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公開番号2025133558
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-11
出願番号2024031581
出願日2024-03-01
発明の名称設計支援方法、設計支援システム及び設計支援プログラム
出願人国立研究開発法人産業技術総合研究所
代理人弁理士法人秀和特許事務所
主分類G06Q 50/04 20120101AFI20250904BHJP(計算;計数)
要約【課題】原料の利用法を最適化し、製造プロセスの設計を支援することを目的とする。
【解決手段】製造プロセスの設計支援方法は、原料となる物質について、複数の利用法及び当該複数の利用法の各々へ原料を分配するための分配率を含むプロセスルートを作成することと、所定の評価指標を算出するための目的関数及び制約条件に基づいて分配率に対し最適化を行うことと、最適化された分配率を出力することとを1以上のコンピュータが実行する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
原料となる物質について、複数の利用法及び当該複数の利用法の各々へ前記原料を分配するための分配率を含むプロセスルートを作成することと、
所定の評価指標を算出するための目的関数及び制約条件に基づいて前記分配率に対し最適化を行うことと、
最適化された分配率を表す情報を出力することと、
を１以上のコンピュータが実行する製造プロセスの設計支援方法。
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
前記制約条件は、前記利用法を実施するために必要な内部制約、及び前提条件に基づく外部制約を含む
請求項１に記載の設計支援方法。
【請求項３】
前記内部制約は、前記利用法を実施する際の物質収支、及び前記利用法の生産物が満たすべき製品規格の少なくとも何れかを含む
請求項２に記載の設計支援方法。
【請求項４】
前記外部制約は、前記利用法の生産物の需要、前記原料の供給能力、温室効果ガスの削減目標、及び予算の少なくとも何れかを含む
請求項２に記載の設計支援方法。
【請求項５】
前記評価指標は、経済的な指標及び環境的な指標を含む
請求項１に記載の設計支援方法。
【請求項６】
前記評価指標は、複数の指標を含み、
前記最適化された分配率を表す情報は、パレート解における離散的なデータポイントに対応する複数の分配率を表す情報を含む
請求項１に記載の設計支援方法。
【請求項７】
前記最適化は、非線形計画法により行われる
請求項１に記載の設計支援方法。
【請求項８】
前記原料は、他の工程における排出物から回収される物質であり、
前記プロセスルートは、１以上の排出源から前記原料を回収するための複数の回収法を含み、
前記最適化は、前記排出物を前記複数の回収法に分配するための分配率を最適化することを含む
請求項１に記載の設計支援方法。
【請求項９】
請求項１から８の何れか一項に記載の設計支援方法を実行する１以上のコンピュータを含む支援システム。
【請求項１０】
請求項１から８の何れか一項に記載の設計支援方法を１以上のコンピュータに実行させるためのプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本技術は、設計支援方法、設計支援システム及び設計支援プログラムに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
炭素のような物質の回収と何らかの化学品への変換との組合せは無数に存在し、また、化石資源等から化学品を製造するプロセスと比較して優位性を評価することは困難であった。従来、炭素の回収及び利用の経路の代替案をモデル化し、最適なものを特定することが提案されていた（例えば非特許文献１）。
【０００３】
また、プロセス合成問題は、対象とする範囲、前提条件、目的関数等の設定が難しく、数理計画問題として定式化すること自体が困難な場合が少なくない。従来、検討すべき全ての構造をその部分構造として含んだ構造を考え、その構造をもとにプロセス合成問題を線形計画問題として定式化し、解を求める方法が提案されていた（例えば非特許文献２）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
Wonsuk Chung, Hyungmuk Lim, Jeehwan S. Lee, Ali S. Al-Hunaidy, Hasan Imran, Aqil Jamal b, Kosan Roh, Jay H. Lee, “Computer-aided identification and evaluation of technologies for sustainable carbon capture and utilization using a superstructure approach”, Journal of CO2 Utilization, 25 April 2022
長谷部伸治、「スーパーストラクチャを用いたプロセス合成」、横幹、2016年4月、第１０巻、第１号、ｐｐ．３８－４６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
化学品製造においては、コストや環境性等の制約が複雑に影響するため、例えば所定の原料を用いてどのような製品をどれだけ製造すべきかを決定することは難しい。本開示は、原料の利用法を最適化し、製造プロセスの設計を支援することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、以下の態様を含む。
［１］
原料となる物質について、複数の利用法及び当該複数の利用法の各々へ前記原料を分配するための分配率を含むプロセスルートを作成することと、
所定の評価指標を算出するための目的関数及び制約条件に基づいて前記分配率に対し最適化を行うことと、
最適化された分配率を表す情報を出力することと、
を１以上のコンピュータが実行する製造プロセスの設計支援方法。
［２］
前記制約条件は、前記利用法を実施するために必要な内部制約、及び前提条件に基づく外部制約を含む
［１］に記載の設計支援方法。
［３］
前記内部制約は、前記利用法を実施する際の物質収支、及び前記利用法の生産物が満たすべき製品規格の少なくとも何れかを含む
［２］に記載の設計支援方法。
［４］
前記外部制約は、前記利用法の生産物の需要、前記原料の供給能力、温室効果ガスの削減目標、及び予算の少なくとも何れかを含む
［２］に記載の設計支援方法。
［５］
前記評価指標は、経済的な指標及び環境的な指標を含む
［１］から［４］の何れか一つに記載の設計支援方法。
［６］
前記評価指標は、複数の指標を含み、
前記最適化された分配率を表す情報は、パレート解における離散的なデータポイントに対応する複数の分配率を表す情報を含む
［１］から［５］の何れか一つに記載の設計支援方法。
［７］
前記最適化は、非線形計画法により行われる
［１］から［６］の何れか一つに記載の設計支援方法。
［８］
前記原料は、他の工程における排出物から回収される物質であり、
前記プロセスルートは、１以上の排出源から前記原料を回収するための複数の回収法を含み、
前記最適化は、前記排出物を前記複数の回収法に分配するための分配率を最適化することを含む
［１］から［７］の何れか一つに記載の設計支援方法。
【０００７】
なお、課題を解決するための手段の内容は、コンピュータ等の装置若しくは複数の装置を含むシステム、コンピュータが実行する方法、又はコンピュータに実行させるプログラムとして提供することができる。該プログラムはネットワーク上で実行されるようにすることも可能である。また、当該プログラムを保持する記録媒体を提供するようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、原料の利用法を最適化し、製造プロセスの設計を支援することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、実施形態の概要を説明するための図である。
図２は、支援装置の一例を示す装置構成図である。
図３は、最適化処理の一例を示す処理フロー図である。
図４は、コスト及びＬＣＡに関する情報の一例を示す図である。
図５は、出力される結果を説明するための図である。
図６は、出力される結果を説明するための図である。
図７は、出力される結果を説明するための図である。
図８は、変形例１の概要を説明するための図である。
図９は、変形例２の概要を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態について図面を用いて説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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