JPH02268364A - Neural net - Google Patents

Neural net

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JPH02268364A
JPH02268364A JP1090209A JP9020989A JPH02268364A JP H02268364 A JPH02268364 A JP H02268364A JP 1090209 A JP1090209 A JP 1090209A JP 9020989 A JP9020989 A JP 9020989A JP H02268364 A JPH02268364 A JP H02268364A
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row
neurons
neural net
artificial
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Ryuichi Kuwata
桑田 龍一
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Abstract

PURPOSE:To quickly discriminate the permutation of a signal levels by dividing artificial neurons to hierarchies and giving differences in easiness of firing to them. CONSTITUTION:Artificial neurons 11 are two-dimensionally arranged to constitute a neural net. A bias signal J1 whose level is higher than the other bias signals is supplied to neurons 11 in a first row. Therefore, the output in neurons 11 in the first row is apt to be large. That is, neurons 11 in the first row fire most easily. Neurons 11 in second, third, and following rows fire less easily in order. When signals I1 to IM are supplied to neurons 11 from an input signal supply element 8, neurons 11 in the first row fire. That is, the input signal having a maximum level is discriminated. The output of these neurons 11 is supplied to the other neurons 11 to suppress firing these neurons 11. Next, neurons 11 to which the signal having the second highest level is supplied out of neurons 11 in a second row fire. Hereafter, neurons fire in the same manner.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、ニューラル・ネットの改良に係り、例えば
、多数の同類の信号をその信号レベルによりその大小序
列を判断し、プラントの監視制御をするのに使用したり
、生産ラインにおける品種ロットの生産順位の決定等に
利用されるニューラル・ネット(ネットワーク)に関す
る。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to the improvement of neural nets, for example, determining the magnitude order of a large number of similar signals based on their signal levels, This field relates to neural nets used to monitor and control plants and to determine the production order of product lots on production lines.

(従来の技術) ガスタービン燃焼温度、ボイラ蒸発管温度、燃料電池セ
ルスタック温度、燃料電池リフオーマ温度、加熱炉温度
、化学反応槽(器)温度、室温、配水管網圧力等の分布
系を監視したり制御する場合、同類の多数のアナログ入
力信号を取入れ、これらの信号の最大値、中間値、最小
値、最大値と最小値を除外した平均値、中間値近傍の数
個の平均値等を制御量として使用し、1個の操作端を操
作して被制御対象を制御する場合が考えられる。
(Conventional technology) Monitors distribution systems such as gas turbine combustion temperature, boiler evaporator tube temperature, fuel cell cell stack temperature, fuel cell reformer temperature, heating furnace temperature, chemical reaction tank temperature, room temperature, and water pipe network pressure. When controlling or controlling a large number of similar analog input signals, the maximum value, intermediate value, minimum value, average value excluding the maximum and minimum values, average value of several values near the intermediate value, etc. of these signals can be calculated. A case can be considered in which a controlled object is controlled by using one operating end as a controlled variable.

この制御方式では、多数のアナログ入力信号の信号レベ
ル(例えば、電流値、電圧値)の最大値や最小値や、中
間値等を見出す大小序列判別処理が必要である。この信
号処理は、通常、2つの入力信号の信号レベルの比較を
繰返すことにより行われる。
This control method requires a magnitude ranking determination process to find the maximum value, minimum value, intermediate value, etc. of the signal levels (eg, current value, voltage value) of a large number of analog input signals. This signal processing is usually performed by repeatedly comparing the signal levels of two input signals.

また、複数個の都市を゛最短距離で巡回するための巡回
順序の決定や1つの生産ラインで複数の品種ロットを生
産する場合に聡明1替え段取り時間を最小にする品種ロ
ットの生産順序の決定は、NP完全問題といわれ、全て
の組合わせに対して評価指数値を計算して決定される。
In addition, we determine the order of patrols to visit multiple cities in the shortest distance, and determine the production order of product lots that minimizes the setup time when multiple product lots are produced on one production line. is called an NP-complete problem, and is determined by calculating evaluation index values for all combinations.

近時、この種の決定にニューラル・ネットの利用も検討
されている(例えば、l1opfleld、 Tank
氏共著、”NCural” Computation 
or Decisions inOptimizati
on Problem 、  Biol、Cybern
 52号。
Recently, the use of neural networks for this type of decision has been considered (for example, l1opfleld, Tank
Co-authored with “NCural” Computation
or Decisions in Optimizati
on Problem, Biol, Cyber
No. 52.

1985、の141頁から152頁参照)(発明が解決
すべき課題) 従来の大小序列判別方法では、入力信号の信号レベルの
大小序列を判断するためには、繰返し処理が必要で、時
間がかかる。このため、従来の信号処理を採用すると、
フィードバック−制御ループ中に余分の遅れが加わり、
制御性が向上できない。
1985, pp. 141 to 152) (Problems to be Solved by the Invention) In the conventional magnitude order determination method, iterative processing is necessary and time consuming in order to determine the magnitude order of the signal levels of input signals. . Therefore, if conventional signal processing is used,
Feedback - adds extra delay in the control loop,
Controllability cannot be improved.

特に、高速制御が必要な場合、この信号処理にょる後れ
が許容できない。多数のアナログ入力信号のうちの1つ
を選択し、これを制御量として使用することも考えられ
る。しかし、選択したアナログ入力信号を出力するセン
サが異常になったり、選択したアナログ入力信号が他の
アナログ入力信号と異なる変動をすると、選択したアナ
ログ人力信号に基づき分布系全体を制御するので、かえ
って分布系を乱してしまう危険性がある。
Particularly when high-speed control is required, this delay in signal processing cannot be tolerated. It is also conceivable to select one of a large number of analog input signals and use it as a control variable. However, if the sensor that outputs the selected analog input signal becomes abnormal or the selected analog input signal fluctuates differently from other analog input signals, the entire distribution system will be controlled based on the selected analog human input signal, which will cause problems. There is a risk of disturbing the distribution system.

υ報監視において、個々の入力信号に対して上限チェッ
クと下限チェックを行う場合、中間レベルで本来上限チ
ェックや下限チェックが不要な信号もチェックすること
になる。このようなチェックは無駄な時間を要すること
になり、あるいは、警報監視装置が大規模になる。なお
、大小序列を決定した後、最大レベルの入力信号に対し
て上限チェック、最小レベルの入力信号に対して下限チ
ェックをすることも可能である。このようにすれば、無
駄なチェックは不要になる。しかし、大小序列のチェッ
クに時間がかかり、警報発生が遅れ、問題が発生する危
険がある。
When performing upper limit checks and lower limit checks on individual input signals in υ signal monitoring, intermediate level signals that do not originally require upper limit checks or lower limit checks are also checked. Such a check would be time consuming or would make the alarm monitoring system bulky. Note that after determining the magnitude order, it is also possible to perform an upper limit check on the input signal of the maximum level and a lower limit check on the input signal of the minimum level. In this way, unnecessary checks become unnecessary. However, it takes time to check the order of magnitude, and there is a risk that the generation of an alarm will be delayed and a problem will occur.

従来の都市巡回順路の決定や品種ロットの生産順位決定
の問題では、全ての組合わせに対して評価指標値を計算
し、最適゛なものを選ぶ必要があり、時間がかかる。特
に、巡回する都市数や生産する品850ット数が増すと
、増加数の3乗程度の割合いで計算所要時間が増大し、
都市数やロット数が数十個の場合には現在の超高速計算
機を用いても実質上解を求めることができない。このた
め、このような解の決定にニューラル・ネットを利用す
ることが検討されている。ニューラル・ネットを用いれ
ば、高速で解を求めることができる。しかし、従来のニ
ューラル・ネットを用いたシステムは、この種の問題で
頬繁に遭遇する、ある都市は特定の日時までに訪関しな
ければならないとか納期等の制約条件の下で評価指数値
が最適になる解を求める構成になっていない。
In the conventional problem of determining a city tour route or determining the production order of variety lots, it is necessary to calculate evaluation index values for all combinations and select the optimal one, which takes time. In particular, as the number of cities to be visited and the number of 850 tons of products to be produced increase, the time required for calculation increases at a rate of about the cube of the increased number.
If the number of cities or lots is several dozen, it is virtually impossible to find a solution even using today's ultra-high-speed computers. For this reason, the use of neural networks to determine such solutions is being considered. Neural nets can be used to find solutions quickly. However, conventional systems using neural nets often encounter problems of this kind, such as when a certain city must be visited by a certain date and time, or when the evaluation index value cannot be calculated under constraint conditions such as delivery deadlines. The configuration is not designed to find the optimal solution.

この発明は相互結合のニューラル争ネットの並列処理性
に着目してなされたもので、応用価値の高いニューラル
・ネット及びそれを使用したシステムを提供することを
を目的とする。
This invention was made by focusing on the parallel processing performance of interconnected neural networks, and aims to provide a neural network with high application value and a system using the same.

この発明の他の目的は、信号レベルの序列判断を高速で
行なうことができ、あるいは、期限等の制約条件の下で
最適な順位決定を高速で行うのに適したニューラル・ネ
ット及びそれを使用したシステムを提供することである
Another object of the present invention is to provide a neural network and its use suitable for determining the order of signal levels at high speed or for determining the optimal ranking at high speed under constraint conditions such as deadlines. The objective is to provide a system that

(課題を解決するための手段と作用) 上記目的を達成するため、この発明に係るニューラル・
ネット(ネットワーク)は閾値理論の人工ニューロンを
二次元に配列し、その入出力を相互に結合し、さらに、
人工ニューロンを階層に分け、階層毎に発火しやすさの
異なる人工ニューロンを配置することとした。
(Means and effects for solving the problem) In order to achieve the above object, the neural
A net (network) is a two-dimensional array of artificial neurons based on threshold theory, interconnecting their inputs and outputs, and
We divided the artificial neurons into layers, and placed artificial neurons with different ease of firing in each layer.

このような構成のもとにおいて、入力信号の信号レベル
の大小序列の判断は以下のように行なわれる。人工ニュ
ー・ロンを行列状に配列し、各人工ニューロンは同−列
及び同一行の他の人工ニューロンの発火を抑制する信号
を送るように相互に抑制結合される。第1行に最も発火
しゃすい人工ニューロンを配置し、第2行、第3行・・
・・・・と順次発火しにくい人工ニューロンを配置する
。二二一ラル・ネットの各列の人工ニューロンに、序列
を決めたい信号を各々入力し、ニューラル・ネットを動
作させる。所定の時間が経過すると、各行各列で1個の
人工ニューロンのみが発火した安定状態が得られる。即
ち、このニューラル・ネットを構成する人工ニューロン
のうち、最大レベルの入力信号が供給された列で第1行
の人工ニューロンが発火し、第1行及び同一列に属する
他の人工ニューロンの発火を抑制する。次に、2番目に
大きい入力レベルの信号が供給された列で第2行の人工
ニューロンが発火し、第2行及び同一列に属する他の人
工ニューロンの発火を抑制する。このように、第1行で
発火した人工ニューロンの属する列への入力信号が、1
番目のレベルを有する入力信号であることを示す。この
ようにして、入力信号の信号レベルによる序列が決定さ
れる。
Under such a configuration, the magnitude order of the signal levels of input signals is determined as follows. Artificial neurons are arranged in a matrix, and each artificial neuron is inhibited and coupled to each other so as to send a signal that suppresses the firing of other artificial neurons in the same column and row. Place the most firing artificial neurons in the first row, then the second, third, and so on.
......Sequentially, artificial neurons that are difficult to fire are placed. A signal to determine the order is input to each row of artificial neurons in the 221-ral net, and the neural net is operated. After a predetermined period of time, a stable state is obtained in which only one artificial neuron fires in each row and column. That is, among the artificial neurons that make up this neural net, the artificial neuron in the first row fires in the column to which the input signal of the highest level is supplied, and the other artificial neurons belonging to the first row and the same column fire. suppress. Next, the artificial neurons in the second row fire in the column to which the signal with the second highest input level is supplied, suppressing the firing of other artificial neurons belonging to the second row and the same column. In this way, the input signal to the column to which the artificial neuron firing in the first row belongs is 1
Indicates that the input signal has the th level. In this way, the order of input signals based on their signal levels is determined.

巡回する都市の順序や品種ロットの生産順位決定は以下
のように行なう。人工ニューロンを行列状に配列し、行
を都市や品種ロットに、列を順位に対応付ける。この際
、期限が早いものは番号が若い行に割当てる。人工ニュ
ーロンの組合わせ結合と入力の強さはニューラルネット
のエネルギー関数を評価指標と対応付けることにより決
める。
The order of cities to be visited and the production order of variety lots are determined as follows. Artificial neurons are arranged in a matrix, and rows are associated with cities and product lots, and columns are associated with ranks. At this time, those with earlier deadlines are assigned to rows with lower numbers. The combinatorial connections of the artificial neurons and the strength of the input are determined by correlating the energy function of the neural network with the evaluation index.

第i行ttEj列の人工ニューロンは(i+j)の値が
小さい程発火しやすい人工ニューロンを配列する。総巡
回距離や総所要時間や、総費用や、聡明替え段取り時間
等の評価指標を極小にする順位は、発火している゛人工
ニューロンの行列における位置で指示される。例えば、
第1列で、発火している人工ニューロンが属する行に対
応する都市を最初に訪問し、あるいは品種ロットを最初
に生産し、次に訪問する都市あるいは生産する品種ロッ
トは第2列で発火する人工ニューロンの属す行で指示さ
れる。
The artificial neurons in the i-th row and ttEj column are arranged such that the smaller the value of (i+j), the more likely they are to fire. The order of minimizing evaluation indicators such as total travel distance, total time required, total cost, and time for intelligent changeover is determined by the position in the matrix of the firing artificial neurons. for example,
In the first column, the city corresponding to the row to which the firing artificial neuron belongs is first visited or the variety lot is produced first, and the next city to visit or the variety lot to be produced is fired in the second column. Indicated by the line to which the artificial neuron belongs.

このような構成では、人工ニューロンを階層分けして発
火しやすさを異ならせることにより、早く訪問したい都
市、あるいは早く生産したい品種ロットを行番号の若い
行に対応付けすることにより期限と評価指標の最適化を
勘案した順位決定を行うことができる。
In such a configuration, by dividing the artificial neurons into hierarchies and varying the ease with which they fire, cities that you want to visit quickly or product lots that you want to produce quickly can be associated with rows with lower row numbers, thereby improving deadlines and evaluation indicators. It is possible to determine the ranking taking into account the optimization of

期限を厳しく守らなければならない場合には、前記のニ
ューラル壷ネットによって、決定された順位で各々の事
象の期限が守られるかどうかをチェックする。期限遅れ
の事象が存在すれば、その事象に対応する行を行番号の
若い行に対応変えを行ったり、対応する行で順位が早い
列の人工ニューロンを発火しやくさせる等の修正を行う
。その後2、再度二二−ラル・ネットを動作させ、期限
遅れの事象が生じない順位決定を行う。
If a deadline must be strictly met, the neural pot network checks whether the deadline of each event is met in the determined order. If there is an overdue event, corrections are made such as changing the correspondence of the row corresponding to the event to a row with a lower row number, or making it easier for artificial neurons in columns with higher ranks to fire in the corresponding row. Thereafter, 2, the secondary net is operated again to determine the ranking that will not cause a deadline delay.

(実施例) 以下、図面を参照してこの発明の実施例に係るニューラ
ル・ネット(ネットワーク)及び該ネットワークを使用
したシステムを説明する。
(Example) Hereinafter, a neural net (network) according to an example of the present invention and a system using the network will be described with reference to the drawings.

まず、この実施例で用いられる人工ニューロンについて
、第7図を参照して説明する。第7図の人工ニューロン
は外部からの入力信号11バイアス信号J1及び他の人
工ニューロンの出力xiにシナプス結合係数ωlを乗じ
た信号を入力する。
First, the artificial neuron used in this example will be explained with reference to FIG. The artificial neuron in FIG. 7 receives an external input signal 11, a bias signal J1, and a signal obtained by multiplying the output xi of another artificial neuron by a synaptic coupling coefficient ωl.

人工ニューロンは入力信号を加算し、次式(1)のダイ
ナミックスにより内部状態u (t)を発生する。なお
、抑制結合の場合、シナプス結合係数ωiは負の値であ
る。ただし、物理的に負の値を実現できない場合には、
シナプス結合係数ωi自体は正の値とし、人工ニューロ
ンの出力xiの反転信号xi(−−xi)を用いて等価
的に実現する。
The artificial neuron adds input signals and generates an internal state u (t) according to the dynamics of the following equation (1). Note that in the case of inhibitory connections, the synaptic connection coefficient ωi is a negative value. However, if it is physically impossible to achieve a negative value,
The synaptic coupling coefficient ωi itself is a positive value, and is equivalently realized using the inverted signal xi (--xi) of the output xi of the artificial neuron.

+I+J ・・・ (1) τは動作時定数。+I+J ... (1) τ is the operating time constant.

人工ニューロンは、次式に示すように、このu (t)
を出力関数fで変換して出力x (t)を発生する。
The artificial neuron has this u (t)
is converted by an output function f to generate an output x (t).

z (t) =f  [u (t) 、  hl出力関
関数は、例えば、第8図に示すようなシグモイド関数で
あり、閾値りが(1)式のように右辺に含まれていない
場合、閾値りは出力関数fのパラメータとなる。
z (t) = f [u (t), hl The output function is, for example, a sigmoid function as shown in FIG. 8, and if the threshold value is not included in the right-hand side as in equation (1), The threshold value becomes a parameter of the output function f.

従って、この人工ニューロンの発火しやすさは、バイア
ス信号Jや閾値りや出力関数fの形状(8図参照)やシ
ナプス結合係数ωの値を変えることにより変えることか
でざる。
Therefore, the ease with which this artificial neuron fires can be changed by changing the bias signal J, the threshold value, the shape of the output function f (see Figure 8), and the value of the synaptic connection coefficient ω.

人工ニューロンは、例えば、アナログ電子回路のアンプ
を用いて実現でき、空間変調素子を用いた光学系でも実
現できる。前記(1)式を差分方程式に変換し、デジタ
ル演算回路で人工ニューロンを構成することも可能であ
る。
The artificial neuron can be realized using, for example, an analog electronic circuit amplifier, or an optical system using a spatial modulation element. It is also possible to convert the above equation (1) into a difference equation and construct an artificial neuron using a digital arithmetic circuit.

次に、この発明の一実施例に係るニューラル・ネットを
第1図を参照して説明する。このニューラル・ネットは
、入力信号を信号レベルの大小1こより序列化する回路
である。
Next, a neural network according to an embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG. This neural net is a circuit that ranks input signals based on signal levels.

第1図のニューラル・ネットは第7図に示された人工ニ
ューロン11が2次元(行列状)に配列されて構成され
る。各人工ニューロン11は同一行の他の人工ニューロ
ン及び同一列の他の人工ニューロンと相互抑制結合され
ている。ニューラル・ネット1には、入力信号供給要素
(回路、素子)8が接続される。入力信号供給要素8は
、複数個の入力信号11、I2・・・・・・INを各々
対応する列に属する人工二ニーロン11に供給する。ニ
ューラル・ネット1には、バイアス信号供給要素9も接
続される。バイアス信号供給要素9はバイアス信号Jl
、J2・・・・・・JMを各々対応する行の人工ニュー
ロン11に供給する。バイアス信号Jl、J2・・・・
・・J )lはその順番に信号レベルが小さくなってい
る。
The neural net shown in FIG. 1 is constructed by arranging the artificial neurons 11 shown in FIG. 7 in a two-dimensional (matrix) manner. Each artificial neuron 11 is mutually inhibited and connected to other artificial neurons in the same row and to other artificial neurons in the same column. An input signal supply element (circuit, element) 8 is connected to the neural net 1 . The input signal supply element 8 supplies a plurality of input signals 11, I2, . A bias signal supply element 9 is also connected to the neural net 1 . Bias signal supply element 9 receives bias signal Jl
, J2...JM are respectively supplied to the artificial neurons 11 in the corresponding rows. Bias signals Jl, J2...
...J)l has a decreasing signal level in that order.

各人工ニューロン11の出力信号は判断要素10に供給
される。
The output signal of each artificial neuron 11 is fed to a decision element 10.

次に、第1図に示される回路の動作を説明する。Next, the operation of the circuit shown in FIG. 1 will be explained.

第1行の人工ニューロン11には他の行の人工ニューロ
ン11より大きいレベルのバイアス信号J1が供給され
ている。このため、第1行の人工ニューロンでは、(1
)式の右辺が大きく、u (t)が大きくなりやすく、
従って、出力x (t)が大きくなりやすい。即ち、第
1行の人工ニューロンが最も発火しやすい。以下、第2
行、第3行・・・・・・の人工ニューロン11の順に発
火しにくくなる。換言すると、第1図では、マトリクス
状に配置された人工ニューロン11が行単位で理論的に
階層分けされており、番号の小さい階層の人工ニューロ
ン11はど発火しやすく構成されている。
The artificial neurons 11 in the first row are supplied with a bias signal J1 having a higher level than the artificial neurons 11 in the other rows. Therefore, in the first row of artificial neurons, (1
) is large, u (t) tends to be large,
Therefore, the output x (t) tends to become large. That is, the artificial neurons in the first row are the most likely to fire. Below, the second
The artificial neurons 11 become more difficult to fire in the order of row, third row, and so on. In other words, in FIG. 1, the artificial neurons 11 arranged in a matrix are theoretically divided into layers in units of rows, and the artificial neurons 11 in the lower numbered layers are configured to fire more easily.

入力信号供給要素8か°ら信号It、I2、I3・・・
・・・IMが人工ニューロン11に供給されると、信号
レベルの最も大きい信号が供給される第1行の人工ニュ
ーロン11がこのニューラル・ネット1を構成する人工
ニューロン11の中で、(1)式右辺のI+Jの値が最
も大きくなり発火する。すなわち、出力x=1となり最
大レベルを有する入力信号が判別される。発火した人工
ニューロン11の出力は同−行及び同一列の他の人工ニ
ューロン11に送られる。人工ニューロン11は抑制結
合されているので、シナプス持合係数ωは負の値であり
、発火した人工ニューロン11と同−列及び同一行の人
工ニューロン11では(1)式右辺の第2項Σω1xi
(t)の値が小さくなり、発火が抑止され、安定する。
Signals It, I2, I3... from the input signal supply element 8°
...When the IM is supplied to the artificial neurons 11, the artificial neurons 11 in the first row to which the signal with the highest signal level is supplied is (1) among the artificial neurons 11 constituting this neural net 1. The value of I+J on the right side of the equation becomes the largest and fires. That is, the input signal with the output x=1 and the maximum level is determined. The output of the fired artificial neuron 11 is sent to other artificial neurons 11 in the same row and column. Since the artificial neuron 11 is inhibited, the synaptic retention coefficient ω is a negative value, and for the artificial neuron 11 in the same column and row as the fired artificial neuron 11, the second term Σω1xi on the right side of equation (1)
The value of (t) becomes smaller, ignition is suppressed, and stability is achieved.

次に、第2行の人工ニューロン11の内で、信号レベル
が2番目に大きい信号が供給される人工ニューロン11
のI+Jの値が大きくなり、発火する。
Next, among the artificial neurons 11 in the second row, the artificial neuron 11 is supplied with the signal having the second highest signal level.
The value of I+J increases and fire occurs.

これにより、2番目に大きな信号レベルを有する信号が
判別される。発火した人工ニューロン11の出力は同−
列及び第2行の他の人工ニューロン11に供給され、こ
れらの人工ニューロン11の発火が抑制される。入力信
号の供給から一定時間が経過すると、各行、各列で1個
ずつ人工ニューロンが発火した安定状態となる。判断要
素10は人工ニューロン11の出力信号を受け、入力信
号の信号レベルを行毎にチェックし、入力信号11〜I
Mの信号レベルの序列を判断する。例えば、第1行で第
1列の人工ニューロンが発火し、第2行で第2列の人工
ニューロンが発火した場合、判断要素10は入力信号の
レベルがIf、12・・・・・・の順番であることを出
力する。、このようにして入力信号の信号レベルの大小
序列が短時間のうちに判断される。
As a result, the signal having the second highest signal level is determined. The output of the fired artificial neuron 11 is the same -
The signal is supplied to the other artificial neurons 11 in the column and the second row, and the firing of these artificial neurons 11 is suppressed. After a certain period of time has elapsed since the input signal was supplied, a stable state is reached in which one artificial neuron fires in each row and column. The judgment element 10 receives the output signal of the artificial neuron 11, checks the signal level of the input signal row by row, and determines the input signal 11 to I.
Determine the order of signal levels of M. For example, when the artificial neuron in the first column fires in the first row and the artificial neuron in the second column fires in the second row, the determination element 10 determines that the level of the input signal is If, 12, etc. Outputs that it is in order. In this way, the magnitude order of the signal levels of the input signals can be determined within a short time.

なお、入力信号供給要素8は、例えば、入力信号に対応
する電流を出力する複数の可変電流源から構成される。
Note that the input signal supply element 8 is composed of, for example, a plurality of variable current sources that output a current corresponding to an input signal.

また、判断要素10は、例えば、1チツツプコンピユー
タ等から構成される。
Further, the determining element 10 is composed of, for example, a one-chip computer.

第2図に、第1図のニューラル・ネット1の具体的な構
成の一例を示す。第2図はマトリクス状に配置された人
工ニューロン及びそれらの結線関係の2行6列分を示す
。゛第2図の回路では、人工ニューロンはアナログアン
プから構成される。また、シナプスは抵抗により構成さ
れ、抵抗値を変更することにより、シナプス結合の程度
ωが変化する。各アンプの反転出力は同−列及び同一行
のアンプに抵抗を介して供給され、相互抑制結合が達成
されている。
FIG. 2 shows an example of a specific configuration of the neural net 1 shown in FIG. 1. FIG. 2 shows two rows and six columns of artificial neurons arranged in a matrix and their connection relationships. ``In the circuit shown in Figure 2, the artificial neuron is composed of an analog amplifier. Further, synapses are composed of resistances, and by changing the resistance value, the degree of synaptic connection ω is changed. The inverted output of each amplifier is supplied to the amplifiers in the same column and row via resistors to achieve mutual suppression coupling.

次に、上記第1図に示された回路を利用して実際にプラ
ントを制御する実施例を第3図を参照して説明する。
Next, an embodiment in which a plant is actually controlled using the circuit shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. 3.

この実施例は、ガスタービンの温度を制御する例を示す
。ガスタービンに、複数のバーナ21が取付けられてい
る。バーナ21には共通の燃料バイブ23を介して燃焼
燃料が供給される。バーナ21に供給される燃料の総量
は弁22の開閉度により調整される。
This example shows an example of controlling the temperature of a gas turbine. A plurality of burners 21 are attached to the gas turbine. Combustion fuel is supplied to the burner 21 via a common fuel vibe 23. The total amount of fuel supplied to the burner 21 is adjusted by the degree of opening and closing of the valve 22.

ガスタービン内には複数の温度センサSEが配置され、
各センサの出力信号は、信号処理回路24に供給される
。信号処理回路24は例えば第1図に示す構成と共に平
均レベル算出回路を有する。この平均レベル算出回路は
センサSEの出力信号と判断要素10の出力信号を受け
る。平均レベル算出回路は、判断要素10の判断結果に
基づいて、最大信号レベルと最小信号レベルを有する信
号以外の信号の信号レベルの平均値、あるいは、中間値
近傍の複数の信号の信号レベルの平均値を示す信号を制
御回路25に出力する。この信号はガスタービン内部の
平均的な温度を示す。制御回路25は、信号処理回路2
4からの平均値を示す信号に応答して、制御動作(例え
ば、PID動作)を行い、弁22の開閉度を調整し、ガ
スタービン内部の温度を制御する。
A plurality of temperature sensors SE are arranged within the gas turbine,
The output signal of each sensor is supplied to a signal processing circuit 24. The signal processing circuit 24 has, for example, the configuration shown in FIG. 1 and an average level calculation circuit. This average level calculation circuit receives the output signal of sensor SE and the output signal of judgment element 10. The average level calculation circuit calculates, based on the judgment result of the judgment element 10, the average value of the signal levels of signals other than the signal having the maximum signal level and the minimum signal level, or the average value of the signal levels of a plurality of signals near the intermediate value. A signal indicating the value is output to the control circuit 25. This signal indicates the average temperature inside the gas turbine. The control circuit 25 is the signal processing circuit 2
In response to the signal indicating the average value from 4, a control operation (for example, a PID operation) is performed to adjust the opening/closing degree of the valve 22 and control the temperature inside the gas turbine.

この実施例では、ガスタービン内部の温度は一定ではな
く、位置により異なり、分布系になる。
In this embodiment, the temperature inside the gas turbine is not constant, but varies depending on the position, resulting in a distributed system.

このため、ガスタービン内に複数の温度センサSEが配
置され、燃焼温度の平均値を求める。
For this reason, a plurality of temperature sensors SE are arranged within the gas turbine to determine the average value of the combustion temperature.

方、ガスタービン内部は非常に高温であり、センサが故
障する確率が高い。このため、この実施例では、センサ
SEの出力信号のうち、正常信号である確率の高い信号
のみを用いて平均温度を求めている。このため、制御゛
の信頼性が高く、しかも、信号処理回路24は第1図に
示されるニューラル・ネットを用いた回路なので、高速
動作が可能であり、オンライン制御が可能である。
On the other hand, the temperature inside the gas turbine is extremely high, and there is a high probability that the sensor will fail. Therefore, in this embodiment, the average temperature is determined using only signals with a high probability of being normal signals among the output signals of the sensor SE. Therefore, the reliability of the control is high, and since the signal processing circuit 24 is a circuit using the neural network shown in FIG. 1, high-speed operation is possible, and online control is possible.

このように、この実施例によれば、ニューラル・ネット
の並列処理能力を活用し、多数の入力信号をその信号レ
ベルにより、繰返し動作なく、はぼ瞬時にその序列を決
定できる。このため、最大信号レベル、最小信号レベル
、中間信号レベルを有する信号等を短時間に選び出すこ
とができる。
In this way, according to this embodiment, by utilizing the parallel processing ability of the neural network, the order of a large number of input signals can be determined almost instantaneously, based on their signal levels, without repetitive operations. Therefore, signals having the maximum signal level, minimum signal level, intermediate signal level, etc. can be selected in a short time.

これにより、入力異常の可能性が高い信号を除いた信頼
度の高い平均値や、中間値の近傍の数点の入力信号を用
いた信頼度の高い平均値を短い検出遅れ時間で得ること
が容易になる。求められた平均値を制御量とすることに
より、分布系を良好且つ高信頼度で制御できる。
As a result, it is possible to obtain a highly reliable average value excluding signals with a high possibility of input abnormality, or a highly reliable average value using several input signals near the intermediate value, with a short detection delay time. becomes easier. By using the obtained average value as the control amount, the distribution system can be controlled favorably and with high reliability.

また、多数の入力信号について1つずつ、上限チェック
、下限チェックを行なう代わりに、最大信号レベルを有
する信号のみを上限チェックし、最小信号レベルを有す
る信号のみを下限チェックすることにより、分布系の上
限・下限警報処理を簡単に行うことができる。
In addition, instead of performing upper limit and lower limit checks for many input signals one by one, only the signal with the maximum signal level is checked as the upper limit, and only the signal with the minimum signal level is checked as the lower limit. Upper and lower limit alarm processing can be easily performed.

次に、この発明の第2の実施例を第4図を参照して説明
する。この実施例のニューラル・ネット2は、第7図に
示された人工ニューロン12を二次元(行列状に)に配
列して構成されている。この実施例では人工ニューロン
12に供給されるバイアス信号の信号レベルは全て零あ
るいは一定値である。各人工ニューロン12はその人工
ニューロン12が属する行及び列と同一の行及び列の他
の人工ニューロン12と相互に抑制結合されている。さ
らに、このニューラル・ネット1では、第1行の人工ニ
ューロン12の入力に関する相互抑制係数ω1が他の行
の人工ニューロン12の入力に関する相互抑制係数ω2
〜ωMと比較して最も大きい(負の数で絶対値が最も小
さい、抑制力が最も弱い)。以下、12行、第3行・・
・・・・第M行の相互抑制係数ω2〜ωHの順に順次小
さくなる。さらに、ニューラル・ネット2には、第15
の実施例と同一の入力信号供給要素8が接続される。ま
た、図示されていないが、判断要素10も二五−ラル・
ネット2に接続される。このように構成された二ニー・
ラル・ネットでは、(1−)式でxi  (t)の状態
が全ての行でほぼ同じと考えると、右辺第2項 Σω1.xl(t)の値は第1行の人工ニューロンが最
も大きい(負数で絶対値が最も小さい)。従って、第1
行の人工ニューロンの抑制力が最も弱く、発火しやすい
。以下、第2行、第3行・・・・・・の順に発火しにく
くなっている。従って、第1図の実施例と同様の作用に
より、入力信号の信号レベルの大小序列が短時間のうち
に判別さ°れる。
Next, a second embodiment of the invention will be described with reference to FIG. The neural net 2 of this embodiment is constructed by arranging the artificial neurons 12 shown in FIG. 7 in two dimensions (in a matrix). In this embodiment, the signal levels of the bias signals supplied to the artificial neuron 12 are all zero or constant values. Each artificial neuron 12 is mutually inhibitedly coupled to other artificial neurons 12 in the same row and column as the one to which it belongs. Furthermore, in this neural net 1, the mutual inhibition coefficient ω1 regarding the input of the artificial neuron 12 in the first row is the mutual inhibition coefficient ω2 regarding the input of the artificial neuron 12 in the other row.
It is the largest compared to ~ωM (negative number, smallest absolute value, weakest suppressive force). Below, 12 lines, 3rd line...
. . . The mutual inhibition coefficients ω2 to ωH in the Mth row become smaller in order. Furthermore, neural net 2 has the 15th
The same input signal supply element 8 as in the embodiment is connected. Although not shown, the determination element 10 is also
Connected to Net 2. Two knees configured like this
In the ral net, if we consider that the state of xi (t) in equation (1-) is almost the same in all rows, then the second term on the right side Σω1. The value of xl(t) is the largest for the artificial neuron in the first row (it is a negative number and has the smallest absolute value). Therefore, the first
The inhibitory power of the artificial neurons in the row is the weakest, and they are more likely to fire. Thereafter, the firing becomes more difficult in the order of the second line, the third line, and so on. Therefore, by the same effect as in the embodiment of FIG. 1, the magnitude order of the signal levels of the input signals can be determined in a short time.

第4図に合せて記載されているように、第8図に示され
る閾値りを第1行の人工ニューロンに関して最も小さく
、第2行、第3行と順次大きくすることによっても、同
様の作用は実現できる。
As described in conjunction with FIG. 4, the same effect can be obtained by setting the threshold value shown in FIG. can be realized.

また、同様のことは、人工ニューロンの出力関数を行毎
に異なら仕ることによっても達成できる。
The same thing can also be achieved by making the output function of the artificial neuron different for each row.

この場合、出力関数fを第1行の人工ニューロンに関し
て最も発火しやすいものにしく例えば、第8図の実線)
、第2行は第1行よりも発火しにくいものにしく例えば
、第8図の一点鎖線)、以後、第3行、第4行・・・と
順字発火しにくいものとする。
In this case, the output function f should be set to the one that is most likely to fire for the artificial neurons in the first row (for example, the solid line in Figure 8).
, the second line is made to be harder to fire than the first line (for example, the one-dot chain line in FIG. 8), and thereafter the third, fourth, and so on lines are made to be harder to fire.

次に、この発明の第3の実施例を第5図を参照して説明
する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

この第3の実施例のニューラル・ネット3は、第7図に
示される人工ニューロン13を行列状に配列して相互に
結合(抑制結合とは限らない)して構成される。ニュー
ラル・ネット3の第i行、第1列の人工ニューロンは(
i+j)の値が同一の人工ニューロンと同一の階層1J
属するように階層分けされている。同一の階層に属す人
工ニューロンは同一の発火しやすさを有する。(i+j
)の値が小さい階層程、例えば、閾値h1jを調整する
ことにより、ベースとして発火しやすい人工ニューロン
が配列されている。入力信号Iljとバイアス信号J1
jを供給する入力・バイアス信号供給要素4が各人工ニ
ューロン13の入力端子に接続される。ニューラル・ネ
ット3が生成した解が妥当な解であるかどうかをチェッ
クするチェック要素5が、各人工ニューロン13の出力
端子に接続される。
The neural net 3 of this third embodiment is constructed by arranging the artificial neurons 13 shown in FIG. 7 in a matrix and connecting them to each other (not necessarily suppressing connections). The artificial neuron in the i-th row and first column of neural net 3 is (
Layer 1J that is the same as the artificial neuron with the same value of i+j)
They are hierarchically divided according to their belonging. Artificial neurons belonging to the same hierarchy have the same tendency to fire. (i+j
), for example, by adjusting the threshold h1j, artificial neurons that are more likely to fire are arranged as base layers. Input signal Ilj and bias signal J1
An input/bias signal supply element 4 supplying j is connected to the input terminal of each artificial neuron 13. A checking element 5 that checks whether the solution generated by the neural net 3 is a valid solution is connected to the output terminal of each artificial neuron 13.

ニューラル・ネット3が生成した解が許容できない解の
場合に入力信号11バイアス信号J1結合係数ω、閾値
り等のニューラル・ネット3のパラメータを変更(修正
)するパラメータ設定要素6が各人工ニューロン及び入
力・バイアス信号供給要素4に接続される。これらの諸
要素の動作を管理・制御する制御要素7が、ニューラル
・ネット3、チェック要素5、パラメータ設定要素6に
接続される。
A parameter setting element 6 for changing (correcting) the parameters of the neural net 3 such as input signal 11 bias signal J1 coupling coefficient ω, threshold value, etc. when the solution generated by the neural net 3 is an unacceptable solution is configured for each artificial neuron and It is connected to the input/bias signal supply element 4. A control element 7 that manages and controls the operations of these elements is connected to the neural net 3, the check element 5, and the parameter setting element 6.

第5図のニューラル・ネットシステムの動作を説明する
。理解を容品にするため、生産ラインで種々の品種ロッ
トを聡明替段取コストが少なくなるように品種ロットの
生産順位を決定する場合を例に説明する。
The operation of the neural net system shown in FIG. 5 will be explained. In order to make it easier to understand, an example will be explained in which the production order of lots of different types is determined so as to reduce the cost of intelligently changing lots of different types on a production line.

まず、ニューラル・ネット3の各列を生産順位に対応付
ける。次に、各行を品種ロットに対応付ける。この場合
、早く生産した品種ロット程、若い番号の行に対応付け
る。換言すると、第i行、第1列の人工ニューロンの発
火は第i行に対応付けられた品種ロットを第j番目に生
産するように意味付ける。
First, each column of the neural net 3 is associated with a production rank. Next, each row is associated with a product lot. In this case, the earlier the product lot is produced, the lower the row number is associated with it. In other words, the firing of the artificial neuron in the i-th row and first column means that the variety lot associated with the i-th row will be produced in the j-th manner.

品種ロットXをに番目に生産することを意味する人工ニ
ューロンの出力をVXk(0≦VXk≦1)で表し、品
種ロットXの次に、品種ロットYを生産する際の切替え
段取りコストをdxy、品種ロヅト数を特とする請求め
る解は次のエネルギー関数E(第2式)を極小にするも
のである。
The output of the artificial neuron, which means to produce variety lot The solution that can be claimed especially for the number of species rods is the one that minimizes the following energy function E (second equation).

E−(A/2)・モジh日kVX/ (VY、に+1  + VY、k() ・・・ (2) A、B、C,Dは定数である。E-(A/2)・MojihdaykVX/ (VY, +1 + VY, k() ... (2) A, B, C, and D are constants.

ここで、右辺第1項は各行で1個以下の人工ニューロン
のみ発火した場合にOとなり、右辺第2項は各列で1個
以下の人工ニューロンのみ発火した場合に0となり、右
辺第3項はn個の人工ニューロンのみ発火した場合に0
となり、第4項は総切替え段取りコストを意味する。
Here, the first term on the right side becomes O when only one or less artificial neurons fire in each row, the second term on the right side becomes 0 when only one or less artificial neurons fire in each column, and the third term on the right side becomes O. is 0 when only n artificial neurons fire.
The fourth term means the total switching setup cost.

他方、相互結合のニューラル・ネットは下記のエネルギ
ー関数E′(3式)が極小になる状態で安定する性質を
有する。
On the other hand, a mutually coupled neural network has the property of being stable in a state where the following energy function E' (Equation 3) becomes minimum.

一Σ (I Xk+ J Xk)  VXk′A炙 ■って、第X行第に列の人工ニューロンと第7行m1列
の人工ニューロンの結合係数ωXk、YIを(4)式の
ように設定し、 ωX k 、 Yi 調 −A ・ −B争 −D ・ dXY (1−δにね δに」(1−dXY)−C dXY(δ、P、に+t  +6才、に−1>δに/−
1: に−J δに、P−0: fJ 第X行第に列の人工ニューロンの入力信号I Xk(バ
イアス人力JXkは零)を(5)式のように設定し、第
(3)式の右辺第3項は微小であるから無視するとE−
E ”となる。
1 Σ (I Xk + J , ωX k , Yi key -A - B conflict - D - dXY (1-δ to δ" (1-dXY) - C dXY (δ, P, +t +6 years old, to -1>δ/ −
1: −J δ, P−0: fJ The input signal I Xk (bias human power JXk is zero) of the artificial neuron in the The third term on the right-hand side of is extremely small, so if we ignore it, we get E-
E”.

I Xk= c n ・・・ (5) このようにして結合係数や入力信号値を決めたニューラ
ル・ネットを動作させると、エネルギー関数値が極小の
安定状態になる。その時の人工ニューロンの発火状態か
ら総切替え段取りコストが極小になる生産順位が決定す
る。
I Xk=c n (5) When the neural net with the coupling coefficients and input signal values determined in this way is operated, the energy function value becomes a stable state with a minimum value. The production order that minimizes the total switching setup cost is determined based on the firing state of the artificial neurons at that time.

例えば、安定状態で、1行1列の人工ニューロン、2行
3列の人工ニューロン、3行2列の人工ニューロン・・
・・・・が発火している場合、このニューラル・ネット
は品種ロットA、C,B・・・・・・の順番で、生産す
るべきことを指示している。
For example, in a stable state, artificial neurons in 1 row and 1 column, artificial neurons in 2 rows and 3 columns, artificial neurons in 3 rows and 2 columns...
... is firing, this neural net instructs that product lots A, C, B, etc. should be produced in that order.

本実施例では、第i行第j列の人工ニューロン13の閾
1iihljを(1+J)の値と正相関で異ならせてお
り、階層毎に人工ニューロン13の発火しやすさを変え
ている。このため、図面右下がりの対角線(1行1列の
人工ニューロンとM行M列の人工ニューロンを結ぶ線)
の近傍に配設されている人工ニューロンが発火しやすい
。即ち、短納期であるために若い行に対応付けられてい
る品種ロットが早い生産順位になり易く設定されている
。従って、この実施例では、総切替え段取りコストの極
小と納期を妥協させた生産順位の解を得ることができる
In this embodiment, the threshold 1iihlj of the artificial neuron 13 in the i-th row and j-th column is made different by a positive correlation with the value of (1+J), and the ease with which the artificial neuron 13 fires is changed for each layer. For this reason, a diagonal line downward to the right in the drawing (a line connecting the artificial neuron in row 1 and column 1 and the artificial neuron in row M and column M)
Artificial neurons placed near are likely to fire. That is, it is set that product lots associated with younger rows are likely to have an early production order because of their short delivery times. Therefore, in this embodiment, it is possible to obtain a production order solution that compromises the minimum total changeover setup cost and the delivery date.

前述の説明では、人工ニューロンの発火しやすさを閾値
を異ならせることにより変える場合について述べたが、
第8図の出力関数fの形を変えたり、バイアス入力信号
Jの値を変えることによっても実現できる。さらに、前
述のエネルギー関数から決めた結合係数ωに階層毎に異
なるバイアスを加え、結合係数を補正することによって
も実現できる。
In the above explanation, we talked about changing the ease with which artificial neurons fire by changing the threshold.
This can also be realized by changing the shape of the output function f shown in FIG. 8 or by changing the value of the bias input signal J. Furthermore, it can also be realized by adding a different bias for each layer to the coupling coefficient ω determined from the above-mentioned energy function and correcting the coupling coefficient.

次に、チェック要素5について説明する。前述のニュー
ラル中ネツト3では、納期を考慮した順位決定が行われ
るが、納期を厳守しなけらばならない品種ロットがある
場合、確実に納期を守れるように順位が決定される補償
がない。このためチェック要素5は次式(6)に基づい
て、各品種ロットがそれぞれの生産期限までに生産が完
了するか否かをチェックする。
Next, check element 5 will be explained. In Neural Middle Net 3 described above, rankings are determined in consideration of delivery dates, but if there is a variety lot for which delivery dates must be strictly adhered to, there is no compensation for determining the rankings to ensure that the delivery dates are met. Therefore, the check element 5 checks whether the production of each product lot is completed by the respective production deadline based on the following equation (6).

第6式において、Tα(1−1,1)は第i、1番目の
生産品種を第1番目の生産品種に切替えるための所要時
間を意味する。Tα(0,1)は最初の段取り時間を意
味する。Tβ(,1)は第1番目に生産する品種の生産
に要する時間を意味する。Tγ(1)は第1番目に生産
する品種の生産期限を意味する。 パラメータ設定要素
6は、チェック要素5のチェック結果を受取る。パラメ
ータ設定要素6は期限遅れになる品種ロットが存在する
場合、その品種ロットに対応する行を若い行に振替える
In the sixth equation, Tα(1-1,1) means the time required to switch from the i-th, first product type to the first product type. Tα(0,1) means the initial setup time. Tβ(,1) means the time required to produce the first variety to be produced. Tγ(1) means the production deadline of the first variety to be produced. The parameter setting element 6 receives the check result of the check element 5. If there is a product lot that will be overdue, the parameter setting element 6 transfers the row corresponding to the product lot to a younger row.

パラメータ設定要素6は行の振替えに伴い(4)式に基
づいて、ニューラル・ネット3の結合係数ωも変更する
The parameter setting element 6 also changes the coupling coefficient ω of the neural net 3 based on equation (4) as the rows are changed.

例えば、具体的に、品FJiASCSB・・・の順で、
生産を行うという解が得られた場合を考える。チェック
要素5のチェックにより、例えば、品t8Ii Bの納
期が守れないと判断された場合、パラメータ設定要素6
は品種Bを第1行に、品種Aを第2行にそれぞれ振替え
、それに伴って、結合係数も変更する。制御要素7は振
替が終了すると、再びニューラル・ネット3を起動し、
新たな解を求める。
For example, specifically, in the order of items FJiASCSB...
Let us consider the case where the solution to produce is obtained. For example, if it is determined that the delivery date of item t8Ii B cannot be met by checking check element 5, parameter setting element 6
transfers type B to the first line and type A to the second line, and changes the coupling coefficient accordingly. When the transfer is completed, the control element 7 starts up the neural net 3 again,
Find a new solution.

制御要素7は、全ての品種が納期を満足する解が得られ
るまで、各要素に働きかけ、前述の動作を自動的に繰返
えさせる。制御要素7の動作を第6図のフローチャート
を参照して説明する。先ず、制御部7はニューラル・ネ
ット3及び入力・バイアス信号供給要素4にその初期パ
ラメータを設定することをパラメータ設定要素6に指令
する(ステップSl)。初期パラメータの設定が終了す
ると、ニューラル・ネット3を起動する(ステップS2
)。制御要素7は、例えば、時間を計測することにより
ニューラル・ネット3が安定状態になったか否かをチェ
ックする(ステップS3)。ニューラル参ネット3が安
定状態になると、制御要素7はチェック要素5に期限チ
ェックを指示する(ステップS5)。チェック要素5の
動作により、期限を守れない品種ロットが見付かった場
合(ステップS5)、制御部7はその品種のロットの生
産順位が向上するように、ニューラル・ネット3のパラ
メータを再設定することをパラメータ設定要素6に指令
する(ステップS6)。設定終了後(ステップS7)、
制御部7はニューラル・ネット3を再起動する(ステッ
プS2)。制御要素7は、この一連の動作を、期限遅れ
の品種ロットがないとステップS5で判断されるまで、
繰返させる。
The control element 7 operates on each element to automatically repeat the above-mentioned operations until a solution is obtained that satisfies the delivery date for all products. The operation of the control element 7 will be explained with reference to the flowchart in FIG. First, the control unit 7 instructs the parameter setting element 6 to set initial parameters for the neural net 3 and the input/bias signal supply element 4 (step Sl). When the initial parameter settings are completed, the neural net 3 is activated (step S2
). The control element 7 checks whether the neural net 3 has reached a stable state, for example by measuring time (step S3). When the neural reference network 3 reaches a stable state, the control element 7 instructs the check element 5 to check the deadline (step S5). When a lot of a variety that cannot meet the deadline is found through the operation of the check element 5 (step S5), the control unit 7 resets the parameters of the neural net 3 so that the production order of the lot of that variety is improved. is commanded to the parameter setting element 6 (step S6). After completing the settings (step S7),
The control unit 7 restarts the neural net 3 (step S2). The control element 7 continues this series of operations until it is determined in step S5 that there is no overdue product lot.
Have them repeat.

かくして、人工ニューロンの発火状態により、納期制約
のある条件の下での最適生産順位を短時間のうちに得る
ことができる。
In this way, depending on the firing state of the artificial neuron, it is possible to obtain the optimal production order in a short time under conditions with deadline constraints.

なお、期限遅れの品種が存在する解が得られた場合に、
行の振替えはせず、その品種ロットが割付けられている
行の求められた順位が割付けられている列よりも若い列
に属する人工ニューロンが発火しやすくなるように、そ
れらの人工ニューロン13に供給されるバイアス信号の
信号レベルや閾値や出力関数を補正することによっても
、同様の作用が得られる。例えば、第2行に割付けられ
た品g1f3が3番目に生産され、期限遅れとなる解が
得られた場合、第2行の第1及び第2列の人工ニューロ
ンにより大きい信号レベルのバイアス信号を供給しても
良い。あるいは、第2行の第1及び第2列の人工ニュー
ロンの閾値りを小さくシ、あるいは出力関数fを補正し
ても良い。
In addition, if a solution is obtained in which there is a product with a late deadline,
Without changing the rows, the obtained rank of the row to which the product lot is assigned is supplied to the artificial neurons 13 in such a way that the artificial neurons belonging to columns younger than the column to which the lot is assigned are more likely to fire. A similar effect can be obtained by correcting the signal level, threshold value, or output function of the bias signal. For example, if the product g1f3 assigned to the second row is produced third and a solution that causes the deadline to be delayed is obtained, a bias signal with a large signal level is sent to the artificial neurons in the first and second columns of the second row. It may be supplied. Alternatively, the threshold values of the artificial neurons in the first and second columns of the second row may be reduced, or the output function f may be corrected.

なお、前述の品柾ロット名を都市名に、生産順位を巡回
順位に置換えれば、m5図の実施例は巡回セールスマン
問題の解を求める場合に応用できる。また、これらに限
定されず、他の同様な問題の回答にも応用できる。
If the above-mentioned quality lot name is replaced with a city name and the production order is replaced with a traveling order, the embodiment of the m5 diagram can be applied to the case of finding a solution to the traveling salesman problem. Moreover, it is not limited to these, and can be applied to answers to other similar questions.

なお、入力・バイアス信号供給要素4、チェック要素5
、パラメータ設定要素6、制御要素7等は、マイクロコ
ンピュータを用いて、個別にあるいは一体的に実現でき
る。
In addition, input/bias signal supply element 4, check element 5
, the parameter setting element 6, the control element 7, etc., can be realized individually or integrally using a microcomputer.

[発明の効果] この発明によれば、ニュー1ラル・ネットの並列処理能
力を活用し、多数の入力信号をその信号レベルにより、
繰返し動作なく、はぼ瞬時にその序列を決定できる。こ
のため、最大信号レベル、最小信号レベル、中間信号レ
ベルを有する信号等を短時間に選び出すことを容易にす
るニューラル・ネットを得ることができる。これにより
、入力異常の可能性が高い信号を除いた信頼度の高い平
均値や、中間値の近傍の数点の入力信号を用いた信頼度
の高い平均値を小さい検出遅れ時間で得ることが容易に
なる。求められた平均値を制御量とすることにより、分
布系を良好且つ高信頓度で制御できる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, by utilizing the parallel processing ability of the neural net, a large number of input signals are processed according to their signal levels.
The ranking can be determined almost instantaneously without repeated operations. Therefore, it is possible to obtain a neural net that facilitates selecting signals having the maximum signal level, minimum signal level, intermediate signal level, etc. in a short time. As a result, it is possible to obtain a highly reliable average value excluding signals with a high possibility of input abnormality, or a highly reliable average value using several input signals near the intermediate value, with a small detection delay time. becomes easier. By using the obtained average value as the control amount, the distribution system can be controlled favorably and with high confidence.

また、多数の入力信号を1つずつ、上限値を越えている
か、下限値を下回っているかをチェックする代わりに最
大信号レベルを有する信号のみを上限チェックし、最小
信号レベルを有する信号のみを下限チェックすることに
より、分布系の上限・下限警報処理を簡単1ご行うこと
ができる。
Also, instead of checking a large number of input signals one by one to see if they exceed the upper limit or below the lower limit, only the signal with the maximum signal level is checked as the upper limit, and only the signal with the minimum signal level is checked as the lower limit. By checking this, you can easily perform upper and lower limit alarm processing for the distribution system.

さらに、訪問期日に171約がある条件下での最適訪問
順位決定や、納期制約がある下での品種ロットの最適生
産順位決定を迅速に実効できるニューラル・ネット及び
システムを得ることができる。
Furthermore, it is possible to obtain a neural net and a system that can quickly determine the optimal visit order under conditions where there are 171 appointments on the visit date and the optimal production order of product lots under delivery date constraints.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、入力信号の信号レベルの大小序列を判別する
ため、階層毎にバイアス信号値を変え、発火しやすさを
変えた、相互抑制結合ニューラル・ネットシステムの実
施例の構成図、第2図は第1図に示されるニューラル・
ネットの一部分の具体的な構成の一例を示す回路図、第
3図は第1図に示されるニューラル・ネットシステムを
用いた制御システムの一例を示すブロック図、第4図は
入力信号の信号レベルの大小序列を判別するため、階層
毎の結合係数値あるいは閾値を変え、発火しやすさを変
えた相互抑制結合ニューラル・ネットシステムの構成を
示すブロック図、第5図は期限制約がある条件下で最適
順位を決定できる相互結合ニューラル・ネットシステム
の構成を示すブロック図、第6図は第5図の制御要素7
の動作を示すフローチャート、第7図は人工ニューロン
の模式図、第8図は人工ニューロンの出力関数の形を示
す図である。 1.2.3・・・ニューラル・ネット、4・・・入力・
バイアス信号供給要素、5・・・チェック要素、6・・
・パラメータ設定要素、7・・・制御要素、8・・・入
力信号供給要素、9・・・バイアス信号供給要素、10
・・・判IfrW素、11.12.13・・・人工ニュ
ーロン。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第 図 第 図 ω; 第1行のシ丁アスや1!1冊歌 (ω1〉 ω2〉 ・・・〉ωM) h自: ’$ i  K丁σ)しき−11a (h’<h2<・・・〈hM) 第 図 Tα(i−1,i) Tβ(i) ;第1−141!の±X品種i第1番目め1烹品f亀に
τηVえるrこめの所t−吟聞。 二部1各!!1こ1厚Tろ品↑1の生N戸ケ!q〒54
゜Tγ(1) :不i香目(;ヱ1Tろaonの1声期戸良。 第 図 第 図
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of a mutually inhibiting coupled neural net system in which the bias signal value is changed for each layer to change the ease of firing in order to determine the magnitude order of the signal level of the input signal. Figure 2 shows the neural network shown in Figure 1.
A circuit diagram showing an example of a specific configuration of a part of the net, Fig. 3 is a block diagram showing an example of a control system using the neural net system shown in Fig. 1, and Fig. 4 shows a signal level of an input signal. Figure 5 is a block diagram showing the configuration of a mutually inhibiting coupled neural net system in which the ease of firing is changed by changing the coupling coefficient value or threshold value for each layer in order to determine the magnitude order of . A block diagram showing the configuration of a mutually coupled neural net system that can determine the optimal ranking in FIG.
FIG. 7 is a schematic diagram of the artificial neuron, and FIG. 8 is a diagram showing the form of the output function of the artificial neuron. 1.2.3...Neural net, 4...Input
Bias signal supply element, 5... Check element, 6...
- Parameter setting element, 7... Control element, 8... Input signal supply element, 9... Bias signal supply element, 10
... size IfrW element, 11.12.13... artificial neuron. Applicant's representative Patent attorney Takehiko Suzue Figure ω; 1st line Shichoasya 1!1 book song (ω1〉 ω2〉 ...〉ωM) hself: '$ i Kdingσ) Shiki- 11a (h'<h2<...<hM) Diagram Tα(i-1,i) Tβ(i); No. 1-141! ± Two parts, one each! ! 1 ko 1 thick T-fila product ↑ 1 raw N door! q〒54
゜Tγ(1): Fuikome (;ヱ1Troaon's 1st voice period Tora. Figure Figure Figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)相互結合型の人工ニューロンを二次元状に配列し
、並列情報処理を行う、ニューラル・ネットにおいて、
人工ニューロンを階層状に分け、階層毎に発火しやすさ
が異なる人工ニューロンを用いることを特徴とするニュ
ーラル・ネット。 (2)人工ニューロンを行列状に配列し、行あるいは列
毎に階層に分けることを特徴とする請求項1に記載のニ
ューラル・ネット。 (3)人工ニューロンを行列状に配列し、第i行第j列
の人工ニューロンは(i+j)の値が同一の人工ニュー
ロンと同一の階層に属するように階層分することを特徴
とする請求項1に記載のニューラル・ネット。 (4)同一行または同一列内の人工ニューロンが相互抑
制結合をしていることを特徴とする請求項1に記載のニ
ューラル・ネット。 (5)所定のエネルギー関数が極小になる状態にニュー
ラル・ネットの状態の安定点が存在するように人工ニュ
ーロンを相互結合したことを特徴とする請求項1に記載
のニューラル・ネット。 (8)人工ニューロンを行列状に配列し、同一行あるい
は同一列内の人工ニューロンを相互抑制結合し、行ある
いは列毎に階層状に分けることを特徴とする請求項1に
記載のニューラル・ネット。 (7)人工ニューロンを行列状に配列し、所定のエネル
ギー関数が極小になる状態にニューラル・ネットの状態
の安定点があるように各人工ニューロンを相互結合させ
、第i行、第j列の人工ニューロンは(i+j)の値が
同一の人工ニューロンと同一階層に属するように階層分
けされていることを特徴とする請求項1に記載のニュー
ラル・ネット。 (8)人工ニューロンの階層毎の発火しやすさを、階層
毎に人工ニューロンに加えるバイアス信号の大きさにを
変えることにより異ならせていることを特徴とする請求
項1に記載のニューラル・ネット。 (9)人工ニューロンの階層毎の発火しやすさを、階層
毎に人工ニューロンの閾値の大きさを変えることにより
異ならせていることを特徴とする請求項1に記載のニュ
ーラル・ネット。 (10)人工ニューロンの階層毎の発火しやすさを、階
層毎の人工ニューロンの出力関数の形状を変えることに
より異らせていることを特徴とする請求項1に記載のニ
ューラル・ネット。 (11)人工ニューロンの階層毎の発火しやすさを、階
層毎の人工ニューロンの抑制結合の強さを変えることに
より異ならせていることを特徴とする請求項1に記載の
ニューラル・ネット。 (12)人工ニューロンが行又は列毎に階層分けされて
おり、同一行又は同一列に属する人工ニューロンには同
一の入力信号を供給する入力信号供給要素を具備するこ
とを特徴とする請求項4に記載のニューラル・ネット。 (13)人工ニューロンの行又は列を所定の事象に、人
工ニューロンの列又は行を所定の事象の発生順位に対応
付け、所定の事象の発生順位を決定する順位決定用であ
ることを特徴とする請求項7に記載のニューラル・ネッ
ト。 (14)ニューラル・ネットにより決定された順位では
遅すぎる事象が存在するか否かをチェックするチェック
要素と、  遅すぎる事象が存在する場合に、その事象に関係する
人工ニューロンの発火しやすさを修正するパラメータ設
定要素と、  所望の結果が得られるまで、繰返し、ニューラル・ネ
ットとチェック要素とパラメータ設定要素の動作を制御
する制御要素と、を備えることを特徴とする請求項13
に記載の順位決定用ニューラル・ネット。 (15)ニューラル・ネットにより決定された順位では
遅すぎる事象が存在するか否かをチェックするチェック
要素と、 遅すぎる事象が存在する場合にその事象に対応する行を
その行より若い番号の行に変更し、変更に伴う人工ニュ
ーロン間の相互結合の強さを変更するパラメータ設定要
素と、 所望の結果が得られるまで、繰返し、ニューラル・ネッ
トとチェック要素とパラメータ設定要素の動作を制御す
る制御要素と、を具備したことを特徴とする請求項13
記載の順位決定用ニューラル・ネット。 (16)事象を巡回する訪問先として、所定の訪問先は
所定の期間以内に訪問する制約条件の下で巡回距離、総
所要時間、総費用を極小にする訪問先の巡回順位を決定
することを特徴とする請求項13記載の順位決定用ニュ
ーラル・ネット。 (17)事象を生産ラインで生産する品種ロットとし、
所定の品種ロットは所定の日時以内に生産を完了させる
制約条件の下で、品種ロット切替え総費用、総時間を極
小にする品種ロットの生産順位を決定することを特徴と
する請求項13記載の順位決定用ニューラル・ネット。
[Claims] (1) In a neural network in which interconnected artificial neurons are arranged in a two-dimensional manner and parallel information processing is performed,
A neural net characterized by dividing artificial neurons into layers and using artificial neurons that have different firing susceptibilities for each layer. (2) The neural net according to claim 1, wherein the artificial neurons are arranged in a matrix and divided into layers by row or column. (3) A claim characterized in that the artificial neurons are arranged in a matrix, and the artificial neurons in the i-th row and j-th column belong to the same layer as the artificial neurons with the same (i+j) value. The neural net described in 1. (4) The neural net according to claim 1, wherein the artificial neurons in the same row or column have mutual inhibitory connections. (5) The neural network according to claim 1, wherein the artificial neurons are interconnected so that a stable point of the state of the neural network exists in a state where a predetermined energy function becomes a minimum. (8) The neural network according to claim 1, wherein the artificial neurons are arranged in a matrix, the artificial neurons in the same row or column are mutually inhibited, and each row or column is divided hierarchically. . (7) Arrange the artificial neurons in a matrix, connect each artificial neuron to each other so that the stable point of the neural net state is the state where the predetermined energy function is minimum, and 2. The neural net according to claim 1, wherein the artificial neurons are hierarchically divided so that the artificial neurons having the same value of (i+j) belong to the same hierarchy. (8) The neural network according to claim 1, wherein the ease of firing of each layer of the artificial neuron is varied by changing the magnitude of a bias signal applied to the artificial neuron for each layer. . (9) The neural net according to claim 1, wherein the ease with which the artificial neurons fire for each layer is made different by changing the threshold value of the artificial neurons for each layer. (10) The neural net according to claim 1, wherein the ease with which the artificial neurons fire for each layer is varied by changing the shape of the output function of the artificial neurons for each layer. (11) The neural net according to claim 1, wherein the ease with which the artificial neurons fire in each layer is made different by changing the strength of the inhibitory connections of the artificial neurons in each layer. (12) Claim 4 characterized in that the artificial neurons are hierarchically divided by row or column, and the artificial neurons belonging to the same row or column are provided with an input signal supply element that supplies the same input signal. Neural net described in. (13) The feature is that the row or column of the artificial neurons is associated with a predetermined event, and the column or row of the artificial neuron is associated with the order of occurrence of the predetermined event, and is used for determining the order of occurrence of the predetermined event. 8. The neural net according to claim 7. (14) A check element that checks whether there is an event that is too slow in the ranking determined by the neural network, and a check element that checks whether or not there is an event that is too slow in the ranking determined by the neural network, and if there is an event that is too slow, the ease with which artificial neurons related to that event fire. 14. The method of claim 13, further comprising: a parameter setting element for modifying; and a control element for controlling the operation of the repeating, neural net and checking element and the parameter setting element until a desired result is obtained.
Neural net for ranking determination described in . (15) A check element that checks whether there is an event that is too slow in the order determined by the neural network, and if there is an event that is too slow, the row corresponding to that event is set to a row with a lower number than that row. and a parameter setting element that changes the strength of mutual connections between artificial neurons as the changes occur, and a control that repeatedly controls the operation of the neural net, check element, and parameter setting element until the desired result is obtained. Claim 13 characterized in that it comprises an element.
Neural net for ranking determination as described. (16) Determine the order of visiting destinations to minimize the visiting distance, total time required, and total cost under the constraint that the specified destinations be visited within a predetermined period as visiting destinations for visiting events. 14. The neural network for ranking determination according to claim 13. (17) Let the event be a variety lot produced on a production line,
14. The method according to claim 13, wherein the production order of product lots is determined to minimize the total cost and total time for switching product lots under the constraint that production of a predetermined product lot is completed within a predetermined date and time. Neural net for ranking.
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EP89118487A EP0362840B1 (en) 1988-10-06 1989-10-05 Neural network system
KR1019890014364A KR930000098B1 (en) 1988-10-06 1989-10-06 Neural network system
US08/094,928 US5434951A (en) 1988-10-06 1993-07-22 Neural network system having minimum energy function value

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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NIKKEI MICRODEVICES=1989 *

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