JP3037247B2 - 圧延工程自動板厚さ制御器の実時間シミュレーター、並びにシミュレーションモデリング方法 - Google Patents

圧延工程自動板厚さ制御器の実時間シミュレーター、並びにシミュレーションモデリング方法

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JP3037247B2 JP9360006A JP36000697A JP3037247B2 JP 3037247 B2 JP3037247 B2 JP 3037247B2 JP 9360006 A JP9360006 A JP 9360006A JP 36000697 A JP36000697 A JP 36000697A JP 3037247 B2 JP3037247 B2 JP 3037247B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、実時間客体指向の
モデルに基づいた、圧延工程制御システムの自動板厚さ
制御器(Automatic Gauge Controller、AGC)のシミュレ
ーター、及びシミュレーションモデリング方法(A Real-
time Simulator for Rolling Mill Automatic Gauge Co
ntroller and its Simulation Modelling Method)に関
し、特に、モデルの行為を実時間でシミュレーション
し、そのモデルを用いて分散ノード上で実時間でシミュ
レーションするためのシミュレーター、およびそのシミ
ュレーションモデリング方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図1を参照(ここでは、「客体」という
用語を省略する。)して圧延工程を簡単に説明すれば次
のようである。
【0003】厚い鉄板が巻いているペイオフリール(Pay
-Off Reel;「POR」と称する)(120)は、PORモーター
110により駆動されて鉄板を移送させ、その移送された
鉄板は、第1、第2作業ロールモーター(210、310)に
より駆動される、第1、第2作業ロール(Work Roll; WR
1、WR2)(215、315)を通過しながら圧延される。この
際、第1、第2の自動板厚さ制御器(Automatic Gauage
Controller;AGC1、AGC2)(600、700)は、所望の目標厚
さに鉄板を圧延するために、圧下力センサーから感知さ
れた信号によってその厚さを自動的に制御する。そし
て、前記各装置には、半径、速度、張力、厚さ等を測定
するための各センサーが備えられ、そのセンサーは、測
定信号を速度制御器(500)に伝送する。これを受け取
った速度制御器(Speed Controller; SC)(500)は、POR
モーター(110)、第1、第2作業ロールモーター(21
0、 310)、張力リールモーター(410)の回転速度を制
御する。これによって、最終的に張力リール(Tension R
eel;TR)(420)には、所望の厚さの鉄板を巻くことがで
きるようにするのである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような圧延工程を
行なうことにおいて、自動板厚さ制御器(AGC)は、圧
延工程の数学的なモデリングに基づいた制御アルゴリズ
ムを用いているため、モデリング誤差が存在する場合に
は応答の特性が大きく変化されるだけでなく、全体の制
御システムにも影響を及ぼすため、これの開発時のシミ
ュレーションの活用が必須的である。本発明において
は、このシミュレーションモデルを用いて実際の圧延工
程の制御周期と同一周期、及び時間制約の条件で実行す
ることによって、実際の状況にさらに近接したシミュレ
ーション実験をしようとするものである。
【0005】一般に、このようなシミュレーションモデ
ルは、実時間客体(Real-time Object、以下、’RTO’と
称する。)で構成されており、各客体は、メソッド(meth
od)で構成されるが、RTOのメソッドは、締め切り時間
(deadline)等の時間制約条件を有している。従って、こ
れらのシミュレーションモデルは、モデルに記述された
時間制約条件によって行なうべきである。
【0006】しかしながら、従来のシミュレーション技
術は、モデルの機能的行為だけをシミュレーションし
た。即ち、モデル内に機能的行為のみを記述し、時間的
制約事項は鑑みられていなかったのである。従って、シ
ミュレーションを行なうとき、進行する時間に従うサブ
モデル間の時間的同期とか時間的制約事項が鑑みられて
いないし、シミュレーションの時刻が実際の時刻と一致
しない仮想時計(VirtualClock)シミュレーション方法を
利用したのである。しかしながら、本発明においては、
仮想時計でない実時間時計(Real time Clock)を用い
る。
【0007】さらに、従来のシミュレーションは、コン
ピュータープログラムとして具現した数学的モデルをコ
ンピューター上で行ないその結果を受け取り、これに基
づいてモデルを修正して、且つ、実行を繰り返すバッチ
(batch)作業形態のシミュレーションであった。
【0008】本発明のものは、シミュレーションの遂行
過程を使用者が付いていきながら見ることができ、途中
で停止させて特定の部分の詳細な内容を見ることもでき
るし、メニューによってモデルを変更させながらシミュ
レーションを行なう対話形(interactive)シミュレータ
ーである。
【0009】従来の技術は、シミュレーションモデルを
一つのコンピューターで行なうスタンドアローン(Stand
Alone)シミュレーションである。このような形態のシ
ミュレーションは、シミュレーションの精密度を高める
為に、モデルの複雑度を高めると、これに従うコンピュ
ーティングパワーの消費量が増加され、特定のコンピュ
ーターのコンピューティング能力を超過することにな
り、従って、シミュレーションが不可能となる。
【0010】本発明は、分散シミュレーションのシステ
ムであるため、前述のような状況が発生すれば、モデル
を分離して多数台のコンピューターに分散して行なうよ
うにすることによって、とのような複雑度にも容易に対
処することができる。
【0011】また、従来の方法は、離散事件シミュレー
ションが主流をなしているが、これは予め計画された事
件リストに依拠して発生する事件によってシミュレーシ
ョンが進行される。
【0012】しかし、本発明は、事件リストを必要とし
ないし、実時間時計によってシミュレーションが進むの
である。
【0013】前述のように、従来のシミュレーション方
法は、モデルの時間的行為(Temporal Behavior)及び時
間制約事項をシミュレーションすることができないし、
配置作業形態のシミュレーションであり、一つのコンピ
ューターでのみ実行させることができるという問題点が
あった。
【0014】従って、本発明は、前記のような問題点を
解決するために、モデル内に時間的な行為を記述したRT
Oを基盤とする実時間シミュレーション技術を具現して
おり、使用者が容易にシミュレーションモデルを変更し
てシミュレーションできるようにしてくれる使用者イン
ターフェースを提供し、モデルを容易に分離してネット
ワーク上のコンピューターノードに分散して行なうこと
ができる分散シミュレーションを可能にしようとするも
のである。
【0015】このような本発明の目的は、実時間分散客
体モデルを用いてシミュレーション対象の実時間特性を
効果的に記述し、シミュレーションの具現において、分
散を効率的に支援するようにするシミュレーションモデ
リング方法、及びこれを基づいた圧延工程自動板厚さ制
御器の実時間シミュレーターを構築することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】前記目的を達する為の本
発明の圧延工程自動板厚さ制御器の実時間シミュレーシ
ョンモデリング方法は、装入素材が通過しながら所望の
目標厚さに圧延される、圧延工程システムにおける実時
間分散客体を基盤とする実時間シミュレーションモデリ
ング方法において、圧延工程システムの圧延工程を一つ
の最上位実時間客体(RTO)に設定する第1段階と、その
設定された最上位実時間客体から圧延実時間客体と圧
延制御実時間客体とに分割する第2段階と、その分割
された圧延実時間客体を、ペイオフリールの半径、速
度、及び入側張力の状態情報等を収集して伝送するペイ
オフリール(POR)実時間客体と、張力リールの半径、速
度、及び出側張力の状態情報を収集して伝送する張力リ
ール(TR)実時間客体と、作業ロール実時間客体の圧下
力、作業ロール実時間客体の速度、入側素材の厚さ、出
側素材の厚さ、及び入/出側速度の状態情報等を収集し
て速度制御器実時間客体、自動板厚さ制御器(AGC)の実
時間客体、ペイオフリール(POR)の実時間客体、及び張
力リール(TR)の実時間客体にそれぞれ伝送する多数の作
業ロール(WR)の実時間客体に分割する第3段階と、そし
て、その分割された圧延制御実時間客体を、前記作業
ロール(WR)実時間客体の圧下力を読み込み、圧延素材の
所望の目的厚さを提供するために、作業ロールの間隔を
前記作業ロール実時間客体に伝送する、多数の自動板厚
さ制御器(AGC)の実時間客体と、前記ペイオフリール(PO
R)、作業ロール(WR)、及び張力リール(TR)の実時間客体
等から伝送された各情報を収集して、圧延素材の張力を
一定に維持するために前記ペイオフリール(POR)の実時
間客体、作業ロール(WR)実時間客体、及び張力リール(T
R)の実時間客体とに速度制御情報を伝送する速度制御器
(SC)実時間客体に分割する第4段階とでなることを特徴
とする。
【0017】そして、前記のような圧延工程を近距離通
信網(LAN)上の多数のコンピューターノードに分散させ
て割り当てることによって、どのような複雑度にも容易
に対処できるという特徴がある。
【0018】さらに、本発明の他の特徴である実時間シ
ミュレーターは、ペイオフリールの半径、速度及び入側
張力の状態情報等を収集して伝送するペイオフリール(P
OR)実時間客体と、張力リールの半径、速度、及び出側
張力の状態情報を収集して伝送する張力リール(TR)実時
間客体と、作業ロールの圧下力を読み込み圧延素材の所
望の目的厚さを提供するための油圧アクチュエーターの
移送量を計算した結果によって、作業ロール間隔を作業
ロール実時間客体に伝送する自動板厚さ制御器(AGC)の
実時間客体と、作業ロールの圧下力、作業ロールの速
度、入側素材の厚さ、出側素材の厚さ、および入/出側
速度の状態情報を収集して、速度制御器実時間客体、自
動板厚さ制御器(AGC)実時間客体、ペイオフリール(POR)
実時間客体、及び張力リール(TR)実時間客体とに伝送す
る作業ロール(WR)客体と、前記ペイオフリール(POR)実
時間客体、作業ロール(WR)実時間客体、及び張力リール
(TR)実時間客体から伝送された各情報等を収集して、圧
延素材の張力を一定に維持するための計算により電流値
を生成して、ペイオフリール(POR)用モーターの実時間
客体、作業ロール(WR)用モーターの実時間客体、及び張
力リール(TR)用モーターの実時間客体との各速度を制御
する速度制御器の実時間客体で構成された圧延工程シス
テムのシミュレーションモデルを基盤として、外部から
装入される圧延素材が通過しながら圧延される過程をシ
ミュレーションするために、シミュレーション実時間客
体のメソッドと実時間客体通信チャンネルを生成する第
1段階と、シミュレーション初期値を割り当てる第2段
階と、使用者がシミュレーションを実行させた後、シミ
ュレーションノード上の実時間客体メッセージが受信さ
れ、シミュレーションノッドに始作メッセージが伝送さ
れる場合にシミュレーションを始める第3段階と、シミ
ュレーションが実行されると、前記実時間客体の時間駆
動メソッド(SpM)は、圧延工程媒介変数を読み込む第4
段階と、その読み込んだ変数に依拠してシミュレーショ
ンモデルによるシミュレーション結果値を計算する第5
段階と、この結果値が所定のシミュレーション目標値に
近づいた値が出力されるまで、その結果値を前記自動板
厚さ制御器実時間客体、張力リール実時間客体及び速度
制御器実時間客体とに伝送して修正された制御信号を、
前記作業ロール実時間客体に繰り返して伝送する第6段
階と、前記目標値に近づいた時の圧延工程媒介変数を算
出し、この媒介変数を実時間客体の客体データ空間(OD
S)メソッドに記録する第7段階と、及び前記第4〜第7
段階をシミュレーション周期に従って繰り返し、使用者
によるシミュレーション終了のメッセージを受けると、
終了を行なう第8段階とでなしていることが特徴であ
る。
【0019】それから前記時間駆動メソッド(SpM)は、
メッセージ駆動メソッド(SvM)に対しては常に優先順位
を有して行ない、前記SpM間には先着順で行なうという
特徴がある。
【0020】一方、本発明で利用する実時間客体指向モ
デリング方法は、伝統的な客体指向モデルを拡張して実
時間特性をより効果的に表現できるようにする。このモ
デルは、伝統的な客体指向のモデルと区分される次のよ
うな特徴がある。
【0021】(1).SpM(spontaneous method)と呼ば
れる時間駆動メソッドと、SvM(service method)と呼ば
れるメッセージ駆動メソッド間を明確に分離する。実時
間客体(Real-time Object、RTO)の一部のメソッド(meth
od)に対して、実時間時計(Real-time clock)は、時計の
設計時に規定されたある値に到る時、メソッドの実行を
駆動する装置となり、このようなメソッドを自発的メソ
ッド(SpM)と言い、クライアント(client)からメッセー
ジ(message)により駆動される古典的なサービスメソッ
ド(SvM)と明確に区分される。実時間時計が設計時に決
まるある値に到る時、取られる行動はSpMにのみ示され
る。
【0022】(2).メッセージ駆動メソッド(SvM)に
対して時間駆動メソッド(SpM)に常に優先順位を与える
基本同時性制限条件(Basic Concurrency Constraint)を
有する。基本的に、外部クライアントから発生されるメ
ッセージによって駆動されるサービスメソッドは、衝突
可能な時間駆動メソッドが行なわない時だけ活動するこ
とができる。より正確に表現すれば、メッセージ駆動メ
ソッド(SvM)が時間駆動メソッド(SpM)と客体データ空間
(Object Data Space、ODS)の同一の部分にアクセスする
のに衝突が排除されない場合、SvMは、SpMの時間駆動に
対して規定された時間領域内では許容されない。このよ
うな制限条件を基本同時性制限条件と称する。従って、
時間駆動メソッド(SpM)はメッセージ駆動メソッド(S
vM)に比べてより高い優先順位が与えられる。このよう
な同時性制限条件は、時間駆動メソッド(SpM)間の同
時的遂行とかメッセージ駆動メソッド(SvM)間の同時
的遂行にはどのような制限条件も付加されないのであ
る。
【0023】(3).実時間客体のそれぞれのメソッド
遂行に対して締め切り時間(deadline)が付加される。
【0024】(4).実時間客体内に含まれた実時間デ
ータは、最大有効期間(Maximum Validity Duration)と
呼ばれる時間間隔の以後には有効性を喪失する。
【0025】Zeiglerは、実時間シミュレーションを次
のように定義した。
【0026】「実時間シミュレーションは、シミュレー
ションの時間的基礎がコンピューターシステムの時計(C
lock Time)と非常に密接に関連されるシミュレーション
である」理想的なシステムにおいては、モデルによって
計画されるあらゆる事件が、実際時間と計画された時間
とが正確に一致される時点で発生する。しかしながら、
限られた処理時間のために、実際の事件時刻はモデルに
規定された値と相違となる場合もある。従って、厳しい
締め切り時間(Hard Deadline)を有する応用において
は、充分に迅速なコンピューティングプラットホーム(p
latform)が必要であり、計画された時間の許容された限
界(tolerance)内で事件が発生するべきである。
【0027】客体モデルは元来、シミュレーションの応
用に適用するために使われた。だから、環境客体をモデ
リングすることにおいて、客体モデル、即ち、時間が変
化する内部状態を有した環境内のモジュール客体を使用
するのが長い間活用されて来た。実時間客体モデルは、
実時間制御システム設計の可変的な抽象画だけでなく、
応用環境を正確に示すのに効果的な表現構造を有してい
る。従って、このようなモデリング構造を有している実
時間客体モデルを、本発明のシミュレーションモデルと
して適用した。
【0028】本発明を成しているシステムの構成は、大
きく、圧延工程部及び圧延工程実時間制御部とで分けら
れる。圧延工程部は、圧延現状が発生するロールスタン
ド(Roll Stand)部、素材の解けと巻きとが発生するペイ
オフリール部と張力リール部とでなり、圧延工程制御部
は、圧延スケジュール、及び圧延工程部の帰還信号を用
いて、所望の厚さの素材が得られるように各種の制御信
号を生成する制御システムで構成される。圧延工程部に
対する入力信号には、作業ロール間隔基準信号(Sp)、ロ
ール速度基準信号(VR)、POR駆動モーターの基準電流信
号(iP)、及び張力リール駆動モーターの基準電流信号(i
TR)等があるし、出力信号には、入、出力素材厚さ(H、
h)、入出側張力(Ti、To)、圧下力(P)、及びロール間隔
(S)等がある。圧延工程制御部入力信号には、所望の素
材の出側厚さ、入側張力基準信号、出側張力基準信号、
及び圧延工程部からの各種の帰還信号があるし、出力信
号は、圧延工程部の入力信号と同一である。
【0029】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照として
本発明の一実施例を詳細に説明する。
【0030】図1は、本発明の実現されるシステムの構
成図であって、上述の圧延工程を実時間客体で示した図
面である。ここでは実時間客体(RTO)として示してい
る。
【0031】図1を参照とした本発明の圧延工程は、大
きく圧延実時間客体部と圧延制御実時間客体部とで
分けられる。
【0032】以下、「実時間客体」を簡単に「客体」と
記載する。
【0033】前者の圧延客体部は、ペイオフリール(P
OR)客体部(100)、第1作業ロール客体部(200)、第2作
業ロール客体部(300)、及び張力リール(TR)客体部(400)
とで区分される。そして後者の圧延制御客体部は、速
度制御器客体(500)、第1自動板厚さ制御器(AGC1)客体
部(600)、及び第2自動板厚さ制御器(AGC2)客体部
(700)とで区分される。
【0034】このような実時間客体(RTO)は、それぞ
れの固有の周期で駆動される時間駆動メソッド(SpM)
と、外部からのメッセージにより駆動されるメッセージ
駆動メソッド(SvM)とを有する。本発明においては作
業ロール客体部が2個だけあるが、実際には多数で構成
し、同様に、自動板厚さ制御器客体も、その作業ロール
客体部の数に対応するように構成することができる。
【0035】前記のPOR客体部(100)は、具体的に、PO
Rを駆動する為のPORモーター(110)と、このPORモータ
ー(110)から伝送された信号で駆動しながら巻かれた
装入素材を解くPOR客体(120)と、このPOR客体(120)
の回転速度を測定するPOR速度センサー(Speedometer)(1
30)と、POR客体(120)に巻かれた装入素材を含むPORの半
径を感知するPOR半径センサー(Radiusmeter)(140)
と、そして、解かれた装入素材が移送される時の張力を
感知する第1POR張力センサー(150)とで区分される。
【0036】さらに、前記の第1作業ロール(WR1)客体
部(200)は、第1作業ロール客体(215)を駆動する第
1作業ロールモーター(210)と、その作業ロール(21
5)にロールギャップ(Roll Gap)命令値を伝送する第1
油圧アクチュエーター(Hydraulic Actuator)(220)
と、前記第1作業ロール客体(215)の回転速度を感知
する第1作業ロール速度センサー(230)と、第1作業
ロール客体(215)を通過する装入素材の厚さを感知す
る第1厚さセンサー(240)と、通過する装入素材の張
力を感知する第1作業ロール(WR1)の張力センサー(2
50)と、そして、圧下力を感知する第1圧下力感知セン
サー(Load Cell)(260)とで区分される。
【0037】同様に、前記の第2作業ロール(WR2)客
体部(300)は、第2作業ロール客体(315)を駆動する
第2作業ロールモーター(310)と、その第2作業ロー
ル客体(215)にロールギャップ(Roll Gap)命令値を伝
送する第2油圧アクチュエーター(Hydraulic Actuator)
(320)と、前記第2作業ロール客体(315)の回転速度
を感知する第2作業ロール速度センサー(330)と、第
2作業ロール客体(315)を通過する装入素材の厚さを
感知する第2厚さセンサー(340)と、それから、圧下
力を感知する第2圧下力感知センサー(Load Cell)(35
0)とで区分される。
【0038】また、前記の張力リール(TR)客体部(40
0)は、第2作業ロール客体部(300)から移送された装
入素材が巻かれる張力リール(420)を駆動する張力リ
ールモーター(410)と、最終的に巻かれる装入素材の
張力を感知する張力リール(TR)の張力センサー(43
0)と、巻かれた装入素材を含む張力リール(420)の半
径を感知するTR半径センサー(440)と、そして、張力
リール客体(420)の回転速度を感知するTR速度センサ
ー(450)とで区分される。
【0039】速度制御器客体(500)は、上述のセンサ
ーから伝送された情報を受け、それぞれの駆動モーター
の回転速度を制御し、第1、第2AGC客体(600、700)
は、前記圧下力センサー(260、350)から感知された圧
下力情報をそれぞれ受けて、所望の目標厚さの装入素材
となるように前記油圧アクチュエーター客体(220、32
0)の移送量を計算する。
【0040】上述による各客体の相互動作過程を調べて
見れば次のようである。
【0041】POR客体部(100)は、POR速度センサー(1
30)、POR半径センサー(140)、POR張力センサー(15
0)等、三つのセンサーからPOR速度(131)、POR半径
(141)、入側張力(151)等のPOR状態情報を収集し、
これらを周期的に速度制御器客体(500)に伝送する。
このPOR状態情報を受けた速度制御器客体(500)から伝
送した電流信号(iPOR)は、PORモーター客体(110)が受
けて適切な速度を生成し、これを通じて一定の張力を維
持することになる。そして、第1、第2作業ロール客体
部(200、300)は、第1、第2圧下力センサー(260、3
50)、WR1、及びWR2速度センサー(230、330)、第1、
第2の厚さセンサー(240、340)を通じて作業ロール状
態情報を収集して、速度制御器客体(500)、AGC1客体
(600)、AGC2客体(700)、POR客体(100)、及びTR客
体(400)等に伝送する。前記圧下力センサー(260、35
0)からは、各作業ロール(215、315)の圧下力を読み
込み、これをそれぞれのAGC1、2客体(600、700)が受
け、適切な作業ロール間隔(Roll Gap)(209、309)を生
成して各油圧アクチュエーター客体(220、320)に伝送
する。 張力リール客体部(400)は、TR半径センサー
(440)、TR速度センサー(450)、及びTR張力センサー
(430)等、三つのセンサーから張力リール状態情報を収
集し、これらを周期的に速度制御器客体(500)へ伝送す
る。これによって、速度制御器客体(500)から計算した
電流信号(iPOR、iWR1、iWR2、iTR)を各リールモーター
(110、210、310、410)が受けて適切な速度を生成し、
これを通じて一定の張力を維持することになる。速度制
御器客体(500)は、POR、WR1、WR2、TR客体のセンサー
からメッセージを受信し、各客体の素材張力を一定に維
持するための計算によって電流値を生成し、これをそれ
ぞれの客体に伝送する。それぞれのAGC1、2客体部(60
0、700)は、各作業ロール客体部の第1、第2圧下力セ
ンサー客体(260、350)から圧下力情報を収集して、目
標厚さを提供するためのWR1、及びWR2油圧アクチュエー
ター客体(220、320)の移送量を計算する。この計算の
結果により、ロールギャップ命令値(209、309)を各油
圧アクチュエーター(220、320)へ伝送する。
【0042】図2は、本発明の最上位(Top-level)RTOモ
デル明細(810)を示している。
【0043】RTOモデリング方法は、全体のシステムを
一つのRTOで記述しながら始める。RTOモデルの理解をよ
くするために、図2に示された表記法を簡単に説明す
る。
【0044】実時間客体(RTO)は四つの部分に分ける。
アクセス能力(Access Capability;AC)(811)は、本RTO
の呼出する他のRTOを記述する。ここでは呼出するRTO
名、及びメソッド名を記述し、伝送するメッセージのタ
イプを記述する。この部分は、具現する場合、クライア
ント(client)、及びサーバー(server)RTO間のメッセー
ジ伝送チャンネル(channel)を形成してくれる。客体デ
ータ空間(Object Data Store;ODS)(812)は、RTO内の
共有データ構造を示している。この明細は、それぞれの
ODSデータ構造が読み(Read-only)、あるいは読みー書き
(read-write)の目的でアクセスできるかも指定する。こ
れは、実行する必要のある客体メソッド間のデータの衝
突を感知できるようにする。時間駆動(SpM)メソッド(81
3)は、実時間時計によって駆動されるメソッドを示して
いる。この部分にはメソッドの実行時刻、終了時刻、及
び実行周期を記述する。実時間時計は、メソッドに記述
されたある値に到る場合、メソッドの実行を駆動する装
置となり、各メソッドは締め切り時間を有する。メッセ
ージ駆動(SvM)メソッド(814)は、メッセージによって
駆動されるメソッドを示している。この部分では、他の
RTOからメッセージを受信してメソッドを駆動し、メソ
ッドの締め切り時間を有し得る。
【0045】対象工程を一つのRTOで表現すれば、他のR
TOを呼出するアクセス能力(811)はない。客体データ
空間(812)は、対象工程を大きく二つの部分に分けた
圧延器(Rolling Mill)と圧延制御器(Rolling Mill Cont
roller)となる。時間駆動(SpM)メソッド(813)は、客
体データ空間客体の二つのデータが自己自身を周期的に
状態更新(update)することによって示すことができ、メ
ッセージ駆動(SvM)メソッド(814)は他のRTOからメッ
セージによって駆動するメソッドであるが、これは、外
部から装入される素材として記述することができる。
【0046】図3は、前記図1のシステムモデルからシ
ミュレーションモデルをRTO分割したことを示している
(本図面では英文の略字で記載する)。
【0047】即ち、図2の最上位RTOから圧延器実時間
客体(820)と圧延制御器実時間客体(830)との二つの
実時間客体に分割する。そして、さらにその圧延器実時
間客体(820)をPOR実時間客体(840)、WR1実時間客体
(850)、WR1実時間客体(860)、TR実時間客体(870)
とで分割し、また、圧延制御器実時間客体(830)をAGC
1、2実時間客体(880、890)、速度制御器(SC)実時間客
体(900)とで分割する。こうすれば、具現可能な端末
実時間客体を誘導することになる。即ち、七つの実時間
客体で本発明のシミュレーターが構成される。
【0048】図4は、前記七つの実時間客体中の一例と
して、POR実時間客体を示したものである。これをより
詳しく説明する。
【0049】先ず、アクセス能力(841)は、RTO自分が
呼出する他のRTOらを記述する。ここにはRTO自分が呼出
する他のRTOらを羅列し、各RTOに伝送するメッセージタ
イプ(type)を記述する。これは、プロセッサノード内、
及びプロセッサノード間に分散されているRTO間の伝送
メッセージチャンネル(channel)を宣言することによっ
て、分散ネットワーク上のRTO間メッセージ伝達を可能
にするためのものである。勿論、分散ネットワークを支
援する通信プロトコル(protocol)の支援が必要である。
【0050】客体データの空間(ODS)(842)には、RTO
の扱うデータを記述する。これらのデータは、RTOの属
性常数(Attribute Constant)もあるし、SpMとSvMとが随
時更新する変数(variable)もあるが、ノード内のRTO、
及びRTO内のメソッドが一つのノードで同時に駆動され
るので、この共有データ構造(Shared Data Structure)
を更新する時、これをモニタ(monitor)してくれる装置
が必要である。さらに、データの宣言時に最大有効期間
(Maximum Validity Duration MVD)を記述してくれる
が、これは、データの最大有効期間としてデータがある
時点から意味を有し得る時間を意味し、時間制約のない
システムにおいてはこれが無限大である。
【0051】次に、時間駆動(SpM)メソッド(843)に
ついて説明する。
【0052】各SpMは、それぞれの駆動条件(Activation
Condition)を有し、ここではRTOの始作時間(start tim
e)、駆動周期(period)、及び締め切り時間(deadline)を
定義する。このような実時間属性を有したメソッドを駆
動するためには、実時間実行の支援装置が必要である。
【0053】また、SpMの優先順位(priority)を記述す
るには、SpMはSvMに対して常に高い優先順位を有する。
しかし、SpM間の同一の優先順位では先着順であり、互
いに異なる優先順位を有するSpMが競争すれば、優先順
位に従う実行順序を有するようになる。出力明細(Outpu
t Specification)は、SpMが出力するメッセージの明細
を記述し、目的地RTO、及びサーバー(server)SvMとメッ
セージタイプ、及び締め切り時間を記述する。
【0054】そして、メッセージ駆動(SvM)メソッド(8
44)は、メッセージによって駆動されるメソッドを記述
する。それぞれのSvMは締め切り時間を有し、クライア
ントRTOからメッセージを受けて必要な仕事を行ない、
客体データの空間を更新(update)したり、他のRTOにメ
ッセージを出力する。ここで入力明細(Input Specifica
tion)は、伝達されるメッセージの明細であり、出力明
細は他のRTOに伝送するメッセージの明細である。RTOが
駆動されると、実時間時計の呼出に応じて生きつつ動く
SpMとは異なって、SvMはメッセージによって呼出される
ときだけは生きて動いているが、仕事が終ると眠ってし
まう(sleep)という受動的プロセス(Passive Process)で
ある。
【0055】図5は、実時間客体メソッドのタイムライ
ン(timeline)、およびメソッド間のメッセージ呼出関係
を示したものである。
【0056】本発明は、LAN上の二つのコンピューター
に具現することができるし、また必要によってそれ以上
の多数のコンピューターに容易に分散することができる
が、図5は、その一例として二つのノード上に制御器、
及びシミュレーターRTOの割り当てる例を示したもので
ある。
【0057】圧延工程シミュレーションモデルを二つの
ノードに割り当て、一つのノードは制御器フロートタイ
プ、他のノードを環境シミュレーターとすれば、制御器
ノードには速度制御器、及びAGC1、AGC2実時間客体が割
当てられ、環境シミュレーターにはPOR,WR1、WR2、及び
TR実時間客体が割り当てられる。これらの実時間客体を
各ノード別に分離し、各実時間客体のメソッドを一つの
シミュレーション周期から駆動時間によって表示すれば
図5と同様である。即ち、図5に示されたように、二つ
の水平線は二つのノードを示しており、二つのノード上
に位置した矩形が各RTOのメソッドである。矩形の幅は
締め切り時間内の実行時間を意味し、大きい矩形はSpM
を、小さい矩形はSvMを示している。それぞれのSpMはSv
Mを呼出してメッセージを伝達する構造を示しており、S
vMの駆動時刻は他のSpMが実行されていない時、自分が
呼出された時点であることを示している。但し、POR Sp
MがWR1_SvM_from_PORを呼出することのように、一つの
ノード上で呼出が生じる場合には、SpMが終了された後
でSvMが実行される。
【0058】図6は、本発明が実行されるシステムのフ
ロー図である。
【0059】シミュレーションが実行されるためには、
先ず、シミュレーションRTOのメソッドが生成されるべ
きであり、RTO間のメッセージ呼出のための通信チャン
ネルが生成されるべきである(951)。そして、シミュレ
ーション初期値を割当て(952)、使用者がシミュレーシ
ョンを実行させると、シミュレーションノード上のRTO
メッセージが受信されるのかを判断する(953)。メッセ
ージが受信されると、シミュレーションノードにスター
トメッセージが伝送される場合(954)、この時からシミ
ュレーションが行なわれ始める。シミュレーションが実
行されれば、各RTOのSpMは先ず、圧延工程媒介変数を読
み込み(955)、この値に基づいて帰還された圧延工程
制御信号)(962)を受信(956)して、シミュレーショ
ンモデルによるシミュレーション結果値を計算(957)
する。この値は、予め決められたシミュレーション目標
値の許容誤差内に入っているか(例:板厚さ、張力及び
速度)が比較(959)され、この比較の結果、目標値の
許容誤差内に入っていない場合、シミュレーション計算
値を速度制御器に伝送する(960)。これによって、速
度制御器は修正された制御値を計算して(961)、その
制御信号を圧延器へ伝送する(962)。このようにし
て、前記目標値に近接した値が算出されるまで繰り返
す。この過程を経って圧延工程媒介変数を算出し(96
3)、この媒介変数は、各RTOの客体データ空間に記録
(964)される。このような過程は、シミュレーション
周期に従って繰り返し、使用者によるシミュレーション
終了のメッセージを受けると(965)シミュレーション
が終了される。
【0060】
【発明の効果】以上のような本発明は、モデル内に時間
的行為を記述した実時間客体を基盤とする実時間シミュ
レーション技術を具現することができ、使用者が容易に
シミュレーションモデルを変更してシミュレーションで
きるようにしてくれるし、モデルを容易に分離してネッ
トワーク上の多数のコンピューターノードに分散して行
なうことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の行われるシステムの構成図である。
【図2】 圧延工程最上位(Top-level)の実時間客体構
成図である。
【図3】 図1のシステムモデリングのフロー図であ
る。
【図4】 ペイオフリール(POR)の実時間客体明細図で
ある。
【図5】 実時間客体メソッドのタイムライン、及びメ
ッセージ呼出関係図である。
【図6】 本発明に従うシミュレーションの遂行フロー
図である。
【符号の説明】
100 ペイオフリール(POR)部客体 110 PORモーター 120 ペイオフリール 130 POR速度センサー 140 POR半径 150 POR張力センサー 200 第1作業ロール(WR1)部客体 210 WR1モーター 215 第1作業ロール 220 WR1油圧アクチュエーター 230 WR1速度センサー 240、340 第1、第2厚さセンサー 250 WR1張力センサー 260、350 第1、第2の圧下力センサー 300 第2作業ロール(WR2)部客体 310 WR2モーター 315 第2作業ロール 320 WR2油圧アクチューター 330 WR2速度センサー 400 張力リール(TR)部客体 410 TRモーター 420 張力リール 430 TR速度センサー 440 TR半径センサー 450 TR張力センサー 500 速度制御器客体 600、700 1、第2自動板厚さ制御器(AGC1、AGC2)客体
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21B 37/00 B21B 37/12 G05B 13/04 G05B 17/02

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 装入素材が通過しながら所望の目標厚さ
    に圧延される圧延工程システムにおける、実時間分散客
    体を基盤とする実時間シミュレーションモデリング方法
    において、 圧延工程システムの圧延工程を、一つの最上位実時間客
    体(RTO)に設定する第1段階と、 前記設定された最上位実時間客体から圧延器実時間客体
    と圧延制御器実時間客体とで分割する第2段階と、 前記分割された圧延器実時間客体をペイオフリールの半
    径、速度及び入側張力の状態情報を収集して伝送するペ
    イオフリール(POR)実時間客体と、 張力リールの半径、速度、及び出側張力の状態情報を収
    集して伝送する張力リール(TR)実時間客体と、 作業ロール実時間客体の圧下力、作業ロール実時間客体
    の速度、入側素材の厚さ、出側素材の厚さ、及び入/出
    側速度の状態情報を収集して、速度制御器実時間客体、
    自動板厚さ制御器(AGC)実時間客体、ペイオフリール(PO
    R)実時間客体、及び張力リール(TR)実時間客体にそれぞ
    れ伝送する多数の作業ロール(WR)実時間客体で分割する
    第3段階と、 前記分割された圧延制御実時間客体を前記作業ロール
    (WR)実時間客体の圧下力を読み込み、圧延素材の所望の
    目的厚さを提供するために作業ロール間隔を前記作業ロ
    ール実時間客体に伝送する多数の自動板厚さ制御器(AG
    C)実時間客体と、 前記ペイオフリール(POR)、作業ロール(WR)、及び張力
    リール(TR)の実時間客体から伝送された各情報を収集し
    て、圧延素材の張力を一定に維持する為に、前記ペイオ
    フリール(POR)実時間客体、作業ロール(WR)実時間客
    体、及び張力リール(TR)実時間客体に速度制御情報を伝
    送する速度制御器(SC)実時間客体と、で分割する第4段
    階とでなること、を特徴とする圧延工程自動板厚さ制御
    器の実時間シミュレーションモデリング方法。
  2. 【請求項2】 前記第1段階における最上位実時間客体
    は、 呼出する実時間客体名、及びメソッド名と、伝送するメ
    ッセージタイプを記述したアクセス能力(Access Capabi
    lity)明細と、 実行される圧延器実時間客体と圧延制御器実時間客体間
    のデータアクセス制御のために、それぞれの客体データ
    空間のデータ構造が読み、あるいは、読みー書きの目的
    でアクセスできるかどうかが指定された客体データ空間
    (Object Data Store)明細と、 圧延器実時間客体と、圧延制御器実時間客体との各メソ
    ッドの実行時刻、終了時刻、及び実行周期を記述した実
    時間時計により駆動されるメソッド(SpM)明細と、 他の実時間客体からメッセージを受信して駆動されるメ
    ソッド(SvM)明細とで区分したことを特徴とする請求項
    1記載の圧延工程自動板厚さ制御器の実時間シミュレー
    ションモデリング方法。
  3. 【請求項3】 前記圧延実時間客体は、 自分が呼出する多数の自動板厚さ制御器の実時間客体
    と、速度制御器の実時間客体を記述したアクセス能力明
    細と、 前記ペイオフリール実時間客体、多数の作業ロール実時
    間客体、および張力リール実時間客体とが扱うデータを
    記述した客体データ空間と、 前記ペイオフリール実時間客体、多数の作業ロール実時
    間客体、及び張力リール実時間客体との各始作時間、駆
    動周期、及び締め切り時間を更新する実時間時計により
    駆動されるメソッド(SpM)明細と、 他の実時間客体からメッセージを受信して駆動され、前
    記多数の自動板厚さ制御器実時間客体からメッセージを
    受信して駆動されるメソッド(SvM)明細と、で区分した
    ことを特徴とする請求項1記載の圧延工程自動板厚さ制
    御器の実時間シミュレーションモデリング方法。
  4. 【請求項4】 前記圧延制御実時間客体は、 前記ペイオフリール実時間客体、多数の作業ロール実時
    間客体、張力リール実時間客体とを記述したアクセス能
    力明細と、 前記多数の自動板厚さ制御器実時間客体、及び速度制御
    器実時間客体が扱うデータを記述した客体データ空間明
    細と、 前記多数の自動板厚さ制御器の実時間客体、及び速度制
    御器実時間客体の各始作時間、駆動周期、及び締め切り
    時間を更新する実時間時計により駆動されるメソッド(S
    pM)明細と、 他の実時間客体からメッセージを受信して駆動され、前
    記ペイオフリール実時間客体、多数の作業ロール実時間
    客体、張力リールの実時間客体からメッセージを受信し
    て駆動されるメソッド(SvM)明細と、で区分したことを
    特徴とする請求項1記載の圧延工程自動板厚さ制御器の
    実時間シミュレーションモデリング方法。
  5. 【請求項5】 前記ペイオフリール実時間客体、多数の
    作業ロール実時間客体、張力リール実時間客体、多数の
    自動板厚さ制御器の実時間客体、及び速度制御器実時間
    客体とのそれぞれは、 自分の呼出する他の実時間客体を記述し、各実時間客体
    に伝送するメッセージタイプを記述するアクセス能力明
    細と、 実時間客体の属性常数、実時間時計によって駆動される
    メソッド(SpM)と、メッセージ受信により駆動されるメ
    ソッド(SvM)とが随時に更新する変数を記述した客体デ
    ータ空間明細と、 実時間客体の始作時間、駆動周期及び締め切り時間を記
    述した時間駆動メソッド(SpM)明細と、 締め切り時間を有し、クライアント実時間客体からメッ
    セージを受けて必要な仕事を遂行し、客体データ空間を
    更新したり他の実時間客体にメッセージを出力するメッ
    セージ駆動メソッド(SvM)明細とで区分したことを特徴
    とする請求項1記載の圧延工程自動板厚さ制御器の実時
    間シミュレーションモデリング方法。
  6. 【請求項6】 前記圧延工程を、近距離通信網(LAN)
    上の多数のコンピューターノードに分散させて割り当て
    ること、を特徴とする請求項1記載の圧延工程自動板厚
    さ制御器の実時間シミュレーションモデリング方法。
  7. 【請求項7】 前記圧延工程は、使用者が容易に変更で
    きることを特徴とする請求項1記載の圧延工程自動板厚
    さ制御器の実時間シミュレーションモデリング方法。
  8. 【請求項8】 ペイオフリールの半径、速度及び入側張
    力の状態情報を収集して伝送するペイオフリール(POR)
    実時間客体と、張力リールの半径、速度及び出側張力の
    状態情報を収集して伝送する張力リール(TR)実時間客体
    と、作業ロールの圧下力を読み込んで、圧延素材の所望
    の目的厚さを提供するための油圧アクチュエーターの移
    送量を計算した結果によって、作業ロールの間隔を作業
    ロール実時間客体に伝送する自動板厚さ制御器(AGC)実
    時間客体と、作業ロールの圧下力、作業ロールの速度、
    入側素材の厚さ、出側素材の厚さ、及び入/出側速度の
    状態情報を収集して、速度制御器の実時間客体、自動板
    厚さ制御器(AGC)の実時間客体、ペイオフリール(POR)実
    時間客体、及び張力リール(TR)実時間客体に伝送する作
    業ロール(WR)客体と、前記ペイオフリール(POR)実時間
    客体、作業ロール(WR)実時間客体、及び張力リール(TR)
    実時間客体から伝送された各情報を収集して圧延素材の
    張力を一定に維持するための計算によって電流値を生成
    し、ペイオフリール(POR)用モーター実時間客体、作業
    ロール(WR)用モーターの実時間客体、及び張力リール(T
    R)用モーター実時間客体の各速度を制御する速度制御器
    の実時間客体とで構成された圧延工程システムのシミュ
    レーションモデルを基盤として、外部から装入される圧
    延素材が通過しながら圧延される過程をシミュレーショ
    ンするために、 シミュレーション実時間客体のメソッドと実時間客体通
    信チャンネルを生成する第1段階と、 シミュレーション初期値を割り当てる第2段階と、 使用者がシミュレーションを実行させると、シミュレー
    ションノード上の実時間客体メッセージが受信され、さ
    らに伝送された場合にシミュレーションを始める第3段
    階と、 シミュレーションが実行されると前記実時間客体の時間
    駆動メソッド(SpM)は、圧延工程媒介の変数を読み込む
    第4段階と、 その読み込んだ変数に基づいてシミュレーションモデル
    によるシミュレーション結果値を計算する第5段階と、 この結果値が所定のシミュレーション目標値に近づいた
    値が出力されるまで、その結果値を前記自動板厚さ制御
    器の実時間客体、張力リールの実時間客体、及び速度制
    御器の実時間客体に伝送して、修正された制御信号を前
    記作業ロールの実時間客体に繰り返して伝送する第6段
    階と、 前記目標値に近づく時の圧延工程媒介変数を算出し、こ
    の媒介変数を実時間客体の客体データ空間(ODS)メソッ
    ドに記録する第7段階と、 前記第4〜第7段階をシミュレーション周期のよって繰
    り返し、使用者によるシミュレーション終了のメッセー
    ジを受けると、終了する第8段階を含めて行なうことを
    特徴とする圧延工程自動板厚さ制御器の実時間シミュレ
    ーター。
  9. 【請求項9】 前記時間駆動メソッド(SpM)は、メッセ
    ージ駆動メソッド(SvM)に対して常に優先順位を持って
    行ない、前記SpM間には先着順で行なうことを特徴とす
    る請求項8記載の圧延工程自動板厚さ制御器の実時間シ
    ミュレーター。
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