特開 2024-79863 触媒交換用無人搬送装置、触媒交換システム、及び触媒交換方法

(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】P2024079863

(43)【公開日】2024-06-12

(54)【発明の名称】触媒交換用無人搬送装置、触媒交換システム、及び触媒交換方法

(51)【国際特許分類】

   B01J 8/02 20060101AFI20240605BHJP

   B01J 8/06 20060101ALI20240605BHJP

   G05D 1/43 20240101ALI20240605BHJP

【ＦＩ】

B01J8/02 A

B01J8/06

G05D1/02 Y

G05D1/02 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021061474

(22)【出願日】2021-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000004628

【氏名又は名称】株式会社日本触媒

(74)【代理人】

【識別番号】110000671

【氏名又は名称】ＩＢＣ一番町弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】井口 徳彦

(72)【発明者】

【氏名】西口 俊哉

(72)【発明者】

【氏名】中村 大介

【テーマコード（参考）】

4G070

5H301

【Ｆターム（参考）】

4G070AA01

4G070AA03

4G070AB05

4G070BB02

4G070CA06

4G070CB07

4G070CB17

4G070CC20

4G070DA30

5H301AA01

5H301AA10

5H301BB05

5H301BB14

5H301CC03

5H301CC06

5H301CC10

5H301DD01

5H301DD06

5H301DD07

5H301DD15

5H301HH01

5H301JJ08

5H301JJ10

(57)【要約】

【課題】無人搬送車に運搬され作業装置の停止位置の精度を向上させることができる触媒交換用無人搬送装置、触媒交換システム、及び触媒交換方法を提供する。
【解決手段】触媒交換用無人搬送装置４００は、多管式反応器２の管板面４ａ若しくは管板面上の部材、及び／又は反応管の開口部５ａを撮影可能な撮影部４１０、作業装置２００の位置及び／又は向きを変更可能なＸ－Ｙ－θテーブル４２０、作業装置の位置及び／又は向きを制御する制御部４３０を備える。撮影部は、所定の位置に誘導され停止している状態で管板面若しくは部材、及び／又は反応管の開口部を撮影し、制御部は、画像から得られた情報と予め取得した情報を比較して基準管５Ｋを認識し、基準管の位置に基づいて自己位置を認識し、自己位置と作業対象となる反応管５Ａの位置の間の位置ずれ量を計算し、位置ずれ量に基づいてＸ－Ｙ－θテーブルを稼働させる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

多管式反応器の触媒交換作業における作業装置を運搬するために自律走行する無人搬送車に積載及び／又は牽引される装置であって、
前記多管式反応器の管板面若しくは前記管板面に設置された部材、及び／又は反応管の開口部を撮影可能な撮影部と、
前記作業装置の位置及び／又は向きを変更可能であり、かつ前記作業装置を積載するＸ－Ｙ－θテーブルと、
前記作業装置の位置及び／又は向きを制御する制御部と、を備え、
前記撮影部は、所定の位置に誘導された後に、停止している状態で、前記管板面若しくは前記部材、及び／又は前記反応管の開口部を撮影し、
前記制御部は、撮影した画像から得られた情報と前記制御部が予め取得した情報を比較することによって、少なくとも１つの基準となる反応管を認識し、
前記制御部は、前記基準となる反応管の位置に基づいて、前記無人搬送車及び／又は前記作業装置の自己位置を認識し、
前記制御部は、前記自己位置と作業対象となる反応管の位置との間の位置ずれ量を計算し、
前記制御部は、前記位置ずれ量に基づいて前記Ｘ－Ｙ－θテーブルを稼働させることを特徴とする、触媒交換用無人搬送装置。

【請求項2】

多管式反応器の管板面又は前記管板面に設置された部材に設けられ、多管式反応器内における作業区画の位置の情報、前記作業区画内の反応管の位置及び／又は配列の情報、前記作業区画内に設けられるマーキングの位置の情報、前記マーキングの位置に基づいて基準となる反応管の位置を決定するための情報を取得する取得部と、決定された前記基準となる反応管と作業対象となる反応管の位置関係の情報に基づいて前記作業対象となる反応管を指示する指示部と、を備える入力装置と、
前記多管式反応器の触媒交換作業を実施可能な作業装置と、
前記作業装置を前記指示部が指示した前記反応管が存在する前記作業区画の付近に誘導する誘導手段を備え、前記作業装置を運搬するために自律走行する無人搬送車と、
前記管板面若しくは前記部材、及び／又は前記反応管の開口部を撮影可能な撮影部と、前記作業装置の位置及び／又は向きを変更可能であり、かつ前記作業装置を積載するＸ－Ｙ－θテーブルと、前記作業装置の位置及び／又は向きを制御する制御部と、を備える触媒交換用無人搬送装置と、を備え、
前記触媒交換用無人搬送装置は、前記無人搬送車に積載及び／又は牽引され、
前記撮影部は、前記触媒交換用無人搬送装置が所定の位置に誘導された後に、停止している状態で、前記管板面若しくは前記部材、及び／又は前記反応管の開口部を撮影し、
前記制御部は、撮影された画像から得られた前記反応管の位置及び／又は配列の情報、並びに前記マーキングの位置の情報と、前記取得部が取得した情報と、を比較することによって、少なくとも１つの前記基準となる反応管を認識し、
前記制御部は、前記基準となる反応管の位置に基づいて、前記無人搬送車及び／又は前記作業装置の自己位置を認識し、
前記制御部は、前記基準となる反応管の位置と前記指示部が指示した情報により、前記作業対象となる反応管の位置を認識し、前記自己位置と前記作業対象となる反応管の位置との間の位置ずれ量を計算し、
前記制御部は、前記位置ずれ量に基づいて前記Ｘ－Ｙ－θテーブルを稼働させることを特徴とする、触媒交換システム。

【請求項3】

多管式反応器の触媒交換作業を実施可能な作業装置と、
前記作業装置を作業対象となる反応管が存在する前記作業区画の付近に誘導する誘導手段を備え、前記作業装置を運搬するために自律走行する無人搬送車と、
前記多管式反応器の管板面若しくは前記管板面に設置された部材及び／又は反応管の開口部を撮影可能な撮影部と、前記作業装置の位置及び／又は向きを変更可能であり、かつ前記作業装置を積載するＸ－Ｙ－θテーブルと、前記作業装置の位置及び／又は向きを制御する制御部と、を備え、前記無人搬送車に積載及び／又は牽引される触媒交換用無人搬送装置と、を用いた方法であって、
前記管板面又は前記反応管の位置に穴が設けられ、前記管板面に設置された前記部材を、任意の方法によって前記作業区画に区分けし、前記作業区画の各々にマーキングを施す工程と、
前記無人搬送車が、前記作業対象となる反応管が存在する前記作業区画の多管式反応器内における位置に関する第１情報、前記作業対象となる反応管が存在する前記作業区画内の前記反応管の位置及び／又は配列に関する第２情報、前記作業対象となる反応管が存在する前記作業区画内に設けられる前記マーキングの位置に関する第３情報、前記マーキングの位置に基づいて基準となる反応管の位置を決定するための第４情報、前記基準となる反応管と前記作業対象となる反応管の位置関係の第５情報を取得し、前記第１情報に基づいて前記誘導手段により前記作業装置を所定の位置に誘導する工程と、
前記触媒交換用無人搬送装置が、前記所定の位置に誘導された後に、停止している状態で、前記管板面若しくは前記部材及び／又は前記反応管の開口部を撮影する工程と、
前記制御部が撮影された画像から少なくとも１つの前記マーキングを検知する工程と、
前記制御部が前記画像から検知された前記マーキングから前記マーキングの位置に関する第６情報を認識し、前記第６情報と前記第２情報及び前記第３情報とを比較することによって、前記画像から前記作業区画内の前記反応管の位置及び／又は配列に関する第７情報を認識する工程と、
前記制御部が前記第４情報を基に前記画像から少なくとも１つの基準となる反応管の位置に関する第８情報を認識する工程と、
前記制御部が、前記第８情報と前記第７情報を基に、前記無人搬送車及び／又は前記作業装置の自己位置に関する第９情報を認識する工程と、
前記制御部が、前記第８情報と前記第５情報を比較することによって、前記画像から前記作業対象となる反応管の位置に関する第１０情報を認識する工程と、
前記制御部が、前記第９情報と前記第１０情報を基に、前記自己位置と前記作業対象となる反応管の位置との間の位置ずれ量を計算する工程と、
前記制御部が前記位置ずれ量に基づいて前記Ｘ－Ｙ－θテーブルを稼働させる工程と、を含む、触媒交換方法。

【請求項4】

前記管板面又は前記部材を前記作業区画に区分けする際に、
前記管板面又は前記部材は、形状及び大きさが略同一となる前記作業区画が少なくとも２つ以上存在するように区分けされることを特徴とする、請求項３に記載の触媒交換方法。

【請求項5】

前記管板面又は前記部材を前記作業区画に区分けする際に、
前記作業区画の各々は、前記管板面又は前記部材の全体を平面視したときに周期的に配置されることを特徴とする、請求項４に記載の触媒交換方法。

【請求項6】

前記管板面又は前記部材を前記作業区画に区分けする際に、
前記管板面又は前記部材は、式（１）を満たす前記作業区画の各々の総面積が、前記管板面又は前記部材の総面積の２０％以上となるように区分けされることを特徴とし、
前記式（１）において、Ａは、一の前記作業区画に独立して設けられる複数の作業領域の中で最も大きな前記作業領域の外周部に存在する複数の前記反応管のうち、前記反応管の中心同士の直線距離が最も長くなるように選択した、一の前記反応管の中心と他の前記反応管の中心との間の距離を示し、
Ｂは、前記Ｘ－Ｙ－θテーブルのうちＸ－Ｙテーブルを稼働することによって前記作業装置が作業可能となる範囲に存在する複数の作業点のうち、前記作業点同士の直線距離が最も長くなるように選択した、一の前記作業点と他の前記作業点との間の距離を示し、
σは、平坦である環境において、前記所定の位置に停止している前記無人搬送車を中心として半径１ｍの円を設定し、
前記円の円周上に前記円の中心から４５°毎に８か所の停止位置を設定し、
前記触媒交換用無人搬送装置を積載及び／又は牽引した無人搬送車を設定された前記停止位置の各々に前記円の中心から３回ずつ合計２４回移動させたときに計測される、前記触媒交換用無人搬送装置が実際に停止した位置と設定された前記停止位置とのずれ量の標準偏差を示す、請求項４または５に記載の触媒交換方法。

【数1】

【請求項7】

前記マーキングは、文字、数字、記号、図形、線からなる形状要素群、及び該形状要素の色、前記作業区画内の位置、前記作業区画内の配置数からなる構成要素群から選択された要素によって構成され、
前記作業区画に前記マーキングを施す方法は、前記作業区画の形状及び大きさ毎に予め決定されることを特徴とする、請求項４～６のいずれか１項に記載の触媒交換方法。

【請求項8】

前記マーキングは、文字、数字、記号、図形、線からなる形状要素群、及び前記形状要素の色、前記作業区画内の位置、前記作業区画内の配置数からなる構成要素群から選択された要素によって構成され、
前記作業区画の各々に施される前記マーキングの各々は、前記管板面又は前記部材の全体を平面視したときに周期的に配置されることを特徴とする、請求項４～６のいずれか１項に記載の触媒交換方法。

【請求項9】

前記マーキングは、文字、数字、記号、図形、線からなる形状要素群、及び前記形状要素の色、前記作業区画内の位置、前記作業区画内の配置数からなる構成要素から選択された要素によって構成され、
前記マーキングは、前記形状要素が非対称性を含む、及び／又は前記マーキングの配置数が２以上であるという特徴の少なくとも一つ以上を備え、
前記制御部は、前記画像から前記マーキングを検知する際に、前記マーキングを構成する前記要素を前記マーキングの種類に関する第１１情報としてさらに認識し、
前記制御部は、前記第１１情報により、前記触媒交換用無人搬送装置の向きを検知することを特徴とする、請求項７または８に記載の触媒交換方法。

【請求項10】

前記マーキングは、文字、数字、記号、図形、線からなる形状要素群、及び前記形状要素の色、前記作業区画内の位置、前記作業区画内の配置数からなる構成要素群から選択された要素によって構成され、
前記マーキングは、独自性を含むことを特徴とし、
前記制御部は、前記画像から前記マーキングを検知する際に、前記マーキングを構成する前記要素を前記マーキングの種類に関する第１１情報としてさらに認識し、
前記制御部は、前記第１１情報に基づいて前記作業区画を識別可能に構成されることを特徴とする、請求項７～９のいずれか１項に記載の触媒交換方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、多管式反応器内を走行可能な無人搬送車に積載／牽引される触媒交換用無人搬送装置、該装置を用いた触媒交換システム、及び該装置を用いた触媒交換方法に関する。

【背景技術】

【0002】

石油化学工業の分野において、多管式反応器を用いた炭化水素類の分解反応、改質反応、酸化反応、アンモ酸化反応、還元反応等の接触反応は数多く実施されている。多管式反応器は、下記特許文献１に示すように、管板と該管板に接続された複数の反応管を備えている。

【0003】

多管式反応器は、反応管に触媒を充填し、反応管に気体／液体を流通させることによって接触反応を起こしている。反応管に充填された触媒は、経年により性能が低下するため、定期的に触媒を抜き出して交換する必要があり、その際反応管に充填された触媒の量を調整する必要がある。これらの作業（触媒交換作業）は、例えば、多管式反応器の内部に入った作業員が触媒交換作業を実施するための作業装置を用いて実施することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２－３０１３５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、多管式反応器には数千から数万本の反応管が配設されているため、作業員が作業装置を運搬して触媒交換作業を実施する方法では、多くの時間や人員を必要とする。そのため、作業効率を向上させることができる装置の開発や、触媒交換システム及び触媒交換方法の構築が要望されている。

【0006】

本発明者らは、多管式反応器の触媒交換作業に関する従来技術に鑑み、他の方法によって触媒をより効率的に交換できないか鋭意検討した。そして、本発明者らは、自律走行する無人搬送車に作業装置を運搬させることによって触媒交換作業が自動化され、作業効率が向上するのではないかと着想した。

【0007】

また、本発明者らは、無人搬送車を用いて作業装置を運搬する場合に、作業装置の停止位置（言い換えれば、作業装置の作業開始位置）の誤差が無人搬送車の停止位置の誤差に依存することに着目した。触媒交換作業として、例えば反応管に触媒を充填する工程を実施する場合、作業装置（充填機）の作業部分である充填口のサイズは、反応管の開口部分のサイズと同程度であるか、やや小さい場合が多いため、作業装置の停止位置の誤差が大きいと触媒が反応管の外に零れたり、作業装置と反応管との間に詰まったりすることによって作業不良が生じる可能性が高くなる。そのため、本発明者らは、作業装置の停止位置の精度が無人搬送車の停止位置の精度より向上する（作業装置の停止位置の誤差を小さくする）方法を鋭意検討した。そして、本発明者らは、無人搬送車に積載及び／又は牽引され、作業装置を積載可能な触媒交換用無人搬送装置を開発し、無人搬送車が所定の位置に誘導された後に触媒交換用無人搬送装置が作業装置の位置及び／又は向きを変更することによって作業装置を予め設定された作業位置に適正に移動させることを支援するシステム及び方法を構築し、本発明を完成するに至った。

【0008】

すなわち、本発明は、多管式反応器の内部を自律走行する無人搬送車に運搬され、触媒交換作業における作業装置の停止位置の精度を向上させることができる触媒交換用無人搬送装置、触媒交換システム、及び触媒交換方法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】

【0009】

本発明の一の形態に係る触媒交換用無人搬送装置は、多管式反応器の触媒交換作業における作業装置を運搬するために自律走行する無人搬送車に積載及び／又は牽引される装置であって、前記多管式反応器の管板面若しくは前記管板面に設置された部材、及び／又は反応管の開口部を撮影可能な撮影部と、前記作業装置の位置及び／又は向きを変更可能であり、かつ前記作業装置を積載するＸ－Ｙ－θテーブルと、前記作業装置の位置及び／又は向きを制御する制御部と、を備え、前記撮影部は、所定の位置に誘導された後に、停止している状態で、前記管板面若しくは前記部材、及び／又は前記反応管の開口部を撮影し、前記制御部は、撮影した画像から得られた情報と前記制御部が予め取得した情報を比較することによって、少なくとも１つの基準となる反応管を認識し、前記制御部は、前記基準となる反応管の位置に基づいて、前記無人搬送車及び／又は前記作業装置の自己位置を認識し、前記制御部は、前記自己位置と作業対象となる反応管の位置との間の位置ずれ量を計算し、前記制御部は、前記位置ずれ量に基づいて前記Ｘ－Ｙ－θテーブルを稼働させることを特徴とする。

【0010】

本発明の一の形態に係る触媒交換システムは、多管式反応器の管板面又は前記管板面に設置された部材に設けられ、多管式反応器内における作業区画の位置の情報、前記作業区画内の反応管の位置及び／又は配列の情報、前記作業区画内に設けられるマーキングの位置の情報、前記マーキングの位置に基づいて基準となる反応管の位置を決定するための情報を取得する取得部と、決定された前記基準となる反応管と作業対象となる反応管の位置関係の情報に基づいて前記作業対象となる反応管を指示する指示部と、を備える入力装置と、前記多管式反応器の触媒交換作業を実施可能な作業装置と、前記作業装置を前記指示部が指示した前記反応管が存在する前記作業区画の付近に誘導する誘導手段を備え、前記作業装置を運搬するために自律走行する無人搬送車と、前記管板面若しくは前記部材、及び／又は前記反応管の開口部を撮影可能な撮影部と、前記作業装置の位置及び／又は向きを変更可能であり、かつ前記作業装置を積載するＸ－Ｙ－θテーブルと、前記作業装置の位置及び／又は向きを制御する制御部と、を備える触媒交換用無人搬送装置と、を備え、前記触媒交換用無人搬送装置は、前記無人搬送車に積載及び／又は牽引され、前記撮影部は、前記触媒交換用無人搬送装置が所定の位置に誘導された後に、停止している状態で、前記管板面若しくは前記部材、及び／又は前記反応管の開口部を撮影し、前記制御部は、撮影された画像から得られた前記反応管の位置及び／又は配列の情報、並びに前記マーキングの位置の情報と、前記取得部が取得した情報と、を比較することによって、少なくとも１つの前記基準となる反応管を認識し、前記制御部は、前記基準となる反応管の位置に基づいて、前記無人搬送車及び／又は前記作業装置の自己位置を認識し、前記制御部は、前記基準となる反応管の位置と前記指示部が指示した情報により、前記作業対象となる反応管の位置を認識し、前記自己位置と前記作業対象となる反応管の位置との間の位置ずれ量を計算し、前記制御部は、前記位置ずれ量に基づいて前記Ｘ－Ｙ－θテーブルを稼働させることを特徴とする。

【0011】

本発明の一の形態に係る触媒交換方法は、多管式反応器の触媒交換作業を実施可能な作業装置と、前記作業装置を作業対象となる反応管が存在する前記作業区画の付近に誘導する誘導手段を備え、前記作業装置を運搬するために自律走行する無人搬送車と、前記多管式反応器の管板面若しくは前記管板面に設置された部材及び／又は反応管の開口部を撮影可能な撮影部と、前記作業装置の位置及び／又は向きを変更可能であり、かつ前記作業装置を積載するＸ－Ｙ－θテーブルと、前記作業装置の位置及び／又は向きを制御する制御部と、を備え、前記無人搬送車に積載及び／又は牽引される触媒交換用無人搬送装置と、を用いた方法であって、前記管板面又は前記反応管の位置に穴が設けられ、前記管板面に設置された前記部材を、任意の方法によって前記作業区画に区分けし、前記作業区画の各々にマーキングを施す工程と、前記無人搬送車が、前記作業対象となる反応管が存在する前記作業区画の多管式反応器内における位置に関する第１情報、前記作業対象となる反応管が存在する前記作業区画内の前記反応管の位置及び／又は配列に関する第２情報、前記作業対象となる反応管が存在する前記作業区画内に設けられる前記マーキングの位置に関する第３情報、前記マーキングの位置に基づいて基準となる反応管の位置を決定するための第４情報、前記基準となる反応管と前記作業対象となる反応管の位置関係の第５情報を取得し、前記第１情報に基づいて前記誘導手段により前記作業装置を所定の位置に誘導する工程と、前記触媒交換用無人搬送装置が、前記所定の位置に誘導された後に、停止している状態で、前記管板面若しくは前記部材及び／又は前記反応管の開口部を撮影する工程と、前記制御部が撮影された画像から少なくとも１つの前記マーキングを検知する工程と、前記制御部が前記画像から検知された前記マーキングから前記マーキングの位置に関する第６情報を認識し、前記第６情報と前記第２情報及び前記第３情報とを比較することによって、前記画像から前記作業区画内の前記反応管の位置及び／又は配列に関する第７情報を認識する工程と、前記制御部が前記第４情報を基に前記画像から少なくとも１つの基準となる反応管の位置に関する第８情報を認識する工程と、前記制御部が、前記第８情報と前記第７情報を基に、前記無人搬送車及び／又は前記作業装置の自己位置に関する第９情報を認識する工程と、前記制御部が、前記第８情報と前記第５情報を比較することによって、前記画像から前記作業対象となる反応管の位置に関する第１０情報を認識する工程と、前記制御部が、前記第９情報と前記第１０情報を基に、前記自己位置と前記作業対象となる反応管の位置との間の位置ずれ量を計算する工程と、前記制御部が前記位置ずれ量に基づいて前記Ｘ－Ｙ－θテーブルを稼働させる工程と、を含む。

【発明の効果】

【0012】

本発明に係る触媒交換用無人搬送装置、触媒交換システム、及び触媒交換方法によれば、撮影部は、無人搬送車が所定の位置に誘導された後に、停止している状態で管板面若しくは該管板面に設置された部材及び／又は反応管の開口部を撮影することができる。また、制御部は、撮影された画像から得られた情報と触媒交換用無人搬送装置が予め取得した情報（無人搬送装置が取得したマーキングの情報や基準となる反応管の情報等）を比較することによって無人搬送車及び／又は作業装置の自己位置を認識し、該自己位置と作業対象となる反応管の位置との間の位置ずれ量を計算して、該位置ずれ量に基づいてＸ－Ｙ－θテーブルを稼働させることができる。そのため、作業装置を予め設定された作業位置に適正に移動させることを支援することができ、作業装置の停止位置の精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係る触媒交換システムを示す概略図である。

【図2】図１に示す触媒交換システムを多管式反応器に導入した状態を示す図である。

【図3】図１に示す入力装置の制御系の構成を示すブロック図である。

【図4】図３に示す入力装置側制御部の機能構成を示す図である。

【図5】多管式反応器内に設けられる作業区画を説明するための図である。

【図6】作業区画に設けられる作業領域を説明するための図である。

【図7】無人搬送車の停止位置精度を測定する方法を説明するための図である。

【図8A】多管式反応器内に設けられるマーキングの仕様を説明するための図である。

【図8B】多管式反応器内に設けられるマーキングの仕様を説明するための図である。

【図8C】多管式反応器内に設けられるマーキングの仕様を説明するための図である。

【図8D】多管式反応器内に設けられるマーキングの仕様を説明するための図である。

【図9】本発明の一実施形態に係る触媒交換方法を示すフローチャートである。

【図10】作業装置の位置及び／又は向きを制御する方法を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。以下の記載は特許請求の範囲に記載される技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

【0015】

本実施形態に係る触媒交換システム１は、（１）反応管５の触媒Ｃを抜き出す工程、（２）触媒Ｃを抜き出した反応管５を洗浄する工程、（３）触媒Ｃを運搬し、触媒Ｃを抜き出した反応管５に新たな触媒Ｃを充填する工程、（４）触媒Ｃを充填した反応管５の触媒Ｃの層長と圧力損失を測定し調整する工程（言い換えれば、反応管５に充填された触媒Ｃの量を調整する工程）等の多管式反応器２の触媒交換作業で利用することができる。

【0016】

図１は、本実施形態に係る触媒交換システム１の構成を示すための概略図である。また、図２は、触媒交換システム１を構成する作業装置２００、無人搬送車３００、触媒交換用無人搬送装置４００を多管式反応器２に導入した状態を説明するための断面図である。また、図３は、入力装置１００の制御系の構成を示すブロック図である。

【0017】

また、以下において、作業装置２００を初期位置に置いたときの作業装置２００の前後方向を前後方向Ｘ、左右方向を左右方向Ｙ、高さ方向を高さ方向Ｚと称する。

【0018】

本実施形態に係る触媒交換システム１は、図１に示すように、入力装置１００と、作業装置２００と、作業装置２００を運搬するために自律走行する無人搬送車３００と、無人搬送車３００に積載され、作業装置２００を予め設定された作業位置に適正に移動させることを支援する触媒交換用無人搬送装置４００と、から構成されている。

【0019】

＜多管式反応器＞
多管式反応器２は、図２に示すように、蓋部３と、管板４と、複数の反応管５を備えている。

【0020】

多管式反応器２には、通常数千から数万本の反応管５が配置される。一般に、反応管５の上端部は、管板４に溶接によって接合されている。管板４の上面（以下、管板面４ａと称する）は、溶接ビードやスパッタ等の溶接痕によって凹凸が生じ、平滑ではない部分が生じている。反応管５は、その上端開口部が管板面４ａ以上に位置するように配設され、反応管５が管板面４ａから突出する量（突出量Ｌ）は、一般に、同一反応器内で概ね一定の値に設定される。

【0021】

反応管５は、例えば、粒状の触媒、粒状のセラミックス（例えば、シリカの球状体、アルミナの球状体、ジルコニアの球状体）、粒状の金属製ラシヒリング等が充填される反応管である。反応管５の高さ方向の上端には、反応管５の外部と連通する上端開口部（以下、単に開口部５ａと称する）が形成されている。反応管５の高さ方向の下端には、反応管５の外部と連通する下端開口部（図示省略）が形成されている。反応管５は、目的とする接触反応にもよるが、例えば、内径が１０ｍｍ～６０ｍｍで、高さが３０００ｍｍ～１００００ｍｍに形成することができる。

【0022】

触媒交換システム１を構成する作業装置２００、無人搬送車３００、触媒交換用無人搬送装置４００は、多管式反応器２の管板面４ａ又は管板面４ａに設置された部材（図示省略）の上を移動する。

【0023】

＜入力装置＞
入力装置１００は、図２に示すように、多管式反応器２の外部に設けられている。入力装置１００は、図３に示すように、入力装置側制御部１１０と、記憶部１２０と、表示部１３０と、操作部１４０を備える。各構成要素は、信号をやり取りするためのバスを介して、相互に接続されている。

【0024】

入力装置１００は、触媒交換作業に携わる作業員等のユーザーからの指示（入力）を受け付け可能に構成される。また、入力装置１００は、作業装置２００、無人搬送車３００、触媒交換用無人搬送装置４００と通信可能に構成される。なお、作業装置２００は、直接入力装置１００と通信してもよく、無人搬送車３００や触媒交換用無人搬送装置４００を介して入力装置１００と通信してもよい。

【0025】

入力装置側制御部１１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を備え、プログラムに従って上述した各構成要素の制御や各種の演算処理を実行する。入力装置側制御部１１０の機能構成については、図４を参照して後述する。

【0026】

記憶部１２０は、予め各種プログラムや各種情報を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、作業領域として一時的にプログラムや情報を記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、各種プログラムや各種情報を記憶するハードディスク等を備える。

【0027】

表示部１３０は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）や有機ＥＬディスプレイ等を備え、各種情報を表示する。

【0028】

操作部１４０は、例えばボタンやジョイスティック等を備え、ユーザー等からの入力を受け付ける。

【0029】

続いて、入力装置側制御部１１０の機能について詳述する。図４は、入力装置側制御部１１０の機能を示すブロック図である。

【0030】

入力装置側制御部１１０は、図４に示すように、プログラムを読み込んで処理を実行することによって、取得部１１０ａ、指示部１１０ｂ、出力部１１０ｃ、学習部１１０ｄとして機能する。

【0031】

取得部１１０ａは、多管式反応器２内に設けられる作業区画Ｄ１～Ｄｋ（ｋは任意の自然数とし、作業区画Ｄ１～Ｄｋを総称して作業区画Ｄという。）の位置の情報、作業区画Ｄ内の反応管５の位置及び／又は配列の情報、作業区画Ｄ内に設けられるマーキングＭの位置の情報、マーキングＭの位置に基づいて基準管５Ｋ（「基準となる反応管」に相当する）の位置を決定するための情報を取得する。取得部１１０ａが取得する各種情報は、操作部１４０を介して入力された情報及び／又は記憶部１２０が記憶する情報から取得する事ができる。ユーザーは、人為的及び／又は機械的な方法によって各作業区画Ｄの位置を予め決定し、作業区画Ｄ毎のレイアウト（Ｘ方向の反応管５の本数（行）及びＹ方向の反応管５の本数（列））と各作業区画Ｄの位置及び／又は配列、作業区画Ｄ毎に設けられるマーキングＭの位置（図８Ａ～８Ｄを参照）を決定する。このとき、ユーザーは、取得部１１０ａが記憶部１２０から取得した情報（例えば、入力装置１００のハードディスクに情報が予め入力されている場合に記憶部１２０から取得可能な情報）を基に各種情報を入力してもよい。さらに、ユーザーは、作業区画Ｄに設けられるマーキングＭと基準管５Ｋの位置関係を決定する。なお、ここでいう作業区画Ｄとは、一意の停止位置（指示部１１０ｂが指示した一か所の停止位置）において作業装置２００が作業する領域を意味し、例えば、図１０に示す破線で囲まれた部分とすることができる。また、マーキングＭは、多管式反応器２内に設けられるマーキングＭ１～Ｍｎ（ｎは任意の自然数とする。）を総称した表現である。

【0032】

取得部１１０ａが取得した各種情報は、取得部１１０ａから指示部１１０ｂ、出力部１１０ｃ、学習部１１０ｄ、記憶部１２０へ送信される。

【0033】

なお、作業区画Ｄの配置、作業区画Ｄのレイアウト（作業区画Ｄの大きさや形状）、作業区画Ｄ毎に設けられるマーキングＭの位置、作業区画ＤにおけるマーキングＭの位置に基づいて基準管５Ｋの位置を決定するための情報は、入力装置１００が反応管５のレイアウトを基に自動的に決定してもよい。また、マーキングＭは、予め決定された反応管の開口部５ａまたはその周辺に設けられていてもよい。また、作業区画Ｄの仕様は同一であってもよく、互いに異なるものであってもよい。また、作業区画Ｄ毎に設けられるマーキングＭの仕様は同一であってもよく、互いに異なるものであってもよい。また、作業区画Ｄの仕様、作業区画Ｄに設けられるマーキングＭの仕様は、種々変更することができるが、その詳細は下述する。

【0034】

指示部１１０ｂは、作業対象となる反応管５Ａ（以下、単に反応管５Ａと称する。図１０を参照）を指示する。反応管５Ａの本数は１本でも複数本でも良く、作業装置２００が一度の作業で行える作業管と同じ本数であることが好ましい。このとき、使用される反応管５Ａの位置の情報には、反応管５Ａを含む作業区画Ｄの位置の情報、及び作業区画Ｄ内での反応管５Ａの位置の情報（作業区画Ｄ内における基準管５Ｋと反応管５Ａの位置関係の情報）が含まれ、作業区画Ｄ内における反応管５Ａの位置は、例えば、先に実施した触媒交換作業に関する情報（作業終了後に記憶部１２０に格納される情報）を基に自動的に決定される。例えば、入力装置１００は、触媒交換作業を実施した反応管５の位置に関する情報を入力装置側制御部１１０にフィードバックさせ、記憶部１２０に該情報を自動で蓄積することによって、反応管５の作業状況（作業済、又は未作業）を判断できるデータベースを作成することができる。これにより、指示部１１０ｂは、該データベースを基に反応管５Ａの位置を決定することができる。また、取得部１１０ａは、該データベースを基に決定した反応管５Ａの位置を指示部１１０ｂから取得して、出力部１１０ｃ、学習部１１０ｄ、記憶部１２０へ送信することができる。

【0035】

なお、反応管５Ａの位置は、ユーザーが決定してもよい。触媒交換作業を初めて実施する場合、ユーザーが反応管５Ａの位置を入力装置１００に入力することによって、指示部１１０ｂがユーザーから入力された情報を出力部１１０ｃ、学習部１１０ｄ、記憶部１２０へ送信してもよい。指示部１１０ｂが反応管５Ａを決定する過程で異常が発生した場合も、反応管５Ａの位置をユーザーが決定することができる。また、触媒交換作業を初めて実施する場合、指示部１１０は、反応管５Ａの位置を決定することなく、作業区画Ｄの一番端（触媒交換用無人搬送装置４００初期位置に最も近い作業区画Ｄの端部）を作業対象として指示することによって触媒交換作業を開始するようにプログラムしてもよい。

【0036】

出力部１１０ｃは、各種情報を表示部１３０に出力する。また、出力部１１０ｃは、通信機能を介して各種情報を無人搬送車３００や触媒交換用無人搬送装置４００へ直接送信することができる。なお、入力装置１００は、出力部１１０ｃから他の装置を介して各種情報を間接的に送信することもできる。例えば、入力装置１００は、出力部１１０ｃから無人搬送車３００の運行管理システムを介して各種情報を無人搬送車３００や触媒交換用無人搬送装置４００へ送信することができる。

【0037】

学習部１１０ｄは、指示部１１０ｂを学習させる。学習により、指示部１１０ｂのディープニューラルネットワーク（ＤＮＮ）のパラメーターが更新される。

【0038】

なお、入力装置１００は、上述した構成要素以外の構成要素を含んでもよく、上述した構成要素のうちの一部の構成要素（例えば、学習部１１０ｄ、記憶部１２０）を含まなくてもよい。

【0039】

＜作業装置＞
作業装置２００は、図１、図２に示すように、触媒交換用無人搬送装置４００に積載されている。作業装置２００は、先に述べた触媒交換作業の工程毎に用意された専用の装置であってもよく、触媒交換作業の工程のいくつかを実施するために用意された装置であってもよい。作業装置２００が、例えば、触媒Ｃを運搬し、触媒Ｃを抜き出した反応管５に新たな触媒Ｃを充填する装置である場合、作業装置２００は、図１に示すように、作業装置側制御部（図示省略）と、供給部２１０と、作業部２２０を備えることができる。

【0040】

作業装置側制御部は、ＣＰＵを備え、プログラムに従って上述した各構成要素の制御や各種の演算処理を実行する。

【0041】

供給部２１０は、多管式反応器２の外部に設けられているタンク（図示省略）からコンベア（図示省略）を介して触媒Ｃをその内部に溜めることができる。コンベアの位置は、特に限定されず、多管式反応器２の内外を連通するように設けられていてもよい。

【0042】

作業部２２０は、例えば、複数のノズルから構成することができ、ノズルを介して触媒Ｃを反応管５Ａに充填することができる。ノズルの構成は、特に限定されないが、例えば、ノズルを伸縮可能に構成したり、ノズル同士の距離を変化可能に構成したりすることができる。ノズルの長さが固定である場合は、例えばノズルの下端部が管板面４ａ又は管板面４ａに設置された部材（図示省略）の近傍となるようにノズルの長さを設定することができる。また、ノズル同士の距離が固定である場合は、例えば反応管５同士の距離（ピッチともいう）に合わせてノズル同士の距離を設定することができる。また、ノズル同士の距離が可変である場合は、例えばノズルの同士の間に伸縮機構（ノズル同士の距離を調節可能な棒状の部材等を用いた機構）を設置することによって、ノズル同士の距離を変化可能に構成することができる。

【0043】

なお、作業部２２０は、上述した構成要素以外の構成要素を含んでもよく、上述した構成要素のうちの一部の構成要素を含まなくてもよい。

【0044】

＜無人搬送車＞
無人搬送車３００は、管板面４ａ又は管板面４ａに設置された部材の上を自律走行することができる装置であって、図１、図２に示すように、触媒交換用無人搬送装置４００と作業装置２００を積載している。無人搬送車３００は、図１に示すように、台車部３１０と、載置部３２０と、無人搬送車側制御部（図示省略）を備える。

【0045】

無人搬送車３００は、公知の積載型（搭載型）無人搬送車を使用することができる。そのため、台車部３１０と載置部３２０の構成の説明は省略する。

【0046】

台車部３１０は、例えば、管板面４ａから突出して設置されている反応管５に引っ掛からないように走行することができ、載置部３２０が管板面４ａに対して平行である状態を維持しながら管板面４ａ及び反応管５の開口部の上端や溶接ビードやスパッタ等の溶接痕がなす略平坦面（多少の凹凸を有する面）を走行することができる。なお、管板面４ａには、反応管５によって管板面４ａに形成される凹凸部分が解消されるような補助部材が敷かれていてもよく、この場合、台車部３１０は、反応管の開口部５ａ（孔部）に嵌まらない（引っ掛からない）ように走行することができる。

【0047】

無人搬送車側制御部は、ＣＰＵを備え、プログラムに従って上述した各構成要素の制御や各種の演算処理を実行する。無人搬送車側制御部は、作業装置２００を入力装置１００が指示した所定の位置に誘導する（言い換えれば、反応管５Ａが存在する作業区画Ｄの付近に無人搬送車３００を移動させるように台車部３１０に指示する）ための機能として、誘導手段を備えている。

【0048】

誘導手段の構成は、特に限定されず、例えば下述するように種々変更することができる。

【0049】

例えば、無人搬送車３００は、レーザー照射装置（図示省略）と、多管式反応器２の内部空間６（図２を参照）や内壁７（図２を参照）等に設置した反射板の各々にレーザー照射装置からレーザーを照射させてその反射光を検出する検出部（図示省略）を備えていてもよい。この場合、無人搬送車側制御部は、検出部の検出結果に基づいて無人搬送車３００の自己位置を判断することによって、反応管５Ａが存在する作業区画Ｄの付近に無人搬送車３００を移動させるように台車部３１０に指示することができる。

【0050】

また、無人搬送車３００は、レーザーレンジファインダー（図示省略）を備えていてもよい。この場合、無人搬送車側制御部は、レーザーファインダーの測定結果に基づいて無人搬送車３００の自己位置を判断することによって、反応管５Ａが存在する作業区画Ｄの付近に無人搬送車３００を移動させるように台車部３１０に指示することができる。

【0051】

また、作業区画Ｄ内に施されたマーキングＭ及び／又は作業区画Ｄ外に施されたマーキングが、例えば数字、文字、記号である場合、無人搬送車３００は、マーキングＭ及び／又は作業区画Ｄ外に施されたマーキングをＯＣＲ機能（ＯＣＲ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｈａｒａｃｔｅｒ Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ）によって認識する認識部（図示省略）を備えていてもよい。この場合、無人搬送車側制御部は、認識部の認識結果に基づいて無人搬送車３００の自己位置を判断することによって、反応管５Ａが存在する作業区画Ｄの付近に無人搬送車３００を移動させるように台車部３１０に指示することができる。

【0052】

なお、無人搬送車３００は、上述した構成要素以外の構成要素を含んでもよく、上述した構成要素のうちの一部の構成要素を含まなくてもよい。

【0053】

＜触媒交換用無人搬送装置＞
触媒交換用無人搬送装置４００は、図１、図２に示すように、無人搬送車３００に積載される装置であって、その上部に作業装置２００を積載している。触媒交換用無人搬送装置４００は、図１に示すように、撮影部４１０と、Ｘ－Ｙ－θテーブル４２０と、触媒交換用無人搬送装置側制御部４３０（「制御部」に相当する。以下、制御部と称する）を備える。各構成要素は、信号をやり取りするためのバスを介して、相互に接続されている。

【0054】

撮影部４１０は、少なくとも１つのカメラによって構成されている。撮影部４１０は、無人搬送車３００の誘導手段によって入力装置１００が指示した所定の位置に作業装置２００が誘導された後に、停止している状態で、管板面４ａ若しくは管板面４ａに設置された部材及び／又は反応管の開口部５ａを撮影することができる。撮影された画像Ｐは、制御部４３０へ送信される。

【0055】

撮影部４１０は、撮影部４１０から被写体までの距離が変化した場合でも被写体にピントが合った状態を維持するための機能を備えており、その機能は、例えば被写界深度が深く設定されることによって達成される。これにより、撮影部４１０は、無人搬送車３００が管板面４ａ若しくは管板面４ａに設置された部材の上を走行する段階で撮影部４１０から反応管の開口部５ａまでの距離（Ｚ方向の距離）に多少のズレが生じた場合でも、反応管の開口部５ａにピントが合った状態を維持することができる。また、反応管５の突出量Ｌは、一般に同一多管式反応器内では概ね統一されているが、異なる多管式反応器の間では異なっている場合がある。そのため、撮影部４１０が被写体にピントが合った状態を維持する機能を備えていることによって、ユーザー等が事前に撮影部４１０の設定を修正する工程を省くことができる。なお、撮影部４１０は、ＡＦ（オートフォーカス）機能をさらに備え、ＡＦ機能を用いて被写体にピントを合わせてもよい。

【0056】

Ｘ－Ｙ－θテーブル４２０は、Ｘ方向に移動可能なＸテーブル４２１と、Ｙ方向に移動可能なＹテーブル４２２と、θ方向に回転可能なθテーブル４２３によって構成される。Ｘ－Ｙ－θテーブル４２０は、例えばレールスライダーやスラストベアリング等の介在物４２４を介して触媒交換用無人搬送装置４００の本体部分に接続され、該介在物の作用によってＸ－Ｙ－θ方向に移動することができるテーブルを意味する。

【0057】

制御部４３０は、ＣＰＵを備え、プログラムに従って上述した各構成要素の制御や各種の演算処理を実行する。制御部４３０は、画像ＰからマーキングＭの仕様（マーキングＭの種類）、マーキングＭの位置、反応管５の位置及び／又は配列に関する情報を認識し、画像Ｐから得られた各種情報と入力装置１００から送信された各種情報を比較することができる。また、制御部４３０は、比較した結果に基づいて無人搬送車３００及び／又は作業装置２００の自己位置（作業装置２００の作業部２２０のうち反応管５Ａに最も接近または接触する部位の位置。例えば、図１に示す作業装置２００の作業部２２０の先端部の位置。）を認識し、自己位置と反応管５Ａの位置の間の位置ずれ量を計算することができる。また、制御部４３０は、計算された位置ずれ量に基づいてＸ－Ｙ－θテーブル４２０を稼働させることによって、作業装置２００を予め設定された作業区画Ｄ内の作業位置に適正に移動させることができる。制御部４３０が実行する内容は、下述する触媒交換方法にて説明する。

【0058】

なお、触媒交換用無人搬送装置４００は、上述した構成要素以外の構成要素を含んでもよく、上述した構成要素のうちの一部の構成要素を含まなくてもよい。制御部４３０が備える各種機能は、触媒交換用無人搬送装置４００以外の装置（例えば、入力装置１００の制御部）が備えていてもよい。

【0059】

また、触媒交換用無人搬送装置４００は、無人搬送車３００に牽引される装置であってもよい。この場合、触媒交換用無人搬送装置４００は、台車部をさらに備えていてもよい。

【0060】

＜作業区画の仕様、作業区画に設けられるマーキングの仕様＞
次に、図５、図８Ａ～図８Ｄを参照して、上述した作業区画Ｄの仕様、作業区画Ｄに設けられるマーキングＭの仕様について説明する。なお、図５、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｄは、説明の便宜上、反応管５を省略し、作業区画ＤとマーキングＭを模式的に示している。また、図５、図８Ａ～図８Ｄ内の作業区画Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃは作業区画Ｄの種類（タイプ）を示し、マーキングＭａ、Ｍｂ、Ｍｃ、Ｍｄ、ＭｅはマーキングＭの種類（タイプ）を示す（マーキングＭａ、Ｍｂ、Ｍｃ、Ｍｄは、作業区画Ｄ内に施されたマーキングであり、マーキングＭｅは、作業区画Ｄを囲う枠に施されたマーキングである）。

【0061】

作業区画Ｄの仕様及びマーキングＭの仕様は、種々変更することができる。例えば、管板面４ａ又は管板面４ａに設置された部材は、形状及び大きさが異なる作業区画Ｄが存在するように区分けすることができる。なお、管板面４ａ又は管板面４ａに設置された部材は、形状及び大きさが略同一となる作業区画Ｄが少なくとも２つ以上存在するように区分けされることが好ましい。

【0062】

また、管板面４ａ又は管板面４ａに設置された部材は、作業区画Ｄが周期的に配置されるように区分けすることができる。なお、ここでいう「周期的に配置される」とは、所定の個数からなる作業区画Ｄを１セットとして、該セットが管板面４ａ又は管板面４ａに設置された部材に繰り返し配置されるということを意味する（図５を参照）。なお、「所定の個数」は１以上でもよいし、２以上の整数でもよい。

【0063】

また、管板面４ａ又は管板面４ａに設置された部材は、下記式（１）を満たす作業区画Ｄの総面積が、管板面４ａ又は管板面４ａに設置された部材の総面積の２０％以上となるように区分けすることができる。そうすることで、作業装置２００が作業不可の範囲に触媒交換用無人搬送装置４００が停止する回数を減らすことができ、作業の効率化を図ることができる。式（１）を満たす作業区画Ｄの総面積は、管板面４ａ又は管板面４ａに設置された部材の総面積の４０％以上とすることが好ましく、６０％以上とすることがより好ましく、８０％以上とすることがさらに好ましい。

【0064】

【数1】

【0065】

式（１）において、Ａは、一の作業区画Ｄの外周部に存在する複数の反応管５のうち、反応管５の中心同士の直線距離が最も長くなるように選択した、一の反応管５の中心と他の反応管５の中心との間の距離（ｍｍ）を示す。なお、作業区画Ｄとは、前述の通り一意の停止位置において作業装置が作業する領域を意味するが、図６のように作業区画Ｄが連続した作業領域ではなく、２つの作業領域に分かれている場合がある。図６の場合、作業領域Ｅ１、Ｅ２の間に無人搬送車３００を停止させ、触媒交換用無人搬送装置４００のθテーブル４２３を１８０度回転させることによって、作業装置２００は連続しない２つの作業領域Ｅ１、Ｅ２の双方に対して一意の停止位置から作業することができる。このとき、制御部４３０は、作業領域Ｅ１、Ｅ２それぞれについて、外周部に存在する複数の反応管５のうち、反応管５の中心同士の直線距離が最も長くなるように選択した一つの反応管５の中心と他の反応管５の中心の間の距離Ａ_Ｅ１、Ａ_Ｅ２（ｍｍ）をそれぞれ算出し、その値が大きい方をＡと見なす。

【0066】

また、式（１）において、Ｂは、Ｘ－Ｙテーブル（Ｘテーブル４２１及びＹテーブル４２２）を稼働することによって作業装置２００が作業可能となる範囲に存在する複数の作業点のうち、作業点同士の直線距離が最も長くなるように選択した、一の作業点と他の作業点との間の距離（ｍｍ）を示す。

【0067】

また、式（１）において、σは、略平坦である環境において、所定の位置停止している無人搬送車３００を中心として半径１ｍの円Ｆを設定し（図７を参照）、円Ｆの円周上に円Ｆの中心Ｏから４５°毎に８か所の停止位置Ｇ１～Ｇ８（以下、停止位置の各々を総称して停止位置Ｇとする場合がある）を設定し、無人搬送車３００を停止位置Ｇ１～Ｇ８の各々に円Ｆの中心Ｏから３回ずつ合計２４回移動させたときに計測される、無人搬送車３００が実際に停止した位置Ｈ１～Ｈ８と設定された停止位置Ｇ１～Ｇ８との間の位置ずれ量の標準偏差を示す。ここでいう、「略平坦である環境」とは、無人搬送車３００が実際に走行する管板面４ａなどの平面（物理的に実存する平面）が略平坦である、または無人搬送車３００の鉛直方向軸（Ｚ軸）に直交する平面（無人搬送車３００を真上から見たときの投影面、すなわちＸ－Ｙ方向の仮想平面）が略平坦である環境を意味する。

【0068】

なお、式（１）の２σは、標準偏差の±１σの領域を意図しており、式（１）で等号が成立する場合、入力装置１００が指定した場所に触媒交換用無人搬送装置４００を積載及び／又は牽引した無人搬送車３００が移動したときに、作業装置２００は、Ｘ－Ｙテーブルをスライドさせることにより６８％の確率で作業可能な範囲に移動し得ることを意味する。作業装置２００が作業不可の範囲に触媒交換用無人搬送装置４００を積載及び／又は牽引した無人搬送車３００が停止した場合は、触媒交換用無人搬送装置４００を積載及び／又は牽引した無人搬送車３００の停止位置を再調整する（触媒交換用無人搬送装置４００を積載及び／又は牽引した無人搬送車３００を微量に移動させる）必要がある。ただし、実用上、式（１）は不等号が成立するように作業区画Ｄの大きさを小さく（Ａが小さくなるように）設定するため、作業可能な確率はこれよりも高くなる。また、式（１）の２σを４σ（標準偏差の±２σの領域）に置き換えた場合は、式（１）の等号成立時に作業装置２００が作業可能な範囲に入る確率が９５％になるためより好ましく、６σ（標準偏差の±３σの領域）に置き換えた場合は、作業装置２００が作業可能な範囲に入る確率が９９．７％になるためより好ましい。なお、制御部４３０は、入力装置１００が指示した場所に触媒交換用無人搬送装置４００が停止した後に、撮影部４１０でマーキングＭを検知し基準管５Ｋを認識し、停止位置（自己位置）と反応管５Ａの距離及び方位とＸ－Ｙ－θテーブル４２０の可動範囲（距離及び方位）を比較することによって作業装置２００による作業が可能か否かを判断して、作業不可と判断した場合に触媒交換用無人搬送装置４００を積載及び／又は牽引した無人搬送車３００の停止位置の再調整が必要であると判断する。

【0069】

作業区画Ｄに設けられるマーキングＭの種類は、文字、数字、記号、図形、線からなる形状要素群、及び形状要素の色、作業区画Ｄ内の位置、作業区画Ｄ内の配置数からなる構成要素群から選択された要素によって構成することができる。このとき、作業区画Ｄに施すマーキングＭの種類は、作業区画Ｄのレイアウト（作業区画Ｄの形状及び大きさ）毎に予め決定していても（固有であっても）よい（図８Ａを参照）。

【0070】

また、マーキングＭは、管板面４ａ又は管板面４ａに設置された部材に周期的に配置されていてもよい（図８Ｂ中の例１はマーキングＭの記号及び位置に周期性がある場合を示し、例２はマーキングＭの位置に周期性がある場合を示し、例３は一部のマーキングＭ（図中のＭｄ）の位置に周期性がある場合を示し、例４はマーキングＭが作業区画Ｄの外周部に引かれた線で構成されており、そのマーキングＭ（図中のＭｅ）に周期性がある場合を示す）。なお、作業区画Ｄ毎に複数のマーキングＭが設けられている場合、マーキングＭｄが作業区画Ｄ内の所定の位置に配置され、管板面４ａ又は管板面４ａに設置された部材を全体視したときにその位置が周期的であるように配置されていてもよく（図８Ｂ中の例３を参照）、Ｍｄ以外の一部又はすべてマーキングＭが作業区画Ｄ内の異なる位置に配置され、管板面４ａ又は管板面４ａに設置された部材を全体視したときにマーキングＭの位置が周期的であるように配置されていてもよい（図示省略）。

【0071】

また、作業区画Ｄ毎に設けられるマーキングＭの各々が共通の要素として備えている条件の範囲は、特に限定されない。例えば、マーキングＭは、文字、数字、記号、図形、線からなる形状要素群、及び形状要素の色、作業区画Ｄ内の位置、作業区画Ｄ内の配置数からなる構成要素から選択された要素によって構成され、マーキングＭは、形状要素が非対称性を含む、マーキングＭの配置数が２以上であるという特徴の少なくとも一つ以上を備えていてもよい。マーキングＭが、形状要素が非対称性を含む、及び／又はマーキングの配置数が２以上である特徴を有する場合、制御部４３０は、マーキングＭを検知することによって、自己位置の向きを認識することができる。例えば、図８Ｃ中の例１はマーキングＭが複数の線からなりマーキングＭの形状が非対称である場合を示し、例２はマーキングＭの配置数が２からなる場合を示し、どちらの場合も、制御部４３０は自己位置の向きを認識することができる。

【0072】

また、マーキングＭは、文字、数字、記号、図形、線からなる形状要素群、及び形状要素の色、作業区画Ｄ内の位置、作業区画Ｄ内の配置数からなる構成要素群から選択された要素によって構成され、マーキングＭは、独自性を含むように構成されていてもよい。ここでいう、「マーキングＭが独自性を含む」とは、例えば、マーキングＭが数字から形成され、該数字が互いに異なる値に設定されている場合（図８Ｄを参照）に、制御部４３０が一のマーキングＭの数字を認識したときに他のマーキングＭと区別できる状態を指す。

【0073】

＜触媒交換方法＞
次に、触媒交換システム１を構成する装置を用いた触媒交換方法を説明する。

【0074】

図９は、本発明の一実施形態に係る触媒交換方法を示すフローチャートであり、図１０は、作業装置２００の位置及び／又は向きを制御する方法を説明するための図である。

【0075】

なお、下記の説明において、制御部４３０が予め取得した情報は、取得部１１０ａが予め取得した第１情報～第５情報を含む。第１情報は、反応管５Ａが存在する作業区画Ｄの位置に関する情報を意味する。また、第２情報は、反応管５Ａが存在する作業区画Ｄ内の反応管５の位置及び／又は配列に関する情報を意味する。また、第３情報は、反応管５Ａが存在する作業区画Ｄ内のマーキングＭの位置に関する情報を意味する。また、第４情報は、作業区画Ｄ内のマーキングＭの位置に基づいて基準管５Ｋの位置を決定するための情報を意味する。また、第５情報は、作業区画Ｄ内の基準管５Ｋと反応管５Ａの位置関係に関する情報を意味する。

【0076】

また、下記の説明において、制御部４３０が画像Ｐから得られる情報は、第６情報～第１１情報を含む。第６情報は、画像Ｐから認識する画像Ｐ内におけるマーキングＭの位置に関する情報を意味する。また、第７情報は、画像Ｐから認識する画像Ｐ内における作業区画Ｄの反応管５の位置及び／又は配列に関する情報を意味する。また、第８情報は、画像Ｐから認識する画像Ｐ内の基準管５Ｋの位置に関する情報を意味する。また、第９情報は、画像Ｐから認識する無人搬送車３００及び／又は作業装置２００の自己位置に関する情報を意味する。また、第１０情報は、画像Ｐから認識する画像Ｐ内における反応管５Ａの位置に関する情報を意味する。また、第１１情報は、画像Ｐから認識するマーキングＭの種類に関する情報を意味する。

【0077】

また、下記の説明において、マーキングＭは、多管式反応器２内の管板面４ａに配置されている。ただし、マーキングＭは、管板面４ａの上に設置された部材（先に述べた補助部材のような多管式反応器２内に別途載置される部材であり、例えば、管板面４ａの上に設置されたときに反応管５に対応する部分が穴となっているプレート）に配置されていてもよい。その場合、触媒交換用無人搬送装置４００は、プレートの上を走行し、撮影部４１０は、プレート及び／又は反応管の開口部５ａを撮影するように構成することができる。

【0078】

まず、本方法によって触媒交換作業を実施する際に必要となる第１情報、第２情報、第３情報、第４情報が人為的及び／又は機械的な方法によって予め決定され、マーキングＭが作業区画Ｄ内の予め決定された位置に人為的及び／又は機械的な方法によって、管板面４ａ又は管板面４ａに設置された部材に設けられる。

【0079】

次に、入力装置１００は、無人搬送車３００に反応管５Ａ（図１０を参照）を指示する（工程Ｓ１）。このとき、入力装置１００は、第１情報、第２情報、第３情報、第４情報、第５情報を無人搬送車３００及び触媒交換用無人搬送装置４００に送信する。

【0080】

次に、管板面４ａ又は管板面４ａに設置された部材の上の初期位置に置かれた無人搬送車３００は、第１情報を基に管板面４ａ又は管板面４ａに設置された部材の上を移動する。なお、無人搬送車３００は、管板面４ａ又は管板面４ａに設置された部材の上を移動するときに第１情報を参照することは必須であるが、第１情報に加えて、第２情報、第３情報、第４情報、第５情報を参照するように構成されていてもよい。

【0081】

そして、無人搬送車３００は、誘導手段によって、作業装置２００を入力装置１００が指示した所定の位置（言い換えれば、入力装置１００が指示した反応管５Ａが含まれる作業区画Ｄに応じた指定位置）に誘導する（工程Ｓ２）。このとき、作業装置２００及び触媒交換用無人搬送装置４００の停止位置の精度は、無人搬送車３００の停止位置の精度に依存し、その位置ずれは無人搬送車３００の停止位置の精度誤差の範囲内に収まる（工程Ｓ３）。

【0082】

次に、触媒交換用無人搬送装置４００は、停止している状態で、触媒交換用無人搬送装置４００の停止位置の付近の管板面４ａ若しくは管板面４ａに設置された部材及び／又は反応管の開口部５ａを撮影する（工程Ｓ４）。撮影部４１０が撮影した画像Ｐは、制御部４３０へ送信される。

【0083】

次に、制御部４３０は、画像Ｐから少なくとも１つのマーキングＭの位置に関する情報（第６情報）及び／又はマーキングの種類に関する情報（第１１情報）を検知する（工程Ｓ５）。制御部４３０は、画像Ｐ内で複数のマーキングＭが検知された場合、触媒交換用無人搬送装置４００が無人搬送車３００により誘導されて停止した位置と指示部１１０ｂより指定された反応管５Ａのある作業区画Ｄの停止位置との間の位置ずれ量がない場合に想定される、画像Ｐ内における作業対象となる作業区画ＤのマーキングＭの位置（設定されたマーキングＭの位置）と実際に撮影した画像Ｐ内におけるマーキングＭの位置（撮影されたマーキングＭの位置）とを比較し、設定されたマーキングＭに最も近いマーキングＭ（撮影されたマーキングＭ）を「作業対象となる作業区画ＤのマーキングＭである」と認識する。ただし、制御部４３０は、（１）触媒交換用無人搬送装置４００が無人搬送車３００により誘導されて停止した位置と指示部１１０ｂより指定された反応管５Ａのある作業区画Ｄの停止位置との間の位置ずれ量が大きく、無人搬送車３００により誘導された停止位置が指示部１１０ｂより指定された反応管５Ａのある作業区画Ｄと隣接する作業区画ＤのマーキングＭの位置に最も近い場合、及び／又は（２）画像Ｐ内から複数の作業区画Ｄが認識される場合、作業区画ＤのマーキングＭの種類を隣接する作業区画Ｄと異なる仕様に設定することによって、作業対象となる作業区画Ｄを正確に識別して作業対象となる作業区画Ｄを正確に検知することができる。なお、制御部４３０は、検知したマーキングＭの種類（第１１情報）と取得部１１０ａが予め取得したマーキングＭの種類に関する情報とを比較することによって、入力装置１００が指示した作業区画Ｄと、作業装置２００及び／又は触媒交換用無人搬送装置４００が停止している作業区画Ｄとの整合性を確認してもよい。

【0084】

次に、制御部４３０は、画像Ｐから得た第６情報と、予め取得した第２情報及び第３情報とを比較することによって第７情報を認識し、反応管５Ａが存在する作業区画Ｄのレイアウトを認識する（工程Ｓ６）。

【0085】

次に、制御部４３０は、第６情報及び第７情報と、第４情報とを比較することによって、画像Ｐから第８情報である少なくとも１つの基準管５Ｋを認識する（工程Ｓ７）。例えば、図１０の場合、制御部４３０は、第６情報及び第７情報と、「マーキングＭに最も隣接する反応管５が基準管５Ｋである」という情報（第４情報）を基に基準管５Ｋを認識する。基準管５Ｋとは、触媒交換用無人搬送装置４００が作業装置２００の位置及び／又は向きを調整するとき、及び反応管５Ａを認識するときに基準とする反応管を意味する。

【0086】

次に、制御部４３０は、予め取得した第２情報、第３情報、第４情報と、画像Ｐから得た第６情報、第７情報、第８情報を基に、無人搬送車３００及び／又は作業装置２００の向きを含めた自己位置を認識する（工程Ｓ８）。

【0087】

次に、制御部４３０は、予め取得した第５情報と画像Ｐから得た第８情報を比較することによって、画像Ｐから反応管５Ａを認識する（工程Ｓ９）。

【0088】

次に、制御部４３０は、第９情報及び第１０情報に基づいて、自己位置（例えば、作業装置２００の作業部２２０の位置）と、入力装置１００が指示した反応管５Ａの位置との間の位置ずれ量（Ｘ１、Ｙ１、θ１）を計算（判断）する（工程Ｓ１０）。

【0089】

次に、制御部４３０は、計算された位置ずれ量（Ｘ１、Ｙ１、θ１）に基づいてＸ－Ｙ－θテーブル４２０を稼働させる（工程Ｓ１１）。なお、制御部４３０は、Ｘ－Ｙ－θテーブル４２０を稼働させた後に、停止している状態で管板面４ａ又は管板面４ａに設置された部材を再度撮影し、工程Ｓ５以降を繰り返し実施してもよい。

【0090】

次に、制御部４３０は、触媒交換用無人搬送装置４００に対する制御を終了する。このとき、制御部４３０は、触媒交換用無人搬送装置４００に対する制御を終了した旨を入力装置１００に送信してもよく、入力装置１００は、触媒交換作業を開始する旨を作業装置２００に送信してもよい。そして、制御部４３０は、作業装置２００の稼働を指示し、触媒交換作業を実施する（工程Ｓ１２）。

【0091】

最後に、作業装置２００は、触媒交換作業が終了した旨を入力装置１００に送信する（工程Ｓ１３）。なお、作業装置２００から直接入力装置１００へ通信してもよいし、または、無人搬送車３００や触媒交換用無人搬送装置４００を介して入力装置１００へ通信してもよい。入力装置１００は、触媒交換作業を実施した反応管５の場所に関する情報がフィードバックされることによって、反応管５の作業済み及び／又は未作業を判断できるデータベースを作成することができる。入力装置１００、作業装置２００、無人搬送車３００、及び触媒交換用無人搬送装置４００は、工程Ｓ１～１３を繰り返し実行することによって、触媒交換作業工程の各種を実施することができる。また、制御部４３０は、工程Ｓ１３完了後に同一作業区画Ｄにある未作業の反応管５を「次に作業対象となる反応管」とすることも可能であり、その場合、制御部４３０は、直前に作業を実施した反応管５Ａと次に作業を実施する反応管の位置関係に関する情報を入力装置１００から取得することで、工程Ｓ２～Ｓ８を省略し、効率的に触媒交換作業を実施することができる。このとき、制御部４３０が入力装置１００から新たに取得する第５情報は、同一作業区画Ｄに存在する複数の反応管５Ａに関する情報であってもよい。この場合、触媒交換用無人搬送装置４００は、同一停止位置から複数の反応管５Ａに対して作業を実施することができ（無人搬送車３００が動くことなく複数の作業を実施することができ）、制御部４３０がＸ－Ｙ－θテーブル４２０をスライドさせることで順次作業を実施することができる為、作業効率が向上する。

【0092】

なお、上述した触媒交換方法は、触媒交換システム１を構成する装置を用いた触媒交換方法の一例であり、種々変更することができる。例えば、工程Ｓ１において、入力装置１００は、始めに作業対象となる作業区画Ｄだけを指示し、入力装置１００が指示した所定の位置に到着してから、作業区画Ｄ内の反応管５の位置及び／又は配列、作業区画Ｄ内のマーキングＭの位置、マーキングＭの位置に基づいて基準管５Ｋの位置を決定するための情報を指示してもよい。また、工程Ｓ６は、工程Ｓ７の後に実施されてもよい。また、工程Ｓ９は、工程Ｓ６より後に実施されればよく、工程Ｓ７の後に実施されてもよい。また、第１情報は、入力装置１００が予め取得して無人搬送車３００や触媒交換用無人搬送装置４００に送信する情報であると説明したが、第１情報は、無人搬送車３００又は触媒交換用無人搬送装置４００が、管板面４ａ又は管板面４ａに設置された部材の上を走行することによって取得される情報であってもよい。また、入力装置１００の制御部が備える各種機能は、無人搬送車３００又は触媒交換用無人搬送装置４００の制御部が備えていてもよい。また、無人搬送車３００や触媒交換用無人搬送装置４００が反応管５Ａを決定することによって、上述した工程Ｓ１が省かれてもよい。また、無人搬送車３００や触媒交換用無人搬送装置４００の各部は、教師データ（入力装置１００等から送信される事前データ）がある場合であっても触媒交換方法を（当然）実施することができるが、教師データが一部ない場合であっても触媒交換方法を実施することができるように構成される。また、作業区画Ｄ及び／若しくはマーキングＭの位置が同一である、並びに／又は、これらの位置に繰り返しの周期が存在する場合、教師データの数を減少させることによって、入力装置１００に教師データを入力する工程を簡略化することができる。触媒交換システム１を構成する装置の各種機能や、該装置を用いた触媒交換方法の内容は、本発明の効果を奏する範囲内で種々変更することができる。

【0093】

以上説明したように、触媒交換用無人搬送装置４００は、多管式反応器２の触媒交換作業における作業装置２００を運搬するために自律走行する無人搬送車３００に積載及び／又は牽引される装置であって、多管式反応器２の管板面４ａ若しくは管板面４ａに設置された部材（プレート）、及び／又は反応管の開口部５ａを撮影可能な撮影部４１０と、作業装置２００の位置及び／又は向きを変更可能であり、かつ作業装置２００を積載するＸ－Ｙ－θテーブル４２０と、作業装置２００の位置及び／又は向きを制御する制御部４３０と、を備える。撮影部４１０は、所定の位置に誘導された後に、停止している状態で、管板面４ａ若しくは部材、及び／又は反応管の開口部５ａを撮影し、制御部４３０は、撮影した画像から得られた情報と制御部４３０が予め取得した情報を比較することによって、少なくとも１つの基準となる反応管を認識し、制御部４３０は、基準管５Ｋの位置に基づいて、無人搬送車３００及び／又は作業装置２００の自己位置を認識し、制御部４３０は、自己位置（作業装置２００の作業部２２０の位置）と反応管５Ａの位置との間の位置ずれ量（Ｘ１、Ｙ１、θ１）を計算し、制御部４３０は、位置ずれ量（Ｘ１、Ｙ１、θ１）に基づいてＸ－Ｙ－θテーブル４２０を稼働させることを特徴とする。

【0094】

また、本実施形態に係る触媒交換システムは、多管式反応器２の管板面４ａ又は管板面４ａに設置された部材に設けられ、多管式反応器２内における作業区画Ｄの位置の情報、作業区画Ｄ内の反応管の位置及び／又は配列の情報、作業区画Ｄ内に設けられるマーキングの位置の情報、マーキングＭの位置に基づいて基準管５Ｋの位置を決定するための情報を取得する取得部１１０ａと、決定された基準管５Ｋと反応管５Ａの位置関係の情報に基づいて反応管５Ａを指示する指示部１１０ｂと、を備える入力装置１００と、多管式反応器２の触媒交換作業を実施可能な作業装置２００と、作業装置２００を指示部１１０ｂが指示した反応管５Ａが存在する作業区画Ｄの付近に誘導する誘導手段を備え、作業装置２００を運搬するために自律走行する無人搬送車３００と、管板面４ａ若しくは該部材、及び／又は反応管の開口部５ａを撮影可能な撮影部４１０と、作業装置２００の位置及び／又は向きを変更可能であり、かつ作業装置２００を積載するＸ－Ｙ－θテーブル４２０と、作業装置２００の位置及び／又は向きを制御する制御部４３０と、を備える触媒交換用無人搬送装置４００と、を備える。触媒交換用無人搬送装置４００は、無人搬送車３００に積載及び／又は牽引される。撮影部４１０は、触媒交換用無人搬送装置４００が所定の位置に誘導された後に、停止している状態で、管板面４ａ若しくは該部材及び／又は反応管の開口部５ａを撮影し、制御部４３０は、撮影された画像Ｐから得られた反応管５の位置及び／又は配列の情報、並びにマーキングＭの位置の情報と、取得部１１０ａが取得した情報と、を比較することによって、少なくとも１つの基準管５Ｋを認識し、制御部４３０は、基準管５Ｋの位置に基づいて、無人搬送車３００及び／又は作業装置２００の自己位置を認識し、制御部４３０は、基準管５Ｋの位置と指示部１１０ｂが指示した情報により、反応管５Ａの位置を認識し、自己位置（作業装置２００の作業部２２０の位置）と反応管５Ａの位置との間の位置ずれ量（Ｘ１、Ｙ１、θ１）を計算し、制御部４３０は、位置ずれ量（Ｘ１、Ｙ１、θ１）に基づいてＸ－Ｙ－θテーブル４２３を稼働させることを特徴とする。

【0095】

また、本実施形態に係る触媒交換方法は、多管式反応器２の触媒交換作業を実施可能な作業装置２００と、作業装置２００を反応管５Ａが存在する作業区画Ｄの付近に誘導する誘導手段を備え、作業装置２００を運搬するために自律走行する無人搬送車３００と、多管式反応器２の管板面４ａ若しくは管板面４ａに設置された部材及び／又は反応管の開口部５ａを撮影可能な撮影部４１０と、作業装置２００の位置及び／又は向きを変更可能であり、かつ作業装置２００を積載するＸ－Ｙ－θテーブル４２０と、作業装置２００の位置及び／又は向きを制御する制御部４３０と、を備える触媒交換用無人搬送装置４００と、を用いた方法であって、触媒交換用無人搬送装置４００が無人搬送車３００に積載及び／又は牽引されることによって達成される方法である。本実施形態に係る触媒交換方法は、管板面４ａ又は反応管５の位置に穴が設けられ、管板面４ａに設置された該部材を、任意の方法によって作業区画に区分けし、作業区画Ｄの各々にマーキングを施す工程と、無人搬送車３００が、反応管５Ａのある作業区画Ｄの多管式反応器２内における位置に関する第１情報、反応管５Ａが存在する作業区画Ｄ内の反応管の位置及び／又は配列に関する第２情報、反応管５Ａが存在する作業区画Ｄ内に設けられるマーキングＭの位置に関する第３情報、マーキングＭに基づいて基準となる反応管の位置を決定する第４情報、基準管５Ｋと反応管５Ａの位置関係の第５情報を取得し、第１情報に基づいて誘導手段により作業装置を所定の位置に誘導する工程（工程Ｓ２、Ｓ３）と、触媒交換用無人搬送装置４００が、所定の位置に誘導された後に、停止している状態で、管板面４ａ若しくは該部材及び／又は反応管の開口部５ａを撮影する工程（工程Ｓ４）と、制御部４３０が撮影された画像Ｐから少なくとも１つのマーキングＭを検知する工程（工程Ｓ５）と、制御部４３０が画像Ｐから検知されたマーキングＭからマーキングＭの位置に関する第６情報を認識し、第６情報と第２情報及び第３情報とを比較することによって、画像Ｐから作業区画Ｄ内の反応管５の位置及び／又は配列に関する第７情報を認識する工程（工程Ｓ６）と、制御部４３０が第４情報を基に画像Ｐから少なくとも１つの基準管５Ｋの位置に関する第８情報を認識する工程（工程Ｓ７）と、制御部４３０が、第８情報と第７情報を基に、無人搬送車３００及び／又は作業装置２００の自己位置に関する第９情報を認識する工程（工程Ｓ８）と、制御部４３０が、第８情報と第５情報を比較することによって、画像Ｐから反応管５Ａの位置に関する第１０情報を認識する工程（工程Ｓ９）と、制御部４３０が、第９情報と第１０情報に基づいて、自己位置（作業装置２００の作業部２２０の位置）と反応管５Ａの位置との間の位置ずれ量（Ｘ１、Ｙ１、θ１）を計算する工程（工程Ｓ１０）と、制御部４３０が位置ずれ量（Ｘ１、Ｙ１、θ１）に基づいてＸ－Ｙ－θテーブル４２０を稼働させる工程（工程Ｓ１１）と、を含む。

【0096】

上記のように構成する触媒交換用無人搬送装置４００、触媒交換システム１、及び触媒交換方法（作業区画に区分けする工程と、マーキングＭを設ける工程と、工程Ｓ１～Ｓ１３）によれば、撮影部４１０は、無人搬送車３００が所定の位置に誘導された後に、停止している状態で管板面４ａ若しくは管板面４ａに設置された部材及び／又は反応管の開口部５ａを撮影することができ、制御部４３０は、撮影された画像Ｐから得られた情報と予め触媒交換用無人搬送装置４００が取得した情報を比較することによって無人搬送車３００及び／又は作業装置２００の自己位置を認識し、自己位置（作業装置２００の作業部２２０の位置）と入力装置１００が指示した反応管５Ａの位置の間の位置ずれ量を計算して、該位置ずれ量に基づいてＸ－Ｙ－θテーブル４２０を稼働させることができる。そのため、触媒交換用無人搬送装置４００は、作業装置２００を予め設定された作業位置に適正に移動させることができ、作業装置の停止位置（言い換えれば、作業装置２００の作業開始位置）の精度を向上させることができる。また、制御部４３０は、Ｘ－Ｙ－θテーブル４２０を稼働させることで、一意の停止位置における作業範囲を拡大することができ、一意の停止位置で多くの作業ができることによって作業効率が向上する効果がある。

【0097】

また、触媒交換方法において、管板面４ａ又は管板面４ａに設置された部材を作業区画Ｄに区分けする際に、管板面４ａ又は該部材は、形状及び大きさが略同一となる作業区画Ｄが少なくとも２つ以上存在するように区分けされているのが好ましい。

【0098】

また、触媒交換方法において、管板面４ａ又は管板面４ａに設置された部材を作業区画Ｄに区分けする際に、作業区画Ｄの各々は、管板面４ａ又は該部材の全体を平面視したときに周期的に配置されているのが好ましい。作業区画Ｄの同一性や繰り返し性が存在することで、作業区画Ｄを区画分けする作業や作業区画Ｄに関する教師データ（第２情報）の入力が簡略化され、作業効率を向上させることができる。

【0099】

また、触媒交換方法において、管板面４ａ又は管板面４ａに設置された部材を作業区画Ｄに区分けする際に、管板面４ａ又は該部材は、上述した式（１）を満たす作業区画Ｄの各々の総面積が、管板面４ａ又は該部材の総面積の２０％以上となるように区分けされているのが好ましい。式（１）を満たす場合、無人搬送車３００の停止位置Ｇの再調整を行う回数を減らすことができ、作業時間を短縮させることが可能となる。

【0100】

また、触媒交換方法において、マーキングＭは、基準管５Ｋの検知に利用できるだけでなく、マーキングＭを作業区画Ｄに設けることで、介在する作業者にとって作業区画Ｄの範囲（レイアウト）の視認性を高める効果も得られる。マーキングＭは、文字、数字、記号、図形、線からなる形状要素群、及び形状要素の色、作業区画Ｄ内の位置、作業区画Ｄ内の配置数からなる構成要素群から選択された要素によって構成され、作業区画Ｄに施すマーキングＭの種類は、作業区画Ｄの形状及び大きさ毎に予め決定される（固有である）ことを特徴とする。また、作業区画Ｄのレイアウト毎にマーキングＭの位置を予め決定しておくことで、第３情報の入力が簡略化され、作業効率が向上する。

【0101】

また、触媒交換方法において、マーキングＭは、文字、数字、記号、図形、線からなる形状要素群、及び形状要素の色、作業区画Ｄ内の位置、作業区画Ｄ画内の配置数からなる構成要素群から選択された要素によって構成され、作業区画Ｄの各々に施されるマーキングＭの各々は、管板面４ａ面又は管板面４ａに設置された部材の全体を平面視したときに周期的に配置されてもよい。マーキングＭを周期的に配置することで、マーキングＭを施す作業の煩雑性やマーキングＭを施す際の人為的なミスが減少し、作業時間が短縮する効果が得られる。

【0102】

また、触媒交換方法において、マーキングＭは、文字、数字、記号、図形、線からなる形状要素群、及び形状要素の色、作業区画Ｄ内の位置、作業区画Ｄ内の配置数からなる構成要素群から選択された要素によって構成され、マーキングＭは、該形状要素が非対称性を含む、マーキングの配置数が２以上でであるという特徴の少なくとも一つ以上を備え、制御部４３０は、画像ＰからマーキングＭを検知する際に、マーキングＭを構成する要素をマーキングＭの種類に関する第１１情報としてさらに認識し、制御部４３０は、第１１情報に基づいて自己位置の向きを認識することができる。なお、マーキングＭに非対称性を含ませることにより、制御部４３０は、正確に触媒交換用無人搬送装置４００の向きを認知することができ、正確に作業を実施させることができる。

【0103】

また、触媒交換方法において、マーキングＭは、文字、数字、記号、図形、線からなる形状要素群、及び形状要素の色、作業区画Ｄ内の位置、作業区画Ｄ内の配置数からなる構成要素群から選択された要素によって構成され、マーキングＭは、独自性を含むように構成され、制御部４３０は、画像ＰからマーキングＭを検知する際に、マーキングＭを構成する要素をマーキングＭの種類に関する第１１情報としてさらに認識し、制御部４３０は、第１１情報に基づいて作業区画Ｄを識別可能に構成されてもよい。なお、マーキングＭに独自性を含ませることにより、制御部４３０は、多管式反応器２内における全ての作業区画Ｄを識別でき、指示された作業区画Ｄと実際に停止して作業を実施すると想定している作業区画Ｄの整合性を確認することができ、作業を実施するべき作業区画Ｄを正確に認識することができる。

【0104】

なお、本実施形態は上述した実施形態にのみ限定されず、特許請求の範囲において種々の変更が可能である。

【符号の説明】

【0105】

１ 触媒交換システム、
２ 多管式反応器、
４ａ 管板面、
５ 反応管、
５ａ 反応管の開口部、
１００ 入力装置、
２００ 作業装置、
３００ 無人搬送車、
４００ 触媒交換用無人搬送装置、
４１０ 撮影部、
４２０ Ｘ－Ｙ－θテーブル、
４３０ 触媒交換用無人搬送装置側制御部（制御部）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図8D】

【図9】

【図10】