操作してコンピュータシステム１０を利用してもよい。ユーザ端末５は、例えば一般的なＰＣを適用できる。
【0044】
コンピュータシステム１０は、図２の構成例に限らずに、１以上のプロセッサおよび１以上のメモリなどを有して構成されるシステムであればよい。
【0045】
クライアント・サーバシステムとしての利用の場合、例えば以下のような動作となる。ユーザＵ１は、ユーザ端末５を操作し、ユーザ端末５は、通信でコンピュータシステム１０（特にサーバ機能）にアクセスする。コンピュータシステム１０は、ユーザ端末５からのアクセスに対し、生産プロセス制御に関するＧＵＩ画面（後述）のためのＷｅｂページのデータをユーザ端末５に送信する。ユーザ端末５は、当該データを受信し、ディスプレイに生産プロセス制御に関するＧＵＩ画面を表示する。ユーザＵ１は、当該ＧＵＩ画面を見て、生産プロセス制御に関する設定や状態などを確認できる。
【0046】
ユーザＵ１は、当該ＧＵＩ画面で、生産プロセス制御に関する必要な設定や指示を入力する。ユーザ端末５は、その設定や指示の情報をコンピュータシステム１０に送信する。コンピュータシステム１０は、ユーザ端末５からの設定や指示を受信し、制御部１０１による制御処理（後述）を行う。制御部１０１は、生産プロセス２での生産実行に伴い、制御処理（後述）を行う。コンピュータシステム１０は、制御処理の結果のデータ、例えばあるプロセス制御が実行されたことのデータを、ユーザ端末５に送信する。ユーザ端末５は、そのデータを受信し、ＧＵＩ画面に制御処理の結果を表示する。ユーザＵ１は、ＧＵＩ画面で制御処理の結果を確認できる。
【0047】
【0048】
ステップＳ１は、生産プロセス２に応じたシステム設定である。この設定は例えばユーザ端末５のＧＵＩ画面で可能である。生産プロセス制御装置１０は、管理者などのユーザＵ１の操作に基づいて、生産管理システム３から対象の生産プロセス２の生産プロセス情報Ｄ３を参照／取得して生産プロセス２の基本的な構成や基準などを把握し、生産プロセス２にモニタポイントＭＰを設定する。各モニタポイントＭＰの設定は、センサ４等を用いてどのような制御パラメータやセンサパラメータを計測・モニタするかの設定を含む。また、生産プロセス制御装置１０は、生産プロセス２の基準情報に基づいて、後述の条件判定のための閾値範囲などを含む条件を設定・確認する。システム設定後、制御が開始される。
【0049】
ステップＳ２は、生産プロセス制御装置１０による生産プロセス２のモニタリングである。このモニタリングでは、生産プロセス制御装置１０は、生産プロセス２における各モニタリングポイントＭＰから対象のプロセスＰや物質に関する所定のパラメータ値を計測・検出・モニタする。モニタ値は、図１での制御データＤ１やセンサデータＤ２である。対象物質は、プロセスごとの投入材料や生産物であり、主成分Ｍ１（例えば物質Ａ）、微量成分Ｍ２（例えば物質Ｂ）、および不純物Ｍ３（例えば物質Ｃ）を含む（Ｍ１等は後述の図１０参照）。生産プロセス制御装置１０は、対象物質の物理量として重量や体積などをモニタする。モニタリングの際には、生産プロセス制御装置１０あるいはセンサ４は、モニタ値から計算によって所定のパラメータ値を得てもよい。計算は、例えば成分量の計算が挙げられる。
【0050】
ステップＳ３は、生産プロセス制御装置１０による生産プロセス制御のための条件判定である。この条件判定は、物質ごとに、モニタ値と閾値範囲との比較を含む、生産プロセス制御に関する条件の判定、および、判定結果に応じた生産プロセス制御の選択・決定である。ステップＳ３の詳細については後述する（図７等）。
【0051】
ステップＳ４は、ステップＳ３の結果に応じた分岐である。ステップＳ３で、ある条件での場合分けに該当し、その場合に応じた生産プロセス制御を実行する場合（Ｓ４－Ｙ）には、ステップＳ５へ進み、該当せず、生産プロセス制御を実行しない場合（Ｓ４－Ｎ）には、ステップＳ５をスキップする。
【0052】
ステップＳ５は、生産プロセス制御装置１０による生産プロセス制御の実行であり、言い換えると、生産プロセス２へのフィードバックである。生産プロセス制御は、物質ごとの別々の制御を含む。生産プロセス制御は、該当する場合に応じた各種のプロセス制御がある。実行するプロセス制御は、ステップＳ３の判定結果で該当する場合に対応したプロセス制御である。このプロセス制御は、モニタ値などに応じて制御詳細内容も調整される。各種のプロセス制御は、例えば、前プロセスに戻して再度実行する制御、または、専用のプロセスへ分岐する制御がある。また、プロセス制御は、今回の生産に関する生産プロセス２のプロセスＰの材料投入量や制御量を変更・調整する制御や、次回以降の生産に関する生産プロセス２のプロセスＰの材料投入量や制御量を変更する制御、言い換えると生産プロセス２の構成やレシピの更新、がある。ステップＳ５の詳細については後述する（図８等）。
【0053】
ステップＳ５のあと、図３のフローが終了となり、最初から同様に繰り返しである。
【0054】
［プロセス一例］
図４は、補足として、図１の生産プロセス２中のプロセスＰの一例を示す。図４のプロセスＰは、例えば、生産物が流体である場合の、混合／反応プロセスであるとする。このプロセスＰは、装置Ｆとして、例えば、混合／反応タンク４０１や、混合／反応タンク４０１の制御器４０２などを有している。混合／反応タンク４０１には、矢印で示す配管などを通じて、四角ブロックで示す駆動装置や処理装置などが接続されている。装置Ｆに対し、入力側には、モニタポイントＭＰを介して、材料投入のためのタンク４０３，４０４を有している。例えば、タンク４０３は物質Ａタンクであり、タンク４０４は物質Ｂタンクである。装置Ｆに対し、出力側には、モニタポイントＭＰを有し、次のプロセスＰに接続されている。装置ＦやモニタポイントＭＰには、センサ４等が設けられている。例えば、混合／反応タンク４０１には、温度センサや圧力センサが設けられている。また、入力側や出力側のモニタポイントＭＰには、後述の体積センサ、重量計、成分モニタセンサなどが設けられている。
図４は、補足として、図１の生産プロセス２中のプロセスＰの一例を示す。図４のプロセスＰは、例えば、生産物が流体である場合の、混合／反応プロセスであるとする。このプロセスＰは、装置Ｆとして、例えば、混合／反応タンク４０１や、混合／反応タンク４０１の制御器４０２などを有している。混合／反応タンク４０１には、矢印で示す配管などを通じて、四角ブロックで示す駆動装置や処理装置などが接続されている。装置Ｆに対し、入力側には、モニタポイントＭＰを介して、材料投入のためのタンク４０３，４０４を有している。例えば、タンク４０３は物質Ａタンクであり、タンク４０４は物質Ｂタンクである。装置Ｆに対し、出力側には、モニタポイントＭＰを有し、次のプロセスＰに接続されている。装置ＦやモニタポイントＭＰには、センサ４等が設けられている。例えば、混合／反応タンク４０１には、温度センサや圧力センサが設けられている。また、入力側や出力側のモニタポイントＭＰには、後述の体積センサ、重量計、成分モニタセンサなどが設けられている。
【0055】
モニタポイントＭＰでは、センサパラメータとして、例えば、投入材料や生産物に関する、重量ｓ１、体積ｓ２、濃度ｓ３のうち少なくとも１つがモニタされ、モニタ値がセンサデータＤ２として得られる。また、例えば装置Ｆの混合／反応タンク４０１からは、制御パラメータとして、例えば、温度ｐ１、圧力ｐ２、反応時間ｐ３などのうち少なくとも１つがモニタされ、モニタ値が制御データＤ１として得られる。また、例えば装置Ｆの混合／反応タンク４０１に対し、指示値としての制御データＤ１によって、その制御パラメータの制御量を指示して設定できる。
【0056】
【0057】
図５は、生産プロセス２におけるあるプロセスＡとあるプロセスＢとの間のモニタポイントＭＰにおいて、生産物５００（言い換えると対象物）が固体である場合に、重量計５０１、体積センサ５０２、および成分モニタセンサ５０３を用いて、生産物の体積、重量、濃度などを計測する場合の模式図を示している。生産物５００は、例えば、主成分Ｍ１（例えば物質Ａ）、微量成分Ｍ２（例えば物質Ｂ）、および不純物Ｍ３（例えば物質Ｃ）を含む固体の物質である。主成分Ｍ１、微量成分Ｍ２、および不純物Ｍ３は、後述の図１０等に示される物質である。
【0058】
生産プロセス２では、例えばコンベアなどの搬送機構上で、生産物５００が搬送される。生産物５００は、中間生産物ＩＰや目的生産物ＴＰなどの対象物を指す。例えばこのようなコンベア上の箇所に前述のモニタポイントＭＰが設けられる。このモニタポイントＭＰで、コンピュータシステム１０は、センサ４や計測システム等を用いて、生産物５００の所定のパラメータ値を計測・検出・モニタし、生産物５００の変動を逐次モニタする。
【0059】
図５の例では、センサ４として、重量計５０１、体積センサ５０２、成分モニタセンサ５０３がある。重量計５０１は、生産物５００の重量を計測しモニタ値を出力する。体積センサ５０２は、生産物５００の体積を計測しモニタ値を出力する。体積センサ５０２は、例えば２次元または３次元のＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）を適用できる。成分モニタセンサ５０３は、生産物５００の各成分（物質Ａ，Ｂ，Ｃ）のパラメータ値を検出する。成分モニタセンサ５０３は、例えば、成分の濃度を計測する。濃度の例は、主成分Ｍ１の物質Ａに対する微量成分Ｍ２の物質Ｂの含有の濃度や、主成分Ｍ１の物質Ａに対する不純物Ｍ３の物質Ｃの含有の濃度が挙げられる。
【0060】
実施の形態１では、重量情報だけでなく体積情報についてもモニタする。これにより、物質量の微小な変動についても確認可能である。
【0061】
図６は、同様に、生産プロセス２におけるあるプロセスＡとあるプロセスＢとの間のモニタポイントＭＰにおいて、生産物６００が流体である場合に、センサ４として、配管の途中に設置された流量計６０１、および成分モニタセンサ６０３を用いて、体積（≒流量）、重量、濃度などを計測する場合の模式図を示している。生産物６００は、例えば、主成分Ｍ１（例えば物質Ａ）、微量成分Ｍ２（例えば物質Ｂ）、および不純物Ｍ３（例えば物質Ｃ）を含む流体の物質である。流量計６０１は、生産物６００の流量（≒体積）や重量を計測しモニタ値を出力する。成分モニタセンサ６０３は、生産物６００の成分（物質Ａ，Ｂ，Ｃ）のパラメータ値を検出する。成分モニタセンサ６０３は、例えば、成分の濃度を計測する。
【0062】
上記のような計測・検出・モニタリングは、公知技術を適用可能であり、技術詳細については特に限定しない。
【0063】
なお、生産プロセス２の生産物に関する標準的な材料投入量や生産量、プロセスＰの標準的な制御量などは、生産管理システム３（図１）によって予め規定され管理されている。コンピュータシステム１０は、生産プロセス２中の各プロセスＰでの投入量や生産量などを各モニタポイントＭＰでモニタリングする。このようなモニタリングの方式に代えて、コンピュータシステム１０は、生産管理システム３で管理・検出・記憶されている投入量や生産量などの情報を参照・取得するようにしてもよい。
【0064】
上記例は、プロセスＰ間のモニタポイントＭＰでセンサ４等を用いてモニタリングする場合であるが、これに限らず、プロセスＰ内でセンサ４等を用いてモニタするものとしてもよい。例えば、図１で、プロセスＰ内の装置Ｆに備えるセンサ４等によってパラメータ値をモニタしてもよい。
【0065】
図５で固体の生産物５００に関する必要成分（主成分Ｍ１および微量成分Ｍ２を指す）や不要成分（不純物Ｍ３を指す）の濃度のモニタの構成例は以下である。コンピュータシステム１０は、モニタ部１０２により、生産プロセス２のモニタポイントＭＰから所定の時間でモニタリングしてモニタ値を得る。コンピュータシステム１０は、モニタ値に基づいて、生産物５００の必要成分である主成分Ｍ１（例えば物質Ａ）および微量成分Ｍ２（例えば物質Ｂ）や、不要成分である不純物Ｍ３（例えば物質Ｃ）について、それぞれの物質量を把握する。コンピュータシステム１０は、時系列上で所定の周期で得たモニタ値を時系列モニタデータとして得る。コンピュータシステム１０は、時点ごとに各物質の重量および体積などを得る。
【0066】
コンピュータシステム１０は、重量や体積のそれぞれの量について、統計値を算出する。コンピュータシステム１０は、例えば、重量の計測値の時系列データから、統計値算出用の時間単位ごとに、統計値、例えば積算値や平均値などを算出し、同様に、体積の計測値の時系列データから、統計値を算出する。コンピュータシステム１０は、同様に、濃度について、統計値を算出してもよい。コンピュータシステム１０は、濃度から量を計算してもよい。コンピュータシステム１０は、不純物Ｍ３についても、量や濃度を計測／算出する。コンピュータシステム１０は、例えば、上記重量や体積や濃度の統計値の時系列データを用いて、生産プロセス制御に関する条件判定を行う。
【0067】
［条件判定］
図７は、図３のステップＳ３の条件判定に関してまとめた表を示す。図７の表は、列として、物質と、モニタ値と、条件判定と、生産プロセス制御とを有する。物質は、ここでは、物質Ａ（＝主成分Ｍ１）と、物質Ｂ（＝微量成分Ｍ２）と、物質Ｃ（＝不純物Ｍ３）とを有する。モニタ値は、物質Ａのモニタ値として物質Ａの量をａｍとし、物質Ｂのモニタ値として物質Ｂの量をｂｍとし、物質Ｃのモニタ値として物質Ｃの量をｃｍとしている。条件判定は、物質ごとの条件判定を有し、以下である。
図７は、図３のステップＳ３の条件判定に関してまとめた表を示す。図７の表は、列として、物質と、モニタ値と、条件判定と、生産プロセス制御とを有する。物質は、ここでは、物質Ａ（＝主成分Ｍ１）と、物質Ｂ（＝微量成分Ｍ２）と、物質Ｃ（＝不純物Ｍ３）とを有する。モニタ値は、物質Ａのモニタ値として物質Ａの量をａｍとし、物質Ｂのモニタ値として物質Ｂの量をｂｍとし、物質Ｃのモニタ値として物質Ｃの量をｃｍとしている。条件判定は、物質ごとの条件判定を有し、以下である。
【0068】
＃１の行で示す、物質Ａの条件判定は、物質Ａの閾値範囲として、ａ１≦ａｍ≦ａ２を用いる。ａ１は下限値（第１閾値）であり、ａ２は上限値（第２閾値）である。物質Ａの条件判定は、以下の複数の場合分けがある。物質Ａの条件判定は、モニタ値ａｍが閾値範囲内（ａ１≦ａｍ≦ａ２）である場合を、第１の場合（case 1）とし、判定結果はＯＫとなる。ＯＫは、基準を満たしていることを示し、生産プロセス制御を実行しないことに対応する。また、物質Ａの条件判定は、モニタ値ａｍが下限値を下回る（ａｍ＜ａ１）場合を、第２の場合（case 2）とし、判定結果はＮＧとなる。このＮＧは、基準を満たしていないこと、特に主成分Ｍ１の不足を示し、ある生産プロセス制御（Ａ１とする）を実行することに対応する。また、物質Ａの条件判定は、モニタ値ａｍが上限値を超える（ａ２＜ａｍ）場合を、第３の場合（case 3）とし、判定結果はＮＧとなる。このＮＧは、特に主成分Ｍ１の過剰を示し、ある生産プロセス制御（Ａ２とする）を実行することに対応する。
【0069】
物質Ｂの条件判定は、物質Ｂの閾値範囲として、ｂ１≦ｂｍ≦ｂ２を用いる。ｂ１は下限値（第１閾値）であり、ｂ２は上限値（第２閾値）である。物質Ｂの条件判定は、以下の複数の場合分けがある。物質Ｂの条件判定は、モニタ値ｂｍが閾値範囲内（ｂ１≦ｂｍ≦ｂ２）である場合を、第１の場合（case 1）とし、判定結果はＯＫとなる。ＯＫは、基準を満たしていることを示し、生産プロセス制御を実行しないことに対応する。また、物質Ｂの条件判定は、モニタ値ｂｍが下限値を下回る（ｂｍ＜ｂ１）場合を、第２の場合（case 2）とし、判定結果はＮＧとなる。このＮＧは、基準を満たしていないこと、特に微量成分Ｍ２の不足を示し、ある生産プロセス制御（Ｂ１とする）を実行することに対応する。また、物質Ｂの条件判定は、モニタ値ｂｍが上限値を超える（ｂ２＜ｂｍ）場合を、第３の場合（case 3）とし、判定結果はＮＧとなる。このＮＧは、特に微量成分Ｍ２の過剰を示し、ある生産プロセス制御（Ｂ２とする）を実行することに対応する。
【0070】
物質Ｃの条件判定は、物質Ｃの閾値範囲として、ｃ１≦ｃｍ≦ｃ２を用いる。ｃ１は下限値（第１閾値）であり、ｃ２は上限値（第２閾値）である。物質Ｃの条件判定は、以下の複数の場合分けがある。物質Ｃの条件判定は、モニタ値ｃｍが閾値範囲内（ｃ１≦ｃｍ≦ｃ２）である場合を、第１の場合（case 1）とし、判定結果はＯＫとなる。ＯＫは、基準を満たしていることを示し、生産プロセス制御を実行しないことに対応する。また、物質Ｃの条件判定は、モニタ値ｃｍが上限値を超える（ｃ２＜ｃｍ）場合を、第２の場合（case 2）とし、判定結果はＮＧとなる。このＮＧは、基準を満たしていないこと、特に不純物Ｍ３が多いことを示し、ある生産プロセス制御（Ｃ１とする）を実行することに対応する。また、物質Ｃの条件判定は、モニタ値ｃｍが下限値を下回る（ｃｍ＜ｃ１）場合を、第３の場合（case 3）とし、判定結果はＮＧとなる。このＮＧは、特に不純物Ｍ１の過剰抑制を示し、ある生産プロセス制御（Ｃ２とする）を実行することに対応する。
【0071】
上記case 2に対応する生産プロセス制御Ａ１，Ｂ１，Ｃ１は、基準を満たすための制御に相当しており、基準実現制御と記載する場合がある。上記case 3に対応する生産プロセス制御Ａ２，Ｂ２，Ｃ２は、コストを低減するための制御に相当しており、コスト低減制御と記載する場合がある。
【0072】
［生産プロセス制御］
図８は、図７の条件判定に対応した生産プロセス制御の各例をまとめた表を示す。図８の表は、列として、生産プロセス制御（特にＩＤとして前述のＡ１～Ｃ２）と、制御内容とを有する。各生産プロセス制御の制御内容は以下である。
図８は、図７の条件判定に対応した生産プロセス制御の各例をまとめた表を示す。図８の表は、列として、生産プロセス制御（特にＩＤとして前述のＡ１～Ｃ２）と、制御内容とを有する。各生産プロセス制御の制御内容は以下である。
【0073】
物質Ａ（＝微量成分Ｍ１）に関する生産プロセス制御Ａ１は、選択肢としていくつかの制御が可能であり、ここでは、それらを、生産プロセス制御Ａ１－１，Ａ１－２，Ａ１－３として示す。生産プロセス制御Ａ１の制御目標は、主成分Ｍ１の量を増加して目的生産物ＴＰでの基準を満たすことである。
【0074】
生産プロセス制御Ａ１－１は、今回の生産単位に関する対象の生産物について、生産プロセス２上で実行するプロセスをモニタポイントＭＰよりも前のプロセスＰへ戻してそのプロセスＰから再度生産を実行させる制御である。また、この生産プロセス制御Ａ１－１の際には、戻した後の再度実行するプロセスＰでの制御量について、モニタ値等に応じて、戻す前の最初の実行時の制御量に対して調整するものとしてもよい。
【0075】
生産プロセス制御Ａ１－２は、生産プロセス制御Ａ１－１に対する変形例であり、今回の生産単位に関する対象の生産物について、生産プロセス２上で実行するプロセスを、モニタポイントＭＰから後に続く標準的なプロセスＰではなく、専用の対処のためのプロセスＰへ分岐させて、その分岐先のプロセスＰでの生産を実行させる制御である。また、この生産プロセス制御Ａ１－２の際には、分岐後のプロセスＰでの制御量について、モニタ値等に応じて、調整するものとしてもよい。生産プロセス制御Ａ１－１と生産プロセス制御Ａ１－２は、生産プロセス２の構成に応じて選択可能である。
【0076】
生産プロセス制御Ａ１－３は、今回の生産単位に関する対象の生産物については、生産プロセス２の調整などを行わずに、次回以降の生産単位に関するプロセスＰの投入量や制御量を調整・変更する制御である。言い換えると、この制御は、生産プロセス２のレシピの更新などに相当する。この制御では、モニタ値等に応じて、プロセスＰの投入量や制御量が調整・変更される。
【0077】
これらの生産プロセス制御Ａ１－１，Ａ１－２，Ａ１－３によって、目的生産物ＴＰの主成分Ｍ１（例えば物質Ａ）に関して基準を満たすことが実現される。
【0078】
生産プロセス制御Ａ２は、選択肢としていくつかの制御が可能であり、ここでは、それらを、生産プロセス制御Ａ２－１，Ａ２－２，Ａ２－３として示す。生産プロセス制御Ａ２の制御目標は、主成分Ｍ１に関するコストを低減することである。
【0079】
生産プロセス制御Ａ２－１は、今回の生産単位に関する対象の生産物について、生産プロセス２上で実行するプロセスをモニタポイントＭＰよりも前のプロセスＰへ戻してそのプロセスＰから再度生産を実行させる制御である。また、この生産プロセス制御Ａ２－１の際には、戻した後の再度実行するプロセスＰでの制御量について、モニタ値等に応じて、戻す前の最初の実行時の制御量に対して調整するものとする。この調整は、主成分Ｍ１の量が基準を満たしつつコストが低減されるようにするための調整である。
【0080】
生産プロセス制御Ａ２－２は、生産プロセス制御Ａ２－１に対する変形例であり、今回の生産単位に関する対象の生産物について、生産プロセス２上で実行するプロセスを、標準的なプロセスＰではなく専用の対処のためのプロセスＰへ分岐させてその分岐先のプロセスＰでの生産を実行させる制御である。また、この生産プロセス制御Ａ２－２の際には、分岐後のプロセスＰでの制御量について、モニタ値等に応じて、調整するものとする。この調整は、主成分Ｍ１の量が基準を満たしつつコストが低減されるようにするための調整である。
【0081】
生産プロセス制御Ａ２－３は、今回の生産単位に関する対象の生産物については、生産プロセス２の調整などを行わずに、次回以降の生産単位に関するプロセスＰの投入量や制御量を調整・変更する制御である。この制御では、モニタ値等に応じて、プロセスＰの投入量や制御量が調整・変更される。この変更は、主成分Ｍ１の量が基準を満たしつつコストが低減されるようにするための変更である。
【0082】
これらの生産プロセス制御Ａ２－１，Ａ２－２，Ａ２－３によって、目的生産物ＴＰの主成分Ｍ１（物質Ａ）に関して基準を満たしつつ生産コストの低減が実現される。
【0083】
物質Ｂ（微量成分Ｍ２）に関する生産プロセス制御Ｂ１は、選択肢としていくつかの制御が可能であり、ここでは、それらを、生産プロセス制御Ｂ１－１，Ｂ１－２，Ｂ１－３として示す。生産プロセス制御Ｂ１の制御目標は、微量成分Ｍ２の量を増加して目的生産物ＴＰでの基準を満たすことである。
【0084】
生産プロセス制御Ｂ１－１は、今回の生産単位に関する対象の生産物について、生産プロセス２上で実行するプロセスをモニタポイントＭＰよりも前のプロセスＰへ戻してそのプロセスＰから再度生産を実行させる制御である。また、この生産プロセス制御Ｂ１－１の際には、戻した後の再度実行するプロセスＰでの制御量について、モニタ値等に応じて、戻す前の最初の実行時の制御量に対して調整するものとしてもよい。
【0085】
生産プロセス制御Ｂ１－２は、生産プロセス制御Ｂ１－１に対する変形例であり、今回の生産単位に関する対象の生産物について、生産プロセス２上で実行するプロセスを、モニタポイントＭＰから後に続く標準的なプロセスＰではなく専用の対処のためのプロセスＰへ分岐させて、その分岐先のプロセスＰでの生産を実行させる制御である。また、この生産プロセス制御Ｂ１－２の際には、分岐後のプロセスＰでの制御量について、モニタ値等に応じて、調整するものとしてもよい。
【0086】
生産プロセス制御Ｂ１－３は、今回の生産単位に関する対象の生産物については、生産プロセス２の調整などを行わずに、次回以降の生産単位に関するプロセスＰの投入量や制御量を調整・変更する制御である。この制御では、モニタ値等に応じて、プロセスＰの投入量や制御量が調整・変更される。
【0087】
これらの生産プロセス制御Ｂ１－１，Ｂ１－２，Ｂ１－３によって、目的生産物ＴＰの微量成分Ｍ２（物質Ｂ）に関して基準を満たすことが実現される。
【0088】
生産プロセス制御Ｂ２は、選択肢としていくつかの制御が可能であり、ここでは、それらを、生産プロセス制御Ｂ２－１，Ｂ２－２，Ｂ２－３として示す。生産プロセス制御Ｂ２の制御目標は、微量成分Ｍ２に関するコストを低減することである。
【0089】
生産プロセス制御Ｂ２－１は、今回の生産単位に関する対象の生産物について、生産プロセス２上で実行するプロセスを前のプロセスＰへ戻してそのプロセスＰから再度生産を実行させる制御である。また、この生産プロセス制御Ｂ２－１の際には、戻した後の再度実行するプロセスＰでの制御量について、モニタ値等に応じて、戻す前の最初の実行時の制御量に対して調整するものとする。この調整は、微量成分Ｍ２の量が基準を満たしつつコストが低減されるようにするための調整である。
【0090】
生産プロセス制御Ｂ２－２は、生産プロセス制御Ｂ２－１に対する変形例であり、今回の生産単位に関する対象の生産物について、生産プロセス２上で実行するプロセスを、標準的なプロセスＰではなく専用の対処のためのプロセスＰへ分岐させてその分岐先のプロセスＰでの生産を実行させる制御である。また、この生産プロセス制御Ｂ２－２の際には、分岐後のプロセスＰでの制御量について、モニタ値等に応じて、調整するものとする。この調整は、微量成分Ｍ２の量が基準を満たしつつコストが低減されるようにするための調整である。
【0091】
生産プロセス制御Ｂ２－３は、今回の生産単位に関する対象の生産物については、生産プロセス２の調整などを行わずに、次回以降の生産単位に関するプロセスＰの投入量や制御量を調整・変更する制御である。この制御では、モニタ値等に応じて、プロセスＰの投入量や制御量が調整・変更される。この変更は、微量成分Ｍ２の量が基準を満たしつつコストが低減されるようにするための変更である。
【0092】
これらの生産プロセス制御Ｂ２－１，Ｂ２－２，Ｂ２－３によって、目的生産物ＴＰの微量成分Ｍ２（物質Ｂ）に関して基準を満たしつつ生産コストの低減が実現される。
【0093】
物質Ｃ（不純物Ｍ１）に関する生産プロセス制御Ｃ１は、選択肢としていくつかの制御が可能であり、ここでは、それらを、生産プロセス制御Ｃ１－１，Ｃ１－２，Ｃ１－３として示す。生産プロセス制御Ｃ１の制御目標は、不純物Ｍ３の量を低減して目的生産物ＴＰでの基準を満たすことである。
【0094】
生産プロセス制御Ｃ１－１は、今回の生産単位に関する対象の生産物について、生産プロセス２上で実行するプロセスをモニタポイントＭＰよりも前のプロセスＰへ戻してそのプロセスＰから再度生産を実行させる制御である。また、この生産プロセス制御Ｃ１－１の際には、戻した後の再度実行するプロセスＰでの制御量について、モニタ値等に応じて、戻す前の最初の実行時の制御量に対して調整するものとしてもよい。
【0095】
生産プロセス制御Ｃ１－２は、生産プロセス制御Ｃ１－１に対する変形例であり、今回の生産単位に関する対象の生産物について、生産プロセス２上で実行するプロセスを、モニタポイントＭＰから後に続く標準的なプロセスＰではなく専用の対処のためのプロセスＰへ分岐させて、その分岐先のプロセスＰでの生産を実行させる制御である。また、この生産プロセス制御Ｃ１－２の際には、分岐後のプロセスＰでの制御量について、モニタ値等に応じて、調整するものとしてもよい。
【0096】
生産プロセス制御Ｃ１－３は、今回の生産単位に関する対象の生産物については、生産プロセス２の調整などを行わずに、次回以降の生産単位に関するプロセスＰの投入量や制御量を調整・変更する制御である。この制御では、モニタ値等に応じて、プロセスＰの投入量や制御量が調整・変更される。
【0097】
これらの生産プロセス制御Ｃ１－１，Ｃ１－２，Ｃ１－３によって、目的生産物ＴＰの不純物Ｍ３（物質Ｃ）に関して目的生産物ＴＰでの基準を満たすことが実現される。
【0098】
生産プロセス制御Ｃ２は、選択肢としていくつかの制御が可能であり、ここでは、それらを、生産プロセス制御Ｃ２－１，Ｃ２－２，Ｃ２－３として示す。生産プロセス制御Ｃ２の制御目標は、不純物Ｍ３の量の過剰抑制を解消・緩和して、不純物Ｍ３に関するコストを低減することである。
【0099】
生産プロセス制御Ｃ２－１は、今回の生産単位に関する対象の生産物について、生産プロセス２上で実行するプロセスを前のプロセスＰへ戻してそのプロセスＰから再度生産を実行させる制御である。また、この生産プロセス制御Ｃ２－１の際には、戻した後の再度実行するプロセスＰでの制御量について、モニタ値等に応じて、戻す前の最初の実行時の制御量に対して調整するものとする。この調整は、不純物Ｍ３の量が基準を満たしつつ過剰抑制が解消・緩和されるようにするための調整である。
【0100】
生産プロセス制御Ｃ２－２は、生産プロセス制御Ｃ２－１に対する変形例であり、今回の生産単位に関する対象の生産物について、生産プロセス２上で実行するプロセスを、標準的なプロセスＰではなく専用の対処のためのプロセスＰへ分岐させてその分岐先のプロセスＰでの生産を実行させる制御である。また、この生産プロセス制御Ｃ２－２の際には、分岐後のプロセスＰでの制御量について、モニタ値等に応じて、調整するものとする。この調整は、不純物Ｍ３の量が基準を満たしつつ過剰抑制が解消・緩和されるようにするための調整である。
【0101】
生産プロセス制御Ｃ２－３は、今回の生産単位に関する対象の生産物については、生産プロセス２の調整などを行わずに、次回以降の生産単位に関するプロセスＰの投入量や制御量を調整・変更する制御である。この制御では、モニタ値等に応じて、プロセスＰの投入量や制御量が調整・変更される。この変更は、不純物Ｍ３の量が基準を満たしつつ過剰抑制が解消・緩和されるようにするための変更である。
【0102】
これらの生産プロセス制御Ｃ２－１，Ｃ２－２，Ｃ２－３によって、目的生産物ＴＰの不純物Ｍ３（物質Ｃ）に関して基準を満たしつつ生産コストの低減が実現される。
【0103】
主成分Ｍ１（例えば物質Ａ）と微量成分Ｍ２（例えば物質Ｂ）と不純物Ｍ３（例えば物質Ｃ）は、生産物における濃度や、生産プロセス２でのプロセスＰの状態などの観点で関連しており、相互に影響しあい、物質量などのパラメータ値が変動する。実施の形態１の生産プロセス制御方法およびシステムは、上記のような大別して３種類の物質Ａ，Ｂ，Ｃについて、物質ごとの生産プロセス制御を連動して行う。これにより、目的生産物ＴＰが基準を満たし、かつ、生産コストの低減が実現される。
【0104】
上述した各条件判定および生産プロセス制御がすべて実装される形態には限定されず、一部のみが実装される形態としてもよい。また、次回以降の生産でのプロセス制御量を変更する制御の場合には、生産管理システム３（図１）の生産プロセス情報Ｄ３の内容における制御量を更新するようにしてもよい。
【0105】
次に、図９Ａ以降を用いて、実施の形態１の生産プロセス制御方法およびシステムによる制御の具体例などについて説明する。
【0106】
［生産プロセス制御の概要（１）］
実施の形態１の生産プロセス制御方法およびシステムにおける制御の概要は以下である。
実施の形態１の生産プロセス制御方法およびシステムにおける制御の概要は以下である。
【0107】
実施の形態１は、対象の生産プロセス２（図１）の各プロセスＰの材料などの投入量や生産量、および制御量などの基本的な構成が、生産管理システム３や計測システムなどによって予め規定され管理されている状態を前提とする。その前提で、実施の形態１の生産プロセス制御方法およびシステム（特に図１のコンピュータシステム１０）は、図３のステップＳ２でも示したように、生産プロセス２の各プロセスＰに関して設定されたモニタポイントＭＰで、センサ４や計測システム等を用いて、材料や生産物に関する主成分Ｍ１、微量成分Ｍ２、および不純物Ｍ３の各物質（後述の図１０等）の量や、プロセスＰの制御量などのパラメータ値を、計測・検出・モニタリングする。
【0108】
物質の量などのモニタは、重量情報だけでなく、体積情報を得ることがより好ましい。重量と体積とを用いることで、物質量のモニタの精度を高くできる。また、量のモニタは、濃度のモニタとしてもよい。濃度からは各物質の量が換算で得られる。
【0109】
また、このモニタリングは、設定された所定の周期で行われる。生産プロセス制御方法およびシステムは、設定されている閾値範囲に対し、モニタ値の変動を所定の周期でモニタリングして、モニタ値を時系列データとして得る。このモニタリングの周期は、物質ごと、プロセスごと等に設定されてもよい。本実施の形態１の生産プロセス制御システムは、時間軸上のモニタ値の変動を記憶し、モニタ値の時系列データを得る。また、モニタ値は、時点ごとに得られるが、ノイズ等を減らすために、統計値を得ることが好ましい。
【0110】
また、予め、生産管理システム３では、図１での投入材料Ｍおよび目的生産物ＴＰに関して、主成分Ｍ１の量、主機能を果たすための微量成分Ｍ２の量、および不純物Ｍ３の量について、それぞれ、基準値、例えば閾値範囲（少なくとも１つの閾値）が設定されている。基準値は、生産プロセス２中のプロセスＰごとに設定されていてもよい。コンピュータシステム１０は、そのような基準値、閾値範囲を含む生産プロセス情報Ｄ３を参照する。
【0111】
実施の形態１では、主成分Ｍ１の量、主機能を果たすための微量成分Ｍ２の量、および不純物Ｍ３の量についての閾値範囲は、予め静的な設定値として設定されているものとする。閾値範囲は、少なくとも１つの閾値としてもよいし、上限値や下限値としてもよいし、基準値／中央値とそれに対する幅などとしてもよい。また、閾値範囲は、正常／異常のような二値の区分に限らずに、多段階的な範囲やレベルとして設定されていてもよい。
【0112】
また、変形例では、生産プロセス制御方法およびシステムは、モニタ値に基づいて、主成分Ｍ１の量、主機能を果たすための微量成分Ｍ２の量、および不純物Ｍ３の量についての閾値範囲を、動的に決定・設定してもよい。すなわち、生産プロセス制御の一種として、その閾値範囲の調整／更新を含めてもよい。
【0113】
本実施の形態１の生産プロセス制御方法およびシステムは、図３のステップＳ３でも示したように、モニタ値に基づいた、主成分Ｍ１、微量成分Ｍ２、および不純物Ｍ３の量などを、制御用の閾値範囲と比較して、条件を判定し、場合分けを行う。本方法およびシステムは、判定結果の場合に応じて、物質ごとの生産プロセス制御を決定する（図７や図８）。
【0114】
生産プロセス制御システムは、モニタリングで取得したモニタ値を、設定されている閾値範囲と比較して、所定の条件での判定を行う。所定の条件は、例えば、主成分Ｍ１の量が閾値範囲内（例えば下限値以上）にあるべきという条件や、微量成分Ｍ２の量が閾値範囲内（例えば下限値以上）にあるべきという条件や、不純物Ｍ３の量が閾値範囲内（例えば上限値以下）にあるべきという条件、が挙げられる。
【0115】
本方法およびシステムによる生産プロセス制御においてどのような閾値を含む条件を適用するかについては、本システムでユーザ設定が可能である（後述）。
【0116】
本実施の形態１の生産プロセス制御方法およびシステムは、モニタ値の変動の時系列データにおいて、主成分Ｍ１や微量成分Ｍ２の量が、条件における閾値（例えば基準を満たすための下限値）を下回っている場合、主成分Ｍ１や微量成分Ｍ２が不足（言い換えると最低含有量に関する基準を満たさない）であるため、その不足に対処するための主成分Ｍ１や微量成分Ｍ２に関する生産プロセス制御を選択する。その生産プロセス制御は、図７にも示したように、基準を実現するための制御として、生産プロセス制御Ａ１や生産プロセス制御Ｂ１がある。その生産プロセス制御は、例えば、図８のＡ１－１やＢ１－１に示すように、モニタポイントＭＰよりも前のプロセスＰに戻して再度生産実行することで、主成分Ｍ１や微量成分Ｍ２の量を追加・増加させる制御が挙げられる。
【0117】
このような生産プロセス制御によって、目的生産物ＴＰでの主成分Ｍ１や微量成分Ｍ２の量が基準（例えば規定の濃度の範囲内）を満たすことが実現される。同様のことを、図８のＡ１－２やＢ１－２に示すようなプロセス分岐制御でも実現できる。また、他にも、図８のＡ１－３やＢ１－３に示すような次回以降の生産に関するプロセスの変更（例えば対象物質の濃度を大きくするための材料投入量の変更や制御量の変更）を適用してもよい。
【0118】
一方で、上記モニタ値の変動の時系列データにおいて、主成分Ｍ１や微量成分Ｍ２の量が、条件における閾値（例えば上限値）を超えている場合、基準を満たしているものの、主成分Ｍ１や微量成分Ｍ２の量が過剰に多いため、材料費などの観点から、コストが高くなっている可能性がある。そこで、本方法およびシステムは、その過剰に対処するための生産プロセス制御を選択する。その生産プロセス制御は、図７にも示したように、生産コストを低減するための制御として、生産プロセス制御Ａ２や生産プロセス制御Ｂ２である。その生産プロセス制御は、例えば、図８のＡ２－１やＢ２－１に示すように、モニタポイントＭＰよりも前のプロセスに戻して再度生産実行することで、主成分Ｍ１や微量成分Ｍ２の量／濃度を減少させる制御が挙げられる。この制御は、詳しくは、主成分Ｍ１や微量成分Ｍ２に対しての他方の物質（主成分Ｍ１に対する微量成分Ｍ２や、微量成分Ｍ２に対する主成分Ｍ１）を増加させる制御や、あるいは、主成分Ｍ１や微量成分Ｍ２以外の他物質を追加して濃度を調整する制御などが挙げられる。
【0119】
このような生産プロセス制御によって、目的生産物ＴＰでの主成分Ｍ１や微量成分Ｍ２の量が基準（例えば規定の濃度の範囲内）を満たしつつ、生産プロセスのコストの低減が実現される。同様のことを、図８のＡ２－２やＢ２－２に示すようなプロセス分岐制御でも実現できる。また、他にも、図８のＡ２－３やＢ２－３に示すような次回以降の生産に関するプロセスの変更（例えば物質の濃度を小さくするための材料投入量の変更や制御量の変更）を適用してもよい。
【0120】
また、上記モニタ値の変動の時系列データにおいて、不純物Ｍ３の量が、条件の閾値（例えば上限値）を超えている場合、不純物Ｍ３に関する基準を満たしていない、すなわち不純物Ｍ３の量が多すぎるので、本方法およびシステムは、不純物Ｍ３に関する基準を満たすための生産プロセス制御を選択する。その生産プロセス制御は、図７にも示したように、基準を満たすための生産プロセス制御として、生産プロセス制御Ｃ１である。その生産プロセス制御は、例えば、図８のＣ１－１に示すように、モニタポイントＭＰよりも前のプロセスに戻して再度生産実行して、不純物Ｍ３の量／濃度を減少させるための制御が挙げられる。この制御は、例えば、不純物除去プロセスまで戻し、その不純物除去プロセスを再度実行させることが挙げられる。また、この制御は、その不純物除去プロセスでの制御量の調整として、添加する薬剤の量の調整や、装置Ｆでの温度や圧力や反応時間などの調整を行うことが挙げられる。
【0121】
このような生産プロセス制御によって、目的生産物ＴＰでの不純物Ｍ３の量が基準（例えば規定の範囲内）を満たすことが実現される。同様のことを、図８のＣ１－２に示すようなプロセス分岐制御でも実現できる。また、他にも、図８のＣ１－３に示すような次回以降の生産に関するプロセスの変更（例えば不純物Ｍ３の濃度を小さくするための材料投入量の変更や制御量の変更）を適用してもよい。
【0122】
一方で、上記モニタ値の変動の時系列データにおいて、不純物Ｍ３の量が、条件の閾値（例えば下限値）を下回っている場合、不純物Ｍ３に関する基準を満たしつつも、不純物Ｍ３の量が過剰に抑制されており、プロセスＰのコストが高くなっている可能性がある。そこで、本方法およびシステムは、不純物Ｍ３に関するプロセスＰのコストを低減するための生産プロセス制御を選択する。そのプロセス制御は、図７にも示したように、生産プロセス制御Ｃ２である。その生産プロセス制御は、例えば、図８のＣ２－３に示すように、今回の生産単位の生産物については調整を行わずに、次回以降の生産に関する生産プロセス２の不純物Ｍ３の発生に関するプロセスＰの投入量や制御量を変更することが挙げられる。この制御は、例えば、不純物除去プロセスでの制御量として、添加する薬剤の量や、装置Ｆでの温度や圧力や反応時間などの制御量を調整・変更することが挙げられる。例えば、プロセスＰでの設定温度を低くし反応時間を短くすることで、不純物除去プロセスに要する燃料・エネルギーの費用を低減できる。
【0123】
このような生産プロセス制御によって、生産プロセス２のコストを低減できる。また、他にも、図８のＣ１－１やＣ１－２に示すような生産プロセス制御を適用してもよい。
【0124】
【0125】
図９Ａでは、モニタリングによる時系列モニタデータのモニタ値のグラフの例を示している。図９Ａのグラフは、横軸が時間であり、縦軸が、モニタ値として、上から順に、生産物（中間生産物ＩＰや目的生産物ＴＰ）の生産量としての体積と、当該生産物中の主成分Ｍ１（例えば物質Ａ）の量、微量成分Ｍ２（例えば物質Ｂ）の量、および不純物Ｍ３（例えば物質Ｃ）の量を示す。
【0126】
本例では、生産物は、主成分Ｍ１（物質Ａ）が多くを占めるため、生産物の体積に対し、主成分Ｍ１（物質Ａ）の量が大きく、微量成分Ｍ２（物質Ｂ）および不純物Ｍ３（物質Ｃ）の量は小さい。
【0127】
本例では、物質Ａの量に関しては、生産物および主成分Ｍ１の生成に伴う期間ＴＡ（時点ｔ１～ｔ２）で、物質Ａの閾値ＨＡの範囲内に収まっている。閾値ＨＡの範囲は、特に下限値ａ１から上限値ａ２までである。
【0128】
また、物質Ｂの量に関しては、微量成分Ｍ２の生成に伴う期間ＴＢ１（時点ｔ３～ｔ４）では、物質Ｂの量が、物質Ｂの閾値ＨＢの範囲内ではなく、下限値ｂ１を下回っている。閾値ＨＢの範囲は、特に下限値ｂ１から上限値ｂ２までである。コンピュータシステム１０は、条件判定に基づいて、微量成分Ｍ２（物質Ｂ）の量が下限値ｂ１以上となるように、生産プロセス制御（例えば前プロセスに戻す制御やプロセス制御量調整など）を決定・実行する。この結果、時点ｔ５から時点ｔ６の期間ＴＢ２では、物質Ｂの量が下限値ｂ１以上となっている。
【0129】
また、微量成分Ｍ２の生成に伴う別の期間ＴＢ３（時点ｔ７～ｔ８）では、物質Ｂの量が、物質Ｂの閾値ＨＢの範囲から外に出ており、特に上限値ｂ２を超えている。時点ｔ９は、物質Ｂの量が上限値ｂ２を超える時点である。時点ｔ９で、コンピュータシステム１０は、条件判定に基づいて、物質Ｂに関する生産コストを低減するように、生産プロセス制御（例えば前プロセスに戻す制御やプロセス制御量調整など）を決定・実行する。この結果、時点ｔ１０から時点ｔ１１の期間ＴＢ４では、物質Ｂの量が下限値ｂ１以上で上限値ｂ２以下となっている。
【0130】
また、物質Ｃの量に関しては、不純物Ｍ３の発生に伴う期間ＴＣ１（時点ｔ１２～ｔ１３）では、物質Ｃの量が、閾値ＨＣの範囲内ではなく、上限値ｃ２を超えている。時点ｔ３は、物質Ｃの量が、物質Ｃの閾値ＨＣの特に上限値ｃ２を超える時点である。コンピュータシステム１０は、条件判定に基づいて、物質Ｃの量が上限値ｃ２以下になるように、物質Ｃに関する生産プロセス制御（例えば前プロセスへ戻す制御やプロセス制御量調整など）を決定・実行する。その結果、時点ｔ１５から時点ｔ１６の期間ＴＣ２では、物質Ｃの量が上限値ｃ２以下になっている。
【0131】
また、別の期間ＴＣ３（時点ｔ１７～ｔ１８）では、物質Ｃの量が、閾値ＨＣの範囲内ではなく、特に下限値ｃ２を下回っている。コンピュータシステム１０は、時点ｔ１７以後で、条件判定に基づいて、物質Ｃに関する生産コストを低減するように、生産プロセス制御（例えば前プロセスへ戻す制御やプロセス制御量の調整など）を決定・実行する。その結果、時点ｔ１９から時点ｔ２０の期間ＴＣ４では、物質Ｃの量が下限値ｃ１以上、上限値ｃ２以下になっている。
【0132】
図９Ａの生産プロセス制御例では、今回の生産単位に関して実行した場合を示しているが、次回以降の実行としてもよい。また、図９Ａの例では、主成分Ｍ１（物質Ａ）に関しては物質Ａの閾値ＨＡの範囲内となる条件を満たしているので生産プロセス制御を実行しない場合を示しているが、プロセスの状態に応じて、物質Ａに関しても生産プロセス制御が同様に実行可能である。
【0133】
条件判定例および生産プロセス制御例としては以下である。生産物には必要濃度が決められている。例えば物質Ａに対する物質Ｂの濃度が、基準を満たす必要がある。コンピュータシステム１０は、モニタ値を条件の閾値範囲と比較して場合分け等を判定する（図７）。コンピュータシステム１０は、条件判定結果に基づいて、次に移行するプロセスやそのプロセスの制御量、適用する生産プロセス制御などを選択・決定する。
【0134】
コンピュータシステム１０は、モニタ値に基づいた必要成分の濃度／量（例えば物質Ｂの濃度）が条件の閾値（例えば物質Ｂの下限値）以上である場合には、ＯＫなので、標準的な次のプロセスに移行させる。コンピュータシステム１０は、モニタ値に基づいた必要成分の濃度／量が条件の閾値（例えば物質Ｂの下限値）を下回る場合には、ＮＧ（例えば物質Ｂの濃度／量が不足）なので、微量成分Ｍ２の濃度／量を上げて基準を満たすための生産プロセス制御を選択する。例えば、物質Ｂの必要濃度を満たすために前プロセスに戻す制御などが選択される。
【0135】
図９Ａの時点ｔ５、期間ＴＢ２の例では、基準実現制御として、生産プロセス制御Ｂ１（図７、図８）が選択される。例えば、前プロセス（例えば混合・反応プロセス）へ戻す制御Ｂ１－１が選択され、制御量調整とともに物質Ｂの追加添加（追加投入）が行われる。
【0136】
また、コンピュータシステム１０は、モニタ値に基づいた不純物Ｍ３（物質Ｃ）の濃度／量が条件の閾値（例えば物質Ｃの上限値）以下である場合には、ＯＫなので、標準的な次のプロセスに移行させる。コンピュータシステム１０は、モニタ値に基づいた不純物Ｍ３（物質Ｃ）の濃度／量が条件の閾値（例えば物質Ｃの上限値）を超える場合には、ＮＧなので、不純物Ｍ３の量／濃度を下げて基準を満たすための生産プロセス制御を選択する。例えば、不純物Ｍ３の濃度／量を低減するために前プロセスに戻す制御などが選択される。
【0137】
図９Ａの時点ｔ１４、期間ＴＣ２の例では、基準実現制御として、生産プロセス制御Ｃ１（図７、図８）が選択される。例えば、前プロセス（例えば精製プロセス）へ戻す制御Ｃ１－１が選択され、制御量調整とともに不純物除去が再度実行される。
【0138】
また、コンピュータシステム１０は、必要成分の濃度／量が上限値を超える場合には、必要成分が過剰であり、コストが過大となっている可能性があるため、生産コストを低減する制御を選択する。その生産コストを低減する制御は、例えば、必要成分に関するプロセスのコストが小さくなるように、当該プロセスの制御量を調整することが挙げられる。
【0139】
図９Ａの時点ｔ１０、期間ＴＢ４の例では、コスト低減制御として、生産プロセス制御Ｂ２（図７、図８）が選択される。例えば、前プロセス（例えば混合・反応プロセス）へ戻す制御Ｂ２－１が選択され、制御量調整とともに物質Ｂの添加量／濃度の低減・調整が行われる。
【0140】
なお、前プロセスへ戻す制御Ｂ２－１の実行によって、生産プロセス２の全体の生産コストが増えてしまう場合には、今回はそれを許容して実行するものとしてもよいし、実行せずに、次回以降のプロセス制御量の変更（制御Ｂ２－３）のみとしてもよい。次回以降とする場合には、図９Ｂのグラフに示すように、今回の生産では期間ＴＢ４で物質Ｂの量は上限値ｂ２を超えたままとなる。
【0141】
また、コンピュータシステム１０は、不純物Ｍ３の濃度／量が下限値を下回る場合には、不純物Ｍ３の抑制が過剰であり、コストが過大となっている可能性があるため、生産コストを低減する制御を選択する。その生産コストを低減する制御は、例えば、不純物Ｍ３に関するプロセスのコストが小さくなるように、当該プロセスの制御量を調整することが挙げられる。
【0142】
図９Ａの時点ｔ１７、期間ＴＣ４の例では、コスト低減制御として、生産プロセス制御Ｃ２（図７、図８）が選択される。例えば、前プロセス（例えば精製プロセス）へ戻す制御Ｃ２－１が選択され、制御量調整とともに物質Ｃの発生に関する調整が行われる。
【0143】
なお、前プロセスへ戻す制御Ｃ２－１の実行によって、生産プロセス２の全体の生産コストが増えてしまう場合には、今回はそれを許容して実行するものとしてもよいし、実行せずに、次回以降のプロセス制御量の変更（制御Ｃ２－３）のみとしてもよい。次回以降とする場合には、図９Ｂのグラフに示すように、今回の生産では期間ＴＣ４で物質Ｃの量は下限値ｃ１を下回ったままとなる。
【0144】
図９Ａの例では、条件判定用の設定値である物質ごとの閾値範囲として、閾値ＨＡ，ＨＢ，ＨＣを用いる場合を示したが、これに限らず、物質ごとの閾値は、少なくとも１つの値を用いればよい。
【0145】
［比較例の生産プロセス］
次に、生産プロセス２の具体例を用いながら制御例などを説明する。図１０は、比較例の生産プロセスおよび制御の構成例について示す説明図である。ここでは、比較例として、一般的な生産プロセスの一例について記載する。図１０の生産プロセスＰＰ１は、材料ＩＭ（言い換えると投入原材料）として少なくとも主成分Ｍ１の物質Ａと、微量成分Ｍ２の物質Ｂとを有し、主成分Ｍ１および微量成分Ｍ２を含んで構成される目的生産物ＴＰを生産するためのフローである。生産プロセスＰＰ１中では、不純物Ｍ３（物質Ｃ）が発生する可能性がある。目的生産物ＴＰは、固体または流体である。
次に、生産プロセス２の具体例を用いながら制御例などを説明する。図１０は、比較例の生産プロセスおよび制御の構成例について示す説明図である。ここでは、比較例として、一般的な生産プロセスの一例について記載する。図１０の生産プロセスＰＰ１は、材料ＩＭ（言い換えると投入原材料）として少なくとも主成分Ｍ１の物質Ａと、微量成分Ｍ２の物質Ｂとを有し、主成分Ｍ１および微量成分Ｍ２を含んで構成される目的生産物ＴＰを生産するためのフローである。生産プロセスＰＰ１中では、不純物Ｍ３（物質Ｃ）が発生する可能性がある。目的生産物ＴＰは、固体または流体である。
【0146】
図１０のように、生産プロセスＰＰ１の最少単位は、主成分Ｍ１（例えば物質Ａ）と主機能を果たすための微量成分Ｍ２（例えば物質Ｂ）とを材料ＩＭ（投入原材料）として、目的生産物ＴＰ（最終生産物とも記載する）を生産するものである。このために、生産プロセスＰＰ１は、複数のプロセスＰとして、上流側から下流側へ順に、例えば、第１プロセスＰ１、第２プロセスＰ２、および第３プロセスＰ３を有する。
【0147】
第１プロセスＰ１は、少なくとも材料ＩＭ（例えば主成分Ｍ１と微量成分Ｍ２）を混合または反応させるプロセスである（例えば図４）。第２プロセスＰ２は、第１プロセスＰ１後の混合・反応物である中間生産物ＩＰを分離するプロセスである。分離は、サイズや成分に関する分離である。第３プロセスＰ３は、第２プロセスＰ２で分離された混合生成物である中間生産物ＩＰを精製するプロセスである。精製とは、不純物Ｍ３（物質Ｃとも記載する）を除去する不純物除去プロセスを含む。
【0148】
主成分Ｍ１（物質Ａ）と主機能を果たすための微量成分Ｍ２（物質Ｂ）は、第１プロセスＰ１に投入され、第１プロセスＰ１において、例えば温度、圧力、および反応時間などが制御されて混合／化学反応が行われる。この際に、第１プロセスＰ１では、温度変化、圧力変化、および、触媒などを用いた化学反応時間などについて、個別に制御パラメータ値が制御量として設定・制御されている（例えば図４）。この第１プロセスＰ１の結果、混合・反応物である中間生産物ＩＰ（特にＩＰ１とも記載する）が生成される。
【0149】
また、第１プロセスＰ１後の混合・反応生成物である中間生産物ＩＰ（特にＩＰ１）は、第２プロセスＰ２において、サイズや成分などによって分離が行われる。この際に、第２プロセスＰ２では、温度、圧力、および、粒子サイズの違いによるろ過などを用いた工程によって分離されて、分離された混合・生成物である中間生産物ＩＰ（特にＩＰ２とも記載する）が生成される。
【0150】
第２プロセスＰ２後の分離された混合・生成物である中間生産物ＩＰ（特にＩＰ２）は、第３プロセスＰ３において、不純物Ｍ３（例えば物質Ｃ）の除去を含む精製が行われる。第３プロセスＰ３での不純物Ｍ３の除去には、例えば、温度、圧力、および反応時間などを変化させることで不純物Ｍ３を蒸発させる工程や、液抽出や固相抽出等の工程が用いられる。これにより、第３プロセスＰ３後には、不純物Ｍ３がある程度除去された生産物である目的生産物ＴＰを得ることができる。
【0151】
上記の各プロセスＰ（Ｐ１～Ｐ３）では、生産管理システム３（図１）によって、投入物に対し、温度、圧力、および時間などの個別の制御パラメータ値が基本的な制御量として規定され管理されている。
【0152】
なお、図１０の生産プロセスＰＰ１では、投入される材料ＩＭは、第１プロセスＰ１の前の物質Ａと物質Ｂのみがある場合を図示しているが、これに限定されない。生産プロセスに応じて、他の物質（例えば非図示の薬剤など）が投入される場合もあるし、第２プロセスＰ２以降で物質Ａ，Ｂが投入あるいは生成される場合もある。あるプロセスＰで、ある物質とある物質とが反応して別の物質が生成される場合もある。図１０の生産プロセスＰＰ１の例では、第１プロセスＰ１、第２プロセスＰ２、および第３プロセスＰ３のうちの少なくとも１つのプロセスＰで、不純物Ｍ３（物質Ｃ）が生成または混入する場合がある。
【0153】
また、実施の形態１では、生産プロセスＰＰ１を対象とする場合には、生産プロセスＰＰ１の各プロセスＰに関して、それぞれモニタポイントＭＰが設置されることとなる。図１０の例では、第１プロセスＰ１への投入の箇所にモニタポイントＭＰ１が設置され、第１プロセスＰ１の出力から第２プロセスＰ２への投入の箇所にモニタポイントＭＰ２が設置され、第２プロセスＰ２の出力から第３プロセスＰ３への投入の箇所にモニタポイントＭＰ３が設置され、第３プロセスＰ３からの目的生産物ＴＰの出力の箇所にモニタポイントＭＰ４が設置される。
【0154】
なお、図１０では、プロセスＰ間にモニタポイントＭＰを設置する場合を示しているが、これに限定されず、各プロセスＰ内にモニタポイントＭＰが設置されるものとしてもよい。センサ４は、装置Ｆに内蔵されていてもよい。
【0155】
各モニタポイントＭＰからは、所定のパラメータ値での物質量や制御量やセンサ値のモニタ値が得られる。図１０では、モニタポイントＭＰからのモニタ値の概要を、物質量や制御量／センサ値として図示している。各物質の量としては、材料ＩＭの量、中間生産物ＩＰの量、主成分Ｍ１（物質Ａ）の量、微量成分Ｍ２（物質Ｂ）の量、不純物Ｍ３（物質Ｃ）の量、目的生産物ＴＰの量、などがある。プロセスＰの制御量やセンサ値としては、プロセスＰに応じた、温度、圧力、反応時間、粒子サイズ、抽出液などの制御量／センサ値が挙げられる。制御量は、装置Ｆ等によって制御されるパラメータ値である。センサ値は、センサ４等によって計測・検出されるパラメータ値である。
【0156】
実施の形態１の場合、例えばモニタポイントＭＰ２では、第１プロセスＰ１での混合・反応物である中間生産物ＩＰ１などで生じる反応成分量（物質Ａや物質Ｂの量）や未反応成分量（物質Ａや物質Ｂの量）もモニタされ確認される。モニタポイントＭＰ３では、第２プロセスＰ２での混合・反応物である中間生産物ＩＰ２の成分量、粒子サイズなどや、発生した不純物Ｍ３（物質Ｃ）の量についてもモニタされ確認される。モニタポイントＭＰ４では、第３プロセスＰ２での精製物である目的生産物ＴＰの成分量（物質Ａや物質Ｂの量）、および不純物Ｍ３（物質Ｃ）の量などについてもモニタされ確認される。
【0157】
また、生産プロセスＰＰ１の終了の直後には、あるいは、生産プロセスＰＰ１中の最後のプロセスＰでは、目的生産物ＴＰに関する検査が行われる場合もある。検査では、例えば、目的生産物ＴＰにおける、主成分Ｍ１（物質Ａ）および微量成分Ｍ２（物質Ｂ）の量が、それぞれ所定の基準を満たすかどうか、例えば閾値範囲内にあるか等が確認される場合がある。また、検査では、目的生産物ＴＰにおける不純物Ｍ３（物質Ｃ）の量が、所定の基準を満たすかどうか、例えば上限値以下であるか等が確認される場合がある。図１０の例では、モニタポイントＭＰ４のモニタ値を用いて検査を行うことも可能である。
【0158】
上記生産プロセスＰＰ１で扱う物質は、固体、液体または気体が挙げられ、いずれの場合でも成立する。また、図１０の例では、最小単位に関する説明であるため、大別して３種類の物質（物質Ａ，Ｂ，Ｃ）が、一つずつ存在する場合を図示したが、勿論これに限定されず、それぞれの種類の物質が二つ以上の物質として存在する場合もある。例えば、主成分Ｍ１の物質Ａに対し、微量成分Ｍ２である２つの物質があり、不純物Ｍ３として２つの物質が生成され得る等。
【0159】
［生産プロセスの例１］
図１１は、上記比較例（図１０）の生産プロセスＰＰ１に対し、実施の形態１での生産プロセス制御を適用した構成例を示す説明図である。図１１での生産プロセスＰＰ１の構成は、図１０での生産プロセスＰＰ１の構成と同様である。実施の形態１では、同じ生産プロセスＰＰ１を制御対象として、図１のコンピュータシステム１０によって、生産プロセス制御が行われる。図１１では、その生産プロセス制御などに関する構成要素を追加して図示している。図１１では、コンピュータシステム１０による大きな意味での制御を、生産プロセス制御ＰＣとして図示している。その生産プロセス制御ＰＣには、個別の生産プロセス制御が含まれており、例えば生産プロセス制御ＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３として図示している。
図１１は、上記比較例（図１０）の生産プロセスＰＰ１に対し、実施の形態１での生産プロセス制御を適用した構成例を示す説明図である。図１１での生産プロセスＰＰ１の構成は、図１０での生産プロセスＰＰ１の構成と同様である。実施の形態１では、同じ生産プロセスＰＰ１を制御対象として、図１のコンピュータシステム１０によって、生産プロセス制御が行われる。図１１では、その生産プロセス制御などに関する構成要素を追加して図示している。図１１では、コンピュータシステム１０による大きな意味での制御を、生産プロセス制御ＰＣとして図示している。その生産プロセス制御ＰＣには、個別の生産プロセス制御が含まれており、例えば生産プロセス制御ＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３として図示している。
【0160】
図１１の生産プロセスＰＰ１では、前述（図１０）のように、それぞれのプロセスＰ（Ｐ１～Ｐ３）に、それぞれのモニタポイントＭＰ（ＭＰ１～ＭＰ４）が設置されている。実施の形態１では、各モニタポイントＭＰで、投入される材料ＩＭの量、中間生産物ＩＰの量、目的生産物ＴＰの量、主成分Ｍ１（物質Ａ）の量、主機能を満たすための微量成分Ｍ２（物質Ｂ）の量、および不純物Ｍ３（物質Ｃ）の量などや、前述の制御量やセンサ値がモニタリングされる。図１のモニタ部１０２がそのモニタリングを行う。
【0161】
実施の形態１では、そのモニタリングによるモニタ値が、それぞれ、所定の条件を満たすか等の判定に応じて、実行する生産プロセス制御が決定され（図７、図８）、生産プロセスＰＰ１に反映・フィードバックされる。生産プロセス制御ＰＣは、モニタポイントＭＰに応じた生産プロセス制御として行われる。例えば、モニタ値の物質の量が、閾値範囲内の場合、上限値を超える場合、下限値を下回る場合、などの場合分けに応じて、当該場合に対応付けられる生産プロセス制御が選択される。個別の生産プロセス制御は、図１１の例では、材料ＩＭに関する投入量の調整（今回または次回以降）と、プロセスＰの制御量の調整（今回または次回以降）と、前プロセスＰに戻して再度生産実行する制御（今回の制御量の調整を含む）とを示している。
【0162】
図１１での生産プロセス制御ＰＣの例としては以下が挙げられる。図１の制御部１０１は、図３のステップＳ３～Ｓ５、図７、図８に従って、生産プロセス制御ＰＣを実行する。図１１での個別の生産プロセス制御は、大別すると、材料ＩＭの投入量の調整、プロセスＰの制御量の調整、前プロセスへ戻す制御があり、図面では、投入量調整ＣＮＴ１、制御量調整ＣＮＴ２、前プロセスへ戻す制御ＣＮＴ３として示している。これらの各生産プロセス制御は、すべて実装することには限定されず、少なくとも一部が実装されればよい。
【0163】
生産プロセス制御ＰＣ１は、第１プロセスＰ１後のモニタポイントＭＰ２のモニタ値に基づいて行われる。生産プロセス制御ＰＣ１は、第１プロセスＰ１への材料ＩＭ（主成分Ｍ１および微量成分Ｍ２）の投入量の調整ＣＮＴ１と、第１プロセスＰ１の制御量の調整ＣＮＴ２と、を有する。
【0164】
生産プロセス制御ＰＣ２は、第２プロセスＰ２後のモニタポイントＭＰ３のモニタ値に基づいて行われる。生産プロセス制御ＰＣ２は、第１プロセスＰ１への材料ＩＭ（主成分Ｍ１および微量成分Ｍ２）の投入量の調整ＣＮＴ１と、第１プロセスＰ１の制御量の調整ＣＮＴ２と、第２プロセスＰの制御量の調整ＣＮＴ２と、を有する。
【0165】
生産プロセス制御ＰＣ３は、第３プロセスＰ３後のモニタポイントＭＰ４のモニタ値に基づいて行われる。生産プロセス制御ＰＣ３は、第１プロセスＰ１への材料ＩＭ（主成分Ｍ１および微量成分Ｍ２）の投入量の調整ＣＮＴ１と、第１プロセスＰ１の制御量の調整ＣＮＴ２と、第２プロセスＰの制御量の調整ＣＮＴ２と、第３プロセスＰ３の制御量の調整ＣＮＴ２と、を有する。また、生産プロセス制御ＰＣ３は、前プロセスへ戻す制御ＣＮＴ３を有する。前プロセスへ戻す制御ＣＮＴ３は、例えば、第１プロセスＰ１へ戻す制御、または、第２プロセスＰ２へ戻す制御、または、第３プロセスＰ３へ戻す制御がある。
【0166】
実施の形態１の生産プロセス制御システム１、特にコンピュータシステム１０は、第１プロセスＰ１後のモニタポイントＭＰ２において、モニタ値に基づいた生産プロセス制御ＰＣ１を行う。生産プロセス制御ＰＣ１では、混合・反応生成物である中間生産物ＩＰ１について、目的生産物ＴＰの量、微量成分Ｍ２の量、および不純物Ｍ３の量が、それぞれ、条件の閾値範囲内とならない場合（少なくともいずれかの物質量が閾値範囲外となる場合）には、生産プロセス制御ＰＣ１として、材料投入量調整ＣＮＴ１を行う。これにより、基準を満たす目的生産物ＴＰとならないこと、言い換えると、目的生産物ＴＰが基準を満たさないこと、が防止される。基準を満たさないとは、例えば、目的生産物ＴＰにおける不純物Ｍ３（物質Ｃ）の量が上限値を超えること等である。
【0167】
さらには、上記生産プロセス制御ＰＣ１とともに、コンピュータシステム１０は、モニタポイントＭＰ２よりも後ろにある、第１プロセスＰ１以降の第２プロセスＰ２の制御量の調整として例えば分離条件の変更や、第３プロセスＰ３の不要物除去プロセスの制御量の調整などを実行してもよい。このような制御を例えば制御量調整ＣＮＴ４として図示している。
【0168】
生産プロセス制御ＰＣ１により、より好適な目的生産物ＴＰを生産でき、廃棄物の低減を実現できる。
【0169】
また、コンピュータシステム１０は、第２プロセスＰ２後のモニタポイントＭＰ３において、モニタ値に基づいた生産プロセス制御ＰＣ２を行う。生産プロセス制御ＰＣ２では、分離された成分内の目的生産物ＴＰ（中間生産物ＩＰ２）の量、微量成分Ｍ２（物質Ｂ）の量、および不純物Ｍ３（物質Ｃ）の量を確認する。コンピュータシステム１０は、それぞれの物質量が、条件の閾値範囲内とならない場合（少なくともいずれかの物質量が閾値範囲外となる場合）には、生産プロセス制御ＰＣ２として、第１プロセスＰ１への材料投入量の調整ＣＮＴ１、第１プロセスＰ１の混合／反応の制御量の調整ＣＮＴ２、もしくは、第２プロセスＰ２の分離に関する制御量の調整ＣＮＴ２、のうちの少なくとも１つを行う。
【0170】
さらには、上記生産プロセス制御ＰＣ２とともに、コンピュータシステム１０は、モニタポイントＭＰ３よりも後ろにある、第２プロセスＰ１以降の第３プロセスＰ２の制御量の調整として例えば不要物除去プロセスの制御量の調整ＣＮＴ４を実行してもよい。
【0171】
生産プロセス制御ＰＣ２により、より好適な目的生産物ＴＰを生産でき、廃棄物の低減を実現できる。
【0172】
また、コンピュータシステム１０は、第３プロセスＰ３後のモニタポイントＭＰ４において、モニタ値に基づいた生産プロセス制御ＰＣ３を行う。生産プロセス制御ＰＣ３では、精製された目的生産物ＴＰの量、微量成分Ｍ２（物質Ｂ）の量、および不純物Ｍ３（物質Ｃ）の量を確認する。コンピュータシステム１０は、それぞれの物質量が、条件の閾値範囲内とならない場合（少なくともいずれかの物質量が閾値範囲外となる場合）には、生産プロセス制御ＰＣ３として、第１プロセスＰ１への材料投入量の調整ＣＮＴ１、第１プロセスＰ１の混合／反応の制御量の調整ＣＮＴ２、第２プロセスＰ２の分離に関する制御量の調整ＣＮＴ２、あるいは第３プロセスＰ３の精製に関する制御量の調整ＣＮＴ２、のうちの少なくとも１つを行う。例えば、少なくとも、第３プロセスＰ３の精製に関する制御量の調整ＣＮＴ２が行われる。条件判定結果に応じて、材料投入量調整ＣＮＴ１、第１プロセスＰ１の制御量調整ＣＮＴ２、第２プロセスＰ２の制御量調整ＣＮＴ２が行われてもよい。
【0173】
また、各生産プロセス制御における各プロセスＰの制御量調整ＣＮＴ２は、次回以降の生産に関する制御量の変更、言い換えるとレシピ（図１での生産プロセス情報Ｄ３）の更新としてもよいし、下記の前プロセスへ戻す制御ＣＮＴ３の実行の場合には、今回の生産に関する戻された後のプロセスＰの制御量の調整（言い換えると一時的な調整）としてもよい。
【0174】
生産プロセス制御ＰＣ３では、条件判定結果に応じて、前プロセスへ戻す制御ＣＮＴ３が実行される。制御量調整とともに前プロセスに戻す制御ＣＮＴ３を、一点鎖線矢印で図示している。コンピュータシステム１０は、例えば、モニタポイントＭＰ４のモニタ値を、条件の閾値範囲と比較し、目的生産物ＴＰの量、微量成分Ｍ２の量、および不純物Ｍ３の量が、閾値範囲内にならない場合（例えば図７）には、対象物の生産単位について実行するプロセスＰを、第３プロセスＰ３よりも前のプロセスＰ（例えば第２プロセスＰ２）へ戻す制御ＣＮＴ３を実行する。すなわち、例えば第２プロセスＰ２へ戻す制御ＣＮＴ３の場合では、対象物（生産単位）について、第２プロセスＰ２の投入側へ戻された後に、再度（２回目）、第２プロセスＰ２で分離が行われ、中間生産物ＩＰ２が、第３プロセスＰ３に投入され、再度（２回目）、第３プロセスＰ３で不純物除去を含む精製が行われる。
【0175】
また、この制御ＣＮＴ３の際には、モニタ値に応じて、戻された後の再度のプロセスＰ（Ｐ２，Ｐ３）での制御量が調整されてもよい。例えば、１回目の第２プロセスＰ２の分離の制御量に対し、２回目の第２プロセスＰ２の分離の制御量が、異なる値にされてもよい。
【0176】
再度（２回目）の第３プロセスＰ３後には、より好適な目的生産物ＴＰが得られる。なお、前プロセスへ戻す制御ＣＮＴ３を、必要に応じて、３回以上繰り返すことも、同様に可能である。
【0177】
生産プロセス制御ＰＣ３により、より好適な目的生産物ＴＰを生産でき、廃棄物の低減を実現できる。
【0178】
上記の前プロセスへ戻す制御ＣＮＴ３は、第３プロセスＰ３後のモニタポイントＭＰ４に限らずに、各モニタポイントＭＰおよび各プロセスＰで同様に行うことが可能である。例えば、第２プロセスＰ２後のモニタポイントＭＰ３のモニタ値に基づいて第１プロセスＰ１に戻す制御なども可能である。生産プロセス２が、より多数のプロセスＰを有して構成される場合にも、同様の生産プロセス制御が適用可能である。図１１では、可能な各種の生産プロセス制御の例を図示したが、これらに限定されず、適用対象の生産プロセス２等に応じて、これらの生産プロセス制御のうち少なくとも一部が実装および適用されればよい。
【0179】
［前プロセスに戻す制御］
図１２は、前プロセスに戻す制御ＣＮＴ３（図８での制御Ｂ１－１など）についての補足説明図である。図１２では、同じ生産プロセスＰＰ１上で、ある生産単位を生産する回での生産実行の場合に、第３プロセスＰ３後のモニタポイントＭＰ４に基づいて前プロセスに戻す制御ＣＮＴ３が発生した場合の模式図を示している。本例では、生産プロセス制御ＰＣ３として、第２プロセスＰ２へ戻す場合を示している。
図１２は、前プロセスに戻す制御ＣＮＴ３（図８での制御Ｂ１－１など）についての補足説明図である。図１２では、同じ生産プロセスＰＰ１上で、ある生産単位を生産する回での生産実行の場合に、第３プロセスＰ３後のモニタポイントＭＰ４に基づいて前プロセスに戻す制御ＣＮＴ３が発生した場合の模式図を示している。本例では、生産プロセス制御ＰＣ３として、第２プロセスＰ２へ戻す場合を示している。
【0180】
コンピュータシステム１０は、モニタポイントＭＰ４のモニタ値を、条件の閾値範囲と比較して判定した結果、生産プロセス制御ＰＣ３として前プロセスに戻す制御ＣＮＴ３を実行する。条件判定は、例えば、前述のように（図７）、不純物Ｍ３（物質Ｃ）の量が上限値を超える場合などがある。
【0181】
コンピュータシステム１０は、モニタポイントＭＰ４のモニタ値において、生産単位における不純物Ｍ３（物質Ｃ）の量が、条件の閾値範囲内ではない場合、例えば上限値を超える場合（図７のcase 2、ｃ２＜ｃｍ）、ＮＧとし、当該生産単位について、第２プロセスＰ２に戻す制御ＣＮＴ３（図８での生産プロセス制御Ｃ１－１）を適用すると判定する。図１１では、この前プロセスへの戻しを、モニタポイントＭＰ４後の中間生産物ＩＰから、２回目（丸付き数字で示す）の第２プロセスＰ２へのつながりとして図示している。わかりやすいように１回目と２回目とを分けて図示しているが、第２プロセスＰ２等で使用する装置Ｆ等は同じである。２回目の第２プロセスＰ２、および２回目の第３プロセスＰ３を経由後、目的生産物ＴＰが得られる。
【0182】
コンピュータシステム１０は、第２プロセスＰ２に戻した後に第２プロセスＰ２を再度実行する際の制御量、例えば分離のための温度や圧力などの制御量を調整してもよいし、第３プロセスＰ３を再度実行する際の制御量、例えば不純物除去のための温度や圧力などの制御量を調整してもよい。
【0183】
コンピュータシステム１０（図１の制御部１０１）は、この前プロセスへ戻す制御ＣＮＴ３の実行の際には、この制御ＣＮＴ３のための制御指示を、該当する第２プロセスＰ２の装置Ｆ等に送信する。生産プロセス２（ＰＰ１）中に中間生産物ＩＰの搬送のための機構（例えばコンベヤ）などがある場合には、コンピュータシステム１０は、そのような機構に対し、制御指示を送信してもよい。制御指示は、第２プロセスＰ２に戻して再度実行する旨の指示の他に、戻した後の第２プロセスＰ２等の制御量の調整の指示が挙げられる。第２プロセスＰ２の装置Ｆ等は、その制御指示に従って、当該生産単位についての再度のプロセスを実行する。
【0184】
［生産プロセスの例２（分岐）］
図１３は、実施の形態１で対象として可能である他の生産プロセス２の構成例として、生産プロセスＰＰ２を示す。この生産プロセスＰＰ２は、前述の対処プロセスへの分岐の制御（図８でのＣ１－２等）を行う場合の対象の例である。
図１３は、実施の形態１で対象として可能である他の生産プロセス２の構成例として、生産プロセスＰＰ２を示す。この生産プロセスＰＰ２は、前述の対処プロセスへの分岐の制御（図８でのＣ１－２等）を行う場合の対象の例である。
【0185】
図１３の生産プロセスＰＰ２は、第１プロセスＰ１（混合／反応）、第２プロセス（分離）、および第３プロセスＰ３（精製）までは、前述の生産プロセスＰＰ１と同様である。図１３の生産プロセスＰＰ２は、一旦、第１プロセスＰ１（混合／反応）、第２プロセス（分離）および第３プロセスＰ３（精製）まででプロセスを完了させ、この中間生産物ＩＰ（特にＩＰ３）を目的生産物ＴＰとして終了する場合と、この中間生産物ＩＰ（特にＩＰ３）からさらに別のプロセスで生産して目的生産物ＴＰを得る場合とがある。生産プロセスＰＰ２は、第３プロセスＰ３の後に、分岐先のプロセスＰとして、第４プロセス（混合／反応）、第５プロセス（分離）、および第６プロセスＰ３（精製）が続く。
【0186】
このような生産プロセスＰＰ２を対象とする場合、コンピュータシステム１０は、例えば第３プロセスＰ３後のモニタポイントＭＰ４のモニタ値に基づいた生産プロセス制御ＰＣ３として、対処プロセスへ分岐する制御が選択適用可能となる。
【0187】
コンピュータシステム１０は、第３プロセスＰ３までで生産された中間生産物ＩＰ（ＩＰ３）に対し、条件判定結果に応じて、図示のように、対処プロセスへ分岐して生産する制御ＣＮＴ５として、第４プロセスＰ４へ分岐（言い換えると移行）させる。図１３では、この分岐を、分岐１３０１として矢印で図示している。第４プロセスＰ４は、第１プロセスＰ１とは別のプロセスとして装置Ｆ等も設けられている。第５プロセスＰ５や第６プロセスＰ６も同様である。
【0188】
第４プロセスＰ４（混合／反応）では、例えば、新たに微量成分Ｍ２（物質Ｂ）の追加投入が行われる。図１３では、第４プロセスＰ４への微量成分Ｍ２（物質Ｂ）の追加投入を、追加投入１３０２として図示している。
【0189】
第４プロセスＰ４で追加投入される微量成分Ｍ２（物質Ｂ）は、第１プロセスＰ１に投入される微量成分Ｍ２（物質Ｂ）と同じ物質である。第４プロセスＰ４の際に追加投入する微量成分Ｍ２（物質Ｂ）の量については、追加投入１３０２に対応したモニタポイントＭＰ５でモニタされる。また、モニタポイントＭＰ５で投入される微量成分Ｍ２（物質Ｂ）の量は、モニタポイントＭＰ４のモニタ値に基づいた生産プロセス制御ＰＣ３に応じて変更されてもよく、材料投入量調整ＣＮＴ１として示している。
【0190】
また、第４プロセスＰ４での制御量についても、モニタポイントＭＰ４のモニタ値に基づいた生産プロセス制御ＰＣ３に応じて調整されてもよく、制御量調整ＣＮＴ２として示している。
【0191】
第４プロセスＰ４後のモニタポインタＭＰ６でもモニタされてもよく、そのモニタ値に応じて生産プロセス制御が行われてもよい。第４プロセスＰ４に対しても、例えば図１１での生産プロセス制御ＰＣ１と同様の制御がされてもよい。
【0192】
その後の第５プロセスＰ５（分離）についても、同様に、各モニタ値に応じて、制御量が調整されてもよく、制御量調整ＣＮＴ２として示している。例えば、複数の分離条件に基づいて、最適化のプロセス制御として、制御量調整や投入量調整などが行われてもよい。
【0193】
第５プロセスＰ５後のモニタポインタＭＰ７でもモニタされてもよく、そのモニタ値に応じて生産プロセス制御が行われてもよい。第５プロセスＰ５に対しても、例えば図１１での生産プロセス制御ＰＣ２と同様の制御がされてもよい。
【0194】
その後の第６プロセスＰ６（精製）についても、同様に、各モニタ値に応じて、制御量が調整されてもよく、制御量調整ＣＮＴ２として示している。例えば、不純物除去プロセスの制御量が調整されてもよい。
【0195】
第６プロセスＰ６後のモニタポインタＭＰ８でもモニタされてもよく、そのモニタ値に応じて生産プロセス制御が行われてもよい。第６プロセスＰ６に対しても、例えば図１１での生産プロセス制御ＰＣ３と同様の制御がされてもよい。
【0196】
図１３のような分岐を用いた生産プロセス制御によって、より好適な目的生産物ＴＰを生産でき、廃棄物の低減を実現できる。
【0197】
上記生産プロセスＰＰ２の例は、分岐先のプロセス（Ｐ４～Ｐ６）が分岐前の前段のプロセス（Ｐ１～Ｐ３）と同様である場合を示したが、これに限定されず、分岐先のプロセスが、分岐前の前段のプロセスとは異なるプロセスであってもよい。また、分岐先のプロセスやフローが複数通り用意されていてもよい。
【0198】
図１２のような生産プロセスＰＰ１での前プロセスへ戻し再度生産する制御ＣＮＴ３と、図１３のような生産プロセスＰＰ２での対処プロセスへ分岐し生産する制御ＣＮＴ５とは、生産に関する類似の効果が実現可能である。
【0199】
【0200】
［生産プロセスの例３（分岐）］
図１４は、実施の形態１で対象として可能である他の生産プロセス２の構成例として、生産プロセスＰＰ３を示す。生産プロセスＰＰ３は、組み合わせの構成例であり、分岐の制御ＣＮＴ５に関する別の構成例である。生産プロセスＰＰ３は、第１プロセスＰ１、第２プロセスＰ２、および第３プロセスＰ３までは前述の生産プロセスＰＰ１，ＰＰ２と同様である。第３プロセスＰ３の後には例えば第４プロセスＰ４が続き、以降のプロセスは省略している。
図１４は、実施の形態１で対象として可能である他の生産プロセス２の構成例として、生産プロセスＰＰ３を示す。生産プロセスＰＰ３は、組み合わせの構成例であり、分岐の制御ＣＮＴ５に関する別の構成例である。生産プロセスＰＰ３は、第１プロセスＰ１、第２プロセスＰ２、および第３プロセスＰ３までは前述の生産プロセスＰＰ１，ＰＰ２と同様である。第３プロセスＰ３の後には例えば第４プロセスＰ４が続き、以降のプロセスは省略している。
【0201】
例えば第１プロセスＰ１のような混合・反応のプロセスにおいて、温度や圧力などの制御量の条件に応じて生成物が異なる場合がある。通常の条件では、第１プロセスＰ１から第２プロセスＰ２に移行する。条件に応じて生成物が異なる場合には、第１プロセスＰ１から第２プロセスＰ２に移行する際に、例えば主成分Ｍ１、微量成分Ｍ２および不純物Ｍ３の量に応じて、その後のプロセスを分岐して、通常時とは別のプロセスへ移行させてもよい。
【0202】
図１４の生産プロセスＰＰ３の例では、第１プロセスＰ１後の分岐点（丸印で示す）から、条件に応じて、第２プロセスＰ２（第２Ａプロセスとも記載する）、第２Ｂプロセス、第２Ｃプロセスに分岐する。分岐点は、モニタポイントＭＰ２と対応している。第２Ｂプロセスの後には第３Ｂプロセス、第４Ｂプロセスが続き、第２Ｃプロセスの後には第３Ｃプロセス、第４Ｃプロセスが続く。
【0203】
また、例えば、第２プロセスＰ２後の分岐点（モニタポイントＭＰ３と対応する）から、条件に応じて、第３プロセスＰ３（第３Ａプロセスとも記載する）、第３Ｄプロセス、第３Ｅプロセスに分岐する。同様に、第３プロセスＰ３後の分岐点（モニタポイントＭＰ４と対応する）から、条件に応じて、第４プロセスＰ４（第４Ａプロセスとも記載する）、第４Ｄプロセス、第４Ｅプロセスに分岐する。なお、このような生産プロセス２の分岐は、前提として生産管理システム３（図１）が管理・制御している場合もある。
【0204】
このような分岐を含んだ生産プロセスＰＰ３を対象とする場合、実施の形態１の生産プロセス制御方法およびシステムは、プロセスのモニタ値および条件判定に応じて、生産プロセスの分岐を制御する。それとともに、本方法およびシステムは、分岐に応じた目的生産物ＴＰ／中間生産物ＩＰの生産量などに応じて、各プロセスの材料／生産物の投入量の調整や、各プロセスの制御量の調整を行う。
【0205】
例えば、コンピュータシステム１０は、第１プロセスＰ１前のモニタポイントＭＰ１および第１プロセスＰ１後のモニタポイントＭＰ２のモニタ値に基づいて、第１プロセスＰ１での温度や圧力などの値や、主成分Ｍ１、微量成分Ｍ２および不純物Ｍ３の各物質の量から、分岐に関する条件を判定する。コンピュータシステム１０は、判定結果に応じて、分岐の制御ＣＮＴ５を行い、生産単位の生産を実行するプロセスを分岐させる、言い換えると、移行先のプロセスを決定する。例えば、移行先のプロセスが第２Ｃプロセスであるとする。第２Ｃプロセスは例えば第２Ａプロセスとは別の分離プロセスである。それとともに、コンピュータシステム１０は、生産単位の分岐の流れにおいて、各プロセスの投入量や制御量を調整してもよい。例えば、コンピュータシステム１０は、前プロセスである第１プロセスＰ１の材料の投入量の調整ＣＮＴ１や第１プロセスＰ１の制御量の調整ＣＮＴ２を行い、また、移行先の第２Ｃプロセスや第３Ｃプロセス等の制御量の調整ＣＮＴ２を行う。
【0206】
また、コンピュータシステム１０は、分離を行う第２プロセスＰ２から、精製を行う第３プロセスＰ３に移行する際に、同様に分岐を制御してもよい。コンピュータシステム１０は、第２プロセスＰ２後のモニタポイントＭＰ３のモニタ値に基づいて、第２プロセスＰ２での分離のパラメータ値や、主成分Ｍ１、微量成分Ｍ２および不純物Ｍ３の各物質の量から、分岐に関する条件を判定する。コンピュータシステム１０は、判定結果に応じて、第２プロセスＰ２後の分岐点からプロセスを分岐させる制御ＣＮＴ５を行う。例えば、移行先のプロセスを第３Ｄプロセスとする。第３Ｄプロセスは例えば第３Ａプロセスとは別の精製プロセスである。コンピュータシステム１０は、移行先のプロセスの投入量や制御量を調整する。
【0207】
また、第３プロセスＰ３での精製のパラメータ値に応じて、複数の目的生産物ＴＰを生産する場合もある。例えば、コンピュータシステム１０は、第３プロセスＰ３後のモニタポイントＭＰ４のモニタ値および条件判定に基づいて、第４Ａプロセス、第４Ｄプロセス、および第４Ｅプロセスへの分岐の制御ＣＮＴ５を行ってもよい。この場合では、移行先を複数のプロセスとする。それぞれの移行先のプロセスで、それぞれ対応する目的生産物ＴＰ／中間生産物ＩＰの生産が行われる。コンピュータシステム１０は、それぞれの移行先のプロセスでの投入量や制御量を調整する。
【0208】
［ＧＵＩ画面例］
図１５は、図１のコンピュータシステム１０がユーザＵ１に提供するＧＵＩ画面の例を示す。このＧＵＩ画面は、生産プロセスおよびモニタポイントの設定欄１５０１と、生産プロセス制御の条件の設定欄１５０２と、を有する。設定欄１５０１では、ユーザＵ１がＩＤなどで選択した生産プロセス２の構成情報（例えば図示のようにフローの形式）が表示され、その生産プロセス２にモニタポイントＭＰを設定・確認できる。設定欄１５０２では、ユーザＵ１がＩＤなどで選択した条件ごとに、ユーザＵ１が閾値範囲や適用する生産プロセス制御を設定・確認できる。例えば、図７のような表と同様の情報が表示される。ユーザＵ１は、例えば生産プロセス制御を選択肢（例えば図８）から選択して設定できる。
図１５は、図１のコンピュータシステム１０がユーザＵ１に提供するＧＵＩ画面の例を示す。このＧＵＩ画面は、生産プロセスおよびモニタポイントの設定欄１５０１と、生産プロセス制御の条件の設定欄１５０２と、を有する。設定欄１５０１では、ユーザＵ１がＩＤなどで選択した生産プロセス２の構成情報（例えば図示のようにフローの形式）が表示され、その生産プロセス２にモニタポイントＭＰを設定・確認できる。設定欄１５０２では、ユーザＵ１がＩＤなどで選択した条件ごとに、ユーザＵ１が閾値範囲や適用する生産プロセス制御を設定・確認できる。例えば、図７のような表と同様の情報が表示される。ユーザＵ１は、例えば生産プロセス制御を選択肢（例えば図８）から選択して設定できる。
【0209】
ＧＵＩ画面では、他にも、生産プロセス２の生産実行の状況や結果などを表示してもよい。ＧＵＩ画面では、例えば、生産の日時、どのプロセスＰを実行中かの状況、プロセスＰの正常／異常などの状態、目的生産物ＴＰの各物質が基準を満たすかどうか、生産プロセス制御の実行の有無や内容、モニタ値のグラフ、などを表示してもよい。これらにより、ユーザＵ１は、ＧＵＩ画面で、生産プロセス制御の管理や把握が容易となる。
【0210】
［実施の形態１の効果等］
以上説明したように、実施の形態１の生産プロセス制御方法およびシステムによれば、生産プロセス２の自動化に関して、生産プロセス２の管理・制御をより効率化することで生産コストの低減・抑制などを実現できる。実施の形態１によれば、モニタに応じた生産プロセス制御を実行することで、より好適な目的生産物ＴＰを得ることができ、生産物の廃棄などを低減でき、生産コストを低減できる。また、実施の形態１によれば、プロセスＰの制御量をより好適な値に調整でき、精度などを高め、レシピを最適化することができる。
以上説明したように、実施の形態１の生産プロセス制御方法およびシステムによれば、生産プロセス２の自動化に関して、生産プロセス２の管理・制御をより効率化することで生産コストの低減・抑制などを実現できる。実施の形態１によれば、モニタに応じた生産プロセス制御を実行することで、より好適な目的生産物ＴＰを得ることができ、生産物の廃棄などを低減でき、生産コストを低減できる。また、実施の形態１によれば、プロセスＰの制御量をより好適な値に調整でき、精度などを高め、レシピを最適化することができる。
【0211】
＜変形例＞
実施の形態１の変形例として以下も可能である。図１の生産プロセス制御装置１０であるコンピュータシステム１０は、生産管理システム３と一体で実装されたものでもよい。
実施の形態１の変形例として以下も可能である。図１の生産プロセス制御装置１０であるコンピュータシステム１０は、生産管理システム３と一体で実装されたものでもよい。
【0212】
変形例として、１つのコンピュータシステム１０が、対象として複数の生産プロセス２を制御する構成も可能である。
【0213】
【0214】
図１６は、変形例での条件判定についてまとめた表を示す。コンピュータシステム１０の制御部１０１（図１）は、モニタリングによる物質Ａ，Ｂ，Ｃのモニタ値、例えば物質量を、条件の閾値範囲と比較し、条件を満たすか判定する。変形例での条件は、物質Ａ量の条件と物質Ｂ量の条件と物質Ｃ量の条件とを論理的に組み合わせた条件として構成されている。例えば、前述のＯＫとなるための条件は、各物質量がすべて対応する閾値範囲を満たすことである。当該条件は、例えば、case 1として図示しているように、論理積（ＡＮＤ）を用いて、（ａ１≦ａｍ≦ａ２）ＡＮＤ（ｂ１≦ｂｍ≦ｂ２）ＡＮＤ（ｃ１≦ｃｍ≦ｃ２）として表すことができる。
【0215】
また、生産プロセス制御の実行に対応するＮＧとなる条件は、各種の定義が考えられるが、例えば以下が挙げられる。抽象的には、当該条件は、［物質Ａ量のサブ条件］ＡＮＤ［物質Ｂ量のサブ条件］ＡＮＤ［物質Ｃ量のサブ条件］を満たす場合に、ＮＧとなり、そのＮＧの場合に対応した生産プロセス制御が選択される。
【0216】
case 2として図示している例では、［物質Ａ量のサブ条件］は（ａ１≦ａｍ≦ａ２）であり、［物質Ｂ量のサブ条件］は（ｂｍ＜ｂ１）であり、［物質Ｃ量のサブ条件］は（ｃ１≦ｃｍ≦ｃ２）である。すなわち、当該条件は、微量成分Ｍ２のみが不足しているという条件である。この場合に、ＮＧとし、対応する生産プロセス制御として、物質Ｂに関する基準を満たすための生産プロセス制御Ｂ１が選択される。
【0217】
case 3として図示している別の例では、［物質Ａ量のサブ条件］は（ａ１≦ａｍ≦ａ２）であり、［物質Ｂ量のサブ条件］は（ｂｍ＜ｂ１）であり、［物質Ｃ量のサブ条件］は（ｃｍ＞ｃ２）である。すなわち、当該条件は、微量成分Ｍ２が不足し、かつ、不純物Ｍ３が超過しているという条件である。この場合に、ＮＧとし、対応する生産プロセス制御として、物質Ｂおよび物質Ｃに関する基準を満たすために同時に行う生産プロセス制御が選択される。この生産プロセス制御は、例えば、物質Ｂおよび物質Ｃに関して基準を満たすための制御Ｂ１およびＣ１である。この制御は、例えば、前プロセスに戻して再度生産を実行する制御Ｂ１－１（物質Ｂの量に関するプロセス制御量の調整を含む）と、前プロセスに戻して再度生産を実行する制御Ｃ１－１（物質Ｃの量に関するプロセス制御量の調整を含む）との両方を１つに統合した制御である。
【0218】
case 4として図示している別の例では、［物質Ａ量のサブ条件］は（ａ１≦ａｍ≦ａ２）であり、［物質Ｂ量のサブ条件］は（ｂｍ＜ｂ１）であり、［物質Ｃ量の条件］は（ｃｍ＜ｃ１）である。すなわち、当該条件は、微量成分Ｍ２が不足し、かつ、不純物Ｍ３の抑制が過剰となっているという条件である。この場合に、ＮＧとし、対応する生産プロセス制御として、物質Ｂに関する基準を満たし、かつ、物質Ｃに関するコストを低減するために同時に行う生産プロセス制御が選択される。この制御は、例えば、物質Ｂに関して基準を満たすために前プロセスに戻して再度生産を実行する制御Ｂ１－１（物質Ｂの量に関するプロセス制御量の調整を含む）と、物質Ｃに関するコストを低減するためのプロセス制御量の調整Ｃ２－３との両方を１つに統合した制御である。
【0219】
case 5として図示している別の例では、［物質Ａ量のサブ条件］は（ａ１≦ａｍ≦ａ２）であり、［物質Ｂ量のサブ条件］は（ｂｍ＞ｂ２）であり、［物質Ｃ量のサブ条件］は（ｃｍ＞ｃ２）である。すなわち、当該条件は、微量成分Ｍ２の量が過剰であり、かつ、不純物Ｍ３の量が超過しているという条件である。この場合に、ＮＧとし、対応する生産プロセス制御として、物質Ｂに関するコストを低減し、かつ、物質Ｃに関する基準を満たすために同時に行う生産プロセス制御が選択される。この制御は、例えば、物質Ｃに関する基準を満たすために前プロセスに戻して再度生産を実行する制御Ｃ１－１（物質Ｃの量に関するプロセス制御量の調整を含む）と、物質Ｂに関するコストを低減するためのプロセス制御量の調整Ｃ１－３との両方を１つに統合した制御である。
【0220】
同様に、変形例でのコンピュータシステム１０は、各物質の量に関する複合的な条件を定義し、条件を満たす場合に応じた生産プロセス制御を定義する。これにより、変形例によれば、より複雑で詳細な制御が可能であり、実施の形態１と同様に、生産プロセス２の管理・制御をより効率化することで生産コストの低減・抑制などを実現できる。
【0221】
以上、本開示の実施の形態について具体的に説明したが、前述の実施の形態に限定されず、要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。各実施の形態は、必須構成要素を除き、構成要素の追加・削除・置換などが可能である。特に限定しない場合、各構成要素は、単数でも複数でもよい。各実施の形態や変形例を組み合わせた形態も可能である。
【符号の説明】
【0222】
１…生産プロセス制御システム、２…生産プロセス、３…生産管理システム、４…センサ、５…ユーザ端末、９…通信網、１０…生産プロセス制御装置（コンピュータシステム）、Ｐ…プロセス、Ｆ…装置、Ｍ…材料、ＭＰ…モニタポイント、ＩＰ…中間生産物、ＴＰ…目的生産物、Ｄ１…制御データ、Ｄ２…センサデータ、Ｄ３…生産プロセス情報、１０１…制御部、１０２…モニタ部、１０３…データ記憶部、１０４…出力部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】