JP7298992B2

JP7298992B2 - 運転評価装置、運転評価方法、及び運転評価プログラム

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Publication number: JP7298992B2
Application number: JP2018018544A
Authority: JP
Inventors: 靖典小林; サチンクマールソンジェ
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2018-02-05
Filing date: 2018-02-05
Publication date: 2023-06-27
Anticipated expiration: 2038-02-05
Also published as: US20190243325A1; EP3522084B1; EP3522084A1; JP2019135622A; US11500350B2

Description

本発明は、運転評価装置、運転評価方法、及び運転評価プログラムに関する。

石油精製製品、石油化学製品、電力、ガス、ガラス、紙・パルプ等の各種製品は、プラントや工場等（以下、これらを総称する場合には、単に「プラント」という）において、プロセス系によって製造される。プラントでは、プロセス系における各種の状態量（例えば、圧力、温度、流量、レベル等）を制御するプロセス制御システムが構築されており、高度な自動操業が実現されている。このプロセス制御システムの一つに、操作監視部とコントローラとが分散配置される分散制御システム（ＤＣＳ：Distributed Control System）がある。

上記の分散制御システムを含めた従来のプロセス制御システムは、生産計画を達成するために、外乱に対する定値制御、運転条件変更に対する追値制御、及び手続き型のシーケンス制御を自動的に行うことを基本とするシステムである。ここで、上記の定値制御とは、ある状態量（例えば、流量）を一定の目標値に抑える制御をいう。また、上記の追値制御は、目標値が変更された場合に、ある状態量（例えば、温度）を変更された目標値に追従させるための制御をいう。

以下の特許文献１には、従来の分散制御システムの一例が開示されている。具体的に、以下の特許文献１には、複数のフィールド機器とコントローラとがネットワークに接続されており、コントローラが、フィールド機器の一種である測定器（流量計や温度計等）の測定結果を取得し、この測定結果に応じてフィールド機器の一種である操作器（バルブ等）を操作する分散制御システムが開示されている。

特許第４３９９７７３号公報

ところで、製造部署に属している、プロセス制御システムのユーザである運転員は、生産計画部署が作成した日産計画を実現するために、分散制御システムの各コントローラの制御設定値をしかるべき値に変更する。この制御設定値は、プラントに最適化システムがある場合は、日産計画に加えて利益性や省エネ性、装置の保護も考慮した値になっている。この場合の制御設定値は、一般的に安全マージンが低くなるような値に設定される。例えば、製品品質が品質検査を通る最低限の品質になるよう設定したり、或いは生産量が日産計画を満たす最低限の量になるように設定される。

安全マージンが低くなるように制御設定値が設定されているときには、外乱等の要因で少しでも制御が不安定になると目標とする製品品質や生産量を守れなくなってしまうため、運転員は常に緊張感のある運転をする必要がある。このため、運転員は、安全マージンを高く取って余裕をもって運転するために、運転途中で制御設定値を安全サイドに変更することがある。このような制御設定値の変更が行われてしまうと、利益性や省エネ性等が犠牲になってしまうという問題がある。一方、プラントに最適化システムはあるが時機を得たアプリケーションのアップデートが行われていないが故に使われていない場合、或いは最適化システムが無い場合は、運転員は、安全マージンを高く取って余裕をもった運転を行うことがある。このような運転がなされる場合にも、利益性や省エネ性等が犠牲になってしまうという問題がある。

このような問題を解決するために、運転員に頼らず制御を自動化する多変数モデル予測制御に代表される高度制御システムがあるが、時機を得たアプリケーションのアップデートが行われていないが故に、使われていない場合がある。つまり、従来の分散制御システムには、運転員に利益性や省エネ、装置や機器の保護を考慮した運転をさせるための支援機能は設けられていない。

プラントのマネジメントレベル（経営レベル）では、運転の利益性や省エネ性、プラントの可用性（プラントが継続して稼働できる能力）等を数値化して、主に週単位・日単位で管理することが行われている。これによって、マネジメントレベルでの課題（高コスト、低マージン等）の特定、解決を行っている。また、プラントのエンジニアリングレベル（技術部署に属するエンジニアのレベル）では、これらの数値をブレークダウンした値を日単位・時単位で管理している。これによって、エンジニアリングレベルでの課題（原料の品質変動、触媒の劣化、装置の故障等）の特定、解決を行っている。

しかしながら、プラントのオペレーション（運転レベル）では、分単位・秒単位で運転の利益性や省エネ性、プラントの可用性をオペレーションにブレークダウンした数値で監視し、オペレーションレベルでの課題（プロセス制御性低下、装置パフォーマンス低下等）の特定、リアルタイムの運転の中での解決を行っている場合は少ない。これは従来の分散制御システムには、運転員に利益性や省エネ、装置や機器の保護を考慮した運転をさせるための支援機能が設けられていないことが大きな理由である。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、運転レベルにおける評価指標を経営レベルにおける評価指標に反映することにより、プラントの運転員の運転業務をプラントの経営の観点から評価することができる運転評価装置、運転評価方法、及び運転評価プログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様による運転評価装置は、プラントの運転員の運転業務を評価する運転評価装置（４０）であって、前記プラントの運転員の運転業務により行われたプロセス制御に係るデータ（ＰＤ）を用いて、前記プロセス制御における複数の重要業績評価指標を算出する指標算出部（４４ａ）と、前記指標算出部で算出された前記重要業績評価指標を用いて、前記プラントの運転員の運転業務を、前記プラントの経営の観点からスコア化するスコア化部（４４ｂ）と、前記スコア化部で得られた前記プラントの経営の観点毎のスコアを出力する出力部（４２）と、を備える。
また、本発明の一態様による運転評価装置は、前記プラントの経営の観点には、「利益性」なる観点、「省エネ性」なる観点、「信頼性・可用性」なる観点、「計画性」なる観点、及び「安全性」なる観点の少なくとも１つの観点が含まれる。
また、本発明の一態様による運転評価装置は、前記スコア化部が、前記プラントの運転員の運転業務を、前記プラントの運転員の勤務時間毎にスコア化する。
また、本発明の一態様による運転評価装置は、前記スコア化部が、前記指標算出部で算出された前記重要業績評価指標が、予め規定された目標範囲から外れた回数、及び前記目標範囲から外れている状態が継続された時間の少なくとも一方を考慮して前記プラントの運転員の運転業務をスコア化する。
また、本発明の一態様による運転評価装置は、前記出力部が、前記プラントの経営の観点毎のスコアを、グラフ及び数値の少なくとも一方で表示する表示する表示部を備える。
このうちレーダーチャートで表示した場合は、生産の計画性、利益性、省エネ性、設備の信頼性・可用性、安全性のバランスを見ながら、スコアの良し悪しを最終的に判断することができる。
本発明の一態様による運転評価方法は、プラントの運転員の運転業務を評価する運転評価方法であって、前記プラントの運転員の運転業務により行われたプロセス制御に係るデータ（ＰＤ）を用いて、前記プロセス制御における複数の重要業績評価指標を算出する指標算出ステップ（Ｓ１１）と、前記指標算出ステップで算出された前記重要業績評価指標を用いて、前記プラントの運転員の運転業務を、前記プラントの経営の観点からスコア化するスコア化ステップ（Ｓ１２）と、前記スコア化ステップで得られた前記プラントの経営の観点毎のスコアを出力する出力ステップ（Ｓ１３）と、を有する。
本発明の一態様による運転評価プログラムは、コンピュータを、プラントの運転員の運転業務を評価する運転評価装置として機能させる運転評価プログラムであって、前記コンピュータを、前記プラントの運転員の運転業務により行われたプロセス制御に係るデータ（ＰＤ）を用いて、前記プロセス制御における複数の重要業績評価指標を算出する指標算出手段（４４ａ）と、前記指標算出手段で算出された前記重要業績評価指標を用いて、前記プラントの運転員の運転業務を、前記プラントの経営の観点からスコア化するスコア化手段（４４ｂ）と、前記スコア化手段で得られた前記プラントの経営の観点毎のスコアを出力する出力手段（４２）と、して機能させる。

本発明によれば、プラントの運転員の運転業務をプラントの経営の観点から評価することができる、という効果がある。

本発明の一実施形態による運転評価装置、運転評価方法、及び運転評価プログラムが用いられるプロセス制御システムの要部構成を示すブロック図である。運転評価装置としてのエンジニアリング端末の要部構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態で用いられるスコア算出テーブルの一例を示す図である。図３に示すスコア算出テーブルが用いられるプラントの設備を示す図である。本発明の一実施形態による運転評価方法の概要を示すフローチャートである。プラントの運転員の運転業務をスコア化する処理を説明するための図である。本発明の一実施形態における運転業務の評価値の表示例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態による運転評価装置、運転評価方法、及び運転評価プログラムについて詳細に説明する。

〔プロセス制御システム〕
図１は、本発明の一実施形態による運転評価装置、運転評価方法、及び運転評価プログラムが用いられるプロセス制御システムの要部構成を示すブロック図である。図１に示す通り、プロセス制御システム１は、フィールド機器１０、コントローラ２０、操作監視端末３０、及びエンジニアリング端末４０を備えており、操作監視端末３０からの指示等に応じてコントローラ２０がフィールド機器１０を制御することによってプラント（図示省略）で実現されるプロセスの制御を行う。

ここで、フィールド機器１０及びコントローラ２０はフィールドネットワークＮ１に接続され、コントローラ２０、操作監視端末３０、及びエンジニアリング端末４０は、制御ネットワークＮ２に接続されている。フィールドネットワークＮ１は、例えばプラントの現場に敷設された有線のネットワークである。他方、制御ネットワークＮ２は、例えばプラントの現場と監視室との間を接続する有線のネットワークである。尚、これらフィールドネットワークＮ１及び制御ネットワークＮ２は、無線のネットワークであっても良い。

フィールド機器１０は、例えば流量計や温度センサ等のセンサ機器、流量制御弁や開閉弁等のバルブ機器、ファンやモータ等のアクチュエータ機器、その他のプラントの現場に設置される機器である。尚、本実施形態では、理解を容易にするために、制御すべきプロセスにおける状態量が流体の流量である場合を例に挙げて説明する。このため、図１においては、プラントに設置された複数のフィールド機器１０のうちの流体の流量を測定する１つのセンサ機器１０ａと流体の流量を制御（操作）する１つのバルブ機器１０ｂとを図示している。

コントローラ２０は、操作監視端末３０からの指示等に応じてフィールド機器１０との間で通信を行ってフィールド機器１０の制御を行う。具体的に、コントローラ２０は、あるフィールド機器１０（例えば、センサ機器１０ａ）で測定されたプロセス値を取得し、他のフィールド機器１０（例えば、バルブ機器１０ｂ）の操作量を演算して送信することによって、他のフィールド機器１０（例えば、バルブ機器１０ｂ）を制御する。ここで、コントローラ２０で取り扱われるデータの各々にはタグが割り当てられており、コントローラ２０は、タグを用いて各種データの取り扱いを行う。尚、図１では、理解を容易にするために、１つのコントローラ２０のみを図示しているが、コントローラ２０は、幾つかの制御ループ毎に複数設けられていても良い。

操作監視端末３０は、例えばプラントの運転員によって操作されてプロセスの監視のために用いられる端末である。具体的に、操作監視端末３０は、フィールド機器１０の入出力データをコントローラ２０から取得してプロセス制御システム１を構成するフィールド機器１０やコントローラ２０の挙動を運転員に伝えるとともに、運転員の指示に基づいてコントローラ２０の制御を行う。

エンジニアリング端末４０は、不図示の計装データベースに格納された設計情報（プロセス制御システム１を含めたプラントの設計情報）に基づいて、フィールド機器１０、コントローラ２０、及び操作監視端末３０に設定すべき情報やプログラム等を作成するための端末である。また、エンジニアリング端末４０は、操作監視端末３０を用いて行われるプラントの運転員の運転業務を評価（採点）する。以下、運転評価装置としてのエンジニアリング端末４０の構成について詳細に説明する。

〔運転評価装置〕
図２は、運転評価装置としてのエンジニアリング端末の要部構成を示すブロック図である。図２に示す通り、エンジニアリング端末４０は、操作部４１、表示部４２（出力部、出力手段）、格納部４３、処理部４４、通信部４５、及びドライブ装置４６を備える。このようなエンジニアリング端末４０は、例えばパーソナルコンピュータやワークステーションにより実現される。

操作部４１は、例えばキーボードやポインティングデバイス等の入力装置を備えており、エンジニアリング端末４０を使用する作業者の操作に応じた指示（エンジニアリング端末４０に対する指示）を処理部４４に出力する。表示部４２は、例えば液晶表示装置等の表示装置を備えており、処理部４４から出力される各種情報を表示する。尚、操作部４１及び表示部４２は、物理的に分離されたものであっても良く、表示機能と操作機能とを兼ね備えるタッチパネル式の液晶表示装置のように物理的に一体化されたものであっても良い。

格納部４３は、例えばＨＤＤ（ハードディスクドライブ）やＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）等の補助記憶装置を備えており、各種データを格納する。例えば、格納部４３は、プロセスデータＰＤ、スコア算出テーブルＴＢ、及び運転実績データＯＤを格納する。図２においては図示を省略しているが、格納部４３には、例えばエンジニアリング端末４０で実行される各種プログラムも格納される。

上記のプロセスデータＰＤは、過去においてプロセス制御に用いられたデータである。例えば、図１に示すセンサ機器１０ａで測定されたプロセス値を示すデータ、バルブ機器１０ｂの操作量を示すデータ等、及び各種アラームが含まれる。このプロセスデータＰＤは、本来的にはコントローラ２０に蓄積され、予め規定された権限が無ければアクセスすることができないデータである。本実施形態では説明を簡単にするために、コントローラ２０で蓄積されたプロセスデータＰＤと同じものが格納部４３に格納されているものとする。

スコア算出テーブルＴＢは、プラントの運転員の運転業務をプラントの経営の観点でスコア化するために用いられるテーブルである。具体的に、スコア算出テーブルＴＢは、プラントの経営の観点でスコア化するために、プロセス制御における何れのＫＰＩ（Key Performance Indicator：重要業績評価指標）を用いるかを示す情報が、プラントの経営の観点毎に格納されたテーブルである。ここで、上記のプラントの経営の観点には、「利益性」なる観点、「省エネ性」なる観点、「信頼性・可用性」なる観点、「計画性」なる観点、及び「安全性」なる観等が含まれる。尚、スコア算出テーブルＴＢの詳細については後述する。

運転実績データＯＤは、プラントの運転員の運転実績を示すデータである。連続系のプロセスが実現されるプラントでは、例えば３交代制のシフトが組まれており、複数の運転員がプラントの運転に携わる。このため、運転実績データＯＤは、運転員毎に用意される。この運転実績データＯＤには、運転員の識別子を示す情報、運転員の勤務開始及び勤務終了の時刻を示す情報、運転状況を示す情報等が含まれる。

処理部４４は、操作部４１から入力される操作指示、又は制御ネットワークＮ２を介して送信されてくる指示に基づいて、エンジニアリング端末４０の動作を統括して制御する。例えば、コントローラ２０に設定すべき情報の作成指示が操作部４１から入力された場合には、不図示の計装データベースに格納された設計情報に基づいて、必要となる情報を作成する処理を行う。

また、処理部４４は、ＫＰＩ算出部４４ａ（指標算出部、指標算出手段）及びスコア化部４４ｂ（スコア化手段）を備えており、プラントの運転員の運転業務をプラントの経営の観点でスコア化する処理を行う。ＫＰＩ算出部４４ａは、格納部４３に格納されたプロセスデータＰＤを用いて、予め規定されたＫＰＩを求める処理を行う。ＫＰＩ算出部４４ａは、求めるべきＫＰＩがプロセスデータＰＤに含まれる特定のデータである場合には、ＫＰＩとして用いられるデータをプロセスデータＰＤから抽出する処理を行う。また、ＫＰＩ算出部４４ａは、求めるべきＫＰＩがプロセスデータＰＤに含まれる複数のデータから演算により求められるものである場合には、それら複数のデータをプロセスデータＰＤから抽出した上でＫＰＩを求める演算を行う。

スコア化部４４ｂは、ＫＰＩ算出部４４ａで求められたＫＰＩを用いて、プラントの運転員の運転業務をプラントの経営の観点でスコア化する処理を行う。このＫＰＩ算出部４４ａは、格納部４３に格納されたスコア算出テーブルＴＢと運転実績データＯＤとを用いて、プラントの運転員の運転業務をスコア化する処理を行う。尚、スコア化部４４ｂで行われる処理の詳細については後述する。

通信部４５は、処理部４４によって制御され、制御ネットワークＮ２を介した通信を行う。尚、通信部４５は、有線通信を行うものであっても、無線通信を行うものであっても良い。ドライブ装置４６は、例えばＣＤ－ＲＯＭ又はＤＶＤ（登録商標）－ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体Ｍに記録されているデータの読み出しを行う。この記録媒体Ｍは、エンジニアリング端末４０の各ブロックの機能（例えば、処理部４４の機能）を実現するプログラムを格納している。

このような記録媒体Ｍに格納されたプログラムがドライブ装置４６によって読み込まれ、エンジニアリング端末４０にインストールされることにより、エンジニアリング端末４０の各ブロックの機能がソフトウェア的に実現される。つまり、これらの機能は、ソフトウェアとハードウェア資源とが協働することによって実現される。尚、エンジニアリング端末４０の各ブロックの機能を実現するプログラムは、記録媒体Ｍに記録された状態で配布されても良く、インターネット等の外部のネットワークを介して配布されても良い。

〈スコア算出テーブル〉
図３は、本発明の一実施形態で用いられるスコア算出テーブルの一例を示す図である。尚、図３に示すスコア算出テーブルＴＢは、図４に示す設備について用いられるものである。図４は、図３に示すスコア算出テーブルが用いられるプラントの設備を示す図である。尚、図４に示す設備は、流動接触分解（ＦＣＣ：Fluid Catalytic Cracking）ユニットである。

図４に示す流動接触分解ユニット１００は、再生塔１０１、反応器１０２、精留塔１０３、還流ドラム１０４、ＨＮストリッパー１０５、ＬＣＯストリッパー１０６、ＨＣＯストリッパー１０７、及びスラリーセパレータ１０８等を備える。このような流動接触分解ユニット１００は、再生塔１０１と反応器１０２との間で触媒を流動させ、原料である重質油の分解を連続的に行うことで、主にガソリン製品を製造する設備である。

図３に示す通り、スコア算出テーブルＴＢは、「Ｎｏ．」、「ＫＰＩ」、「種別（Type）」、「工業単位（Units）」、「目標範囲（Ideal Range）」、及び「カテゴリ（Category）」なる項目を有するテーブルである。「Ｎｏ．」は、「ＫＰＩ」に規定された各ＫＰＩを特定するために、ＫＰＩの各々に割り当てられた一意に定められる番号である。「ＫＰＩ」は、プロセス制御で用いられるＫＰＩである。図３に例示されたＫＰＩは、図４に示す流動接触分解ユニット１００のプロセス制御で用いられるものであり、例えば以下の通りである。

１．フィード量（Measured Feed to the Unit）
２．ＦＣＣ装置活用度（FCC Utilization）
３．スラリー分（Slurry Yield）
４．反応器出口温度（Reactor Outlet Temperature）
５．反応器予熱温度（Reactor Preheat Temperature）
６．再生塔温度（Regenerator Temperature）
７．反応器－再生塔差圧（Reactor-Regen Delta Pressure）
８．主送風機エアレート（Main Air blower air rate）
９．主精留塔圧力（Main Fractionator Pressure）
１０．主精留塔底温度（MF Bottoms Temperature）
１１．湿式ガス圧縮機吸い込み圧力（WGC Suction Pressure）
１２．湿式ガス圧縮機排出圧力（WGC Discharge Pressure）
１３．脱ブタン塔底温度（De-butaniser Bottoms Temperature）

図３に例示するＫＰＩは、おおよそ図４において括弧で囲われた番号が記されている位置で得られるデータを用いて得られる。例えば、“再生塔温度”及び“反応器－再生塔差圧”なるＫＰＩはそれぞれ、おおよそ図４中の番号（６），（７）が記されている位置（再生塔１０１又はその近傍）で得られるデータを用いて得られるＫＰＩである。また、“主精留塔圧量”及び“主精留塔底温度”なるＫＰＩはそれぞれ、おおよそ図４中の番号（９），（１０）が記されている位置（精留塔１０３又はその近傍）で得られるデータを用いて得られるＫＰＩである。

「種別」は、各ＫＰＩの種別を規定する情報である、この「種別」としては、“流量”、“圧力”、“温度”、“計算”等がある。“流量”、“圧力”、“温度”が規定されたＫＰＩはそれぞれ、物理量としての流量、圧量、温度を示すものであって、プロセスデータＰＤに含まれる特定のデータを抽出して得られることを示すものである。これに対し、“計算”が規定されたＫＰＩは、プロセスデータＰＤに含まれる複数のデータから演算により得られることを示すものである。

「工業単位」は、各ＫＰＩの単位を示す情報である。例えば、「種類」が“圧力”であるＫＰＩには、「工業単位」としてｐｓｉ（Pounds per Square Inch Gauge）やｐｓｉｇ（Pounds per Square Inch Gauge：ＰＳＩゲージ圧）が規定され、「種類」が“流量”であるＫＰＩには、「工業単位」としてＢＰＤ（Barrel Per Day）やｋｌｂ／ｈｒが規定される。「目標範囲」は、プロセス制御によって所定品質の製品を製造する上で、各ＫＰＩが収められるべき範囲（言い換えると、各ＫＰＩのばらつきが許容される範囲）を規定する情報である。

「カテゴリ」は、プラントの運転員の運転業務をスコア化する際のプラントの経営の観点を示す情報である。図３に示す例では、「カテゴリ」として、“生産（Production）”、“利益（Profit）”、“エネルギー（Energy）”、“信頼性・可用性（Reliability・Availability）”、“安全性（Safety）”が挙げられている。これらのカテゴリは、プラントのマネジメントレベル（経営レベル）、プラントのエンジニアリングレベル（技術部署に属するエンジニアのレベル）、及びプラントのオペレーション（運転レベル）毎に以下の意味を有する。

・マネジメントレベル
生産：製造コスト、売上、計画と実績の差分等（計画性）
利益：マージン、装置の活用度等（利益性）
エネルギー：エネルギーコスト等（省エネ性）
信頼性・可用性：保全コスト等
安全性：事故、ヒヤリハット、環境規制等

・エンジニアリングレベル
生産：原料、生産量、製品品質それぞれの、計画と実績の差分等
利益：プロセスパフォーマンス、最適化システムパフォーマンス等
エネルギー：スチーム・燃料・電気・水の使用量等
信頼性・可用性：機器の信頼性、可用性（平均故障間隔、平均修復時間）等
安全性：緊急停止システムのトリガー等

・オペレーションレベル
生産：フィード流量、製品流量、制御パフォーマンス等
利益：プロセスパフォーマンス、高度制御（ＡＰＣ）パフォーマンス等
エネルギー：ヒーター、加熱炉、熱交換器パフォーマンス等
信頼性・可用性：機器のパフォーマンス等
安全性：重要アラーム等

各カテゴリには、プラントの運転員の運転業務をプラントの経営の各観点でスコア化する際に用いるＫＰＩを特定する情報が規定されている。尚、図３においては、この情報をレ点（チェックマーク）で示している。例えば、“生産”なるカテゴリでは、“ＦＣＣ装置活用度”、“スラリー分”、“反応器出口温度”、“再生塔温度”、及び“主送風機エアレート”を特定する情報が規定されている。このため、「計画性」なる観点でプラントの運転員の運転業務をスコア化する場合には、上記の５種類のＫＰＩが用いられる。

また、“利益”なるカテゴリでは、“ＦＣＣ装置活用度”、“スラリー分”、“反応器出口温度”、“反応器予熱温度”、“主送風機エアレート”、“主精留塔圧力”、“主精留塔底温度”、“湿式ガス圧縮機吸い込み圧力”、“湿式ガス圧縮機排出圧力”、及び“脱ブタン塔底温度”を特定する情報が規定されている。このため、「利益性」なる観点でプラントの運転員の運転業務をスコア化する場合には、上記の１０種類のＫＰＩが用いられる。

〔運転評価方法〕
次に、本発明の一実施形態による運転評価方法について説明する。図５は、本発明の一実施形態による運転評価方法の概要を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートは、例えばプラントの運転員の勤務終了時刻が到来する度（勤務時間毎）に開始される。例えば、プラントにおいて、７～１５時（８時間）、１５時～２３時（８時間）、２３～７時（８時間）の３交代制のシフトが組まれている場合には、毎日７時、１５時、２３時に開始される。尚、エンジニアリング端末４０を操作する操作者（例えば、プラントの管理者）からの開始指示がエンジニアリング端末４０に入力されたときに開始されるようにしても良く、任意の時間間隔（例えば、１分、３０分、１時間等）で開始されるようにしても良い。

図５に示すフローチャートの処理が開始されると、まず、格納部４３に格納されたプロセスデータＰＤを用いてＫＰＩを算出する処理が、エンジニアリング端末４０のＫＰＩ算出部４４ａで行われる（ステップＳ１１：指標算出ステップ）。次に、ＫＰＩ算出部４４ａで算出されたＫＰＩを用いて、プラントの運転員の運転業務をスコア化する処理が、エンジニアリング端末４０のスコア化部４４ｂで行われる（ステップＳ１２：スコア化ステップ）。

具体的に、エンジニアリング端末４０のスコア化部４４ｂでは、格納部４３に格納されたスコア算出テーブルＴＢと運転実績データＯＤとを用いて、プラントの経営の観点でプラントの運転員の運転業務をスコア化する処理が行われる。図６は、プラントの運転員の運転業務をスコア化する処理を説明するための図である。ここでは、「生産」なる観点でプラントの運転員の運転業務をスコア化する処理を例に挙げて説明する。

まず、スコア化部４４ｂは、スコア算出テーブルＴＢを参照して、「生産」なる観点でプラントの運転員の運転業務をスコア化する場合に用いるＫＰＩを特定する処理を行う。この処理では、“ＦＣＣ装置活用度”、“スラリー分”、“反応器出口温度”、“再生塔温度”、及び“主送風機エアレート”なる５つのＫＰＩが特定される（図３，図４参照）。

次に、スコア化部４４ｂは、今回の８時間の勤務を行った運転員について、以下の式を用いて、各ＫＰＩについての評価値Ａ，Ｂを算出する。尚、スコア化部４４ｂは、以下の式中のＮ１，Ｔ１を運転実績データＯＤから抽出し、運転実績データＯＤから抽出したデータを用いて以下の式中のＮ０を算出する。尚、以下の式中のＮ０は、予め算出しておいても良い。
Ａ＝（（Ｎ０－Ｎ１）／Ｎ０）×５０
Ｂ＝（（Ｔ０－Ｔ１）／Ｔ０）×５０

上記式中の変数は以下の通りである。
Ｎ０：勤務時間中にＫＰＩが目的範囲の外側に出た回数の最大値
Ｎ１：今回の勤務時間中にＫＰＩが目的範囲の外側に出た回数
Ｔ０：勤務時間（例えば、４８０分（＝８時間））
Ｔ１：今回の勤務時間中にＫＰＩが目的範囲の外側に出ていた継続時間（分）
尚、ＫＰＩが目的範囲の内側であるのか外側であるのかの判定は、一定周期（例えば、１分）で行われる。例えば、上記の判定周期が１分であり、勤務時間が８時間であり、勤務時間中に常にＫＰＩが目的範囲の外側に出ていたとすると、Ｎ０＝４８０回となる。

そして、スコア化部４４ｂは、各ＫＰＩの評価値Ａ，Ｂの和の平均値を、「生産」なる観点でのスコアとして求める。具体的には、“ＦＣＣ装置活用度”なるＫＰＩの評価値Ａ，Ｂの和、“スラリー分”なるＫＰＩの評価値Ａ，Ｂの和、“反応器出口温度”なるＫＰＩの評価値Ａ，Ｂの和、“再生塔温度”なるＫＰＩの評価値Ａ，Ｂの和、及び“主送風機エアレート”なるＫＰＩの評価値Ａ，Ｂの和の平均値を、「生産」なる観点でのスコアとして求める。

図６に示す例において、各ＫＰＩの評価値Ａ，Ｂは、例えば以下の値になる。尚、ここでは、Ｎ０を「４８０」としている。
“ＦＣＣ装置活用度” ：Ａ＝４９．０、Ｂ＝４６．７
“スラリー分” ：Ａ＝５０、Ｂ＝５０
“反応器出口温度” ：Ａ＝４９．６、Ｂ＝４５．４
“再生塔温度” ：Ａ＝４９．８、Ｂ＝４９．０
“主送風機エアレート”：Ａ＝５０、Ｂ＝５０
最終的に求められる「生産」なる観点でのスコアは、９７．９となる。

以上の処理は、「生産」なる観点以外の観点（例えば、「利益」なる観点、「エネルギー」なる観点、「信頼性・可用性」なる観点、「安全性」なる観点等についても同様に行われる。以上の処理が終了すると、得られたスコアを出力する処理がエンジニアリング端末４０で行われる（ステップＳ１３：出力ステップ）。これにより、エンジニアリング端末４０の表示部４２には、上述した各観点のスコアが表示される。

図７は、本発明の一実施形態における運転業務の評価値の表示例を示す図である。図７に示す例では、表示部４２に表示されたウィンドウＷ内に、上述した各観点のスコアが異なる２つの形式で表示されている、具体的に、ウィンドウＷ内に設けられた表示領域Ｒ１には、上述した各観点のスコアがレーダーチャートとして表示されており、ウィンドウＷ内に設けられた表示領域Ｒ２には、上述した各観点のスコアが棒グラフ及び数値で表示されている。

図７に示す例において、表示領域Ｒ１に表示されたレーダーチャートは、「利益」、「エネルギー」、「安全性」、「信頼性・可用性」、及び「生産」を要素とした５軸のレーダーチャートである。各々の軸に付された太線（符号Ｅ１～Ｅ５が付された太線）は、各々の観点において合格と認められるスコアの範囲を示すものである。各軸のスコアが合格であるか否かは、各軸のスコアが、符号Ｅ１～Ｅ５が付された太線上に表示されているか否かによって直ちに判断することができる。また、スコアが不合格となっている軸には、注意を促すマークＱが表示される。このマークＱによって、スコアが不合格になっている軸を直ちに判別することができる。

図７に示す例において、表示領域Ｒ２には、「利益」、「エネルギー」、「安全性」、「信頼性・可用性」、及び「生産」を要素とする棒グラフと、各要素の数値とが表示されている。また、図７に示す例では、これら５つの要素のスコアの平均値が総合評価として、棒グラフ及び数値で表示されている。また、スコアが不合格となっている棒グラフは、他の棒グラフとは異なる表示（例えば、異なる色での表示）がなされる。これによって、スコアが不合格になっている要素を直ちに判別することができる。

以上の通り、本実施形態では、プロセスデータＰＤを用いてプロセス制御における複数のＫＰＩを算出し、算出したＫＰＩを用いてプラントの運転員の運転業務をプラントの経営の観点からスコア化して出力するようにしている。これにより、プラントの運転員の運転業務を、プラントの経営の観点から定量的に評価することができる。このような評価がなされることで、プラントの運転員は、プラントの経営の観点から見た場合に、自己運転業務のどこに課題があるのかを定量的に把握することができる。これにより、プラントの運転員には、上記の課題を改善するためのインセンティブが与えられ、プラントの運転員は、プラントの経営の観点の実現を目指した運転を行うようになる。

以上、本発明の一実施形態による運転評価装置、運転評価方法、及び運転評価プログラムについて説明したが、本発明は上記実施形態に制限されることなく本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、エンジニアリング端末４０がプラントの運転員の運転業務の評価を行う機能を備える例について説明した。しかしながら、この機能をコントローラ２０や操作監視端末３０が備えていても良い。

また、上記実施形態では、プラントの運転員毎に、最大値（勤務時間中にＫＰＩが目的範囲の外側に出た回数の最大値）を基準として運転業務のスコア化を行う例について説明した。しかしながら、運転業務の評価は、最もスコアが高い運転員を基準として運転員間で行っても良く、シミュレーションによって求められた期待値を基準として行っても良く、過去の運転時の実績値を基準として行っても良い。

また、上記実施形態では、運転業務の評価がプラントの運転員の勤務終了時刻が到来する度（毎日７時、１５時、２３時）に開始される例について説明した。しかしながら、例えば運転員のコンソールへのログイン・ログアウト時間に基づいて、運転業務の評価を行うようにしても良い。また、上記実施形態では、プラントの運転員のスコアをエンジニアリング端末４０の表示部４２に表示する例について説明した。しかしながら、プラントの運転員のスコアをエンジニアリング端末４０から出力して、他の装置（例えば、操作監視端末３０）に表示するようにしても良い。

４０エンジニアリング端末
４２表示部
４４ａＫＰＩ算出部
４４ｂスコア化部
ＰＤプロセスデータ

Claims

プラントの運転員の運転業務を評価する運転評価装置であって、
前記プラントの運転員の運転業務を、複数のカテゴリ毎に評価するために用いられるスコア算出テーブルであって、前記複数のカテゴリ毎に、前記プラントでのプロセス制御における何れの重要業績評価指標が用いられるかを示す前記スコア算出テーブルを格納する格納部と、
過去において前記プロセス制御に用いられたデータであるプロセスデータを受信する通信部と、
前記通信部によって受信された前記プロセスデータを用いて、前記プロセス制御における複数の重要業績評価指標を算出する指標算出部と、
前記指標算出部で算出された前記重要業績評価指標及び前記格納部に格納された前記スコア算出テーブルを用いて、前記プラントの運転員の運転業務を、前記複数のカテゴリ毎にスコア化することにより、スコアを取得するスコア化部と、
前記スコア化部で得られた前記複数のカテゴリ毎のスコアを出力する出力部と、
を備え、
前記指標算出部は、求めるべき前記重要業績評価指標が前記プロセスデータに含まれる場合には、前記重要業績評価指標として用いられるデータを前記プロセスデータから抽出し、求めるべき前記重要業績評価指標が前記プロセスデータに含まれる複数のデータから演算により求められるものである場合には、前記複数のデータを前記プロセスデータから抽出した上で前記重要業績評価指標を求める演算を行い、
前記スコア化部は、前記指標算出部で算出された前記重要業績評価指標が、予め規定された目標範囲から外れた回数、及び前記目標範囲から外れている状態が継続された時間の少なくとも一方を用いて前記プラントの運転員の運転業務をスコア化する、
運転評価装置。
前記複数のカテゴリには、「利益性」なるカテゴリ、「省エネ性」なるカテゴリ、「信頼性・可用性」なるカテゴリ、「計画性」なるカテゴリ、及び「安全性」なるカテゴリの少なくとも１つのカテゴリが含まれる、請求項１記載の運転評価装置。
前記スコア化部は、前記プラントの運転員の運転業務を、前記プラントの運転員の勤務終了時間が到来する度にスコア化する、請求項１又は請求項２記載の運転評価装置。
前記出力部は、前記複数のカテゴリ毎のスコアを、グラフ及び数値の少なくとも一方で表示する表示する表示部を備える、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の運転評価装置。
コンピュータを用いて実現される運転評価装置において、プラントの運転員の運転業務を評価する運転評価方法であって、
前記コンピュータが備える格納手段が、前記プラントの運転員の運転業務を、複数のカテゴリ毎に評価するために用いられるスコア算出テーブルであって、前記複数のカテゴリ毎に、前記プラントでのプロセス制御における何れの重要業績評価指標が用いられるかを示す前記スコア算出テーブルを格納する格納ステップと、
前記コンピュータが備える通信手段が、過去において前記プロセス制御に用いられたデータであるプロセスデータを受信する通信ステップと、
前記コンピュータが備える指標算出手段が、前記通信ステップによって受信された前記プロセスデータを用いて、前記プロセス制御における複数の重要業績評価指標を算出する指標算出ステップと、
前記コンピュータが備えるスコア化手段が、前記指標算出ステップで算出された前記重要業績評価指標及び前記格納ステップで格納された前記スコア算出テーブルを用いて、前記プラントの運転員の運転業務を、前記複数のカテゴリ毎にスコア化することにより、スコアを取得するスコア化ステップと、
前記コンピュータが備える出力手段が、前記スコア化ステップで得られた前記複数のカテゴリ毎のスコアを出力する出力ステップと、
を有し、
前記指標算出ステップは、求めるべき前記重要業績評価指標が前記プロセスデータに含まれる場合には、前記重要業績評価指標として用いられるデータを前記プロセスデータから抽出し、求めるべき前記重要業績評価指標が前記プロセスデータに含まれる複数のデータから演算により求められるものである場合には、前記複数のデータを前記プロセスデータから抽出した上で前記重要業績評価指標を求める演算を行い、
前記スコア化ステップは、前記指標算出ステップで算出された前記重要業績評価指標が、予め規定された目標範囲から外れた回数、及び前記目標範囲から外れている状態が継続された時間の少なくとも一方を用いて前記プラントの運転員の運転業務をスコア化する、
運転評価方法。
コンピュータを、プラントの運転員の運転業務を評価する運転評価装置として機能させる運転評価プログラムであって、
前記コンピュータを、
前記プラントの運転員の運転業務を、複数のカテゴリ毎に評価するために用いられるスコア算出テーブルであって、前記複数のカテゴリ毎に、前記プラントでのプロセス制御における何れの重要業績評価指標が用いられるかを示す前記スコア算出テーブルを格納する格納手段と、
過去において前記プロセス制御に用いられたデータであるプロセスデータを受信する通信手段と、
前記通信手段によって受信された前記プロセスデータを用いて、前記プロセス制御における複数の重要業績評価指標を算出する指標算出手段と、
前記指標算出手段で算出された前記重要業績評価指標及び前記格納手段に格納された前記スコア算出テーブルを用いて、前記プラントの運転員の運転業務を、前記複数のカテゴリ毎にスコア化することにより、スコアを取得するスコア化手段と、
前記スコア化手段で得られた前記複数のカテゴリ毎のスコアを出力する出力手段と、
して機能させ、
前記指標算出手段は、求めるべき前記重要業績評価指標が前記プロセスデータに含まれる場合には、前記重要業績評価指標として用いられるデータを前記プロセスデータから抽出し、求めるべき前記重要業績評価指標が前記プロセスデータに含まれる複数のデータから演算により求められるものである場合には、前記複数のデータを前記プロセスデータから抽出した上で前記重要業績評価指標を求める演算を行い、
前記スコア化手段は、前記指標算出手段で算出された前記重要業績評価指標が、予め規定された目標範囲から外れた回数、及び前記目標範囲から外れている状態が継続された時間の少なくとも一方を用いて前記プラントの運転員の運転業務をスコア化する、
運転評価プログラム。