JPH05204891A - Method and device for schedule planning - Google Patents

Method and device for schedule planning

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Publication number
JPH05204891A
JPH05204891A JP18132592A JP18132592A JPH05204891A JP H05204891 A JPH05204891 A JP H05204891A JP 18132592 A JP18132592 A JP 18132592A JP 18132592 A JP18132592 A JP 18132592A JP H05204891 A JPH05204891 A JP H05204891A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
objective function
plan
work
search
time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP18132592A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Haruki Inoue
春樹 井上
Hiroyuki Ichikawa
弘幸 市川
Kenichi Nakamura
兼一 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Engineering Co Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Engineering Co Ltd
Priority to JP18132592A priority Critical patent/JPH05204891A/en
Publication of JPH05204891A publication Critical patent/JPH05204891A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain optimal solution within allowable realistic finite time by a universal computer by generating an objective function from an environmental variable and a state variable, and finding the minimum value of the objective function. CONSTITUTION:This device is equipped with a means 1 which inputs the environmental variable representing environment for which an instructed plan is targeted, and the state variable representing a plan that can be taken in supplied environment, objective function generating means 2-5 which generate the objective function from supplied environmental variable and state variable, a minimum value retrieval means 2-5 which find the minimum value of the objective function F(x), and an output means 6 which outputs a retrieval result at the minimum value retrieval means 2-5. When an objective function value by a present plan candidate before change is compared with the objective function value by a next plan candidate after change and no satisfactory value can be obtained(no reduction of the objective function value is attained), i.e. when it is judged that a process is a retrieval process arriving at the optimal solution even when no improvement is attained, such plan after change can be employed as the optimal solution retrieval route.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は計画立案方法に関するも
ので、とくに組合せあるいは順列の数が膨大でかつ必ず
最適なる計画案が存在する問題を、極めて高速に解法す
る方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a planning method, and more particularly to a method and apparatus for solving a problem in which the number of combinations or permutations is enormous and there is always an optimal planning method at an extremely high speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】種々の分野において、各種のパラメータ
を最大あるいは最小とする最適解を得るための手法が提
案されてきた。例えば、「(1)ファジィ推論を用いたフ
レキシブル生産スケジューリング」(日本ファジィ学会
誌、Vol.3、No.2 pp339〜346、1991)、(2)「知識型
スケジューリングシステムの開発」(日立マイコン技
法、Vol.4、No.2 pp56〜61、1990)等の文献に記載さ
れている様に、経験的情報を用いて、極めて短時間に良
い計画を立案する手法が数多く提案され、実用化もされ
てきた。
2. Description of the Related Art In various fields, methods have been proposed for obtaining an optimum solution that maximizes or minimizes various parameters. For example, "(1) Flexible production scheduling using fuzzy inference" (Journal of Fuzzy Society of Japan, Vol.3, No.2 pp339-346, 1991), (2) "Development of knowledge-based scheduling system" (Hitachi Microcomputer Technique) , Vol.4, No.2 pp56-61, 1990) etc., many methods of making good plans in a very short time using empirical information have been proposed and put to practical use. It has been.

【0003】しかし、この様な知識工学、ファジィある
いはOR(オペレーションズリサーチ)手法は、例えば
下記3点において、必ずしも満足できる手法とは言い難
いものであった。
However, such knowledge engineering, fuzzy or OR (operations research) methods are not always satisfactory in the following three points.

【0004】まず、第一に、最適解が求まらない点であ
る。次に、第二に、対象問題の変化に対する柔軟性に欠
ける点である。第三に計画立案装置の構造が複雑で、膨
大な製作工数と費用を必要とする点である。それぞれに
つき簡単に述べると、以下のようになる。
First of all, the optimum solution cannot be obtained. Second, there is a lack of flexibility in changing the target problem. Thirdly, the structure of the planning device is complicated and enormous manufacturing man-hours and costs are required. The following is a brief description of each.

【0005】第一の点について、膨大な組合せの中か
ら、唯一つの最適解を求める方法は、ただ一種類の方法
しかないと考えられていた。
Regarding the first point, it was thought that there is only one type of method for obtaining the only optimum solution from among a huge number of combinations.

【0006】これは、「列挙法」と呼ばれる手法で、全
ての組合せを検討、評価して最適解を検出する方法であ
る。
This is a method called "enumeration method", in which all combinations are examined and evaluated to detect the optimum solution.

【0007】しかし、この方法によると、許容される現
実的な有限時間内に、現実の問題を解くのは不可能であ
るといえる。
However, according to this method, it can be said that it is impossible to solve a real problem within an allowable realistic finite time.

【0008】例えば、わずか24個の地点を1回づつ訪
れ、最短の経路を求めるためには、24!通りの組合せ
の検討が必要であるが、24!は、1020よりはるかに
大きな数であるから、1回の経路を求めるのに10~6
しか要しない「高速コンピューター」であっても1014
秒、すなわち106年以上を要することになる。
For example, in order to visit only 24 points once and find the shortest route, 24! It is necessary to consider the combination of streets, but 24! Is much larger than 10 20 , so even if it is a “high-speed computer” that requires only 10 to 6 seconds to find one route, it is 10 14
Seconds, that is, 10 6 years or more will be required.

【0009】さらに、24個程度を対象とした最適化の
要求は、現実には最も少ないケースであると言える。以
上のような理由により、最適解を、許容される現実的な
有限時間内に求めるのは不可能であるため、研究され始
めたのが、いわゆるOR(オペレーションズリサーチ)
であり、知識工学、ファジィ理論を中心として研究され
ていたため、最適解が求まらぬのは当然と言える。第二
点の柔軟性の欠如は、知識工学等に固有の性格上、高速
性、最適性を追求するほど強調されてしまうことにな
る。すなわち、従来方法において、良い計画システムと
は、対象問題の特有な事象を詳細に知っていることに他
ならないからであった。従って、対象の変更が、少しで
も発生すると、システムは、全く機能しなくなるのであ
る。近年、多品種小量生産が主たる課題となっている製
造業等の分野においては、これに対応するため、頻繁な
設備の変更、拡張が最重要の課題となっているが、上述
のように、この様な分野に、知識工学、ファジィ等を応
用したエキスパート計画立案システムを導入することは
避けるべきと考えられる。第三点については、上記、第
二点での説明が、そのまま当てはまる。すなわち、良い
システムを得るためには、問題に対する学習と調査が、
十分に必要であり、かつその表現に多大な工数と費用が
必要になるわけである。
Further, it can be said that the demand for optimization targeting about 24 is actually the smallest case. For the above reasons, it is impossible to find an optimal solution within an allowable finite time, and so research has begun in what is called OR (Operations Research).
Since it was researched mainly on knowledge engineering and fuzzy theory, it can be said that the optimum solution cannot be obtained. The second point, the lack of flexibility, is emphasized as the speed and optimality are pursued due to the nature peculiar to knowledge engineering. That is, in the conventional method, a good planning system is nothing but knowing in detail the specific phenomenon of the target problem. Therefore, if any change in the target occurs, the system will fail at all. In recent years, in fields such as the manufacturing industry where high-mix low-volume production has become a major issue, frequent equipment changes and expansions have become the most important issues in order to address this, but as mentioned above, , It is considered that introduction of expert planning system applying knowledge engineering, fuzzy, etc. should be avoided in such fields. With respect to the third point, the above description of the second point applies as it is. In other words, in order to get a good system, learning and research on the problem
It is necessary enough, and the expression requires a lot of man-hours and cost.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】以上の様に、例えばス
ケジューリング問題の解決を考えると、従来の技術を用
いた手法では、満足のいく解を得られることはなく、す
べて不完全な解法となっていた。また、計算の打切り
を、どの時点で行なうかについて目処も全く立たない状
態でオペレータの判断と計算許容時間等をもとに、演算
の中止を行なっていたため、計算の打切り時点に個人差
が反映され、得られた解は、一般性に欠けるという問題
点もあった。
As described above, when considering, for example, the solution of the scheduling problem, the method using the conventional technique does not provide a satisfactory solution, and all the methods are incomplete. Was there. In addition, the calculation was stopped based on the operator's judgment and the calculation allowable time, etc. without any idea of when to stop the calculation. However, there is a problem that the obtained solution lacks generality.

【0011】また、各種の問題を対象とし、対象の変化
に影響を受けない解法の発明も期待されていた。
Further, there has been expected an invention of a solution for various problems, which is not affected by changes in the target.

【0012】本発明の目的は、上記問題点を解決し、各
種の問題を対象とし、最適解を許容される現実的な有限
時間内に、汎用の計算機を用いて人間を介在させず解
く、計画立案方法および装置を提供することである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to solve various problems, and to solve an optimal solution within a realistic finite time allowed by a general-purpose computer without human intervention. It is to provide a planning method and apparatus.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、以下の手段が考えられる。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the following means can be considered.

【0014】最適計画を設定するための目的関数を作成
するために、与えられた計画対象の環境を表す環境変
数、および、与えられた環境の中でとり得る計画を表す
状態変数を入力する入力手段と、与えられた環境変数お
よび状態変数から目的関数を作成する目的関数作成手段
と、状態変数をxとし、目的関数F(x)の最小値を求
める最小値探索手段と、最小値探索手段での探索結果を
出力する出力手段を有する計画立案装置である。
In order to create an objective function for setting an optimum plan, an environment variable representing an environment of a given planning target and a state variable representing a plan that can be taken in the given environment are input. Means, an objective function creating means for creating an objective function from given environment variables and state variables, a minimum value searching means for finding the minimum value of the objective function F (x), where x is the state variable, and a minimum value searching means. It is a planning apparatus having an output means for outputting the search result in (1).

【0015】また、最適計画を設定するための目的関数
を作成するために、与えられた計画対象の環境を表す環
境変数、および、与えられた環境の中でとり得る計画を
表す状態変数を入力する入力手段と、与えられた環境変
数および状態変数から目的関数を作成する目的関数作成
手段と、状態変数をxとし、目的関数F(x)の最小値
を求める最小値探索手段と、最小値探索手段での探索結
果を出力する出力手段と、最小値の探索を、状態変数の
数に応じて予め決めておく所定時に終了させる最小値探
索終了手段を有する計画立案装置も考えられる。また、
前記出力手段は、表示装置である構成も考えられる。
Further, in order to create an objective function for setting an optimum plan, an environment variable representing a given environment of a plan object and a state variable representing a plan that can be taken in the given environment are input. Input means, an objective function creating means for creating an objective function from given environment variables and state variables, a minimum value searching means for obtaining the minimum value of the objective function F (x), where x is the state variable, and a minimum value. A planning apparatus having output means for outputting the search result by the search means and minimum value search termination means for terminating the search for the minimum value at a predetermined time which is predetermined according to the number of state variables is also conceivable. Also,
The output means may be a display device.

【0016】さらに、前記表示装置は、計画立案回数に
より変化する変数を表示する機能を有する構成でもよ
い。
Further, the display device may have a function of displaying a variable that changes depending on the number of times of planning.

【0017】また、前記最小値探索手段は、ギブス行列
を状態推移確率行列とし、マルコフ連鎖をシミュレート
することによって、マルコフ連鎖の状態確率分布を最適
状態確率分布に近づけ、目的関数の最小値を与える状態
変数を求める手段であることも考えられる。
Further, the minimum value searching means approximates the state probability distribution of the Markov chain to the optimal state probability distribution by simulating the Markov chain using the Gibbs matrix as the state transition probability matrix, and determines the minimum value of the objective function. It can also be considered as a means for obtaining the given state variable.

【0018】この場合、前記最小値探索手段は、探索パ
ラメータである温度Tを、探索回数iに対して、Δ/L
og(i+a)(Δは、十分大きな正の実数、Log
は、常用対数、aは、正の実数)で低下させる手段を備
える構成も考えられる。
In this case, the minimum value searching means sets the temperature T, which is a search parameter, to Δ / L with respect to the number of searches i.
og (i + a) (Δ is a sufficiently large positive real number, Log
Is a common logarithm, and a is a positive real number).

【0019】さらに、前記最小値探索手段は、探索パラ
メータである温度Tを、探索回数iに対して、Δ/iで
低下させる手段を備える構成も考えられる。
Further, the minimum value searching means may be provided with a means for decreasing the temperature T, which is a search parameter, by Δ / i with respect to the number of searches i.

【0020】加えて、前記最小値探索手段は、探索パラ
メータである温度Tを、探索回数iに対して、Δ/Lo
g(i+a)(Δは、十分大きな正の実数、Logは、
常用対数、aは、正の実数)で低下させる手段、およ
び、探索パラメータである温度Tを、探索回数iに対し
て、Δ/iで低下させる手段を備え、前記2手段を選択
可能とした構成も考えられる。
In addition, the minimum value search means sets the temperature T, which is a search parameter, to Δ / Lo with respect to the number of searches i.
g (i + a) (Δ is a sufficiently large positive real number, Log is
The common logarithm, a is a positive real number, and a means for decreasing the temperature T, which is a search parameter, by Δ / i with respect to the number of searches i, and the two means can be selected. A configuration is also possible.

【0021】上記手段を用いた具体的な計画立案装置と
して、以下に示すものが考えられる。 まず、前記目的
関数を、立体倉庫の入出庫作業において、入出庫作業棚
間の距離とし、状態変数である入出庫作業順を決定する
計画立案装置が考えられる。
The following is conceivable as a concrete plan making apparatus using the above means. First, there can be considered a planning apparatus that determines the objective function, which is a state variable, in the order of loading and unloading work by using the objective function as a distance between loading and unloading work shelves in loading and unloading work of a three-dimensional warehouse.

【0022】また、前記目的関数を、立体倉庫の入出庫
作業において使用するクレーンの移動時間とし、状態変
数である入出庫作業順を決定する計画立案装置も考えら
れる。 また、前記目的関数を、複数の地点を各々1回
訪問する作業において、各地点間の移動に要する所要時
間とし、状態変数である訪問順を決定する計画立案装置
も考えられる。
Further, a planning apparatus may be considered in which the objective function is the moving time of a crane used in the loading and unloading work of a three-dimensional warehouse, and the loading and unloading work order, which is a state variable, is determined. Further, a planning apparatus may be considered in which the objective function is set as a time required for movement between the points in the work of visiting each of the plurality of points once, and the order of visit, which is a state variable, is determined.

【0023】また、前記目的関数を、複数の地点を各々
1回訪問する作業において、各地点間の移動に必要とす
るエネルギーとし、状態変数である訪問順を決定する計
画立案装置も考えられる。
Further, a planning apparatus may be considered in which the objective function is the energy required to move between the points in the work of visiting each of the points once, and the order of visit, which is a state variable, is determined.

【0024】また、前記目的関数を、複数の地点を各々
1回訪問する作業において、期待時刻に対する到着予定
時刻によって定まるサービス度合いとし、状態変数であ
る訪問順を決定する計画立案装置も考えられる。
Further, a planning apparatus may be considered in which the objective function is a service degree determined by the expected arrival time with respect to the expected time in the work of visiting each of a plurality of points once, and the order of visit, which is a state variable, is determined.

【0025】また、前記目的関数を、定められた設備に
て複数の作業を行なうジョブショップ計画において、作
業開始から作業終了までの全作業所要時間とし、状態変
数である各作業に使用する設備および該設備の作業開始
時刻を決定する計画立案装置も考えられる。
Further, in the job shop plan in which a plurality of works are performed in a predetermined facility, the objective function is the total work required time from the start of work to the end of work, and the facility used for each work, which is a state variable, A planning device that determines the work start time of the equipment is also conceivable.

【0026】また、前記目的関数を、定められた設備に
て複数の作業を行なうジョブショップ計画において、各
設備の稼働時間と非稼働時間の比とし、状態変数である
各作業に使用する設備および該設備の作業開始時刻を決
定する計画立案装置も考えられる。
Further, in the job shop plan in which a plurality of works are performed in a predetermined facility, the objective function is defined as a ratio of operating time and non-operating time of each facility, and the equipment used for each work which is a state variable A planning device that determines the work start time of the equipment is also conceivable.

【0027】また、前記目的関数を、定められた設備に
て複数の作業を行なうジョブショップ計画において、各
作業ごとに定められている完成期限時刻と該作業の完了
時刻との差分の合計値とし、状態変数である各作業に使
用する設備および該設備の作業開始時刻を決定する計画
立案装置も考えられる。
Further, the objective function is defined as a total value of a difference between a completion deadline time defined for each work and a completion time of the work in a job shop plan in which a plurality of works are performed in a defined facility. A planning device that determines the equipment used for each work, which is a state variable, and the work start time of the equipment is also conceivable.

【0028】さらに、前記目的関数を、電子基板への複
数の部品を装着する作業において、装着機の移動時間の
合計値とし、状態変数である装着順序を決定する計画立
案装置も考えられる。
Further, a planning apparatus may be considered in which the objective function is the total value of the moving time of the mounting machine in the work of mounting a plurality of components on the electronic board, and the mounting sequence which is a state variable is determined.

【0029】加えて、前記目的関数は、複数の制御手段
を使用して行なうプロセス制御において、制御目標値と
予測値の差分の合計値とし、状態変数である前記複数の
制御手段の起動停止順序および制御量を決定する制御計
画の計画立案装置も考えられる。
In addition, the objective function is the sum of the differences between the control target value and the predicted value in the process control using a plurality of control means, and the start / stop sequence of the plurality of control means which is a state variable. And a planning device for a control plan for determining the controlled variable is also conceivable.

【0030】次に、前述の課題を解決する方法として、
以下の手段が考えられるまず、最適計画を設定するため
の目的関数を設定するために、与えられた計画対象の環
境を表す環境変数、および、与えられた環境の中でとり
得る計画候補を表す状態変数を入力し、状態変数の組替
えを行なう探索を行ない、該探索の回数ごとに低下する
ようにランダム系のエネルギを決定する温度Tを設定
し、さらに、第一の一様乱数を発生させ、該第一の乱数
にもとづき状態変数の並べ替えを行ない現在計画候補か
ら次計画候補を作成し、予め定められた目的関数にした
がって、現在計画候補の目的関数値fold、および、
次計画候補の目的関数値fnewを演算し、前記fol
d、fnewと、前記温度Tと、新たに発生させた第二
の一様乱数αが、α<exp(−(fnew−fol
d)/T)なる(expは、自然対数のべき乗を表す)
不等式を満たすときに、次計画候補を最適計画候補とす
る処理を所定回数行なう計画立案方法が考えられる。
Next, as a method for solving the above-mentioned problems,
The following means are possible. First, in order to set the objective function for setting the optimal plan, the environment variables that represent the environment of the given planning target and the plan candidates that can be taken in the given environment are represented. A state variable is input, a search for recombining state variables is performed, a temperature T that determines the energy of a random system is set so as to decrease with each search, and a first uniform random number is generated. , Rearranging the state variables based on the first random number to create a next plan candidate from the current plan candidates, and according to a predetermined objective function, the objective function value fold of the current plan candidates, and
The objective function value fnew of the next plan candidate is calculated and
d, fnew, the temperature T, and the newly generated second uniform random number α are α <exp (-(fnew-fol
d) / T) (exp represents the power of the natural logarithm)
When the inequality is satisfied, a planning method may be considered in which the process of making the next plan candidate the optimum plan candidate is performed a predetermined number of times.

【0031】また、最適計画を設定するための目的関数
を設定するために、与えられた計画対象の環境を表す環
境変数、および、与えられた環境の中でとり得る計画候
補を表す状態変数を入力し、状態変数の組替えを行なう
探索を行ない、該探索の回数ごとに低下するように、ラ
ンダム系のエネルギを決定する温度Tを設定し、さら
に、第一の一様乱数を発生させ、該第一の乱数にもとづ
き状態変数の並べ替えを行ない現在計画候補から、次計
画候補を作成し、予め定められた目的関数にしたがっ
て、現在計画候補の目的関数値fold、および、次計
画候補の目的関数値fnewを演算し、前記fold、
fnewと、前記温度Tと、新たに発生させた第二の一
様乱数αが、α<exp(−(fnew−fold)/
T)なる(expは、自然対数のべき乗を表す)不等式
を満たすときに、次計画候補を最適計画候補とする処理
を、探索回数がn3(nは状態変数の構成要素の数)よ
り大きくなるまで、または、現在の目的関数値から、所
定回数探索数前の目的関数値の変化の傾きが、ある負の
実数より大きくなるまで行なう計画立案方法も考えられ
る。
Further, in order to set an objective function for setting an optimum plan, an environment variable representing a given environment to be planned and a state variable representing a plan candidate that can be taken in the given environment are set. A search is performed by inputting and recombining the state variables, and the temperature T that determines the energy of the random system is set so as to decrease with each search, and a first uniform random number is generated. The state variables are rearranged based on the first random number to create a next plan candidate from the current plan candidates, and according to a predetermined objective function, the objective function value fold of the current plan candidate and the purpose of the next plan candidate. The function value fnew is calculated, and the fold,
fnew, the temperature T, and the newly generated second uniform random number α are α <exp (-(fnew-fold) /
T) is satisfied (exp represents the exponentiation of natural logarithm), the number of searches is greater than n 3 (n is the number of components of the state variable) A planning method may be conceived in which the slope of the change of the objective function value before the predetermined number of search times from the current objective function value becomes larger than a certain negative real number.

【0032】さらに、最適計画を設定するための目的関
数を設定するために、与えられた計画対象の環境を表す
環境変数、および、与えられた環境の中でとり得る計画
候補を表す状態変数を入力し、状態変数の組替えを行な
う探索を行ない、該探索の回数をiとして、ランダム系
のエネルギを決定する温度TをΔ/Log(i+a)
(Δは、十分大きな正の実数、Logは、常用対数、a
は、正の実数)、あるいは、Δ/iで低下するよう設定
し、さらに、第一の一様乱数を発生させ、該第一の乱数
にもとづき状態変数の並べ替えを行ない現在計画候補か
ら、次計画候補を作成し、予め定められた目的関数にし
たがって、現在計画候補の目的関数値fold、およ
び、次計画候補の目的関数値fnewを演算し、前記f
old、fnewと、前記温度Tと、新たに発生させた
第二の一様乱数αが、α<exp(−(fnew−fo
ld)/T)なる(expは、自然対数のべき乗を表
す)不等式を満たすときに、次計画候補を最適計画候補
とする処理を所定回数行なう計画立案方法も考えられ
る。
Further, in order to set an objective function for setting the optimum plan, an environment variable representing a given planning target environment and a state variable representing a plan candidate that can be taken in the given environment are set. A search is performed by inputting and recombining state variables, and the temperature T that determines the energy of the random system is Δ / Log (i + a), where i is the number of times of the search.
(Δ is a sufficiently large positive real number, Log is a common logarithm, a
Is a positive real number), or is set to decrease by Δ / i, further, a first uniform random number is generated, and the state variables are rearranged based on the first random number. The next plan candidate is created, the objective function value fold of the current plan candidate and the objective function value fnew of the next plan candidate are calculated according to a predetermined objective function, and the f
old, fnew, the temperature T, and the newly generated second uniform random number α are α <exp (-(fnew-fo
It is also possible to consider a planning method in which the process of making the next plan candidate the optimum plan candidate is performed a predetermined number of times when the inequality (ld) / T) (exp represents the power of natural logarithm) is satisfied.

【0033】以下、上記方法に使用される目的関数を具
体的に決定し、各種問題の解法を行なう手段を記す。
The means for specifically determining the objective function used in the above method and solving various problems will be described below.

【0034】まず、前記目的関数を、立体倉庫の入出庫
作業において、入出庫作業棚間の距離とし、状態変数で
ある入出庫作業順を決定する計画立案方法が考えられ
る。
First, a planning method can be considered in which the objective function is the distance between the loading and unloading work shelves in the loading and unloading work of a three-dimensional warehouse, and the loading and unloading work order, which is a state variable, is determined.

【0035】また、前記目的関数を、立体倉庫の入出庫
作業において使用するクレーンの移動時間とし、状態変
数である入出庫作業順を決定する計画立案方法も考えら
れる。 また、前記目的関数を、複数の地点を各々1回
訪問する作業において、各地点間の移動に要する所要時
間とし、状態変数である訪問順を決定する計画立案方法
も考えられる。
A planning method may be considered in which the objective function is the moving time of the crane used in the loading and unloading work of the three-dimensional warehouse, and the loading and unloading work order, which is a state variable, is determined. In addition, a planning method may be considered in which the objective function is set as a time required for movement between the points in the work of visiting each of the plurality of points once, and the order of visit, which is a state variable, is determined.

【0036】また、前記目的関数を、複数の地点を各々
1回訪問する作業において、各地点間の移動に必要とす
るエネルギーとし、状態変数である訪問順を決定する計
画立案方法も考えられる。
A planning method may also be considered in which the objective function is the energy required for movement between the points in the work of visiting each of the points once, and the order of visits, which is a state variable, is determined.

【0037】また、前記目的関数を、複数の地点を各々
1回訪問する作業において、期待時刻に対する到着予定
時刻によって定まるサービス度合いとし、状態変数であ
る訪問順を決定する計画立案方法も考えられる。
Also, a planning method may be considered in which the objective function is the service degree determined by the expected arrival time with respect to the expected time in the work of visiting each of the plurality of points once, and the visit order, which is a state variable, is determined.

【0038】また、前記目的関数を、定められた設備に
て複数の作業を行なうジョブショップ計画において、作
業開始から作業終了までの全作業所要時間とし、状態変
数である各作業に使用する設備および該設備の作業開始
時刻を決定する計画立案方法も考えられる。
Further, the objective function is a total work required time from the start of work to the end of work in a job shop plan in which a plurality of works are carried out at predetermined equipment, and equipment used for each work which is a state variable A planning method for determining the work start time of the equipment is also conceivable.

【0039】また、前記目的関数を、定められた設備に
て複数の作業を行なうジョブショップ計画において、各
設備の稼働時間と非稼働時間の比とし、状態変数である
各作業に使用する設備および該設備の作業開始時刻を決
定する計画立案方法も考えられる。
Further, in the job shop plan for performing a plurality of works in a predetermined facility, the objective function is defined as a ratio of operating time and non-operating time of each facility, and the equipment used for each work, which is a state variable, A planning method for determining the work start time of the equipment is also conceivable.

【0040】また、前記目的関数を、定められた設備に
て複数の作業を行なうジョブショップ計画において、各
作業ごとに定められている完成期限時刻と該作業の完了
時刻との差分の合計値とし、状態変数である各作業に使
用する設備および該設備の作業開始時刻を決定する計画
立案方法も考えられる。
Further, the objective function is a total value of the differences between the completion deadline time defined for each work and the completion time of the work in a job shop plan in which a plurality of works are carried out in a defined facility. A planning method for determining the equipment used for each work, which is a state variable, and the work start time of the equipment is also conceivable.

【0041】また、前記目的関数を、電子基板への複数
の部品を装着する作業において、装着機の移動時間の合
計値とし、状態変数である装着順序を決定する計画立案
方法も考えられる。
Further, a planning method may be considered in which the objective function is set to the total value of the moving time of the mounting machine in the work of mounting a plurality of components on the electronic board, and the mounting sequence, which is a state variable, is determined.

【0042】また、前記目的関数を、複数の制御手段を
使用して行なうプロセス制御において、制御目標値と予
測値の差分の合計値とし、状態変数である前記複数の制
御手段の起動停止順序および制御量を決定する制御計画
の計画立案方法も考えられる。 さらに、多品種少量生
産を行う製造ライン管理システムにおける解決手段とし
て、以下に示すものが考えられる。
In the process control using a plurality of control means, the objective function is a total value of the difference between the control target value and the predicted value, and the start and stop sequence of the plurality of control means, which is a state variable, and A planning method of a control plan for determining the controlled variable is also conceivable. Furthermore, the followings are conceivable as a solution means in the production line management system that performs high-mix low-volume production.

【0043】すなわち、多品種少量生産を行う製造ライ
ン管理システムにおいて、製品製造諸元情報と、装置諸
元情報と、生産計画において最小化を図りたい評価項目
を表す目的関数を少なくとも含む設備割当諸元情報を入
力する入力部と、入力された各種諸元情報を記憶する第
一の記憶手段と、該第一の記憶手段に記憶された各種諸
元情報から前記目的関数を最小にするロットの最適投入
順序を計算する演算部と、ランダムな投入順序を記憶す
る第二の記憶手段と、前記計算されたロットの最適投入
順序を記憶する第三の記憶手段と、該第三の記憶手段に
記憶されたロットの最適投入順序を出力する出力部とを
設け、前記演算部は、ロットの投入順序xを状態変数と
すると、任意の状態確率分布rから出発して、生産計画
において、最小化を図りたい評価項目を表す目的関数F
(x)より定まるギブス行列Gtを状態推移確率行列と
し、マルコフ連鎖をシミュレートすることによって、マ
ルコフ連鎖の状態確率分布を限りなく最適状態確率分布
に近づけ、高い確率で目的関数F(x)の最小値または
準最小値と、それを与えるxの値を計算する確率的最小
値探索手段を有し、さらに、前記第二の記憶手段に記憶
されたランダムなロットの投入順序と、前記第一の記憶
手段に記憶された前記各種諸元情報とを前記確率的最小
値探索手段に入力して、前記目的関数の最小値とそれを
与える最適なロットの投入順序とを有限時間内に計算し
て、その結果を前記出力部に出力する手段とを有し、目
的とする評価項目の値を最小にするかまたはそれに準ず
る最適なロットの投入順序を出力することを特徴とする
製造ラインにおける計画立案装置である。
That is, in a production line management system for producing a wide variety of products in small quantities, equipment allocation information including at least product manufacturing specification information, equipment specification information, and an objective function representing an evaluation item to be minimized in a production plan. An input unit for inputting raw information, a first storage means for storing various inputted various pieces of information, and a lot of lots for minimizing the objective function from various pieces of various information stored in the first storage means. An arithmetic unit for calculating an optimum loading sequence, a second storage unit for storing a random loading sequence, a third storage unit for storing the calculated optimal loading sequence for the lot, and a third storage unit. An output unit for outputting the stored optimal loading order of the lot is provided, and the computing unit minimizes in the production plan, starting from an arbitrary state probability distribution r when the loading order x of the lot is a state variable. The objective function F representing the evaluation item you want to aim
By using the Gibbs matrix Gt determined by (x) as a state transition probability matrix and simulating the Markov chain, the state probability distribution of the Markov chain is made as close as possible to the optimal state probability distribution, and the objective function F (x) with a high probability is obtained. It has a minimum value or a quasi-minimum value and a stochastic minimum value search means for calculating the value of x that gives it, and further, the random lot loading order stored in the second storage means, and the first lot The various specification information stored in the storage means is input to the stochastic minimum value search means, and the minimum value of the objective function and the optimum lot input order that gives it are calculated within a finite time. And a means for outputting the result to the output section to minimize the value of the target evaluation item or to output an optimum lot input order in accordance with it. It is a planning apparatus.

【0044】なお、前記確率的最小値探索手段は、禁則
条件が付加された目的関数を扱う構成としても良い。
The stochastic minimum value searching means may be configured to handle an objective function to which a forbidden condition is added.

【0045】さらに、前記確率的最小値探索手段は、m
個の評価関数Hj(x)と係数Kjとの積の総和として
表される目的関数、F(x)= Σ Kj・Hj(x)
(Σはj=1からmまでの総和を表す)を扱う構成とし
ても良い。
Further, the stochastic minimum value searching means is m
Objective function expressed as the sum of products of the individual evaluation functions Hj (x) and the coefficient Kj, F (x) = Σ Kj · Hj (x)
(Σ represents the sum total of j = 1 to m) may be used.

【0046】加えて、前記確率的最小値探索手段は、状
態xより定まる複数個の評価関数Hj(x)の値をファ
ジイ変数として、先験的に定められたファジイ制御規則
により定性ファジイ推論を行ない、総合的な評価値を推
論し、この推論結果の値を目的関数F(x)の値として
扱う構成としても良いさらに、上記入力手段は、上記最
小値探索手段の探索処理の中断、中断からの処理の再
開、および、探索処理の打切りを指示する命令を入力で
きる機能を備え、さらに、前記最小値探索手段は、入力
手段から入力された命令に従って、探索処理の中断、中
断からの処理の再開、および、探索処理の打切りを行な
う計画立案装置も考えられる。
In addition, the stochastic minimum value searching means uses the values of the plurality of evaluation functions Hj (x) determined by the state x as fuzzy variables to perform qualitative fuzzy inference according to a priori-determined fuzzy control rule. The input means may be configured to infer a comprehensive evaluation value and treat the value of the inference result as the value of the objective function F (x). Further, the input means interrupts or interrupts the search process of the minimum value search means. And a function of inputting an instruction to stop the search processing, and further, the minimum value searching means interrupts the search processing in accordance with the command input from the input means, and processes from the interruption. It is also possible to consider a planning device that restarts the search and terminates the search process.

【0047】さらに、温度低下手段として、以下に示す
構成も考えられる。上記最小値探索手段が、入力手段を
介して与えられた複数の探索回数、および、該探索回数
に対する温度のデータの組にもとづき決定された、温度
Tの冷却曲線に従い、温度Tを低下させる手段を備える
計画立案装置である。さらに、温度低下手段を選択でき
る構成として以下の手段が考えられる。上記最小値探索
手段が、探索パラメータである温度Tを、探索回数iに
対して、Δ/Log(i+a)(Δは、十分大きな正の
実数、Logは、常用対数、aは、正の実数)で低下さ
せる手段と、探索パラメータである温度Tを、探索回数
iに対してΔ/iで低下させる手段と、入力手段を介し
て与えられた複数の探索回数、および、該探索回数に対
する温度のデータの組にもとづき決定された、温度Tの
冷却曲線に従い低下させる手段を備え、前記3手段を選
択可能とした計画立案装置である。
Further, as the temperature lowering means, the following constitutions can be considered. The minimum value searching means reduces the temperature T according to a cooling curve of the temperature T determined based on a plurality of search times given through the input means and a temperature data set corresponding to the search times. It is a planning device equipped with. Furthermore, the following means are conceivable as a configuration in which the temperature lowering means can be selected. The minimum value searching means sets the temperature T, which is a search parameter, to Δ / Log (i + a) (Δ is a sufficiently large positive real number, Log is a common logarithm, and a is a positive real number with respect to the number of searches i. ), A means for decreasing the temperature T, which is a search parameter, by Δ / i with respect to the number of searches i, a plurality of times of search given via the input means, and a temperature for the number of searches. It is a planning apparatus that includes means for lowering the temperature according to the cooling curve of the temperature T determined based on the data set of 1.

【0048】さらに、初期温度を設定する構成として以
下の手段が考えられる。すなわち、上記最小値探索手段
は、入力手段から予め入力された最終探索回数Nにおけ
る最終温度Teにもとずき、初期温度Tsを、Ts=T
e・log(N+a)/log(1+a)、または、T
s=Te・N(ただし、aは正の実数)で与える手段を
備えた計画立案装置である。
Further, the following means can be considered as a configuration for setting the initial temperature. That is, the minimum value searching means calculates the initial temperature Ts based on the final temperature Te at the final search count N input in advance from the input means, and sets Ts = T.
e · log (N + a) / log (1 + a) or T
This is a planning apparatus provided with means for giving s = Te · N (where a is a positive real number).

【0049】[0049]

【作用】前記問題点を解決するため、本発明では、組合
せ評価問題において、以下に記す手法を用いた処理を行
なっている。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention performs the processing using the method described below in the combination evaluation problem.

【0050】説明の便宜上、全処理を第一および第二の
処理に分ける。
For convenience of explanation, all processes are divided into first and second processes.

【0051】まず、第一の処理は、順序、または、組合
せを少しづつ変更し、その都度計画が目的としている
値、(以下目的関数値と称す)を演算し、変更前の計画
の目的関数値と比較する処理である。
First, in the first processing, the order or the combination is changed little by little, and a value intended by the plan (hereinafter referred to as an objective function value) is calculated each time, and the objective function of the plan before the change is calculated. This is the process of comparing with the value.

【0052】順序、または、組合せの変更は、乱数を発
生させ、該乱数に従って、例えば組合せを構成している
要素中の、ある1組の要素間に含まれるすべての要素の
並び替えを行なって、新しい計画候補を作成する。
To change the order or the combination, a random number is generated and, for example, all the elements included in a certain set of the elements constituting the combination are rearranged according to the random number. , Create a new plan candidate.

【0053】次に、第二の処理は、変更前の現在計画候
補による目的関数値を、変更後の次計画候補による目的
関数値に比べた時、それが良好でない場合(目的関数値
の低減が行なわれていない)、すなわち改善されていな
い場合であっても、最適解に到達する探索過程と判断さ
れる場合は、変更後の計画を最適解探索ルートとして採
用させることにする処理である。
Next, in the second processing, when the objective function value by the current plan candidate before the change is compared with the objective function value by the next plan candidate after the change, it is not good (reduction of the objective function value). Is not performed), that is, even if it is not improved, if it is determined that the search process reaches the optimum solution, the changed plan is adopted as the optimum solution search route. ..

【0054】上記の第一、第二の処理を繰り返し、目的
関数値の推移を観察することで、最適解に到達した段階
で計画立案を終了させる。
By repeating the above-mentioned first and second processes and observing the transition of the objective function value, the planning is finished when the optimum solution is reached.

【0055】従来のOR(オペレーションズリサーチ)
手法、AI(人工知能)手法等では上記、第二の処理で
述べたような、計画立案過程で、一旦評価が下がる方向
(目的関数値が高くなる方向)に向かうことがないた
め、真の最適解へ到達できることは不可能であったが、
本発明においては、最適解に到達する探索過程であるこ
とが的確に(あるいは、確率的に)判断されるため、従
来不可能であった最適解の検出が行なわれることとな
る。
Conventional OR (Operations Research)
In the method, AI (artificial intelligence) method, etc., since the evaluation does not temporarily go down in the planning process (the direction in which the objective function value becomes high) as described in the second processing, the true It was impossible to reach the optimal solution,
In the present invention, since it is accurately (or stochastically) determined that the search process reaches the optimum solution, the optimum solution, which has been impossible in the past, is detected.

【0056】また、前記の処理により、高速度で、最適
解を探索できることになり、最適解に至った場合には、
至ったルートを観察することで、得られた解が最適であ
ると判断できることになる。
Further, by the above processing, the optimum solution can be searched at a high speed, and when the optimum solution is reached,
By observing the route that has been reached, it can be judged that the obtained solution is optimal.

【0057】以上の処理は、対象とする各種問題毎に共
通する性質を、数多くのシミュレーション実験を行ない
抽出した結果にもとづき、創作したものであり、各種の
広範な分野にて応用が可能な発明であるといえる。
The above-described processing is created based on the results extracted by conducting a number of simulation experiments for the properties common to various target problems, and is an invention applicable to a wide variety of fields. You can say that.

【0058】なお、計画立案の終了は、例えば、計画探
索回数iがn3(nは状態変数の構成要素の数)より大
きくなるまで、または、現在の目的関数値から、所定回
数探索数前の目的関数値の変化の傾きが、ある負の実数
より大きくなるまで行なうことにより行なえば良い。
The end of the planning is, for example, until the number of planned searches i becomes larger than n 3 (n is the number of constituent elements of the state variable) or from the current objective function value before the predetermined number of searches. It may be performed by performing until the slope of the change of the objective function value of becomes larger than a certain negative real number.

【0059】なお、最適解を探索する際に、温度をパラ
メータとして組合せの変更(以下、「摂動」とも称す
る)を行なうが、該温度の低下、すなわち冷却のさせか
たとしては、探索回数をiとして、温度をΔ/Log
(i+a)(Δは、十分大きな正の実数、Logは、常
用対数、aは、正の実数)、あるいは、Δ/iで低下す
るよう設定して温度を冷却する方法をとればよい。
When searching for the optimum solution, the combination is changed (hereinafter also referred to as "perturbation") using the temperature as a parameter, but the number of searches depends on how the temperature is lowered, that is, the cooling is performed. i is the temperature Δ / Log
(I + a) (Δ is a sufficiently large positive real number, Log is a common logarithm, and a is a positive real number), or a method of setting the temperature to decrease by Δ / i and cooling the temperature may be used.

【0060】最適化したい目的関数の具体例としては、
例えば、以下に示すものがあるが、これに限られるもの
ではない。
As a concrete example of the objective function to be optimized,
Examples include, but are not limited to:

【0061】第1に、前記目的関数を、立体倉庫の入出
庫作業において、入出庫作業棚間の距離とし、入出庫作
業順を決定すること、第2に、前記目的関数を、立体倉
庫の入出庫作業において使用するクレーンの移動時間と
し、入出庫作業順を決定すること、第3に、前記目的関
数を、複数の地点を各々1回訪問する作業において、各
地点間の移動に要する所要時間とし、訪問順を決定する
こと、第4に、前記目的関数を、複数の地点を各々1回
訪問する作業において、各地点間の移動に必要とするエ
ネルギーとし、訪問順を決定すること、第5に、前記目
的関数を、複数の地点を各々1回訪問する作業におい
て、期待時刻に対する到着予定時刻によって定まるサー
ビス度合いとし、訪問順を決定すること、第6に、前記
目的関数を、定められた設備にて複数の作業を行なうジ
ョブショップ計画において、作業開始から作業終了まで
の全作業所要時間とし、各作業に使用する設備および該
設備の作業開始時刻を決定すること、第7に、前記目的
関数を、定められた設備にて複数の作業を行なうジョブ
ショップ計画において、各設備の稼働時間と非稼働時間
の比とし、各作業に使用する設備および該設備の作業開
始時刻を決定すること、第8に、前記目的関数を、定め
られた設備にて複数の作業を行なうジョブショップ計画
において、各作業ごとに定められている完成期限時刻と
該作業の完了時刻との差分の合計値とし、各作業に使用
する設備および該設備の作業開始時刻を決定すること、
第9に、前記目的関数を、電子基板への複数の部品を装
着する作業において、装着機の移動時間の合計値とし、
装着順序を決定すること、第10に、前記目的関数を、
複数の制御手段を使用して行なうプロセス制御におい
て、制御目標値と予測値の差分の合計値とし、前記複数
の制御手段の起動停止順序および制御量を決定する制御
計画を立案すること、第11に、前記目的関数を、多品
種少量生産を行なう製造ライン管理システムにおいて、
最小化を図りたい評価項目(例えば、納期余裕、設備稼
働率、全工程完了時間等)とし、ロットの投入順序を立
案すること等が可能になる。
First, the objective function is defined as the distance between the loading / unloading work shelves in the loading / unloading work of the three-dimensional warehouse, and the loading / unloading work order is determined. Secondly, the objective function is set in the three-dimensional warehouse. The moving time of the crane used in loading and unloading work is used to determine the loading and unloading work order. Thirdly, in the work of visiting each of the plurality of points once, the objective function is required to move between the points. Fourth, determining the order of visits, and fourth, determining the order of visits by using the objective function as energy required to move between the points in the work of visiting each of the plurality of points once. Fifthly, in the work of visiting each of a plurality of points once, the objective function is defined as a service degree determined by an expected arrival time with respect to an expected time, and the order of visit is determined. Sixthly, the objective function is determined. From In a job shop plan in which a plurality of works are performed at different facilities, the total work required time from the start of work to the end of work is determined, and the facility to be used for each work and the work start time of the facility are determined. The objective function is the ratio of the operating time and the non-operating time of each equipment in a job shop plan in which a plurality of operations are performed at a specified equipment, and the equipment used for each work and the work start time of the equipment are determined. Eighth, the objective function is defined as a total value of differences between a completion deadline time defined for each work and a completion time of the work in a job shop plan in which a plurality of works are performed in a defined facility. Determining the equipment used for each work and the work start time of the equipment,
Ninth, the objective function is the total value of the moving time of the mounting machine in the work of mounting a plurality of components on the electronic board,
Deciding the mounting order, tenthly, the objective function is
In process control performed using a plurality of control means, a control plan for determining a start / stop sequence and a control amount of the plurality of control means is set as a total value of a difference between a control target value and a predicted value. In the production line management system for high-mix low-volume production,
It is possible to set the evaluation order (minimum delivery date, facility utilization rate, completion time of all processes, etc.) that should be minimized, and to plan the lot loading sequence.

【0062】もちろん、目的関数として他のパラメータ
を採用することにより、各種の問題に対応できることは
いうまでもない。
It goes without saying that various problems can be dealt with by adopting other parameters as the objective function.

【0063】上記方法は、以下に示すハードウエア構成
にて実現できる。
The above method can be realized with the following hardware configuration.

【0064】目的関数を設定するために、環境変数およ
び状態変数を入力する入力手段と、与えられた環境変数
および状態変数から目的関数を作成する目的関数作成手
段と、状態変数をxとし、最小化を図る評価項目を表す
目的関数F(x)の最小値を求める最小値探索手段と、
最小値探索手段での探索結果を出力する出力手段とから
なる計画立案装置である。
In order to set an objective function, input means for inputting environment variables and state variables, objective function creating means for producing an objective function from given environment variables and state variables, and x for the state variable, the minimum Minimum value searching means for finding the minimum value of the objective function F (x) representing the evaluation item to be converted,
It is a plan making device comprising output means for outputting a search result by the minimum value search means.

【0065】さらに、最小値の探索を所定時に終了させ
るための最小値探索終了手段を設けてオペレータの介在
なしに所定時に演算を打ち切る構成にするために、以下
の装置が考えられる。
Further, in order to provide the minimum value search ending means for ending the search for the minimum value at a predetermined time to terminate the calculation at a predetermined time without the intervention of an operator, the following device can be considered.

【0066】目的関数を設定するために、環境変数およ
び状態変数を入力する入力手段と、与えられた環境変数
および状態変数から目的関数を作成する目的関数作成手
段と、状態変数をxとし、最小化を図る評価項目を表す
目的関数F(x)の最小値を求める最小値探索手段と、
最小値探索手段での探索結果を出力する出力手段と、最
小値の探索を所定時に終了させる最小値探索終了手段と
からなる計画立案装置である。
In order to set an objective function, input means for inputting environment variables and state variables, objective function creating means for producing an objective function from given environment variables and state variables, and x for the state variable, the minimum Minimum value searching means for finding the minimum value of the objective function F (x) representing the evaluation item to be converted,
The plan making device includes an output unit that outputs a search result of the minimum value search unit and a minimum value search end unit that ends the search for the minimum value at a predetermined time.

【0067】なお、前記出力手段は、表示手段とし、例
えば、計画立案回数により変化する変数(例えば温度、
目的関数値等)を表示することにより、よりユーザに使
いやすいシステムを提供できることになる。
The output means is a display means, for example, a variable (eg, temperature,
By displaying the objective function value, etc.), it becomes possible to provide a user-friendly system.

【0068】また、前記最小値探索手段は、探索パラメ
ータである温度Tを、探索回数iに対して、Δ/Log
(i+a)(Δは、十分大きな正の実数、Logは、自
然対数、aは正の実数)で低下させる手段、あるいは、
探索回数iに対して、Δ/iで低下させる手段を備える
構成、さらには、探索回数iに対して、Δ/Log(i
+a)(Δは、十分大きな正の実数、Logは、自然対
数、aは正の実数)で低下させる手段、および、探索回
数iに対して、Δ/iで低下させる手段を備え、該2手
段を選択可能とする構成とすることにより、最適解の探
索をより正確に、早く行なうことが可能となる。
Further, the minimum value searching means sets the temperature T, which is a search parameter, to Δ / Log with respect to the number of searches i.
(I + a) (Δ is a sufficiently large positive real number, Log is a natural logarithm, and a is a positive real number).
The number of searches i is reduced by Δ / i. Further, Δ / Log (i
+ A) (Δ is a sufficiently large positive real number, Log is a natural logarithm, and a is a positive real number), and means for decreasing the number of searches i by Δ / i are provided. By making the means selectable, the search for the optimum solution can be performed more accurately and quickly.

【0069】さらに、上述した各種の固有関数を上記装
置が扱うようにし、各種問題を対象として最適解を見つ
けだす装置を提供できることになる。
Further, it becomes possible to provide a device for making the above-mentioned various eigenfunctions handled by the above-mentioned device so as to find an optimum solution for various problems.

【0070】なお、最小値探索手段が扱う目的関数とし
ては、禁則条件が付加された目的関数を扱うことも可能
である。禁則条件とは、例えば、多品種少量生産を行な
う製造ライン管理システムのスケジューリング問題にお
いては、製品の納期を遵守する等の条件である。
As the objective function handled by the minimum value searching means, it is possible to handle an objective function to which a forbidden condition is added. The prohibition condition is, for example, a condition for complying with a delivery date of a product in a scheduling problem of a manufacturing line management system that performs high-mix low-volume production.

【0071】また、目的関数を各評価関数と重み付け係
数の積の総和とすると、各評価項目の値を各係数で重み
付けした、総合的な評価を行なえることにもなるこの場
合、最小値探索手段は、m個の評価関数Hj(x)と係
数Kjとの積の総和として表される目的関数、F(x)
=ΣKj・Hj(x)(Σはj=1からmまでの総和を
表す)を扱うことになる。
If the objective function is the sum of the products of each evaluation function and the weighting coefficient, the value of each evaluation item is weighted by each coefficient, so that comprehensive evaluation can be performed. The means is an objective function F (x) represented as a sum of products of m evaluation functions Hj (x) and coefficients Kj.
= ΣKj · Hj (x) (Σ represents the total sum of j = 1 to m).

【0072】さらに、各評価項目の値にあいまい性を持
たせて総合的に推論する構成も可能となる。
Further, it is also possible to make a comprehensive inference by giving ambiguity to the value of each evaluation item.

【0073】この場合、最小値探索手段は、状態変数x
より定まる複数個の評価関数Hj(x)の値をファジイ
変数として、先験的に定められたファジイ制御規則によ
り定性ファジイ推論を行ない、総合的な評価値を推論
し、この推論結果の値を目的関数F(x)の値として扱
うことになる。
In this case, the minimum value searching means determines the state variable x.
By using the values of the plurality of evaluation functions Hj (x) determined by the fuzzy variables as a fuzzy variables, qualitative fuzzy inference is performed according to a priori-determined fuzzy control rule, and a comprehensive evaluation value is inferred. It will be treated as the value of the objective function F (x).

【0074】以下、例を挙げ、より具体的に本発明の主
要部の作用を説明する。例えば、ある計画問題が与えら
れたとして説明する。これを、n個の作業の順序決定問
題として把えることとする。
Hereinafter, the operation of the main part of the present invention will be described more specifically with reference to examples. For example, assume that a planning problem is given. This can be grasped as a problem of determining the order of n pieces of work.

【0075】もちろんn個の地点を結ぶ最短経路を求め
る問題と考えても、最長経路を求める問題と考えても良
い。すなわち、n個の作業をどの様に並べれば、目的と
する関数の値が、最小、あるいは、最大になるかを解け
ばよいことになる。ここでは、各作業は、直前の作業に
よりそれぞれ異なる段取り時間を要するが、ある作業の
開始から終了までに要する時間は、定められているもの
とする。各作業に要する時間をTi(i=1〜n)、段
取り時間をtij(i、j=1〜n、jは、作業iに先
立って行なわれる作業番号)とし、目的関数F(x)を、
ある状態xに対する目的関数とすると、F(x)=Σ(t
ij+Ti)と表現できる。この時の状態xを、ベクト
ルとしてとらえ、次のように記述する。
Of course, this may be considered as the problem of finding the shortest route connecting n points or the problem of finding the longest route. That is, it is only necessary to find out how to arrange the n tasks so that the value of the target function becomes the minimum or the maximum. Here, each work requires a different setup time depending on the immediately preceding work, but the time required from the start to the end of a certain work is set. The time required for each work is Ti (i = 1 to n), the setup time is tij (i, j = 1 to n, j is a work number performed before the work i), and the objective function F (x) is ,
Assuming that the objective function for a certain state x is F (x) = Σ (t
ij + Ti). The state x at this time is regarded as a vector and described as follows.

【0076】 x=(S1、S2、S3、………………、Sn) (ただし、Siは、各作業を表す) この計画、すなわち状態xを摂動させて新たな状態yを
得る。
X = (S 1 , S 2 , S 3 , ………………, S n ) (where S i represents each work) This plan, that is, the state x is perturbed to a new state. get y.

【0077】この新しい状態yに対する目的関数F(y)
も同様に計算する。
Objective function F (y) for this new state y
Is calculated similarly.

【0078】このようにして得られた、F(x)とF(y)
と、検討回数の増加とともに減少させてゆくように制御
する温度とより計算される新状態受理確率分布に従っ
て、yを新たな組合せとするか否かを決定してゆくので
ある。
Thus obtained F (x) and F (y)
Then, it is determined whether or not y is a new combination according to the new state acceptance probability distribution calculated from the temperature that is controlled so as to decrease as the number of examinations increases and the temperature.

【0079】ここで、新状態受理確率分布は、次式で表
される。 exp(−(F(y)−F(x))/T)である。(但
し、expは、自然対数のべき乗を表す) 以上の処理を繰り返すことにより、系のエネルギーの最
小値は、極めて短時間に求まる。注目すべき点は、求ま
った解が、現実的な準最適解ではなく、最小値を与える
真の最適解である点である。この系のエネルギーは、前
記の通り、対象とするn個の作業の総作業時間を最小と
する最適順序であることは言うまでもない。以上で、実
用的には、十分に短時間で最適解が得られる方法を見い
出せたことになるが、一層の高速化は、以下に示す方法
にて実現できる。
Here, the new state acceptance probability distribution is expressed by the following equation. exp (-(F (y) -F (x)) / T). (However, exp represents the power of the natural logarithm) By repeating the above processing, the minimum value of the energy of the system can be obtained in an extremely short time. It should be noted that the solution obtained is not a realistic suboptimal solution but a true optimal solution that gives the minimum value. It goes without saying that the energy of this system is, as described above, the optimum order that minimizes the total work time of the n target works. As described above, practically, a method for obtaining an optimum solution in a sufficiently short time has been found. However, further speedup can be realized by the method described below.

【0080】種々の問題を対象とするにシミュレーショ
ン実験により、本方法は更に次に示す特徴を有している
ことが判った。
Simulation experiments targeting various problems have revealed that the method further has the following features.

【0081】第一に、「対象とする作業の数をnとする
と、n3回以下の探索にて、ほぼ最適解が求まる」こと
である。
The first is that "assuming the number of target works is n, an optimum solution can be obtained by searching n 3 times or less".

【0082】第二に、「目的関数値の探索回数増加に対
する変化度合いが、一定の探索回数フレームで十分小さ
くなった後に、目的関数値は大きく変化しない」ことで
ある。 第一の点は、探索回数をn3で自動的に打ち切
っても、十分満足できる計画が得られることを示してお
り、この結果、計画立案に要する時間の保証ができるこ
とになる。これは、例えば、前記のようにn=24の場
合、高速コンピュータを使用しても、少くとも106
を要した計算が、わずか、243×10~6(秒)<10~1
(秒)、すなわち0.1秒程度で、完了することを示して
いる。この場合、1015倍に比較して、はるかに大幅な
高速化を達成したことになる。さらに、第二の点は、n
が大きくなる程重要になることである。各種産業等の現
実に最適計画を必要とする分野における最適解は、問題
となる対象によって大きく異なるが、上記第二の点に記
述されている、傾きが十分小さくなった後の目的関数値
の変化量は、収束していく場合が大半を占めるのが事実
である。つまり、第二の点で、述べられている時点での
計画を、最適解としてよいことになる。これは従来の知
識工学、ファジィ、OR等の手法により求められた準最
適解とは、根本的に異なるものであり、実用上は最適解
となる。つまり、現実的に実行可能な、最小の精度誤差
より、誤差が小であるから、効果は最適解と何ら変わり
ないからである。第二の点に記述されている、計算打切
りのためのタイミングは、n3に比べてはるかに早く、
2回以下である。n=24の場合を考えると、n3に比
べ1/24となるから、前記の例では約5×10~4(s
ec)=0.5(msec)で、最適解が求まることにな
る。
Secondly, the objective function value does not change significantly after the degree of change of the objective function value with respect to the increase in the number of searches has become sufficiently small in a fixed number of search times frame. The first point indicates that a sufficiently satisfactory plan can be obtained even if the number of searches is automatically terminated by n 3 , and as a result, the time required for planning can be guaranteed. This is because, for example, when n = 24 as described above, even if a high-speed computer is used, the calculation that requires at least 10 6 years is only 24 3 × 10 to 6 (seconds) <10 to 1
(Second), that is, about 0.1 second, the completion is shown. In this case, it means that much higher speed is achieved as compared with 10 15 times. Furthermore, the second point is n
The larger the value, the more important it becomes. The optimal solutions in the fields that actually require optimal planning, such as various industries, vary greatly depending on the object in question, but as described in the second point above, the objective function value after the inclination becomes sufficiently small It is a fact that the amount of change mostly converges. In other words, in the second point, the plan at the time described can be the optimal solution. This is fundamentally different from the quasi-optimal solution obtained by the conventional techniques such as knowledge engineering, fuzzy and OR, and is an optimal solution in practical use. In other words, the error is smaller than the minimum accuracy error that can be practically executed, and the effect is no different from the optimum solution. The timing for aborting the calculation described in the second point is much earlier than that for n 3 ,
n 2 or less. Considering the case of n = 24, it is 1/24 as compared with n 3. Therefore, in the above example, about 5 × 10 4 (s
The optimum solution is obtained when ec) = 0.5 (msec).

【0083】逆に、同じ高速コンピュータを用いて、1
分間に演算処理可能なnの数は、約7800となる。現在、
通常必要とされる、nの値は、高々1000以下であり、現
在における計画問題の要求を有限時間内に解くことが可
能な、計画立案方法と装置が提供されることとなる。
Conversely, using the same high speed computer, 1
The number of n that can be calculated per minute is about 7,800. Current,
The value of n, which is usually required, is 1000 or less at most, and a planning method and apparatus capable of solving the present requirement of the planning problem within a finite time are provided.

【0084】本方法は、遂次実行型のコンピューター
(ノイマン型とも称される)上のソフトウェアで実現し
ようとする場合でも、主な論理は、わずか数十ステップ
で実現できる。また、並列処理型の処理手段を用いると
構造が簡単になるばかりでなく、一層の高速化を実現で
き、さらに、複数層より構成される相互結合型のニュー
ラルコンピューターでも同等な動作が、可能となる。
Even if the method is to be realized by software on a sequential execution type computer (also referred to as Neumann type), the main logic can be realized in only tens of steps. Moreover, not only the structure becomes simpler by using the parallel processing type processing means, but also the higher speed can be realized, and the same operation can be performed by the mutual connection type neural computer composed of a plurality of layers. Become.

【0085】また本発明では一様分布に従う乱数を用い
て確率的に最適解を求めているが、これをカオス現象を
応用したカオス探索とすることによっても、一層の高速
化を図ることができる
Further, in the present invention, the optimal solution is stochastically obtained by using random numbers that follow uniform distribution. However, by using this as a chaotic search applying the chaotic phenomenon, it is possible to further increase the speed.

【0086】[0086]

【実施例】次に、本発明の実施例について、図を参照し
て詳細に説明する。図1は、本発明の一実施例の機能構
成を示すブロック図である。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the functional configuration of an embodiment of the present invention.

【0087】本実施例では、本発明を製造ラインにおけ
る最適作業順序を決定する装置へ応用した実施例であ
る。
The present embodiment is an embodiment in which the present invention is applied to an apparatus for determining an optimum work sequence in a manufacturing line.

【0088】したがって、本発明による計画立案装置を
最適作業順序決定装置としている。
Therefore, the planning device according to the present invention is used as the optimum work sequence determining device.

【0089】本実施例の最適作業順序決定装置は、製品
製造諸元情報、装置緒元情報、および設備割当て諸元情
報の入力、指示等の操作を行うための入力部1と、上記
入力される各種情報を記憶するメモリ2と、ランダムな
ロットの投入順序を記憶するメモリ3と、上記メモリ2
および3に格納される情報に基づいてロットの最適投入
順序を求める処理を実行する演算部4と、上記演算結果
を格納するメモリ5と、メモリ5に格納された内容を出
力する出力部6とを有する。
The optimum work sequence determining apparatus of this embodiment is provided with the input section 1 for inputting product manufacturing specification information, apparatus specification information, and equipment allocation specification information, and performing operations such as instructions. A memory 2 for storing various kinds of information, a memory 3 for storing a random lot loading order, and the above memory 2
And an arithmetic unit 4 for executing a process for obtaining an optimum lot input sequence based on the information stored in Nos. 3 and 3, a memory 5 for storing the arithmetic result, and an output unit 6 for outputting the contents stored in the memory 5. Have.

【0090】本実施例の上記機能は、コンピュータシス
テムを用いて実現できる。例えば、入力部1は、スタッ
フが入力操作を行うキーボード1aと入力内容を表示す
るCRT等のディスプレイを有する表示装置1bを含ん
で構成される。
The above functions of this embodiment can be realized by using a computer system. For example, the input unit 1 is configured to include a keyboard 1a for staff to perform an input operation and a display device 1b having a display such as a CRT for displaying input contents.

【0091】演算部4と、メモリ2、3、および5は、
中央処理ユニット(CPU)および主記憶装置により構
成することができる。また、出力部6は、CRT等のデ
ィスプレイを有する表示装置6aとプリンタ6bとを有
して構成される。なお、表示装置1bと6aとは、いず
れか一方で他方を兼用することができる。
The arithmetic unit 4 and the memories 2, 3 and 5 are
It can be composed of a central processing unit (CPU) and a main memory. The output unit 6 includes a display device 6a having a display such as a CRT and a printer 6b. Note that either one of the display devices 1b and 6a can be used as the other.

【0092】入力部1より、スタッフが製品製造諸元情
報と装置諸元情報と設備割当て諸元情報とを入力して、
メモリ2に記憶させる。
From the input section 1, the staff inputs product manufacturing specification information, apparatus specification information and equipment allocation specification information,
It is stored in the memory 2.

【0093】ここに、製品製造諸元情報とは、例えば、
各種製造部品の投入ロット数、納期、工程数、工程ごと
の使用可能装置、工程ごとの装置別の段取替え時間、処
理時間、装置間の搬送時間、工程仕掛り情報等である。
また、装置諸元情報とは例えば装置故障情報、装置保守
情報等である。さらに、設備割当て諸元情報には、設備
割当て制約条件、設備割当て規則、生産計画において最
小化を行いたい評価項目である目的関数等を含む。
Here, the product manufacturing specification information is, for example,
The information includes the number of lots of various manufactured parts to be delivered, delivery date, number of processes, usable devices for each process, setup change time for each process, process time, transfer time between devices, process in-process information, and the like.
The device specification information is, for example, device failure information, device maintenance information, or the like. Further, the equipment allocation specification information includes equipment allocation constraint conditions, equipment allocation rules, an objective function which is an evaluation item to be minimized in a production plan, and the like.

【0094】製品製造諸元情報、装置諸元情報及び設備
割当て諸元情報を、図2に示す製造ラインを例にとり説
明する。図2にある機械部品の製造ラインを示す。図2
に示すプレス機1、プレス機2、組立て機1、組立て機
2、塗装機1の各装置は、多品種の部品に対応できるよ
うになっている。
The product manufacturing specification information, the apparatus specification information, and the equipment allocation specification information will be described by taking the manufacturing line shown in FIG. 2 as an example. FIG. 3 shows a production line for the machine parts shown in FIG. 2. Figure 2
Each of the press machine 1, the press machine 2, the assembling machine 1, the assembling machine 2 and the coating machine 1 shown in FIG. 1 can handle a wide variety of parts.

【0095】品種Aは、2工程より成り、工程1はプレ
ス工程で、プレス機1またはプレス機2を使用できる。
工程2は、組立て工程で、組立て機1または組立て機2
を使用できる。品種Bは、3工程より成り、工程1はプ
レス工程で、プレス機1またはプレス機2を使用でき
る。工程2は、組立て工程で、組立て機1または組立て
機2を使用できる。工程3は塗装工程で、塗装機1を使
用できる。品種Cは、2工程より成り、工程1は組立て
工程で、組立て機1または組立て機2を使用できる。工
程2は、塗装工程で、塗装機1を使用できる。
The product type A consists of two steps, and step 1 is a pressing step, and the pressing machine 1 or the pressing machine 2 can be used.
Step 2 is an assembling step, which is the assembling machine 1 or the assembling machine 2.
Can be used. The product type B comprises three steps, and step 1 is a pressing step, and the press machine 1 or the press machine 2 can be used. Step 2 is an assembling step, and the assembling machine 1 or the assembling machine 2 can be used. Step 3 is a painting step, and the painting machine 1 can be used. The product type C comprises two steps, step 1 is an assembling step, and the assembling machine 1 or the assembling machine 2 can be used. Step 2 is a painting step, and the painting machine 1 can be used.

【0096】始めに、製品製造諸元情報について図3か
ら図9を参照して説明する。図3は、各品種の品種番号
と名称と工程数との対応例を示した説明図である。図4
は、各品種の各工程毎の工程名と使用可能装置番号とそ
の装置を使用したときの処理条件番号との対応例を示し
た説明図である。図4中の使用可能装置番号は、例え
ば、図2のように、プレス機1=1、プレス機2=2、
組立て機1=3、組立て機2=4、塗装機1=5と定め
る。図5は、各処理条件番号ごとの段取替え時間と処理
時間との対応例を示した説明図である。段取替え時間
は、使用装置の前回の作業の処理条件番号と今回処理す
べき作業の処理条件番号とが異なるときに必要な処理条
件の設定変更に要する時間である。処理時間は、処理す
べき作業を実際に行なうのに必要な時間である。
First, the product manufacturing specification information will be described with reference to FIGS. 3 to 9. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of correspondence between the product type number, the name, and the number of steps of each product type. Figure 4
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a correspondence example between a process name for each process of each type, an available device number, and a processing condition number when the device is used. The usable device numbers in FIG. 4 are, for example, as shown in FIG. 2, press machine 1 = 1, press machine 2 = 2,
Assembling machine 1 = 3, assembling machine 2 = 4, and coating machine 1 = 5. FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the correspondence between the setup change time and the processing time for each processing condition number. The setup change time is the time required to change the setting of the processing condition required when the processing condition number of the previous work of the used device and the processing condition number of the work to be processed this time are different. The processing time is the time required to actually perform the work to be processed.

【0097】図6は、装置間の搬送時間の例を示した説
明図である。例えば、装置NO.2から装置NO.4へ
搬送するのに要する時間は「3」である。図7は、ロッ
ト番号と品種番号との対応例を示した説明図である。あ
るロット番号が、どの品種に対応しているかを示してい
る。図8は、品種番号と投入ロット数と納期との対応例
を示した説明図である。各品種の投入ロット数と納期と
を示している。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of the transfer time between the apparatuses. For example, the device No. 2 to the device NO. The time required for transporting to 4 is “3”. FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of correspondence between lot numbers and product numbers. It shows which lot number corresponds to which product type. FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of correspondence between the product type number, the input lot number, and the delivery date. The number of input lots and the delivery date of each product are shown.

【0098】図9は、現在時刻52で製造ラインに載っ
ているロットと、使用予定装置番号と使用時間帯との例
を示した説明図である。図9中の記号は、時刻tで装置
mに割当てたロット番号と工程番号とを表す。図9中の
工程の割当て時間帯には、その工程の処理条件番号が当
該装置の前回の処理条件番号と異なる場合に必要な処理
条件の設定変更に要する段取替え時間と、その工程の当
該装置での作業に必要な処理時間とが含まれている。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of lots currently placed on the manufacturing line at the current time 52, planned equipment numbers to be used, and use time zones. The symbols in FIG. 9 represent the lot number and the process number assigned to the device m at time t. In the process allotted time zone in FIG. 9, when the process condition number of the process is different from the previous process condition number of the device, the setup change time required to change the setting of the process condition and the device of the process are required. It includes the processing time required to work in.

【0099】次に、装置諸元情報について図10および
図11を参照して説明する。図10は、装置別の故障時
間帯の例を示した説明図である。図10の例では、装置
NO.1が、現在時刻52より時刻54までの期間、故
障していることを示している。図11は、装置別の保守
予定時間帯の例を示した説明図である。図11の例で
は、装置NO.3が、時刻57より時刻62までの期
間、保守予定であることを示している。装置が、故障中
かあるいは保守をしている時間帯においては、当該装置
を使用して作業を行うことはできない。
Next, the device specification information will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of a failure time zone for each device. In the example of FIG. 1 indicates that there is a failure during the period from the current time 52 to the time 54. FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of a scheduled maintenance time period for each device. In the example of FIG. No. 3 indicates that maintenance is scheduled during the period from time 57 to time 62. During a time when the device is out of order or is being maintained, the device cannot be used for work.

【0100】次に、設備割当て諸元情報について説明す
る。図12は、設備割当て制約条件の例を示した説明図
である。図13は、設備割当て規則の例を示した説明図
である。図14は、目的関数の例を示した説明図であ
る。図14の目的関数F(X)は、この場合、全ロット
の平均納期遅れを最小にすることを示している。
Next, the equipment allocation specification information will be described. FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of equipment allocation constraint conditions. FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of equipment allocation rules. FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example of the objective function. In this case, the objective function F (X) of FIG. 14 indicates that the average delivery delay of all lots is minimized.

【0101】図15は、ランダムなロットの投入順序の
例を示した説明図である。これは、図7に示した投入ロ
ットをランダムに並べ替えたものである。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing an example of a random lot input order. This is a random rearrangement of the input lots shown in FIG.

【0102】次に、演算部4の動作について説明する。Next, the operation of the arithmetic unit 4 will be described.

【0103】始めに、図9に示した工程仕掛り情報と、
図10に示した装置故障情報と、図11に示した装置保
守情報とにより、図16に示した設備割当て初期状態を
作成する。現在時刻52において、製造ラインに仕掛っ
ているロットの現在工程の使用装置と、次工程以後の使
用予定装置をあらかじめ割当てておく。また、現在時刻
52において故障している装置については、その故障時
間帯は作業ができないため、予め故障中の状態として占
有させておく。また、装置の保守予定時間帯は、作業が
できないため、予め保守中の状態として占有させてお
く。
First, in-process information shown in FIG.
The equipment allocation initial state shown in FIG. 16 is created from the equipment failure information shown in FIG. 10 and the equipment maintenance information shown in FIG. At the present time 52, the device used in the current process of the lot in the manufacturing line and the device scheduled to be used in the next process or later are assigned in advance. In addition, the device that has failed at the current time 52 cannot be operated during the failure time zone, so it is occupied in advance as a failed state. Further, since the scheduled maintenance time of the device cannot be operated, it is occupied in advance as a state under maintenance.

【0104】次に、図15に示したランダムなロットの
投入順序を記憶したメモリ3より、図17に示した初期
ロット投入順序を作成する。投入ロット数nは、図8に
示した生産計画情報より、n=8となる。
Next, the initial lot loading sequence shown in FIG. 17 is created from the memory 3 storing the random lot loading sequence shown in FIG. The number n of input lots is n = 8 from the production planning information shown in FIG.

【0105】以下の動作は複雑になるので、フローチャ
ートを用いて詳細に説明する。図18から図25は、演
算部4の処理手順をフローチャートを用いて示した説明
図である。なお、これらのフローチャートに示す動作手
順を実行するためのプログラムは、上述したメモリ2、
3、および5を構成する主記憶装置に格納されている。
まず、図17に示した初期ロット投入順序より、図1
8のステップ100から102で、図26に示すロット
投入順序を作成する。次に図18に示すステップ103
で図26に示したロット投入順序より、図27に示す最
適ロット投入順序を作成する。次に図16に示す設備割
当て初期状態より、図18のステップ104で、図28
に示した設備割当て表を作成する。次に、図14に示し
た目的関数を、実際の処理手順にしたがい具体化する。
引数として、ロット投入順序を与える。
Since the following operation is complicated, it will be described in detail with reference to a flowchart. 18 to 25 are explanatory diagrams showing the processing procedure of the calculation unit 4 using a flowchart. In addition, the program for executing the operation procedure shown in these flow charts is the above-mentioned memory 2,
It is stored in the main storage devices constituting 3 and 5.
First, referring to the initial lot loading sequence shown in FIG.
In steps 100 to 102 of 8, the lot loading sequence shown in FIG. 26 is created. Next, step 103 shown in FIG.
The optimum lot introduction sequence shown in FIG. 27 is created from the lot introduction sequence shown in FIG. Next, from the initial state of equipment allocation shown in FIG. 16, in step 104 of FIG.
Create the equipment allocation table shown in. Next, the objective function shown in FIG. 14 is embodied according to an actual processing procedure.
Give the lot input order as an argument.

【0106】目的関数は、図12に示した設備割当て制
約条件及び図13に示した設備割当て規則に従って、全
ロットの全工程をロット投入順序に従って設備割当て表
に割当てていく。その割当て結果の例を図29に示す。
ここで、目的関数F(x)の求め方の例を、図21中の
ENTRYで始まるサブル−チン(図21から図25)
のフロ−チャ−トにより説明する。まず、関数F(x)
の値を0にする(ステップ400)。次に、投入ロット
数カウンタjの値を0にする。そして、jの値を0から
「全投入ロット数−1」まで変化させるループに入る
(ステップ401)。このループの中でjは、「ロット
の投入順序−1」に相当する。目的関数の引数xは、ロ
ットの投入順序を示している。xjは、j+1番目に投
入するロット番号を表す。次に、xjにより投入ロット
情報を検索し、対応する品種番号を求める。さらに現在
時刻をtに設定し、工程番号prを0にする(ステップ
402から404)。
The objective function allocates all the processes of all lots to the equipment allocation table according to the lot input order according to the equipment allocation constraint condition shown in FIG. 12 and the equipment allocation rule shown in FIG. FIG. 29 shows an example of the allocation result.
Here, as an example of how to obtain the objective function F (x), a subroutine starting with ENTRY in FIG. 21 (FIGS. 21 to 25)
The flowchart will be described. First, the function F (x)
Is set to 0 (step 400). Next, the value of the input lot number counter j is set to zero. Then, a loop for changing the value of j from 0 to "the total number of input lots-1" is entered (step 401). In this loop, j corresponds to "lot input sequence-1". The argument x of the objective function indicates the order of loading lots. xj represents the j + 1th lot number to be input. Next, the input lot information is searched by xj to find the corresponding product type number. Further, the current time is set to t, and the process number pr is set to 0 (steps 402 to 404).

【0107】次に、prを0から「品種番号に対応する
工程数−1」まで変化させるループに入る(ステップ4
05から608)。このループの中でprは、工程番号
に相当する。
Next, a loop for changing pr from 0 to "the number of processes corresponding to the product type-1" is entered (step 4).
05 to 608). In this loop, pr corresponds to the process number.

【0108】次に、最早終了装置番号を−1にする。こ
れは、複数台の使用可能装置の中で最も早くその工程を
処理終了する装置番号が未定であることを意味してい
る。次に最早終了装置番号を求めるための準備として、
最早終了時刻を最遅時刻すなわち最終シミュレーション
時刻に設定する。次に品種番号と工程番号とにより定ま
る使用可能装置台数のカウンタkの値を0にする。次に
kを0から「使用可能装置台数−1」まで変化させるル
ープに入る。このループの中でkは使用可能装置が複数
台あるときのk+1番目の使用可能装置を意味してい
る。次に品種番号と工程番号とk+1の値とにより、品
種別工程情報を参照し、対応する使用可能装置番号と処
理条件番号とを求める。
Then, the earliest ending device number is set to -1. This means that the device number that finishes the process for the earliest among a plurality of usable devices is undecided. Next, as a preparation for obtaining the ending device number,
The earliest end time is set to the latest time, that is, the final simulation time. Next, the value of the counter k for the number of usable devices, which is determined by the product type number and the process number, is set to zero. Next, a loop for changing k from 0 to "the number of usable devices-1" is entered. In this loop, k means the (k + 1) th available device when there are a plurality of available devices. Next, by referring to the product type-specific process information based on the product type number, the process number, and the value of k + 1, the corresponding usable device number and processing condition number are obtained.

【0109】次に、図22に示すステップ500から5
04の処理を行う。まず、求めた使用可能装置番号と一
工程前の工程の割当て装置番号とにより、搬送時間情報
を検索して搬送時間を求める。ただしpr=0の時は、
一工程前の工程が存在しないので、搬送時間は0とす
る。次に求めた処理条件番号により処理条件情報を検索
し段取替え時間と処理時間とを求める。求めた使用可能
装置番号の前回使用した処理条件番号と今回求めた処理
条件番号とが一致していないとき、求めた処理時間に段
取替え時間を加える。
Next, steps 500 to 5 shown in FIG.
The processing of 04 is performed. First, the carrying time information is searched for the carrying time based on the obtained available device number and the assigned device number of the process one step before. However, when pr = 0,
Since there is no step immediately before, the transfer time is set to 0. Next, the processing condition information is searched by the processing condition number thus obtained, and the setup change time and the processing time are obtained. When the previously used processing condition number of the obtained usable device number and the processing condition number obtained this time do not match, the setup change time is added to the obtained processing time.

【0110】次に、図22に示すステップ505から5
08の処理を行う。ここで、tは、装置割当て可能な開
始時刻を表しているので、これに搬送時間を加えた時刻
が、実際に装置割当て可能な開始時刻となるので、これ
をlとする.次に装置割当て可能な開始時刻lから処理
時間分の割当てが可能か否か、すなわち使用可能装置番
号の時刻lから時刻「l+処理時間−1」までにロット
の割当てがないか否かを判定し、割当てが不可能なとき
は装置割当て可能な開始時刻lを1単位時間更新し、l
が最終シミュレーション時刻に達したら、当該使用可能
装置番号には割当て不可能と判定しコネクタGへと進
む。一方、lが最終シミュレーション時刻に達していな
いときは、新しい時刻lから処理時間分の割当てが可能
か否かを繰返し判定する。その繰返しの中で、割当て可
能な時間帯が見つかったとき、すなわち時刻lから時刻
「l+処理時間−1」までにロットの割当てがないと
き、コネクタFへ進み、そのときの装置割当て終了時刻
すなわち時刻「l+処理時間−1」が最早終了時刻より
早いとき、最早終了時刻を時刻「l+処理時間−1」に
更新し、最早終了装置番号を求めた使用可能装置番号に
更新し、コネクタGと合流する。
Next, steps 505 to 5 shown in FIG.
08 processing is performed. Here, t represents the start time at which the device can be allocated, and the time obtained by adding the transport time to this becomes the start time at which the device can be actually allocated, so let this be l. Next, it is determined whether or not it is possible to allocate the processing time from the start time 1 at which the apparatus can be allocated, that is, whether the lot is not allocated from the time 1 to the time "l + processing time-1" of the usable apparatus number. However, when the allocation is impossible, the start time l when the device can be allocated is updated by 1 unit time, and l
When the final simulation time is reached, it is determined that the usable device number cannot be assigned and the process proceeds to the connector G. On the other hand, when l has not reached the final simulation time, it is repeatedly determined from the new time l whether the processing time can be allocated. During the repetition, when an allocatable time zone is found, that is, when there is no lot allocation from the time 1 to the time "l + processing time-1", the process proceeds to the connector F and the device allocation end time at that time, that is, When the time "l + processing time -1" is earlier than the earliest end time, the earliest end time is updated to the time "l + processing time -1", and the earliest end device number is updated to the available device number obtained, and the connector G and Join together.

【0111】コネクタGからは、使用可能装置カウンタ
kを1更新し、品種番号と工程番号とにより品種別工程
情報を検索して対応する使用可能装置台数を求める。k
が求めた使用可能装置台数に達していないとき、次の使
用可能装置番号の装置割当て可能なときの終了時刻を求
めて、最早終了時刻と比較して、最早終了時刻を更新す
る必要があるため、コネクタHへ進む。一方、kが求め
た使用可能装置台数に達したとき、最早終了装置番号が
見つかったか否か、すなわち最早終了装置番号が正か負
かを判定する。見つからなかったとき、すなわち、すべ
ての使用可能な装置の中で、時刻tから最終シミュレー
ション時刻までに割当て可能な時間帯が見つからなかっ
たときはコネクタIへと進み、シミュレーション時間不
足のメッセージを出力して、演算部4の処理を終了す
る。一方、最早終了装置番号が見つかったときは、その
最早終了装置番号の最早終了時刻から「処理時間−1」
だけ前に戻った時刻までをロット番号xjで占有させ
る。
From the connector G, the usable device counter k is updated by 1, the process information for each product type is searched by the product number and the process number, and the corresponding number of usable devices is obtained. k
If the number of available devices does not reach the calculated available device number, it is necessary to obtain the end time when the next available device number can be assigned and compare it with the earliest end time to update the earliest end time. , Connector H. On the other hand, when k reaches the calculated number of usable devices, it is determined whether the earliest ending device number is found, that is, whether the earliest ending device number is positive or negative. If not found, that is, if no allocatable time zone from the time t to the final simulation time is found, the process proceeds to the connector I and outputs a message of insufficient simulation time. Then, the processing of the calculation unit 4 is completed. On the other hand, when the earliest ending device number is found, "processing time-1" is started from the earliest ending time of the earliest ending device number.
The lot number xj is occupied until the time of returning to the previous time.

【0112】次に、現在時刻tを「最早終了時刻+1」
に更新する。さらに、工程番号prを1更新し品種番号
より品種情報を検索し、対応する工程数を求めprが求
めた工程数に達していないとき、次の、工程の装置割当
てを行う必要があるためコネクタKへ進む。一方、pr
が求めた工程数に達したとき、最早終了時刻は、最終工
程の終了時刻を示しているから、品種番号により生産計
画情報を検索して対応する納期を求め、「最早終了時刻
−求めた納期」を計算して納期遅れ時間を求め、求めた
納期遅れ時間を全投入ロット数で除した値を関数F
(x)の値に加える。ここで、F(x)は、ロット平均
納期遅れ時間を表している。
Next, the current time t is set to "early end time + 1"
To update. Furthermore, the process number pr is updated by 1, the product type information is searched from the product type number, and when the corresponding process number is not reached by pr, it is necessary to allocate the device for the next process. Go to K. On the other hand, pr
When the number of processes reached is reached, the earliest end time indicates the end time of the final process.Therefore, the production plan information is searched by the product type number to find the corresponding delivery date, and "early end time-obtained delivery date Is calculated to obtain the delivery delay time, and the calculated delivery delay time is divided by the total number of input lots to obtain the function F.
Add to the value of (x). Here, F (x) represents the lot average delivery delay time.

【0113】次に、投入ロット数カウンタjを1更新
し、jが全投入ロット数に達していないとき、次のロッ
トのロット平均納期遅れ時間を求めてF(x)に加える
必要があるため、コネクタLへと進む。一方、jが全投
入ロット数に達したときには、F(x)は全投入ロット
数のロット平均納期遅れ時間を計算した結果を数値とし
て持っているので、関数F(x)の処理を終了し本サブ
ルーチンは終了する。
Next, the input lot number counter j is updated by 1, and when j has not reached the total input lot number, it is necessary to obtain the lot average delivery delay time of the next lot and add it to F (x). , Connector L. On the other hand, when j reaches the total number of input lots, F (x) has the result of calculating the average lot delivery time of all input lots as a numerical value, so the processing of the function F (x) ends. This subroutine ends.

【0114】以上が、関数F(x)に関するサブルーチ
ンについての説明である。さて、図29の割当て結果か
ら目的関数の値を計算すると、−3.0となる。
The above is the description of the subroutine relating to the function F (x). Now, when the value of the objective function is calculated from the allocation result of FIG. 29, it becomes -3.0.

【0115】この値を変数バッファfoldとfopt
に入力する。次に、最小値探索回数をまずi=0とし、
i=N−1までの演算ループに入る。ループの中では、
先ず温度Tを計算する。ここで、温度Tを決める要因と
なっているΔは、十分大きな正の数である。
This value is used as the variable buffers fold and opt.
To enter. Next, the minimum value search count is first set to i = 0,
Enter the operation loop up to i = N-1. In the loop,
First, the temperature T is calculated. Here, Δ that is a factor that determines the temperature T is a sufficiently large positive number.

【0116】次に、図16に示した設備割当て初期状態
より、図28に示した設備割当て表を作成する。次に1
〜nの相異なる整数の一様乱数を2つ求め、これをrs
とreとする。rs<reとなるように、rsとreを
入れ替える。次に図26に示したロット投入順序より図
30に示した新ロット投入順序を作成する。
Next, the equipment allocation table shown in FIG. 28 is created from the equipment allocation initial state shown in FIG. Then 1
~ Two uniform random numbers of different integers are obtained, and this is rs
And re. Swap rs and re so that rs <re. Next, the new lot introduction sequence shown in FIG. 30 is created from the lot introduction sequence shown in FIG.

【0117】今、rs=5,re=2が得られたとする
と、rsとreとを入れ替え、rs=2,re=5とす
る。次に図30の新ロット投入順序のrs番目からre
番目の内容を、その並びの逆順に並べ換える。図31に
並べ換え後の新ロット投入順序を示す。
Now, assuming that rs = 5 and re = 2 are obtained, rs and re are exchanged, and rs = 2 and re = 5. Next, from the rsth position in the new lot input sequence in FIG.
Rearrange the contents of the th order in reverse order. FIG. 31 shows a new lot input order after rearrangement.

【0118】次に、図31の新ロット投入順序を引数と
して、目的関数を呼び出す。目的関数は、図12に示し
た設備割当て制約条件及び図13に示した設備割当て規
則に従って、全ロットの全工程を新ロット投入順序に従
って設備割当て表に割当てていく。その割当て結果の例
を図32に示す。図32の割当て結果から目的関数の値
を計算すると、−3.75となる。この値を変数バッフ
ァfnewに記憶する。次に、0〜1の一様乱数を発生
させ、この値を変数バッファaに記憶する。
Next, the objective function is called with the new lot input order shown in FIG. 31 as an argument. The objective function allocates all the processes of all lots to the equipment allocation table according to the new lot input order according to the equipment allocation constraint condition shown in FIG. 12 and the equipment allocation rule shown in FIG. FIG. 32 shows an example of the allocation result. When the value of the objective function is calculated from the allocation result of FIG. 32, it becomes −3.75. This value is stored in the variable buffer fnew. Next, a uniform random number of 0 to 1 is generated, and this value is stored in the variable buffer a.

【0119】 exp(−(fnew−fold)/T) =exp(−(−3.75−(−3.0))/T)=exp(0.75/T) の値を計算すると、Tは正の数であるからexp(0.
75/T)>1となる。
When the value of exp (− (fnew-fold) / T) = exp (− (− 3.75 − (− 3.0)) / T) = exp (0.75 / T) is calculated, T Is a positive number, exp (0.
75 / T)> 1.

【0120】従ってa<exp(0.75/T)とな
り、新ロット投入順序を受理すべきと判断する。
Therefore, a <exp (0.75 / T) is established, and it is judged that the new lot introduction order should be accepted.

【0121】ここで、もしa≧exp(−(fnew−
fold)/T)のときは、新ロット投入順序を却下
し、前ロット投入順序を維持し、次回の状態摂動(目的
関数の最適化を図っていく過程を称する)へと移る。さ
て、新ロット投入順序は受理されたので、図31の新ロ
ット投入順序より、図33のロット投入順序を作成す
る。 次に、新ロット投入順序による目的関数値fne
wより目的関数値foldを作成する。次に、目的関数
の最小値と新ロット投入順序による目的関数値とを比較
し、新ロット投入順序による目的関数値の方が小さいと
きは、目的関数の最小値を更新し、新ロット投入順序よ
り最適ロット投入順序を作成する。今、目的関数の最小
値=−3.0、新ロット投入順序による目的関数値=−
3.75であるから、目的関数の最小値は、−3.75に
更新され、最適ロット投入順序は、図34のように更新
される。次に最小値探索回数を更新し、予め定められた
回数Nに達したとき、探索を終了し、終了時点での最適
ロット投入順序をメモリ5に記憶する。最小値探索回数
がN回に満たないときは、次の状態摂動による探索を繰
り返す。
Here, if a ≧ exp (-(fnew-
In the case of (fold) / T), the new lot introduction order is rejected, the previous lot introduction order is maintained, and the next state perturbation (referred to as a process for optimizing the objective function) is performed. Since the new lot input order has been accepted, the lot input order in FIG. 33 is created from the new lot input order in FIG. Next, the objective function value fne according to the new lot input order
The objective function value fold is created from w. Next, the minimum value of the objective function is compared with the objective function value according to the new lot submission order. If the objective function value according to the new lot submission order is smaller, the minimum value of the objective function is updated and the new lot submission order is updated. Create a more optimal lot entry order. Now, the minimum value of the objective function = -3.0, the objective function value by the new lot input order =-
Since it is 3.75, the minimum value of the objective function is updated to -3.75, and the optimum lot input order is updated as shown in FIG. Next, the minimum value search count is updated, and when the predetermined count N is reached, the search is terminated, and the optimum lot input order at the end point is stored in the memory 5. When the minimum value search count is less than N, the next search by state perturbation is repeated.

【0122】以上の処理手順は、前述のアニーリング手
法のマルコフ連鎖を忠実にシミュレートしているといえ
る。したがって、有限回の探索回数Nで最小値を探索で
きる。例えば、本発明の実験的な値で、n=24のと
き、N=4・242=2304回の探索回数で最小値を
探索できた。この回数は、列挙法による探索回数N2=
24!に対して充分に小さく、パソコン、ワークステー
ション等の小型で、処理速度が比較的遅い計算機であっ
ても、現実に許容される時間内に解を導くことができる
ことを示している。
It can be said that the above processing procedure faithfully simulates the Markov chain of the above-mentioned annealing method. Therefore, the minimum value can be searched with the limited number of times N of searches. For example, with the experimental value of the present invention, when n = 24, the minimum value could be searched with the number of searches of N = 4 · 24 2 = 2304 times. This number is the number of searches N2 =
24! On the other hand, it is shown that even a small computer such as a personal computer or a workstation, which has a relatively slow processing speed, can derive a solution within an actually allowable time.

【0123】以上のように、ロット投入順序xと、製品
製造諸元情報と、装置諸元情報と、設備割当て諸元情報
とにより、設備割当て表に全ロットの全工程を割当て、
その割当て結果より目的関数F(x)の値が計算される
ことになる。
As described above, all processes of all lots are assigned to the equipment allocation table based on the lot introduction sequence x, the product manufacturing specification information, the equipment specification information, and the equipment allocation specification information.
The value of the objective function F (x) is calculated from the allocation result.

【0124】さて、出力結果であるロットの最適投入順
序を記憶したメモリ5内の情報は、出力部6に出力さ
れ、最終的にCRTディスプレイ、プリンタ等に出力さ
れるため、作業管理計画者にとっては見やすい資料とな
り、その出力結果である最適ロット投入順序に従って製
造ラインにロットを投入することによって、最も納期遅
れの少ない、換言すれば、最も納期余裕の大きい生産方
法を実現できる。すなわち、生産効率の最大化を実現で
きる。
The information in the memory 5, which stores the optimum order of loading lots, which is the output result, is output to the output unit 6 and finally to the CRT display, printer, etc. Is an easy-to-read material, and by introducing lots into the manufacturing line in accordance with the optimum lot introduction order, which is the output result, it is possible to realize the production method with the smallest delivery delay, in other words, the largest delivery time margin. That is, maximization of production efficiency can be realized.

【0125】また、図14に示した目的関数は自由に定
めることができる。例えば、リードタイム、設備遊休
率、平均仕掛り時間、平均待ち時間等を記述しておくこ
とによって、目的とする評価項目を最小にするロットの
投入順序を導くことができるのである。
The objective function shown in FIG. 14 can be freely determined. For example, by describing the lead time, the facility idle rate, the average in-process time, the average waiting time, etc., it is possible to derive the lot loading sequence that minimizes the target evaluation item.

【0126】図13に示した設備割当て規則は、図14
に示した目的関数を最小にするのに寄与するような規則
にしておくことが望ましい。したがって、目的関数を変
えるとき、同時に設備割当て規則も、目的関数を最小に
するのに寄与するような規則に変える必要がある。
The equipment allocation rule shown in FIG. 13 is as shown in FIG.
It is desirable to set a rule that contributes to minimize the objective function shown in. Therefore, when changing the objective function, at the same time, the equipment allocation rule needs to be changed to a rule that contributes to minimizing the objective function.

【0127】本発明によれば、最適解またはそれに準ず
る解を、オペレータを介せず自動的に導けるためスケジ
ューリング問題を自動的に解くことができ、真のファク
トリーオートメーションを実現することができる。また
ヒューリスティックな解法に比較すると、どのような製
造ラインにも適用ができ、汎用性が高い。
According to the present invention, an optimal solution or a solution corresponding thereto can be automatically derived without an operator, so that a scheduling problem can be automatically solved, and true factory automation can be realized. Moreover, compared with the heuristic method, it can be applied to any production line and has high versatility.

【0128】また、本発明の他の実施例として、目的関
数に禁則条件を付加し、最適作業順序を決定することも
考えられる。禁則条件としては、例えば、製品の納期を
厳守するという条件が考えられる。この場合、シミュレ
ーション過程で製品納期の厳守が行われなくなる解を排
除するか、シミュレーション過程で禁則条件に該当する
解を見出した時点で計算を終了させ、その時点での目的
関数の値を無限大にするようにプログラミングしておく
等の手段での対応が考えられる。このように、本実施例
によれば禁則条件に該当する解を排除でき、また、目的
関数値の計算途中で禁則条件に該当することが判明した
時点で計算を打ち切れるため、計算速度が向上する。
As another embodiment of the present invention, it is conceivable to add a forbidden condition to the objective function to determine the optimum work order. The prohibition condition may be, for example, a condition that the delivery date of the product is strictly adhered to. In this case, eliminate the solution that does not adhere to the product delivery date in the simulation process, or stop the calculation when the solution that meets the prohibition condition is found in the simulation process, and set the objective function value at that time to infinity. It is conceivable to take measures such as programming so that As described above, according to the present embodiment, the solution corresponding to the prohibition condition can be eliminated, and the calculation is aborted when it is found that the prohibition condition is satisfied during the calculation of the objective function value, so that the calculation speed is improved. To do.

【0129】さらに、本発明の他の実施例として、目的
関数を評価関数と重み付け係数の積の総和として最適作
業順序を決定することも考えられる。すなわち、目的関
数を各種条件の複合した関数としてとらえるものであ
る。この場合、各条件の重要性に応じて重み付け係数を
設定する。すなわち、条件を表す評価関数が重要なもの
であれば、それに対応して重み付け係数を大きくする方
法が考えられる。シミュレーションの際に、上記重み付
け係数と評価関数で表現した目的関数、例えばF(x)
=ΣKj・Hj(x)(但しKjは重み付けの係数、H
j(x)は評価関数、Σは評価関数の数だけ総和をとる
ことを意味する)を使用してシミュレーションすればよ
いことになる。
Further, as another embodiment of the present invention, it is conceivable to determine the optimum work order by using the objective function as the sum of products of the evaluation function and the weighting coefficient. That is, the objective function is regarded as a composite function of various conditions. In this case, the weighting coefficient is set according to the importance of each condition. That is, if the evaluation function representing the condition is important, a method of increasing the weighting coefficient can be considered. At the time of simulation, an objective function expressed by the weighting coefficient and the evaluation function, for example, F (x)
= ΣKj · Hj (x) (where Kj is a weighting coefficient, H
j (x) means an evaluation function, and Σ means that the total sum is equal to the number of evaluation functions).

【0130】このように、本実施例によれば、各評価関
数の重み付け係数を変えることによって各評価項目の値
を各係数で重み付けした総合的な評価ができる。
As described above, according to the present embodiment, by changing the weighting coefficient of each evaluation function, the value of each evaluation item can be weighted by each coefficient for comprehensive evaluation.

【0131】また、本発明の他の実施例として目的関数
を以下のように決定し、人間のもつあいまい性を持た
せ、人間に近い評価を行えるようにすることもできる。
すなわち、ロットの投入順序である状態変数をxとし、
状態xより定まる複数個の評価関数Hj(x)の値をフ
ァジイ変数とし、先験的に定められたファジイ制御規則
によりファジイ推論を行い、総合的な評価値を推論し
て、この推論結果の値を目的関数F(x)とする実施例
である。
Further, as another embodiment of the present invention, the objective function may be determined as follows, and the ambiguity possessed by human beings may be given so that evaluation close to human beings can be performed.
That is, the state variable, which is the order of loading lots, is x,
The values of a plurality of evaluation functions Hj (x) determined by the state x are used as fuzzy variables, and fuzzy inference is performed according to the a priori-determined fuzzy control rule to infer a comprehensive evaluation value and the inference result In this embodiment, the value is the objective function F (x).

【0132】このように、本実施例によれば各評価項目
の値にあいまい性を持たせて総合的に推論して、人間に
近い評価を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to make an evaluation close to that of a human by comprehensively inferring the value of each evaluation item with ambiguity.

【0133】ところで、以上述べてきたシステムは、図
36に示す確率的フィードバック型ニューラルネットワ
ークにて実施することが可能である。したがって、ノイ
マン型の計算機を使用する場合は、前述のフローに示し
た手順で実現し、ニューラルコンピュータで実現する場
合は例えば図36の構成で実現可能である。ニューラル
コンピュータを使用すると、ノイマン型の計算機を使用
する場合に比べ、構成が簡単で、より高速に解を求める
ことができる。その動作論理は、上記までに述べた説明
と同一である。
By the way, the system described above can be implemented by the stochastic feedback neural network shown in FIG. Therefore, when the Neumann computer is used, it can be realized by the procedure shown in the above flow, and when it is realized by the neural computer, it can be realized by the configuration of FIG. 36, for example. The use of a neural computer has a simpler configuration and a faster solution than the case of using a Neumann-type computer. The operation logic is the same as the above description.

【0134】次に本発明を詳細に説明するために、他の
実施例について説明する。
Next, another embodiment will be described in order to explain the present invention in detail.

【0135】実施例として、理解の容易化を図るため図
45に示す配送計画をとりあける。
As an example, the delivery plan shown in FIG. 45 is set aside in order to facilitate understanding.

【0136】図45(b)は、1から16までの16ヶ
所の地点を1回だけ訪問して、出発点に戻ってくるルー
トのうち最短なルートを決定する問題である。
FIG. 45 (b) shows a problem of visiting 16 points 1 to 16 only once and determining the shortest route among the routes returning to the starting point.

【0137】本例では「1」を出発点として黒丸「●」
にて示してあるが、16ヶ所を訪れるルートは、順列組
合せ計算により、 16!=16×15×……×1 >20×1012 となるので、高速のコンピューターで全てのルートを調
べてゆく列挙法では、長時間を要し、実用に耐えない。
図45(c)にて示すように、訪問箇所数が32ヶ所に
なると、とりえるルートの組合せは、1030より多くな
り、列挙法では、その解決が現実的には、不可能となっ
てしまう。そこで、本発明を用いて短時間で最適解が得
られることを、以下に説明する。
In this example, "1" is the starting point and the black circle is "●".
, The route that visits 16 places is 16! = 16 × 15 × ... × 1> 20 × 10 12 , so the enumeration method in which all routes are searched by a high-speed computer requires a long time and is not practical.
As shown in FIG. 45 (c), when the number of visited sites is 32, the number of possible route combinations is more than 10 30 , and the enumeration method cannot actually solve the problem. I will end up. Therefore, it will be described below that an optimum solution can be obtained in a short time using the present invention.

【0138】図46は、本発明にて、目的関数が最適解
に近づいてゆく様子を示したものであり、縦軸に、目的
関数の値(本例では、訪問ルートの距離の総和となる
値)をとり、横軸に、探索回数をとっている。
FIG. 46 shows how the objective function approaches the optimum solution in the present invention. The vertical axis represents the value of the objective function (in this example, the sum of distances of visited routes). Value) and the horizontal axis shows the number of searches.

【0139】図38の処理Aにて、図45(b)左図に
示すような計画を、ランダムに作成し、これを計画xと
する。次に処理Bでは、計画xを、少しだけ変化させた
計画yを生成するため、1から16の範囲の整数であ
る、2種の乱数i1、i2を発生させる。また、処理F
にて、最適ルートか否かの判定に使用するための、0.
0から1.0までの値を有する一様乱数aも発生させ
る。次に処理Cで、処理Fで最適ルートか否かの判定に
使用するパラメータである温度と称する量を定める。本
実施例では、これをTとし、探索回iが大きくなる都度
減少するようにしている。
In process A of FIG. 38, a plan as shown on the left side of FIG. 45 (b) is randomly created, and this is designated as plan x. Next, in process B, two types of random numbers i1 and i2, which are integers in the range of 1 to 16, are generated in order to generate a plan y in which the plan x is slightly changed. Also, process F
In order to use it for determining whether or not it is the optimum route, 0.
It also generates a uniform random number a having a value from 0 to 1.0. Next, in process C, an amount called temperature, which is a parameter used for determining whether or not the route is the optimum route in process F, is determined. In the present embodiment, this is set to T and is decreased each time the search number i increases.

【0140】例えば、T=Δ/log(i+2)なる式
や、T=Δ/iなる式で温度を下げていけば良い(Δ
は、十分大きな正の実数とする)。
For example, the temperature may be lowered by the equation T = Δ / log (i + 2) or the equation T = Δ / i (Δ
Is a sufficiently large positive real number).

【0141】次に、処理Dにて、xを少し変化させた計
画yを作成する。例えば、 i1=2、i2=5の
場合、計画xの2番目から5番目の訪問順を全て入れ替
える。
Next, in process D, a plan y is created by slightly changing x. For example, in the case of i1 = 2 and i2 = 5, the visit orders of the second to fifth visits of the plan x are all exchanged.

【0142】図45(b)では、 x=(1,4,16,5,14,15,6,12,…
…,11)であるから、 y=(1,14,5,16,4,15,6,12,…
…,11)となる。
In FIG. 45B, x = (1, 4, 16, 5, 14, 15, 6, 12, ...
, ..., 11), y = (1,14,5,16,4,15,6,12, ...
…, 11).

【0143】yは、xを構成する要素のうち4ヶ所を変
更したことになるが、ルートを考えると、地点4と地点
14が入れ替わっただけであり、大きな要素の変更を行
なわない様にしている。
For y, four of the constituent elements of x have been changed. Considering the route, only point 4 and point 14 have been exchanged, and the major elements should not be changed. There is.

【0144】これは、i1,i2がどの様な値であって
も、せいぜい、訪問順序の変更は2ヵ所以下になる様に
工夫されている。
This is devised so that, no matter what values i1 and i2 are, the visit order is changed at most two places or less.

【0145】処理Eでは、新たに生成された計画yの目
的関数値F(y)、すなわち総距離を演算する。さて、
現時点での、最適解へ近づきつつある組合せxと、xを
少しだけ変化させた組合せyに対し、yも最適解へ近づ
きつつあり、かつ、該yが、より最適解に近いか否かに
ついて判定する必要がある。
In process E, the objective function value F (y) of the newly generated plan y, that is, the total distance is calculated. Now,
Regarding the combination x that is approaching the optimal solution at the present time and the combination y in which x is slightly changed, y is also approaching the optimal solution, and whether y is closer to the optimal solution or not Need to judge.

【0146】この関係についてのべたものが、図46で
示されるグラフである。
The whole of this relationship is the graph shown in FIG.

【0147】現在の探索回数をjとし、図46(a)に
示すF(x)jを、組合せxの目的関数値とする。ここ
では、F(x)j=200である。前回検討した組合せ
の、目的関数値をF(x)j-1とすると、 F(x)j-1=210 であるから、変化させた組合せの方が改善されて、入替
えられる。ところが、現在のxより少し変化させた組合
せyの、目的関数値 F(y)=F(x)j+1の値が、220であるから、経
験的には、xはyよりも最適解に近いはずである。
Let j be the current number of searches and F (x) j shown in FIG. 46A be the objective function value of the combination x. Here, F (x) j = 200. Assuming that the objective function value of the combination examined last time is F (x) j-1 , since F (x) j-1 = 210, the changed combination is improved and replaced. However, since the value of the objective function value F (y) = F (x) j + 1 of the combination y slightly changed from the current x is 220, empirically, x is an optimal solution rather than y. Should be close to.

【0148】従って、yは最適解へ至るルート上にはな
く、次回は、xをもとに検討を続ければよいと判断され
やすい。しかし、この様に判断すると、最適解には到着
しない。これは実験的に明らかな事項であり、図46
(a)に示すように、最適解(ここでは最小の距離を与
える点M)を求める過程において、一旦組合せxが生成
されると、二度と他の組合せが候補になり得なくなるか
らである。何故ならば、どのようにxを変化させても、
目的関数値を小さくすることができなくなるからであ
る。このような点をを極点(本実施例では、極小点とも
称する)と称する。すなわち、最適解へ到るルートか
ら、外れてしまうのである。従って、処理Fで、単に目
的関数の大小比較を行なうだけでは、ほとんどの場合、
最適解に近づくことはできなくなることになる。
Therefore, y is not on the route to the optimum solution, and it is easy to judge that the next time, it is sufficient to continue the examination based on x. However, if this judgment is made, the optimal solution will not be reached. This is an experimentally clear matter, and FIG.
This is because, as shown in (a), once the combination x is generated in the process of obtaining the optimum solution (here, the point M that gives the minimum distance), no other combination can be a candidate. Because no matter how x is changed,
This is because the objective function value cannot be reduced. Such a point is referred to as a pole point (also referred to as a minimum point in this embodiment). That is, it deviates from the route to the optimum solution. Therefore, in the process F, if the comparison of the objective functions is simply performed, in most cases,
It will not be possible to approach the optimal solution.

【0149】各種の検討を行なった結果、図46に示す
ような判定を行なうことで、最適解に到達することがわ
かった。
As a result of various examinations, it was found that the optimum solution was reached by making the judgment as shown in FIG.

【0150】すなわち、概念的に説明すると、上記の様
に極点に陥った場合でも、そこから抜け出させるため
の、新たな処理を行なえばよいわけである。
In other words, conceptually, even if the extreme point is encountered as described above, a new process for exiting the extreme point may be performed.

【0151】目的関数値の推移は、計画を少しづつ変え
てゆくことにより図46(b)(c)のようになり、最
適解に到達する。すなわち、例えばi=jにおける目的
関数値をMX1とすると、次の極大点Cを通過させるよ
うにする。この処理を何回か繰り返して、最適解領域M
に至らせるように計画の変更を行なってゆく。
The transition of the objective function value becomes as shown in FIGS. 46 (b) and 46 (c) by changing the plan little by little, and reaches the optimum solution. That is, assuming that the objective function value at i = j is MX1, for example, the next maximum point C is passed. This process is repeated several times until the optimum solution region M
The plan will be changed so that

【0152】この時、極端に大きく、計画を変化させる
と、最適解を求め誤まることになるため、目的関数値の
推移の性質を利用し、探索回数が増加するごとに小さく
なる値を定義し、判定基準を変化させる。
At this time, if the plan is extremely large and the plan is changed, an optimum solution will be erroneously obtained, so the property of the transition of the objective function value is used, and a value that becomes smaller as the number of searches increases is defined. Then, the criterion is changed.

【0153】これが、前述の処理Cで定めた温度Tであ
る。図46(a)に示すように、かなり最適値に近づい
た後に、さらにその詳細を観察すると、図46(b)に
示すように、目的関数値は推移している。すなわち、最
適解に近づくほど、目的関数値の変化量の絶対値は小さ
くなるものの、目的関数値は増減している。図46
(c)は、さらに、微視的に目的関数値の推移を観察し
たものであるが最終的には、最小値すなわち最適解Mに
到達している。図46は、概念的に示したものであるの
で、最適解探索後も目的関数値が変動しているが、実際
の変動は少ない。
This is the temperature T determined in the process C described above. As shown in FIG. 46 (a), after approaching the optimum value considerably, and further observing the details, the objective function value shifts as shown in FIG. 46 (b). That is, the closer to the optimum solution, the smaller the absolute value of the change amount of the objective function value, but the objective function value increases or decreases. Figure 46
In (c), the transition of the objective function value is further observed microscopically, but finally the minimum value, that is, the optimum solution M is reached. Since FIG. 46 is a conceptual diagram, the objective function value fluctuates even after the optimum solution search, but the actual fluctuation is small.

【0154】さて、上記説明中の核心部である処理Fの
判定は、上記記載に基づき次の様に行う。すなわち a<exp((−F(y)−F(x))/T) (式1) (但し、expは、自然対数のべき乗を表す) を満足する時に、xを少し変化させた組合せyを最適値
に至るルート上にある計画として新たに採用する。
The determination of the process F, which is the core part of the above description, is performed as follows based on the above description. That is, when a <exp ((-F (y) -F (x)) / T) (Equation 1) (where exp is a power of natural logarithm) is satisfied, a combination y in which x is slightly changed is satisfied. Is newly adopted as a plan on the route leading to the optimum value.

【0155】式1は、目的関数の差分(F(y)−F
(x))を、探索回数により減少してゆく温度Tで除し
た値を自然対数のべき乗数とし、0.0から1.0の値
を有する一様乱数aと比較し、該乱数aより大きけれ
ば、新しい計画yを、最適解に至るルート上の計画とし
て採用する処理を行なうための判定式である。
Equation 1 is the difference of the objective functions (F (y) -F
The value obtained by dividing (x)) by the temperature T that decreases with the number of searches is taken as a power of the natural logarithm and compared with a uniform random number a having a value of 0.0 to 1.0. If it is larger, it is a judgment formula for performing the process of adopting the new plan y as a plan on the route leading to the optimum solution.

【0156】例えば、図46(a)において、j=1の
計画をx、j=2の計画をyとし、現在、i=1とする
と F(x)1=200、F(x)2=F(y)=220、Δ=4.0 T=Δ/(Log(1+2))≒3.64 (但し、Δ
は、十分大きな正の実数、Logは、自然対数) a=0.0040とすると exp((−F(y)−F(x))/T)=exp(−
(220-200)/3.64)=exp(-20/3.64)≒0.004
11 であるから式(1)は成立する。
For example, in FIG. 46 (a), if a plan of j = 1 is x, a plan of j = 2 is y, and i = 1 at present, F (x) 1 = 200, F (x) 2 = F (y) = 220, Δ = 4.0 T = Δ / (Log (1 + 2)) ≈3.64 (where Δ
Is a sufficiently large positive real number, and Log is a natural logarithm) When a = 0.040, exp ((-F (y) -F (x)) / T) = exp (-
(220-200) /3.64) = exp (-20 / 3.64) ≒ 0.004
Since it is 11, the formula (1) is established.

【0157】従って、計画yは、最適解に至るルート上
にある候補として、図38における処理Gで、 x←y と置換わることになる。
Therefore, the plan y is replaced with x ← y in the process G in FIG. 38 as a candidate on the route leading to the optimum solution.

【0158】この様に検索回数に対して除々に小さくな
る温度を与えることにより、極小点にトラップされた場
合でも、そこから抜け出せることになり、確実に最小
値、すなわち最適解に到達できることになる。
By thus providing a temperature that gradually decreases with respect to the number of searches, even if the temperature is trapped at the minimum point, it is possible to escape from it, and the minimum value, that is, the optimum solution can be certainly reached. ..

【0159】このようにして、処理B〜Iを繰り返すこ
とにより最適解に至ることがわかったが、現実的な応用
装置を考える際、できるだけ探索回数が小さくなければ
使用に供することができない。
In this way, it was found that the optimum solution can be obtained by repeating the processes B to I, but when considering a practical application device, it cannot be used unless the number of searches is as small as possible.

【0160】ところが、種々の実験を行なった結果、計
画対象数(例えば、訪問する地点数のn)と温度T等に
より、最適解に到達する回数が、現実的な回数として存
在することがわかった。
However, as a result of various experiments, it was found that the number of times to reach the optimal solution exists as a realistic number depending on the number of planned objects (for example, n of the number of points to visit) and the temperature T. It was

【0161】図46は、16ヶ所の地点に対する最適解
探索状況を示したものであるが、約1610回で、最適
解の探索が完了している。本実施例では、円周状に訪問
点を定義したため、円が形成されれば明らかにそれが最
適解である。このことを利用し、訪問する地点数を円周
状に配置し、訪問地点数を変化させ、何回で最適解に至
るかを検討すると、図47に示す結果が得られた。図4
7のグラフは、最適解に至った探索回数を横軸に定義
し、縦軸には、実験回数の度数を定義している。図47
中の上部に示す6種類のグラフは、計画対象地点が、そ
れぞれ8個、16個、32個、64個、100個、50
0個とし、各々100回前後の実験回数における最適解
への到達回数を示したものである。この様に同じ構成で
計画を立案しても到達回数が変動するのは、初期状態が
異なるためである。これは、図46において、最適解M
に対して、どの程度離れたところから計画立案が開始さ
れるかによる。
FIG. 46 shows the optimum solution search situation for 16 points. The optimum solution search is completed in about 1610 times. In this embodiment, since the visiting points are defined in a circle, if a circle is formed, that is obviously the optimum solution. Utilizing this fact, the number of visiting points is arranged in a circle, the number of visiting points is changed, and how many times the optimum solution is reached is examined. The results shown in FIG. 47 are obtained. Figure 4
In the graph of 7, the horizontal axis defines the number of searches that reach the optimum solution, and the vertical axis defines the frequency of the experiment. FIG. 47
In the 6 types of graphs shown in the upper part of the figure, the planned points are 8, 16, 32, 64, 100, and 50, respectively.
It is assumed that the number is 0, and the number of times of reaching the optimum solution is shown in each of the number of experiments around 100 times. Even if a plan is made with the same configuration, the number of times of arrival changes because the initial state is different. This is the optimum solution M in FIG.
However, it depends on how far away the planning starts from.

【0162】例えば、初期値(初期位置)が、記号F
(図46参照)であるならば、最適解Mに早く到達する
が、例えば記号B(図46参照)であるならば、記号F
の場合より多くの探索が必要である。
For example, the initial value (initial position) is the symbol F.
(See FIG. 46), the optimal solution M is reached earlier, but if it is the symbol B (see FIG. 46), the symbol F
More searches are needed than in.

【0163】図47の6種の図を詳細に検討してゆく
と、計画対象地点の数をnとし、nの三乗以内の探索回
数にて最適解に到達していることがわかる。すなわちn
=8の時は、多くとも400回であるから n3=83=512>400 が成立する。n=16,32,64,100,500の
場合も同様なことがいえる。図47の下図は、n=8,
16,32,64,100の各々の場合を、総計したも
のである。これより、最適解に至る回数は、せいぜいn
3より少なく、かつその大部分はc・n2(c≦4)より
少ないことがわかる。すなわち、前述方法にて計画を立
案する場合、次のことが言える。
When the six types of diagrams in FIG. 47 are examined in detail, it is understood that the number of planned points is n and the optimum solution is reached within the number of searches within the cube of n. Ie n
= 8 is at most 400 times, so that n 3 = 8 3 = 512> 400 holds. The same can be said when n = 16, 32, 64, 100, 500. In the lower diagram of FIG. 47, n = 8,
Each of the cases of 16, 32, 64, 100 is the total. From this, the number of times to reach the optimum solution is n at most.
It can be seen that it is less than 3 , and most of it is less than c · n 2 (c ≦ 4). That is, the following can be said when planning is made by the above method.

【0164】(1)多くともn3の探索を行なえば最適
解に到達できる。
(1) The optimum solution can be reached by searching n 3 at most.

【0165】(2)4・n2の探索回数以内に最適解に
ほぼ到達する。
(2) The optimum solution is almost reached within the number of searches of 4 · n 2 .

【0166】さらに、最適解に至ったか否かは、目的関
数値の推移を観測することで判断でき、図39は、これ
を説明したものである。図39は、図46と同様、横軸
に探索回数、縦軸に目的関数値を定義したものである。
最適解に到達したならば、目的関数値は最適値であるか
ら変動しない。従って上記(1)の性質から、現在の探
索回数により数えて過去n2/L(Lは、1.0以上の
実数)個分の探索回数に対する目的関数値推移の傾き
が、ある負の実数bより大きくなっていれば、最適解に
ほぼ到達したと言える。実数Lおよびbは、扱う問題に
より定める。本実施例は、最小値を最適解とする場合に
ついて述べているが、最大値を最適解とする場合は、目
的関数値の逆数を考えると、全く同様の方法が使用でき
る。
Furthermore, whether or not the optimum solution has been reached can be determined by observing the transition of the objective function value, and FIG. 39 explains this. In FIG. 39, as in FIG. 46, the horizontal axis defines the number of searches and the vertical axis defines the objective function value.
When the optimum solution is reached, the objective function value does not change because it is the optimum value. Therefore, from the property of (1) above, the slope of the objective function value transition with respect to the number of past n 2 / L (L is a real number of 1.0 or more) searches counted by the current number of searches is a negative real number. If it is larger than b, it can be said that the optimum solution has been almost reached. The real numbers L and b are determined according to the problem to be dealt with. The present embodiment describes the case where the minimum value is the optimum solution, but when the maximum value is the optimum solution, a completely similar method can be used, considering the reciprocal of the objective function value.

【0167】以上の様な性質が、各種シミュレーション
実験により明らかになったため、上記方法にて最適解が
高速に得られることになる。すなわち、処理Kにて、次
の条件を満たした時点で、計画立案を終了とし、処理I
で保持されている計画を最適解とすればよい。
Since the above properties have been clarified by various simulation experiments, the optimum solution can be obtained at high speed by the above method. That is, in the process K, when the following conditions are satisfied, the planning is finished and the process I
The plan held in can be the optimal solution.

【0168】すなわち、計画終了の条件は、以下のよう
になる。
That is, the conditions for ending the plan are as follows.

【0169】 探索回数iがn3より大きくなった場
合、または、 探索回数iから過去n2/L個分の探
索回数に対する目的関数値の推移の傾きが、ある負の実
数bより大きくなった場合である。
When the number of searches i is greater than n 3 , or the slope of the transition of the objective function value from the number of searches i to the number of past n 2 / L searches is greater than a certain negative real number b This is the case.

【0170】条件は、例えばn=16の場合は、探索
回数iがn3=163=4096より大きくなったら、無
条件で処理を終了させてよいことを示す。条件は、例
えば図48に示す様に、n=16とし、現在の探索回数
i=500とし、L=1.0、b=−0.00391と
すると,次の様な場合を示している。すなわち、n2
L=162/1.0=256より、i=500から、2
56回分前までの目的関数値の推移の傾きを観察する。
The condition indicates that, for example, in the case of n = 16, the process may be unconditionally ended when the number of searches i becomes larger than n 3 = 16 3 = 4096. For example, as shown in FIG. 48, if n = 16, the current number of searches i = 500, L = 1.0, and b = -0.00391, the conditions are as follows. That is, n 2 /
From L = 16 2 /1.0=256, from i = 500 to 2
Observe the slope of the transition of the objective function value up to 56 times before.

【0171】i=500から、256回分前は、i=2
45であるから、この時の目的関数値をF(x)245
200とし、F(x)246からF(x)500を全て、19
9とすると、傾きdF(x)i/diは、 dF(x)i/di=(199−200)/256≒−0.00390 となり、傾きは、b=−0.00391より大きくなる
為、最適解に到達したことがわかる。つまり十分安定し
た値となり、かつその前の変位量も、十分小さい場合を
表わしている。
From i = 500, i = 2 before 256 times
Since it is 45, the objective function value at this time is F (x) 245 =
200, F (x) 246 to F (x) 500 are all 19
9, the slope dF (x) i / di is dF (x) i /di=(199-200)/256≈−0.00390, and the slope is larger than b = −0.00391. It can be seen that the optimum solution has been reached. In other words, the value is sufficiently stable and the amount of displacement before that is sufficiently small.

【0172】以上の説明で明らかなように、本発明は、
次の様な重要な意義を有する。
As is apparent from the above description, the present invention is
It has the following important meanings.

【0173】従来の手法では全く不可能であった、最適
計画、最適設計、最適制御を可能とすることである。し
かも、本方法は、熱力学等の統計的物理学にも完全に合
致しているため、経験的知識等の不確定要素を全く含ん
でおらず、極めて安定で確実な手法である。すなわち、
ある目的値を最小にする「還元問題」の確実な手法が、
確立したことを意味している。以下に記述する各種の実
施例で明らかにするが、従来解決できなかった多くの問
題を確実、高速に、かつ極めて簡単な構成の装置にて解
決できる。
This is to enable optimal planning, optimal design, and optimal control, which were completely impossible with the conventional method. Moreover, since this method perfectly matches with statistical physics such as thermodynamics, it does not include any uncertainties such as empirical knowledge, and is a very stable and reliable method. That is,
A certain method of the "reduction problem" that minimizes a target value is
It means that it is established. As will be apparent from various embodiments described below, many problems that could not be solved by the related art can be solved reliably, at high speed, and with an apparatus having an extremely simple structure.

【0174】本発明は、前述の通り、最適解が1種類必
ず存在する計画問題のほとんどに適用可能であり、対象
は各種プラント、プロセス等、分野、目的等に全く捕ら
われない。ここでは、基本的な論理を示す極めて原始的
な汎用的論理構造を有する装置構成および機能構成例を
述べた後に、いくつかの具体的実施例について説明す
る。
As described above, the present invention can be applied to most planning problems in which there is always one type of optimal solution, and the object is not limited to various plants, processes, fields, purposes, etc. Here, after describing a device configuration and a functional configuration example having an extremely primitive general-purpose logic structure showing basic logic, some specific examples will be described.

【0175】図49に、本発明にかかる装置の一構成例
を示す。
FIG. 49 shows a structural example of the apparatus according to the present invention.

【0176】本装置例は、入力手段、表示手段、目的関
数作成手段、最小値探索手段を有して構成される。
This example of the apparatus is configured to have an input means, a display means, an objective function creating means, and a minimum value searching means.

【0177】入力手段は、ロットの投入順序等の状態変
数、設備保守時間等の各種の環境変数等を入力するため
の手段であり、例えば、キーボード、マウス、ライトペ
ン等により構成される。
The input means is means for inputting state variables such as the lot loading sequence and various environmental variables such as equipment maintenance time, and is composed of, for example, a keyboard, a mouse, a light pen and the like.

【0178】目的関数作成手段は、最小化を図るパラメ
ータから構成される目的関数を作成する手段であり、例
えばCPU、ROM、RAM、ハードディスク等を有し
て構成される。
The objective function creating means is means for creating an objective function composed of parameters to be minimized, and has, for example, a CPU, a ROM, a RAM, a hard disk and the like.

【0179】最小値探索手段は、作成された目的関数を
最小にする手段であり、例えばCPU、ROM、RA
M、ハードディスク等を有して構成される。
The minimum value searching means is means for minimizing the created objective function, and is, for example, CPU, ROM, RA.
It is configured by including M, a hard disk, and the like.

【0180】表示手段は、最小値探索手段での探索結果
を表示する手段であり、例えばCRT、液晶ディスプレ
イ、ELディスプレイ等により構成される。
The display means is means for displaying the search result obtained by the minimum value search means, and is composed of, for example, a CRT, a liquid crystal display, an EL display or the like.

【0181】さらに、図示はしないが、温度を変化させ
る手段、最小値探索打切り手段を有した構成も考えられ
る。
Further, although not shown, a structure having a means for changing the temperature and a means for stopping the minimum value search may be considered.

【0182】温度を変化させる手段、最小値探索打切り
手段は、例えばCPU、ROM、RAM、ハードディス
ク等を有して構成される。
The means for changing the temperature and the means for terminating the minimum value search are composed of, for example, a CPU, a ROM, a RAM, a hard disk and the like.

【0183】図37は、本発明による計画立案装置1の
機能を説明するための機能ブロック図の一例を示したも
のである。
FIG. 37 shows an example of a functional block diagram for explaining the function of the planning apparatus 1 according to the present invention.

【0184】本装置は、操作員からの計画立案要求によ
り処理が開始される。本装置100は、設備情報や生産
指示情報等の計画立案に必要な情報を記憶しておく記憶
手段1100と、該記憶手段1100より必要な情報を
読み出し、ランダムな初期計画を作成する初期計画作成
手段200と、新たな計画を生成する場合に使用する整
数の一様乱数と、最適解か否かを判断するのに用いる実
数の一様乱数を発生する乱数発生手段300と、探索回
数の増加に伴い減少するように温度を定める温度設定手
段400と、前記乱数発生手段で発生させた整数の乱数
により、新しい計画を生成する新計画生成手段500
と、対象とする計画ごとに、予め設定あるいは選択され
ている目的関数を演算する目的関数演算手段700と、
前記乱数発生手段300で発生させた実数の乱数値と前
記新旧2種の計画の目的関数値の差分と、前記温度で定
まる値を比較し、最適解に至るルート上にある計画を決
定する評価手段510と、前記評価手段500にて選択
された計画に対応する目的関数値の探索回数に対する傾
きを観察し、最適解に到達したと判断した場合は、立案
結果を表示装置に表示し、未到達の場合は、計画立案経
過を表示装置に表示する表示手段600と、未到達の場
合は、前記乱数発生手段300より同様な最適解探索処
理を繰り返す最適解推定手段800と、対象とする問題
に応じて目的関数を選択または変更する目的関数選択手
段1200により構成される。
The processing of this apparatus is started by the planning request from the operator. This apparatus 100 stores a storage unit 1100 for storing information necessary for planning such as facility information and production instruction information, and an initial plan creation for reading out the necessary information from the storage unit 1100 to create a random initial plan. Means 200, an integer uniform random number used when generating a new plan, a random number generating means 300 for generating a real uniform random number used to determine whether or not an optimal solution, and an increase in the number of searches. A new plan generating means 500 for generating a new plan by the temperature setting means 400 that determines the temperature so as to decrease with it and the integer random number generated by the random number generating means.
And an objective function calculating means 700 for calculating an objective function that is preset or selected for each target plan,
Evaluation for comparing a difference between a real random number value generated by the random number generating means 300 and the objective function values of the old and new two types of plans and a value determined by the temperature to determine a plan on the route leading to the optimum solution. The inclination of the objective function value corresponding to the plan selected by the means 510 and the evaluation means 500 with respect to the number of searches is observed, and when it is determined that the optimum solution has been reached, the planning result is displayed on the display device, and In the case of arrival, the display means 600 for displaying the progress of planning on the display device, and in the case of non-arrival, the optimum solution estimation means 800 for repeating similar optimum solution search processing from the random number generation means 300, and the target problem. The objective function selecting unit 1200 selects or changes the objective function according to the above.

【0185】図38は、以上に述べた各手段の動作を説
明するための処理フローチャートである。理解の容易の
ために、図40および図41に示す、立体自動倉庫にお
ける入出庫作業時間最短計画立案問題を例にとり説明す
る。
FIG. 38 is a processing flow chart for explaining the operation of each means described above. For ease of understanding, an explanation will be given taking as an example the problem of planning the shortest entry / exit operation time in a three-dimensional automated warehouse shown in FIGS. 40 and 41.

【0186】図41は、プロセス概要を示したものであ
る。多種多量の物品を保管するため、近年では、数千か
ら数十万棚を有する立体倉庫22が建設されており、1
日に数十から数千の入出庫作業がスタッカークレーンに
より行なわれている。
FIG. 41 shows an outline of the process. In order to store a large amount of various kinds of articles, in recent years, a three-dimensional warehouse 22 having several thousand to several hundred thousand shelves has been constructed.
Dozens to thousands of loading and unloading operations are carried out daily by stacker cranes.

【0187】図40では、立体倉庫を構成している1つ
の列の、連と段、および1台のスタッカークレーン21
の動作を示している。図5に示す、からの入出庫作
業が指示されているものとする。管理方式には、格納物
品に対する棚位置が定まっており、「パレット」と呼ば
れる置台が入出庫作業時以外は常に存在する「固定番地
方式」と、入出庫時に自由に棚位置を選択できる「自由
番地方式」があるが、本実施例では、前者を採用してい
る。図40にて棚から物品を出庫[1]し、作業終了
後再びパレットと残物品を入庫[2]する動作後、棚
にスタッカークレーン21は、移動[3]する。
In FIG. 40, one row, one row and one row, and one stacker crane 21 that constitutes a three-dimensional warehouse.
Shows the operation of. It is assumed that the loading and unloading work from and to is shown in FIG. In the management system, the shelf position for the stored items is fixed, and there is a "fixed address system" in which a table called a "pallet" is always present except during loading and unloading work. There is an address system ", but in the present embodiment, the former is adopted. 40. In FIG. 40, the stacker crane 21 moves [3] to the shelf after the operation of unloading the article from the shelf [1] and again loading the pallet and the remaining article [2] after the work is completed.

【0188】[1]と[2]は、どの様な順序で作業を
行なっても必要な作業であるから、図41に示す、か
らの作業時間を最小にするためには、各棚間を移動す
る時間D(i→i+1)の合計値 F(x)=ΣD(i→i+1)を最小にしなければならな
い。
Since [1] and [2] are necessary works in any order, in order to minimize the work time shown in FIG. The total value of moving time D (i → i + 1) F (x) = ΣD (i → i + 1) must be minimized.

【0189】(ただし、Σは、iが1から5までの総和
を表す) 移動時間D(i→i+1)は、図40の下図に示すよう
に、スタッカークレーン21の加減速特性および移動ベ
クトルにより定まり、例えば、本実施例では、段方向y
への移動所要時間ty1と、連方向xへの移動所要時間
tx1を比較し、より所要時間が長いty1が、実際の移
動時間となる。
(However, Σ represents the total sum of i from 1 to 5.) The moving time D (i → i + 1) depends on the acceleration / deceleration characteristics and the moving vector of the stacker crane 21, as shown in the lower diagram of FIG. For example, in this embodiment, the step direction y
The required travel time ty 1 for the moving direction is compared with the required travel time tx 1 for the continuous direction x, and the longer required time ty 1 is the actual moving time.

【0190】図38における、初期化処理Aにて図41
に示されるランダムに決定された作業順序組合せベクト
ル x=(、、、、、)が決定され、さらにi
=1(探索回数)、Fmin=F(x)(最適目的関数
値)、M=x(最適組合せ)が設定される。次に、乱数
発生手段3にて乱数発生処理Bが行なわれ、1からn、
本実施例では、1から6のいずれかの整数である、一様
乱数i1、i2(i1<i2)と、0.0から1.0の間のい
ずれかの実数である、一様乱数aを発生させる。次に、
温度設定手段4にて、温度制御処理Cが行なわれ、例え
ば T=Δ/log(i+2) (Δは、十分大きな正の実
数、logは、常用対数を表す)なる式にて、温度が定め
られる。Tは温度であり、探索回数iの増加に応じて、
Tは減少してゆく。次に、新候補計画生成処理Dにて図
41に示す、新候補計画案 y=(、、、、、)を生成する。ベクトル
yは、ベクトルxの前記i1番目の作業と、i2番目の作
業間の作業順序を入れ替えたものである。本実施例では
1=2、i2=3であり、とが入れ替っている。次
に、前記目的関数値演算手段7にて、目的関数演算処理
Eが行なわれ、図41に示される様に、 F(y)=ΣDi=321(ただし、Σは、iが1から5
までの総和を表す)が演算される。次に、評価手段51
にて、評価判定処理Fが例えば次の様に行なわれる。す
なわち、a<exp(−(f(y)−f(x))/T)が
成立する場合、“入替”し、成立しない場合は、“入替
不要”とする。
In initialization processing A shown in FIG. 38, as shown in FIG.
The randomly determined work order combination vector shown in x = (,,,,,) is determined, and i
= 1 (the number of searches), Fmin = F (x) (optimal objective function value), and M = x (optimal combination) are set. Next, the random number generation means 3 performs a random number generation process B, and 1 to n,
In the present embodiment, the uniform random numbers i 1 and i 2 (i 1 <i 2 ) which are integers from 1 to 6 and any real numbers between 0.0 and 1.0, Generate a uniform random number a. next,
A temperature control process C is performed in the temperature setting means 4, and the temperature is determined by an equation, for example, T = Δ / log (i + 2) (Δ represents a sufficiently large positive real number, log represents a common logarithm). Be done. T is temperature, and as the number of searches i increases,
T decreases. Next, in the new candidate plan generation process D, a new candidate plan proposal y = (,,,,) shown in FIG. 41 is generated. The vector y is obtained by exchanging the work order between the i 1 -th work and the i 2 -th work of the vector x. In the present embodiment, i 1 = 2 and i 2 = 3, and are interchanged. Next, the objective function value calculation means 7 performs the objective function calculation process E, and as shown in FIG. 41, F (y) = ΣDi = 321 (where Σ is from 1 to 5).
Represents the total sum up to) is calculated. Next, the evaluation means 51
Then, the evaluation determination process F is performed as follows, for example. That is, if a <exp (-(f (y) -f (x)) / T) is satisfied, "replacement" is performed, and if not satisfied, "replacement unnecessary" is determined.

【0191】上式中のaは、予め乱数発生処理Bにて発
生した、0.0〜1.0の一様な実数値の乱数である。
In the above equation, a is a uniform real-valued random number of 0.0 to 1.0 generated in advance in the random number generation process B.

【0192】“入替”の場合、計画候補入替処理Gにて 「x←y」なる処理が行なわれる。処理Hにて、該時点
までの最小の目的関数値FminとF(y)が比較され、 Fmin>F(y)が成立している場合には、 Fmin←F(y)(最適目的関数値)、M←y(最適組合
せ)なる処理が、処理Lにて行なわれる。
In the case of "replacement", the process "x ← y" is performed in the plan candidate replacement process G. In process H, the minimum objective function value Fmin up to that point is compared with F (y), and if Fmin> F (y) holds, then Fmin ← F (y) (optimal objective function value ), M ← y (optimum combination) is performed in process L.

【0193】図39は、表示手段6の表示処理Jの処理
結果を示したものである。F(1)、すなわち最初の検
討時の目的関数値を、縦軸の目的関数値軸の中点に定
め、探索回数を横軸にとり、目的関数値を、対応する探
索回数に対応する位置にプロットし、連結したグラフと
して表示する。この時、探索回数軸上の最大値をn3
する。また、最適目的関数値Fmin(m)(mは探索回
数)を同じスケールで、表示する。図39では、破線に
て表示している。このような表示により、計画立案担当
者は、立案状況を的確に把握することができ、十分経験
を経た計画立案担当者は、自分で実用上の最適解取得タ
イミングを判断し、計画立案を終了させることもでき
る。1回目の検討時の目的関数値F(1)を縦軸の中点に
定めることにより、計画の目的関数の最適化方向が最小
であっても最大であっても起点の移動がなくスムーズな
表示が可能になる。縦軸のスケールは、目的関数値の変
化量の度合いにより変化させてもよい。
FIG. 39 shows the processing result of the display processing J of the display means 6. F (1), that is, the objective function value at the time of the first examination is set at the midpoint of the objective function value axis on the vertical axis, the number of searches is set on the horizontal axis, and the objective function value is set at a position corresponding to the corresponding number of searches. Plot and display as a connected graph. At this time, the maximum value on the search frequency axis is n 3 . Further, the optimum objective function value Fmin (m) (m is the number of searches) is displayed on the same scale. In FIG. 39, it is indicated by a broken line. With such a display, the planner can accurately grasp the drafting situation, and the planner with sufficient experience determines the practical optimal solution acquisition timing himself and finishes the plan. You can also let it. By setting the objective function value F (1) at the time of the first examination to the midpoint of the vertical axis, there is no movement of the starting point and smoothing even if the optimization direction of the objective function of the plan is minimum or maximum. Can be displayed. The scale of the vertical axis may be changed according to the degree of change in the objective function value.

【0194】計画立案状況をビジュアルに把握できるこ
とは、信頼感を高めるだけでなく、問題の本質を直感的
に理解し易く、現実的に十分な解が得られているか否か
を判断できることになり、操作員にとっては、使いやす
いシステムを構築できる。
Being able to visually grasp the planning situation not only enhances the sense of trust, but also makes it easier to intuitively understand the essence of the problem and to judge whether or not a sufficient solution is realistically obtained. For operators, it is possible to construct a system that is easy to use.

【0195】次に、処理Kでは、以上までの計画立案過
程を観察し、例えば、次の様にして計画立案を終了させ
る。
Next, in process K, the planning process up to this point is observed and, for example, the planning process is completed as follows.

【0196】本発明の概要にて述べた通り、例えば、現
在の探索回数より、過去n2/L(Lは、1.0以上の実
数)個分の探索回数に対する、目的関数値の変化量nの
傾きが、ある負の実数bより大きい場合には、計画立案
を終了させる。実数bは、対象となる問題に応じて、現
実的な値である最小分解能により定める。また、最大化
問題の場合はbは正の実数であることは言うまでもな
い。
As described in the outline of the present invention, for example, the amount of change in the objective function value with respect to the number of past n 2 / L (L is a real number of 1.0 or more) searches from the current number of searches. If the slope of n is larger than a certain negative real number b, the planning is finished. The real number b is determined by the minimum resolution which is a realistic value according to the problem to be solved. In the case of the maximization problem, it goes without saying that b is a positive real number.

【0197】以上の動作にて、自動倉庫の入出庫作業の
最適化が短時間で終了する。1回の移動時間の総計の演
算が10~6(秒)で行なわれるコンピューターを用いる
と、100棚程度の作業に対する最適計画は、わずか1
0~2(秒)で完了する。従来の列挙法では1094(秒)以上
要するものが1/1096に、短縮されたことになる。
With the above operation, the optimization of the loading / unloading work of the automatic warehouse is completed in a short time. Using a computer that calculates the total travel time for each operation in 10 to 6 (seconds), the optimal plan for work with about 100 shelves is only 1
It will be completed in 0 to 2 (seconds). In the conventional enumeration method, what required 10 94 (seconds) or more was shortened to 1/10 96 .

【0198】自動倉庫の入出庫作業においては、本実施
例以外に、出庫後の次工程の各作業毎の期待時刻との差
を最小化するニーズや、品種毎の在席時間の最小化、す
なわち入庫の早い順に出庫する等様々なる目的がある
が、本発明では、単にそれらを目的関数値演算手段7に
予め設定しておけば、最適解が求まることになる。
In the loading and unloading work of the automatic warehouse, in addition to the present embodiment, the need to minimize the difference from the expected time for each work in the next process after warehousing, the minimization of attendance time for each product type, That is, although there are various purposes such as leaving the stock in the order of the earliest entry, in the present invention, if these are simply set in advance in the objective function value calculation means 7, the optimum solution can be obtained.

【0199】図42は、本発明の他の実施例である配送
計画の一例を示したものである。
FIG. 42 shows an example of a delivery plan which is another embodiment of the present invention.

【0200】本計画は、複数の配送場所を1回づつ訪問
し、荷物を配達しながら、最後にスタート地点に戻るた
めの計画である。本実施例では、スタート場所をと
し、からの配送場所を訪問後、最後にスタート場所
に戻る、最適ルートを求めるものである。例えば、組
合せ、C=(、、、、、)は、所要時間の
最適化が図られている例である。しかし、この計画で
は、荷物の量(荷量)や、「期待時刻」(荷物が到着す
ることが期待されている時刻)に対する偏差、すなわち
各種のサービスが全く考慮されていないので、不満足な
計画になってしまう場合がある。本実施例で、「荷量」
とは、ある配送場所において、配達のために積んでいる
荷物の量を示しており、例えば、スタート地点Aにおい
ては、全ての荷量の合計である2600(Kg)が荷量とな
る。また、ガソリンの消費量で定まる「エネルギー」
を、走行距離と、ある2点で定まる区間においての積載
量との積とする。また、期待時刻は、スタート時刻から
の相対的な許容時間(単位:分)で示している。例えば、
配送場所への配送は、6時間後でも構わないが、配送
場所への配送は、75分後までに配送が完了している
ことが期待されていることを示している。前述の例で
は、所要時間の合計値関数F1を目的関数としたが、エ
ネルギーを最小とする場合には図42中のF2を目的関
数とすればよい。また、期待時刻に対する余裕度、すな
わち期待時刻よりできるだけ早く配送したい場合には、
期待時刻と到着予定時刻との偏差の合計であるF3を目
的関数とすればよい。
This plan is a plan to return to the starting point at the end while delivering a package by visiting a plurality of delivery places once. In the present embodiment, the optimum route is obtained by setting the start place as the starting point, visiting the delivery place from, and finally returning to the starting place. For example, the combination C = (,,,,,) is an example in which the required time is optimized. However, this plan does not consider deviations from the amount of cargo (cargo volume) and the "expected time" (time when the cargo is expected to arrive), that is, various services at all, so the plan is unsatisfactory. May be In this example, "load"
Indicates the amount of parcels loaded for delivery at a certain delivery place. For example, at the start point A, the total amount of parcels is 2600 (Kg). Also, "energy" determined by the amount of gasoline consumed
Is the product of the traveling distance and the load amount in the section defined by two points. The expected time is indicated by a relative allowable time (unit: minutes) from the start time. For example,
The delivery to the delivery location may be done after 6 hours, but the delivery to the delivery location is expected to be completed by 75 minutes later. In the above-mentioned example, the total value function F1 of the required time is the objective function, but in the case of minimizing the energy, F2 in FIG. 42 may be the objective function. In addition, if you want to deliver to the expected time, that is, to deliver as soon as possible than the expected time,
The objective function may be F3, which is the total deviation between the expected time and the estimated arrival time.

【0201】また、できるだけ期待時刻に、近い時刻の
配送が望まれる場合もある。つまり、遅れを最小にし、
かつ、早すぎないように配送する場合である。このよう
な要求に対しては、期待時刻と到着予定時刻の偏差の二
乗の合計値であるF4を目的関数とすればよい。
In some cases, it is desired that the delivery be as close as possible to the expected time. In other words, minimize the delay,
In addition, it is a case where delivery is done not too early. For such a request, the objective function may be F4, which is the sum of the squares of the deviations between the expected time and the expected arrival time.

【0202】以上の各目的関数を厳密に数式で表現する
と、ある配送順序組合せiに対して 、 F1(i)=Σf1P (所要時間関数) F2(i)=Σ(ΣWm×f1p) (エネルギー関数) F3(i)=Σ(THp−f1p) (期待時刻余裕度関
数) F4(i)=Σ(THp−f1p)2 (期待時刻偏差関数) (但し、f1pは、場所PからP+1への所要時間、Wm
は、場所mへの荷量、THpは、場所Pの期待時刻、Σ
は、全てp=1から6までの総和をとることを表してい
る) 以上の様に、様々なニーズに対応させて、目的関数を定
めることにより、配送計画の最適化を極めて容易に行な
うことができる。
When the above objective functions are strictly expressed by mathematical expressions, F1 (i) = Σf1P (required time function) F2 (i) = Σ (ΣWm × f1p) (energy function) ) F3 (i) = Σ (THp-f1p) (Expected time margin function) F4 (i) = Σ (THp-f1p) 2 (Expected time deviation function) (However, f1p is required from location P to P + 1 Time, Wm
Is the load on location m, THp is the expected time at location P, Σ
Indicates that the sum of all p = 1 to 6 is taken.) As described above, it is extremely easy to optimize the delivery plan by defining the objective function according to various needs. You can

【0203】図43は、製造業等における生産計画を立
案するための説明図である。配送計画問題は、視覚的に
把え易いため、理解が容易であるが、本問題では、対象
を、時間的、空間的に捉えなければならない面が多いた
め、人間による計画立案は、非常に困難である。
FIG. 43 is an explanatory diagram for formulating a production plan in the manufacturing industry or the like. The delivery planning problem is easy to understand because it is easy to grasp visually, but in this problem, since there are many aspects in which the target must be grasped temporally and spatially, it is very difficult for humans to make plans. Have difficulty.

【0204】そこで、本発明による解決法を以下に説明
する。
The solution according to the present invention will be described below.

【0205】一般的な生産プロセスにおいては、生産効
率の向上等のために汎用的な製造設備を複数台設置し、
異なる種類および量の製品を製造する。
[0205] In a general production process, a plurality of general-purpose manufacturing facilities are installed to improve production efficiency,
Produce different types and quantities of products.

【0206】本実施例では、ある製造設備Aにて作業
からを実行する計画を立案することを検討する。もち
ろん、製造設備が複数台存在している場合も同様に検討
できる。各作業の着手にあたっては、前の作業の後始末
と、今回の作業の準備のための時間の合計時間である
「段取り時間」が必要である。同種の製品の生産が連続
する場合は、冶具、部品等の変更、洗浄等が、少いため
段取り時間は短くてもよいが、異なる製品の生産の場合
は、段取り時間は、長くなる。この段取り時間の一例
を、前の作業番号を縦軸に、今回の作業番号を横軸にと
り、図43の表にて示している。例えば、前作業が
で、今回の作業がの場合には、18(分)の段取り時間
を要する。製造計画では、この他に設備間の搬送のため
の時間、故障、定期修理、特急品の割り込み等様々なる
要因が存在するが、本発明ではそれらをも考慮して、容
易に生産計画を立案できる。このことは、第一の実施例
にて前述した通りである。
In this embodiment, it is considered to make a plan to execute from work in a certain manufacturing facility A. Of course, the same can be considered when there are a plurality of manufacturing facilities. At the start of each work, it is necessary to perform “setup time”, which is the total time of cleaning up the previous work and preparing for this work. When the production of products of the same type is continuous, the setup time may be short because there are few changes in jigs, parts, etc., cleaning, etc. However, in the case of production of different products, the setup time is long. An example of this setup time is shown in the table of FIG. 43 with the previous work number on the vertical axis and the current work number on the horizontal axis. For example, when the previous work is done and the work this time is, the setup time of 18 (minutes) is required. In the manufacturing plan, there are various other factors such as time for transportation between equipments, breakdown, periodic repair, interruption of express goods, etc., but in the present invention, the production plan can be easily drafted in consideration of them. it can. This is as described in the first embodiment.

【0207】この段取り時間表に従って作業順序組合
せ、i=(、、、、、)を実行する計画案
は図に示す通り、開始から420(分)を要するのに対し、
作業順序組合せ、j=(、、、、、)では
382(分)しか要しない。
The plan for executing the work sequence combination i = (,,,,,) according to this setup time table requires 420 (minutes) from the start, as shown in the figure.
For work order combination, j = (,,,,,)
It only takes 382 (minutes).

【0208】この場合の目的関数値は、作業開始から作
業完了までの時間であるから F(i)=Σ(Tp+Dp-1→p) である。(但し、Tp
は、作業Pの作業時間、Dp-1→pは、作業P−1からPへ
の段取り時間、Σは、p=1から6までの総和をとるこ
とを表している) 本実施例において、Tpは、順序に関係しないと考える
と、F(i)=Σ(Dp-1→p)でよいことになる。
Since the objective function value in this case is the time from the start of work to the completion of work, F (i) = Σ (Tp + Dp-1 → p). (However, Tp
Represents the work time of the work P, Dp-1 → p represents the setup time from the work P-1 to P, and Σ represents the sum of p = 1 to 6) In the present embodiment, Considering that Tp is not related to the order, F (i) = Σ (Dp-1 → p) is sufficient.

【0209】(但し、Σは、p=1から6までの総和を
とることを表している) このように、本実施例により、最も生産効率が良く、か
つ設備稼動率が最大となる計画を立案することができ
る。
(However, Σ represents that the total sum of p = 1 to 6 is taken.) As described above, according to the present embodiment, the plan that maximizes the production efficiency and maximizes the equipment operation rate is set. Can plan.

【0210】また、多品種変量生産を実現するために
は、顧客からの突発的なオーダーに対応することや、納
期を厳守することが重要になる。これを実現するために
は、各作業毎に定められている「作業終了厳守時刻」、
すなわち納期と終了予定時刻の差分の合計値を、最大に
すればよい。THpを作業Pの納期、TEpを終了予定時
刻とすると、 F(i)=Σ(THp−TEp)、 (但し、Σは、p=1から6までの総和をとることを表
している) で定まるF(i)が、最大にすべく、目的関数を設定すれ
ばよい。もちろん、上記実施例以外の他に、各種のニー
ズが存在するが、全て、上記と同じ方法を使用すること
により最適計画を立案でき、本発明により、どのような
生産計画においても、計画の最適化が達成されることに
なる。
Further, in order to realize multi-product variable quantity production, it is important to handle sudden orders from customers and strictly adhere to delivery dates. To achieve this, the "work end punctuality time" that is set for each work,
That is, the total value of the differences between the delivery date and the scheduled end time may be maximized. If THp is the delivery date of the work P and TEp is the scheduled end time, then F (i) = Σ (THp-TEp), (where Σ represents the sum of p = 1 to 6) The objective function may be set so that the determined F (i) is maximized. Of course, there are various needs other than the above-mentioned embodiment, but all of them can make an optimum plan by using the same method as described above, and the present invention makes it possible to optimize the plan in any production plan. Will be achieved.

【0211】なお、言うまでもないが、関数が複数存在
し、これを総合的に考え(例えば、最適化の対象が、複
数個の関数の和からなる場合等)、最適計画の立案を行
なう問題に対しても対応可能である。
Needless to say, there are a plurality of functions, and when considering them comprehensively (for example, when the optimization target is the sum of a plurality of functions), the problem of planning an optimal plan is solved. It is also possible to correspond.

【0212】例えば、目的関数を、次のように定義す
る。 F(i)=W1×(ΣDp-1→p)+W2×(ΣTHp−TEp) (但し、Σは、p=1から6までの総和をとることを表
している) これは、「生産効率が良く、かつ納期に対する余裕が十
分であり、前者と後者はW1およびW2で定まる比率で考
慮すること」を表すことになる。
For example, the objective function is defined as follows. F (i) = W 1 × (ΣDp-1 → p) + W 2 × (ΣTHp−TEp) (where Σ means to take the total sum of p = 1 to 6) It is efficient and has a sufficient margin for delivery, and the former and the latter are considered in the ratio determined by W 1 and W 2.

【0213】しかしながら、現実に利用者の立場を考慮
すると、目的を複数個定義することにより、目的同志間
に相反する要素が混在し、立案された計画が、本当に立
案担当者が望んだものであるか否かの判断が困難とな
り、必ずしも満足のいかない結果となることもある。
However, considering the user's position in reality, by defining a plurality of objectives, conflicting elements are mixed between the objectives, and the planned plan is what the planning staff really wanted. It may be difficult to judge whether or not there is, and the result may not always be satisfactory.

【0214】したがって、一種類の最適解が必ず存在す
る計画問題においては、通常、目的関数を1種類に絞り
込んで、目的を明確にすべきであり、上述の多目的評価
計画への拡張は、慎重に行なう必要がある。
Therefore, in a planning problem in which there is always one kind of optimal solution, the purpose should be clarified by narrowing down the objective function to one kind, and the above-mentioned multi-objective evaluation plan should be carefully expanded. Need to go to.

【0215】図44は、他の一実施例を示したものであ
り、電子基板上へ各種電子部品等を装着する順序の計画
を立案する問題を扱ったものである。近年は、これをロ
ボット等で自動的に行なう場合が多いが、配送計画と同
様に、例えば、装着部品の取出し、段取り時間と、装着
順序による移動、位置決め時間を最小とすべく目的関数
を定める。すなわち F(i)=ΣD1(p)+Σ(Σ D(p,m))となる。
FIG. 44 shows another embodiment, which deals with the problem of planning a sequence for mounting various electronic components and the like on an electronic substrate. In recent years, this is often done automatically by a robot or the like, but like the delivery plan, for example, the objective function is set so as to minimize the taking-out time of the mounted parts, the setup time, the movement according to the mounting order, and the positioning time. .. That is, F (i) = ΣD 1 (p) + Σ (ΣD (p, m)).

【0216】(但し、D1(p)は、装着部品の取出し時
間、D(p,m):p番目の作業内での装着時間、mは、
p番目の作業内での装着部品数、左から1番目および2
番目のΣは、p=1から6までの総和をとることを表
し、3番目のΣは、m=1から6までの総和をとること
を表している)電子基板の製造においては、前述の生産
計画およびび上記装着計画が適用できるばかりでなく、
例えば、基板レイアウト設計における、パターンの最適
化、信号経路の最短化、インピーダンス最適化等への本
発明の応用が可能である。
(However, D 1 (p) is the time for taking out the mounting parts, D (p, m) is the mounting time in the p-th work, and m is
Number of mounted parts in p-th operation, first and 2 from the left
The third Σ represents that the sum total of p = 1 to 6 is taken, and the third Σ represents that the sum total of m = 1 to 6 is taken. Not only can the production plan and the above installation plan be applied,
For example, the present invention can be applied to pattern optimization, signal path minimization, impedance optimization, and the like in board layout design.

【0217】以上、図を参照して、詳細に応用実施例を
述べたが、本発明の応用は、上記の例に留まるものでは
なく、例えば以下に示す各種の計画問題への応用が可能
であり、代表的な計画問題についての、本発明の応用例
の概要を述べる。
Although the application examples have been described in detail with reference to the drawings, the application of the present invention is not limited to the above examples, and can be applied to various planning problems shown below, for example. There is an outline of an application example of the present invention for a typical planning problem.

【0218】再度述べておくが、これらは本発明により
解決される問題の例示にすぎない。
Again, these are merely illustrative of the problems solved by the present invention.

【0219】まず、第一に、ダイヤ編成、再編成問題に
ついて述べる。
First, the problem of timetable formation and reorganization will be described.

【0220】列車が通過する複数の駅での発着時刻を決
める発着ダイヤの編成、飛行機の離着陸ダイヤの編成
は、極めて複雑な計画立案と考えられており、膨大な経
験的知識を収集した、エキスパートシステムが構築され
ている。この場合の目的は、いかに発着時刻を守り、か
つ輸送コストの低減を行うかに集約される。計画立案の
ための詳細な情報は、不可欠であるが、経験的知識は多
くの場合不要となる。サービスを向上させたい場合に
は、例えば、発着時刻と予定時刻との偏差を最小とする
関数を目的関数とすればよく、安全性を優先したい場合
には、例えば、交差便同志の余裕時間を最大とする関数
を目的関数とすればよい。その他の目的についても同様
に、目的に応じ目的関数を作成すればよい。
The formation of the departure and arrival timetables that determine the departure and arrival times at multiple stations through which the train passes, and the formation of the takeoff and landing timetables of airplanes are considered to be extremely complicated planning. The system is built. The purpose in this case is summarized as how to keep the arrival and departure time and reduce the transportation cost. Detailed information for planning is essential, but empirical knowledge is often unnecessary. To improve the service, for example, a function that minimizes the deviation between the departure and arrival times and the scheduled time may be used as the objective function, and if priority is given to safety, for example, the allowance time of cross flights can be set. The function that maximizes may be the objective function. Similarly, for other purposes, an objective function may be created according to the purpose.

【0221】次に、第二に、ネットワーク最適化問題に
ついて述べる。
Secondly, the network optimization problem will be described.

【0222】ある発信点から、複雑な通信網を経て着信
点に到達するための計画問題は、例えば電話回線、広域
コンピューターネットワーク(WAN)等の分野におい
ては、重要な課題である。また、電力供給網におけるエ
ネルギーロスの最小化、あるいは障害発生時の停電復旧
時間の最小化は、社会的にも重要な課題である。さら
に、上水道の安定供給、洪水防止のための最適計画問題
も同様である。
The planning problem for reaching a destination from a certain source through a complicated communication network is an important problem in the fields of telephone lines, wide area computer networks (WAN) and the like. Also, minimizing energy loss in the power supply network or minimizing power failure recovery time in the event of a failure is an important social issue. The same applies to the optimal planning problem for stable water supply and flood prevention.

【0223】これらは前述の配送計画と同じ方法を応用
することができ、かつ問題の複雑さは、配送計画よりも
小さくなる。つまり、前記の配送計画では、配送場所を
全て訪問せねばならないため、n個の場所を巡るルート
は、n!個存在したが、ネットワーク、あるいはツリー
問題では、全てのノード(点)を訪問する必要が無く、
通常では発信ノードから着信ノード間の経路は、どの様
なルートであっても、存在すればよいからである。
These can apply the same method as the delivery plan described above, and the complexity of the problem is smaller than that of the delivery plan. In other words, in the above delivery plan, all the delivery locations must be visited, so there are n! Although there were individual, in the network or tree problem, it is not necessary to visit all nodes (points),
This is because a route from the source node to the destination node may normally exist regardless of any route.

【0224】全ノードを経路中に有することは現実的に
は有り得ず、可能解の数は、同一のノード数を有する配
送計画に比べはるかに小さい。以上より、配送計画と同
じ方法で目的関数を定め、可能解のみ検討してゆくこと
で、最適計画が得られる。次に、第三に、設計最適化問
題について述べる。電子基板生産における作業計画立案
の応用例で述べた通り、設計は、計画の一態様と考えら
れるから、設計の自動化に本発明を、適用できることは
言うまでもない。
It is practically impossible to have all the nodes in the route, and the number of possible solutions is much smaller than that of a delivery plan having the same number of nodes. From the above, an optimal plan can be obtained by defining the objective function in the same way as the delivery plan and examining only possible solutions. Next, thirdly, the design optimization problem will be described. It is needless to say that the present invention can be applied to the automation of the design because the design is considered to be one aspect of the plan as described in the application example of the work planning in the electronic substrate production.

【0225】例えば、定形の材料から、所望のパターン
の製品を取り出す際に、余剰材料を最小化することも可
能となる。逆に、定まった形状、数の部品が必要とする
材料の最小の外形等を定めることもできる。これによ
り、大幅なコスト低減が、図れることになる。
For example, when taking out a product having a desired pattern from a regular material, it is possible to minimize the surplus material. Conversely, it is possible to define a fixed shape, a minimum outer shape of a material required for a certain number of parts, and the like. As a result, a significant cost reduction can be achieved.

【0226】最後に、第四に、最適制御問題について述
べる。特に、将来の状態を予測しながら制御量を定める
制御は、一種の最適化計画問題であると言える。例え
ば、複数個のアクチュエーターを有するプロセスの制御
においては、これらをどの様な順序にて、どの程度、ア
クチュエーターを変位させればよいかを決定するには、
膨大な組合せを許容される時間でシミュレーションし、
最も効果のある運転計画案を定める必要がある。これに
対し、目的関数を制御目標値と、それぞれの運転計画案
による予測値の偏差とすることで、本発明を、そのまま
適用できることになる。本発明による計画立案は、極め
て高速であるからリアルタイムの制御に適用できる。
Finally, fourthly, the optimal control problem will be described. In particular, it can be said that the control that determines the controlled variable while predicting the future state is a kind of optimization planning problem. For example, in the control of a process having a plurality of actuators, it is necessary to determine in what order and by how much the actuators should be displaced.
Simulate a huge number of combinations in an allowable time,
It is necessary to establish the most effective operation plan. On the other hand, by setting the objective function to the deviation between the control target value and the predicted value according to each operation plan, the present invention can be applied as it is. The planning according to the invention is very fast and can be applied to real-time control.

【0227】さらに、図50に示すような表示および入
力手段の一つである画面を用いると、アニーリングにお
ける温度の冷却のスケジュールを任意に作成することが
できる。 上記画面への必要なデータの入力は、例えば
電子ライトペン等を用いた構成により実現できる。冷却
のスケジュールは、図中に示す任意冷却スケジュール表
に、探索回数と温度を、必要な点数だけ入力していくこ
とによって指定する。指定した結果の冷却スケジュール
は、図中の冷却スケジュールグラフで表示されるので、
オペレータにとってはわかりやすく、操作性が向上す
る。実際の冷却曲線は、探索回数i、および、入力され
た温度による定まる点の間を、例えば線形補間、多項式
近似等により求めれば良い。このようにすると、探索の
初期においては、比較的温度を高くしておくことによっ
て極小点に陥る危険性から逃れ、探索の中期において
は、徐々に温度を下げ、さらには、探索の末期において
は、温度を0に近づけるようにし、最適解に限りなく近
づけていくことが可能となる。このように、探索の初期
状態が、いかなる状態であっても、指定された所定探索
回数内には、準最適解を高速に探索することが可能な冷
却スケジュールを設定することが可能となる。
Further, by using a screen as one of the display and input means as shown in FIG. 50, it is possible to arbitrarily create a schedule for cooling the temperature in the annealing. Input of necessary data to the screen can be realized by a configuration using, for example, an electronic light pen. The cooling schedule is specified by inputting the required number of searches and the temperature in the optional cooling schedule table shown in the figure. The cooling schedule of the specified result is displayed in the cooling schedule graph in the figure.
It is easy for the operator to understand and improves operability. The actual cooling curve may be obtained by, for example, linear interpolation, polynomial approximation, or the like between the points determined by the number of searches i and the input temperature. In this way, in the initial stage of the search, the temperature is relatively high and escapes from the risk of reaching the minimum point. In the middle stage of the search, the temperature is gradually lowered, and further in the final stage of the search. , It is possible to bring the temperature closer to 0 and to approach the optimum solution endlessly. As described above, regardless of the initial state of the search, it is possible to set the cooling schedule capable of searching the suboptimal solution at high speed within the designated predetermined number of searches.

【0228】さらに、図51に示すような表示および入
力の手段の一例である画面を用いると、アニーリングに
おける温度の初期値と探索を途中で打切るための最大探
索回数を設定入力できる。
Further, by using a screen which is an example of display and input means as shown in FIG. 51, it is possible to set and input the initial value of the temperature in the annealing and the maximum number of searches for stopping the search on the way.

【0229】また、温度の冷却スケジュール関数を、通
常冷却(T=Δ/log(i+a))、高速冷却(T=
Δ/i)、任意指定冷却(探索回数と温度とを指定した
点を結び、線形補間法等により温度の冷却曲線を求める
方法)の3種類の中から選択することができる。このよ
うに、温度の初期値、最大探索回数、冷却スケジュール
を調節できるようにすると、最小の探索回数で、最適解
に最も近い準最適解を得ることが可能となる。また、図
51に示す画面を用いると、現在探索回数と、例えば、
現在までの最大の平均設備稼働率等が表示され、同時
に、例えば平均設備稼働率の探索回数の増加にともなう
時系列推移と、温度の探索回数の増加にともなう時系列
推移がグラフで表示されるので、探索の様子をつぶさに
観測できるという利点がある。また、目的関数値が最適
解に近づいたことが、オペレータが、画面から推定でき
た時には、画面上からマウス、キーボード等を介して、
例えば「中断」「再開」「打切り」等の指示することに
より、最適解の探索を「中断」したり、また中断した時
点から探索を「再開」したり、また、探索を「打切る」
ことができる。
Further, the temperature cooling schedule function is set to normal cooling (T = Δ / log (i + a)), high-speed cooling (T =
Δ / i), and optionally specified cooling (a method of connecting a specified number of times of search and temperature and obtaining a cooling curve of temperature by a linear interpolation method or the like) can be selected from three types. As described above, if the initial value of the temperature, the maximum number of searches, and the cooling schedule can be adjusted, it is possible to obtain the quasi-optimal solution that is closest to the optimal solution with the minimum number of searches. Also, using the screen shown in FIG.
The maximum average equipment utilization rate up to the present is displayed, and at the same time, for example, a time series transition with an increase in the number of searches for the average equipment availability and a time series transition with an increase in the number of temperature searches are displayed in a graph. Therefore, there is an advantage that the state of the search can be closely observed. Also, when the operator can estimate from the screen that the objective function value is close to the optimal solution, from the screen via the mouse, keyboard, etc.,
For example, by instructing "interrupt", "restart", "discontinue", etc., "discontinue" the search for the optimal solution, "resume" the search from the point of interruption, or "discontinue" the search.
be able to.

【0230】このような構成にすることにより、最大探
索回数に達する前に、オペレータの判断で、探索を打ち
切ることができるため、無駄な探索を排除して、早期に
最適解を得ることができる。さらに、図52に示すよう
に、最終探索回数Nにおける温度Teの値を決めておけ
ば、温度の初期値Tsは、冷却スケジュール関数によ
り、逆算して求めることができる。以下これについて説
明する。探索最終回Nにおいて、fnew>foldのときに
は、新状態の方が旧状態より目的関数値が大きい。今、
最小の目的関数値を求めるものとすると、新状態を受理
する確率は、exp(−(fnew−fold)/Te)とな
る。
With such a configuration, the search can be terminated by the operator's judgment before the maximum number of searches is reached. Therefore, useless search can be eliminated and an optimum solution can be obtained early. . Further, as shown in FIG. 52, if the value of the temperature Te in the final search number N is determined, the initial value Ts of the temperature can be calculated by the back calculation by the cooling schedule function. This will be described below. In the final search N, when fnew> fold, the new state has a larger objective function value than the old state. now,
Assuming that the minimum objective function value is obtained, the probability of accepting a new state is exp (-(fnew-fold) / Te).

【0231】(但し、expは、自然対数のべき乗を表
す)。
(However, exp represents the power of the natural logarithm).

【0232】この受理確率を0.001以下にしたいと
きは、 −(fnew−fold)/Te<ln0.001(lnは、
自然対数) ここでln0.001=−6.9より、Te<(fnew
−fold)/6.9とすればよい。これは、0.001
の確率で、fnew>foldのような目的関数値の大きくな
る状態へと、ある状態が推移することを意味している。
このとき、(fnew−fold)を、0.01に抑えるに
は、すなわち、(fnew-fold)<0.01とするには、 Te<0.01/6.9=0.0015となる。 このTeよりΔを求め、Tsを計算すると、Te=Δ/
log(N+a)、Δ=0.0015・log(N+
a)より、 Ts=0.0015・log(N+a)/log(1+
a)となり、温度の初期値が求まる。
To make this acceptance probability 0.001 or less,-(fnew-fold) / Te <ln0.001 (ln is
Natural logarithm Here, from In 0.001 = −6.9, Te <(fnew
-Fold) /6.9. This is 0.001
With a probability of, it means that a certain state transits to a state in which the objective function value becomes large such as fnew> fold.
At this time, in order to suppress (fnew-fold) to 0.01, that is, (fnew-fold) <0.01, Te <0.01 / 6.9 = 0.0015. If Δ is obtained from this Te and Ts is calculated, Te = Δ /
log (N + a), Δ = 0.0015 * log (N +
From a), Ts = 0.0015 * log (N + a) / log (1+
In the case of a), the initial value of the temperature is obtained.

【0233】すなわち、最終探索回Nにおいて、目的関
数値が微小に増加する確率を微小に押さえることが、最
適解に収束させるための条件であるので、その条件より
逆算して温度の初期値を決定することは、求めた温度の
初期値から出発して、温度を冷却スケジュールに従って
下げていくと、探索回数N内に必ず準最適解が求まるこ
とを意味しているのである。このように準最適解に必ず
到達させるための温度の初期値を、探索回数Nと冷却ス
ケジュールから自動的に計算することで、人間が温度の
初期値を設定しなくてもよいことになるから、操作性が
大幅に改善される。
That is, in the final search round N, it is a condition for converging to an optimum solution that the probability that the objective function value slightly increases is slightly suppressed. Therefore, the initial value of the temperature is calculated backward from the condition. Determining means that a quasi-optimal solution is always obtained within the number N of searches when the temperature is lowered according to the cooling schedule, starting from the initial value of the obtained temperature. By automatically calculating the initial value of the temperature for always reaching the sub-optimal solution from the number of searches N and the cooling schedule, it is not necessary for a human to set the initial value of the temperature. , Operability is greatly improved.

【0234】さらに、図53に示すように、探索の初期
状態を変えて、探索を複数回試行し、かつ1回当りの探
索回数を減らすことによって、トータルの探索回数を減
らして最適解または準最適解を探索することができ、以
下これについて説明する。今、図中のから探索を開始
すると、極小値に陥らないようにしながら最小値に到達
するには、温度の初期値を上げて、探索回数も大きくし
なければならないのは、上述までの説明から明らかであ
る。しかし、図中のから探索を開始すると、温度の初
期値を下げて、少ない探索回数でも最小値に到達するこ
とも明らかである。
Further, as shown in FIG. 53, the initial state of the search is changed, the search is tried a plurality of times, and the number of searches per time is reduced to reduce the total number of searches to obtain the optimum solution or quasi-optimal solution. The optimal solution can be searched, which will be described below. Now, when the search is started from in the figure, in order to reach the minimum value while avoiding falling into the minimum value, it is necessary to increase the initial value of the temperature and increase the number of searches. Is clear from. However, it is also clear that when the search is started from in the figure, the initial value of the temperature is lowered and the minimum value is reached even with a small number of searches.

【0235】そこで、温度の初期値を下げ、少ない探索
回数で、初期状態を変えて複数回探索を試行すると、ト
ータルの探索回数を少なくしながら最小値を探索できる
ことがわかる。すなわち、図のように、、、、
で示す4種類の初期状態から、それぞれN回ずつの探索
を、温度の初期値を低く設定し、さらにNを小さく設定
して、4回ずつ試行すると、4N回の探索で最小値が探
索できる。この場合、の初期状態から始めて最小値を
探索するための探索回数Mと比較すると、4N<Mとす
ることができる。
Therefore, if the initial value of the temperature is lowered and the initial state is changed with a small number of searches and the search is tried a plurality of times, it can be seen that the minimum value can be searched while reducing the total number of searches. That is, as shown in the figure ...
From each of the four types of initial states shown in (4), if the initial value of the temperature is set low and the value of N is set small, the minimum value can be searched in 4N times of searches. .. In this case, when compared with the number of searches M for searching the minimum value starting from the initial state of, 4N <M can be satisfied.

【0236】このように初期状態を変えて、複数回の探
索を、少ない探索回数で行なうことにより、より高速な
最適解探索を行なうことも可能である。
Thus, by changing the initial state and performing a plurality of searches with a small number of searches, it is possible to perform a faster optimum solution search.

【0237】さらに、図54に示すように、制約条件を
満たす状態の数が、全ての状態の数に比べて著しく少な
いときは、ランダムな初期状態から探索を開始すると、
制約条件を満たす状態に到達するまでに、多数の探索回
数が必要となる。また、初期状態によっては、制約条件
を満たす状態に永久に到達できない場合もある。このよ
うなとき、制約条件を満たす解の中の1つを初期状態と
して探索すれば、近接する状態の中に必ず最適解が存在
するので、少ない探索回数で最適解を探索することがで
きる。例えば、生産ラインにおいて、ロット毎の納期
が、日毎に数ロットずつに分かれている場合は、その納
期の早い順にロットの投入順を並べ替えたものを、初期
投入順としておけば、その初期状態は、全ロットが、各
ロットの納期を守っているため、制約条件を満たしてい
ることは明白である。
Further, as shown in FIG. 54, when the number of states satisfying the constraint condition is significantly smaller than the number of all states, when the search is started from a random initial state,
A large number of searches are required to reach a state that satisfies the constraint condition. Further, depending on the initial state, there are cases where the state that satisfies the constraint condition cannot be reached forever. In such a case, if one of the solutions satisfying the constraint condition is searched as the initial state, the optimal solution always exists in the adjacent states, and therefore the optimal solution can be searched with a small number of searches. For example, in a production line, if the delivery date for each lot is divided into several lots each day, if the lots are rearranged in the order of earliest delivery date, the initial delivery order will be the initial state. It is clear that all the lots meet the constraints because they meet the delivery date of each lot.

【0238】このようにすると、制約条件の厳しい計画
問題であっても、逆に少ない探索回数で最適解を探索で
きるので、探索速度が向上することになる。
In this way, even for a planning problem with severe constraints, the optimal solution can be searched with a small number of searches, so the search speed is improved.

【0239】以上述べてきたように、本発明では、組合
せの数が膨大であり、かつ、必ず最適な計画案が存在す
る計画問題を、確率的な探索手法により短時間で解決す
るものである。さらに、該最適解は、対象となる計画の
要素数をnとすると、n3以内の探索回数で求まり、実
用上の効果は最適解と同一であるものについてはn2
の探索回数内で求まる性質を利用し、計画装置自体が最
適化への状況を把握し計画立案を終了させる構成とし
た。
As described above, according to the present invention, a probabilistic search method is used to solve a planning problem in which the number of combinations is enormous and an optimal plan always exists. .. Further, the optimal solution can be obtained by the number of searches within n 3 , where n is the number of elements of the target plan. The practical effect is the same as the optimal solution within n 2 number of searches. Utilizing the properties obtained, the planning device itself grasps the status of optimization and completes the planning.

【0240】したがって、従来のOR、知識工学、ファ
ジィ等による計画システムでは求まらない、最適解が得
られるようになった。
Therefore, it is possible to obtain an optimal solution that cannot be obtained by the conventional OR, knowledge engineering, fuzzy, and other planning systems.

【0241】また、最適解が極めて高速に得られるよう
になった。対象となる計画問題の要素数をnとすると、
列挙法ではn!回の探索が必要であったが、本発明で
は、n2程度の探索回数で十分満足のいく解が求まる。
このことは、nを100とすると、1/1096の高速化を
図れたことになる。従来は、せいぜい20から30個の
要素数の計画の検討しかできなかったが、本発明におい
ては、数百から数千の要素を有する計画問題を、数秒か
ら数分にて解法できる。
Also, the optimum solution can be obtained extremely quickly. If the number of elements of the target planning problem is n,
The enumeration method is n! Although it has been necessary to search the number of times, in the present invention, a sufficiently satisfactory solution can be obtained with the number of searches of about n 2 .
This means that if n is 100, the speed can be increased to 1/10 96 . Conventionally, only a plan with 20 to 30 elements could be studied at most, but in the present invention, a planning problem having hundreds to thousands of elements can be solved in seconds to minutes.

【0242】また、本発明は、対象とする問題に関する
情報が変更しても、該変更に対する順応性に富む。つま
り、本発明の主たる論理は、経験的な情報や、限定され
た情報に基づいていないため、例えば、設備レイアウト
の変更、故障の発生、計画の目的の変更等に影響を受け
ない。
Further, the present invention is highly adaptable to the change even if the information on the target problem is changed. That is, since the main logic of the present invention is not based on empirical information or limited information, it is not affected by, for example, changes in equipment layout, occurrence of failures, changes in the purpose of planning, and the like.

【0243】さらに、本発明は、複雑な構造を有してお
らず、例えば、本発明にかかる方法の主論理を、ノイマ
ン型コンピューターで実現するためのソフトウェアは、
わずか数十ステップのプログラムでよい。また、並列処
理型のハードウェアを有した装置構成では、わずか数個
の論理装置で実現でき、一層の高速化も期待できる。
Furthermore, the present invention does not have a complicated structure, and, for example, software for realizing the main logic of the method according to the present invention on a Neumann computer is:
A program with only a few dozen steps is sufficient. Further, in a device configuration having parallel processing type hardware, it can be realized by only a few logic devices, and further speedup can be expected.

【0244】さらに、相互結合型のニューラルコンピュ
ーターを用いれば、一層の単純化と高速化が得られる。
カオスコンピュータを使用すると、さらなる高速化が図
れる。 また、本発明における大きな特徴の一つとし
て、設計、制御問題を解決できることも説明した。つま
り、各種の目的を関数として表現でき、かつ、その目的
関数の値が、一種類の最小値または最大値を有する、設
計または制御問題を解決することができる。特に、本発
明による各種問題の処理時間は、極めて短く、装置構成
も簡単であるため、リアルタイムでの解決が強く望まれ
ている制御問題に対しても、マイクロコンピューターや
シーケンサーを用いた装置構成で対応可能となる。
Further, by using the mutual coupling type neural computer, further simplification and speedup can be obtained.
Use of a chaos computer can further increase the speed. It was also explained that one of the major features of the present invention is that design and control problems can be solved. That is, various objectives can be expressed as a function, and the design or control problem in which the value of the objective function has one kind of minimum value or maximum value can be solved. In particular, since the processing time for various problems according to the present invention is extremely short and the device configuration is simple, the device configuration using a microcomputer or sequencer can be used for a control problem for which a real-time solution is strongly desired. It will be available.

【0245】[0245]

【発明の効果】多種多様な計画立案問題に対して、大型
コンピュータを用いず、極めて短時間に最適解を求める
ことが可能となった。
EFFECTS OF THE INVENTION It has become possible to find an optimum solution for a wide variety of planning problems in an extremely short time without using a large computer.

【0246】また、各種情報の変更にも、対応が可能と
なり、知識データベース等も不要になる。さらに、最適
解探索を自動的に終了させるため、オペレータの経験に
よる判断が不要になった。
[0246] Further, it becomes possible to deal with changes in various kinds of information, and a knowledge database or the like becomes unnecessary. Furthermore, since the optimum solution search is automatically terminated, the judgment based on the experience of the operator becomes unnecessary.

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

【図1】本発明の一実施例の構成を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】従来の製造ライン例の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a conventional manufacturing line example.

【図3】各品種の品種番号と名称と工程数との対応例の
説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a correspondence example of a product type number, a name, and the number of processes of each product type.

【図4】各品種の各工程ごとの工程名と使用可能装置番
号とその装置を使用した時の処理条件番号との対応例の
説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of an example of correspondence between a process name for each process of each product type, an available device number, and a processing condition number when the device is used.

【図5】各処理条件番号ごとの段取替え時間と処理時間
との対応例の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an example of correspondence between setup change time and processing time for each processing condition number.

【図6】装置間の搬送時間情報例を示した説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of transfer time information between devices.

【図7】ロット番号と品種番号との対応例の説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram of an example of correspondence between a lot number and a product type number.

【図8】品種番号と投入ロット数と納期との対応例の説
明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of an example of correspondence between a product type number, the number of input lots, and a delivery date.

【図9】現在時刻で製造ラインに仕掛っているロット
と、使用予定装置番号と使用時間帯との例の説明図であ
る。
FIG. 9 is an explanatory diagram of an example of a lot in process on the manufacturing line at the current time, a planned device number to be used, and a use time zone.

【図10】装置故障情報例の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of an example of device failure information.

【図11】装置保守情報例の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of an example of device maintenance information.

【図12】設備割当て制約条件例の説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of an example of equipment allocation constraint conditions.

【図13】設備割当て規則例の説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of an example of equipment allocation rule.

【図14】目的関数の例の説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram of an example of an objective function.

【図15】ランダムなロットの投入順序例の説明図であ
る。
FIG. 15 is an explanatory diagram of an example of a random lot input sequence.

【図16】設備割当て初期状態例の説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram of an example of an initial state of equipment allocation.

【図17】初期ロット投入順序例の説明図である。FIG. 17 is an explanatory diagram of an example of an initial lot input sequence.

【図18】演算部の処理手順例のフローチャートによる
説明図である。
FIG. 18 is an explanatory diagram of a flowchart of an example of a processing procedure of a calculation unit.

【図19】演算部の処理手順例のフローチャートによる
説明図である。
FIG. 19 is an explanatory diagram of a flowchart of an example of a processing procedure of a calculation unit.

【図20】演算部の処理手順例のフローチャートによる
説明図である。
FIG. 20 is an explanatory diagram of a flowchart of a processing procedure example of a calculation unit.

【図21】設備割当てサブルーチンのフローチャートに
よる説明図である。
FIG. 21 is an explanatory diagram by a flowchart of a facility allocation subroutine.

【図22】設備割当てサブルーチンのフローチャートに
よる説明図である。
FIG. 22 is an explanatory diagram by a flowchart of a facility allocation subroutine.

【図23】設備割当てサブルーチンのフローチャートに
よる説明図である。
FIG. 23 is an explanatory diagram of a flowchart of a facility allocation subroutine.

【図24】設備割当てサブルーチンのフローチャートに
よる説明図である。
FIG. 24 is an explanatory diagram by a flowchart of a facility allocation subroutine.

【図25】設備割当てサブルーチンのフローチャートに
よる説明図である。
FIG. 25 is an explanatory diagram by a flowchart of an equipment allocation subroutine.

【図26】ロット投入順序例の説明図である。FIG. 26 is an explanatory diagram of an example of a lot loading order.

【図27】最適ロット投入順序例の説明図である。FIG. 27 is an explanatory diagram of an example of an optimum lot input sequence.

【図28】設備割当て表の例の説明図である。FIG. 28 is an explanatory diagram of an example of a facility allocation table.

【図29】設備割当て結果例の説明図である。FIG. 29 is an explanatory diagram of an example of equipment allocation result.

【図30】新ロット投入順序例の説明図である。FIG. 30 is an explanatory diagram of an example of a new lot input sequence.

【図31】並び換え後の新ロット投入順序例の説明図で
ある。
FIG. 31 is an explanatory diagram of an example of a new lot input order after rearrangement.

【図32】設備割当て結果例の説明図である。FIG. 32 is an explanatory diagram of an example of equipment allocation result.

【図33】ロット投入順序例の説明図である。FIG. 33 is an explanatory diagram of an example of a lot loading order.

【図34】最適ロット投入順序例の説明図である。FIG. 34 is an explanatory diagram of an example of an optimum lot input sequence.

【図35】アニーリングのアルゴリズム例の説明図であ
る。
FIG. 35 is an explanatory diagram of an example of an annealing algorithm.

【図36】確率的フィードバック型ニューラルネットワ
ーク例の説明図である。
FIG. 36 is an explanatory diagram of an example of a probabilistic feedback type neural network.

【図37】本発明による計画立案装置の機能構成例であ
る。
FIG. 37 is an example of the functional configuration of the planning apparatus according to the present invention.

【図38】本発明の処理の流れを示した説明図である。FIG. 38 is an explanatory diagram showing a flow of processing of the present invention.

【図39】目的関数値の推移の表示例である。FIG. 39 is a display example of the transition of the objective function value.

【図40】立体自動倉庫の入出庫作業の計画立案の説明
図である。
FIG. 40 is an explanatory diagram of planning of loading and unloading work of a three-dimensional automated warehouse.

【図41】立体自動倉庫の入出庫作業の計画立案例であ
る。
FIG. 41 is an example of planning a loading / unloading operation of a three-dimensional automated warehouse.

【図42】配送計画立案例の説明図である。FIG. 42 is an explanatory diagram of a delivery plan planning example.

【図43】製造ラインにおける、生産計画立案について
の説明図である。
FIG. 43 is an explanatory diagram of production planning in the production line.

【図44】電子基板への部品装着の状況の説明図であ
る。
FIG. 44 is an explanatory diagram of a situation where components are mounted on an electronic board.

【図45】本発明の一実施例の説明図である。FIG. 45 is an explanatory diagram of an example of the present invention.

【図46】最適解探索過程の説明図である。FIG. 46 is an explanatory diagram of an optimum solution search process.

【図47】配送計画立案例の説明図である。FIG. 47 is an explanatory diagram of a delivery plan drafting example.

【図48】演算終了論理の一例について説明図である。FIG. 48 is an explanatory diagram of an example of operation end logic.

【図49】本発明にかかる計画立案装置の一例の説明図
である。
FIG. 49 is an explanatory diagram of an example of a planning apparatus according to the present invention.

【図50】本発明にかかる表示例の説明図である。FIG. 50 is an explanatory diagram of a display example according to the present invention.

【図51】本発明にかかる表示例の説明図である。FIG. 51 is an explanatory diagram of a display example according to the present invention.

【図52】本発明の説明図である。FIG. 52 is an explanatory diagram of the present invention.

【図53】本発明の説明図である。FIG. 53 is an explanatory diagram of the present invention.

【図54】本発明の説明図である。FIG. 54 is an explanatory diagram of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…入力部、1a…キーボード、1b…表示装置、2…
各種諸元情報を記憶するメモリ、3…ランダムなロット
の投入順序を記憶するメモリ、4…演算部、5…ロット
の最適投入順序を記憶するメモリ、6…出力部、6a…
表示装置、6b…プリンタ、21…スタッカークレー
ン、100…本装置、200…初期計画作成手段、30
0…乱数発生手段、400…温度設定手段、500…新
計画生成手段、510…評価手段、600…表示手段、
700…目的関数演算手段、800…最適解推定手段、
1100…記憶手段、1200…目的関数選択手段
1 ... Input unit, 1a ... Keyboard, 1b ... Display device, 2 ...
Memory for storing various specification information, 3 ... Memory for storing random lot loading order, 4 ... Calculation section, 5 ... Memory for storing optimum lot loading order, 6 ... Output section, 6a ...
Display device, 6b ... Printer, 21 ... Stacker crane, 100 ... This device, 200 ... Initial plan creating means, 30
0 ... Random number generation means, 400 ... Temperature setting means, 500 ... New plan generation means, 510 ... Evaluation means, 600 ... Display means,
700 ... Objective function computing means, 800 ... Optimal solution estimating means,
1100 ... Storage means 1200 ... Objective function selection means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 兼一 茨城県日立市幸町三丁目2番1号 日立エ ンジニアリング株式会社 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kenichi Nakamura 3-2-1, Sachimachi, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi Engineering Co., Ltd.

Claims (39)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】最適計画を設定するための目的関数を作成
するために、与えられた計画対象の環境を表す環境変
数、および、与えられた環境の中でとり得る計画を表す
状態変数を入力する入力手段と、与えられた環境変数お
よび状態変数から目的関数を作成する目的関数作成手段
と、状態変数をxとし、目的関数F(x)の最小値を求
める最小値探索手段と、最小値探索手段での探索結果を
出力する出力手段を有する計画立案装置。
1. In order to create an objective function for setting an optimal plan, an environment variable representing a given environment of a planning target and a state variable representing a plan that can be taken in the given environment are input. Input means, an objective function creating means for creating an objective function from given environment variables and state variables, a minimum value searching means for obtaining the minimum value of the objective function F (x), where x is the state variable, and a minimum value. A planning apparatus having output means for outputting a search result of the search means.
【請求項2】最適計画を設定するための目的関数を作成
するために、与えられた計画対象の環境を表す環境変
数、および、与えられた環境の中でとり得る計画を表す
状態変数を入力する入力手段と、与えられた環境変数お
よび状態変数から目的関数を作成する目的関数作成手段
と、状態変数をxとし、目的関数F(x)の最小値を求
める最小値探索手段と、最小値探索手段での探索結果を
出力する出力手段と、最小値の探索を、状態変数の数に
応じて予め決めておく所定時に終了させる最小値探索終
了手段を有する計画立案装置。
2. In order to create an objective function for setting an optimal plan, an environment variable representing a given environment of a plan object and a state variable representing a plan that can be taken in the given environment are input. Input means, an objective function creating means for creating an objective function from given environment variables and state variables, a minimum value searching means for obtaining the minimum value of the objective function F (x), where x is the state variable, and a minimum value. A planning apparatus having output means for outputting a search result by the search means and minimum value search termination means for terminating the search for the minimum value at a predetermined time which is predetermined according to the number of state variables.
【請求項3】請求項1または2記載において、前記出力
手段は、表示装置であることを特徴とする、計画立案装
置。
3. The planning apparatus according to claim 1, wherein the output means is a display device.
【請求項4】請求項3記載において、前記表示装置は、
計画立案回数により変化する変数を表示する機能を有す
ることを特徴とする、計画立案装置。
4. The display device according to claim 3,
A planning apparatus having a function of displaying a variable that changes depending on the number of times of planning.
【請求項5】請求項1または2記載において、前記最小
値探索手段は、ギブス行列を状態推移確率行列とし、マ
ルコフ連鎖をシミュレートすることによって、マルコフ
連鎖の状態確率分布を最適状態確率分布に近づけ、目的
関数の最小値を与える状態変数を求める手段であること
を特徴とする計画立案装置。
5. The minimum value search means according to claim 1 or 2, wherein the Gibbs matrix is a state transition probability matrix, and the Markov chain is simulated so that the state probability distribution of the Markov chain becomes an optimal state probability distribution. A planning device characterized in that it is means for obtaining a state variable that gives a minimum value of an objective function.
【請求項6】請求項5記載において、前記最小値探索手
段は、探索パラメータである温度Tを、探索回数iに対
して、Δ/Log(i+a)(Δは、十分大きな正の実
数、Logは、常用対数、aは、正の実数)で低下させ
る手段を備えることを特徴とする計画立案装置。
6. The minimum value searching means according to claim 5, wherein the temperature T which is a search parameter is Δ / Log (i + a) (Δ is a sufficiently large positive real number, Log Is a common logarithm, and a is a positive real number).
【請求項7】請求項5記載において、前記最小値探索手
段は、探索パラメータである温度Tを、探索回数iに対
して、1/iで低下させる手段を備えることを特徴とす
る計画立案装置。
7. The plan making apparatus according to claim 5, wherein the minimum value searching means includes means for decreasing the temperature T, which is a search parameter, by 1 / i with respect to the number of searches i. ..
【請求項8】請求項5記載において、前記最小値探索手
段は、探索パラメータである温度Tを、探索回数iに対
して、Δ/Log(i+a)(Δは、十分大きな正の実
数、Logは、常用対数、aは、正の実数)で低下させ
る手段、および、探索パラメータである温度Tを、探索
回数iに対して、Δ/iで低下させる手段を備え、前記
2手段を選択可能としたことを特徴とする計画立案装
置。
8. The minimum value search means according to claim 5, wherein the temperature T which is a search parameter is Δ / Log (i + a) (Δ is a sufficiently large positive real number, Log with respect to the number of searches i. Is a common logarithm, a is a positive real number), and means for decreasing the temperature T, which is a search parameter, by Δ / i with respect to the number of searches i, and the two means can be selected. A planning device characterized in that
【請求項9】請求項1または2記載において、前記目的
関数は、立体倉庫の入出庫作業において、入出庫作業棚
間の距離とし、状態変数である入出庫作業順を決定する
計画立案装置。
9. The planning apparatus according to claim 1 or 2, wherein the objective function is a distance between loading and unloading work shelves in loading and unloading work of a three-dimensional warehouse, and determines a loading and unloading work order which is a state variable.
【請求項10】請求項1または2記載において、前記目
的関数は、立体倉庫の入出庫作業において使用するクレ
ーンの移動時間とし、状態変数である入出庫作業順を決
定する計画立案装置。
10. The planning apparatus according to claim 1 or 2, wherein the objective function is a moving time of a crane used in loading and unloading work of a three-dimensional warehouse, and determines a loading and unloading work order which is a state variable.
【請求項11】請求項1または2記載において、前記目
的関数は、複数の地点を各々1回訪問する作業におい
て、各地点間の移動に要する所要時間とし、状態変数で
ある訪問順を決定する計画立案装置。
11. The objective function according to claim 1 or 2, wherein the objective function is a time required for movement between respective points in the work of visiting each of the plurality of points once, and determines the order of visit, which is a state variable. Planning device.
【請求項12】請求項1または2記載において、前記目
的関数は、複数の地点を各々1回訪問する作業におい
て、各地点間の移動に必要とするエネルギーとし、状態
変数である訪問順を決定する計画立案装置。
12. The objective function according to claim 1 or 2, wherein the objective function is energy required for movement between the points in the work of visiting each of the points once, and a visit order as a state variable is determined. A planning device.
【請求項13】請求項1または2記載において、前記目
的関数は、複数の地点を各々1回訪問する作業におい
て、期待時刻に対する到着予定時刻によって定まるサー
ビス度合いとし、状態変数である訪問順を決定する計画
立案装置。
13. The objective function according to claim 1, wherein the objective function is a service degree determined by an expected arrival time with respect to an expected time in a work of visiting each of a plurality of points once, and a visit order as a state variable is determined. A planning device.
【請求項14】請求項1または2記載において、前記目
的関数は、定められた設備にて複数の作業を行なうジョ
ブショップ計画において、作業開始から作業終了までの
全作業所要時間とし、状態変数である各作業に使用する
設備および該設備の作業開始時刻を、決定する計画立案
装置。
14. The job function according to claim 1 or 2, wherein the objective function is a total work required time from the start of work to the end of work in a job shop plan in which a plurality of works are performed in a predetermined facility, and is a state variable. A planning device that determines the equipment used for each work and the work start time of the equipment.
【請求項15】請求項1または2記載において、前記目
的関数は、定められた設備にて複数の作業を行なうジョ
ブショップ計画において、各設備の稼働時間と非稼働時
間の比とし、状態変数である各作業に使用する設備およ
び該設備の作業開始時刻を決定する計画立案装置。
15. The job function according to claim 1 or 2, wherein the objective function is a ratio of an operating time and a non-operating time of each facility in a job shop plan in which a plurality of works are performed in a predetermined facility, and is a state variable. A planning device that determines the equipment used for each work and the work start time of the equipment.
【請求項16】請求項1または2記載において、前記目
的関数は、定められた設備にて複数の作業を行なうジョ
ブショップ計画において、各作業ごとに定められている
完成期限時刻と該作業の完了時刻との差分の合計値と
し、状態変数である各作業に使用する設備および該設備
の作業開始時刻を決定する計画立案装置。
16. The job function according to claim 1, wherein the objective function is a job shop plan for performing a plurality of works in a predetermined facility, and the completion deadline time and the completion of the work set for each work. A planning device that determines the equipment used for each work, which is a state variable, and the work start time of the equipment, which is the total value of the difference from the time.
【請求項17】請求項1または2記載において、前記目
的関数は、電子基板への複数の部品を装着する作業にお
いて、装着機の移動時間の合計値とし、状態変数である
装着順序を決定する計画立案装置。
17. The objective function according to claim 1, wherein the objective function is a total value of movement times of the mounting machine in a work of mounting a plurality of components on an electronic board, and determines a mounting order which is a state variable. Planning device.
【請求項18】請求項1または2記載において、前記目
的関数は、複数の制御手段を使用して行なうプロセス制
御において、制御目標値と予測値の差分の合計値とし、
状態変数である前記複数の制御手段の起動停止順序およ
び制御量を決定する制御計画の計画立案装置。
18. The objective function according to claim 1, wherein the objective function is a total value of a difference between a control target value and a predicted value in process control performed using a plurality of control means.
A planning device for a control plan, which determines a start / stop sequence and a control amount of the plurality of control means which are state variables.
【請求項19】最適計画を設定するための目的関数を設
定するために、与えられた計画対象の環境を表す環境変
数、および、与えられた環境の中でとり得る計画候補を
表す状態変数を入力し、状態変数の組替えを行なう探索
を行ない、該探索の回数ごとに低下するようにランダム
系のエネルギを決定する温度Tを設定し、さらに、第一
の一様乱数を発生させ、該第一の乱数にもとづき状態変
数の並べ替えを行ない現在計画候補から次計画候補を作
成し、予め定められた目的関数にしたがって、現在計画
候補の目的関数値fold、および、次計画候補の目的
関数値fnewを演算し、前記fold、fnewと、
前記温度Tと、新たに発生させた第二の一様乱数αが、 α<exp(−(fnew−fold)/T)なる(e
xpは、自然対数のべき乗を表す)不等式を満たすとき
に、次計画候補を最適計画候補とする処理を所定回数行
なう計画立案方法。
19. In order to set an objective function for setting an optimum plan, an environment variable representing a given environment of a planning target and a state variable representing a plan candidate that can be taken in the given environment are set. A search is performed by inputting and recombining the state variables, and the temperature T for determining the energy of the random system is set so as to decrease every time the search is performed. Further, the first uniform random number is generated, and the first uniform random number is generated. The state variables are rearranged based on one random number to create a next plan candidate from the current plan candidates, and according to a predetermined objective function, the objective function value fold of the current plan candidate and the objective function value of the next plan candidate. fnew is calculated, and the above-mentioned fold, fnew,
The temperature T and the newly generated second uniform random number α are α <exp (-(fnew-fold) / T) (e
xp represents the exponentiation of the natural logarithm) When satisfying the inequalities, a planning method for performing a process of making the next plan candidate the optimum plan candidate a predetermined number of times.
【請求項20】最適計画を設定するための目的関数を設
定するために、与えられた計画対象の環境を表す環境変
数、および、与えられた環境の中でとり得る計画候補を
表す状態変数を入力し、状態変数の組替えを行なう探索
を行ない、該探索の回数ごとに低下するように、ランダ
ム系のエネルギを決定する温度Tを設定し、さらに、第
一の一様乱数を発生させ、該第一の乱数にもとづき状態
変数の並べ替えを行ない現在計画候補から、次計画候補
を作成し、予め定められた目的関数にしたがって、現在
計画候補の目的関数値fold、および、次計画候補の
目的関数値fnewを演算し、前記fold、fnew
と、前記温度Tと、新たに発生させた第二の一様乱数α
が、 α<exp(−(fnew−fold)/T)なる(e
xpは、自然対数のべき乗を表す)不等式を満たすとき
に、次計画候補を最適計画候補とする処理を、探索回数
がn3(nは状態変数の構成要素の数)より大きくなる
まで、または、現在の目的関数値から、所定回数探索数
前の目的関数値の変化の傾きが、ある負の実数より大き
くなるまで行なう計画立案方法。
20. In order to set an objective function for setting an optimum plan, an environment variable representing a given environment to be planned and a state variable representing a plan candidate that can be taken in the given environment are set. A search is performed by inputting and recombining the state variables, and the temperature T that determines the energy of the random system is set so as to decrease with each search, and a first uniform random number is generated. The state variables are rearranged based on the first random number to create a next plan candidate from the current plan candidates, and according to a predetermined objective function, the objective function value fold of the current plan candidate and the purpose of the next plan candidate. The function value fnew is calculated, and the fold and fnew are calculated.
And the temperature T and the newly generated second uniform random number α
Becomes α <exp (-(fnew-fold) / T) (e
xp represents the exponentiation of the natural logarithm) When the inequality is satisfied, the process of selecting the next plan candidate as the optimum plan candidate is performed until the number of searches exceeds n 3 (n is the number of components of the state variable), or , A planning method that is performed until the slope of the change of the objective function value from the current objective function value a predetermined number of times before the search number becomes larger than a certain negative real number.
【請求項21】最適計画を設定するための目的関数を設
定するために、与えられた計画対象の環境を表す環境変
数、および、与えられた環境の中でとり得る計画候補を
表す状態変数を入力し、状態変数の組替えを行なう探索
を行ない、該探索の回数をiとして、ランダム系のエネ
ルギを決定する温度TをΔ/Log(i+a)(Δは、
十分大きな正の実数、Logは、常用対数、aは、正の
実数)、あるいは、Δ/iで低下するよう設定し、さら
に、第一の一様乱数を発生させ、該第一の乱数にもとづ
き状態変数の並べ替えを行ない現在計画候補から、次計
画候補を作成し、予め定められた目的関数にしたがっ
て、現在計画候補の目的関数値fold、および、次計
画候補の目的関数値fnewを演算し、前記fold、
fnewと、前記温度Tと、新たに発生させた第二の一
様乱数αが、 α<exp(−(fnew−fold)/T)なる(e
xpは、自然対数のべき乗を表す)不等式を満たすとき
に、次計画候補を最適計画候補とする処理を所定回数行
なう計画立案方法。
21. In order to set an objective function for setting an optimum plan, an environment variable representing a given environment of a planning target and a state variable representing a plan candidate that can be taken in the given environment are set. A search is performed by inputting and recombining state variables, and the number of searches is i, and the temperature T that determines the energy of the random system is Δ / Log (i + a) (Δ is
A sufficiently large positive real number, Log is a common logarithm, a is a positive real number), or is set to decrease by Δ / i, and further, a first uniform random number is generated and First, the state variables are rearranged to create a next plan candidate from the current plan candidates, and the objective function value fold of the current plan candidate and the objective function value fnew of the next plan candidate are calculated according to a predetermined objective function. And the fold,
fnew, the temperature T, and the newly generated second uniform random number α are α <exp (-(fnew-fold) / T) (e
xp represents the exponentiation of the natural logarithm) When satisfying the inequalities, a planning method for performing a process of making the next plan candidate the optimum plan candidate a predetermined number of times.
【請求項22】請求項19、20、または21におい
て、前記目的関数は、立体倉庫の入出庫作業において、
入出庫作業棚間の距離とし、状態変数である入出庫作業
順を決定する計画立案方法。
22. The object function according to claim 19, 20 or 21, wherein:
A planning method that determines the order of loading and unloading work, which is a state variable, by using the distance between the loading and unloading work shelves.
【請求項23】請求項19、20、または21におい
て、前記目的関数は、立体倉庫の入出庫作業において使
用するクレーンの移動時間とし、状態変数である入出庫
作業順を決定する計画立案方法。
23. The planning method according to claim 19, 20 or 21, wherein the objective function is a moving time of a crane used in loading and unloading work of a three-dimensional warehouse, and a loading and unloading work order which is a state variable is determined.
【請求項24】請求項19、20、または21におい
て、前記目的関数は、複数の地点を各々1回訪問する作
業において、各地点間の移動に要する所要時間とし、状
態変数である訪問順を決定する計画立案方法。
24. The objective function according to claim 19, 20 or 21, wherein the objective function is a time required to move between points in a work of visiting each of a plurality of points once, and the order of visit, which is a state variable, is set. How to make a decision.
【請求項25】請求項19、20、または21におい
て、前記目的関数は、複数の地点を各々1回訪問する作
業において、各地点間の移動に必要するエネルギーと
し、状態変数である訪問順を決定する計画立案方法。
25. The objective function according to claim 19, 20 or 21, wherein the objective function is energy required to move between points in a work of visiting each of a plurality of points once, and the order of visit as a state variable is set. How to make a decision.
【請求項26】請求項19、20、または21におい
て、前記目的関数は、複数の地点を各々1回訪問する作
業において、期待時刻に対する到着予定時刻によって定
まるサ−ビス度合いとし、状態変数である訪問順を決定
する計画立案方法。
26. The objective function according to claim 19, 20 or 21, wherein the objective function is a degree of service determined by an expected arrival time with respect to an expected time in a work of visiting each of a plurality of points once, and is a state variable. A planning method that determines the order of visits.
【請求項27】請求項19、20、または21におい
て、前記目的関数は、定められた設備にて複数の作業を
行なうジョブショップ計画において、作業開始から作業
終了までの全作業所要時間とし、状態変数である各作業
に使用する設備および該設備の作業開始時刻を決定する
計画立案方法。
27. The job function according to claim 19, 20 or 21, wherein the objective function is a total work required time from the start of work to the end of work in a job shop plan in which a plurality of works are performed in defined equipment. A planning method for determining equipment used for each work, which is a variable, and a work start time of the equipment.
【請求項28】請求項19、20、または21におい
て、前記目的関数は、定められた設備にて複数の作業を
行なうジョブショップ計画において、各設備の稼働時間
と非稼働時間の比とし、状態変数である各作業に使用す
る設備および該設備の作業開始時刻を決定する計画立案
方法。
28. The objective function according to claim 19, 20 or 21, wherein the objective function is a ratio of an operating time to a non-operating time of each equipment in a job shop plan for performing a plurality of works on a predetermined equipment, and A planning method for determining equipment used for each work, which is a variable, and a work start time of the equipment.
【請求項29】請求項19、20、または21におい
て、前記目的関数は、定められた設備にて複数の作業を
行なうジョブショップ計画において、各作業ごとに定め
られている完成期限時刻と該作業の完了時刻との差分の
合計値とし、状態変数である各作業に使用する設備およ
び該設備の作業開始時刻を決定する計画立案方法。
29. In the job shop plan according to claim 19, 20 or 21, said objective function is a job shop plan in which a plurality of works are performed in a predetermined facility, and the completion deadline time and the work specified for each work. The planning method for determining the equipment to be used for each work, which is a state variable, and the work start time of the equipment, which is the sum of the difference from the completion time.
【請求項30】請求項19、20、または21におい
て、前記目的関数は、電子基板への複数の部品を装着す
る作業において、装着機の移動時間の合計値とし、状態
変数である装着順序を決定する計画立案方法。
30. The objective function according to claim 19, 20 or 21, wherein, in the work of mounting a plurality of components on an electronic board, the objective function is a total value of moving times of the mounting machine, and a mounting sequence which is a state variable is set. How to make a decision.
【請求項31】請求項19、20、または21におい
て、前記目的関数は、複数の制御手段を使用して行なう
プロセス制御において、制御目標値と予測値の差分の合
計値とし、状態変数である前記複数の制御手段の起動停
止順序および制御量を決定する制御計画の計画立案方
法。
31. The objective function according to claim 19, 20 or 21, which is a state variable, which is a total value of a difference between a control target value and a predicted value in a process control using a plurality of control means. A method of planning a control plan for determining the start-up / shutdown order and control amount of the plurality of control means.
【請求項32】多品種少量生産を行う製造ライン管理シ
ステムにおいて、製品製造諸元情報と、装置諸元情報
と、生産計画において最小化を図りたい評価項目を表す
目的関数を少なくとも含む設備割当諸元情報を入力する
入力部と、入力された各種諸元情報を記憶する第一の記
憶手段と、該第一の記憶手段に記憶された各種諸元情報
から前記目的関数を最小にするロットの最適投入順序を
計算する演算部と、ランダムな投入順序を記憶する第二
の記憶手段と、前記計算されたロットの最適投入順序を
記憶する第三の記憶手段と、該第三の記憶手段に記憶さ
れたロットの最適投入順序を出力する出力部とを設け、 前記演算部は、ロットの投入順序xを状態変数とする
と、任意の状態確率分布rから出発して、生産計画にお
いて、最小化を図りたい評価項目を表す目的関数F
(x)より定まるギブス行列Gtを状態推移確率行列と
し、マルコフ連鎖をシミュレートすることによって、マ
ルコフ連鎖の状態確率分布を限りなく最適状態確率分布
に近づけ、高い確率で目的関数F(x)の最小値または
準最小値と、それを与えるxの値を計算する確率的最小
値探索手段を有し、さらに、前記第二の記憶手段に記憶
されたランダムなロットの投入順序と、前記第一の記憶
手段に記憶された前記各種諸元情報とを前記確率的最小
値探索手段に入力して、前記目的関数の最小値とそれを
与える最適なロットの投入順序とを有限時間内に計算し
て、その結果を前記出力部に出力する手段とを有し、目
的とする評価項目の値を最小にするかまたはそれに準ず
る最適なロットの投入順序を出力することを特徴とする
製造ラインにおける計画立案装置。
32. In a production line management system for high-mix low-volume production, equipment allocation information including at least product manufacturing specification information, device specification information, and an objective function representing an evaluation item to be minimized in a production plan. An input unit for inputting raw information, a first storage means for storing various inputted various pieces of information, and a lot of lots for minimizing the objective function from various pieces of various information stored in the first storage means. An arithmetic unit for calculating an optimum loading sequence, a second storage unit for storing a random loading sequence, a third storage unit for storing the calculated optimal loading sequence for the lot, and a third storage unit. An output unit for outputting the stored optimum lot input sequence is provided, and the calculation unit starts from an arbitrary state probability distribution r and minimizes the production plan when the lot input sequence x is a state variable. Planned Objective function F that represents the evaluation item
By using the Gibbs matrix Gt determined by (x) as a state transition probability matrix and simulating the Markov chain, the state probability distribution of the Markov chain is made as close as possible to the optimal state probability distribution, and the objective function F (x) with a high probability is obtained. It has a minimum value or a quasi-minimum value and a stochastic minimum value search means for calculating the value of x that gives it, and further, the random lot loading order stored in the second storage means, and the first lot The various specification information stored in the storage means is input to the stochastic minimum value search means, and the minimum value of the objective function and the optimum lot input order that gives it are calculated within a finite time. And a means for outputting the result to the output section to minimize the value of the target evaluation item or to output an optimum lot input order in accordance with it. Planning apparatus.
【請求項33】請求項32において、確率的最小値探索
手段は、禁則条件が付加された目的関数を扱うことを特
徴とする製造ラインにおける計画立案装置。
33. The planning apparatus according to claim 32, wherein the stochastic minimum value searching means handles an objective function to which a prohibition condition is added.
【請求項34】請求項32において、確率的最小値探索
手段は、m個の評価関数Hj(x)と係数Kjとの積の
総和として表される目的関数、 F(x)= Σ Kj・Hj(x)(Σはj=1からmま
での総和を表す)を扱うことを特徴とする製造ラインに
おける計画立案装置。
34. In claim 32, the stochastic minimum value searching means is an objective function expressed as a sum of products of m evaluation functions Hj (x) and coefficients Kj, F (x) = Σ Kj · A planning device in a manufacturing line, which handles Hj (x) (Σ represents the sum total of j = 1 to m).
【請求項35】請求項32において、確率的最小値探索
手段は、状態xより定まる複数個の評価関数Hj(x)
の値をファジイ変数として、先験的に定められたファジ
イ制御規則により定性ファジイ推論を行ない、総合的な
評価値を推論し、この推論結果の値を目的関数F(x)
の値として扱うことを特徴とする製造ラインにおける計
画立案装置。
35. The probabilistic minimum value search means according to claim 32, wherein a plurality of evaluation functions Hj (x) determined from a state x.
Is used as a fuzzy variable to perform qualitative fuzzy inference according to a priori-determined fuzzy control rule to infer a comprehensive evaluation value, and the inference result value is used as the objective function F (x).
A planning device in a production line, which is treated as the value of.
【請求項36】請求項1または2記載において、前記入
力手段は、前記最小値探索手段の探索処理の中断、中断
からの処理の再開、および、探索処理の打切りを指示す
る命令を入力する機能を備え、さらに、前記最小値探索
手段は、入力手段から入力された命令に従って、探索処
理の中断、中断からの処理の再開、および、探索処理の
打切りを行なうことを特徴とする計画立案装置。
36. The function according to claim 1 or 2, wherein the input means inputs a command for instructing interruption of the search processing of the minimum value search means, resumption of processing from interruption, and termination of the search processing. Further, the minimum value searching means further comprises: suspending the search processing, resuming the processing from the interruption, and stopping the search processing in accordance with an instruction input from the input means.
【請求項37】請求項5記載において、前記最小値探索
手段は、入力手段を介して与えられた複数の探索回数、
および、該探索回数に対する温度のデータの組にもとづ
き決定された、温度Tの冷却曲線に従い、温度を低下さ
せる手段を備えることを特徴とする計画立案装置。
37. The method according to claim 5, wherein the minimum value searching means is a plurality of search times given through the input means.
And a plan making device comprising means for lowering the temperature according to a cooling curve of the temperature T determined based on a set of temperature data with respect to the number of searches.
【請求項38】請求項8記載において、さらに前記最小
値探索手段は、入力手段を介して与えられた複数の探索
回数、および、該探索回数に対する温度のデータの組に
もとづき決定された、温度Tの冷却曲線に従い探索パラ
メータである温度Tを低下させる手段を備え、該手段
と、探索パラメータである温度Tを、検索回数iに対し
て、Δ/Log(i+a)(Δは、十分大きな正の実
数、Logは、常用対数、aは、正の実数)で低下させ
る手段と、探索パラメータである温度Tを、探索回数i
に対してΔ/iで低下させる手段の前記3手段を選択可
能としたことを特徴とする計画立案装置。
38. The temperature according to claim 8, wherein the minimum value search means is determined based on a plurality of search times given through the input means and a temperature data set corresponding to the search times. A means for lowering the temperature T, which is a search parameter, according to the cooling curve of T is provided, and the means and the temperature T, which is a search parameter, are set to Δ / Log (i + a) (Δ is a sufficiently large positive , Log is a common logarithm, a is a positive real number), and the temperature T, which is a search parameter, is set to the search count i.
The plan making device is characterized in that the three means for decreasing by Δ / i can be selected.
【請求項39】請求項5記載において、前記最小値探索
手段は、前記入力手段から予め入力された最終探索回数
Nにおける最終温度Teにもとずき、初期温度Tsを、 Ts=Te・log(N+a)/log(1+a)、ま
たは、Ts=Te・N(ただし、aは正の実数)で与え
る手段を備えることを特徴とする計画立案装置。
39. The minimum value search means according to claim 5, based on a final temperature Te at the final search count N input in advance from the input means, and an initial temperature Ts is expressed as Ts = Te · log. (N + a) / log (1 + a) or means for giving Ts = Te · N (where a is a positive real number).
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