【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラント修理計画の最適化システムに関し、更に詳細には、相互に関連する複数個のプラントからなる複雑な構成のプラント・コンプレックスのプラント修理計画、即ち総所要コストを最小化するようにプラント修理計画を策定するプラント修理計画の最適化システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】石油化学プラント、石油精製プラント、
或いはこれらの混合プラント等は、相互に関連する複数個のプラントからなる複雑なプラント・コンプレックスとして構成されている。 プラント・コンプレックスは、
図６に示すように、外部から供給される原料から第１の中間製品を製造する最も上流のプラントＡと、プラントＡで製造された第１の中間製品を原料として第２の中間製品を製造するプラントＢと、プラントＢで製造された第２の中間製品を原料として製品を製造するプラントＣ
と、プラントＡ、プラントＢ、及びプラントＣからそれぞれ副生する燃料油又は燃料ガスを燃焼させ、蒸気を発生させて供給するボイラ、更にはタービンを駆動して発電し、電力を供給する自家発電装置等のユーティリティ設備を備えている。 現実には、プラントＡからプラントＣの間には、プラントＢのみが介在するとは限らず、更に多数のプラントが介在していたり、更にはプラントＡ
からプラントＢとは別の系列のプラント列に第１の中間製品が供給されていたり、また、ユーティリティ設備には、プラントＡからＣに、それぞれ、燃料を供給する燃料設備、冷却水を供給する冷却水装置、不活性ガスを供給するガス設備等がある。

【０００３】ところで、プラントを長期間にわたり運転していると、プラントを構成する機器、配管等に疲労、
摩耗、破損等が発生して、機器の交換とか、或いは配管の補修を必要とするようになる。 そこで、プラント・コンプレックスでは、定期的にプラントの運転を停止して、プラントを構成する機器、配管等を分解、交換、清掃、補修するプラント修理が施される。 プラント・コンプレックス内の各プラントは、それぞれ、相互に関連しているので、一部のプラントの運転のみを停止して修理することは難しいので、一般には、プラント・コンプレックスのプラント修理は、プラント・コンプレックス内の全てのプラント、又は大部分のプラントを対象として、通常、プラント・コンプレックスの所定操業期間の終了時に、法令又は内規に従って略定期的に、又はプラントの運転状態によって不定期的に行われる。

【０００４】プラント・コンプレックスのプラント修理の際には、プラント・コンプレックス内のプラントの全てを一斉に運転停止して、プラント修理を行うことが、
簡単で判り易いものの、プラント修理は、修理工事のために、例えば蒸気、電力等のユーティリティを必要とするので、少なくともボイラーや自家発電設備を停止することはできない。 従って、ボイラーに供給する燃料を確保することが必要である。 また、経済的な理由から、或いは製品ユーザーの要求に応えて製品を供給するために、プラント・コンプレックスのプラント修理に際しても、各プラントの運転停止期間を最短の期間に抑えたいとする要請がある。 そこで、プラント相互間の原料／製品関係に従って、プラント群の運転停止を順次に行い、
個別のプラントの運転停止期間を出来るだけ短縮するように計画することが多い。

【０００５】プラント・コンプレックスのプラント修理中であっても、出来るだけ多くのプラントを運転して製品又は中間製品を製造するためには、その要求に応じるように、綿密なプラント修理計画を策定することが必要になる。 つまり、プラント修理計画は、プラント修理期間中の生産計画をも考慮することが重要になる。 プラント修理計画に含まれる生産計画は、全体としてはプラント修理中にあるプラント・コンプレックス中の運転プラントに所要量の原料、ユーティリティ等を供給して所要量の所望製品（以下、原料と製品の間の流れ的関係及び量的需給関係を留分バランスと言う）を製造する計画であるから、プラント・コンプレックスの生産計画の中でも特に複雑で面倒な作業を必要とする。 しかも、運転プラント以外のプラントにはプラント修理を施すので、生産計画に併せて、プラント修理を行うプラントについて、プラント修理に必要な工事を行う作業員（以下、要員と言う。）の人数、建機の数等の制約条件に基づいて各プラントの修理計画を決定することが必要である。

【０００６】そこで、従来、次のような手順に従って、
プラント・コンプレックスのプラント修理計画を策定している。 （１）先ず、予め与えられたルールに従って、適当と考えられるプラント修理計画の一次案（初期値に相当する）を人手（マニュアル）によって作成する。 （２）次に、作成したプラント修理計画の一次案に基づいて、修理要員の制約条件及び留分バランスの条件を満足するかどうかを、シミュレーションなどによって判定する。 （３）修理要員の制約条件、及び留分バランスの条件の双方が満足されれば、一次案のプラント修理計画を決定案として採用する。 （４）修理要員の制約条件、及び留分バランスの条件のいずれかが満足されない場合は、再度、別のプラント修理計画を二次案として人手によって作成して、修理要員の制約条件、及び留分バランスの条件の双方が満足されるまで、（２）から（４）の手順を繰り返す。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来の人手によるプラント修理計画では、Ａ案、Ｂ案等の複数のプラント修理計画が、仮に修理要員の制約条件及び留分バランスの条件の双方を満足したとしても、数値に基づいて論理的に優劣を決定することができないので、
人の経験と勘に従った試行錯誤的な判断によってプラント修理計画を決定せざるを得ないという問題点があった。 また、プラント修理の所要コストを最小化するプラント修理計画を策定することができないという問題である。

【０００８】本発明は、上記問題点に鑑みて、人の経験と勘に従った試行錯誤的なプラント修理計画の策定に代わって、最適化されたプラント修理計画を合理的に策定するプラント修理計画の最適化システムを提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、最適なプラント修理計画を数値に基づいて合理的に策定するには、
数理計画法を適用することが必要であると考えた。 しかし、数理計画法を適用してプラント修理計画の計算モデルを作成し、計算しようとしても、プラント修理計画の計算モデルは多数の独立変数の関数として構成されているので、実際には、定式化することが困難であり、また、仮に定式化できたとしても、大規模で複雑なプラント・コンプレックスのプラント修理では、プラント修理計画に係わる問題に導入する独立変数の数が膨大になり、現実的な計算時間では最適なプラント修理計画を策定することが難しい。

【００１０】そこで、本発明者は、プラント・コンプレックスのプラント修理計画を規定する主要な因子は、プラント修理に要する修理要員の確保と、プラント間のユーティリティを含む原料／製品の留分バランスとであることを見い出し、修理要員の制約及び留分バランスを同時に満足させる数理計画問題としてプラント修理計画モデルを定式化し、大規模なプラント・コンプレックスでも、最適なプラント修理計画を短時間で策定できるようにすることを着想し、本発明を発明するに到った。

【００１１】上記目的を達成するために、上述の知見に基づいて、本発明に係るプラント修理計画最適化システムは、相互に関連する複数個のプラントからなるプラント・コンプレックスのプラント修理の総所要コストを最小化したプラント修理計画を策定する、プラント修理計画の最適化システムであって、（１）各プラント毎のプラント修理所要期間等の個別プラント修理情報、及び、
プラント間の原料／製品の接続条件によって各プラントのプラント修理を制約するプラント修理制約条件等のプラント間修理情報が入力され、かつ記憶される修理情報入力部と、（２）各プラントのプラント修理に要する職種毎の所要要員数等の要員情報が入力され、記憶される要員情報入力部と、（３）修理情報入力部から出力された個別プラント及びプラント間修理情報に基づいて、プラント修理の論理関係を数理計画問題として定式化する修理論理関係定義部と、（４）要員情報入力部から出力された要員情報に基づいて、プラント修理に要する修理要員の論理関係を数理計画問題として定式化する要員論理関係定義部と、（５）プラント修理期間中の各プラント毎のユーティリティ消費量、及びプラント修理期間中のプラント・コンプレックスのユーティリティ生産量を含むユーティリティ情報が入力され、記憶されるユーティリティ入力部と、（６）原料及びユーティリティの単価、製品の単価等のコストデータを定義し、各プラントのマテリアルバランス式及び相互に関連する複数個のプラントのマテリアルバランス式を定義するプラントモデル定義部と、（７）修理論理関係定義部及び要員論理関係定義部で定式化された関係式、ユーティリティ定義部から出力されたユーティリティ情報、及びプラントモデル定義部から出力されたマテリアルバランス式に基づいて、プラント修理計画の数理計画モデルを作成し、次いで作成した数理計画モデルに基づいて、プラント・コンプレックスのプラント修理の総所要コストを最小化するように計算する最適化計算部と、（８）最適化計算部の計算結果を出力する出力部とを備えることを特徴としている。

【００１２】本発明に係るプラント修理計画の最適化システムでは、個別プラント及びプラント間修理情報、要員情報、並びに、留分バランスの情報としてマテリアルバランス式及びユーティリティ情報が最適化の条件として入力され、記憶される。 尚、個別プラント及びプラント間修理情報、要員情報、ユーティリティ情報、マテリアルバランス式には、それらに係わるコスト情報も含まれる。 また、好適には、マテリアルバランス式は、原単位式を含む。 プラント修理計画の最適化システムは、入力装置、記憶装置、演算装置、出力装置等を備える既知の構成のコンピュータを使用して構成することができる。 入力部は、キーボード等の入力装置と記憶装置とで構成され、定義部及び最適化計算部は演算装置で構成され、出力部は、画面表示装置、プリンター等の出力装置で構成される。 数理計画問題の定式化が完了すれば、実際の最適化計算は、市販の最適化ソルバーなどを利用して最適なプラント修理計画を求めることができる。

【００１３】本発明の好適な実施態様では、最適化計算部による計算の前に、前処理計算として、修理論理関係定義部又は要員論理関係定義部で定式化された関係式を個別に演算して少なくとも一部の整数変数を定数化し、
整数変数の数を減少させて関係式を簡略化する前処理計算部を備えるようにしても良い。 これにより、整数変数の数を減らして、最適化計算部で行う計算の所要計算時間を短縮することができる。 また、本発明に係るプラント修理計画の最適化システムでは、一旦入力された情報を所定の入力部に記憶させ、次回のプラント修理計画の策定の際に読み出して使用するようにすることもできるし、その場合、適時、情報を更新できるようにすることもできる。 また、本発明に係るプラント修理計画の最適化システムでは、プラント修理計画の数理計画モデルの種類、構成には制約はないが、実用的には、混合整数型線形数理計画モデルである。 ここで、混合整数型線形数理計画モデルとは、線形計画法で定式化される式中の変数に整数変数を含むモデルであって、整数変数とは、本発明方法では、例えばプラントが定期修理期間かどうかを表すために０か１の値をとる変数を言う。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、実施形態例を挙げ、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明する。 実施形態例本実施形態例は、本発明に係るプラント修理計画の最適化システムの実施形態の一例であって、図１は本実施形態例のプラント修理計画の最適化システムの構成を示すブロック構成図である。 本実施形態例のプラント修理計画の最適化システム１０（以下、簡単に最適化システム１０と言う）は、図１に示すように、プラント修理関連情報入力部１２（以下、簡単に、関連情報入力部１２と言う）と、プラント修理要員情報入力部１４（以下、簡単に、要員情報入力部１４と言う）と、プラント修理論理関係定義部１６（以下、簡単に論理関係定義部１６と言う）と、プラント修理要員論理関係定義部１８（以下、簡単に要員論理関係設定部１８と言う）と、プラント修理期間消費量設定部２０（以下、簡単に期間消費量設定部２０と言う）と、計算前処理部２２と、プラントモデル定義部２４と、最適化計算実行部２６と、結果出力部２８とを備えている。

【００１５】関連情報入力部１２では、プラント修理の対象となる各プラント（プラント修理対象プラント、以下対象プラントと言う）について、個別プラント修理情報及びプラント間修理情報が入力され、記憶される。 個別プラント修理情報は、例えば、修理所要期間（修理に要する期間の長さ）、プラント修理を実施できる可能な期間（つまり、プラント・コンプレックスのプラント修理計画から許容できる、期間、以下、プラント修理可能期間と言う）及びプラント・コンプレックスのプラント修理計画の対象期間等を言う。 プラント間修理情報は、
原料／製品の流れ及び需給関係から相互に関連するプラント間の制約条件、例えばプラントＡのプラント修理は、プラントＢのプラント修理開始日から３日後に開始しなければならないなどという情報である。

【００１６】図２を参照して、対象プラントのプラント修理期間の設定を説明する。 図２は、対象プラントをプラントＡとした場合の、プラント修理可能期間、プラント修理所要期間、及び計算対象期間の各長さの関係を説明する図である。 生産計画計算対象期間（プラント・コンプレックスのプラント修理計画の対象期間）、プラントＡのプラント修理可能期間、及びプラントＡのプラント修理所要期間の各長さの関係は、図２に示すように、
当然のことながら、生産計画計算対象期間はプラントＡ
のプラント修理可能期間より長く、またプラントＡのプラント修理可能期間は修理所要期間より長いことが条件である。 プラント修理計画は、プラント修理可能期間の中で最適なプラント修理計画を確定することが目的であるから、例えば、プラント修理可能期間が生産計画計算対象期間と等しければ生産計画計算対象期間の中で対象プラントの個別プラント修理計画を策定することになる。

【００１７】要員情報入力部１４には、対象プラントのプラント修理期間中の必要な職種別の要員数の情報、要員の制約条件などが、例えば、表１に示すように、入力され、記憶される。 表１は、Ａプラントのプラント修理期間に必要な要員データの例を示す。 最適計画計算前はプラント修理計画が確定していないので、プラント修理開始日からの相対日で入力される、つまり、必要とされる要員データはプラント修理開始日から何日目に何人という形でプラント修理開始日からの相対日で入力される。 表２は、本実施形態例の最適化システム１０で最適なプラント修理計画を策定した結果、５月１日がプラント修理初日となった場合の各日の要員データを示している。

【表１】

【表２】

【００１８】論理関係定義部１６は、以下のようにして、関連情報入力部１２から入力された情報をプラント修理論理関係の数理計画問題として定式化する。 本実施形態例では、各対象プラントとも、例えば図２に示すような生産計画計算対象期間で１回のみプラント修理を実施する場合のプラント修理論理関係を定式化している。
尚、生産計画計算対象期間内で複数回にわたりプラント修理を実施する場合も同様な定式化が可能である。

【００１９】１）第１ステップ先ず、次の（１）から（３）式を確立する。 ｙｆ（ｐ, ｄａｙ）≧ｙｔ（ｐ, ｄａｙ）−ｙｔ（ｐ, ｄａｙ−１）（１） Σｙｆ（ｐ, ｄａｙ）＝１ （２） Σｙｔ（ｐ, ｄａｙ）＝Ｌｍ（ｐ） （３） ここで、インデックスのｐ、ｄａｙは次のものを表す。 ｐ：各対象プラントの識別番号 ｄａｙ：各日 Σｙｆ（ｐ, ｄａｙ）及びΣｙｔ（ｐ, ｄａｙ）は、それぞれ、ｙｆ（ｐ,ｄａｙ）及びｙｔ（ｐ, ｄａｙ）をｄａｙ＝対象プラントの修理可能期間の初日から修理可能期間の最終日まで加算することを意味する。 すなわち、（１）式、（２）式、及び（３）式は、それぞれ、
各対象プラント毎に一つの式、従ってそれぞれ、ｐ個の式から構成されている。 以下のΣも同様である。

【００２０】ｙｆ（ｐ, ｄａｙ）は、対象プラントｐの各日ｄａｙがプラント修理開始日かどうかを表すための０又は１の整数変数であって、ｄａｙが開始日であれば１、開始日でなければ０となる。 ｙｔ（ｐ, ｄａｙ）
は、対象プラントｐの各日ｄａｙがプラント修理期間中かどうかを表すための０又は１の整数変数であって、ｄ
ａｙがプラント修理期間中であれば１、そうでなければ０となる。 Ｌｍ（ｐ）は、対象プラントｐのプラント修理所要期間の長さを表す。 （１）、（２）及び（３）式を確立することにより、プラント修理所要期間は、初日からプラント修理所要期間の連続した日の期間であることを表現している。

【００２１】２）第２ステップ 次いで、対象プラント間のプラント修理開始日の関係を確立する。 次の各式は、対象プラント間のプラント修理開始日の関係を表す式の一例である。 プラントＡのプラント修理開始後ｘ日経過した後に、
プラントＢのプラント修理を開始しなければならない場合 ｙｆ（'Ａ', ｄａｙ）−ｙｆ（'Ｂ', ｄａｙ＋ｘ）＝０ （４） ここで、ｙｆ（'Ａ', ｄａｙ）は、プラントＡの各日ｄ
ａｙがプラント修理初日かどうかを表すための０又は１
の整数変数であって、ｙｆ（'Ａ'ｄａｙ）はプラント修理初日であれば１、そうでなければ０である。 プラントＡのプラント修理開始後ｘ日以内に、プラントＢのプラント修理を開始しなければならない場合 ｙｆ（'Ａ', ｄａｙ） −｛ｙｆ（'Ｂ', ｄａｙ）＋ｙｆ（'Ｂ', ｄａｙ＋１）＋・・・ ＋ｙｆ（'Ｂ', ｄａｙ＋ｘ）｝≦０ （５）

【００２２】要員論理関係定義部１８は、以下のようにして、要員情報入力部１４から入力された情報をプラント修理要員論理関係の数理計画問題に定式化する。 本実施形態例では、各対象プラントについて、例えば表１に示すように、プラント修理期間中の各日（プラント修理初日からの相対日）に必要な職種別の要員数が与えられていて、それに基づいて、要員を採用する会社、採用する地域などによる要員単価差を考慮してプラント修理計画を最適化する場合について説明する。

【００２３】各対象プラントの各日に必要な要員数は、
次にように定式化される。 Ｌａｂｌ（ｐ, ｃｏｍｐ, ｃｌａｓｓ, ｄａｙｆ, ｄａｙ） ＝Ｍ×Ｎ （６） ここで、 Ｍ：Ｌａｂｏｒ（ｐ, ｃｏｍｐ, ｃｌａｓｓ, ｓｒ）、
要員情報入力部１４から入力された各プラントのプラント修理初日からの相対日で与えられた必要要員数を表す。 Ｎ：ｙｆ（ｐ, ｄａｙｆ）、プラントｐのｄａｙｆがプラント修理初日であれば１、そうでなければ０となる０
又は１の整数変数である。

【００２４】ｐ：対象プラントの識別番号 ｃｏｍｐ：要員を採用する会社名を示す識別番号 ｃｌａｓｓ：要員の職種を示す識別番号 ｓｒ：各プラント修理開始日からの相対日で何日目かを表す。 ｄａｙｆ：プラント修理期間の初日（初日になることができる日） ｄａｙ：プラント修理期間の日を表す。

【００２５】（６）式により、Ｌａｂｌ（ｐ, ｃｏｍ
ｐ, ｃｌａｓｓ, ｄａｙｆ, ｄａｙ）は、プラント修理初日をｄａｙｆとした時の各日の必要要員数を設定する。 従って、ｙｆ（ｐ, ｄａｙｆ）が１の場合（ｄａｙ
ｆは計算結果としてプラント修理初日となる日）についてのみ、（６）式により、Ｌａｂｌに値が設定されることとなる。 また、（６）式の他に、要員上限制約式等の制約式が、数理計画問題として定式化される。

【００２６】期間消費量設定部２０は、プラント修理期間中に消費する電力、蒸気等のユーティリティ消費量のデータ、プラントの停止操作、起動操作中のユーティリティ生産量などが入力される。 尚、ユーティリティ情報は、プラント修理計画が確定していないので、プラント修理開始日からの相対日で入力される。 表３から表５
は、一例としてプラントＡのプラント修理中の消費量データ、例えば電力の消費量の例を示す。 表３は入力データであるから、プラント修理初日からの相対日で表された電力消費量を示す。 表４は本実施形態例の最適化システム１０で最適なプラント修理計画を策定した結果、５
月４日がプラント修理初日となった場合の各日の電力消費量を示し、表５は同じく５月１日がプラント修理初日となった場合の各日の電力消費量を示している。

【表３】

【表４】

【表５】

【００２７】計算前処理部２２は、関連情報入力部１２
から入力されたプラント修理期間の情報に基づいて論理関係定義部１６で作成された数理計画問題において以下に説明する手順で整数変数の数を大幅に削減している。 ｉ）第１の削減手法 図３を参照して、第１の削減手法を説明する。 図３はプラントＡのプラント修理の日となり得る日の例を示す線図である。 第１の削減手法では、プラント修理となり得る日については、予めｙｔ（ｐ,ｄａｙ）の値を固定することにより、０, １の整数変数の数を削減する。 プラントＡの最先修理開始日はプラントＡの修理可能期間の初日であり、プラントＡの最後修理開始日はプラントＡ
の修理可能期間の最終日が、プラントＡの修理所要期間の最終日と一致するような開始日である。 図３に示すように、プラントＡの修理可能期間の内、最も早くプラント修理開始した場合、最も遅くプラント修理開始した場合のどちらの場合でも、プラント修理中となる期間Ｓの各日はｙｔ（ｐ, ｄａｙ）を１に固定する。

【００２８】ii）第２の削減手法 図４を参照して、第２の削減手法を説明する。 図４は同じ日にプラント修理を開始する必要のある対象プラントに関しての前処理計算の一例を示す線図である。 第２の削減手法では、プラント間のプラント修理開始日の関係を利用して整数変数を削減する。 この場合、プラントＡ
のプラント修理可能期間の開始日は、プラントＢのプラント修理可能期間の開始日より早いので、同じ日にプラント修理を開始するために、図４に示すように、プラントＡのプラント修理可能期間の開始日をプラントＢのプラント修理可能期間の初日と同じ日にする。

【００２９】また、図５を参照して、別の第２の削減手法を説明する。 図５は、同じ日にプラント修理を開始する必要のあるプラントに関しての前処理の別の例を示す線図である。 ここでは、プラントＡのプラント修理可能期間とプラントＡの最も遅く定期修理を開始した場合のプラント修理所要期間との関係、及び、プラントＢのプラント修理可能期間とプラントＢの最も遅くプラント修理を開始した場合のプラント修理所要期間との関係は、
図５に示されている。

【００３０】先ず、図５から、プラントＡ及びプラントＢの最も遅くプラント修理を開始した計画のプラント修理初日を比較する。 プラントＢの方の初日が早ければ、
プラントＡの最も遅く開始したプラント修理の初日は、
プラントＢの最も遅くプラント修理を開始した場合の初日と同じでなければならない。 即ち、プラントＡとプラントＢのプラント修理開始日は同じ日でなければならない。 従って、プラントＡのプラント修理可能期間の最終日は、プラントＢの最も遅くプラント修理を開始した場合のプラント修理初日にプラントＡのプラント修理長さを加えた日数に短縮できる。

【００３１】プラントモデル定義部２４は、プラントで所定量の製品を生産するのに必要な原料の量、ユーティリティーの量等の関係（プラントの生産特性）、プラント各製品の量、ユーティリティの消費量等の間の関係を以下のような数理計画モデルとして定式化する。 この手法は、一般に広く知られている方法であり、数理計画の問題として定式化されていれば、どのようなものでも良い。

【００３２】以下の式は、プラントモデルの数理計画モデルとしての定式化例である。 Σ（α（ｒ，ｐ, ｍ, ｄａｙ）×ｘ（ｐ, ｍ, ｄａｙ）） ＝ｂ（ｒ，ｄａｙ） （７） ｘｍｉｎ≦ｘ（ｐ, ｍ, ｄａｙ）≦ｘｍａｘ （８） ｘｍｉｎ：ｘＬ（ｐ, ｍ, ｄａｙ） ｘｍａｘ：ｘＵ（ｐ, ｍ, ｄａｙ） ここで、インデックスのｐ、ｍ、ｄａｙは次のものを示す。 ｐ：対象プラントの識別番号 ｍ：生産、又は消費される製品及びユーティリティ等の識別番号 ｄａｙ：生産計画計算対象の各日を表す。 Σ（α（ｐ，ｍ，ｄａｙ）×ｘ（ｐ，ｍ，ｄａｙ））
は、各ｒ（マテリアルバランス式）毎に、かつ各ｄａｙ
毎に、各式の係数αが０でないα（ｐ，ｍ，ｄａｙ）×
ｘ（ｐ，ｍ，ｄａｙ）を加算したものである。 すなわち、（７）式は、各プラントの原単位式、各製品、ユーティリティ間の流れの結合関係式等から構成される、プラント・コンプレックス全体の各製品、ユーティリティ等のマテリアルバランスを表している。 ｘは、最適なプラント修理計画によって求められる、各製品の生産量、
原料消費量、ユーティリティ消費量等の変数である。 ｂ
（ｒ，ｄａｙ）は、各対象プラントの原単位式、各製品、ユーティリティ間の流れの結合関係式等における定数項を表す。

【００３３】従って、（７）式は、各対象プラントの原単位式、各製品、ユーティリティ間の流れの結合関係式等から構成されるプラント・コンプレックス全体の各製品、ユーティリティ等のマテリアルバランスを表している。 また、（８）式のｘＬは各変数ｘの下限値、及びｘ
Ｕは各変数ｘの上限値を表す。

【００３４】最適化計算実行部２６は、要員論理関係定義部１８、期間消費量定義部２０、計算前処理部２２、
及びプラントモデル定義部２４の作業結果に基づいて全体を１つの数理計画問題として定義して、プラント修理計画の混合整数型線形数理計画モデルを作成し、最適化計算を実施する。 上述した数理計画問題の定式化が完了すれば、最適化計算を行う。 最適化計算では、プラント修理期間中の要員コスト、原料、燃料等の購入コスト等を含む合計コストが最小となるように計算して、プラント修理計画を決定する。 実際の最適化計算は、市販の最適化ソルバーなどを利用して最適なプラント修理計画を求めることが可能である。 さらに、結果出力部２８は、
最適化計算実行部２６で得られた最適なプラント修理計画をユーザが見やすいように液晶表示装置等の画像表示装置、プリンターに出力する。 計算結果の最適化されたプラント修理計画は、例えばガントチャート表示、各プラントの生産計画表などが表示される。

【００３５】最後に、結果出力部２８に表示されたプラント修理計画に基づき、実際のプラント修理の工事要員の手配やプラントの停止計画などのプラントの修理計画を実施する。

【００３６】 計算例本計算例は、上述の実施形態例のプラント修理計画の最適化システム１０を使って具体的なデータに基づいたプラント修理計画の最適化計算を行った例である。 （１）プラントモデル定義部への入力データ本計算例で、プラント修理計画の最適化システム１０のプラントモデル定義部２４には以下に挙げるデータが入力された。 １）各プラントの原単位式の係数および定数項 ２）各プラントの原料消費量、製品生産量の上下限値、
ユーティリティ消費量、発生量上下限値などの各種上下限制約値 ３）原料単価、燃料単価、製品単価等の購入単価、販売単価

【００３７】 （２）関連情報入力部及び要員情報入力部
への入力データプラント修理計画関係入力データとして、関連情報入力部１２及び要員情報入力部１４に、各修理対象プラントに関して以下のデータが入力される。 １）修理計画基本情報 各プラント毎の修理可能期間、修理期間長さとして表６
に示すデータが入力される。

【表６】

【表７】

に示すデータが修理開始日からの相対日で入力される。

【表８】

【００３８】４）各プラント毎の修理要員必要数 各プラント毎の修理要員必要数として表９に示すデータが、プラント毎、各日毎にどういう職種でどこの工事会社の要員が何人必要という形で、修理開始日からの相対日で与えられる。

【表９】

【表１０】

【００３９】尚、各日毎の入力データは、最適化計算の結果として修理期間が確定されるのであって、修理期間は入力時点で確定していないため、修理開始日からの相対日で設定される。

【００４０】 （３）目的関数最適化計算実行部２６で計算する目的関数は、プラントの生産計画と修理計画要員を同時に考慮して最適化を実施するために、次のように構成されている。 最小化：Σ｛−Σ（製品生産量×製品単価）＋Σ（原料消費量×原料単価）＋Σ（燃料消費量×燃料単価）＋Σ
Σ（要員数×要員単価）｝

【００４１】ここで、一番外側の“Σ｛｝”は各日毎の値を計算対象期間全てにわたって加算することを意味する。 Σ（製品生産量×製品単価）は、各製品毎の（製品生産量×製品単価）を全ての製品について加算することを意味する。 Σ（原料消費量×原料単価）は、各原料毎の（原料消費量×原料単価）を全ての原料について加算することを意味する。 Σ（燃料消費量×燃料単価）は、
各燃料毎の（燃料消費量×燃料単価）を全ての燃料について加算することを意味する。 ΣΣ（要員数×要員単価）は、各プラント、各下請け会社、各職種、採用地域毎に（要員数×要員単価）を加算することを意味する。
ここで、要員のコストに関しては、修理期間中に必要な要員の数は、入力データとして与えられるので、各プラントの修理計画を最適化することにより要員単価が安い地域から要員を採用することにより、トータルの要員コストを最小化することになる。

【００４２】 （４）最適計算結果出力データ各プラント毎の各日の原料消費量、製品生産量、ユーティリティ消費量等のデータ（一覧表として出力）が、図７及び図８に示すように出力される。 １）各プラントの最適修理計画（グラフで表示される） 図７ ２）各プラント毎の各日の会社、職種毎の要員数グラフ 図８ 図７は、実施形態例のプラント修理計画の最適化システムによって得たプラントＡからＳの定期修理期間をそれぞれ示すガントチャートである。 また、図８は、実施形態例のプラント修理計画の最適化システムによって得たプラントＡの職種Ｆの最適要員数を示すグラフである。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、プラント修理計画に関する独立変数を、個別プラント修理情報、プラント間修理情報、要員情報、ユーティリティ情報、マテリアルバランス式の特定の変数に限定して、修理要員、留分バランス等の制約条件を同時に満足させる数理計画問題としてプラント修理計画モデルを定式化し、大規模なプラント・コンプレックスでも、最適なプラント修理計画を比較的短時間で策定できる、プラント修理計画の最適化システムを実現している。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例のプラント修理計画の最適化システムの構成を示すブロック構成図である。

【図２】プラント修理可能期間、プラント修理期間長さ、及び計算対象期間との間の関係を説明する図である。

【図３】プラントＡのプラント修理の日となり得る日の例を示す線図である。

【図４】同じ日にプラント修理を開始する必要のある対象プラントに関しての前処理計算の一例を示す線図である。

【図５】同じ日にプラント修理を開始する必要のあるプラントに関しての前処理の別の例を示す線図である。

【図６】プラント・コンプレックスの構成を示す模式図である。

【図７】プラントＡからＳの定期修理期間をそれぞれ示すガントチャートである。

【図８】プラントＡの職種Ｆの最適要員数を示すグラフである。

【符号の説明】

１０ 実施形態例のプラント修理計画の最適化システム １２ プラント修理関連情報入力部 １４ プラント修理要員情報入力部 １６ プラント修理論理関係定義部 １８ プラント修理要員論理関係定義部 ２０ プラント修理期間消費量設定部 ２２ 計算前処理部 ２４ プラントモデル定義部 ２６ 最適化計算実行部 ２８ 結果出力部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 政岩 義久 岡山県倉敷市潮通３丁目10番地 三菱化学 株式会社水島事業所内 (72)発明者 大西 治佳 岡山県倉敷市潮通３丁目10番地 三菱化学 株式会社水島事業所内 (72)発明者 竹下 聡彦 岡山県倉敷市潮通３丁目10番地 三菱化学 株式会社水島事業所内 Ｆターム(参考） 5B049 AA06 BB07 CC11 CC32 DD01 EE03 EE32 FF03 GG04 GG07 5H004 GA27 GA30 GB01 GB10 KC06 KC10 KC12 KC13 LA15 MA40 MA50 5H215 AA01 BB01 BB14 9A001 HH34 JJ61 KK54 LL09