特許 7471105 セメントクリンカの製造支援システム、セメントクリンカの製造支援方法、及び製造支援プログラム

(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】2024-04-11

(45)【発行日】2024-04-19

(54)【発明の名称】セメントクリンカの製造支援システム、セメントクリンカの製造支援方法、及び製造支援プログラム

(51)【国際特許分類】

   G05B 13/04 20060101AFI20240412BHJP

   C04B 7/36 20060101ALI20240412BHJP

【ＦＩ】

G05B13/04

C04B7/36

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020032244

(22)【出願日】2020-02-27

(65)【公開番号】P2021135814

(43)【公開日】2021-09-13

【審査請求日】2023-01-20

(73)【特許権者】

【識別番号】521297587

【氏名又は名称】ＵＢＥ三菱セメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100145012

【弁理士】

【氏名又は名称】石坂 泰紀

(74)【代理人】

【識別番号】100144440

【弁理士】

【氏名又は名称】保坂 一之

(72)【発明者】

【氏名】泉 達郎

(72)【発明者】

【氏名】鯨岡 浩樹

(72)【発明者】

【氏名】芦村 正憲

(72)【発明者】

【氏名】藤永 祐太

【審査官】西井 香織

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２００７／００６４７６２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１１４１６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１０３８６７６８（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１０２６３９９７（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／００８２１５７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００７－１７６７１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０８４２４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１７８６５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－２７６６８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｂ １３／０４

Ｃ０４Ｂ ７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

セメントクリンカ製造装置における入力値が該セメントクリンカ製造装置における出力値の目標である目標出力値に対応するように、前記入力値を修正した修正入力値を算出する修正値算出部と、
前記出力値に応じて製造支援が必要か否かを判定する判定部と、を備え、
前記出力値は、前記セメントクリンカ製造装置によるセメントクリンカの生産量に関する物理量であり、
前記出力値は、前記セメントクリンカ製造装置におけるキルン内の窒素酸化物濃度、前記キルン内の温度、及び前記セメントクリンカ製造装置によるセメントクリンカの生産量からなる群から選択される少なくとも１つの値であり、
前記修正値算出部は、前記判定部により製造支援が必要であると判定された場合に、前記入力値に対応する前記出力値を予め定める理論モデルに基づいて前記修正入力値を算出すること
を特徴とするセメントクリンカの製造支援システム。

【請求項2】

セメントクリンカ製造装置における入力値が該セメントクリンカ製造装置における出力値の目標である目標出力値に対応するように、前記入力値を修正した修正入力値を算出する算出工程と、
前記出力値に応じて製造支援が必要か否かを判定する判定工程と、を含み、
前記出力値は、前記セメントクリンカ製造装置によるセメントクリンカの生産量に関する物理量であり、
前記出力値は、前記セメントクリンカ製造装置におけるキルン内の窒素酸化物濃度、前記キルン内の温度、及び前記セメントクリンカ製造装置によるセメントクリンカの生産量からなる群から選択される少なくとも１つの値であり、
前記算出工程では、前記判定工程において製造支援が必要であると判定された場合に、前記入力値に対応する前記出力値を予め定める理論モデルに基づいて、前記修正入力値が算出されること
を特徴とするセメントクリンカの製造支援方法。

【請求項3】

セメントクリンカ製造装置における入力値が該セメントクリンカ製造装置における出力値の目標である目標出力値に対応するように、前記入力値を修正した修正入力値を算出する算出工程と、
前記出力値に応じて製造支援が必要か否かを判定する判定工程と、
をコンピュータに実行させる製造支援プログラムであって、
前記出力値は、前記セメントクリンカ製造装置によるセメントクリンカの生産量に関する物理量であり、
前記出力値は、前記セメントクリンカ製造装置におけるキルン内の窒素酸化物濃度、前記キルン内の温度、及び前記セメントクリンカ製造装置によるセメントクリンカの生産量からなる群から選択される少なくとも１つの値であり、
前記算出工程では、前記判定工程において製造支援が必要であると判定された場合に、前記入力値に対応する前記出力値を予め定める理論モデルに基づいて、前記修正入力値が算出されること
を特徴とする製造支援プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の一側面は、セメントクリンカの製造支援システム、セメントクリンカの製造支援方法、及び製造支援プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、短繊維補強セメント系材料の配合決定方法が開示されている。この配合決定方法は、解析モデルを用いたシミュレーションを行うことで必要となる繊維特性を算定する工程と、繊維特性に適合する繊維をデータベースから検索し、セメント系材料の力学的な要求性能を満たす配合を特定する工程とを備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６４５２０４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

セメントクリンカを製造する製造装置において、セメントクリンカの生産量等の出力値を目標値に維持するために装置の入力値の調節が必要となる場合がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一側面に係るセメントクリンカの製造支援システムは、セメントクリンカ製造装置における入力値が該セメントクリンカ製造装置における出力値の目標である目標出力値に対応するように、入力値を修正した修正入力値を算出する修正値算出部を備える。修正値算出部は、入力値に対応する出力値を予め定める理論モデルに基づいて修正入力値を算出する。

【0006】

本開示の一側面に係るセメントクリンカの製造支援方法は、セメントクリンカ製造装置における入力値が該セメントクリンカ製造装置における出力値の目標である目標出力値に対応するように、入力値を修正した修正入力値を算出する算出工程を含む。算出工程では、入力値に対応する出力値を予め定める理論モデルに基づいて、修正入力値が算出される。

【0007】

本開示の一側面に係るセメントクリンカの製造支援プログラムは、セメントクリンカ製造装置における入力値が該セメントクリンカ製造装置における出力値の目標である目標出力値に対応するように、入力値を修正した修正入力値を算出する算出工程をコンピュータに実行させる。算出工程では、入力値に対応する出力値を予め定める理論モデルに基づいて、修正入力値が算出される。

【発明の効果】

【0008】

本開示の一側面によれば、セメントクリンカの製造装置の入力値を容易に調節することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、セメントクリンカの製造システムの一例を示す模式図である。

【図2】図２は、制御装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

【図3】図３は、制御装置の機能構成の一例を示すブロック図である。

【図4】図４は、製造支援方法の一例を示すフローチャートである。

【図5】図５は、修正値算出処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して一実施形態について説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0011】

［セメントクリンカの製造システム］
本開示に係る製造支援システムは、セメントクリンカの製造を支援するコンピュータシステムであり、一例では、セメントクリンカの製造システム１に含まれる製造装置１０（セメントクリンカ製造装置）による製造を支援するコンピュータシステムである。図１は、セメントクリンカの製造システム１の一例を示す模式図である。製造システム１によって製造されるセメントクリンカは、セメントの中間製品である。セメントは、セメントクリンカと石膏とを混合する工程を経て製造される。製造システム１は、製造装置１０と、制御装置１００とを備える。本実施形態では、本開示に係る製造支援システムを制御装置１００に適用する。

【0012】

製造装置１０は、セメントクリンカ用の原料（以下、「セメント原料」という。）を焼成する工程を経てセメントクリンカを製造する装置である。製造装置１０は、図１に示されるように、例えば、プレヒータ２０、セメントキルン４０、及びクリンカクーラ５０を備える。

【0013】

プレヒータ２０は、セメント原料の予熱及び仮焼を行う装置である。プレヒータ２０は、例えば、サイクロンＣ１～Ｃ４と、原料供給部２２と、仮焼炉２４とを有する。サイクロンＣ１～Ｃ４は多段サイクロンを構成しており、ダクトを介して直列に接続されている。原料供給部２２は、サイクロンＣ１～Ｃ４にセメント原料を供給する。例えば、原料供給部２２は、上段の２つのサイクロンＣ３，Ｃ４を接続するダクトの途中に設けられ、該ダクトにセメント原料を供給する。プレヒータ２０は、供給されたセメント原料を順次下方のサイクロンへ落下させて、セメント原料が徐々に高温になるように予熱する。仮焼炉２４は、仮焼バーナ（不図示）を用いてセメント原料を仮焼する。仮焼炉２４は、サイクロンＣ１～Ｃ４の下部付近に配置されている。

【0014】

原料供給部２２から供給されるセメント原料は、例えば、ミルを使用して以下の原料を粉砕するとともに混合することによって得られる。セメント原料としては、石灰石、硅石、石炭灰、粘土、高炉スラグ、建設発生土、下水汚泥、ハイドロケーキ及び鉄源等が挙げられる。石炭灰は、石炭火力発電所等から発生するものであり、石灰石として、シンダアッシュ、フライアッシュ、クリンカアッシュ及びボトムアッシュが挙げられる。建設発生土としては、建設工事の施工に伴い副次的に発生する残土、泥土、及び廃土等が挙げられる。下水汚泥としては、汚泥のほか、これに石灰石を加えて乾粉化したもの、及び焼却残渣等が挙げられる。鉄源としては、銅からみ、及び高炉ダスト等が挙げられる。

【0015】

セメントキルン４０（キルン）は、プレヒータ２０から供給されたセメント原料を焼成する装置である。セメントキルン４０は、例えばロータリーキルン（回転窯）であり、横長の円筒状に形成されている。セメントキルン４０は、水平面に対して僅かに勾配を付けて配置されている。製造装置１０は、セメントキルン４０内を加熱するためのキルンバーナ４２を更に備える。キルンバーナ４２は、セメントキルン４０の一端側（相対的に低い側）に設けられている。

【0016】

セメントキルン４０は、キルンバーナ４２から供給される熱エネルギー（燃料）を用いてセメント原料の焼成を行う。具体的には、キルンバーナ４２から熱エネルギーと酸素（例えば、空気）とがセメントキルン４０内に供給され、この熱エネルギーが燃焼することによってセメント原料が焼成される。熱エネルギーは、気体、液体、固体のいずれの形態の熱エネルギーであってもよい。熱エネルギーは、アンモニア又は炭素含有の熱エネルギーであってもよい。熱エネルギーは、化石エネルギー、廃棄物、又はバイオマス等であってもよい。

【0017】

気体の化石エネルギーの具体例としては、例えば、天然ガス、メタンハイドレート、及びシェールガス等が挙げられる。その他の気体の炭素含有熱エネルギーとしては、メタン、エタン、及びプロパン等が挙げられる。液体の化石エネルギーの具体例としては、例えば、重油、軽油、又はガソリン等の石油精製液体エネルギー、化学的に合成された液状炭化水素、アルコール、及びグリコール等が挙げられる。固体の化石エネルギーの具体例としては、例えば、石炭、石油コークス、及び石炭コークスが挙げられる。これらのうち、揮発分が多く燃焼性に優れる観点から、例えば微粉炭が用いられる。廃棄物由来の炭素含有熱エネルギーの具体例としては、例えば、廃プラスチック類、繊維くず、紙くず、及び廃油等が挙げられる。バイオマスの具体例としては、例えば、木くず、ヤシ殻、有機汚泥、食物残渣、及び動物の糞尿等が挙げられる。なお、仮焼炉２４での仮焼においても、これらの熱エネルギーが用いられてもよい。

【0018】

製造装置１０は、入口フッド４４、及びライジングダクト４６を更に備える。入口フッド４４は、セメントキルン４０の他端側（相対的に高い側。いわゆる窯尻）に設けられている。入口フッド４４は、プレヒータ２０によって予熱されたセメント原料（仮焼原料）の受入れ通路として機能するとともに、高温排ガスの通路としても機能する。ライジングダクト４６は、入口フッド４４の上端部に設けられ、入口フッド４４と仮焼炉２４とを連絡する。ライジングダクト４６は、セメントキルン４０からの高温排ガスを、仮焼炉２４を介してプレヒータ２０に供給する。

【0019】

クリンカクーラ５０は、セメントキルン４０から排出されたセメントクリンカを冷却する装置である。クリンカクーラ５０は、例えば高温のセメントクリンカを空気によって冷却し、冷却によって発生した高温ガスを仮焼炉２４に供給する。

【0020】

以上に説明した製造装置１０は一例であって、セメントクリンカの製造装置は、セメントクリンカを製造できれば、どのように構成されていてもよい。例えば、製造装置１０は、仮焼炉２４を有していなくてもよく、プレヒータ２０は、３段以下又は５段以上のサイクロンを有していてもよい。

【0021】

（制御装置）
制御装置１００は、製造装置１０の動作を制御する装置である。図２は、制御装置１００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。一例では、制御装置１００は、本体１１０、モニタ１２０、及び入力デバイス１３０を備える。

【0022】

本体１１０は少なくとも一つのコンピュータにより構成される。本体１１０は回路１６０を有し、回路１６０は、少なくとも一つのプロセッサ１６１、メモリ１６２、ストレージ１６３、及び入出力ポート１６４を有する。ストレージ１６３は、本体１１０の後述する各機能モジュールを構成するためのプログラムを記録する。ストレージ１６３は、ハードディスク、不揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク等の、コンピュータ読み取り可能な記録媒体である。メモリ１６２は、ストレージ１６３からロードされたプログラム、プロセッサ１６１の演算結果等を一時的に記憶する。プロセッサ１６１は、メモリ１６２と協働してプログラムを実行することで、各機能モジュールを構成する。入出力ポート１６４は、プロセッサ１６１からの指令に応じ、モニタ１２０、入力デバイス１３０、及び製造装置１０の間で電気信号の入出力を行う。

【0023】

モニタ１２０は、本体１１０から出力された情報を表示するための装置である。モニタ１２０は、情報の表示が可能なものであればいかなるものであってもよく、その具体例としては液晶パネル等が挙げられる。入力デバイス１３０は、本体１１０に情報を入力するための装置である。入力デバイス１３０は、所望の情報を入力可能であればいかなるものであってもよく、その具体例としてはキーパッド、マウス等が挙げられる。モニタ１２０及び入力デバイス１３０はタッチパネルとして一体化されていてもよい。例えばタブレットコンピュータのように、本体１１０、モニタ１２０、及び入力デバイス１３０が一体化されていてもよい。

【0024】

制御装置１００は、例えば、オペレータからの入力情報に基づく入力値に従って製造装置１０の動作を制御する。入力値とは、製造装置１０がセメントクリンカを製造する工程（以下、「製造工程」という。）を実行する際の少なくとも一つの条件（運転条件）である。製造装置１０の入力値は、製造装置１０によるセメントクリンカの生産量（単位時間あたりの生産量）に影響を及ぼす。入力値の一例としては、原料供給部２２から供給されるセメント原料の供給量（例えば、単位時間あたりの供給量）が挙げられる。すなわち、制御装置１００は、オペレータからの入力情報に基づき定められた供給量のセメント原料が供給されるように原料供給部２２を制御する。入力値の他の例としては、セメント原料の焼成を行うために利用される熱エネルギーの量（例えば、単位時間あたりの供給量）、キルンバーナ４２からの燃焼用空気の量、及び仮焼炉２４の仮焼バーナからの燃焼用空気の量が挙げられる。熱エネルギーの量として、例えば石灰の単位時間あたりの供給量、及び、廃棄物の単位時間あたりの供給量又は廃棄物の燃焼熱が挙げられる。

【0025】

製造装置１０は入力値に基づいて動作する。この動作の状況は製造装置１０の出力値として把握することができる。出力値とは、セメントクリンカの製造工程を実行している製造装置１０の動作状況（運転状態）を示す量である。製造装置１０の出力値の例として、製造装置１０によるセメントクリンカの生産量に関する物理量が挙げられる。生産量に関する物理量として、例えば、生産量自体、及び生産量に影響を及ぼす物理量が挙げられる。生産量そのものは、製造されたセメントクリンカの重さによって表されてもよい。生産量に影響を及ぼす物理量の具体例として、セメントキルン４０内の温度、セメントキルン４０内の窒素酸化物の濃度（以下、「ＮＯｘ濃度」という。）、仮焼炉２４内の温度、及び仮焼炉２４の出口における酸素濃度等が挙げられる。

【0026】

一例では、オペレータは、出力値の目標値（以下、「目標出力値」という。）が満たされるように入力値を調節する。目標出力値とは、所望の量のセメントクリンカを生産するために設定される値である。目標出力値は下限値と上限値とによって規定される数値範囲（すなわち、目標範囲）によって表されてもよい。制御装置１００は、製造装置１０の制御に代えて又は加えて、入力値の調節を支援する機能を有してもよい。

【0027】

セメントクリンカの製造工程では、実入力値が不適切であるために実出力値が目標値に達さず、その結果、所望の量のセメントクリンカが生産されない場合があり得る。一例では、制御装置１００は出力値を目標値に近づけるために、入力値の修正値（以下、「修正入力値」という。）を算出および出力する。オペレータはその修正値を参考にして入力値を調節することができ、その結果、出力値が目標値に達するかまたは近づき、その結果、所望の量のセメントクリンカを製造し得る。

【0028】

実入力値とは、現実に稼働している製造装置１０での入力値（入力値の実際値）を示す値であり、実出力値とは、該製造装置１０での出力値（出力値の実際値）を示す値である。実際値とは、製造装置１０の現実の稼働状況を示す値である。修正入力値とは、目標出力値を達成するために必要であると推定される入力値を示す値である。

【0029】

実入力値は、ノイズのような予期し難い変動要因によって正確でない可能性がある。一例では、制御装置１００はその実入力値を補正によって正した上で修正入力値を算出してもよい。本開示では、補正された実入力値を「入力値の補正値」ともいう。入力値の補正値は、製造装置１０の現実の稼働状況を示す値であることに変わりはなく、入力値の修正値とは異なることに留意されたい。

【0030】

図３は制御装置１００の機能構成の一例を示すブロック図である。制御装置１００は、機能モジュールとして、例えば条件設定部１７２、製造制御部１７４、取得部１７６、判定部１７８、記憶部１８０、予測値算出部１８２、比較演算部１８４、補正部１８６、修正値算出部１８８、及び出力部１９０を備える。

【0031】

条件設定部１７２は、製造装置１０の入力値を設定する機能モジュールである。条件設定部１７２は、例えばオペレータからの入力情報に基づいて入力値を設定する。
製造制御部１７４は、条件設定部１７２によって設定された入力値に従って製造装置１０を制御する機能モジュールである。

【0032】

取得部１７６は、製造装置１０の入力値および出力値のそれぞれについて実際値を取得する機能モジュールである。
判定部１７８は、実出力値に応じて入力値の修正が必要かどうかを判定する機能モジュールである。
記憶部１８０は、入力値と出力値の予測値（以下、「予測出力値」という。）とを対応付けた理論モデルを記憶する機能モジュールである。予測出力値とは、シミュレーション結果又は過去の実測データに基づいて算出される理論値である。したがって、理論モデルは、製造装置１０の動作を理論的に導出するための数理モデルである。このように、理論モデルは、製造装置１０の入力値に対応する出力値を予め定めている。
予測値算出部１８２はその理論モデルに基づいて、実入力値に対応する予測出力値を算出する機能モジュールである。
比較演算部１８４は、実出力値と予測出力値とを比較する機能モジュールである。
補正部１８６は、予測出力値が実出力値に近づくように、製造装置１０の実入力値を補正する機能モジュールである。
修正値算出部１８８は、製造装置１０の入力値が目標出力値に対応するように、理論モデルに基づいて修正入力値を算出する機能モジュールである。例えば、修正値算出部１８８は、実出力値を目標値に近づけるための修正入力値を算出する。修正値算出部１８８は、理論モデルと入力値の補正値とに基づいて、修正入力値を算出してもよい。
出力部１９０は、修正入力値を出力する機能モジュールである。

【0033】

［セメントクリンカの製造支援方法］
本開示に係るセメントクリンカの製造支援方法の一例として、図４及び図５を参照しながら、制御装置１００（製造支援システム）により実行される一連の処理手順の一例を説明する。図４は、制御装置１００による製造支援方法の一例を処理フローＳ１（運転支援要否判断フロー）として示すフローチャートである。すなわち、制御装置１００は処理フローＳ１を実行する。制御装置１００は、一例として数分～数十分間隔で処理フローＳ１を繰り返す。

【0034】

＜運転支援要否判断フロー＞
例えばＮＯｘ濃度やセメントクリンカの生産量などの実出力値が目標出力値に不足する場合、後述の運転支援フローにて原料供給量などの入力値を変更するための運転支援が実行される。一方で所望どおりの目標出力値が得られている場合には、運転支援を行う必要がない。よって、この運転支援要否判断フローによって運転支援の要否が判断される。

【0035】

ステップＳ１１では、まず運転支援が必要か否かを判断するための情報が取得される。具体的には、取得部１７６が製造装置１０の実出力値を取得する。取得部１７６は、例えば製造装置１０に設けられた各種センサからその実出力値を取得する。実出力値として取得される情報は限定されず、これに対応して、その実出力値を取得する方法も限定されない。一例として、取得部１７６は、セメントキルン４０の窯尻に設けられた濃度センサから該セメントキルン４０内のＮＯｘ濃度を取得する。あるいは、取得部１７６は、その窯尻に設けられた温度センサからセメントキルン４０内の温度を取得してもよい。あるいは、取得部１７６は、クリンカクーラ５０に設けられた生産量（焼出量）の計測部から、単位時間あたりに生産されたセメントクリンカの生産量（例えば重さ）を取得してもよい。

【0036】

ステップＳ１２では、判定部１７８が、取得部１７６により取得された実出力値に応じて製造支援が必要か否かを判定する。判定部１７８は、例えば、その実出力値について予め定められた修正条件を満たすかどうかを判断することで、製造支援の要否を判定する。修正条件は、セメントクリンカの生産量が目標値よりも小さい所与の水準未満となった場合または水準未満になったと想定される場合に満たされる条件である。

【0037】

一例では、修正条件は、実入力値と予め定められた閾値との大小関係で定められる。閾値等のような、この判定に用いるための情報は、記憶部１８０に予め記憶されていてもよい。一例として、判定部１７８は、取得されたＮＯｘ濃度の実際値が閾値Ｔａよりも小さい場合に製造支援が必要であると判定し、その実際値が閾値Ｔａ以上である場合に製造支援が不要であると判定してもよい。あるいは、判定部１７８は、取得された温度の実際値が閾値Ｔｂよりも小さい場合に製造支援が必要であると判定し、その実際値が閾値Ｔｂ以上である場合に製造支援が不要であると判定してもよい。

【0038】

ＮＯｘ濃度または温度が低下している場合にはセメントクリンカの生産量も低下していると考えられる。したがって、ＮＯｘ濃度または温度が所与の水準より低い場合には、生産量を所望の水準に到達させるかまたは近づけるために製造装置１０の入力値の調節が必要となる。

【0039】

あるいは、判定部１７８は、取得されたセメントクリンカの生産量（例えば重さ）の実際値が閾値Ｔｃよりも小さい場合に製造支援が必要であると判定し、その実際値が閾値Ｔｃ以上である場合に製造支援が不要であると判定してもよい。

【0040】

製造支援が必要であると判定された場合（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、処理はステップＳ１３（運転支援フロー）に進む。ステップＳ１３では、制御装置１００が修正入力値を算出する。一方、製造支援が不要であると判定された場合（ステップＳ１２においてＮＯ）、ステップＳ１３は実行されない。

【0041】

＜運転支援フロー＞
図５を参照しながら、ステップＳ１３（運転支援フロー）での修正値算出処理の詳細を説明する。図５は修正値算出処理の一例を示すフローチャートである。

【0042】

ステップＳ３１では、取得部１７６が製造装置１０の実入力値を取得する。取得部１７６は、例えば製造装置１０内の各種センサからその実際値を取得する。一例として、取得部１７６は、セメントクリンカの製造工程を実行している製造装置１０において、セメント原料の供給量と、焼成のための熱エネルギー（例えば、石灰及び廃棄物）の供給量又は燃焼熱と、キルンバーナ４２からの空気の供給量とについての測定値を取得する。あるいは、取得部１７６は、各種センサからの測定値に代えて、制御装置１００内で設定されている入力値の設定値を実入力値として取得してもよい。

【0043】

ステップＳ３２では、予測値算出部１８２が、理論モデルに基づいて、ステップＳ３１において取得された実入力値に対応する予測出力値を算出する。理論モデルは、製造装置１０の入力値に含まれる少なくとも一つの条件の値を入力として受け付けて予測出力値を出力する関数であってもよい。一例として、理論モデルは、セメント原料の供給量、熱エネルギーの供給量、及びキルンバーナ４２からの空気の供給量のそれぞれについての入力値が入力されると、これらの複数の入力値に応じたＮＯｘ濃度の予測値を出力する関数である。あるいは、理論モデルは、該複数の入力値に応じた温度の予測値を出力する関数でもよいし、該複数の入力値に応じたセメントクリンカの生産量（例えば重さ）の予測値を出力する関数でもよい。理論モデルは、入力値と予測出力値とを対応付けたテーブル情報であってもよい。この場合、予測値算出部１８２はそのテーブル情報を参照することで予測出力値を算出してもよい。

【0044】

ステップＳ３３では、比較演算部１８４が、ステップＳ３２において算出された予測出力値と、ステップＳ１１において取得された実出力値とを比較する。比較演算部１８４は、例えば、その二つの値の差分の絶対値（以下、「差分値」という。）を算出する。例えば、比較演算部１８４はＮＯｘ濃度、温度、またはセメントクリンカの生産量（例えば重さ）のいずれかについて実出力値と予測出力値との差分値を算出する。この差分値は、ステップＳ３１において取得された実入力値がどの程度正確であるかを示している。すなわち、算出された差分値が大きいことは、ステップＳ３１において取得された実入力値の正確さが何らかの変動要因によって低いことを示している。その差分値が小さい場合には、取得された実入力値は概ね正確であるといえる。

【0045】

ステップＳ３４では、補正部１８６が、ステップＳ３３において算出された差分値に基づいて、実入力値を補正するか否かを判定する。補正部１８６は、例えば、その差分値について予め定められた補正条件を満たすか否かを判断することで、補正するか否かを判定してもよい。補正条件は、実入力値の正確さが低下していると想定される場合に満たされる条件である。一例では、補正条件は、差分値と予め定められた閾値との大小関係で定められる。閾値等のような、この判定に用いるための情報は、予め記憶部１８０に記憶されていてもよい。一例として、補正部１８６は、差分値が閾値よりも小さい場合に補正が不要であると判定し、差分値が閾値以上である場合に補正が必要であると判定してもよい。

【0046】

実入力値を補正すると判定された場合（ステップＳ３４においてＹＥＳ）、処理はステップＳ３５に進む。その補正が不要であると判定された場合（ステップＳ３４においてＮＯ）、処理はステップＳ３５に進まずにステップＳ３６に進む。

【0047】

ステップＳ３５では、補正部１８６が実入力値を補正する。補正部１８６は、例えば予測出力値がステップＳ１１において取得された実出力値に近づくように、実入力値を補正する。すなわち、補正部１８６は、出力値について予測出力値と実出力値との差分値がゼロに近づくように、実入力値を補正する。補正部１８６は、理論モデルに基づいて（例えば理論モデルの逆演算を実行することで）、ステップＳ１１で取得された実出力値に対応する入力値を補正値として算出してもよい。例えば、補正部１８６は、ＮＯｘ濃度、温度、またはセメントクリンカの生産量（例えば重さ）のいずれかについて、その実出力値が得られる理論モデルの入力を製造装置１０の入力値の補正値として算出する。補正部１８６はそのような理論モデルの入力を、理論モデルの逆演算を実現する別の計算モデルを用いて求めてもよい。

【0048】

ステップＳ３６では、修正値算出部１８８が、製造装置１０の入力値が目標出力値に対応するように入力値を修正した修正入力値を算出する。一例では、修正値算出部１８８は、実出力値を目標値に近づけるための修正入力値を算出する。例えば、修正値算出部１８８は、ＮＯｘ濃度、温度、またはセメントクリンカの生産量（例えば重さ）の目標値が得られる理論モデルの入力を製造装置１０の修正入力値として算出してもよいし、該理論モデルの入力と実入力値との差分を修正入力値として算出してもよい。

【0049】

ステップＳ３７では、出力部１９０が、ステップＳ３６において算出された修正入力値を出力する。出力部１９０は、例えばモニタ１２０上に修正入力値を表示してもよい。この場合には、オペレータはその表示された修正入力値を確認し、入力デバイス１３０を介してその修正値に応じた入力情報を制御装置１００に入力することができる。オペレータは、モニタ１２０上に表示された修正入力値を制御装置１００に入力してもよい。このような入力に応答して、制御装置１００は入力値の設定値を更新し、更新された入力値に従って製造装置１０を制御する。このように入力値が修正値に基づいて調節されることで、製造装置１０の実出力値が目標値に近づく。

【0050】

［プログラム］
制御装置１００の各機能モジュールは、プロセッサ１６１又はメモリ１６２の上に製造支援プログラムを読み込ませてプロセッサ１６１にそのプログラムを実行させることで実現される。製造支援プログラムは、制御装置１００の各機能モジュールを実現するためのコードを含む。プロセッサ１６１は製造支援プログラムに従って入出力ポート１６４を動作させ、メモリ１６２又はストレージ１６３におけるデータの読み出し及び書き込みを実行する。このような処理により制御装置１００の各機能モジュールが実現される。

【0051】

製造支援プログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、及び半導体メモリなどの非一時的な記録媒体に固定的に記録された上で提供されてもよい。あるいは、製造支援プログラムは、搬送波に重畳されたデータ信号として通信ネットワークを介して提供されてもよい。

【0052】

［効果］
以上説明したように、本開示の一側面に係るセメントクリンカの製造支援システムは、セメントクリンカ製造装置における入力値が該セメントクリンカ製造装置における出力値の目標である目標出力値に対応するように、入力値を修正した修正入力値を算出する修正値算出部を備える。修正値算出部は、入力値に対応する出力値を予め定める理論モデルに基づいて修正入力値を算出する。

【0053】

本開示の一側面に係るセメントクリンカの製造支援方法は、セメントクリンカ製造装置における入力値が該セメントクリンカ製造装置における出力値の目標である目標出力値に対応するように、入力値を修正した修正入力値を算出する算出工程を含む。算出工程では、入力値に対応する出力値を予め定める理論モデルに基づいて、修正入力値が算出される。

【0054】

本開示の一側面に係るセメントクリンカの製造支援プログラムは、セメントクリンカ製造装置における入力値が該セメントクリンカ製造装置における出力値の目標である目標出力値に対応するように、入力値を修正した修正入力値を算出する算出工程をコンピュータに実行させる。算出工程では、入力値に対応する出力値を予め定める理論モデルに基づいて、修正入力値が算出される。

【0055】

このような側面においては、理論モデルに基づいて、製造装置の目標出力値に対応して修正入力値が算出される。そのため、目標出力値に対応させるための入力値の調節が容易である。入力値の調節方法として、オペレータが、自身の経験等に基づいて条件の変更と結果の確認とを含む試行錯誤を繰り返して、出力値を目標値に徐々に近づけていく方法も考えられる。しかし、当該方法では、入力値を適切に調節するためにはオペレータの熟練が必要となり、また、熟練のオペレータであっても試行錯誤を繰り返すために入力値の調節に時間を要する。一方、上述の各側面では、理論モデルに基づく算出結果を利用して入力値の調節を行うことができるので、入力値を目標出力値に容易に対応させることが可能になる。

【0056】

他の側面に係る製造支援システムでは、出力値は、セメントクリンカ製造装置におけるキルン内の窒素酸化物濃度、キルン内の温度、及びセメントクリンカ製造装置によるセメントクリンカの生産量からなる群から選択される少なくとも１つの値である。これらの出力値は、セメントクリンカの生産量自体か、又は生産量に影響を及ぼすものであるので、これらの出力値の目標値に入力値を対応させることによって、適切に修正入力値を算出することができる。

【0057】

［変形例］
以上、本開示の実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本開示は上記実施形態に限定されるものではない。本開示は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。

【0058】

上記実施形態では、出力値について実出力値と予測出力値との差分値が大きい場合に補正部１８６が実出力値を補正するが、この補正は行われなくてもよい。すなわち、ステップＳ３３～Ｓ３５が省略されてもよい。この場合、制御装置１００は、比較演算部１８４及び補正部１８６を備えなくてもよい。

【0059】

少なくとも１つのプロセッサにより実行される製造支援方法の処理手順は以上の例に限定されない。例えば、上述したステップ（処理）の一部が省略されてもよいし、別の順序で各ステップが実行されてもよい。また、上述したステップのうちの任意の２以上のステップが組み合わされてもよいし、ステップの一部が修正または削除されてもよい。あるいは、上記の各ステップに加えて他のステップが実行されてもよい。

【0060】

上記実施形態では、出力部１９０がモニタ１２０に修正入力値を出力し、オペレータがその修正値を確認したうえで入力値を調節する。これに代えて、オペレータを介さずに入力値が自動的に調節されてもよい。例えば、出力部１９０が修正入力値を条件設定部１７２に出力し、条件設定部１７２がその修正入力値に応じて入力値の設定値を更新してもよい。製造制御部１７４はその更新された入力値に従って製造装置１０を制御する。

【0061】

上記実施形態では、製造装置１０を制御する制御装置１００が製造支援システムを構成するが、制御装置１００とは別の装置（コンピュータ）が製造支援システムを構成してもよい。すなわち、制御装置１００が条件設定部１７２及び製造制御部１７４を備え、別の装置が取得部１７６、修正値算出部１８８、及び出力部１９０等の製造支援を実行する機能モジュールを備えてもよい。製造支援システムが２以上のコンピュータによって構成されていてもよい。例えば、製造支援を実行する複数の機能モジュールが複数のコンピュータに分散されてもよい。

【0062】

製造支援システム（制御装置１００）のハードウェア構成は、プログラムの実行により各機能モジュールを実現する態様に限定されない。例えば、製造支援システムが備える複数の機能モジュールの少なくとも一部は、その機能に特化した論理回路により構成されていてもよいし、該論理回路を集積したＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）により構成されてもよい。

【0063】

コンピュータシステム又はコンピュータ内で二つの数値の大小関係を比較する際には、「以上」及び「よりも大きい」という二つの基準のどちらを用いてもよく、「以下」及び「未満」という二つの基準のうちのどちらを用いてもよい。このような基準の選択は、二つの数値の大小関係を比較する処理についての技術的意義を変更するものではない。

【符号の説明】

【0064】

１…製造システム、１０…製造装置、４０…セメントキルン、１００…制御装置、１７６…取得部、１８２…予測値算出部、１８６…補正部、１８８…修正値算出部、１９０…出力部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】