CN115867871B - 分配辅助装置、分配学习装置及运算装置可读存储介质 - Google Patents

分配辅助装置、分配学习装置及运算装置可读存储介质 Download PDF

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CN115867871B CN202080102588.5A CN202080102588A CN115867871B CN 115867871 B CN115867871 B CN 115867871B CN 202080102588 A CN202080102588 A CN 202080102588A CN 115867871 B CN115867871 B CN 115867871B
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Abstract

提供以自动控制系统的用电量减少的方式对自动控制系统中的控制对象仪器的重新分配进行辅助的分配辅助程序、分配辅助装置(1、1b、1c)、分配学习程序、分配学习装置(2、2b)及运算终端可读存储介质，具有：信息取得部，其取得第1输入信息或第2输入信息；以及分配信息输出部(12)，其输出从推断部(20、20b)取得的通过分配信息分配的自动控制系统的用电量减少的控制对象仪器的分配的信息，该推断部(20、20b)通过被输入第1输入信息或第2输入信息而进行使用了训练好的模型的推断。

Description

分配辅助装置、分配学习装置及运算装置可读存储介质
技术领域
本发明涉及用于对自动控制系统中的控制对象仪器的重新分配进行辅助的分配辅助装置、分配学习装置及运算装置可读存储介质。
背景技术
近年来，为了提高工厂、车间等的运转率，通过使用了可编程逻辑控制器(下面，简称为“PLC”)的控制装置自动地对构成生产线的各种仪器(传感器、电动机、致动器、安全仪器等控制对象仪器)进行控制的自动控制系统的引入正在发展。
PLC是使用所期望的单元构建的控制装置。作为对PLC进行构建的单元，例如，存在电源供给源即电源单元、进行PLC的控制的CPU单元、向多个各种仪器等发送信号或从多个各种仪器等接收信号的输入输出单元、用于与通信网络连接的通信单元等。
就输入输出单元而言，1个输入输出单元具有多个输入输出端子，针对每1个输入输出端子分别分配了控制对象仪器。此外，分配是指将输入输出端子的识别符和控制对象仪器相关联。而且，PLC基于在CPU单元中存储的控制程序，对输入输出单元的输入输出端子进行指定而对信号进行接收及发送，由此进行PLC的控制，对与PLC连接的各种仪器的动作进行自动控制。
但是，如果引入了使用PLC的自动控制系统，则处于生产线的用电量增大的倾向，工厂整体的功耗增大，因此谋求节电设计的自动控制系统。
作为现有的自动控制系统的一个例子的现场网络系统将电源操作信号发送至I/O输入输出单元(输入输出单元)，该I/O输入输出单元(输入输出单元)向多个现场仪器(控制对象仪器)发送信号或从多个现场仪器(控制对象仪器)接收信号。I/O输入输出单元基于电源操作信号对I/O输入输出单元内的供给电源的接通/断开进行控制，降低了现场网络系统的用电量(例如，参照专利文献1)。
具体而言，在现场网络系统所具有的多个I/O输入输出单元中，对1个I/O输入输出单元分配了多个现场仪器。另外，在I/O输入输出单元内具有对针对I/O输入输出单元的内部电路CPU及多个现场仪器全部的电力供给的接通/断开进行切换的开关(为了方便说明，称为“整体开关”)、对针对多个现场仪器各自的电力供给的接通/断开进行切换的多个开关(为了方便说明，称为“单独开关”)。现场网络系统在对分配给1个I/O输入输出单元的多个现场仪器全部都不需要进行电力供给的情况下，将整体开关设为断开。另外，在现场网络系统中，多个现场仪器内只要有任意1者需要进行电力供给，就要将整体开关设为接通，将与不需要进行电力供给的现场仪器对应的单独开关设为断开，降低了用电量。
专利文献1：日本特开2012-198841号公报
发明内容
但是，在多个控制对象仪器中，也存在如传感器、安全仪器那样在生产线运转过程中始终需要进行电力供给的仪器。在上述专利文献1所公开的现场网络系统中，分配给1个I/O输入输出单元的多个现场仪器内只要有任意1者运转，就无法将上述整体开关设为断开。即，由于没有考虑现场网络系统中的现场仪器的分配状态，因此根据向I/O输入输出单元的现场仪器的分配状态，不存在能够将上述整体开关设为断开的期间，存在只能限定性地降低现场网络系统中的用电量这样的问题。
本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供对自动控制系统中的控制对象仪器的重新分配进行辅助以使得自动控制系统的用电量减少的分配辅助程序、分配辅助装置、分配学习程序、分配学习装置及运算装置可读存储介质。
本发明涉及的分配辅助程序对将控制对象仪器分配给多个输入输出单元各自所具有的多个输入输出端子的自动控制系统中的重新分配进行辅助，该分配辅助程序使运算装置作为如下功能部起作用：信息取得部，其取得第1输入信息或第2输入信息，该第1输入信息包含使输入输出单元中的输入输出端子和控制对象仪器关联起来的分配信息、表示输入输出单元及控制对象仪器运转的时间段的时间段信息、输入输出单元的单元功耗信息及控制对象仪器的仪器功耗信息，该第2输入信息包含系统电力使用信息及分配信息，该系统电力使用信息包含基于使通过分配信息分配的自动控制系统运转时的输入输出单元的功耗和控制对象仪器的功耗计算出的自动控制系统的用电量；以及分配信息输出部，其输出从推断部取得的通过分配信息分配的自动控制系统的用电量减少的控制对象仪器的分配的信息，该推断部通过被输入第1输入信息或第2输入信息而进行使用了训练好的模型的推断。
发明的效果
根据本发明，针对自动控制系统中的控制对象仪器的分配，能够提供以使得通过分配信息分配的自动控制系统的用电量减少的方式重新进行自动控制系统中的分配的指标。
附图说明
图1是表示自动控制系统的概略的图。
图2是表示实施方式1涉及的分配辅助装置的硬件结构的一个例子的图。
图3是示意性地表示实施方式1涉及的分配辅助装置的功能模块的一个例子的图。
图4是表示实施方式1涉及的分配信息的一个例子的图。
图5是表示实施方式1涉及的时间段信息的一个例子的图。
图6是表示实施方式1涉及的单元功耗信息的一个例子的图。
图7是表示实施方式1涉及的仪器功耗信息的一个例子的图。
图8是表示实施方式1涉及的重新分配信息的一个例子的图。
图9是表示实施方式1涉及的基于重新分配信息的自动控制系统的1天的运转状态的图。
图10是示意性地表示实施方式1涉及的学习部的功能模块的一个例子的图。
图11是表示实施方式1涉及的生成训练好的模型的动作的流程图。
图12是表示实施方式1涉及的分配辅助程序及分配辅助装置的动作的流程图。
图13是示意性地表示实施方式2涉及的分配辅助装置的功能模块的一个例子的图。
图14是表示实施方式2涉及的次数信息的一个例子的图。
图15是表示实施方式2涉及的重新分配信息的一个例子的图。
图16是表示实施方式2涉及的基于重新分配信息的自动控制系统的1天的运转状态的图。
图17是示意性地表示实施方式2涉及的学习部的功能模块的一个例子的图。
图18是表示实施方式2涉及的生成训练好的模型的动作的流程图。
图19是表示实施方式2涉及的分配辅助程序及分配辅助装置的动作的流程图。
图20是示意性地表示实施方式3涉及的分配辅助装置的功能模块的一个例子的图。
图21是表示实施方式3涉及的分配仿真部的功能模块的一个例子的图。
图22是表示实施方式3涉及的分配仿真部的动作的流程图。
具体实施方式
实施方式1
使用附图，对本发明的实施方式1涉及的分配辅助程序、分配辅助装置、分配学习程序、分配学习装置进行说明。在本实施方式1中，以在分配辅助程序中包含分配学习程序，分配辅助装置具有分配学习装置的功能的方案进行说明。图1是表示自动控制系统AS的概略的图。图2是表示分配辅助装置1的硬件结构的一个例子的图。图3是示意性地表示分配辅助装置1的功能模块的一个例子的图。图4是表示学习部21所包含的功能模块的一个例子的图。
如图1所示，自动控制系统AS具有多个控制对象仪器150、执行控制程序而对控制对象仪器150进行控制的PLC 200。自动控制系统AS是经由PLC 200与存储有控制程序的运算装置300进行通信，自动地对控制对象仪器150进行控制的系统。
在图1中，作为自动控制系统AS的一个例子而示出如下自动控制系统AS，即，该自动控制系统AS具有PLC 200和9台控制对象仪器150，该PLC 200具有3台输入输出单元202，该输入输出单元202具有输入输出设备部，该输入输出设备部具有3个输入输出端子，对各输入输出端子分配了控制对象仪器150。此外，在本实施方式中示出了输入输出端子为3个的例子，但大于或等于两个即可。
PLC 200具有将在运算装置300存储的控制程序读出而执行的CPU单元201、与控制对象仪器150连接的输入输出单元202。CPU单元201和输入输出单元202可以经由将各单元电连接的底板(base board)连接，或也可以不经由底板而是通过将各单元所具有的单元彼此电连接的连接器连接。
PLC 200和运算装置300经由专用线或网络可通信地连接。在使用专用线连接的情况下，例如可以经由USB(Universal Serial Bus)线缆连接。在经由网络连接的情况下，例如可以经由互联网这样的开放网络连接，也可以经由LAN(Local Area Network)这样的封闭网络连接。
CPU单元201具有读出而执行控制程序的CPU部、对控制程序、数据暂时进行存储的内部存储部、将电力供给至各单元的内部电源部。
输入输出单元202具有：输入输出设备部，其具有被分配控制对象仪器150的多个输入输出端子；以及电力供给部(例如，电源电路等)，其对来自具有电源的其它单元(例如，CPU单元、电源单元等)的电力供给或来自外部电源的电力供给进行接收。这里，输入输出单元202例如是在使用I/O输入输出单元、模拟单元、计数单元、网络单元等PLC对控制对象仪器150进行自动控制时，能够进行信号的输入及输出中至少一者的单元。
控制对象仪器150是分配给输入输出单元202的输入输出端子的仪器，例如是传感器、电动机、致动器、安全仪器等。
运算装置300除了对上述控制程序进行存储之外，还作为分配辅助装置1起作用。在图2中示出作为分配辅助装置1起作用的运算装置300的硬件结构的一个例子。分配辅助装置1是安装并执行分配辅助程序的运算装置300，具有：运算部101，其执行分配辅助程序；存储部102，其进行分配辅助程序的保存、数据及命令的读写；键盘、鼠标、触摸面板等输入部103；显示部104，其对分配辅助程序的执行结果等进行显示；以及通信接口(通信I/F)105，其与PLC等进行通信。
存储部102包含保存有已安装的分配辅助程序的非易失性存储部、在执行分配辅助程序时成为工作存储器的易失性存储部。此外，作为分配辅助装置1，能够使用在存储部102安装了分配辅助程序的例如笔记本型计算机、台式计算机、平板型计算机、智能电话等运算装置300。分配辅助程序被存储于非暂时性的运算终端可读存储介质，通过安装于运算装置300而起作用。作为非暂时性的运算终端可读存储介质，例如，能够使用CD-ROM(Compact Disk Read only memory)、DVD-ROM(Digital Versatile Disc Read onlymemory)、USB(Universal Serial Bus)闪存驱动器等。
图3是示意性地表示由图2所示的包含运算部101及存储部102的运算装置300实现的分配辅助装置1的功能模块的图。此外，在本实施方式1中，分配辅助装置1为除了对控制对象仪器150的重新分配进行辅助的功能之外，还具有作为进行机器学习的分配学习装置2的功能的结构。在本实施方式1中，连同分配学习装置2的功能模块在内与分配辅助装置1一起进行说明。
分配辅助装置1是对已经运转的自动控制系统AS中的控制对象仪器150的重新分配进行辅助的装置。分配辅助装置1具有：信息取得部11，其取得自动控制系统AS中的各种信息；推断部20，其输入由信息取得部11取得的信息，对自动控制系统AS中的控制对象仪器150的分配进行推断；以及分配信息输出部12，其取得并输出通过推断部20的运算处理输出的信息。并且，分配辅助装置1具有用于对自动控制系统AS中的控制对象仪器150的分配进行机器学习的学习部21。此外，学习部21是分配学习装置2的功能模块。
信息取得部11取得第1输入信息800或第2输入信息1000，该第1输入信息800包含使自动控制系统AS所具有的多个输入输出单元202中的输入输出端子与控制对象仪器150对应起来的分配信息400、表示分配给多个输入输出单元202的控制对象仪器150运转的时间段的时间段信息500、输入输出单元202的单元功耗信息600、控制对象仪器150的仪器功耗信息700，该第2输入信息1000包含基于多个输入输出单元202的功耗和所述控制对象仪器150的功耗的使所述自动控制系统AS运转时的系统电力使用信息900、上述分配信息400。此外，后面会对由信息取得部11取得的上述各信息进行叙述。
推断部20具有前置处理部22和运算处理部26。前置处理部22在为了由运算处理部26对由信息取得部11取得的信息进行运算处理而需要数据的前置处理的情况下，作为推断部20的运算处理的一部分而进行前置处理。此外，前置处理是指包含由信息取得部11取得的信息的计算、形式的变更等的运算处理。运算处理部26读出通过后述的学习部21进行机器学习而生成的训练好的模型，基于由信息取得部11取得的信息，对自动控制系统AS中的控制对象仪器150的重新分配进行推断。后面会对推断部20中的运算处理进行叙述。
推断部20被输入第1输入信息800或第2输入信息1000中的任意者，执行后述的各运算处理，对满足如下条件的控制对象仪器150的分配状态进行推断，即，通过第1输入信息800或第2输入信息1000所包含的分配信息400的分配而分配的自动控制系统AS的用电量减少，并且，使向通过分配信息400分配的自动控制系统AS的多个输入输出单元202中的至少1个输入输出单元202的电力供给停止的时间增加。此外，通过第1输入信息800或第2输入信息1000所包含的分配信息400的分配而分配的自动控制系统AS表示进行重新分配前的自动控制系统AS。
分配信息输出部12取得由推断部20推断出的分配信息而作为重新分配信息1100进行输出。所输出的重新分配信息1100被显示于显示部104。
下面，对由上述信息取得部11取得的各信息及由分配信息输出部12输出的信息进行说明。
图4是表示本实施方式1中的分配信息400的一个例子的图。如图4所示，分配信息400是表示在自动控制系统AS中，什么样的控制对象仪器150被分配给自动控制系统AS所具有的多个输入输出单元202的输入输出端子的信息。在图4中，将3台输入输出单元202分别表示为输入输出单元202A、202B、202C，将输入输出单元202A所具有的输入输出端子表示为输入输出端子X0、X1、X2，将输入输出单元202B所具有的输入输出端子表示为输入输出端子Y0、Y1、Y2，将输入输出单元202C所具有的输入输出端子表示为输入输出端子Z0、Z1、Z2。在分配信息400中，对多个输入输出单元202A、202B、202C、多个输入输出端子Xn、Yn、Zn和控制对象仪器150进行确定的信息被关联起来。这里，对控制对象仪器150进行确定的信息是指仪器名、型号等仪器固有的信息。在图4中，作为对控制对象仪器150进行确定的信息而使用仪器名M1、M2…Mn。此外，分配信息400是表示重新进行分配前的自动控制系统AS中的分配状态的信息。
图5是表示时间段信息500的一个例子的图。此外，图5示出图4所示的分配信息400所示的自动控制系统AS的各输入输出单元202及控制对象仪器150的运转时间。如图5所示，时间段信息500是表示在自动控制系统AS中，自动控制系统AS所具有的PLC 200及分配给输入输出单元202的输入输出端子的控制对象仪器150在什么时间段运转的信息。这里，时间段将1天表示为从0时00分开始的24小时。在图5中，与图4同样地，将3台输入输出单元表示为输入输出单元202A、202B、202C，将控制对象仪器150表示为仪器名M1、M2…Mn。
在图5中，仪器运转开始1表示通过仪器名Mn确定的控制对象仪器150在从0时00分开始的24小时的时间段中最先开始运转的时刻，仪器运转结束1表示在仪器运转开始1时运转的通过仪器名Mn确定的控制对象仪器150结束运转的时刻。即，从仪器运转开始1的时刻至仪器运转结束1的时刻为止的期间表示通过仪器名Mn确定的控制对象仪器150运转的时间段。另外，仪器运转开始2表示通过仪器名Mn确定的控制对象仪器150在仪器运转结束1后最先开始运转的时刻，仪器运转结束2表示在仪器运转开始2时运转的通过仪器名Mn确定的控制对象仪器150结束运转的时刻。即，可知从仪器运转开始2的时刻至仪器运转结束2的时刻为止的期间表示通过仪器名Mn确定的控制对象仪器150运转的时间段，从仪器运转结束1的时刻至仪器运转开始2的时刻为止的期间在时间段中是通过仪器名Mn确定的控制对象仪器150未运转的时间段。仪器运转开始3、仪器运转结束3及其后也与上述相同。
另外，图5所示的单元运转开始1表示分配给输入输出单元202的输入输出端子的控制对象仪器150内的任意者在上述时间段中最先开始运转的时刻，单元运转结束1表示分配给输入输出单元202的输入输出端子的控制对象仪器150全部在上述时间段中结束运转的最早时刻。即，如果以输入输出单元202A为例进行说明，则从单元运转开始1至单元运转结束1为止的期间表示分配给输入输出单元202A的输入输出端子的通过仪器名M1、M2、M3确定的控制对象仪器150中的任意者运转，输入输出单元202A运转的时间段。并且，单元运转开始2表示在单元运转结束1后，分配给输入输出单元202的输入输出端子的控制对象仪器150中的任意者最先开始运转的时刻，单元运转结束2表示分配给输入输出单元202的输入输出端子的控制对象仪器150全部在上述时间段中在由单元运转开始2所示的时刻后结束运转的最早时刻。即，如果以输入输出单元202A为例而进行说明，则从单元运转开始2的时刻至单元运转结束2的时刻为止的期间表示分配给输入输出单元202A的输入输出端子的通过仪器名M1、M2、M3确定的控制对象仪器150中的任意者运转，输入输出单元202A运转的时间段。而且，可知在从单元运转结束1的时刻至单元运转开始2的时刻为止的期间，在上述时间段中分配给输入输出单元202A的输入输出端子的通过仪器名M1、M2、M3确定的控制对象仪器150全部未运转。单元运转开始3、单元运转结束3及其后也与上述相同。
此外，根据图5，可知分配信息400所示的自动控制系统AS中的各输入输出单元202A、202B、202C为1天中(24小时)运转指定状态。
图6是表示单元功耗信息600的一个例子的图。图6是表示图4所示的分配信息400所示的自动控制系统AS的各输入输出单元202的功耗的信息。具体而言，如图6所示，单元功耗信息600是在自动控制系统AS中，分别将自动控制系统AS所具有的输入输出单元202A、202B、202C的功耗以kW(千瓦)示出的信息。各输入输出单元202的单元功耗能够使用输入输出单元202的规格值(例如，目录标称(catalog)值)。
图7是表示仪器功耗信息700的一个例子的图。图7是表示图4所示的分配信息400所示的自动控制系统AS的控制对象仪器150的功耗的信息。具体而言，如图7所示，仪器功耗信息700是在自动控制系统AS中，分别将分配给输入输出单元202的输入输出端子的通过仪器名Mn确定的控制对象仪器150的功耗以kW(千瓦)示出的信息。各控制对象仪器150的仪器功耗能够使用控制对象仪器的规格值(例如，目录标称值)。
第1输入信息800是包含上述分配信息400、时间段信息500、单元功耗信息600、仪器功耗信息700的信息。此外，在本实施方式1中，第1输入信息800由分配信息400、时间段信息500、单元功耗信息600、仪器功耗信息700这4个信息构成。
系统电力使用信息900是表示使通过图4所示的分配信息400分配的自动控制系统AS运转规定时间时的用电量(kWh：千瓦时)的信息。本实施方式1中的用电量表示按照控制程序使自动控制系统AS运转1天时的电力的使用量。此外，将1天设为从0时00分起的24小时。另外，用电量是基于输入输出单元的功耗(kW：千瓦)和控制对象仪器的功耗(kW：千瓦)计算的。
使用下面的数学式1、数学式2所示的算式对输入输出单元的用电量(kWh：千瓦时)和控制对象仪器的用电量(kWh：千瓦时)进行计算，基于输入输出单元的使用电量和控制对象仪器的用电量对使自动控制系统AS运转规定时间时的用电量进行计算。
即，就使自动控制系统AS运转规定时间时的用电量的计算而言，首先，对自动控制系统AS所具有的输入输出单元按照控制程序运转了规定时间时的用电量(kWh：千瓦时)、分配给输入输出单元202的输入输出端子的控制对象仪器150按照控制程序运转了规定时间时的用电量(kWh：千瓦时)进行计算。针对自动控制系统AS所具有的多个输入输出单元202及分配给输入输出单元202的输入输出端子的控制对象仪器150全部进行上述用电量的计算，将各用电量相加，由此对自动控制系统AS的用电量进行计算。计算出的自动控制系统AS的用电量为系统电力使用信息900。此外，基于上述分配信息400、时间段信息500、单元功耗信息600、仪器功耗信息700，系统电力使用信息900所包含的本实施方式1所示的自动控制系统AS的用电量为2290kWh。
[数学式1]
输入输出单元的用电量(kWh)＝输入输出单元的功耗(kW)×输入输出单元的运转时间(T)
[数学式2]
控制对象仪器的用电量(kWh)＝控制对象仪器的功耗(kW)×控制对象仪器的运转时间(T)
此外，数学式1所示的算式所使用的输入输出单元的功耗能够使用输入输出单元的规格值(例如，目录标称值)，输入输出单元的运转时间能够使用1天中将电力供给至输入输出单元的时间。另外，数学式2所示的算式所使用的控制对象仪器的功耗能够使用控制对象仪器的规格值(例如，目录标称值)，控制对象仪器的运转时间能够使用1天中将电力供给至控制对象仪器的时间。
第2输入信息1000是包含上述分配信息400、系统电力使用信息900的信息。此外，在本实施方式1中，第2输入信息1000由分配信息400和系统电力使用信息900这两个信息构成。
图8是表示重新分配信息1100的图，重新分配信息1100包含自动控制系统AS中的控制对象仪器150的分配的信息。图9是表示基于重新分配信息1100向自动控制系统AS中的输入输出单元202的输入输出端子分配了控制对象仪器150的情况下的自动控制系统AS的1天的运转状态的图。
如图8所示，重新分配信息1100以使输入输出单元202A、202B、202C、输入输出单元202A、202B、202C的输入输出端子X0、X1、X2、Y0、Y1、Y2、Z0、Z1、Z2、分配给各输入输出端子的控制对象仪器150的仪器名M1、M2…M9、输入输出单元202的运转时间的合计即单元运转时间、控制对象仪器150的运转时间的合计即仪器运转时间和自动控制系统AS的用电量关联起来的方式将它们示出。此外，将重新分配信息1100所包含的输入输出单元202A、202B、202C、输入输出单元202A、202B、202C的输入输出端子X0、X1、X2、Y0、Y1、Y2、Z0、Z1、Z2和分配给各输入输出端子的控制对象仪器150的仪器名M1、M2…M9关联起来的信息是自动控制系统AS中的控制对象仪器150的分配的信息。
另外，如图9所示，根据基于重新分配信息1100的分配，能够以针对输入输出单元202A、202B、202C使控制对象仪器150的运转时间段具有偏聚的方式进行分配。即，可知输入输出单元202A、202B在自动控制系统AS的1天的运转中，所分配的控制对象仪器150中的任意者始终运转，因此针对输入输出单元202A、202B在1整天进行电力供给。可知输入输出单元202C在自动控制系统AS的1天的运转中，在11：00至15：00期间和21：00至24：00期间能够停止电力供给。另外，根据使用了重新分配信息1100的分配，自动控制系统AS的用电量为2255kWh。即，可知根据基于重新分配信息1100的分配，与通过分配信息400分配的自动控制系统AS的用电量相比，通过重新分配信息1100所包含的分配的信息分配的自动控制系统AS的用电量减少。并且，可知与分配信息400所示的自动控制系统AS的分配中的停止向输入输出单元202C的电力供给的时间相比，停止向输入输出单元202C的电力供给的时间增加。
图10是示意性地表示学习部21的功能模块的图。学习部21是实现分配学习装置2的功能的功能模块，对自动控制系统AS中的控制对象仪器150的重新分配进行机器学习。如图10所示，学习部21具有前置处理部22a、学习用数据取得部23、模型生成部24、模型存储部25。
前置处理部22a在为了将输入至学习部21的数据设为学习用数据而需要前置处理的情况下进行前置处理。此外，前置处理是指包含输入至学习部21的数据的计算、形式的变更等在内的运算处理。学习用数据取得部23取得学习部21中的机器学习所需要的学习用数据。后面会对本实施方式1中的学习用数据进行叙述。
模型生成部24基于学习用数据，生成训练好的模型，该训练好的模型对满足如下条件的控制对象仪器150的分配状态进行推断，即，通过分配信息400分配的所述自动控制系统AS的用电量减少，并且，使向通过分配信息400分配的自动控制系统AS的多个输入输出单元202中的至少1个输入输出单元202的电力供给停止的时间增加。换言之，生成对满足如下条件的控制对象仪器150的分配状态进行推断的训练好的模型，即，与通过分配信息400分配的自动控制系统AS的用电量相比自动控制系统AS的用电量减少，并且，与使向通过分配信息400分配的自动控制系统AS的多个输入输出单元202中的至少1个输入输出单元202的电力供给停止的时间相比，使向自动控制系统AS的多个输入输出单元202中的至少1个输入输出单元202的电力供给停止的时间增加。
模型存储部25对由模型生成部24生成的训练好的模型进行存储。
下面，对由本实施方式1涉及的学习部21执行的训练好的模型的生成进行说明。此外，模型生成部24所使用的学习算法能够使用有教师学习、无教师学习、强化学习等公知的算法。此外，使运算装置300作为学习部21起作用的程序为分配学习程序。
在本实施方式1中，作为机器学习的一个例子，对应用了强化学习(ReinforcementLearning)的情况进行说明。就强化学习而言，某种环境内的智能体(行动主体)对当前状态(环境的参数)进行观测，决定应该采取的行动。环境由于智能体的行动而动态地变化，与环境的变化对应地对智能体给予回报。智能体重复该处理，对通过一系列行动而得到最多回报的行动方针进行学习。作为强化学习的代表性的方法，已知Q学习(Q-learning)、TD学习(TD-learning)。例如，在Q学习的情况下，通过数学式3表示行动价值函数Q(s，a)的通常的更新式。
[数学式3]
在数学式3中，st表示时刻t的环境的状态，at表示时刻t的行动。通过行动at，状态变为st+1。rt+1表示通过该状態的变化得到的回报，γ表示折扣率，α表示学习系数。此外，γ为0<γ≤1，α为0<α≤1的范围。在本实施方式1中，“使自动控制系统AS运转时的电力使用信息”为行动at，“自动控制系统AS中的控制对象仪器150的分配信息400”为状态st，对时刻t的状态st下的最佳的行动a t进行学习。
此外，使自动控制系统AS运转时的电力使用信息是包含基于使通过分配信息400分配的自动控制系统运转时的输入输出单元202的功耗和控制对象仪器150的功耗计算出的自动控制系统AS的用电量在内的信息，自动控制系统AS中的控制对象仪器150的分配信息400是使自动控制系统AS所包含的输入输出单元202的输入输出端子和控制对象仪器150关联起来的信息。
就由数学式3表示的更新式而言，如果时刻t+1的Q值最高的行动a的行动价值Q比在时刻t执行的行动a的行动价值Q大，则增大行动价值Q，在相反的情况下，减小行动价值Q。换言之，以使时刻t的行动a的行动价值Q接近时刻t+1的最佳行动价值的方式，对行动价值函数Q(s，a)进行更新。由此，使某环境下的最佳行动价值依次传播至其以前的环境下的行动价值。
回报计算部24R基于使自动控制系统AS运转时的电力使用信息、自动控制系统AS中的控制对象仪器150的分配信息400对回报进行计算。回报计算部24R基于自动控制系统AS的用电量(kWh)与预先规定的第1阈值之差，对第1回报r1进行计算，该自动控制系统AS的用电量(kWh)是基于使通过分配信息400分配的自动控制系统AS运转时的输入输出单元202的功耗和控制对象仪器150的功耗计算的。例如，在使自动控制系统AS运转时的电力使用信息所包含的用电量小于第1阈值的情况下使第1回报r1增大(例如设为“从第1阈值减去用电量的值而得到的正值”)，另一方面，在使自动控制系统AS运转时的电力使用信息所包含的用电量大于第1阈值的情况下使第1回报r1降低(例如设为“从规定的阈值减去用电量的值而得到的负值”)。
此外，第1阈值是进行学习时的任意数值，能够参考用电量的数值而决定。另外，第1回报r1表示数学式3所示的更新式的回报rt+1。
函数更新部24U按照由回报计算部24R计算的第1回报r1，对用于决定出满足如下条件的控制对象仪器150的分配状态的函数进行更新，输出至模型存储部25，即，通过分配信息400分配的所述自动控制系统AS的用电量减少，并且，使向通过分配信息400分配的自动控制系统AS的多个输入输出单元202中的至少1个输入输出单元202的电力供给停止的时间增加。例如，在Q学习的情况下，能够将数学式3所示的行动价值函数Q(st，at)用作用于对通过分配信息400分配的所述自动控制系统AS的用电量减少的控制对象仪器150的分配状态进行计算的函数。另外，也能够将行动价值函数Q(st，at)用作用于对满足如下条件的控制对象仪器150的分配状态进行计算的函数，即，通过分配信息400分配的所述自动控制系统AS的用电量减少，并且，使向通过分配信息400分配的自动控制系统AS的多个输入输出单元202中的至少1个输入输出单元202的电力供给停止的时间增加。
重复执行以上那样的学习。模型存储部25对由函数更新部24U更新后的行动价值函数Q(st，at)即训练好的模型进行存储。
图11是表示由本实施方式1涉及的学习部21通过机器学习生成训练好的模型的动作的流程图。
如图11所示，学习部21对与上述第1输入信息800结构相同的学习用第1输入信息800或与上述第2输入信息1000结构相同的学习用第2输入信息1000中的任意者的输入进行接收(步骤S101)。基于输入进来的学习用第1输入信息800或学习用第2输入信息1000，取得包含自动控制系统AS中的控制对象仪器150的学习用分配信息400、使自动控制系统AS运转时的学习用电力使用信息在内的学习用数据(步骤S102)。基于取得的学习用数据，生成训练好的模型(步骤S103)，该训练好的模型对满足如下条件的控制对象仪器150的分配状态进行推断，即，通过分配信息400分配的所述自动控制系统AS的用电量减少，并且，使向通过分配信息400分配的自动控制系统AS的多个输入输出单元202中的至少1个输入输出单元202的电力供给停止的时间增加。对生成的训练好的模型进行存储(步骤S104)。下面，详述步骤S102及步骤S103。
在步骤S102中，在所输入的输入信息为学习用第1输入信息800的情况下，为了取得学习用数据，通过前置处理部22a，基于学习用第1输入信息800所包含的学习用时间段信息500、学习用单元功耗信息600、学习用仪器功耗信息700，对使自动控制系统AS运转时的学习用电力使用信息进行计算。具体而言，预先将与上述数学式1、数学式2所示的算式相当的系统用电量计算用函数存储于存储部102，前置处理部22a从存储部102读出该函数，对与系统电力使用信息900相当的信息进行计算。学习用数据取得部23取得学习用第1输入信息800所包含的学习用分配信息400、由前置处理部22a计算出的使自动控制系统AS运转时的学习用电力使用信息而作为学习用数据。
另外，在所输入的输入信息为学习用第2输入信息1000的情况下，由学习用数据取得部23取得学习用第2输入信息1000所包含的学习用分配信息400、学习用系统电力使用信息900作为学习用数据。此外，学习用系统电力使用信息900为学习用电力使用信息。
在步骤S103中，模型生成部24基于使自动控制系统AS运转时的学习用电力使用信息、自动控制系统AS中的控制对象仪器150的学习用分配信息400，对第1回报r1进行计算。具体而言，回报计算部24R取得使自动控制系统AS运转时的学习用电力使用信息、自动控制系统AS中的控制对象仪器150的学习用分配信息400，基于预先规定的第1阈值与学习用电力使用信息所包含的用电量(kWh)之差而判断是使第1回报r1增加(步骤S103-A)还是使第1回报r1减少(步骤S103-B)。
回报计算部24R在判断为使第1回报r1增大的情况下，在步骤S103-A中使第1回报r1增大。另一方面，回报计算部24R在判断为使第1回报r1减少的情况下，在步骤S103-B中使第1回报r1减少。
然后，在步骤S103-C中，函数更新部24U基于由回报计算部24R计算出的第1回报r1，对模型存储部25所存储的数学式3所示的行动价值函数Q(st，at)进行更新。
学习部21针对学习用分配信息400不同的自动控制系统AS重复执行以上步骤S102至S103为止的步骤，生成行动价值函数Q(st，at)作为训练好的模型。
此外，上述学习用分配信息400、学习用时间段信息500、学习用单元功耗信息600、学习用仪器功耗信息700、学习用第1输入信息800、学习用系统电力使用信息900、及学习用第2输入信息1000(也将它们统称为“用于得到学习用数据的信息”)是学习部21中的机器学习所使用的信息。用于得到学习用数据的信息是为了与在执行后述的推断部20中的对自动控制系统AS中的控制对象仪器150的分配状态进行推断的运算处理时输入的分配信息400、时间段信息500、单元功耗信息600、仪器功耗信息700、第1输入信息800、系统电力使用信息900、及第2输入信息1000(也将它们统称为“推断用信息”)进行区分而使用的术语。就用于得到学习用数据的信息而言，相对于推断用信息，各自的信息结构相同，是表示各信息的具体的数值等内容不同的信息。
下面，使用附图对本实施方式1涉及的分配辅助程序及分配辅助装置1的动作进行说明。
图12是表示本实施方式1涉及的分配辅助程序及分配辅助装置1的动作的流程图。分配辅助装置1通过启动已安装的分配辅助程序而成为能够开始动作的状态。
用户准备第1输入信息800或第2输入信息1000中的任意者，该第1输入信息800由正在运转的自动控制系统AS的分配信息400、时间段信息500、自动控制系统AS所使用的输入输出单元的单元功耗信息600、仪器功耗信息700这4个信息构成，该第2输入信息1000由正在运转的自动控制系统AS的分配信息400、系统电力使用信息900这两个信息构成。
然后，将准备的第1输入信息800或第2输入信息1000中的任意者输入至分配辅助装置1。所输入的第1输入信息800或第2输入信息1000被存储于存储部102。信息取得部11读出并取得在存储部102存储的第1输入信息800或第2输入信息1000(步骤S201)。
接下来，由信息取得部11取得的第1输入信息800或第2输入信息1000中的任意者被输入至推断部20(步骤S202)。推断部20执行基于输入进来的信息的运算处理。这里，对基于输入进来的信息的推断部20的运算处理具体地进行说明。
在输入至推断部20的信息为第1输入信息800的情况下，第1输入信息800被前置处理部22执行第1运算处理(步骤S203)。具体而言，预先将与上述数学式1、数学式2所示的算式相当的系统电力使用计算用函数存储于存储部102，前置处理部22从存储部102读出该函数，基于第1输入信息800所包含的时间段信息500、自动控制系统AS所使用的输入输出单元的单元功耗信息600、仪器功耗信息700，对与系统电力使用信息900相当的信息进行计算。
接下来，基于在步骤S202中输入至推断部20的第1输入信息800所包含的分配信息400、在步骤S203中进行第1运算处理而取得的信息，运算处理部26执行使用了训练好的模型的第2运算处理(步骤S204)。即，运算处理部26读出在学习部21的模型存储部25存储的完成了学习的训练好的模型，执行第2运算处理，对通过分配信息400分配的所述自动控制系统AS的用电量减少的控制对象仪器150的分配状态进行推断，输出推断的结果。或者，运算处理部26执行第2运算处理，对满足如下条件的控制对象仪器150的分配状态进行推断，输出推断的结果，即，通过分配信息400分配的所述自动控制系统AS的用电量减少，并且，使向通过分配信息400分配的自动控制系统AS的多个输入输出单元202中的至少1个输入输出单元202的电力供给停止的时间增加。
换言之，运算处理部26执行第2运算处理，对与通过分配信息400分配的自动控制系统AS的用电量相比自动控制系统AS的用电量减少的控制对象仪器150的分配状态进行推断，输出推断的结果。或者，运算处理部26执行第2运算处理，对满足如下条件的控制对象仪器150的分配状态进行推断，输出推断的结果，即，与通过分配信息400分配的自动控制系统AS的用电量相比，自动控制系统AS的用电量减少，并且，与使向通过分配信息400分配的自动控制系统AS的多个输入输出单元202中的至少1个输入输出单元202的电力供给停止的时间相比，使向自动控制系统AS的多个输入输出单元202中的至少1个输入输出单元202的电力供给停止的时间增加。
另外，在输入至推断部20的信息为第2输入信息1000的情况下，由于第2输入信息1000包含系统电力使用信息900，因此不需要在上述步骤S203中进行的第1运算处理，因此在步骤S202后，执行步骤S204。在输入了第2输入信息的情况下，基于构成第2输入信息1000的分配信息400和系统电力使用信息900执行在步骤S204中进行的第2运算处理。即，推断部20所进行的推断为上述运算处理，在输入了第1输入信息800的情况下，是指第1运算处理及第2运算处理，在输入了第2输入信息1000的情况下，是指第2运算处理。
然后，分配信息输出部12取得由推断部20的运算处理部26输出的结果作为重新分配信息1100而输出(步骤S205)。通过完成步骤S205，分配辅助程序及分配辅助装置1结束动作。此外，分配信息输出部12也可以取得重新分配信息1100所包含的将输入输出单元、输入输出单元的输入输出端子和分配给各输入输出端子的控制对象仪器150关联起来的自动控制系统AS中的控制对象仪器150的分配的信息而输出。
由此，本实施方式1中的分配辅助程序及分配辅助装置1具有：信息取得部11，其取得第1输入信息800或第2输入信息1000中的任意者；以及分配信息输出部12，其被输入第1输入信息800或第2输入信息1000，从推断部20取得并输出通过使用了推断部20的训练好的模型的推断而输出的重新分配信息1100。由此，能够提供重新进行自动控制系统AS中的控制对象仪器150的分配以使得通过分配信息400分配的所述自动控制系统AS的用电量减少的指标即自动控制系统AS中的控制对象仪器150的分配的信息。或者，能够提供以使得通过分配信息400分配的所述自动控制系统AS的用电量减少，并且，将向通过分配信息400分配的自动控制系统AS的多个输入输出单元202中的至少1个输入输出单元202的电力供给停止的时间增加的方式重新进行分配的指标即自动控制系统AS中的控制对象仪器150的分配的信息。
因此，根据使用了本实施方式1中的重新分配信息1100的自动控制系统AS的分配，通过针对各输入输出单元202使分配给自动控制系统AS的控制对象仪器150的运转时间段具有偏聚，从而能够降低自动控制系统AS的用电量。另外，使向通过分配信息400分配的自动控制系统AS的多个输入输出单元202中的至少1个输入输出单元202的电力供给停止的时间增加。这里，停止向输入输出单元202的电力供给可以是以停止输入输出单元202的全部功能的方式停止电力供给，另外，也可以是停止向输入输出单元202所具有的输入输出设备整体的电力供给。
此外，学习部21如上所述基于包含分配信息400和使自动控制系统AS运转时的电力使用信息在内的学习用数据，生成训练好的模型，因此能够根据通过分配信息400确定的自动控制系统AS中的控制对象仪器150的分配状态，对自动控制系统AS运转时的用电量如何变化进行推断。而且，就自动控制系统AS运转时的用电量而言，在进行向自动控制系统AS所包含的输入输出单元202的电力供给的情况下，处于用电量变高的倾向，在停止向输入输出单元202的电力供给的情况下处于用电量变低的倾向。因此，能够对自动控制系统AS运转时的用电量低的分配状态进行推断，能够对使向通过分配信息400分配的自动控制系统AS的多个输入输出单元202中的至少1个输入输出单元202的电力供给停止的时间增加的控制对象仪器150的分配状态进行推断。
实施方式2
使用附图，对本发明的实施方式2涉及的分配辅助程序、分配辅助装置、分配学习程序、分配学习装置进行说明。在本实施方式2中，也以在分配辅助程序中包含分配学习程序，分配辅助装置具有作为分配学习装置的功能的方案进行说明。此外，对与上述实施方式1相同的结构使用相同的标号而进行记载，省略具体的说明。下面，对与实施方式1不同的结构具体地进行说明。
图13是示意性地表示本实施方式2涉及的分配辅助装置1b的功能模块的一个例子的图。此外，在本实施方式2中也与上述实施方式1同样地，分配辅助装置1b为除了对控制对象仪器150的重新分配进行辅助的功能之外，还具有作为进行机器学习的分配学习装置2b的功能的结构。在本实施方式2中，也是连同分配学习装置2b的功能模块在内与分配辅助装置1b一起进行说明。
分配辅助装置1b是对已经运转的自动控制系统AS中的控制对象仪器150的重新分配进行辅助的装置。分配辅助装置1b具有：信息取得部11b，其取得自动控制系统AS中的各种信息；推断部20b，其输入由信息取得部11b取得的信息，对自动控制系统AS中的控制对象仪器150的分配进行推断；以及分配信息输出部12b，其取得并输出通过推断部20b的运算处理而输出的信息。并且，分配辅助装置1b具有用于对自动控制系统AS中的控制对象仪器150的分配进行机器学习的学习部21b。此外，学习部21b是分配学习装置2b的功能模块。
信息取得部11b取得第1输入信息800b或第2输入信息1000b，该第1输入信息800b包含分配信息400、时间段信息500、单元功耗信息600、仪器功耗信息700、表示与分配信息400对应的向各输入输出单元202的各输入输出端子的信号的发送次数的次数信息401，该第2输入信息1000b包含系统电力使用信息900、分配信息400、次数信息401。后面会对次数信息401进行叙述。
推断部20b具有前置处理部22和运算处理部26b。前置处理部22具有与实施方式1相同的功能。运算处理部26b读出通过后述的学习部21b进行机器学习而生成的训练好的模型，基于由信息取得部11b取得的信息，对自动控制系统AS中的控制对象仪器150的重新分配进行推断。后面会对推断部20b中的运算处理进行叙述。
推断部20b被输入第1输入信息800b或第2输入信息1000b中的任意者，执行后述的各运算处理。对通过分配信息400分配的所述自动控制系统AS的用电量减少，并且，使向通过分配信息400分配的自动控制系统AS的多个输入输出单元202中的至少1个输入输出单元202的电力供给停止的时间增加那样的分配状态进行推断。并且，以发送至通过分配信息400分配的自动控制系统AS中的至少1个输入输出单元202所具有的多个输入输出端子的信号的发送次数中的最大值减少的方式，由推断部20b对该分配状态进行推断。
分配信息输出部12b取得由推断部20b推断出的分配状态作为重新分配信息1100b而输出。所输出的重新分配信息1100b被显示于显示部104。
下面，对由上述信息取得部11b取得的各信息及由分配信息输出部12b输出的信息进行说明。此外，由信息取得部11b取得的各信息中的分配信息400、时间段信息500、单元功耗信息600、仪器功耗信息700、系统电力使用信息900与上述实施方式1相同，因此省略说明。
图14是表示次数信息401的一个例子的图。如图14所示，次数信息401表示向与分配信息400对应的各输入输出单元202的各输入输出端子的信号的发送次数。具体而言，与图4同样地，次数信息401以使3台输入输出单元202A、202B、202C与各输入输出单元202A、202B、202C的输入输出端子X0、X1、X2、Y0、Y1、Y2、Z0、Z1、Z2关联起来的方式将它们示出，以使向各输入输出端子发送信号的次数与各输入输出端子关联起来的方式将它们示出。此外，向各输入输出端子发送信号的次数为从CPU单元201向输入输出端子发送信号的次数、及从控制对象仪器150向输入输出端子发送信号的次数的合计次数。此外，如图14所示，在本实施方式2中，输入输出单元202A的输入输出端子中信号的发送次数最多的是输入输出端子X1，为18429次。同样地，输入输出单元202B的输入输出端子中信号的发送次数最多的是输入输出端子Y0，为15320次，输入输出单元202C的输入输出端子中信号的发送次数最多的是输入输出端子Z0，为19079次。
在本实施方式2中，第1输入信息800b为包含上述分配信息400、时间段信息500、单元功耗信息600、仪器功耗信息700、次数信息401的信息。此外，在本实施方式2中，第1输入信息800b由分配信息400、时间段信息500、单元功耗信息600、仪器功耗信息700、次数信息401这5个信息构成。
另外，在本实施方式2中，第2输入信息1000b为包含上述分配信息400、系统电力使用信息900、次数信息401的信息。此外，在本实施方式2中，第2输入信息1000b由分配信息400、系统电力使用信息900和次数信息401这3个信息构成。
图15是表示重新分配信息1100b的图，重新分配信息1100b包含自动控制系统AS中的控制对象仪器150的分配的信息。图16是表示基于重新分配信息1100b向自动控制系统AS中的输入输出单元202的输入输出端子分配了控制对象仪器150的情况下的自动控制系统AS的1天的运转状态的图。
如图15所示，重新分配信息1100b以使输入输出单元202A～202C、输入输出单元202A～202C所具有的输入输出端子X0～Z2、分配给各输入输出端子的控制对象仪器150的仪器名M1～M9、将信号发送至输入输出端子的次数即发送次数、输入输出单元202的运转时间的合计即单元运转时间、控制对象仪器150的运转时间的合计即仪器运转时间、自动控制系统AS的用电量关联起来的方式将它们示出。此外，将重新分配信息1100b所包含的输入输出单元202A～202C、输入输出单元202A～202C的输入输出端子X0～Z2和分配给各输入输出端子的控制对象仪器150的仪器名M1～M9关联起来的信息是自动控制系统AS中的控制对象仪器150的分配的信息。根据基于重新分配信息1100b的分配，能够以针对输入输出单元202A、202B、202C使控制对象仪器150的运转时间段具有偏聚，并且针对各输入输出单元202A、202B、202C使信号的发送次数具有偏聚的方式进行分配。
即，如图16所示，可知输入输出单元202A、202B在自动控制系统AS的1天的运转中，所分配的控制对象仪器150中的任意者始终运转，因此针对输入输出单元202A、202B在1整天进行电力供给。可知输入输出单元202C在自动控制系统AS的1天的运转中，在从12：00至15：00期间和从22：00至24：00期间能够停止电力供给。另外，如图15所示，根据使用了重新分配信息1100b的分配，自动控制系统AS的用电量为2265kWh。即，可知根据基于重新分配信息1100b的分配，自动控制系统AS的用电量减少。并且，可知与分配信息400所示的自动控制系统AS的分配中的停止向输入输出单元202C的电力供给的时间相比，停止向输入输出单元202C的电力供给的时间增加。
另外，如图15所示，就输入输出单元202A和输入输出单元202C而言，发送至输入输出单元202A、202C各自所具有的多个输入输出端子的信号的发送次数中的分别针对输入输出单元202A、202C的最大值小于图14所示的由分配信息400示出的自动控制系统AS的分配中的发送至输入输出单元202A、202C所具有的多个输入输出端子的信号的发送次数中的分别针对输入输出单元202A、202C的最大值。
具体而言，图14所示的发送至通过分配信息400分配的自动控制系统AS的输入输出单元202A的各个输入输出端子的信号的发送次数中的最大值为18429次，但发送至通过重新分配信息1100b所包含的分配的信息分配的自动控制系统AS的输入输出单元202A的各个输入输出端子的信号的发送次数中的最大值为7959次。另外，发送至通过分配信息400分配的自动控制系统AS的输入输出单元202C的各个输入输出端子的信号的发送次数中的最大值为19079次，但发送至通过重新分配信息1100b所包含的分配的信息分配的输入输出单元202C的各个输入输出端子的信号的发送次数中的最大值为2615次。
图17是表示实施方式2涉及的学习部21b的功能模块的一个例子的图。学习部21b是实现分配学习装置2b的功能的功能模块，对自动控制系统AS中的控制对象仪器150的重新分配进行机器学习。如图17所示，学习部21b具有与实施方式1同样地起作用的前置处理部22a、本实施方式2中的取得学习用数据的学习用数据取得部23b、取得对训练好的模型的生成造成影响的信息的加权信息取得部27、生成训练好的模型的模型生成部24b、存储训练好的模型的模型存储部25b。
加权信息取得部27取得对生成后述训练好的模型时的回报进行加权的加权信息。学习用数据取得部23b取得学习部21b中的机器学习所需要的学习用数据。后面会对本实施方式2中的学习用数据进行叙述。
模型生成部24b基于学习用数据及加权信息，生成训练好的模型，该训练好的模型对通过分配信息400分配的所述自动控制系统AS的用电量减少，并且，使向通过分配信息400分配的自动控制系统AS的多个输入输出单元202中的至少1个输入输出单元202的电力供给停止的时间增加那样的分配状态进行推断。并且，以发送至通过分配信息400分配的自动控制系统AS中的至少1个输入输出单元202所具有的多个输入输出端子的信号的发送次数中的最大值减少的方式生成该训练好的模型。
下面，对由本实施方式2涉及的学习部21b执行的训练好的模型的生成进行说明。此外，模型生成部24b所使用的学习算法能够使用有教师学习、无教师学习、强化学习等公知的算法。此外，使运算装置300作为学习部21b起作用的程序为分配学习程序。
在本实施方式2中，与上述实施方式1同样地，对应用了机器学习的强化学习(Reinforcement Learning)的情况进行说明。在使用作为强化学习的代表性的方法即Q学习的情况下，通过上述数学式3表示行动价值函数Q(s，a)的通常的更新式。
在本实施方式2中，在数学式3中，“使自动控制系统AS运转时的电力使用信息”及“表示发送至自动控制系统AS所包含的多个输入输出单元202各自所具有的多个输入输出端子的信号的发送次数的次数信息401”为行动at，“自动控制系统AS中的控制对象仪器150的分配信息400”为状态st，对时刻t的状态st下的最佳的行动at进行学习。在本实施方式2中，考虑由后述的加权信息取得部27取得的加权信息而进行学习。
此外，使自动控制系统AS运转时的电力使用信息是包含基于使通过分配信息400分配的自动控制系统运转时的输入输出单元202的功耗和控制对象仪器150的功耗而计算出的自动控制系统AS的用电量的信息，自动控制系统AS中的控制对象仪器150的分配信息400是使自动控制系统AS所包含的输入输出单元202的输入输出端子与控制对象仪器150关联起来的信息。
加权信息取得部27取得在生成训练好的模型时对回报进行加权的加权信息。加权信息是向由后述的回报计算部24Rb计算的回报施加的系数，可以设定0.0至0.1的范围。加权信息取得部27取得用户经由输入部103设定的系数作为加权信息。在本实施方式2中，取得对后述的第1回报r1及第2回报r2各自施加的两个系数作为加权信息。例如，在意图增大第1回报r1的影响而进行学习的情况下，将对第1回报r1施加的系数设定得大(例如“0.8”)，将对第2回报r2施加的系数设定得比对第1回报r1施加的系数小(例如“0.6”)。
回报计算部24Rb基于使自动控制系统AS运转时的电力使用信息、表示发送至自动控制系统AS所包含的多个输入输出单元202各自所具有的多个输入输出端子的信号的发送次数的次数信息401、自动控制系统AS中的控制对象仪器150的分配信息400、加权信息，对回报进行计算。
回报计算部24Rb基于用电量的规定的阈值即预先规定的第1阈值(下面，在本实施方式2中，为了方便说明而称为“电力阈值”)与用电量(kWh)之差，对第1回报r1进行计算，对第1回报r1乘以基于加权信息的系数。例如，在使自动控制系统AS运转时的电力使用信息所包含的用电量小于电力阈值的情况下使第1回报r1增大(例如设为“从电力阈值减去用电量的值而得到的正值”)，对增大后的第1回报r1乘以系数。另一方面，在使自动控制系统AS运转时的电力使用信息所包含的用电量大于电力阈值的情况下使第1回报r1降低(例如设为“从电力阈值减去用电量的值而得到的负值”)，对降低后的第1回报r1乘以系数。此外，电力阈值是进行学习时的任意数值，能够参考用电量的数值而决定。
另外，回报计算部24Rb基于发送至输入输出端子的信号的发送次数的规定的阈值即预先规定的第2阈值(下面，在本实施方式2中，为了方便说明而称为“次数阈值”)与将向多个输入输出单元202的各个输入输出端子的信号的发送次数中的最大值合计得到的合计次数之差，对第2回报r2进行计算。
此外，合计次数例如能够通过下面的方法求出。首先，将使自动控制系统AS运转时的向输入输出单元202的各个输入输出端子发送的信号的发送次数中的与发送次数最多的输入输出端子相当的发送次数设为输入输出单元202中的发送次数的最大值。针对各输入输出单元提取该最大值。接下来，将提取出的多个最大值合计而设为合计次数。
回报计算部24Rb在表示发送至自动控制系统AS所包含的多个输入输出单元202各自所具有的多个输入输出端子的信号的发送次数的次数信息401所包含的合计次数小于次数阈值的情况下使第2回报r2增大(例如设为“从次数阈值减去合计次数的值而得到的正值”)，对增大后的第2回报r2乘以系数。另一方面，在表示发送至自动控制系统AS所包含的多个输入输出单元202各自所具有的多个输入输出端子的信号的发送次数的次数信息401所包含的合计次数大于次数阈值的情况下使第2回报r2降低(例如设为“从次数阈值减去合计次数的值而得到的负值”)，对降低后的第2回报r2乘以系数。此外，次数阈值是进行学习时的任意数值，能够参考向输入输出端子的信号的发送次数的数值来决定。
然后，回报计算部24Rb将第1回报r1和第2回报r2相加，决定最终回报。此外，这里的最终回报表示数学式3所示的更新式的回报rt+1。
函数更新部24Ub按照由回报计算部24Rb计算出的最终回报，对函数进行更新而输出至模型存储部25b，该函数用于决定满足如下条件的控制对象仪器150的分配状态，即，通过分配信息400分配的所述自动控制系统AS的用电量减少，并且，使向通过分配信息400分配的自动控制系统AS的多个输入输出单元202中的至少1个输入输出单元202的电力供给停止的时间增加，并且，发送至通过分配信息400分配的自动控制系统AS的至少1个输入输出单元202所具有的多个输入输出端子的信号的发送次数中的最大值减少。
例如，在Q学习的情况下，将数学式3所示的行动价值函数Q(st，at)用作用于对满足如下条件的分配状态进行计算的函数，即，通过分配信息400分配的所述自动控制系统AS的用电量减少，并且，使向通过分配信息400分配的自动控制系统AS的多个输入输出单元202中的至少1个输入输出单元202的电力供给停止的时间增加。并且，通过该函数计算出的分配状态为发送至通过分配信息400分配的自动控制系统AS中的至少1个输入输出单元202所具有的多个输入输出端子的信号的发送次数中的最大值减少的分配状态。
重复执行以上那样的学习。模型存储部25b对由函数更新部24Ub更新后的行动价值函数Q(st，at)即训练好的模型进行存储。
图18是表示由本实施方式2涉及的学习部21b通过机器学习生成训练好的模型的动作的流程图。
如图18所示，学习部21b对与上述第1输入信息800b结构相同的学习用第1输入信息800b或与上述第2输入信息1000b结构相同的学习用第2输入信息1000b中的任意者的输入进行接收(步骤S301)。通过加权信息取得部27取得加权信息(步骤S302)。基于输入进来的学习用第1输入信息800b或学习用第2输入信息1000b，取得学习用数据(步骤S303)，该学习用数据包含自动控制系统AS中的控制对象仪器150的学习用分配信息400、使自动控制系统AS运转时的学习用电力使用信息、表示发送至与学习用分配信息400对应的自动控制系统AS所包含的多个输入输出单元202各自所具有的多个输入输出端子的信号的发送次数的学习用次数信息401。基于取得的学习用数据，生成对控制对象仪器150的分配状态进行推断的训练好的模型(步骤S304)。对生成的训练好的模型进行存储(步骤S305)。下面，详述步骤S303及步骤S304。
在步骤S303中，在所输入的输入信息为学习用第1输入信息800b的情况下，与上述实施方式1同样地，为了取得学习用数据，通过前置处理部22，基于学习用第1输入信息800b所包含的学习用时间段信息500、学习用单元功耗信息600、学习用仪器功耗信息700，对使自动控制系统AS运转时的学习用电力使用信息进行计算。学习用数据取得部23b取得学习用第1输入信息800b所包含的学习用分配信息400及学习用次数信息401、由前置处理部22计算出的使自动控制系统AS运转时的学习用电力使用信息而作为学习用数据。
另外，在所输入的输入信息为学习用第2输入信息1000b的情况下，由学习用数据取得部23b取得学习用第2输入信息1000b所包含的学习用分配信息400、学习用系统电力使用信息900、学习用次数信息401而作为学习用数据。此外，学习用系统电力使用信息900为学习用电力使用信息。
在步骤S304中，模型生成部24b基于使自动控制系统AS运转时的学习用电力使用信息、自动控制系统AS中的控制对象仪器150的学习用分配信息400、表示发送至自动控制系统AS所包含的多个输入输出单元202各自所具有的多个输入输出端子的信号的学习用发送次数的次数信息401，对回报进行计算。具体而言，回报计算部24Rb将第1回报r1及第2回报r2相加，考虑加权信息，对最终回报进行计算。首先，回报计算部24Rb使用学习用电力使用信息、学习用分配信息400，基于预先规定的电力阈值与学习用电力使用信息所包含的用电量(kWh)之差判断是使第1回报r1增加(步骤S304-A)还是使第1回报r1减少(步骤S304-B)。
回报计算部24Rb在判断为使第1回报r1增大的情况下，在步骤S304-A中使第1回报r1增大。另一方面，回报计算部24Rb在判断为使第1回报r1减少的情况下，在步骤S304-B中使第1回报r1减少。然后，在步骤S304-C中将在步骤S302中取得的加权信息所包含的系数乘以增大或减少后的第1回报r1。
接下来，回报计算部24Rb使用学习用分配信息400、学习用次数信息401，基于预先规定的次数阈值与上述合计次数之差判断是使第2回报r2增加(步骤S304-A)还是使第2回报r2减少(步骤S304-B)。
回报计算部24Rb在判断为使第2回报r2增大的情况下，在步骤S304-A中使第2回报r2增大。另一方面，回报计算部24Rb在判断为使第2回报r2减少的情况下，在步骤S304-B中使第2回报r2减少。然后，在步骤S304-C中将在步骤S302中取得的加权信息所包含的系数乘以增大或减少后的第2回报r2。
然后，在步骤S304-D中，回报计算部24Rb将计算出的第1回报r1和第2回报r2相加而对最终回报进行计算。
在步骤S304-E中，函数更新部24Ub基于由回报计算部24Rb计算出的最终回报，对模型存储部25b所存储的数学式3所示的行动价值函数Q(st，at)进行更新。
学习部21b针对学习用的分配信息400不同的自动控制系统AS重复执行以上步骤S303至S304为止的步骤，生成行动价值函数Q(st，at)作为训练好的模型。
此外，上述学习用分配信息400、学习用次数信息401、学习用时间段信息500、学习用单元功耗信息600、学习用仪器功耗信息700、学习用第1输入信息800b、学习用系统电力使用信息900及学习用第2输入信息1000b(也将它们统称为“用于得到学习用数据的信息”)是学习部21b中的机器学习所使用的信息。用于得到学习用数据的信息是为了与在进行后述的推断部20b中的对自动控制系统AS中的控制对象仪器150的分配状态进行推断的运算处理时输入的分配信息400、次数信息401、时间段信息500、单元功耗信息600、仪器功耗信息700、第1输入信息800b、系统电力使用信息900及第2输入信息1000b进行区分而使用的术语。就用于得到学习用数据的信息而言，相对于推断用信息，作为各信息，各自的信息结构相同，是表示各信息的具体的数值等内容不同的信息。
下面，使用附图对本实施方式2涉及的分配辅助程序及分配辅助装置1b的动作进行说明。
图19是表示本实施方式2涉及的分配辅助程序及分配辅助装置1b的动作的流程图。分配辅助装置1b通过启动已安装的分配辅助程序而成为能够开始动作的状态。
用户准备第1输入信息800b或第2输入信息1000b中的任意者，该第1输入信息800b由正在运转的自动控制系统AS的分配信息400、时间段信息500、自动控制系统AS所使用的输入输出单元的单元功耗信息600、仪器功耗信息700、表示发送至与分配信息400对应的自动控制系统AS所包含的多个输入输出单元202各自所具有的多个输入输出端子的信号的发送次数的次数信息401这5个信息构成，该第2输入信息1000b由正在运转的自动控制系统AS的分配信息400、系统电力使用信息、次数信息401这3个信息构成。
然后，将准备的第1输入信息800b或第2输入信息1000b中的任意者输入至分配辅助装置1b。所输入的第1输入信息800b或第2输入信息1000b被存储于存储部102。信息取得部11b读出并取得在存储部102存储的第1输入信息800b或第2输入信息1000b(步骤S401)。
接下来，由信息取得部11b取得的第1输入信息800b或第2输入信息1000b中的任意者被输入至推断部20b(步骤S402)。推断部20b执行基于输入进来的信息的运算处理。这里，对基于输入进来的信息的推断部20b的运算处理具体地进行说明。
在输入至推断部20b的信息为第1输入信息800b的情况下，第1输入信息800b通过前置处理部22执行第1运算处理(步骤S403)。具体而言，预先将与上述数学式1、数学式2相当的系统电力使用计算用函数存储于存储部102，前置处理部22从存储部102读出该函数，基于第1输入信息800b所包含的时间段信息500、自动控制系统AS所使用的输入输出单元的单元功耗信息600、仪器功耗信息700，对与系统电力使用信息900相当的信息进行计算。
接下来，基于在步骤S402中输入至推断部20b的第1输入信息800b所包含的分配信息400、次数信息401、在步骤S403中进行第1运算处理而取得的信息，运算处理部26b执行使用了训练好的模型的第2运算处理(步骤S404)。即，运算处理部26b读出在学习部21b的模型存储部25b存储的已完成学习的训练好的模型，执行第2运算处理，对满足如下条件的分配状态进行推断，即，通过分配信息400分配的所述自动控制系统AS的用电量减少，并且，使向通过分配信息400分配的自动控制系统AS的多个输入输出单元202中的至少1个输入输出单元202的电力供给停止的时间增加。并且，以发送至通过分配信息400分配的自动控制系统AS中的至少1个输入输出单元202所具有的多个输入输出端子的信号的发送次数中的最大值减少的方式，由推断部20b对该分配状态进行推断。然后，从推断部20b输出推断的结果。
另外，在输入至推断部20b的信息为第2输入信息1000b的情况下，由于第2输入信息1000b包含系统电力使用信息900，因此不需要在上述步骤S403中进行的第1运算处理，因此在步骤S402后，执行步骤S404。在输入了第2输入信息1000b的情况下，基于构成第2输入信息1000b的分配信息400、次数信息401和系统电力使用信息900执行在步骤S404中进行的第2运算处理。即，推断部20b所进行的推断为上述运算处理，在输入了第1输入信息800b的情况下，是指第1运算处理及第2运算处理，在输入了第2输入信息1000b的情况下，是指第2运算处理。
然后，分配信息输出部12b取得由推断部20b的运算处理部26b输出的结果而作为重新分配信息1100b进行输出(步骤S405)。通过完成步骤S405，分配辅助程序及分配辅助装置1b结束动作。此外，分配信息输出部12b也可以取得重新分配信息1100b所包含的将输入输出单元、输入输出单元的输入输出端子和分配给各输入输出端子的控制对象仪器150关联起来的自动控制系统AS中的控制对象仪器150的分配的信息而输出。
由此，本实施方式2中的分配辅助程序及分配辅助装置1b具有：信息取得部11b，其取得第1输入信息800b或第2输入信息1000b中的任意者；以及分配信息输出部12b，其通过输入第1输入信息800b或第2输入信息1000b，从而输出从进行使用了训练好的模型的推断的推断部20b取得的重新分配信息1100b所包含的控制对象仪器150的分配的信息。由此，能够提供重新进行自动控制系统AS中的控制对象仪器150的分配的指标即在本实施方式2中说明过的自动控制系统AS中的控制对象仪器150的分配的信息。
因此，根据本实施方式2中的使用了重新分配信息1100b的自动控制系统AS的分配，通过使分配给自动控制系统AS的控制对象仪器150的运转时间段针对各输入输出单元202具有偏聚，从而能够与上述实施方式1同样地降低自动控制系统AS的用电量。
另外，输入输出单元202通常为了将向输入输出端子发送的信号向规定的电路传输而具有继电器、电容器等消耗部件。在与输入输出单元202所具有的多个输入输出端子对应的消耗部件中的1个发生消耗而破损的情况下，即使其它输入输出端子没有异常，也需要更换或修理整个输入输出单元202。根据本实施方式2中的使用了重新分配信息1100b的自动控制系统AS的分配，能够使发送至通过分配信息400分配的自动控制系统AS中的至少1个输入输出单元202所具有的多个输入输出端子的信号的发送次数中的最大值减少。
即，重新进行分配后的输入输出单元202与重新进行分配前相比，向原本发送最多信号的输入输出端子分配信号的发送次数少的控制对象仪器150。另一方面，原本分配给原本发送最多信号的输入输出端子的控制对象仪器150被分配给其它输入输出单元202的输入输出端子。换言之，针对自动控制系统AS所具有的多个输入输出单元202，能够以产生如下情况的方式设为针对多个输入输出单元202使信号的发送次数具有偏聚的分配，即，以发送至输入输出单元202所具有的多个输入输出端子的信号的发送次数变多的方式分配控制对象仪器150，以发送至输入输出单元202所具有的多个输入输出端子的信号的发送次数变少的方式分配控制对象仪器150。
因此，以对于1个输入输出单元202所具有的多个输入输出端子而言信号的发送次数变少的方式进行分配的输入输出单元202能够降低更换或修理的频度。另外，即使是以对于1个输入输出单元202所具有的多个输入输出端子而言信号的发送次数变多的方式进行分配的输入输出单元202，也能够降低由于1个输入输出端子异常而更换或修理整个输入输出单元202这样的情况，因此能够使自动控制系统AS的维护性提高。
此外，如上所述，学习部21b基于包含分配信息400、次数信息401和使自动控制系统AS运转时的电力使用信息在内的学习用数据，生成训练好的模型。因此，根据通过分配信息400确定的自动控制系统AS中的控制对象仪器150的分配状态，能够对自动控制系统AS运转时的用电量如何变化、及自动控制系统AS运转时的向各输入输出单元202所具有的各输入输出端子发送信号的发送次数如何变化进行推断。
而且，就自动控制系统AS运转时的用电量而言，在进行向自动控制系统AS所包含的输入输出单元202的电力供给的情况下，用电量具有变高的倾向，在停止向输入输出单元202的电力供给的情况下具有变低的倾向。另外，向输入输出端子的信号的发送次数依赖于所分配的控制对象仪器150。即，被分配了频繁地运转的控制对象仪器150的输入输出端子的发送信号的次数变多。因此，通过对自动控制系统AS运转时的用电量低，并且，至少1个输入输出单元的信号发送次数的最大值变小的分配状态进行推断，从而能够对满足如下条件的控制对象仪器150的分配状态进行推断，即，通过分配信息400分配的所述自动控制系统AS的用电量减少，并且，使向通过分配信息400分配的自动控制系统AS的多个输入输出单元202中的至少1个输入输出单元202的电力供给停止的时间增加，并且，发送至通过分配信息400分配的自动控制系统AS中的至少1个输入输出单元202所具有的多个输入输出端子的信号的发送次数中的最大值减少。
实施方式3
使用附图，对本发明的实施方式3涉及的分配辅助程序、分配辅助装置、分配学习程序、分配学习装置进行说明。在本实施方式3中，也以在分配辅助程序中包含分配学习程序，分配辅助装置具有作为分配学习装置的功能的方案进行说明。此外，对与上述实施方式1及实施方式2相同的结构使用相同的标号进行记载，省略具体的说明。另外，在本实施方式3中，与上述实施方式1同样地以如下自动控制系统AS为一个例子而进行说明，该自动控制系统AS具有3台输入输出单元202，该输入输出单元202具有输入输出设备部，该输入输出设备部具有3个输入输出端子，对各输入输出端子分配了控制对象仪器150，该自动控制系统AS具有9台控制对象仪器150。下面，对与实施方式1及实施方式2不同的结构具体地进行说明。
图20是示意性地表示本实施方式3涉及的分配辅助装置1c的功能模块的一个例子的图。图21是表示本实施方式3涉及的分配仿真部的功能模块的一个例子的图。本实施方式3涉及的分配辅助装置1c除了在上述实施方式1及实施方式2中说明过的结构之外，还具有分配仿真部31。
如图21所示，分配仿真部31具有基于1个分配信息400对多个学习用的信息进行创建的功能。分配仿真部31具有控制信息取得部32、分配运算部33、信息运算部34。下面，对分配仿真部31的功能模块进行说明。
控制信息取得部32从运算装置300取得用于使自动控制系统AS运转的控制程序。在本实施方式3中取得的控制程序是用于使在上述实施方式1及实施方式2中例示出的自动控制系统AS运转的梯形图程序。
分配运算部33基于1个分配信息400，对多个学习用分配信息400进行创建。此外，学习用分配信息400是为了与上述分配信息400进行区分而使用的术语，信息结构与分配信息400相同。具体而言，是将输入输出单元202A、202B、202C与各输入输出端子X0、X1、X2、Y0、Y1、Y2、Z0、Z1、Z2关联起来，各输入输出端子Xn、Yn、Zn和对控制对象仪器150进行确定的仪器名Mn的对应关系针对各个学习用分配信息400而不同的信息。
信息运算部34针对由分配运算部33通过运算创建出的多个学习用分配信息400的每一者，基于由控制信息取得部32取得的控制程序，对学习用时间段信息500、学习用次数信息401、学习用系统电力使用信息900进行运算、创建。此外，学习用时间段信息500、学习用系统电力使用信息900是为了与时间段信息500、系统电力使用信息900进行区分而使用的术语，是作为各信息的信息结构相同，表示各信息的具体的数值等的内容不同的信息。
下面，使用附图对由本实施方式3涉及的分配仿真部31执行的运算处理进行说明。
图22是表示分配仿真部31的动作的流程图。分配仿真部31取得在运算装置300存储的控制程序(步骤S501)。然后，分配仿真部31对分配信息400、单元功耗信息600、仪器功耗信息700的输入进行接收(步骤S502)。分配仿真部31使用分配运算部33，基于接收到输入的分配信息400，对学习用分配信息400进行创建(步骤S503)。分配仿真部31使用信息运算部34，基于取得的控制程序、创建出的学习用分配信息400，对学习用时间段信息500、学习用次数信息401、学习用系统电力使用信息900进行创建(步骤S504)。下面，对各步骤中的运算处理具体地进行说明。
在步骤S501中，控制信息取得部32读出并取得在运算装置300的存储部102存储的控制程序。
在步骤S502中，分配仿真部31通过用户的操作，对分配信息400、分配信息400所包含的输入输出单元202的单元功耗信息600、分配信息400所包含的控制对象仪器150的仪器功耗信息700的输入进行接收。
在步骤S503中，分配运算部33基于在步骤S502中输入的分配信息400，对多个学习用分配信息400进行创建。具体而言，不变更输入输出单元202与输入输出端子的对应关系，进行变更输入输出端子与控制对象仪器150的对应关系的运算处理，对各输入输出端子与控制对象仪器150的组合不同的多个学习用分配信息400进行创建。创建出的多个学习用分配信息400被存储于存储部102。
在步骤S504中，信息运算部34从存储部102读出在步骤S503中创建的多个学习用分配信息400中的1个，对基于学习用分配信息400的模拟自动控制系统AS进行构建。针对构建出的模拟自动控制系统AS进行运算处理，该运算处理是以规定时间执行在步骤S501中取得的控制程序。信息运算部34取得运算处理的结果、学习用时间段信息500、学习用次数信息401。信息运算部34基于取得的学习用时间段信息500、学习用分配信息400、在S502中输入的单元功耗信息600及仪器功耗信息700，对学习用系统电力使用信息900进行运算。就学习用系统电力使用信息900的运算而言，从存储部102读出在存储部102存储的上述数学式1、数学式2所示的函数而进行运算处理。信息运算部34取得运算处理的结果、学习用系统电力使用信息900。取得的各学习用的信息与学习用分配信息400合在一起被存储于存储部102。
分配仿真部31如果针对1个学习用分配信息400，完成了步骤S504，则针对在步骤S503中创建的其它学习用分配信息400进行步骤S504。由此，能够对多个学习用第1输入信息800、800b及多个学习用第2输入信息1000、1000b进行创建。
关于由本实施方式3涉及的学习部21、21b进行的训练好的模型的生成，能够通过将由上述分配仿真部31创建出的学习用第1输入信息800、800b及学习用第2输入信息1000、1000b中的任意者用作学习用数据而生成训练好的模型。关于具体的内容，由于与上述实施方式1或实施方式2相同，因此省略说明。此外，在本实施方式3中，学习部21、21b也是表示分配学习装置2c的功能的功能模块。
由此，本实施方式3中的分配辅助程序及分配辅助装置1c具有分配仿真部31，从而容易准备大量输入至学习部21、21b的学习用第1输入信息800、800b及学习用第2输入信息1000、1000b，能够使学习部21、21b中的学习效率提高。
以上实施方式所示的结构表示的是本发明的内容的一个例子，也可以与其它公知的技术进行组合，在不脱离本发明的主旨的范围内，也可以对结构的一部分进行省略、变更。
在上述实施方式1至实施方式3中，说明了分配学习程序被嵌入于分配辅助程序，分配辅助装置1、1b、1c具有分配学习装置2、2b、2c的功能的方案，但分配辅助程序和分配学习程序也可以作为不同的程序而设为两个程序。即，也可以将至少包含信息取得部及分配信息输出部在内的程序设为分配辅助程序，将至少包含学习部的程序设为分配学习程序。并且，可以将分别创建的分配辅助程序和分配学习程序存储于不同的运算装置可读存储介质，也可以存储于1个运算装置可读存储介质。
另外，也可以将分别创建的分配辅助程序和分配学习程序安装于不同的运算装置，分别准备分配辅助装置和分配学习装置。并且，也可以将分别创建的分配辅助程序和分配学习程序安装于1个运算装置，使1个运算装置作为分配辅助装置及分配学习装置起作用。
在上述实施方式1至实施方式3中，说明了自动控制系统AS具有3台输入输出单元202、9台控制对象仪器的结构，但只要具有多台输入输出单元202和控制对象仪器即可。
在实施方式1至实施方式3中，时间段信息500、系统电力使用信息900表示将1天设为从0时00分起的24小时而运转1天的情况下的数据，但只要是运转规定时间的情况下的数据即可。例如，可以将1天设为从0时00分起的24小时而运转3天，对3天期间的数据进行平均而设为1天量的数据，也可以设为不足1天的规定时间的数据。但是，为了得到更有效的重新分配信息，优选使用运转大于或等于1天的情况下的数据。
在上述实施方式2中作为学习部21b的功能模块对加权信息取得部27进行了说明，但只要在通过学习部21b进行学习时能够取得加权信息即可。例如，在分别构成分配学习程序和分配辅助程序的情况下，也可以将使运算装置作为加权信息取得部27起作用的程序嵌入于分配辅助程序。在这样的情况下，也可以将由用户输入的加权信息设为学习数据之一，由学习部21b的学习数据取得部23b取得。
在上述实施方式3中，作为分配辅助装置1c的功能模块对分配仿真部31进行了说明，但也可以将分配仿真部31构成为学习部21、21b的功能模块。
另外，说明了分配仿真部31对学习用时间段信息500、学习用次数信息401、学习用系统电力使用信息900进行创建，但作为学习用数据，也可以不创建不需要的信息。例如，在上述实施方式1涉及的学习部21的学习中，由于不需要学习用次数信息401，因此在这样的情况下，能够不创建学习用次数信息401。
标号的说明
AS自动控制系统，150控制对象仪器，200PLC，201CPU单元，202输入输出单元，300运算装置，1、1b、1c分配辅助装置，11信息取得部，12分配信息输出部，101运算部，102存储部，103输入部，104显示部，105通信接口，2、2b分配学习装置，20、20b推断部，21、21b学习部，22、22a前置处理部，23、23b学习用数据取得部，24、24b模型生成部，24R、24Rb回报计算部，24U、24Ub函数更新部，25、25b模型存储部，26、26b运算处理部，27加权信息取得部，31分配仿真部，32控制信息取得部，33分配运算部，34信息运算部，400分配信息，401次数信息，500时间段信息，600单元功耗信息，700仪器功耗信息，800、800b第1输入信息，900系统电力使用信息，1000、1000b第2输入信息，1100、1100b重新分配信息。

Claims (17)

1.一种运算装置可读存储介质，其存储有分配辅助程序，该分配辅助程序对将控制对象仪器分配给多个输入输出单元各自所具有的多个输入输出端子的自动控制系统中的重新分配进行辅助，
该分配辅助程序使运算装置作为如下功能部起作用：
信息取得部，其取得第1输入信息或第2输入信息，该第1输入信息包含使所述输入输出单元中的所述输入输出端子和所述控制对象仪器关联起来的分配信息、表示所述输入输出单元及所述控制对象仪器运转的时间段的时间段信息、所述输入输出单元的单元功耗信息及所述控制对象仪器的仪器功耗信息，该第2输入信息包含系统电力使用信息及所述分配信息，该系统电力使用信息包含基于使通过所述分配信息分配的所述自动控制系统运转时的所述输入输出单元的功耗和所述控制对象仪器的功耗计算出的所述自动控制系统的用电量；以及
分配信息输出部，其输出从推断部取得的通过所述分配信息分配的所述自动控制系统的所述用电量减少的所述控制对象仪器的分配的信息，该推断部通过被输入所述第1输入信息或所述第2输入信息而进行使用了训练好的模型的推断。
2.根据权利要求1所述的运算装置可读存储介质，其中，
所述分配的信息为使向通过所述分配信息分配的所述自动控制系统的所述多个输入输出单元中的至少1个输入输出单元的电力供给停止的时间增加的信息。
3.根据权利要求2所述的运算装置可读存储介质，其中，
所述第1输入信息及所述第2输入信息还包含表示发送至所述输入输出端子的信号的发送次数的次数信息，
所述分配的信息为向通过所述分配信息分配的所述自动控制系统的至少1个输入输出单元所具有的所述多个输入输出端子发送的信号的发送次数中的最大值减少的信息。
4.一种运算装置可读存储介质，其存储有分配学习程序，该分配学习程序对将控制对象仪器分配给多个输入输出单元各自所具有的多个输入输出端子的自动控制系统中的重新分配进行学习，
该分配学习程序使运算装置作为如下功能部起作用：
学习用数据取得部，其取得学习用数据，该学习用数据包含电力使用信息、使所述输入输出端子和所述控制对象仪器关联起来的分配信息，该电力使用信息包含基于使通过所述分配信息分配的所述自动控制系统运转时的所述输入输出单元的功耗和所述控制对象仪器的功耗计算出的所述自动控制系统的用电量；以及
模型生成部，其使用所述学习用数据，根据所述分配信息及所述电力使用信息生成训练好的模型，该训练好的模型对通过所述分配信息分配的所述自动控制系统的所述用电量减少的所述控制对象仪器的分配状态进行推断。
5.根据权利要求4所述的运算装置可读存储介质，其中，
所述模型生成部生成对满足如下条件的所述控制对象仪器的分配状态进行推断的所述训练好的模型，即，使向通过所述分配信息分配的所述自动控制系统的所述多个输入输出单元中的至少1个输入输出单元的电力供给停止的时间增加。
6.根据权利要求5所述的运算装置可读存储介质，其中，
所述学习用数据还包含表示发送至所述输入输出端子的信号的发送次数的次数信息，
所述模型生成部使用所述学习用数据，生成对满足如下条件的控制对象仪器的分配状态进行推断的所述训练好的模型，即，向通过所述分配信息分配的所述自动控制系统中的至少1个输入输出单元所具有的所述多个输入输出端子发送的信号的发送次数中的最大值减少。
7.根据权利要求4所述的运算装置可读存储介质，其中，
所述模型生成部包含：
回报计算部，其基于所述用电量与预先规定的第1阈值的差值对第1回报进行计算；以及
函数更新部，其基于所述第1回报对函数进行更新，该函数用于对通过所述分配信息分配的所述自动控制系统的所述用电量减少的所述控制对象仪器的分配状态进行推断。
8.根据权利要求7所述的运算装置可读存储介质，其中，
所述函数更新部基于所述第1回报来更新用于对满足如下条件的所述控制对象仪器的分配状态进行推断的所述函数，即，使向通过所述分配信息分配的所述自动控制系统的所述多个输入输出单元中的至少1个输入输出单元的电力供给停止的时间增加。
9.根据权利要求5所述的运算装置可读存储介质，其中，
所述模型生成部包含：
回报计算部，其基于所述用电量与预先规定的第1阈值的差值对第1回报进行计算，基于将向所述多个输入输出单元各自的所述多个输入输出端子发送的信号的发送次数中的最大值合计得到的合计次数与预先规定的第2阈值的差值，对第2回报进行计算，基于所述第1回报和所述第2回报对最终回报进行计算；以及
函数更新部，其基于所述最终回报，对函数进行更新，该函数用于对满足如下条件的所述控制对象仪器的分配状态进行推断，即，通过所述分配信息分配的所述自动控制系统的所述用电量减少，并且，使向通过所述分配信息分配的所述自动控制系统的所述多个输入输出单元中的至少1个输入输出单元的电力供给停止的时间增加，并且，向通过所述分配信息分配的所述自动控制系统中的至少1个输入输出单元所具有的所述多个输入输出端子发送的信号的发送次数中的最大值减少。
10.根据权利要求9所述的运算装置可读存储介质，其中，
所述回报计算部在将用于对所述第1回报及所述第2回报进行加权的系数分别与所述第1回报及所述第2回报相乘后，将所述第1回报和所述第2回报相加而对所述最终回报进行计算。
11.根据权利要求4至10中任一项所述的运算装置可读存储介质，其中，
还包含分配仿真部，该分配仿真部基于所述分配信息对所述训练好的模型的生成所使用的所述学习用数据进行运算。
12.一种分配辅助装置，其对将控制对象仪器分配给多个输入输出单元各自所具有的多个输入输出端子的自动控制系统中的重新分配进行辅助，
该分配辅助装置具有：
信息取得部，其取得第1输入信息或第2输入信息，该第1输入信息包含使所述输入输出单元中的所述输入输出端子和所述控制对象仪器关联起来的分配信息、表示所述输入输出单元及所述控制对象仪器运转的时间段的时间段信息、所述输入输出单元的单元功耗信息及所述控制对象仪器的仪器功耗信息，该第2输入信息包含系统电力使用信息及所述分配信息，该系统电力使用信息包含基于使通过所述分配信息分配的所述自动控制系统运转时的所述输入输出单元的功耗和所述控制对象仪器的功耗计算出的所述自动控制系统的用电量；以及
分配信息输出部，其输出从推断部取得的通过所述分配信息分配的所述自动控制系统的所述用电量减少的所述控制对象仪器的分配的信息，该推断部通过被输入所述第1输入信息或所述第2输入信息而进行使用了训练好的模型的推断。
13.根据权利要求12所述的分配辅助装置，其中，
所述分配的信息为使向通过所述分配信息分配的所述自动控制系统的所述多个输入输出单元中的至少1个输入输出单元的电力供给停止的时间增加的信息。
14.根据权利要求13所述的分配辅助装置，其中，
所述第1输入信息及所述第2输入信息还包含表示发送至所述输入输出端子的信号的发送次数的次数信息，
所述分配的信息为向通过所述分配信息分配的所述自动控制系统中的至少1个输入输出单元所具有的所述多个输入输出端子发送的信号的发送次数中的最大值减少的信息。
15.一种分配学习装置，其对将控制对象仪器分配给多个输入输出单元各自所具有的多个输入输出端子的自动控制系统中的重新分配进行学习，
该分配学习装置具有：
学习用数据取得部，其取得学习用数据，该学习用数据包含电力使用信息、使所述输入输出端子和所述控制对象仪器关联起来的分配信息，该电力使用信息包含基于使通过所述分配信息分配的所述自动控制系统运转时的所述输入输出单元的功耗和所述控制对象仪器的功耗计算出的所述自动控制系统的用电量；以及
模型生成部，其使用所述学习用数据，根据所述分配信息及所述电力使用信息生成训练好的模型，该训练好的模型对通过所述分配信息分配的所述自动控制系统的所述用电量减少的所述控制对象仪器的分配状态进行推断。
16.根据权利要求15所述的分配学习装置，其中，
所述模型生成部生成对满足如下条件的所述控制对象仪器的分配状态进行推断的所述训练好的模型，即，使向通过所述分配信息分配的所述自动控制系统的所述多个输入输出单元中的至少1个输入输出单元的电力供给停止的时间增加。
17.根据权利要求16所述的分配学习装置，其中，
所述学习用数据还包含表示发送至所述输入输出端子的信号的发送次数的次数信息，
所述模型生成部使用所述学习用数据，生成对满足如下条件的控制对象仪器的分配状态进行推断的所述训练好的模型，即，向通过所述分配信息分配的所述自动控制系统中的至少1个输入输出单元所具有的所述多个输入输出端子发送的信号的发送次数中的最大值减少。
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