JP7250206B1 - Information processing method, information processing device and program - Google Patents
Information processing method, information processing device and program Download PDFInfo
- Publication number
- JP7250206B1 JP7250206B1 JP2022188297A JP2022188297A JP7250206B1 JP 7250206 B1 JP7250206 B1 JP 7250206B1 JP 2022188297 A JP2022188297 A JP 2022188297A JP 2022188297 A JP2022188297 A JP 2022188297A JP 7250206 B1 JP7250206 B1 JP 7250206B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- input amount
- input
- recommended
- measured value
- objective variable
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000010365 information processing Effects 0.000 title claims abstract description 55
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 178
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims abstract description 126
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 70
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 162
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 125
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 77
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 73
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 66
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 44
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 41
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 37
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 34
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 32
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 2,3,7,8-tetrachloro-dibenzo-p-dioxin Chemical compound O1C2=CC(Cl)=C(Cl)C=C2OC2=C1C=C(Cl)C(Cl)=C2 HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 5
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 claims description 4
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 36
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 14
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 13
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 13
- 238000012549 training Methods 0.000 description 8
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- 238000003066 decision tree Methods 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N benzyl N-[2-hydroxy-4-(3-oxomorpholin-4-yl)phenyl]carbamate Chemical compound OC1=C(NC(=O)OCC2=CC=CC=C2)C=CC(=C1)N1CCOCC1=O FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Incineration Of Waste (AREA)
Abstract
【課題】調整目標の達成に必要な燃料ガスの投入量を提示する。【解決手段】コンピュータが、燃料と廃棄物の少なくとも1つが燃焼される炉の状態変数の測定値と現在の燃料の投入量とを取得し、取得された測定値と投入量とに対応する目的変数を調整目標に調整するための推奨投入量を決定し、決定された推奨投入量を操作画面に提示する、情報処理方法を提供する。【選択図】図3An object of the present invention is to present an input amount of fuel gas required to achieve an adjustment target. A computer obtains measured values of state variables of a furnace in which at least one of fuel and waste is combusted and a current fuel input, and corresponds to the obtained measured values and input. Provided is an information processing method for determining a recommended input amount for adjusting a variable to an adjustment target, and presenting the determined recommended input amount on an operation screen. [Selection drawing] Fig. 3
Description
本発明は、情報処理方法、情報処理装置及びプログラムに関する。 The present invention relates to an information processing method, an information processing apparatus, and a program.
産業用の燃焼炉の運転や管理は、長年、現場の作業員が担っている。しかし、作業員による属人的な調整は、精度のばらつきに加え、技能の継承に問題がある。また、作業員による調整は基本的に主観による。このため、現在の調整が最適解かも分からない。 The operation and maintenance of industrial combustion furnaces has long been the responsibility of field workers. However, individual adjustment by workers causes problems in skill inheritance in addition to variations in accuracy. In addition, adjustment by workers is basically subjective. Therefore, it is not known whether the current adjustment is the optimum solution.
産業用の燃焼炉の状態は時々刻々と変化する。例えば炉内に投入される廃棄物の量や種類(以下「状態変数」という。)が排出源の都合で変動することがある。また、燃料として投入される燃料ガスや空気(以下「制御変数」という。)と状態変数の関係は複雑であり、燃焼の結果として燃焼炉から排出されるガス(以下「排出ガス」という。)の濃度、火炎輻射量、被加熱物の表面温度等(以下「目的変数」という。)を正確に予測することは難しい。その結果、調整目標の達成に必要な燃料ガスの投入量を決定すること自体が難しくなっている。 Conditions in industrial combustion furnaces change from moment to moment. For example, the amount and type of waste (hereinafter referred to as "state variables") charged into the furnace may fluctuate depending on the emission source. In addition, the relationship between the fuel gas and air (hereinafter referred to as "control variables") and the state variables is complex, and the gas discharged from the combustion furnace as a result of combustion (hereinafter referred to as "exhaust gas"). It is difficult to accurately predict the concentration of , the amount of flame radiation, the surface temperature of the object to be heated, etc. (hereinafter referred to as "objective variables"). As a result, it is difficult to determine the amount of fuel gas required to achieve the adjustment target.
本発明の目的は、調整目標の達成に必要な燃料ガスの投入量を提示することである。 An object of the present invention is to present the amount of fuel gas required to achieve an adjustment target.
請求項1に記載の発明は、コンピュータが、燃料と廃棄物の少なくとも1つが燃焼される炉の状態変数の測定値と現在の燃料の投入量とを取得し、取得された前記測定値と前記投入量とに対応する目的変数を調整目標に調整するための推奨投入量を決定し、決定された前記推奨投入量を操作画面に提示する、情報処理方法であり、前記投入量と前記測定値を入力とし、当該投入量と当該測定値に対応する目的変数の予測値を出力とする関係を学習した第1学習モデルに対して当該投入量と当該測定値を入力して当該目的変数の予測値を予測し、予測された前記目的変数の予測値と前記状態変数の測定値を入力とし、当該目的変数の予測値を前記調整目標に調整するための前記推奨投入量を出力とする関係を学習した第2学習モデルに対して当該予測値と当該測定値を入力して当該推奨投入量を決定し、前記炉に投入される前記燃料と前記廃棄物の組み合わせの変化を検知した場合、変化後の組み合わせについて学習された前記第1学習モデルを前記目的変数の予測値の予測に使用する、情報処理方法である。
請求項2に記載の発明は、前記予測値の予測に使用する前記第1学習モデルを、前記廃棄物の投入に使用するノズルの数と当該廃棄物の投入に使用したノズルの位置の違いのうち少なくとも一方に応じて切り替える、請求項1に記載の情報処理方法である。
請求項3に記載の発明は、コンピュータが、燃料と廃棄物の少なくとも1つが燃焼される炉の状態変数の測定値と現在の燃料の投入量とを取得し、取得された前記測定値と前記投入量とに対応する目的変数を調整目標に調整するための推奨投入量を決定し、決定された前記推奨投入量を操作画面に提示する、情報処理方法であり、前記燃料の投入量と前記状態変数の測定値とで与えられる検索キーを使用して、当該投入量と、当該測定値と、前記目的変数の測定値の組み合わせを含む前記炉の運転データを検索し、前記目的変数の測定値を前記調整目標に調整する検索結果に基づいて前記燃料の推奨投入量を決定する、情報処理方法である。
請求項4に記載の発明は、前記検索キーに該当する検索結果が存在しない場合、前記検索キーとの類似度が高い複数の検索結果を使用して、前記調整目標に調整するための前記推奨投入量を算出する、請求項3に記載の情報処理方法である。
請求項5に記載の発明は、コンピュータが、燃料と廃棄物の少なくとも1つが燃焼される炉の状態変数の測定値と現在の燃料の投入量とを取得し、取得された前記測定値と前記投入量とに対応する目的変数を調整目標に調整するための推奨投入量を決定し、決定された前記推奨投入量を操作画面に提示する、情報処理方法であり、前記調整目標が複数の変数による関数として記述される場合、前記複数の変数の測定値に対応する予測値を入力とし、当該予測値を前記調整目標に調整するための前記推奨投入量を出力とする関係を学習した第3学習モデルに対して当該予測値を入力して当該推奨投入量を決定する、情報処理方法である。
請求項6に記載の発明は、燃料と廃棄物の少なくとも1つが燃焼される炉の状態変数の測定値と現在の燃料の投入量とを取得する取得部と、取得された前記測定値と前記投入量とに対応する目的変数を調整目標に調整するための推奨投入量を決定する決定部と、決定された前記推奨投入量を操作画面に提示する提示部と、を有する情報処理装置であり、前記投入量と前記測定値を入力とし、当該投入量と当該測定値に対応する目的変数の予測値を出力とする関係を学習した第1学習モデルに対して当該投入量と当該測定値を入力して当該目的変数の予測値を予測し、予測された前記目的変数の予測値と前記状態変数の測定値を入力とし、当該目的変数の予測値を前記調整目標に調整するための前記推奨投入量を出力とする関係を学習した第2学習モデルに対して当該予測値と当該測定値を入力して当該推奨投入量を決定し、前記炉に投入される前記燃料と前記廃棄物の組み合わせの変化を検知した場合、変化後の組み合わせについて学習された前記第1学習モデルを前記目的変数の予測値の予測に使用する、情報処理装置である。
請求項7に記載の発明は、燃料と廃棄物の少なくとも1つが燃焼される炉の状態変数の測定値と現在の燃料の投入量とを取得する取得部と、取得された前記測定値と前記投入量とに対応する目的変数を調整目標に調整するための推奨投入量を決定する決定部と、決定された前記推奨投入量を操作画面に提示する提示部と、を有する情報処理装置であり、前記燃料の投入量と前記状態変数の測定値とで与えられる検索キーを使用して、当該投入量と、当該測定値と、前記目的変数の測定値の組み合わせを含む前記炉の運転データを検索し、前記目的変数の測定値を前記調整目標に調整する検索結果に基づいて前記燃料の推奨投入量を決定する、情報処理装置である。
請求項8に記載の発明は、燃料と廃棄物の少なくとも1つが燃焼される炉の状態変数の測定値と現在の燃料の投入量とを取得する取得部と、取得された前記測定値と前記投入量とに対応する目的変数を調整目標に調整するための推奨投入量を決定する決定部と、決定された前記推奨投入量を操作画面に提示する提示部と、を有する情報処理装置であり、前記調整目標が複数の変数による関数として記述される場合、前記複数の変数の測定値に対応する予測値を入力とし、当該予測値を前記調整目標に調整するための前記推奨投入量を出力とする関係を学習した第3学習モデルに対して当該予測値を入力して当該推奨投入量を決定する、情報処理装置である。
請求項9に記載の発明は、コンピュータに、燃料と廃棄物の少なくとも1つが燃焼される炉の状態変数の測定値と現在の燃料の投入量とを取得する機能と、取得された前記測定値と前記投入量とに対応する目的変数を調整目標に調整するための推奨投入量を決定する機能と、決定された前記推奨投入量を操作画面に提示する機能と、を実現させるためのプログラムであり、前記投入量と前記測定値を入力とし、当該投入量と当該測定値に対応する目的変数の予測値を出力とする関係を学習した第1学習モデルに対して当該投入量と当該測定値を入力して当該目的変数の予測値を予測し、予測された前記目的変数の予測値と前記状態変数の測定値を入力とし、当該目的変数の予測値を前記調整目標に調整するための前記推奨投入量を出力とする関係を学習した第2学習モデルに対して当該予測値と当該測定値を入力して当該推奨投入量を決定し、前記炉に投入される前記燃料と前記廃棄物の組み合わせの変化を検知した場合、変化後の組み合わせについて学習された前記第1学習モデルを前記目的変数の予測値の予測に使用する、プログラムである。
請求項10に記載の発明は、コンピュータに、燃料と廃棄物の少なくとも1つが燃焼される炉の状態変数の測定値と現在の燃料の投入量とを取得する機能と、取得された前記測定値と前記投入量とに対応する目的変数を調整目標に調整するための推奨投入量を決定する機能と、決定された前記推奨投入量を操作画面に提示する機能と、を実現させるためのプログラムであり、前記燃料の投入量と前記状態変数の測定値とで与えられる検索キーを使用して、当該投入量と、当該測定値と、前記目的変数の測定値の組み合わせを含む前記炉の運転データを検索し、前記目的変数の測定値を前記調整目標に調整する検索結果に基づいて前記燃料の推奨投入量を決定する、プログラムである。
請求項11に記載の発明は、コンピュータに、燃料と廃棄物の少なくとも1つが燃焼される炉の状態変数の測定値と現在の燃料の投入量とを取得する機能と、取得された前記測定値と前記投入量とに対応する目的変数を調整目標に調整するための推奨投入量を決定する機能と、決定された前記推奨投入量を操作画面に提示する機能と、を実現させるためのプログラムであり、前記調整目標が複数の変数による関数として記述される場合、前記複数の変数の測定値に対応する予測値を入力とし、当該予測値を前記調整目標に調整するための前記推奨投入量を出力とする関係を学習した第3学習モデルに対して当該予測値を入力して当該推奨投入量を決定する、プログラムである。
請求項12に記載の発明は、コンピュータが、燃料ガスを用いて廃棄物を燃焼する炉であり、燃焼中の期間により、燃料ガスと廃棄物の少なくとも1つが燃焼される炉の状態変数の測定値と現在の燃料ガスの投入量とを取得し、取得された前記測定値と前記投入量とに対応する目的変数を調整目標に調整するための前記燃料ガスの推奨投入量を、当該目的変数の予測値と当該測定値と当該推奨投入量を教師データに用いて学習した学習モデルを用いて決定し、決定された前記推奨投入量を操作画面に提示する、情報処理方法である。
請求項13に記載の発明は、前記推奨投入量の決定に使用した前記測定値を前記操作画面に提示する処理を更に有する、請求項12に記載の情報処理方法である。
請求項14に記載の発明は、前記操作画面に、提示した前記推奨投入量による調整後の前記目的変数の予測値を提示する処理を更に有する、請求項12に記載の情報処理方法である。
請求項15に記載の発明は、前記廃棄物は、廃液、廃油、被焼却物、プロセス排ガスのうちの少なくとも1つを含む、請求項12に記載の情報処理方法である。
請求項16に記載の発明は、前記状態変数は、廃液の流量、廃油の流量、プロセス排ガスの流量、被焼却物の量、炉内の酸素濃度、炉内の温度、炉壁の温度のうちの少なくとも1つを含む、請求項12に記載の情報処理方法である。
請求項17に記載の発明は、前記目的変数は、COの濃度、CO2の濃度、NOxの濃度、SOxの濃度、煤塵の濃度、ダイオキシンの濃度、未燃焼の燃料ガスの濃度、温室効果ガスの濃度、火炎輻射量、被加熱効物の表面温度の少なくとも1つを含む、請求項12に記載の情報処理方法である。
請求項18に記載の発明は、決定された前記推奨投入量に基づいて、前記燃料ガスに対応するバルブの開度を制御する処理を更に有する、請求項12に記載の情報処理方法である。
請求項19に記載の発明は、前記投入量と前記測定値を入力とし、当該投入量と当該測定値に対応する目的変数の予測値を出力とする関係を学習した第1学習モデルに対して当該投入量と当該測定値を入力して当該目的変数の予測値を予測し、予測された前記目的変数の予測値と前記状態変数の測定値を入力とし、当該目的変数の予測値を前記調整目標に調整するための前記推奨投入量を出力とする関係を学習した第2学習モデルに対して当該予測値と当該測定値を入力して当該推奨投入量を決定する、請求項12に記載の情報処理方法である。
請求項20に記載の発明は、燃料ガスを用いて廃棄物を燃焼する炉であり、燃焼中の期間により、燃料ガスと廃棄物の少なくとも1つが燃焼される炉の状態変数の測定値と現在の燃料ガスの投入量とを取得する取得部と、取得された前記測定値と前記投入量とに対応する目的変数を調整目標に調整するための前記燃料ガスの推奨投入量を、当該目的変数の予測値と当該測定値と当該推奨投入量を教師データに用いて学習した学習モデルを用いて決定する決定部と、決定された前記推奨投入量を操作画面に提示する提示部と、を有する情報処理装置である。
請求項21に記載の発明は、コンピュータに、燃料ガスを用いて廃棄物を燃焼する炉であり、燃焼中の期間により、燃料ガスと廃棄物の少なくとも1つが燃焼される炉の状態変数の測定値と現在の燃料ガスの投入量とを取得する機能と、取得された前記測定値と前記投入量とに対応する目的変数を調整目標に調整するための前記燃料ガスの推奨投入量を、当該目的変数の予測値と当該測定値と当該推奨投入量を教師データに用いて学習した学習モデルを用いて決定する機能と、決定された前記推奨投入量を操作画面に提示する機能と、を実現させるためのプログラムである。
In the invention according to
According to the second aspect of the invention, the first learning model used for predicting the predicted value is based on the difference between the number of nozzles used for inputting the waste and the position of the nozzle used for inputting the waste. 2. The information processing method according to
In the invention according to
In the invention according to
In the invention according to
The invention according to
The invention according to
According to an eighth aspect of the invention, an acquisition unit acquires measured values of state variables of a furnace in which at least one of fuel and waste is combusted and the current amount of fuel input, and the acquired measured values and the an information processing apparatus comprising: a determination unit that determines a recommended input amount for adjusting an objective variable corresponding to an input amount to an adjustment target; and a presentation unit that presents the determined recommended input amount on an operation screen. , when the adjustment target is described as a function of a plurality of variables, the input is a predicted value corresponding to the measured values of the plurality of variables, and the recommended input amount for adjusting the predicted value to the adjustment target is output. It is an information processing device that determines the recommended input amount by inputting the predicted value to a third learning model that has learned the relationship of .
According to the ninth aspect of the invention, the computer is provided with a function of acquiring measured values of state variables of a furnace in which at least one of fuel and waste is combusted and the current amount of fuel input, and A program for realizing a function of determining a recommended input amount for adjusting an objective variable corresponding to the input amount to an adjustment target, and a function of presenting the determined recommended input amount on an operation screen. The input amount and the measured value are input, and the output is the predicted value of the objective variable corresponding to the input amount and the measured value for the first learning model that learned the input amount and the measured value to predict the predicted value of the objective variable, input the predicted predicted value of the objective variable and the measured value of the state variable, and adjust the predicted value of the objective variable to the adjustment target. The predicted value and the measured value are input to the second learning model that has learned the relationship of outputting the recommended input amount to determine the recommended input amount, and the fuel and the waste to be input to the reactor are determined. In the program, when a change in combination is detected, the first learning model learned for the combination after the change is used to predict the predicted value of the objective variable.
According to the invention of
The invention according to
According to a twelfth aspect of the invention, the computer is a furnace in which waste is combusted using fuel gas, and the state variable of the furnace in which at least one of the fuel gas and waste is combusted is measured according to the period during combustion. and the current input amount of fuel gas , and set the recommended input amount of fuel gas for adjusting the objective variable corresponding to the obtained measured value and input amount to the adjustment target. is determined using a learning model learned using the predicted value of , the measured value, and the recommended input amount as teacher data, and the determined recommended input amount is presented on an operation screen.
The invention according to
The invention according to
The invention according to
According to the sixteenth aspect of the invention, the state variable is one of flow rate of waste liquid, flow rate of waste oil, flow rate of process exhaust gas, amount of incinerated matter, oxygen concentration in the furnace, temperature in the furnace, and temperature of the furnace wall. 13. The information processing method according to
In the invention according to
The invention according to
In the invention according to
The invention according to
The invention according to
請求項1記載の発明によれば、調整目標の達成に必要な燃料ガスの推奨投入量の決定精度を高めることができる。
請求項2記載の発明によれば、調整目標の達成に必要な燃料ガスの推奨投入量の決定精度を高めることができる。
請求項3記載の発明によれば、学習モデルを用意しなくても調整目標の達成に必要な燃料ガスの推奨投入量の決定精度を高めることができる。
請求項4記載の発明によれば、検索キーに対応する運転データが存在しなくても調整目標の達成に必要な燃料ガスの推奨投入量を決定できる。
請求項5記載の発明によれば、調整目標が複数の目的変数の関数として記述される場合でも調整目標の達成に必要な燃料ガスの推奨投入量を決定できる。
請求項6記載の発明によれば、調整目標の達成に必要な燃料ガスの推奨投入量の決定精度を高めることができる。
請求項7記載の発明によれば、学習モデルを用意しなくても調整目標の達成に必要な燃料ガスの推奨投入量の決定精度を高めることができる。
請求項8記載の発明によれば、調整目標が複数の目的変数の関数として記述される場合でも調整目標の達成に必要な燃料ガスの推奨投入量を決定できる。
請求項9記載の発明によれば、調整目標の達成に必要な燃料ガスの推奨投入量の決定精度を高めることができる。
請求項10記載の発明によれば、学習モデルを用意しなくても調整目標の達成に必要な燃料ガスの推奨投入量の決定精度を高めることができる。
請求項11記載の発明によれば、調整目標が複数の目的変数の関数として記述される場合でも調整目標の達成に必要な燃料ガスの推奨投入量を決定できる。
請求項12記載の発明によれば、調整目標の達成に必要な燃料ガスの推奨投入量を提示できる。
請求項13記載の発明によれば、調整目標の達成に必要な燃料ガスの推奨投入量に加え、現在の炉の状態の確認を可能にできる。
請求項14記載の発明によれば、調整結果の事前の確認を可能にできる。
請求項15記載の発明によれば、調整目標の達成に必要な燃料ガスの推奨投入量の決定精度を高めることができる。
請求項16記載の発明によれば、調整目標の達成に必要な燃料ガスの推奨投入量の決定精度を高めることができる。
請求項17記載の発明によれば、調整目標の達成に必要な燃料ガスの推奨投入量の決定精度を高めることができる。
請求項18記載の発明によれば、調整目標の達成に必要な燃料ガスの投入を自動的に制御できる。
請求項19記載の発明によれば、調整目標の達成に必要な燃料ガスの推奨投入量の決定精度を高めることができる。
請求項20記載の発明によれば、調整目標の達成に必要な燃料ガスの推奨投入量を提示できる。
請求項21記載の発明によれば、調整目標の達成に必要な燃料ガスの推奨投入量を提示できる。
According to the first aspect of the invention, it is possible to improve the accuracy of determination of the recommended input amount of fuel gas required to achieve the adjustment target.
According to the second aspect of the invention, it is possible to improve the accuracy of determination of the recommended input amount of fuel gas required to achieve the adjustment target.
According to the third aspect of the invention, it is possible to improve the accuracy of determining the recommended input amount of fuel gas required to achieve the adjustment target without preparing a learning model.
According to the fourth aspect of the invention, it is possible to determine the recommended injection amount of fuel gas required to achieve the adjustment target even if there is no operation data corresponding to the search key.
According to the fifth aspect of the invention, even when the adjustment target is described as a function of a plurality of objective variables, it is possible to determine the recommended injection amount of fuel gas required to achieve the adjustment target.
According to the sixth aspect of the invention, it is possible to improve the accuracy of determination of the recommended input amount of fuel gas required to achieve the adjustment target.
According to the seventh aspect of the invention, it is possible to improve the accuracy of determining the recommended input amount of fuel gas required to achieve the adjustment target without preparing a learning model.
According to the eighth aspect of the invention, even if the adjustment target is described as a function of a plurality of objective variables, it is possible to determine the recommended injection amount of fuel gas required to achieve the adjustment target.
According to the ninth aspect of the invention, it is possible to improve the accuracy of determination of the recommended input amount of fuel gas required to achieve the adjustment target.
According to the tenth aspect of the invention, it is possible to improve the accuracy of determining the recommended input amount of fuel gas required to achieve the adjustment target without preparing a learning model.
According to the eleventh aspect of the invention, even when the adjustment target is described as a function of a plurality of objective variables, it is possible to determine the recommended injection amount of fuel gas required to achieve the adjustment target.
According to the twelfth aspect of the invention, it is possible to present the recommended input amount of fuel gas required to achieve the adjustment target.
According to the thirteenth aspect of the present invention, it is possible to check the current state of the furnace in addition to the recommended input amount of fuel gas required to achieve the adjustment target.
According to the fourteenth aspect of the invention, it is possible to confirm the result of adjustment in advance.
According to the fifteenth aspect of the invention, it is possible to improve the accuracy of determining the recommended input amount of fuel gas required to achieve the adjustment target.
According to the sixteenth aspect of the invention, it is possible to improve the accuracy of determining the recommended input amount of fuel gas required to achieve the adjustment target.
According to the seventeenth aspect of the invention, it is possible to improve the accuracy of determining the recommended input amount of fuel gas required to achieve the adjustment target.
According to the eighteenth aspect of the invention, it is possible to automatically control the injection of the fuel gas required to achieve the adjustment target.
According to the nineteenth aspect of the invention, it is possible to improve the accuracy of determining the recommended input amount of fuel gas required to achieve the adjustment target.
According to the twentieth aspect of the invention , it is possible to present the recommended input amount of fuel gas required to achieve the adjustment target.
According to the twenty-first aspect of the invention, it is possible to present the recommended input amount of fuel gas required to achieve the adjustment target.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
<実施の形態1>
<システム構成>
本実施の形態では、廃棄物を燃焼する燃焼炉について説明する。特に、排出源の都合で廃棄物の投入量や投入される廃棄物の種類の組み合わせや比率が時々刻々と変化する燃焼炉について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<
<System configuration>
In this embodiment, a combustion furnace for burning waste will be described. In particular, a combustion furnace in which the input amount of waste and the combination and ratio of the types of waste to be input change from moment to moment according to the convenience of the emission source will be described.
この種の燃焼炉は、炉内の状態が時々刻々と変化する。このため、燃焼炉から排出される排出ガス等の予測が、廃棄物の投入量などが一定に制御される燃焼炉に比して格段に難しい。もちろん、燃焼炉から排出される排出ガスの濃度等は測定により確かめることはできるが、測定値に基づく調整は後追いの調整となる上に、調整の結果を事前に予測できない。このため、調整は試行錯誤的にならざるを得ない。しかも、炉内の状態は時々刻々と変化するので、過去の調整の結果を参考に次の調整の内容を確定的に決定することも難しい。 In this type of combustion furnace, the state inside the furnace changes from moment to moment. For this reason, it is much more difficult to predict the exhaust gas and the like discharged from the combustion furnace than in the case of the combustion furnace in which the amount of waste input is controlled to be constant. Of course, the concentration of the exhaust gas discharged from the combustion furnace can be confirmed by measurement, but adjustment based on the measured value is a follow-up adjustment, and the result of the adjustment cannot be predicted in advance. For this reason, adjustments must be made on a trial-and-error basis. Moreover, since the conditions inside the furnace change from moment to moment, it is difficult to determine the details of the next adjustment with reference to the results of past adjustments.
このように、排出源の都合で廃棄物の投入量や投入される廃棄物の種類の組み合わせや比率が時々刻々と変化する燃焼炉の燃焼状態を、調整目標が実現されるように調整することは難しい。
そこで、本実施の形態では、炉内の状態が時々刻々と変化する燃焼炉であっても、調整目標の達成に必要な燃料ガスの最適な投入量等を提示可能な仕組みについて説明する。
In this way, it is necessary to adjust the combustion state of the combustion furnace in which the amount of waste input and the combination and ratio of types of waste to be input change from moment to moment depending on the emission source, so as to achieve the adjustment target. is difficult.
Therefore, in the present embodiment, even in a combustion furnace in which the state inside the furnace changes from moment to moment, a mechanism will be described that can present the optimum input amount of the fuel gas required to achieve the adjustment target and the like.
<調整目標の例>
本実施の形態で想定する燃焼炉の調整目標は、事業者により様々である。以下に代表的な調整目標を例示する。
(1)調整目標1:
燃焼炉から排出される特定ガスの濃度を最小化する。調整目標は、各時点における燃焼環境での最小化であり、最小濃度が事前に与えられるとは限らない。
なお、本実施の形態では、燃焼炉から排出される排出ガスに含まれる特定のガスを「特定ガス」という。ここでの特定ガスには、例えばCO、CO2、NOx、SOx、煤塵、ダイオキシン、未燃焼の燃料ガス、温室効果ガス、炭化水素ガス等がある。
<Example of adjustment target>
The adjustment target of the combustion furnace assumed in this embodiment varies depending on the operator. Examples of typical adjustment targets are shown below.
(1) Adjustment target 1:
Minimize the concentration of specific gases discharged from the combustion furnace. The adjustment goal is to minimize the combustion environment at each point in time, and the minimum concentration is not always given in advance.
In this embodiment, the specific gas contained in the exhaust gas discharged from the combustion furnace is called "specific gas". The specific gas here includes, for example, CO, CO2 , NOx , SOx , dust, dioxin, unburned fuel gas, greenhouse gas, hydrocarbon gas, and the like.
(2)調整目標2:
炉内温度を目標温度に制御する。炉内の温度は、炉内で燃焼される物質の投入量が時々刻々と変化する燃焼炉でも、炉内の温度を目標温度に保ちたい場合がある。ここでの目標温度は、例えば500℃のように特定の温度値として指定される場合もあれば、500℃~600℃のように幅を有する場合もある。
(3)調整目標3:
投入する燃料ガスを最小化する。なお、廃棄物等の投入量が異なれば燃焼に必要な燃料ガスの投入量も異なるため、最小投入量が事前に与えられるとは限らない。例えば燃料コストの最小化を優先する場合には、このような調整が必要になる。ここでの燃料ガスには、例えば都市ガス、アンモニアと水素の混合ガス等がある。
(2) Adjustment target 2:
Control the furnace temperature to the target temperature. As for the temperature inside the furnace, there are cases where it is desired to maintain the temperature inside the furnace at a target temperature even in a combustion furnace in which the amount of material to be burned in the furnace changes from moment to moment. The target temperature here may be designated as a specific temperature value such as 500.degree. C., or may have a range such as 500.degree.
(3) Adjustment target 3:
Minimize fuel gas input. It should be noted that the minimum input amount is not necessarily given in advance because the input amount of fuel gas required for combustion differs if the input amount of wastes or the like is different. Such adjustments are necessary, for example, when minimizing fuel costs is a priority. The fuel gas here includes, for example, city gas, mixed gas of ammonia and hydrogen, and the like.
(4)調整目標4:
燃焼炉の燃焼効率を最大化する。燃焼効率の最大化は、燃料コストの削減や有害な排出ガスの削減にも有効である。
(5)調整目標5:
火炎輻射を改善する。被加熱物を間接加熱する用途の燃焼炉では、火炎輻射の改善が求められる。
このように、代表例だけでも5つの調整目標があるが、以下では、調整目標1の観点から実施の形態を説明する。
(4) Adjustment target 4:
Maximize the combustion efficiency of the combustion furnace. Maximizing combustion efficiency also helps reduce fuel costs and harmful emissions.
(5) Adjustment target 5:
Improves flame radiation. In a combustion furnace for indirectly heating an object to be heated, improvement in flame radiation is required.
In this way, there are five adjustment targets in the representative example alone, but the embodiment will be described from the viewpoint of
図1は、実施の形態1で想定する燃焼炉システム1の概念構成を説明する図である。
図1の場合、破線で示す大枠が、燃焼炉10と監視室とが設置される建屋や敷地の外縁を表している。監視室には、情報提示装置20とモニタ30が配置されている。
図1では、燃焼炉10を1つのみ表しているが、建屋や敷地内の燃焼炉10を1つに限る意図ではない。また、図1では、情報提示装置20とモニタ30が各1つであるが、それぞれ複数でもよい。
FIG. 1 is a diagram illustrating a conceptual configuration of a
In the case of FIG. 1, the outline indicated by the dashed line represents the outer edge of the building or site where the
Although FIG. 1 shows only one
図1に示す燃焼炉10には、被燃焼物として、廃棄物(例えばプロセス排ガス、廃油、廃液)、燃料ガス(都市ガス、空気)が投入され、燃焼反応の結果物として排出ガスが排出される。
都市ガスと空気は、廃棄物を燃焼するための燃料である。都市ガスは、例えばメタンを主成分とする天然ガスである。
In the
City gas and air are fuels for burning waste. City gas is, for example, natural gas whose main component is methane.
なお、都市ガスに代えて、例えばプロパンやブタンを主成分とする液化石油ガス(いわゆるLPG)を投入してもよい。都市ガスとLPGは、炭化水素系燃料の代表例である。
この他、燃料ガスとして、アンモニアガス、アンモニアと都市ガスの混合ガス、アンモニアと水素の混合ガス等を燃焼炉10に投入してもよい。
なお、都市ガスの流量QN[Nm3/h]と空気の流量QA[Nm3/h]は、制御変数の一例である。
Instead of city gas, for example, liquefied petroleum gas (so-called LPG) containing propane or butane as a main component may be introduced. City gas and LPG are representative examples of hydrocarbon fuels.
In addition, ammonia gas, a mixed gas of ammonia and city gas, a mixed gas of ammonia and hydrogen, or the like may be fed into the
The city gas flow rate Q N [Nm 3 /h] and the air flow rate Q A [Nm 3 /h] are examples of control variables.
廃棄物は、製造プロセスや化学反応プロセスの副産物であり、廃棄の対象となる物質をいう。廃棄物は、気体として排出される場合もあれば、液体として排出される場合もあれば、固体として排出される場合もある。
気体としての廃棄物の代表例には、プロセス排ガスがある。液体としての廃棄物の代表例には、廃油や廃液がある。
Waste refers to substances that are by-products of manufacturing processes and chemical reaction processes and that are subject to disposal. Waste may be discharged as a gas, as a liquid, or as a solid.
A representative example of waste as a gas is process exhaust gas. Typical examples of liquid waste include waste oil and waste liquid.
廃油は油分を含む液体をいう。
廃液は、各プロセスから回収される液体である。本実施の形態では、油分を含まない液体を廃液という。廃液には、冷却や洗浄に使用した後の汚染水の他、有機系の液体等がある。また、複数のプロセスで個別から排出された液体の混合液を含む。
本実施の形態では、燃焼炉10で燃焼される液体を総称して「廃液」と呼ぶこともある。この意味での廃液には、油分を含む液体も含まれる。
固体としての廃棄物には、ゴミ、削りカス、切れ端などがある。
Waste oil refers to a liquid containing oil.
Wastewater is the liquid recovered from each process. In the present embodiment, liquid that does not contain oil is referred to as waste liquid. The waste liquid includes contaminated water after being used for cooling and cleaning, as well as organic liquids and the like. It also includes mixtures of liquids discharged from multiple processes separately.
In this embodiment, the liquid combusted in the
Solid waste includes dust, shavings, scraps, and the like.
なお、プロセス排ガスの流量Qp[Nm3/h]、廃油の流量QH[Nm3/h]、廃液の流量QD[Nm3/h]、炉内の酸素濃度XO[%]、炉内の温度T[℃]、炉壁の温度T[℃]は、炉の状態を表す変数(すなわち「状態変数」)の一例である。ここでの状態変数は、特許請求の範囲における「状態情報」の一例である。
因みに、状態変数としての廃棄物の重さは[ton/h]で表される。
各流量は流量計により、酸素濃度は酸素濃度計により、温度は温度センサにより、重さは重量計により、それぞれリアルタイムで測定される。
In addition, the flow rate of process exhaust gas Qp [Nm 3 /h], the flow rate of waste oil QH [Nm 3 /h], the flow rate of waste liquid QD [Nm 3 /h], the oxygen concentration in the furnace X O [%], the furnace The internal temperature T [°C] and the furnace wall temperature T [°C] are examples of variables representing the state of the furnace (that is, “state variables”). The state variable here is an example of "state information" in the claims.
Incidentally, the weight of waste as a state variable is represented by [ton/h].
Each flow rate is measured in real time by a flow meter, oxygen concentration by an oxygen concentration meter, temperature by a temperature sensor, and weight by a weight scale.
排出ガスは、燃焼炉10で燃焼される物質によって異なるが、例えばCO、CO2、NOx、SOx、煤塵、ダイオキシン、未燃焼の燃料ガス、温室効果ガス、炭化水素ガス等である。
この他、燃焼反応の結果を表す情報には、火炎輻射量[W/m2]、被加熱物の表面温度T[℃]もある。例えば排出ガスの濃度、火炎輻射量、被加熱物の表面温度は、目的変数の一例である。この他、目的変数には、被加熱効率[%]もある。
Exhaust gas varies depending on the substance burned in the
In addition, the information representing the results of the combustion reaction includes the amount of flame radiation [W/m 2 ] and the surface temperature T [°C] of the object to be heated. For example, the concentration of exhaust gas, the amount of flame radiation, and the surface temperature of the object to be heated are examples of objective variables. In addition, the objective variable includes the heating efficiency [%].
濃度は濃度計により、火炎輻射量と被加熱効率は計算により、表面温度は温度センサにより、それぞれリアルタイムで測定される。被加熱効率は、例えば燃焼炉10に投入された熱量と被加熱物の表面温度を用いて計算される。
もっとも、本実施の形態で想定する燃焼炉10に限ると、被加熱物は存在しない。このため、被加熱物の表面温度の測定は、燃焼炉10を加熱炉又は溶融炉として使用する場合に実行する。被加熱物には、例えばガラス、鉄、酸化アルミニウム、灰がある。
Concentration is measured in real time by a densitometer, flame radiation and heating efficiency are calculated, and surface temperature is measured by a temperature sensor. The heating efficiency is calculated using, for example, the amount of heat input to the
However, as far as the
<装置構成>
図2は、実施の形態1で使用する情報提示装置20の構成例を説明する図である。情報提示装置20は、「情報処理装置」の一例である。
情報提示装置20は、装置全体の動作を制御するプロセッサ201と、BIOS等が記録されたROM202と、プロセッサ201のワークエリアとして用いられるRAM203と、各種のデータを記録する補助記憶装置204と、モニタ30(図1参照)や不図示の入力デバイス(例えばキーボード、マウス)との接続に使用するI/Oインタフェース205と、燃焼炉10(図1参照)の各部に設置されたセンサと通信する通信インタフェース206とを有している。なお、プロセッサ201と他の処理部は、バスその他の信号線207を通じて相互に接続されている。
<Device configuration>
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the
The
プロセッサ201と、ROM202と、RAM203は、いわゆるコンピュータとして機能する。すなわち、情報提示装置20は、例えばサーバ、デスクトップ型のコンピュータ、ノート型のコンピュータで構成される。
プロセッサ201は、プログラムの実行を通じて各種の機能を実現する。
The
The
本実施の形態では、プログラムの1つとして、制御変数と、状態情報と、目的変数の各測定値を教師データとして使用して、制御変数と状態情報を入力として与えた場合に目的変数の予測値を出力する予測モデルを生成するプログラムを想定する。
他のプログラムの1つとして、燃焼炉10の各部に設けたセンサから取得される制御変数と状態情報の各測定値を予測モデルに入力して、目的変数の予測値を出力するプログラムを想定する。
In this embodiment, as one of the programs, each measured value of the control variable, the state information, and the objective variable is used as teacher data, and the objective variable is predicted when the control variable and the status information are given as inputs. Consider a program that generates a predictive model that outputs values.
As one of the other programs, a program is assumed in which measured values of control variables and state information acquired from sensors provided in each part of the
他のプログラムの1つとして、制御変数と、状態情報と、目的変数の各測定値を教師データとして使用して、状態情報と目的変数を入力として与えた場合に目的変数を調整目標に調整する制御変数の推奨値を出力する制御モデルを生成するプログラムを想定する。
他のプログラムの1つとして、燃焼炉10の各部に設けたセンサから取得される状態情報と目的変数の各測定値を制御モデルに入力して、制御変数の推奨値を出力するプログラムを想定する。
As one of the other programs, each measured value of the control variable, the state information, and the objective variable is used as teacher data, and the objective variable is adjusted to the adjustment target when the state information and the objective variable are given as inputs. Consider a program that generates a control model that outputs recommended values for control variables.
As one of the other programs, it is assumed that the state information obtained from the sensors provided in each part of the
補助記憶装置204は、例えばハードディスク装置や半導体メモリである。本実施の形態における補助記憶装置204には、予測モデル204Aと制御モデル204Bが記憶される。
予測モデル204Aは、制御変数の測定値と状態変数の測定値を入力すると、目的変数の予測値を出力とする入出力関係を学習した学習モデルである。この予測モデル204Aは、特許請求の範囲における「第1学習モデル」の一例である。
The
The
制御モデル204Bは、目的変数の予測値と状態変数の測定値を入力すると、調整目標を実現する制御変数の推奨値を出力する入出力関係を学習した学習モデルである。この制御モデル204Bは、特許請求の範囲における「第2学習モデル」の一例である。
本実施の形態における予測モデル204Aと制御モデル204Bは、実施の形態に係るプログラムの提供者等により事前に用意される。
本実施の形態における情報提示装置20は、これらの学習モデルを使用し、制御変数としての燃料ガスの推奨値をモニタ30に提示する。
The
<情報提示装置の機能構成>
図3は、実施の形態1で使用する情報提示装置20の機能構成例を説明する図である。
プロセッサ201(図2参照)は、プログラムの実行を通じ、測定データ取得部211と、投入量決定部212と、投入量提示部213として機能する。
測定データ取得部211は、燃焼炉10(図1参照)の各部に設置されたセンサから測定データを取得する機能部である。
<Functional configuration of information presentation device>
FIG. 3 is a diagram illustrating a functional configuration example of the
The processor 201 (see FIG. 2) functions as a measurement
The measurement
本実施の形態では、測定データとして、状態情報の測定値と現在の燃料ガスの投入量を取得する。ここでの状態情報は、廃液の流量、廃油の流量、被焼却物の量、プロセス排ガスの流量、炉内の温度、炉壁の温度、炉内の酸素濃度である。また、燃料ガスの投入量は、都市ガスの流量、空気の流量である。
ここでの測定データ取得部211は、特許請求の範囲における「取得部」の一例である。
In this embodiment, the measured value of the state information and the current fuel gas input amount are acquired as the measured data. The state information here includes the flow rate of waste liquid, the flow rate of waste oil, the amount of incinerated matter, the flow rate of process exhaust gas, the temperature inside the furnace, the temperature of the furnace wall, and the oxygen concentration inside the furnace. In addition, the input amount of fuel gas is the flow rate of city gas and the flow rate of air.
The measurement
投入量決定部212は、状態情報の測定値と燃料ガスの投入量に対応する目的変数を調整目標に調整するために推奨される燃料ガスの投入量(すなわち推奨投入量)を決定する機能部である。
ここでの投入量決定部212は、特許請求の範囲における「決定部」の一例である。
図4は、実施の形態1で使用する投入量決定部212の処理内容を説明する図である。
図4に示すように、投入量決定部212は、現在の燃焼環境における目的変数の予測値を予測する目的変数予測部212Aと、目的変数の予測値と状態変数の測定値を用いて調整目標を実現するための制御変数の推奨値を決定する制御変数決定部212Bとで構成される。
The input
The input
FIG. 4 is a diagram for explaining the processing contents of the input
As shown in FIG. 4, the input
目的変数予測部212Aは、制御変数の測定値と状態変数の測定値を予測モデル204Aに入力し、予測モデル204Aから目的変数の予測値を得る。
制御変数決定部212Bは、目的変数の予測値と状態変数の測定値を制御モデル204Bに入力し、制御モデル204Bから制御変数の推奨値を得る。
The objective
The control
図3の説明に戻る。
投入量提示部213は、投入量決定部212で決定された制御変数の推奨値をモニタ30(図1参照)等を通じて提示する機能部である。
ここでの投入量提示部213は、特許請求の範囲における「提示部」の一例である。
Returning to the description of FIG.
The input
The input
<学習モデルの生成>
参考までに、前述した予測モデル204Aと制御モデル204Bの生成手法について説明する。
<Generation of learning model>
For reference, a method for generating the
<生成手法1>
図5は、排出ガスの濃度を予測値とする学習モデル(予測モデル204A、制御モデル204B)の生成手順を説明するフローチャートである。図中に示す記号のSはステップを意味する。
図5に示す処理動作は、予測モデル204Aの生成にも、制御モデル204Bの生成にも使用される。なお、図5に示す生成手順は、情報提示装置20が、学習モデルも生成する場合について説明する。
<
FIG. 5 is a flowchart for explaining a procedure for generating a learning model (
The processing operations illustrated in FIG. 5 are used to generate both
まず、プロセッサ201は、教師データを取得する(ステップ1)。ここでの教師データは、制御変数としての燃料(例えば都市ガスと空気)の投入量と、炉の状態情報(例えば廃液の流量、プロセス排ガスの流量、炉内の温度、炉壁の温度)と、投入量と状態情報に対応する目的変数(例えば排出ガスの濃度)の測定値である。
First, the
次に、プロセッサ201は、教師データを学習する(ステップ2)。
予測モデル204Aの場合、プロセッサ201は、制御変数と炉の状態情報を入力層に入力すると、出力層から目的変数の予測値が出力されように中間層のパラメータの学習を進める。
Next,
In the case of the
制御モデル204Bの場合、プロセッサ201は、目的変数と炉の状態情報を入力層に入力すると、出力層から制御変数の推奨値が出力されように中間層のパラメータの学習を進める。
ここでの推奨値は、調整目標に応じて決定される。例えば燃焼炉10から排出される排出ガスの濃度(目的変数)の最小化を目的とする場合、現在の状態変数に合致する複数の教師データのうちで排出ガスの濃度が最小になる制御変数の値が出力層から出力されるように中間層のパラメータの学習を進める。
In the case of the
The recommended value here is determined according to the adjustment target. For example, when the purpose is to minimize the concentration (objective variable) of the exhaust gas discharged from the
1つの教師データについて学習が実行されると、プロセッサ201は、未処理の教師データがあるか否かを判定する(ステップ3)。
未処理の教師データがある場合、ステップ3で肯定結果が得られる。この場合、プロセッサ201は、ステップ1に戻り、未処理の教師データの1つが学習用に選択される。
なお、未処理の教師データがない場合、ステップ3で否定結果が得られる。この場合、プロセッサ201は、予測モデル204Aの生成処理を終了する。この結果、都市ガスの流量、空気の流量、廃液の流量、プロセス排ガスの流量、炉内の温度、炉壁の温度を入力とし、排出ガスの濃度の予測値を出力とする予測モデル204Aが生成される。
After learning is performed for one teacher data, the
A positive result is obtained in
If there is no unprocessed teacher data, a negative result is obtained in
<生成手法2>
学習モデルの学習精度を上げるには、多くのサンプルを必要とする。しかし、大量のサンプルの収集には時間を要する。
そこで、生成手法2では、限られたサンプルを用いて予測モデルの学習精度を上げる手法として勾配ブースティング決定木(GBDT:Gradient Boosting Decision Tree)を適用する。
<
Many samples are required to improve the learning accuracy of the learning model. However, collecting a large number of samples is time consuming.
Therefore, in
図6は、勾配ブースティング決定木による学習モデルの修正方法を説明する図である。
図6では、数字の1、2、3…Mの順番に学習モデルの修正が進行する。
図6に示すように、目的変数(排出ガスの濃度)とそれまでに作成した学習モデルによる予測値との差を学習し、差が小さくなるまで逐次的に学習モデルが追加される。
図7は、学習モデルの生成手順を説明するフローチャートである。図7には、図5との対応部分に対応する符号を付して示している。
FIG. 6 is a diagram explaining a method of correcting a learning model using a gradient boosting decision tree.
In FIG. 6, the correction of the learning model proceeds in the order of
As shown in FIG. 6, the difference between the objective variable (concentration of exhaust gas) and the predicted value by the learning model created so far is learned, and the learning model is sequentially added until the difference becomes small.
FIG. 7 is a flowchart for explaining the procedure for generating a learning model. In FIG. 7, parts corresponding to those in FIG. 5 are shown with reference numerals.
まず、プロセッサ201は、教師データを取得すると(ステップ1)、取得した教師データを学習する(ステップ2)。ここでの教師データは、学習の対象とする学習モデルに応じて異なる。
1つの教師データについて学習が実行されると、プロセッサ201は、未処理の教師データがあるか否かを判定する(ステップ3)。
未処理の教師データがある場合、ステップ3で肯定結果が得られる。この場合、プロセッサ201は、ステップ1に戻る。
First,
After learning is performed for one teacher data, the
A positive result is obtained in
なお、未処理の教師データがない場合、ステップ3で否定結果が得られる。この場合、プロセッサ201は、学習モデルの出力値と正解値との差を算出する(ステップ4)。ここでの正解値は、出力値に対応する測定データである。
次に、プロセッサ201は、差が閾値以下か否かを判定する(ステップ5)。
If there is no unprocessed teacher data, a negative result is obtained in
差が閾値より大きい場合、ステップ5で否定結果が得られる。この場合、プロセッサ201は、差に学習率を乗算して学習モデルの出力値を修正する(ステップ6)。学習モデルの修正後、プロセッサ201は、ステップ4に戻る。この処理は、ステップ5で肯定結果が得られるまで繰り返される。
差が閾値以下の場合、ステップ5で肯定結果が得られる。この場合、プロセッサ201は、学習モデルの生成処理を終了する。この結果、サンプル数が少なくても、出力値の精度が高い学習モデルが生成される。
If the difference is greater than the threshold,
A positive result is obtained in
<生成手法3>
生成手法2の場合、勾配ブースティング決定木による学習モデルの修正により、教師データのサンプル数が少なくても精度の高い学習モデルを得ているが、生成手法3では、補間処理を用いて教師データのサンプル数を事前に増加させる。
図8は、補間演算により生成した教師データを用いた学習モデルの修正方法を説明するフローチャートである。図8には、図5との対応部分に対応する符号を付して示している。
<
In the case of
FIG. 8 is a flowchart for explaining a method of correcting a learning model using teacher data generated by interpolation calculation. In FIG. 8, parts corresponding to those in FIG. 5 are shown with reference numerals corresponding thereto.
まず、プロセッサ201は、実測値を取得すると(ステップ11)、取得した実測値を用いて教師データを生成する(ステップ12)。
図9は、教師データの生成方法を説明する図である。(A)は線形補間を用いて教師データのサンプル数を増加させる方法を示し、(B)は多項式又は回帰モデルを用いて教師データのサンプル数を増加させる方法を示す。
図9では、説明の都合上、縦軸を特定ガスの濃度で表し、横軸を都市ガスの投入量で表している。図9の場合、特定ガスの濃度と都市ガスの投入量についてサンプル数を増やすことが目的である。
First, when the
FIG. 9 is a diagram for explaining a method of generating teacher data. (A) shows a method of increasing the number of teacher data samples using linear interpolation, and (B) shows a method of increasing the number of teacher data samples using a polynomial or regression model.
In FIG. 9, for convenience of explanation, the vertical axis represents the concentration of the specific gas, and the horizontal axis represents the input amount of city gas. In the case of FIG. 9, the purpose is to increase the number of samples for the concentration of the specific gas and the input amount of city gas.
図9(A)では、線形補間により2つの実測値の中間点を補完値として算出しているが、2つの実測値の間に2つ以上の補完値を算出してもよい。
図9(B)では、実測値を通る関数を定義し、2つの実測値の中間点を補完値として算出しているが、やはり2つの実測値の間に2つ以上の補完値を算出してもよい。
教師データとして使用する補完値の生成が終了すると、図5で説明した生成手法1と同じ処理が実行される。
In FIG. 9A, the midpoint between the two measured values is calculated as the complementary value by linear interpolation, but two or more complementary values may be calculated between the two measured values.
In FIG. 9B, a function passing through the measured values is defined, and the midpoint between the two measured values is calculated as the complementary value. may
When the generation of complement values used as teacher data is completed, the same processing as
<推奨値の提示動作>
続いて、実施の形態1で使用する情報提示装置20による推奨値の提示動作を説明する。以下では、提示動作例を2つ説明する。
<Recommended value presentation operation>
Next, the recommended value presentation operation by the
<作業者への推奨値の提示により処理が終了する場合>
図10は、調整目標を実現する燃料ガスの推奨値の提示動作例を説明するフローチャートである。なお、図10に示す処理動作は、プロセッサ201によるプログラムの実行を通じて実現される。この処理動作は、情報処理方法の一例である。
まず、プロセッサ201は、燃焼炉10の各部に設置されているセンサから測定データを取得する(ステップ21)。ここでの測定データは、例えば制御変数(燃料ガスの投入量)と状態変数(廃棄物の投入量等)のリアルタイム値である。
<When the process ends by presenting the recommended values to the worker>
FIG. 10 is a flow chart for explaining an example of an operation for presenting a recommended fuel gas value that achieves an adjustment target. It should be noted that the processing operations shown in FIG. 10 are realized through execution of a program by the
First, the
次に、プロセッサ201は、測定データを予測モデル204A(図2参照)に入力して目的変数の予測値を予測する(ステップ22)。ここでの目的変数は、例えば燃焼炉10から排出される特定ガスの濃度のリアルタイム値である。
続いて、プロセッサ201は、目的変数の予測値と状態変数の測定値を制御モデル204B(図2参照)に入力して燃料ガスの投入量を決定する(ステップ23)。
Next,
Subsequently, the
その後、プロセッサ201は、決定された燃料ガスの投入量を操作画面に提示する(ステップ24)。ここでの投入量は推奨値である。操作画面は、モニタ30(図1参照)に表示される。
燃焼炉10の作業者は、操作画面に提示された燃料ガスの投入量に基づいて、燃料ガスの供給バルブの開度を手作業で調整する。
この処理動作は、燃焼炉10に設置されている供給バルブがリモート制御に対応していない場合に使用される。
After that, the
The operator of the
This processing operation is used when the supply valve installed in the
<推奨値に基づく自動制御で処理が終了する場合>
図11は、調整目標を実現する燃料ガスの推奨値の他の提示動作例を説明するフローチャートである。図11には、図10との対応部分に対応する符号を付して示している。
図11に示す処理動作も、プロセッサ201によるプログラムの実行を通じて実現される。
図11に示す処理動作のうちステップ24までの処理動作は、図10に示した処理動作と同じである。
<When processing ends with automatic control based on recommended values>
FIG. 11 is a flowchart for explaining another example of the operation of presenting the recommended value of the fuel gas that achieves the adjustment target. In FIG. 11, the parts corresponding to those in FIG. 10 are indicated by the reference numerals.
The processing operations shown in FIG. 11 are also realized through execution of the program by the
Among the processing operations shown in FIG. 11, the processing operations up to step 24 are the same as the processing operations shown in FIG.
図11に示す処理動作の場合、プロセッサ201は、ステップ24の実行後に、決定された燃料ガスの投入量に応じて燃料ガスの供給バルブの開度を自動調整する(ステップ25)。ここでの自動調整は、都市ガスや空気の供給バルブが電動バルブであり、加えて、情報提示装置20と電動バルブとの間で通信が可能な場合に実行される。なお、供給バルブとの通信が不良な場合でも、ステップ24で提示された投入量を確認した作業者は、燃焼炉10に対する調整を継続することが可能である。
一方で、供給バルブの開度を自動調整する場合には、ステップ24をスキップ可能としてもよい。ステップ24をスキップする場合でも、作業者が指示した場合には、いつでも推奨される投入量がモニタ30に表示される仕組みを採用する。
In the case of the processing operation shown in FIG. 11, the
On the other hand, when automatically adjusting the opening of the supply valve,
<作業画面例>
以下では、調整目的に応じた作業画面例を説明する。なお、作業画面に表示される燃料ガスの投入量の推奨値の提示には、調整目的に応じて学習された予測モデル204A(図2参照)と制御モデル204B(図2参照)が使用される。
<Work screen example>
Examples of work screens corresponding to the purpose of adjustment will be described below. In addition, the
<画面例1>
図12は、調整目標がCO濃度の最小化である場合の燃料ガスの推奨投入量を提示する画面例である。図12に示す画面例は、モニタ30に表示される。
図12に示す画面は、燃焼環境欄301Aと、推奨制御値欄302Aと、制御結果提示欄303Aで構成されている。
<Screen example 1>
FIG. 12 is an example of a screen presenting a recommended input amount of fuel gas when the adjustment target is to minimize the CO concentration. A screen example shown in FIG. 12 is displayed on the
The screen shown in FIG. 12 is composed of a
燃焼環境欄301Aには、状態変数の測定値が表示されている。
推奨制御値欄302Aには、現在の燃焼環境の下で排出されるCOの濃度を最小化するための都市ガスの流量と空気の流量とが表示されている。
制御結果提示欄303Aには、燃料ガスの流量を制御すると、CO濃度が推定で4[ppm]になることが表示されている。このように制御後の推定値が表示されることで、作業者は、現在の燃焼環境下での最適解を具体的に知ることができる。
Measured values of state variables are displayed in the
The recommended
The control
<画面例2>
図13は、調整目標が炉内温度の調整である場合の燃料ガスの推奨投入量を提示する画面例である。図13に示す画面例も、モニタ30に表示される。
図13に示す画面は、燃焼環境欄301Bと、推奨制御値欄302Bと、制御結果提示欄303Bで構成されている。
図13の場合、制御結果提示欄303Bには、燃料ガスの流量を制御した後の炉内温度が推定で800℃になることが表示されている。
<Screen example 2>
FIG. 13 is an example of a screen that presents a recommended input amount of fuel gas when the adjustment target is adjustment of the in-furnace temperature. The screen example shown in FIG. 13 is also displayed on the
The screen shown in FIG. 13 is composed of a
In the case of FIG. 13, the control
<画面例3>
図14は、調整目標が燃焼炉10に投入する燃料ガスの最小化である場合の燃料ガスの推奨投入量を提示する画面例である。図14に示す画面例も、モニタ30に表示される。
図14に示す画面は、燃焼環境欄301Cと、推奨制御値欄302Cと、制御結果提示欄303Cで構成されている。
図14の場合、制御結果提示欄303Cには、燃料ガスの流量の制御による削減量が推定で0.3Nm3/hになることが表示されている。
<Screen example 3>
FIG. 14 is an example of a screen that presents a recommended input amount of fuel gas when the adjustment target is to minimize the amount of fuel gas that is input to the
The screen shown in FIG. 14 includes a
In the case of FIG. 14, the control
<画面例4>
図15は、調整目標が被加熱効率の最大化である場合の燃料ガスの推奨投入量を提示する画面例である。図15に示す画面例も、モニタ30に表示される。
図15に示す画面は、燃焼環境欄301Dと、推奨制御値欄302Dと、制御結果提示欄303Dで構成されている。
図15の場合、制御結果提示欄303Dには、燃料ガスの流量の制御により被加熱効率が推定で30%になることが表示されている。
<Screen example 4>
FIG. 15 is an example of a screen presenting a recommended input amount of fuel gas when the adjustment target is maximization of heated efficiency. The screen example shown in FIG. 15 is also displayed on the
The screen shown in FIG. 15 is composed of a
In the case of FIG. 15, the control
<画面例5>
図16は、調整目標が火炎輻射の改善である場合の燃料ガスの推奨投入量を提示する画面例である。図16に示す画面例も、モニタ30に表示される。
図16に示す画面は、燃焼環境欄301Eと、推奨制御値欄302Eと、制御結果提示欄303Eで構成されている。
図16の場合、制御結果提示欄303Eには、燃料ガスの流量の制御後の輻射量が推定で50W/m2になることが表示されている。
<Screen example 5>
FIG. 16 is an example of a screen presenting a recommended input amount of fuel gas when the adjustment target is improvement of flame radiation. The screen example shown in FIG. 16 is also displayed on the
The screen shown in FIG. 16 is composed of a
In the case of FIG. 16, the control
<実施の形態1のまとめ>
本実施の形態で説明した情報提示装置20を用いれば、排出源の都合で廃棄物の投入量や投入される廃棄物の種類の組み合わせや比率が時々刻々と変化する燃焼炉10が制御対象である場合にも、任意の調整目標を実現するための制御変数(燃料ガスの流量)の最適値を作業者に提示することが可能になる。
<Summary of
By using the
<実施の形態2>
<原因物質の含有量に着目する学習>
ここでは、調整目標が、燃焼炉10から排出されるCOガスの濃度の最小化である場合について説明する。
燃焼炉10からCOが発生するメカニズムには、以下のメカニズム1及び2が考えられる。
<
<Learning focusing on the content of causative substances>
Here, a case where the adjustment target is minimization of the concentration of CO gas discharged from the
・メカニズム1:
燃焼炉10内に投入される霧状の廃液により火炎が冷却され、CO2を生成する酸化反応が途中で凍結し、COとして排出される。
・メカニズム2:
C分を多く含む廃液が大量に投入された結果、一部のC分が完全燃焼せず、COとして排出される。ここでのC分は、COの原因物質である。
・ Mechanism 1:
The flame is cooled by the atomized waste liquid introduced into the
・Mechanism 2:
As a result of a large amount of waste liquid containing a large amount of carbon being put in, part of the carbon is not completely burned and is discharged as CO. The C content here is the causative substance of CO.
本実施の形態は、メカニズム2に着目する。
廃液全体の投入量は同じでも、C分を多く含む廃液を燃焼する場合と、C分をほとんど含まない廃液を燃焼する場合とでは、燃焼炉10から排出されるCOの濃度が異なる。
そこで、本実施の形態では、廃液等の投入量に加え、排出ガスの原因物資であるC分の濃度や粘度の情報を、予測モデル204Aと制御モデル204Bの学習に使用する。因みに、C分の含有量が多い廃液の粘度は高く、C分の含有量が少ない廃液の粘度は低いので、粘度が分かると、廃液に含まれるC分の含有量を特定することができる。
This embodiment focuses on the
Even if the amount of the entire waste liquid is the same, the concentration of CO discharged from the
Therefore, in the present embodiment, in addition to the input amount of waste liquid and the like, information on the concentration and viscosity of C, which is the causative material of the exhaust gas, is used for learning of the
<学習モデルの生成処理1>
図17は、学習モデル(すなわち予測モデル204A、制御モデル204B)の生成に使用する変数の一例を説明する図である。
なお、燃焼炉10に投入される都市ガスの流量は、バルブ101の開度により調整が可能である。また、燃焼炉10に投入される空気の流量は、バルブ102の開度により調整が可能である。
<Learning
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of variables used to generate a learning model (that is,
It should be noted that the flow rate of city gas introduced into the
因みに、廃液槽103から燃焼炉10には廃液が投入され、生産ライン等104から燃焼炉10には廃液やプロセス排ガスが投入される。そして、これら被燃焼物の燃焼反応の結果物として、燃焼炉10から排出ガスが排出される。
図17の場合、教師データには、廃液等の投入量だけでなく、廃液等に含まれるC分の濃度や粘度の測定値が含まれる。ここでの濃度や粘度の測定値は、リアルタイム値である。
Waste liquid is introduced into the
In the case of FIG. 17, the training data includes not only the input amount of the waste liquid, etc., but also the measured values of the concentration and viscosity of the C component contained in the waste liquid, etc. FIG. The concentration and viscosity measurements here are real-time values.
生成処理1では、各時点で投入される廃液等に含まれるC分の含有量の違いを学習モデルの学習に反映する。
具体的には、COガスの原因物質であるC分の含有量の違い別に教師データを用意し、用意された教師データを用いてC分の含有量別の学習モデルを学習する。このようにC分の含有量別の学習モデルを用意することにより、廃液等の投入量だけに着目する学習モデルよりも、COガスの濃度の予測精度の向上が期待される。その結果、調整目標を実現する燃料ガスの推奨投入量の予測精度の向上が期待される。
In the
Specifically, teacher data is prepared for each content of C, which is a causative substance of CO gas, and learning models for each content of C are learned using the prepared teacher data. By preparing a learning model for each C component content in this way, it is expected that the prediction accuracy of the concentration of CO gas will be improved more than a learning model focusing only on the input amount of waste liquid or the like. As a result, it is expected that the accuracy of predicting the recommended amount of fuel gas to achieve the adjustment target will be improved.
なお、燃焼炉10に投入されるC分の含有量は、時間により変化する場合と時間によらず一定の場合がある。
C分の含有量の時間変化は、例えば排出源単位で廃液に含まれるC分の濃度等が時間で変化する場合に生じる。このようにC分の含有量が時間変化する場合には、各時点におけるC分の含有量に応じて学習モデルを切り替える方が、投入量だけで学習した学習モデルを使用する場合よりも、各時点に排出されるCOガスの濃度の予測精度が向上する。その結果、調整目標を実現する燃料ガスの推奨投入量の予測精度の向上が期待される。
It should be noted that the content of C charged into the
The change in the content of C content over time occurs, for example, when the concentration of C content in the waste liquid changes with time for each discharge source. In this way, when the C content changes over time, it is better to switch the learning model according to the C content at each point than to use the learning model learned only by the input amount. The accuracy of predicting the concentration of CO gas emitted at the time is improved. As a result, it is expected that the accuracy of predicting the recommended amount of fuel gas to achieve the adjustment target will be improved.
C分の濃度等が時間によらず一定の場合でも、C分の含有量がC1の廃液等を燃焼するA社の燃焼炉10と、C分の含有量がC2の廃液等を燃焼するB社の燃焼炉10とでは、廃液等の投入量が同じでもCOガスの濃度は異なる。
そこで、A社の燃焼炉10には含有量C1で学習した学習モデルを使用し、B社の燃焼炉10には含有量C2で学習した学習モデルを使用することにより、投入量だけで学習した学習モデルを使用する場合よりも、各時点に排出されるCOガスの濃度の予測精度が向上する。
Even if the concentration of C content is constant regardless of time, the
Therefore, the learning model learned with the content C1 is used for the
かくして、生成処理1では、学習モデルの学習に使用する教師データとして、燃料(都市ガスと空気)の投入量と、炉の状態情報(プロセス排ガス、廃液)の投入量と、排出ガスの原因物質であるC分の廃液中の濃度と、各値の投入時に排出された排出ガスの濃度(目的変数)の測定値を使用する。
なお、教師データには、C分の廃液中の濃度に代えて廃液の粘度を用いてもよいし、C分の廃液中の濃度と廃液の粘度の両方を用いてもよい。
また、プロセス排ガス中のC分の濃度を教師データに含めてもよい。
Thus, in the
The teacher data may use the viscosity of the waste liquid instead of the concentration of the C component in the waste liquid, or may use both the concentration of the C component in the waste liquid and the viscosity of the waste liquid.
Also, the concentration of C in the process exhaust gas may be included in the training data.
<学習モデルの生成処理2>
図18は、学習モデル(すなわち予測モデル204A、制御モデル204B)の生成に使用する変数の他の例を説明する図である。図18には、図17との対応部分に対応する符号を付して示している。
図18の場合、廃液等に含まれるC分の濃度や粘度の測定値に代えてC分の累計量(時間積分値)を教師データに含める。C分の累計量は、例えば各時点のC分量(=投入量×濃度)の時間積分値として計算される。
<Learning
FIG. 18 is a diagram illustrating another example of variables used to generate learning models (that is,
In the case of FIG. 18, instead of measuring the concentration and viscosity of C contained in the waste liquid, the cumulative amount of C (time integral value) is included in the teaching data. The cumulative amount of C is calculated, for example, as a time integral value of the amount of C (=input amount×concentration) at each time point.
生成処理2では、燃焼炉10に投入されたC分の累積量が大きい場合に、廃液等に含まれるC分の含有量の一時的な増減がCOガスの濃度の変化に現れない状況の他、燃焼炉10に投入されたC分の累積量が小さい場合に、廃液等に含まれるC分の含有量の一時的な増減がCOガスの濃度の変化に即座に反映する状況を想定する。
このような場合には、図18に示すように、C分の累積量を教師データに含めることが求められる。
In the
In such a case, as shown in FIG. 18, it is required to include the cumulative amount of C in the teacher data.
かくして、生成処理2では、学習モデルの学習に使用する教師データとして、燃料(都市ガスと空気)の投入量と、炉の状態情報(プロセス排ガス、廃液)の投入量と、排出ガスの原因物質であるC分の廃液中の累計量と、各値の投入時に排出された排出ガスの濃度(目的変数)の測定値を使用する。
なお、C分の含有量を表す情報として廃液の粘度が与えられる場合には、C分の累積量を、各時点のC分量(=α×投入量×粘度)の時間積分値で計算する。αは係数である。
この他、燃焼炉10に投入されたプロセス排ガスに由来のC分の累積量を教師データに含めてもよい。
Thus, in the
When the viscosity of the waste liquid is given as information representing the content of C, the cumulative amount of C is calculated by the time integral value of the amount of C (=α×input amount×viscosity) at each time point. α is a coefficient.
In addition, the teacher data may include the cumulative amount of C derived from the process exhaust gas fed into the
<実施の形態2のまとめ>
本実施の形態で説明した予測モデル204Aを用いれば、燃焼炉10内に投入される廃棄物(プロセス排ガス、廃油、廃液)中に含まれる特定ガス(すなわちCO)の原因物質の濃度の違いや濃度の時間変化によらず、燃焼炉10から排出される排出ガスの濃度(目的変数)をリアルタイムで高い精度で予測することが可能になる。
<Summary of
Using the
また、燃焼炉10内に投入される特定ガス(すなわちCO)の原因物質の濃度の違いや濃度の時間変化が制御モデル204Bの学習に反映されているので、実施の形態1に比して、調整目標を実現する制御変数の推奨値を高い精度で決定することが可能になる。
In addition, since the difference in the concentration of the causative substance of the specific gas (that is, CO) introduced into the
なお、図17及び図18の説明では、排出ガス中に含まれる特定ガスをCOとし、その原因物質としてC分を想定しているが、特定ガスとしてNOxを想定する場合には、その原因物質として窒化物を考慮すればよい。
また、特定ガスとしてSOxを想定する場合には、その原因物質として硫化物を考慮すればよい。また、特定ガスとしてダイオキシンを想定する場合には、その原因物質として塩素化合物と芳香族化合物を考慮すればよい。
17 and 18, CO is assumed to be the specific gas contained in the exhaust gas, and C is assumed to be the causative substance. Nitride can be considered as
Further, when SOx is assumed as the specific gas, sulfide may be considered as the causative substance. When dioxin is assumed as the specific gas, chlorine compounds and aromatic compounds may be considered as causative substances.
因みに、廃液等に含まれる原因物質の含有量別の学習モデルの生成には、後述する図20~図22と同様の手法を適用すればよい。
また、排出ガスの濃度の予測や燃料ガスの推奨投入量の予測には、後述する図23と同様の手法を適用すればよい。すなわち、現在の廃液等に含まれる原因物質の含有量に応じ、学習モデルを切り替えればよい。
Incidentally, a method similar to that shown in FIGS. 20 to 22, which will be described later, may be applied to generate a learning model for each content of the causative substance contained in the waste liquid or the like.
Also, a method similar to that shown in FIG. 23, which will be described later, may be applied to predict the concentration of the exhaust gas and the recommended fuel gas input amount. That is, the learning model may be switched according to the content of the causative substance contained in the current waste liquid or the like.
<実施の形態3>
<廃棄物の内容の組み合わせに特化した専用の学習モデルを用いた制御>
ここでは、時間の経過とともに、燃焼炉10に投入される廃棄物の内容の組み合わせが変化する場合について説明する。
前述した実施の形態では、燃焼炉10に投入される廃棄物の内容の組み合わせが一定の場合を想定している。
しかし、前述した廃油と、廃液と、プロセス排ガスの3つが常に同時に投入されるとは限らない。
<
<Control using a dedicated learning model that specializes in combining the contents of waste>
Here, a case will be described where the combination of the contents of the waste thrown into the
In the embodiment described above, it is assumed that the combination of the contents of the wastes thrown into the
However, the above-mentioned waste oil, waste liquid, and process exhaust gas are not always fed at the same time.
図19は、1つの燃焼炉10において想定される燃焼パターンを説明する図表である。図19では、燃焼炉10で燃焼される被燃焼物として、燃料と廃棄物を想定している。また、廃棄物として、廃液、廃油、被焼却物、プロセス排ガスを想定している。
もっとも、図19に示す廃棄物は一例であり、これらの全てを1つの燃焼炉10で燃焼しなくてもよい。
FIG. 19 is a diagram illustrating combustion patterns assumed in one
However, the waste shown in FIG. 19 is an example, and it is not necessary to burn all of these in one
・パターン#1:
燃料(都市ガスと空気)だけが投入される期間
・パターン#2:
廃液だけが投入される期間
・パターン#3:
廃油だけが投入される期間
・パターン#4:
被焼却物だけが投入される期間
・パターン#5:
プロセス排ガスだけが投入される期間
・パターン#6~#15:
燃料、廃液、廃油、被焼却物、プロセス排ガスのうちの任意の2つだけが投入される期間
・パターン#16~#25:
燃料、廃液、廃油、被焼却物、プロセス排ガスのうちの任意の3つだけが投入される期間
・パターン#26~#30:
燃料、廃液、廃油、被焼却物、プロセス排ガスのうちの任意の4つだけが投入される期間
・パターン#31:
燃料、廃液、廃油、被焼却物、プロセス排ガスの全部が投入される期間
・Pattern #1:
Period/
Period/
Period/
Period/
Period/
Period/
Period/
Period/
The period during which all of the fuel, waste liquid, waste oil, incinerators, and process exhaust gas are input
本実施の形態では、これらのパターン別(期間別)に学習モデル(予測モデル204A、制御モデル204B)を生成し、燃焼炉10に投入される被燃焼物の組み合わせに応じて、排出ガスの濃度の予測に使用する学習モデル(予測モデル204A、制御モデル204B)を切り替えることで予測精度の向上を図る。
In the present embodiment, a learning model (
<被燃焼物の組み合わせに応じた学習モデルの生成処理>
以下では、図20~図22を用いて、実施の形態3における学習モデル(予測モデル204A、制御モデル204B)の生成処理を説明する。
図20は、実施の形態3における学習モデルの生成処理を説明するフローチャートである。
プロセッサ201は、被燃焼物の組み合わせ別に教師データを分類する(ステップ31)。プロセッサ201は、例えば被燃焼物として想定する各流路別に設けたセンサからの情報により、各時点に燃焼炉10に投入されている被燃焼物の組み合わせ別に教師データを分類する。
<Learning model generation process according to combination of combustible materials>
20 to 22, the process of generating the learning model (
FIG. 20 is a flowchart for explaining learning model generation processing according to the third embodiment.
The
図21は、教師データの分類機能を説明する図である。プロセッサ201によるプログラムの実行を通じて実現される教師データ取得部221には、分類機能が付属している。実施の形態3では、分類機能を有効化し、各時点における測定値等を被燃焼物の組み合わせ別の教師データに分類する。
例えば現在の組み合わせがパターン#1の場合、教師データ取得部221は、例えば炉内の温度、炉壁の温度、炉内の酸素濃度、都市ガスの流量、空気の流量、排出ガスの濃度を、パターン#1用の教師データに分類する。これにより、教師データ取得部221は、31種類の教師データを生成する。
FIG. 21 is a diagram for explaining the function of classifying teacher data. The teacher
For example, when the current combination is
図20の説明に戻る。教師データの分類が終わると、プロセッサ201は、分類後の教師データを用いて、各分類に対応する予測モデル204Aと制御モデル204Bを生成する(ステップ32)。
図22は、分類後の教師データを用いて各パターンに対応する専用の学習モデル(予測モデル204A、制御モデル204B)の学習機能を説明する図である。
Returning to the description of FIG. After classifying the teacher data,
FIG. 22 is a diagram for explaining the learning function of a dedicated learning model (
図22に示す学習モデル学習部222は、被燃焼物の組み合わせ別の教師データを用いて学習モデルを学習させることにより、各組み合わせに対応する専用の学習モデルを生成する。本実施の形態では、31種類の学習モデル(予測モデル204A、制御モデル204B)が生成される。
The learning
<学習モデルの切り替え>
図23は、実施の形態3における学習モデルの切り替え処理を説明するフローチャートである。なお、前提として、各組み合わせに対応する専用の学習モデル(予測モデル204A、制御モデル204B)が用意されているものとする。
まず、プロセッサ201は、燃焼炉10に投入中の廃棄物の組み合わせを検知する(ステップ41)。
<Switching learning models>
FIG. 23 is a flowchart for explaining learning model switching processing according to the third embodiment. As a premise, it is assumed that a dedicated learning model (
First, the
次に、プロセッサ201は、組み合わせが変化したか否かを判定する(ステップ42)。組み合わせの変化は、今回の検知結果と直前回の検知結果との比較により判定される。
検知結果に変化がない場合、プロセッサ201は、ステップ42で否定結果を得る。この場合、プロセッサ201は、ステップ41に戻る。
If there is no change in the sensing result,
一方、検知結果に変化が認められた場合、プロセッサ201は、ステップ42で肯定結果を得る。この場合、プロセッサ201は、現在の組み合わせに対応した学習モデルに切り替える(ステップ43)。例えば現在の組み合わせがパターン#3の場合、プロセッサ201は、予測モデル204A及び制御モデル204Bとして、パターン#3に対応する専用のモデルに切り替える。
これにより、目的変数予測部212A(図4参照)と制御変数決定部212B(図4参照)からは、現在の燃焼環境に最適化された出力値を出力することが可能になる。
On the other hand, if a change is recognized in the detection result,
This enables output values optimized for the current combustion environment to be output from the target
<実施の形態3のまとめ>
本実施の形態によれば、時間の経過に伴って燃焼炉10に投入される被燃焼物の内容の組み合わせが変化する場合に、前述した他の実施の形態に比して、調整目標を実現するために推奨する燃料ガスの投入量の精度を向上させることができる。
換言すると、被燃焼物の内容の組み合わせに応じて学習した専用の学習モデルを使用することにより、汎用性の高い学習モデルを使用する場合よりも制御の精度を高めることができる。
<Summary of
According to the present embodiment, when the combination of the contents of the combustible materials put into the
In other words, by using a dedicated learning model that is learned according to the combination of the contents of the combustibles, it is possible to improve the accuracy of control compared to using a highly versatile learning model.
<実施の形態4>
<ノズルの数と取付位置の組み合わせに特化した学習モデルを用いた制御>
燃焼炉10(図1参照)の配管構造は、被燃焼物の違いや現場の制約等により異なることがある。本実施の形態では、廃棄物の投入に使用するノズルの数や取付位置の組み合わせの違いに着目する。
なお、廃棄物の投入に使用するノズルの数や取付位置の組み合わせは構造上に依存する場合と燃焼中に変化する場合とがある。燃焼中にノズルの数や取付位置が変化する場合とは、例えば投入量が増えると、投入に使用するノズルの数を増やすが、投入量が減ると、投入に使用するノズルの数を減らす等である。
<
<Control using a learning model specialized for the combination of the number of nozzles and the mounting position>
The piping structure of the combustion furnace 10 (see FIG. 1) may differ depending on the difference in the combustible materials, site restrictions, and the like. In this embodiment, attention is focused on the number of nozzles used for throwing in the waste and the difference in the combination of the mounting positions.
The number of nozzles used for throwing in the waste and the combination of mounting positions may depend on the structure or may change during combustion. The case where the number of nozzles and their mounting positions change during combustion is, for example, when the amount of fuel injected increases, the number of nozzles used for injection is increased, but when the amount of injection decreases, the number of nozzles used for injection is reduced. is.
いずれにしても、燃料ガスや廃棄物等の投入に使用するノズルの数や取付位置の違いが廃棄物等の燃焼に影響を及ぼし、燃焼炉10に対する投入量は同じでも排出ガスの濃度等が変化する可能性がある。
例えば1つのノズルを用いて廃液を投入する場合と2つのノズルを用いて廃液を投入する場合とでは投入量は同じでも、燃焼炉10から排出される排出ガスの濃度等が異なる可能性がある。
また、各ノズルが燃焼炉10の天井面に取り付けられる場合と各ノズルが燃焼炉10の側面に取り付けられる場合とでは投入量は同じでも、燃焼炉10から排出される排出ガスの濃度等が異なる可能性がある。
In any case, the difference in the number of nozzles used for inputting fuel gas, wastes, etc. and their mounting positions affects the combustion of wastes, etc., and even if the amount of input to the
For example, even if the input amount is the same when the waste liquid is input using one nozzle and when the waste liquid is input using two nozzles, the concentration of the exhaust gas discharged from the
In addition, even if the input amount is the same when each nozzle is attached to the ceiling surface of the
<ノズルの数と配置のパターン例>
図24は、燃焼炉10の天井部分に被燃焼物毎に1つのノズルが設けられる場合を説明する図である。図24には、図17との対応部分に対応する符号を付して示している。なお、図24における廃棄物は、廃液と廃油である。
図24の場合、都市ガス用の1個のノズルと、空気用の1個のノズルと、廃液用の1個のノズルと、廃油用の1個のノズルの計4個が燃焼炉10の天井に設けられる。
<Example of nozzle number and arrangement pattern>
FIG. 24 is a diagram illustrating a case where one nozzle is provided for each combustible material in the ceiling portion of the
In the case of FIG. 24, one nozzle for city gas, one nozzle for air, one nozzle for waste liquid, and one nozzle for waste oil, four nozzles in total are installed on the ceiling of the
図25は、燃焼炉10の天井部分に被燃焼物毎に2つのノズルが設けられる場合を説明する図である。図25には、図24との対応部分に対応する符号を付して示している。図25における廃棄物も廃液と廃油である。
図25の場合、都市ガス用の2個のノズルと、空気用の2個のノズルと、廃液用の2個のノズルと、廃油用の2個のノズルの計8個が燃焼炉10の天井に設けられる。
FIG. 25 is a diagram illustrating a case where two nozzles are provided for each combustible material on the ceiling of the
In the case of FIG. 25, two nozzles for city gas, two nozzles for air, two nozzles for waste liquid, and two nozzles for waste oil, total eight nozzles are installed on the ceiling of the
図26は、燃焼炉10の天井部分と壁面部分に分散して被燃焼物毎に合計2つのノズルが設けられる場合の他の例を説明する図である。図26には、図24との対応部分に対応する符号を付して示している。図26における廃棄物も廃液と廃油である。
図26の場合、都市ガス用の1個のノズルと、空気用の1個のノズルと、廃液用の1個のノズルと、廃油用の1個のノズルの計4個が燃焼炉10の天井に設けられ、都市ガス用の1個のノズルと、空気用の1個のノズルと、廃液用の1個のノズルと、廃油用の1個のノズルの計4個が燃焼炉10の側面に設けられている。
FIG. 26 is a diagram illustrating another example in which a total of two nozzles are provided for each combustible material dispersedly on the ceiling portion and the wall portion of the
In the case of FIG. 26, a total of four nozzles, one for city gas, one for air, one for waste liquid, and one for waste oil, are attached to the ceiling of
なお、被燃焼物毎のノズルの数は3つ以上でもよいし、ノズルの取付位置は燃焼炉10の底面側でもよい。また、側面に取り付けられるノズルも、天面に近い側に取り付けられる場合と底面に近い側に取り付けられる場合がある。また、1つの側面に複数のノズルが取り付けられる場合には、縦並びにノズルが配置される場合、横並びにノズルが配置される場合、対角線方向にノズルが配置される場合がある。また、2つの側面に複数のノズルが取り付けられる場合には、向かい合う2つの側面にノズルを取り付ける場合や隣り合う側面にノズルを取り付ける場合がある。
In addition, the number of nozzles for each combustible material may be three or more, and the mounting position of the nozzles may be on the bottom side of the
また、図24~図26の場合には、燃焼炉10に投入される被燃焼物毎に同数のノズルが取り付けられる場合を説明したが、被燃焼物毎に取り付けるノズルの数が異なってもよい。例えば廃液の投入用には2つのノズルを用意し、廃油の投入用には1つのノズルを用意してもよい。
このように、燃焼炉10に被燃焼物を噴出するノズルの数や取付位置の組み合わせは、燃焼炉10の内容積や内部空間の形状の違いも考慮すると、多くのパターンに分類が可能である。
Further, in the case of FIGS. 24 to 26, the case where the same number of nozzles are attached to each combustible material put into the
In this way, the combination of the number of nozzles for ejecting the combustible material to the
<学習モデルの切り替え1>
図27は、廃棄物の投入に使用されるノズルの数と取付位置が燃焼中に変化する場合における学習モデルの切り替え処理を説明するフローチャートである。なお、前提として、ノズルの数と取付位置の組み合わせ別に専用の学習モデル(予測モデル204A、制御モデル204B)が用意されているものとする。
<
FIG. 27 is a flowchart for explaining learning model switching processing when the number and mounting positions of nozzles used for introducing waste change during combustion. As a premise, it is assumed that a dedicated learning model (
まず、プロセッサ201は、ノズルの数と取付位置の組み合わせを検知する(ステップ51)。
次に、プロセッサ201は、組み合わせが変化したか否かを判定する(ステップ52)。組み合わせの変化は、今回の検知結果と直前回の検知結果との比較により判定される。
検知結果に変化がない場合、プロセッサ201は、ステップ52で否定結果を得る。この場合、プロセッサ201は、ステップ51に戻る。
First, the
If there is no change in the sensing result,
一方、検知結果に変化が認められた場合、プロセッサ201は、ステップ52で肯定結果を得る。この場合、プロセッサ201は、現在の組み合わせに対応した学習モデルに切り替える(ステップ53)。
例えば現在の組み合わせがパターン#3の場合、プロセッサ201は、予測モデル204A及び制御モデル204Bとして、パターン#3に対応する専用のモデルに切り替える。
これにより、目的変数予測部212A(図4参照)と制御変数決定部212B(図4参照)からは、現在の燃焼環境に最適化された出力値を出力することが可能になる。
On the other hand, if a change is found in the detection result,
For example, if the current combination is
This enables output values optimized for the current combustion environment to be output from the target
<学習モデルの切り替え2>
図28は、廃棄物の投入に使用されるノズルの数と取付位置が燃焼中に変化しない場合における学習モデルの設定処理を説明するフローチャートである。なお、前提として、ノズルの数と取付位置の組み合わせ別に専用の学習モデル(予測モデル204A、制御モデル204B)が用意されているものとする。
<
FIG. 28 is a flowchart for explaining learning model setting processing when the number and mounting positions of nozzles used for throwing in waste do not change during combustion. As a premise, it is assumed that a dedicated learning model (
まず、プロセッサ201は、ノズルの数と取付位置の組み合わせの情報を取得する(ステップ61)。ここでの情報は、例えば情報提示装置20(図1参照)の設定時に登録される。
次に、プロセッサ201は、取得された組み合わせに対応する学習モデルの使用を設定する(ステップ62)。これにより、目的変数予測部212A(図4参照)と制御変数決定部212B(図4参照)からは、現在の燃焼環境に最適化された出力値を出力することが可能になる。
First, the
<実施の形態4のまとめ>
本実施の形態によれば、被燃焼物の投入に使用するノズルの数と取付位置の組み合わせ別に用意された専用の予測モデルを使用できるので、前述した他の実施の形態に比して、調整目標を実現するために推奨する燃料ガスの投入量の精度を向上させることができる。
換言すると、被燃焼物の内容の組み合わせに応じて学習した専用の学習モデルを使用することにより、汎用性の高い学習モデルを使用する場合よりも制御の精度を高めることができる。
<Summary of
According to this embodiment, it is possible to use a dedicated prediction model prepared for each combination of the number of nozzles used for charging the combustible material and the mounting position. It is possible to improve the accuracy of the amount of fuel gas recommended to achieve the target.
In other words, by using a dedicated learning model that is learned according to the combination of the contents of the combustibles, it is possible to improve the accuracy of control compared to using a highly versatile learning model.
<実施の形態5>
<制御上のタイムラグを考慮した学習モデルを用いた制御>
燃焼炉10(図1参照)によっては、燃料ガスや廃棄物等の投入量の変化が、燃焼炉10から排出される排出ガスの濃度の変化として出現するまでのタイムラグを無視できない場合がある。タイムラグが大きい燃焼炉10について、タイムラグを考慮せずに学習モデルを学習しても調整目標を実現できない可能性がある。
<
<Control using learning model considering control time lag>
Depending on the combustion furnace 10 (see FIG. 1), the time lag until the change in the input amount of fuel gas, waste, etc. appears as a change in the concentration of the exhaust gas discharged from the
<学習モデルの切り替え>
図29は、制御上のタイムラグを考慮した学習モデルの設定処理を説明するフローチャートである。なお、前提として、制御上のタイムラグの長さ別に専用の学習モデル(予測モデル204A、制御モデル204B)が用意されているものとする。
<Switching learning models>
FIG. 29 is a flowchart for explaining learning model setting processing in consideration of a time lag in control. As a premise, it is assumed that dedicated learning models (
まず、プロセッサ201は、燃焼炉10に固有の制御上のタイムラグの長さの情報を取得する(ステップ71)。ここでのタイムラグの長さは、燃料ガスの投入量の変化が排出ガスの濃度等に反映されるまでの時間差であり、例えば燃焼炉10の稼働を開始する際に測定される。なお、定期的にタイムラグを測定してもよい。取得されたタイムラグの長さは、情報提示装置20(図1参照)に登録される。
First, the
次に、プロセッサ201は、取得されたタイムラグに対応する学習モデルの使用を設定する(ステップ72)。これにより、目的変数予測部212A(図4参照)と制御変数決定部212B(図4参照)からは、現在の燃焼環境に最適化された出力値を出力することが可能になる。
なお、点検時等に測定されたタイムラグの長さの最新値が現在の設定と異なる場合には、目的変数予測部212A(図4参照)と制御変数決定部212B(図4参照)が参照する学習モデルをタイムラグの長さの最新値に応じて変更する。
If the latest value of the length of the time lag measured during inspection or the like differs from the current setting, the target
<制御上のタイムラグの例>
図30は、基準時刻(現在時刻)に投入された被燃焼物の投入量等の測定値と基準時刻から一定時間後の排出ガスの濃度の測定値を教師データとする例を説明する図表である。図30では、被燃焼物の投入量の変化が排出ガスの濃度の変化に現れるまでの時間差(タイムラグ)が3分の場合を想定している。言うまでもなく、3分は一例に過ぎない。
<Example of control time lag>
FIG. 30 is a chart for explaining an example in which measured values such as the amount of combustible material put in at the reference time (current time) and measured values of the concentration of exhaust gas after a certain period of time from the reference time are used as teacher data. be. In FIG. 30, it is assumed that the time difference (time lag) between changes in the input amount of combustible material and changes in exhaust gas concentration is 3 minutes. Of course, 3 minutes is just an example.
図30に示す図表は、各時点における燃料ガス(都市ガスと空気)の投入量と、状態情報(炉内温度、炉内酸素濃度、廃液の流量、プロセス排ガスの流量、廃棄物量、廃油の流量)と、排出ガスの濃度(CO濃度)の測定値を表している。
図30の場合、「2022/4/10:01」が現在時刻である。この場合、現在時刻における燃料ガスの投入量と状態情報に対応付ける排出ガスの濃度は、現在時刻から3分後の「2022/4/10:04」の50[ppm]となる。すなわち、図30において、着色した数値の関係を満たす測定値の組み合わせが教師データとして取得され、予測モデルの学習に使用される。
The chart shown in FIG. 30 shows the input amount of fuel gas (city gas and air) at each time, and the state information (furnace temperature, furnace oxygen concentration, flow rate of waste liquid, flow rate of process exhaust gas, amount of waste material, flow rate of waste oil). ) and the measured value of the exhaust gas concentration (CO concentration).
In the case of FIG. 30, "2022/4/10:01" is the current time. In this case, the exhaust gas concentration associated with the input amount of fuel gas and the state information at the current time is 50 [ppm] at "2022/4/10:04" three minutes after the current time. That is, in FIG. 30, combinations of measured values that satisfy the relationship of the colored numerical values are acquired as teacher data and used for learning the prediction model.
図31は、基準時刻(現在時刻)における排出ガスの濃度の測定値と基準時刻から一定時間前に投入された被燃焼物の投入量等の測定値を教師データとする例を説明する図表である。
図31の場合も、被燃焼物の投入量の変化が排出ガスの濃度の変化に現れるまでの時間差(タイムラグ)が3分の場合を想定している。
ただし、図31の場合には、排出ガスの濃度の測定値が得られた時刻を基準時刻(現在時刻)とし、対応付ける燃料ガス(都市ガスと空気)の投入量と、状態情報(炉内温度、炉内酸素濃度、廃液の流量、プロセス排ガスの流量、廃棄物量、廃油の流量)と、排出ガスの濃度(CO濃度)の測定値を決定する。
FIG. 31 is a chart for explaining an example in which the measured value of the exhaust gas concentration at the reference time (current time) and the measured value of the input amount of the combustible material that was input a certain time before the reference time are used as teacher data. be.
In the case of FIG. 31 as well, it is assumed that the time difference (time lag) between the change in the input amount of the combustible material and the change in the exhaust gas concentration is 3 minutes.
However, in the case of FIG. 31, the time when the measured value of the concentration of the exhaust gas is obtained is set as the reference time (current time), and the input amount of the fuel gas (city gas and air) and the state information (furnace temperature , furnace oxygen concentration, waste liquid flow rate, process exhaust gas flow rate, waste amount, waste oil flow rate), and exhaust gas concentration (CO concentration).
具体的には、「2022/4/10:04」における排出ガスの濃度値(すなわち50[ppm])に対し、3分前の「2022/4/10:01」における燃料ガスの投入量と状態情報に対応付ける排出ガスの濃度を対応付ける。
すなわち、図31において、着色した数値の関係を満たす測定値の組み合わせが教師データとして取得され、予測モデルの学習に使用される。
図30の場合と図31の場合で、教師データとして記録されるデータの組み合わせは同じになるが、いずれの測定値が得られた時刻を基準時刻とするかが異なっている。
Specifically, with respect to the exhaust gas concentration value (that is, 50 [ppm]) at "2022/4/10:04", the input amount of fuel gas at "2022/4/10:01" three minutes ago Associate the exhaust gas concentration associated with the state information.
That is, in FIG. 31, combinations of measured values that satisfy the relationship of colored numerical values are acquired as teacher data and used for learning the prediction model.
30 and 31, the combination of data recorded as teacher data is the same, but the time at which any measured value is obtained is different from the reference time.
<実施の形態5のまとめ>
本実施の形態によれば、燃焼炉10の制御上のタイムラグの長さに応じた学習モデルを使用しない場合に比して、調整目標を実現するために推奨する燃料ガスの投入量の精度を向上させることができる。
なお、教師データの生成に使用するタイムラグの長さは、例えば測定値と予測値との一致率が高くなる時間差を実験結果から特定してもよい。
<Summary of
According to the present embodiment, compared to the case where the learning model corresponding to the length of the time lag in the control of the
As for the length of the time lag used to generate the teacher data, for example, the time difference at which the matching rate between the measured value and the predicted value becomes high may be specified from experimental results.
<実施の形態6>
<運転データの履歴を用いた制御>
本実施の形態では、学習モデルを使用しない燃料ガスの投入量の制御について説明する。
<
<Control using history of operation data>
In the present embodiment, control of the fuel gas input amount without using the learning model will be described.
<装置構成>
図32は、実施の形態6で使用する情報提示装置20の構成例を説明する図である。図32には、図2との対応部分に対応する符号を付して示している。ここでの情報提示装置20も「情報処理装置」の一例である。
図32に示す情報提示装置20のハードウェア構成は、図2に示す情報提示装置20のハードウェア構成と同じである。違いは、補助記憶装置204に運転データ204Cが記憶され、学習モデル(予測モデル204Aと制御モデル204B)は記憶されていない点である。
<Device configuration>
FIG. 32 is a diagram illustrating a configuration example of the
The hardware configuration of the
<運転データの例>
図33は、運転データの例を説明する図である。運転データは、測定データの集合(履歴)である。図33には、燃焼炉10に関する運転データの一部のみを表している。図33の場合、運転データを構成する測定データが1分単位で記憶されているが、1分単位である必要はなく、15秒単位や30秒単位でもよく、数分単位でもよい。
<Example of operation data>
FIG. 33 is a diagram illustrating an example of operating data. Operational data is a collection (history) of measurement data. FIG. 33 shows only a part of the operating data regarding the
<情報提示装置の機能構成>
図34は、実施の形態6で使用する情報提示装置20の機能構成例を説明する図である。図34には、図3との対応部分に対応する符号を付して示している。
本実施の形態におけるプロセッサ201(図2参照)も、プログラムの実行を通じ、測定データ取得部211と、投入量決定部212と、投入量提示部213として機能する。
<Functional configuration of information presentation device>
FIG. 34 is a diagram illustrating a functional configuration example of the
Processor 201 (see FIG. 2) in the present embodiment also functions as measurement
図3に示す機能構成との違いは、投入量決定部212のサブ機能として検索部212Cが設けられている点と、補助記憶装置204に記憶されているデータが運転データ204Cである点である。
検索部212Cは、測定データ取得部211から与えられる燃料ガスの投入量と状態変数の測定値を検索キーに使用して運転データ204Cを検索し、検索キーを満たす運転データを検索する。検索部212Cによる検索は、完全一致である必要はない。例えば検索キーとのデータ空間上の距離(例えばユークリッド距離、コサイン類似度)が閾値以内である運転データ204Cを検索結果として出力する。
The difference from the functional configuration shown in FIG. 3 is that a
The
投入量決定部212は、検索結果の中から調整目標との整合性が高い運転データ204Cを特定する。換言すると、投入量決定部212は、現在の燃焼環境に合致する運転データ204Cの中から調整目標との整合性が高い運転データ204Cを特定する。なお、調性目標との整合性が高い運転データ204Cが特定されると、投入量決定部212は、特定された運転データ204Cにおける燃料ガスの投入量を、投入量提示部213に出力する。例えば検索結果として3つの運転データ204Cが出力された場合、3つの中で最も特定ガス(例えばCO)の濃度が最も小さい運転データ204Cを、調整目標との整合性が高い運転データ204Cとして特定する。
The input
<投入量の決定処理>
図35は、投入量決定部212による投入量の決定処理を説明するフローチャートである。
まず、プロセッサ201は、測定データを取得する(ステップ81)と、取得した測定データから検索キーを設定する(ステップ82)。検索キーは、取得された測定データのうちの一部でもよい。
<Decision processing of input amount>
FIG. 35 is a flowchart for explaining processing for determining the input amount by the input
First, the
次に、プロセッサ201は、検索キーを用いて運転データを検索する(ステップ83)。
続いて、プロセッサ201は、一致する運転データがあるか否かを判定する(ステップ84)。一致する運転データが存在する場合、ステップ84で肯定結果が得られる。この場合、プロセッサ201は、CO濃度が最小となる運転データで用いた燃料ガスの投入量をモニタ30(図1参照)に提示する(ステップ85)。
Next,
一方、一致する運転データが存在しない場合、ステップ84で否定結果が得られる。この場合、プロセッサ201は、検索キーとの距離が閾値未満の運転データがあるか否かを判定する(ステップ86)。換言すると、プロセッサ201は、検索キーに近い運転データを検索する。
閾値未満の運転データが存在しない場合、ステップ86で否定結果が得られる。この場合、プロセッサ201は、閾値を変更し(ステップ87)、その後、ステップ86に戻る。具体的には閾値の数値を大きくする。
On the other hand, if no matching operating data exists, step 84 yields a negative result. In this case,
If there is no driving data below the threshold, step 86 yields a negative result. In this case,
閾値未満の運転データが存在した場合、ステップ86で肯定結果が得られる。この場合、プロセッサ201は、ステップ85に進み、CO濃度が最小となる運転データで用いた燃料ガスの投入量をモニタ30に提示する。
なお、検索キーとの距離が閾値未満の運転データが複数見つかった場合には、調整目標の観点から更に複数の運転データに絞り込み、絞り込み後の複数の運転データにおける燃料ガスの投入量の平均値等を推奨値として決定してもよい。なお、推奨値は平均値に限らない。
A positive result is obtained at step 86 if there is driving data below the threshold. In this case, the
If multiple pieces of driving data whose distance from the search key is less than the threshold are found, the operation data is further narrowed down from the viewpoint of the adjustment target, and the average value of the fuel gas input amount in the multiple pieces of driving data after narrowing down. etc. may be determined as recommended values. Note that the recommended value is not limited to the average value.
<実施の形態6のまとめ>
現在の燃焼環境と合致する又は類似する燃焼環境下で使用した運転データを検索し、検索された運転データの中から調整目標との整合性が高い運転データを特定する手法の採用により、学習モデルを使用しなくても、調整目標の達成に必要な燃料ガスの投入量を提示することができる。
本実施の形態の手法は、制御の対象である燃焼炉10の実績値としての運転データをそのまま用いるので、制御対象とする燃焼炉10との制御の整合性が高くなる。つまり、期待通りの制御を実現できる。
<Summary of
By adopting a method of searching for operating data used under a combustion environment that matches or is similar to the current combustion environment, and identifying operating data that is highly consistent with the adjustment target from among the searched operating data, the learning model , it is possible to present the amount of fuel gas required to achieve the adjustment target.
Since the method of the present embodiment directly uses the operating data as actual values of the
<実施の形態7>
本実施の形態では、調整目標が複数の場合について説明する。
前述した他の実施の形態は、調整目標が1つの場合を想定している。例えばCO濃度の最小化を目的とする。一方で、CO濃度の最小化と燃焼効率の最大化を同時に実現したい場合も考えられる。
<
In this embodiment, a case in which there are a plurality of adjustment targets will be described.
The other embodiments described above assume a case where there is one adjustment target. For example, the goal is to minimize the CO concentration. On the other hand, there may be cases where it is desired to simultaneously minimize the CO concentration and maximize the combustion efficiency.
そこで、本実施の形態では、調整目標を、複数の目的変数の関数fとして表現し、関数fを最小化する又は最大化する燃料ガスの推奨投入量を提示する方法について説明する。
例えば目的変数の1つをCOの濃度とし、別の目的変数の1つを燃焼効率Pとすると、関数fは、例えば次式で定義される。
f=w1*Xco-w2*P …式1
ただし、XcoはCOの濃度値である。また、w1、w2は調整可能な重みである。
なお、燃焼効率Pは、被加熱物の持ち去る熱量/投入熱量により算出される。
Therefore, in the present embodiment, a method of expressing an adjustment target as a function f of a plurality of objective variables and presenting a recommended input amount of fuel gas that minimizes or maximizes the function f will be described.
For example, if one of the objective variables is the concentration of CO and one of the other objective variables is the combustion efficiency P, the function f is defined by the following equation, for example.
f=w1*Xco-w2*P...
However, Xco is the concentration value of CO. Also, w1 and w2 are adjustable weights.
Note that the combustion efficiency P is calculated by the amount of heat removed by the object to be heated/the amount of heat input.
式1に示す関数fでは、2つの調整目標を実現する場合に値が小さくなる。
例えばCOの濃度値Xcoが同じでも、燃焼効率Pが小さい方の関数fの値が、燃焼効率Pが大きい方の関数fの値よりも小さくなる。
また、燃焼効率Pが同じでも、COの濃度値Xcoが小さい方の関数fの値が、燃焼効率Pが大きい方の関数fの値よりも小さくなる。
なお、調整目標3のように、燃料ガスの投入量の最小化が目標である場合には、関数fは、目的変数と制御変数の関数として定義される。
The value of the function f shown in
For example, even if the CO concentration value Xco is the same, the value of the function f with the lower combustion efficiency P is smaller than the value of the function f with the higher combustion efficiency P.
Also, even if the combustion efficiency P is the same, the value of the function f with the smaller CO concentration value Xco is smaller than the value of the function f with the higher combustion efficiency P.
It should be noted that, like the
<情報提示装置の機能構成>
図36は、実施の形態8で使用する投入量決定部212の処理内容を説明する図である。
図36に示すように、投入量決定部212は、現在の燃焼環境を表す測定値を用いて調整目標毎に用意された関数fの値を算出する関数値算出部212Dと、調整目標を実現するための制御変数の推奨値を決定する制御変数決定部212Eとで構成される。
<Functional configuration of information presentation device>
FIG. 36 is a diagram for explaining the processing contents of the input
As shown in FIG. 36, the input
関数fは、複数の調整目標の組み合わせ毎に用意される。ここでの関数fは、3つ以上の調整目標の組み合わせについて定義してもよい。関数fの変数には、調整目標に対応する変数が用いられる。
本実施の形態の場合、関数fの値は、燃焼炉10に設置されたセンサの測定値に基づいて算出される。本実施の形態では、関数fを用いて関数値を算出しているが、調整目標の組み合わせ別に用意された変換テーブルに対して、現在の測定値に対応する関数値を読み出してもよい。
A function f is prepared for each combination of a plurality of adjustment targets. The function f here may be defined for a combination of three or more adjustment targets. A variable corresponding to the adjustment target is used as the variable of the function f.
In the case of this embodiment, the value of function f is calculated based on the measured value of the sensor installed in
制御変数決定部212Eは、算出された関数値と状態変数の測定値を入力とし、燃焼炉10に対する燃料ガスの投入量を出力とする関係を学習した制御モデル204Dに対して算出された関数値を与え、燃料ガスの投入量を決定する。この制御モデル204Dは、特許請求の範囲における「第3学習モデル」の一例である。
ここでの制御モデル204Dの学習には、状態変数の測定値と、制御変数の測定値と、これらに対応する関数値とで構成される教師データを使用する。
The control
For the learning of the
なお、制御モデル204Dの学習は、関数値を最小化する又は最大化する(調整目標を実現することを意味する)制御変数の推奨値が出力されるように実行される。例えば状態変数の組み合わせが同じであれば、調整目標により合致する運転データにおける燃料ガスの投入量を教師データに選択する。
因みに、制御モデル204Dの学習に際しては、前述した勾配ブースティング決定木や補間処理を適用して学習モデルの予測精度を高めてもよい。
The learning of the
Incidentally, when learning the
<実施の形態7のまとめ>
複数の調整目標の実現を目標とする場合にも、複数の調整目標の組み合わせに応じて定義した関数の値が最小化又は最大化されるように学習を進めた制御モデル204Dを用いることにより、複数の調整目標の達成に必要な燃料ガスの投入量を提示することができる。
なお、実施の形態6で説明したように、現在の燃焼環境での関数値よりも数値が低い又は大きい過去の運転データを検索して、調整目標の達成に必要な燃料ガスの投入量を提示してもよい。
<Summary of
Even when the goal is to achieve a plurality of adjustment goals, by using the
As described in the sixth embodiment, the past operation data having numerical values lower or higher than the function value in the current combustion environment are searched, and the input amount of fuel gas required to achieve the adjustment target is presented. You may
<実施の形態8>
<推奨値をサーバから提供する例>
図37は、実施の形態8で想定する燃焼炉システム1Aの概念構成を説明する図である。図37には、図1との対応部分に対応する符号を付して示している。
図37に示す燃焼炉システム1Aの場合、ネットワークN上に存在する情報処理サーバ40にて、前述した処理動作を実行する。このため、図37では、情報提示装置20を設けていない。もっとも、燃焼炉10に設置されたセンサから取得された運転データを情報処理サーバ40にアップロードするための端末は、燃焼炉10と同じ建屋内や敷地内に配置されている。
ここでのネットワークNには、例えばLAN(Local Area Network)、インターネット、4Gや5G等の移動通信システムを想定する。
<
<Example of providing recommended values from the server>
FIG. 37 is a diagram for explaining the conceptual configuration of the
In the case of the
The network N here is assumed to be, for example, a LAN (Local Area Network), the Internet, or a mobile communication system such as 4G or 5G.
情報処理サーバ40は、例えば教師データの取得、取得された教師データを用いた学習モデルの生成、燃料ガスの推奨投入量の提示等を実行する。因みに、推奨投入量の提示には、実施の形態6で説明したように学習モデルは必ずしも必要でない。
なお、情報処理サーバ40は、サーバ型のコンピュータである。もっとも、情報処理サーバ40は、1台のコンピュータで構成される必要はなく、ネットワークNを介して接続され、協働により予測モデルの生成処理等を実行する複数台のコンピュータで構成されてもよい。
The
The
この他、教師データの取得処理は、燃焼炉10が設けられている建屋や敷地内の情報端末(サーバ、デスクトップ型のコンピュータ、ノート型のコンピュータ等)で実行し、取得された教師データを情報処理サーバ40にアップロードしてもよい。
また、情報処理サーバ40で予測された燃料ガスの投入量は、燃焼炉10が設けられている建屋や敷地内の情報端末にフィードバックしてもよい。
In addition, the training data acquisition process is executed by an information terminal (server, desktop computer, notebook computer, etc.) in the building or site where the
Further, the input amount of fuel gas predicted by the
<他の実施の形態>
(1)以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の技術的範囲は、前述の実施の形態に記載の範囲に限定されない。前述した実施の形態に、種々の変更又は改良を加えたものも、本発明の技術的範囲に含まれることは、特許請求の範囲の記載から明らかである。
<Other embodiments>
(1) Although the embodiments of the present invention have been described above, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above-described embodiments. It is clear from the scope of claims that the technical scope of the present invention includes various modifications and improvements to the above-described embodiment.
(2)前述の実施の形態では、廃棄物の発生源として製造プロセスや化学反応プロセスを有する工業炉を想定しているが、工業炉に限らない。 (2) In the above-described embodiments, an industrial furnace having a manufacturing process and a chemical reaction process is assumed as a waste generation source, but the waste generation source is not limited to an industrial furnace.
(3)前述の実施の形態では、状態情報として、プロセス排ガスの流量、廃油の流量、廃液の流量等を例示したが、その他として、燃料ガスを燃焼するバーナーの口径、燃料ガスの空気比(都市ガスと空気の比率)、燃焼炉10の排気経路に設けられる排気ダンパの開度を含めてもよい。
(3) In the above-described embodiment, the flow rate of the process exhaust gas, the flow rate of the waste oil, the flow rate of the waste liquid, etc. were exemplified as the state information. ratio of city gas and air), and the opening degree of an exhaust damper provided in the exhaust path of the
(4)前述の実施の形態では、燃焼炉について説明したが、焼却炉でも加熱炉でもよい。焼却炉は、燃料ガスを用いて廃棄物その他の物質を焼却する炉である。加熱炉は、燃料ガスを用いて被加熱物を加熱する炉である。 (4) In the above embodiment, the combustion furnace was explained, but an incinerator or a heating furnace may be used. An incinerator is a furnace that uses fuel gas to incinerate waste and other materials. A heating furnace is a furnace that heats an object to be heated using a fuel gas.
1、1A…燃焼炉システム、10…燃焼炉、20…情報提示装置、30…モニタ、40…情報処理サーバ、101、102…バルブ、103…廃液槽、104…生産ライン等、201…プロセッサ、202…ROM、203…RAM、204…補助記憶装置、204A…予測モデル、204B、204D…制御モデル、204C…運転データ、205…I/Oインタフェース、206…通信インタフェース、211…測定データ取得部、212…投入量決定部、212A…目的変数予測部、212B、212E…制御変数決定部、212C…検索部、212D…関数値算出部、213…投入量提示部、221…教師データ取得部、222…学習モデル学習部
Claims (21)
燃料と廃棄物の少なくとも1つが燃焼される炉の状態変数の測定値と現在の燃料の投入量とを取得し、
取得された前記測定値と前記投入量とに対応する目的変数を調整目標に調整するための推奨投入量を決定し、
決定された前記推奨投入量を操作画面に提示する、
情報処理方法であり、
前記投入量と前記測定値を入力とし、当該投入量と当該測定値に対応する目的変数の予測値を出力とする関係を学習した第1学習モデルに対して当該投入量と当該測定値を入力して当該目的変数の予測値を予測し、
予測された前記目的変数の予測値と前記状態変数の測定値を入力とし、当該目的変数の予測値を前記調整目標に調整するための前記推奨投入量を出力とする関係を学習した第2学習モデルに対して当該予測値と当該測定値を入力して当該推奨投入量を決定し、
前記炉に投入される前記燃料と前記廃棄物の組み合わせの変化を検知した場合、変化後の組み合わせについて学習された前記第1学習モデルを前記目的変数の予測値の予測に使用する、
情報処理方法。 the computer
obtaining measurements of state variables and current fuel input for a furnace in which at least one of fuel and waste is combusted;
Determining a recommended input amount for adjusting an objective variable corresponding to the obtained measured value and the input amount to an adjustment target;
presenting the determined recommended input amount on an operation screen;
A method of processing information,
Input the input amount and the measured value to a first learning model that has learned a relationship in which the input amount and the measured value are input, and the predicted value of the objective variable corresponding to the input amount and the measured value is output. to predict the predicted value of the objective variable,
Second learning for learning a relationship in which the predicted value of the objective variable and the measured value of the state variable are input, and the recommended input amount for adjusting the predicted value of the objective variable to the adjustment target is output. inputting the predicted value and the measured value to the model to determine the recommended input;
when detecting a change in the combination of the fuel and the waste introduced into the reactor, using the first learning model learned for the combination after the change to predict the predicted value of the objective variable ;
Information processing methods.
請求項1に記載の情報処理方法。 The first learning model used for predicting the predicted value is switched according to at least one of the number of nozzles used for inputting the waste and the position of the nozzle used for inputting the waste.
The information processing method according to claim 1 .
燃料と廃棄物の少なくとも1つが燃焼される炉の状態変数の測定値と現在の燃料の投入量とを取得し、
取得された前記測定値と前記投入量とに対応する目的変数を調整目標に調整するための推奨投入量を決定し、
決定された前記推奨投入量を操作画面に提示する、
情報処理方法であり、
前記燃料の投入量と前記状態変数の測定値とで与えられる検索キーを使用して、当該投入量と、当該測定値と、前記目的変数の測定値の組み合わせを含む前記炉の運転データを検索し、
前記目的変数の測定値を前記調整目標に調整する検索結果に基づいて前記燃料の推奨投入量を決定する、
情報処理方法。 the computer
obtaining measurements of state variables and current fuel input for a furnace in which at least one of fuel and waste is combusted;
Determining a recommended input amount for adjusting an objective variable corresponding to the obtained measured value and the input amount to an adjustment target;
presenting the determined recommended input amount on an operation screen;
A method of processing information,
Using a search key given by the fuel input and the measured value of the state variable, retrieve the operating data of the reactor including the combination of the input, the measured value, and the measured value of the objective variable. death,
determining a recommended dosage of the fuel based on search results that adjust the measured value of the objective variable to the adjustment target ;
Information processing methods.
前記検索キーとの類似度が高い複数の検索結果を使用して、前記調整目標に調整するための前記推奨投入量を算出する、
請求項3に記載の情報処理方法。 If there is no search result corresponding to the search key,
Using a plurality of search results with high similarity to the search key, calculating the recommended input amount for adjusting to the adjustment target;
The information processing method according to claim 3 .
燃料と廃棄物の少なくとも1つが燃焼される炉の状態変数の測定値と現在の燃料の投入量とを取得し、
取得された前記測定値と前記投入量とに対応する目的変数を調整目標に調整するための推奨投入量を決定し、
決定された前記推奨投入量を操作画面に提示する、
情報処理方法であり、
前記調整目標が複数の変数による関数として記述される場合、
前記複数の変数の測定値に対応する予測値を入力とし、当該予測値を前記調整目標に調整するための前記推奨投入量を出力とする関係を学習した第3学習モデルに対して当該予測値を入力して当該推奨投入量を決定する、
情報処理方法。 the computer
obtaining measurements of state variables and current fuel input for a furnace in which at least one of fuel and waste is combusted;
Determining a recommended input amount for adjusting an objective variable corresponding to the obtained measured value and the input amount to an adjustment target;
presenting the determined recommended input amount on an operation screen;
A method of processing information,
If the adjustment goal is described as a function of multiple variables,
For a third learning model that has learned a relationship in which predicted values corresponding to the measured values of the plurality of variables are input and the recommended input amount for adjusting the predicted values to the adjustment target is output enter a value to determine the recommended dosage ;
Information processing methods.
取得された前記測定値と前記投入量とに対応する目的変数を調整目標に調整するための推奨投入量を決定する決定部と、a determination unit that determines a recommended input amount for adjusting an objective variable corresponding to the obtained measurement value and the input amount to an adjustment target;
決定された前記推奨投入量を操作画面に提示する提示部と、a presentation unit that presents the determined recommended input amount on an operation screen;
を有する情報処理装置であり、An information processing device having
前記投入量と前記測定値を入力とし、当該投入量と当該測定値に対応する目的変数の予測値を出力とする関係を学習した第1学習モデルに対して当該投入量と当該測定値を入力して当該目的変数の予測値を予測し、Input the input amount and the measured value to a first learning model that has learned a relationship in which the input amount and the measured value are input, and the predicted value of the objective variable corresponding to the input amount and the measured value is output. to predict the predicted value of the objective variable,
予測された前記目的変数の予測値と前記状態変数の測定値を入力とし、当該目的変数の予測値を前記調整目標に調整するための前記推奨投入量を出力とする関係を学習した第2学習モデルに対して当該予測値と当該測定値を入力して当該推奨投入量を決定し、Second learning for learning a relationship in which the predicted value of the objective variable and the measured value of the state variable are input, and the recommended input amount for adjusting the predicted value of the objective variable to the adjustment target is output. inputting the predicted value and the measured value to the model to determine the recommended input;
前記炉に投入される前記燃料と前記廃棄物の組み合わせの変化を検知した場合、変化後の組み合わせについて学習された前記第1学習モデルを前記目的変数の予測値の予測に使用する、when detecting a change in the combination of the fuel and the waste introduced into the reactor, using the first learning model learned for the combination after the change to predict the predicted value of the objective variable;
情報処理装置。Information processing equipment.
取得された前記測定値と前記投入量とに対応する目的変数を調整目標に調整するための推奨投入量を決定する決定部と、a determination unit that determines a recommended input amount for adjusting an objective variable corresponding to the obtained measurement value and the input amount to an adjustment target;
決定された前記推奨投入量を操作画面に提示する提示部と、a presentation unit that presents the determined recommended input amount on an operation screen;
を有する情報処理装置であり、An information processing device having
前記燃料の投入量と前記状態変数の測定値とで与えられる検索キーを使用して、当該投入量と、当該測定値と、前記目的変数の測定値の組み合わせを含む前記炉の運転データを検索し、Using a search key given by the fuel input and the measured value of the state variable, retrieve the operating data of the reactor including the combination of the input, the measured value, and the measured value of the objective variable. death,
前記目的変数の測定値を前記調整目標に調整する検索結果に基づいて前記燃料の推奨投入量を決定する、determining a recommended dosage of the fuel based on search results that adjust the measured value of the objective variable to the adjustment target;
情報処理装置。Information processing equipment.
取得された前記測定値と前記投入量とに対応する目的変数を調整目標に調整するための推奨投入量を決定する決定部と、a determination unit that determines a recommended input amount for adjusting an objective variable corresponding to the obtained measurement value and the input amount to an adjustment target;
決定された前記推奨投入量を操作画面に提示する提示部と、a presentation unit that presents the determined recommended input amount on an operation screen;
を有する情報処理装置であり、An information processing device having
前記調整目標が複数の変数による関数として記述される場合、If the adjustment goal is described as a function of multiple variables,
前記複数の変数の測定値に対応する予測値を入力とし、当該予測値を前記調整目標に調整するための前記推奨投入量を出力とする関係を学習した第3学習モデルに対して当該予測値を入力して当該推奨投入量を決定する、Predicted values for a third learning model that has learned a relationship in which the predicted values corresponding to the measured values of the plurality of variables are input and the recommended input amount for adjusting the predicted values to the adjustment target is output to determine the recommended dosage by entering
情報処理装置。Information processing equipment.
燃料と廃棄物の少なくとも1つが燃焼される炉の状態変数の測定値と現在の燃料の投入量とを取得する機能と、the ability to obtain measurements of state variables and current fuel input for a furnace in which at least one of fuel and waste is combusted;
取得された前記測定値と前記投入量とに対応する目的変数を調整目標に調整するための推奨投入量を決定する機能と、A function of determining a recommended input amount for adjusting an objective variable corresponding to the obtained measurement value and the input amount to an adjustment target;
決定された前記推奨投入量を操作画面に提示する機能と、A function of presenting the determined recommended input amount on an operation screen;
を実現させるためのプログラムであり、It is a program to realize
前記投入量と前記測定値を入力とし、当該投入量と当該測定値に対応する目的変数の予測値を出力とする関係を学習した第1学習モデルに対して当該投入量と当該測定値を入力して当該目的変数の予測値を予測し、Input the input amount and the measured value to a first learning model that has learned a relationship in which the input amount and the measured value are input, and the predicted value of the objective variable corresponding to the input amount and the measured value is output. to predict the predicted value of the objective variable,
予測された前記目的変数の予測値と前記状態変数の測定値を入力とし、当該目的変数の予測値を前記調整目標に調整するための前記推奨投入量を出力とする関係を学習した第2学習モデルに対して当該予測値と当該測定値を入力して当該推奨投入量を決定し、Second learning for learning a relationship in which the predicted value of the objective variable and the measured value of the state variable are input, and the recommended input amount for adjusting the predicted value of the objective variable to the adjustment target is output. inputting the predicted value and the measured value to the model to determine the recommended input;
前記炉に投入される前記燃料と前記廃棄物の組み合わせの変化を検知した場合、変化後の組み合わせについて学習された前記第1学習モデルを前記目的変数の予測値の予測に使用する、when detecting a change in the combination of the fuel and the waste introduced into the reactor, using the first learning model learned for the combination after the change to predict the predicted value of the objective variable;
プログラム。program.
燃料と廃棄物の少なくとも1つが燃焼される炉の状態変数の測定値と現在の燃料の投入量とを取得する機能と、the ability to obtain measurements of state variables and current fuel input for a furnace in which at least one of fuel and waste is combusted;
取得された前記測定値と前記投入量とに対応する目的変数を調整目標に調整するための推奨投入量を決定する機能と、A function of determining a recommended input amount for adjusting an objective variable corresponding to the obtained measurement value and the input amount to an adjustment target;
決定された前記推奨投入量を操作画面に提示する機能と、A function of presenting the determined recommended input amount on an operation screen;
を実現させるためのプログラムであり、It is a program to realize
前記燃料の投入量と前記状態変数の測定値とで与えられる検索キーを使用して、当該投入量と、当該測定値と、前記目的変数の測定値の組み合わせを含む前記炉の運転データを検索し、Using a search key given by the fuel input and the measured value of the state variable, retrieve the operating data of the reactor including the combination of the input, the measured value, and the measured value of the objective variable. death,
前記目的変数の測定値を前記調整目標に調整する検索結果に基づいて前記燃料の推奨投入量を決定する、determining a recommended dosage of the fuel based on search results that adjust the measured value of the objective variable to the adjustment target;
プログラム。program.
燃料と廃棄物の少なくとも1つが燃焼される炉の状態変数の測定値と現在の燃料の投入量とを取得する機能と、the ability to obtain measurements of state variables and current fuel input for a furnace in which at least one of fuel and waste is combusted;
取得された前記測定値と前記投入量とに対応する目的変数を調整目標に調整するための推奨投入量を決定する機能と、A function of determining a recommended input amount for adjusting an objective variable corresponding to the obtained measurement value and the input amount to an adjustment target;
決定された前記推奨投入量を操作画面に提示する機能と、A function of presenting the determined recommended input amount on an operation screen;
を実現させるためのプログラムであり、It is a program to realize
前記調整目標が複数の変数による関数として記述される場合、If the adjustment goal is described as a function of multiple variables,
前記複数の変数の測定値に対応する予測値を入力とし、当該予測値を前記調整目標に調整するための前記推奨投入量を出力とする関係を学習した第3学習モデルに対して当該予測値を入力して当該推奨投入量を決定する、Predicted values for a third learning model that has learned a relationship in which predicted values corresponding to the measured values of the plurality of variables are input and the recommended input amount for adjusting the predicted values to the adjustment target is output to determine the recommended dosage by entering
プログラム。program.
燃料ガスを用いて廃棄物を燃焼する炉であり、燃焼中の期間により、燃料ガスと廃棄物の少なくとも1つが燃焼される炉の状態変数の測定値と現在の燃料ガスの投入量とを取得し、
取得された前記測定値と前記投入量とに対応する目的変数を調整目標に調整するための前記燃料ガスの推奨投入量を、当該目的変数の予測値と当該測定値と当該推奨投入量を教師データに用いて学習した学習モデルを用いて決定し、
決定された前記推奨投入量を操作画面に提示する、
情報処理方法。 the computer
A furnace that burns waste using fuel gas, and obtains measured values of state variables and the current input amount of fuel gas for a furnace in which at least one of fuel gas and waste is burned, depending on the duration of the combustion. death,
The recommended input amount of the fuel gas for adjusting the objective variable corresponding to the acquired measured value and input amount to the adjustment target , and teaching the predicted value of the objective variable, the measured value, and the recommended input amount. Determined using a learning model trained on the data ,
presenting the determined recommended input amount on an operation screen;
Information processing methods.
請求項12に記載の情報処理方法。 Further comprising a process of presenting the measured value used to determine the recommended input amount on the operation screen,
The information processing method according to claim 12 .
請求項12に記載の情報処理方法。 further comprising a process of presenting, on the operation screen, a predicted value of the objective variable after adjustment according to the presented recommended input amount;
The information processing method according to claim 12 .
請求項12に記載の情報処理方法。 The waste includes at least one of liquid waste, waste oil, incinerated materials, and process exhaust gas.
The information processing method according to claim 12 .
請求項12に記載の情報処理方法。 The state variables include at least one of flow rate of waste liquid, flow rate of waste oil, flow rate of process exhaust gas, amount of incinerated material, oxygen concentration in the furnace, temperature in the furnace, temperature of the furnace wall,
The information processing method according to claim 12 .
請求項12に記載の情報処理方法。 The target variables are the concentration of CO, the concentration of CO2 , the concentration of NOx , the concentration of SOx , the concentration of dust, the concentration of dioxin, the concentration of unburned fuel gas, the concentration of greenhouse gases, the amount of flame radiation, at least one of the surface temperature of the heated effect;
The information processing method according to claim 12 .
請求項12に記載の情報処理方法。 Further comprising a process of controlling the opening of the valve corresponding to the fuel gas based on the determined recommended input amount,
The information processing method according to claim 12 .
予測された前記目的変数の予測値と前記状態変数の測定値を入力とし、当該目的変数の予測値を前記調整目標に調整するための前記推奨投入量を出力とする関係を学習した第2学習モデルに対して当該予測値と当該測定値を入力して当該推奨投入量を決定する、
請求項12に記載の情報処理方法。 Input the input amount and the measured value to a first learning model that has learned a relationship in which the input amount and the measured value are input, and the predicted value of the objective variable corresponding to the input amount and the measured value is output. to predict the predicted value of the objective variable,
Second learning for learning a relationship in which the predicted value of the objective variable and the measured value of the state variable are input, and the recommended input amount for adjusting the predicted value of the objective variable to the adjustment target is output. inputting the predicted values and the measured values to the model to determine the recommended inputs;
The information processing method according to claim 12 .
取得された前記測定値と前記投入量とに対応する目的変数を調整目標に調整するための前記燃料ガスの推奨投入量を、当該目的変数の予測値と当該測定値と当該推奨投入量を教師データに用いて学習した学習モデルを用いて決定する決定部と、
決定された前記推奨投入量を操作画面に提示する提示部と、
を有する情報処理装置。 A furnace that burns waste using fuel gas, and obtains measured values of state variables and the current input amount of fuel gas for a furnace in which at least one of fuel gas and waste is burned, depending on the duration of the combustion. an acquisition unit that
The recommended input amount of the fuel gas for adjusting the objective variable corresponding to the acquired measured value and input amount to the adjustment target , and teaching the predicted value of the objective variable, the measured value, and the recommended input amount. a determination unit that determines using a learning model learned using data ;
a presentation unit that presents the determined recommended input amount on an operation screen;
Information processing device having
燃料ガスを用いて廃棄物を燃焼する炉であり、燃焼中の期間により、燃料ガスと廃棄物の少なくとも1つが燃焼される炉の状態変数の測定値と現在の燃料ガスの投入量とを取得する機能と、
取得された前記測定値と前記投入量とに対応する目的変数を調整目標に調整するための前記燃料ガスの推奨投入量を、当該目的変数の予測値と当該測定値と当該推奨投入量を教師データに用いて学習した学習モデルを用いて決定する機能と、
決定された前記推奨投入量を操作画面に提示する機能と、
を実現させるためのプログラム。 to the computer,
A furnace that burns waste using fuel gas, and obtains measured values of state variables and the current input amount of fuel gas for a furnace in which at least one of fuel gas and waste is burned, depending on the duration of the combustion. and the ability to
The recommended input amount of the fuel gas for adjusting the objective variable corresponding to the acquired measured value and input amount to the adjustment target , and teaching the predicted value of the objective variable, the measured value, and the recommended input amount. A function to determine using a learning model learned using data ;
A function of presenting the determined recommended input amount on an operation screen;
program to make it happen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022188297A JP7250206B1 (en) | 2022-11-25 | 2022-11-25 | Information processing method, information processing device and program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022188297A JP7250206B1 (en) | 2022-11-25 | 2022-11-25 | Information processing method, information processing device and program |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP7250206B1 true JP7250206B1 (en) | 2023-03-31 |
JP2024076636A JP2024076636A (en) | 2024-06-06 |
Family
ID=85772942
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022188297A Active JP7250206B1 (en) | 2022-11-25 | 2022-11-25 | Information processing method, information processing device and program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7250206B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7430837B1 (en) | 2023-06-02 | 2024-02-13 | 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 | Combustion equipment system and information processing method |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000046323A (en) | 1998-07-31 | 2000-02-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method for controlling combustion in combustion furnace and apparatus for controlling combustion |
JP2000097422A (en) | 1998-09-22 | 2000-04-04 | Hitachi Ltd | Waste incinerating plant, apparatus and method for controlling the same, and method for predicting gas composition distribution thereof |
JP2008224120A (en) | 2007-03-12 | 2008-09-25 | Hitachi Ltd | Control device of boiler plant and device for training operator |
JP2018151771A (en) | 2017-03-10 | 2018-09-27 | 荏原環境プラント株式会社 | Process-control supporting device and method |
JP2021025687A (en) | 2019-08-02 | 2021-02-22 | 日本エア・リキード合同会社 | Control system of furnace, method for controlling furnace, and furnace with control system |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10160142A (en) * | 1996-11-26 | 1998-06-19 | Kubota Corp | Waste gas property estimation system and operation training system |
-
2022
- 2022-11-25 JP JP2022188297A patent/JP7250206B1/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000046323A (en) | 1998-07-31 | 2000-02-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method for controlling combustion in combustion furnace and apparatus for controlling combustion |
JP2000097422A (en) | 1998-09-22 | 2000-04-04 | Hitachi Ltd | Waste incinerating plant, apparatus and method for controlling the same, and method for predicting gas composition distribution thereof |
JP2008224120A (en) | 2007-03-12 | 2008-09-25 | Hitachi Ltd | Control device of boiler plant and device for training operator |
JP2018151771A (en) | 2017-03-10 | 2018-09-27 | 荏原環境プラント株式会社 | Process-control supporting device and method |
JP2021025687A (en) | 2019-08-02 | 2021-02-22 | 日本エア・リキード合同会社 | Control system of furnace, method for controlling furnace, and furnace with control system |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7430837B1 (en) | 2023-06-02 | 2024-02-13 | 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 | Combustion equipment system and information processing method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2024076636A (en) | 2024-06-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Niessen | Combustion and incineration processes: applications in environmental engineering | |
CN107016455B (en) | Prediction system and method for oxygen content of flue gas at hearth outlet of circulating fluidized bed household garbage incineration boiler | |
Kushwah et al. | Modelling approaches for biomass gasifiers: A comprehensive overview | |
Chelgani et al. | Modeling of free swelling index based on variable importance measurements of parent coal properties by random forest method | |
CN111461355B (en) | Dioxin emission concentration migration learning prediction method based on random forest | |
Dashti et al. | Review of higher heating value of municipal solid waste based on analysis and smart modelling | |
CN112464544B (en) | Method for constructing prediction model of dioxin emission concentration in urban solid waste incineration process | |
JP7250206B1 (en) | Information processing method, information processing device and program | |
JP2016528462A (en) | Diagnosis and control of incineration facilities and solid fuel boilers through thermal settlement and design program and driver's operation form analysis and equipment life cycle management system and method | |
CN108549792A (en) | A kind of solid waste burning process dioxin emission concentration flexible measurement method based on latent structure mapping algorithm | |
Kiang | Fuel property estimation and combustion process characterization: Conventional fuels, biomass, biocarbon, waste fuels, refuse derived fuel, and other alternative fuels | |
Gharibi et al. | Machine learning and multi-criteria decision analysis for polyethylene air-gasification considering energy and environmental aspects | |
Pawananont et al. | Experimental investigation and optimal combustion control of untreated landfill gas via fuzzy logic rule knowledge based approach | |
Sarkar et al. | Integrating flare gas with cogeneration system: Hazard identification using process simulation | |
JP2010127475A (en) | Combustion control system and method of combustion furnace | |
JP7250205B1 (en) | Learning model generation method, learning model generation device, combustion prediction method, combustion prediction device, and program | |
JP2019108995A (en) | Combustion condition determining device of combustion furnace, combustion condition determining method, and combustion system | |
JP5179163B2 (en) | Combustion control system for combustion furnace and combustion control method thereof | |
Zhang et al. | Heterogeneous ensemble prediction model of CO emission concentration in municipal solid waste incineration process using virtual data and real data hybrid-driven | |
Qiao et al. | Thermodynamic Multi-Objective Optimization: A Deep Learning and Evolutionary Algorithm Approach. | |
JP2014219113A (en) | System for measuring internal temperature of combustion furnace and system for controlling combustion in combustion furnace | |
Sungur et al. | Multi-objective optimisation of the emission parameters and efficiency of pellet stove at different supply airflow positions based on machine learning approach | |
Szramowiat-Sala et al. | AI-based data mining approach to control the environmental impact of conventional energy technologies | |
Bongomin et al. | Exploring Insights in Biomass and Waste Gasification via Ensemble Machine Learning Models and Interpretability Techniques | |
Qian et al. | A simulation-based techno-economic-safety-social-environmental decision-making framework for prioritizing plastic waste treatment processes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221125 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20221125 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221227 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230222 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230314 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230320 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7250206 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |