DE112019007691T5

DE112019007691T5 - System zum planen von roboterhandlungen, robotersystem, roboteraufgabenverifizierungssystem und verfahren zum planen von roboterhandlungen

Info

Publication number: DE112019007691T5
Application number: DE112019007691.4T
Authority: DE
Inventors: Satoru Matsuoka; Kiyoshi Maekawa; Tetsuo Sawaragi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-09-05
Filing date: 2019-09-05
Publication date: 2022-06-15
Also published as: WO2021044583A1; JP6685483B1; JPWO2021044583A1; CN114340855A

Abstract

Ein System (7) zum Planen von Roboterhandlungen beinhaltet Folgendes: eine Fehlerbewertungseinheit (71), die, wenn ein Fehler in einem ersten Roboter (2A) aufgetreten ist, Bewertungsinformationen erzeugt, die eine Ursache des Fehlers, einen Bewertungswert, der die Wahrscheinlichkeit der Ursache angibt, und eine mögliche Lösung für die Ursache auf der Grundlage von Informationen, die einen Betriebszustand des ersten Roboters (2A) angeben, angeben; eine Maßnahmenbestimmungseinheit (72), die eine Maßnahme gegen den Fehler auf der Grundlage des Bewertungswerts bestimmt; einen Planer (73), der, wenn die durch die Maßnahmenbestimmungseinheit (72) bestimmte Maßnahme die Lösung ist, Planschritte erzeugt, die Betriebsprozeduren des ersten Roboters (2A) in Übereinstimmung mit der Lösung angeben, und einen Zeitplaner (74), der, wenn die Planschritte durch den Planer (73) erzeugt werden, einen Zeitplan erzeugt, um den ersten Roboter (2A) dazu zu veranlassen, den Betrieb in Übereinstimmung mit den Planschritten wiederaufzunehmen.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Planen von Roboterhandlungen, ein Robotersystem, ein Roboteraufgabenverifizierungssystem und ein Verfahren zum Planen von Roboterhandlungen für die Durchführung von Prozessen, wenn ein Fehler in einem Roboter aufgetreten ist.
Hintergrund
Die Aufgaben, die von Industrierobotern ausgeführt werden, sind in letzter Zeit vielfältiger geworden und ein Problem, das angegangen werden sollte, ist der kontinuierliche Betrieb von Robotersystemen, um die Produktivität zu verbessern. Bei der Einführung eines Industrieroboters lehrt ein Mensch dem Industrieroboter Betriebspunkte für vorliegende Aufgaben und erstellt eine Reihe von Betriebsprogrammen, die veranlassen, dass der Industrieroboter arbeitet. In dem Prozess, in dem ein Industrieroboter Betriebe in Übereinstimmung mit einem Betriebsprogramm durchführt, kann ein Betrieb des Industrieroboters möglicherweise nicht wie üblich abgeschlossen werden und kann ein Fehler aufgrund einer Ursache auftreten, die auf verschiedene Gründe zurückzuführen ist, wie z. B. ein zu bearbeitendes Werkstück oder eine Arbeitsumgebung. Insbesondere kann sich in einem Fall, in dem eine Vielzahl von Industrierobotern Betriebe gemeinsam durchführt, ein aufgetretener Fehler auf nachfolgende Betriebe auswirken und es kann für die Industrieroboter schwierig werden, Betriebe in Übereinstimmung mit einem Betriebsprogramm durchzuführen.
Zur Erholung eines Robotersystems, das aufgrund des Auftretens eines Fehlers gestoppt wurde, wurde eine Technologie zum Identifizieren der gestoppten Maschine und der Ursache des Fehlers auf der Grundlage eines Betriebsprogramms und eines von der Maschine ausgegebenen Signals vorgeschlagen (siehe z. B. Patentliteratur 1).
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2018-36713
Kurzdarstellung
Technisches Problem
Gemäß der in der Patentliteratur 1 gelehrten Technologie führt jedoch ein Mensch die Erholungsarbeiten durch, nachdem die Ursache des Fehlers im Roboter identifiziert wurde. Da der Roboter gemäß dieser Technologie Erholungsbetriebe nicht autonom durchführt, sinkt die Betriebsrate des Robotersystems, wenn die sofortige Beseitigung der Ursache des Fehlers nicht von einem Menschen durchgeführt werden kann.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorstehenden Ausführungen gemacht und eine Aufgabe davon besteht darin, ein System zum Planen von Roboterhandlungen bereitzustellen, das die Betriebsrate eines Robotersystems verbessert, wenn ein Fehler in dem Roboter aufgetreten ist.
Lösung des Problems
Um die vorstehend genannten Probleme zu lösen und die Aufgabe zu lösen, beinhaltet die vorliegende Erfindung Folgendes: eine Fehlerbewertungseinheit, die, wenn ein Fehler in einem Roboter aufgetreten ist und der Betrieb des Roboters gestoppt wurde, Bewertungsinformationen erzeugt, die eine Ursache des Fehlers, einen Bewertungswert, der die Wahrscheinlichkeit der Ursache angibt, und eine mögliche Lösung für die Ursache auf der Grundlage von Informationen, die einen Betriebszustand des Roboters angeben, angeben; und eine Maßnahmenbestimmungseinheit, die eine Maßnahme gegen den Fehler auf der Grundlage des Bewertungswerts, der in den von der Fehlerbewertungseinheit erzeugten Bewertungsinformationen angegeben ist, bestimmt. Die vorliegende Erfindung beinhaltet ferner: einen Planer, der, wenn die von der Maßnahmenbestimmungseinheit bestimmte Maßnahme die in den Bewertungsinformationen angegebene Lösung ist, Planschritte erzeugt, die Betriebsprozeduren des Roboters in Übereinstimmung mit der Lösung angeben. Die vorliegende Erfindung beinhaltet ferner: einen Zeitplaner, der einen Zeitplan erzeugt, um den Roboter dazu zu veranlassen, den Betrieb in Übereinstimmung mit den Planschritten wiederaufzunehmen, wenn die Planschritte durch den Planer erzeugt werden. Wenn die von der Maßnahmenbestimmungseinheit bestimmte Maßnahme eine Maßnahme zum Durchführen eines Betriebs zum Untersuchen des Bewertungswerts oder eine Maßnahme zum Stoppen des Betriebs des Roboters ist, erzeugt der Zeitplaner einen Zeitplan, der sich auf den Betrieb des Roboters in Übereinstimmung mit der von der Maßnahmenbestimmungseinheit bestimmten Maßnahme bezieht.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein vorteilhafter Effekt des Ermöglichens einer Verbesserung der Betriebsrate eines Robotersystems, wenn ein Fehler in dem Roboter aufgetreten ist, erhalten.
Figurenliste

1 ist eine Darstellung, welche eine Konfiguration eines Robotersystems gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht.
2 ist eine Darstellung, die schematisch die Zustände der Montage von Teilen veranschaulicht, die von einem ersten Roboter und einem zweiten Roboter in der ersten Ausführungsform durchgeführt wird.
3 ist eine Darstellung, welche eine Konfiguration einer Fehlerbewertungseinheit in einem System zum Planen von Roboterhandlungen gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das Betriebsprozeduren einer Anpassungseinheit für ein semantisches Netzwerk veranschaulicht, die in der Fehlerbewertungseinheit im System zum Planen von Roboterhandlungen gemäß der ersten Ausführungsform enthalten ist.
5 ist eine Darstellung, die einen konzeptionellen Graphen darstellt, der die Betriebe eines Roboters ausdrückt, der sich in einem Zustand bewegt, in dem der Roboter ein Werkstück greift.
6 ist ein erstes Ablaufdiagramm, das Betriebsprozeduren einer Maßnahmenbestimmungseinheit veranschaulicht, die in dem System zum Planen von Roboterhandlungen gemäß der ersten Ausführungsform enthalten ist.
7 ist ein zweites Ablaufdiagramm, das Betriebsprozeduren der Maßnahmenbestimmungseinheit veranschaulicht, die in dem System zum Planen von Roboterhandlungen gemäß der ersten Ausführungsform enthalten ist.
8 ist eine Darstellung, welche eine Konfiguration eines Robotersystems gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
9 ist eine Darstellung, welche eine Konfiguration eines Roboteraufgabenverifizierungssystems gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulicht.
10 ist eine Darstellung, welche eine Konfiguration eines Systems zum Planen von Roboterhandlungen gemäß einer vierten Ausführungsform veranschaulicht.
11 ist eine Darstellung, die einen Prozessor in einem Fall veranschaulicht, in dem zumindest einige der Funktionen einer Fehlerbewertungseinheit, einer Maßnahmenbestimmungseinheit, eines Planers und eines Zeitplaners, die in dem System zum Planen von Roboterhandlungen gemäß der ersten Ausführungsform enthalten sind, durch den Prozessor umgesetzt werden.
12 ist eine Darstellung, die eine Verarbeitungsschaltung in einem Fall veranschaulicht, in dem die Fehlerbewertungseinheit, die Maßnahmenbestimmungseinheit, der Planer und der Zeitplaner, die in dem System zum Planen von Roboterhandlungen gemäß der ersten Ausführungsform enthalten sind, zumindest teilweise durch die Verarbeitungsschaltung umgesetzt werden.

Beschreibung der Ausführungsformen
Ein System zum Planen von Roboterhandlungen, ein Robotersystem, ein Roboteraufgabenverifizierungssystem und ein Verfahren zum Planen von Roboterhandlungen gemäß bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben. Es ist zu anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt ist.
Erste Ausführungsform.
<Konfiguration des Robotersystems>
1 ist eine Darstellung, welche eine Konfiguration eines Robotersystems 1 gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht. Das Robotersystem 1 beinhaltet einen ersten Roboter 2A und einen zweiten Roboter 2B, die Betriebe ausführen. Beispiele für solche Betriebe sind Betriebe zur Montage von Teilen. Das Robotersystem 1 beinhaltet ferner eine erste Steuereinheit 3A, die ein erstes Betriebsprogramm 31A zum Veranlassen des Betriebs des ersten Roboters 2A speichert und Befehle für den Betrieb des ersten Roboters 2A auf der Grundlage des ersten Betriebsprogramms 31A an den ersten Roboter 2A ausgibt.
Das Robotersystem 1 beinhaltet ferner eine zweite Steuereinheit 3B, die ein zweites Betriebsprogramm 31B zum Veranlassen des Betriebs des zweiten Roboters 2B speichert und Befehle für den Betrieb des zweiten Roboters 2B auf der Grundlage des zweiten Betriebsprogramms 31B an den zweiten Roboter 2B ausgibt. Der erste Roboter 2A führt Betriebe in Übereinstimmung mit den von der ersten Steuerung 3A ausgegebenen Befehlen aus und der zweite Roboter 2B führt Betriebe in Übereinstimmung mit den von der zweiten Steuerung 3B ausgegebenen Befehlen aus.
2 ist eine Darstellung, die schematisch die Zustände der Montage von Teilen veranschaulicht, die von dem ersten Roboter 2A und dem zweiten Roboter 2B in der ersten Ausführungsform durchgeführt wird. Insbesondere ist 2 eine Darstellung, die schematisch Zustände veranschaulicht, in denen der erste Roboter 2A und der zweite Roboter 2B nacheinander einen ersten Montagebetrieb S1, einen zweiten Montagebetrieb S2 und einen dritten Montagebetrieb S3 durchführen. Der erste Montagebetrieb S1, der zweite Montagebetrieb S2 und der dritte Montagebetrieb S3 sind jeweils ein Betrieb zur Montage von Teilen, die Beispiele für Betriebe sind, die von dem ersten Roboter 2A und dem zweiten Roboter 2B durchgeführt werden. Die Pfeile geben an, dass der erste Montagebetrieb S1, der zweite Montagebetrieb S2 und der dritte Montagebetrieb S3 nacheinander durchgeführt werden. In 2 sind die erste Steuerung 3A und die zweite Steuerung 3B veranschaulicht.
Das Robotersystem 1 beinhaltet ferner einen ersten internen Sensor 4A, der sich innerhalb des ersten Roboters 2A befindet und den Zustand innerhalb des ersten Roboters 2A beobachtet, und einen zweiten internen Sensor 4B, der sich innerhalb des zweiten Roboters 2B befindet und den Zustand innerhalb des zweiten Roboters 2B beobachtet. Der erste interne Sensor 4A ist zum Beispiel ein Codierer zum Detektieren des Winkels und der Position eines Gelenks des ersten Roboters 2A oder ein Temperatursensor zum Detektieren von Wärmeerzeugung des ersten Roboters 2A. Der zweite interne Sensor 4B ist zum Beispiel ein Codierer zum Detektieren des Winkels und der Position eines Gelenks des zweiten Roboters 2B oder ein Temperatursensor zum Detektieren von Wärmeerzeugung des zweiten Roboters 2B.
Das Robotersystem 1 beinhaltet ferner einen externen Sensor 5, der einen externen Zustand von jedem des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B beobachtet. Der externe Sensor 5 weist zum Beispiel die Funktion auf, den Zustand eines Kontaktpunktes eines Objekts außerhalb des ersten Roboters 2A und des ersten Roboters 2A sowie den Zustand eines Kontaktpunktes eines Objekts außerhalb des zweiten Roboters 2B und des zweiten Roboters 2B zu beobachten. Insbesondere handelt es sich bei dem externen Sensor 5 beispielsweise um einen Kraftsensor zum Detektieren einer Kraft, die auf die Fingerspitzen eines Roboters ausgeübt wird, wenn der Roboter ein Werkstück gegriffen hat, oder um eine Kamera zum Detektieren des Zustands der Interferenz zwischen einem Roboter und einem Werkstück sowie des Zustands der Interferenz zwischen Robotern. Bei dem vorstehend genannten Roboter handelt es sich um jeden des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B und bei den vorstehend genannten Robotern handelt sich um den ersten Roboter 2A und den zweiten Roboter 2B und das vorstehend genannte Werkstück ist ein Beispiel für das Objekt.
Das Robotersystem 1 beinhaltet ferner eine Fehlerdetektionseinheit 6, die einen Fehler beim Auftreten des Fehlers auf der Grundlage von Werten detektiert, die von dem ersten internen Sensor 4A, dem zweiten internen Sensor 4B und dem externen Sensor 5 in jedem des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B detektiert werden, wenn der erste Roboter 2A und der zweite Roboter 2B Betriebe durchführen. Wenn ein Fehler in dem ersten Roboter 2A oder dem zweiten Roboter 2B detektiert wird, stoppt die Fehlerdetektionseinheit 6 die Betriebe des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B.
Wenn zum Beispiel eine Last auf dem ersten Roboter 2A oder dem zweiten Roboter 2B eine vorbestimmte zulässige Obergrenze überschritten hat, stoppt die Fehlerdetektionseinheit 6 die Betriebe des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B. Ein Fall, in dem eine Last auf dem ersten Roboter 2A oder dem zweiten Roboter 2B die zulässige Obergrenze überschritten hat, ist ein Beispiel für einen Fall, in dem ein Fehler im ersten Roboter 2A oder im zweiten Roboter 2B aufgetreten ist.
Die Fehlerdetektionseinheit 6 kann ein bekanntes neuronales Netzwerk verwenden, um ein neuronales Netzwerk zu lernen, das die Diagnose einer Anomalie im Voraus auf der Grundlage der von dem ersten internen Sensor 4A, dem zweiten internen Sensor 4B und dem externen Sensor 5 detektierten Werte ermöglicht. In diesem Fall detektiert die Fehlerdetektionseinheit 6 einen Fehler auf der Grundlage von Werten, die von dem ersten internen Sensor 4A, dem zweiten internen Sensor 4B und dem externen Sensor 5 unter Verwendung des neuronalen Netzwerks detektiert werden, während der erste Roboter 2A und der zweite Roboter 2B Betriebe durchführen. Beispiele für bekannte neuronale Netzwerke sind ein rekurrentes neuronales Netzwerk (recurrent neural network - RNN) und ein neuronales Faltungsnetzwerk (convolutional neural network - CNN).
Die Fehlerdetektionseinheit 6 kann sich innerhalb von einem oder beiden des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B befinden. In einem Fall, in dem sich die Fehlerdetektionseinheit 6 innerhalb von jedem des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B befindet, führen die Fehlerdetektionseinheiten 6 die folgenden Betriebe durch. Insbesondere, wenn ein Fehler im ersten Roboter 2A aufgetreten ist, detektiert die Fehlerdetektionseinheit 6, die sich innerhalb des ersten Roboters 2A befindet, den Fehler auf der Grundlage der Werte, die von dem ersten internen Sensor 4A und dem externen Sensor 5 detektiert wurden. Wenn ein Fehler im zweiten Roboter 2B aufgetreten ist, detektiert die Fehlerdetektionseinheit 6, die sich innerhalb des zweiten Roboters 2B befindet, den Fehler auf der Grundlage der Werte, die von dem zweiten internen Sensor 4B und dem externen Sensor 5 detektiert wurden. Nach dem Detektieren eines Fehlers stoppen die Fehlerdetektionseinheiten 6, die sich im ersten Roboter 2A und im zweiten Roboter 2B befinden, jeweils die Betriebe des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B.
Das Robotersystem 1 beinhaltet ferner ein System zum Planen von Roboterhandlungen 7, das eine Maßnahme zum Umgang mit einem Fehler bestimmt, wenn der Fehler von der Fehlerdetektionseinheit 6 detektiert wird und die Betriebe des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B gestoppt wurden. Das System zum Planen von Roboterhandlungen 7 erzeugt einen Zeitplan, der sich auf die Betriebe des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B in Übereinstimmung mit der bestimmten Maßnahme bezieht.
Nach dem Detektieren eines Fehlers gibt die Fehlerdetektionseinheit 6 erste Betriebsinformationen, wobei es sich um Informationen handelt, die den Betriebszustand des ersten Roboters 2A angeben, und zweite Betriebsinformationen, wobei es sich um Informationen handelt, die den Betriebszustand des zweiten Roboters 2B angeben, an das System 7 zum Planen von Roboterhandlungen aus. Bei den ersten Betriebsinformationen handelt es sich um Informationen, die auf den von dem ersten internen Sensor 4A und dem externen Sensor 5 detektierten Werten basieren. Bei den zweiten Betriebsinformationen handelt es sich um Informationen, die auf den von dem zweiten internen Sensor 4B und dem externen Sensor 5 detektierten Werten basieren.
Das System 7 zum Planen von Roboterhandlungen beinhaltet eine Fehlerbewertungseinheit 71, die auf der Grundlage von Informationen, welche die Betriebszustände von jedem des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B angeben, wenn der Fehler im ersten Roboter 2A oder im zweiten Roboter 2B aufgetreten ist und die Betriebe des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B gestoppt wurden, Bewertungsinformationen erzeugt, die eine Ursache eines Fehlers, einen Bewertungswert, der die Wahrscheinlichkeit der Ursache angibt, und eine mögliche Lösung für die Ursache angeben.
Insbesondere empfängt die Fehlerbewertungseinheit 71 die ersten Betriebsinformationen und die zweiten Betriebsinformationen, die von der Fehlerdetektionseinheit 6 ausgegeben wurden, und erzeugt die Bewertungsinformationen, welche die Ursache des Fehlers, der im ersten Roboter 2A oder im zweiten Roboter 2B aufgetreten ist, den Bewertungswert, der die Wahrscheinlichkeit der Ursache angibt, und die mögliche Lösung für die Ursache angeben, auf der Grundlage von einer oder beiden der ersten Betriebsinformationen und der zweiten Betriebsinformationen. Die Konfiguration der Fehlerbewertungseinheit 71 wird später unter Bezugnahme auf 3 erneut beschrieben.
Das System 7 zum Planen von Roboterhandlungen beinhaltet ferner eine Maßnahmenbestimmungseinheit 72, die eine Maßnahme gegen einen Fehler auf der Grundlage eines Bewertungswerts, der in den von der Fehlerbewertungseinheit 71 erzeugten Bewertungsinformationen angegeben ist, bestimmt. Zum Beispiel bestimmt die Maßnahmenbestimmungseinheit 72, ob der Bewertungswert größer als ein voreingestellter Schwellenwert ist oder nicht, und wenn bestimmt wird, dass der Bewertungswert größer als der Schwellenwert ist, bestimmt sie, dass die Maßnahme gegen den Fehler die in den Bewertungsinformationen angegebene Lösung ist.
Wenn zum Beispiel bestimmt wird, dass der in den Bewertungsinformationen angegebene Bewertungswert gleich dem oder kleiner als der Schwellenwert ist, bestimmt die Maßnahmenbestimmungseinheit 72, ob der Betrieb zum Untersuchen des Bewertungswerts durchgeführt werden kann oder nicht. Nachfolgend kann der Betrieb zum Untersuchen eines Bewertungswerts als „Suchbetrieb“ bezeichnet werden. In den 6 und 7 wird der Betrieb zum Untersuchen des Bewertungswerts als „Suchbetrieb“ beschrieben. Die Untersuchung beinhaltet eine Neubewertung. Spezifische Beispiele für den Suchbetrieb werden später beschrieben.
Wenn bestimmt wird, dass der Suchbetrieb durchgeführt werden kann, bestimmt die Maßnahmenbestimmungseinheit 72, dass die Maßnahme gegen den Fehler eine Maßnahme zum Veranlassen der Durchführung des Suchbetriebs ist. Wenn bestimmt wird, dass der Suchbetrieb nicht durchgeführt werden kann, bestimmt die Maßnahmenbestimmungseinheit 72, dass die Maßnahme gegen den Fehler eine Maßnahme zum Stoppen der Betriebe der Roboter ist. Bei den Robotern handelt es sich um den ersten Roboter 2A und den zweiten Roboter 2B. Spezifische Beispiele für den Suchbetrieb werden später beschrieben.
Wenn zum Beispiel bestimmt wird, dass der in den Bewertungsinformationen angegebene Bewertungswert gleich dem oder kleiner als der Schwellenwert ist, kann die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 bestimmen, dass die Maßnahme gegen den Fehler eine Maßnahme zum Stoppen der Betriebe des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B ist, ohne zu bestimmen, ob der Suchbetrieb durchgeführt werden kann oder nicht.
Das System 7 zum Planen von Roboterhandlungen beinhaltet ferner einen Planer 73, der Planschritte erzeugt, die Betriebsprozeduren des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B in Übereinstimmung mit einer Lösung angeben, die durch Bewertungsinformationen angeben wird, die von der Fehlerbewertungseinheit 71 erzeugt werden, wenn eine von der Maßnahmenbestimmungseinheit 72 bestimmte Maßnahme die Lösung ist. Die vom Planer 73 erzeugten Planschritte sollen die Lösung durchführen, um die Betriebe des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B wiederaufzunehmen.
Das System 7 zum Planen von Roboterhandlungen beinhaltet ferner einen Zeitplaner 74, der einen Zeitplan erzeugt, um jeden des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B dazu zu veranlassen, den Betrieb in Übereinstimmung mit Planschritten wiederaufzunehmen, wenn die Planschritte vom Planer 73 erzeugt werden. Wenn die Planschritte vom Planer 73 erzeugt werden, erzeugt der Zeitplaner 74 einen Zeitplan, in dem alle Planschritte vorbestimmte Beschränkungen bezüglich der Reihenfolge erfüllen.
Wenn die von der Maßnahmenbestimmungseinheit 72 bestimmte Maßnahme eine Maßnahme zum Durchführen des Betriebs zum Untersuchen des Bewertungswerts oder eine Maßnahme zum Stoppen der Betriebe des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B ist, erzeugt der Zeitplaner 74 einen Zeitplan, der sich auf die Betriebe des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B in Übereinstimmung mit der von der Maßnahmenbestimmungseinheit 72 bestimmten Maßnahme bezieht.
Insbesondere, wenn durch die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 bestimmt wird, dass eine Maßnahme gegen einen Fehler eine Maßnahme zum Veranlassen der Durchführung des Suchbetriebs ist, erzeugt der Zeitplaner 74 einen Zeitplan zum Veranlassen der Durchführung des Suchbetriebs. Wenn durch die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 bestimmt wird, dass eine Maßnahme gegen einen Fehler eine Maßnahme zum Stoppen der Betriebe des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B ist, erzeugt der Zeitplaner 74 einen Zeitplan zum Stoppen der Betriebe des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B.
Der Zeitplaner 74 gibt den Zeitplan, der sich auf den Betrieb des ersten Roboters 2A bezieht, an die erste Steuerung 3A und den Zeitplan, der sich auf den Betrieb des zweiten Roboters 2B bezieht, an die zweite Steuerung 3B aus. Die erste Steuerung 3A aktualisiert das erste Betriebsprogramm 31A in Übereinstimmung mit dem vom Zeitplaner 74 ausgegebenen Zeitplan und gibt auf der Grundlage des aktualisierten Zeitplans Befehle für den Betrieb des ersten Roboters 2A an den ersten Roboter 2A aus. Die zweite Steuerung 3B aktualisiert das zweite Betriebsprogramm 31B in Übereinstimmung mit dem vom Zeitplaner 74 ausgegebenen Zeitplan und gibt auf der Grundlage des aktualisierten Zeitplans Befehle für den Betrieb des zweiten Roboters 2B an den zweiten Roboter 2B aus. Nachfolgend werden Details bezüglich des Systems 7 zum Planen von Roboterhandlungen beschrieben.
<Konfiguration der Fehlerbewertungseinheit 71 bei Verwendung eines semantischen Netzwerks>
3 ist eine Darstellung, welche eine Konfiguration der Fehlerbewertungseinheit 71 in dem System 7 zum Planen von Roboterhandlungen gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht. Insbesondere ist 3 eine Darstellung, die eine Konfiguration der Fehlerbewertungseinheit 71 in einem Fall veranschaulicht, in dem ein semantisches Netzwerk bei der Umsetzung der Fehlerbewertungseinheit 71 verwendet wird. Ein bekanntes semantisches Netzwerk ist ein Netzwerkmodell zum Ausdrücken von Wahrnehmungen in einer Sprache durch Computer in Übereinstimmung mit einer menschlichen Wissensstruktur. Ein semantisches Netzwerk besteht aus Kombinationen von Knoten, die Konzepte in einer Sprache darstellen, und Kanten, die semantische Beziehungen zwischen Konzepten darstellen.
In einem Fall, in dem ein semantisches Netzwerk verwendet wird, beinhaltet die Fehlerbewertungseinheit 71 eine Anpassungseinheit 75 für das semantische Netzwerk, welche die ersten Betriebsinformationen und die zweiten Betriebsinformationen, die von der Fehlerdetektionseinheit 6 ausgegeben werden, empfängt und ein semantisches Netzwerk konstruiert, das in der Lage ist, Fehler zu beschreiben, die mit den Arten von Betrieben sowohl des ersten Roboters 2A als auch des zweiten Roboters 2B assoziiert sind, und eine Ursache eines Fehlers extrahiert.
Zum Beispiel konstruiert die Anpassungseinheit 75 für das semantische Netzwerk ein semantisches Netzwerk, das die Betriebszustände von jedem des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B ausdrückt, wie z. B. einen Bewegungsbetrieb und einen Werkstückgreifbetrieb von jedem des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B, und extrahiert einen Knoten, der eine Ursache eines Fehlers angibt. Die Anpassungseinheit 75 für das semantische Netzwerk gibt eine mögliche Lösung für die extrahierte Ursache an die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 aus. In 3 ist die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 ebenfalls veranschaulicht.
In dem Fall, in dem ein semantisches Netzwerk verwendet wird, beinhaltet die Fehlerbewertungseinheit 71 ferner eine Bewertungswert-Berechnungseinheit 76, welche die ersten Betriebsinformationen und die zweiten Betriebsinformationen empfängt, die von der Fehlerdetektionseinheit 6 ausgegeben werden, und einen Bewertungswert berechnet, der die Wahrscheinlichkeit einer Ursache eines Fehlers angibt, der von der Anpassungseinheit 75 für das semantische Netzwerk auf der Grundlage der ersten Betriebsinformationen, der zweiten Betriebsinformationen und der Ursache extrahiert wurde. Die ersten Betriebsinformationen und die zweiten Betriebsinformationen sind Beispiele für Beobachtungsinformationen.
Zum Beispiel berechnet die Bewertungswert-Berechnungseinheit 76 einen Bewertungswert, der eine Wahrscheinlichkeit ist, mit der das semantische Netzwerk die Wahrscheinlichkeit einer tatsächlichen Ursache eines Fehlers angibt, für einen Knoten, der die Ursache des Fehlers angibt, der von der Anpassungseinheit 75 für das semantische Netzwerk auf der Grundlage einer oder beider der ersten Betriebsinformationen und der zweiten Betriebsinformationen extrahiert wurde. Die Bewertungswert-Berechnungseinheit 76 gibt Informationen, die den berechneten Bewertungswert angeben, an die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 aus.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Fehlerbewertungseinheit 71 in dem Fall, in dem ein semantisches Netzwerk verwendet wird, eine Fehlerursache schätzen, die eine Unsicherheit in Bezug auf die Beobachtungsinformationen in Abhängigkeit vom Robotertyp aufweist, und Informationen bezüglich des Treffens einer Entscheidung über die Bestimmung einer Lösung bereitstellen, die als effektiv angesehen wird.
<Betrieb der Anpassungseinheit 75 für das semantische Netzwerk>
4 ist ein Ablaufdiagramm, das Betriebsprozeduren der Anpassungseinheit 75 für das semantische Netzwerk veranschaulicht, die in der Fehlerbewertungseinheit 71 im System 7 zum Planen von Roboterhandlungen gemäß der ersten Ausführungsform enthalten ist. Die Anpassungseinheit 75 für das semantische Netzwerk erhält die ersten Betriebsinformation und die zweiten Betriebsinformation zu einem Zeitpunkt, zu dem ein Fehler detektiert wurde (S11). Insbesondere erhält die Anpassungseinheit 75 für das semantische Netzwerk in Schritt S11 Informationen über Betriebe, die der erste Roboter 2A und der zweite Roboter 2B durchführen sollen, wenn der Fehler detektiert wurde.
Die Anpassungseinheit 75 für das semantische Netzwerk erhält einen Rahmen des semantischen Netzwerks, der einen Fehlerzustand beschreibt, der mit der Art von Betrieben assoziiert ist, die durch die in Schritt S11 erhaltenen Informationen angegeben werden (S12). Der Rahmen des semantischen Netzwerks ist beispielsweise das Bild eines bekannten konzeptionellen Graphen. Der konzeptionelle Graph ist ein gerichteter Graph, der durch das Verbinden von Beziehungsknoten, die jeweils die Beziehung zwischen einer Vielzahl von Fällen, die in einem Sprachsystem enthalten sind, definieren, und einer Vielzahl von Konzeptknoten, die jeweils einen Begriff ausdrücken, konstruiert wird.
5 ist eine Darstellung, die einen konzeptionellen Graphen darstellt, der die Betriebe eines Roboters ausdrückt, der sich in einem Zustand bewegt, in dem der Roboter ein Werkstück greift. Ein Fall, der einen Akteur einer Handlung darstellt, ist als „AGNT“ definiert, ein Fall, der ein Objekt darstellt, das ein Akteur einer Handlung besitzt, ist als „POSS“ definiert, ein Fall, der einen aktuellen Zustand eines Objekts darstellt, ist als „ATTR“ definiert, und ein Fall, der ein Objekt darstellt, das von einer Handlung betroffen ist, ist als „EFCT“ definiert. In diesem Fall wird ein Graph von „normal←(ATTR)←Werkstück Y←(POSS)←Roboter A←(AGNT)←bewegen→(EFCT)→Werkstück Z“ konstruiert. Dieser Graph drückt einen Zustand aus, in dem „Wenn sich ein Roboter A, der ein Werkstück Y im Normalzustand hält, bewegt, stört der Roboter A ein Werkstück Z“ gilt.
Die Anpassungseinheit 75 für das semantische Netzwerk bestimmt spezifische Werte von Konzeptknoten, wie zum Beispiel „Roboter A“, „Werkstück Y“, „Werkstück Z“, „bewegen“ und „normal“, auf der Grundlage der Betriebsprogramme des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B sowie der ersten Betriebsinformationen und der zweiten Betriebsinformationen (S13).
Rahmen in einem konzeptionellen Graphen für jede einer endlichen Anzahl von Arten von Betrieben des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B werden in der Anpassungseinheit 75 für das semantische Netzwerk im Voraus festgelegt. Zum Beispiel wird die Erlangung eines Rahmens unter Verwendung der Fälle von „AGNT“ , „POSS“, „ATTR“ und „EFCT“, wenn ein Fehler in einem Bewegungsbetrieb detektiert wird, der „bewegen“ entspricht, in der Anpassungseinheit 75 für das semantische Netzwerk im Voraus festgelegt.
Die Anpassungseinheit 75 für das semantische Netzwerk extrahiert Knoten, die eine Fehlerursache angeben, wie z. B. „das Werkstück wurde nicht richtig gegriffen“, „eine Interferenz mit einem anderen Roboter ist aufgetreten“ oder „ein anderes Werkstück war ein Hindernis“ (S14). Im Beispiel von 5 extrahiert die Anpassungseinheit 75 für das semantische Netzwerk „bewegen→(EFCT)→Werkstück Z“ als Knoten, welche die Ursache eines Fehlers angeben, bei dem sich der Roboter A nicht wie in einem Betriebsprogramm programmiert bewegen konnte.
Die Anpassungseinheit 75 für das semantische Netzwerk bezieht sich auf die Knoten, welche die Fehlerursache angeben, und wählt eine solche Lösung wie „Entfernen des Werkstücks Z, das ein Hindernis ist, um den Fehlerzustand zu lösen“ aus (S15). Die Anpassungseinheit 75 für das semantische Netzwerk kann eine Lösung für eine Fehlerursache aus einer Vielzahl von Lösungen auswählen, die für Aufgaben der Bearbeitung von Werkstücken, wie im vorstehend beschriebenen Beispiel, vielseitig sind und im Voraus festgelegt werden. Die Anpassungseinheit 75 für das semantische Netzwerk kann eine neue Lösung für die Auswahl eines alternativen Pfades wählen, der für eine bestimmte Aufgabe, die nicht im Voraus festgelegt wurde, effektiv ist.
<Betrieb der Bewertungswert-Berechnungseinheit 76>
Eine Fehlerursache, die durch einen von der Anpassungseinheit 75 für das semantische Netzwerk extrahierten Knoten angegeben wird, kann mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit nicht mit dem tatsächlichen Fehler übereinstimmen, und zwar aufgrund von einem oder beiden von Fehldetektion aufgrund der Leistungen des ersten internen Sensors 4A, des zweiten internen Sensors 4B und des externen Sensors 5 und einer unklaren Grenze der Bestimmung, ob eine von dem ersten Roboter 2A und dem zweiten Roboter 2B durchgeführte Aufgabe erfolgreich ist oder nicht. Da die von der Anpassungseinheit 75 für das semantische Netzwerk ausgewählte Lösung nur dann effektiv ist, wenn die Lösung mit dem tatsächlichen Fehler übereinstimmt, berechnet die Bewertungswert-Berechnungseinheit 76 einen Bewertungswert, der die Wahrscheinlichkeit der Fehlerursache angibt.
Die Bewertungswert-Berechnungseinheit 76 berechnet den Bewertungswert zum Beispiel unter Verwendung der bekannten bayesschen Inferenz. Bei der bayesschen Inferenz werden eine A-priori-Verteilung P(X) des Auftretens eines Ereignisses X, eine Wahrscheinlichkeit P(D|X) eines Beobachtungswerts D, der erhalten wird, wenn ein bestimmter Betrieb durchgeführt wird, verwendet, und wird eine A-posteriori-Wahrscheinlichkeit P(X|D) gemäß der folgenden Formel (1) berechnet. $P (X | D) = P (D | X) P (X) / Σ_{X} P (D | X) P (X)$
In der ersten Ausführungsform werden eine A-priori-Verteilung P(X) einer Fehlerursache jedes Rahmens im semantischen Netzwerk und eine Wahrscheinlichkeit P(D|X) eines Beobachtungswertes D, der erhalten wurde, wenn ein Fehler aufgetreten ist, in der Bewertungswert-Berechnungseinheit 76 festgelegt. Die A-priori-Verteilung P(X) kann eine empirisch geschätzte Fehlerwahrscheinlichkeit sein oder kann eine Fehlerwahrscheinlichkeit auf der Grundlage von Daten bezüglich der Fehlerhistorie sein. Die Wahrscheinlichkeit P(D|X) kann auf der Grundlage von Daten definiert sein, die im Voraus erhalten werden, in einem Fall, in dem Fehlerursachen absichtlich auf Betriebe angewendet werden, die als Versuche des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B durchgeführt werden können, oder kann unter Bezugnahme auf Daten definiert sein, die erhalten werden, wenn Betriebe des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B als Versuche durchgeführt werden.
Die Bewertungswert-Berechnungseinheit 76 berechnet die A-posteriori-Wahrscheinlichkeit P(X|D) unter Verwendung der Formel (1) auf der Grundlage der ersten Betriebsinformationen und der zweiten Betriebsinformationen, von denen jede der erhaltene Beobachtungswert D ist, und berechnet den Bewertungswert, der die Wahrscheinlichkeit der Fehlerursache angibt, die durch den von der Anpassungseinheit 75 für das semantische Netzwerk extrahierten Knoten angegeben wird. In einem Fall, in dem der Beobachtungswert D nicht erhalten wird, verwendet die Bewertungswert-Berechnungseinheit 76 die A-priori-Verteilung P(X) als den Bewertungswert.
Zum Beispiel werden für eine A-priori-Verteilung eines Knotens, der einen abnormalen Werkstückgreifzustand angibt, P(X=abnormal)=0,80 und P(X=normal)=0,20 angenommen. Ein Betrieb eines Roboters, der ein Werkstück mit einer konstanten Kraft gegen eine Aufnahmefläche drückt, ist bereitgestellt und ein Wert, der durch einen Kraftsensor detektiert wird, wenn der Roboter das Werkstück drückt, wird als der Beobachtungswert D angenommen. Der Kraftsensor ist ein Beispiel für den externen Sensor 5. Die Wahrscheinlichkeit P(D=DS|X=normal) der Beobachtung einer Kraft D_s, die einen zulässigen Wert überschreitet, wenn ein Greifzustand normal ist, wird mit der Wahrscheinlichkeit P(D=D_s|X=normal)=0,30 angenommen und die Wahrscheinlichkeit P(D=DS|X=abnormal) der Beobachtung einer Kraft D_s, die einen zulässigen Wert überschreitet, wenn ein Greifzustand abnormal ist, wird mit der Wahrscheinlichkeit P (D=D_s|X=abnormal)=0,90 angenommen.
In diesem Fall beträgt gemäß der Formel (1) die A-posteriori-Wahrscheinlichkeit dafür, dass der Greifzustand abnormal ist, P (X=abnormal | D=D_s)= (0,90×0,80) ÷ (0,30×0,20+0,90×0,80) ≈0,92. In dem vorstehend beschriebenen Beispiel wird der Beobachtungswert D nach der Durchführung des Suchbetriebs erhalten und der Bewertungswert, der die Wahrscheinlichkeit dafür angibt, dass es sich bei der Fehlerursache um einen abnormalen Greifzustand, angegeben durch das semantische Netzwerk, handelt, wird somit von 0,80 auf 0,92 aktualisiert.
<Betrieb der Maßnahmenbestimmungseinheit 72>
6 ist ein erstes Ablaufdiagramm, das Betriebsprozeduren der Maßnahmenbestimmungseinheit 72 veranschaulicht, die in dem System 7 zum Planen von Roboterhandlungen gemäß der ersten Ausführungsform enthalten ist. Die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 erhält einen Bewertungswert, der in den von der Fehlerbewertungseinheit 71 erzeugten Bewertungsinformationen angegeben ist (S21). In einem Fall, in dem ein semantisches Netzwerk für die Umsetzung der Fehlerbewertungseinheit 71 verwendet wird, erhält die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 in Schritt S21 den Bewertungswert, der von der Bewertungswert-Berechnungseinheit 76 berechnet wird. Der Bewertungswert ist ein Wert, der die Wahrscheinlichkeit einer Fehlerursache angibt.
Die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 bestimmt, ob der Bewertungswert größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist oder nicht (S22). Die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 weist zum Beispiel eine Funktion zum Empfangen und Speichern eines von einem Benutzer eingegebenen Schwellenwerts auf und bestimmt, ob der Bewertungswert größer als der gespeicherte Schwellenwert ist oder nicht. Beispielsweise gibt der Benutzer den Schwellenwert unter Verwendung eines Programmierwerkzeugs in das System 7 zum Planen von Roboterhandlungen ein. Wenn der Schwellenwert größer ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 die durch die Bewertungsinformationen, die durch die Fehlerbewertungseinheit 71 erzeugt werden, angegebene Lösung übernimmt. In dem Fall, in dem die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 einen von einem Benutzer eingegebenen Schwellenwert verwendet, kann der Benutzer ein Kriterium zum Bestimmen, ob die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 eine Lösung annimmt oder nicht, bestimmen.
Wenn bestimmt wird, dass der Bewertungswert größer als der Schwellenwert ist (Ja bei S22), bestimmt die Maßnahmenbestimmungseinheit 72, dass die Maßnahme gegen den Fehler die in den Bewertungsinformationen, die durch die Fehlerbewertungseinheit 71 erzeugt werden, angegebene Lösung ist (S23). In Schritt S23 nimmt die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 somit die in den Bewertungsinformationen angegebene Lösung an. Die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 definiert ein Ziel für die Erholung von dem Fehlerzustand und gibt die Lösung und das Ziel an den Planer 73 aus (S24).
Wenn bestimmt wird, dass der Bewertungswert gleich dem oder kleiner als der Schwellenwert ist (Nein bei S22), bestimmt die Maßnahmenbestimmungseinheit 72, ob der Betrieb zum Untersuchen des Bewertungswerts durchgeführt werden kann oder nicht (S25). Wie vorstehend beschrieben, handelt es sich bei dem Betrieb zum Untersuchen des Bewertungswerts um einen „Suchbetrieb“ und der Begriff „Suchbetrieb“ wird in 6 verwendet. Zum Beispiel bestimmt die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 in Schritt S25, dass der Suchbetrieb durchgeführt werden kann, wenn die Anzahl der Male, für die der Suchbetrieb während eines Arbeitszyklus des Robotersystems 1 durchgeführt wurde, kleiner ist als eine vorbestimmte Anzahl von Versuchen. Zum Beispiel bestimmt die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 in Schritt S25, dass der Suchbetrieb nicht durchgeführt werden kann, wenn die Anzahl der Male, für die der Suchbetrieb während eines Arbeitszyklus des Robotersystems 1 durchgeführt wurde, die Anzahl von Versuchen erreicht hat.
Die vorstehend genannte Anzahl von Versuchen ist eine Anzahl für das Bestimmen, ob der Suchbetrieb durchgeführt werden kann oder nicht. Zum Beispiel weist die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 eine Funktion zum Empfangen und Speichern der von einem Benutzer eingegebenen Anzahl von Versuchen auf und bestimmt unter Verwendung der gespeicherten Anzahl von Versuchen, ob der Suchbetrieb durchgeführt werden kann oder nicht. Insbesondere bestimmt die Maßnahmenbestimmungseinheit 72, ob die Anzahl der Male, für die der Suchbetrieb während eines Arbeitszyklus des Robotersystems 1 durchgeführt wurde, die gespeicherte Anzahl von Versuchen erreicht hat oder nicht. In dem Fall, in dem die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 die von einem Benutzer eingegebene Anzahl von Versuchen verwendet, kann der Benutzer ein Kriterium zum Bestimmen, ob die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 die Maßnahme zum Durchführen des Suchbetriebs annimmt oder nicht, bestimmen.
Der Suchbetrieb ist beispielsweise ein Betrieb, bei dem ein Werkstück mit einer konstanten Kraft gegen eine Aufnahmefläche gedrückt wird, um einen Greifzustand zu prüfen, oder ein Betrieb, bei dem eine Bildaufnahme mit einer Kamera von einem anderen Standpunkt als einem vorherigen Standpunkt aus durchgeführt wird, um einen Interferenzzustand zu prüfen. Wie in der Erläuterung zur Bewertungswert-Berechnungseinheit 76 beschrieben, kann ein Bewertungswert, der die Wahrscheinlichkeit einer Fehlerursache angibt, mit einem Beobachtungswert aktualisiert werden, nachdem der Suchbetrieb durchgeführt wurde, und das Bestimmungsergebnis kann geändert werden, wenn die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 den Betrieb in Schritt S22 erneut durchführt. Die ersten Betriebsinformationen und die zweiten Betriebsinformationen sind Beispiele für den Beobachtungswert.
Wenn bestimmt wird, dass der Suchbetrieb durchgeführt werden kann (Ja bei S25), bestimmt die Maßnahmenbestimmungseinheit 72, dass die Maßnahme gegen den Fehler die Maßnahme zum Durchführen des Suchbetriebs ist, und gibt eine Anweisung zum Durchführen des Suchbetriebs an den Zeitplaner 74 aus (S26).
Wenn bestimmt wird, dass der Suchbetrieb nicht durchgeführt werden kann (Nein bei S25), bestimmt die Maßnahmenbestimmungseinheit 72, dass die Maßnahme gegen den Fehler die Maßnahme zum Stoppen der Betriebe des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B ist, und gibt eine Anweisung zum Stoppen der Betriebe des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B an den Zeitplaner 74 aus (S27). Der Betrieb in Schritt S27 ist ein Betrieb zum Unterbrechen von Aufgaben, das heißt ein Betrieb zum Stoppen des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B in einem sicheren Zustand unter einem Umstand, in dem die Ungewissheit der Fehlerursache nicht zugelassen werden kann und die Betriebe des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B nicht zugelassen werden können, und zwar bis zur Erholung von dem Fehlerzustand durch menschliche Intervention. Zum Beispiel entspricht ein Betrieb zum Zurücksetzen des ersten Betriebsprogramms 31 und des zweiten Betriebsprogramms 31B auf den Anfangszustand dem Betrieb zum Unterbrechen von Aufgaben.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 eine Maßnahme zum Verhindern einer Verschlechterung des Fehlerzustands präsentieren, indem sie den Bewertungswert in den Bewertungsinformationen mit dem Schwellenwert vergleicht. Wie anhand der vorstehenden Ausführungen verstanden werden kann, erhält in dem Beispiel, das im ersten Ablaufdiagramm aus 6 veranschaulicht ist, die Maßnahmenbestimmungseinheit 72, wenn die Ursache eines Fehlers unklar ist, der tatsächlich aufgetreten ist, zusätzliche Informationen durch das Durchführen des Suchbetriebs und bestimmt dann, dass das Auswählen einer erfolgversprechenden Lösung gegen den Fehler eine sinnvolle Maßnahme ist. Wenn die Kosten für das Erhalten zusätzlicher Informationen relativ hoch sind oder wenn die Fehlerursache wahrscheinlich nicht sicher ist, bestimmt die Maßnahmenbestimmungseinheit 72, dass das Zurücksetzen des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B in den Anfangszustand eine sinnvolle Maßnahme ist, anstatt blind einen Handlungsplan für den Fehler zu erstellen.
7 ist ein zweites Ablaufdiagramm, das die Betriebsprozeduren der Maßnahmenbestimmungseinheit 72 veranschaulicht, die in dem System 7 zum Planen von Roboterhandlungen gemäß der ersten Ausführungsform enthalten ist. Die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 muss den Betrieb in Schritt 25 zum Bestimmen, ob der in Bezug auf das erste Ablaufdiagramm aus 6 beschriebene Suchbetrieb durchgeführt werden kann oder nicht, nicht durchführen. In diesem Fall, wie in dem zweiten Ablaufdiagramm aus 7 veranschaulicht, wenn bestimmt wird, dass der Bewertungswert gleich dem oder kleiner als der Schwellenwert ist (Nein bei S22), bestimmt die Maßnahmenbestimmungseinheit 72, dass die Maßnahme gegen den Fehler die Maßnahme zum Stoppen der Betriebe des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B ist, und gibt eine Anweisung zum Stoppen der Betriebe des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B an den Zeitplaner 74 aus (S27).
Der Betrieb zur Erholung des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B, wenn ein Fehler aufgetreten ist, kann für eine spezifische Ursache effektiv, kann aber möglicherweise den Fehler einer anderen Ursache nicht beheben oder die Erholung erschweren. Die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 steuert also, wie vorstehend beschrieben, die Betriebe des Planers 73 und des Zeitplaners 74, die sich daran anschließen, auf der Grundlage des die Wahrscheinlichkeit der Fehlerursache angebenden Bewertungswerts. Dies ermöglicht einen Handlungsplan in Anbetracht des Nutzens und des Risikos eines autonomem Erholungsbetriebs, die in dem Zeitplan der Betriebe widergespiegelt werden, die durch den ersten Roboter 2A und den zweiten Roboter 2B durchgeführt werden sollen.
<Betrieb des Planers 73>
Nach dem Empfangen der Lösung und des Ziels für die Erholung von dem Fehlerzustand, die von der Maßnahmenbestimmungseinheit 72 ausgegeben werden, führt der Planer 73 eine Planung zum Ableiten der für die Erholung von dem Fehlerzustand erforderlichen Planschritte durch. Das Ziel ist ein Ziel zum Planen der Planschritte.
Auf dem Gebiet der Roboter und der künstlichen Intelligenz ist Planung definiert als die Erzeugung, als ein Plan, eine Folge von Operatoren für Zustandsübergänge von einem gegebenen Anfangszustand bis zum Erreichen eines Zielzustandes in einer Umgebung, in welcher der Zustand eines Roboters, der Akteur einer Handlung ist, und der Zustand eines zu bedienenden Werkstücks definiert sind. In der ersten Ausführungsform entsprechen mögliche Betriebe des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B Operatoren. Die einzelnen Operatoren, die einen Plan darstellen, sind Planschritte.
Das Beispiel der Technik des Erzeugens eines Plans ausgehend von einem Punkt als ein neuer Anfangszustand, an dem der Roboter wegen des Auftretens eines Fehlers gestoppt wurde, bis ein ursprünglicher Zielzustand erreicht ist, ist eine Technik der partiellen Auftragsplanung, die bekannt ist. Bei der partiellen Auftragsplanung wird die Beliebigkeit der Prozeduren, in denen Operatoren zum Erreichen eines unabhängigen Teilziels durchzuführen sind, in einem aus einer Vielzahl von Teilzielen bestehenden Plan beibehalten. Somit kann die Ursache-Wirkung-Beziehung zwischen neu abgeleiteten Planschritten und bestehenden Planschritten überwacht und aktualisiert werden. Der Planer 73 erzeugt Planschritte zum Erreichen einer Vielzahl von Teilzielen, die zum Erreichen des ursprünglichen Zielzustands der dem ersten Roboter 2A und dem zweiten Roboter 2B gestellten Aufgaben erforderlich sind, sowie Informationen bezüglich Beschränkungen bezüglich der Reihenfolge, in der die Planschritte durchzuführen sind.
Insbesondere legt der Planer 73 nach dem Empfangen einer Zielausgabe von der Maßnahmenbestimmungseinheit 72 als einen neuen Anfangszustand einen Punkt fest, an dem die Betriebe des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B wegen des Auftretens eines Fehlers gestoppt wurden, und erzeugt Planschritte, welche die Betriebe des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B angeben, die notwendig sind, bis der ursprüngliche Zielzustand erreicht ist. Darüber hinaus erstellt der Planer 73 einen Plan, der die Planschritte und Beschränkungen bezüglich der Reihenfolge, in der die Planschritte durchzuführen sind, beinhaltet. Der Planer 73 gibt den erzeugten Plan an den Zeitplaner 74 aus. Auf diese Weise kann der Planer 73 Planschritte für die Erholung von einem Fehlerzustand erzeugen und den Plan gemäß den Planschritten steuern, bis die Betriebe des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B einen ursprünglichen Aufgabenzielzustand erreichen.
<Betrieb des Zeitplaners 74>
Wenn ein Plan vom Planer 73 ausgegeben wird, empfängt der Zeitplaner 74 den Plan und erstellt einen Zeitplan, der alle Planschritte für die Erholung beinhaltet, welche die Beschränkungen bezüglich der Reihenfolge, in der die Planschritte durchzuführen sind, erfüllen. Der Zeitplaner 74 gibt den erzeugten Zeitplan an die erste Steuerung 3A und die zweite Steuerung 3B aus. Der Zeitplan ist ein neues Betriebsprogramm für den ersten Roboter 2A und den zweiten Roboter 2B.
Nach dem Empfangen einer Anweisung zum Durchführen des Suchbetriebs oder einer Anweisung zum Stoppen der Betriebe des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B, die von der Maßnahmenbestimmungseinheit 72 ausgegeben wird, erzeugt der Zeitplaner 74 einen Zeitplan, der die Schritte des Betriebs in Übereinstimmung mit der Anweisung enthält, und gibt den erzeugten Zeitplan an die erste Steuerung 3A und die zweite Steuerung 3B aus. Der Zeitplan ist ein neues Betriebsprogramm für den ersten Roboter 2A und den zweiten Roboter 2B.
Der Roboter, der jeden der vom Planer 73 ausgegebenen Planschritte durchführt, muss nicht spezifiziert sein, solange die Beschränkungen bezüglich der Reihenfolge, in der die Planschritte durchzuführen sind, erfüllt werden. In einem Fall, in dem Planschritte zum Bewegen eines Werkstücks, das ein Hindernis darstellt, für die Erholung von einem Fehlerzustand notwendig sind, kann zum Beispiel ein beliebiger Roboter, der nicht belegt ist, das Hindernis bewegen, um das Ziel zu erreichen. In diesem Fall erzeugt der Zeitplaner 74 einen Zeitplan, um die Planschritte dem ersten Roboter 2A und dem zweiten Roboter 2B zuzuweisen, um die Kosten durch den Erholungsprozess zu minimieren, bis die Aufgaben, die das ursprüngliche Ziel sind, abgeschlossen sind.
Der Zeitplaner 74 erzeugt beispielsweise einen Zeitplan, der die Gesamtbetriebszeit und den Gesamtenergieverbrauch des Robotersystems 1 minimiert. Beispielsweise erzeugt der Zeitplaner 74 einen Zeitplan, der die Kosten bezüglich Zeit und Energie minimiert, während die Beschränkungen bezüglich Durchführungsreihenfolge erfüllt werden, indem er eine Technik der optimalen Zeitplanung unter Verwendung eines bekannten A*-Algorithmus (A-Stern-Algorithmus) verwendet. Der A*-Algorithmus ist ein Graphensuchalgorithmus. Bei Problemen der optimalen Zeitplanung wird die Zuweisung der einzelnen Planschritte zu einem Roboter als Übergang eines Zustandsknotens behandelt.
Beispielsweise wird ein Pfad, der die Gesamtkosten minimiert, zu einem Zielknoten abgeleitet, indem eine Summe der Kosten für den Übergang von einem Startknoten zu einem aktuellen Knoten und geschätzte Kosten vom aktuellen Knoten zum Zielknoten als heuristische Funktion verwendet werden. In der ersten Ausführungsform kann die Zeit, in der Betriebe der Roboter durchgeführt werden, welche den Planschritten entsprechen, als Kosten definiert sein.
In einem Fall, in dem ein Planschritt einem verfügbaren des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B zugewiesen wird, ist die Zeit, zu welcher der Betrieb des Planschritts abgeschlossen ist, als Kosten für das Erreichen des aktuellen Knotens definiert. In einem Fall, in dem angenommen wird, dass ein Planschritt, der zu der vorstehenden Zeit nicht zugewiesen wurde, einem beliebigen Roboter ohne Wartezeit zugewiesen werden kann, ist eine Differenz zwischen der Zeit, zu der alle Planschritte abgeschlossen sind, und der Zeit, zu der alle Planschritte, die zu der vorstehenden Zeit zugewiesen wurden, abgeschlossen sind, als geschätzte Kosten für das Erreichen des Zielknotens definiert.
In der Praxis können Wartezeiten für Roboter aufgrund der Beschränkungen bezüglich der Reihenfolge auftreten, unter welchen ein Betrieb eines spezifischen Schritts nicht durchgeführt werden kann, bis ein Betrieb eines anderen Schritts abgeschlossen ist. Mit den vorstehend beschriebenen Einstellungen kann der Zeitplaner 74 einen Zeitplan erzeugen, der die Zeit bis zum Abschluss der Betriebe aller Planschritte minimiert, indem der Knoten in einen Zustand verschoben wird, in dem die heuristische Funktion in jedem der Schritte des Suchbetriebs minimal ist.
Wie vorstehend beschrieben, kann der Zeitplaner 74 in einem Fall, in welchem dem ersten Roboter 2A und dem zweiten Roboter 2B notwendige Planschritte zugewiesen sind, einen Zeitplan erstellen, der die Kosten für Zeit und Energie minimiert, bis die Betriebe des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B abgeschlossen sind, während die Beschränkungen bezüglich der Reihenfolge, in der die Betriebe durchgeführt werden, erfüllt werden. Der erste Roboter 2A und der zweite Roboter 2B sind Beispiele für eine Vielzahl von Robotern und der erste Roboter 2A oder der zweite Roboter 2B ist ein Roboter, in dem ein Fehler aufgetreten ist.
Es ist anzumerken, dass in einem Fall, in dem nur ein einzelner Roboter Aufgaben durchführt, da die vom Planer 73 ausgegebenen Planschritte dem einzelnen Roboter zugewiesen werden, keine Wartezeit entsteht, bis ein anderer Roboter einen Betrieb in einem spezifischen Planschritt abschließt. In diesem Fall führt der Zeitplaner 74 zum Beispiel eine Optimierung der Reihenfolge der Bewegungen zu einer Vielzahl von Punkten durch und erzeugt als einen optimalen Zeitplan einen Zeitplan, der die Gesamtbewegungszeit oder die Gesamtbewegungsstrecke minimiert.
Die Technik zur Erstellung eines Zeitplans, der eine spezifische Bewertungsfunktion maximiert oder minimiert, während die Beschränkungen bezüglich der durchzuführenden Reihenfolge erfüllt werden, ist nicht auf den A*-Algorithmus beschränkt. Anstelle des A*-Algorithmus kann ein genetischer Algorithmus, eine Partikelschwarmoptimierung (particle swarm optimization - PSO) oder eine bayessche Optimierung verwendet werden, bei denen es sich um bekannte kombinatorische Optimierungstechniken handelt.
In einem Fall, in dem ein genetischer Algorithmus verwendet wird, erzeugt der Zeitplaner 74 beispielsweise eine Vielzahl von Zeitplänen als Anfangszustände, in denen Planschritte zufällig dem ersten Roboter 2A und dem zweiten Roboter 2B zugewiesen werden, und wiederholt für eine vorbestimmte Anzahl von Malen einen Schritt des Erzeugens eines Kandidaten für einen Zeitplan einer nächsten Generation auf der Grundlage eines Zeitplans mit dem besten Bewertungswert als Ursprung unter den Zeitplänen, welche die Beschränkungen für die Reihenfolge erfüllen. Auf diese Weise kann der Zeitplaner 74 nach einem optimalen Zeitplan suchen.
<Andere Konfiguration der Fehlerbewertungseinheit 71>
In dem vorstehend beschriebenen Beispiel zur Ableitung eines Zeitplans für die Erholung von einem Fehlerzustand in Anbetracht von Ungewissheit einer detektierten Fehlerursache führt die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 eine Bestimmung zum Bestimmen einer Maßnahme gegen den Fehler auf der Grundlage eines Bewertungswerts durch, der die Wahrscheinlichkeit der durch das semantische Netz angegebenen Fehlerursache angibt.
Die Konfiguration der Fehlerbewertungseinheit 71, die den Bewertungswert berechnet, der für die Bestimmung der Maßnahmenbestimmungseinheit 72 erforderlich ist, ist nicht auf diejenige begrenzt, welche die vorstehend beschriebene Anpassungseinheit 75 für das semantische Netzwerk und Bewertungswert-Berechnungseinheit 76 beinhaltet. Zur Berechnung eines Bewertungswerts kann die Fehlerbewertungseinheit 71 eine Technik verwenden, bei der voneinander abhängige Ereignisse in einer Graphstruktur ausgedrückt werden und die Beziehung der Variablen mit einer bedingten Wahrscheinlichkeit bewertet wird. Die Fehlerbewertungseinheit 71 kann zum Beispiel ein bayessches Netzwerk oder einen Entscheidungsbaum konstruieren, die bekannt sind, um eine Fehlerursache auf der Grundlage von Beobachtungsinformationen zu bewerten.
Zur Berechnung eines Bewertungswerts kann die Fehlerbewertungseinheit 71 bestimmen, wie weit der Zustand bei Detektion eines Fehlers von einem im Voraus gelernten normalen System abweicht, um den Bewertungswert zu berechnen, der die Wahrscheinlichkeit einer Fehlerursache angibt. In diesem Fall kann die Fehlerbewertungseinheit 71 ein gaußsches Verfahren oder ein neuronales Netzwerk verwenden, die bekannt sind.
Wie vorstehend beschrieben, wenn ein Fehler in einem oder jedem des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B aufgetreten ist und die Betriebe des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B daher gestoppt wurden, bestimmt das System 7 zum Planen von Roboterhandlungen gemäß der ersten Ausführungsform eine Maßnahme gegen den Fehler auf der Grundlage eines Bewertungswerts, der die Wahrscheinlichkeit einer Fehlerursache angibt. Wenn die Maßnahme als eine Lösung bestimmt wird, die in den Bewertungsinformationen angegeben ist, die den Bewertungswert angeben, erzeugt das System 7 zum Planen von Roboterhandlungen Planschritte, welche die Betriebsprozeduren des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B in Übereinstimmung mit der Lösung angeben, und erzeugt einen Zeitplan, um den ersten Roboter 2A und den zweiten Roboter 2B dazu zu veranlassen, die Betriebe in Übereinstimmung mit den Planschritten wiederaufzunehmen. Wenn die auf der Grundlage des Bewertungswerts bestimmte Maßnahme eine Maßnahme zum Durchführen des Betriebs zum Untersuchen des Bewertungswerts ist, erzeugt das System 7 zum Planen von Roboterhandlungen einen Zeitplan, der sich auf die Betriebe des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B in Übereinstimmung mit der Maßnahme zum Durchführen des Betriebs zum Untersuchen des Bewertungswerts bezieht.
Wenn der Zeitplan in Übereinstimmung mit der Lösung erzeugt ist, wird der Fehler behoben und der erste Roboter 2A und der zweite Roboter 2B nehmen die Betriebe wieder auf. Wenn der Zeitplan in Übereinstimmung mit der Maßnahme zum Durchführen des Betriebs zum Untersuchen des Bewertungswerts erzeugt wird, kann der Bewertungswert geändert werden und der Fehler kann somit behoben werden. Anders ausgedrückt kann, wenn in einem oder beiden des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B ein Fehler aufgetreten ist, das System 7 zum Planen von Roboterhandlungen den Fehler beheben, ohne dass ein Mensch damit belastet wird. Somit kann das System 7 zum Planen von Roboterhandlungen die Betriebsrate des Robotersystems 1 verbessern, wenn ein Fehler in einem oder jeden von dem ersten Roboter 2A und dem zweiten Roboter 2B aufgetreten ist.
In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform beinhaltet das Robotersystem 1 zwei Roboter, nämlich den ersten Roboter 2A und den zweiten Roboter 2B. Das Robotersystem 1 kann jedoch nur einen Roboter beinhalten. Insbesondere kann das Robotersystem 1 nur den ersten Roboter 2A beinhalten. In dem Fall, in dem das Robotersystem 1 nur den ersten Roboter 2A beinhaltet, kann das Robotersystem 1 nur die erste Steuerung 3A beinhalten und muss die zweite Steuerung 3B nicht beinhalten. In dem Fall, in dem das Robotersystem 1 nur den ersten Roboter 2A beinhaltet, kann das Robotersystem 1 nur den ersten internen Sensor 4A beinhalten und muss den zweiten internen Sensor 4B nicht beinhalten.
Das Robotersystem 1 kann drei oder mehr Roboter beinhalten, kann drei oder mehr Steuerungen beinhalten, kann drei oder mehr interne Sensoren beinhalten und kann zwei oder mehr externe Sensoren beinhalten.
In dem Fall, in dem das Robotersystem 1 nur den ersten Roboter 2A beinhaltet, wenn ein Fehler in dem ersten Roboter 2A aufgetreten ist und der Betrieb des ersten Roboters 2A gestoppt wurde, erzeugt die Fehlerbewertungseinheit 71 in dem System 7 zum Planen von Roboterhandlungen Bewertungsinformationen, die eine Ursache des Fehlers, einen Bewertungswert, der die Wahrscheinlichkeit der Ursache angibt, und eine mögliche Lösung für die Ursache angeben, auf der Grundlage von Informationen, die den Betriebszustand des ersten Roboters 2A angeben. Für den ersten Roboter 2A bestimmt die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 eine Maßnahme gegen den Fehler auf der Grundlage des Bewertungswerts, der in den von der Fehlerbewertungseinheit 71 erzeugten Bewertungsinformationen angegeben ist.
Wenn eine von der Maßnahmenbestimmungseinheit 72 bestimmte Maßnahme die in den Bewertungsinformationen angegebene Lösung ist, erzeugt der Planer 73 Planschritte, welche die Betriebsprozeduren des ersten Roboters 2A in Übereinstimmung mit der Lösung angeben. Wenn die Planschritte vom Planer 73 erzeugt werden, erzeugt der Zeitplaner 74 einen Zeitplan, um den ersten Roboter 2A dazu zu veranlassen, den Betrieb in Übereinstimmung mit den Planschritten wiederaufzunehmen. Wenn die von der Maßnahmenbestimmungseinheit 72 bestimmte Maßnahme eine Maßnahme zum Durchführen des Betriebs zum Untersuchen des Bewertungswerts oder eine Maßnahme zum Stoppen des Betriebs des ersten Roboters 2A ist, erzeugt der Zeitplaner 74 einen Zeitplan, der sich auf den Betrieb des ersten Roboters 2A in Übereinstimmung mit der von der Maßnahmenbestimmungseinheit 72 bestimmten Maßnahme bezieht.
Die Anpassungseinheit 75 für das semantische Netzwerk konstruiert ein semantisches Netzwerk, das in der Lage ist, einen Fehler zu beschreiben, der mit der Art des Betriebs des ersten Roboters 2A assoziiert ist, und extrahiert eine Ursache des Fehlers. Die Bewertungswert-Berechnungseinheit 76 erhält Beobachtungsinformationen, auf denen die Ursache basiert, und berechnet einen Bewertungswert auf der Grundlage der Beobachtungsinformationen und der Ursache, die durch die Anpassungseinheit 75 für das semantische Netzwerk extrahiert wurde. Die Beobachtungsinformationen sind Informationen, die den Betriebszustand des ersten Roboters 2A angeben.
Zum Bestimmen einer Maßnahme gegen den Fehler bestimmt die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 zuerst, ob der Bewertungswert größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass der Bewertungswert größer als der Schwellenwert ist, bestimmt die Maßnahmenbestimmungseinheit 72, dass die Maßnahme die in den Bewertungsinformationen angegebene Lösung ist. Wenn bestimmt wird, dass der Bewertungswert gleich dem oder kleiner als der Schwellenwert ist, bestimmt die Maßnahmenbestimmungseinheit 72, ob der Betrieb zum Untersuchen des Bewertungswerts durchgeführt werden kann oder nicht.
Wenn bestimmt wird, dass der Betrieb zum Untersuchen des Bewertungswerts durchgeführt werden kann, bestimmt die Maßnahmenbestimmungseinheit 72, dass die Maßnahme eine Maßnahme zum Durchführen des Betriebs zum Untersuchen des Bewertungswerts ist. Wenn bestimmt wird, dass der Betrieb zum Untersuchen des Bewertungswerts nicht durchgeführt werden kann, bestimmt die Maßnahmenbestimmungseinheit 72, dass die Maßnahme eine Maßnahme zum Stoppen des Betriebs des ersten Roboters 2A ist.
Wenn bestimmt wird, dass der Bewertungswert größer als der Schwellenwert ist, kann die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 bestimmen, dass die Maßnahme eine Maßnahme zum Stoppen des Betriebs des ersten Roboters 2A ist, ohne zu bestimmen, ob der Betrieb zum Untersuchen des Bewertungswerts durchgeführt werden kann oder nicht.
Die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 kann eine Funktion zum Empfangen und Speichern des Schwellenwerts und der Anzahl der Versuche zum Bestimmen, ob der Betrieb zum Untersuchen des Bewertungswerts durchgeführt werden kann oder nicht, aufweisen, das heißt der Anzahl der Versuche des Betriebs, die der erste Roboter 2A durchführen darf. In diesem Fall bestimmt die Maßnahmenbestimmungseinheit 72, ob der Bewertungswert größer als der gespeicherte Schwellenwert ist oder nicht, und bestimmt, ob der Betrieb zum Untersuchen des Bewertungswerts unter Verwendung der gespeicherten Anzahl der Versuche durchgeführt werden kann oder nicht.
Die Maßnahmenbestimmungseinheit 72 kann eine Funktion zum Ausgeben eines Ziels der Planung der Planschritte an den Planer 73 aufweisen. In diesem Fall legt der Planer 73 nach dem Empfangen der Zielausgabe von der Maßnahmenbestimmungseinheit 72 als einen neuen Anfangszustand einen Punkt fest, an dem der Betrieb des ersten Roboters 2A aufgrund des Auftretens eines Fehlers gestoppt wurde, erzeugt einen Planschritt, der die Betriebe des ersten Roboters 2A angibt, die erforderlich sind, bis der ursprüngliche Zielzustand erreicht ist, und erzeugt einen Plan, der die Planschritte und die Beschränkungen bezüglich der Reihenfolge, in der die Planschritte durchzuführen sind, enthält.
Die Fehlerdetektionseinheit 6 kann ein neuronales Netzwerk lernen, das die Diagnose einer Anomalie im Voraus auf der Grundlage der von dem ersten internen Sensor 4A und dem externen Sensor 5 detektierten Werte ermöglicht. In diesem Fall detektiert die Fehlerdetektionseinheit 6 einen Fehler, der in dem ersten Roboter 2A aufgetreten ist, auf der Grundlage von Werten, die von dem ersten internen Sensor 4A und dem externen Sensor 5 unter Verwendung des neuronalen Netzwerks detektiert werden, während der erste Roboter 2A Betriebe durchführt.
Zweite Ausführungsform.
8 ist eine Darstellung, welche eine Konfiguration eines Robotersystems 1A gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht. In der zweiten Ausführungsform wird hauptsächlich der Unterschied zu der ersten Ausführungsform beschrieben. Das Robotersystem 1A beinhaltet eine erste Steuerung 3C anstelle der ersten Steuerung 3A des Robotersystems 1 gemäß der ersten Ausführungsform und eine zweite Steuerung 3D anstelle der zweiten Steuerung 3B des Robotersystems 1. Die erste Steuerung 3C und die zweite Steuerung 3D beinhalten jeweils das System 7 zum Planen von Roboterhandlungen des Robotersystems 1 gemäß der ersten Ausführungsform.
Die erste Steuerung 3C speichert das erste Betriebsprogramm 31A und beinhaltet eine erste Kommunikationseinheit 32A, die mit der zweiten Steuerung 3D kommuniziert. Die zweite Steuerung 3D speichert das zweite Betriebsprogramm 31B und beinhaltet eine zweite Kommunikationseinheit 32B, die mit der ersten Steuerung 3C kommuniziert.
In der zweiten Ausführungsform gibt die Fehlerdetektionseinheit 6, wenn ein Fehler in einem des ersten Roboters 2A oder des zweiten Roboters 2B detektiert wird, erste Betriebsinformationen und zweite Betriebsinformationen an eine Steuerung aus, die Befehle an den Roboter ausgibt, in dem der Fehler detektiert wird. Wenn zum Beispiel ein Fehler im ersten Roboter 2A detektiert wird, gibt die Fehlerdetektionseinheit 6 die ersten Betriebsinformationen und die zweiten Betriebsinformationen an die erste Steuerung 3C aus. Das in der Steuerung enthaltene System 7 zum Planen von Roboterhandlungen, das die ersten Betriebsinformationen und die zweiten Betriebsinformationen empfangen hat, erzeugt einen Zeitplan, wie in der ersten Ausführungsform beschrieben.
In einem Fall, in dem ein Fehler im ersten Roboter 2A aufgetreten ist, gibt das in der ersten Steuerung 3C enthaltene System 7 zum Planen von Roboterhandlungen den erzeugten Zeitplan an die erste Kommunikationseinheit 32A aus. Die erste Kommunikationseinheit 32A empfängt den vom System 7 zum Planen von Roboterhandlungen ausgegebenen Zeitplan und gibt den empfangenen Zeitplan an die zweite Kommunikationseinheit 32B der zweiten Steuerung 3D aus. In einem Fall, in dem ein Fehler im zweiten Roboter 2B aufgetreten ist, gibt das in der zweiten Steuerung 3D enthaltene System 7 zum Planen von Roboterhandlungen den erzeugten Zeitplan an die zweite Kommunikationseinheit 32B aus. Die zweite Kommunikationseinheit 32B empfängt den vom System 7 zum Planen von Roboterhandlungen ausgegebenen Zeitplan und gibt den empfangenen Zeitplan an die erste Kommunikationseinheit 32A der ersten Steuerung 3C aus.
Ein vom System 7 zum Planen von Roboterhandlungen erzeugter Zeitplan kann die Betriebsprogramme des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B ändern. Somit gibt die erste Kommunikationseinheit 32A den vom System 7 zum Planen von Roboterhandlungen der ersten Steuerung 3C erzeugten Zeitplan an die zweite Kommunikationseinheit 32B aus. Die zweite Kommunikationseinheit 32B gibt den vom System 7 zum Planen von Roboterhandlungen der zweiten Steuerung 3D erzeugten Zeitplan an die erste Kommunikationseinheit 32A aus. Dadurch wird ermöglicht, dass die erste Steuerung 3C und die zweite Steuerung 3D denselben Zeitplan aufweisen. Infolgedessen werden das erste Betriebsprogramm 31A und das zweite Betriebsprogramm 31B synchron geändert.
Insbesondere kann das Robotersystem 1A gemäß der zweiten Ausführungsform das erste Betriebsprogramm 31A und das zweite Betriebsprogramm 31B synchron ändern, obwohl die Fehlerdetektionseinheit 6 die ersten Betriebsinformationen und die zweiten Betriebsinformationen nur an eine Steuerung zwischen dem ersten Roboter 2A und dem zweiten Roboter 2B ausgibt, die Befehle an den Roboter ausgibt, bei dem ein Fehler aufgetreten ist.
In der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform, wie in 8 veranschaulicht, beinhalten die erste Steuerung 3C und die zweite Steuerung 3D jeweils das System 7 zum Planen von Roboterhandlungen. Es kann jedoch sein, dass nur eine der ersten Steuerung 3C und der zweiten Steuerung 3D das System 7 zum Planen von Roboterhandlungen beinhaltet. Auch in diesem Fall kommunizieren die erste Kommunikationseinheit 32A und die zweite Kommunikationseinheit 32B miteinander, so dass ein vom System 7 zum Planen von Roboterhandlungen erzeugter Zeitplan von der ersten Steuerung 3C und der zweiten Steuerung 3D gemeinsam genutzt wird. Infolgedessen werden das erste Betriebsprogramm 31A und das zweite Betriebsprogramm 31B synchron geändert.
Es ist anzumerken, dass das Robotersystem 1A drei oder mehr Roboter und drei oder mehr Steuerungen beinhalten kann. In diesem Fall ist jeder der drei oder mehr Roboter mit einer beliebigen Steuerung assoziiert, ist jede der drei oder mehr Steuerungen mit einem beliebigen Roboter assoziiert und steuert jede der Steuerungen den damit assoziierten Roboter. Darüber hinaus können die drei oder mehr Steuerungen jeweils eine Kommunikationseinheit beinhalten und kann nur eine der drei oder mehr Steuerungen das System 7 zum Planen von Roboterhandlungen beinhalten. In dem vorstehend beschriebenen Fall führt jede der Kommunikationseinheiten die Kommunikation eines vom System 7 zum Planen von Roboterhandlungen erzeugten Zeitplans durch, so dass der Zeitplan von allen Steuerungen gemeinsam genutzt wird. Somit werden die Betriebsprogramme in den Steuerungen synchron geändert.
Dritte Ausführungsform.
9 ist eine Darstellung, welche eine Konfiguration eines Roboteraufgabenverifizierungssystems 8 gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulicht. Das Roboteraufgabenverifizierungssystem 8 beinhaltet das System 7 zum Planen von Roboterhandlungen gemäß der ersten Ausführungsform und einen Robotersimulator 9. Der Robotersimulator 9 beinhaltet ein Modul, das in der Lage ist, die Funktionen des ersten Roboters 2A, des zweiten Roboters 2B, der ersten Steuerung 3A, der zweiten Steuerung 3B, des ersten internen Sensors 4A, des zweiten internen Sensors 4B, des externen Sensors 5 und der Fehlerdetektionseinheit 6, die in dem Robotersystem 1 gemäß der ersten Ausführungsform enthalten sind, simulativ umzusetzen. Der Robotersimulator 9 erstellt eine Arbeitsumgebung des ersten Roboters 2A und des zweiten Roboters 2B in einem virtuellen Raum.
Der Robotersimulator 9 erzeugt virtuelle Betriebsinformationen, wobei es sich um Informationen in einem Fall, in dem der erste Roboter 2A und der zweite Roboter 2B virtuell Betriebe durchführen, anstelle von Betriebsinformationen in einem Fall, in dem der erste Roboter 2A und der zweite Roboter Betriebe 2B tatsächlich durchführen, und gibt die erzeugten virtuellen Betriebsinformationen an das System 7 zum Planen von Roboterhandlungen aus. In der dritten Ausführungsform empfängt das System 7 zum Planen von Roboterhandlungen die vom Robotersimulator 9 ausgegebenen virtuellen Betriebsinformationen und erzeugt einen Zeitplan auf der Grundlage der virtuellen Betriebsinformationen. Der Robotersimulator 9 führt den vom System 7 zum Planen von Roboterhandlungen erstellten Zeitplan in einem virtuellen Raum aus, um den Zeitplan zu verifizieren.
Das Roboteraufgabenverifizierungssystem 8 umfasst eine Empfangseinheit 10, die virtuelle Betriebsinformationen von einem Benutzer empfängt. In einem Fall, in dem ein Benutzer die virtuellen Betriebsinformationen in das Roboteraufgabenverifizierungssystem 8 eingegeben hat und die Empfangseinheit 10 die eingegebenen virtuellen Betriebsinformationen empfangen hat, gibt der Robotersimulator 9 die von der Empfangseinheit 10 empfangenen virtuellen Betriebsinformationen an das System 7 zum Planen von Roboterhandlungen aus. Das System 7 zum Planen von Roboterhandlungen erzeugt einen Zeitplan auf der Grundlage der virtuellen Betriebsinformationen. Der Robotersimulator 9 verifiziert den vom System 7 zum Planen von Roboterhandlungen erzeugten Zeitplan. Somit kann das Roboteraufgabenverifizierungssystem 8 den Zeitplan auf der Grundlage der vom Benutzer eingegebenen virtuellen Betriebsinformationen verifizieren.
Das Roboteraufgabenverifizierungssystem 8 beinhaltet eine Anzeigeeinheit 11, die ein Ergebnis der vom Robotersimulator 9 durchgeführten Verifizierung anzeigt. Der Benutzer kann das Ergebnis der vom Robotersimulator 9 durchgeführten Verifizierung erkennen, indem er das von der Anzeigeeinheit 11 angezeigte Ergebnis betrachtet. Ein Beispiel für eine Anzeigeeinheit 11 ist eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung.
Wie vorstehend beschrieben, verifiziert das Roboteraufgabenverifizierungssystem 8 gemäß der dritten Ausführungsform einen Zeitplan, der für einen Fehler in einem virtuellen Roboter erzeugt wurde. Somit kann das Roboteraufgabenverifizierungssystem 8 einen Zeitplan verifizieren, der für einen Fehler in einem virtuellen Roboter erstellt wurde, ohne dass ein tatsächlicher Roboter verwendet wird.
Vierte Ausführungsform.
10 ist eine Darstellung, welche eine Konfiguration eines Systems 7A zum Planen von Roboterhandlungen gemäß einer vierten Ausführungsform veranschaulicht. Das System 7A zum Planen von Roboterhandlungen beinhaltet die Fehlerbewertungseinheit 71 und die Maßnahmenbestimmungseinheit 72, die in dem System 7 zum Planen von Roboterhandlungen gemäß der ersten Ausführungsform enthalten sind. Anstelle des im System 7 zum Planen von Roboterhandlungen enthaltenen Planers 73 beinhaltet das System 7A zum Planen von Roboterhandlungen ferner einen Planer 73A mit einer Funktion zum Kommunizieren mit einem Robotersimulator 12. Der Planer 73A weist Funktionen des Planers 73 auf. In 10 ist der Robotersimulator 12 ebenfalls veranschaulicht. Der Robotersimulator 12 ist eine Vorrichtung zum virtuellen Umsetzen von Betrieben, die zur Erholung von einem Fehlerzustand erforderlich sind.
Anstelle des im System 7 zum Planen von Roboterhandlungen enthaltenen Zeitplaners 74 beinhaltet das System 7A zum Planen von Roboterhandlungen ferner einen Zeitplaner 74A mit einer Funktion zum Kommunizieren mit dem Robotersimulator 12. Der Zeitplaner 74A weist die Funktionen des Zeitplaners 74 auf. In der vierten Ausführungsform werden hauptsächlich Funktionen beschrieben, die sich von denen des in der ersten Ausführungsform beschriebenen Systems 7 zum Planen von Roboterhandlungen unterscheiden.
Der Robotersimulator 12 ist eine Vorrichtung, die in einem virtuellen Raum ein Modell bewegt, das einem Roboter entspricht, der Betriebe durchführt. Obwohl die erste Steuerung 3A und die zweite Steuerung 3B, die in dem Robotersystem 1 gemäß der ersten Ausführungsform enthalten sind, in 10 nicht veranschaulicht sind, kann sich der Robotersimulator 12 in einer Steuerung von einer oder jeder der ersten Steuerung 3A und der zweiten Steuerung 3B befinden, oder er kann sich außerhalb der ersten Steuerung 3A und der zweiten Steuerung 3B befinden. Auf ähnliche Weise kann sich der Robotersimulator 12 in einer Steuerung von einer oder jeder der ersten Steuerung 3C und der zweiten Steuerung 3D in der zweiten Ausführungsform befinden, oder er kann sich außerhalb der ersten Steuerung 3C und der zweiten Steuerung 3D befinden. Bei dem Robotersimulator 12 kann es sich um den Robotersimulator 9 handeln, der in dem Roboteraufgabenverifizierungssystem 8 gemäß der dritten Ausführungsform enthalten ist.
Der Planer 73 in der ersten Ausführungsform erzeugt Planschritte zum Erreichen eines Zielzustandes durch Kombinieren von im Voraus im Planer 73 definierten Operatoren. Der Planer 73A in der vierten Ausführungsform erlangt durch maschinelles Lernen über den Robotersimulator 12 die Operatoren neu, die zum Erreichen eines spezifischen Planungsziels, das von der Maßnahmenbestimmungseinheit 72 ausgegeben wird, erforderlich sind. Zum Beispiel erlangt der Planer 73A die notwendigen Operatoren unter Verwendung des bekannten bestärkenden Lernens.
Beim bestärkenden Lernen unter Verwendung eines Simulators empfängt ein Roboter eine im Voraus definierte Belohnung, wenn der Roboter durch Ausprobieren einen bestimmten Zustand in einer Arbeitsumgebung erreicht hat, so dass ein Betrieb gelernt wird, der einen gewünschten Zustand mit einem Minimum an Kosten erreicht. Der Planer 73A kommuniziert mit dem Robotersimulator 12, um ein Modell, das einem Roboter entspricht, im virtuellen Raum zu bewegen, bis eine vorbestimmte maximale Anzahl von Versuchen erreicht ist, um Operatoren für den Übergang von einem aktuellen Zustand zu einem Zielzustand zu erlangen, der von der Maßnahmenbestimmungseinheit 72 ausgegeben wird.
Der Planer 73A erlangt beispielsweise, wie entsprechende Gelenke des Roboters zu bewegen sind, um einen Zustand zu erreichen, in dem ein Werkstück Z als Reaktion auf ein Ziel des „Entfernens des Werkstücks Z, das ein Hindernis ist“ entfernt wird, und verwendet die bereits erlangten Operatoren, wenn danach das gleiche Ziel erreicht wird. Wie vorstehend beschrieben, führt der Planer 73A das Lernen über den Robotersimulator 12 durch und erlangt nach dem Empfangen eines Ziels, das von der Maßnahmenbestimmungseinheit 72 ausgeben wird, Betriebe zum Erreichen des Ziels. Wenn derselbe Fehler aufgetreten ist, kann der Planer 73A bereits erlangte Operatoren verwenden.
Der Zeitplaner 74 kommuniziert mit dem Robotersimulator 12 im Prozess des Erzeugens eines Zeitplans, der eine Bewertungsfunktion maximiert oder minimiert. Der Zeitplaner 74 in der ersten Ausführungsform erzeugt einen Zeitplan, der eine Bewertungsfunktion unter Verwendung der Betriebskosten, die im Voraus im Zeitplaner 74 definiert sind, maximiert oder minimiert. Der Zeitplaner 74A erzeugt einen Zeitplan, der eine Bewertungsfunktion auf der Grundlage eines Wertes maximiert oder minimiert, der die Kosten der Betriebszeit und des Energieverbrauchs angibt, die vom Robotersimulator 12 berechnet werden, der virtuell Betriebe umsetzt, die für die Erholung von einem Fehlerzustand erforderlich sind.
Wie vorstehend beschrieben, kann das System 7A zum Planen von Roboterhandlungen gemäß der vierten Ausführungsform neue Betriebe erlangen und die Betriebskosten auf der Grundlage eines vom Robotersimulator 12 erhaltenen Verifizierungsergebnisses bewerten.
11 ist eine Darstellung, die einen Prozessor 91 in einem Fall veranschaulicht, in dem zumindest einige der Funktionen der Fehlerbewertungseinheit 71, der Maßnahmenbestimmungseinheit 72, des Planers 73 und des Zeitplaners 74, die in dem System 7 zum Planen von Roboterhandlungen gemäß der ersten Ausführungsform enthalten sind, durch den Prozessor 91 umgesetzt werden. Insbesondere können zumindest einige der Funktionen der Fehlerbewertungseinheit 71, der Maßnahmenbestimmungseinheit 72, des Planers 73 und des Zeitplaners 74 durch den Prozessor 91 umgesetzt werden, der in einem Speicher 92 gespeicherte Programme ausführt. Der Prozessor 91 ist eine zentrale Verarbeitungseinheit (central processing unit - CPU), eine Verarbeitungsvorrichtung, eine Rechenvorrichtung, ein Mikroprozessor oder ein digitaler Signalprozessor (DSP). In 11 ist ebenfalls der Speicher 92 veranschaulicht.
In dem Fall, in dem zumindest einige der Funktionen der Fehlerbewertungseinheit 71, der Maßnahmenbestimmungseinheit 72, des Planers 73 und des Zeitplaners 74 durch den Prozessor 91 umgesetzt werden, werden die zumindest einigen der Funktionen durch den Prozessor 91 und Software, Firmware oder eine Kombination aus Software und Firmware umgesetzt. Die Software oder Firmware ist in Form von Programmen beschrieben und im Speicher 92 gespeichert. Der Prozessor 91 liest die im Speicher 92 gespeicherten Programme aus und führt sie aus, um zumindest einige der Funktionen der Fehlerbewertungseinheit 71, der Maßnahmenbestimmungseinheit 72, des Planers 73 und des Zeitplaners 74 umzusetzen.
In dem Fall, in dem zumindest einige der Funktionen der Fehlerbewertungseinheit 71, der Maßnahmenbestimmungseinheit 72, des Planers 73 und des Zeitplaners 74 durch den Prozessor 91 umgesetzt werden, beinhaltet das System 7 zum Planen von Roboterhandlungen den Speicher 92 zum Speichern von Programmen, die zur Ausführung von zumindest einigen der Schritte führen, die von der Fehlerbewertungseinheit 71, Maßnahmenbestimmungseinheit 72, dem Planer 73 und dem Zeitplaner 74 durchgeführt werden. Anders ausgedrückt veranlassen die im Speicher 92 gespeicherten Programme einen Computer dazu, zumindest einige der Prozeduren oder Verfahren auszuführen, die von der Fehlerbewertungseinheit 71, der Maßnahmenbestimmungseinheit 72, dem Planer 73 und dem Zeitplaner 74 durchgeführt werden.
Der Speicher 92 ist ein nicht flüchtiger oder flüchtiger Halbleiterspeicher, wie zum Beispiel ein Direktzugriffsspeicher (random access memory - RAM), ein Festwertspeicher (read only memory - ROM), ein Flash-Speicher oder ein löschbarer programmierbarer Festwertspeicher (erasable programmable read only memory - EPROM), ein elektrisch löschbarer programmierbarer Festwertspeicher (electrically erasable programmable readonly memory - EEPROM) (eingetragenes Warenzeichen), eine Magnetplatte, eine flexible Platte, eine optische Platte, eine Compact Disc, eine Mini Disc, eine Digital Versatile Disk (DVD) oder dergleichen, als Beispiel.
12 ist eine Darstellung, die eine Verarbeitungsschaltung 93 in einem Fall veranschaulicht, in dem die Fehlerbewertungseinheit 71, die Maßnahmenbestimmungseinheit 72, der Planer 73 und der Zeitplaner 74, die in dem System 7 zum Planen von Roboterhandlungen gemäß der ersten Ausführungsform enthalten sind, zumindest teilweise durch die Verarbeitungsschaltung 93 umgesetzt werden. Insbesondere können die Fehlerbewertungseinheit 71, die Maßnahmenbestimmungseinheit 72, der Planer 73 und der Zeitplaner 74 zumindest teilweise durch die Verarbeitungsschaltung 93 umgesetzt werden.
Die Verarbeitungsschaltung 93 ist eine dedizierte Hardware. Die Verarbeitungsschaltung 93 ist zum Beispiel eine Einzelschaltung, eine Verbundschaltung, ein programmierter Prozessor, ein parallel programmierter Prozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (application specific integrated circuit - ASIC), eine feldprogrammierbare Gate-Anordnung (field programmable gate array - FPGA) oder eine Kombination daraus.
Zumindest einige der Funktionen der Fehlerbewertungseinheit 71, der Maßnahmenbestimmungseinheit 72, des Planers 73 und des Zeitplaners 74 können durch Software oder Firmware umgesetzt werden und andere können durch dedizierte Hardware umgesetzt werden. Wie vorstehend beschrieben, können die Funktionen der Fehlerbewertungseinheit 71, der Maßnahmenbestimmungseinheit 72, des Planers 73 und des Zeitplaners 74 können durch Hardware, Software, Firmware oder eine Kombination daraus umgesetzt werden.
Zumindest einige der Funktionen der ersten Steuerung 3A, der zweiten Steuerung 3B, des ersten internen Sensors 4A, des zweiten internen Sensors 4B, des externen Sensors 5 und der Fehlerdetektionseinheit 6, die in dem Robotersystem 1 gemäß der ersten Ausführungsform enthalten sind, können durch einen Prozessor umgesetzt werden, der in einem Speicher gespeicherte Programme ausführt. Der Speicher speichert Programme, die zur Ausführung von zumindest einigen der Schritte führen, die von der ersten Steuerung 3A, der zweiten Steuerung 3B, dem ersten internen Sensor 4A, dem zweiten internen Sensor 4B, dem externen Sensor 5 und der Fehlerdetektionseinheit 6 durchgeführt werden.
Die erste Steuerung 3A, die zweite Steuerung 3B, der erste interne Sensor 4A, der zweite interne Sensor 4B, der externe Sensor 5 und die Fehlerdetektionseinheit 6, die in dem Robotersystem 1 gemäß der ersten Ausführungsform enthalten sind, können zumindest teilweise durch eine Verarbeitungsschaltung umgesetzt werden, die Funktionen aufweist, die denjenigen der vorstehend beschriebenen Verarbeitungsschaltung 93 gleichwertig sind.
Zumindest einige der Funktionen der ersten Steuerung 3C und der zweiten Steuerung 3D, die in dem Robotersystem 1A gemäß der zweiten Ausführungsform enthalten sind, können durch einen Prozessor umgesetzt werden, der in einem Speicher gespeicherte Programme ausführt. Der Speicher speichert Programme, die zur Ausführung von zumindest einigen der Schritte führen, die von der ersten Steuerung 3C und der zweiten Steuerung 3D durchgeführt werden. Die erste Steuerung 3C und die zweite Steuerung 3D können zumindest teilweise durch eine Verarbeitungsschaltung umgesetzt werden, die Funktionen aufweist, die denjenigen der Verarbeitungsschaltung 93 gleichwertig sind.
Zumindest einige der Funktionen des Robotersimulators 9 und der Empfangseinheit 10, die in dem Roboteraufgabenverifizierungssystem 8 gemäß der dritten Ausführungsform enthalten sind, können durch einen Prozessor umgesetzt werden, der in einem Speicher gespeicherte Programme ausführt. Der Speicher speichert Programme, die zur Ausführung von zumindest einigen der Schritte führen, die von dem Robotersimulator 9 und der Empfangseinheit 10 durchgeführt werden. Der Robotersimulator 9 und die Empfangseinheit 10 können zumindest teilweise durch eine Verarbeitungsschaltung umgesetzt werden, die Funktionen aufweist, die denjenigen der Verarbeitungsschaltung 93 gleichwertig sind.
Zumindest einige der Funktionen der Planers 73A und des Zeitplaners 74A, die in dem System 7A zum Planen von Roboterhandlungen gemäß der vierten Ausführungsform enthalten sind, können durch einen Prozessor umgesetzt werden, der in einem Speicher gespeicherte Programme ausführt. Der Speicher speichert Programme, die zur Ausführung von zumindest einigen der Schritte führen, die von dem Planer 73A und dem Zeitplaner 74A durchgeführt werden. Der Planer 73A und der Zeitplaner 74A können zumindest teilweise durch eine Verarbeitungsschaltung umgesetzt werden, die Funktionen aufweist, die denjenigen der Verarbeitungsschaltung 93 gleichwertig sind.
Zumindest einige der Funktionen des Robotersimulators 12 in der vierten Ausführungsform können durch einen Prozessor umgesetzt werden, der in einem Speicher gespeicherte Programme ausführt. Der Speicher speichert Programme, die zur Ausführung von zumindest einigen der Schritte führen, die von dem Robotersimulator 12 durchgeführt werden. Der Robotersimulator 12 kann zumindest teilweise durch eine Verarbeitungsschaltung umgesetzt werden, die Funktionen aufweist, die denjenigen der Verarbeitungsschaltung 93 gleichwertig sind.
Die Konfigurationen, die in den vorstehenden Ausführungsformen dargestellt sind, sind Beispiele der vorliegenden Erfindung und können mit anderen bekannten Technologien kombiniert werden oder können teilweise weggelassen oder modifiziert werden, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1, 1A: Robotersystem;
2A: erster Roboter;
2B: zweiter Roboter;
3A, 3C: erste Steuerung;
3B, 3D: zweite Steuerung;
4A: erster interner Sensor;
4B: zweiter interner Sensor;
5: externer Sensor;
6: Fehlerdetektionseinheit;
7, 7A: System zum Planen von Roboterhandlungen;
8: Roboteraufgabenverifizierungssystem;
9, 12: Robotersimulator;
10: Empfangseinheit;
11: Anzeigeeinheit;
31A: erstes Betriebsprogramm;
31B: zweites Betriebsprogramm;
32A: erste Kommunikationseinheit;
32B: zweite Kommunikationseinheit;
71: Fehlerbewertungseinheit;
72: Maßnahmenbestimmungseinheit;
73, 73A: Planer;
74, 74A: Zeitplaner;
75: Anpassungseinheit für das semantische Netzwerk;
76: Bewertungswert-Berechnungseinheit;
91: Prozessor;
92: Speicher;
93: Verarbeitungsschaltung.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2018036713 [0004]

Claims

System zum Planen von Roboterhandlungen, umfassend: eine Fehlerbewertungseinheit zum, wenn ein Fehler in einem Roboter aufgetreten ist und der Betrieb des Roboters gestoppt wurde, Erzeugen von Bewertungsinformationen, die eine Ursache des Fehlers, einen Bewertungswert, der die Wahrscheinlichkeit der Ursache angibt, und eine mögliche Lösung für die Ursache auf der Grundlage von Informationen, die einen Betriebszustand des Roboters angeben, angeben; eine Maßnahmenbestimmungseinheit zum Bestimmen einer Maßnahme gegen den Fehler auf der Grundlage des Bewertungswerts, der in den von der Fehlerbewertungseinheit erzeugten Bewertungsinformationen angegeben ist; einen Planer zum, wenn die von der Maßnahmenbestimmungseinheit bestimmte Maßnahme die in den Bewertungsinformationen angegebene Lösung ist, Erzeugen von Planschritten, die Betriebsprozeduren des Roboters in Übereinstimmung mit der Lösung angeben; und einen Zeitplaner zum Erzeugen eines Zeitplans, um den Roboter dazu zu veranlassen, den Betrieb in Übereinstimmung mit den Planschritten wiederaufzunehmen, wenn die Planschritte durch den Planer erzeugt werden, und zum Erzeugen eines Zeitplans, der sich auf den Betrieb des Roboters in Übereinstimmung mit der durch die Maßnahmenbestimmungseinheit bestimmten Maßnahme bezieht, wenn die durch die Maßnahmenbestimmungseinheit bestimmte Maßnahme eine Maßnahme zum Durchführen des Betriebs zum Untersuchen des Bewertungswerts oder eine Maßnahme zum Stoppen des Betriebs des Roboters ist.
System zum Planen von Roboterhandlungen nach Anspruch 1, wobei die Fehlerbewertungseinheit Folgendes beinhaltet: eine Anpassungseinheit für ein semantisches Netzwerk zum Konstruieren eines semantischen Netzwerks, das in der Lage ist, einen Fehler zu beschreiben, der mit einer Art von Betrieb des Roboters assoziiert ist, und zum Extrahieren der Ursache; und eine Bewertungswert-Berechnungseinheit zum Erhalten von Beobachtungsinformationen, auf denen die Ursache basiert, und zum Berechnen des Bewertungswerts auf der Grundlage der Beobachtungsinformationen und der Ursache, die durch die Anpassungseinheit für ein semantisches Netzwerk extrahiert wurde, und es sich bei den Beobachtungsinformationen um Informationen handelt, die einen Betriebszustand des Roboters angeben.
System zum Planen von Roboterhandlungen nach Anspruch 1, wobei die Maßnahmenbestimmungseinheit bestimmt, ob der Bewertungswert größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist oder nicht, wenn bestimmt wird, dass der Bewertungswert größer als der Schwellenwert ist, die Maßnahmenbestimmungseinheit bestimmt, dass die Maßnahme die in den Bewertungsinformationen angegebene Lösung ist, wenn bestimmt wird, dass der Bewertungswert gleich dem oder kleiner als der Schwellenwert ist, die Maßnahmenbestimmungseinheit bestimmt, ob ein Betrieb zum Untersuchen des Bewertungswerts durchgeführt werden kann oder nicht, wenn bestimmt wird, dass der Betrieb zum Untersuchen des Bewertungswerts durchgeführt werden kann, die Maßnahmenbestimmungseinheit bestimmt, dass die Maßnahme eine Maßnahme zum Durchführen des Betriebs zum Untersuchen des Bewertungswerts ist, wenn bestimmt wird, dass der Betrieb zum Untersuchen des Bewertungswerts nicht durchgeführt werden kann, die Maßnahmenbestimmungseinheit bestimmt, dass die Maßnahme eine Maßnahme zum Stoppen des Betriebs des Roboters ist, oder die Maßnahmenbestimmungseinheit bestimmt, dass die Maßnahme eine Maßnahme zum Stoppen des Betriebs des Roboters ist.
System zum Planen von Roboterhandlungen nach Anspruch 3, wobei die Maßnahmenbestimmungseinheit eine Funktion zum Empfangen und Speichern des Schwellenwerts und der Anzahl der Versuche zum Bestimmen, ob der Betrieb zum Untersuchen des Bewertungswerts durchgeführt werden kann oder nicht, beinhaltet, wobei die Anzahl der Versuche die Anzahl der Versuche des Betriebs ist, den der Roboter durchführen darf, die Maßnahmenbestimmungseinheit bestimmt, ob der Bewertungswert größer als der gespeicherte Schwellenwert ist oder nicht, und die Maßnahmenbestimmungseinheit bestimmt, ob der Betrieb zum Untersuchen des Bewertungswerts unter Verwendung der gespeicherten Anzahl von Versuchen durchgeführt werden kann oder nicht.
System zum Planen von Roboterhandlungen nach Anspruch 1, wobei die Maßnahmenbestimmungseinheit eine Funktion zum Ausgeben eines Ziels der Planung der Planschritte an den Planer beinhaltet, und der Planer nach Empfangen des Ziels, das von der Maßnahmenbestimmungseinheit ausgegeben wurde, einen Punkt, an dem der Betrieb des Roboters aufgrund des Auftretens des Fehlers gestoppt wurde, auf einen neuen Anfangszustand setzt, die Planschritte erzeugt, die den Betrieb des Roboters angeben, der notwendig ist, bis ein ursprünglicher Zielzustand erreicht ist, und einen Plan erzeugt, der die Planschritte und Beschränkungen bezüglich der Reihenfolge, in der die Planschritte auszuführen sind, beinhaltet.
System zum Planen von Roboterhandlungen nach Anspruch 5, wobei der Planer ein Lernen über einen Robotersimulator durchführt, um in einem virtuellen Raum ein Modell zu bewegen, das einem Roboter entspricht, der einen Betrieb durchführt, und nach Empfangen des Ziels, das von der Maßnahmenbestimmungseinheit ausgegeben wurde, einen Betrieb zum Erreichen des Ziels erlangt.
System zum Planen von Roboterhandlungen nach Anspruch 1, wobei der Zeitplaner für die Zuweisung notwendiger Planschritte an eine Vielzahl von Robotern einen Zeitplan erzeugt, der die Kosten für Zeit und Energie minimiert, bis die Betriebe der Roboter abgeschlossen sind, während Beschränkungen bezüglich der Reihenfolge der durchzuführenden Betriebe erfüllt werden, und einer der Roboter der Roboter ist, bei dem der Fehler aufgetreten ist.
Robotersystem umfassend: das System zum Planen von Roboterhandlungen nach einem der Ansprüche 1 bis 7; den Roboter zum Durchführen des Betriebs; eine Steuerung zum Ausgeben eines Befehls bezüglich des Betriebs des Roboters an den Roboter auf der Grundlage des Zeitplans, der durch das System zum Planen von Roboterhandlungen erzeugt wurde; einen internen Sensor zum Beobachten eines internen Zustands des Roboters; einen externen Sensor zum Beobachten eines externen Zustands des Roboters; und eine Fehlerdetektionseinheit zum Detektieren eines Fehlers im Roboter auf der Grundlage von Werten, die von dem internen Sensor und dem externen Sensor detektiert werden, wenn der Fehler aufgetreten ist.
Robotersystem nach Anspruch 8, wobei die Fehlerdetektionseinheit ein neuronales Netzwerk lernt, das in der Lage ist, eine Anomalie auf der Grundlage der von dem internen Sensor und dem externen Sensor detektierten Werte zu diagnostizieren, und den Fehler unter Verwendung des neuronalen Netzwerks detektiert.
Roboteraufgabenverifizierungssystem, umfassend: das System zum Planen von Roboterhandlungen nach einem der Ansprüche 1 bis 7; und einen Robotersimulator zum Verifizieren des Zeitplans, der von dem System zum Planen von Roboterhandlungen erzeugt wurde, wobei der Roboter ein virtueller Roboter ist.
Verfahren zum Planen von Roboterhandlungen, umfassend: Erzeugen, wenn ein Fehler in einem Roboter aufgetreten ist und der Betrieb des Roboters gestoppt wurde, von Bewertungsinformationen, die eine Ursache des Fehlers, einen Bewertungswert, der die Wahrscheinlichkeit der Ursache angibt, und eine mögliche Lösung für die Ursache auf der Grundlage von Informationen, die einen Betriebszustand des Roboters angeben, angeben; Bestimmen einer Maßnahme gegen den Fehler auf der Grundlage des in der erzeugten Bewertungsinformation angegebenen Bewertungswerts; Erzeugen, wenn die bestimmte Maßnahme die in den Bewertungsinformationen angegebene Lösung ist, von Planschritten, die Betriebsprozeduren des Roboters in Übereinstimmung mit der Lösung angeben; und Erzeugen eines Zeitplans, um den Roboter dazu zu veranlassen, den Betrieb in Übereinstimmung mit den Planschritten wiederaufzunehmen, wenn die Planschritte erzeugt werden, und Erzeugen eines Zeitplans, der sich auf den Betrieb des Roboters in Übereinstimmung mit der bestimmten Maßnahme bezieht, wenn die bestimmte Maßnahme eine Maßnahme zum Durchführen des Betriebs zum Untersuchen des Bewertungswerts oder eine Maßnahme zum Stoppen des Betriebs des Roboters ist.