JP6174669B2 - 複数の製造機械を有する製造セルを制御するセルコントロールシステム、生産システム、制御方法及び制御プログラム - Google Patents
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Description
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態による生産システム1の概略構成の一例を示す図である。
図7は、第2実施形態による生産システム2の概略構成の一例を示す図である。
図10は、第3実施形態による生産システム3の概略構成の一例を示す図である。
図14は、第4実施形態による生産システム4の概略構成の一例を示す図である。
第1学習器280および第2学習器281は、図16に示す学習器50の構成を有する。まず、第1学習器280について説明する。
第1学習器280の機械学習方法は、状態観測ステップS401と、学習ステップS402と、を有する。
学習部502は、報酬計算部511と変更制御意思決定部512とを有する。なお、報酬計算部511および変更制御意思決定部512以外の構成要素については図16に示す構成要素と同様であるので、同一の構成要素には同一符号を付して当該構成要素についての詳細な説明は省略する。
図20は、第1学習器を示す原理ブロック図である。
ステップS502において、製造セル30は第2製造情報にしたがって製造を行う。
ステップS505において、変更制御意思決定部293は、第1製造情報と報酬を対応付けて記憶する。
・第1学習器280は、第1製造情報および第3製造情報の一部を観測し、第2製造情報(行動)を決定する。
・環境は何らかの規則に従って変化し、さらに自分の行動が、環境に変化を与えることもある。
・行動するたびに報酬信号が帰ってくる。
・最大化したいのは報酬である。
・行動が引き起こす結果を全く知らない、または不完全にしか知らない状態から学習はスタートする。すなわち、生産システムが実際に動作して初めて、その結果(製品)をデータとして得ることができる。つまり、試行錯誤しながら最適な行動を探索する必要がある。
・人間の動作を真似るように事前学習(前述の教師あり学習や、逆強化学習といった手法)した状態を初期状態として、良いスタート地点から学習をスタートさせることもできる。
図24の(a)に示すように、第2学習器281は、第1製造情報および第3製造情報を状態変数として観測する状態観測部294と、第1製造情報および第3製造情報に基づいて第4製造情報を生成する第4製造情報生成部295と、を有する。第4製造情報生成部295は、例えば、ニューラルネットワークで実現される。
10 生産計画装置
20〜29 セルコントロールシステム
30〜35 製造セル
300〜302、310〜312、320〜322、330〜332、340〜342、350〜352 製造機械
200、220、240 セルコントロール装置
201A、201B、221A、221B、241A、241B 通信装置
204、224、244 取得部
205、225、245 第1生成部
207、227、247 送信部
208、228、248 受信部
210、230、250 第2生成部
211、231、251 出力部
232、252 機械制御部
60、61 学習器
280 第1学習器
281 第2学習器
Claims (35)
- 製品を製造するための複数の製造機械を有する製造セル及び生産計画装置と通信する通信装置と、
前記製品の製造に係る製造セル単位の第1製造情報を、前記通信装置を介して前記生産計画装置から取得する取得部と、
前記第1製造情報に基づいて前記複数の製造機械毎の複数の第2製造情報を生成する第1生成部と、
前記複数の第2製造情報のそれぞれを前記通信装置を介して前記複数の製造機械のそれぞれに送信する送信部と、
前記通信装置を介して前記複数の製造機械のそれぞれから、前記第2製造情報に対応する製造機械毎の情報に係る第3製造情報を受信する受信部と、
前記複数の製造機械からの複数の前記第3製造情報に基づいて前記製造セル単位の第4製造情報を生成する第2生成部と、
前記第4製造情報を出力する出力部と、
を有し、
前記生産計画装置は、前記複数の製造機械の個々の製造機械について認識することなく、前記製造セル単位の前記第1製造情報のみを扱って、製品の製造に係る管理を行い、前記生産計画装置が前記第1製造情報のみを扱っているのは前記取得部が前記生産計画装置から製造計画情報を取得するときである、
ことを特徴とするセルコントロールシステム。 - 前記製造機械は、加工機、ロボット、PLC、搬送機、計測器、試験装置、プレス機、圧入器、印刷機、ダイカストマシン、射出成型機、食品機械、包装機、溶接機、洗浄機、塗装機、組立装置、実装機、木工機械、シーリング装置又は切断機を含む、請求項1に記載のセルコントロールシステム。
- 前記第1製造情報は、製造セル単位の前記製品の製造計画を示す製造計画情報であり、
前記第2製造情報は、製造機械単位の前記製品の製造指示を示す製造指示情報である、請求項1または2に記載のセルコントロールシステム。 - 前記第3製造情報は、製造機械単位の前記製品の製造実績を示す製造実績情報であり、
前記第4製造情報は、製造セル単位の前記製品の製造実績を示す製造実績情報である、請求項1〜3の何れか一項に記載のセルコントロールシステム。 - 前記セルコントロールシステムは、一又は複数のセルコントロール装置で構成される、請求項1〜4の何れか一項に記載のセルコントロールシステム。
- 前記出力部は、前記第4製造情報を前記通信装置を介して前記生産計画装置に送信することにより前記第4製造情報を出力する、請求項1〜5の何れか一項に記載のセルコントロールシステム。
- 前記通信装置は、前記セルコントロールシステムと異なる第2セルコントロールシステムとさらに通信し、
前記取得部は、前記生産計画装置から、前記第2セルコントロールシステムと通信する第2製造セルに対応する、前記製品の製造に係る製造セル単位の第5製造情報をさらに受信し、
前記送信部は、前記第5製造情報を前記通信装置を介して前記第2セルコントロールシステムにさらに送信し、
前記受信部は、前記通信装置を介して前記第2セルコントロールシステムから、前記第5製造情報に基づいて生成された、前記第2製造セルによる前記製造セル単位の第6製造情報をさらに受信し、
前記出力部は、前記第6製造情報を前記生産計画装置にさらに送信する、請求項6に記載のセルコントロールシステム。 - 前記第1生成部は、前記第1製造情報を入力とし、前記第2製造情報を生成する第1学習器を備える請求項1〜7の何れか一項に記載のセルコントロールシステム。
- 前記第1学習器は、さらに前記第3製造情報の一部を入力とし、前記第2製造情報を生成する請求項8に記載のセルコントロールシステム。
- 前記第2生成部は、前記第3製造情報を入力とし、前記第4製造情報を生成する第2学習器を備える請求項1〜9の何れか一項に記載のセルコントロールシステム。
- 前記第2学習器は、さらに前記第1製造情報の一部を入力とし、前記第4製造情報を生成する請求項10に記載のセルコントロールシステム。
- 請求項1〜11の何れか一項に記載のセルコントロールシステムと、
前記製造セルと、
を有することを特徴とする生産システム。 - 請求項7に記載のセルコントロールシステムと、
前記製造セルと、
前記第2セルコントロールシステムと、
前記第2製造セルと、を有し、
前記第2セルコントロールシステムは、
前記第2製造セル及び前記セルコントロールシステムと通信する第2通信装置と、
前記第2通信装置を介して前記セルコントロールシステムから前記第5製造情報を受信する第2取得部と、
前記第5製造情報に基づいて前記第2製造セルが有する複数の製造機械毎の複数の第7製造情報を生成する第3生成部と、
前記複数の第7製造情報のそれぞれを前記第2通信装置を介して前記第2製造セルが有する複数の製造機械のそれぞれに送信する第2送信部と、
前記第2通信装置を介して前記第2製造セルが有する複数の製造機械のそれぞれから、前記第7製造情報に対応する製造機械毎の情報に係る第8製造情報を受信する第2受信部と、
前記第2製造セルが有する複数の製造機械からの複数の前記第8製造情報に基づいて前記第6製造情報を生成する第4生成部と、
前記第6製造情報を前記セルコントロールシステムに送信する第2出力部と、を有することを特徴とする生産システム。 - 製品を製造するための複数の製造機械を有する製造セルの内の第1製造機械に組み込まれたセルコントロールシステムであって、
前記製造セルの内の前記第1製造機械以外の第2製造機械と通信する通信装置と、
前記製品の製造に係る製造セル単位の第1製造情報を取得する取得部と、
前記第1製造情報に基づいて、前記第1製造機械に対応する製造機械毎の情報に係る第2製造情報と、前記第2製造機械に対応する製造機械毎の情報に係る第3製造情報とを生成する第1生成部と、
前記第3製造情報を前記通信装置を介して前記第2製造機械に送信する送信部と、
前記第2製造情報に基づいて前記第1製造機械を制御し、前記第2製造情報に対応する製造機械毎の情報に係る第4製造情報を生成する機械制御部と、
前記通信装置を介して前記第2製造機械から、前記第3製造情報に対応する製造機械毎の情報に係る第5製造情報を受信する受信部と、
前記第4製造情報及び前記第5製造情報に基づいて前記製造セル単位の第6製造情報を生成する第2生成部と、
前記第6製造情報を出力する出力部と、
を有することを特徴とするセルコントロールシステム。 - 製品を製造するための複数の製造機械を有する製造セルの内の第1製造機械に組み込まれたセルコントロールシステムであって、
前記製造セルの内の前記第1製造機械以外の第2製造機械に組み込まれた、前記セルコントロールシステム以外の第2セルコントロールシステムと通信する通信装置と、
前記製品の製造に係る製造セル単位の第1製造情報を取得する取得部と、
前記第1製造情報を前記通信装置を介して前記第2セルコントロールシステムに送信する送信部と、
前記第1製造情報に基づいて、前記第1製造機械に対応する製造機械毎の情報に係る第2製造情報を生成する第1生成部と、
前記第2製造情報に基づいて前記第1製造機械を制御し、前記第2製造情報に対応する製造機械毎の情報に係る第3製造情報を生成する機械制御部と、
前記通信装置を介して前記第2セルコントロールシステムから、前記第1製造情報に基づいて生成された製造セル単位の情報に係る第4製造情報を受信する受信部と、
前記第3製造情報及び前記第4製造情報に基づいて前記製造セル単位の第5製造情報を生成する第2生成部と、
前記第5製造情報を出力する出力部と、
を有することを特徴とするセルコントロールシステム。 - 前記通信装置は、前記製品の製造を計画する生産計画装置とさらに通信し、
前記取得部は、前記通信装置を介して前記生産計画装置から前記第1製造情報を受信することにより前記第1製造情報を取得し、
前記出力部は、前記第5製造情報を前記通信装置を介して前記生産計画装置に送信することにより前記第5製造情報を出力する、請求項15に記載のセルコントロールシステム。 - 前記セルコントロールシステムは、一又は複数のセルコントロール装置で構成される、請求項14〜16の何れか一項に記載のセルコントロールシステム。
- 請求項14〜17の何れか一項に記載のセルコントロールシステムを組み込んだ前記第1製造機械を含む複数の製造機械を有する製造セルを有することを特徴とする生産システム。
- 請求項16に記載のセルコントロールシステムを組み込んだ前記第1製造機械を含む複数の製造機械を有する製造セルを有し、
前記第2セルコントロールシステムは、
前記セルコントロールシステムと通信する第2通信装置と、
前記第2通信装置を介して前記セルコントロールシステムから前記第1製造情報を受信する第2取得部と、
前記第1製造情報に基づいて、前記第2製造機械に対応する製造機械毎の情報に係る第6製造情報を生成する第3生成部と、
前記第6製造情報に基づいて前記第2製造機械を制御し、前記第2製造機械に対応する製造機械毎の情報に係る第7製造情報を生成する第2機械制御部と、
前記第7製造情報に基づいて前記第4製造情報を生成する第4生成部と、
前記第4製造情報を前記第2通信装置を介して前記セルコントロールシステムに送信する第2出力部と、
を有することを特徴とする生産システム。 - 前記製造セルと異なり且つ複数の製造機械を有する第2製造セルをさらに有し、
前記第2製造セルの内の第3製造機械には、前記セルコントロールシステム及び前記第2セルコントロールシステムと異なる第3セルコントロールシステムが組み込まれ、
前記第3セルコントロールシステムは、
前記第2製造セルの内の前記第3製造機械以外の第4製造機械、及び、前記セルコントロールシステム又は前記第2セルコントロールシステムと通信する第3通信装置と、
前記第3通信装置を介して前記セルコントロールシステム又は前記第2セルコントロールシステムから、前記第2製造セルに対応する、前記製品の製造に係る製造セル単位の第8製造情報を受信する第3取得部と、
前記第8製造情報に基づいて、前記第3製造機械に対応する製造機械毎の情報に係る第9製造情報を生成する第5生成部と、
前記第9製造情報に基づいて前記第3製造機械を制御し、前記第3製造機械に対応する製造機械毎の情報に係る第10製造情報を生成する第3機械制御部と、
前記第10製造情報に基づいて前記第2製造セルによる前記製造セル単位の第11製造情報を生成する第6生成部と、
前記第11製造情報を前記第3通信装置を介して前記セルコントロールシステム又は前記第2セルコントロールシステムに送信する第3出力部と、を有する請求項19に記載の生産システム。 - 製品を製造するための複数の製造機械を有する製造セル及び生産計画装置と通信する通信装置を有するセルコントロールシステムの制御方法であって、
前記製品の製造に係る製造セル単位の第1製造情報を、前記通信装置を介して前記生産計画装置から取得し、
前記第1製造情報に基づいて前記複数の製造機械毎の複数の第2製造情報を生成し、
前記複数の第2製造情報のそれぞれを前記通信装置を介して前記複数の製造機械のそれぞれに送信し、
前記通信装置を介して前記複数の製造機械のそれぞれから、前記第2製造情報に対応する製造機械毎の情報に係る第3製造情報を受信し、
前記複数の製造機械からの複数の前記第3製造情報に基づいて前記製造セル単位の第4製造情報を生成し、
前記第4製造情報を出力し、
前記生産計画装置は、前記複数の製造機械の個々の製造機械について認識することなく、前記製造セル単位の前記第1製造情報のみを扱って、製品の製造に係る管理を行い、前記生産計画装置が前記第1製造情報のみを扱っているのは前記取得部が前記生産計画装置から製造計画情報を取得するときである、
ことを特徴とする制御方法。 - 前記第2製造情報は、前記第1製造情報を入力とし、第1学習器により生成される請求項21に記載の制御方法。
- 前記第2製造情報は、さらに前記第3製造情報の一部を入力として前記第1学習器により生成される請求項22に記載の制御方法。
- 前記第4製造情報は、前記第3製造情報を入力とし、第2学習器により生成される請求項21から23の何れか一項に記載の制御方法。
- 前記第4製造情報は、さらに前記第1製造情報の一部を入力として前記第2学習器により生成される請求項24に記載の制御方法。
- 製品を製造するための複数の製造機械を有する製造セル及び生産計画装置と通信する通信装置を有するセルコントロールシステムの制御プログラムであって、
前記製品の製造に係る製造セル単位の第1製造情報を、前記通信装置を介して前記生産計画装置から取得し、
前記第1製造情報に基づいて前記複数の製造機械毎の複数の第2製造情報を生成し、
前記複数の第2製造情報のそれぞれを前記通信装置を介して前記複数の製造機械のそれぞれに送信し、
前記通信装置を介して前記複数の製造機械のそれぞれから、前記第2製造情報に対応する製造機械毎の情報に係る第3製造情報を受信し、
前記複数の製造機械からの複数の前記第3製造情報に基づいて前記製造セル単位の第4製造情報を生成し、
前記第4製造情報を出力する、
ことを前記セルコントロールシステムに実行させ、
前記生産計画装置は、前記複数の製造機械の個々の製造機械について認識することなく、前記製造セル単位の前記第1製造情報のみを扱って、製品の製造に係る管理を行い、前記生産計画装置が前記第1製造情報のみを扱っているのは前記取得部が前記生産計画装置から製造計画情報を取得するときである、
ことを特徴とする制御プログラム。 - 前記第1製造情報を入力とし、前記第2製造情報を生成する第1学習器に学習を実行させる請求項26に記載の制御プログラム。
- 前記第1学習器に、さらに前記第3製造情報の一部を入力として前記第2製造情報を生成する学習を実行させる請求項27に記載の制御プログラム。
- 前記第3製造情報を入力とし、前記第4製造情報を生成する第2学習器に学習を実行させる請求項26から28の何れか一項に記載の制御プログラム。
- 前記第2学習器に、さらに前記第1製造情報の一部を入力として前記第4製造情報を生成する学習を実行させる請求項29に記載の制御プログラム。
- 製品を製造するための複数の製造機械を有する製造セルの内の第1製造機械に組み込まれ、前記製造セルの内の前記第1製造機械以外の第2製造機械と通信する通信装置を有するセルコントロールシステムの制御方法であって、
前記製品の製造に係る製造セル単位の第1製造情報を取得し、
前記第1製造情報に基づいて、前記第1製造機械に対応する製造機械毎の情報に係る第2製造情報と、前記第2製造機械に対応する製造機械毎の情報に係る第3製造情報とを生成し、
前記第3製造情報を前記通信装置を介して前記第2製造機械に送信し、
前記第2製造情報に基づいて前記第1製造機械を制御し、前記第2製造情報に対応する製造機械毎の情報に係る第4製造情報を生成し、
前記通信装置を介して前記第2製造機械から、前記第3製造情報に対応する製造機械毎の情報に係る第5製造情報を受信し、
前記第4製造情報及び前記第5製造情報に基づいて前記製造セル単位の第6製造情報を生成し、
前記第6製造情報を出力する、
ことを含むことを特徴とする制御方法。 - 製品を製造するための複数の製造機械を有する製造セルの内の第1製造機械に組み込まれ、前記製造セルの内の前記第1製造機械以外の第2製造機械と通信する通信装置を有するセルコントロールシステムの制御プログラムであって、
前記製品の製造に係る製造セル単位の第1製造情報を取得し、
前記第1製造情報に基づいて、前記第1製造機械に対応する製造機械毎の情報に係る第2製造情報と、前記第2製造機械に対応する製造機械毎の情報に係る第3製造情報とを生成し、
前記第3製造情報を前記通信装置を介して前記第2製造機械に送信し、
前記第2製造情報に基づいて前記第1製造機械を制御し、前記第2製造情報に対応する製造機械毎の情報に係る第4製造情報を生成し、
前記通信装置を介して前記第2製造機械から、前記第3製造情報に対応する製造機械毎の情報に係る第5製造情報を受信し、
前記第4製造情報及び前記第5製造情報に基づいて前記製造セル単位の第6製造情報を生成し、
前記第6製造情報を出力する、
ことを前記セルコントロールシステムに実行させることを特徴とする制御プログラム。 - 製品を製造するための複数の製造機械を有する製造セルの内の第1製造機械に組み込まれたセルコントロールシステムであって、前記製造セルの内の前記第1製造機械以外の第2製造機械に組み込まれた、前記セルコントロールシステム以外の第2セルコントロールシステムと通信する通信装置を有するセルコントロールシステムの制御方法であって、
前記製品の製造に係る製造セル単位の第1製造情報を取得し、
前記第1製造情報を前記通信装置を介して前記第2セルコントロールシステムに送信し、
前記第1製造情報に基づいて、前記第1製造機械に対応する製造機械毎の情報に係る第2製造情報を生成し、
前記第2製造情報に基づいて前記第1製造機械を制御し、前記第2製造情報に対応する製造機械毎の情報に係る第3製造情報を生成し、
前記通信装置を介して前記第2セルコントロールシステムから、前記第1製造情報に基づいて生成された製造セル単位の情報に係る第4製造情報を受信し、
前記第3製造情報及び前記第4製造情報に基づいて前記製造セル単位の第5製造情報を生成し、
前記第5製造情報を出力する、
ことを含むことを特徴とする制御方法。 - 製品を製造するための複数の製造機械を有する製造セルの内の第1製造機械に組み込まれたセルコントロールシステムであって、前記製造セルの内の前記第1製造機械以外の第2製造機械に組み込まれた、前記セルコントロールシステム以外の第2セルコントロールシステムと通信する通信装置を有するセルコントロールシステムの制御プログラムであって、
前記製品の製造に係る製造セル単位の第1製造情報を取得し、
前記第1製造情報を前記通信装置を介して前記第2セルコントロールシステムに送信し、
前記第1製造情報に基づいて、前記第1製造機械に対応する製造機械毎の情報に係る第2製造情報を生成し、
前記第2製造情報に基づいて前記第1製造機械を制御し、前記第2製造情報に対応する製造機械毎の情報に係る第3製造情報を生成し、
前記通信装置を介して前記第2セルコントロールシステムから、前記第1製造情報に基づいて生成された製造セル単位の情報に係る第4製造情報を受信し、
前記第3製造情報及び前記第4製造情報に基づいて前記製造セル単位の第5製造情報を生成し、
前記第5製造情報を出力する、
ことを前記セルコントロールシステムに実行させることを特徴とする制御プログラム。 - 製品の製造を計画する生産計画装置と、
学習器を含むセルコントロールシステムと、
複数の製造機械を含む製造セルと、を備え、
前記学習器は、
前記生産計画装置からの製品の製造に係る製造セル単位の第1製造情報に基づいて前記製造セルの前記複数の製造機械毎の第2製造情報を生成し、前記複数の製造機械のそれぞれからの前記第2製造情報に対応する製造機械毎の情報に係る第3製造情報に基づいて前記製造セル単位の第4製造情報を生成し、
前記生産計画装置は、前記複数の製造機械の個々の製造機械について認識することなく、前記製造セル単位の前記第1製造情報のみを扱って、製品の製造に係る管理を行い、前記生産計画装置が前記第1製造情報のみを扱っているのは前記取得部が前記生産計画装置から製造計画情報を取得するときである、
ことを特徴とする生産システム。
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