JPWO2013150686A1 - パラメータ設定装置 - Google Patents

Abstract

適切な制御パラメータ値を自動的に求めることが可能な技術を提供することを目的とする。制約条件評価指標設定部１４は、複数の追加制約条件２２のそれぞれに対して、制御パラメータが変更された場合に他の制御パラメータに生じる影響の度合を示す第１評価指標と、重要度などを含む特性に応じた重みを示す第２評価指標とを組み合わせた第３評価指標を設定する。制約充足解探索部１６は、制約条件を満たす制御パラメータの値の組を探索する。制約緩和部１８は、制約充足解探索部１６で制御パラメータの値の組を探索できなかった場合に、第３評価指標に応じて追加制約条件２２を緩和する。

Description

本発明は、ＦＡ（Factory Automation）装置などの所定装置を制御する制御機器の制御パラメータを設定するパラメータ設定装置に関するものである。

ＦＡ装置を制御するＦＡ制御機器には、例えば、制御プログラムに基づいて演算実行するコントローラユニット、センサやスイッチなどの入力機器と接続されてそれらのオン・オフ信号が入力信号として入力される入力ユニット、アクチュエータやリレーなどの出力機器と接続されてそれらに対して出力信号を出力する出力ユニット、上位端末装置などと接続されて情報の受け渡しを行う通信ユニット、各ユニットに電源を供給する電源ユニット、などの機能ごとのユニットが設けられている。そして、ＦＡ制御機器において、これらユニットが複数組合せられることにより、個々のＦＡ装置の制御に必要な機能が実現されている。

それぞれのユニットの属性は、ユーザがエンジニアリングツールを利用して制御パラメータをコントローラにおいて入力することにより設定される。この制御パラメータの中には、互いに制約関係を持つ制御パラメータも存在する。例えば、「制御パラメータＡの設定時には制御パラメータＢの設定が必須になる」、「制御パラメータＣの設定値は、制御パラメータＤの設定値以下にする必要がある」などの制約条件がある。ユーザが制御パラメータを設定するときには、これらのような制約関係を満たすように注意しながら設定を行う必要がある。

なお、特許文献１には、ユーザが、ある制御パラメータを変更したときに、その制御パラメータと関係がある他の制御パラメータが制約条件を満たさない場合に、それら制御パラメータを表示する技術が開示されている。

特開２００１−１２５６２４号公報

ＦＡ制御機器においては、各ユニットを組み合せて実現できる機能が豊富であることから、設定すべき制御パラメータが多岐に亘っており、しかも、ユニット間にまたがる制約条件（制約関係）も存在する。このため、ＦＡ制御機器の使用経験の浅いユーザが、制御パラメータを設定していく中で不適切な入力を行ってしまった場合には、制約条件（制約関係）を満たす制御パラメータ値の組が無くなってしまうことがある。

このような場合において、使用経験の浅いユーザが、特許文献１に記載の技術などを利用して、制約条件の不整合の原因となっているパラメータを発見できたとしても、このパラメータをどのような値に設定すべきなのかを判断することが困難であるという問題があった。

そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、適切な制御パラメータ値を自動的に求めることが可能な技術を提供することを目的とする。

本発明に係るパラメータ設定装置は、所定装置を制御する制御機器の複数の制御パラメータを設定するパラメータ設定装置であって、前記複数の制御パラメータが満たすべき複数の既存の制約条件を記憶する制約条件データベースと、入力された制御パラメータの値に基づいて、当該制御パラメータが満たすべき新規の制約条件を生成する制約条件生成部とを備える。前記パラメータ設定装置は、複数の前記新規の制約条件のそれぞれに対して、前記新規の制約条件に係る前記制御パラメータが変更された場合に他の制御パラメータに生じる影響の度合を示す第１評価指標と、前記新規の制約条件に係る前記制御パラメータによって定義される前記制御機器の動作の重要度、前記制御パラメータの使用頻度及び入力頻度の少なくともいずれか一つを含む特性に応じた重みを示す第２評価指標とを組み合わせた第３評価指標を設定する制約条件評価指標設定部と、前記複数の新規及び既存の制約条件を満たす前記制御パラメータの値の組を探索する制約充足解探索部と、前記制約充足解探索部で前記制御パラメータの値の組を探索できなかった場合に、前記第３評価指標に応じて前記複数の新規の制約条件を緩和する制約緩和部とを備える。前記制約充足解探索部は、前記制約緩和部により前記複数の新規の制約条件が緩和された場合に、当該複数の新規の制約条件及び前記複数の既存の制約条件を満たす前記制御パラメータの値の組を探索する。

本発明によれば、新規及び既存の制約条件を満たす制御パラメータ値の組み合わせが存在しない場合には、他の制御パラメータに生じる影響の度合を示す第１評価指標と、制御パラメータの特性に応じた重みを示す第２評価指標とを組み合わせた第３評価指標に応じて新規の制約条件を緩和する。つまり、制御パラメータ値を入力したときに新規及び既存の制約条件が満たされない場合には、他の制御パラメータにおける影響が大きい制御パラメータ、または通常は値が変更されない制御パラメータ、もしくは値を変えるべきでない重要な制御パラメータに対し、その値の設定をなるべく変更しないように新規の制約条件を緩和するので、適切な制御パラメータ値の組み合わせを自動的に求めることができる。

実施の形態１に係るパラメータ設定装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係るパラメータ設定装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る制約条件データベースに格納される制約条件及びパラメータ重み一覧を示す図である。 実施の形態１に係る入力部にて受け付ける制御パラメータ値の一例を示す図である。 実施の形態１に係る入力部にて受け付ける制御パラメータ値の一例を示す図である。 実施の形態１に係る制約条件データベースに格納される制約条件及びパラメータ重み一覧を示す図である。 実施の形態１に係る制約条件評価指標データベースに格納される第１評価指標を示す図である。 実施の形態１に係る制約条件評価指標データベースに格納される第３評価指標を示す図である。 実施の形態２に係る入力部にて受け付ける制御パラメータ値の一例を示す図である。 実施の形態２に係る入力部にて受け付ける制御パラメータ値の一例を示す図である。 実施の形態２に係る制約条件データベースに格納される制約条件を示す図である。 実施の形態２に係る制約条件評価指標データベースに格納される第１評価指標を示す図である。 実施の形態２に係る制約条件評価指標データベースに格納される第５評価指標を示す図である。 実施の形態３に係る入力部にて受け付ける制御パラメータ値の一例を示す図である。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係るパラメータ設定装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態では、パラメータ設定装置１は、ＦＡ装置（所定装置）を制御するＦＡ制御機器（制御機器）の複数の制御パラメータを設定する装置であるものとして説明する。

図１に示されるように、パラメータ設定装置１は、前提制約条件ファイル１１ａを格納する制約条件データベース１１と、入力部１２と、制約条件生成部１３と、制約条件評価指標設定部１４と、制約条件評価指標データベース１５と、制約充足解探索部１６と、表示部１７と、制約緩和部１８と、システム制御部１９とを備えている。システム制御部１９は、パラメータ設定装置１の各構成要素を統括的に制御するものであり、例えば、入力部１２からのデータ入力処理、表示部１７への表示データ出力処理、制約条件データベース１１及び制約条件評価指標データベース１５へのデータの書込み／読出し処理などを実行する。

前提制約条件ファイル１１ａには、システムを構築する上で前提となっている、複数の制御パラメータが満たすべき複数の既存の制約条件（以下「複数の前提制約条件」）が記述されている。制約条件データベース１１は、この前提制約条件ファイル１１ａを格納している。したがって、制約条件データベース１１には、複数の前提制約条件が記憶されている。

入力部１２は、ＦＡ装置を使用するユーザから、ＦＡ制御機器の制御パラメータに対する値の入力をユーザから受け付ける。入力部１２で受け付けた制御パラメータの値は、システム制御部１９を介して制約条件生成部１３に入力される。

制約条件生成部１３は、入力された制御パラメータ値に基づいて、当該制御パラメータが満たすべき新規の制約条件（以下「追加制約条件」）を生成する。制約条件生成部１３で生成された追加制約条件は、制約条件データベース１１に格納される。

制約条件評価指標設定部１４は、制約条件データベース１１に格納された複数の追加制約条件（制約条件生成部１３で生成された複数の追加制約条件）のそれぞれに対して、優先度（重要度）を示す評価指標を設定する。本実施の形態では、制約条件評価指標設定部１４は、追加制約条件に係る制御パラメータが変更された場合に他の制御パラメータに生じる影響の度合を示す第１評価指標と、追加制約条件に係る制御パラメータによって定義されるＦＡ制御機器の動作の重要度、当該制御パラメータの使用頻度及び入力頻度の少なくともいずれか一つを含む特性に応じた重みを示す第２評価指標とを組み合わせた第３評価指標を設定する。制約条件評価指標データベース１５は、制約条件評価指標設定部１４で第３評価指標が設定された追加制約条件を格納する。

制約充足解探索部１６は、入力された制御パラメータに関して、複数の前提制約条件及び追加制約条件を制約条件データベース１１から取得する。そして、制約充足解探索部１６は、当該取得した複数の前提制約条件及び追加制約条件を満たす制御パラメータの値の組を探索する。なお、例えば、水野一徳、狩野均、西原清一、「適応型確率探索による制約充足問題の解放」、情報処理学会論文誌５、Vol.39,No.8,PP2413-2420(1998)には、任意のパラメータ値の組から、満たさない制約条件式の数を少なくする方向に個々のパラメータ値を確率的に変えていくことにより全ての制約条件式を満たすパラメータ値の組を求める技術が開示されており、この技術を制約充足解探索部１６に適用することができる。

制約充足解探索部１６は、制御パラメータ値の組を探索することができた場合に、当該制御パラメータ値の組を、システム制御部１９を介して表示部１７に出力する。表示部１７は、制約充足解探索部１６で探索された制御パラメータ値の組を表示する。

制約緩和部１８は、制約充足解探索部１６で制御パラメータ値の組を探索できなかった場合、つまり前提制約条件及び追加制約条件が不整合となった場合に、第３評価指標に応じて複数の追加制約条件を緩和する。本実施の形態では、制約緩和部１８は、第３評価指標が最も低い一つの追加制約条件を無効にすることにより、複数の追加制約条件を全体として緩和するものとなっている。

図２は、本実施の形態に係るパラメータ設定装置１の動作を示すフローチャートを示す図である。このフローチャートと、図３〜図８に示す例とを用いて、以下、パラメータ設定装置１の動作について説明する。

なお、図３には、パラメータ設定装置１が動作を行う前の初期状態において、制約条件データベース１１に格納されている制約条件が示されている。この図３に示すように、前提制約条件ファイル１１ａに記述された前提制約条件２１が、初期状態において制約条件データベース１１に格納されている。それに対して、追加制約条件２２は、初期状態において制約条件データベース１１に未格納となっており、上述のフローチャートに示される動作途中で制約条件生成部１３にて生成される。

また、パラメータ重み一覧２３においては、各制御パラメータに対して、当該制御パラメータによって定義されるＦＡ制御機器の動作の重要度、当該制御パラメータの使用頻度及び入力頻度の少なくともいずれか一つを含む特性に応じた重み（すなわち上述の第２評価指標）が定義される。つまり、制約条件データベース１１には、当該重みも記憶（管理）されている。例えば、この図３に示すパラメータ重み一覧２３の例では、「ネットワーク種別」や「総（子）局数」は、ＦＡ制御機器を使用する環境に依存する程度が強く、容易に変更できないことから、その重みは重く（値が大きく）設定されている。一方、「ネットワーク Ｎｏ．」や「グループ Ｎｏ．」は、整合性が取れている限りにおいて変更可能であることから、その重みは軽く（値が小さく）設定されている。なお、重みは、例えばユーザからの入力などにより設定可能であるものとする。

さて、図２に示されるステップＳ１にて、入力部１２は、ユーザからの制御パラメータ値の入力を受け付ける。

図４及び図５は、入力部１２にて受け付けられる制御パラメータ値の一例を示す図である。図４には、ＦＡコントローラのネットワーク設定用パラメータが入力される前の状態が示されており、図５には、当該ネットワーク設定用パラメータが入力された後の状態が示されている。

ＦＡコントローラのネットワーク設定では、「ネットワーク種別」、「先頭Ｉ／Ｏ Ｎｏ．」、「ネットワーク Ｎｏ．」、「総（子）局数」、「局番」及び「グループ Ｎｏ．」というパラメータ種別に対して入力（設定）が行われる。ここで、「ネットワーク種別」では、ＦＡ制御機器の通信で用いるネットワークの種別として、プルダウンボタンメニューからＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標），ＣＣ−ＩＥ，ＭＮＥＴのいずれか一つが指定可能となっている。「先頭Ｉ／Ｏ Ｎｏ．」には、通信ユニットの入出力用に割り当てられた領域の先頭が指定される。「ネットワーク Ｎｏ．」には、複数のネットワークから一つのネットワークを識別するために割り当てられた番号が指定される。「総（子）局数」には、一つのネットワークに接続されているＦＡ制御機器の数が指定される。「局番」には、ＦＡ制御機器を識別するために割り当てられた番号が指定される。「グループ Ｎｏ．」には、一つのネットワーク内の複数のＦＡ制御機器をグループ単位で識別するために割り当てられた番号が指定される。

ここでは、すでにステップＳ１〜Ｓ９が何度か繰り返されて、図５に示すように「ネットワーク種別」、「先頭Ｉ／Ｏ Ｎｏ．」、「ネットワーク Ｎｏ．」、「総（子）局数」、及び「グループ Ｎｏ．」においてそれぞれ、「ＣＣ−ＩＥ」、「０」、「１」、「５」及び「１」がすでに入力済み（設定済み）であるものとする。そして、この状態において、「局番」に対して「７」の入力を入力部１２で受け付けた場合を例にして以下説明する。

図２に戻って、ステップＳ２にて、制約条件生成部１３は、ステップＳ１で入力された値と、当該値が入力された制御パラメータとに基づいて追加制約条件２２を生成し、当該追加制約条件２２を制約条件データベース１１に格納する。

図６は、ステップＳ２後の制約条件データベース１１に格納される制約条件の一例を示す図である。ステップＳ１で「局番」に対して「７」が入力されると、図６に示されるように、制約条件生成部１３は、「局番」＝７という追加制約条件２２を生成して制約条件データベース１１に格納する。なお、図６に示す例では、すでにステップＳ１〜Ｓ９が何度か繰り返されたことにより、「局番」＝７という追加制約条件２２以外の追加制約条件２２が、制約条件データベース１１に格納されている。

このように、制約条件データベース１１には、追加制約条件２２が、ステップＳ２が行われるごとに格納されていくことになる。この結果、制約条件データベース１１には、制御パラメータが取り得る値の制約、及び、制御パラメータ間の関係で満たすべき制約（前提制約条件２１及び追加制約条件２２）に関する情報が格納される。

図２に戻って、ステップＳ３にて、制約条件評価指標設定部１４は、制約条件データベース１１に新しく格納された追加制約条件２２（ここでは一の制御パラメータ）について、次式（１）で示されるプログラムを実行することにより、上述の第１評価指標を求める。

この式（１）では、まず、集合Ｇ_ｎの初期値としてｎ番目に入力された制御パラメータｐ_ｎを与え、Ｎの初期値としてＧ_ｎの要素数を与え、重みｆの初期値として１を与える。その後、次の操作を一回以上繰り返す。
＜１＞重みｆに１／２を乗じる。
＜２＞全ての制約条件のうち、制御パラメータとして集合Ｇ_ｎの要素を持つ制約条件に対し、その制約条件中に含まれる集合Ｇ_ｎの要素以外の制御パラメータの集合を求め、Ｇ_ｎ’とする。
＜３＞集合Ｇ_ｎにＧ_ｎ’を加える。
＜４＞Ｎに、Ｇ_ｎ’の要素数と重みｆとを乗算したものを加える。
＜５＞Ｇ_ｎ’が空集合でない場合、＜１＞に戻る。
以上の式（１）で示されるプログラムの実行により得られたＶ_ｐｎ（＝Ｎ）を、追加制約条件２２の第１評価指標の値として用いる。

なお、第１評価指標は、全ての制約条件ｃについてのＥｌｅｍｅｎｔ（Ｇ_ｎ，ｃ）の和が反映されることから、評価対象となる制御パラメータの影響を受ける他の制御パラメータの数が多いほど大きな値となる。また、第１評価指標は、Ｎ＝Ｎ＋ｆ＊Ｃｏｕｎｔ（Ｇ_ｎ’）が反映されることから、評価対象となる制御パラメータと、その変更の影響を受ける他の制御パラメータとの制約関係が密接であるほど大きな値となる。

なお、ここでは、制約条件データベース１１に新しく格納された「局番」＝７という追加制約条件２２に対して式（１）で示されるプログラムが実行された場合に、当該追加制約条件２２に対して「２」という第１評価指標が設定される。

同ステップＳ３にて、制約条件評価指標設定部１４は、第１評価指標が設定された追加制約条件２２を制約条件評価指標データベース１５に格納する。図７は、図６に示した前提制約条件２１及び追加制約条件２２に基づいて制約条件評価指標設定部１４により求められ、制約条件評価指標データベース１５に格納された第１評価指標を示す図である。図７に示されるように、「局番」＝７という追加制約条件２２とそれに設定された「２」という第１評価指標とが対応付けられて制約条件評価指標データベース１５に格納される。

また、第１評価指標と同じく、ステップＳ３にて、制約条件評価指標設定部１４は、制約条件データベース１１に新しく格納された追加制約条件２２について、次式（２）で示されるプログラムを実行することにより、上述の制御パラメータの特性に応じた重みを示す第２評価指標を求める。

この式（２）では、ｎ番目に入力された制御パラメータｐ_ｎの重みＷ_ｐｎを、当該制御パラメータｐ_ｎの追加制約条件２２に対する第２評価指標とする。ただし、入力された制御パラメータの重み（ここでは、パラメータ重み一覧２３に設定された重み）が重いほど、第２評価指標の値は大きいものとする。

以上のようにして、制約条件評価指標設定部１４は、制約条件評価指標データベース１５にて第１評価指標の値と対応付けられた制約条件（追加制約条件２２）のそれぞれに対して第２評価指標の値を求める。そして、制約条件評価指標設定部１４は、制約条件（追加制約条件２２）のそれぞれについて、第１評価指標の値と第２評価指標の値とを掛け合わせることによって第３評価指標の値を求め、当該求めた第３評価指標の値を、追加制約条件２２と対応付けて制約条件評価指標データベース１５に格納する。

図８は、図７に示した第１評価指標値と、図６に示したパラメータ重み一覧２３として設定された第２評価指標とを掛け合わせて得られた第３評価指標を示す図である。図８に示される例では、「局番」＝７という追加制約条件２２に対応付けられていた「２」という第１評価指標に、パラメータ重み一覧２３にて「局番」に対応付けられていた「２」という第２評価指標を掛け合わせることにより、「４」という第３評価指標が求められている。そして、当該求められた「４」という第３評価指標が、「局番」＝７という追加制約条件２２と対応付けられて制約条件評価指標データベース１５に格納されている。

図２に戻って、ステップＳ４にて、制約充足解探索部１６は、ステップＳ１で値が入力された制御パラメータに関して、複数の前提制約条件２１及び追加制約条件２２を制約条件データベース１１から取得する。そして、ステップＳ５にて、制約充足解探索部１６は、当該複数の前提制約条件２１及び追加制約条件２２を満たす制御パラメータ値の組（制約充足解）を探索する。

ステップＳ６にて、パラメータ設定装置１は、複数の前提制約条件２１及び追加制約条件２２を満たす制御パラメータ値の組が探索されたか否かを判断する。制御パラメータ値の組が探索されなかったと判断した場合にはステップＳ７に進み、制御パラメータ値の組が探索されたと判断した場合にはステップＳ８に進む。

上述の例では、ステップＳ１で「局番」という制御パラメータに対して入力が行われたことから、制約充足解探索部１６は、図６に示す制約条件データベース１１から、「局番」≦「総（子）局数」、１≦「総（子）局数」≦６４、ｉｆ（「ネットワーク種別」＝ＭＮＥＴ）ｔｈｅｎ「局番」＝０、「総（子）局数」＝５、「局番」＝７、という制約条件を抽出し、これら制約条件を満たす制御パラメータ値の組合せを探索する。しかし、これら制約条件においては、「局番」≦「総（子）局数」、「総（子）局数」＝５、「局番」＝７という制約条件が不整合を起こしている。したがって、この例では、制約条件を満たすパラメータ値の組み合わせが存在しないと判断されて、ステップＳ７に進むことになる。

ステップＳ７にて、制約緩和部１８は、不整合を起こしている制約条件（前提制約条件２１及び追加制約条件２２）のうち、第３評価指標が最も低い一つの追加制約条件２２を無効にして、全体として制約条件を緩和する。その後、ステップＳ５に戻り、制約充足解探索部１６は、緩和された複数の前提制約条件２１及び追加制約条件２２を満たす制御パラメータ値の組を探索する。以上のステップＳ５，Ｓ６及びＳ７の処理を、複数の前提制約条件２１及び追加制約条件２２を満たす制御パラメータ値の組み合わせが発見されるまで繰り返す。

上述の例では、不整合を起こした、「総（子）局数」＝５、「局番」＝７という追加制約条件２２のうち、図８に示すように「局番」＝７という追加制約条件２２の第３評価指標の値のほうが低いことから、ステップＳ７にて、制約緩和部１８は、「局番」＝７という追加制約条件２２を無効にする。そして、ステップＳ５に戻って、制約充足解探索部１６は、「局番」≦「総（子）局数」、１≦「総（子）局数」≦６４、ｉｆ（「ネットワーク種別」＝ＭＮＥＴ）ｔｈｅｎ「局番」＝０、「総（子）局数」＝５、という制約条件を満たす制御パラメータ値の組み合わせ（例えば、「総（子）局数」＝５、「局番」＝４）を探索（取得）する。

ステップＳ８にて、表示部１７は、ステップＳ５で探索された制御パラメータ値の組（制約充足解）を表示する。ステップＳ９にて、パラメータ設定装置１は、制御パラメータの設定の終了をユーザから受け付けたか否かを判断する。終了を受け付けていないと判断した場合にはステップＳ１に戻り、終了を受け付けたと判断した場合には図２に示される一連の動作を終了する。

以上のような本実施の形態に係るパラメータ設定装置１によれば、制約条件を満たす制御パラメータ値の組み合わせが存在しない場合には、他の制御パラメータに生じる影響の度合を示す第１評価指標と、制御パラメータの特性に応じた重みを示す第２評価指標とを組み合わせた第３評価指標に応じて制約条件を緩和する。つまり、制御パラメータ値を入力したときに制約条件が満たされない場合には、他の制御パラメータにおける影響が大きい制御パラメータ、または通常は値が変更されない制御パラメータ、もしくは値を変えるべきでない重要な制御パラメータに対し、その値の設定をなるべく変更しないように制約条件を緩和するので、適切な制御パラメータ値の組み合わせを自動的に求めることができる。

また、本実施の形態に係るパラメータ設定装置１によれば、上述の適切な制御パラメータの組み合わせを表示する。したがって、使用経験の浅いユーザは、制御パラメータをどのような値に設定すべきなのかを知ることができる。

＜実施の形態２＞
本発明の実施の形態２に係る制約緩和部１８は、上述の第２評価指標の代わりに以下で説明する第４評価指標を用い、当該第４評価指標と上述の第１評価指標とを組み合わせた第５評価指標を上述の第３評価指標の代わりに用いる。なお、本実施の形態に係るパラメータ設定装置１において、実施の形態１で説明した構成要素と同一または類似するものについては同じ符号を付し、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。

以下、図９及び図１０に示すＦＡコントローラにおけるメモリ範囲の割当用パラメータを例に説明する。なお、図９には、メモリ割当用パラメータが入力される前の状態が示されており、図１０には、当該メモリ割当用パラメータが入力された後の状態が示されている。

ＦＡコントローラのメモリ割当では、１６ビットを１点のデバイス単位として、ユニットごとに使用可能なメモリを割り当てる点数と、その先頭位置と、その最終位置（先頭位置を基準に点数だけ離れた位置）とを指定する。このとき、各ユニットは同じメモリ領域を使用しないように設定しなければならない。

図１１に示す例では、このような制約条件が前提制約条件２１として制約条件データベース１１に格納されている。そして、ユーザにより「総局数」に対する「２」の設定、１号機の「点数」に対する「３２」の設定、２号機の「最終」に対する「１６」の設定が、この順に行われることにより追加制約条件２２が生成され、当該追加制約条件２２が制約条件データベース１１に格納されている。

この場合にステップＳ１〜Ｓ９が何度か繰り返されると、制御パラメーが自動補完される。図１０には、その結果の一例が示されており、「総局数」に「２」が入力（設定）され、１号機の「点数」、「先頭」及び「最終」にそれぞれ「３２」、「０」及び「３１」が入力（設定）され、２号機の「点数」、「先頭」及び「最終」にそれぞれ「１６」、「３２」及び「４７」が入力（設定）されている。

ここでは、ユーザにより「総局数」に対する「２」の設定、１号機の「点数」に対する「３２」の設定がこの順に行われた後に、２号機の「最終」に対する「１６」の入力を入力部１２で受け付けた場合を例にして説明する。なお、本実施の形態に係るパラメータ設定装置１の動作は、実施の形態１の動作（図２）とステップＳ３のみ異なっていることから、以下においては、ステップＳ３の動作についてのみ説明する。

本実施の形態に係る制約条件評価指標設定部１４は、ステップＳ３にて、複数の追加制約条件２２のそれぞれに対して、次式（３）で示されるプログラムを実行することにより、追加制約条件２２が生成された順に小さくなる第４評価指標を、第２評価指標の代わりに設定する。

この式（３）では、まず、１番目に入力された制御パラメータ値に基づいて生成された追加制約条件２２の第４評価指標の値をｎとする。そして、制御パラメータ値が入力された順、つまり追加制約条件２２が生成された順に、第４評価指標の値を（ｎ−１）、（ｎ−２）、…と１つずつ減らしていき、最後には、ｎ番目に入力された制御パラメータ値に基づいて生成された追加制約条件２２の第４評価指標の値を１とする。なお、上述の例では、ユーザにより「総局数」に対する「２」の設定、１号機の「点数」に対する「３２」の設定がこの順に行われた後に、２号機の「最終」に対する「１６」の入力が行われていることから、「総局数」＝２、「１号機点数」＝３２、及び、「２号機最終」＝１６の追加制約条件２２の第４評価指標値は、それぞれ「３」、「２」及び「１」となる。

以上のようにして、制約条件評価指標設定部１４は、制約条件評価指標データベース１５にて第１評価指標の値と対応付けられた制約条件（追加制約条件２２）のそれぞれに対して第４評価指標の値を求める。そして、制約条件評価指標設定部１４は、制約条件（追加制約条件２２）のそれぞれについて、第１評価指標の値と第４評価指標の値とを掛け合わせることによって第５評価指標の値を求め、当該求めた第５評価指標の値を、追加制約条件２２と対応付けて制約条件評価指標データベース１５に格納する。

図１２は、図１１に示した前提制約条件２１及び追加制約条件２２に基づいて制約条件評価指標設定部１４により求められ、制約条件評価指標データベース１５に格納された第１評価指標を示す図である。図１３は、第１評価指標の値と対応付けられた制約条件（追加制約条件２２）のそれぞれに対して制約条件評価指標設定部１４により求められ、制約条件評価指標データベース１５に格納された第５評価指標を示す図である。図１３に示される例では、例えば「１号機点数」＝３２という追加制約条件２２に対応付けられていた「２．５」という第１評価指標に、当該追加制約条件２２に対応付けられていた「２」という第４評価指標を掛け合わせることにより、「５」という第５評価指標が求められている。そして、当該求められた「５」という第５評価指標が、「１号機点数」＝３２という追加制約条件２２と対応付けられて制約条件評価指標データベース１５に格納されている。

以降においては、実施の形態１と同様の動作が行われる。簡単に説明すると、複数の前提制約条件２１及び追加制約条件２２を満たす制御パラメータ値が存在しなかったとして、ステップＳ７にて、制約緩和部１８は、不整合を起こしている制約条件（前提制約条件２１及び追加制約条件２２）のうち、第５評価指標が最も低い一つの追加制約条件２２（「２号機最終」＝１６）を無効にする。その結果、図１０に示すように、２号機の「最終」の設定が「１６」から「４７」に変更されている。

本実施の形態に係るパラメータ設定装置１は、以上のような第４評価指標を、第２評価指標の代わりに用い、当該第４評価指標と上述の第１評価指標とを組み合わせた第５評価指標を上述の第３評価指標の代わりに用いる。したがって、制約条件を満たす制御パラメータ値の組み合わせが存在しない場合には、他の制御パラメータに生じる影響の度合を示す第１評価指標と、追加制約条件２２の生成順に小さくなる第４評価指標とを組み合わせた第５評価指標に応じて制約条件を緩和する。つまり、制御パラメータ値を入力したときに制約条件が満たされない場合には、他の制御パラメータにおける影響が大きい制御パラメータ、または過去から用いられている制御パラメータに対し、その値の設定をなるべく変更しないように制約条件を緩和するので、適切な制御パラメータ値の組み合わせを自動的に求めることができる。

＜実施の形態３＞
本発明の実施の形態３に係る制約緩和部１８は、上述の第３評価指標及び第５評価指標の少なくともいずれか一つを反映した第６評価指標を用いる。なお、本実施の形態に係るパラメータ設定装置１において、実施の形態１で説明した構成要素と同一または類似するものについては同じ符号を付し、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。

図１４は、本実施の形態に係る入力部１２にて受け付けられる制御パラメータ値の一例を示す図である。本実施の形態では、入力部１２は、上述の第３評価指標及び第５評価指標の少なくともいずれか一つを選択するためのチェックマークを受け付ける。そして、例えば、図１４に示されるパラメータ特性優先のチェックボックスにチェックマークが入力されると、制約緩和部１８は、第３評価指標を反映した第６評価指標を用いて制約条件を緩和する。また、例えば、入力順優先のチェックボックスにチェックマークが入力されると、制約緩和部１８は、第５評価指標を反映した第６評価指標を用いて制約条件を緩和する。

本実施の形態では、制約条件評価指標設定部１４は、複数の追加制約条件２２のそれぞれに対して、実施の形態１、２にて説明した第３評価指標及び第５評価指標を取得する。そして、制約条件評価指標設定部１４は、複数の追加制約条件２２のそれぞれに対して、次式（４）で示されるプログラムを実行することにより、第３評価指標及び第５評価指標のうちユーザにより選択された少なくともいずれか一つ（チェックマークが入力された少なくともいずれか一つ）の積をとることにより得られる第６評価指標を設定する。

ただし、ここでは、Ｆ_１、Ｆ_２の値は１より大きいものとする。

本実施の形態に係るパラメータ設定装置１は、ユーザが希望する第３評価指標及び第５評価指標の少なくともいずれか一方を反映した以上のような第６評価指標を、第３評価指標または第５評価指標の代わりに用いる。したがって、ユーザは、自身の希望に応じた制約条件の緩和を行うことができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１ パラメータ設定装置、１１ 制約条件データベース、１３ 制約条件生成部、１４ 制約条件評価指標設定部、１６ 制約充足解探索部、１７ 表示部、１８ 制約緩和部、２１ 前提制約条件、２２ 追加制約条件。

制約充足解探索部１６は、入力された制御パラメータに関して、複数の前提制約条件及び追加制約条件を制約条件データベース１１から取得する。そして、制約充足解探索部１６は、当該取得した複数の前提制約条件及び追加制約条件を満たす制御パラメータの値の組を探索する。なお、例えば、水野一徳、狩野均、西原清一、「適応型確率探索による制約充足問題の解法」、情報処理学会論文誌５、Vol.39,No.8,PP2413-2420(1998)には、任意のパラメータ値の組から、満たさない制約条件式の数を少なくする方向に個々のパラメータ値を確率的に変えていくことにより全ての制約条件式を満たすパラメータ値の組を求める技術が開示されており、この技術を制約充足解探索部１６に適用することができる。

図８は、図７に示した第１評価指標値と、図６に示したパラメータ重み一覧２３として設定された第２評価指標値とを掛け合わせて得られた第３評価指標値を示す図である。図８に示される例では、「局番」＝７という追加制約条件２２に対応付けられていた「２」という第１評価指標値に、パラメータ重み一覧２３にて「局番」に対応付けられていた「２」という第２評価指標値を掛け合わせることにより、「４」という第３評価指標値が求められている。そして、当該求められた「４」という第３評価指標値が、「局番」＝７という追加制約条件２２と対応付けられて制約条件評価指標データベース１５に格納されている。

この場合にステップＳ１〜Ｓ９が何度か繰り返されると、制御パラメータが自動補完される。図１０には、その結果の一例が示されており、「総局数」に「２」が入力（設定）され、１号機の「点数」、「先頭」及び「最終」にそれぞれ「３２」、「０」及び「３１」が入力（設定）され、２号機の「点数」、「先頭」及び「最終」にそれぞれ「１６」、「３２」及び「４７」が入力（設定）されている。

Claims (6)

1. 所定装置を制御する制御機器の複数の制御パラメータを設定するパラメータ設定装置（１）であって、
   前記複数の制御パラメータが満たすべき複数の既存の制約条件（２１）を記憶する制約条件データベース（１１）と、
   入力された制御パラメータの値に基づいて、当該制御パラメータが満たすべき新規の制約条件（２２）を生成する制約条件生成部（１３）と、
   複数の前記新規の制約条件のそれぞれに対して、前記新規の制約条件に係る前記制御パラメータが変更された場合に他の制御パラメータに生じる影響の度合を示す第１評価指標と、前記新規の制約条件に係る前記制御パラメータによって定義される前記制御機器の動作の重要度、前記制御パラメータの使用頻度及び入力頻度の少なくともいずれか一つを含む特性に応じた重みを示す第２評価指標とを組み合わせた第３評価指標を設定する制約条件評価指標設定部（１４）と、
   前記複数の新規及び既存の制約条件を満たす前記制御パラメータの値の組を探索する制約充足解探索部（１６）と、
   前記制約充足解探索部で前記制御パラメータの値の組を探索できなかった場合に、前記第３評価指標に応じて前記複数の新規の制約条件を緩和する制約緩和部（１８）と
   を備え、
   前記制約充足解探索部（１６）は、
   前記制約緩和部（１８）により前記複数の新規の制約条件が緩和された場合に、当該複数の新規の制約条件及び前記複数の既存の制約条件を満たす前記制御パラメータの値の組を探索する、パラメータ設定装置。
2. 請求項１に記載のパラメータ設定装置であって、
   前記制約緩和部（１８）は、
   前記第３評価指標が最も低い一つの前記新規の制約条件を無効にすることにより、前記複数の新規の制約条件を緩和する、パラメータ設定装置。
3. 請求項１に記載のパラメータ設定装置であって、
   前記制約充足解探索部（１６）は、
   前記第３評価指標の設定に加えて、前記複数の新規の制約条件のそれぞれに対して、前記第１評価指標と、前記新規の制約条件が生成された順に小さくなる第４評価指標とを組み合わせた第５評価指標を取得し、かつ、前記第３評価指標及び第５評価指標のうちユーザにより選択された少なくともいずれか一つを反映した第６評価指標を設定し、
   前記制約緩和部（１８）は、
   前記第３評価指標の代わりに前記第６評価指標を用いる、パラメータ設定装置。
4. 所定装置を制御する制御機器の複数の制御パラメータを設定するパラメータ設定装置（１）であって、
   前記複数の制御パラメータが満たすべき複数の既存の制約条件（２１）を記憶する制約条件データベース（１１）と、
   入力された制御パラメータの値に基づいて、当該制御パラメータが満たすべき新規の制約条件（２２）を生成する制約条件生成部（１３）と、
   複数の前記新規の制約条件のそれぞれに対して、前記新規の制約条件に係る前記制御パラメータが変更された場合に他の制御パラメータに生じる影響の度合を示す第１評価指標と、前記新規の制約条件が生成された順に小さくなる第４評価指標とを組み合わせた第５評価指標を設定する制約条件評価指標設定部（１４）と、
   前記複数の新規及び既存の制約条件を満たす前記制御パラメータの値の組を探索する制約充足解探索部（１６）と、
   前記制約充足解探索部で前記制御パラメータの値の組を探索できなかった場合に、前記第５評価指標に応じて前記複数の新規の制約条件を緩和する制約緩和部（１８）と
   を備え、
   前記制約充足解探索部（１６）は、
   前記制約緩和部（１８）により前記複数の新規の制約条件が緩和された場合に、当該複数の新規の制約条件及び前記複数の既存の制約条件を満たす前記制御パラメータの値の組を探索する、パラメータ設定装置。
5. 請求項４に記載のパラメータ設定装置であって、
   前記制約緩和部（１８）は、
   前記第５評価指標が最も低い一つの前記新規の制約条件を無効にすることにより、前記複数の新規の制約条件を緩和する、パラメータ設定装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のパラメータ設定装置であって、
   前記制約充足解探索部で探索された前記制御パラメータの値の組を表示する表示部（１７）
   をさらに備える、パラメータ設定装置。

Images