JP4846376B2 - 生産・物流スケジュール作成装置及び方法、生産・物流プロセス制御装置及び方法、コンピュータプログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents
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Description
上記数式モデルと所定の評価関数とを入力して最適化計算処理を行って上記生産・物流シミュレータに対する、上記製品の移動の指示である物流指示を算出して出力する最適化計算装置とを有し、
上記最適化計算処理により、
物流状態である状態ベクトルに掛け合わせることによって物流指示である操作ベクトルとなる値であるフィードバックゲインを算出し、
次に、上記算出したフィードバックゲインと状態ベクトルとを用いて操作ベクトルを算出して上記生産・物流シミュレータに与えて、シミュレーションを進め、新たな状態ベクトルを得て、この新たな状態ベクトルと上記算出したフィードバックゲインをもとに新たな操作ベクトルを算出するという処理を、予め設定されたスケジュール作成の対象期間だけ繰り返すことにより得られたシミュレーション結果、すなわち該スケジュール作成の対象期間における一連の物流状態からスケジュールを作成する生産・物流スケジュール作成装置であって、
上記数式モデル保持装置で最適化計算処理の時間に比例したきざみ時間遅れに従って表される接続行列と遷移行列とを用いた、下記の式(1)
M(k+1)=A・M(k)十B・u(k) (1)
(但し、Aは遷移行列、Bは接続行列、M(k)、M(k+1)は、それぞれ、時刻k、k+1における状態ベクトル、u(k)は時刻kにおける操作ベクトル)
で定義される状態方程式を求めるとともに、上記求めた状態方程式と、設定した評価行列および、前記状態ベクトルの取るべき値の目標値であって、下記の式(24)
Mr =A・Mr (24)
(但し、Aは遷移行列、M r は目標状態量)の条件を満たす目標状態量によって表され、下記の式(30)で定義される有限加算ステップの評価関数である上記所定の評価関数とから最適化計算装置でフィードバックゲイン行列の収束値として上記フィードバックゲインを求めておいて、
上記求めたフィードバックゲインと工程内製品仕掛状態を表す状態ベクトルとから、製品の移動の指示である操作ベクトルを求めたのち、上記操作ベクトルの中の正値で大きい操作量が得られた順に、上記生産・物流シミュレータによるシミュレーション上の制約を満足して移動可能であるかどうかを調べ、移動可能な数だけ製品を移動させるようにして生産・物流スケジュールを作成するようにしたことを特徴とする。
上記最適化計算処理により、
物流状態である状態ベクトルに掛け合わせることによって物流指示である操作ベクトルとなる値であるフィードバックゲインを算出し、
次に、上記算出したフィードバックゲインと状態ベクトルとを用いて操作ベクトルを算出して上記生産・物流シミュレータに与えて、シミュレーションを進め、新たな状態ベクトルを得て、この新たな状態ベクトルと上記算出したフィードバックゲインをもとに新たな操作ベクトルを算出するという処理を、予め設定されたスケジュール作成の対象期間だけ繰り返すことにより得られたシミュレーション結果、すなわち該スケジュール作成の対象期間における一連の物流状態から上記生産・物流プロセスの制御を行う際に、
上記最適化計算処理の時間に比例したきざみ時間遅れに従って表される接続行列と遷移行列とを用いた、下記の式(1)
M(k+1)=A・M(k)十B・u(k) (1)
(但し、Aは遷移行列、Bは接続行列、M(k)、M(k+1)は、それぞれ、時刻k、k+1における状態ベクトル、u(k)は時刻kにおける操作ベクトル)
で定義される状態方程式を求めるとともに、上記求めた状態方程式と、設定した評価行列および、前記状態ベクトルの取るべき値の目標値であって、下記の式(24)
Mr =A・Mr (24)
(但し、Aは遷移行列、Mrは目標状態量)の条件を満たす目標状態量によって表され、下記の式(30)で定義される有限加算ステップの評価関数である上記所定の評価関数とから最適化計算装置でフィードバックゲイン行列の収束値として上記フィードバックゲインを求めておいて、
上記求めたフィードバックゲインと工程内製品仕掛状態を表す状態ベクトルとから、製品の移動の指示である操作ベクトルを求めたのち、上記操作ベクトルの中の正値で大きい操作量が得られた順に、上記生産・物流シミュレータによるシミュレーション上の制約を満足して移動可能であるかどうかを調べ、移動可能な数だけ製品を移動させるようにして生産・物流プロセスの制御を行うことを特徴とする。
上記最適化計算処理により、物流状態である状態ベクトルに掛け合わせることによって物流指示である操作ベクトルとなる値であるフィードバックゲインを算出し、
次に、上記算出したフィードバックゲインと状態ベクトルとを用いて操作ベクトルを算出して上記生産・物流シミュレータに与えて、シミュレーションを進め、新たな状態ベクトルを得て、この新たな状態ベクトルと上記算出したフィードバックゲインをもとに新たな操作ベクトルを算出するという処理を、予め設定されたスケジュール作成の対象期間だけ繰り返すことにより得られたシミュレーション結果、すなわち該スケジュール作成の対象期間における一連の物流状態から上記生産・物流スケジュールを作成する際に、
上記最適化計算処理の時間に比例したきざみ時間遅れに従って表される接続行列と遷移行列とを用いた、下記の式(1)
M(k+1)=A・M(k)十B・u(k) (1)
(但し、Aは遷移行列、Bは接続行列、M(k)、M(k+1)は、それぞれ、時刻k、k+1における状態ベクトル、u(k)は時刻kにおける操作ベクトル)
で定義される状態方程式を求めるとともに、上記求めた状態方程式と、設定した評価行列および、前記状態ベクトルの取るべき値の目標値であって、下記の式(24)
Mr =A・Mr (24)
(但し、Aは遷移行列、M r は目標状態量)の条件を満たす目標状態量によって表され、下記の式(30)で定義される有限加算ステップの評価関数である上記所定の評価関数とからフィードバックゲイン行列の収束値として上記フィードバックゲインを求めておいて、
上記求めたフィードバックゲインと工程内製品仕掛状態を表す状態ベクトルとから、製品の移動の指示である操作ベクトルを求めたのち、上記操作ベクトルの中の正値で大きい操作量が得られた順に、上記生産・物流シミュレータによるシミュレーション上の制約を満足して移動可能であるかどうかを調べ、移動可能な数だけ製品を移動させるようにして上記生産・物流プロセスにおける生産・物流スケジュールを作成するようにしたことを特徴とする。
上記最適化計算処理により、物流状態である状態ベクトルに掛け合わせることによって物流指示である操作ベクトルとなる値であるフィードバックゲインを算出し、
次に、上記算出したフィードバックゲインと状態ベクトルとを用いて操作ベクトルを算出して上記生産・物流シミュレータに与えて、シミュレーションを進め、新たな状態ベクトルを得て、この新たな状態ベクトルと上記算出したフィードバックゲインをもとに新たな操作ベクトルを算出するという処理を、予め設定されたスケジュール作成の対象期間だけ繰り返すことにより得られたシミュレーション結果、すなわち該スケジュール作成の対象期間における一連の物流状態から上記生産・物流プロセスにおけるスケジュールを作成する際に、
上記最適化計算処理の時間に比例したきざみ時間遅れに従って表される接続行列と遷移行列とを用いた、下記の式(1)
M(k+1)=A・M(k)十B・u(k) (1)
(但し、Aは遷移行列、Bは接続行列、M(k)、M(k+1)は、それぞれ、時刻k、k+1における状態ベクトル、u(k)は時刻kにおける操作ベクトル)
で定義される状態方程式を求めるとともに、上記求めた状態方程式と、設定した評価行列および、前記状態ベクトルの取るべき値の目標値であって、下記の式(24)
Mr =A・Mr (24)
(但し、Aは遷移行列、M r は目標状態量)の条件を満たす目標状態量によって表され、下記の式(30)で定義される有限加算ステップの評価関数である上記所定の評価関数とから最適化計算装置でフィードバックゲイン行列の収束値として上記フィードバックゲインを求めておいて、
上記求めたフィードバックゲインと工程内製品仕掛状態を表す状態ベクトルとから、製品の移動の指示である操作ベクトルを求めたのち、上記操作ベクトルの中の正値で大きい操作量が得られた順に、上記生産・物流シミュレータによるシミュレーション上の制約を満足して移動可能であるかどうかを調べ、移動可能な数だけ製品を移動させるようにして生産・物流プロセスの制御を行うようにしたことを特徴とする。
また、本発明のコンピュータプログラムの他の特徴とするところは、上記に記載の生産・物流プロセス制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態を示し、物流スケジュール作成装置の一例を説明するブロック図である。図1に示したように、本実施形態の物流スケジュール作成装置は、物流シミュレータ1aを備えたシミュレーション制御部1、最適化計算装置2等によって構成されている。
M(k+1) =M(k) +b・u(k) ・・・(イ)
すなわち、離散化したある時刻k において各点に存在する要素の数を示す状態ベクトル、言い換えれば状態量をM(k) で表し、各線の発火の有無を"1"及び"0"で表現した操作ベクトルをu(k) で表わすと、次の時刻k+1 における状態ベクトルM(k+1) は、接続行列bを用いて上式(イ)で表わすことができる。
S=Σ{M'QM+u'Ru} ・・・(ロ)
評価関数Sにおいて、Q,Rは制御目的にあわせて設定された適当な行列であり、M',u'は、それぞれ状態ベクトルM、操作ベクトルuの転置ベクトルである。そして、評価関数Sが最小となるように制御することを考えれば、
u(k) =−K・M(k) ・・・(ハ)
とした状態フィードバック制御を行うフィードバックゲインKを最適制御理論より求めることができる。
本実施形態の物流スケジュール作成装置も、図1に示したように、物流シミュレータ1aを備えたシミュレーション制御部1、最適化計算装置2等によって構成されている。
M(k+1) =M(k) +b・u(k) ・・・(イ)
すなわち、離散化したある時刻k において各プレースでのトークンの有無を示す状態ベクトル、言い換えれば状態量をM(k) で表し、各トランジション発火の有無を"1"及び"
0"で表現した操作ベクトルをu(k) で表わすと、次の時刻k+1 における状態ベクトルM(k+1) は、接続行列bを用いて上式(イ)で表わすことができる。
S=Σ{M'QM+u'Ru} ・・・(ロ)
評価関数Sにおいて、Q,Rは制御目的にあわせて設定された適当な行列であり、M',u'は、それぞれ状態ベクトルM、操作ベクトルuの転置ベクトルである。そして、評価関数Sが最小となるように制御することを考えれば、
u(k) =−K・M(k) ・・・(ハ)
とした状態フィードバック制御を行うフィードバックゲインKを最適制御理論より求めることができる。
本実施形態の物流スケジュール作成装置も、図1に示したように、物流シミュレータ1aを備えたシミュレーション制御部1、最適化計算装置2等によって構成されている。
M(k+1) =a・M(k) +b・u(k) ・・・(ニ)
すなわち、離散化したある時刻k において各プレースに存在するトークンの数を示す状態ベクトル、言い換えれば状態量をM(k) で表し、各トランジション発火の有無を"1"及び"0"で表現した操作ベクトルをu(k) で表わすと、次の時刻k+1 における状態ベクトルM(k+1) は、遷移行列a、接続行列bを用いて上式(ニ)で表わすことができる。
S=Σ{M'QM+u'Ru} ・・・(ロ)
評価関数Sにおいて、Q,Rは制御目的にあわせて設定された適当な行列であり、M',u'は、それぞれ状態ベクトルM、操作ベクトルuの転置ベクトルである。そして、評価関数Sが最小となるように制御することを考えれば、
u(k) =−K・M(k) ・・・(ハ)
とした状態フィードバック制御を行うフィードバックゲインKを最適制御理論より求めることができる。
図11に示したように、第1に、生産・物流プロセスのペトリネットモデルとして、処理時間Tpを入力したプレースで各工程を表したペトリネットモデルを製品種ごとに構築する。そして、構築したペトリネットモデルの各プレースの処理時間Tp に比例したきざみ時間遅れnp に従って表される遷移行列aと接続行列bとを算出し、これら2つの行列a,bを用いて状態方程式を作成する(ステップS7)。
〔モデル構築〕
図16は、複数工程よりなる製造プロセスのペトリネットモデルの一例を示したものであり、離散きざみ時間ΔTは5分に設定してある。この製造プロセスは、工程1,2,3,4 からなる前処理工程と工程5,6 からなる後処理工程とから構成され、プレースP1(投入プレース)で示した前処理工程入側バッファと、プレースP6,P8 で示した後処理工程入側バッファと、プレースP10 で示した搬出用プレースとを具備している。
引き続き製品種No.1を例にとり、フィードバックゲイン行列Kを求める過程を説明する。式(ニ)の状態方程式における遷移行列aは、図17に示された製品種No.1のペトリネットモデルに対しては、次の式(6)で表現されるサイズ8×8の行列として求められる。ただし、式(6)において、列方向の番号はプレース番号を示し、行方向の番号のうち、下1桁以外の数字はプレース番号を示し、下1桁の数字は各プレースに存在する状態(きざみ時間遅れ)の番号を示している。
Q=20×I(8) ・・・(8)
及び
R=I(6) ・・・(9)
を設定した。ただし、式(8)、(9)においてI(n) はn次の単位行列である。
P=ATPA−ATPB(BTPB+R)-1BTPA+Q・・・(10)
を満足する解Pを求めれば、フィードバックゲイン行列Kは、
K=−(BTPB+R)-1BTPA ・・・(11)
により計算することができる。ここで、(BTPB+R)-1は行列(BTPB+R)の逆行列である。なお、リッカチ方程式の解法は、上述した参考文献にも詳述されているように既知の方法が多々知られている。
次に、シミュレーションについて、図14に示したフローチャートに沿って説明する。まず、ペトリネットモデルの初期状態における状態ベクトルM(0) を入力するとともに、投入予定の全製品を投入プレースに入力し、時刻 kの値を0に初期化したのち(ステップS901)、現時点(時刻:k )における全製品種の状態ベクトルを入力し(ステップS902)、新規投入製品を製品種ごとに入力して状態ベクトルに加えると、現時点における最終的な状態ベクトルM(k) が定まる。さらに、製品種ごとに、フィードバックゲイン行列Kと状態ベクトルM(k) とをかければ、操作ベクトルu(k) が計算できる(ステップS903)。
M(k) = [ 0 0 0 1 0 0 0 0 ]′ ・・・(13)
となる。ただし、式(13)において記号′は転置ベクトルであることを表す。また、式(13)の各要素は、それぞれ各プレースP1,P2,P6,P7,P10 の状態番号11,21,22,61,71,72,73,101に対応する製品種No.1のトークン数を表す。
u(k) = [-0.249 -0.255 -0.3430 0.300 0.002 0.004 ]′ ・・・(14)
と求められる。ただし、式(14)の各要素は、それぞれトランジションT1,T2,T3,T10,T11,T14に対する操作量である。
u(k) = [ 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 ]′・・・(20)
となり、トランジションT10 のみが発火する。その結果、製品種No.8に対する時刻k に
おける状態ベクトルが
M(k) = [ 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 ]′ ・・・(21)
から時刻k+1 における状態ベクトルへ
M(k+1) = [ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 ]′ ・・・(22)
と更新される。
次に、第4の実施形態として製造プロセスにおける物流制御装置の具体例を説明する。
本実施形態の物流制御装置は、図26に示すように、入力手段2601と、きざみ時間遅れ算出手段2602と、遷移・接続行列算出手段2603と、ゲイン行列算出手段2604と、操作ベクトル算出手段2605と、制御手段2606と、記憶手段2607と、状態ベクトル入力手段2608と、出力行列算出手段2610とを具備しており、以下に述べるような物流制御方法を実施する。
Q=QT ≧0、R=RT >0
を満たすものとする(行列Q,Rの肩のTは転置行列であることを示す)。
図8は、異なる複数の工程で複数の製品を処理して製造するプロセスのモデルを示す図である。図8に示すように、複数の製品は工程1あるいは工程2で処理される。ここで扱う複数の製品は、単一晶種であることを想定しており、工程1および工程2のどちらでも処理が可能である。
M(k+1)=A・M(k)十B・u(k) (1)
で表すことができるが、可制御であるときには状態M(k)を"0"とする操作ベクトルu(k)が存在する。この場合、単に対(A,B)が可制御であるとも言う。
rank[BAB…Am−1B]=m
が成り立つが、図9の例の場合は、
rank[BAB…A15B]=13<16
となり、状態ベクトルM(k)の状態数m=16と一致しない。
ここでは、フィードバックゲイン行列Kを求める過程を説明する。
本実施形態において、ペトリネットモデルの状態方程式は、
M(k+1) =A・M(k) +B・u(k) (23)
により求める。
上記式(1) と同じである。また、本実施形態では、上述したように目標状態量Mr を新たに導入している。なお、この目標状態量Mr は、
Mr =A・Mr (24)
を満たすように設定する。
M(k+1) −Mr =A・(M(k) −Mr )+B・u(k) (25)
が成り立つので、M(k) −Mr を新たな状態x(k) と見ることができ、式(25) は次の式(26) のように書ける。
x(k+1) =A・x(k) +B・u(k) (26)
u(k) =K・(M(k) −Mr )=K・x(k) (29)
とした状態フィードバック制御を行うフィードバックゲイン行列Kを最適制御理論より求めることができる。
次に、実際に制御を行うにあたっては、各離散時間において操作ベクトルu(k) を上記した式(29) に従って計算する。そして、上記計算した操作ベクトルu(k) に基づいて、各トランジションに対して、正値で大きい操作量の順に発火可能性を調べ、移動可能な数のトークンに対して操作量を改めて"1"とおき、その他のトークンに対しては操作量を"0"とおいて最終的な操作ベクトルu(k) を求める。これにより、操作量が"1"であるトランジションを発火させれば、式(1) に示した値{A・M(k) +B・u(k) }として状態ベクトルM(k+1) を得ることが可能となる。
以下に示す実施形態においても、状態方程式は式(23) と同じである。本実施形態では更に、以下に示す出力方程式(38)を導入する。
y(k) =C・M(k) (38)
ただし、この式(38)においてCはペトリネットモデルの可観測性を満たすように設定した出力行列である。
出力行列Cは、図26に示すように、出力行列算出手段2610により遷移行列Aに基づいて作成する。この出力行列Cは、遷移行列Aの行ベクトルと同じサイズの単位行ベクトル(唯一の非ゼロ要素"1"を持つ横ベクトル)で作られる。遷移行列Aと同じサイズの行列で、対角要素が遷移行列Aの対角要素と等しく、非対角要素がすべて0の行列を作る。さらに、この行列からゼロベクトルとなる行を取り除いた行列を作る。この行列の行ベクトルは唯一の非ゼロ要素を持つので、同じ位置が非ゼロ要素となる単位行ベクトルを作り、これらの単位行ベクトルを集めて出力行列Cとする。
rank [CT AT CT … (AT ) m-1 CT =m
が成り立つことであるが、出力行列Cが上記式(17)の場合は、
rank [CT AT CT … (AT )15 CT ) =16
となるので、可観測性を満足する。
Q=QT >0,R=RT >0(何れも正定行列)
を満たし、例えば次の式(41)および式(42)のように設定される。なお、式(42)は式(32)と全く同じである。
yr =C・Mr (43)
で与えられる。このように、本実施形態では、状態M(k) ではなく出力y(k) を評価してフィードバックゲイン行列Kを計算する。
1a 物流シミュレータ
1b 最適制御方策部
2 最適化計算装置
3 数式モデル
Claims (12)
- 生産・物流プロセスの工程内製品仕掛状態を表す物流状態と物流制約を表現した生産・物流プロセスを模擬する離散系のシミュレータであって、スケジュールを作成するのに考慮すべき物流状態と物流制約とを全て記載する生産・物流シミュレータと、
上記生産・物流プロセスの物流状態と物流制約とのうち、スケジュール作成に影響が大きい重要な部分のみを数式で表現した数式モデルであって、着目している物流のスケジュールを作成するのに係わる情報を取り込んで作成された状態方程式を用いた数式モデルを保持する数式モデル保持装置と、
上記数式モデルと所定の評価関数とを入力して最適化計算処理を行って上記生産・物流シミュレータに対する、上記製品の移動の指示である物流指示を算出して出力する最適化計算装置とを有し、
上記最適化計算処理により、
物流状態である状態ベクトルに掛け合わせることによって物流指示である操作ベクトルとなる値であるフィードバックゲインを算出し、
次に、上記算出したフィードバックゲインと状態ベクトルとを用いて操作ベクトルを算出して上記生産・物流シミュレータに与えて、シミュレーションを進め、新たな状態ベクトルを得て、この新たな状態ベクトルと上記算出したフィードバックゲインをもとに新たな操作ベクトルを算出するという処理を、予め設定されたスケジュール作成の対象期間だけ繰り返すことにより得られたシミュレーション結果、すなわち該スケジュール作成の対象期間における一連の物流状態からスケジュールを作成する生産・物流スケジュール作成装置であって、
上記数式モデル保持装置で最適化計算処理の時間に比例したきざみ時間遅れに従って表される接続行列と遷移行列とを用いた、下記の式(1)
M(k+1)=A・M(k)十B・u(k) (1)
(但し、Aは遷移行列、Bは接続行列、M(k)、M(k+1)は、それぞれ、時刻k、k+1における状態ベクトル、u(k)は時刻kにおける操作ベクトル)
で定義される状態方程式を求めるとともに、上記求めた状態方程式と、設定した評価行列および、前記状態ベクトルの取るべき値の目標値であって、下記の式(24)
Mr =A・Mr (24)
(但し、Aは遷移行列、M r は目標状態量)の条件を満たす目標状態量によって表され、下記の式(30)で定義される有限加算ステップの評価関数である上記所定の評価関数とから最適化計算装置でフィードバックゲイン行列の収束値として上記フィードバックゲインを求めておいて、
上記求めたフィードバックゲインと工程内製品仕掛状態を表す状態ベクトルとから、製品の移動の指示である操作ベクトルを求めたのち、上記操作ベクトルの中の正値で大きい操作量が得られた順に、上記生産・物流シミュレータによるシミュレーション上の制約を満足して移動可能であるかどうかを調べ、移動可能な数だけ製品を移動させるようにして生産・物流スケジュールを作成するようにしたことを特徴とする生産・物流スケジュール作成装置。
- 上記フィードバックゲイン行列の収束値を、上記状態方程式と上記評価関数とからリカッチ差分方程式を用いて求めるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の生産・物流スケジュール作成装置。
- 上記フィードバックゲイン行列の収束値を、上記数式モデルの可観測性を満たすように設定した出力方程式と、上記評価関数とからチャンドラセカール型の差分方程式を用いて求めるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の生産・物流スケジュール作成装置。
- 上記離散系の生産・物流シミュレータはペトリネットモデルを用いてシミュレータを構築するものであり、上記状態方程式はペトリネットモデルの状態方程式であることを特徴とする請求項1に記載の生産・物流スケジュール作成装置。
- 上記離散系の生産・物流シミュレータはペトリネットモデルを用いてシミュレータを構築するものであり、上記状態方程式は処理時間に比例したきざみ時間遅れに従って表わされる接続行列と遷移行列とを用いた状態方程式であることを特徴とする請求項1に記載の生産・物流スケジュール作成装置。
- 上記最適化計算処理は線形二次制御を利用するものであり、所定の評価行列を用いて表わされる評価関数を最小とするように上記フィードバックゲイン行列の収束値を算出することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の生産・物流スケジュール作成装置。
- 生産・物流プロセスの工程内製品仕掛状態を表す物流状態と物流制約を表現した生産・物流プロセスを模擬する離散系のシミュレータであって、スケジュールを作成するのに考慮すべき物流状態と物流制約とを全て記載する生産・物流シミュレータと、
上記生産・物流プロセスの物流状態と物流制約とのうち、スケジュール作成に影響が大きい重要な部分のみを数式で表現した数式モデルであって、着目している物流のスケジュールを作成するのに係わる情報を取り込んで作成された状態方程式を用いた数式モデルを保持する数式モデル保持装置と、
上記数式モデルと所定の評価関数とを入力して最適化計算処理を行って上記生産・物流シミュレータに対する、上記製品の移動の指示である物流指示を算出して出力する最適化計算装置とを有し、
上記最適化計算処理により、
物流状態である状態ベクトルに掛け合わせることによって物流指示である操作ベクトルとなる値であるフィードバックゲインを算出し、
次に、上記算出したフィードバックゲインと状態ベクトルとを用いて操作ベクトルを算出して上記生産・物流シミュレータに与えて、シミュレーションを進め、新たな状態ベクトルを得て、この新たな状態ベクトルと上記算出したフィードバックゲインをもとに新たな操作ベクトルを算出するという処理を、予め設定されたスケジュール作成の対象期間だけ繰り返すことにより得られたシミュレーション結果、すなわち該スケジュール作成の対象期間における一連の物流状態から上記生産・物流プロセスの制御を行う際に、
上記最適化計算処理の時間に比例したきざみ時間遅れに従って表される接続行列と遷移行列とを用いた、下記の式(1)
M(k+1)=A・M(k)十B・u(k) (1)
(但し、Aは遷移行列、Bは接続行列、M(k)、M(k+1)は、それぞれ、時刻k、k+1における状態ベクトル、u(k)は時刻kにおける操作ベクトル)
で定義される状態方程式を求めるとともに、上記求めた状態方程式と、設定した評価行列および、前記状態ベクトルの取るべき値の目標値であって、下記の式(24)
Mr =A・Mr (24)
(但し、Aは遷移行列、Mrは目標状態量)の条件を満たす目標状態量によって表され、下記の式(30)で定義される有限加算ステップの評価関数である上記所定の評価関数とから最適化計算装置でフィードバックゲイン行列の収束値として上記フィードバックゲインを求めておいて、
上記求めたフィードバックゲインと工程内製品仕掛状態を表す状態ベクトルとから、製品の移動の指示である操作ベクトルを求めたのち、上記操作ベクトルの中の正値で大きい操作量が得られた順に、上記生産・物流シミュレータによるシミュレーション上の制約を満足して移動可能であるかどうかを調べ、移動可能な数だけ製品を移動させるようにして生産・物流プロセスの制御を行うことを特徴とする生産・物流プロセス制御装置。
- 生産・物流プロセスの工程内製品仕掛状態を表す物流状態と物流制約を表現した生産・物流プロセスを模擬する離散系のシミュレータであって、スケジュールを作成するのに考慮すべき物流状態と物流制約とを全て記載する生産・物流シミュレータと、
上記生産・物流プロセスの物流状態と物流制約とのうち、スケジュール作成に影響が大きい重要な部分のみを数式で表現した数式モデルであって、着目している物流のスケジュールを作成するのに係わる情報を取り込んで作成された状態方程式を用いた数式モデルを保持する数式モデル保持装置と、
上記数式モデルと所定の評価関数とを入力して最適化計算処理を行って上記生産・物流シミュレータに対する、上記製品の移動の指示である物流指示を算出して出力する最適化計算装置とを有する生産・物流スケジュール作成装置により生産・物流スケジュールを作成する方法であって、
上記最適化計算処理により、
物流状態である状態ベクトルに掛け合わせることによって物流指示である操作ベクトルとなる値であるフィードバックゲインを算出し、
次に、上記算出したフィードバックゲインと状態ベクトルとを用いて操作ベクトルを算出して上記生産・物流シミュレータに与えて、シミュレーションを進め、新たな状態ベクトルを得て、この新たな状態ベクトルと上記算出したフィードバックゲインをもとに新たな操作ベクトルを算出するという処理を、予め設定されたスケジュール作成の対象期間だけ繰り返すことにより得られたシミュレーション結果、すなわち該スケジュール作成の対象期間における一連の物流状態から上記生産・物流スケジュールを作成する際に、
上記最適化計算処理の時間に比例したきざみ時間遅れに従って表される接続行列と遷移行列とを用いた、下記の式(1)
M(k+1)=A・M(k)十B・u(k) (1)
(但し、Aは遷移行列、Bは接続行列、M(k)、M(k+1)は、それぞれ、時刻k、k+1における状態ベクトル、u(k)は時刻kにおける操作ベクトル)
で定義される状態方程式を求めるとともに、上記求めた状態方程式と、設定した評価行列および、前記状態ベクトルの取るべき値の目標値であって、下記の式(24)
Mr =A・Mr (24)
(但し、Aは遷移行列、M r は目標状態量)の条件を満たす目標状態量によって表され、下記の式(30)で定義される有限加算ステップの評価関数である上記所定の評価関数とからフィードバックゲイン行列の収束値として上記フィードバックゲインを求めておいて、
上記求めたフィードバックゲインと工程内製品仕掛状態を表す状態ベクトルとから、製品の移動の指示である操作ベクトルを求めたのち、上記操作ベクトルの中の正値で大きい操作量が得られた順に、上記生産・物流シミュレータによるシミュレーション上の制約を満足して移動可能であるかどうかを調べ、移動可能な数だけ製品を移動させるようにして上記生産・物流プロセスにおける生産・物流スケジュールを作成するようにしたことを特徴とする生産・物流スケジュール作成方法。
- 生産・物流プロセスの工程内製品仕掛状態を表す物流状態と物流制約を表現した生産・物流プロセスを模擬する離散系のシミュレータであって、スケジュールを作成するのに考慮すべき物流状態と物流制約とを全て記載する生産・物流シミュレータと、
上記生産・物流プロセスの物流状態と物流制約とのうち、スケジュール作成に影響が大きい重要な部分のみを数式で表現した数式モデルであって、着目している物流のスケジュールを作成するのに係わる情報を取り込んで作成された状態方程式を用いた数式モデルを保持する数式モデル保持装置と、
上記数式モデルと所定の評価関数とを入力して最適化計算処理を行って上記生産・物流シミュレータに対する、上記製品の移動の指示である物流指示を算出して出力する最適化計算装置とを有する生産・物流プロセス制御装置により生産・物流プロセスを制御する方法であって、
上記最適化計算処理により、
物流状態である状態ベクトルに掛け合わせることによって物流指示である操作ベクトルとなる値であるフィードバックゲインを算出し、
次に、上記算出したフィードバックゲインと状態ベクトルとを用いて操作ベクトルを算出して上記生産・物流シミュレータに与えて、シミュレーションを進め、新たな状態ベクトルを得て、この新たな状態ベクトルと上記算出したフィードバックゲインをもとに新たな操作ベクトルを算出するという処理を、予め設定されたスケジュール作成の対象期間だけ繰り返すことにより得られたシミュレーション結果、すなわち該スケジュール作成の対象期間における一連の物流状態から上記生産・物流プロセスにおけるスケジュールを作成する際に、
上記最適化計算処理の時間に比例したきざみ時間遅れに従って表される接続行列と遷移行列とを用いた、下記の式(1)
M(k+1)=A・M(k)十B・u(k) (1)
(但し、Aは遷移行列、Bは接続行列、M(k)、M(k+1)は、それぞれ、時刻k、k+1における状態ベクトル、u(k)は時刻kにおける操作ベクトル)
で定義される状態方程式を求めるとともに、上記求めた状態方程式と、設定した評価行列および、前記状態ベクトルの取るべき値の目標値であって、下記の式(24)
Mr =A・Mr (24)
(但し、Aは遷移行列、M r は目標状態量)の条件を満たす目標状態量によって表され、下記の式(30)で定義される有限加算ステップの評価関数である上記所定の評価関数とから最適化計算装置でフィードバックゲイン行列の収束値として上記フィードバックゲインを求めておいて、
上記求めたフィードバックゲインと工程内製品仕掛状態を表す状態ベクトルとから、製品の移動の指示である操作ベクトルを求めたのち、上記操作ベクトルの中の正値で大きい操作量が得られた順に、上記生産・物流シミュレータによるシミュレーション上の制約を満足して移動可能であるかどうかを調べ、移動可能な数だけ製品を移動させるようにして生産・物流プロセスの制御を行うようにしたことを特徴とする生産・物流プロセス制御方法。
- 請求項8に記載の生産・物流スケジュール作成方法をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
- 請求項9に記載の生産・物流プロセス制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
- 請求項10または11に記載のコンピュータプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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