JP7416597B2 - 情報処理装置、及び情報処理方法 - Google Patents
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Description
図1は、階層構造を有する複数の工程により行われる作業(例えば、倉庫業務における作業、製品製造業務における作業等)の例である。同図に示すように、例示する作業は、上位工程31(A1,A2,A3)と、上位工程31を構成する下位工程32(同図では上位工程A1の下位工程32(A11、A12、A13)のみ例示)と、を含む。各工程の出力は、バッファ35(荷物や製品の保管エリア等)を介して、後続する工程に入力さ
れる。
ッサ11、主記憶装置12、補助記憶装置13、入力装置14、出力装置15、及び通信装置16を備える。尚、予測装置100は、例えば、クラウドシステム(Cloud System)により提供されるクラウドサーバ(Cloud Server)のように仮想的な情報処理資源を用いて実現されるものであってもよい。また予測装置100は、同図に示す構成を有する複数の情報処理装置を用いて構成してもよい。
Gate Array)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、AI(Artificial Intelligence)チップ等を用いて構成されている。
Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、不揮発性メモリ(NVRAM(Non Volatile RAM))等である。
ブ、光学式記憶装置(CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)等)、ストレージシステム、ICカード、SDカードや光学式記録媒体等の記録媒体の読取/書込装置、クラウドサーバの記憶領域等である。補助記憶装置13には、記録媒体の読取装置や通信装置16を介してプログラムやデータを読み込むことができる。補助記憶装置13に格納(記憶)されているプログラムやデータは主記憶装置12に随時読み込まれる。
作業を行う作業者に関するリアルタイムな情報が管理される。同図に示すように、例示する作業者情報115は、商品特徴量1151、環境特徴量1152、作業内容1153、経験期間1154、所要時間1155、及び連続従事時間1156の各項目を有する一つ以上のエントリ(レコード)で構成される。
設定される。パラメータ要素1182には、当該サンプルデータ118に対応付けられるパラメータの要素(z1~z6)が設定される。尚、パラメータ要素1182は、上位シミュレーションの入力となるパラメータ117に類似するサンプルデータ118を検索する際のインデックスとなる。所用時間1183には、生産性指標(所用時間等)の実測値又は下位シミュレーションの結果が設定される。パラメータの要素毎の変化率1184には、パラメータの要素毎の変化率の算出値が設定される。パラメータの要素毎の変化率の算出方法については後述する。尚、補完データ119もサンプルデータ118と同様の構成を有する。
図11は、図8(b)のサンプルデータ118におけるパラメータの要素毎の変化率1184の算出処理(以下、「パラメータの要素毎変化率算出処理S1100」と称する。)、を説明するフローチャートである。以下、同図とともにパラメータの要素毎変化率算出処理S1100について説明する。
12)、選択した要素ziを微小変化(z+Δzi)させる(S1113)。
て予測値yiを求める(S1114)。
化率dy/dziとしてサンプルデータ118に設定する(S1116)。
を判定する(S1117)。全ての要素ziを選択済であれば(S1117:YES)当
該処理は終了する。未選択の全ての要素ziがあれば(S1117:NO)、処理はS1
112に戻る。
予測値算出部154は、例えば、上位シミュレーションにおいて次式に基づく線形予測を行うことにより予測値を生成する。
上式において、左辺のy(z+Δz)は、上位シミュレーションにより求めようとする生産性の予測値である。また右辺第1項のy(z)は、生産性指標の実測値(作業所用時
間等)である。また右辺第2項のΔziは、予測作業のパラメータの要素zi 0毎のサンプ
ルデータ118又は補完データ119のパラメータ要素ziとの差である。右辺第2項の
偏微分は、サンプルデータ118又は補完データ119から取得される、生産性のパラメータ要素zi毎の変化率(図8のパラメータの要素毎の変化率1184)である。
補完要否判定部152は、サンプルデータ118に対応づけられているパラメータの変化量に対する、上位シミュレーションによる予測作業についての指標の予測値の変化量の大きさに基づき補完要否を判定する。具体的には、例えば、補完要否判定部152は、次式で定義される距離d(z0,z)に基づき補完データ119の生成要否を判定する。
上式において、zi 0は、予測作業のパラメータ117の要素であり、ziは、サンプル
データ118に対応付けて記憶しているパラメータの要素である。
予測作業のパラメータ117の近傍に存在する場合は、補完データ119の生成は不要であると判定し、一方、存在しない場合は、補完データ119の生成が必要であると判定する。具体的には、例えば、補完要否判定部152は、wを正の定数として次式を満たすサンプルデータ118が存在する場合は補完データ119の生成は不要であると判定し、存在しない場合は補完データ119の生成が必要であると判定する。
補完データ生成部153は、下位シミュレーションに入力するパラメータを生成し、生成したパラメータを用いて下位シミュレーションを実行することにより補完データ119を生成する。補完データ生成部153は、例えば、サンプルデータ118に対応づけられているパラメータから把握されるデータ分布に従ったランダム値を生成することにより、下位シミュレーションに用いるパラメータを生成する。また補完データ生成部153は、例えば、下位工程32の作業主体が作業ロボットである場合、生成したパラメータを用いて、機器情報114を参照しつつ、作業ロボットの作業を模擬するシミュレータ(以下、「ロボットシミュレータ」と称する。)を実行することにより、補完データ119を生成する。
図14は、予測装置100が予測値の生成に際して行う処理(以下、「予測処理S1400」と称する。)を説明するフローチャートである。以下、同図とともに予測処理S1400について説明する。
られているサンプルデータ118を抽出できたか否かを判定する(S1412)。サンプルデータ118を抽出できた場合(S1412:YES)、予測値算出部154が、抽出したサンプルデータ118を用いて上位シミュレーションを行い予測値を算出する(S1420)。
図15は、予測装置100が予測結果としてユーザに提示する画面(以下、「予測結果提示画面1500」と称する。)の一例である。同図に示すように、予測結果提示画面1500は、横軸をパラメータzのいずれかの要素(z1~z4)とし、縦軸を予測値yの大きさとして、予測値、サンプルデータ、最近傍のサンプルデータ、及び補完データをプロットしたグラフの表示欄1511、上記グラフの横軸の内容をユーザに選択させるためのリストボックス1512、予測値(生産性推定値)の表示欄1513、Δy/y1514の値(式1の右辺第1項に対する右辺第2項の比に相当)の表示欄1514、前述したwの値(更新閾値)の表示欄1515、手動再計算ボタン1516等を含む。
続いて、第2実施形態として、作業が倉庫の経営計画(週次予測計画)に関する作業である場合における構成例を示す。第2実施形態の予測装置100の基本的な構成は第1実施形態の予測装置100と同様である。以下、第1実施形態と相違する部分を中心として説明する。
3の一例である。同図に示すように、作業予測部130は、倉庫の作業計画表を作業情報113として生成する。作業情報113は、日毎の作業計画を示す情報を含む。例示する作業情報113は、作業、作業総品目数、作業種類数、作業総重量、作業予定人数、終了予定時刻、及び利益指標予測の各項目について設定された情報を含む。
度で行うことができる。
第3実施形態では、第1実施形態の予測装置100の仕組みを、自律制御ロボットを用いて物流業務(検品、仕分け、梱包等)に関する作業を行う物流業務システムへの適用事例を示す。以下に例示する物流業務システムは、個々のロボットが自律的に状況判断を行って動作するシステム(以下、「自律行動システム」と称する。)と、複数のロボットに対して作業の概要を指示して複数のロボットの全体的な動作を管理するシステム(以下、「協調管理システム」と称する。)と、を含む。
は、作業エリア20に存在する各運搬ロボットRTの動作履歴75を取得可能である。
カード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。
サンプルデータ、119 補完データ、120 工程作業スタック表、121 仮想工程進捗表、130 作業予測部、132 機器情報管理部、133 作業者情報管理部、134 パラメータ生成情報管理部、135 パラメータ生成部、140 サンプルデータ管理部、150 予測処理部、151 サンプルデータ抽出部、152 補完要否判定部、153 補完データ生成部、154 予測値算出部、160 進捗管理部、161 作業進捗予測部、162 作業進捗管理部、163 工程進捗管理部
Claims (12)
- 階層構造を有する複数の工程により作業を行う際の指標を予測する情報処理装置であって、
前記作業について、実測された情報に基づく前記指標を含むデータ、及び、下位の前記工程である下位工程について設定されたモデルである下位モデルに基づくシミュレーションである下位シミュレーションを実行することにより生成される指標を含むデータ、のうちの少なくともいずれかであるサンプルデータを、夫々の前記作業を表すパラメータに対応付けて記憶し、
予測される作業である予測作業について、上位の前記工程である上位工程について設定されたモデルである上位モデルに基づくシミュレーションである上位シミュレーションを、前記予測作業を表すパラメータに類似するパラメータに対応づけられている前記サンプルデータを用いて行うことにより、前記予測作業についての指標を予測する、
情報処理装置。 - 請求項1に記載の情報処理装置であって、
前記上位シミュレーションの実行に際し、前記予測作業を表すパラメータに類似するパラメータに対応づけられている前記サンプルデータを記憶しているか否かを判定し、
前記予測作業を表すパラメータに類似するパラメータに対応づけられている前記サンプルデータを記憶している場合は、当該サンプルデータを用いて前記上位シミュレーションを行うことにより指標の予測値を求め、
前記予測作業を表すパラメータに類似するパラメータに対応づけられている前記サンプルデータを記憶していない場合は、前記上位工程を構成する前記下位工程の前記下位シミュレーションを行うことにより、前記予測作業を表すパラメータに類似するパラメータについての前記サンプルデータとして追加するデータである補完データを生成し、生成した前記補完データを前記サンプルデータとして用いて前記上位シミュレーションを行うことにより、前記予測作業についての指標の予測値を求める、
情報処理装置。 - 請求項2に記載の情報処理装置であって、
前記判定を、前記サンプルデータの前記パラメータの変化量に対する、前記上位シミュレーションによる前記予測作業についての指標の予測値の変化量の大きさに基づき行う、
情報処理装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の情報処理装置であって、
前記下位シミュレーションを、前記下位工程の作業を行うロボットの動作を模擬するシミュレータ、及び前記下位工程の作業を行う作業者の動作を模擬するシミュレータのうちの少なくともいずかを用いて行う、
情報処理装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の情報処理装置であって、
ユーザインタフェースを介して受け付けた情報を入力として前記下位シミュレーションに相当する処理を行うシミュレータと通信可能に接続し、
前記下位モデルに入力するパラメータを前記シミュレータに入力して前記シミュレータによりシミュレーション行い当該シミュレーションの結果を取得する一連の処理を自動で行うRPA(Robotic Process Automation)のスクリプトを実行する、
情報処理装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の情報処理装置であって、
前記作業は、自律制御が可能な複数のロボットを用いて行われる作業を含み、
前記上位シミュレーションは、前記複数のロボットの全体としての協調動作についてのシミュレーションであり、
前記下位シミュレーションは、前記複数のロボットの個々の自律動作についてのシミュレーションである、
情報処理装置。 - 階層構造を有する複数の工程により作業を行う際の指標を予測する情報処理方法であって、
情報処理装置が、
前記作業について、実測された情報に基づく前記指標を含むデータ、及び、下位の前記工程である下位工程について設定されたモデルである下位モデルに基づくシミュレーションである下位シミュレーションを実行することにより生成される指標を含むデータ、のうちの少なくともいずれかであるサンプルデータを、夫々の前記作業を表すパラメータに対応付けて記憶するステップ、及び、
予測される作業である予測作業について、上位の前記工程である上位工程について設定されたモデルである上位モデルに基づくシミュレーションである上位シミュレーションを、前記予測作業を表すパラメータに類似するパラメータに対応づけられている前記サンプルデータを用いて行うことにより、前記予測作業についての指標を予測するステップ、
を実行する、情報処理方法。 - 請求項7に記載の情報処理方法であって、
前記情報処理装置が、
前記上位シミュレーションの実行に際し、前記予測作業を表すパラメータに類似するパラメータに対応づけられている前記サンプルデータを記憶しているか否かを判定するステップ、
前記予測作業を表すパラメータに類似するパラメータに対応づけられている前記サンプルデータを記憶している場合は、当該サンプルデータを用いて前記上位シミュレーションを行うことにより指標の予測値を求めるステップ、及び、
前記予測作業を表すパラメータに類似するパラメータに対応づけられている前記サンプルデータを記憶していない場合は、前記上位工程を構成する前記下位工程の前記下位シミュレーションを行うことにより、前記予測作業を表すパラメータに類似するパラメータについての前記サンプルデータとして追加するデータである補完データを生成し、生成した前記補完データを前記サンプルデータとして用いて前記上位シミュレーションを行うことにより、前記予測作業についての指標の予測値を求めるステップ、
をさらに実行する、情報処理方法。 - 請求項8に記載の情報処理方法であって、
前記情報処理装置が、前記判定を、前記サンプルデータの前記パラメータの変化量に対する、前記上位シミュレーションによる前記予測作業についての指標の予測値の変化量の大きさに基づき行うステップ、
をさらに実行する、情報処理方法。 - 請求項7乃至9のいずれか一項に記載の情報処理方法であって、
前記情報処理装置が、前記下位シミュレーションを、前記下位工程の作業を行うロボットの動作を模擬するシミュレータ、及び前記下位工程の作業を行う作業者の動作を模擬するシミュレータのうちの少なくともいずかを用いて行う、
情報処理方法。 - 請求項7乃至9のいずれか一項に記載の情報処理方法であって、
前記情報処理装置は、ユーザインタフェースを介して受け付けた情報を入力として前記下位シミュレーションに相当する処理を行うシミュレータと通信可能に接続しており、
前記情報処理装置が、前記下位モデルに入力するパラメータを前記シミュレータに入力して前記シミュレータによりシミュレーション行い当該シミュレーションの結果を取得する一連の処理を自動で行うRPA(Robotic Process Automation)のスクリプトを実行するステップ、
をさらに実行する、情報処理方法。 - 請求項7乃至9のいずれか一項に記載の情報処理方法であって、
前記作業は、自律制御が可能な複数のロボットを用いて行われる作業を含み、
前記上位シミュレーションは、前記複数のロボットの全体としての協調動作についてのシミュレーションであり、
前記下位シミュレーションは、前記複数のロボットの個々の自律動作についてのシミュレーションである、
情報処理方法。
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