平成12年度未来開拓学術研究推進事業研究成果報告書概要



1.研究機関名 京都大学
 
2.委員会名 プロセスシステム工学第143委員会
 
3.研究期間 平成8年度〜平成12年度
 
4.研究プロジェクト番号 96R14301
 
5.研究プロジェクト名 次世代化学プラントの設計・運転・保全のための知的支援システムの開発

6.プロジェクト・リーダー
プロジェクト・リーダー名 フリガナ 所属部局名 職名
橋本 伊織 ハシモト イオリ 大学院工学研究科 教授

7.コア・メンバー

コア・メンバー名 フリガナ 所属研究機関名・所属部局名 職名
西谷 紘一 ニシタニ ヒロカズ 奈良先端科学技術大学院大学・情報科学研究科 教授
長谷部 伸治 ハセベ シンジ 京都大学・大学院工学研究科 助教授
松山 久義 マツヤマ ヒサヨシ 九州大学・大学院工学研究科 教授

8.研究協力者

研究協力者名 フリガナ 所属研究機関名・所属部局名 職名
伊藤 利昭 イトウ トシアキ 三菱化学(株)・横浜研究所 副所長
佐渡友 秀夫 サドトモ ヒデオ 三井化学(株)・システム部 部長
鈴木 剛 スズキ ゴウ 東洋エンジニアリング(株)・プロセス部 技師長

9.研究成果の概要

本研究では、次世代化学プロセスの設計・運転・保全の業務に携わる研究者・技術者を支援する、多機能かつ知的な計算機援用支援システムを開発する事を目的としている。具体的には、次の6つのテーマ:i)クリーン・プロダクション・システム化のためのライフサイクル・アセスメント・システム開発、ii)省エネルギー型バッチ蒸留システム開発、iii)自律分散型生産管理システム開発、iv)多機能・高品質性を保証するためのインテリジェント制御システム開発、v)プラント監視・異常診断システム開発、vi)プラントオペレータのための教育・訓練用システムの開発、を設定し研究を推進してきた。
 ii)の主な成果として、本研究グループで提案された多重効用型バッチ蒸留システム(MEBAD)が、連続蒸留プロセスに匹敵する分離効率をもつことを理論的に明らかにすると共に、パイロットプラントによる実験によっても確認した(特許申請1件)。iii)に関して、ジャストインタイム生産を目的とした、各工程を分散単位とする自律分散型スケジューリングシステムを開発した。iv)に監視て、ポリマー成形加工法として、超臨界流体を活かした新たな高分子微細発泡技術の開発を試み、その基礎手法を特許化した(特許申請3件)。蒸留塔製品組成の推定制御に関して、予測推定制御とカスケード制御の併用により、高い制御性能が実現できることを明らかにした。v)に関して、有効な方法論が開発されていない計装の設備管理を目的として、流量計の故障診断システムを開発した。vi)に関して、プラント運転制御システムのヒューマンインタフェーイスの評価方法を確立し、インタフェース設計指針を明らかにした。
 上記ii)〜vi)のテーマに関連して、多くの知見を得ることができ、それらは95編の論文として発表された。さらに、4件の特許出願と、計算機援用支援システムのプロトタイプとして8システムを開発することができた。

10.キーワード

(1)プロセスシステム工学、(2)知的支援システム、(3)省エネルギー
(4)自律分散システム、(5)プロセス制御、(6)スケジューリング
(7)異常検出・診断、(8)ヒューマン・インタフェース、(9)ポリマー・プロセシング

11.研究発表(印刷中も含む)

[雑誌論文]
著者名 論文標題
武田 和宏 状態変数間に因果関係が成立するための制約条件を利用する異常診断法
雑誌名 発行年 ページ
化学工学論文集 22 1996 1009-1017

著者名 論文標題
北島 禎二 並列装置を有する多工程プロセスの自律分散型スケジューリングシステム
雑誌名 発行年 ページ
化学工学論文集 22 1996 1031-1038

著者名 論文標題
長谷部 伸治 GAを用いたスケジューリングにおける最適交叉法の自動選択
雑誌名 発行年 ページ
化学工学論文集 22 1996 1039-1045

著者名 論文標題
橋爪 進 条件/事象ネットモデルを用いた離散事象の制御
雑誌名 発行年 ページ
化学工学論文集 22 1996 1070-1078

著者名 論文標題
柘植 義文 共沸蒸留プロセスのためのエントレーナ選択支援システムの開発
雑誌名 発行年 ページ
化学工学論文集 22 1996 1138-1146

著者名 論文標題
松谷 豊 補助事象なし条件/事象ネット構成問題の解集合を求める一方法
雑誌名 発行年 ページ
計測自動制御学会論文集 32 1996 1454-1460

著者名 論文標題
橋爪進 与えられた半言語に適合するアトム全体の集合を求めるアルゴリズム
雑誌名 発行年 ページ
計測自動制御学会論文集 32 1996 1560-1565

著者名 論文標題
西谷 紘一 プラント運転制御システムに対するユーザビリティテストの試み
雑誌名 発行年 ページ
日本プラント・ヒューマンファクター学会誌 1 1996 26-35

著者名 論文標題
Shinji Hasebe A Flexible Simulation System for Scheduling with Various Constraints
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Chemical Engineering of Japan 29 1996 323-329

著者名 論文標題
Hirokazu Nishitani Human-Computer Interaction in the New Process Technology
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Process Control 6 1996 111-117

著者名 論文標題
Masatoshi Yoshida Controller Design for Parabolic Distributed Parameter Systems Using Finite Integral Transform Techniques
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Process Control 6 1996 359-366

著者名 論文標題
Susumu Hashizume Construction of Petri Nets from a Given Partial Language
雑誌名 発行年 ページ
IEICE Trans. Fundamentals E79-A 1996 2192-2195

著者名 論文標題
大嶋 正裕 ポリマーサイロでの最適ブレンド操作
雑誌名 発行年 ページ
化学工学論文集 23 1997 384-390

著者名 論文標題
吉田 雅俊 二次元熱伝導プロセスの温度分布制御
雑誌名 発行年 ページ
化学工学論文集 23 1997 491-497

著者名 論文標題
吉田 雅俊 乾燥時における粒子層内の含水率分布のオンライン推定法
雑誌名 発行年 ページ
化学工学論文集 23 1997 541-547

著者名 論文標題
野田 賢 2成分分離バッチ蒸留塔の最適構造と最適操作
雑誌名 発行年 ページ
化学工学論文集 23 1997 934-941

著者名 論文標題
西谷 紘一 プロトコル分析を用いたCRTオペレーションにおけるヒューマンインタフェースの評価方法
雑誌名 発行年 ページ
日本プラント・ヒューマンファクター学会誌 2 1997 16-25

著者名 論文標題
北島 禎二 プラント運転を行うオペレータモデルの開発
雑誌名 発行年 ページ
日本プラント・ヒューマンファクター学会誌 2 1997 106-115

著者名 論文標題
Y. Murakami Application of Repetitive SA Method to Scheduling Problems of Chemical Processes
雑誌名 発行年 ページ
Computers and Chemical Engineering 21 1997 S1087-S1092

著者名 論文標題
Akio Ishikawa A Practical Method for Removing ill-conditioning in Industrial Constrained Predictive Control
雑誌名 発行年 ページ
Computers and Chemical Engineering 21 1997 S1093-S1098

著者名 論文標題
Shinji Hasebe Optimal Operation Policy for Multi-effect Batch Distillation System
雑誌名 発行年 ページ
Computers and Chemical Engineering 21 1997 S1221-S1226

著者名 論文標題
石川 昭夫 定常最適化機能をもつモデル予測制御での悪条件の除去法
雑誌名 発行年 ページ
化学工学論文集 24 1998 24-29

著者名 論文標題
立野 繁之 蒸留塔系における成分収支を利用した流量計の故障診断
雑誌名 発行年 ページ
化学工学論文集 24 1998 266-272

著者名 論文標題
内藤 清嗣 連続晶析プロセスにおける結晶粒径分布の安定化制御
雑誌名 発行年 ページ
化学工学論文集 24 1998 318-323

著者名 論文標題
加納 学 Partial Least Squares Regression を用いた蒸留塔製品組成の推定制御
雑誌名 発行年 ページ
化学工学論文集 24 1998 425-430

著者名 論文標題
武田 和宏 装置の整備・補修が頻発する工場のための分散型スケジューリングアルゴリズム
雑誌名 発行年 ページ
化学工学論文集 24 1998 538-545

著者名 論文標題
村上 佳広 中間タンクや複雑な生産経路を有するプロセスの実行可能スケジュール生成法
雑誌名 発行年 ページ
化学工学論文集 24 1998 578-583

著者名 論文標題
外輪 健一郎 晶析プロセスシミュレーションにおける特性曲線法と有限差分法の比較
雑誌名 発行年 ページ
化学工学論文集 24 1998 665-669

著者名 論文標題
柘植 義文 管理幅を基にした流量計の故障診断法
雑誌名 発行年 ページ
日本設備管理学会誌 10 1998 78-85

著者名 論文標題
石井 春江 監視操作システムの評価と改善のための設計指針
雑誌名 発行年 ページ
日本プラント・ヒューマンファクター学会誌 3 1998 47-57

著者名 論文標題
黒岡 武俊 脳波を用いたプラントオペレータの思考状態推定
雑誌名 発行年 ページ
日本プラント・ヒューマンファクター学会誌 3 1998 100-109

著者名 論文標題
西村 義行 半言語とそれの離散事象システム論への応用
雑誌名 発行年 ページ
電気学会部門誌D分冊 118 1998 158-163

著者名 論文標題
松谷 豊 仕様に階層表現を用いた条件/事象ネットの構成
雑誌名 発行年 ページ
計測自動制御学会論文集 34 1998 836-843

著者名 論文標題
橋爪 進 半言語の階層記述とそれの条件/事象ネット構成問題への応用
雑誌名 発行年 ページ
計測自動制御学会論文集 34 1998 1922-1929

著者名 論文標題
稲森 康次郎 化学発泡における被覆電線製造ブロセスの最適操作領域
雑誌名 発行年 ページ
成形加工 10 1998 68-75

著者名 論文標題
Yue Liang Profile Control of Plastic Sheet in an Industrial Polymer Processing Process
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Polymer Science and Engineering 38 1998 1740-1750

著者名 論文標題
Masatoshi Yoshida Control of Axial Temperature Distribution in a Packed-Bed Reactor
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Chemical Engineering of Japan 31 1998 381-390

著者名 論文標題
内藤 清嗣 DTB型連続晶析器の安定化制御-外部加熱器における微小結晶溶け残りの影響-
雑誌名 発行年 ページ
化学工学論文集 25 1999 51-58

著者名 論文標題
武田 和宏 在庫を増やすことなく生産速度を向上させる自律分散型スケジューリングアルゴリズム
雑誌名 発行年 ページ
化学工学論文集 25 1999 343-348

著者名 論文標題
村上 佳広 ジョブの系列指向性を考慮した多重SA法によるスケジューリング
雑誌名 発行年 ページ
化学工学論文集 25 1999 648-654

著者名 論文標題
加納 学 移動主成分分析を用いた運転監視
雑誌名 発行年 ページ
化学工学論文集 25 1999 998-1003

著者名 論文標題
加納 学 時系列データの非類似度に基づく運転監視
雑誌名 発行年 ページ
化学工学論文集 25 1999 1004-1009

著者名 論文標題
北島 禎二 メッセージ交換を用いた分散型スケジューリングシステムの並行実行性能評価
雑誌名 発行年 ページ
計測自動制御学会論文集 35 1999 546-553

著者名 論文標題
坂田 晃一 異常対応訓練にみるオペレータの挙動の特徴
雑誌名 発行年 ページ
日本プラント・ヒューマンファクター学会誌 4 1999 112-120

著者名 論文標題
稲森 康次郎 高分子発泡成形における気泡形成シミューレーション(1)-均質系核生成の物理発泡シミュレーションと実験
雑誌名 発行年 ページ
成形加工 11 1999 194-201

著者名 論文標題
稲森 康次郎 高分子発泡成形における気泡形成シミュレーション(2)-均質・不均質混合核生成系の物理発泡シミュレーション
雑誌名 発行年 ページ
成形加工 11 1999 471-476

著者名 論文標題
Morimasa Ogawa Quality Inferential Control for an Industrial High Density Polyethylene Process
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Process Control 9 1999 51-59

著者名 論文標題
Yoshihiro Murakami SA-Based Scheduling Algorithm for Increasing Probability of Selecting Promising Schedules
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Chemical Engineering of Japan 32 1999 652-661

著者名 論文標題
Emrod Elisante IMC Based Robust Pole Placement Procedure for Modal Control of One-Dimensional Heat Conduction Process
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Chemical Engineering of Japan 32 1999 796-802

著者名 論文標題
Shinji Hasebe Optimal Operation Policy for Total Reflux and Multi-effect Batch Distillation Systems
雑誌名 発行年 ページ
Computers and Chemical Engineering 23 1999 523-532

著者名 論文標題
Masaru Noda Optimal Structure of Batch Distillation Column
雑誌名 発行年 ページ
Computers and Chemical Engineering 23 1999 S105-S108

著者名 論文標題
加納 学 蒸留塔製品組成制御を目的とした組成推定モデルの選択
雑誌名 発行年 ページ
化学工学論文集 26 2000 94-99

著者名 論文標題
柘植 義文 共沸蒸留プロセスのためのエントレーナ探索支援システムの改良-3成分系における共沸データの一部が欠落している場合への拡張-
雑誌名 発行年 ページ
化学工学論文集 26 2000 394-401

著者名 論文標題
橋爪 進 条件/事象ネットに基づくシーケンス制御系のモジュラ設計
雑誌名 発行年 ページ
化学工学論文集 26 2000 443-449

著者名 論文標題
西 竜志 在庫コストと納期遅れペナルティを考慮したフローショップ問題に対する自律分散形スケジューリングシステム
雑誌名 発行年 ページ
化学工学論文集 26 2000 661-668

著者名 論文標題
山川 匡史 脳波を用いた論理的思孝状熊の推定
雑誌名 発行年 ページ
ヒューマンインタフェース学会研究報告集 2 2000 7-12

著者名 論文標題
山本 純平 視線分析を用いたプラントオペレータの挙動の分析
雑誌名 発行年 ページ
日本プラント・ヒューマンファクター学会誌 5 2000 88-98

著者名 論文標題
坂田 晃一 シミュレータを用いた異常対応訓練についての考察
雑誌名 発行年 ページ
日本プラント・ヒューマンファクター学会誌 5 2000 130-140

著者名 論文標題
Emrod Elisante Application of Mu-Interaction Measures for Decentralized Temperature Control of Packed-Bed Chemical Reactor
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Chemical Engineering of Japan 33 2000 120-127

著者名 論文標題
Manabu Kano Comparison of Statistical Process Monitoring Methods: Application to the Eastman Challenge Problem
雑誌名 発行年 ページ
Computers and Chemical Engineering 24 2000 175-181

著者名 論文標題
Kazuhisa Fujino Design and Verification of the SFC Program for Sequential Control
雑誌名 発行年 ページ
Computers and Chemical Engineering 24 2000 303-308

著者名 論文標題
Tatsushi Nishi Autonomous Decentralized Scheduling System for Just-in-Time Production
雑誌名 発行年 ページ
Computers and Chemical Engineering 24 2000 345-351

著者名 論文標題
Taketoshi Kurooka Mind State Estimation for Operator Support
雑誌名 発行年 ページ
Computers and Chemical Engineering 24 2000 551-556

著者名 論文標題
Hirokazu Nishitani University-Industry Cooperative Study on Plant Operations
雑誌名 発行年 ページ
Computers and Chemical Engineering 24 2000 557-567

著者名 論文標題
Yoshifumi Tsuge A fault detection and diagnosis for the continuous process with load-fluctuations using orthogonal wavelets
雑誌名 発行年 ページ
Computers and Chemical Engineering 24 2000 761-767

著者名 論文標題
Takashi Hamamura The effects of design variables on the stabilizing control of continuous DTB crystallizers
雑誌名 発行年 ページ
Computers and Chemical Engineering 24 2000 917-923

著者名 論文標題
Young Wang Optimal Grade Transition Control for Polymerization Reactors
雑誌名 発行年 ページ
Computers and Chemical Engineering 24 2000 1555-1561

著者名 論文標題
Masaru Noda On-line Optimization System of Pilot Scale Multi-Effect Batch Distillation System
雑誌名 発行年 ページ
Computers and Chemical Engineering 24 2000 1577-1583

著者名 論文標題
Kazuhiro Takeda Decentralized Scheduling Algorithm to Improve the Rate of Production without Increase of Stocks of Intermediates
雑誌名 発行年 ページ
Computers and Chemical Engineering 24 2000 1619-1624

著者名 論文標題
Manabu Kano Inferential control system of distillation compositions using dynamic Partial Least Squares regression
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Process Control 10 2000 157-166

著者名 論文標題
Masahiro Ohshima Quality Control of Polymer Production Processes
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Process Control 10 2000 135-148

著者名 論文標題
Ken-Ichiro Sotowa Application of the Method of Characteristics to Crystallizer Simulation and Comparison with Finite Difference for Controller
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Process Control 10 2000 203-208

著者名 論文標題
Shinji Hasebe Optimal Operation of a Continuous DTB Crystallizer
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Process Control 10 2000 441-448

著者名 論文標題
Takefumi Nagata In-line Monitoring of Polyethylene Density Using Near Infrared (NIR) Spectroscopy
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Polymer Science and Engineering 40 2000 1107-1113

著者名 論文標題
Takefumi Nagata On-line NIR Sensing of CO2 Concentration for Polymer Extrusion Foaming Processes
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Polymer Science and Engineering 40 2000 1843-1849

著者名 論文標題
加納 学 新しい統計的プロセス管理手法の化学プロセスヘの適用
雑誌名 発行年 ページ
計測自動制御学会論文集 37 2001 160-167

著者名 論文標題
橋爪 進 周期動作を行う条件/事象ネット構成
雑誌名 発行年 ページ
計測自動制御学会論文集 37 2001 268-270

著者名 論文標題
山縣 謙一 測定器のリアルタイム故障診断フィルタの開発
雑誌名 発行年 ページ
九州大学工学集報 74 2001 75-82

著者名 論文標題
Masaru Noda Optimal Structure and On-line Optimal Operation of Batch Distillation Column
雑誌名 発行年 ページ
Computers and Chemical Engineering 25 2001 109-117

著者名 論文標題
西 竜志 ラグランジュ緩和法によるフローショップ問題に対する装置を要素とした分散型スケジューリング法
雑誌名 発行年 ページ
システム制御情報学会論文誌 14 2001 244-251

著者名 論文標題
Taketoshi Kurooka Real-Time Monitoring of Plant Operator's Thinking State
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Chemical Engineering of Japan     Submitted

著者名 論文標題
Opat Orapimpan Development of a Learning System of Know-How and Know-Why in Field Operations
雑誌名 発行年 ページ
Journal of the Society for Industrial Plant Human Factors of Japan     Submitted

著者名 論文標題
Manabu Kano A New Multivariate Statistical Process Monitoring Method Using Principal Component Analysis
雑誌名 発行年 ページ
Computers and Chemical Engineering     in print

著者名 論文標題
Hiroya Seki Industrial Application of a Nonlinear Model Predictive Control to Polymerization Reactors
雑誌名 発行年 ページ
Control Engineering Practice   2001 in press

著者名 論文標題
Mitsuko Takada Effects of CO2 on Crystallization Kinetics of Polypropylene
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Polymer Science and Engineering   2001 accepted

著者名 論文標題
Takefumi Nagata In-line NIR Sensing of CO2 Concentration in Polymeric Foaming Extrusion Process
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Cellular Plastics   2001 accepted

著者名 論文標題
Mitutaka Shimoda Polymeric Foaming Simulation for Extrusion processes
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Cellular Plastics   2001 accepted


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