DE112020007149B4

DE112020007149B4 - Zuordnungsunterstützungsprogramm, Zuordnungsunterstützungsvorrichtung, Zuordnungslernprogramm, Zuordnungslernvorrichtung und computerlesbares Speichermedium

Info

Publication number: DE112020007149B4
Application number: DE112020007149.9T
Authority: DE
Inventors: Toshihiro Takahashi; Hideyuki Oguro; Yutaka Kinoshita
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-07-03
Filing date: 2020-07-03
Publication date: 2023-09-21
Anticipated expiration: 2040-07-04
Also published as: CN115867871B; CN115867871A; DE112020007149T5; WO2022003935A1; JPWO2022003935A1; JP6915762B1

Abstract

Zuordnungsunterstützungsprogramm zum Unterstützen einer Neuzuordnung in einem automatischen Steuersystem (AS), das zu steuernden Vorrichtungen (150) aufweist, die mehreren Ein-/Ausgabeanschlüssen zugewiesen sind, die in jeder von mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten (202) enthalten sind, wobei das Zuordnungsunterstützungsprogramm bewirkt, dass eine Berechnungsvorrichtung (300) fungiert als:eine Informationenbezugseinheit (11), um erste Eingabeinformationen (800; 800b) oder zweite Eingabeinformationen (1000; 1000b) zu erhalten, wobei die ersten Eingabeinformationen (800; 800b) Zuordnungsinformationen (400), die die Ein-/Ausgabeanschlüsse in den Ein-/Ausgabeeinheiten (202) mit den zu steuernden Vorrichtungen (150) verknüpfen, Zeitrauminformationen (500), die Zeitspannen des Betriebs der Ein-/Ausgabeeinheiten (202) und der zu steuernden Vorrichtungen (150) repräsentieren, Einheit-Leistungsaufnahmeinformationen (600) der Ein-/Ausgabeeinheiten (202) undVorrichtung-Leistungsaufnahmeinformationen (700) der zu steuernden Vorrichtungen (150) umfassen, und wobei die zweiten Eingabeinformationen (1000; 1000b) System-Stromverbrauchsinformationen (900) und die Zuordnungsinformationen (400) umfassen, wobei die System-Stromverbrauchsinformationen (900) den Stromverbrauch des automatischen Steuersystems (AS) umfassen, der auf Basis des Stromverbrauchs der Ein-/Ausgabeeinheiten (202) und des Stromverbrauchs der zu steuernden Vorrichtungen (150) berechnet wird, wenn das automatische Steuersystem (AS),das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen (400) aufweist, in Betrieb ist; undeine Zuordnungsinformationenausgabeeinheit (12) zum Ausgeben von Informationen über die Zuordnung der zu steuernde Vorrichtungen (150), die zu einer Verringerung des Stromverbrauchs des automatischen Steuersystems (AS) führt, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen (400) aufweist, wobei die Informationen über die Zuordnung von einer Inferenzeinheit (20) erhalten werden, die eine Schlussfolgerung unter Verwendung eines erlernten Modells vornimmt, wobei sie hierzu die ersten Eingabeinformationen (800; 800b) oder die zweiten Eingabeinformationen (1000; 1000b) empfängt.

Description

Gebiet
Diese Erfindung betrifft ein Zuordnungsunterstützungsprogramm, eine Zuordnungsunterstützungsvorrichtung, ein Zuordnungslernprogramm, eine Zuordnungslernvorrichtung und ein computerlesbares Speichermedium zur Unterstützung der in einem automatischen Steuersystem durchgeführten Neuzuordnung von zu steuernden Vorrichtungen.
Hintergrund
Um den Auslastungsgrad einer Fabrik, eines Werks und dergleichen zu verbessern, wurde in letzter Zeit zunehmend ein automatisches Steuersystem installiert, das verschiedene Vorrichtungen (d. h. zu steuernde Vorrichtungen wie einen Sensor, einen Motor, einen Aktor und eine Sicherheitsvorrichtung), die in einer Produktionslinie enthalten sind, automatisch steuert, wobei eine Steuervorrichtung eingesetzt wird, die eine speicherprogrammierbare Steuerung (im Folgenden einfach als „SPS“ bezeichnet) verwendet.
Eine SPS ist eine Steuervorrichtung, die aus gewünschten Einheiten aufgebaut ist. Beispiele für Einheiten, die eine SPS bilden, umfassen eine Stromquelleneinheit, die Strom liefert, eine CPU-Einheit, die die SPS steuert, eine Ein-/Ausgabeeinheit, die ein Signal an mehrere verschiedene Vorrichtungen und dergleichen überträgt oder ein Signal von mehreren verschiedenen Vorrichtungen und dergleichen empfängt, und eine Kommunikationseinheit zum Herstellen einer Verbindung mit einem Kommunikationsnetzwerk.
Die Ein-/Ausgabeeinheit ist so konfiguriert, dass eine einzelne Ein-/Ausgabeeinheit mehrere Ein-/Ausgabeanschlüsse aufweist und jedem der Ein-/Ausgabeanschlüsse eine zu steuernde Vorrichtung zugeordnet ist. Es wird darauf hingewiesen, dass sich der Begriff Zuordnung auf die Verknüpfung eines Identifizierungscodes eines Ein-/Ausgabeanschlusses mit einer zu steuernden Vorrichtung bezieht. Dabei bietet die SPS eine SPS-Steuerung zum automatischen Steuern von Abläufen verschiedener Vorrichtungen, die mit der SPS verbunden sind, indem ein Ein-/Ausgabeanschluss einer Ein-/Ausgabeeinheit spezifiziert wird und basierend auf einem in der CPU-Einheit gespeicherten Steuerprogramm ein Signal empfangen und gesendet wird.
Die Installation eines automatischen Steuersystems, bei dem eine SPS verwendet wird, führt jedoch voraussichtlich zu einem Anstieg des Stromverbrauchs der Produktionslinie und damit zu einem Anstieg des Stromverbrauchs in der gesamten Fabrik. Daher wird ein automatisches Steuersystem mit stromsparendem Design gefordert.
Ein Feldnetzwerksystem, das ein Beispiel für ein herkömmliches automatisches Steuersystem ist, überträgt ein Stromquellen-Betriebssignal an eine E/A-Eingabe/Ausgabe-Einheit (Ein-/Ausgabeeinheit), die ein Signal an mehrere Feldgeräte (zu steuernde Vorrichtungen) überträgt oder ein Signal von mehreren Feldgeräten (zu steuernden Vorrichtungen) empfängt. Eine E/A-Eingabe/AusgabeEinheit steuert das Ein- und Ausschalten der Stromversorgung in einer E/A-Eingabe/Ausgabe-Einheit auf Basis des Stromquellen-Betriebssignals, um so den Stromverbrauch des Feldnetzwerksystems zu reduzieren (siehe z. B. JP 2012 - 198 841 A ).
Konkret sind mehrere E/A-Eingabe/Ausgabe-Einheiten in einem Feldnetzwerksystem so konfiguriert, dass einer einzigen E/A-Eingabe/Ausgabe-Einheit mehrere Feldgeräte zugeordnet sind. Darüber hinaus verfügen E/A-Eingabe/Ausgabe-Einheiten jeweils über einen Schalter zum Ein- und Ausschalten der Stromversorgung für den internen CPU-Schaltkreis der E/A-Eingabe/AusgabeEinheit und für alle der mehreren Feldgeräte (der Einfachheit halber wird ein solcher Schalter als „Hauptschalter“ bezeichnet) sowie über mehrere Schalter zum Ein- und Ausschalten der Stromversorgung für die jeweiligen mehreren Feldgeräte (der Einfachheit halber werden solche Schalter jeweils als „Einzelschalter“ bezeichnet). Wenn eine Stromversorgung von keinem der mehreren Feldgeräte, die einer einzelnen E/A-Eingabe/Ausgabe-Einheit zugeordnet sind, benötigt wird, schaltet das Feldnetzwerksystem den Hauptschalter aus. Wenn eine Stromversorgung von einem der mehreren Feldgeräte benötigt wird, schaltet das Feldnetzwerksystem den Hauptschalter ein und schaltet die Einzelschalter aus, die den Feldgeräten zugeordnet sind, die keine Stromversorgung benötigen, um so den Stromverbrauch zu reduzieren.
DE 10 2017 000 955 A1 offenbart ein Produktionssteuersystem einer Fabrik, das umfasst: eine Mehrzahl Maschinen, eine Klimaanlage, eine Stromberechnungseinheit zum Überwachen des Stromverbrauchs einer gesamten Fabrik und eine Temperaturinformationserzeugungseinheit zum Erzeugen von Informationen bezüglich der Temperatur in der Fabrik. Das Produktionssteuersystem umfasst weiter eine Maschinenlerneinheit, welche den Betriebszustand und die Bearbeitungsbedingungen der Maschinen und den Betriebszustand der Klimaanlage steuert, um die durch den Produktionsplan vorgeschriebenen Produkte bis zu einer Lieferfrist herzustellen. Die Maschinenlerneinheit lernt eine Beziehung des Funktionszustands, der den Betriebszustand und die Bearbeitungsbedingungen der Maschinen sowie den Betriebszustand der Klimaanlage umfasst, zum Umgebungszustand, der eine Produktionsabschlussdauer gemäß dem Funktionszustand, die Temperatur in der Fabrik und den Stromverbrauch der Fabrik umfasst, und gibt einen Funktionszustand aus, der den Umgebungszustand gemäß dem Produktionsplan in einen gewünschten Zustand bringt.
Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verdrahten von Einrichtungen mit einer programmierbaren Steuerung sind aus der JP H07- 199 796 A bekannt.
Kurzbeschreibung
Technische Problemstellung
Einige der mehreren zu steuernden Vorrichtungen, wie z. B. ein Sensor und eine Sicherheitsvorrichtung, benötigen jedoch während des Betriebs der Produktionslinie ständig Strom. Das in der oben beschriebenen JP 2012 - 198 841 A offenbarte Feldnetzwerksystem darf den oben genannten Hauptschalter nicht ausschalten, wenn eines der mehreren Feldgeräte, die dieser einzelnen E/A-Eingabe/AusgabeEinheit zugewiesen sind, in Betrieb ist. Da die Zuordnungsregelung der Feldgeräte in dem Feldnetzwerksystem nicht berücksichtigt wird, kann demnach der vorstehende Hauptschalter zu keiner Zeit in Abhängigkeit von der Zuordnungsregelung der Feldgeräte zu den E/A-Eingabe/Ausgabe-Einheiten ausgeschaltet werden. Dadurch besteht das Problem, dass eine Reduzierung des Stromverbrauchs in dem Feldnetzwerksystem nur begrenzt möglich ist.
Die vorliegende Erfindung entstand, um das oben beschriebene Problem zu lösen, wobei eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin besteht, ein Zuordnungsunterstützungsprogramm, eine Zuordnungsunterstützungsvorrichtung, ein Zuordnungslernprogramm, eine Zuordnungslernvorrichtung und ein computerlesbares Speichermedium anzugeben, die eine Neuzuordnung von zu steuernden Vorrichtungen unterstützen, die in einem automatischen Steuersystem durchgeführt wird, um den Stromverbrauch des automatischen Steuersystems zu reduzieren.
Lösung der Problemstellung
Die Erfindung wird durch die Merkmalskombinationen der unabhängigen Ansprüche definiert. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Ein Zuordnungsunterstützungsprogramm gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Zuordnungsunterstützungsprogramm zur Unterstützung der Neuzuordnung in einem automatischen Steuersystem, das zu steuernde Vorrichtungen umfasst, die mehreren Ein-/Ausgabeanschlüssen zugewiesen sind, die in jeder von mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten enthalten sind. Das Zuordnungsunterstützungsprogramm bewirkt, dass eine Berechnungsvorrichtung fungiert als:

Informationenbezugseinheit, um erste Eingabeinformationen oder zweite Eingabeinformationen zu beziehen, wobei die ersten Eingabeinformationen Zuordnungsinformationen, die die Ein-/Ausgabeanschlüsse in den Ein-/Ausgabeeinheiten mit den zu steuernden Vorrichtungen verknüpfen, Zeitrauminformationen, die die Zeiträume des Betriebs der Ein-/Ausgabeeinheiten und der steuernden Vorrichtungen wiedergeben, Einheit-Leistungsaufnahmeinformationen der Ein-/Ausgabeeinheiten und Vorrichtung-Leistungsaufnahmeinformationen der zu steuernden Vorrichtungen umfassen und wobei die zweiten Eingabeinformationen System-Stromverbrauchsinformationen und die Zuordnungsinformationen umfassen, wobei die System-Stromverbrauchsinformationen den Stromverbrauch des automatischen Steuersystems umfassen, der auf Basis der Leistungsaufnahme der Ein-/Ausgabeeinheiten und der Leistungsaufnahme der zu steuernden Vorrichtungen berechnet wird, wenn das automatische Steuersystem mit einer Zuordnung in Übereinstimmung mit den Zuordnungsinformationen in Betrieb ist; und Zuordnungsinformationenausgabeeinheit, um Informationen über die Zuordnung der zu steuernden Vorrichtungen auszugeben, die zu einer Verringerung des Stromverbrauchs des automatischen Steuersystems führt, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen aufweist, wobei die Informationen über die Zuordnung von einer Inferenzeinheit erhalten werden, die eine Schlussfolgerung unter Verwendung eines erlernten Modells durch Empfangen der ersten Eingabeinformationen oder der zweiten Eingabeinformationen vornimmt.

Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Anleitung für die Neuzuordnung von zu steuernden Vorrichtungen in dem automatischen Steuersystem zur Neuzuordnung in einem automatischen Steuersystem angegeben werden, um den Stromverbrauch des automatischen Steuersystems zu reduzieren, das eine Zuordnung in Übereinstimmung mit Zuordnungsinformationen aufweist.
Kurzbeschreibung der Figuren

1 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Übersicht über ein automatisches Steuersystem.
2 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels für die Hardwarekonfiguration einer Zuordnungsunterstützungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
3 zeigt eine Darstellung, die schematisch ein Beispiel für Funktionsblöcke einer Zuordnungsunterstützungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
4 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels für Zuordnungsinformationen gemäß der ersten Ausführungsform.
5 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels für Zeitrauminformationen gemäß der ersten Ausführungsform.
6 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels für Einheit-Leistungsaufnahmeinformationen gemäß der ersten Ausführungsform.
7 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels für Vorrichtung-Leistungsaufnahmeinformationen gemäß der ersten Ausführungsform.
8 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels für Neuzuordnungsinformationen gemäß der ersten Ausführungsform.
9 zeigt eine Darstellung, die die Betriebssituation eines automatischen Steuersystems an einem Tag auf Basis der Neuzuordnungsinformationen gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
10 zeigt eine Darstellung, die schematisch ein Beispiel für Funktionsblöcke einer Lerneinheit gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
11 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Vorgangs zur Erzeugung eines erlernten Modells gemäß der ersten Ausführungsform.
12 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Funktionsweise eines Zuordnungsunterstützungsprogramms und einer Zuordnungsunterstützungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
13 zeigt eine Darstellung, die schematisch ein Beispiel für Funktionsblöcke einer Zuordnungsunterstützungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
14 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels für Anzahlinformationen gemäß der zweiten Ausführungsform.
15 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels für Neuzuordnungsinformationen gemäß der zweiten Ausführungsform.
16 zeigt eine Darstellung, die die Betriebssituation eines automatischen Steuersystems an einem Tag auf Basis der Neuzuordnungsinformationen gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
17 zeigt eine Darstellung, die schematisch ein Beispiel für Funktionsblöcke einer Lerneinheit gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
18 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Vorgang zur Erzeugung eines erlernten Modells gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
19 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Funktionsweise eines Zuordnungsunterstützungsprogramms und einer Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform.
20 zeigt eine Darstellung, die schematisch ein Beispiel für Funktionsblöcke einer Zuordnungsunterstützungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulicht.
21 zeigt eine Darstellung, die schematisch ein Beispiel für Funktionsblöcke einer Zuordnungssimulationseinheit gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht.
22 zeigt ein Flussdiagramm, das die Funktionsweise der Zuordnungssimulationseinheit gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht.

Beschreibung von Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
Im Folgenden werden nun ein Zuordnungsunterstützungsprogramm, eine Zuordnungsunterstützungsvorrichtung, ein Zuordnungslernprogramm und eine Zuordnungslernvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Die erste Ausführungsform wird im Kontext einer Konfiguration beschrieben, bei der das Zuordnungsunterstützungsprogramm das Zuordnungslernprogramm umfasst und die Zuordnungsunterstützungsvorrichtung die Funktionalität der Zuordnungslernvorrichtung aufweist. 1 zeigt eine Darstellung, die einen Überblick über ein automatisches Steuersystem AS veranschaulicht. 2 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels für die Hardwarekonfiguration einer Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1. 3 zeigt eine Darstellung, die schematisch ein Beispiel für Funktionsblöcke der Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1 veranschaulicht. 4 zeigt eine Darstellung, die schematisch ein Beispiel für Funktionsblöcke in einer Lerneinheit 21 veranschaulicht.
Wie in 1 dargestellt ist, umfasst das automatische Steuersystem AS mehrere zu steuernde Vorrichtungen 150 und eine SPS 200, die ein Steuerprogramm zur Steuerung der zu steuernden Vorrichtungen 150 ausführt. Das automatische Steuersystem AS ist ein System, das über die SPS 200 mit einer Berechnungsvorrichtung 300, in der das Steuerprogramm gespeichert ist, kommuniziert, um die zu steuernden Vorrichtungen 150 automatisch zu steuern.
1 zeigt als Beispiel für ein automatisches Steuersystem AS ein automatisches Steuersystem AS, das die SPS 200 mit drei Ein-/Ausgabeeinheiten 202, von denen jede einen Ein-/Ausgabegeräteteil mit drei Ein-/Ausgabeanschlüssen aufweist, und neun zu steuernde Vorrichtungen 150 aufweist, die den entsprechenden Ein-/Ausgabeanschlüssen zugeordnet sind. Es wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Ausführungsform in Bezug auf ein Beispiel mit drei Ein-/Ausgabeanschlüssen beschrieben wird, jedoch zwei oder mehr Ein-/Ausgabeanschlüsse möglich sind.
Die SPS 200 umfasst eine CPU-Einheit 201, die das in der Berechnungsvorrichtung 300 gespeicherte Steuerprogramm liest und ausführt, und die Ein-/Ausgabeeinheiten 202, die mit den zu steuernden Vorrichtungen 150 verbunden werden sollen. Die CPU-Einheit 201 und die Ein-/Ausgabeeinheiten 202 können über eine Basisplatine miteinander verbunden werden, um die Einheiten elektrisch miteinander zu verbinden, oder sie können über Anschlüsse miteinander verbunden werden, die an den Einheiten vorgesehen sind, um die Einheiten ohne Verwendung einer Basisplatine elektrisch miteinander zu verbinden.
Die SPS 200 und die Berechnungsvorrichtung 300 sind über eine Standleitung oder ein Netzwerk miteinander kommunikativ verbunden. Wenn die Verbindung über eine Standleitung hergestellt wird, kann die Verbindung beispielsweise über ein USB (Universal Serial Bus)-Kabel hergestellt werden. Wenn die Verbindung über ein Netzwerk erfolgt, kann die Verbindung beispielsweise über ein offenes Netzwerk wie das Internet oder über ein geschlossenes Netzwerk wie ein lokales Netzwerk (LAN) hergestellt werden.
Die CPU-Einheit 201 umfasst einen CPU-Teil, der das Steuerprogramm liest und ausführt, eine interne Speichereinheit zum temporären Speichern des Steuerprogramms und von Daten sowie eine interne Stromquelleneinheit, die die Einheiten mit Strom versorgt.
Die Ein-/Ausgabeeinheiten 202 umfassen jeweils einen Ein-/Ausgabegeräteteil mit mehreren Ein-/Ausgabeanschlüssen, die den jeweiligen zu steuernden Vorrichtungen 150 zugeordnet sind, und einen Stromquellenteil (z. B. einen Stromkreis und dergleichen), der von einer anderen Einheit (z. B. einer CPU-Einheit, einer Stromquelleneinheit und dergleichen), die eine Stromquelle aufweist, oder von einer externen Stromquelle mit Strom versorgt wird. Dabei handelt es sich bei den Ein-/Ausgabeeinheiten 202 jeweils um eine Einheit, wie beispielsweise eine E/A-Eingabe/Ausgabe-Einheit, eine analoge Einheit, eine Zählereinheit oder eine Netzwerkeinheit, die ein Signal eingeben und/oder ausgeben können, um jede der zu steuernden Vorrichtungen 150 unter Verwendung der SPS automatisch zu steuern.
Bei den zu steuernden Vorrichtungen 150 handelt es sich um Geräte, die den Ein-/Ausgabeanschlüssen der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 zugeordnet sind, wie beispielsweise einen Sensor, einen Motor, einen Aktor, eine Sicherheitsvorrichtung oder dergleichen.
Die Berechnungsvorrichtung 300 fungiert zusätzlich zur Speicherung des oben genannten Steuerprogramms auch als Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1. 2 veranschaulicht ein Beispiel für die Hardwarekonfiguration der Berechnungsvorrichtung 300, die als Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1 fungiert. Bei der Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1 handelt es sich um die Berechnungsvorrichtung 300, die ein darin installiertes Zuordnungsunterstützungsprogramm ausführen soll. Die Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1 umfasst eine Berechnungseinheit 101, die das Zuordnungsunterstützungsprogramm ausführt, eine Speichereinheit 102, die das Zuordnungsunterstützungsprogramm speichert und Daten und Anweisungen liest und schreibt, eine Eingabeeinheit 103, wie beispielsweise eine Tastatur, eine Maus oder ein Touch Panel, eine Anzeigeeinheit 104, die ein Ergebnis der Ausführung des Zuordnungsunterstützungsprogramms und dergleichen anzeigt, und eine Kommunikationsschnittstelle (Kommunikations-I/F) 105, die mit der SPS und dergleichen kommuniziert.
Die Speichereinheit 102 umfasst eine nichtflüchtige Speichereinheit, in der das installierte Zuordnungsunterstützungsprogramm gespeichert ist, und eine flüchtige Speichereinheit, die während der Ausführung des Zuordnungsunterstützungsprogramms als Arbeitsspeicher dient. Beachten Sie, dass die Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1 eine Berechnungsvorrichtung 300 sein kann, d. h. beispielsweise ein Notebook, ein Desktop-Computer, ein Tablet-Computer, ein Smartphone oder Ähnliches, die das in der Speichereinheit 102 installierte Zuordnungsunterstützungsprogramm umfasst. Das Zuordnungsunterstützungsprogramm ist in einem nichtflüchtigen, von einem Computerterminal lesbaren Speichermedium gespeichert und wird durch die Installation in der Berechnungsvorrichtung 300 funktionsfähig. Beispiele für ein nicht flüchtiges, von einem Computerterminal lesbares Speichermedium umfassen eine CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory), eine DVD-ROM (Digital Versatile Disc Read-Only Memory) und einen USB-Stick (Universal Serial Bus).
3 zeigt eine Darstellung, die schematisch die Funktionsblöcke der Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1 veranschaulicht, die in der in 2 dargestellten Berechnungsvorrichtung 300 implementiert ist, die die Berechnungseinheit 101 und die Speichereinheit 102 aufweist. Es wird darauf hingewiesen, dass die Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1 bei der ersten Ausführungsform nicht nur so konfiguriert ist, dass sie die Neuzuordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 unterstützt, sondern auch so, dass sie als Zuordnungslernvorrichtung 2 fungiert, die maschinelles Lernen durchführt. Die folgende Beschreibung der ersten Ausführungsform bezieht sich neben den Funktionsblöcken der Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1 auch auf Funktionsblöcke der Zuordnungslernvorrichtung 2.
Die Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1 ist eine Vorrichtung, die die Neuzuordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 in einem automatischen Steuersystem AS, das bereits in Betrieb ist, unterstützt. Die Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1 umfasst eine Informationenbezugseinheit 11, die verschiedene einzelne Informationen in dem automatischen Steuersystem AS erhält, eine Inferenzeinheit 20, die als Eingabe die von der Informationenbezugseinheit 11 erhaltenen Informationen empfängt und eine Zuordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 in dem automatischen Steuersystem AS ableitet, und eine Zuordnungsinformationenausgabeeinheit 12, die Informationen erhält und ausgibt, die durch Berechnungsverarbeitung der Inferenzeinheit 20 ausgegeben werden. Die Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1 umfasst ferner eine Lerneinheit 21 zur Durchführung von maschinellem Lernen in Bezug auf die Zuordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 in dem automatischen Steuersystem AS. Es wird darauf hingewiesen, dass die Lerneinheit 21 ein Funktionsblock der Zuordnungslernvorrichtung 2 ist.
Die Informationenbezugseinheit 11 erhält entweder erste Eingabeinformationen 800 oder zweite Eingabeinformationen 1000. Die ersten Eingabeinformationen 800 umfassen Zuordnungsinformationen 400, die die Ein-/Ausgabeanschlüsse in den mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 den zu steuernden Vorrichtungen 150 zuordnen, die in dem automatischen Steuersystem AS enthalten sind; Zeitrauminformationen 500, die Zeitspannen des Betriebs der zu steuernden Vorrichtungen 150 darstellen, die den mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 zugeordnet sind; Einheit-Leistungsaufnahmeinformationen 600 der Ein-/Ausgabeeinheiten 202; und Vorrichtung-Leistungsaufnahmeinformationen 700 der zu steuernden Vorrichtungen 150. Die zweiten Eingabeinformationen 1000 umfassen System-Stromverbrauchsinformationen 900 während des Betriebs des automatischen Steuersystems AS auf Basis der Leistungsaufnahme der mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 und der Leistungsaufnahme der zu steuernden Vorrichtungen 150 sowie die oben beschriebenen Zuordnungsinformationen 400. Beachten Sie, dass die vorgenannten Arten von Informationen, die von der Informationenbezugseinheit 11 erhalten werden, später beschrieben werden.
Die Inferenzeinheit 20 umfasst eine Vorverarbeitungseinheit 22 und eine Berechnungsverarbeitungseinheit 26. Die Vorverarbeitungseinheit 22 führt als Teil der von der Inferenzeinheit 20 durchgeführten Berechnungsverarbeitung eine Vorverarbeitung durch, wenn Daten vorverarbeitet werden müssen, damit die von der Informationenbezugseinheit 11 erhaltenen Informationen in der Berechnungsverarbeitungseinheit 26 rechnerisch verarbeitet werden können. Es wird darauf hingewiesen, dass sich der Begriff Vorverarbeitung auf eine rechnerische Verarbeitung der von der Informationenbezugseinheit 11 erhaltenen Informationen bezieht, die eine Berechnung, Formatänderung und dergleichen umfasst. Die Berechnungsverarbeitungseinheit 26 liest ein erlerntes Modell, das durch maschinelles Lernen erzeugt wurde, das von einer später beschriebenen Lerneinheit 21 durchgeführt wurde, und leitet daraus basierend auf den Informationen, die von der Informationenbezugseinheit 11 erhalten wurden, die Neuzuordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 im automatischen Steuersystem AS ab. Die Berechnungsverarbeitung in der Inferenzeinheit 20 wird später beschrieben.
Die Inferenzeinheit 20 erhält entweder die ersten Eingabeinformationen 800 oder die zweiten Eingabeinformationen 1000, führt verschiedene Berechnungsverarbeitungen durch, die später beschrieben werden, und leitet eine Zuordnungsanordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 ab, die zu einer Verringerung des Stromverbrauchs des automatischen Steuersystems AS führt, das eine Zuordnung gemäß der Zuordnung der Zuordnungsinformationen 400 aufweist, die in den ersten Eingabeinformationen 800 oder in den zweiten Eingabeinformationen 1000 enthalten sind, und zu einer Verlängerung der Zeitspanne führt, in der die Stromzufuhr zu zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit 202 von den mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 in dem automatischen Steuersystem AS, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist, unterbrochen wird. Es wird darauf hingewiesen, dass sich das automatische Steuersystem AS, das eine Zuordnung gemäß der Zuordnung der Zuordnungsinformationen 400 aufweist, die in den ersten Eingabeinformationen 800 oder in den zweiten Eingabeinformationen 1000 enthalten sind, auf das automatische Steuersystem AS vor der Neuzuordnung bezieht.
Die Zuordnungsinformationenausgabeeinheit 12 erhält die von der Inferenzeinheit 20 abgeleiteten Zuordnungsinformationen und gibt sie als Neuzuordnungsinformationen 1100 aus. Die ausgegebenen Neuzuordnungsinformationen 1100 werden an der Anzeigeeinheit 104 angezeigt.
Im Folgenden werden die verschiedenen Arten von Informationen, die von der Informationenbezugseinheit 11 erhalten werden, und die Informationen, die von der oben beschriebenen Zuordnungsinformationenausgabeeinheit 12 ausgegeben werden, beschrieben.
4 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels für die Zuordnungsinformationen 400 gemäß der ersten Ausführungsform. Wie in 4 dargestellt ist, handelt es sich bei den Zuordnungsinformationen 400 um Informationen, die zeigen, welche der zu steuernden Vorrichtungen 150 in dem automatischen Steuersystem AS welchem der Ein-/Ausgabeanschlüsse der mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202, die in dem automatischen Steuersystem AS enthalten sind, zugewiesen sind. In 4 sind drei Ein-/Ausgabeeinheiten 202 jeweils als Ein-/Ausgabeeinheit 202A, 202B und 202C bezeichnet; die in der Ein-/Ausgabeeinheit 202A enthaltenen Ein-/Ausgabeanschlüsse sind als Ein-/Ausgabeanschlüsse X0, X1 und X2 bezeichnet; die in der Ein-/Ausgabeeinheit 202B enthaltenen Ein-/Ausgabeanschlüsse sind als Ein-/Ausgabeanschlüsse Y0, Y1 und Y2 bezeichnet; und die in der Ein-/Ausgabeeinheit 202C enthaltenen Ein-/Ausgabeanschlüsse sind als Ein-/Ausgabeanschlüsse Z0, Z1 und Z2 bezeichnet. Die Zuordnungsinformationen 400 ordnen die mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202A, 202B und 202C, die mehreren Ein-/Ausgabeanschlüsse Xn, Yn und Zn und Informationen zum Identifizieren der zu steuernden Vorrichtungen 150 einander zu. Dabei sind die Informationen zum Identifizieren der zu steuernden Vorrichtungen 150 Informationen, die für jedes Gerät eindeutig sind, wie beispielsweise ein Gerätename oder eine Modellnummer. In 4 werden die Gerätenamen M1, M2, ..., Mn als Informationen zum Identifizieren der zu steuernden Vorrichtungen 150 verwendet. Es wird darauf hingewiesen, dass die Zuordnungsinformationen 400 Informationen sind, die die Zuordnungsanordnung in dem automatischen Steuersystem AS vor der Neuzuordnung angeben.
5 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels für die Zeitrauminformationen 500. Beachten Sie, dass in 5 die Betriebszeit jeder der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 und der zu steuernden Vorrichtungen 150 in dem automatischen Steuersystem AS veranschaulicht werden, die in 4 als Zuordnungsinformationen 400 dargestellt sind. Wie in 5 gezeigt ist, handelt es sich bei den Zeitrauminformationen 500 um Informationen, die die Zeitspannen des Betriebs der SPS 200 und der zu steuernden Vorrichtungen 150 des automatischen Steuersystems AS darstellen, die den Ein-/Ausgabeanschlüssen der im automatischen Steuersystem AS enthaltenen Ein-/Ausgabeeinheiten 202 zugeordnet sind. Die Zeitspanne wird hier in einem 24-Stunden-Zeitraum eines Tages angegeben, beginnend um 0:00 Uhr. In 5 werden die drei Ein-/Ausgabeeinheiten ähnlich wie in 4 als Ein-/Ausgabeeinheiten 202A, 202B und 202C und die zu steuernden Vorrichtungen 150 mit den Gerätenamen M1, M2, ..., Mn bezeichnet.
In 5 stellt der „Betriebsbeginn 1 des Geräts“ die Tageszeit dar, zu der eine durch den Gerätenamen Mn identifizierte Vorrichtung der zu steuernden Vorrichtungen 150 zum ersten Mal in einem 24-Stunden-Zeitraum ab 0:00 Uhr Mitternacht in Betrieb genommen wurde, und das „Betriebsende 1 des Geräts“ stellt die Tageszeit dar, zu der die eine durch den Gerätenamen Mn identifizierte Vorrichtung der zu steuernden Vorrichtungen 150, die zum Zeitpunkt des „Betriebsbeginns 1 des Geräts“ in Betrieb genommen wurde, den Betrieb beendet hat. Es wird demnach gezeigt, dass die eine durch den Gerätenamen Mn identifizierte Vorrichtung der zu steuernden Vorrichtungen 150 während einer Zeitspanne vom Zeitpunkt des „Betriebsbeginns 1 des Geräts“ bis zum Zeitpunkt des „Betriebsendes 1 des Geräts“ in Betrieb ist. Ferner stellt der „Betriebsbeginn 2 des Geräts“ die Tageszeit dar, zu der die durch den Gerätenamen Mn identifizierte zu steuernde Vorrichtung 150 nach dem „Betriebsende 1 des Geräts“ erneut den Betrieb aufnimmt, und das „Betriebsende 2 des Geräts“ stellt die Tageszeit dar, zu der die durch den Gerätenamen Mn identifizierte Vorrichtung der zu steuernden Vorrichtungen 150, die zum Zeitpunkt des „Betriebsbeginns 2 des Geräts“ den Betrieb aufgenommen hat, den Betrieb beendet. Es wird demnach gezeigt, dass die eine der zu steuernden Vorrichtungen 150, die durch den G Vorrichtung der zu steuernden Vorrichtungen Gerätenamen Mn identifiziert wird, während einer Zeitspanne vom Zeitpunkt „Betriebsbeginn 2 des Geräts“ bis zum Zeitpunkt „Betriebsende 2 des Geräts“ in Betrieb ist, wobei zu erkennen ist, dass die eine der zu steuernden Vorrichtungen 150, die durch den Gerätenamen Mn identifiziert wird, während einer Zeitspanne vom Zeitpunkt „Betriebsende 1 des Geräts“ bis zum Zeitpunkt „Betriebsbeginn 2 des Geräts“ nicht in Betrieb ist. Ähnliches gilt für den „Betriebsbeginn 3 des Geräts“, für das „Betriebsende 3 des Geräts“ und für die mit höheren Zahlen angegebenen Zeiten.
Ferner stellt der in 5 dargestellte „Betriebsbeginn 1 der Einheit“ die Tageszeit dar, zu der eine der zu steuernden Vorrichtungen 150, die den Ein-/Ausgabeanschlüssen der entsprechenden der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 zugeordnet ist, während der vorstehenden Zeitspanne zum ersten Mal den Betrieb aufgenommen hat, und das „Betriebsende 1 der Einheit“ stellt die Tageszeit dar, zu der alle zu steuernden Vorrichtungen 150, die den Ein-/Ausgabeanschlüssen der entsprechenden der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 zugeordnet sind, während der vorstehenden Zeitspanne zum ersten Mal den Betrieb beendet haben. Das heißt, wenn man die Ein-/Ausgabeeinheit 202A als Beispiel für die Beschreibung verwendet, stellt die Zeitspanne vom „Betriebsbeginn 1 der Einheit“ bis „Betriebsende 1 der Einheit“ den Zeitbereich dar, in dem zumindest eine der durch die Gerätenamen M1, M2 und M3 identifizierten, zu steuernden Vorrichtungen 150, die den Ein-/Ausgabeanschlüssen der Ein-/Ausgabeeinheit 202A zugewiesen sind, in Betrieb ist, wobei somit die Ein-/Ausgabeeinheit 202A in Betrieb ist. Darüber hinaus stellt der „Betriebsbeginn 2 der Einheit“ die Tageszeit dar, zu der eine der zu steuernden Vorrichtungen 150, die den Ein-/Ausgabeanschlüssen der entsprechenden der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 zugeordnet ist, zum ersten Mal nach dem „Betriebsende 1 der Einheit“ den Betrieb aufgenommen hat, und das „Betriebsende 2 der Einheit“ stellt die Tageszeit dar, zu der alle zu steuernden Vorrichtungen 150, die den Ein-/Ausgabeanschlüssen der entsprechenden der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 zugeordnet sind, zum ersten Mal nach dem Zeitpunkt, die durch den „Betriebsbeginn 2 der Einheit“ dargestellt wird, während der vorangehenden Zeitspanne den Betrieb beendet haben. Das heißt, wenn man die Ein-/Ausgabeeinheit 202A als Beispiel für die Beschreibung verwendet, stellt die Zeitspanne von dem Zeitpunkt des „Beginns des Betriebs 2 der Einheit“ bis zum Zeitpunkt des „Endes des Betriebs 2 der Einheit“ den Zeitbereich dar, in dem zumindest eine der durch die Gerätenamen M1, M2 und M3 identifizierten, zu steuernden Vorrichtungen 150, die den Ein-/Ausgabeanschlüssen der Ein-/Ausgabeeinheit 202A zugeordnet sind, in Betrieb ist, wobei die Ein-/Ausgabeeinheit 202A somit in Betrieb ist. Daraus geht auch hervor, dass keine der durch die Gerätenamen M1, M2 und M3 identifizierten, zu steuernden Vorrichtungen 150, die den Ein-/Ausgabeanschlüssen der Ein-/Ausgabeeinheit 202A zugeordnet sind, während einer Zeitspanne von dem Zeitpunkt des „Endes des Betriebs 1 der Einheit“ bis zum Zeitpunkt des „Beginns des Betriebs 2 der Einheit“ während der vorhergehenden Zeitspanne in Betrieb ist. Eine ähnliche Beschreibung gilt für den „Betriebsbeginn 3 der Einheit“, für das „Betriebsende 3 der Einheit“ und für die durch höhere Zahlen angegebenen Zeiten.
Es wird darauf hingewiesen, dass in 5 zu sehen ist, dass die Ein-/Ausgabeeinheiten 202A, 202B und 202C in dem automatischen Steuersystem AS, das als Zuordnungsinformationen 400 repräsentiert sind, alle so spezifiziert sind, dass sie für einen ganzen Tag (24 Stunden) betrieben werden.
6 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels für Einheit-Leistungsaufnahmeinformationen 600. 6 stellt Informationen dar, die die Leistungsaufnahme der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 im automatischen Steuersystem AS darstellen, das als die in 4 veranschaulichten Zuordnungsinformationen 400 dargestellt sind. Konkret handelt es sich bei den Einheit-Leistungsaufnahmeinformationen 600, wie in 6 dargestellt ist, im automatischen Steuersystem AS um Informationen, die die Leistungsaufnahme der Ein-/Ausgabeeinheiten 202A, 202B und 202C, die im automatischen Steuersystem AS enthalten sind, in Kilowatt (kW) repräsentieren. Der Wert der Einheit-Leistungsaufnahme jeder der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 kann ein Spezifikationswert (z. B. ein Katalogwert) für jede der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 sein.
7 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels für die Vorrichtung-Leistungsaufnahmeinformationen 700. 7 zeigt Informationen, die die Leistungsaufnahme der zu steuernden Vorrichtungen 150 im automatischen Steuersystem AS repräsentieren, die in 4 als Zuordnungsinformationen 400 dargestellt sind. Konkret handelt es sich wie in 7 dargestellt bei den Vorrichtung-Leistungsaufnahmeinformationen 700 um Informationen, die in Kilowatt (kW) jeweils die Leistungsaufnahme der durch den Gerätenamen Mn identifizierten, zu steuernden Vorrichtungen 150 repräsentieren, die den Ein-/Ausgabeanschlüssen der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 im automatischen Steuersystem AS zugeordnet sind. Der Wert der Vorrichtung-Leistungsaufnahme der zu steuernden Vorrichtungen 150 kann jeweils ein Spezifikationswert (z. B. ein Katalogwert) der zu steuernden Vorrichtungen sein.
Die ersten Eingabeinformationen 800 sind Informationen, die die oben beschriebenen Zuordnungsinformationen 400, Zeitrauminformationen 500, Einheit-Leistungsaufnahmeinformationen 600 und Vorrichtung-Leistungsaufnahmeinformationen 700 umfassen. Es ist zu beachten, dass bei der ersten Ausführungsform davon ausgegangen wird, dass die ersten Eingabeinformationen 800 aus vier Arten von Informationen gebildet werden, d. h. den Zuordnungsinformationen 400, den Zeitrauminformationen 500, den Einheit-Leistungsaufnahmeinformationen 600 und den Vorrichtung-Leistungsaufnahmeinformationen 700.
Bei den System-Stromverbrauchsinformationen 900 handelt es sich um Informationen, die den Stromverbrauch (kWh: Kilowattstunde) repräsentieren, wenn das automatische Steuersystem AS, das eine Zuordnung gemäß der in 4 dargestellten Zuordnungsinformationen 400 aufweist, für eine vorgegebene Zeitdauer betrieben wird. Der Stromverbrauch stellt bei der ersten Ausführungsform den Verbrauch an elektrischem Strom dar, wenn das automatische Steuersystem AS einen Tag lang dem Steuerprogramm gemäß betrieben wird. Es wird darauf hingewiesen, dass ein Tag 24 Stunden ab 0:00 Uhr Mitternacht bedeutet. Ferner wird der Stromverbrauch auf Basis der Leistungsaufnahme (kW: Kilowatt) der Ein-/Ausgabeeinheiten und der Leistungsaufnahme (kW: Kilowatt) der zu steuernden Vorrichtungen berechnet.
Wenn das automatische Steuersystem AS für eine vorgegebene Zeitspanne betrieben wird, wird der Stromverbrauch durch Berechnung des Stromverbrauchs (kWh: Kilowattstunde) jeder der Ein-/Ausgabeeinheiten und des Stromverbrauchs (kWh: Kilowattstunde) jeder der zu steuernden Vorrichtungen unter Verwendung der mathematischen Formeln, die durch Formel 1 und Formel 2 unten ausgedrückt werden, unter Verwendung des Stromverbrauchs der Ein-/Ausgabeeinheiten und des Stromverbrauchs der zu steuernden Vorrichtungen berechnet.
Um bei Betrieb des automatischen Steuersystems AS für eine vorgegebene Zeitspanne den Stromverbrauch zu berechnen, wird demnach zunächst eine Berechnung durchgeführt, um den Stromverbrauch (kWh: Kilowattstunde) zu erhalten, wenn jede der Ein-/Ausgabeeinheiten, die in dem automatischen Steuersystem AS enthalten sind, für eine vorgegebene Zeitspanne gemäß dem Steuerprogramm betrieben wird, und um den Stromverbrauch (kWh: Kilowattstunde) zu erhalten, wenn jede der zu steuernden Vorrichtungen 150, die den Ein-/Ausgabeanschlüssen der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 zugeordnet sind, für eine vorgegebene Zeitspanne gemäß dem Steuerprogramm betrieben wird. Die Berechnung dieser Stromverbrauchswerte erfolgt für alle der mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 des automatischen Steuersystems AS und alle zu steuernden Vorrichtungen 150, die den Ein-/Ausgabeanschlüssen der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 zugeordnet sind. Die Stromverbrauchswerte werden dann summiert, um den Stromverbrauch des automatischen Steuersystems AS zu berechnen. Bei dem berechneten Stromverbrauch des automatischen Steuersystems AS handelt es sich um die System-Stromverbrauchsinformationen 900. Es wird darauf hingewiesen, dass auf Basis der Zuordnungsinformationen 400, der Zeitrauminformationen 500, der Einheit-Leistungsaufnahmeinformationen 600 und der Vorrichtung-Leistungsaufnahmeinformationen 700, die oben beschrieben wurden, der Stromverbrauch des automatischen Steuersystems AS, der in den System-Stromverbrauchsinformationen 900 enthalten ist, wie bei der ersten Ausführungsform dargestellt, 2290 kWh beträgt. $\begin{matrix} Stromverbrauch \\ (kWh) \\ Ein-/Ausgabeeinheit \end{matrix} = \begin{matrix} Leistungsaufnahme \\ (kWh) \\ Ein-/Ausgabeeinheit \end{matrix} * \begin{matrix} Betriebszeit \\ (T) \\ Ein-/Ausgabeeinheit \end{matrix}$
$\begin{matrix} Stromverbrauch \\ (kWh) \\ zu steuernde \\ Vorrichtung \end{matrix} = \begin{matrix} Leistungsaufnahme \\ (kWh) \\ zu steuernde \\ Vorrichtung \end{matrix} * \begin{matrix} Betriebszeit \\ (T) \\ zu steuernde \\ Vorrichtung \end{matrix}$
Es wird darauf hingewiesen, dass die Leistungsaufnahme jeder der Ein-/Ausgabeeinheiten zur Verwendung in der durch Formel 1 ausgedrückten mathematischen Formel jeweils ein Spezifikationswert (z. B. Katalogwert) der Ein-/Ausgabeeinheit sein kann, und die Betriebszeit jeder der Ein-/Ausgabeeinheiten die Zeitspanne sein kann, während der die jeweilige der Ein-/Ausgabeeinheiten an einem Tag mit Strom versorgt wird. Ferner kann die Leistungsaufnahme jeder der zu steuernden Vorrichtungen zur Verwendung in der durch Formel 2 ausgedrückten mathematischen Formel jeweils ein Spezifikationswert (z. B. ein Katalogwert) der zu steuernden Vorrichtung sein, und die Betriebszeit jeder der zu steuernden Vorrichtungen kann die Zeitspanne sein, während der die jeweilige der zu steuernden Vorrichtungen an einem Tag mit Strom versorgt wird.
Bei den zweiten Eingabeinformationen 1000 handelt es sich um Informationen, die die oben beschriebenen Zuordnungsinformationen 400 und System-Stromverbrauchsinformationen 900 umfassen. Es wird darauf hingewiesen, dass bei der ersten Ausführungsform davon ausgegangen wird, dass die zweiten Eingabeinformationen 1000 aus zwei Arten von Informationen gebildet werden, d. h. den Zuordnungsinformationen 400 und System-Stromverbrauchsinformationen 900.
8 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung der Neuzuordnungsinformationen 1100. Die Neuzuordnungsinformationen 1100 umfassen Informationen über die Zuordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 in dem automatischen Steuersystem AS. 9 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Betriebssituation des automatischen Steuersystems AS an einem Tag, wenn die zu steuernden Vorrichtungen 150 den Ein-/Ausgabeanschlüssen der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 im automatischen Steuersystem AS auf Basis der Neuzuordnungsinformationen 1100 zugewiesen werden.
Die Neuzuordnungsinformationen 1100 repräsentieren, wie in 8 dargestellt ist, die Ein-/Ausgabeeinheiten 202A, 202B und 202C, die Ein-/Ausgabeanschlüsse X0, X1, X2, Y0, Y1, Y2, Z0, Z1 und Z2 der Ein-/Ausgabeeinheiten 202A, 202B und 202C, die Gerätenamen M1, M2, ..., M9 der zu steuernden Vorrichtungen 150, die den jeweiligen Ein-/Ausgabeanschlüssen zugewiesen sind, die Betriebszeit der Einheiten, d. h. die Gesamtbetriebszeit jeder der Ein-/Ausgabeeinheiten 202, die Betriebszeit der Vorrichtungen, d. h. die Gesamtbetriebszeit jeder der zu steuernden Vorrichtungen 150, und den Stromverbrauch des automatischen Steuersystems AS miteinander verknüpft. Es ist zu beachten, dass die in den Neuzuordnungsinformationen 1100 enthaltenen Informationen, die die Ein-/Ausgabeeinheiten 202A, 202B und 202C, die Ein-/Ausgabeanschlüsse X0, X1, X2, Y0, Y1, Y2, Z0, Z1 und Z2 der Ein-/Ausgabeeinheiten 202A, 202B und 202C und die Gerätenamen M1, M2, ..., M9 der den jeweiligen Ein-/Ausgabeanschlüssen zugeordneten zu steuernden Vorrichtungen 150 miteinander verknüpfen, Informationen über die Zuordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 im automatischen Steuersystem AS sind.
Darüber hinaus ermöglicht, wie in 9 dargestellt ist, die Verwendung einer Zuordnung in Übereinstimmung mit den Neuzuordnungsinformationen 1100 eine ungleichmäßige Zuordnung von Betriebszeitbereichen der zu steuernden Vorrichtungen 150 über jede der Ein-/Ausgabeeinheiten 202A, 202B und 202C. Demnach ist zu erkennen, dass die eine oder andere der zu steuernden Vorrichtungen 150, die jeder der Ein-/Ausgabeeinheiten 202A und 202B zugeordnet ist, im täglichen Betrieb des automatischen Steuersystems AS nahtlos betrieben wird, so dass die Ein-/Ausgabeeinheiten 202A und 202B den ganzen Tag lang mit Strom versorgt werden. Es ist ersichtlich, dass die Stromversorgung der Ein-/Ausgabeeinheit 202C während einer Zeitspanne von 11:00 bis 15:00 Uhr und während einer Zeitspanne von 21:00 bis 24:00 Uhr im täglichen Betrieb des automatischen Steuersystems AS unterbrochen werden kann. Die Verwendung einer Zuordnung in Übereinstimmung mit den Neuzuordnungsinformationen 1100 führt zudem zu einem Stromverbrauch des automatischen Steuersystems AS von 2255 kWh. Daraus geht hervor, dass die Verwendung einer Zuordnung gemäß den Neuzuordnungsinformationen 1100 dazu führt, dass der Stromverbrauch des automatischen Steuersystems AS, das eine Zuordnung auf Basis der in den Neuzuordnungsinformationen 1100 enthaltenen Zuordnungsinformationen aufweist, niedriger ist als der Stromverbrauch des automatischen Steuersystems AS, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist. Zudem ist zu erkennen, dass die Zeitspanne, in der die Stromzufuhr zu der Ein-/Ausgabeeinheit 202C unterbrochen wird, größer ist als die Zeitspanne, in der die Stromzufuhr zu der Ein-/Ausgabeeinheit 202C anhand der als Zuordnungsinformationen 400 dargestellten Zuordnung des automatischen Steuersystems AS unterbrochen wird.
10 zeigt eine Darstellung, die schematisch Funktionsblöcke der Lerneinheit 21 veranschaulicht. Die Lerneinheit 21 ist ein Funktionsblock, der die Funktionalität der Zuordnungslernvorrichtung 2 bereitstellt und ein maschinelles Lernen der Neuzuordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 im automatischen Steuersystem AS ausführt. Die Lerneinheit 21 umfasst, wie in 10 dargestellt ist, eine Vorverarbeitungseinheit 22a, eine Lerndatenbezugseinheit 23, eine Modellerzeugungseinheit 24 und eine Modellspeichereinheit 25.
Die Vorverarbeitungseinheit 22a führt eine Vorverarbeitung durch, wenn die in die Lerneinheit 21 eingegebenen Daten vorverarbeitet werden müssen, um Lerndaten zu erstellen. Man beachte, dass sich der Begriff Vorverarbeitung auf die Berechnungsverarbeitung der in die Lerneinheit 21 eingegebenen Daten bezieht, die eine Berechnung, Formatänderung und dergleichen einschließt. Die Lerndatenbezugseinheit 23 erhält Lerndaten, die für das in der Lerneinheit 21 durchzuführende maschinelle Lernen erforderlich sind. Die Lerndaten der ersten Ausführungsform werden später beschrieben.
Die Modellerzeugungseinheit 24 erzeugt auf Basis der Lerndaten ein erlerntes Modell zum Ableiten einer Zuordnungsanordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150, die zu einer Verringerung des Stromverbrauchs des automatischen Steuersystems AS, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist, und zu einer Erhöhung der Zeitdauer des Unterbrechens der Stromzufuhr zu zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit 202 von den mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 in dem automatischen Steuersystem führt, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist. Anders ausgedrückt erzeugt die Modellerzeugungseinheit 24 ein erlerntes Modell zum Ableiten einer Zuordnungsanordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150, die zu einem Stromverbrauch des automatischen Steuersystems AS führt, der niedriger ist als der Stromverbrauch des automatischen Steuersystems AS, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist, und dazu führt, dass die Zeitspanne, in der die Zufuhr von Strom zu zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit 202 von den mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 in dem automatischen Steuersystem AS unterbrochen wird, größer ist als die Zeitspanne, in der die Zufuhr von Strom zu zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit 202 von den mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 in dem automatischen Steuersystem AS unterbrochen wird, das die Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist.
Die Modellspeichereinheit 25 speichert das erlernte Modell, das von der Modellerzeugungseinheit 24 erzeugt wurde.
Die Erzeugung eines erlernten Modells, die in der Lerneinheit 21 gemäß der ersten Ausführungsform durchgeführt wird, wird im Folgenden beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass der Lernalgorithmus, der von der Modellerzeugungseinheit 24 verwendet wird, ein bekannter Algorithmus sein kann, wie überwachtes Lernen, unüberwachtes Lernen oder Verstärkungslernen. Beachten Sie auch, dass das Programm, das die Berechnungsvorrichtung 300 veranlasst, als Lerneinheit 21 zu fungieren, ein Zuordnungslernprogramm ist.
Die erste Ausführungsform wird in Bezug auf die Verwendung von Verstärkungslernen als Beispiel für maschinelles Lernen beschrieben. Beim Verstärkungslernen beobachtet ein Agent (handelnde Einheit) in einer bestimmten Umgebung den aktuellen Zustand (Umgebungsparameter), um die zu ergreifende Aktion zu bestimmen. Eine vom Agenten durchgeführte Aktion verändert dynamisch die Umgebung, wodurch der Agent je nach Veränderung der Umgebung eine Belohnung erhält. Der Agent wiederholt diesen Vorgang und lernt auf diese Weise eine Verhaltensstrategie, die durch eine Abfolge von Aktionen zu einer möglichst hohen Belohnung führt. Zu den typischen Techniken des Verstärkungslernens gehören Q-Learning und TD-Learning. Beispielsweise wird beim Q-Learning eine typische Aktualisierungsgleichung für eine Aktionswertfunktion Q(s, a) durch Formel 3 ausgedrückt. $Q (s_{t}, a_{t}) \leftarrow Q (s_{t}, a_{t}) + α (r_{t + 1} + γ max_{a} Q (s_{t + 1}, a) - Q (s_{t}, a_{t}))$
In Formel 3 steht s_t für den Zustand der Umgebung zum Zeitpunkt t und at für die Aktion zum Zeitpunkt t. Die Aktion at bewirkt, dass sich der Zustand in s_t+1 ändert. Außerdem bedeutet r_t+1 die Belohnung, die durch Änderung des Zustands erzielt werden kann, γ den Diskontierungsfaktor und α die Lernrate. Man beachte, dass γ einen Bereich von 0<γ≤1 und α einen Bereich von 0<α≤1 hat. Bei der ersten Ausführungsform entspricht die Aktion at den „Stromverbrauchsinformationen bei Betrieb des automatischen Steuersystems AS“, der Zustand s_t entspricht den „Zuordnungsinformationen 400 der zu steuernden Vorrichtungen 150 im automatischen Steuersystem AS“, wobei eine beste Aktion a_t im Zustand s_t zum Zeitpunkt t erlernt wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass es sich bei den Stromverbrauchsinformationen bei Betrieb des automatischen Steuersystems AS um Informationen handelt, die den Stromverbrauch des automatischen Steuersystems AS umfassen, der auf Basis des Stromverbrauchs der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 und des Stromverbrauchs der zu steuernden Vorrichtungen 150 berechnet wird, wenn das automatische Steuersystem in Betrieb ist, das eine Zuordnung gemäß der Zuordnungsinformationen 400 aufweist. Die Zuordnungsinformationen 400 der zu steuernden Vorrichtungen 150 im automatischen Steuersystem AS sind Informationen, die die Ein-/Ausgabeanschlüsse der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 mit den im automatischen Steuersystem AS enthaltenen zu steuernden Vorrichtungen 150 verknüpfen.
Die durch Formel 3 ausgedrückte Aktualisierungsgleichung erhöht den Aktionswert Q, wenn der Aktionswert Q einer Aktion „a“ mit dem höchsten Q-Wert zum Zeitpunkt t+1 größer ist als der Aktionswert Q der zum Zeitpunkt t durchgeführten Aktion „a“, und verringert andernfalls den Aktionswert Q. Mit anderen Worten: Die Aktionswertfunktion Q(s, a) wird aktualisiert, um den Aktionswert Q der Aktion „a“ zum Zeitpunkt t näher an einen besten Aktionswert zum Zeitpunkt t+1 zu bringen. Dies führt dazu, dass der beste Aktionswert in einer bestimmten Umgebung sukzessive auf die Aktionswerte in früheren Umgebungen übertragen wird.
Die Belohnungsberechnungseinheit 24R berechnet eine Belohnung auf Basis der Stromverbrauchsinformationen, wenn das automatische Steuersystem AS in Betrieb ist, und der Zuordnungsinformationen 400 der zu steuernden Vorrichtungen 150 im automatischen Steuersystem AS. Die Belohnungsberechnungseinheit 24R berechnet eine erste Belohnung r1 auf Basis der Differenz zwischen dem Stromverbrauch (kWh) des automatischen Steuersystems AS und einem vorgegebenen ersten Schwellenwert, wobei der Stromverbrauch des automatischen Steuersystems AS auf Basis des Stromverbrauchs der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 und des Stromverbrauchs der zu steuernden Vorrichtungen 150 berechnet wird, wenn das automatische Steuersystem AS, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist, in Betrieb ist. Zum Beispiel wird die erste Belohnung r1 erhöht (z. B. auf „einen positiven Wert, der durch Subtraktion des Stromverbrauchswertes von dem ersten Schwellenwert erhalten wird“), wenn der Stromverbrauch, der in den Stromverbrauchsinformationen enthalten ist, wenn das automatische Steuersystem AS in Betrieb ist, kleiner als der erste Schwellenwert ist, und die erste Belohnung r1 wird verringert (z. B. auf „einen negativen Wert, der durch Subtraktion des Wertes des Stromverbrauchs von dem ersten Schwellenwert erhalten wird“), wenn der Stromverbrauch, der in den Stromverbrauchsinformationen bei Betrieb des automatischen Steuersystems AS enthalten ist, größer als der erste Schwellenwert ist.
Es wird darauf hingewiesen, dass der erste Schwellenwert ein beliebiger Zahlenwert zur Verwendung beim Lernen sein kann und unter Berücksichtigung des Zahlenwerts des Stromverbrauchs bestimmt werden kann. Zudem ist die erste Belohnung r1 äquivalent zur Belohnung r_t+1 in der durch Formel 3 ausgedrückten Aktualisierungsgleichung.
Eine Funktionsaktualisierungseinheit 24U aktualisiert eine Funktion zum Bestimmen der Zuordnungsanordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150, die zu einer Verringerung des Stromverbrauchs des automatischen Steuersystems AS führt, das eine Zuordnung gemäß der Zuordnungsinformationen 400 aufweist, und die zu einer Erhöhung der Zeitspanne führt, in der die Zufuhr von Strom zu zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit 202 von den mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 in dem automatischen Steuersystem AS, das eine Zuordnung gemäß der Zuordnungsinformationen 400 aufweist, unterbrochen wird, in Übereinstimmung mit dem Wert der ersten Belohnung r1, die von der Belohnungsberechnungseinheit 24R berechnet wurde. Die Funktionsaktualisierungseinheit 24U gibt dann die resultierende Funktion an die Modellspeichereinheit 25 aus. Beispielsweise kann beim Q-Learning die Aktionswertfunktion Q(s_t, a_t), die durch Formel 3 ausgedrückt wird, als Funktion zum Berechnen einer Zuordnungsanordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 verwendet werden, die zu einer Verringerung des Stromverbrauchs des automatischen Steuersystems AS führt, das eine Zuordnung in Übereinstimmung mit den Zuordnungsinformationen 400 aufweist. Ferner kann die Aktionswertfunktion Q(s_t, at) auch als Funktion zur Berechnung der Zuordnungsanordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 verwendet werden, die zu einer Verringerung des Stromverbrauchs des automatischen Steuersystems AS mit einer Zuordnung gemäß denn Zuordnungsinformationen 400 und zu einer Erhöhung der Zeitspanne führt, in der die Zufuhr von Strom zu zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit 202 von den mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 in dem automatischen Steuersystem AS mit einer Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 unterbrochen wird.
Der vorgenannte Lernvorgang wird wiederholt durchgeführt. Die Modellspeichereinheit 25 speichert die Aktionswertfunktion Q(s_t, a_t), die durch die Funktionsaktualisierungseinheit 24U aktualisiert wurde, d. h. das erlernte Modell.
11 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Vorgangs zur Erzeugung eines erlernten Modells durch maschinelles Lernen in der Lerneinheit 21 gemäß der ersten Ausführungsform.
Wie in 11 dargestellt ist, empfängt die Lerneinheit 21 eine Eingabe, bei der es sich entweder um „erste Eingabeinformationen 800 zur Verwendung beim Lernen“ mit einer Struktur ähnlich der Struktur der vorangehenden ersten Eingabeinformationen 800 oder „zweite Eingabeinformationen 1000 zur Verwendung beim Lernen“ mit einer Struktur ähnlich der Struktur der vorangehenden zweiten Eingabeinformationen 1000 handelt (Schritt S101). Basierend auf den ersten Eingabeinformationen 800 zur Verwendung beim Lernen oder auf den zweiten Eingabeinformationen 1000 zur Verwendung beim Lernen, die eingegeben wurden, erhält die Lerneinheit 21 Lerndaten, die Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen in Bezug auf die zu steuernden Vorrichtungen 150 in dem automatischen Steuersystem AS und Stromverbrauchsinformationen zur Verwendung beim Lernen umfassen, wenn das automatische Steuersystem AS in Betrieb ist (Schritt S 102). Auf Basis der erhaltenen Lerndaten erzeugt die Lerneinheit 21 ein erlerntes Modell zum Ableiten einer Zuordnungsanordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150, die zu einer Verringerung des Stromverbrauchs des automatischen Steuersystems AS, das eine Zuordnung in Übereinstimmung mit den Zuordnungsinformationen 400 aufweist, und zu einer Verlängerung der Zeitdauer der Unterbrechung der Stromzufuhr zu zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit 202 von den mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 in dem automatischen Steuersystem AS führt, das eine Zuordnung in Übereinstimmung mit den Zuordnungsinformationen 400 aufweist (Schritt S103). Das erzeugte erlernte Modell wird gespeichert (Schritt S 104). Schritt S 102 und Schritt S103 werden im Folgenden detailliert beschrieben.
Wenn die eingegebenen Eingabeinformation erste Eingabeinformationen 800 zur Verwendung beim Lernen sind, berechnet die Vorverarbeitungseinheit 22a in Schritt S102, um Lerndaten zu erhalten, die Stromverbrauchsinformationen zur Verwendung beim Lernen, wenn das automatische Steuersystem AS in Betrieb ist, auf Basis der Zeitrauminformationen 500 zur Verwendung beim Lernen, der Einheit-Leistungsaufnahmeinformationen 600 zur Verwendung beim Lernen und der Vorrichtung-Leistungsaufnahmeinformationen 700 zur Verwendung beim Lernen, die jeweils in den ersten Eingabeinformationen 800 zur Verwendung beim Lernen enthalten sind. Konkret wird eine System-Stromverbrauchsberechnungsfunktion, die den durch die obige Formel 1 und Formel 2 ausgedrückten mathematischen Formeln entspricht, vorab in der Speichereinheit 102 gespeichert, wobei die Vorverarbeitungseinheit 22a die System-Stromverbrauchsberechnungsfunktion aus der Speichereinheit 102 ausliest und Informationen berechnet, die den System-Stromverbrauchsinformationen 900 entsprechen. Die Lerndatenbezugseinheit 23 erhält als Lerndaten die Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen, die in den ersten Eingabeinformationen 800 zur Verwendung beim Lernen enthalten sind, und die Stromverbrauchsinformationen zur Verwendung beim Lernen, wenn das automatische Steuersystem AS in Betrieb ist, die von der Vorverarbeitungseinheit 22a berechnet wurden.
Wenn es sich bei den Eingabeinformationen, die eingegeben wurden, um zweite Eingabeinformationen 1000 zur Verwendung beim Lernen handelt, erhält die Lerndatenbezugseinheit 23 als Lerndaten alternativ die Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen und die System-Stromverbrauchsinformationen 900 zur Verwendung beim Lernen, die in den zweiten Eingabeinformationen 1000 zur Verwendung beim Lernen enthalten sind. Es wird darauf hingewiesen, dass die System-Stromverbrauchsinformationen 900 zur Verwendung beim Lernen Stromverbrauchsinformationen für die Verwendung beim Lernen sind.
In Schritt S103 berechnet die Modellerzeugungseinheit 24 die erste Belohnung r1 auf Basis der Stromverbrauchsinformationen zur Verwendung beim Lernen, wenn das automatische Steuersystem AS in Betrieb ist, und der Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen in Bezug auf die zu steuernden Vorrichtungen 150 im automatischen Steuersystem AS. Konkret erhält die Belohnungsberechnungseinheit 24R die Stromverbrauchsinformationen zur Verwendung beim Lernen, wenn das automatische Steuersystem AS in Betrieb ist, und die Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen in Bezug auf die zu steuernden Vorrichtungen 150 im automatischen Steuersystem AS. Die Belohnungsberechnungseinheit 24R bestimmt dann, ob die erste Belohnung r1 erhöht (Schritt S103-A) oder die erste Belohnung r1 verringert (Schritt S103-B) werden soll, auf Basis der Differenz zwischen dem vorgegebenen ersten Schwellenwert und dem Stromverbrauch (kWh), der in den Stromverbrauchsinformationen zur Verwendung beim Lernen enthalten ist.
Wenn festgestellt wird, dass die erste Belohnung r1 erhöht werden soll, bewirkt die Belohnungsberechnungseinheit 24R, dass die erste Belohnung r1 in Schritt S103-A erhöht wird. Alternativ dazu bewirkt die Belohnungsberechnungseinheit 24R, dass die erste Belohnung r1 in Schritt S103-B verringert wird, wenn bestimmt wird, dass die erste Belohnung r1 verringert werden soll.
In Schritt S103-C aktualisiert die Funktionsaktualisierungseinheit 24U dann die durch Formel 3 ausgedrückte Aktionswertfunktion Q(s_t, a_t), die in der Modellspeichereinheit 25 gespeichert ist, auf Basis der ersten Belohnung r1, die von der Belohnungsberechnungseinheit 24R berechnet wurde.
Die Lerneinheit 21 führt die vorstehenden Schritte der Schritte S102 bis S103 wiederholt an dem automatischen Steuersystem AS aus, das Zuordnungen verschiedener Sätze von Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen aufweist, um die Aktionswertfunktion Q(s_t, a_t) als erlerntes Modell zu erzeugen.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen, die Zeitrauminformationen 500 zur Verwendung beim Lernen, die Einheit-Leistungsaufnahmeinformationen 600 zur Verwendung beim Lernen, die Vorrichtung-Leistungsaufnahmeinformationen 700 zur Verwendung beim Lernen, die ersten Eingabeinformationen 800 zur Verwendung beim Lernen, die System-Stromverbrauchsinformationen 900 zur Verwendung beim Lernen und die zweiten Eingabeinformationen 1000 zur Verwendung beim Lernen, die oben beschrieben wurden (diese werden auch gemeinsam als „Informationen zur Gewinnung von Lerndaten“ bezeichnet), jeweils Informationen zur Verwendung beim maschinellen Lernen sind, das von der Lerneinheit 21 durchgeführt wird. Der Begriff „Informationen zur Gewinnung von Lerndaten“ wird hier verwendet, um eine Unterscheidung von den Zuordnungsinformationen 400, den Zeitrauminformationen 500, den Einheit-Leistungsaufnahmeinformationen 600, den Vorrichtung-Leistungsaufnahmeinformationen 700, den ersten Eingabeinformationen 800, den System-Stromverbrauchsinformationen 900 und den zweiten Eingabeinformationen 1000 (diese werden auch gemeinsam als „Informationen für die Inferenz“ bezeichnet) zu treffen, die eingegeben werden, um die später in der Inferenzeinheit 20 beschriebene Berechnungsverarbeitung durchzuführen, um eine Zuordnungsanordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 in dem automatischen Steuersystem AS abzuleiten. Bei jeder Art von Informationen zur Gewinnung von Lerndaten handelt es sich um Informationen mit derselben Informationsstruktur wie die entsprechende Art von Informationen für die Inferenz, aber mit einem Inhalt, der die Art der Informationen angibt, wie z. B. ein spezifischer Zahlenwert, der sich von dem Inhalt der entsprechenden Art von Informationen für die Inferenz unterscheidet.
Die Funktionsweise des Zuordnungsunterstützungsprogramms und der Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform wird im Folgenden anhand einer Figur beschrieben.
12 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Funktionsweise eines Zuordnungsunterstützungsprogramms und einer Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Der Start des installierten Zuordnungsunterstützungsprogramms bewirkt, dass die Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1 betriebsbereit ist.
Der Benutzer erstellt entweder die ersten Eingabeinformationen 800 oder die zweiten Eingabeinformationen 1000, wobei die ersten Eingabeinformationen 800 aus vier Arten von Informationen gebildet werden, d. h. den Zuordnungsinformationen 400 und den Zeitrauminformationen 500 des automatischen Steuersystems AS im Betrieb, den Einheit-Leistungsaufnahmeinformationen 600 für die in dem automatischen Steuersystem AS verwendeten Ein-/Ausgabeeinheiten und den Vorrichtung-Leistungsaufnahmeinformationen 700; und die zweiten Eingabeinformationen 1000 aus zwei Arten von Informationen gebildet werden, d. h. den Zuordnungsinformationen 400 und den System-Stromverbrauchsinformationen 900 des automatischen Steuersystems AS im Betrieb.
Der Benutzer gibt dann entweder die ersten Eingabeinformationen 800 oder die zweiten Eingabeinformationen 1000, die erstellt wurden, in die Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1 ein. Die eingegebenen ersten Eingabeinformationen 800 oder zweiten Eingabeinformationen 1000 werden in der Speichereinheit 102 gespeichert. Die Informationenbezugseinheit 11 liest und erhält die in der Speichereinheit 102 gespeicherten ersten Eingabeinformationen 800 oder zweiten Eingabeinformationen 1000 (Schritt S201).
Als Nächstes werden entweder die ersten Eingabeinformationen 800 oder die zweiten Eingabeinformationen 1000, die von der Informationenbezugseinheit 11 erhalten wurden, in die Inferenzeinheit 20 eingegeben (Schritt S202). Im Folgenden wird die auf den eingegebenen Informationen basierende Berechnungsverarbeitung der Inferenzeinheit 20 detailliert beschrieben.
Wenn die in die Inferenzeinheit 20 eingegebenen Informationen die ersten Eingabeinformationen 800 sind, wird eine erste Berechnungsverarbeitung an den ersten Eingabeinformationen 800 durch die Vorverarbeitungseinheit 22 durchgeführt (Schritt S203). Konkret wird eine System-Stromverbrauchsberechnungsfunktion, die den durch die obigen Formeln 1 und 2 dargestellten mathematischen Formeln entspricht, vorab in der Speichereinheit 102 gespeichert, wobei die Vorverarbeitungseinheit 22 die System-Stromverbrauchsberechnungsfunktion aus der Speichereinheit 102 ausliest und Informationen, die den System-Stromverbrauchsinformationen 900 entsprechen, basierend auf den Zeitrauminformationen 500, den Einheit-Leistungsaufnahmeinformationen 600 für die Ein-/Ausgabeeinheiten, die in dem automatischen Steuersystem AS verwendet werden, und den Vorrichtung-Leistungsaufnahmeinformationen 700 berechnet, die in den ersten Eingabeinformationen 800 enthalten sind.
Als Nächstes führt die Berechnungsverarbeitungseinheit 26 auf Basis der Zuordnungsinformationen 400, die in den ersten Eingabeinformationen 800 enthalten sind, die in Schritt S202 in die Inferenzeinheit 20 eingegeben wurden, und auf Basis der Informationen, die durch die Durchführung der ersten Berechnungsverarbeitung in Schritt S203 erhalten wurden, eine zweite Berechnungsverarbeitung unter Verwendung des erlernten Modells durch (Schritt S204). Das heißt, die Berechnungsverarbeitungseinheit 26 liest das erlernte Modell, das trainiert und in der Modellspeichereinheit 25 der Lerneinheit 21 gespeichert wurde, und führt die zweite Berechnungsverarbeitung durch, um eine Zuordnungsanordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 abzuleiten, die zu einer Verringerung des Stromverbrauchs des automatischen Steuersystems AS führt, das eine Zuordnung in Übereinstimmung mit den Zuordnungsinformationen 400 aufweist. Die Berechnungsverarbeitungseinheit 26 gibt dann ein Inferenzergebnis aus. Alternativ führt die Berechnungsverarbeitungseinheit 26 die zweite Berechnungsverarbeitung durch, um eine Zuordnungsanordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 abzuleiten, die zu einer Verringerung des Stromverbrauchs des automatischen Steuersystems AS, eine die Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist, und zu einer Verlängerung der Zeitdauer der Unterbrechung der Stromzufuhr zu zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit 202 von den mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 in dem automatischen Steuersystem AS führt, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist, und gibt ein Inferenzergebnis aus.
Die Berechnungsverarbeitungseinheit 26 führt anders ausgedrückt die zweite Berechnungsverarbeitung durch, um eine Zuordnungsanordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 abzuleiten, die zu einem Stromverbrauch des automatischen Steuersystems AS führt, der niedriger ist als der Stromverbrauch des automatischen Steuersystems AS, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist, und gibt ein Inferenzergebnis aus. Alternativ führt die Berechnungsverarbeitungseinheit 26 die zweite Berechnungsverarbeitung durch, um eine Zuordnungsanordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 abzuleiten, die zu einem Stromverbrauch des automatischen Steuersystems AS führt, der geringer ist als der Stromverbrauch des automatischen Steuersystems AS, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist, und dazu führt, dass die Zeitspanne, in der die Zufuhr von Strom zu zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit 202 von den mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 in dem automatischen Steuersystem AS unterbrochen ist, größer ist als die Zeitspanne, in der die Zufuhr von Strom zu zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit 202 von den mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 in dem automatischen Steuersystem AS unterbrochen ist, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist, und gibt ein Inferenzergebnis aus.
Wenn es sich bei der Informationseingabe in die Inferenzeinheit 20 alternativ um die zweiten Eingabeinformationen 1000 handelt, umfassen die zweiten Eingabeinformationen 1000 die System-Stromverbrauchsinformationen 900, wodurch die Notwendigkeit für die erste Berechnungsverarbeitung, die in Schritt S203 oben durchgeführt wird, entfällt. Daher wird der Schritt S204 nach dem Schritt S202 durchgeführt. Wenn die zweiten Eingabeinformationen eingegeben worden sind, wird die zweite Berechnungsverarbeitung in Schritt S204 auf Basis der Zuordnungsinformationen 400 und der in den zweiten Eingabeinformationen 1000 enthaltenen System-Stromverbrauchsinformationen 900 durchgeführt. Eine von der Inferenzeinheit 20 durchzuführende Schlussfolgerung ist somit die vorangehende Berechnungsverarbeitung und bezieht sich auf die erste Berechnungsverarbeitung und die zweite Berechnungsverarbeitung, wenn die ersten Eingabeinformationen 800 eingegeben wurden, und bezieht sich auf die zweite Berechnungsverarbeitung, wenn die zweiten Eingabeinformationen 1000 eingegeben wurden.
Dann erhält die Zuordnungsinformationenausgabeeinheit 12 das von der Berechnungsverarbeitungseinheit 26 der Inferenzeinheit 20 ausgegebene Ergebnis und gibt es als Neuzuordnungsinformationen 1100 aus (Schritt S205). Die Beendigung von Schritt S205 führt zur Beendigung der Prozedur des Zuordnungsunterstützungsprogramms und der Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1. Es wird darauf hingewiesen, dass die Zuordnungsinformationenausgabeeinheit 12 in den Neuzuordnungsinformationen 1100 enthaltene Informationen über die Zuordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 in dem automatischen Steuersystem AS erhalten und ausgeben kann, worin die Ein-/Ausgabeeinheiten, die Ein-/Ausgabeanschlüsse der Ein-/Ausgabeeinheiten und die den jeweiligen Ein-/Ausgabeanschlüssen zugewiesenen zu steuernden Vorrichtungen 150 einander zugeordnet werden.
Wie oben ausgeführt umfassen das Zuordnungsunterstützungsprogramm und die Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1 bei der ersten Ausführungsform die Informationenbezugseinheit 11, die entweder die ersten Eingabeinformationen 800 oder die zweiten Eingabeinformationen 1000 erhält, und die Zuordnungsinformationenausgabeeinheit 12, die von der Inferenzeinheit 20 die Neuzuordnungsinformationen 1100 erhält, die durch Schlussfolgerung unter Verwendung des erlernten Modells ausgegeben werden, die von der Inferenzeinheit 20 ausgeführt wird, die die erste Eingabeinformationen 800 oder die zweiten Eingabeinformationen 1000 erhalten hat und die die Neuzuordnungsinformationen 1100 ausgibt. Dies ermöglicht die Bereitstellung von Informationen über die Zuordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 in dem automatischen Steuersystem AS, wobei diese Informationen als Anleitung für die Neuzuordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 in dem automatischen Steuersystem AS dienen, um den Stromverbrauch des automatischen Steuersystems AS, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist, zu reduzieren. Alternativ können auf diese Weise Informationen über die Zuordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 in dem automatischen Steuersystem AS bereitgestellt werden, wobei diese Informationen als Anleitung für eine Neuzuordnung dienen, um den Stromverbrauch des automatischen Steuersystems AS, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist, zu reduzieren und die Zeitspanne der Unterbrechung der Stromzufuhr zu zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit 202 von den mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 in dem automatischen Steuersystem AS, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist, zu verlängern.
Somit kann gemäß der Zuordnung des automatischen Steuersystems AS unter Verwendung der Neuzuordnungsinformationen 1100 bei der ersten Ausführungsform eine ungleichmäßige Zuordnung von Betriebszeitbereichen der zu steuernden Vorrichtungen 150, die dem automatischen Steuersystem AS zugewiesen sind, über jede der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 den Stromverbrauch des automatischen Steuersystems AS reduzieren. Zudem wird eine Erhöhung der Zeitspanne erreicht, in der die Stromzufuhr zu zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit 202 von den mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 in dem automatischen Steuersystem AS, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist, unterbrochen wird. Dabei kann die Stromversorgung einer Ein-/Ausgabeeinheit 202 so unterbrochen werden, dass die Stromversorgung unterbrochen wird, um die gesamte Funktionalität dieser Ein-/Ausgabeeinheit 202 zu stoppen, oder so, dass die Stromversorgung der gesamten Ein-/Ausgabevorrichtung, die in dieser Ein-/Ausgabeeinheit 202 enthalten ist, unterbrochen wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Lerneinheit 21 ein erlerntes Modell auf Basis von Lerndaten erzeugt, die wie oben beschrieben die Zuordnungsinformationen 400 und die Stromverbrauchsinformationen bei Betrieb des automatischen Steuersystems AS umfassen, wodurch eine Schlussfolgerung darüber ermöglicht wird, wie der Stromverbrauch bei Betrieb des automatischen Steuersystems AS in Abhängigkeit von der Zuordnungsanordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 in dem automatischen Steuersystem AS variiert, die durch die Zuordnungsinformationen 400 bestimmt wird. Dabei ist der Stromverbrauch bei Betrieb des automatischen Steuersystems AS eher hoch, wenn die Ein-/Ausgabeeinheiten 202 des automatischen Steuersystems AS mit Strom versorgt werden, und eher niedrig, wenn die Stromzufuhr zu den Ein-/Ausgabeeinheiten 202 unterbrochen wird. Dadurch können eine Zuordnungsanordnung, die zu einem geringeren Stromverbrauch führt, wenn das automatische Steuersystem AS in Betrieb ist, und eine Zuordnungsanordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 abgeleitet werden, bei der der Zeitraum verlängert wird, während dem die Stromzufuhr zu zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit 202 von den mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 in dem automatischen Steuersystem AS unterbrochen ist, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist.
Zweite Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf die Figuren werden im Folgenden ein Zuordnungsunterstützungsprogramm, eine Zuordnungsunterstützungsvorrichtung, ein Zuordnungslernprogramm und eine Zuordnungslernvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die zweite Ausführungsform wird zudem im Kontext einer Konfiguration beschrieben, in der das Zuordnungsunterstützungsprogramm das Zuordnungslernprogramm umfasst und die Zuordnungsunterstützungsvorrichtung die Funktionalität der Zuordnungslernvorrichtung aufweist. Es ist zu beachten, dass Elemente, die denen der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ähnlich sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, und eine detaillierte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird. Komponenten, die sich von denen der ersten Ausführungsform unterscheiden, werden im Folgenden detailliert beschrieben.
13 zeigt eine Darstellung, die schematisch ein Beispiel für Funktionsblöcke einer Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1b gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. Es ist zu beachten, dass ähnlich wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform auch bei der zweiten Ausführungsform, die Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1b nicht nur so konfiguriert ist, dass sie die Neuzuordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 unterstützt, sondern auch so, dass sie als Zuordnungslernvorrichtung 2b fungiert, die maschinelles Lernen durchführt. In der folgenden Beschreibung der zweiten Ausführungsform werden neben den Funktionsblöcken der Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1b auch Funktionsblöcke der Zuordnungslernvorrichtung 2b behandelt.
Die Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1b ist eine Vorrichtung, die die Neuzuordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 in dem automatischen Steuersystem AS, das bereits in Betrieb ist, unterstützt. Die Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1b umfasst eine Informationenbezugseinheit 11b, die verschiedene einzelne Informationen in dem automatischen Steuersystem AS erhält, eine Inferenzeinheit 20b, die die von der Informationenbezugseinheit 11b erhaltenen Informationen empfängt und eine Zuordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 in dem automatischen Steuersystem AS ableitet, und eine Zuordnungsinformationenausgabeeinheit 12b, die Informationen erhält und ausgibt, die durch die Berechnungsverarbeitung der Inferenzeinheit 20b ausgegeben werden. Die Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1b umfasst ferner eine Lerneinheit 21b zur Durchführung von maschinellem Lernen in Bezug auf die Zuordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 im automatischen Steuersystem AS. Es wird darauf hingewiesen, dass es sich bei der Lerneinheit 21b um einen Funktionsblock der Zuordnungslernvorrichtung 2b handelt.
Die Informationenbezugseinheit 11b erhält entweder erste Eingabeinformationen 800b oder zweite Eingabeinformationen 1000b. Die ersten Eingabeinformationen 800b umfassen die Zuordnungsinformationen 400, die Zeitrauminformationen 500, die Einheit-Leistungsaufnahmeinformationen 600, die Vorrichtung-Leistungsaufnahmeinformationen 700 und die Anzahlinformationen 401, die die Anzahl der Übertragungen eines Signals an jeden der Ein-/Ausgabeanschlüsse der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 entsprechend der Zuordnungsinformationen 400 repräsentieren. Die zweiten Eingabeinformationen 1000b umfassen die System-Stromverbrauchsinformationen 900, die Zuordnungsinformationen 400 und die Anzahlinformationen 401. Die Anzahlinformationen 401 werden später beschrieben.
Die Inferenzeinheit 20b umfasst die Vorverarbeitungseinheit 22 und eine Berechnungsverarbeitungseinheit 26b. Die Vorverarbeitungseinheit 22 arbeitet ähnlich wie die Vorverarbeitungseinheit 22 bei der ersten Ausführungsform. Die Berechnungsverarbeitungseinheit 26b liest das erlernte Modell, das durch maschinelles Lernen erzeugt wurde, das von der später beschriebenen Lerneinheit 21b durchgeführt wurde, und leitet die Neuzuordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 in dem automatischen Steuersystem AS auf Basis der von der Informationenbezugseinheit 11b erhaltenen Informationen ab. Die Berechnungsverarbeitung in der Inferenzeinheit 20b wird später beschrieben.
Die Inferenzeinheit 20b empfängt entweder die ersten Eingabeinformationen 800b oder die zweiten Eingabeinformationen 1000b und führt verschiedene Berechnungen durch, die später beschrieben werden. Die Inferenzeinheit 20b leitet eine Zuordnungsanordnung ab, die zu einer Verringerung des Stromverbrauchs des automatischen Steuersystems AS, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist, und zu einer Verlängerung der Zeitdauer der Unterbrechung der Stromzufuhr zu zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit 202 von den mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 in dem automatischen Steuersystem AS führt, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist. Zudem wird diese Zuordnungsanordnung von der Inferenzeinheit 20b abgeleitet, um den Maximalwert der Anzahl von Übertragungen eines Signals zu reduzieren, das zu den mehreren Ein-/Ausgabeanschlüssen übertragen wird, die in zumindest einer der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 in dem automatischen Steuersystem AS enthalten sind, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist.
Die Zuordnungsinformationenausgabeeinheit 12b erhält die von der Inferenzeinheit 20b abgeleitete Zuordnungsanordnung und gibt sie als Neuzuordnungsinformationen 1100b aus. Die ausgegebenen Neuzuordnungsinformationen 1100b werden an der Anzeigeeinheit 104 angezeigt.
Die verschiedenen Arten von Informationen, die von der Informationenbezugseinheit 11b erhalten werden, und die Informationen, die von der oben beschriebenen Zuordnungsinformationenausgabeeinheit 12b ausgegeben werden, werden im Folgenden beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass von den verschiedenen Arten von Informationen, die von der Informationenbezugseinheit 11b erhalten werden, die Zuordnungsinformationen 400, die Zeitrauminformationen 500, die Einheit-Leistungsaufnahmeinformationen 600, die Vorrichtung-Leistungsaufnahmeinformationen 700 und die System-Stromverbrauchsinformationen 900 denen der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ähnlich sind, und deren Beschreibung daher weggelassen wird.
14 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels für Anzahlinformationen 401. Wie in 14 dargestellt ist, repräsentieren die Anzahlinformationen 401 die Anzahl der Übertragungen eines Signals an jeden der Ein-/Ausgabeanschlüsse der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 entsprechend der Zuordnungsinformationen 400. Konkret repräsentieren die Anzahlinformationen 401, ähnlich wie in der Darstellung von 4, die drei Ein-/Ausgabeeinheiten 202A, 202B und 202C und die Ein-/Ausgabeanschlüsse X0, X1, X2, Y0, Y1, Y2, Z0, Z1 und Z2 der Ein-/Ausgabeeinheiten 202A, 202B und 202C miteinander verknüpft sowie die Anzahl der Übertragungen eines Signals an die Ein-/Ausgabeanschlüsse und die Ein-/Ausgabeanschlüsse miteinander verknüpft. Es ist zu beachten, dass die Anzahl der Übertragungen eines Signals an jeden der Ein-/Ausgabeanschlüsse eine Gesamtanzahl der Übertragungen der Anzahl der Übertragungen eines Signals von der CPU-Einheit 201 an diesen Ein-/Ausgabeanschluss und der Anzahl der Übertragungen eines Signals von der entsprechenden zu steuernden Vorrichtung 150 an diesen Ein-/Ausgabeanschluss bedeutet. Beachten Sie auch, dass, wie in 14 dargestellt ist, der Ein-/Ausgabeanschluss mit der höchsten Anzahl von Übertragungen eines Signals von den Ein-/Ausgabeanschlüssen der Ein-/Ausgabeeinheit 202A der Ein-/Ausgabeanschluss X1 ist, und dessen Anzahl von Übertragungen bei der zweiten Ausführungsform 18429 beträgt. In ähnlicher Weise ist der Ein-/Ausgabeanschluss mit der höchsten Anzahl von Übertragungen eines Signals von den Ein-/Ausgabeanschlüssen der Ein-/Ausgabeeinheit 202B der Ein-/Ausgabeanschluss Y0, wobei dessen Anzahl von Übertragungen 15320 beträgt; und der Ein-/Ausgabeanschluss mit der höchsten Anzahl von Übertragungen eines Signals von den Ein-/Ausgabeanschlüssen der Ein-/Ausgabeeinheit 202C ist der Ein-/Ausgabeanschluss Z0, wobei dessen Anzahl von Übertragungen 19079 beträgt.
Bei der zweiten Ausführungsform handelt es sich bei den ersten Eingabeinformationen 800b um Informationen, die die Zuordnungsinformationen 400, die Zeitrauminformationen 500, die Einheit-Leistungsaufnahmeinformationen 600, die Vorrichtung-Leistungsaufnahmeinformationen 700 und die oben beschriebenen Anzahlinformationen 401 umfassen. Es wird darauf hingewiesen, dass bei der zweiten Ausführungsform davon ausgegangen wird, dass die ersten Eingabeinformationen 800b aus fünf Informationsarten gebildet werden, d. h. den Zuordnungsinformationen 400, den Zeitrauminformationen 500, den Einheit-Leistungsaufnahmeinformationen 600, den Vorrichtung-Leistungsaufnahmeinformationen 700 und den Anzahlinformationen 401.
Ferner handelt es sich bei der zweiten Ausführungsform bei den zweiten Eingabeinformationen 1000b um Informationen, die die Zuordnungsinformationen 400, die System-Stromverbrauchsinformationen 900 und die oben beschriebenen Anzahlinformationen 401 umfassen. Es wird darauf hingewiesen, dass bei der zweiten Ausführungsform davon ausgegangen wird, dass die zweiten Eingabeinformationen 1000b aus drei Arten von Informationen gebildet werden, d. h. den Zuordnungsinformationen 400, den System-Stromverbrauchsinformationen 900 und den Anzahlinformationen 401.
15 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels für Neuzuordnungsinformationen 1100b gemäß der zweiten Ausführungsform. Die Neuzuordnungsinformationen 1100b enthalten Informationen über die Zuordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 in dem automatischen Steuersystem AS. 16 zeigt eine Darstellung, die die Betriebssituation eines automatischen Steuersystems AS an einem Tag veranschaulicht, wenn die zu steuernden Vorrichtungen 150 den Ein-/Ausgabeanschlüssen der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 im automatischen Steuersystem AS auf Basis der Neuzuordnungsinformationen 1100b zugewiesen werden.
Die Neuzuordnungsinformationen 1100b repräsentieren, wie in 15 dargestellt ist, die Ein-/Ausgabeeinheiten 202A bis 202C, die in den Ein-/Ausgabeeinheiten 202A bis 202C enthaltenen Ein-/Ausgabeanschlüsse X0 bis Z2, die Gerätenamen M1 bis M9 der den jeweiligen Ein-/Ausgabeanschlüssen zugeordneten zu steuernden Vorrichtungen 150, die Anzahl der Übertragungen, d. h. die Anzahl der Übertragungen eines Signals an die Ein-/Ausgabeanschlüsse, die Betriebszeit der Einheit, d. h. die Gesamtbetriebszeit jeder der Ein-/Ausgabeeinheiten 202, die Betriebszeit der Vorrichtung, d. h. die Gesamtbetriebszeit jeder der zu steuernden Vorrichtungen 150, und den Stromverbrauch des automatischen Steuersystems AS miteinander verknüpft. Es wird darauf hingewiesen, dass die in den Neuzuordnungsinformationen 1100b enthaltenen Informationen, die die Ein-/Ausgabeeinheiten 202A bis 202C, die Ein-/Ausgabeanschlüsse X0 bis Z2 der Ein-/Ausgabeeinheiten 202A bis 202C und die Gerätenamen M1 bis M9 der den jeweiligen Ein-/Ausgabeanschlüssen zugeordneten zu steuernden Vorrichtungen 150 miteinander verknüpft, Informationen über die Zuordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 im automatischen Steuersystem AS sind. Die Nutzung der Zuordnung in Übereinstimmung mit den Neuzuordnungsinformationen 1100b ermöglicht eine ungleichmäßige Zuordnung von Betriebszeitbereichen der zu steuernden Vorrichtungen 150 über jede der Ein-/Ausgabeeinheiten 202A, 202B und 202C und eine ungleichmäßige Zuordnung der Anzahl von Signalübertragungen über jede der Ein-/Ausgabeeinheiten 202A, 202B und 202C.
Wie in 16 dargestellt ist, ist demnach daraus ersichtlich, dass irgendeine der zu steuernden Vorrichtungen 150, die jeder der Ein-/Ausgabeeinheiten 202A und 202B zugeordnet ist, im täglichen Betrieb des automatischen Steuersystems AS ununterbrochen betrieben wird, wodurch bewirkt wird, dass die Ein-/Ausgabeeinheiten 202A und 202B den ganzen Tag lang mit Strom versorgt werden. Es ist ersichtlich, dass die Stromversorgung der Ein-/Ausgabeeinheit 202C während der Zeitspanne von 12:00 bis 15:00 Uhr und während der Zeitspanne von 22:00 bis 24:00 Uhr im täglichen Betrieb des automatischen Steuersystems AS unterbrochen werden kann. Wie in 15 dargestellt ist, führt die Nutzung der Zuordnung gemäß der Neuzuordnungsinformationen 1100b zu einem Stromverbrauch des automatischen Steuersystems AS von 2265 kWh. Es ist zu sehen, dass die Verwendung der Zuordnung in Übereinstimmung mit den Neuzuordnungsinformationen 1100b den Stromverbrauch des automatischen Steuersystems AS verringert. Darüber hinaus ist zu erkennen, dass die Zeitspanne, in der die Stromzufuhr zur Ein-/Ausgabeeinheit 202C unterbrochen wird, größer ist als die Zeitspanne, in der die Stromzufuhr zur Ein-/Ausgabeeinheit 202C anhand der als Zuordnungsinformationen 400 repräsentierten Zuordnung des automatischen Steuersystems AS unterbrochen wird.
Wie in 15 dargestellt ist, weisen die Ein-/Ausgabeeinheit 202A und die Ein-/Ausgabeeinheit 202C jeweils für jede der Ein-/Ausgabeeinheiten 202A und 202C einen Maximalwert der Anzahl der Übertragungen eines Signals auf, das an die mehreren Ein-/Ausgabeanschlüsse übertragen wird, die in jeder der Ein-/Ausgabeeinheiten 202A und 202C enthalten sind, der niedriger ist als der für jede entsprechende der Ein-/Ausgabeeinheiten 202A und 202C erhaltene Maximalwert der Anzahl der Übertragungen eines Signals, das an die mehreren Ein-/Ausgabeanschlüsse, die in der entsprechenden der Ein-/Ausgabeeinheiten 202A und 202C enthalten sind, mit der in 14 als Zuordnungsinformationen 400 dargestellten Zuordnung des automatischen Steuersystems AS übertragen wird.
Konkret beträgt der in 14 dargestellte Maximalwert der Anzahl der Übertragungen eines Signals, das zu den jeweiligen Ein-/Ausgabeanschlüssen der Ein-/Ausgabeeinheit 202A des automatischen Steuersystems AS übertragen wird, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist, 18429, wohingegen der Maximalwert der Anzahl der Übertragungen eines Signals, das zu den jeweiligen Ein-/Ausgabeanschlüssen der Ein-/Ausgabeeinheit 202A des automatischen Steuersystems AS übertragen wird, das eine Zuordnung gemäß der in den Neuzuordnungsinformationen 1100b enthaltenen Zuordnungsinformationen aufweist, 7959 beträgt. Zudem beträgt der Maximalwert der Anzahl von Übertragungen eines Signals, das an die jeweiligen Ein-/Ausgabeanschlüsse der Ein-/Ausgabeeinheit 202C des automatischen Steuersystems AS übertragen wird, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist, 19079, während der Maximalwert der Anzahl von Übertragungen eines Signals, das an die jeweiligen Ein-/Ausgabeanschlüsse der Ein-/Ausgabeeinheit 202C übertragen wird, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen aufweist, die in den Neuzuordnungsinformationen 1100b enthalten sind, 2615 beträgt.
17 zeigt eine Darstellung, die schematisch ein Beispiel für Funktionsblöcke der Lerneinheit 21b gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. Die Lerneinheit 21b ist ein Funktionsblock, der die Funktionalität der Zuordnungslernvorrichtung 2b bereitstellt und maschinelles Lernen der Neuzuordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 in dem automatischen Steuersystem AS durchführt. Wie in 17 dargestellt ist, umfasst die Lerneinheit 21b die Vorverarbeitungseinheit 22a, die ähnlich wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform arbeitet; eine Lerndatenbezugseinheit 23b, die Lerndaten für die zweite Ausführungsform erhält; eine Gewichtungsinformationenbezugseinheit 27, die Informationen erhält, die sich auf die Erzeugung eines erlernten Modells auswirken; eine Modellerzeugungseinheit 24b, die das erlernte Modell erzeugt; und eine Modellspeichereinheit 25b, die das erlernte Modell speichert.
Die Gewichtungsinformationenbezugseinheit 27 erhält Gewichtungsinformationen zur Gewichtung der Belohnung während der Erzeugung des erlernten Modells. Die Lerndatenbezugseinheit 23b erhält Lerndaten, die für das in der Lerneinheit 21b durchzuführende maschinelle Lernen erforderlich sind. Die Lerndaten bei der zweiten Ausführungsform werden später beschrieben.
Die Modellerzeugungseinheit 24b erzeugt auf Basis der Lerndaten und der Gewichtungsinformationen ein erlerntes Modell zum Ableiten einer Zuordnungsanordnung, die zu einer Verringerung des Stromverbrauchs des automatischen Steuersystems AS, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist, und zu einer Verlängerung der Zeitdauer der Unterbrechung der Stromzufuhr zu zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit 202 von den mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 in dem automatischen Steuersystem AS führt, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist. Darüber hinaus wird dieses erlernte Modell erzeugt, um den Maximalwert der Anzahl von Übertragungen eines Signals zu reduzieren, das zu den mehreren Ein-/Ausgabeanschlüssen übertragen wird, die in zumindest einer der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 in dem automatischen Steuersystem AS enthalten sind, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist.
Im Folgenden wird die Erzeugung eines erlernten Modells beschrieben, die in der Lerneinheit 21b gemäß der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird. Es wird darauf hingewiesen, dass der Lernalgorithmus, der von der Modellerzeugungseinheit 24b verwendet wird, ein bekannter Algorithmus sein kann, wie überwachtes Lernen, unüberwachtes Lernen oder Verstärkungslernen. Beachten Sie auch, dass das Programm, das die Berechnungsvorrichtung 300 veranlasst, als Lerneinheit 21b zu fungieren, ein Zuordnungslernprogramm ist.
Ähnlich wie bei der obigen ersten Ausführungsform wird die zweite Ausführungsform in Bezug auf die Verwendung von Verstärkungslernen beim maschinellen Lernen beschrieben. Beim Q-Learning, einer typischen Verstärkungslerntechnik, wird eine typische Aktualisierungsgleichung der Aktionswertfunktion Q(s, a) durch die obige Formel 3 ausgedrückt.
Bei der zweiten Ausführungsform entspricht die Aktion a_t in Formel 3 den „Stromverbrauchsinformationen, wenn das automatische Steuersystem AS in Betrieb ist“ und den „Anzahlinformationen 401, die die Anzahl der Übertragungen eines Signals darstellen, das zu den mehreren Ein-/Ausgabeanschlüssen übertragen wird, die in jeder der mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 enthalten sind, die in dem automatischen Steuersystem AS enthalten sind“; der Zustand s_t in Formel 3 entspricht den „Zuordnungsinformationen 400 der zu steuernden Vorrichtungen 150 in dem automatischen Steuersystem AS“; wobei die beste Aktion a_t im Zustand s_t zum Zeitpunkt t erlernt wird. Bei der zweiten Ausführungsform wird das Lernen unter Berücksichtigung der Gewichtungsinformationen durchgeführt, die von der später beschriebenen Gewichtungsinformationenbezugseinheit 27 erhalten werden.
Man beachte, dass die Stromverbrauchsinformationen, wenn das automatische Steuersystem AS in Betrieb ist, Informationen sind, die den Stromverbrauch des automatischen Steuersystems AS einschließen, der auf Basis des Stromverbrauchs der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 und des Stromverbrauchs der zu steuernden Vorrichtungen 150 berechnet wird, wenn das automatische Steuersystem, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist, in Betrieb ist. Die Zuordnungsinformationen 400 der zu steuernden Vorrichtungen 150 im automatischen Steuersystem AS sind Informationen, die die Ein-/Ausgabeanschlüsse der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 mit den im automatischen Steuersystem AS enthaltenen zu steuernden Vorrichtungen 150 verknüpfen.
Die Gewichtungsinformationenbezugseinheit 27 erhält Gewichtungsinformationen zur Gewichtung der Belohnung während der Erzeugung des erlernten Modells. Bei den Gewichtungsinformationen handelt es sich um einen Faktor, der die Belohnung beeinflusst, die von der später beschriebenen Belohnungsberechnungseinheit 24Rb berechnet wird, wobei er in einem Bereich von 0,0 bis 0,1 eingestellt werden kann. Die Gewichtungsinformationenbezugseinheit 27 erhält den vom Benutzer über die Eingabeeinheit 103 festgelegten Faktor als Gewichtungsinformationen. Bei der zweiten Ausführungsform werden zwei Faktoren, die die erste Belohnung r1 bzw. eine später beschriebene zweite Belohnung r2 beeinflussen, als Gewichtungsinformationen erhalten. Wenn während des Lernens beispielsweise ein größerer Effekt für die erste Belohnung r1 erwünscht ist, wird der Faktor, der die erste Belohnung r1 beeinflusst, auf einen größeren Wert (z. B. „0,8“) und der Faktor, der die zweite Belohnung r2 beeinflusst, in Bezug auf den Faktor, der die erste Belohnung r1 beeinflusst, auf einen kleineren Wert (z. B. „0,6“) gesetzt.
Die Belohnungsberechnungseinheit 24Rb berechnet die Belohnungen auf Basis der Stromverbrauchsinformationen, wenn das automatische Steuersystem AS in Betrieb ist, der Anzahlinformationen 401, die die Anzahl der Übertragungen eines Signals darstellen, das an die mehreren Ein-/Ausgabeanschlüsse übertragen wird, die in jeder der mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 enthalten sind, die in dem automatischen Steuersystem AS enthalten sind, der Zuordnungsinformationen 400 der zu steuernden Vorrichtungen 150 in dem automatischen Steuersystem AS und der Gewichtungsinformationen.
Die Belohnungsberechnungseinheit 24Rb berechnet die erste Belohnung r1 auf Basis der Differenz zwischen einem vorgegebenen ersten Schwellenwert und dem Stromverbrauch (kWh). Der vorgegebene erste Schwellenwert (bei der zweiten Ausführungsform der Einfachheit halber als „Stromschwellenwert“ bezeichnet) ist ein vorgegebener Schwellenwert für den Stromverbrauch. Die Belohnungsberechnungseinheit 24Rb multipliziert dann die erste Belohnung r1 mit dem Faktor aus den Gewichtungsinformationen. Wenn beispielsweise der Stromverbrauch, der in den Stromverbrauchsinformationen enthalten ist, wenn das automatische Steuersystem AS in Betrieb ist, geringer ist als der Stromschwellenwert, wird die erste Belohnung r1 erhöht (z. B. auf „einen positiven Wert, der durch Subtraktion des Wertes des Stromverbrauchs von dem Stromschwellenwert erhalten wird“), und die erhöhte erste Belohnung r1 wird dann mit dem Faktor multipliziert. Alternativ dazu wird, wenn der Stromverbrauch, der in den Stromverbrauchsinformationen enthalten ist, wenn das automatische Steuersystem AS in Betrieb ist, größer als der Stromschwellenwert ist, die erste Belohnung r1 verringert (z. B. auf „einen negativen Wert, der durch Subtraktion des Wertes des Stromverbrauchs vom Stromschwellenwert erhalten wird), und die verringerte erste Belohnung r1 wird dann mit dem Faktor multipliziert. Es wird darauf hingewiesen, dass der Stromschwellenwert ein beliebiger Zahlenwert für die Verwendung beim Lernen sein kann, der unter Berücksichtigung des Zahlenwerts des Stromverbrauchs bestimmt werden kann.
Ferner berechnet die Belohnungsberechnungseinheit 24Rb die zweite Belohnung r2 auf Basis der Differenz zwischen einem vorgegebenen zweiten Schwellenwert und der Gesamtzahl der Übertragungen, wobei der vorgegebene zweite Schwellenwert (bei der zweiten Ausführungsform der Einfachheit halber als „Anzahlschwellenwert“ bezeichnet) ein vorgegebener Schwellenwert für die Anzahl der Übertragungen eines Signals ist, das an jeden der Ein-/Ausgabeanschlüsse übertragen wird, wobei die Gesamtzahl der Übertragungen durch Aufsummieren der Maximalwerte berechnet wird, von denen jeder der Maximalwert der Anzahl der Übertragungen eines Signals zu den Ein-/Ausgabeanschlüssen jeder der mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 ist.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Gesamtzahl der Übertragungen zum Beispiel unter Verwendung der folgenden Methode berechnet werden kann. Zunächst wird die Anzahl der Übertragungen des Ein-/Ausgabeanschlusses mit der höchsten Anzahl von Übertragungen von den Übertragungsanzahlen eines Signals, das zu den jeweiligen Ein-/Ausgabeanschlüssen jeder der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 übertragen wird, wenn das automatische Steuersystem AS in Betrieb ist, als der Maximalwert der Anzahl von Übertragungen dieser Ein-/Ausgabeeinheit 202 bestimmt. Der Maximalwert wird für jede der Ein-/Ausgabeeinheiten extrahiert. Anschließend werden die extrahierten Maximalwerte addiert, um die Gesamtzahl der Übertragungen zu ermitteln.
Wenn die Gesamtzahl der Übertragungen, die in den Anzahlinformationen 401 enthalten sind, die die Anzahl der Übertragungen eines Signals repräsentieren, das zu den mehreren Ein-/Ausgabeanschlüssen übertragen wird, die in jeder der mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 enthalten sind, die in dem automatischen Steuersystem AS enthalten sind, geringer ist als der Anzahlschwellenwert, veranlasst die Belohnungsberechnungseinheit 24Rb, dass die zweite Belohnung r2 erhöht wird (z. B. auf „einen positiven Wert, der sich aus der Subtraktion des Wertes der Gesamtzahl der Übertragungen vom Anzahlschwellenwert ergibt“), und multipliziert die erhöhte zweite Belohnung r2 mit dem Faktor. Wenn die Gesamtzahl der Übertragungen, die in den Anzahlinformationen 401 enthalten sind, die die Anzahl der Übertragungen eines Signals darstellen, das an die mehreren Ein-/Ausgabeanschlüsse übertragen wird, die in jeder der mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 enthalten sind, die in dem automatischen Steuersystem AS enthalten sind, größer ist als der Anzahlschwellenwert, veranlasst die Belohnungsberechnungseinheit 24Rb alternativ, dass die zweite Belohnung r2 verringert wird (z. B. auf „einen negativen Wert, der durch Subtraktion des Wertes des Stromverbrauchs von dem Stromschwellenwert erhalten wird“), und multipliziert die verringerte zweite Belohnung r2 mit dem Faktor. Es wird darauf hingewiesen, dass der Anzahlschwellenwert ein beliebiger Zahlenwert zur Verwendung beim Lernen sein kann und unter Berücksichtigung des Zahlenwerts der Anzahl der Übertragungen eines Signals an jeden der Ein-/Ausgabeanschlüsse bestimmt werden kann.
Die Belohnungsberechnungseinheit 24Rb addiert dann die erste Belohnung r1 und die zweite Belohnung r2, um eine endgültige Belohnung zu ermitteln. Man beachte, dass die endgültige Belohnung hier der Belohnung r_t+1 in der durch Formel 3 ausgedrückten Aktualisierungsgleichung entspricht.
Die Funktionsaktualisierungseinheit 24Ub aktualisiert gemäß der von der Belohnungsberechnungseinheit 24Rb berechneten endgültigen Belohnung eine Funktion zum Bestimmen der Zuordnungsanordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150, die zu einer Verringerung des Stromverbrauchs des automatischen Steuersystems AS, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist, zu einer Verlängerung der Zeitdauer der Unterbrechung der Stromzufuhr zu zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit 202 von den mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 in dem automatischen Steuersystem AS, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist, und zu einer Verringerung des Maximalwerts der Anzahl von Übertragungen eines Signals führt, das zu den mehreren Ein-/Ausgabeanschlüssen übertragen wird, die in zumindest einer der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 in dem automatischen Steuersystem AS enthalten sind, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist. Die Funktionsaktualisierungseinheit 24Ub gibt dann die resultierende Funktion an die Modellspeichereinheit 25b aus.
Beispielsweise wird beim Q-Learning die durch Formel 3 ausgedrückte Aktionswertfunktion Q(s_t, a_t) als Funktion zum Berechnen einer Zuordnungsanordnung verwendet, die zu einer Verringerung des Stromverbrauchs des automatischen Steuersystems AS, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist, und zu einer Verlängerung der Zeitdauer der Unterbrechung der Stromzufuhr zu zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit 202 von den mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 in dem automatischen Steuersystem AS führt, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist.
Ferner ist die unter Verwendung dieser Funktion berechnete Zuordnungsanordnung eine Zuordnungsanordnung, die zu einer Verringerung des Maximalwerts der Anzahl von Übertragungen eines Signals führt, das zu den mehreren Ein-/Ausgabeanschlüssen übertragen wird, die in zumindest einer der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 in dem automatischen Steuersystem AS enthalten sind, das eine Zuordnung in Übereinstimmung mit den Zuordnungsinformationen 400 aufweist.
Der oben beschriebene Lernvorgang wird wiederholt durchgeführt. Die Modellspeichereinheit 25b speichert die Aktionswertfunktion Q(s_t, a_t), die durch die Funktionsaktualisierungseinheit 24Ub aktualisiert wurde, d. h. das erlernte Modell.
18 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Vorgang zur Erzeugung eines erlernten Modells durch maschinelles Lernen in der Lerneinheit 21 b gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
Wie in 18 dargestellt ist, empfängt die Lerneinheit 21b eine Eingabe, bei der es sich entweder um „erste Eingabeinformationen 800b zur Verwendung beim Lernen“ mit einer Struktur ähnlich der Struktur der vorangehenden ersten Eingabeinformationen 800b oder „zweite Eingabeinformationen 1000b zur Verwendung beim Lernen“ mit einer Struktur ähnlich der Struktur der vorangehenden zweiten Eingabeinformationen 1000b handelt (Schritt S301). Die Gewichtungsinformationenbezugseinheit 27 erhält Gewichtungsinformationen (Schritt S302). Basierend auf den ersten Eingabeinformationen 800b zur Verwendung beim Lernen oder auf den zweiten Eingabeinformationen 1000b zur Verwendung beim Lernen, die eingegeben wurden, erhält die Lerneinheit 21 b Lerndaten, die die Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen in Bezug auf die zu steuernden Vorrichtungen 150 in dem automatischen Steuersystem AS, die Stromverbrauchsinformationen zur Verwendung beim Lernen, wenn das automatische Steuersystem AS in Betrieb ist, und Anzahlinformationen 401 zur Verwendung beim Lernen einschließen, die die Anzahl der Übertragungen eines Signals repräsentieren, das zu den mehreren Ein-/Ausgabeanschlüssen übertragen wird, die in jeder der mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 enthalten sind, die in dem automatischen Steuersystem AS enthalten sind, das den Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen entspricht (Schritt S303). Auf Basis der erhaltenen Lerndaten erzeugt die Lerneinheit 21b ein erlerntes Modell zum Ableiten einer Zuordnungsanordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 (Schritt S304). Das erzeugte Lernmodell wird gespeichert (Schritt S305). Die Schritte S303 und S304 werden nachfolgend ausführlich beschrieben.
Wenn die eingegebenen Eingabeinformationen die ersten Eingabeinformationen 800b zur Verwendung beim Lernen sind, berechnet die Vorverarbeitungseinheit 22, um die Lerndaten zu erhalten, in Schritt S303 die Stromverbrauchsinformationen zur Verwendung beim Lernen, wenn das automatische Steuersystem AS in Betrieb ist, auf Basis der Zeitrauminformationen 500 zur Verwendung beim Lernen, der Einheit-Leistungsaufnahmeinformationen 600 zur Verwendung beim Lernen und der Vorrichtung-Leistungsaufnahmeinformationen 700 zur Verwendung beim Lernen, die in den ersten Eingabeinformationen 800b zur Verwendung beim Lernen enthalten sind, ähnlich wie bei der obigen ersten Ausführungsform. Die Lerndatenbezugseinheit 23b erhält als Lerndaten die Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen und die Anzahlinformationen 401 zur Verwendung beim Lernen, die in den ersten Eingabeinformationen 800b zur Verwendung beim Lernen enthalten sind, und die Stromverbrauchsinformationen zur Verwendung beim Lernen, wenn das automatische Steuersystem AS in Betrieb ist, die von der Vorverarbeitungseinheit 22 berechnet wurden.
Wenn es sich alternativ bei den die eingegebenen Eingabeinformation um die zweiten Eingabeinformationen 1000b zur Verwendung beim Lernen handelt, erhält die Lerndatenbezugseinheit 23b als Lerndaten die Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen, die System-Stromverbrauchsinformationen 900 zur Verwendung beim Lernen und die Anzahlinformationen 401 zur Verwendung beim Lernen, die in den zweiten Eingabeinformationen 1000b zur Verwendung beim Lernen enthalten sind. Es wird darauf hingewiesen, dass die System-Stromverbrauchsinformationen 900 zur Verwendung beim Lernen Stromverbrauchsinformationen zur Verwendung beim Lernen sind.
In Schritt S304 berechnet die Modellerzeugungseinheit 24b die Belohnung auf Basis der Stromverbrauchsinformationen zur Verwendung beim Lernen, wenn das automatische Steuersystem AS in Betrieb ist, auf Basis der Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen in Bezug auf die zu steuernden Vorrichtungen 150 in dem automatischen Steuersystem AS und der Anzahlinformationen 401 zur Verwendung beim Lernen, die die Anzahl von Übertragungen eines Signals darstellen, das zu den mehreren Ein-/Ausgabeanschlüssen übertragen wird, die in jeder der mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 enthalten sind, die in dem automatischen Steuersystem AS enthalten sind. Konkret berechnet die Belohnungsberechnungseinheit 24Rb die erste Belohnung r1 und die zweite Belohnung r2 und berechnet die endgültige Belohnung unter Berücksichtigung der Gewichtungsinformationen. Zunächst verwendet die Belohnungsberechnungseinheit 24Rb die Stromverbrauchsinformationen zur Verwendung beim Lernen und die Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen, um auf Basis der Differenz zwischen dem vorgegebenen Stromschwellenwert und dem Stromverbrauch (kWh), der in den Stromverbrauchsinformationen zur Verwendung beim Lernen enthalten ist, zu bestimmen, ob die erste Belohnung r1 erhöht (Schritt S304-A) oder verringert (Schritt S304-B) werden soll.
Wenn festgestellt wird, dass die erste Belohnung r1 erhöht werden soll, bewirkt die Belohnungsberechnungseinheit 24Rb, dass die erste Belohnung r1 in Schritt S304-A erhöht wird. Alternativ dazu bewirkt die Belohnungsberechnungseinheit 24Rb, wenn bestimmt wird, dass die erste Belohnung r1 verringert werden soll, dass die erste Belohnung r1 in Schritt S304-B verringert wird. Dann multipliziert die Belohnungsberechnungseinheit 24Rb in Schritt S304-C die erhöhte oder verringerte erste Belohnung r1 mit dem Faktor, der in den in Schritt S302 erhaltenen Gewichtungsinformationen enthalten ist.
Als Nächstes verwendet die Belohnungsberechnungseinheit 24Rb die Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen und die Anzahlinformationen 401 zur Verwendung beim Lernen, um zu bestimmen, ob die zweite Belohnung r2 erhöht (Schritt S304-A) oder die zweite Belohnung r2 verringert (Schritt S304-B) werden soll, auf Basis der Differenz zwischen dem vorgegebenen Anzahlschwellenwert und der vorangehenden Gesamtzahl der Übertragungen.
Wenn festgestellt wird, dass die zweite Belohnung r2 erhöht werden soll, bewirkt die Belohnungsberechnungseinheit 24Rb, dass die zweite Belohnung r2 in Schritt S304-A erhöht wird. Alternativ dazu bewirkt die Belohnungsberechnungseinheit 24Rb, wenn bestimmt wird, dass die zweite Belohnung r2 verringert werden soll, dass die zweite Belohnung r2 in Schritt S304-B verringert wird. Dann multipliziert die Belohnungsberechnungseinheit 24Rb in Schritt S304-C die erhöhte oder verringerte zweite Belohnung r2 mit dem Faktor, der in den in Schritt S302 erhaltenen Gewichtungsinformationen enthalten ist.
In Schritt S304-D addiert die Belohnungsberechnungseinheit 24Rb anschließend die erste Belohnung r1 und die zweite Belohnung r2, um die endgültige Belohnung zu berechnen.
In Schritt S304-E aktualisiert die Funktionsaktualisierungseinheit 24Ub die durch Formel 3 ausgedrückte Aktionswertfunktion Q(s_t, a_t), die in der Modellspeichereinheit 25b gespeichert ist, auf Basis der endgültigen Belohnung, die von der Belohnungsberechnungseinheit 24Rb berechnet wurde.
Die Lerneinheit 21b führt die vorangehenden Schritte der Schritte S303 bis S304 wiederholt an dem automatischen Steuersystem AS durch, das Zuordnungen verschiedener Sätze von Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen aufweist, um die Aktionswertfunktion Q(s_t, a_t) als erlerntes Modell zu erzeugen.
Man beachte, dass die Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen, die Anzahlinformationen 401 zur Verwendung beim Lernen, die Zeitrauminformationen 500 zur Verwendung beim Lernen, die Einheit-Leistungsaufnahmeinformationen 600 zur Verwendung beim Lernen, die Vorrichtung-Leistungsaufnahmeinformationen 700 zur Verwendung beim Lernen, die ersten Eingabeinformationen 800b zur Verwendung beim Lernen, die System-Stromverbrauchsinformationen 900 zur Verwendung beim Lernen und die zweiten Eingabeinformationen 1000b zur Verwendung beim Lernen, die oben beschrieben wurden (diese werden auch gemeinsam als „Informationen zur Gewinnung von Lerndaten“ bezeichnet), jeweils Informationen zur Verwendung beim maschinellen Lernen sind, das von der Lerneinheit 21b durchgeführt wird. Der Begriff „Informationen zur Gewinnung von Lerndaten“ wird hier verwendet, um eine Unterscheidung von den Zuordnungsinformationen 400, den Anzahlinformationen 401, den Zeitrauminformationen 500, den Einheit-Leistungsaufnahmeinformationen 600, den Vorrichtung-Leistungsaufnahmeinformationen 700, den ersten Eingabeinformationen 800b, den System-Stromverbrauchsinformationen 900 und den zweiten Eingabeinformationen 1000b zu treffen, die eingegeben werden, um eine später beschriebene Berechnungsverarbeitung in der Inferenzeinheit 20b zur Ableitung einer Zuordnungsanordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 in dem automatischen Steuersystem AS durchzuführen. Bei jeder Art von Informationen zur Gewinnung von Lerndaten handelt es sich um Informationen mit der gleichen Informationsstruktur wie die entsprechende Art von Informationen für die Inferenz, jedoch mit einem Inhalt, der die Art der Informationen angibt, wie z. B. ein spezifischer Zahlenwert, der sich von dem Inhalt der entsprechenden Art von Informationen für die Inferenz unterscheidet.
Die Funktionsweise des Zuordnungsunterstützungsprogramms und der Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1b gemäß der zweiten Ausführungsform wird im Folgenden anhand einer Figur beschrieben.
19 zeigt ein Flussdiagramm, das die Funktionsweise des Zuordnungsunterstützungsprogramms und der Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1b gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. Der Start des installierten Zuordnungsunterstützungsprogramms bewirkt, dass die Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1b betriebsbereit ist.
Der Benutzer erstellt entweder die ersten Eingabeinformationen 800b oder die zweiten Eingabeinformationen 1000b, wobei die ersten Eingabeinformationen 800b aus fünf Arten von Informationen gebildet werden, nämlich den Zuordnungsinformationen 400 und den Zeitrauminformationen 500 des automatischen Steuersystems AS im Betrieb, den Einheit-Leistungsaufnahmeinformationen 600 für die in dem automatischen Steuersystem AS verwendeten Ein-/Ausgabeeinheiten, den Vorrichtung-Leistungsaufnahmeinformationen 700 und den Anzahlinformationen 401, die die Anzahl der Übertragungen eines Signals repräsentieren, das zu den mehreren Ein-/Ausgabeanschlüssen übertragen wird, die in jeder der mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 enthalten sind, die in dem automatischen Steuersystem AS enthalten sind, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist; und die zweiten Eingabeinformationen 1000b aus drei Arten von Informationen gebildet werden, nämlich den Zuordnungsinformationen 400, den System-Stromverbrauchsinformationen und den Anzahlinformationen 401 des automatischen Steuersystems AS im Betrieb.
Der Benutzer gibt dann entweder die erstellten ersten Eingabeinformationen 800b oder zweiten Eingabeinformationen 1000b in die Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1b ein. Die eingegebenen ersten Eingabeinformationen 800b oder zweiten Eingabeinformationen 1000b werden in der Speichereinheit 102 gespeichert. Die Informationenbezugseinheit 11b liest und erhält die in der Speichereinheit 102 gespeicherten ersten Eingabeinformationen 800b oder zweiten Eingabeinformationen 1000b (Schritt S401).
Als Nächstes werden entweder die ersten Eingabeinformationen 800b oder die zweiten Eingabeinformationen 1000b, die von der Informationenbezugseinheit 11b erhalten wurden, in die Inferenzeinheit 20b eingegeben (Schritt S402). Die Inferenzeinheit 20b führt eine Berechnungsverarbeitung auf Basis der eingegebenen Informationen durch. Die Berechnungsverarbeitung der Inferenzeinheit 20b auf Basis der eingegebenen Informationen wird im Folgenden detailliert beschrieben.
Wenn die in die Inferenzeinheit 20b eingegebenen Informationen die ersten Eingabeinformationen 800b sind, wird durch die Vorverarbeitungseinheit 22 eine erste Berechnungsverarbeitung an den ersten Eingabeinformationen 800b durchgeführt (Schritt S403). Konkret wird eine System-Stromverbrauchsberechnungsfunktion, die der obigen Formel 1 und Formel 2 entspricht, vorab in der Speichereinheit 102 gespeichert, und die Vorverarbeitungseinheit 22 liest die System-Stromverbrauchsberechnungsfunktion aus der Speichereinheit 102 aus und berechnet Informationen, die den System-Stromverbrauchsinformationen 900 entsprechen, auf Basis der Zeitrauminformationen 500, der Einheit-Leistungsaufnahmeinformationen 600 für die in dem automatischen Steuersystem AS verwendeten Ein-/Ausgabeeinheiten und der Vorrichtung-Leistungsaufnahmeinformationen 700, die in den ersten Eingabeinformationen 800b enthalten sind.
Als Nächstes führt die Berechnungsverarbeitungseinheit 26b auf Basis der Zuordnungsinformationen 400 und der Anzahlinformationen 401, die in den in Schritt S402 in die Inferenzeinheit 20b eingegebenen, ersten Eingabeinformationen 800b enthalten sind, und der durch Ausführung der ersten Berechnungsverarbeitung von Schritt S403 erhaltenen Informationen eine zweite Berechnungsverarbeitung unter Verwendung des erlernten Modells durch (Schritt S404). Die Berechnungsverarbeitungseinheit 26b liest demnach das erlernte Modell, das trainiert und in der Modellspeichereinheit 25b der Lerneinheit 21b gespeichert wurde, und führt die zweite Berechnungsverarbeitung durch, um eine Zuordnungsanordnung abzuleiten, die zu einer Verringerung des Stromverbrauchs des automatischen Steuersystems AS, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist, und zu einer Verlängerung der Zeitdauer der Unterbrechung der Stromzufuhr zu zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit 202 von den mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 in dem automatischen Steuersystem AS führt, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist. Darüber hinaus wird diese Zuordnungsanordnung von der Inferenzeinheit 20b abgeleitet, um den Maximalwert der Anzahl von Übertragungen eines Signals zu reduzieren, das zu den mehreren Ein-/Ausgabeanschlüssen übertragen wird, die in zumindest einer der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 in dem automatischen Steuersystem AS enthalten sind, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist. Das Inferenzergebnis wird dann von der Inferenzeinheit 20b ausgegeben.
Wenn alternativ die Informationen, die in die Inferenzeinheit 20b eingegeben werden, die zweiten Eingabeinformationen 1000b sind, umfassen die zweiten Eingabeinformationen 1000b die System-Stromverbrauchsinformationen 900, wodurch die Notwendigkeit für die erste Berechnungsverarbeitung, die in Schritt S403 oben durchgeführt wird, entfällt. Daher wird Schritt S404 nach Schritt S402 durchgeführt. Wenn die zweiten Eingabeinformationen 1000b eingegeben wurden, wird die zweite Berechnungsverarbeitung, die in Schritt S404 durchgeführt wird, auf Basis der Zuordnungsinformationen 400, der Anzahlinformationen 401 und der System-Stromverbrauchsinformationen 900, die in den zweiten Eingabeinformationen 1000b enthalten sind, durchgeführt. Bei einer von der Inferenzeinheit 20b durchzuführenden Schlussfolgerung handelt es sich demnach um die vorangehende Berechnungsverarbeitung und bezieht sich auf die erste Berechnungsverarbeitung und die zweite Berechnungsverarbeitung, wenn die ersten Eingabeinformationen 800b eingegeben wurden, und auf die zweite Berechnungsverarbeitung, wenn die zweiten Eingabeinformationen 1000b eingegeben wurden.
Dann erhält die Zuordnungsinformationenausgabeeinheit 12b das von der Berechnungsverarbeitungseinheit 26b der Inferenzeinheit 20b ausgegebene Ergebnis und gibt dieses als Neuzuordnungsinformationen 1100b aus (Schritt S405). Der Abschluss von Schritt S405 führt zur Beendigung der Ausführung des Zuordnungsunterstützungsprogramms und des Betriebs der Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1b. Es ist zu beachten, dass die Zuordnungsinformationenausgabeeinheit 12b in den Neuzuordnungsinformationen 1100b enthaltene Informationen über die Zuordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 in dem automatischen Steuersystem AS erhalten und ausgeben kann, anhand derer die Ein-/Ausgabeeinheiten, die Ein-/Ausgabeanschlüsse der Ein-/Ausgabeeinheiten und die den jeweiligen Ein-/Ausgabeanschlüssen zugewiesenen zu steuernden Vorrichtungen 150 miteinander verknüpft werden.
Gemäß der obigen Beschreibung umfassen das Zuordnungsunterstützungsprogramm und die Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1b bei der zweiten Ausführungsform die Informationenbezugseinheit 11b, die entweder die ersten Eingabeinformationen 800b oder die zweiten Eingabeinformationen 1000b erhält, und die Zuordnungsinformationenausgabeeinheit 12b, die in den Neuzuordnungsinformationen 1100b enthaltene Informationen über die Zuordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 ausgibt, die von der Inferenzeinheit 20b erhalten wurden, die die ersten Eingabeinformationen 800b oder die zweiten Eingabeinformationen 1000b erhalten und eine Schlussfolgerung unter Verwendung des erlernten Modells durchgeführt hat. Auf diese Weise können Informationen über die Zuordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 in dem bei der zweiten Ausführungsform beschriebenen automatischen Steuersystem AS bereitgestellt werden, wobei diese Informationen als Anleitung für die Neuzuordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 in dem automatischen Steuersystem AS dienen.
Somit kann gemäß der Zuordnung des automatischen Steuersystems AS unter Verwendung der Neuzuordnungsinformationen 1100b bei der zweiten Ausführungsform eine ungleichmäßige Zuordnung von Betriebszeitbereichen der dem automatischen Steuersystem AS zugewiesenen zu steuernden Vorrichtungen 150 über jede der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 den Stromverbrauch des automatischen Steuersystems AS ähnlich wie bei der obigen ersten Ausführungsform reduzieren.
Indes enthält jede der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 gewöhnlich Verschleißteile wie ein Relais und einen Kondensator, um ein Signal, das an einen Ein-/Ausgabeanschluss übertragen werden soll, an einen vorgegebenen Schaltkreis zu übertragen. Die Verschlechterung oder der Ausfall eines der Verschleißteile, das mit mehreren Ein-/Ausgabeanschlüssen verbunden ist, die in einer der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 enthalten sind, erfordert den Austausch oder die Reparatur der gesamten Ein-/Ausgabeeinheit 202, selbst wenn die anderen Ein-/Ausgabeanschlüsse normal funktionieren. Die Zuordnung des automatischen Steuersystems AS unter Verwendung der Neuzuordnungsinformationen 1100b bei der zweiten Ausführungsform kann den Maximalwert der Anzahl von Übertragungen eines Signals reduzieren, das zu den mehreren Ein-/Ausgabeanschlüssen übertragen wird, die in zumindest einer der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 in dem automatischen Steuersystem AS enthalten sind, das eine Zuordnung in Übereinstimmung mit den Zuordnungsinformationen 400 aufweist.
Die Ein-/Ausgabeeinheiten 202 werden demnach nach der Neuzuordnung einer der zu steuernden Vorrichtungen 150 zugewiesen, die ein Signal weniger oft als vor der Neuzuordnung an den Ein-/Ausgabeanschluss überträgt, an den ein Signal maximal oft übertragen wurde. Dabei wird eine der zu steuernden Vorrichtungen 150, die dem Ein-/Ausgabeanschluss zugewiesen wurde, an den ein Signal maximal oft übertragen wurde, einem Ein-/Ausgabeanschluss einer anderen der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 zugewiesen. Mit anderen Worten kann in Bezug auf die mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202, die in dem automatischen Steuersystem AS enthalten sind, eine Zuordnung vorgenommen werden, um eine Ungleichmäßigkeit der Anzahl der Signalübertragungen über die mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 zu schaffen, so dass einige der zu steuernden Vorrichtungen 150 einer der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 zugewiesen werden, um die Anzahl der Übertragungen eines Signals zu erhöhen, das an die mehreren Ein-/Ausgabeanschlüsse übertragen wird, die in dieser einen der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 enthalten sind, und einige der zu steuernden Vorrichtungen 150 einer anderen der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 zugewiesen werden, um die Anzahl der Übertragungen eines Signals zu verringern, das an die mehreren Ein-/Ausgabeanschlüsse übertragen wird, die in dieser einen der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 enthalten sind.
Somit kann die Ein-/Ausgabeeinheit 202 mit einer Anordnung zur Verringerung der Anzahl der Übertragungen eines Signals an die mehreren Ein-/Ausgabeanschlüsse, die in dieser Ein-/Ausgabeeinheit 202 enthalten sind, eine geringere Häufigkeit des Austauschs oder der Reparatur aufweisen. Darüber hinaus kann sogar eine Ein-/Ausgabeeinheit 202 mit einer Anordnung zur Erhöhung der Anzahl der Übertragungen eines Signals an die mehreren Ein-/Ausgabeanschlüsse dieser Ein-/Ausgabeeinheit 202 die Häufigkeit des Austauschs oder der Reparatur einer gesamten Ein-/Ausgabeeinheit 202 aufgrund eines Fehlers eines einzelnen Ein-/Ausgabeanschlusses verringern, wodurch die Wartbarkeit des automatischen Steuersystems AS verbessert werden kann.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Lerneinheit 21 b das erlernte Modell auf Basis von Lerndaten erzeugt, die wie oben beschrieben die Zuordnungsinformationen 400, die Anzahlinformationen 401 und die Stromverbrauchsinformationen, wenn das automatische Steuersystem AS in Betrieb ist, enthalten. Dies ermöglicht eine Schlussfolgerung darüber, wie der Stromverbrauch variiert, wenn das automatische Steuersystem AS in Betrieb ist, und wie die Anzahl der Übertragungen eines Signals an jeden der Ein-/Ausgabeanschlüsse, die in jeder der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 enthalten sind, bei Betrieb des automatischen Steuersystems AS abhängig von der Zuordnungsanordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 in dem automatischen Steuersystem AS, das eine gemäß den Zuordnungsinformationen 400 bestimmte Zuordnung aufweist, variiert.
In dieser Hinsicht ist der Stromverbrauch, wenn das automatische Steuersystem AS in Betrieb ist, eher hoch, wenn die in dem automatischen Steuersystem AS enthaltenen Ein-/Ausgabeeinheiten 202 mit Strom versorgt werden, und eher niedrig, wenn die Stromversorgung der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 unterbrochen wird. Darüber hinaus hängt die Anzahl der Übertragungen eines Signals an jeden der Ein-/Ausgabeanschlüsse von der ihnen zugewiesenen zu steuernden Vorrichtung 150 ab. Das heißt, dass ein Ein-/Ausgabeanschluss, dem eine zu steuernde Vorrichtung 150 zugeordnet ist, die häufig betrieben wird, ein Signal häufiger empfängt. Durch Ableiten einer Zuordnungsanordnung, die zu einem geringeren Stromverbrauch führt, wenn das automatische Steuersystem AS in Betrieb ist, und zu einem geringeren Maximalwert der Anzahl von Übertragungen eines Signals bei zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit führt, kann daher eine Zuordnungsanordnung der zu steuernden Vorrichtungen 150 abgeleitet werden, die zu einer Verringerung des Stromverbrauchs des automatischen Steuersystems AS, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist, zu einer Verlängerung der Zeitdauer der Unterbrechung der Stromzufuhr zu zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit 202 von den mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten 202 in dem automatischen Steuersystem AS führt, das eine Zuordnung in Übereinstimmung mit den Zuordnungsinformationen 400 aufweist, und zu einer Verringerung des Maximalwerts der Anzahl von Übertragungen eines Signals führt, das zu den mehreren Ein-/Ausgabeanschlüssen übertragen wird, die in zumindest einer der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 in dem automatischen Steuersystem AS enthalten sind, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen 400 aufweist.
Dritte Ausführungsform
Im Folgenden werden ein Zuordnungsunterstützungsprogramm, eine Zuordnungsunterstützungsvorrichtung, ein Zuordnungslernprogramm und eine Zuordnungslernvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Die dritte Ausführungsform wird zudem im Kontext einer Konfiguration beschrieben, in der das Zuordnungsunterstützungsprogramm das Zuordnungslernprogramm umfasst und die Zuordnungsunterstützungsvorrichtung die Funktionalität der Zuordnungslernvorrichtung aufweist. Es wird darauf hingewiesen, dass Elemente, die denen der oben beschriebenen ersten Ausführungsform und zweiten Ausführungsform ähnlich sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, und deren detaillierte Beschreibung weggelassen wird. Darüber hinaus wird die dritte Ausführungsform ähnlich wie auch die oben beschriebene erste Ausführungsform in Bezug auf ein automatisches Steuersystem AS beschrieben, das beispielhaft drei Ein-/Ausgabeeinheiten 202, die jeweils einen Ein-/Ausgabegeräteteil mit drei Ein-/Ausgabeanschlüssen aufweisen, und neun zu steuernde Vorrichtungen 150 umfasst, die jeweils einem entsprechenden der Ein-/Ausgabeanschlüsse zugeordnet sind. Komponenten, die sich von denen der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform unterscheiden, werden im Folgenden ausführlich beschrieben.
20 zeigt eine Darstellung, die schematisch ein Beispiel für Funktionsblöcke einer Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1c gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht. 21 zeigt eine Darstellung, die schematisch ein Beispiel für Funktionsblöcke einer Zuordnungssimulationseinheit gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht. Zusätzlich zu den in der ersten Ausführungsform und in der zweiten Ausführungsform beschriebenen Komponenten umfasst die Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1c gemäß der dritten Ausführungsform eine Zuordnungssimulationseinheit 31.
Die Zuordnungssimulationseinheit 31 weist, wie in 21 dargestellt ist, die Funktionalität auf, mehrere Sätze von Informationen zur Verwendung beim Lernen auf Basis eines einzigen Satzes von Zuordnungsinformationen 400 zu erzeugen. Die Zuordnungssimulationseinheit 31 umfasst eine Steuerinformationenbezugseinheit 32, eine Zuordnungsberechnungseinheit 33 und eine Informationenberechnungseinheit 34. Die Funktionsblöcke der Zuordnungssimulationseinheit 31 werden im Folgenden beschrieben.
Die Steuerinformationenbezugseinheit 32 erhält ein Steuerprogramm für den Betrieb des automatischen Steuersystems AS von der Berechnungsvorrichtung 300. Das bei der dritten Ausführungsform erhaltene Steuerprogramm ist ein Kontaktplanprogramm für den Betrieb des automatischen Steuersystems AS, das beispielhaft in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform und zweiten Ausführungsform beschrieben wurde.
Die Zuordnungsberechnungseinheit 33 erzeugt mehrere Sätze von Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen auf Basis eines einzigen Satzes von Zuordnungsinformationen 400. Es wird darauf hingewiesen, dass der Begriff „Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen“ hier verwendet wird, um eine Unterscheidung von den oben beschriebenen Zuordnungsinformationen 400 zu treffen, wobei sie dieselbe Informationsstruktur wie die Zuordnungsinformationen 400 aufweisen. Konkret sind die Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen Informationen, die die Ein-/Ausgabeeinheiten 202A, 202B und 202C mit den Ein-/Ausgabeanschlüssen X0, X1, X2, Y0, Y1, Y2, Z0, Z1 und Z2 verknüpfen und die eine Korrespondenzbeziehung zwischen den Ein-/Ausgabeanschlüssen Xn, Yn und Zn und den Gerätenamen Mn aufweisen, die die zu steuernden Vorrichtungen 150 identifizieren, die von einem Satz der Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen zu einem anderen Satz variieren.
Die Informationenberechnungseinheit 34 berechnet und erzeugt die Zeitrauminformationen 500 zur Verwendung beim Lernen, die Anzahlinformationen 401 zur Verwendung beim Lernen und die System-Stromverbrauchsinformationen 900 zur Verwendung beim Lernen, basierend auf dem Steuerprogramm, das durch die Steuerinformationenbezugseinheit 32 erhalten wurde, für jeden der mehreren Sätze der Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen, die durch Berechnung durch die Zuordnungsberechnungseinheit 33 erzeugt wurden. Beachten Sie, dass der Begriff „Zeitrauminformationen 500 zur Verwendung beim Lernen“ und der Begriff „System-Stromverbrauchsinformationen 900 zur Verwendung beim Lernen“ hier verwendet werden, um eine Unterscheidung von den Zeitrauminformationen 500, und den System-Stromverbrauchsinformationen 900 zu treffen, wobei jede dieser Arten von Informationen zur Verwendung beim Lernen die gleiche Informationsstruktur wie die entsprechende Art der Informationen aufweist, aber einen Inhalt hat, der die Art der Informationen anzeigt, wie z. B. einen spezifischen Zahlenwert, der sich von dem Inhalt der entsprechenden Art der Informationen unterscheidet.
Die von der Zuordnungssimulationseinheit 31 gemäß der dritten Ausführungsform durchgeführten Berechnungen werden im Folgenden anhand einer Figur beschrieben.
22 zeigt ein Flussdiagramm, das die Funktionsweise der Zuordnungssimulationseinheit 31 veranschaulicht. Die Zuordnungssimulationseinheit 31 erhält das in der Berechnungsvorrichtung 300 gespeicherte Steuerprogramm (Schritt S501). Dann erhält die Zuordnungssimulationseinheit 31 eine Eingabe der Zuordnungsinformationen 400, der Einheit-Leistungsaufnahmeinformationen 600 und der Vorrichtung-Leistungsaufnahmeinformationen 700 (Schritt S502). Unter Verwendung der Zuordnungsberechnungseinheit 33 erzeugt die Zuordnungssimulationseinheit 31 Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen auf Basis der erhaltenen Zuordnungsinformationen 400 (Schritt S503). Unter Verwendung der Informationenberechnungseinheit 34 erzeugt die Zuordnungssimulationseinheit 31 Zeitrauminformationen 500 zur Verwendung beim Lernen, Anzahlinformationen 401 zur Verwendung beim Lernen und System-Stromverbrauchsinformationen 900 zur Verwendung beim Lernen, basierend auf dem erhaltenen Steuerprogramm und basierend auf den erzeugten Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen (Schritt S504). Im Folgenden wird die Berechnungsverarbeitung in jedem Schritt ausführlich beschrieben.
In Schritt S501 liest und erhält die Steuerinformationenbezugseinheit 32 das in der Speichereinheit 102 der Berechnungsvorrichtung 300 gespeicherte Steuerprogramm.
In Schritt S502 werden in die Zuordnungssimulationseinheit 31 durch eine Benutzeroperation die Zuordnungsinformationen 400, die in den Zuordnungsinformationen 400 enthaltenen Einheit-Leistungsaufnahmeinformationen 600 über die Ein-/Ausgabeeinheiten 202 und die in den Zuordnungsinformationen 400 enthaltenen Vorrichtung-Leistungsaufnahmeinformationen 700 über die zu steuernden Vorrichtungen 150 eingegeben.
In Schritt S503 erzeugt die Zuordnungsberechnungseinheit 33 mehrere Sätze der Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen auf Basis der in Schritt S502 eingegebenen Zuordnungsinformationen 400. Konkret wird eine Berechnungsverarbeitung durchgeführt, um die Korrespondenzbeziehung zwischen den Ein-/Ausgabeeinheiten 202 und den Ein-/Ausgabeanschlüssen beizubehalten, aber um die Korrespondenzbeziehung zwischen den Ein-/Ausgabeanschlüssen und den zu steuernden Vorrichtungen 150 zu variieren, um mehrere Sätze der Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen zu erzeugen, die jeweils eine andere Kombination der Ein-/Ausgabeanschlüsse und der zu steuernden Vorrichtungen 150 aufweisen. Die mehreren Sätze der Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen, die erzeugt wurden sind, werden in der Speichereinheit 102 gespeichert.
In Schritt S504 liest die Informationenberechnungseinheit 34 aus der Speichereinheit 102 einen der mehreren Sätze der Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen, die in Schritt S503 erzeugt wurden, und erstellt ein simuliertes automatisches Steuersystem AS auf Basis der Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen. Dann wird eine Berechnungsverarbeitung durchgeführt, bei der die Informationenberechnungseinheit 34 das in Schritt S501 erhaltene Steuerprogramm für eine vorgegebene Zeitdauer an dem erstellten simulierten automatischen Steuersystem AS ausführt. Als Ergebnis der Berechnungsverarbeitung erhält die Informationenberechnungseinheit 34 die Zeitrauminformationen 500 zur Verwendung beim Lernen und die Anzahlinformationen 401 zur Verwendung beim Lernen. Die Informationenberechnungseinheit 34 berechnet die System-Stromverbrauchsinformationen 900 zur Verwendung beim Lernen auf Basis der erhaltenen Zeitrauminformationen 500 zur Verwendung beim Lernen, der Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen und der Einheit-Leistungsaufnahmeinformationen 600 und der Vorrichtung-Leistungsaufnahmeinformationen 700, die bei S502 eingegeben wurden. Die System-Stromverbrauchsinformationen 900 zur Verwendung beim Lernen werden bei der Berechnungsverarbeitung nach dem Auslesen der in der Speichereinheit 102 gespeicherten Funktion, die durch die obige Formel 1 und Formel 2 ausgedrückt wird, aus der Speichereinheit 102 berechnet. Die Informationenberechnungseinheit 34 erhält die System-Stromverbrauchsinformationen 900 zur Verwendung beim Lernen als Ergebnis der Berechnungsverarbeitung. Diese Sätze von Informationen zur Verwendung beim Lernen, die erhalten wurden, werden in der Speichereinheit 102 zusammen mit den Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen gespeichert.
Wenn der Schritt S504 für einen einzelnen Satz von Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen abgeschlossen ist, führt die Zuordnungssimulationseinheit 31 den Schritt S504 für einen anderen Satz von Zuordnungsinformationen 400 zur Verwendung beim Lernen durch, der in Schritt S503 erzeugt wurde. Dies ermöglicht die Erzeugung mehrerer Sätze der ersten Eingabeinformationen 800 und 800b zur Verwendung beim Lernen und mehrerer Sätze der zweiten Eingabeinformationen 1000 und 1000b zur Verwendung beim Lernen.
Ein erlerntes Modell kann von der Lerneinheit 21 oder 21b gemäß der dritten Ausführungsform erzeugt werden, wobei als Lerndaten die ersten Eingabeinformationen 800 und 800b zur Verwendung beim Lernen oder die zweiten Eingabeinformationen 1000 und 1000b zur Verwendung beim Lernen verwendet werden, die von der oben beschriebenen Zuordnungssimulationseinheit 31 erzeugt wurden. Die Einzelheiten der Erzeugung sind ähnlich wie bei der ersten oder zweiten Ausführungsform, die oben beschriebenen wurden, und werden daher nicht weiter beschrieben. Beachten Sie, dass auch bei der dritten Ausführungsform die Lerneinheit 21 oder 21b ein Funktionsblock ist, der die Funktionalität der Zuordnungslernvorrichtung 2c repräsentiert.
Gemäß den obigen Ausführungen umfassen bei der dritten Ausführungsform das Zuordnungsunterstützungsprogramm und die Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1c die Zuordnungssimulationseinheit 31. Dies erleichtert die Erstellung vieler Sätze von ersten Eingabeinformationen 800 und 800b zur Verwendung beim Lernen und von zweiten Eingabeinformationen 1000 und 1000b zur Verwendung beim Lernen, die in die Lerneinheiten 21 und 21b einzugeben sind, wodurch eine Verbesserung der Lerneffizienz in den Lerneinheiten 21 und 21b ermöglicht wird.
Die in den vorangehenden Ausführungsformen beschriebenen Konfigurationen sind lediglich Beispiele für verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung. Diese Konfigurationen können mit einer anderen bekannten Technologie kombiniert werden, und darüber hinaus kann ein Teil der Konfigurationen weggelassen und/oder modifiziert werden, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die erste bis dritte Ausführungsform wurde im Kontext einer Konfiguration beschrieben, bei der das Zuordnungslernprogramm in das Zuordnungsunterstützungsprogramm eingebettet ist und die Zuordnungsunterstützungsvorrichtungen 1, 1b und 1c die Funktionalität der Zuordnungslernvorrichtungen 2, 2b und 2c aufweisen. Bei dem Zuordnungsunterstützungsprogramm und dem Zuordnungslernprogramm kann es sich jedoch um zwei verschiedene Programme handeln. Das heißt, ein Programm, das zumindest die Informationenbezugseinheit und die Zuordnungsinformationenausgabeeinheit umfasst, kann als Zuordnungsunterstützungsprogramm bereitgestellt werden, und ein Programm, das zumindest die Lerneinheit umfasst, kann als Zuordnungslernprogramm bereitgestellt werden. Ferner können das Zuordnungsunterstützungsprogramm und das Zuordnungslernprogramm, die als unterschiedliche Programme generiert wurden, in unterschiedlichen computerlesbaren Speichermedien oder in einem einzigen computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein.
Darüber hinaus können das Zuordnungsunterstützungsprogramm und das Zuordnungslernprogramm, die als unterschiedliche Programme generiert wurden, in verschiedenen Berechnungsvorrichtungen installiert werden, um die Zuordnungsunterstützungsvorrichtung und die Zuordnungslernvorrichtung als unterschiedliche Vorrichtungen einzurichten. Alternativ können das Zuordnungsunterstützungsprogramm und das Zuordnungslernprogramm, die als unterschiedliche Programme generiert wurden, in einer einzelnen Berechnungsvorrichtung installiert werden, sodass diese einzelne Berechnungsvorrichtung als Zuordnungsunterstützungsvorrichtung und als Zuordnungslernvorrichtung fungieren kann.
Die oben beschriebene erste bis dritte Ausführungsform wurde im Kontext einer Konfiguration beschrieben, in der das automatische Steuersystem AS drei der Ein-/Ausgabeeinheiten 202 und neun der zu steuernden Vorrichtungen umfasst. Es sind jedoch mehrere Ein-/Ausgabeeinheiten 202 und mehrere zu steuernde Vorrichtungen möglich.
Die erste bis dritte Ausführungsform wurden unter Verwendung der Zeitrauminformationen 500 und der System-Stromverbrauchsinformationen 900 beschrieben, die Daten für den Betrieb für einen Tag in Form eines 24-Stunden-Zeitraums eines Tages, beginnend Mitternacht um 0:00 Uhr, liefern. Es ist jedoch ausreichend, wenn Daten für den Betrieb über einen bestimmten Zeitraum vorliegen. Beispielsweise können die Daten für einen Tag so aufgenommen werden, dass das automatische Steuersystem AS drei Tage lang betrieben wird, wobei jeder Tag 24 Stunden ab 0:00 Uhr Mitternacht umfasst, und die Daten für die drei Tage gemittelt werden, oder bei den Daten kann es sich um Daten für eine vorgegebene Zeitspanne handelt, die kürzer als ein Tag ist. Um jedoch effektivere Informationen über die Neuzuordnung zu erhalten, werden vorzugsweise Daten für den Betrieb über einen oder mehrere Tage verwendet.
Bei der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform wurde die Gewichtungsinformationenbezugseinheit 27 als Funktionsblock der Lerneinheit 21b beschrieben, aber es ist ausreichend, dass die Gewichtungsinformationen für das Lernen in der Lerneinheit 21b erhalten werden können. Wenn beispielsweise das Zuordnungslernprogramm und das Zuordnungsunterstützungsprogramm so konfiguriert sind, dass es sich um verschiedene Programme handelt, kann ein Programm, das die Berechnungsvorrichtung veranlasst, als Gewichtungsinformationenbezugseinheit 27 zu fungieren, in das Zuordnungsunterstützungsprogramm eingebettet sein. In diesem Fall können vom Benutzer eingegebene Gewichtungsinformationen von der Lerndatenbezugseinheit 23b der Lerneinheit 21b als Teil der Lerndaten erhalten werden.
Bei der oben beschriebenen dritten Ausführungsform wurde die Zuordnungssimulationseinheit 31 als ein Funktionsblock der Zuordnungsunterstützungsvorrichtung 1 c beschrieben, die Zuordnungssimulationseinheit 31 kann jedoch als Funktionsblock der Lerneinheit 21 oder 21b konfiguriert werden.
Ferner wurde die Zuordnungssimulationseinheit 31 als Einheit beschrieben, die Zeitrauminformationen 500 zur Verwendung beim Lernen, Anzahlinformationen 401 zur Verwendung beim Lernen und System-Stromverbrauchsinformationen 900 zur Verwendung beim Lernen erzeugen soll, unnötige Informationen zur Verwendung als Lerndaten sollten jedoch nicht erzeugt werden. Zum Beispiel benötigt die Lerneinheit 21 gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform beim Lernen nicht die Anzahlinformationen 401 zur Verwendung beim Lernen. In diesem Fall kann die Lerneinheit 21 so konfiguriert werden, dass sie die Anzahlinformationen 401 zur Verwendung beim Lernen nicht erzeugt.
Bezugszeichenliste

AS: Automatisches Steuersystem;
150: zu steuernde Vorrichtung;
200: SPS;
201: CPU-Einheit;
202: Ein-/Ausgabeeinheit;
300: Berechnungsvorrichtung;
1, 1b, 1c: Zuordnungsunterstützungsvorrichtung;
11: Informationenbezugseinheit;
12: Zuordnungsinformationenausgabeeinheit;
101: Berechnungseinheit;
102: Speichereinheit;
103: Eingabeeinheit;
104: Anzeigeeinheit;
105: Kommunikationsschnittstelle;
2, 2b: Zuordnungslernvorrichtung;
20, 20b: Inferenzeinheit;
21, 21b: Lerneinheit;
22, 22a: Vorverarbeitungseinheit;
23, 23b: Lerndatenbezugseinheit;
24, 24b: Modellerzeugungseinheit;
24R, 24Rb: Belohnungsberechnungseinheit;
24U, 24Ub: Funktionsaktualisierungseinheit;
25, 25b: Modellspeichereinheit;
26, 26b: Berechnungsverarbeitungseinheit;
27: Gewichtungsinformationenbezugseinheit;
31: Zuordnungssimulationseinheit;
32: Steuerinformationenbezugseinheit;
33: Zuordnungsberechnungseinheit;
34: Informationenberechnungseinheit;
400: Zuordnungsinformationen;
401: Anzahlinformationen;
500: Zeitrauminformationen;
600: Einheit-Leistungsaufnahmeinformationen;
700: Vorrichtung-Leistungsaufnahmeinformationen;
800, 800b: erste Eingabeinformationen;
900: System-Stromverbrauchsinformationen;
1000, 1000b: zweite Eingabeinformationen;
1100,: 1100b Neuzuordnungsinformationen.

Claims

Zuordnungsunterstützungsprogramm zum Unterstützen einer Neuzuordnung in einem automatischen Steuersystem (AS), das zu steuernden Vorrichtungen (150) aufweist, die mehreren Ein-/Ausgabeanschlüssen zugewiesen sind, die in jeder von mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten (202) enthalten sind, wobei das Zuordnungsunterstützungsprogramm bewirkt, dass eine Berechnungsvorrichtung (300) fungiert als: eine Informationenbezugseinheit (11), um erste Eingabeinformationen (800; 800b) oder zweite Eingabeinformationen (1000; 1000b) zu erhalten, wobei die ersten Eingabeinformationen (800; 800b) Zuordnungsinformationen (400), die die Ein-/Ausgabeanschlüsse in den Ein-/Ausgabeeinheiten (202) mit den zu steuernden Vorrichtungen (150) verknüpfen, Zeitrauminformationen (500), die Zeitspannen des Betriebs der Ein-/Ausgabeeinheiten (202) und der zu steuernden Vorrichtungen (150) repräsentieren, Einheit-Leistungsaufnahmeinformationen (600) der Ein-/Ausgabeeinheiten (202) und Vorrichtung-Leistungsaufnahmeinformationen (700) der zu steuernden Vorrichtungen (150) umfassen, und wobei die zweiten Eingabeinformationen (1000; 1000b) System-Stromverbrauchsinformationen (900) und die Zuordnungsinformationen (400) umfassen, wobei die System-Stromverbrauchsinformationen (900) den Stromverbrauch des automatischen Steuersystems (AS) umfassen, der auf Basis des Stromverbrauchs der Ein-/Ausgabeeinheiten (202) und des Stromverbrauchs der zu steuernden Vorrichtungen (150) berechnet wird, wenn das automatische Steuersystem (AS), das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen (400) aufweist, in Betrieb ist; und eine Zuordnungsinformationenausgabeeinheit (12) zum Ausgeben von Informationen über die Zuordnung der zu steuernde Vorrichtungen (150), die zu einer Verringerung des Stromverbrauchs des automatischen Steuersystems (AS) führt, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen (400) aufweist, wobei die Informationen über die Zuordnung von einer Inferenzeinheit (20) erhalten werden, die eine Schlussfolgerung unter Verwendung eines erlernten Modells vornimmt, wobei sie hierzu die ersten Eingabeinformationen (800; 800b) oder die zweiten Eingabeinformationen (1000; 1000b) empfängt.
Zuordnungsunterstützungsprogramm nach Anspruch 1, wobei es sich bei den Informationen über die Zuordnung um Informationen handelt, die zu einer Verlängerung einer Zeitspanne führen, in der die Stromzufuhr zu zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit von den mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten (202) in dem automatischen Steuersystem (AS), das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen (400) aufweist, unterbrochen ist.
Zuordnungsunterstützungsprogramm nach Anspruch 2, wobei die ersten Eingabeinformationen (800b) und die zweiten Eingabeinformationen (1000b) ferner Anzahlinformationen (401) umfassen, die die Anzahl der Übertragungen eines Signals repräsentieren, das an die Ein-/Ausgabeanschlüsse übertragen wird, und es sich bei den Informationen über die Zuordnung um Informationen handelt, die zu einer Verringerung des Maximalwerts der Anzahl von Übertragungen des Signals führt, das zu den mehreren Ein-/Ausgabeanschlüssen übertragen wird, die in zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit des automatischen Steuersystems (AS) enthalten sind, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen (400) aufweist.
Zuordnungslernprogramm zum Erlernen einer Neuzuordnung in einem automatischen Steuersystem (AS), das zu steuernden Vorrichtungen (150) aufweist, die mehreren Ein-/Ausgabeanschlüssen zugewiesen sind, die in jeder von mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten (202) enthalten sind, wobei das Zuordnungslernprogramm bewirkt, dass eine Berechnungsvorrichtung (300) fungiert als: eine Lerndatenbezugseinheit (23), um Lerndaten zu erhalten, die Zuordnungsinformationen (400) und Stromverbrauchsinformationen umfassen, wobei die Zuordnungsinformationen (400) die Ein-/Ausgabeanschlüsse mit den zu steuernden Vorrichtungen (150) verknüpfen, und wobei die Stromverbrauchsinformationen den Stromverbrauch des automatischen Steuersystems (AS) umfassen, der auf Basis des Stromverbrauchs der Ein-/Ausgabeeinheiten (202) und des Stromverbrauchs der zu steuernden Vorrichtungen (150) berechnet wird, wenn das automatische Steuersystem (AS), das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen (400) aufweist, in Betrieb ist; und eine Modellerzeugungseinheit (24; 24b), um unter Verwendung der Lerndaten ein erlerntes Modell zu erzeugen, um basierend auf den Zuordnungsinformationen (400) und den Stromverbrauchsinformationen eine Zuordnungsanordnung der zu steuernden Vorrichtungen (150) abzuleiten, die zu einer Verringerung des Stromverbrauchs des automatischen Steuersystems (AS) führt, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen (400) aufweist.
Zuordnungslernprogramm nach Anspruch 4, wobei die Modellerzeugungseinheit (24; 24b) das erlernte Modell erzeugt, um eine Zuordnungsanordnung der zu steuernden Vorrichtungen (150) abzuleiten, die zu einer Verlängerung einer Zeitspanne führt, in der die Stromzufuhr zu zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit von den mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten (202) in dem automatischen Steuersystem (AS), das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen (400) aufweist, unterbrochen ist.
Zuordnungslernprogramm nach Anspruch 5, wobei die Lerndaten ferner Anzahlinformationen (401) umfassen, die die Anzahl von Übertragungen eines Signals repräsentieren, das an die Ein-/Ausgabeanschlüsse übertragen wird, und die Modellerzeugungseinheit (24b) unter Verwendung der Lerndaten das erlernte Modell erzeugt, um eine Zuordnungsanordnung der zu steuernden Vorrichtungen (150) abzuleiten, die zu einer Verringerung des Maximalwerts der Anzahl von Übertragungen des Signals führt, das zu den mehreren Ein-/Ausgabeanschlüssen übertragen wird, die in zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit des automatischen Steuersystems (AS) enthalten sind, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen (400) aufweist.
Zuordnungslernprogramm nach Anspruch 4, wobei die Modellerzeugungseinheit (24) eine Belohnungsberechnungseinheit (24R), um eine erste Belohnung (r1) auf Basis der Differenz zwischen dem Stromverbrauch und einem vorgegebenen ersten Schwellenwert zu berechnen, und eine Funktionsaktualisierungseinheit (24U) umfasst, um auf Basis der ersten Belohnung (r1) eine Funktion zum Ableiten der Zuordnungsanordnung der zu steuernden Vorrichtungen (150) zu aktualisieren, die zu einer Verringerung des Stromverbrauchs des automatischen Steuersystems (AS) führt, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen (400) aufweist.
Zuordnungslernprogramm nach Anspruch 7, wobei die Funktionsaktualisierungseinheit (24U) auf Basis der ersten Belohnung (r1) die Funktion zum Ableiten einer Zuordnungsanordnung der zu steuernden Vorrichtungen (150) aktualisiert, die zu einer Verlängerung der Zeitdauer der Unterbrechung der Stromzufuhr zu zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit von den mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten (202) in dem automatischen Steuersystem (AS) führt, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen (400) aufweist.
Zuordnungslernprogramm nach Anspruch 5, wobei die Modellerzeugungseinheit (24b) eine Belohnungsberechnungseinheit (24Rb) und eine Funktionsaktualisierungseinheit (24Ub) umfasst, wobei die Belohnungsberechnungseinheit (24Rb) eine erste Belohnung (r1) auf Basis der Differenz zwischen dem Stromverbrauch und einem vorgegebenen ersten Schwellenwert, eine zweite Belohnung (r2) auf Basis der Differenz zwischen einer Gesamtzahl von Übertragungen und einem vorgegebenen zweiten Schwellenwert, wobei es sich bei der Gesamtzahl der Übertragungen um eine Summe von Maximalwerten handelt, von denen jeder ein Maximalwert der Anzahl von Übertragungen eines Signals ist, das zu den mehreren Ein-/Ausgabeanschlüssen in jeder der mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten (202) übertragen wird, und eine endgültige Belohnung auf Basis der ersten Belohnung (r1) und der zweiten Belohnung (r2) berechnet, und die Funktionsaktualisierungseinheit (24Ub) auf Basis der endgültigen Belohnung eine Funktion zum Ableiten einer Zuordnungsanordnung der zu steuernden Vorrichtungen (150) aktualisiert, die zu einer Verringerung des Stromverbrauchs des automatischen Steuersystems (AS), das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen (400) aufweist, zu einer Verlängerung einer Zeitspanne, in der die Stromzufuhr zu zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit von den mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten (202) in dem automatischen Steuersystem (AS), das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen (400) aufweist, unterbrochen ist, und zu einer Verringerung des Maximalwerts der Anzahl von Übertragungen des Signals führt, das zu den mehreren Ein-/Ausgabeanschlüssen in zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit in dem automatischen Steuersystem (AS) übertragen wird, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen (400) aufweist.
Zuordnungslernprogramm nach Anspruch 9, wobei die Belohnungsberechnungseinheit (24Rb) die erste Belohnung (r1) und die zweite Belohnung (r2) mit entsprechenden Faktoren zur Gewichtung der ersten Belohnung (r1) und der zweiten Belohnung (r2) multipliziert und dann die erste Belohnung (r1) und die zweite Belohnung (r2) zur Berechnung der endgültigen Belohnung addiert.
Zuordnungslernprogramm nach einem der Ansprüche 4 bis 10, das ferner umfasst: eine Zuordnungssimulationseinheit (31), um auf Basis der Zuordnungsinformationen (400) die Lerndaten zur Verwendung bei der Erzeugung des erlernten Modells zu berechnen.
Computerlesbares Speichermedium, in dem das Zuordnungsunterstützungsprogramm nach einem der Ansprüche 1 bis 3 gespeichert ist.
Computerlesbares Speichermedium, in dem das Zuordnungslernprogramm nach einem der Ansprüche 4 bis 11 gespeichert ist.
Zuordnungsunterstützungsvorrichtung (1; 1b) zum Unterstützen einer Neuzuordnung in einem automatischen Steuersystem (AS), das zu steuernden Vorrichtungen (150) aufweist, die mehreren Ein-/Ausgabeanschlüssen zugewiesen sind, die in jeder von mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten (202) enthalten sind, wobei die Zuordnungsunterstützungsvorrichtung (1; 1b) aufweist: eine Informationenbezugseinheit (11), um erste Eingabeinformationen (800; 800b) oder zweite Eingabeinformationen (1000; 1000b) zu erhalten, wobei die ersten Eingabeinformationen (800; 800b) Zuordnungsinformationen (400), die die Ein-/Ausgabeanschlüsse in den Ein-/Ausgabeeinheiten (202) mit den zu steuernden Vorrichtungen (150) verknüpfen, Zeitrauminformationen (500), die Zeitspannen des Betriebs der Ein-/Ausgabeeinheiten (202) und der zu steuernden Vorrichtungen (150) repräsentieren, Einheit-Leistungsaufnahmeinformationen (600) der Ein-/Ausgabeeinheiten (202) und Vorrichtung-Leistungsaufnahmeinformationen (700) der zu steuernden Vorrichtungen (150) umfassen, und wobei die zweiten Eingabeinformationen (1000; 1000b) System-Stromverbrauchsinformationen (900) und die Zuordnungsinformationen (400) umfassen, wobei die System-Stromverbrauchsinformationen (900) den Stromverbrauch des automatischen Steuersystems (AS) umfassen, der auf Basis des Stromverbrauchs der Ein-/Ausgabeeinheiten (202) und des Stromverbrauchs der zu steuernden Vorrichtungen (150) berechnet wird, wenn das automatische Steuersystem (AS), das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen (400) aufweist, in Betrieb ist; und eine Zuordnungsinformationenausgabeeinheit (12) zum Ausgeben von Informationen über die Zuordnung der zu steuernde Vorrichtungen (150), die zu einer Verringerung des Stromverbrauchs des automatischen Steuersystems (AS) führt, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen (400) aufweist, wobei die Informationen über die Zuordnung von einer Inferenzeinheit (20) erhalten werden, die eine Schlussfolgerung unter Verwendung eines erlernten Modells vornimmt, wobei sie hierzu die ersten Eingabeinformationen (800; 800b) oder die zweiten Eingabeinformationen (1000; 1000b) empfängt.
Zuordnungsunterstützungsvorrichtung (1; 1b) nach Anspruch 14, wobei es sich bei den Informationen über die Zuordnung um Informationen handelt, die zu einer Verlängerung einer Zeitspanne führen, in der die Stromzufuhr zu zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit von den mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten (202) in dem automatischen Steuersystem (AS), das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen (400) aufweist, unterbrochen ist.
Zuordnungsunterstützungsvorrichtung (1b) nach Anspruch 15, wobei die ersten Eingabeinformationen (800b) und die zweiten Eingabeinformationen (1000b) ferner Anzahlinformationen (401) umfassen, die die Anzahl der Übertragungen eines an die Ein-/Ausgabeanschlüsse übertragenen Signals repräsentieren, und es sich bei den Informationen über die Zuordnung um Informationen handelt, die zu einer Verringerung des Maximalwerts der Anzahl von Übertragungen des Signals führt, das zu den mehreren Ein-/Ausgabeanschlüssen übertragen wird, die in zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit des automatischen Steuersystems (AS) enthalten sind, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen (400) aufweist.
Zuordnungslernvorrichtung (2; 2b) zum Erlernen einer Neuzuordnung in einem automatischen Steuersystem (AS), das zu steuernden Vorrichtungen (150) aufweist, die mehreren Ein-/Ausgabeanschlüssen zugewiesen sind, die in jeder von mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten (202) enthalten sind, wobei die Zuordnungslernvorrichtung (2; 2b) aufweist: eine Lerndatenbezugseinheit (23), um Lerndaten zu erhalten, die Zuordnungsinformationen (400) und Stromverbrauchsinformationen umfassen, wobei die Zuordnungsinformationen (400) die Ein-/Ausgabeanschlüsse mit den zu steuernden Vorrichtungen (150) verknüpfen, und wobei die Stromverbrauchsinformationen den Stromverbrauch des automatischen Steuersystems (AS) umfassen, der auf Basis des Stromverbrauchs der Ein-/Ausgabeeinheiten (202) und des Stromverbrauchs der zu steuernden Vorrichtungen (150) berechnet wird, wenn das automatische Steuersystem (AS), das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen (400) aufweist, in Betrieb ist; und eine Modellerzeugungseinheit (24; 24b), um unter Verwendung der Lerndaten ein erlerntes Modell zu erzeugen, um basierend auf den Zuordnungsinformationen (400) und den Stromverbrauchsinformationen eine Zuordnungsanordnung der zu steuernden Vorrichtungen (150) abzuleiten, die zu einer Verringerung des Stromverbrauchs des automatischen Steuersystems (AS) führt, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen (400) aufweist.
Zuordnungslernvorrichtung (2; 2b) nach Anspruch 17, wobei die Modellerzeugungseinheit (24; 24b) das erlernte Modell erzeugt, um eine Zuordnungsanordnung der zu steuernden Vorrichtungen (150) abzuleiten, die zu einer Verlängerung einer Zeitspanne führt, in der die Stromzufuhr zu zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit von den mehreren Ein-/Ausgabeeinheiten (202) in dem automatischen Steuersystem (AS), das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen (400) aufweist, unterbrochen ist.
Zuordnungslernvorrichtung (2b) nach Anspruch 18, wobei die Lerndaten ferner Anzahlinformationen (401) umfassen, die die Anzahl der Übertragungen eines an die Ein-/Ausgabeanschlüsse übertragenen Signals repräsentieren, und die Modellerzeugungseinheit (24b) unter Verwendung der Lerndaten das erlernte Modell zum Ableiten einer Zuordnungsanordnung der zu steuernden Vorrichtungen (150) erzeugt, die zu einer Verringerung des Maximalwerts der Anzahl von Übertragungen des Signals führt, das zu den mehreren Ein-/Ausgabeanschlüssen übertragen wird, die in zumindest einer Ein-/Ausgabeeinheit des automatischen Steuersystems (AS) enthalten sind, das eine Zuordnung gemäß den Zuordnungsinformationen (400) aufweist.