DX-PLANT®のソリューション紹介

東洋エンジニアリング株式会社DXエンジニアリング部 テクニカルエキスパート佐々木啓伍

2019年11月20日

Agenda

1. はじめに

2. DX-PLANTⓇの概要

3. DX-PLANTⓇによる運転支援

4. まとめ

1

東洋エンジニアリング紹介(1/2)

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- Client Value Enhancement -

・創立年月日 ：1961年5月1日・事業内容 ：各種産業設備、施設の総合的計画、設計、建設、運転、

保守、管理及びコンサルティング他

・資本金 ：181億円

・所在地

<本社> ：千葉県習志野市茜浜2丁目8番1号[ TEL ] 047-451-1111/[ FAX ] 047-454-1800

<東京本社> ：東京都千代田区丸の内1丁目5番1号 新丸ビル11階[ TEL ] 03-6268-6611 /[ FAX ] 03-3214-6011

<http://www.toyo-eng.com/jp/ja/>

本社：千葉県習志野市

東京本社：千代田区新丸の内ビル

代表取締役社長永松治夫

2019年4月現在

東洋エンジニアリング紹介(2/2)

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プロセスプラント 非プロセスプラント

• 石油・ガス生産設備

• 浮遊式生産貯蔵出荷設備/海上石油プラットフォーム

• ガスプロセッシング

• 液化天然ガス（LNG）• ガス・ツー・リキッド（GTL）• 石油精製

• アロマティクス（芳香族）

• 石油化学

• ポリマー

• 肥料・化学

•発電• コンバインドサイクル• 石炭火力• 再生エネルギー（地熱、ソーラー）• 原子力BOP

•交通• 鉄道システム• 都市交通システム

•環境• 水・排ガス処理• 廃棄物処理

•パイプライン

•水処理

• 原水処理

• 淡水化

• 廃水処理

•ユーティリティー設備

•医薬品

•ファインケミカル

•食品／飲料

•香料（フレバー／フレグランス）

産業界におけるデジタル革命

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1stSteam Power & Mechanization

2ndElectricity & Mass

Production

3rdComputer & Automation

4thIoT, AI, Cloud

Computing, etc.

𝑓𝑓 𝑥𝑥

いわゆる第四次産業革命はIoT、人工知能、クラウドコンピューティングが原動力となっている。

蒸気動力と機械化 電化と大量生産コンピューター利用による自動化

“Digital Transformation”• 通信速度の向上• 保管容量の増大• 演算性能の向上

デジタル革命のインパクト

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我々が直面するDigital Transformationは、従来のデジタル化とは一線を画すものである。

Digitization Digitalization Digital Transformation

アナログ からデジタル信号へ

人間が行う仕事をシステム化

進んだICT技術に合わせて“仕事のやり方/考え方”を変える

空気信号からデジタル信号

情報の電子化

DCSによる自動制御システム

クラウド（つなぐ、ためる、共有する） AI学習 （考える） AR,VR,MR（実空間と仮想空間）

etc.

コンセプト

主な技術

革新的な技術の進歩にあわせて化学プラントも変わらなければいけない!

DX-PLANTⓇ

Agenda

1. はじめに

2. DX-PLANTⓇの概要

3. DX-PLANTⓇによる運転支援

4. まとめ

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DX-PLANT®: コンセプト

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Concept of Solution Category Outcome

“E” Engineering Information Sharing and Recording

“O” Operation Assistance Service

“M” Maintenance Assistance Service

“B” Business Management Assistance Service

Annual Production

Up

OPEXDown

DX-PLANT® のスキーム

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実プラント

お客様 操業状況の可視化 KPIレポート 運転診断サービス 運転支援サービス 保全レポート

データ／レコード

Secure lloT Platform

Maintenance

Business

Operation

ERPとの連携

運転支援サービス運転情報の可視化

エンジニアリングサービス

仮想プラント

98.2%90.3%

99.7%94.6%

DX-PLANT®

予兆診断

Engineering

ユーザ画面

E / O / M / Bサービス

ビジネス支援サービス

保全支援サービス

運転データ 検査記録 保全履歴

３Ｄモデルとの統合

Realization of Digital Twin

DX-PLANTⓇのソリューション展開Engineering: Information Management • 3Dモデルプラットフォーム• AR/VR/MR アプリケーション

Operation: Data Analysis

Business Management• ERP/APM/DX-PLANTの垂直統合

M

O

ERP

MIS

MES

DCS/SIS/FGS

Sensors/Actuators DX-PLANT

ERPAPMBu

sines

s Pr

oces

sPr

oduc

tion

Proc

ess

HQ

B

E

Corrosion/Fouling

GW

Server

User Interface

回転機Digital Twin

Rotating Machine

Vib.AVib.B

Vib.CVib.D

Early Detection

Machine TripEarly Warning

Big DataOperationInspectionAtmosphericSite Event

Maintenance: Time BasedCondition Based

• 状態監視• 異常検知• 最適化

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E/O/M/BService

DX-PLANTⓇ:エコシステムとTOYOの役割

General Service Agreement

Partner-A

PlantOwner

PlantData

App.App. App.App.

DX-PLANT®PlatformPlatform

- Fertilizer : TOYO, KBR- Methanol : TOYO- Ethylene : Lummus- Aromatics : UOP, Axens

LicensorPartner-B Partner-C

App.App.

Partner Licensor TOYO10

PUSRI-IIBプロジェクトの概要

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プラントオーナー : P.T. Pupuk Sriwidjaja, Palembang (PUSRI)

所在地 :パレンバン, インドネシア

プラント性能 :尿素: 2,750 MTPD

プロセス :尿素: TOYO ACES 21®

キーマイルストーン : 2016年 9月 尿素初生産2017年 9月 プロジェクトスタート2017年 12月 リリース

Agenda

1. はじめに

2. DX-PLANTⓇの概要

3. DX-PLANTⓇによる運転支援

4. まとめ

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データを活用した有用な運転支援システムのモデルMachine Leaning

機械学習のようなデータを基にする手法は実プラントに適合するモデルを効率的に構築するのに有用

Simulation化学工学をベースとしたモデル(物理モデル)はDCSデータから直接得られない流体組成や機器パフォーマンスなどを分析するのに有用

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Know-How実プラントの特徴を取り入れておくことは開発期間の短縮と現場の受け入れに重要

DX-PLANT Ⓡ運転支援システムのモデルIntegration of Machine Learning, Simulation & Know-How

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TOYOでは機械学習と化学工学がわかり、実プラントの設計を知っているエンジニアがモデリングを担当

ハイブリットモデル機械学習＋シミュレーション

Know-Howが隠し味

DX-PLANT Ⓡ運転支援システムのGUI一般的な場合

GUI開発者は化学プラントやその運転に対する知識がない運転員やプロセスエンジニアはGUI開発の知識がない

Output

??

?

15

結果要求したことと実現されるものの不一致

DX-PLANT Ⓡ運転支援システムのGUITOYOの場合

GUI開発者が化学プラントやその運転に対する知識を十分に保有(プラントのエンジニア)

16Output

結果要求したことと実現されるものの一致細部の修正も即対応

ソリューション紹介

(1) 運転状態監視

(2) プラントパフォーマンス分析

(3) TMT予測による分解炉運転改善

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(1) 運転状態監視連続系のプラントの特徴

監視対象が多量（数値表示での管理は負荷大） 各PV(Process Value)安定するように管理 アラームが発報したときにはすでに異常

やるべきこと！監視対象が多い中から異常によって安定でなくなり始めた対象をアラームが発報する前に見つけられるようにする

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できている？

(2) プラントパフォーマンス分析プラントパフォーマンス分析:

DCSデータを基にしたシミュレーションでの運転トレースが必要(流体組成や機器のパフォーマンスはDCSデータから直接得られない)

ハイブリットモデルによる自動の運転トレース• プロセスエンジニアのシミュレータチューニングノウハウのプログラム化• 機械学習を用いたチューニング時間の削減

従来の方法

プロセスエンジニアによる手動の運転トレース

DX-PLANT®

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(2) ソリューションコンセプト

ハイブリットモデル

運転データ パフォーマンス

異常検知

PerformanceOptimization System

Performance Monitoring System

ハイブリットモデル

運転計画 パフォーマンス

(Phase- 1) シナリオスタディ(Phase- 2) 自動運転アドバイス

オンラインモニタリング

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(2) サービス展開

ハイブリットモデル

Optimization自動運転アドバイス

運転データ

オフライン運転アドバイスby TOYO Expert TOYO ExpertOwner

• 運転データ

• パフォーマンス

IN

OUT

Monitoringパフォーマンスレポート

Utility Balance

Utility Balance

Equip. Performance

DX-PLANT®

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(3) TMT予測による分解炉運転改善Pyrolysis Heater Gasoline

FractionatorFuel OilStripper

QuenchTower

ProcessWaterStripper

Charge GasCompressor1st - 3rd Stages

Caustic & WaterWash Tower

Charge GasCompressor4th & 5th

StagesCondensateStripper

Fresh Feed Fuel Oil

Dryer Demethanizer Deethanizer

EthyleneFractionator Depropanizer

PropyleneFractionator

Debutanizer

W

S

W

W WR

R

Fuel Gas Hydrogen Methane Ethane Ethylene C3 LPG Propylene Gasoline C4 Product 22

エチレンプロセス

(3) TMT予測モデル概要物理モデルと統計モデルを用いたナフサ分解炉TMT予測

物理モデル 統計モデル

オンラインで測定されるプロセスデータ

InIn

Out Out

データによるフィッティング

スキン温度の基本予測

ハイブリットモデル23

まとめ

1. “DX-PLANT Ⓡ”はライセンサー/EPCコントラクターとしてのTOYOの技術、専門知識、ネットワークを活用したサービスをプラントオーナー様へ提供します。

2. TOYOは機械学習とシミュレーション、プロセス知見の全てを活用したソリューション提供を通じて運転支援を行います。

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Toyo Engineering

PLANTOWNER

東洋エンジニアリング株式会社

事業開発本部 IoT 推進部

Tel: 047-454-1571Fax: 047-454-1718住所：千葉県習志野市茜浜2-8-1 HP: https://www.toyo-eng.com

TOYO´s DX-PLANT™

●Digital Transformation for Oil & Gas Industry

Improve Industrial Plants Profitability

Plant Owner

TOYO´s Capabilities

●Process knowledge

●Engineering Know-How

●IntegrationofPartners

●EnterpriseResourceManagement

●Experience and knowhow of O&M

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