環境調和型プロセスの最適構造合成

プロセスの合成問題は、使用する装置や装置間の結合関係に関して非常に多くの自由度を有しており、限定された問題以外、汎用的な解法は確立していません。本研究室では、可能性のある全ての構造を含むスーパーストラクチャー(SS)を考え、プロセス合成問題を数理計画問題として解くシステムの開発を行っています。

1つの応用例として、バイオマスサプライチェーン構築支援システムを開発しています。これは、利用可能なバイオマスの供給地と種類や量、利用可能な要素技術が与えられたとき、その地域にとって最適なバイオマス利用システムの導出を支援するシステムです。下図は3層からなるバイオマス利用最適構造導出支援システムの構造を示しています。このシステムでは、バイオマス生成量の季節変動も考慮できるように考えています。

開発しているシステムは、最適構造導出のみならず、

・収集コストをどれだけ下げられれば利益が出るか

・補助金で施設建設を行えば,利益が出るか

・利益を出すためには、要素技術のエネルギー変換効率、イニシャルコスト等をどこまで下げる必要があるか

・バイオマス利用を森林保全のためのコストと捉えたとき、そのコストはいくらか

など、様々な問題に適用することを想定しています。

プロセス合成