JP7226411B2 - An expansion module, an industrial device, and a method for estimating a parameter of an industrial device or an internal state of a device controlled by said industrial device - Google Patents

An expansion module, an industrial device, and a method for estimating a parameter of an industrial device or an internal state of a device controlled by said industrial device Download PDF

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Description

本発明は、拡張モジュール、産業用機器、及び産業用機器のパラメータ又は前記産業用機器により制御される機器の内部状態の推定方法に関する。 The present invention relates to an expansion module, an industrial device and a method for estimating parameters of an industrial device or an internal state of a device controlled by said industrial device.

近年、AI(人工知能)の分野における技術が進展し、その利用分野や応用が大きく広がりを見せている。その中核となる技術がいわゆるディープラーニングであるが、このディープラーニングによるAIの構築や実行には、大規模な並列演算処理が要求されるため、使用するコンピュータには高い演算処理能力が必要である。 In recent years, the technology in the field of AI (artificial intelligence) has progressed, and its fields of use and applications have expanded greatly. The core technology is so-called deep learning, but the construction and execution of AI using deep learning requires large-scale parallel arithmetic processing, so the computer used must have high computing power. .

一方、組み込み機器などに使用されるシングルボードコンピュータ等の小型コンピュータは、その演算能力が高くなく、演算要求量の多いディープラーニングによるAIプログラムの実行には非力である場合がある。そのため、かかる機器にAIプログラムに適した演算能力を付加する外付けの機器が市販されている。例えば小型コンピュータのUSB(ユニバーサルシリアルバス)ポートに接続することで、外付けのVPU(ビジュアル処理ユニット)の利用が可能となる。 On the other hand, small computers such as single-board computers used in embedded devices do not have high computing power and may not be powerful enough to execute AI programs based on deep learning, which require a large amount of computation. For this reason, external devices that add computing power suitable for AI programs to such devices are commercially available. For example, by connecting to a USB (Universal Serial Bus) port of a small computer, an external VPU (Visual Processing Unit) can be used.

上述の外付けの機器は汎用品であり、拡張された演算能力を提供するものにすぎないため、その利用のためには、一般的なAIプログラミングの知識及び技能と、当該外付けの機器に対して提供されているSDK(ソフトウェア開発キット)の理解が必要であり、利用しようとする用途に応じて自らAIプログラミングを行う必要がある。 Since the external devices mentioned above are general-purpose products and only provide extended computing power, their use requires general AI programming knowledge and skills, as well as It is necessary to understand the SDK (software development kit) provided for it, and it is necessary to perform AI programming by yourself according to the intended use.

また、PLC(プログラマブルロジックコントローラ)やサーボコントローラ等のFA(ファクトリーオートメーション)機器などの産業用機器においては、その演算能力は、コストや消費電力などの兼ね合いにより決定されるため、当該産業用機器の稼働に必要な程度が確保されるにとどまり、一般に、あまり余力が大きいとは言い難い。 In industrial equipment such as PLCs (programmable logic controllers) and FA (factory automation) equipment such as servo controllers, the computing power is determined by the balance between cost and power consumption. Only the degree necessary for operation is secured, and in general, it is difficult to say that the spare capacity is very large.

そのような、産業用機器の一つであるサーボ制御装置におけるフィードフォワード係数を機械学習により求める機械学習装置が、特許文献1に開示されている。同文献開示の装置においては、サーボ制御装置と機械学習装置が、工場内に構築されたLAN(ローカルエリアネットワーク)やインターネット、公衆電話網などの情報通信ネットワークで接続される。 Patent Document 1 discloses a machine learning device that obtains a feedforward coefficient in a servo control device, which is one of such industrial devices, by machine learning. In the device disclosed in this document, a servo control device and a machine learning device are connected by an information communication network such as a LAN (local area network) built in a factory, the Internet, or a public telephone network.

特開2018-152012号公報JP 2018-152012 A

産業用機器の利用の態様に適したパラメータや、産業用機器により制御される機器の内部状態の推定にAI技術を適用するにあたり、産業用機器単体では演算能力やメモリ容量が不足する。また、産業用機器は一般の情報通信ネットワークに接続されることは多くないため、情報通信ネットワーク経由で高度な演算能力を持つコンピュータとの通信が常にできるわけではない。 When AI technology is applied to estimate the parameters suitable for the mode of use of industrial equipment and the internal state of equipment controlled by industrial equipment, the individual industrial equipment lacks computing power and memory capacity. In addition, since industrial equipment is not often connected to a general information communication network, it is not always possible to communicate with a computer having high computing power via the information communication network.

また、仮に産業用機器を適切な情報通信ネットワークに接続したとしても、産業用機器を常用するFA分野の技術者は、必ずしもAIプログラミングの専門教育を受けているわけではなく、また、仮にそのような専門教育を受けた人材が確保できたとしても、産業用機器の利用の態様は、利用の場面に応じて異なるから、その都度プログラミングを行うのは非現実的でもある。 Also, even if industrial equipment is connected to an appropriate information communication network, engineers in the FA field who regularly use industrial equipment do not necessarily have specialized training in AI programming. Even if it is possible to secure personnel who have undergone specialized training, it is unrealistic to perform programming each time because the mode of use of industrial equipment varies depending on the situation of use.

本発明は、かかる事情に基づいてなされたものであり、その目的は、ディープラーニングなどの演算負荷が高く、使用メモリ量の大きい機械学習を、産業用機器本体のコストを上昇させることなく、学習が必要な場合のみ利用可能とすることである。 The present invention has been made based on such circumstances, and its object is to perform machine learning such as deep learning, which has a high computational load and a large amount of memory, without increasing the cost of the main body of industrial equipment. is available only when needed.

本発明の一側面に係る拡張モジュールは、少なくともプロセッサとメモリを有し、サーボコントローラの外部端子に接続される拡張モジュールであって、前記プロセッサは、前記メモリに想定されている構成に適した機械学習モデルが記憶されていない場合に、前記サーボコントローラの前記外部端子に接続されることによって、前記サーボコントローラから、前記サーボコントローラに制御されるモータの容量を含む、機械学習モデルを特定するために必要な情報を収集し、前記プロセッサは、前記サーボコントローラの前記外部端子から取り外され、外部のサーバに情報通信可能に接続された場合に、前記サーバに前記機械学習モデルを特定するために必要な情報を送信するとともに、前記サーバから中間学習モデルを受信し前記メモリに記憶させ、前記プロセッサは、再度前記サーボコントローラの前記外部端子に接続されることによって、前記中間学習モデルに対し、前記サーボコントローラから取得した情報を教師データとして学習を行う。 An expansion module according to one aspect of the present invention is an expansion module that has at least a processor and a memory and is connected to an external terminal of a servo controller, wherein the processor is a machine suitable for the configuration assumed for the memory. To specify a machine learning model including a displacement of a motor controlled by the servo controller from the servo controller by being connected to the external terminal of the servo controller when the learning model is not stored Necessary information is collected, and when the processor is detached from the external terminal of the servo controller and connected to an external server so as to be able to communicate information, the processor needs to specify the machine learning model to the server. While transmitting information, an intermediate learning model is received from the server and stored in the memory, and the processor is again connected to the external terminal of the servo controller, so that the intermediate learning model is processed by the servo controller. Learning is performed using the information obtained from the data as teacher data.

また、本発明の一側面に係る拡張モジュールでは、前記中間学習モデルは、発生頻度の低い事象に対する学習を済ませた学習モデルであってよい。Also, in the expansion module according to one aspect of the present invention, the intermediate learning model may be a learning model that has completed learning for an event with a low occurrence frequency.

また、本発明の一側面に係る拡張モジュールでは、前記発生頻度の低い事象は、長時間の前記モータの運転に伴い生じる摩耗及び経年劣化の少なくともいずれかに起因する故障、長時間の前記モータの運転に伴い生じる摩耗及び経年劣化の少なくともいずれかに起因する故障の予兆、及び、異物の噛み込み及び破損の少なくともいずれかを含む偶発的事象、から選ばれる少なくとも一の事象を含んでよい。In addition, in the expansion module according to one aspect of the present invention, the infrequently occurring event is a failure caused by at least one of wear and aging caused by long-term operation of the motor, It may include at least one event selected from a sign of failure caused by at least one of wear and aging that occurs during operation, and an accidental event including at least one of foreign matter getting stuck and breakage.

また、本発明の一側面に係る拡張モジュールでは、前記機械学習モデルを特定するために必要な情報は、前記サーボコントローラに関する情報と、前記サーボコントローラにより制御される機器及びその構成を特定する情報を含んでよい。Further, in the expansion module according to one aspect of the present invention, the information necessary to identify the machine learning model includes information about the servo controller and information identifying the device controlled by the servo controller and its configuration. may contain.

また、本発明の一側面に係る産業用機器のパラメータ又は前記産業用機器により制御される機器の内部状態の推定方法では、さらに、前記プロセッサは、学習済みの前記学習モデルを前記産業用機器に送信し、前記産業用機器は、自身の情報を入力データとして学習済みの前記学習モデルに入力し、前記産業用機器のパラメータ又は前記産業用機器により制御される機器の内部状態の推定値を出力として得てよい。 Further, in the method for estimating a parameter of an industrial device or an internal state of a device controlled by the industrial device according to one aspect of the present invention, the processor further transmits the learned learning model to the industrial device and the industrial equipment inputs its own information as input data into the trained learning model, and outputs an estimated value of the parameters of the industrial equipment or the internal state of equipment controlled by the industrial equipment. can be obtained as

産業用機器と、産業用機器に接続された拡張モジュール及び、産業用機器により制御される制御対象機器の概観斜視図である。1 is an overview perspective view of an industrial device, an expansion module connected to the industrial device, and a control target device controlled by the industrial device; FIG. 産業用機器と拡張モジュール及び制御対象機器のハードウェア構成を示す概略ブロック図である。FIG. 3 is a schematic block diagram showing the hardware configuration of an industrial device, an expansion module, and a device to be controlled; 産業用機器と拡張モジュールが接続されている状態において、各機器の機能に着目して内部構成を示した機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram showing an internal configuration focusing on the function of each device in a state where the industrial device and the expansion module are connected; 学習済み機械学習モデルを備えた状態での産業用機器の内部構成を示す機能ブロック図である。FIG. 4 is a functional block diagram showing the internal configuration of an industrial device equipped with a trained machine learning model; 機械学習を行い、産業用機器のパラメータを推定し、あるいは制御対象機器の内部状態を推定するまでの手順を示すフロー図である。FIG. 4 is a flow chart showing a procedure from performing machine learning to estimating parameters of an industrial device or estimating an internal state of a device to be controlled; 本発明の第2の実施形態に係る産業用機器と拡張モジュールを説明する機能ブロック図である。It is a functional block diagram explaining industrial equipment and an extension module concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施形態に係る産業用機器と拡張モジュールを説明する機能ブロック図である。It is a functional block diagram explaining industrial equipment and an extension module concerning a 3rd embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施形態において、機械学習モデルに対する学習を行う手順を示すフロー図である。FIG. 10 is a flow diagram showing a procedure for performing learning on a machine learning model in the third embodiment of the present invention; 本発明の第3の実施形態において、学習済み機械学習モデルを用いたパラメータや機器の内部状態を推定する手順を示すフロー図である。FIG. 11 is a flowchart showing a procedure for estimating parameters and the internal state of a device using a learned machine learning model in the third embodiment of the present invention; 本発明の第4の実施形態において、多数の機械学習モデルなモデルを自動で選択し取得する手順を示すフロー図である。FIG. 13 is a flow diagram showing a procedure for automatically selecting and acquiring a large number of machine learning models in the fourth embodiment of the present invention;

以下、本発明の第1の実施形態に係る産業用機器1と拡張モジュール2、及びそれらを用いた産業用機器1の内部状態又は産業用機器1により制御される制御対象機器3の内部状態の推定方法を図1~5を参照して説明する。 Hereinafter, the internal state of the industrial device 1 and the expansion module 2 according to the first embodiment of the present invention, and the internal state of the industrial device 1 using them or the internal state of the control target device 3 controlled by the industrial device 1 will be described. The estimation method will be explained with reference to FIGS.

図1は、産業用機器1と、産業用機器1に接続された拡張モジュール2及び、産業用機器1により制御される制御対象機器3の概観斜視図である。ここで、本明細書で示す実施形態において、産業用機器1は、サーボコントローラとして示されており、以降では、産業用機器1として、サーボコントローラを例示して説明する。なお、本明細書において、「産業用機器」とは、FAに用い得る機器であって、何らかの他の機器(制御対象機器3)を制御し、あるいは他の機器と情報の入出力を行う機能を有する機器を指しており、サーボコントローラの他にも、PLCやシングルボードマイコン等であってよい。なお、産業用機器1は、その現実の用途がFAに限定されるわけではなく、生産設備はもちろん、車両やアミューズメント機器など、各種の装置に組み込まれ利用されてよい。 FIG. 1 is an overview perspective view of an industrial device 1, an expansion module 2 connected to the industrial device 1, and a controlled device 3 controlled by the industrial device 1. FIG. Here, in the embodiment shown in this specification, the industrial equipment 1 is shown as a servo controller, and henceforth, the servo controller is illustrated and demonstrated as the industrial equipment 1. FIG. In this specification, the term "industrial equipment" refers to equipment that can be used for FA, and has the function of controlling some other equipment (control target equipment 3) or inputting/outputting information with other equipment. , and may be a PLC, a single board microcomputer, or the like, in addition to the servo controller. Note that the actual use of the industrial equipment 1 is not limited to FA, and may be used by being incorporated in various devices such as vehicles and amusement equipment as well as production equipment.

また、制御対象機器3は、産業用機器1により制御され、あるいはその機器の状態を示す情報を入出力する機器である。ここでは、制御対象機器3としてはサーボモータが示されており、以降では、制御対象機器3として、サーボモータを例示して説明する。なお、制御対象機器3としては、その他の形式の回転電動機(例えば、ステッピングモータ等)や各種のアクチュエータ、スイッチやセンサ等であってもよい。また、産業用機器3に接続される制御対象機器3は1つである必要はなく、複数の制御対象機器3が接続されていてよい。 Also, the controlled device 3 is a device that is controlled by the industrial device 1 or that inputs/outputs information indicating the state of the device. Here, a servomotor is shown as the device 3 to be controlled, and a servomotor will be exemplified and described below as the device 3 to be controlled. Note that the control target device 3 may be other types of rotating electric motors (for example, stepping motors, etc.), various actuators, switches, sensors, and the like. Moreover, the number of controlled devices 3 connected to the industrial device 3 does not have to be one, and a plurality of controlled devices 3 may be connected.

産業用機器1には、適宜の外部機器と接続するための外部端子101が設けられている。図1では、外部端子101は、産業用機器1の前面に設けられているが、その他の面、例えば背面に設けられても、あるいは複数の外部端子101が用意されていてもよい。外部端子101は、産業用機器1と適宜の外部機器との間で情報の入出力を行うための接続端子であり、その規格はどのようなものであってもよい。本実施形態では、外部端子101は、USB端子であるが、これ以外の適宜の規格に即した端子であっても、また、独自の規格による端子であってもよい。 The industrial equipment 1 is provided with an external terminal 101 for connecting with an appropriate external equipment. Although the external terminals 101 are provided on the front surface of the industrial equipment 1 in FIG. 1, they may be provided on another surface, for example, the rear surface, or a plurality of external terminals 101 may be provided. The external terminal 101 is a connection terminal for inputting/outputting information between the industrial device 1 and an appropriate external device, and may be of any standard. In this embodiment, the external terminal 101 is a USB terminal, but it may be a terminal conforming to other appropriate standards or a terminal conforming to its own standard.

拡張モジュール2は、図1に示したように、小型であり、かつ、外部端子101に直接接続され保持されるものであってよい。また、拡張モジュール2の電力は、外部端子101を介して、接続される産業用機器1から供給されてよい。このようにすると、拡張モジュール2を産業用機器1に接続する際に、余計なケーブルの取り回しや、電源コードなどを別途用意する必要がなく、簡便な取り回しができるためである。但し、拡張モジュール2のサイズや形状には技術的な制約はなく、図1に示したスティック状の形状に限られず、例えば箱形状の筐体であってもよい。また、ケーブルを利用して産業用機器1の外部端子101に接続されたり、拡張モジュール2自体に別途電源から電力を供給するようにしたりしても差し支えない。例えば、産業用機器1が装置の内部に組み込まれており、オペレータが直接外部端子101にアクセスすることが困難な場合が考えられ、そのような場合には、外部端子101に適宜の延長ケーブルを接続しておいて、かかる延長ケーブルに拡張モジュール2を接続するようにすると便利である。また、後述するように、拡張モジュール2は情報処理能力が高く、その演算時には大きな電力を要するため、産業用機器1の外部端子101から供給される電力では不足することが予想される場合には、別途、拡張モジュール2に電力を供給できるようにしておくとよい。 As shown in FIG. 1, the expansion module 2 is small and may be directly connected to and held by the external terminals 101 . Also, the power of the expansion module 2 may be supplied from the connected industrial equipment 1 via the external terminal 101 . This is because, when connecting the extension module 2 to the industrial equipment 1, there is no need to arrange extra cables or separately prepare a power supply cord, and the arrangement can be performed easily. However, there are no technical restrictions on the size and shape of the expansion module 2, and the expansion module 2 is not limited to the stick-like shape shown in FIG. Also, it is possible to connect to the external terminal 101 of the industrial equipment 1 using a cable, or to supply power to the extension module 2 itself from a separate power supply. For example, it may be difficult for the operator to directly access the external terminal 101 because the industrial equipment 1 is built inside the apparatus. It is convenient to connect the expansion module 2 to such an extension cable. Further, as will be described later, the expansion module 2 has a high information processing capability and requires a large amount of power when performing calculations. , it is preferable that power be supplied to the expansion module 2 separately.

いずれにしても、拡張モジュール2は必要な場合に産業用機器1の外部端子101に直接接続されるものであり、TCP/IPなどの汎用の情報通信ネットワークを経由した仮想的な接続によって産業用機器1と接続されるものではない。これは、産業用機器1はその性質上、何らかの装置に組み込まれ、セキュリティその他の要請により、外部の汎用の情報通信ネットワークから遮断されて使用されることが実用上多いためである。 In any case, the extension module 2 is directly connected to the external terminal 101 of the industrial equipment 1 when necessary, and is virtually connected to the industrial equipment via a general-purpose information communication network such as TCP/IP. It is not connected to the device 1. This is because, due to the nature of the industrial equipment 1, it is practically often incorporated into some kind of device and cut off from an external general-purpose information communication network for security or other requirements.

ここで、拡張モジュール2は、それ自体が独立した情報処理機器(いわゆるコンピュータ)であり、少なくとも、プロセッサとメモリをその内部に有している。本実施形態で示したサーボコントローラである産業用機器1もまた、サーボアンプとそれを制御するプロセッサとメモリを備えた情報処理機器としての機能を有しているが、先に述べたように、産業用機器1に用意される情報処理機器としての性能は、そもそも産業用機器1の目的とする機能を充足するに十分なものとして設計される。すなわち、本実施形態で示すように、産業用機器1がサーボコントローラであれば、その情報処理能力は、サーボモータである処理対象機器3の制御に十分なものであれば足り、また、産業用機器1がPLCであれば、その情報処理能力は、数マイクロ秒単位での論理演算と入出力に十分なものであれば足るものとされ、それを大幅に超える、例えば大規模並列演算に適したような演算能力は用意されないのが通常である。拡張モジュール2は、そのような大規模並列演算等の負荷の高い演算に適したプロセッサを備えており、通常の運転時にはそのような演算を必要としない産業用機器1に対し、一時的に、すなわち、拡張モジュール2が外部端子101に接続されている場合に限って、産業用機器1に高負荷に耐えうる演算能力を付与するものである。拡張モジュール2に搭載されるプロセッサは、一般的な(但し、処理能力に優れた)CPU(セントラルプロセッシングユニット)であっても、GPU(グラフィックスプロセッシングユニット)やVPU、ASIC(特定用途向け集積回路)などの任意の情報処理回路あるいはこれら複数種類の組み合わせであってもよい。 Here, the expansion module 2 is an information processing device (so-called computer) that is independent of itself, and has at least a processor and a memory therein. The industrial equipment 1, which is the servo controller shown in this embodiment, also has a function as an information processing equipment including a servo amplifier, a processor for controlling it, and a memory. The performance as an information processing device provided in the industrial equipment 1 is originally designed to satisfy the intended functions of the industrial equipment 1 . That is, as shown in this embodiment, if the industrial equipment 1 is a servo controller, its information processing capability is sufficient as long as it is sufficient for controlling the processing target equipment 3, which is a servo motor. If the device 1 is a PLC, its information processing capability is sufficient as long as it is sufficient for logical operations and input/output in units of several microseconds. Such computing power is usually not provided. The expansion module 2 includes a processor suitable for high-load calculations such as such large-scale parallel calculations. That is, only when the expansion module 2 is connected to the external terminal 101, the industrial equipment 1 is provided with computing power capable of withstanding a high load. The processor installed in the expansion module 2 may be a general CPU (central processing unit) (with excellent processing power), a GPU (graphics processing unit), a VPU, an ASIC (application-specific integrated circuit). ) or any combination of these multiple types.

この後述べるように、拡張モジュール2が行う演算は、いわゆるディープラーニング等の多層ニューラルネットワークモデルにおける機械学習を主眼としている。そのため、拡張モジュール2の設計は、適用としようとする機械学習モデルにおける演算に適したものとされ、通常は、大規模並列演算を高速に処理できるよう、多数のパイプラインを並列に配列したものとされるが、用いようとする機械学習モデルの機械学習に適したものであればどのようなものであっても差し支えない。 As will be described later, the calculations performed by the extension module 2 are mainly focused on machine learning in a multi-layered neural network model such as so-called deep learning. Therefore, the design of the expansion module 2 is suitable for the computation in the machine learning model to be applied, and is usually a parallel arrangement of many pipelines so that large-scale parallel computation can be processed at high speed. However, as long as it is suitable for machine learning of the machine learning model to be used, there is no problem.

図2は、産業用機器1と拡張モジュール2及び制御対象機器3のハードウェア構成を示す概略ブロック図である。産業用機器1は、サーボアンプ102と制御回路103を含み、外部機器からの指令を受けて、インバータ106を制御し、AC/DC変換器105により変換された直流を制御対象機器3の駆動に適した3相交流に変換し出力する。外部機器からの指令と、制御対象機器3の状態を検出するセンサ301からの出力は制御回路13に入力され、メモリ107に記憶された各種の情報に基づいて、プロセッサ104がインバータ106に対してする制御指令を決定する。 FIG. 2 is a schematic block diagram showing the hardware configuration of the industrial equipment 1, the expansion module 2, and the controlled equipment 3. As shown in FIG. The industrial equipment 1 includes a servo amplifier 102 and a control circuit 103, receives a command from an external equipment, controls an inverter 106, and uses the direct current converted by an AC/DC converter 105 to drive the equipment 3 to be controlled. It converts to a suitable 3-phase AC and outputs it. A command from an external device and an output from a sensor 301 that detects the state of the control target device 3 are input to the control circuit 13, and based on various information stored in the memory 107, the processor 104 causes the inverter 106 to Determines the control command to be used.

ここで、センサ301は制御対象機器3に関する情報を検出する手段全般を総称しており、本例のように、制御対象機器3がサーボモータである場合に、ロータリエンコーダ等の回転角センサ、トルクセンサ、モータ電流手段、温度計といった各種の検出器を含んでいてよい。 Here, the sensor 301 is a general term for all means for detecting information about the controlled device 3. As in this example, when the controlled device 3 is a servomotor, a rotation angle sensor such as a rotary encoder, a torque sensor, and the like are used. Various detectors may be included such as sensors, motor current means, thermometers.

また、メモリ107には、制御対象機器3を制御する際に用いる各種パラメータ、例えば、ゲインパラメータや、モータの速度波形を規定する速度・加速度等の定数や時定数、制御対象機器3のモデル定数などが記憶されるほか、その他有用な情報、例えば、制御対象機器3の運転時間や総回転数などの駆動総量、モデルの形式番号やシリアル番号、ユーザに関する情報などが記憶されてよく、これら情報は、制御対象機器3の種類と制御内容に応じて、適宜プロセッサ14により参照され使用される。さらに、後述するように、メモリ107には、制御対象機器3に関する学習済み機械学習モデルが記憶されてよい。 The memory 107 also stores various parameters used when controlling the controlled device 3, such as gain parameters, speed/acceleration constants and time constants that define the speed waveform of the motor, and model constants of the controlled device 3. In addition to storing other useful information, for example, the operating time of the controlled device 3, the total drive amount such as the total number of rotations, the model number and serial number of the controlled device 3, the user information, etc., may be stored. is appropriately referred to and used by the processor 14 according to the type of the control target device 3 and the content of control. Furthermore, as will be described later, the memory 107 may store a learned machine learning model regarding the controlled device 3 .

また、産業用機器1には外部機器とのインタフェースとして、I/O108が設けられており、図1に示した外部端子11はこのI/O108の一部分を構成している。I/O108には、情報通信用の制御回路と物理的な端子が1又は複数含まれ、外部端子101は、それら物理的な端子の1つである。 The industrial equipment 1 is also provided with an I/O 108 as an interface with external equipment, and the external terminal 11 shown in FIG. The I/O 108 includes one or more control circuits and physical terminals for information communication, and the external terminal 101 is one of these physical terminals.

拡張モジュール2は、メモリ201とプロセッサ202を含んでおり、プロセッサ202が単独でメモリ201を参照して演算を行うことが可能である。また、拡張モジュール2には、インタフェースとしてI/O203が設けられており、このI/O203には、情報通信用の制御回路と、産業用機器1の外部端子101と接続するための物理的な端子が含まれる。図2では、産業用機器1のI/O108と拡張モジュール2のI/O203を介して両者が情報通信可能に接続されている状態を示している。そして、拡張モジュール2は、制御対象機器3について収集されたセンサ301からの情報を、産業用機器1を通じ、I/O203から適宜受け取ることができる。 The expansion module 2 includes a memory 201 and a processor 202, and the processor 202 can independently refer to the memory 201 and perform operations. Further, the expansion module 2 is provided with an I/O 203 as an interface, and the I/O 203 includes a control circuit for information communication and a physical device for connecting to the external terminal 101 of the industrial equipment 1. Includes terminals. FIG. 2 shows a state in which the I/O 108 of the industrial equipment 1 and the I/O 203 of the expansion module 2 are connected so as to be able to communicate information. Then, the extension module 2 can appropriately receive information from the sensor 301 collected about the controlled device 3 from the I/O 203 through the industrial device 1 .

図3は、産業用機器1と拡張モジュール2が接続されている状態において、各機器の機能に着目して内部構成を示した機能ブロック図である。 FIG. 3 is a functional block diagram showing the internal configuration of the industrial equipment 1 and the expansion module 2 in a state of being connected, focusing on the functions of each equipment.

産業用機器1には、モータコントロール部109と、サーボアンプ102、また場合によっては、学習済み機械学習モデル110が含まれる。モータコントロール部109は、ハードウェアとしては、図2に示した制御回路103を主として構成されており、かかるハードウェアに加え、主としてメモリ107に記憶される制御ソフトウェアと、制御対象機器3の制御に必要なモータパラメータ111を含んでいる。また、学習済み機械学習モデル110は、図2に示したメモリ107に記憶されるが、産業用機器1の使用開始当初においては、学習済み機械学習モデル110は用意されておらず、後述するように、拡張モジュール2を用いて機械学習を実行することにより、後から学習済み機械学習モデル110が構築され、産業用機器1のメモリ107に記憶される。図3では、当初においては用意されておらず、後から獲得される部分と、その獲得に際して行われる情報の流れを示す矢印を破線で示して明示している。 The industrial equipment 1 includes a motor control unit 109, a servo amplifier 102, and a trained machine learning model 110 in some cases. As hardware, the motor control unit 109 is mainly configured by the control circuit 103 shown in FIG. It contains the necessary motor parameters 111 . Also, the learned machine learning model 110 is stored in the memory 107 shown in FIG. Then, by executing machine learning using the extension module 2 , a trained machine learning model 110 is constructed later and stored in the memory 107 of the industrial equipment 1 . In FIG. 3, dashed lines clearly indicate parts that are not prepared at the beginning and are acquired later, and arrows that indicate the flow of information that is performed when the parts are acquired.

拡張モジュール2には、機械学習モデル204が含まれている。そして、機械学習モデル204には、センサ301からの出力が入力できるように構成されている。 Extension module 2 includes a machine learning model 204 . The machine learning model 204 is configured so that the output from the sensor 301 can be input.

図1~3に示した構成において、最終的に産業用機器1により制御対象機器3が定常的に制御されるにいたるまでの流れを説明する。 In the configuration shown in FIGS. 1 to 3, the flow until finally the controlled device 3 is steadily controlled by the industrial device 1 will be described.

モータコントローラのみに限らず、各種の産業用機器1を用いて制御対象機器3を効率よく、正確かつ高速に制御するためには、制御対象機器3の使用の態様に適したパラメータを与えなければならない。これまで、そのようなパラメータの推定方法や、自動設定する手法については多くの提案があり技術開発がなされているが、しかしながら、制御対象機器3の構成や負荷、動作などは個別の用途に応じてすべて異なっており、一律の設定方法によっては満足のいくパラメータが得られない場合も存在する。また、制御対象機器3の使用環境も時々刻々と変化する場合がある。例えば、ロボットアームによる作業内容が作業ごとに異なるものとなったり、外部環境を走行する車両において、路面の状態が異なったり、積載重量が変化したりすると最適なパラメータは当然に変化し、そのような変化の度にパラメータの再設定を行うことも困難である。 In order to control the controlled device 3 efficiently, accurately, and at high speed using not only the motor controller but also various industrial devices 1, it is necessary to provide parameters suitable for the mode of use of the controlled device 3. not. Until now, many proposals have been made for methods of estimating such parameters and automatic setting methods, and technical developments have been made. There are cases in which satisfactory parameters cannot be obtained by a uniform setting method. In addition, the usage environment of the control target device 3 may change from moment to moment. For example, if the work performed by the robot arm differs for each task, or if the road surface conditions differ for a vehicle traveling in an external environment, or if the load weight changes, the optimal parameters will naturally change. It is also difficult to reset the parameters every time there is a significant change.

あるいは、制御対象機器3の物理的な変化など、重要な内部状態は直接測定することが難しい。例えば、摩耗や経年劣化といった状態を知ることはむつかしく、一定運転時間ごとの部品を交換するなどのメンテナンスを行わざるを得ないが、これは本来まだ寿命があり交換の必要がない部品を廃棄することとなり、メンテナンスコストを増大させるほか、メンテナンス時間を要求するため、機器の稼働時間を減少させる。制御対象機器3に設けたセンサ出力からその内部状態を推定することは、条件によっては不可能とは言えないが、多くの場合熟練オペレータの経験と勘が必要であり、広く利用できるものではなく、また、信頼性の点でも満足できるものではない。 Alternatively, it is difficult to directly measure important internal states such as physical changes in the controlled device 3 . For example, it is difficult to know the state of wear and deterioration over time, and maintenance such as replacing parts at regular operating hours is inevitable, but this means discarding parts that have a useful life and do not need to be replaced. In addition to increasing maintenance costs, this also reduces equipment uptime due to maintenance time requirements. It cannot be said that it is impossible to estimate the internal state from the output of the sensor provided in the controlled device 3 depending on the conditions. , and reliability is not satisfactory.

このような、制御対象機器3に設けたセンサ出力からの産業用機器1の好適なパラメータや、制御対象機器3の内部状態の間接的な推定は、機械学習の得意とするところであると予測され、その利用が可能となればメリットは大きいと考えられる。 Machine learning is expected to excel at such indirect estimation of the suitable parameters of the industrial equipment 1 and the internal state of the controlled equipment 3 from the output of the sensor provided in the controlled equipment 3. , if it becomes possible to use it, it will be of great benefit.

そこで本実施形態において、このような用途に対し、ディープラーニングに代表される機械学習を利用するにあたっては、まず、産業用機器1に制御対象機器3が接続された状態で動作させて、センサ301から得られる情報を教師データとして機械学習モデル204に対する学習を行う。特定用途に応じて準備された制御対象機器3の実働データに基づいて機械学習モデル204の学習を進めることで、個別の用途に応じた精度の高い学習済み機械学習モデル110が得られる。 Therefore, in the present embodiment, when using machine learning represented by deep learning for such applications, first, the control target device 3 is operated in a state where the industrial device 1 is connected, and the sensor 301 is operated. Learning is performed for the machine learning model 204 using the information obtained from the above as teacher data. By advancing the learning of the machine learning model 204 based on the actual operation data of the control target device 3 prepared according to the specific use, the highly accurate learned machine learning model 110 corresponding to the individual use can be obtained.

この時、機械学習モデル204についての教師データとなる制御対象機器3の実働データをセンサ301から得るにあたり、制御対象機器3を動作させる制御自体は産業用機器1が実行するが、得られたセンサ301からのデータは、拡張モジュール2に送られる。拡張モジュール2は、自身に搭載されたプロセッサ202を使用して、メモリ201にあらかじめ用意された機械学習モデル204に対する機械学習を行う。 At this time, in obtaining the actual operation data of the controlled device 3 as teacher data for the machine learning model 204 from the sensor 301, the control itself for operating the controlled device 3 is executed by the industrial device 1, but the sensor obtained is the sensor 301. Data from 301 is sent to expansion module 2 . The extension module 2 performs machine learning on a machine learning model 204 prepared in advance in a memory 201 using a processor 202 mounted therein.

ここで、機械学習モデル204がどのようなものであるかは制御対象機器3の構成や用途に応じて選択されるべきものであり、特に限定はされない。代表的なものとして、多層構造、例えば6~10層程度のパーセプトロン層をもついわゆるディープニューラルネットワークモデルを想定すると、パーセプトロンのノード数や各ノードのビット数にも依存するものの、その機械学習に要する演算は、一般に演算負荷が大きく、産業用機器1のプロセッサではその演算能力が不足する。すなわち、制御対象機器3を作動させ、センサ301から得られるテータに基づいて、次々と機械学習をさせることができず、十分なデータが得られたとしても、学習の完了までに多大な時間を要することとなり、あるいは、機械学習に必要なデータを保持しておく大きなメモリ容量が一時的に必要となってしまう。そのため、かかる機械学習における演算は、より演算能力の高い拡張モジュール2に搭載されたプロセッサ202を用いて行う。プロセッサ202の演算能力は、次々と取得されるセンサ301からのデータをリアルタイム又は、データの取得速度から大きく遅れることなく機械学習モデル204に対する学習を行うことができる程度かそれ以上のものとするとよい。 Here, what kind of machine learning model 204 should be selected according to the configuration and application of the controlled device 3, and is not particularly limited. As a representative example, assuming a so-called deep neural network model with a multi-layered structure, for example, a perceptron layer of about 6 to 10 layers, although it depends on the number of perceptron nodes and the number of bits in each node, the machine learning requires Calculations generally have a large calculation load, and the processor of the industrial equipment 1 lacks the calculation capability. That is, it is not possible to operate the controlled device 3 and perform machine learning one after another based on the data obtained from the sensor 301, and even if sufficient data is obtained, it takes a long time to complete the learning. Alternatively, a large memory capacity for holding data necessary for machine learning is temporarily required. Therefore, calculations in such machine learning are performed using the processor 202 mounted on the expansion module 2 having higher calculation performance. The computing power of the processor 202 should be such that the data from the sensor 301, which are successively acquired, can be acquired in real time, or the machine learning model 204 can be learned without much delay from the data acquisition speed, or higher. .

また、機械学習モデル204は、産業用機器1により使用することが想定される制御対象機器3の構成に応じてあらかじめ用意し、拡張モジュール2のメモリ201に保持しておく。この機械学習モデル204は、機械学習を行おうとするオペレータが、制御対象機器3の構成や用途に応じて適宜用意してもよいし、あらかじめ複数種類の機械学習モデル204を拡張モジュール2のメモリ201に記憶しておき、最も適した機械学習モデル204を単に選択するようにしてもよい。 Also, the machine learning model 204 is prepared in advance according to the configuration of the control target device 3 that is assumed to be used by the industrial device 1 and is held in the memory 201 of the expansion module 2 . The machine learning model 204 may be appropriately prepared by an operator who intends to perform machine learning according to the configuration and application of the device 3 to be controlled. , and simply select the most suitable machine learning model 204 .

オペレータが機械学習モデル204を用意するには、一例として、インターネットなどを介して提供される複数の機械学習モデルから、使用しようとする制御対象機器3の構成や用途に最も近いものをあらかじめPC等の情報処理機器にダウンロードしておき、拡張モジュール2をかかる情報処理機器に接続して、メモリ201にダウンロード済みの機械学習モデル204を転送するなどすると、オペレータが自ら機械学習モデル204を構築する必要がなく、AI技術に習熟しておらずとも、機械学習が利用可能である。 In order for the operator to prepare the machine learning model 204, as an example, from among a plurality of machine learning models provided via the Internet, etc., the one closest to the configuration and application of the control target device 3 to be used is prepared in advance on a PC or the like. , the extension module 2 is connected to the information processing equipment, and the downloaded machine learning model 204 is transferred to the memory 201, the operator must construct the machine learning model 204 by himself. Machine learning can be used without knowledge and without proficiency in AI technology.

また、拡張モジュール2のメモリ201にあらかじめ複数の機械学習モデル204が記憶されている場合、オペレータがその内の一つを指定するようにしてもよい。あるいは、拡張モジュール2又は産業用機器1が、産業用機器1に接続された制御対象機器3の形式番号やシリアル番号など、制御対象機器3の構成を示す情報に基づいて、自動的に機械学習モデル204を選択するようにしてもよい。このようにすると、オペレータに十分なAI技術の知識がなくとも、制御対象機器3の構成や用途に適した機械学習モデル204が自動で選択される。 Further, when a plurality of machine learning models 204 are stored in advance in the memory 201 of the expansion module 2, the operator may specify one of them. Alternatively, the expansion module 2 or the industrial device 1 automatically performs machine learning based on information indicating the configuration of the controlled device 3, such as the model number and serial number of the controlled device 3 connected to the industrial device 1. A model 204 may be selected. In this way, even if the operator does not have sufficient knowledge of AI technology, the machine learning model 204 suitable for the configuration and application of the controlled device 3 is automatically selected.

さらに、機械学習を行う際に、選択される機械学習モデル204は1つに限らず、複数であってもよい。この場合、拡張モジュール2では、選択された複数の機械学習モデル204に対して同時に機械学習を並行して行い、最終的に得られた機械学習モデル204の内、最も成績(例えば、予測精度等)の良いものを選択して使用するようにしてもよい。この場合、拡張モジュール2のプロセッサ202の演算能力を、同時に複数の機械学習モデル204に対する機械学習を行える程度に十分に高いものとする必要はあるものの、精度の高い学習済み機械学習モデルが得られる可能性が高まる。 Furthermore, when performing machine learning, the number of machine learning models 204 to be selected is not limited to one, and a plurality of models may be selected. In this case, the extension module 2 simultaneously performs machine learning on the selected plurality of machine learning models 204 in parallel, and among the finally obtained machine learning models 204, the highest performance (for example, prediction accuracy, etc.) ) may be selected and used. In this case, although the computing power of the processor 202 of the extension module 2 needs to be high enough to perform machine learning on a plurality of machine learning models 204 at the same time, highly accurate learned machine learning models can be obtained. more likely.

機械学習を行い、産業用機器1のパラメータを推定し、あるいは制御対象機器3の内部状態を推定するまでの手順を図5に示したフロー図に従い説明すると、次の通りとなる。すなわち、産業用機器1に制御対象機器3が接続され、いまだに学習済み機械学習モデルが得られていない場合には、まず、産業用機器1の外部端子101に拡張モジュール2を接続する(ST1)。続いて、機械学習に必要なデータを得るための制御対象機器3の駆動を行って、センサ301より制御対象機器3についての情報を取得する(ST2)。そして、得られた情報を教師データとして、拡張モジュール2のプロセッサ202を使用して、メモリ201に記憶された機械学習モデルの機械学習を行なう(ST3)。 The procedure from performing machine learning to estimating the parameters of the industrial equipment 1 or estimating the internal state of the controlled equipment 3 will be described according to the flowchart shown in FIG. 5 as follows. That is, when the control target device 3 is connected to the industrial device 1 and the learned machine learning model has not yet been obtained, first, the extension module 2 is connected to the external terminal 101 of the industrial device 1 (ST1). . Subsequently, the controlled device 3 is driven to obtain data necessary for machine learning, and information about the controlled device 3 is acquired from the sensor 301 (ST2). Then, using the obtained information as teacher data, processor 202 of extension module 2 is used to perform machine learning of the machine learning model stored in memory 201 (ST3).

機械学習が十分に進むと、拡張モジュール2のメモリ201内には、学習済み機械学習モデル110が得られることになる。学習済み機械学習モデル110は、産業用機器1のメモリ107に転送され記憶される(ST4)。このようにすると、産業用機器1は、自らのプロセッサ104に頼ることなく、特定の制御対象機器3について学習がなされた学習済み機械学習モデル110を備えることになる。 When machine learning has progressed sufficiently, a trained machine learning model 110 is obtained in the memory 201 of the extension module 2 . The trained machine learning model 110 is transferred and stored in the memory 107 of the industrial equipment 1 (ST4). In this way, the industrial equipment 1 is provided with a trained machine learning model 110 that has been trained for a specific control target equipment 3 without relying on its own processor 104 .

学習済み機械学習モデル110は、センサ301から得られる情報を入力とし、何らかの所望の情報を出力するものである。したがって、センサ301から得られる制御対象機器3についての情報を適宜学習済み機械学習モデル110に入力することにより、所望の出力を得る(ST5)。出力される情報は、産業用機器1で使用されるべき1又は複数のパラメータであってよく、また、1又は複数の制御対象機器3の内部状態の推定値であってよく、さらにその両方であってもよい。 The learned machine learning model 110 receives information obtained from the sensor 301 and outputs some desired information. Therefore, a desired output is obtained by appropriately inputting information about the controlled device 3 obtained from the sensor 301 to the trained machine learning model 110 (ST5). The information to be output may be one or more parameters to be used in the industrial equipment 1, may be an estimate of the internal state of one or more controlled equipment 3, and both There may be.

より具体的に例示すると、サーボモータである制御対象機器3の速度・トルク・電流等の動作波形を入力として、制御に適したゲインパラメータを出力し、あるいは摩耗や経年劣化の兆候を初期段階で推定し、点検や部品交換をオペレータに促す警告信号を出力したり、故障の発生までの余寿命を推定したりする学習済み機械学習モデル110を構築することができる。 To give a more specific example, the operation waveforms such as the speed, torque, and current of the controlled device 3, which is a servo motor, are input, and gain parameters suitable for control are output, or signs of wear and aging deterioration are detected at an early stage. It is possible to build a learned machine learning model 110 that estimates, outputs a warning signal prompting an operator to inspect or replace parts, or estimates the remaining life until a failure occurs.

そして、この学習済み機械学習モデル110は、本実施形態では、産業用機器1のメモリ107に記憶されているため、学習済み機械学習モデル110を用いた、産業用機器のパラメータ又は産業用機器により制御される機器の内部状態の推定は、拡張モジュール2を必要としない。そのため、産業用機器1を定常的に使用する際には、拡張モジュール2を常時接続しておく必要はなく、取り外しておいて差し支えない。 Since this learned machine learning model 110 is stored in the memory 107 of the industrial equipment 1 in this embodiment, the parameters of the industrial equipment or the industrial equipment using the learned machine learning model 110 Estimation of the internal state of the controlled appliance does not require the expansion module 2. Therefore, when the industrial equipment 1 is used regularly, the expansion module 2 does not need to be connected all the time, and can be removed.

図4は、学習済み機械学習モデル110を備えた状態での産業用機器1の内部構成を示す機能ブロック図である。産業用機器1が学習済み機械学習モデル110を獲得している状態であれば、同図に示すように、拡張モジュール2が接続されていなくとも、学習済み機械学習モデル110を用いて必要に応じて好適なパラメータを推定し、あるいは制御対象機器3の内部状態を推定することができる。 FIG. 4 is a functional block diagram showing the internal configuration of the industrial equipment 1 equipped with the trained machine learning model 110. As shown in FIG. If the industrial equipment 1 has acquired the learned machine learning model 110, as shown in FIG. It is possible to estimate a suitable parameter or estimate the internal state of the device 3 to be controlled.

ここで、学習済み機械学習モデル110も、代表的には、多層のパーセプトロン層を持つディープニューラルネットワークモデルであり、入力値に対する出力をするためには相当量の演算が必要となる。しかしながら、機械学習を行うのに比すと、必要な演算量は少なく、また、学習済み機械学習モデル110を用いて得るべき推定値には、リアルタイム性や緊急性は必要でない場合が多いため、通常の制御対象機器3の制御の合間等、プロセッサ104の余剰の演算能力を用いた演算で十分な実用性が確保できると考えられる。 Here, the trained machine learning model 110 is also typically a deep neural network model having multiple perceptron layers, and requires a considerable amount of calculations to output an input value. However, compared to performing machine learning, the required amount of calculation is small, and the estimated value to be obtained using the trained machine learning model 110 often does not require real-time or urgency. Sufficient practicability can be ensured by computation using the surplus computing power of the processor 104, such as between normal control of the control target device 3. FIG.

このように、定常運転時には拡張モジュール2は必ずしも必要でないため、例えば多数の産業用機器1を運用する場合においても、機械学習を行おうとする産業用機器1にのみ拡張モジュール2を一時的に接続すればよく、拡張モジュール2を使いまわすことができるため経済的である。 As described above, since the expansion module 2 is not necessarily required during steady operation, even when operating a large number of industrial devices 1, the expansion module 2 is temporarily connected only to the industrial device 1 for which machine learning is to be performed. It is economical because the expansion module 2 can be reused.

先に述べたように、本実施形態においては、学習済み機械学習モデル110により、制御に適したゲインパラメータを出力し、あるいは摩耗や経年劣化の兆候を初期段階で推定し、点検や部品交換をオペレータに促す警告信号を出力したり、故障の発生までの余寿命を推定しようとするものであるが、機械学習のための教師データを得る目的で制御対象機器3を動作させる際には、発生頻度の低い事象に対する学習効果を得ることはむつかしく、また、学習の効率も必ずしも良いとは言えない。 As described above, in the present embodiment, the learned machine learning model 110 outputs gain parameters suitable for control, or estimates signs of wear and aging deterioration at an early stage, and conducts inspections and parts replacement. This is intended to output a warning signal prompting the operator or to estimate the remaining life until failure occurs. It is difficult to obtain a learning effect for infrequent events, and the efficiency of learning is not necessarily good.

そこで、拡張モジュール2のメモリ201に記憶しておく機械学習モデル204は、産業用機器1とその制御対象機器3の構成に応じて、あらかじめある程度の学習を済ませてある、中間学習モデルとすると良い。これはいわゆる転移学習と呼ばれる機械学習手法を利用するものであり、想定される制御対象機器3の構成に近い代表的な構成を用いて、あらかじめ中間程度の学習及び、発生頻度の低い事象に対する学習を済ませた学習モデルを機械学習モデル204として用いることを指している。このような中間学習済みの機械学習モデル204を用いることにより、学習の効率が高く、早期に機械学習モデル204の精度を高めることができるとともに、過学習による過剰適合の問題を緩和しつつ、産業用機器1とその制御対象機器3から得られる教師データに含まれる可能性の低い発生頻度の低い事象に対しても正しい推定を行うことのできる学習済み機械学習モデル110が得られる。 Therefore, the machine learning model 204 stored in the memory 201 of the expansion module 2 is preferably an intermediate learning model that has undergone a certain amount of learning in advance according to the configuration of the industrial equipment 1 and its control target equipment 3. . This utilizes a machine learning method called so-called transfer learning, and uses a representative configuration close to the configuration of the assumed control target device 3 to perform intermediate learning and learning for events with low occurrence frequency in advance. It refers to using a learning model that has undergone the above as the machine learning model 204 . By using such an intermediately learned machine learning model 204, the efficiency of learning is high, and the accuracy of the machine learning model 204 can be improved at an early stage, and the problem of overfitting due to overlearning can be alleviated. A trained machine learning model 110 is obtained that is capable of correctly estimating events with a low occurrence frequency that are unlikely to be included in teacher data obtained from the device 1 and its control target device 3 .

ここで、発生頻度の低い事象とは、例えば、長時間の制御対象機器3の運転に伴い生じる摩耗や経年劣化等の故障及びその予兆や、異物の噛み込みや破損などの偶発的事象などが考えられる。特に、新品の産業用機器1と制御対象機器3を用いた機械学習によっては、こういった事象に対する学習を行うことは困難と考えられるため、中間学習モデルを機械学習モデル204として使用することには大いに利点がある。 Here, the events with low frequency of occurrence include, for example, failures such as wear and aging deterioration caused by long-time operation of the controlled device 3 and their signs, and accidental events such as foreign matter being caught and damaged. Conceivable. In particular, it is considered difficult to learn such phenomena by machine learning using the new industrial equipment 1 and the control target equipment 3. Therefore, it is decided to use the intermediate learning model as the machine learning model 204. has great advantages.

また、図4に示した産業用機器1が、学習済み機械学習モデル110を用いて、そのパラメータや制御対象機器3の内部状態の推定を行うタイミングは、産業用機器1の特定の状態を検出した場合や、一定時間の経過を検出した場合とすると良い。 Further, the timing at which the industrial equipment 1 shown in FIG. It is preferable to set it as the case where the time has passed, or the case where the passage of a certain period of time has been detected.

第一の例として、パラメータの推定が必要となる場合とは、産業用機器1に接続される制御対象機器3の状態、例えば負荷の大きさなどが変化した場合であると考えられる。そのような場合は、産業用機器1を用いる装置自体の構成に対して何らかの物理的な変更が加えられたものと考えられ、そのような変更は一般に、装置の停止中になされると考えられるから、例えば、産業用機器1の電源のオンまたはオフを検出した場合に行うことが考えられる。その他にも、制御対象機器3の負荷の一定以上の変化を検出した場合や、制御対象機器3に対する制御内容に変更が加えられたことを検出した場合など、産業用機器1の特定の状態を検出した場合に、パラメータや制御対象機器3の内部状態の推定を行うとよい。 As a first example, a case in which parameter estimation is required is considered to be a case in which the state of the controlled device 3 connected to the industrial device 1, such as the magnitude of the load, has changed. In such cases, it is believed that some physical change has been made to the configuration of the device itself using the industrial equipment 1, and such changes are generally considered to be made while the device is stopped. Therefore, for example, it is conceivable that it is performed when it is detected that the power of the industrial equipment 1 is turned on or off. In addition, a specific state of the industrial equipment 1 can be detected, such as when a change of a certain amount or more in the load of the controlled equipment 3 is detected, or when it is detected that the control contents of the controlled equipment 3 have been changed. When it is detected, it is preferable to estimate the parameters and the internal state of the controlled device 3 .

第二の例として、制御用機器3の継続的使用に伴う特性の変化や、摩耗や劣化に起因する故障又はその予兆の検出は、急激に発生するものではないと考えられるから、一定時間、例えば24時間の経過を検出するごとに、パラメータや制御対象機器3の内部状態の推定を行えば十分であると考えられる。また、この際の一定時間の計量は、実時間の経過によってもよいし、産業用機器1の電源がオンである時間または、制御対象機器3の運転が行われている時間の積算量の経過により行ってもよい。 As a second example, since it is considered that changes in characteristics accompanying continuous use of the control device 3, failures due to wear and deterioration, or detection of signs thereof do not occur suddenly, For example, it is considered sufficient to estimate the parameters and the internal state of the control target device 3 each time the elapse of 24 hours is detected. In addition, the measurement for a certain period of time at this time may be based on the passage of real time, or the passage of the integrated amount of the time when the power of the industrial equipment 1 is on or the time when the controlled equipment 3 is in operation. can be done by

このように、産業用機器1の特定の状態を検出した場合、一定時間の経過を検出した場合又はその両方の場合に、パラメータや制御対象機器3の内部状態の推定を行うことにより、産業用機器1のプロセッサ104に不要な負荷を課すことなく、パラメータや制御対象機器3の内部状態の推定が行える。 In this way, when a specific state of the industrial equipment 1 is detected, when the lapse of a certain period of time is detected, or both, by estimating the parameters and the internal state of the controlled equipment 3, the industrial equipment Parameters and the internal state of the control target device 3 can be estimated without imposing an unnecessary load on the processor 104 of the device 1 .

図6は、本発明の第2の実施形態に係る産業用機器1と拡張モジュール2を説明する図であって、同図は、産業用機器1と拡張モジュール2が接続されている状態における機能ブロック図である。 FIG. 6 is a diagram for explaining the industrial equipment 1 and the expansion module 2 according to the second embodiment of the present invention, and shows the functions when the industrial equipment 1 and the expansion module 2 are connected. It is a block diagram.

本実施形態において、産業用機器1、拡張モジュール2と制御対象機器3の物理的構成は先の実施形態と同一であり、また、その機能も基本的には同一であるため、両者に共通する部分には同一の番号を付し、重複する説明は省略する。また、先の実施形態についての図1及び図2については、本実施形態に援用するものとする。 In this embodiment, the industrial equipment 1, the expansion module 2, and the controlled equipment 3 have the same physical configuration as in the previous embodiment, and their functions are also basically the same. The same numbers are assigned to the parts, and redundant explanations are omitted. Also, FIGS. 1 and 2 for the previous embodiment shall be incorporated into this embodiment.

本実施形態では、拡張モジュール2のメモリ201に記憶された機械学習モデルに対する機械学習を行う時点までは、先の実施形態と全く共通である。すなわち、図5のフローチャートで示した手順の内、拡張モジュール2を産業用機器1の外部端子10に接続する(ST1)、制御対処機器3を駆動し、センサ301から情報を取得する(ST2)、及び、得られた情報を教師データとして、拡張モジュール2のプロセッサ202を用いて拡張モジュール2のメモリ201上の機械学習モデル204に対する学習を行う(ST3)、までは同様である。しかしながら、本実施形態では、最終的に得られた学習済み機械学習モデル205は、引き続き、拡張モジュール2のメモリ201に保持される。 This embodiment is completely the same as the previous embodiment up to the point of performing machine learning on the machine learning model stored in the memory 201 of the extension module 2 . 5, the extension module 2 is connected to the external terminal 10 of the industrial device 1 (ST1), the control device 3 is driven, and information is acquired from the sensor 301 (ST2). , and using the obtained information as teacher data, the processor 202 of the extension module 2 is used to perform learning for the machine learning model 204 on the memory 201 of the extension module 2 (ST3). However, in this embodiment, the finally obtained learned machine learning model 205 is continuously held in the memory 201 of the extension module 2 .

したがって、産業用機器1が適宜のタイミング(すでに第1の実施形態について説明した通りでよい)で行う、産業用機器1のパラメータや制御対象機器3の内部状態の推定は、図6に示すように、産業用機器1と拡張モジュール2が接続されている状態でなされる。 Therefore, the estimation of the parameters of the industrial equipment 1 and the internal state of the control target equipment 3 performed by the industrial equipment 1 at appropriate timing (as already described in the first embodiment) can be performed as shown in FIG. 2, the industrial equipment 1 and the expansion module 2 are connected.

本実施形態の場合には、産業用機器1のパラメータや制御対象機器3の内部状態の推定の際には拡張モジュール2を産業用機器1の外部端子101に接続しておく必要があるが、情報量の大きい学習済み機械学習モデル205を産業用機器1のメモリ107に保持する必要がないため、産業用機器1のメモリ107の容量が少なくともよい利点がある。また、産業用機器1のパラメータや制御対象機器3の内部状態の推定のための演算自体は、演算性能に優れた拡張モジュール2に搭載されたプロセッサ202により実行されるため、産業用機器1のプロセッサ104に余分な負荷をかけることがなく、特に、産業用機器1のプロセッサ104の演算性能が低い場合には、産業用機器1のパラメータや制御対象機器3の内部状態の推定値を速やかに得られる利点がある。 In the case of this embodiment, it is necessary to connect the extension module 2 to the external terminal 101 of the industrial equipment 1 when estimating the parameters of the industrial equipment 1 and the internal state of the controlled equipment 3. Since the trained machine learning model 205 with a large amount of information does not need to be held in the memory 107 of the industrial equipment 1, there is an advantage that the capacity of the memory 107 of the industrial equipment 1 is at least good. Further, the calculation itself for estimating the parameters of the industrial equipment 1 and the internal state of the controlled equipment 3 is executed by the processor 202 mounted on the expansion module 2 having excellent calculation performance. Without imposing an extra load on the processor 104, especially when the computational performance of the processor 104 of the industrial equipment 1 is low, the parameters of the industrial equipment 1 and the estimated values of the internal state of the controlled equipment 3 can be quickly obtained. There are benefits to be gained.

図7は、本発明の第3の実施形態に係る産業用機器1と拡張モジュール2を説明する図であって、同図は、産業用機器1と拡張モジュール2が接続されている状態における機能ブロック図である。 FIG. 7 is a diagram for explaining the industrial equipment 1 and the expansion module 2 according to the third embodiment of the present invention, and shows the functions when the industrial equipment 1 and the expansion module 2 are connected. It is a block diagram.

本実施形態においても、産業用機器1、拡張モジュール2と制御対象機器3の物理的構成は先の実施形態と同一であり、また、その機能も基本的には同一であるため、両者に共通する部分には同一の番号を付し、重複する説明は省略する。また、先の実施形態についての図1及び図2については、本実施形態に援用するものとする。 Also in this embodiment, the industrial equipment 1, the expansion module 2, and the controlled equipment 3 have the same physical configuration as in the previous embodiment, and their functions are also basically the same. The same numbers are assigned to the parts to be replaced, and redundant explanations are omitted. Also, FIGS. 1 and 2 for the previous embodiment shall be incorporated into this embodiment.

本実施形態においても、拡張モジュール2を産業用機器1の外部端子101に接続し、拡張モジュール2のメモリ201に記憶された機械学習モデルに対する機械学習を行う点については、先の第1及び第2の実施形態と共通である。また、得られた学習済み機械学習モデル205は、第2の実施形態の場合と同様、拡張モジュール2のメモリ201上に保持される。 Also in this embodiment, the extension module 2 is connected to the external terminal 101 of the industrial equipment 1, and the machine learning model stored in the memory 201 of the extension module 2 is subjected to machine learning. 2 embodiment. Also, the obtained learned machine learning model 205 is held in the memory 201 of the extension module 2 as in the second embodiment.

本実施形態では、拡張モジュール2のメモリ201上には、図7に示したように、複数の学習済み機械学習モデル205が保持されうる。また、メモリ201上には、学習済み機械学習モデル205が得られた際に接続されていた産業用機器1を識別する情報が保持されており、複数の学習済み機械学習モデル205が、それぞれ、どの産業用機器1に対応しているかが識別可能とされている。 In this embodiment, the memory 201 of the extension module 2 can hold a plurality of trained machine learning models 205 as shown in FIG. In addition, the memory 201 holds information identifying the industrial equipment 1 that was connected when the learned machine learning model 205 was obtained, and the plurality of learned machine learning models 205 are each It is possible to identify which industrial equipment 1 is supported.

ここで、ある学習済み機械学習モデル205が、特定の産業用機器1に対応しているとは、その学習済み機械学習モデル205を得るための機械学習をする際に、拡張モジュール2を接続し、制御対象機器3を駆動して教師データを収集した産業用機器1のことを指している。そして、産業用機器1を識別する情報は、当該産業用機器1を一意に特定しうる情報であればどのようなものであってもよく、本実施形態では、産業用機器1のシリアル番号と、得られた学習済み機械学習モデルとの対応関係を保持するテーブル206である。 Here, when a certain learned machine learning model 205 corresponds to a specific industrial device 1, when performing machine learning to obtain the learned machine learning model 205, the extension module 2 is connected. , refers to the industrial equipment 1 that drives the controlled equipment 3 and collects teacher data. The information for identifying the industrial equipment 1 may be any information as long as it can uniquely identify the industrial equipment 1. In this embodiment, the serial number of the industrial equipment 1 and the , is a table 206 that holds a correspondence relationship with the obtained learned machine learning model.

すなわち、本実施形態では、産業用機器1と拡張モジュール2とを接続して機械学習モデル204に対して機械学習を行う際に、産業用機器1に記憶されている識別情報112を拡張モジュール2に送信し、学習中の機械学習モデル204との対応関係をテーブル206に記憶しておく。なお、この識別情報112の拡張モジュール2への送信のタイミングは、機械学習を行っている間のいずれの時点でもよく、最初に送信するようにしてもよいし、機械学習が完了して学習済み機械学習モデル205が得られた時点又はその後であってもよい。 That is, in the present embodiment, when the industrial equipment 1 and the extension module 2 are connected to perform machine learning on the machine learning model 204, the identification information 112 stored in the industrial equipment 1 is transferred to the extension module 2. , and the correspondence with the machine learning model 204 being learned is stored in the table 206 . The timing of transmission of this identification information 112 to the expansion module 2 may be at any point during machine learning, and may be transmitted first, or may be completed after machine learning is completed. It may be at the time or after the machine learning model 205 is obtained.

そして、拡張モジュール2は、必ずしもある特定の単一の産業用機器1に対してのみ用いられるわけではなく、複数の産業用機器1に対して使いまわされる。すなわち、特定の産業用機器1に対し一時的に拡張モジュール2が接続され、その後取り外され、また別の産業用機器1に対して接続される、といった具合である。そして、拡張モジュール2のメモリ201には、その記憶容量の許す限り、接続された産業用機器1毎に学習済み機械学習モデル205が作成され、記憶されることになる。図7には、一例として、3つの学習済み機械学習モデルA~Cが保持されているものとして示している。 The extension module 2 is not necessarily used only for a specific single industrial device 1, but is used for a plurality of industrial devices 1. That is, the expansion module 2 is temporarily connected to a specific industrial equipment 1, then removed and then connected to another industrial equipment 1, and so on. Then, in the memory 201 of the expansion module 2, the learned machine learning model 205 is created and stored for each connected industrial device 1 as long as its storage capacity permits. FIG. 7 shows, as an example, that three learned machine learning models A to C are held.

ここで、ある産業用機器1について、その内部パラメータあるいは当該産業用機器1に接続された制御対象機器3の内部状態を推定するには、その産業用機器1に対して取得された学習済み機械学習モデル205が必要である。そのため、内部パラメータあるいは制御対象機器3の内部状態を推定する際に、すでに学習済み機械学習モデル205をメモリ201に保持している拡張モジュール2を産業用機器1の外部端子101に接続する。 Here, for an industrial device 1, in order to estimate its internal parameters or the internal state of the controlled device 3 connected to the industrial device 1, the learned machine acquired for the industrial device 1 A learning model 205 is required. Therefore, when estimating the internal parameters or the internal state of the controlled device 3 , the extension module 2 that already holds the learned machine learning model 205 in the memory 201 is connected to the external terminal 101 of the industrial device 1 .

そして、産業用機器1に対し、直接、または外部の機器を介して間接的に指令を行い、内部パラメータあるいは当該産業用機器1に接続された制御対象機器3の内部状態の推定を指示すると、センサ301により得られる制御対象機器3についての情報及び、産業用機器1の識別情報112が拡張モジュール2に送られる。 Then, when a command is given to the industrial device 1 directly or indirectly via an external device to instruct the estimation of the internal parameters or the internal state of the controlled device 3 connected to the industrial device 1, Information about the controlled device 3 obtained by the sensor 301 and the identification information 112 of the industrial device 1 are sent to the extension module 2 .

拡張モジュール2のプロセッサ202は、送られてきた識別情報112をテーブル206と比較参照し、現在接続されている産業用機器1について得られた学習済み機械学習モデル205を特定する。ここでは、学習済み機械学習モデルAが該当するものとする。 The processor 202 of the extension module 2 compares the sent identification information 112 with the table 206 to identify the learned machine learning model 205 obtained for the currently connected industrial equipment 1 . Here, it is assumed that the trained machine learning model A corresponds.

プロセッサ202は、送られてきた制御対象機器3についての情報を、学習済み機械学習モデルAに入力し、得られた所望の出力を産業用機器1に対し送信する。産業用機器1のプロセッサ104は、得られた出力の種類や内容に応じて適切な処理を行う。図7に示した例では、学習済み機械学習モデルAからの出力は、産業用機器1の内部パラメータであるモータパラメータ111の推定値であるため、この出力に応じて、プロセッサ104は、モータパラメータ111を更新する。これ以外にも、得られた出力が内部状態の推定値であれば、その値に応じた情報の提示をオペレータに対し行うなど、プロセッサ104は、学習済み機械学習モデルAからの出力に応じた処理を行う。 The processor 202 inputs the information about the device 3 to be controlled that has been sent to the learned machine learning model A, and sends the obtained desired output to the industrial device 1 . The processor 104 of the industrial equipment 1 performs appropriate processing according to the type and content of the obtained output. In the example shown in FIG. 7, the output from the learned machine learning model A is the estimated value of the motor parameter 111, which is the internal parameter of the industrial equipment 1. Therefore, according to this output, the processor 104 changes the motor parameter 111 update. In addition to this, if the obtained output is an estimated value of the internal state, the processor 104 can display the information corresponding to the value to the operator. process.

このように、拡張モジュール2のメモリ201が複数の学習済み機械学習モデル205を記憶可能とし、拡張モジュール2が接続された産業用機器1の識別情報112に応じて、産業用機器1のパラメータ又は産業用機器1に接続された制御対象機器3の内部状態の推定に使用する学習済み機械学習モデル205を選択するようにすることで、一の拡張モジュール2を用いて、複数の産業用機器1についてのパラメータや機器の内部状態の推定を、再度学習させることなく、産業用機器1の外部端子101に接続するだけで適切に実行することが可能となる。 In this way, the memory 201 of the expansion module 2 can store a plurality of learned machine learning models 205, and according to the identification information 112 of the industrial device 1 to which the expansion module 2 is connected, By selecting the learned machine learning model 205 to be used for estimating the internal state of the control target device 3 connected to the industrial device 1, using one extension module 2, the plurality of industrial devices 1 parameters and the internal state of the device can be appropriately executed by simply connecting to the external terminal 101 of the industrial device 1 without re-learning.

なお、本実施形態では、学習済み機械学習モデル205の選択を、産業用機器1の識別情報112に基づいて自動で行うものとして説明したが、ユーザであるオペレータが明示的に学習済み機械学習モデル205を選択するようにしても差し支えない。 In this embodiment, the selection of the learned machine learning model 205 is automatically performed based on the identification information 112 of the industrial equipment 1, but the operator who is the user explicitly selects the learned machine learning model. 205 may be selected.

第3の実施形態について、機械学習モデル204の学習及び、学習済み機械学習モデル205を用いたパラメータや機器の内部状態の推定の流れを、図8及び9に示したフロー図を用いて説明する。 Regarding the third embodiment, the flow of learning the machine learning model 204 and estimating the parameters and the internal state of the device using the trained machine learning model 205 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. .

図8は、第3の実施形態において、機械学習モデル204に対する学習を行う手順を示すフロー図である。 FIG. 8 is a flow diagram showing a procedure for performing learning on the machine learning model 204 in the third embodiment.

まず、拡張モジュール2を、産業用機器1の外部端子101に接続する(ST11)。この段階では、拡張モジュール2のメモリ201に保持されている機械学習モデル204に対する機械学習はまだなされていない。但し、この機械学習モデル204は、すでに述べたように、中間学習モデルであってもよい。 First, the expansion module 2 is connected to the external terminal 101 of the industrial equipment 1 (ST11). At this stage, the machine learning model 204 held in the memory 201 of the extension module 2 has not been machine-learned yet. However, this machine learning model 204 may be an intermediate learning model, as already mentioned.

産業用機器1により、制御対象機器3を駆動し、センサ3より教師データとなる情報を取得する(ST12)。さらに、得られた情報を拡張モジュール2に送信し、拡張モジュール2のプロセッサ202は、得られた情報を教師データとして、機械学習モデル204に対する機械学習を行い、学習済み機械学習モデル205を得る(ST13)。 The industrial equipment 1 drives the equipment 3 to be controlled, and acquires information as teacher data from the sensor 3 (ST12). Furthermore, the obtained information is transmitted to the extension module 2, and the processor 202 of the extension module 2 performs machine learning on the machine learning model 204 using the obtained information as teacher data to obtain the learned machine learning model 205 ( ST13).

また、産業用機器1は、自身の識別情報112を拡張モジュール2に送信する(ST14)。なお、この識別情報112の送信のタイミングは、より早い段階、例えば、ST11において拡張モジュール2を産業用機器1の外部端子101に接続した直後等であってもよい。 Also, the industrial equipment 1 transmits its own identification information 112 to the expansion module 2 (ST14). The timing of transmitting the identification information 112 may be earlier, for example, immediately after connecting the expansion module 2 to the external terminal 101 of the industrial equipment 1 in ST11.

最終的に、得られた学習済み機械学習モデル205と、識別情報112との対応関係をメモリ201に記憶する(ST15)。図7に示した例では、この対応関係は、テーブルの形式で記憶される。 Finally, the obtained correspondence relationship between the learned machine learning model 205 and the identification information 112 is stored in the memory 201 (ST15). In the example shown in FIG. 7, this correspondence is stored in the form of a table.

図9は、さらに、第3の実施形態において、学習済み機械学習モデル205を用いたパラメータや機器の内部状態を推定する手順を示すフロー図である。 FIG. 9 is a flowchart showing a procedure for estimating parameters and the internal state of the device using the learned machine learning model 205 in the third embodiment.

まず、いまだ接続されていない場合、拡張モジュール2を産業用機器1の外部端子101に接続する(ST21)。ここで、接続する拡張モジュール2は、すでに、図8に示した手順で、当該産業用機器1を用いた機械学習を行っており、対応する学習済み機械学習モデル205をメモリ201に記憶している。 First, if not yet connected, the expansion module 2 is connected to the external terminal 101 of the industrial equipment 1 (ST21). Here, the connected extension module 2 has already performed machine learning using the industrial equipment 1 in the procedure shown in FIG. there is

続いて、産業用機器1により、制御対象機器3を駆動し、センサ301より情報を取得する(ST22)。取得された情報と、産業用機器1自身の識別情報112は、拡張モジュール2に送信される(ST23)。 Subsequently, the industrial equipment 1 drives the controlled equipment 3 and acquires information from the sensor 301 (ST22). The acquired information and the identification information 112 of the industrial equipment 1 itself are sent to the expansion module 2 (ST23).

拡張モジュール2のプロセッサ202は、受信した識別情報112に基づいて、対応する学習済み機械学習モデル205を特定する(ST24)。さらに、特定された学習済み機械学習モデル205に送信された情報を入力し、所望の出力を得る(ST25)。 Processor 202 of extension module 2 identifies corresponding trained machine learning model 205 based on received identification information 112 (ST24). Furthermore, the transmitted information is input to the identified trained machine learning model 205 to obtain a desired output (ST25).

拡張モジュール2は、得られた出力値を産業用機器1に送信する(ST26)。産業用機器1のプロセッサ104は、受信した出力値の種類や値に応じて定められた処理を行う。 The expansion module 2 transmits the obtained output value to the industrial equipment 1 (ST26). The processor 104 of the industrial equipment 1 performs predetermined processing according to the type and value of the received output value.

以上説明した各実施形態においては、使用しようとする産業用機器1の機種などの種類や、産業用機器1に接続される制御対象機器3の構成に応じて、オペレータが機械学習モデル204(中間学習モデルを含む)を用意し、又は、あらかじめ拡張モジュール2に複数記憶された機械学習モデル204から適したものを明示的に又は自動で選択するものとして説明した。 In each embodiment described above, the machine learning model 204 (intermediate (including learning models) are prepared, or a suitable one is explicitly or automatically selected from a plurality of machine learning models 204 pre-stored in the extension module 2.

しかしながら、制御対象機器3の様々な構成に対し好適な機械学習モデル204を用意し、またその用途に対応した中間学習モデルを用意するとなると、場合によっては、選択すべき機械学習モデル204の種類が多くなるケースが想定される。そのような場合、多種類の機械学習モデル204を全てあらかじめ拡張モジュール2のメモリ201に記憶しておくことは、メモリ201の容量の点から得策でなく、また、多くの種類の機械学習モデル204の中から最適なものを選択することは、熟練したオペレータでなければ困難であると考えられる。 However, when preparing suitable machine learning models 204 for various configurations of the controlled device 3 and preparing intermediate learning models corresponding to their uses, depending on the case, the type of machine learning model 204 to be selected may be More cases are expected. In such a case, storing all of the many types of machine learning models 204 in advance in the memory 201 of the expansion module 2 is not a good idea in terms of the capacity of the memory 201. It is considered difficult for a non-skilled operator to select the optimum one from among them.

そのため、中間学習モデルを含む多数の機械学習モデル204から好適なモデルを自動で選択し取得する構成を有する実施形態を、以下、第4の実施形態として示す。 Therefore, an embodiment having a configuration for automatically selecting and acquiring a suitable model from a large number of machine learning models 204 including intermediate learning models will be described below as a fourth embodiment.

本発明の第4の実施形態においても、産業用機器1、拡張モジュール2と制御対象機器3の物理的構成は先の実施形態と同一であり、また、その機能も基本的には同一であるため、両者に共通する部分には同一の番号を付し、重複する説明は省略する。また、先の実施形態についての図1及び図2については、本実施形態に援用するものとする。また、機械学習モデル204に対する機械学習の手順及び、産業用機器1のパラメータ及び、制御対象機器3の内部状態の推定の手順は、上述の第1~第3の実施形態のいずれのものを用いても差し支えない。 Also in the fourth embodiment of the present invention, the industrial equipment 1, the expansion module 2 and the controlled equipment 3 have the same physical configuration as the previous embodiment, and their functions are also basically the same. Therefore, the same numbers are given to the parts common to both, and overlapping explanations are omitted. Also, FIGS. 1 and 2 for the previous embodiment shall be incorporated into this embodiment. Further, the procedure of machine learning for the machine learning model 204 and the procedure of estimating the parameters of the industrial equipment 1 and the internal state of the controlled equipment 3 are any of the first to third embodiments described above. I don't mind.

以下、図10に示したフロー図を参照しつつ、本実施形態における機械学習モデル204を選択し取得する流れを説明する。まず、当初は特定の制御対象機器3を接続した産業用機器1に対し、いまだ学習済み機械学習モデルが得られておらず、またかかる構成に適した機械学習モデル204も特定されていない。この状態で、オペレータはまず、拡張モジュール2を産業用機器1の外部端子101に接続する(ST31)。 The flow of selecting and acquiring the machine learning model 204 in this embodiment will be described below with reference to the flowchart shown in FIG. First, a learned machine learning model has not yet been obtained for the industrial equipment 1 to which the specific control target equipment 3 is connected, and the machine learning model 204 suitable for such a configuration has not yet been specified. In this state, the operator first connects the expansion module 2 to the external terminal 101 of the industrial equipment 1 (ST31).

この時点で拡張モジュール2のメモリ201には、機械学習モデル204は記憶されていないか、または、何らかの機械学習モデル204(例えば、利用可能性が高いなど)が記憶されていてもよいが、想定されている構成に適した機械学習モデル204は記憶されていないものとする。 At this point, the memory 201 of the expansion module 2 does not store the machine learning model 204, or may store some machine learning model 204 (eg, high availability). Assume that no machine learning model 204 suitable for the configured configuration is stored.

この場合、拡張モジュール2は、産業用機器1から、機械学習モデル204を特定するために必要な情報を収集し、メモリ201に記憶する(ST32)。機械学習モデル204を特定するために必要な情報は、産業用機器に関する情報と、制御対象機器に関する情報を含んでおり、より具体的には産業用機器1を特定する情報と、制御対象機器3とその構成を特定する情報を含む。産業用機器1を特定する情報は、産業用機器1の形式番号等であってよい。また、制御対象機器3とその構成を特定する情報は、制御対象機器3の形式番号や、性能を示す情報、例えば、モータの容量など及び、制御対象機器3の用途や組合せを示す情報、実現すべき性能を示す情報であってよい。 In this case, the extension module 2 collects information necessary for specifying the machine learning model 204 from the industrial equipment 1 and stores it in the memory 201 (ST32). The information necessary to identify the machine learning model 204 includes information about the industrial equipment and information about the equipment to be controlled. and information identifying its configuration. The information specifying the industrial equipment 1 may be the model number of the industrial equipment 1 or the like. The information specifying the controlled device 3 and its configuration includes the model number of the controlled device 3, information indicating performance, such as motor capacity, and information indicating the application and combination of the controlled device 3. It may be information indicating performance to be performed.

その後、オペレータは拡張モジュール2を産業用機器1からいったん取り外し(ST33)、インターネットなど外部の情報通信ネットワークに接続されたコンピュータに拡張モジュール2を接続する(ST34)。拡張モジュール2は、外部の情報通信ネットワークを介して、情報通信ネットワークに接続されたサーバに対し、収集した機械学習モデル204を特定するために必要な情報を送信する(ST35)。 After that, the operator once removes the expansion module 2 from the industrial equipment 1 (ST33), and connects the expansion module 2 to a computer connected to an external information communication network such as the Internet (ST34). The expansion module 2 transmits the information required to identify the collected machine learning model 204 to the server connected to the information communication network via the external information communication network (ST35).

かかる情報が送信されるサーバは、多数種類の中間学習モデルを含む機械学習モデルを記憶している。そして、サーバは、受信した当該情報に基づいて、好適な機械学習モデルを選択し、拡張モジュール2に送信する(ST36)。 The server to which such information is sent stores machine learning models, including many types of intermediate learning models. Then, the server selects a suitable machine learning model based on the received information and transmits it to the extension module 2 (ST36).

拡張モジュール2は、サーバより送信された機械学習モデル204をメモリ201に記憶する(ST37)。 Extension module 2 stores machine learning model 204 sent from the server in memory 201 (ST37).

以降は、先の第1~第3の実施形態にて説明したと同様の手順にて、機械学習モデル204に対する機械学習を行い、また、産業用機器1におけるパラメータや制御対象機器3の内部状態の推定を行えばよい。 After that, machine learning is performed on the machine learning model 204 in the same procedure as described in the first to third embodiments, and the parameters in the industrial equipment 1 and the internal state of the controlled equipment 3 can be estimated.

1 産業用機器、2 拡張モジュール、3 制御対象機器、101 外部端子、102
サーボアンプ、103 制御回路、104 プロセッサ、105 AC/DC変換器、106 インバータ、107 メモリ、108 I/O、109 モータコントロール部、110 学習済み機械学習モデル、111 モータパラメータ、112 識別情報、201 メモリ、202 プロセッサ、203 I/O、204 機械学習モデル、205
学習済み機械学習モデル、206 テーブル、301 センサ。
1 industrial device, 2 expansion module, 3 controlled device, 101 external terminal, 102
Servo amplifier, 103 control circuit, 104 processor, 105 AC/DC converter, 106 inverter, 107 memory, 108 I/O, 109 motor control unit, 110 learned machine learning model, 111 motor parameter, 112 identification information, 201 memory , 202 processor, 203 I/O, 204 machine learning model, 205
Trained machine learning model, 206 tables, 301 sensors.

Claims (4)

少なくともプロセッサとメモリを有し、サーボコントローラの外部端子に接続される拡張モジュールであって、
前記プロセッサは、前記メモリに想定されている構成に適した機械学習モデルが記憶されていない場合に、前記サーボコントローラの前記外部端子に接続されることによって、前記サーボコントローラから、前記サーボコントローラに制御されるモータの容量を含む、機械学習モデルを特定するために必要な情報を収集し、
前記プロセッサは、前記サーボコントローラの前記外部端子から取り外され、外部のサーバに情報通信可能に接続された場合に、前記サーバに前記機械学習モデルを特定するために必要な情報を送信するとともに、前記サーバから中間学習モデルを受信し前記メモリに記憶させ、
前記プロセッサは、再度前記サーボコントローラの前記外部端子に接続されることによって、前記中間学習モデルに対し、前記サーボコントローラから取得した情報を教師データとして学習を行う、拡張モジュール。
An expansion module having at least a processor and memory and connected to an external terminal of a servo controller,
When the memory does not store a machine learning model suitable for the assumed configuration, the processor is connected to the external terminal of the servo controller to control the servo controller from the servo controller. gather the information necessary to identify the machine learning model, including the displacement of the motor to be driven;
When the processor is detached from the external terminal of the servo controller and connected to an external server so as to be able to communicate information, the processor transmits information necessary to identify the machine learning model to the server, receiving an intermediate learning model from a server and storing it in said memory;
The extension module , wherein the processor is connected to the external terminal of the servo controller again to learn the intermediate learning model using the information obtained from the servo controller as teacher data.
前記中間学習モデルは、発生頻度の低い事象に対する学習を済ませた学習モデルである、請求項1に記載の拡張モジュール。 2. The expansion module according to claim 1, wherein the intermediate learning model is a learning model that has been trained for infrequently occurring events. 前記発生頻度の低い事象は、長時間の前記モータの運転に伴い生じる摩耗及び経年劣化の少なくともいずれかに起因する故障、長時間の前記モータの運転に伴い生じる摩耗及び経年劣化の少なくともいずれかに起因する故障の予兆、及び、異物の噛み込み及び破損の少なくともいずれかを含む偶発的事象、から選ばれる少なくとも一の事象を含む、請求項2に記載の拡張モジュール。 The infrequently occurring event is at least one of wear and aging caused by long-term operation of the motor, and at least one of wear and aging caused by long-term operation of the motor. 3. The expansion module according to claim 2, including at least one event selected from predictors of the resulting failure, and accidental events including at least one of foreign object bite and breakage. 前記機械学習モデルを特定するために必要な情報は、前記サーボコントローラに関する情報と、前記サーボコントローラにより制御される機器及びその構成を特定する情報を含む、請求項1~のいずれか1項に記載の拡張モジュール。 4. The method according to any one of claims 1 to 3 , wherein the information necessary to identify the machine learning model includes information about the servo controller and information identifying a device controlled by the servo controller and its configuration. Extension module as described.
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