JPH06259255A - Action plan generating device - Google Patents

Action plan generating device

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Publication number
JPH06259255A
JPH06259255A JP4295493A JP4295493A JPH06259255A JP H06259255 A JPH06259255 A JP H06259255A JP 4295493 A JP4295493 A JP 4295493A JP 4295493 A JP4295493 A JP 4295493A JP H06259255 A JPH06259255 A JP H06259255A
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JP
Japan
Prior art keywords
target
model
state
precondition
silo
Prior art date
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Pending
Application number
JP4295493A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junzo Suzuki
淳三 鈴木
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP4295493A priority Critical patent/JPH06259255A/en
Publication of JPH06259255A publication Critical patent/JPH06259255A/en
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Abstract

PURPOSE:To make the device easy-to-use and capable of applying it to problems over a much wider range by automatically developing an inputted target to the state description level of an object while considering limit conditions for the function/structure of the object to be applied. CONSTITUTION:A model base 1 stores deep knowledge expressing the limit conditions for the function/structure or the like of the object related to action plan problems as models, and a model expressing means 2 supports the construction of models by defining the expressed forms of models stored in the model base 1. On the other hand, a model satisfying means 3 infers the target states of respective objects required for satisfying the target while considering the limitation of the function/structure for each object corresponding to the target applied to the object. An operation deciding means 4 infers and leads out the operation corresponding to each object by comparing the target state with the initial state of each object before starting the inference. Then, a presupposing condition guiding means 5 generates presupposing conditions to be confirmed before the operation while considering the limit condition to each operation. These operations are performed by an execution control CPU 6 or the like.

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、深い知識と呼ばれるモ
デルを用いて、たとえばプラントの運転制御のための操
作シーケンスや系統事故復旧のための操作シーケンスな
どの行動計画を生成する行動計画生成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses a model called deep knowledge to generate an action plan generation device for generating an action plan such as an operation sequence for operation control of a plant or an operation sequence for system fault recovery. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】たとえば、化学反応プラントや発電プラ
ントなどにおいては、運転制御のための操作プランを生
成したり、電力送電系統の切換え操作プランを生成した
りするなどの、いわゆる行動計画生成が重要な問題とし
て認識されている。
2. Description of the Related Art For example, in a chemical reaction plant or a power generation plant, so-called action plan generation such as generation of an operation plan for operation control and generation of a switching operation plan of a power transmission system is important. Is recognized as a serious problem.

【0003】このような行動計画生成の基本的な技術
は、文献1(R. E. Fikes, N. J.Nilsson, “STRIPS
:A new approach to the application of theorem pr
ov-ing to problem solving ”, Artificial Intellig
ence 2, pp.251-288, 1971.)に紹介されている。
The basic technique for generating such an action plan is described in Reference 1 (RE Fikes, NJNilsson, “STRIPS
: A new approach to the application of theorem pr
ov-ing to problem solving ”, Artificial Intellig
ence 2, pp.251-288, 1971.).

【0004】STRIPSはロボットが遭遇する問題を解くた
めに設計されたプログラムである。このプログラムを積
木の世界に適用した場合を例にとって簡単に説明する。
このプログラムでは、まず初期状態と目標状態とを、た
とえば下記のように設定する。 初期状態 on (C, table), on (B, C), on (A, B), cle
ar (A) 目標状態 on (C, table), on (A, C), on (B, table),
clear (A),clear (B)
STRIPS is a program designed to solve problems encountered by robots. The case where this program is applied to the world of building blocks will be briefly explained as an example.
In this program, first, the initial state and the target state are set as follows, for example. Initial state on (C, table), on (B, C), on (A, B), cle
ar (A) Target state on (C, table), on (A, C), on (B, table),
clear (A), clear (B)

【0005】これは、積木Cがテーブルの上に載ってお
り、積木Bが積木Cの上に載っており、積木Aが積木B
の上に載っており、積木Aの上には何も載っていない、
という初期状態を、積木Cがテーブルの上に載ってお
り、積木Aが積木Cの上に載っており、積木Bがテーブ
ルの上に載っており、積木AとBの上には何も載ってい
ない、という目標状態にすることを意味している。実際
の行動はロボットによって遂行され、ロボットの可能な
動作はオペレータ(以下では「操作」と同義に使う)と
して以下のように定義される。 操作 pick up(X) 前提条件:clear(X), on(X, Y) 追加効果:hold(X), clear(Y) 削除効果:clear(X), on(X, Y) 操作 stacK(X, Y) 前提条件:hold(X), clear(Y) 追加リスト:on(X, Y) 削除リスト:hold(X), clear(Y)
This is because the building block C is placed on the table, the building block B is placed on the building block C, and the building block A is building block B.
, And nothing on Block A,
In the initial state, building blocks C are placed on the table, building blocks A are placed on the building blocks C, building blocks B are placed on the table, and nothing is placed on the building blocks A and B. It means that the target state is not. The actual action is performed by the robot, and the possible movements of the robot are defined as an operator (hereinafter synonymous with "operation") as follows. Operation pick up (X) Prerequisite: clear (X), on (X, Y) Additional effect: hold (X), clear (Y) Deletion effect: clear (X), on (X, Y) Operation stacK (X , Y) Precondition: hold (X), clear (Y) Additional list: on (X, Y) Deletion list: hold (X), clear (Y)

【0006】STRIPSでは、最初に初期状態と目標状態と
を比較し、その差の検出を行なう。差は目標状態(また
はオペレータの前提条件)の中で、初期状態では満足し
ない項目である。まず、その差異に適したオペレータを
適用しようと試みる。もしオペレータの追加効果の中に
差異の一部分となる項目があれば、そのオペレータが妥
当であると判断する。オペレータを適用する過程で、そ
の前提条件が満足されない場合もある。そのような場合
にはサブ問題を生成して、与えられた状態をオペレータ
のドメインに変形し( 前提条件が満足されないが適用し
たいと考えているオペレータに対して、それを適用する
という目標を生成する) 、このサブ問題を最初の問題を
解いたときと同じような方法で解こうとする。
In STRIPS, first, the initial state is compared with the target state, and the difference is detected. The difference is an item that is not satisfied in the initial state in the target state (or the prerequisite of the operator). First, try to apply an operator suitable for the difference. If there is an item that is part of the difference in the additional effect of the operator, it is determined that the operator is appropriate. In the process of applying the operator, the precondition may not be satisfied. In such a case, generate a sub-problem, transform the given state into the operator's domain, and generate the goal of applying it to the operator who does not satisfy the precondition but wants to apply it. Try to solve this subproblem in the same way as when solving the first problem.

【0007】このような探索手法は、手段−目標解析
(means-end analysis) と呼ばれている。この探索手法
の採用によって、問題として与えられた初期状態と目標
状態との差を縮めるようなオペレータの適用シーケンス
がプランとして生成される。
Such a search method is called means-end analysis. By adopting this search method, an operator application sequence that reduces the difference between the initial state given as a problem and the target state is generated as a plan.

【0008】一般的に、行動計画問題では、どのオペレ
ータをどのような順番で(あるいはどのようなタイミン
グで)適用していけば良いのかを探索することに主眼が
あり、そのための基本となる方法論をSTRIPSが与えてい
ると言える。しかしながら、このような従来の方法には
次のような問題点がある。
Generally, in the action plan problem, the main focus is to search which operator should be applied in what order (or at what timing). Can be said to be given by STRIPS. However, such a conventional method has the following problems.

【0009】まず、STRIPSでの目標の与え方は、積木の
例のように状態記述によっている。すなわち、目標が与
えられると自動的に積木の状態が即座に分かることにな
る。しかし、目標が指定されると、積木などのように対
象の状態が即座に分かる問題はむしろレアケースであ
り、通常は目標を達成するために対象の状態がどうある
べきかを別に推論する必要がある。すなわち、“目標”
と“状態”とは一般的には別の情報を指す場合が多い。
このような問題では、入力として与えられる目標記述
を、対象が固有に持つ制約条件を考慮しつつ、目標を満
足できる状態記述に展開する必要がある。このような問
題を解くための方法を従来の技術は何も提供していな
い。
First, the method of giving a target in STRIPS is based on a state description like the example of building blocks. That is, when a target is given, the state of the building blocks will be immediately known automatically. However, when a goal is specified, the problem of instantly knowing the target state, such as building blocks, is a rather rare case, and it is usually necessary to infer what the target state should be in order to achieve the goal. There is. That is, the “goal”
In general, "state" generally refers to different information.
In such a problem, it is necessary to expand the goal description given as an input into a state description that can satisfy the goal, taking into consideration the constraint conditions inherent in the object. The prior art does not provide any method for solving such a problem.

【0010】次に、STRIPSにおいては、オペレータを、
その実行に必要な前提条件と効果と共に予め与えておく
ことが前提となっている。したがって、前述したよう
に、オペレータの適用シーケンスをいかに早く見つける
かという探索問題が主眼となる。しかし、非常に大規模
な問題においては、操作の対象数が膨大になるため、各
操作対象に対して可能な操作と前提条件と効果とを予め
全てに亘って抽出しておくことは膨大なコストを要し、
システム構築の容易性を妨げる要因になる。このような
問題においては、各操作対象の機能・構造などから自動
的に可能な操作およびその前提条件と効果を導出できる
機構を必要とするが、従来の技術ではそのための方法を
何も提供していない。
Next, in STRIPS, the operator is
It is premised that it is given in advance together with the prerequisites and effects necessary for its execution. Therefore, as described above, the main problem is the search problem of how to quickly find the application sequence of the operator. However, in a very large-scale problem, the number of operation targets becomes enormous, and it is enormous to extract all possible operations, preconditions, and effects for each operation target in advance. Costly,
It becomes a factor that hinders the ease of system construction. In such a problem, a mechanism that can automatically derive the operation and its preconditions and effects that can be automatically performed from the function / structure of each operation target is required, but the conventional technology does not provide any method for that. Not not.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来の行
動計画生成手法は、目標の記述レベルが特定されるばか
りか、各オペレータ(操作)を実行する際の前提条件と
効果とを予め与えておく必要があるので、適用できる範
囲が極めて狭いという問題があった。
As described above, in the conventional action plan generation method, not only the description level of the goal is specified, but also preconditions and effects for executing each operator (operation) are given in advance. Therefore, there is a problem that the applicable range is extremely narrow.

【0012】そこで本発明は、目標記述の自由度に富
み、しかも各対象に対して実行できるオペレータおよび
オペレータに関する前提条件を予め定義しておかなくて
も行動計画を生成でき、もって適用範囲を拡大できる行
動計画生成装置を提供することを目的としている。
Therefore, according to the present invention, it is possible to generate an action plan without having to define in advance the degree of freedom in describing goals and the operators that can be executed for each target and the preconditions relating to the operators, thus expanding the scope of application. It is intended to provide an action plan generation device that can perform.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る行動計画生成装置は、行動計画問題に
関係する各対象をモデル化するとともにモデル化された
対象毎にターミナルを定義し、対象間の接続関係や抽象
化・具体化の階層関係をターミナル間の接続関係として
定義し、対象間のプロセスフローをターミナル間の接続
関係に付加されたプロセスパラメータにより定義し、さ
らに対象毎の機能・構造上の制約条件を各対象のローカ
ル情報として定義するモデル表現手段と、対象に与えら
れた目標に対して上記モデル表現手段により与えられた
対象毎の機能・構造上の制約条件を考慮しつつ上記目標
を満足するために必要となる各対象の目標状態を推論す
るモデル充足手段と、このモデル充足手段により決定さ
れた目標状態と各対象の推論開始前の初期状態とを比較
して目標を満足するために必要な各対象に対する操作を
推論する操作決定手段と、この操作決定手段により決定
された各操作に対して前記モデル表現手段により与えら
れる対象の機能・構造上の制約条件を考慮し、操作に先
だって機能・構造上の観点から確認の必要のある前提条
件を生成する前提条件導出手段とを備えている。
In order to achieve the above object, an action plan generation apparatus according to the present invention models each object related to an action plan problem and defines a terminal for each modeled object. However, the connection relationship between objects and the hierarchical relationship of abstraction / reification are defined as the connection relationship between terminals, and the process flow between objects is defined by the process parameter added to the connection relationship between terminals. Model expressing means for defining the functional / structural constraint conditions of the object as local information of each target, and the functional / structural constraint conditions for each target given by the model expressing means to the target given to the target A model satisfying means for inferring a goal state of each target necessary to satisfy the above goal while considering, and a goal state determined by this model satisfying means and each An operation deciding means for inferring an operation for each object necessary for satisfying a goal by comparing the initial state of the elephant before starting the inference, and the model expressing means for each operation decided by the operation deciding means. And a precondition derivation means for generating a precondition that needs to be confirmed from the functional / structural viewpoint prior to the operation in consideration of the target functional / structural constraint conditions given by the above.

【0014】[0014]

【作用】最終的に対象が満足して欲しい仕様を対象の状
態記述とは直接関連しない形式の目標として与えた場合
でも、モデル表現手段により与えられる対象の機能・構
造上の制約条件を考慮して、モデル充足手段が入力され
た目標を対象の状態記述レベルに自動的に展開する。こ
のため、より広範囲な問題に適用可能となる。つまり、
状態記述レベルに展開された具体的な形式の目標ではな
く、より一般的な形式の目標を与えるだけで対象の行動
計画が生成可能となる。
[Operation] Even when the specification that the object finally wants to satisfy is given as a goal of a form not directly related to the state description of the object, the functional and structural constraints of the object given by the model expressing means are taken into consideration. Then, the model satisfying means automatically expands the input target to the target state description level. Therefore, it can be applied to a wider range of problems. That is,
The action plan of the target can be generated only by giving the goal of a more general form, rather than the goal of the concrete form developed at the state description level.

【0015】さらに、モデル表現手段により与えられた
対象の機能・構造上の制約条件を考慮して、前提条件導
出手段が対象の各操作に対する前提条件を自動的に生成
する。このため、予め各対象の操作に関する前提条件を
定義しておく必要がなく、各対象の機能・構造上の制約
条件だけをモデルとして定義しておけばよいので、知識
(モデル)獲得が容易となる。
Further, the precondition derivation means automatically generates the preconditions for each target operation in consideration of the functional and structural constraints of the target given by the model representation means. Therefore, it is not necessary to define the preconditions for the operation of each target in advance, and only the functional / structural constraints of each target need to be defined as a model, which facilitates acquisition of knowledge (model). Become.

【0016】[0016]

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例を説明す
る。図1には本発明の一実施例に係る行動計画生成装置
のブロック構成図が示されている。
Embodiments will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block configuration diagram of an action plan generating apparatus according to an embodiment of the present invention.

【0017】この行動計画生成装置は、行動計画問題に
関係する対象の機能・構造などの制約条件をモデルとし
て表現した深い知識が格納されたモデルベース1と、こ
のモデルベース1に格納されるモデルの表現形式を定義
してモデル構築支援を行なうためのモデル表現手段2
と、入力された目標に対してモデルに定義された制約条
件の充足処理を行なうためのモデル充足手段3と、モデ
ル充足処理の前後の内容を比較することにより対象に対
する操作を導出する操作決定手段4と、操作に必要な前
提条件をモデルから決定する前提条件導出手段5とを含
んでいる。また、これらモデル表現手段2、モデル充足
手段3、操作決定手段4、前提条件導出手段5の実行制
御を司るCPU6および入出力装置7も設けられてい
る。ここで、処理対象として図2に示される自動サイロ
装置を例にとり、この行動計画生成装置を構成している
各要素の機能を説明する。
This action plan generation apparatus stores a model base 1 in which deep knowledge expressing constraint conditions such as functions and structures of objects related to the action plan problem is stored as a model, and a model stored in the model base 1. Model expression means 2 for defining the expression format of the
And a model satisfying means 3 for performing a satisfying process of the constraint condition defined in the model with respect to the input target, and an operation determining means for deriving an operation for the target by comparing the contents before and after the model satisfying process. 4 and precondition derivation means 5 for determining the preconditions necessary for the operation from the model. Further, a CPU 6 and an input / output device 7 that control execution of the model expressing means 2, the model satisfying means 3, the operation determining means 4, and the precondition deriving means 5 are also provided. Here, the function of each element constituting the action plan generation device will be described by taking the automatic silo device shown in FIG. 2 as an example of a processing target.

【0018】図2では、後述するモデル表現手段2によ
るモデリング概念の理解を容易化するために、各要素の
ターミナル定義(黒丸印)および階層的なモデリング
(この例ではコンベヤユニット20に対して下位階層が
定義され、この下位階層は図中右側に示すように並列接
続された2系統によって構成されている。)を合わせて
示している。まず、この自動サイロ装置の構成を簡単に
説明する。
In FIG. 2, in order to facilitate the understanding of the modeling concept by the model representation means 2 described later, the terminal definition (black circle) of each element and hierarchical modeling (in this example, subordinate to the conveyor unit 20). A hierarchy is defined, and this lower hierarchy is composed of two systems connected in parallel as shown on the right side of the drawing. First, the configuration of this automatic silo device will be briefly described.

【0019】この自動サイロ装置では、サイロ11とサ
イロ12に投入された原料がホッパ13とホッパ14と
で各々計量された後にミキサ15によって混合される。
各サイロ11,12および各ホッパ13,14からの原
料の放出は、バルブ16,17,18,19で制御され
る。ミキサ15で混合された原料は、コンベヤユニット
20により出力される。
In this automatic silo device, the raw materials put into the silo 11 and the silo 12 are weighed by the hopper 13 and the hopper 14, respectively, and then mixed by the mixer 15.
Release of the raw material from each silo 11, 12 and each hopper 13, 14 is controlled by valves 16, 17, 18, 19. The raw materials mixed in the mixer 15 are output by the conveyor unit 20.

【0020】このコンベヤユニット20は概念的な装置
であり、実際には図中右側に示すように2系統のコンベ
ヤとサイロとから構成されている。すなわち、ミキサ1
5から取り出された原料は、分流配管21を経由してコ
ンベヤ22とコンベヤ23とに送られる。各コンベヤ2
2,23はサイロ24とサイロ25とに接続されてい
る。
The conveyor unit 20 is a conceptual device, and is actually composed of two systems of conveyors and silos as shown on the right side of the drawing. That is, the mixer 1
The raw material taken out from No. 5 is sent to the conveyor 22 and the conveyor 23 via the distribution pipe 21. Each conveyor 2
2, 23 are connected to a silo 24 and a silo 25.

【0021】そして、この自動サイロ装置の最終出力
は、合流配管26を経由して得られる。このとき、コン
ベヤ22の系統とコンベヤ23の系統との使い分けは、
各コンベヤの入口に取り付けられたバルブ27,28に
よって制御される。さて、問題として、この自動サイロ
装置に最終出力として「210[kg/hr]の混合原料の生産」
を目標として与えたものとする。まず、モデル表現手段
2によって図2に示される自動サイロ装置がモデル化さ
れる。このモデル化手法の特徴は以下の通りである。 (1) 装置構成ビュー
The final output of this automatic silo device is obtained via the merging pipe 26. At this time, the proper use of the system of the conveyor 22 and the system of the conveyor 23 is
It is controlled by valves 27, 28 mounted at the entrance of each conveyor. Now, as a problem, the final output of this automatic silo device is "production of 210 [kg / hr] mixed raw material".
Is given as a goal. First, the model representation means 2 models the automatic silo device shown in FIG. The features of this modeling method are as follows. (1) Device configuration view

【0022】モデル化対象をローカルに定義するため
に、各対象に対してターミナルを定義し、対象間の接続
間係をターミナル間の接続関係として表現する。 (2) プロセスビュー
In order to define modeled objects locally, a terminal is defined for each object, and a connection relationship between objects is expressed as a connection relationship between terminals. (2) Process view

【0023】モデル化対象間のプロセスフローをターミ
ナル間のフローとして表現する。なお、ここでは取扱い
を容易にするために1ターミナル1プロセスとする。
The process flow between modeling targets is expressed as the flow between terminals. Here, one terminal and one process are used to facilitate handling.

【0024】このモデル化手法によって階層的なモデル
化を実現できる。したがって、物理的な1つの装置に対
応するモデルと、幾つかの装置を階層的に整理した結果
得られる抽象的な装置に対応するモデルとを形成でき
る。前者を「物理対象モデル」、後者を「抽象対象モデ
ル」と呼ぶことにする。各モデルの記述は以下に示す属
性を持つフレーム型知識またはオブジェクトインスタン
スとして実現する。 物理対象モデル (1) name 対象名を指定する。 (2) export
Hierarchical modeling can be realized by this modeling method. Therefore, a model corresponding to one physical device and a model corresponding to an abstract device obtained by hierarchically organizing several devices can be formed. The former will be called a "physical target model" and the latter will be called an "abstract target model". The description of each model is realized as frame type knowledge or object instance having the following attributes. Physical target model (1) name Specify the target name. (2) export

【0025】外部から参照できるターミナルを指定す
る。ターミナル名は対象ローカルにユニークでなければ
ならない。これらのターミナルを対象間接続関係やプロ
セスフローを定義するのに利用する。 (3) is-a モデルの属性定義の継承先を指定する。 (4) a-part-of 対象の階層構成を定義するのに利用され、モデル化対象
が本属性で指定される対象の部分要素になっていること
を表現する。 (5)goal
Designate a terminal that can be referenced from the outside. The terminal name must be unique to the target local. These terminals are used to define the object-to-object connection relationship and process flow. (3) Specify the inheritance destination of the is-a model attribute definition. (4) a-part-of It is used to define the hierarchical structure of the target and expresses that the modeling target is a partial element of the target specified by this attribute. (5) goal

【0026】対象に対する目標が定義されるプロセスパ
ラメータを定義する。プロセスパラメータ名とターミナ
ル名は、1ターミナル1プロセスの原則に立つので、対
象ローカルにおいては同一に取り扱うことができる(そ
の方が、記述をコンパクトにできる)。したがって、本
属性では目標が定義されるべきターミナル名を指定した
のと同じになる。 (6)forward
Define process parameters in which goals for an object are defined. Since the process parameter name and the terminal name are based on the principle of one terminal and one process, they can be handled the same in the target local (the description can be made compact). Therefore, this attribute is the same as specifying the terminal name where the target should be defined. (6) forward

【0027】対象の持ち得る各状態毎に、状態の効果を
定義する。具体的には、効果を伝達するプロセスパラメ
ータ名すなわちターミナル名に関する関係式により効果
を指定する。 (7) backward
The effect of the state is defined for each possible state of the object. Specifically, the effect is specified by the relational expression regarding the process parameter name for transmitting the effect, that is, the terminal name. (7) backward

【0028】対象の持ち得る各状態毎に、状態の前提条
件を定義する。具体的には、前提条件となるプロセス量
が伝達されてくるプロセスパラメータ名、すなわちター
ミナル名に関する関係式により前提条件を指定する。さ
らにこの前提条件の中でも、対象に対する操作を実行す
る場合に確認の必要がある重要なものについてはこれを
指定する。 (8)states 対象の持ち得る状態名の定義と各状態固有のプロセスパ
ラメータや内部パラメータの関係式とを定義する。 (9)local 対象の内部パラメータに関する関係式を定義する。 (10)value モデルに定義された全てのパラメータの初期状態におけ
る値および目標状態における値を記憶する。 (11)status 対象の初期状態と目標状態とを記憶する。 抽象対象モデル
Preconditions of the state are defined for each state that the target can have. Specifically, the precondition is specified by a process parameter name to which the process amount as the precondition is transmitted, that is, a relational expression regarding the terminal name. In addition, of these prerequisites, specify those important ones that need to be confirmed when performing the operation on the target. (8) states Define the definition of possible state names of the target and the relational expressions of process parameters and internal parameters unique to each state. (9) local Defines the relational expression for the internal parameter. (10) value The values in the initial state and the target state of all parameters defined in the model are stored. (11) status The target initial state and target state are stored. Abstract target model

【0029】物理的対象の集まりを概念的に抽象化した
対象を表現する。これによりモデルの階層表現が可能と
なる。抽象対象モデルの役割は、対象間の接続関係を定
義することのみにある。 (1)name 抽象対象名を指定する。 (2)export
An object is conceptually abstracted from a collection of physical objects. This allows a hierarchical representation of the model. The role of the abstract object model is only to define connection relationships between objects. (1) name Specify the abstract target name. (2) export

【0030】外部から参照できるターミナルを指定す
る。ターミナル名は抽象対象ローカルにユニークでなけ
ればならない。これらのターミナルを抽象対象間接続関
係やプロセスフローを定義するのに利用する。 (3)is-a モデルの属性定義の継承先を指定する。 (4)a-part-of 抽象対象の階層構成を定義するのに利用され、モデル化
対象が本属性で指定される対象の部分要素になっている
ことを表現する。 (5)import
Designate a terminal that can be referenced from the outside. The terminal name must be unique to the abstract target local. These terminals are used to define connection relationships between abstract objects and process flows. (3) Specify the inheritance destination of the is-a model attribute definition. (4) a-part-of It is used to define the hierarchical structure of the abstract target and expresses that the modeling target is a partial element of the target specified by this attribute. (5) import

【0031】exportと逆の関係を定義し、上位階
層の対象(すなわちnameで指定された対象)から下位階
層の対象を参照するときの下位階層対象のターミナルを
指定する。 (6)connection 下位階層対象のターミナル間の接続関係を指定する。こ
れにより機器構成が定義される。 (7) correspond
A relationship opposite to export is defined, and a lower layer target terminal is designated when referring to a lower layer target from a higher layer target (that is, a target designated by name). (6) connection Specify the connection relationship between terminals in the lower hierarchy. This defines the device configuration. (7) correspond

【0032】上位階層対象(すなわちnameで指定された
対象)のターミナル(すなわちexportで定義されたター
ミナル)が、下位階層対象のどのターミナルに対応して
いるのかを指定する。これにより上位階層対象と下位階
層対象との関係が明確になる。 (8) component 下位階層対象を指定する。
It specifies which terminal of the lower hierarchy object corresponds to the terminal of the upper hierarchy object (that is, the object specified by name) (that is, the terminal defined by export). This clarifies the relationship between the upper layer target and the lower layer target. (8) component Specify the lower layer target.

【0033】このようなモデル表現形式を図2の事例で
説明すると、図2において黒で塗り潰された丸印(t1〜
t37 )が各対象のターミナルを表現しており、ターミナ
ル間の実線矢印が対象の接続関係とプロセスフロー(図
2の例の場合、原料の流量プロセス)を表現し、ターミ
ナル間の破線が上位階層と下位階層との対応関係を表現
している。したがって、図2に示される各装置の識別名
およびターミナル名を使って最上位階層である自動サイ
ロ装置全体をモデル化すると図3に示すものとなる。
This model representation format will be described with reference to the example of FIG. 2. In FIG. 2, the circle marks (t1 ...
t37) represents each target terminal, the solid arrows between the terminals represent the target connection relationship and process flow (in the example of Fig. 2, the flow rate process of the raw material), and the dashed line between terminals is the upper hierarchy. Represents the correspondence between the and lower layers. Therefore, when the entire automatic silo device, which is the highest layer, is modeled using the identification name and the terminal name of each device shown in FIG. 2, it becomes as shown in FIG.

【0034】同様に、コンベヤユニット20をモデル化
すると図4に示すようになり、合流配管26をモデル化
すると図5に示すようになり、サイロ24をモデル化す
ると図6に示すようになり、コンベヤ22をモデル化す
ると図7に示すようになり、コンベヤバルブ27をモデ
ル化すると図8に示すようになり、分流配管21をモデ
ル化すると図9に示すようになり、ミキサ15をモデル
化すると図10に示すようになり、ホッパ13をモデル
化すると図11に示すようになる。
Similarly, the conveyor unit 20 is modeled as shown in FIG. 4, the merging pipe 26 is modeled as shown in FIG. 5, and the silo 24 is modeled as shown in FIG. The conveyor 22 is modeled as shown in FIG. 7, the conveyor valve 27 is modeled as shown in FIG. 8, the diversion pipe 21 is modeled as shown in FIG. 9, and the mixer 15 is modeled. As shown in FIG. 10, the hopper 13 is modeled as shown in FIG.

【0035】このように、本実施例に組込まれたモデル
表現手段2では、対象を階層的に、かつ宣言的に簡潔に
表現している。この場合、バルブやサイロなどの典型的
な装置毎に予め標準的なモデルを定義しておき、システ
ムから提供することにより、モデル構築コストを低減す
ることができる。
As described above, the model expressing means 2 incorporated in the present embodiment expresses the target hierarchically and declaratively in a concise manner. In this case, a standard model is defined in advance for each typical device such as a valve or silo, and the system provides the standard model, so that the model construction cost can be reduced.

【0036】次に、このモデルを用いて他の要素がどの
ような処理を行なうかを説明する。まず、図2の例を対
象にし、図12を参照しながらモデル充足手段3の動作
を説明する。
Next, what kind of processing is performed by other elements using this model will be described. First, the operation of the model satisfying means 3 will be described with reference to FIG.

【0037】ステップ31において目標を受けとる。この
目標は対象、すなわち自動サイロ装置の状態記述である
必要はなく、もっと高い次元のものでよい。一例として
以下の目標が与えられたものとする。 目標:自動サイロ装置による生産量を210[kg/hr]にす
る。この目標は、モデル表現手段2による記述に基いて
以下のような形で具体的に表現され入力される。 目標:goal(convey-unit,t19,210) ステップ32で、この目標が未処理であると認識され、ス
テップ33に進む。
In step 31, a goal is received. This goal need not be a state description of the object, ie the automatic silo system, but may be of a higher dimension. As an example, assume that the following goals are given. Goal: Increase the production amount by the automatic silo device to 210 [kg / hr]. This target is concretely expressed and input in the following form based on the description by the model expressing means 2. Goal: goal (convey-unit, t19,210) At step 32, this goal is recognized as unprocessed and control proceeds to step 33.

【0038】先に説明したコンベヤユニット20のモデ
ルから明らかなように、コンベヤユニット20は抽象対
象モデルであり、下位対象が定義されている。したがっ
て、ステップ33では、コンベヤユニット20のモデルの
中で、correspond属性を参照することにより、t19 に対
して与えられた目標が以下の目標に展開される。 目標:goal(merge-conduit2,t37,210)
As is clear from the model of the conveyor unit 20 described above, the conveyor unit 20 is an abstract object model, and subordinate objects are defined. Therefore, in step 33, the target given to t19 is expanded to the following target by referring to the correspond attribute in the model of the conveyor unit 20. Goal: goal (merge-conduit2, t37,210)

【0039】この展開処理の後に、再びステップ31,32
を行なう。先に説明した合流配管26のモデルから明ら
かなように、この合流配管26には下位対象が定義され
ていないので、ステップ33からステップ35に進む。
After this expansion processing, steps 31 and 32 are executed again.
Do. As is clear from the model of the merging pipe 26 described above, since the subordinate object is not defined in this merging pipe 26, the process proceeds from step 33 to step 35.

【0040】ステップ35では、展開された目標を入力
し、合流配管26に定義されている全ての制約条件を満
足する状態を決定する。合流配管26では状態としてpa
ssiveという単一状態しか定義されていないため、passi
ve 状態に関する制約式を対象モデルから集めてくる。
そして、入力された目標を充足できるか否かを調べる。
以下に合流配管26に関するpassive 状態の全ての制約
式を示す。 t37 =t27 +t35 (forward 属性から) t27 =t37-t35 (backward属性から) t35 =t37-t27 (backward属性から) distribute2(t37,t27,t35)(states属性から)
In step 35, the expanded target is input, and the state satisfying all the constraint conditions defined in the merging pipe 26 is determined. In the confluence pipe 26, the state is pa
Since there is only one single state defined, ssive, passi
The constraint expressions for ve states are collected from the target model.
Then, it is checked whether or not the input goal can be satisfied.
Below, all constraint equations in the passive state regarding the merging pipe 26 are shown. t37 = t27 + t35 (from forward attribute) t27 = t37-t35 (from backward attribute) t35 = t37-t27 (from backward attribute) distribute2 (t37, t27, t35) (from states attribute)

【0041】ここで、注意を要するのは、4番目の制約
式である。これは特別な名称distribute2 によって表現
されている。この名称は目標展開プリミティブと呼ばれ
るものであり、ステップ35の処理を行なう前に、具体的
な制約式の集合に展開される。すなわち、distribute2
は、優先順位にしたがった以下の制約式集合に展開され
る。 優先度1:t27 =t37,t35 =0 優先度2:t35 =t37,t27 =0 優先度3:t27 =t37/2,t35 =t37/2
Here, the fourth constraint expression requires attention. This is represented by the special name distribute2. This name is called a target expansion primitive, and it is expanded into a concrete set of constraint expressions before the processing of step 35. I.e. distribute2
Expands to the following set of constraints according to priority. Priority 1: t27 = t37, t35 = 0 Priority 2: t35 = t37, t27 = 0 Priority 3: t27 = t37 / 2, t35 = t37 / 2

【0042】この展開規則は、事例に応じて展開先の制
約式集合の候補を予め定義しておけばよく、この例で示
した以外にも種々の展開規則を定義できる。また後述す
るステップ38の処理から再びステップ35の処理に後戻り
するときには、次の優先度の制約式に展開して処理を繰
り返すことにより、選択候補を全て調べることができ
る。この展開処理が終了すると、 t37 =t27 +t35 t27 =t37-t35 t35 =t37-t27 t27 =t37,t35 =0 (優先度1の展開を行った結果) の制約式が最初に得られる。現在、目標としてt37 =21
0 が与えられているため、この制約式集合を満足する解
として以下のものが得られる。 t37 =210 t27 =210 t35 =0
With respect to this expansion rule, candidates for a constraint expression set to be expanded may be defined in advance in accordance with a case, and various expansion rules other than those shown in this example can be defined. Further, when returning to the process of step 35 from the process of step 38 which will be described later, it is possible to examine all the selection candidates by expanding the constraint formula of the next priority and repeating the process. When this expansion process ends, the constraint expression of t37 = t27 + t35 t27 = t37-t35 t35 = t37-t27 t27 = t37, t35 = 0 (the result of the expansion of priority 1) is obtained first. Currently, the target is t37 = 21
Since 0 is given, the following solution is obtained as a solution that satisfies this constraint set. t37 = 210 t27 = 210 t35 = 0

【0043】この各対象毎のローカルな制約充足処理
は、簡単なアルゴリズムで実現できる。たとえば1つの
制約式の右辺のパラメータ値が全て分かっているときに
左辺のパラメータ値に計算値を伝播していく制約伝播に
よるアルゴリズムや、連立方程式を解くようにして制約
式を変形していき最終的に個々のパラメータ値を決定す
るアルゴリズムが知られており、また文献2(“日本ソ
フトウェア科学会サマーチュートリアル(制約プログラ
ミング)”,1989. )等で紹介されている適当なアルゴ
リズムを選ぶことにより容易に実現できる。合流配管2
6においてpassive という状態が制約式を満足するの
で、ステップ36からステップ37に進む。
The local constraint satisfaction process for each object can be realized by a simple algorithm. For example, when all the parameter values on the right side of one constraint expression are known, an algorithm by constraint propagation that propagates the calculated value to the parameter value on the left side, or by solving simultaneous equations and transforming the constraint expression, Algorithms that determine individual parameter values are known, and it is easy to select an appropriate algorithm introduced in Ref. 2 ("Japan Society for Software Science and Technology Summer Tutorial (Constraint Programming)", 1989.). Can be realized. Confluence pipe 2
In step 6, since the state of passive satisfies the constraint equation, the process proceeds from step 36 to step 37.

【0044】ステップ37では、合流配管26のbackward
属性を参照することにより、上記の制約充足結果から新
しい目標値を計算し、さらにexport, a-part-of, conne
ction, import, correspond 属性を参照することにより
伝播先を決定する。まず、新しい目標値を以下のように
計算する。 目標値1:t27 =210 目標値2:t35 =0
In step 37, the backward flow of the merging pipe 26 is performed.
A new target value is calculated from the above constraint satisfaction result by referring to the attribute, and then export, a-part-of, conne
Decide the propagation destination by referring to the ction, import and correspond attributes. First, a new target value is calculated as follows. Target value 1: t27 = 210 Target value 2: t35 = 0

【0045】次に伝播先であるが、合流配管26のexpo
rt属性を参照すると、t27 とt35 はいずれも外部参照タ
ーミナルとして定義されているため、a-part-of 属性で
定義されたコンベヤユニット20に合流配管26からt2
7 とt35 とを伝播する。
Next, as to the propagation destination, expo of the merging pipe 26
Referring to the rt attribute, since both t27 and t35 are defined as external reference terminals, the merging pipe 26 to t2 can be connected to the conveyor unit 20 defined by the a-part-of attribute.
Propagate 7 and t35.

【0046】コンベヤユニット20では、合流配管26
のt27 とt35 とがいずれもconnection属性に定義されて
おり、各ターミナルの接続先が「merge-conduit2のt27
は、c-siloのt26 である」、「merge-conduit2のt35
は、d-siloのt34 である」ことが分かり、さらに接続先
の対象とターミナルとがimport属性に定義されている。
この時点で、各々の目標値の伝播先が以下のように決定
される。 目標値1の伝播先:サイロ24のt26 ターミナル 目標値2の伝播先:サイロ25のt34 ターミナル 以上の結果を融合することにより、新しい目標が以下の
ように決定され、ステップ37からステップ31の処理が再
び繰り返される。 目標1:goal(c-silo,t26,210) 目標2:goal(d-silo,t34,0)
In the conveyor unit 20, the merging pipe 26
Both t27 and t35 are defined in the connection attribute, and the connection destination of each terminal is "t27 of merge-conduit2.
Is t-26 of c-silo ”,“ t35 of merge-conduit2
Is a d-silo t34 ”, and the target and terminal of the connection destination are defined in the import attribute.
At this point, the propagation destination of each target value is determined as follows. Target 1 propagation destination: silo 24 t26 terminal Target 2 propagation destination: silo 25 t34 terminal By combining the above results, a new target is determined as follows, and processing from step 37 to step 31 Is repeated again. Goal 1: goal (c-silo, t26,210) Goal 2: goal (d-silo, t34,0)

【0047】以下、同様の処理が繰り返されて、図2に
示した全ての対象に対しての制約充足処理が行なわれ
る。なお、最終的にサイロ11およびサイロ12の各々
においてステップ37の処理を行なうと、各々のモデルに
backward属性が定義されていないため、新しい目標は生
成されず、ステップ31からステップ32に進むときに未処
理の目標がなくなった状況となり、モデル充足処理が終
了する。また、途中でステップ35において制約充足に失
敗したときは、ステップ36からステップ38に進み、ステ
ップ35における他の選択候補に後戻りして処理を続け
る。
Thereafter, similar processing is repeated to perform the constraint satisfaction processing for all the objects shown in FIG. Finally, when the process of step 37 is performed in each of silo 11 and silo 12, each model becomes
Since the backward attribute is not defined, a new target is not generated, there is no unprocessed target when the process proceeds from step 31 to step 32, and the model satisfying process ends. If the constraint satisfaction fails in step 35, the process proceeds from step 36 to step 38 to return to another selection candidate in step 35 and continue the processing.

【0048】このように、モデル充足手段3は、状態レ
ベルの記述にはなっていない入力目標に対して、対象の
機能・構造上の制約式に基いて目標を展開し、目標を満
足する状態、すなわち一般的な行動計画生成問題におけ
る目標状態を自動的に生成する。次に、操作決定手段4
の動作を説明する。
As described above, the model satisfying means 3 develops the target based on the functional / structural constraint expression of the target with respect to the input target not described in the state level, and satisfies the target. , That is, automatically generate a goal state in a general action plan generation problem. Next, the operation determining means 4
The operation of will be described.

【0049】基本的には、先のモデル充足手段2による
処理前後の状態を比較することにより実現される。先の
モデル表現手段2の説明で、物理対象モデル記述例に示
したvalue 属性とstatus属性とは、モデル充足処理を行
なう前と後のモデル充足結果との状態の一例を示してお
り、これによって以下の操作が決定される。 activate c-convey すなわち, off(初期状態)→ on
(目標状態) open c-convey-vlv すなわち, close(初期状態)→ o
pen (目標状態) activate mixer すなわち, off(初期状態)→ on
(目標状態) open a-hopper-vlv すなわち, close(初期状態)→ o
pen (目標状態) activate a-hopper すなわち, off(初期状態)→ on
(目標状態)
Basically, it is realized by comparing the states before and after the processing by the model satisfying means 2. In the description of the model representation means 2 described above, the value attribute and the status attribute shown in the physical object model description example show an example of the states of the model satisfaction result before and after the model satisfaction process is performed. The following operations are determined. activate c-convey, ie off (initial state) → on
(Target state) open c-convey-vlv That is, close (initial state) → o
pen (target state) activate mixer ie off (initial state) → on
(Target state) open a-hopper-vlv That is, close (initial state) → o
pen (target state) activate a-hopper ie off (initial state) → on
(Target state)

【0050】open a-silo-vlv すなわち, close(初
期状態)→ open (目標状態) この例であると、目標状態と初期状態との比較により操
作が容易に導出されるが、何らかの知識により比較結果
を解析しないとならない問題にも拡張可能である。次
に、前提条件導出手段5の動作を説明する。ある対象に
対する操作を、その対象の機能・構造上の観点から安全
に実行できるとき、以下の関係が成立している。
Open a-silo-vlv That is, close (initial state) → open (target state) In this example, the operation is easily derived by comparing the target state and the initial state, but the comparison is made by some knowledge. It can be extended to problems where the results must be analyzed. Next, the operation of the precondition derivation means 5 will be described. The following relationships are established when an operation on a certain object can be safely executed from the viewpoint of the function and structure of the object.

【0051】(1) 対象の接続関係に沿ってプロセスフロ
ーが存在するとき、下流側に位置する対象の前提条件
(モデル表現手段2により表現されるbackward属性によ
り規定される) は、上流側に位置する状態効果(モデル
表現手段2により表現されるforward 属性により規定さ
れる)により保証される。 (2) 上流側に位置する対象の状態効果は、下流側に位置
する対象の前提条件に悪影響を与えない。
(1) When a process flow exists along the target connection, the precondition of the target located on the downstream side (defined by the backward attribute expressed by the model expressing means 2) is on the upstream side. Guaranteed by the state effect located (defined by the forward attribute represented by the model representation means 2). (2) The state effect of the object located upstream does not adversely affect the precondition of the object located downstream.

【0052】前提条件導出手段5は、上記の関係を考慮
した上で、以下に示すローカル前提条件とグローバル前
提条件とを生成する。各前提条件について以下に簡単に
述べる。 (1) ローカル前提条件 操作に先立ち、操作対象の前提条件さえ満たしていれば
良いという操作対象だけのローカルな観点から決まる前
提条件。 (a) 目標状態KEEP前提条件
The precondition derivation means 5 generates the following local preconditions and global preconditions in consideration of the above relationship. Each precondition is briefly described below. (1) Local preconditions Preconditions that are determined from the local perspective of the operation target only that the prerequisites of the operation target have to be satisfied prior to the operation. (a) Target state KEEP prerequisites

【0053】操作による遷移先状態を取り続けるのに足
りる前提条件が整ったことを規定する。前提条件を上流
側の隣接対象に伝播し、その効果が得られる状態を規定
する。 (b) 初期状態KEEP前提条件
It defines that the preconditions sufficient to keep the transition destination state by the operation are satisfied. It defines the condition in which the prerequisite is propagated to the adjacent target on the upstream side and the effect is obtained. (b) Initial condition KEEP preconditions

【0054】操作実行の直前まで、操作前の状態を取り
続けるための前提条件が整っていることを規定する。前
提条件を上流側の隣接対象に伝播し、その効果が得られ
る状態を規定する。 (2) グローバル前提条件
It is specified that the preconditions for keeping the pre-operation state are satisfied until just before the execution of the operation. It defines the condition in which the prerequisite is propagated to the adjacent target on the upstream side and the effect is obtained. (2) Global prerequisites

【0055】操作に先立ち、操作対象の隣近所の前提条
件が満たされていれば良いという操作対象からの影響を
受ける対象も考慮したグローバルな観点から決まる前提
条件。 (a) 目標状態効果発揮条件
Preconditions determined from a global point of view in consideration of targets affected by the operation target, that is, the preconditions of the neighborhood of the operation target are satisfied prior to the operation. (a) Target condition Effect exertion condition

【0056】操作による効果が波及し、隣接対象に悪影
響の出ないことを規定する。目標状態の効果を下流側の
隣接対象に伝播し、これと矛盾する前提条件を持つ状態
ではないことを規定する。 (b) 初期状態効果消滅条件
It is stipulated that the effect of the operation will not spread and the adjacent object will not be adversely affected. It specifies that the effect of the target state propagates to the adjacent target on the downstream side, and that it does not have a precondition that contradicts this. (b) Conditions for extinguishing the initial state effect

【0057】操作により操作前状態の効果が消滅して
も、隣接対象に悪影響の出ないことを規定する。初期状
態の効果の否定を下流側の隣接対象に伝播し、これと矛
盾する前提条件を持つ状態ではないことを規定する。
It is specified that even if the effect of the pre-operation state disappears by the operation, the adjacent object is not adversely affected. It stipulates that the denial of the effect of the initial state is propagated to the adjacent target on the downstream side, and that it does not have a precondition that conflicts with this.

【0058】以上のような前提条件を、操作決定手段4
により生成される各操作に対して導出する前提条件導出
手段5の処理フローを図13に示す。なお、ここでは、
図2に示した事例において、コンベヤ22の起動操作を
一例として取り上げ、この操作に対する前提条件の導出
処理を説明する。ステップ41でコンベヤ22の起動操作
(off からonに状態変更する)を入力する。 操作 operation (c-convey, off, on) まず、目標状態KEEP前提条件の生成処理(ステップ
42からステップ46)を説明する。
The above-mentioned preconditions are used to determine the operation determining means 4
FIG. 13 shows a processing flow of the precondition derivation means 5 which is derived for each operation generated by. In addition, here
In the case shown in FIG. 2, the starting operation of the conveyor 22 will be taken as an example, and the derivation process of the preconditions for this operation will be described. In step 41, the operation of starting the conveyor 22 (changing the state from off to on) is input. Operation operation (c-convey, off, on) First, the target state KEEP precondition generation process (step
42 to step 46) will be explained.

【0059】ステップ42において、モデル表現手段2で
生成されたコンベヤ22のモデルにおけるbackward属性
を参照することにより、目標状態 on における前提条件
記述として、precond(t23 =t24 )が取り出される。こ
れは、t23 =t24 により計算されるt23 の値を前提条件
として伝播することを表現している。コンベヤ22のモ
デルにおけるvalue 属性を参照することにより、t23 の
目標状態における値が210 であることが分かるので、最
終的に目標状態 on における以下の前提条件が得られ
る。ここで、precond という記号が操作の前提条件を示
すキーワードとしてモデル表現手段2により記述されて
いる。 前提条件:t23 =210
In step 42, by referring to the backward attribute in the model of the conveyor 22 generated by the model expressing means 2, precond (t23 = t24) is extracted as the precondition description in the target state on. This expresses that the value of t23 calculated by t23 = t24 propagates as a precondition. By referring to the value attribute in the model of the conveyor 22, it can be seen that the value in the target state of t23 is 210, and finally the following precondition for the target state on is obtained. Here, the symbol "precond" is described by the model representation means 2 as a keyword indicating a precondition of the operation. Assumption: t23 = 210

【0060】前提条件が見つかったので、ステップ43か
らステップ44へ進み、これを隣接対象に伝播する。この
伝播のメカニズムは、図12に示したモデル充足手段3
のステップ34およびステップ37における処理と全く同じ
である。したがって、説明は省略するが、結果的にコン
ベヤ22のバルブ27に以下の前提条件が伝播される。 前提条件:t22 =210 伝播先:c-convey-vlv
Since the precondition is found, the process proceeds from step 43 to step 44 and propagates it to the adjacent object. The mechanism of this propagation is the model satisfying means 3 shown in FIG.
The processing is exactly the same as the processing in steps 34 and 37. Therefore, although not described, the following preconditions are eventually propagated to the valve 27 of the conveyor 22. Assumption: t22 = 210 Destination: c-convey-vlv

【0061】次に、ステップ45において、この伝播され
てきた前提条件を満足するコンベヤ22のバルブ27の
状態を決定する。この状態決定のメカニズムも、図12
に示したモデル充足手段3のステップ35における処理と
全く同じである。したがって、説明は省略するが、結果
的にコンベヤ22のバルブ27の状態として以下のもの
が決定される。 対象:c-convey-vlv 状態:open したがって、ステップ46において以下の目標状態KEE
P前提条件が生成される。 目標状態KEEP前提条件:c-convey-vlv=open 次に、初期状態KEEP前提条件の生成処理(ステップ
47からステップ51)を説明する。この処理は、目標状態
KEEP前提条件の処理フローと全く同様である。
Next, at step 45, the state of the valve 27 of the conveyor 22 that satisfies the propagated precondition is determined. This state determination mechanism is also shown in FIG.
The process is exactly the same as the process in step 35 of the model satisfying means 3 shown in FIG. Therefore, although the explanation is omitted, as a result, the following is determined as the state of the valve 27 of the conveyor 22. Target: c-convey-vlv State: open Therefore, in step 46, the following target state KEE
P preconditions are generated. Target state KEEP precondition: c-convey-vlv = open Next, generation process of initial state KEEP precondition (step
Steps 47 to 51) will be described. This process is exactly the same as the process flow of the target state KEEP precondition.

【0062】ステップ47においてコンベヤ22のモデル
におけるbackwardの属性を参照するが、初期状態 off
における前提条件は定義されていない(キーワードprec
ondで規定されている条件がbackward属性に記述されて
いない)。したがって、ステップ47からステップ48によ
って本処理を終了し、この場合には前提条件が何も生成
されない。次に、目標状態効果発揮条件の生成処理(ス
テップ52からステップ56)を説明する。
In step 47, the backward attribute in the model of the conveyor 22 is referred to, but the initial state is off.
Preconditions on are not defined (keyword prec
The condition specified in ond is not described in the backward attribute). Therefore, this process is ended by steps 47 to 48, and in this case, no precondition is generated. Next, the generation process of the target state effect exertion condition (step 52 to step 56) will be described.

【0063】ステップ52においてコンベヤ22のモデル
におけるforward 属性を参照することにより、目標状態
on における状態効果記述として、t24 =t23 が取り出
される。これは、t24 =t23 により計算されるt24 の値
を状態効果として伝播することを表現している。コンベ
ヤ22のモデルにおけるvalue 属性を参照することによ
り、t24 の目標状態における値が210 であることが分か
るので、最終的に目標状態 on における以下の状態効果
が得られる。 状態効果:t24 =210
By referring to the forward attribute in the model of the conveyor 22 in step 52, the target state is
As the state effect description for on, t24 = t23 is extracted. This expresses that the value of t24 calculated by t24 = t23 propagates as a state effect. By referring to the value attribute in the model of the conveyor 22, it can be seen that the value in the target state of t24 is 210, and finally the following state effect in the target state on is obtained. State effect: t24 = 210

【0064】状態効果が見つかったので、ステップ53か
らステップ54へ進み、これを隣接対象に伝播する。この
伝播のメカニズムも、図12に示したモデル充足手段3
のステップ34およびステップ37における処理と同様であ
る。したがって、説明は省略するが、結果的にサイロ2
4に以下の状態効果が伝播される。 状態効果:t25 =210 伝播先:c-silo
Since the state effect is found, the process proceeds from step 53 to step 54 and propagates it to the adjacent object. The mechanism of this propagation also corresponds to the model satisfying means 3 shown in FIG.
This is the same as the processing in steps 34 and 37 of. Therefore, although the description is omitted, as a result, silo 2
The following state effects are propagated to 4. State effect: t25 = 210 Destination: c-silo

【0065】次に、ステップ55において、この伝播され
てきた状態効果を満足しないようなサイロ24の状態を
決定する。この状態決定のメカニズムも、図12に示し
たモデル充足手段3のステップ35における処理と同様で
ある。すなわち、ステップ35では制約充足に成功した状
態を選択したのに対し、ステップ55では制約充足に失敗
した状態を選択することだけが異なる。同様の処理であ
るため説明は省略するが、結果的に、このようなサイロ
24の状態が存在しないことを以下のように出力する。 対象:c-silo 状態:NIL したがって、ステップ56において以下の目標状態効果発
揮条件が生成される。 目標状態効果発揮条件:c-silo≠NIL
Next, in step 55, the state of the silo 24 that does not satisfy the propagated state effect is determined. This state determination mechanism is also similar to the process in step 35 of the model satisfying means 3 shown in FIG. That is, in step 35, the state in which the constraint is satisfied is selected, whereas in step 55, the state in which the constraint is failed is selected. Although the description is omitted because it is the same processing, as a result, it is output as follows that such a state of the silo 24 does not exist. Target: c-silo State: NIL Therefore, in step 56, the following target state effect exerting conditions are generated. Target state effect exertion condition: c-silo ≠ NIL

【0066】ただし、このような条件は生成しても意味
がないため、本事例におけるように状態効果が悪影響を
及ぼすような状態が存在しない場合は、ステップ56にお
いて何も条件を生成しないようにしてもよい。最後に、
初期状態効果消滅条件の生成処理(ステップ57からステ
ップ61)を説明する。この処理は、目標状態効果発揮条
件の処理フローと同様である。
However, since it is meaningless to generate such a condition, no condition is generated in step 56 if there is no state in which the state effect adversely affects as in this example. May be. Finally,
The initial state effect extinguishing condition generation processing (step 57 to step 61) will be described. This processing is similar to the processing flow of the target state effect exerting condition.

【0067】ステップ57において、コンベヤ22のモデ
ルにおけるforward 属性を参照することにより、初期状
態 off における状態効果記述として、t24 =t23 が取
り出される。これは、t24 =t23 により計算されるt24
の値を状態効果として伝播することを表現している。コ
ンベヤ22のモデルにおけるvalue 属性を参照すること
により、t24 の初期状態における値が0であることが分
かるので、最終的に初期状態 off における以下の状態
が得られる。 状態効果:t24 =0
In step 57, t24 = t23 is fetched as the state effect description in the initial state off by referring to the forward attribute in the model of the conveyor 22. This is t24 calculated by t24 = t23
The value of is propagated as a state effect. By referring to the value attribute in the model of the conveyor 22, it can be seen that the value of t24 in the initial state is 0, and finally the following state in the initial state off is obtained. State effect: t24 = 0

【0068】状態効果が見つかったので、ステップ58か
らステップ59へ進み、これを隣接対象に伝播する。この
伝播のメカニズムも、図12に示したモデル充足手段3
のステップ34およびステップ37における処理と同様であ
る。ただし、状態効果の否定を取って伝播するところの
みが異なる。この否定の取り方は以下に示すように、モ
デルに記述された制約式の変換規則として予め定義して
おくことにより容易に実現できる。 変換規則1:等式は不等式に変換する。 P1 =f(Xi )→P1 ≠f(Xi )または P1 =f(Xi )→P1 >f(Xi )orP1 <f(Xi
) 変換規則2:不等式は向きを逆向きにする。 P1 >f(Xi )→P1 =<f(Xi ) P1 <f(Xi )→P1 =>f(Xi )
Since the state effect is found, the process proceeds from step 58 to step 59 and propagates it to the adjacent object. The mechanism of this propagation also corresponds to the model satisfying means 3 shown in FIG.
This is the same as the processing in steps 34 and 37 of. However, the only difference is that the negation of the state effect is propagated. This denial can be easily realized by predefining the conversion rule of the constraint expression described in the model as shown below. Transformation Rule 1: Equality is transformed into inequality. P1 = f (Xi) → P1 ≠ f (Xi) or P1 = f (Xi) → P1> f (Xi) or P1 <f (Xi
) Transformation rule 2: The inequality reverses direction. P1> f (Xi) → P1 = <f (Xi) P1 <f (Xi) → P1 => f (Xi)

【0069】上記以外の変換規則についても容易に実現
可能である。このような変換規則によりステップ57で取
り出された状態効果t24 =0 は、状態効果の否定t24 ≠
0 に変換され、最終的にサイロ24に以下のように伝播
される。 状態効果:t25 ≠0 伝播先:c-silo
Conversion rules other than the above can be easily realized. According to such a conversion rule, the state effect t24 = 0 extracted in step 57 is the negation of the state effect t24 ≠
Converted to 0 and finally propagated to the silo 24 as follows. State effect: t25 ≠ 0 Propagation destination: c-silo

【0070】次に、ステップ60において、この伝播され
てきた状態効果の否定を満足しないようなサイロ24の
状態を決定する。この状態決定のメカニズムも、図12
に示したモデル充足手段3のステップ35における処理と
同様である。すなわち、ステップ35では制約充足に成功
した状態を選択したのに対し、ステップ60では制約充足
に失敗した状態を選択することだけが異なる。同様の処
理であるため説明は省略するが、結果的に、このような
サイロ24の状態が存在しないことを以下のように出力
する。 対象:c-silo 状態:NIL したがって、ステップ61において以下の初期状態効果消
滅条件が生成される。 初期状態効果消滅条件:c-silo≠NIL
Next, in step 60, the state of the silo 24 that does not satisfy the negation of the propagated state effect is determined. This state determination mechanism is also shown in FIG.
The process is the same as the process in step 35 of the model satisfying means 3 shown in FIG. That is, in step 35, the state in which the constraint is satisfied is selected, whereas in step 60, the state in which the constraint is failed is selected. Although the description is omitted because it is the same processing, as a result, it is output as follows that such a state of the silo 24 does not exist. Target: c-silo State: NIL Therefore, in step 61, the following initial state effect elimination conditions are generated. Initial state effect extinction condition: c-silo ≠ NIL

【0071】ただし、このような条件は生成しても意味
がないため、本事例におけるように状態効果が悪影響を
及ぼすような状態が存在しない場合は、ステップ61にお
いて何も条件を生成しないようにしてもよい。
However, since it is meaningless to generate such a condition, if there is no state in which the state effect adversely affects as in this example, no condition is generated in step 61. May be.

【0072】このようにして、全ての条件が生成される
と、生成された条件をステップ62でAND結合して、コ
ンベヤ22の起動操作に関する最終的な前提条件として
以下のものを生成する。 IF: c-convey-vlv=open AND C-silo≠NIL THEN: activate c-convey したがって、ここにコンベヤ22の行動計画が生成され
たことになる。
When all the conditions have been generated in this way, the generated conditions are AND-combined in step 62 to generate the following as a final precondition regarding the starting operation of the conveyor 22. IF: c-convey-vlv = open AND C-silo ≠ NIL THEN: activate c-convey Therefore, the action plan of the conveyor 22 is generated here.

【0073】以上説明した事例は、前提条件導出手段5
の基本的な処理メカニズムを分かりやすく説明するため
に、極めて単純化・簡略化したものである。したがっ
て、特に複雑な前提条件の生成事例は説明していない。
しかし、モデル表現手段2によって対象モデルを詳細に
記述すれば、現実レベルの複雑な前提条件を生成できる
ことは言うまでもない。
The case explained above is based on the precondition deriving means 5.
It is extremely simplified and simplified to explain the basic processing mechanism of. Therefore, a case of generating particularly complicated preconditions is not described.
However, it goes without saying that if the target model is described in detail by the model expressing means 2, complicated preconditions of a real level can be generated.

【0074】また、上述した例では、発明の趣旨を簡潔
に説明するために比較的簡単な事例について説明した
が、さらに複雑な事例についても、たとえば以下のよう
に適用可能である。すなわち、流量だけに限らず、圧力
や温度など他のプロセスに関する取り扱いもできる。こ
れは、各対象に各プロセスに関するターミナルを追加
し、プロセス間の関係式を制約式としてモデルに追加す
ることにより実現できる。たとえば、圧力と流量と抵抗
に関する圧力損失式を利用した推論も実現できる。
Further, in the above-mentioned example, a comparatively simple case has been described in order to briefly explain the gist of the invention, but a more complicated case can be applied as follows, for example. That is, not only the flow rate but also other processes such as pressure and temperature can be handled. This can be realized by adding a terminal for each process to each target and adding a relational expression between processes as a constraint expression to the model. For example, inference using a pressure loss equation regarding pressure, flow rate, and resistance can be realized.

【0075】また、バルブについては、「全開」、「全
閉」だけに限って説明したが、中間開度に関する取り扱
いも可能である。すなわち、上述した圧力損失式の抵抗
がバルブ開度の関数で与えられ、また圧力損失式もベル
ヌーイの法則により与えられるので、すべてモデルの制
約式として立式可能である。
Further, regarding the valve, the description has been made only for "fully open" and "fully closed", but it is possible to handle the intermediate opening. That is, since the resistance of the pressure loss equation described above is given as a function of the valve opening degree, and the pressure loss equation is also given by Bernoulli's law, all can be formulated as constraint equations for the model.

【0076】さらに、操作決定手段においては、モデル
充足処理により決定される目標状態とモデル充足処理前
の初期状態との差分だけで操作を推論する事例を取り上
げたが、何らかの知識により差分を解析しなければなら
ない問題においても本発明を適用可能である。
Further, in the operation determining means, the case where the operation is inferred only by the difference between the target state determined by the model satisfying process and the initial state before the model satisfying process has been taken up. The present invention can be applied to problems that must be solved.

【0077】[0077]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る行動
計画生成装置によれば、最終的に対象が満足して欲しい
仕様を対象の状態記述とは直接関連しない一般的な形式
の目標として与えたときでも、モデル表現手段により与
えられる対象の機能・構造上の制約条件を考慮して、モ
デル充足手段が入力された目標を対象の状態記述レベル
に自動的に展開するため、使い易く、しかもより広範囲
な問題に適用できる。
As described above in detail, according to the action plan generating apparatus of the present invention, the specification of the target desired by the object is a goal of a general form not directly related to the state description of the object. , It is easy to use because the model satisfying means automatically expands the input target to the state description level of the target in consideration of the functional and structural constraints of the target given by the model expressing means. Moreover, it can be applied to a wider range of problems.

【0078】また、前提条件導出手段を設けたことによ
り、モデル表現手段により与えられた対象の機能・構造
上の制約条件を考慮して、対象の各操作に対する前提条
件を自動的に生成することができる。このため、予め各
対象の操作に関する前提条件を定義しておく必要がな
く、各対象の機能・構造上の制約条件だけをモデルとし
て定義しておけばよいので、知識(モデル)獲得が容易
になる利点もある。
Further, by providing the precondition deriving means, the precondition for each operation of the target is automatically generated in consideration of the functional and structural constraints of the target given by the model expressing means. You can Therefore, it is not necessary to define the preconditions for the operation of each target in advance, and only the functional and structural constraints of each target need to be defined as a model, which facilitates acquisition of knowledge (model). There is also an advantage.

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

【図1】本発明の一実施例に係る行動計画生成装置のブ
ロック構成図
FIG. 1 is a block configuration diagram of an action plan generation device according to an embodiment of the present invention.

【図2】同装置の処理対象の一例としての自動サイロ装
置の概略構成図
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an automatic silo device as an example of a processing target of the device.

【図3】同自動サイロ装置全体をモデル表現手段でモデ
ル化した表現例を示す図
FIG. 3 is a diagram showing a representation example in which the entire automatic silo device is modeled by a model representation means.

【図4】同自動サイロ装置のコインベヤユニットをモデ
ル表現手段でモデル化した表現例を示す図
FIG. 4 is a diagram showing a representation example in which a coin-bearing unit of the same automatic silo device is modeled by a model representation means.

【図5】同自動サイロ装置の合流配管をモデル表現手段
でモデル化した表現例を示す図
FIG. 5 is a diagram showing a representation example in which a confluent pipe of the automatic silo device is modeled by a model representation means.

【図6】同自動サイロ装置の1つのサイロをモデル表現
手段でモデル化した表現例を示す図
FIG. 6 is a diagram showing a representation example in which one silo of the same automatic silo device is modeled by a model representation means.

【図7】同自動サイロ装置の1つのコンベヤをモデル表
現手段でモデル化した表現例を示す図
FIG. 7 is a diagram showing a representation example in which one conveyor of the automatic silo device is modeled by a model representation means.

【図8】同自動サイロ装置の1つのコンベヤバルブをモ
デル表現手段でモデル化した表現例を示す図
FIG. 8 is a diagram showing an expression example in which one conveyor valve of the automatic silo device is modeled by a model expression means.

【図9】同自動サイロ装置の分流配管をモデル表現手段
でモデル化した表現例を示す図
FIG. 9 is a diagram showing a representation example in which the flow dividing pipe of the automatic silo device is modeled by a model representation means.

【図10】同自動サイロ装置のミキサをモデル表現手段
でモデル化した表現例を示す図
FIG. 10 is a diagram showing a representation example in which a mixer of the automatic silo device is modeled by a model representation means.

【図11】同自動サイロ装置の1つのホッパをモデル表
現手段でモデル化した表現例を示す図
FIG. 11 is a diagram showing a representation example in which one hopper of the same automatic silo device is modeled by a model representation means.

【図12】行動計画生成装置におけるモデル充足手段で
の処理を説明するための流れ線図
FIG. 12 is a flow chart for explaining the processing by the model satisfying means in the action plan generating device.

【図13】行動計画生成装置における前提条件導出手段
での処理を説明するための流れ線図
FIG. 13 is a flowchart for explaining the processing by the precondition derivation means in the action plan generation device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…モデルベース 2…モデル表現
手段 3…モデル充足手段 4…操作決定手
段 5…前提条件導出手段 6…CPU 7…入出力装置
1 ... Model Base 2 ... Model Representation Means 3 ... Model Satisfaction Means 4 ... Operation Determining Means 5 ... Prerequisite Deriving Means 6 ... CPU 7 ... Input / Output Device

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】行動計画問題に関係する各対象をモデル化
するとともにモデル化された対象毎にターミナルを定義
し、対象間の接続関係や抽象化・具体化の階層関係をタ
ーミナル間の接続関係として定義し、対象間のプロセス
フローをターミナル間の接続関係に付加されたプロセス
パラメータにより定義し、さらに対象毎の機能・構造上
の制約条件を各対象のローカル情報として定義するモデ
ル表現手段と、 対象に与えられた目標に対して上記モデル表現手段によ
り与えられた対象毎の機能・構造上の制約条件を考慮し
つつ上記目標を満足するために必要となる各対象の目標
状態を推論するモデル充足手段と、 このモデル充足手段により決定された目標状態と各対象
の推論開始前の初期状態とを比較して目標を満足するた
めに必要な各対象に対する操作を推論する操作決定手段
と、 この操作決定手段により決定された各操作に対して前記
モデル表現手段により与えられる対象の機能・構造上の
制約条件を考慮し、操作に先だって機能・構造上の観点
から確認の必要のある前提条件を生成する前提条件導出
手段と、 を具備していることを特徴とする行動計画生成装置。
1. A model of each object related to an action plan problem, a terminal is defined for each modeled object, and a connection relationship between objects and a hierarchical relationship of abstraction / incarnation are defined as a connection relationship between terminals. And a model expression means for defining the process flow between the objects by the process parameters added to the connection relationship between terminals, and further defining the functional / structural constraints of each object as local information of each object, A model that infers the target state of each target that is necessary to satisfy the above target while considering the functional / structural constraints of each target given by the above model expressing means to the target given to the target By comparing the satisfying means and the goal state determined by this model satisfying means with the initial state of each object before the start of inference, each object required to satisfy the goal is compared. The operation determining means for inferring the operation to be performed, and the function / structural constraint conditions of the target given by the model expressing means for each operation determined by the operation determining means are taken into consideration. From the point of view, an action plan generation device comprising: a precondition derivation unit that generates a precondition that needs to be confirmed.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08179949A (en) * 1994-12-27 1996-07-12 Nec Corp Expert system

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