特許 7380022 システム、方法、および、プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-07

(45)【発行日】2023-11-15

(54)【発明の名称】システム、方法、および、プログラム

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/418 20060101AFI20231108BHJP

   C10G 99/00 20060101ALI20231108BHJP

【ＦＩ】

G05B19/418 Z

C10G99/00

【請求項の数】 12

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2019178718

(22)【出願日】2019-09-30

(65)【公開番号】P2021056733

(43)【公開日】2021-04-08

【審査請求日】2022-04-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000006507

【氏名又は名称】横河電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】内藤 隆

(72)【発明者】

【氏名】ケネディ ポール

【審査官】堀内 亮吾

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－０１８２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００７／０２３４７８１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｂ １９／４１８

Ｃ１０Ｇ ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

計画モデルを用いて製造サイトの生産計画を生成する計画部と、
前記製造サイトにおける少なくとも一部のシミュレーションモデルに基づいて、前記製造サイトにおける前記少なくとも一部の運転を模擬するシミュレーション部と、
前記製造サイトにおける前記少なくとも一部の実際の運転をモニタするモニタ部と、
前記模擬された運転と前記実際の運転との間の差分に基づいて、前記シミュレーションモデルを校正する校正部と、
前記校正された前記シミュレーションモデルを用いて前記生産計画に従って前記製造サイトにおける前記少なくとも一部の運転を模擬したシミュレーション結果をもたらす制御パラメータのセットを用いて、前記製造サイトにおける前記少なくとも一部を制御する制御部と、
を備えるシステム。

【請求項2】

前記製造サイトは、原油を精製して複数の石油製品を製造する製油所を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記製造サイトにおける前記少なくとも一部は、常圧蒸留装置、減圧蒸留装置、ナフサ水素化脱硫装置、接触改質装置、脱ベンゼン装置、灯油水素化脱硫装置、ディーゼル脱硫装置、重油脱硫装置、流動接触分解装置、ＦＣＣガソリン脱硫装置、熱分解装置、水素化分解装置、または、アスファルト製造装置の少なくともいずれかを含む、請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

前記制御部は、反応器温度、蒸留カット温度、加熱炉出口温度、ストリッピングスチーム比、還流比、リボイラー熱負荷、または、ポンプアラウンド熱除去率の少なくともいずれかを制御する、請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記製造サイトの前記少なくとも一部は、前記製造サイトにおける１つのプロセスユニットである、請求項１から４のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項6】

前記製造サイトの前記少なくとも一部は、前記製造サイトにおける複数のプロセスユニットのグループである、請求項１から４のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項7】

前記制御部は、異なる制御パラメータのセットにより前記製造サイトにおける前記少なくとも一部の運転を複数回模擬した複数のシミュレーション結果のうち、総利益が最大となるシミュレーション結果をもたらす制御パラメータのセットを選択する、請求項１から６のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項8】

前記シミュレーションモデルは定常状態モデルである、請求項１から７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項9】

前記計画モデルは線形計画モデルである、請求項１から８のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項10】

前記校正部は、前記差分が予め定められた閾値を超える場合に、前記シミュレーションモデルを校正する、請求項１から９のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項11】

計画モデルを用いて製造サイトの生産計画を生成することと、
前記製造サイトにおける少なくとも一部のシミュレーションモデルに基づいて、前記製造サイトにおける前記少なくとも一部の運転を模擬することと、
前記製造サイトにおける前記少なくとも一部の実際の運転をモニタすることと、
前記模擬された運転と前記実際の運転との間の差分に基づいて、前記シミュレーションモデルを校正することと、
前記校正された前記シミュレーションモデルを用いて前記生産計画に従って前記製造サイトにおける前記少なくとも一部の運転を模擬したシミュレーション結果をもたらす制御パラメータのセットを用いて、前記製造サイトにおける前記少なくとも一部を制御することと、
を備える方法。

【請求項12】

コンピュータにより実行されて、前記コンピュータを、
計画モデルを用いて製造サイトの生産計画を生成する計画部と、
前記製造サイトにおける少なくとも一部のシミュレーションモデルに基づいて、前記製造サイトにおける前記少なくとも一部の運転を模擬するシミュレーション部と、
前記製造サイトにおける前記少なくとも一部の実際の運転をモニタするモニタ部と、
前記模擬された運転と前記実際の運転との間の差分に基づいて、前記シミュレーションモデルを校正する校正部と、
前記校正された前記シミュレーションモデルを用いて前記生産計画に従って前記製造サイトにおける前記少なくとも一部の運転を模擬したシミュレーション結果をもたらす制御パラメータのセットを用いて、前記製造サイトにおける前記少なくとも一部を制御する制御部と、
して機能させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、システム、方法、および、プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

原油を精製して複数の石油製品を生産する石油精製が知られている。（例えば、非特許文献１参照）。従来、このような石油精製を行う製油所のように、比較的規模の大きな製造サイトを操業するにあたっては、企業資源計画、製造実行、および、プロセス制御等は、組織内の異なるグループ（又は、部門）が独立したシステムを用いることによって、それぞれが独自に運用されていた。
［先行技術文献］
［非特許文献］
［非特許文献１］横溝，"石油精製技術と石油需給動向～現状と今後の見通し～"，独立行政法人 石油天然ガス・金属鉱物資源機構 石油・天然ガス資源情報，２０１７年９月２０日，石油・天然ガスレビュー Ｖｏｌ．５１ Ｎｏ．５，ｐ．１－２０。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

製造サイトを操業するにあたって、製造サイトをより効率的に制御可能とすることが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0004】

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、システムを提供する。システムは、計画モデルを用いて製造サイトの生産計画を生成する計画部を備えてよい。システムは、製造サイトにおける少なくとも一部のシミュレーションモデルに基づいて、製造サイトにおける少なくとも一部の運転を模擬するシミュレーション部を備えてよい。システムは、製造サイトにおける少なくとも一部の実際の運転をモニタするモニタ部を備えてよい。システムは、模擬された運転と実際の運転との間の差分に基づいて、シミュレーションモデルを校正する校正部を備えてよい。システムは、校正されたシミュレーションモデルを用いて、生産計画に従って製造サイトにおける少なくとも一部の運転を模擬したシミュレーション結果に基づいて、製造サイトにおける少なくとも一部を制御する制御部を備えてよい。

【0005】

製造サイトは、原油を精製して複数の石油製品を製造する製油所を含んでよい。

【0006】

製造サイトにおける少なくとも一部は、常圧蒸留装置、減圧蒸留装置、ナフサ水素化脱硫装置、接触改質装置、脱ベンゼン装置、灯油水素化脱硫装置、ディーゼル脱硫装置、重油脱硫装置、流動接触分解装置、ＦＣＣガソリン脱硫装置、熱分解装置、水素化分解装置、または、アスファルト製造装置の少なくともいずれかを含んでよい。

【0007】

制御部は、反応器温度、蒸留カット温度、加熱炉出口温度、ストリッピングスチーム比、還流比、リボイラー熱負荷、または、ポンプアラウンド熱除去率の少なくともいずれかを制御してよい。

【0008】

製造サイトの少なくとも一部は、製造サイトにおける１つのプロセスユニットであってよい。

【0009】

製造サイトの少なくとも一部は、製造サイトにおける複数のプロセスユニットのグループであってよい。

【0010】

制御部は、異なる制御パラメータのセットにより製造サイトにおける少なくとも一部の運転を複数回模擬した複数のシミュレーション結果のうち、総利益が最大となるシミュレーション結果をもたらす制御パラメータのセットを選択してよい。

【0011】

シミュレーションモデルは定常状態モデルであってよい。

【0012】

計画モデルは線形計画モデルであってよい。

【0013】

校正部は、差分が予め定められた閾値を超える場合に、シミュレーションモデルを校正してよい。

【0014】

本発明の第２の態様においては、方法を提供する。方法は、計画モデルを用いて製造サイトの生産計画を生成することを備えてよい。方法は、製造サイトにおける少なくとも一部のシミュレーションモデルに基づいて、製造サイトにおける少なくとも一部の運転を模擬することを備えてよい。方法は、製造サイトにおける少なくとも一部の実際の運転をモニタすることを備えてよい。方法は、模擬された運転と実際の運転との間の差分に基づいて、シミュレーションモデルを校正することを備えてよい。方法は、校正されたシミュレーションモデルを用いて、生産計画に従って製造サイトにおける少なくとも一部の運転を模擬したシミュレーション結果に基づいて、製造サイトにおける少なくとも一部を制御することを備えてよい。

【0015】

本発明の第３の態様においては、プログラムを提供する。プログラムは、コンピュータにより実行されてよい。プログラムは、コンピュータを、計画モデルを用いて製造サイトの生産計画を生成する計画部として機能させてよい。プログラムは、コンピュータを、製造サイトにおける少なくとも一部のシミュレーションモデルに基づいて、製造サイトにおける少なくとも一部の運転を模擬するシミュレーション部として機能させてよい。プログラムは、コンピュータを、製造サイトにおける少なくとも一部の実際の運転をモニタするモニタ部として機能させてよい。プログラムは、コンピュータを、模擬された運転と実際の運転との間の差分に基づいて、シミュレーションモデルを校正する校正部として機能させてよい。プログラムは、コンピュータを、校正されたシミュレーションモデルを用いて、生産計画に従って製造サイトにおける少なくとも一部の運転を模擬したシミュレーション結果に基づいて、製造サイトにおける少なくとも一部を制御する制御部として機能させてよい。

【0016】

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本実施形態に係るシステムが一部に含まれてよい操業管理システムのトータルソリューションモデル１００の一例を示す。

【図2】製油所１２０Ｒにおける石油精製フローの一例を示す。

【図3】本実施形態に係るシステム３００のブロック図の一例を示す。

【図4】本実施形態に係るシステム３００がシミュレーションモデル３２５を校正および製造サイト１２０を制御するフローの一例を示す。

【図5】本実施形態の変形例に係るシステム３００のブロック図の一例を示す。

【図6】本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ２２００の例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0019】

本実施形態に係るシステムは、製造サイトの操業に関し、例えば、企業資源計画（ＥＲＰ：Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｐｌａｎｎｉｎｇ）層から製造実行システム（ＭＥＳ：Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）層、および、プロセス制御システム（ＰＣＳ：Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ）層までの各種機能を有機的に統合し、経営情報と制御情報とをつなぐことによって、生産効率の向上を実現するトータルソリューションモデルの一部の機能として実現されてよい。本実施形態に係るシステムは、例えば、このようなトータルソリューションモデルの一部において、シミュレーション結果と実際の運転状況との間の差分に基づいて製造サイトの運転を模擬するモデルを校正するとともに、当該校正済みのモデルを用いたシミュレーション結果に基づいて製造サイトを制御する。

【0020】

以下、本実施形態に係るシステムが、製油所および石油化学サイトの操業に適用される場合を一例として説明するが、これに限定されるものではない。本実施形態に係るシステムは、例えば、製油所および石油化学サイトとは異なる他の製造サイトの操業に適用されてもよい。

【0021】

図１は、本実施形態に係るシステムが一部に含まれてよい操業管理システムのトータルソリューションモデル１００の一例を示す。トータルソリューションモデル１００は、同一の組織に属する（同一の事業者が経営する、または、同一の事業者グループが経営する等）複数の製造サイトを一括して管理する。例えば、トータルソリューションモデル１００は、同一の事業者グループがワールドワイドに経営する複数の製油所、および、複数の石油化学サイトを一括して管理してよい。本図において、トータルソリューションモデル１００は、マルチサイト計画部１１０、ｍ個の製油所１２０Ｒａ～１２０Ｒｍ（「製油所１２０Ｒ」と総称する）、および、ｎ個の石油化学サイト１２０Ｃａ～１２０Ｃｎ（「石油化学サイト１２０Ｃ」と総称する）を備える。なお、特に区別する必要がない場合、製油所１２０Ｒおよび石油化学サイト１２０Ｃを製造サイト１２０と総称する。

【0022】

マルチサイト計画部１１０は、同一の組織に属する複数の製造サイト１２０のそれぞれについての生産計画を一括して生成する。一例として、マルチサイト計画部１１０は、製油所１２０Ｒａ～１２０Ｒｍ、および、石油化学サイト１２０Ｃａ～１２０Ｃｎのそれぞれについての生産計画を、線形計画法を用いて一括して生成する。一般に、事業や意思決定の数学モデルで、ある数理的条件のもと最大の目的関数をもたらす変数値を探る問題を数理計画問題という。特に、目的関数を表す式と数理的条件を表す式とが変数の１次式で表される場合を、線形計画問題という。そして、その問題を解く手法が線形計画法である。

【0023】

より詳細には、線形計画法は、一般に、（数１）式の制約条件のもとで、（数２）式の目的関数を最大化（または、最小化）する問題を解決するための手法である。ここで、ｘは（数１）式によって各要素が非負に制限された（ｎ×ｌ）の変数行列である。また、ｉ＝１、２、または、３とすると、Ａ_ｉは（ｍ_ｉ×ｎ）の係数行列であり、ｂ_ｉは（ｍ_ｉ×ｌ）の係数行列である。また、ｃは（ｎ×ｌ）の係数行列である。このように、線形計画法では、複数の線形方程式が用いられ、これら複数の線形方程式は、線形計画テーブルとして表される。ここで、線形計画テーブルの各エントリは、複数の変数のそれぞれに対する係数である。そして、線形計画法は、マトリックス数学を用いて複数の変数値の異なる組み合わせを繰り返し試すことによって、（数１）式で示される制約条件のもとで、（数２）式の目的関数を最大化（または、最小化）する変数値の組み合わせを導き出す。

【数1】

【数2】

【0024】

マルチサイト計画部１１０は、例えば、原油量、原油タイプ、原油価格、製品価格、製品デマンド、プロセスユニット可用性、および、プロセスユニット最大能力等を含むビジネス情報を、ネットワーク、各種メモリデバイス、および、ユーザ入力等を介して取得する。なお、プロセスユニットとは、製造サイト１２０において、原料から製品または半製品を生産するために必要とされる各種処理、および、それに伴う付帯処理を実行するユニットをいう。ここで、このようなビジネス情報には、例えば、経営環境等によって定まる変数（例えば、原油価格等）と、経営判断等によって決定される変数（例えば、原油量等）と、が含まれる。経営環境等によって定まる変数は経営の意思によって変えることが困難であるが、経営判断等によって決定される変数は経営の意思によってある程度自由に変更することができる。マルチサイト計画部１１０は、このような経営判断等によって決定される変数の値を変えながら複数回マルチサイト計画処理を実行することにより、例えば"総利益"を目的関数として、当該"総利益"を最大化するような変数値の組み合わせを導き出す。そして、マルチサイト計画部１１０は、この場合における、例えば、オイルバランス（製造サイト１２０のインプットおよびアウトプット）、経済バランス（製造サイト１２０の全てのインプットおよびアウトプットについての価格および収入）、総利益、操業コスト・純利益、エネルギーバランス（各プロセスおよびプロセス全体における消費燃料の流量および熱量）、プロセスユニットサマリ（マテリアルバランスおよびストリームプロパティのサマリ）、マージナルバリュー（どの制約が緩和されたらより利益を出せるかを示す値）、ブレンドサマリ（各成分の量およびプロパティを含む成分の混合のサマリ）、および、これらのレポート等の情報を含む生産計画を、複数の製造サイト１２０のそれぞれについて生成する。

【0025】

この際、マルチサイト計画部１１０は、比較的長期のマルチサイト計画期間における比較的長い１または複数のマルチサイト計画インターバルごとの生産計画を、製造サイト１２０のそれぞれについて生成する。例えば、マルチサイト計画部１１０は、この先３か月の期間における各月毎の生産計画を、複数の製造サイト１２０のそれぞれについて生成してよい。マルチサイト計画部１１０は、複数の製造サイト１２０のそれぞれについて生成した生産計画を、複数の製造サイト１２０のそれぞれへ、ネットワーク、各種メモリデバイス、および、ユーザ入力等を介して供給する。

【0026】

製油所１２０Ｒは、原油を精製して複数の石油製品を生産する。製油所１２０Ｒにおける石油精製の詳細については後述する。製油所１２０Ｒは、サイト計画部１３０、サイトワイドシミュレーション部１４０、プロセスシミュレーション部１５０、ブレンディングシミュレーション部１５５、ＡＰＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）１６０、ＢＰＣ（Ｂｌｅｎｄ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）１６５、オンサイト用プロセス制御システム１７０、および、オフサイト用プロセス制御システム１７５を有する。なお、上述の説明では、これら機能部の全てが製油所１２０Ｒに設けられている場合を一例として示したが、これに限定されるものではない。これら機能部の一部、例えば、サイト計画部１３０、サイトワイドシミュレーション部１４０、プロセスシミュレーション部１５０、または、ブレンディングシミュレーション部１５５の少なくともいずれかは、製油所１２０Ｒとは異なる場所に設けられていてもよい。

【0027】

サイト計画部１３０は、例えば、線形計画法を用いて自身が属する製造サイト１２０についての生産計画を生成する。この際、サイト計画部１３０は、マルチサイト計画部１１０が生産計画を生成した際に用いたものと同じストラクチャの線形計画テーブルを用いてよい。一例として、サイト計画部１３０は、マルチサイト計画部１１０が生成した生産計画のうち、自身が属する製造サイト１２０についての生産計画を、ネットワーク、各種メモリデバイス、および、ユーザ入力等を介して取得する。また、サイト計画部１３０は、マルチサイト計画部１１０が生産計画を生成した際に用いたビジネス情報よりも、自身が属する製造サイト１２０に特化したより詳細なビジネス情報を、ネットワーク、各種メモリデバイス、および、ユーザ入力等を介して取得する。ここで、このようなより詳細なビジネス情報には、例えば、サイトレベルの運営環境等によって定まる変数と、サイトレベルの判断等によって決定される変数と、が含まれる。運営環境等によって定まる変数はサイトレベルの意思によって変えることが困難であるが、サイトレベルの判断等によって決定される変数は、サイトレベルの意思によってある程度自由に変更することができる。サイト計画部１３０は、例えば、マルチサイト計画部１１０が用いたものと同じストラクチャの線形計画テーブルを用いて、マルチサイト計画部１１０が生成した生産計画によって決定済みのパラメータを入力し、かつ、サイトレベルの判断等によって決定される変数の値を変えながら複数回サイト計画処理を実行することによって、例えば、"総利益"をより最大化するような変数値の組み合わせを導き出す。そして、サイト計画部１３０は、この場合における生産計画を、自身が属する製造サイト１２０に特化したより詳細な生産計画として生成する。

【0028】

この際、サイト計画部１３０は、マルチサイト計画部１１０が生成する生産計画に比べて、比較的短期のサイト計画期間における比較的短い１または複数のサイト計画インターバルごとの生産計画を、自身が属する製造サイト１２０について生成する。例えば、サイト計画部１３０は、この先１か月の期間における各週毎の生産計画を、自身が属する製造サイト１２０について生成してよい。サイト計画部１３０は、自身が生成した生産計画を、他の機能部または装置へ、ネットワーク、各種メモリデバイス、および、ユーザ入力等を介して供給する。

【0029】

また、サイト計画部１３０は、マルチサイト計画部１１０が生成した生産計画によって決定済みのパラメータを用いると自身が属する製造サイト１２０の生産計画に問題が生じる（例えば、総利益、生産必要高、製品品質規格、および、タンク貯蔵容量等が閾値または物理的制約条件を下回る等）場合には、その旨をマルチサイト計画部１１０へフィードバックして、マルチサイトでの経営判断の変更を要求してもよい。

【0030】

また、サイト計画部１３０は、自身が生成した生産計画に従って、製造サイト１２０におけるオペレーションを、例えば、日単位、または、複数日単位にスケジューリングするスケジューラとしての機能を有していてもよい。なお、上述の説明では、サイト計画部１３０がスケジューラとしての機能を有する場合を一例として示したが、これに限定されるものではない。製油所１２０Ｒは、スケジューラをサイト計画部１３０とは異なる別の機能部または装置として有していてもよい。スケジューラは、例えば、タンク情報、輸送船スケジュール、パイプラインデリバリースケジュール、ロード／レールスケジュール等を含むベーシックスケジュール情報を、ネットワーク、各種メモリデバイス、および、ユーザ入力を介して取得する。また、サイト計画部１３０とは異なる別の機能部または装置として構成される場合、スケジューラは、サイト計画部１３０が生成した生産計画を、ネットワーク、各種メモリデバイス、および、ユーザ入力等を介して取得する。そして、スケジューラは、取得した生産計画に従って、例えば、製造サイト１２０におけるデイリーのスケジュール情報を生成し、これを、他の機能部または装置へ、ネットワーク、各種メモリデバイス、および、ユーザ入力等を介して供給する。

【0031】

サイトワイドシミュレーション部１４０は、製造サイト１２０の運転をサイトワイドに模擬する。すなわち、サイトワイドシミュレーション部１４０は、製造サイト１２０における、入力、出力、および、処理内容に応じた応答の振る舞いをサイトワイドに模擬する。本図において、サイトワイドシミュレーション部１４０は、オンサイトにおけるプロセスユニットおよびオフサイトにおけるプロセスユニットの運転をサイトワイドに模擬する。ここで、オンサイトとは、例えば、製油所１２０Ｒにおける精製設備が設けられたサイトを示す。また、オフサイトとは、例えば、製油所１２０Ｒにおける精製設備以外のタンクヤード回りの設備、すなわち、原油／製品／半製品の受入、貯蔵、ブレンド、および、出荷等を行う付帯設備が設けられたサイトを示す。サイトワイドシミュレーション部１４０は、例えば、製造サイト１２０における供給フロー、製品フロー、温度・圧力、および、供給品質と製品品質のラボデータ等の情報を含むサイト情報を、ネットワーク、各種メモリデバイス、および、ユーザ入力等を介して取得する。そして、サイトワイドシミュレーション部１４０は、例えば、定常状態モデルにこれらサイト情報を入力して、製造サイト１２０の運転を模擬し、製造サイト１２０における生産量、プロパティ、サイトコンディション、パフォーマンス等の情報を含むサイトワイドなシミュレーション結果を出力する。なお、定常状態モデルとは、時間的に変化しない入力に対して、時間的に変化しない一定の結果を出力するモデルをいう。この際、サイトワイドシミュレーション部１４０は、スケジューラが生成したスケジュール情報に少なくとも部分的に基づいて、サイトワイドなシミュレーション結果を出力してよい。すなわち、サイトワイドシミュレーション部１４０は、スケジューラが生成したスケジュールに少なくとも部分的に従って製造サイト１２０を運転した場合における、サイトワイドなシミュレーション結果を出力してよい。これに代えて、サイトワイドシミュレーション部１４０は、スケジューラが生成したものとは異なるスケジュールに従って製造サイト１２０を運転した場合における、サイトワイドなシミュレーション結果を出力してもよい。サイトワイドシミュレーション部１４０は、出力したサイトワイドなシミュレーション結果を、他の機能部または装置へ、ネットワーク、各種メモリデバイス、および、ユーザ入力等を介して供給する。

【0032】

プロセスシミュレーション部１５０は、オンサイトのプロセスユニット（群）ごとの運転を模擬する。すなわち、プロセスシミュレーション部１５０は、オンサイトのプロセスユニット（群）における、入力、出力、および、処理内容に応じた反応の振る舞いを模擬する。プロセスシミュレーション部１５０は、例えば、サイト計画部１３０の線形計画よりも、オンサイトのプロセスユニット（群）ごとに特化したより詳細なサイト情報を、ネットワーク、各種メモリデバイス、および、ユーザ入力等を介して取得する。そして、プロセスシミュレーション部１５０は、例えば、定常状態モデルに、より詳細なサイト情報を入力して、オンサイトのプロセスユニット（群）ごとの運転を模擬し、オンサイトのプロセスユニット（群）ごとのより詳細なシミュレーション結果を出力する。この際、プロセスシミュレーション部１５０は、スケジューラが生成したスケジュール情報に少なくとも部分的に基づいて、オンサイトのプロセスユニット（群）ごとのシミュレーション結果を出力してよい。すなわち、プロセスシミュレーション部１５０は、スケジューラが生成したスケジュールに少なくとも部分的に従ってオンサイトのプロセスユニット（群）を運転した場合における、オンサイトのプロセスユニット（群）ごとのシミュレーション結果を出力してよい。これに代えて、プロセスシミュレーション部１５０は、スケジューラが生成したものとは異なるスケジュールに従ってオンサイトのプロセスユニット（群）を運転した場合における、オンサイトのプロセスユニット（群）ごとのシミュレーション結果を出力してもよい。プロセスシミュレーション部１５０は、出力したオンサイトのプロセスユニット（群）ごとのシミュレーション結果を、他の機能部または装置へ、ネットワーク、各種メモリデバイス、および、ユーザ入力等を介して供給する。

【0033】

ブレンディングシミュレーション部１５５は、オフサイトにおけるブレンド性状制御に係るプロセスユニット（群）ごとの運転を模擬する。すなわち、ブレンディングシミュレーション部１５５は、オフサイトにおけるブレンド性状制御に係るプロセスユニット（群）における、入力、出力、および、処理内容に応じた反応の振る舞いを模擬する。なお、ブレンド性状制御とは、オフサイトにおいて各種成分を混ぜ合せて、規格を満足する製品を最小のコストと最大のスループットで作りこむ制御をいう。ブレンディングシミュレーション部１５５は、サイトワイドシミュレーション部１４０がサイトワイドなシミュレーション結果を出力した際に用いたサイト情報よりも、ブレンド性状制御に係るプロセスユニット（群）ごとに特化したより詳細なサイト情報を、ネットワーク、各種メモリデバイス、および、ユーザ入力等を介して取得する。そして、ブレンディングシミュレーション部１５５は、例えば、定常状態モデルに、より詳細なサイト情報を入力して、ブレンド性状制御に係るプロセスユニット（群）ごとの運転を模擬し、ブレンド性状制御に係るプロセスユニット（群）ごとのより詳細なシミュレーション結果を出力する。この際、ブレンディングシミュレーション部１５５は、スケジューラが生成したスケジュール情報に少なくとも部分的に基づいて、ブレンド性状制御に係るプロセスユニット（群）ごとのシミュレーション結果を出力してよい。すなわち、ブレンディングシミュレーション部１５５は、スケジューラが生成したスケジュールに少なくとも部分的に従ってブレンド性状制御に係るプロセスユニット（群）を運転した場合における、ブレンド性状制御に係るプロセスユニット（群）ごとのシミュレーション結果を出力してよい。これに代えて、ブレンディングシミュレーション部１５５は、スケジューラが生成したものとは異なるスケジュールに従ってブレンド性状制御に係るプロセスユニット（群）を運転した場合における、ブレンド性状制御に係るプロセスユニット（群）ごとのシミュレーション結果を出力してもよい。ブレンディングシミュレーション部１５５は、出力したブレンド性状制御に係るプロセスユニット（群）ごとのシミュレーション結果を、他の機能部または装置へ、ネットワーク、各種メモリデバイス、および、ユーザ入力等を介して供給する。

【0034】

ＡＰＣ１６０は、例えば、オンサイトにおいて高度な制御が必要なプロセスユニット（群）ごとにインプリメントされ、当該プロセスユニット（群）を制御するオンサイト用プロセス制御システム１７０を、より上位で制御する。ＡＰＣ１６０は、例えば、スケジューラが生成したスケジュール情報、２～３つのユニットのプロセスシミュレーションを集めた論理ユニット、または、プロセスシミュレーション部１５０が出力したオンサイトのプロセスユニット（群）ごとのシミュレーション結果の少なくともいずれかに基づいて、プロセスユニット（群）を制御する指標となるターゲット値を設定してよい。そして、ＡＰＣ１６０は、当該ターゲット値に従ったフィードバック制御またはフィードフォワード制御を利用して、オンサイト用プロセス制御システム１７０を高度に制御することによって、当該プロセスユニット（群）におけるプロセス変動を制御する。なお、ＡＰＣ１６０は、高度な制御を必要としないプロセスについては、設けられていなくてもよい。

【0035】

ＢＰＣ１６５は、例えば、オフサイトにおいてブレンド性状制御に係るプロセスユニット（群）ごとにインプリメントされ、当該プロセスユニット（群）を制御するオフサイト用プロセス制御システム１７５を、より上位で制御することによって、当該プロセスユニット（群）におけるブレンド性状制御を行う。ＢＰＣは、例えば、スケジューラが生成したスケジュール情報、サイトワイドシミュレーション部１４０が出力したサイトワイドなシミュレーション情報、または、ブレンディングシミュレーション部１５５が出力したブレンド性状制御に係るプロセスユニット（群）ごとのシミュレーション結果の少なくともいずれかに基づいて、ブレンド性状制御に係るプロセスユニット（群）を制御するオフサイト用プロセス制御システム１７５を、より上位で制御してよい。

【0036】

オンサイト用プロセス制御システム１７０は、例えば、オンサイトにおけるプロセスユニット（群）ごとにインプリメントされ、コンピュータによって、当該プロセスユニット（群）のオペレーションやプロセスを自動的に管理するプロセス制御システムである。なお、ここでいうプロセス制御システムは、ＤＣＳ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＳＣＡＤＡ（Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）、デジタル制御システム、産業情報制御システム、プロセスＩＴ、テクニカルＩＴシステム等を含む。オンサイト用プロセス制御システム１７０は、例えば、スケジューラが生成したスケジュール情報、サイトワイドシミュレーション部１４０が出力したサイトワイドなシミュレーション結果、プロセスシミュレーション部１５０が出力したオンサイトのプロセスユニット（群）ごとのシミュレーション結果、または、ＡＰＣ１６０からの制御情報の少なくともいずれかに基づいて、オンサイトのプロセスユニット（群）を制御してよい。

【0037】

オフサイト用プロセス制御システム１７５は、例えば、オンサイト用プロセス制御システム１７０と同様のシステムであってよい。オフサイト用プロセス制御システム１７５は、オフサイトにおけるプロセスユニット（群）ごとにインプリメントされ、コンピュータによって、当該プロセスユニット（群）のオペレーションやプロセスを自動的に管理するプロセス制御システムである。オフサイト用プロセス制御システム１７５は、例えば、スケジューラが生成したスケジュール情報、サイトワイドシミュレーション部１４０が出力したサイトワイドなシミュレーション結果、ブレンディングシミュレーション部１５５が出力したブレンド性状制御に係るプロセスユニット（群）ごとのシミュレーション結果、または、ＢＰＣ１６５からの制御情報の少なくともいずれかに基づいて、オフサイトのプロセスユニット（群）を制御してよい。

【0038】

石油化学サイト１２０Ｃは、原料に化学反応を起こさせることで、合成繊維、合成樹脂、および、合成ゴム等の複数の化学製品を生産する。石油化学サイト１２０Ｃは、ブレンディングシミュレーション部１５５およびＢＰＣ１６５を有しない点を除き、製油所１２０Ｒと同様であるため、説明を省略する。

【0039】

トータルソリューションモデル１００においては、１つのシステム、及び、１セットの事業プロセス及びモデルのみが存在し、これらは全て、データ又は情報転送フローによって統合される。したがって、このようなトータルソリューションモデル１００は、組織内の異なるグループ間でデータが正確且つ効率的に処理されることを保証する。これにより、例えば、本社と製油所との間、および、各製油所間で情報を連携することができ、事業プロセスが合理化され、手作業が排除された大規模なシステムを実現することができる。

【0040】

図２は、製油所１２０Ｒにおける石油精製フローの一例を示す。製油所１２０Ｒでは、幅広い沸点範囲の炭化水素の混合物である原油を精製して複数の石油製品を生産する。一般に、製油所１２０Ｒでは、原油を常圧蒸留装置（ＣＤＵ：Ｃｒｕｄｅ Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ Ｕｎｉｔ）で蒸留し、カット温度により沸点範囲の異なる留分、すなわち、ガス留分、ナフサ留分、灯油留分、軽油留分、重油留分、および、残留分に分離する。ガス留分からは、ＬＰガスが生産される。ナフサ留分は、ナフサ水素化脱硫装置で水素化脱硫された後、接触改質装置（ＣＲＵ：Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ Ｕｎｉｔ）で接触改質され、脱ベンゼン装置でベンゼンが分離されて、ガソリン、ナフサ、および、芳香族等が生産される。灯油留分は、灯油水素化脱硫装置で水素化脱硫されて灯油が生産される。軽油留分は、ディーゼル脱硫装置で脱硫されて軽油が生産される。重油留分は、重油直接脱硫装置で水素が脱硫されて重油が生成される。重油留分は、また、減圧蒸留装置（ＶＤＵ：Ｖａｃｕｕｍ Ｄｉｓｔｒｉｌｌａｔｉｏｎ Ｕｎｉｔ）で軽質留分および重質留分に分離される。ＶＤＵで分離された軽質留分は、重油間接脱硫装置で水素が脱硫された後、流動接触分解装置（ＦＣＣ：Ｆｌｕｉｄ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｃｒａｃｋｉｎｇ）で触媒分解され、ＦＣＣガソリン脱硫装置で水素が脱硫されて、ガソリンが生成される。あるいは、ＶＤＵで分離された軽質留分は、水素化分解装置（ＨＣＵ：Ｈｙｄｒｏｃｒａｃｋｅｒ Ｕｎｉｔ）で処理される。一方、ＶＤＵで分離された重質留分は、熱分解装置（Ｃｏｋｅｒ）で熱分解されてコークスが生産されるほか、アスファルト製造装置で処理されてアスファルトが生産される。なお、石油化学工業においては、ナフサが主原料であり、オレフィン、例えば、エチレンおよびプロピレンや、芳香族、例えば、ベンゼン、トルエン、および、キシレンの芳香族炭化水素（いわゆるＢＴＸ）が、得られる主なマテリアルである。

【0041】

トータルソリューションモデル１００において、オンサイトのプロセスユニットは、例えば、製油所１２０Ｒにおける上記に挙げたこれら装置を含んでよく、オンサイト用プロセス制御システム１７０は、これら装置のオペレーションやプロセスを制御してよい。また、ＡＰＣ１６０は、例えば、これら装置のうち、ＣＤＵ、ＶＤＵ、ＦＣＣ、および、ＣＲＵ等、製油所１２０Ｒの操業に特に重要な装置にインプリメントされてよい。

【0042】

図３は、本実施形態に係るシステム３００のブロック図の一例を示す。システム３００は、例えば、図１に示すトータルソリューションモデル１００の一部の機能として実現されてよい。本実施形態に係るシステム３００は、シミュレーション結果と実際の運転状況との間の差分に基づいて製造サイト１２０の運転を模擬するモデルを校正するとともに、当該校正済みのモデルを用いたシミュレーション結果に基づいて製造サイト１２０を制御する。

【0043】

システム３００は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、タブレット型コンピュータ、スマートフォン、ワークステーション、サーバコンピュータ、または汎用コンピュータ等のコンピュータであってよく、複数のコンピュータが接続されたコンピュータシステムであってもよい。このようなコンピュータシステムもまた広義のコンピュータである。また、システム３００は、コンピュータ内で１または複数実行可能な仮想コンピュータ環境によって実装されてもよい。これに代えて、システム３００は、製造サイトの操業用に設計された専用コンピュータであってもよく、専用回路によって実現された専用ハードウェアであってもよい。また、システム３００がインターネットに接続可能な場合、システム３００は、クラウドコンピューティングにより実現されてもよい。

【0044】

本実施形態に係るシステム３００は、計画部３１０、シミュレーション部３２０、実運転情報取得部３３０、モニタ部３４０、校正部３５０、および、制御部３６０を備える。なお、本図における各ブロックは、機能ブロックを示すものであって、実際のデバイス構成や装置構成とは必ずしも一致していなくてもよい。すなわち、本図において、別々の機能ブロックとして描かれているからといって、それらが必ずしも別々のデバイスまたは装置から構成されることに限定されるものではない。また、本図において、１つの機能ブロックとして描かれているからといって、それが必ずしも１つのデバイスまたは装置から構成されることに限定されるものではない。

【0045】

計画部３１０は、計画モデル３１５を有し、計画モデル３１５を用いて製造サイト１２０の生産計画を生成する。ここで、計画モデル３１５は、例えば、線形計画モデルであってよい。すなわち、計画モデル３１５は、マトリックス数学を用いて変数値の異なる組み合わせを繰り返し試すことによって、上述の（数１）式で示される制約条件のもとで、（数２）式の目的関数を最大化（または最小化）する変数値の組み合わせを導き出す。計画部３１０は、例えば、トータルソリューションモデル１００におけるマルチサイト計画部１１０、または、サイト計画部１３０の少なくともいずれかであってよい。計画部３１０は、ネットワーク、各種メモリデバイス、および、ユーザ入力等を介してビジネス情報を取得し、取得したビジネス情報を用いて生産計画を生成する。また、計画部３１０は、生成した生産計画に従ったスケジュール情報を、シミュレーション部３２０へ供給する。計画部３１０は、生成した生産計画やスケジュール情報を、ネットワーク、各種メモリデバイス、および、ユーザ入力等を介して、他の機能部や装置へ供給してもよい。

【0046】

シミュレーション部３２０は、製造サイト１２０における少なくとも一部のシミュレーションモデル３２５を有し、当該シミュレーションモデル３２５に基づいて、製造サイト１２０における少なくとも一部の運転を模擬する。シミュレーション部３２０は、例えば、トータルソリューションモデル１００におけるサイトワイドシミュレーション部１４０、プロセスシミュレーション部１５０、または、ブレンディングシミュレーション部１５５の少なくともいずれかであってよい。シミュレーション部３２０は、ネットワーク、各種メモリデバイス、および、ユーザ入力等を介して製造サイト１２０に係るサイト情報を取得する。また、シミュレーション部３２０は、計画部３１０が生成したスケジュール情報を取得する。そして、シミュレーション部３２０は、例えば、取得したサイト情報を用いて、スケジュール情報に従って運転した場合における製造サイト１２０の少なくとも一部の運転を模擬し、製造サイト１２０における少なくとも一部についてのシミュレーション結果を出力する。そして、シミュレーション部３２０は、出力したシミュレーション結果をモニタ部３４０、および、制御部３６０へ供給する。シミュレーション部３２０は、出力したシミュレーション結果を、ネットワーク、各種メモリデバイス、および、ユーザ入力等を介して、他の機能部や装置へ供給してもよい。

【0047】

実運転情報取得部３３０は、ネットワーク、各種メモリデバイス、およびユーザ入力等を介して、製造サイト１２０を実際に運転した際に得られた実運転情報、すなわち、実績を取得する。実運転情報取得部３３０は、取得した実運転情報をシミュレーション部３２０およびモニタ部３４０へ供給する。

【0048】

モニタ部３４０は、実運転情報取得部３３０から供給された実運転情報を用いて、製造サイト１２０における少なくとも一部の実際の運転をモニタする。そして、モニタ部３４０は、シミュレーションモデル３２５の校正が必要と判断した場合に、シミュレーションモデル３２５の校正を校正部３５０に指示する。

【0049】

校正部３５０は、シミュレーション部３２０によって模擬された運転とモニタ部３４０によってモニタされた実際の運転との間の差分に基づいて、シミュレーションモデル３２５を校正する。

【0050】

制御部３６０は、校正されたシミュレーションモデル３２５を用いて、生産計画に従って製造サイト１２０における少なくとも一部の運転を模擬したシミュレーション結果に基づいて、製造サイト１２０における少なくとも一部を制御する。

【0051】

以下、これら機能部によりシミュレーションモデル３２５を校正および製造サイト１２０を制御する場合について、フローを用いて詳細に説明する。

【0052】

図４は、本実施形態に係るシステム３００がシミュレーションモデル３２５を校正および製造サイト１２０を制御するフローの一例を示す。

【0053】

ステップ４１０において、計画部３１０は、計画モデル３１５を用いて製造サイト１２０の生産計画を生成する。ここで、計画モデル３１５は、例えば、線形計画モデルであってよい。すなわち、計画モデル３１５は、マトリックス数学を用いて変数値の異なる組み合わせを繰り返し試すことによって、上述の（数１）式で示される制約条件のもとで、（数２）式の目的関数を最大化（または最小化）する変数値の組み合わせを導き出す。

【0054】

計画部３１０は、例えば、原油量、原油タイプ、原油価格、製品価格、製品デマンド、プロセスユニット可用性、および、プロセスユニット最大能力等の情報を含むビジネス情報を、ネットワークを介して取得し、ビジネス情報を計画モデル３１５へ入力する。次に、計画モデル３１５は、上述の線形計画法を用いて、"総利益"を最大化するような変数値の組み合わせを導き出す。そして、計画部３１０は、この場合における、オイルバランス、経済バランス、総利益、操業コスト・純利益、エネルギーバランス、プロセスユニットサマリ、マージナルバリュー、ブレンドサマリ、および、これらのレポート等の情報を含む生産計画を生成する。そして、計画部３１０は、生成した生産計画に従ったスケジュール情報を、シミュレーション部３２０へ供給する。

【0055】

ステップ４２０において、シミュレーション部３２０は、製造サイト１２０における少なくとも一部のシミュレーションモデル３２５に基づいて、生産計画に従った製造サイト１２０における少なくとも一部の運転を模擬する。ここで、シミュレーションモデル３２５は定常状態モデルであってよい。

【0056】

上述したように、製造サイト１２０は、例えば、原油を精製して複数の石油製品を製造する製油所１２０Ｒを含んでよい。したがって、製造サイト１２０における少なくとも一部は、製油所１２０Ｒにおける常圧蒸留装置、減圧蒸留装置、ナフサ水素化脱硫装置、接触改質装置、脱ベンゼン装置、灯油水素化脱硫装置、ディーゼル脱硫装置、重油脱硫装置（例えば、重油間接脱硫装置および／または重油直接脱硫装置）、流動接触分解装置、ＦＣＣガソリン脱硫装置、熱分解装置、水素化分解装置、または、アスファルト製造装置の少なくともいずれかを含んでよい。そして、シミュレーション部３２０は、例えば、上記に挙げたこれらの装置を含んでよいオンサイトのプロセスユニットのいずれかの運転を模擬する。この際、シミュレーション部３２０は、製造サイト１２０における１つのプロセスユニットの運転を模擬してもよいし、製造サイト１２０における複数のプロセスユニットのグループの運転を模擬してもよい。

【0057】

シミュレーション部３２０は、例えば、製造サイト１２０内のプロセスユニットに対して数時間の周期、および、完全なラボデータが利用可能となる月１回または月２回の間隔で実施されるミニテスト等から得られる製造サイト１２０における供給フロー、製品フロー、温度・圧力、および、供給品質と製品品質のラボデータ等の情報を含むサイト情報を、ネットワークを介して取得し、サイト情報を定常状態モデルであるシミュレーションモデル３２５へ入力する。次に、シミュレーションモデル３２５は、例えば、生産計画に従ったスケジュール情報に沿って製造サイト１２０の少なくとも一部を運転した場合の、製造サイト１２０の少なくとも一部における、入力、出力、および、処理内容に応じた反応の振る舞いを模擬する。

【0058】

この際、シミュレーション部３２０は、製造サイト１２０における少なくとも一部を制御する制御パラメータとして異なる値を用いた場合のそれぞれについて、製造サイト１２０の運転を模擬する。例えば、シミュレーション部３２０が製造サイト１２０における１つのプロセスユニットの運転を模擬する場合、シミュレーション部３２０は、１つのプロセスユニットを制御する制御パラメータとして異なる値を用いた場合のそれぞれについて、１つのプロセスユニットの運転を模擬する。また、シミュレーション部３２０が製造サイト１２０における複数のプロセスユニットのグループの運転を模擬する場合、複数のプロセスユニットを制御する複数の制御パラメータとして異なる値のセットを用いた場合のそれぞれについて、複数のプロセスユニットの運転を模擬する。

【0059】

そして、シミュレーション部３２０は、これらの場合のそれぞれについて、製造サイト１２０の少なくとも一部における生産量、ストリームプロパティ、および最適な運転コンディションのターゲット等の情報を含むシミュレーション結果を出力する。なお、これらターゲットは、計画部３１０が生成した生産計画よりも高精度、かつ、詳細であり、ＡＰＣ１６０を管理するために用いられ得る。シミュレーション部３２０は、製造サイト１２０における少なくとも一部の運転を模擬したこれらのシミュレーション結果をモニタ部３４０および制御部３６０へ供給する。

【0060】

ステップ４３０において、制御部３６０は、ステップ４２０において供給されたシミュレーション結果に基づいて、製造サイト１２０を制御する。例えば、製造サイト１２０の少なくとも一部が製造サイト１２０における１つのプロセスユニットである場合、制御部３６０は、異なる制御パラメータにより製造サイト１２０における少なくとも一部の運転を複数回模擬した複数のシミュレーション結果のうち、最良のシミュレーション結果をもたらす制御パラメータを選択する。また、製造サイト１２０の少なくとも一部が製造サイト１２０における複数のプロセスユニットのグループである場合、制御部３６０は、異なる制御パラメータのセットにより製造サイト１２０における少なくとも一部の運転を複数回模擬した複数のシミュレーション結果のうち、最良のシミュレーション結果をもたらす制御パラメータのセットを選択する。すなわち、制御部３６０は、製造サイト１２０の少なくとも一部を制御する制御パラメータ（のセット）を決定するにあたって、制御パラメータ（のセット）の値を変えながら、製造サイト１２０の少なくとも一部の運転を複数回模擬した複数のシミュレーション結果の中から、例えば、"総利益"が最大となる等の最良のシミュレーション結果をもたらす制御パラメータ（のセット）を選択する。

【0061】

なお、上述の説明では、制御部３６０が、"総利益"が最大となる制御パラメータ（のセット）を選択する場合を一例として示したが、これに限定されるものではない。制御部３６０は、例えば、変換効率が最大となる場合、ガソリンオクタンボリュームが最大となる場合、高価格の製品の生産量が最大となる場合、および、低価格の製品の生産量が最小となる場合等を最良のシミュレーション結果として、当該シミュレーション結果をもたらす制御パラメータ（のセット）を選択してもよい。そして、制御部３６０は、決定した制御パラメータ（のセット）を用いて、製造サイト１２０における少なくとも一部を実際に制御する。

【0062】

なお、ここでいう制御とは、制御部３６０が製造サイト１２０における少なくとも一部を直接制御することに限定されるものではなく、例えば、制御部３６０が製造サイト１２０における少なくとも一部を制御する指標となるターゲット値を設定することをも含む。すなわち、制御部３６０は、シミュレーション結果に基づいて、プロセスユニット（群）を直接制御する、または、プロセスユニット（群）を制御するＡＰＣ１６０、ＢＰＣ１６５、オンサイト用プロセス制御システム１７０、および、オフサイト用プロセス制御システム１７５等においてプロセスユニット（群）を制御する指標となるターゲット値を設定する。

【0063】

ここで、上述したとおり、製造サイト１２０における少なくとも一部は、製油所１２０Ｒにおける常圧蒸留装置、減圧蒸留装置、ナフサ水素化脱硫装置、接触改質装置、脱ベンゼン装置、灯油水素化脱硫装置、ディーゼル脱硫装置、重油脱硫装置、流動接触分解装置、ＦＣＣガソリン脱硫装置、熱分解装置、水素化分解装置、または、アスファルト製造装置の少なくともいずれかを含んでよい。

【0064】

例えば、接触改質装置においては、オクタン価の低い直留ナフサを、環化・脱水素反応によりオクタン価の高い改質ガソリンへ転化する。また、流動接触分解装置においては、５００℃以上の高温で重質油と流動接触分解触媒とを接触させることにより、分子の大きい重質油留分を低分子のガソリンや中間留分に分解する反応を進行させる。また、水素化脱硫装置においては、硫黄などの不純物を含む石油留分を、触媒の存在下で水素と反応させる水素化脱硫方式を使って精製する。このように、石油精製においては、様々な反応器において様々な反応が行われている。そして、このような反応器の温度は、石油製品の生産量や品質に大きな影響を及ぼし得る。したがって、制御部３６０は、このような反応器温度を制御対象としてもよい。

【0065】

また、例えば、常圧蒸留装置においては、原油をカット温度により沸点範囲の異なる留分、すなわち、ガス留分、ナフサ留分、灯油留分、軽油留分、重油留分、および残留分に分離する。このようなカット温度は、石油製品の生産量や品質に大きな影響を及ぼし得る。したがって、制御部３６０は、このようなカット温度を制御対象としてよい。

【0066】

制御部３６０は、その他、各種炉の出口温度を示す加熱炉出口温度、蒸留またはストリッパ塔の底部に導入する水蒸気のレートを示すストリッピングスチーム比、留出分の一部を塔内に還流する比率を示す還流比、リボイラー熱負荷、ポンプアラウンドの熱除去率等の制御パラメータを制御対象としてよい。すなわち、制御部３６０は、典型的には、反応器温度、蒸留カット温度、加熱炉出口温度、ストリッピングスチーム比、還流比、リボイラー熱負荷、または、ポンプアラウンド熱除去率の少なくともいずれかを制御してよい。これらの制御パラメータは、石油精製において、石油製品の生産量や品質に大きな影響を及ぼし得る重要なパラメータである。しかしながら、従来、これらの制御パラメータは、エンジニアおよびオペレータ等の作業員の勘や経験などにより設定されていた。これに対して、本実施形態に係るシステム３００によれば、これらの制御パラメータを、高精度に維持されたシミュレーションモデル３２５を用いたシミュレーション結果に基づいて制御する。これにより、本実施形態に係るシステム３００は、これらの制御パラメータを客観的に制御することができ、作業員の負担を軽減するとともに、重要なパラメータの決定において作業員の勘や経験から脱却することができる。

【0067】

ステップ４４０において、実運転情報取得部３３０は、ステップ４３０において選択された制御パラメータ（のセット）を用いて製造サイト１２０の少なくとも一部を実際に運転した際に得られた実績を実運転情報として取得する。実運転情報取得部３３０は、取得した実運転情報をシミュレーション部３２０およびモニタ部３４０へ供給する。そして、モニタ部３４０は、実運転情報取得部３３０から供給された実運転情報を用いて、製造サイト１２０における少なくとも一部の実際の運転をモニタする。

【0068】

ステップ４５０において、シミュレーション部３２０は、シミュレーションモデル３２５を用いて、実際の運転に従って製造サイト１２０の少なくとも一部を運転した場合の、製造サイト１２０の少なくとも一部の運転を模擬する。ここで、ステップ４１０において計画部３１０が生成した生産計画と、実際の運転とは異なる場合があり得る。例えば、原油を搭載した船がスケジュール通りに到着しなかった場合や、製造サイト１２０におけるプロセスユニットが緊急シャットダウンした場合等、計画部３１０が生産計画を生成した時点では知り得ない計画の変更が起こり得る。そこで、シミュレーション部３２０は、変更が大きな影響を与えるものである場合、このような変更を反映させるために再生成された生産計画に従って製造サイト１２０の運転を再び模擬してもよい。これにより、シミュレーション部３２０は、生産計画を生成した時点では知り得ない計画をも考慮して、実際の運転を反映させたシミュレーション結果を生成することができる。シミュレーション部３２０は、実運転計画に従って製造サイト１２０の運転を模擬したシミュレーション結果をモニタ部３４０へ供給する。

【0069】

ステップ４６０において、モニタ部３４０は、ステップ４５０においてシミュレーション部３２０から供給されたシミュレーション結果と、ステップ４４０において実運転情報取得部３３０から供給された実運転情報とを比較し、両者の差分が予め定められた閾値以下である場合には、模擬された運転と実際の運転とが一致していると判断して、処理を終了する。一方、モニタ部３４０は、ステップ４６０において、両者の差分が予め定められた閾値を超える場合には、模擬された運転と実際の運転とが一致していないと判断し、シミュレーションモデル３２５の校正が必要であると判定して、シミュレーションモデル３２５の校正を校正部３５０に指示する。

【0070】

なお、モニタ部３４０は、模擬された運転と実際の運転とが一致しているか否かを判断するにあたって、シミュレーション結果および実運転情報におけるどのような項目に着目して両者を比較してもよい。モニタ部３４０は、例えば、生産量やプロパティ等の特定の項目に着目して両者を比較してもよいし、他の項目に着目して両者を比較してもよいし、複数の項目に着目して両者を比較してもよい。

【0071】

ステップ４７０において、校正部３５０は、模擬された運転と実際の運転との間の差分に基づいて、シミュレーションモデル３２５を校正して処理を終了する。校正部３５０は、例えば、模擬された運転と実際の運転との間の差分を最小化するように、モデル内の調整可能なパラメータを更新する。このように、校正部３５０は、両者の差分が予め定められた閾値を超える場合に、シミュレーションモデル３２５を校正してよい。この場合、当該閾値をユーザ設定可能にすることで、シミュレーションモデル３２５の校正のトリガをコントロールすることができる。

【0072】

そして、システム３００は、図４のフローを繰り返し実行することにより、実際の運転状況を元にしてシミュレーションモデル３２５を校正するとともに、校正済みのシミュレーションモデル３２５を用いたシミュレーション結果に基づいて製造サイト１２０を制御する。

【0073】

従来、大規模な製造サイト１２０をワールドワイドに操業するにあたっては、企業資源計画、製造実行、およびプロセス制御は、組織内の異なるグループ（又は、部門）が、他のグループ（又は、部門）と統合されていない、または、統合が十分でない独自のツールおよびシステムを用いることによって、それぞれが独自に運用されていた。したがって、生産計画に従った製造サイト１２０の制御はプロセス制御部門によって独自に実行され、シミュレーションモデル３２５は製造実行部門によって独自に校正されていた。そのため、シミュレーションモデル３２５が校正された場合、当該校正済みのシミュレーションモデル３２５を用いたシミュレーション結果が、製造サイト１２０の実際の制御に反映されていないことがあった。これに対して、本実施形態に係るシステム３００によれば、実際の運転状況を元にしてシミュレーションモデル３２５を校正するとともに、校正済みのシミュレーションモデル３２５を用いたシミュレーション結果に基づいて製造サイト１２０を制御する。これにより、製造サイト１２０の運転を模擬するためのシミュレーションモデル３２５を精度よく維持し続けるとともに、当該シミュレーションモデル３２５を用いたシミュレーション結果を製造サイト１２０の実際の制御に反映させることができる。したがって、システム３００は、製造サイト１２０を正確にモデル化し続けることを可能とするとともに、正確にモデル化されたシミュレーションモデル３２５を用いたシミュレーション結果に基づいて複数のプロセスユニットの動作を最適化することで目的関数を最大化することができる。このように、本実施形態に係るシステム３００によれば、製造サイト１２０における操業管理のＰＤＣＡ（Ｐｌａｎ－Ｄｏ－Ｃｈｅｃｋ－Ａｃｔ）サイクルを確実に迅速に回し、複数の部門間の協調を最大限に引き出すことで、製造サイト１２０をより効率的に操業することができる。

【0074】

また、一般に、複数のプロセスユニットのグループを制御する場合、１のプロセスユニットを制御した結果が、他のプロセスユニットの制御にも影響を及ぼしあう。したがって、プロセスユニットごとに制御を最適化したとしても、複数のプロセスユニットのグループ全体としてみた場合に、最適な制御とはなっていない場合があり得る。これに対して、本実施形態に係るシステム３００によれば、複数のプロセスユニットのグループを制御するにあたって、異なる制御パラメータのセットにより複数回実施したシミュレーション結果のうち最良のシミュレーション結果をもたらす制御パラメータのセットを選択する。これにより、本実施形態に係るシステム３００は、複数のプロセスユニットのグループ全体における制御を最適化することができる。

【0075】

図５は、本実施形態の変形例に係るシステム３００のブロック図の一例を示す。図５においては、図３と同じ機能および構成を有する部材に対して同じ符号を付すとともに、以下相違点を除き説明を省略する。変形例に係るシステム３００は、更に検出部５１０を備える。

【0076】

検出部５１０は、シミュレーションモデル３２５において校正されたパラメータに基づいて、製造サイト１２０における少なくとも一部の劣化または改善を検出する。例えば、検出部５１０は、校正されたパラメータがプロセスユニットの劣化または改善に関連する特定のパラメータであった場合に、当該特定のパラメータに関連するプロセスユニットが劣化または改善したものと判定してよい。また、検出部５１０は、校正されたパラメータに関して、校正の前後における数値の変化が予め定められた閾値を超える場合に、当該パラメータに関連するプロセスユニットが劣化または改善したものと判定してよい。すなわち、検出部５１０は、シミュレーションモデル３２５の校正によってパラメータにあまりにも大きな変化があった場合に、当該パラメータに関連するプロセスユニットが劣化または改善したものと判定してよい。また、検出部５１０は、校正されたパラメータに関して、校正の間隔が予め定められた閾値よりも短い場合に、当該パラメータに関連するプロセスユニットが劣化または改善したものと判定してよい。すなわち、検出部５１０は、校正の頻度があまりにも高いパラメータに関連するプロセスユニットが劣化または改善したものと判定してよい。

【0077】

これにより、変形例に係るシステム３００は、シミュレーションモデル３２５の校正および計画モデル３１５の更新に加えて、シミュレーションモデル３２５の校正に用いたパラメータに基づいて製造サイト１２０の少なくとも一部の劣化または改善を検出することができ、それをユーザに知らしめることができる。

【0078】

本発明の様々な実施形態は、フローチャートおよびブロック図を参照して記載されてよく、ここにおいてブロックは、（１）操作が実行されるプロセスの段階または（２）操作を実行する役割を持つ装置のセクションを表わしてよい。特定の段階およびセクションが、専用回路、コンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、および／またはコンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタルおよび／またはアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路（ＩＣ）および／またはディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、論理ＡＮＤ、論理ＯＲ、論理ＸＯＲ、論理ＮＡＮＤ、論理ＮＯＲ、および他の論理操作、フリップフロップ、レジスタ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）等のようなメモリ要素等を含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。

【0079】

コンピュータ可読媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよく、その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読媒体は、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読媒体のより具体的な例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ-ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ（ＲＴＭ）ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。

【0080】

コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、またはＳｍａｌｌｔａｌｋ、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、１または複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコードまたはオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。

【0081】

コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサまたはプログラマブル回路に対し、ローカルにまたはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して提供され、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく、コンピュータ可読命令を実行してよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。

【0082】

図６は、本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ２２００の例を示す。コンピュータ２２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ２２００に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられる操作または当該装置の１または複数のセクションとして機能させることができ、または当該操作または当該１または複数のセクションを実行させることができ、および／またはコンピュータ２２００に、本発明の実施形態に係るプロセスまたは当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ２２００に、本明細書に記載のフローチャートおよびブロック図のブロックのうちのいくつかまたはすべてに関連付けられた特定の操作を実行させるべく、ＣＰＵ２２１２によって実行されてよい。

【0083】

本実施形態によるコンピュータ２２００は、ＣＰＵ２２１２、ＲＡＭ２２１４、グラフィックコントローラ２２１６、およびディスプレイデバイス２２１８を含み、それらはホストコントローラ２２１０によって相互に接続されている。コンピュータ２２００はまた、通信インターフェイス２２２２、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ２２２６、およびＩＣカードドライブのような入／出力ユニットを含み、それらは入／出力コントローラ２２２０を介してホストコントローラ２２１０に接続されている。コンピュータはまた、ＲＯＭ２２３０およびキーボード２２４２のようなレガシの入／出力ユニットを含み、それらは入／出力チップ２２４０を介して入／出力コントローラ２２２０に接続されている。

【0084】

ＣＰＵ２２１２は、ＲＯＭ２２３０およびＲＡＭ２２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ２２１６は、ＲＡＭ２２１４内に提供されるフレームバッファ等またはそれ自体の中にＣＰＵ２２１２によって生成されたイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス２２１８上に表示されるようにする。

【0085】

通信インターフェイス２２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。ハードディスクドライブ２２２４は、コンピュータ２２００内のＣＰＵ２２１２によって使用されるプログラムおよびデータを格納する。ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ２２２６は、プログラムまたはデータをＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１から読み取り、ハードディスクドライブ２２２４にＲＡＭ２２１４を介してプログラムまたはデータを提供する。ＩＣカードドライブは、プログラムおよびデータをＩＣカードから読み取り、および／またはプログラムおよびデータをＩＣカードに書き込む。

【0086】

ＲＯＭ２２３０はその中に、アクティブ化時にコンピュータ２２００によって実行されるブートプログラム等、および／またはコンピュータ２２００のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入／出力チップ２２４０はまた、様々な入／出力ユニットをパラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入／出力コントローラ２２２０に接続してよい。

【0087】

プログラムが、ＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１またはＩＣカードのようなコンピュータ可読媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読媒体から読み取られ、コンピュータ可読媒体の例でもあるハードディスクドライブ２２２４、ＲＡＭ２２１４、またはＲＯＭ２２３０にインストールされ、ＣＰＵ２２１２によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ２２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置または方法が、コンピュータ２２００の使用に従い情報の操作または処理を実現することによって構成されてよい。

【0088】

例えば、通信がコンピュータ２２００および外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ２２１２は、ＲＡＭ２２１４にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インターフェイス２２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インターフェイス２２２２は、ＣＰＵ２２１２の制御下、ＲＡＭ２２１４、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１、またはＩＣカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ処理領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、またはネットワークから受信された受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ処理領域等に書き込む。

【0089】

また、ＣＰＵ２２１２は、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ２２２６（ＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１）、ＩＣカード等のような外部記録媒体に格納されたファイルまたはデータベースの全部または必要な部分がＲＡＭ２２１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ２２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ２２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックする。

【0090】

様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、およびデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。ＣＰＵ２２１２は、ＲＡＭ２２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプの操作、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をＲＡＭ２２１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ２２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、ＣＰＵ２２１２は、第１の属性の属性値が指定される、条件に一致するエントリを当該複数のエントリの中から検索し、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。

【0091】

上で説明したプログラムまたはソフトウェアモジュールは、コンピュータ２２００上またはコンピュータ２２００近傍のコンピュータ可読媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワークまたはインターネットに接続されたサーバーシステム内に提供されるハードディスクまたはＲＡＭのような記録媒体が、コンピュータ可読媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ２２００に提供する。

【0092】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【0093】

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

【符号の説明】

【0094】

１００ トータルソリューションモデル
１１０ マルチサイト計画部
１２０ 製造サイト
１２０Ｒ 製油所
１２０Ｃ 石油化学サイト
１３０ サイト計画部
１４０ サイトワイドシミュレーション部
１５０ プロセスシミュレーション部
１５５ ブレンディングシミュレーション部
１６０ ＡＰＣ
１６５ ＢＰＣ
１７０ オンサイト用プロセス制御システム
１７５ オフサイト用プロセス制御システム
３００ システム
３１０ 計画部
３１５ 計画モデル
３２０ シミュレーション部
３２５ シミュレーションモデル
３３０ 実運転情報取得部
３４０ モニタ部
３５０ 校正部
３６０ 制御部
５１０ 検出部
２２００ コンピュータ
２２０１ ＤＶＤ－ＲＯＭ
２２１０ ホストコントローラ
２２１２ ＣＰＵ
２２１４ ＲＡＭ
２２１６ グラフィックコントローラ
２２１８ ディスプレイデバイス
２２２０ 入／出力コントローラ
２２２２ 通信インターフェイス
２２２４ ハードディスクドライブ
２２２６ ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ
２２３０ ＲＯＭ
２２４０ 入／出力チップ
２２４２ キーボード

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】