卓話


イニシエーションスピーチ

2007年10月31日(水)の例会の卓話です。

小野木聖二君
U.シュメルター君

オートメーションと地球環境
蟷撹陝‖緝充萃役社長
小 野 木 聖 二 君

本日は、仕事や家庭などにおいて古くから多種多様な形で身近に使われているわりにはなじみの少ない「オートメーション」の基本と、その地球環境問題などへの適用事例について紹介させていただきます。

オートメーションは分野により、「xxオートメーション」とよく云われます。工場で使われるファクトリーオートメーション、略してFAにはじまり、石油や鉄鋼などの素材がつくられるプラントでのプロセスオートメーションPA、空調などをおこなうビルディングオートメーションBA、家庭のホームオートメーションHA、実験室のラボラトリーオートメーションLA、….など思いつくだけでも実にたくさんなオートメーションがあります。使われ方や目的とするところは多少異なりますが、その基本機能・構造は同じです。人と対比してお話しますと、まず神経系と同様な役割を担う「検出機能」(センサー)、検出した状態と目標の状態の差をなくすよう指示をする頭脳となる「制御機能」(コントロール)、最後に頭脳からの指示で動く手足の役割を担う「操作機能」(アクチュエータ)で構成されます。

 室温を例に取ります。オートメーション機能がない場合は、人が温度計で室温を測ったり、もしくは自分の体感で寒い・暑いを検出し、温水の量を開け閉めする弁を操作します。一方、オートメーションでおこなう場合は、目で見る温度計のかわりに機械につなげられる種類の温度計(測温抵抗体など)を検出器として使い、制御機能の役割をもつ温度調節器に入力として接続し、その出力を操作機能の役割となる電動弁につなぎます。希望の温度は温度調節器のつまみで設定します。ホテルなどでよく見かけるものがこれです。

 オートメーションの原理は簡単ですが、実際にはもう少し複雑な動きをします。前に述べた例の場合、部屋はある大きさがあるので弁をあけてもすぐに設定された温度にはならず時間遅れがでます。その為、部屋の温度が設定した温度になって弁を閉めたとしても実際の温度は設定した温度よりも行き過ぎてしまいます。下がるほうもその逆がおこり結局、部屋の温度はある一定の幅で上下するサイクリング現象が発生します。制御を難しくする要素として、部屋の大きさからくる容量系以外に遅れ系、非線形系、干渉系、時間変化系などが単独もしくはそれらが組み合わさって実際の問題を難しくします。また、制御目標も単純なものからより最適化を目標とするような高級な機能まで種々あります。

 以上、オートメーションの基本的な課題を一部お話しました。これらの言葉をつかい、例えば「この装置は干渉系だと思うが、どのように最適化しているのか?」などと皆様の部下や業者の方々にご質問されると、制御に詳しい方だということで一目置かれ優位な展開ができることは間違いないと思います。

その他の技術とも組み合わせることでオートメーションは環境問題にも貢献できる有望な技術ですのでその一端をご紹介します。

 ある観客収容者数約5万名規模の多目的ドームでは、海風を利用して排気ファンを用いないで自然換気が最大限にできるよう装置を工夫したり、赤外線カメラや放射線温度センサーで、ドーム内の各エリアにいる人数や温度を計測し、きめ細かな空調制御をすることで、省エネルギー型の空調を実現することができました。

 また、あるホテルで、快適性と省エネルギーの双方がうまく実現された例です。まず中華料理をつくっているホテルの厨房を数人でよく観察しました。午前中は材料の仕込みをしており冷房が効きすぎてむしろ寒いくらいでしたが、昼になりお客様がはいると厨房は戦争状態になり5〜6台の中華鍋がフル回転状態で、料理人も汗だくとなりながら料理をしていました。ピークはほんの1〜2時間程度でそれがすぎると料理人は食事をしたのち仮眠にはいります。汗だくのまま寝て大変に寒く健康的ではありませんでした。この状況を観察して改善策を検討した結果、料理人がガスバーナーを使っているときはその場所の冷房を強くし、使っていないところは弱くすることで改善できると考えました。これはガスの流量を測定して冷房機能とむすびつけた制御機能をいれることで解決されました。その結果、快適さと省エネルギーの両方を改善することができました。また、さらに空調の機械の運転状態を調査すると冷房をしつつ暖房もしているような大変奇妙な動作がしていることも見つかりました。これは制御の仕方、設定が適切でなくこの場所にあった最適な状態に再設定することでこの奇妙な動作をなくし、より効率のよい運転ができるようになりました。このような装置効率と制御・運用の改善の積み重ねを2年間にわたり実施した結果、このホテルはそれまで年平均約370,000GJのエネルギーを使っていましたが、約308,000GJ(17%減)に削減することができました。

 1989年秋の国連総会で「環境と開発に関する国連会議」(地球サミット)の開催が決定され、1992年6月にブラジルのリオデジャネイロで開催されました。これはストックホルム国連人間環境会議からちょうど20周年という節目にあたっていました。参加国が増えたことはもちろん、その参加者の大半が首脳・元首クラスであったことや、公式参加NGOの数は10倍以上に増えたことなど、地球環境問題が本格的に顕在化し、途上国を含めた地球規模の議論を軸に、「持続可能な開発への移行」を議論することが必要であると、国際社会の意識が変わってきたことを示しています。

 歴史のあるオートメーション技術は、新たな時代のニーズに合わせ、新たな展開が期待されます。

“Actual Cultural Relations and Cultural Politics between Japan and Germany”

Dr. Uwe Schmelter
Director General of Goethe-Institut Japan and Regional Director for East Asia

 The Goethe-Institut is the official mediator-institution of the Federal Republic of Germany in the field of Foreign Cultural Policy operational worldwide with actually 130 institutes in 81 countries and 13 institutes in Germany. We promote the study of German language abroad and in Germany and encourage cultural cooperation and exchange. We also foster the actual knowledge about Germany by providing information on it’s culture, society and politics through our libraries, information centres and reading rooms. With our wide network of Goethe-Instituts, Goethe-Centres, bilateral cultural societies, reading rooms and exam and language centres we have played a central role in the cultural and educational politics of Germany for over 50 years. In Japan we have three institutes. The oldest and largest one is the institute in Tokyo, founded in 1962, followed by Kyoto in 1963 and Osaka in 1964.

The basis of German Foreign Politics is defined mainly by three pillars: Politics, Economy and Culture. We think that Cultural Policy opens ways to communication and to peaceful dialogue among cultures, political systems, different ideologies and religions and social values. Through this it might even provide contributions to processes of rapprochement, detention and better mutual understanding.

 The historically grown, solid Japanese-German political, economical and cultural relations offer best and most fertile grounds, as we can hardly find them somewhere else in the world. More than 150 years ago Germany became one of the earliest steady and friendly partners of Japan. On the occasion of the recent state visits of former Prime Minister Abe to Germany and of Chancellor Merkel to Japan the main overall mutual statement was: “Our relations couldn’t be better as they actually are.”

 In today’s Japan we are living and working in a solid, peace and freedom minded democracy and an open and wealthy society with an outstandingly rich cultural history. For the cultural development in East Asia we see Japan as the permanent and most important producer of impulses. The political, economical and cultural infrastructure is on highest level of development and quality which is difficult to match by other Asian countries or elsewhere.
As highly industrialized nations, Japan and Germany share many similar or even problems of modern society thus providing a wide range for mutual dialogue reaching far beyond the very close cultural relations.

 Within the language sector English of course is the number one foreign language in education in Japan as elsewhere in the world. The German language, for a long time the foreign language number two in Japan after English, meanwhile finds a decreasing interest among young people due to a clear orientation towards Chinese and Korean language which meanwhile gained rank two and three after English and ahead of German. Therefore one of our activities is a nationwide marketing to waken and to increase the interest for learning the German language, especially among young people.

 The image of Germany among the young people in Japan is clearly determined by the image of Germany which their fathers and grandfathers have conveyed to them. In other words, the image of Germany consists mainly of very traditional stereotypes like Goethe, Heidelberg, Neuschwanstein, Loreley, Wurst, beer, Kartoffeln, Sauerkraut, Johann Sebastian Bach etc.. All in all exclusively positive stereotypes but very traditional and not really attractive magnets to draw the attention of young people towards a modern, exciting, innovative, high tech and attractive Germany with an international and multicultural society and excellent possibilities for education and best chances for a professional life on highest level.

 To attract the interest for Germany among young people in Japan we are intensifying our efforts by increasing the number of cultural events which range in the segment of “Youth Culture”. Especially the cultural programme of the “Germany in Japan Year 2005/2006” (which was a response to the “Japan in Germany Year 200/2001”) had a clearly designed profile for the interests of young people in Japan and was received very successfully.

 The European Union is the economical partner number 1 of Japan, ahead of the United States and China. However the profile and understanding of the European Union as an entity is not yet very clearly shaped in Asia. However we - and that means my generation, the post war generation - consider ourselves to be European citizens of German nationality. Therefore it is only natural from our point of view that the national cultural institutes of European countries are intensifying their efforts to cooperate visibly for the Japanese public within a European context of mutual interest. Especially by Japanese institutions like ministries, universities and other educational institutions we are permanently encouraged to present programmes about Europe and with information about the history and development of European and German integration processes.

 Cultural cooperation and exchange between Germany and Japan is one of the most challenging and rewarding professions at a time. The close Japanese-German friendship, beyond all cultural differences between our two nations, offers such solid grounds for this work that we feel permanently and willingly obliged to contribute our share to the fostering and sustaining development of our many relations.