(57)【要約】生産モジュール（ＰＭ）のための本発明による制御装置（ＣＴＬ）は、生産モジュール（ＰＭ，ＰＭＡ）の動作設定（ＬＢＥ）と、該動作設定の少なくとも一部によって順守されなければならない制限（ＬＣＲ，ＩＣＲ，ＥＣＲ）とを記憶するためのデータメモリ（ＭＥＭ）を持っている。生産モジュール（ＰＭ）の局所的動作設定（Ｘ１）が共通な制限（ＩＣＲ）に基づいて隣接した生産モジュール（ＰＭＡ）のどの外部の動作設定（ＸＡ１）に依存しているかを決定するために、設定管理モジュール（ＥＭ）が使用される。さらに、局所的動作設定（Ｘ１）を評価する局所的評価関数（ＬＢＦ）と、共通な制限（ＩＣＲ）の違反を評価する他の評価関数（ＥＢＦ）とを有する最適化モジュール（ＯＰＴ）が設けられている。その最適化モジュール（ＯＰＴ）は、局所的評価関数（ＬＢＦ）の最適化と、決定された外部の動作設定（ＸＡ１）の読み込みと、読み込まれ外部の動作設定（ＸＡ１）に依存した他の評価関数（ＥＢＦ）の最適化とによって、最適化された局所的動作設定（ＯＬＢＥ，Ｘ１）を決定するように構成されている。さらに、生産モジュール（ＰＭ）において最適化された局所的動作設定（ＯＬＢＥ）を設定するために、制御モジュール（ＳＭ）が使用される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の生産モジュール（ＰＭ，ＰＭＡ）を有する生産システムにおいて製品（Ｐ）を加工又はハンドリングするための生産モジュール（ＰＭ）の制御装置（ＣＴＬ）であって、
ａ）前記生産モジュール（ＰＭ，ＰＭＡ）の動作設定（ＬＢＥ）と、前記動作設定の少なくとも一部によって順守されなければならない制限（ＬＣＲ，ＩＣＲ，ＥＣＲ）とを記憶するためのデータメモリ（ＭＥＭ）と、
ｂ）共通な制限（ＩＣＲ）に基づいて前記生産モジュール（ＰＭ）の局所的動作設定（Ｘ１）が隣接した生産モジュール（ＰＭＡ）のどの外部の動作設定（ＸＡ１）に依存しているかを決定するための設定管理モジュール（ＥＭ）と、
ｃ）前記局所的動作設定（Ｘ１）を評価する局所的評価関数（ＬＢＦ）と、前記共通な制限（ＩＣＲ）の違反を評価する他の評価関数（ＥＢＦ）とを有し、かつ
前記局所的評価関数（ＬＢＦ）の最適化と、
決定された外部の動作設定（ＸＡ１）の読み込みと、
読み込んだ前記外部の動作設定（ＸＡ１）に依存した前記他の評価関数（ＥＢＦ）の最適化と、
によって、最適化された局所的動作設定（ＯＬＢＥ，Ｘ１）を決定するように構成された最適化モジュール（ＯＰＴ）と、
ｄ）前記生産モジュール（ＰＭ）において前記最適化された局所的動作設定（ＯＬＢＥ）を設定するための制御モジュール（ＳＭ）と、
を有する制御装置（ＣＴＬ）。
【請求項２】
前記最適化モジュール（ＯＰＴ）が、
前記局所的評価関数（ＬＢＦ）の最適化と、前記決定された外部の動作設定（ＸＡ１）の読み込みと、前記他の評価関数（ＥＢＦ）の最適化とを、これらのステップ（１，２，３）を含むループ（Ｓ）内で反復し、
各ループ過程で局所的中断基準を検査し、
前記中断基準が満たされた結果として前記ループ（Ｓ）から脱出するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の制御装置。
【請求項３】
前記中断基準が共通な制限（ＩＣＲ）の違反に関する閾値を含むことを特徴とする請求項２記載の制御装置。
【請求項４】
前記最適化モジュール（ＯＰＴ）が、前記最適化された局所的動作設定（ＯＬＢＥ，Ｘ１）を隣接した前記生産モジュールに転送するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の制御装置。
【請求項５】
前記最適化モジュール（ＯＰＴ）が、前記最適化された局所的動作設定（ＯＬＢＥ，Ｘ１）の決定を、隣接した前記生産モジュール（ＰＭＡ）による対応した前記局所的動作設定（ＸＡ１）の決定と並行して行うように構成されており、隣接した生産生産モジュール（ＰＭＡ）と、逐次的に現在の最適化段階の局所的動作設定（Ｘ１，ＸＡ１）が交換されることを特徴とする請求項２乃至４の１つに記載の制御装置。
【請求項６】
前記データメモリ（ＭＥＭ）が、それぞれの動作設定又は制限を識別するための標識と、この動作設定又は制限を表す値データ、範囲データおよび比較データの少なくとも１つとを一緒に記憶するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の制御装置。
【請求項７】
前記設定管理モジュール（ＥＭ）が、製品（Ｐ）および隣接した生産モジュール（ＰＭＡ）の少なくとも一方を有する前記生産モジュール（ＰＭ）との相互作用に起因した制限を個別に取得するとともに、相互作用に起因した制限（ＩＣＲ）としてデータメモリ（ＭＥＭ）に記憶するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の制御装置。
【請求項８】
前記設定管理モジュール（ＥＭ）が、
製品（Ｐ）および隣接した生産モジュール（ＰＭＡ）の少なくとも一方を動的に検出し、
この検出の結果として変化情報を生成し、
前記変化情報を前記最適化モジュール（ＯＰＴ）および／又は隣接した生産モジュール（ＰＭＡ）に伝達するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載の制御装置。
【請求項９】
前記設定管理モジュール（ＥＭ）が、前記検出の結果として、前記製品（Ｐ）および前記隣接した生産モジュール（ＰＭＡ）を有する前記生産モジュール（ＰＭ）との相互作用に起因した制限（ＩＣＲ）の取得を引き起こすように構成されていることを特徴とする請求項８記載の制御装置。
【請求項１０】
前記最適化モジュール（ＯＰＴ）が、変化情報を受け取ることによって、前記局所的評価関数（ＬＢＦ）の最適化、決定された前記外部の動作設定（ＸＡ１）の読み込み、および、前記他の評価関数（ＥＢＦ）の最適化の少なくとも一つを実行するように構成されていることを特徴とする請求項８又９記載の制御装置。
【請求項１１】
前記局所的評価関数（ＬＢＦ）および前記他の評価関数（ＥＢＦ）が共通な評価関数により実施されており、その共通な評価関数が共通な制限（ＩＣＲ）の違反を評価するために可変の重みで呼び出し可能であることを特徴とする請求項１乃至１０の１つに記載の制御装置。
【請求項１２】
前記最適化モジュール（ＯＰＴ）が、前記共通な制限（ＩＣＲ）の違反を評価するために、前記他の評価関数（ＥＢＦ）の連続的に行われる最適化を増大する重みを用いて実行するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至１１の１つに記載の制御装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の１つに記載の制御装置を有する生産モジュール（ＰＭ，ＰＭＡ）。
【請求項１４】
ａ）生産モジュール（ＰＭ，ＰＭＡ）の動作設定（ＬＢＥ）と、前記動作設定の少なくとも一部によって順守されなければならない制限（ＬＣＲ，ＩＣＲ，ＥＣＲ）とが記憶され、
ｂ）生産モジュール（ＰＭ）の局所的動作設定（Ｘ１）が共通な制限（ＩＣＲ）に基づいて隣接した生産モジュール（ＰＭＡ）のどの外部の動作設定（ＸＡ１）に依存しているかが決定され、
ｃ）局所的動作設定（Ｘ１）を評価する局所的評価関数（ＬＢＦ）と、前記共通な制限（ＩＣＲ）の違反を評価する他の評価関数（ＥＢＦ）とに基づいて、最適化された局所的動作設定（ＯＬＢＥ，Ｘ１）が、
前記局所的評価関数（ＬＢＦ）の最適化と、
決定された前記外部の動作設定（ＸＡ１）の読み込みと、
読み込まれ前記外部の動作設定（ＸＡ１）に依存した前記他の評価関数（ＥＢＦ）の最適化と、
によって決定され、
ｄ）生産モジュール（ＰＭ）に、最適化された局所的動作設定（ＯＬＢＥ）が設定される、
請求項１乃至１２の１つに記載の制御装置（ＣＴＬ）を操作するための方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の方法を実施するように構成された、請求項１乃至１２の１つに記載の制御装置（ＣＴＬ）のためのコンピュータプログラム製品。
【請求項１６】
請求項１５記載のコンピュータプログラム製品を有するコンピュータ読取可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
工業製品を製造又は加工する現代の生産システムは、通常、多数の相互作用する個別の生産モジュールを有し、ますます複雑になっている。一般に、生産又は加工されるべき製品に対して、多くの加工、生産又はハンドリングのステップが実行され、そのために生産システムには、それに合わせて特定化された、例えばロボット、ＣＮＣ機械、３Ｄプリンタ、化学反応装置、燃焼器、加熱装置、コンベヤのような多数の生産モジュールが設けられている。それらの生産モジュールの個別の機能は生産サービスとも呼ばれる。
【背景技術】
【０００２】
生産モジュールは、動作設定によって、すなわち生産モジュールの動作パラメータの設定によって、個別の生産環境および／又は個別の製品に適合化される。一般に、これらの動作設定は、構造様式に起因し得る多数の制限、又はある１つの生産モジュールとある１つの製品又は他の生産モジュールとの相互作用により生じ得る多数の制限に支配されている。特に、異なる生産モジュール同士の協調のとれていない動作設定は設定矛盾をもたらすことがある。
【０００３】
さらに、それらの制限によって許容される範囲内において、生産の目的又は性能に関して、多かれ少なかれ有利な動作設定が存在し得る。例えば、高い処理温度は、加工時間の短縮を可能にするが、しかしそれによってエネルギー消費を増大させる。従って、製品の迅速な搬送又は製品の迅速な引き継ぎは、生産時間の短縮を可能にするが、しかし製品の廃棄のリスクを高める。
【０００４】
それゆえ、生産システムの生産モジュールのために、次なる動作設定を決定するべく努力がなされている。すなわち、該動作設定とは、予め与えられた制限を満たし、かつ生産システムにとって予め与え得る基準に関して全体としてできるだけ有利であるか、又は最適設定に対する少なくとも１つの受け入れ可能な近似を成す動作設定のことである。
【０００５】
生産システムにおいて生産モジュールの動作設定を中央で管理することは公知である。この場合に実際には、適切に設定矛盾を回避する最適な動作設定が、しばしば熟練整備士の支援により手動で決定される。
【０００６】
しかし、生産システムにおけるある１つの生産モジュールの変更、機能停止、交換又は追加は、又は製品に依存した変化も、しばしば、少なからぬ動作設定にとって最適な動作設定値が変化すること、新たな又は変更された制限が付加されること、および／又は既存の制限が取り消されることをもたらし得る。制限のこのような変化は、特に異なる動作設定の設定矛盾をもたらし得る。このような設定矛盾が直ちに解消されなければ、これは生産システムに対して機能停止時間を招き得る。さらに、動作設定の最適値の変化は不利な生産条件をもたらし得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、生産システムにおける変化に柔軟に対応することができる生産モジュールのための制御装置、生産モジュールならびに制御装置を操作するための方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、請求項１記載の特徴事項を有する制御装置、請求項１３記載の特徴事項を有する生産モジュール、請求項１４記載の特徴事項を有する方法、請求項１５記載の特徴事項を有するコンピュータプログラム製品、ならびに請求項１６記載の特徴事項を有するコンピュータ読取可能な記憶媒体によって解決される。
【０００９】
本発明によれば、多数の生産モジュールを有する生産システムにおいて製品を加工又はハンドリングする生産モジュールのための制御装置、生産モジュール、ならびにその制御装置を操作するための方法が提供される。
【００１０】
製品は、例えばワークピースであってよく、あるいは製造、加工又は処理のプロセスの種々の段階にある任意の他の製品であってよく、特に出発製品、中間製品又は最終製品であってもよい。生産モジュールは、特に、特定の機能を有して製品の生産、加工、処理および／又はハンドリングに貢献する生産システム内の一装置、例えばロボット、ＣＮＣ機械、３Ｄプリンタ、反応装置、燃焼器、加熱装置、コンベヤ又は他の搬送モジュールであってよい。
【００１１】
本発明による制御装置は、生産モジュールの動作設定と、該動作設定の少なくとも一部によって順守されなければならない制限とを記憶するためのデータメモリを有する。この種の制限は、しばしば制約条件とも呼ばれる。さらに、共通な制限に基づいて生産モジュールの局所的動作設定が隣接した生産モジュールのどの外部の動作設定に依存しているかを決定するための設定管理モジュールが設けられている。さらに、この制御装置は、局所的動作設定を評価する局所的評価関数と、共通な制限の違反を評価する他の評価関数とを有する最適化モジュールを持っている。この最適化モジュールは、局所的評価関数の最適化と、決定された外部の動作設定の読み込みと、読み込まれた外部の動作設定に依存した他の評価関数の最適化とによって、最適化された局所的動作設定を決定するように構成されている。ここでは最適化という用語は、その都度における最適化されるべき量が最適条件に近づけられる場合も含んでいる。さらに、制御装置は、生産モジュールにおける最適化された局所的動作設定を設定するための制御モジュールを有する。
【００１２】
本発明による生産モジュールは、本発明による制御装置を含む。
【００１３】
本発明による制御装置によって実行される方法ステップは、本発明による方法の対象である。
【００１４】
本発明の主要な利点は、生産システムの制限を満たしかつ予め与えられた評価関数に関して最適化されている動作設定を、それぞれ局所的に各生産モジュールによって決定することができることにある。このためには、複数の隣接した生産モジュール間の局所的な情報伝達が必要なだけである。特に、生産システム内の変更時、例えば異なる生産モジュールの追加又は除去時に、各生産モジュールが隣接した生産モジュールと協力して、変更された生産システムのために最適化された動作設定を局所的に決定することができる。このためには多くの場合に中央の管理は必要でない。このようにして生産システムの装置又は変更のための費用をしばしば著しく低減すことができる。
【００１５】
本発明の有利な実施形態および発展形態は、従属請求項に記載されている。
【００１６】
好ましくは、前記最適化モジュールが、局所的評価関数の最適化と、決定された外部の動作設定の読み込みと、他の評価関数の最適化とを、これらのステップを含むループ内で反復するように構成されているとよい。各ループ過程では、前記ループの局所的中断基準が満たされた結果として前記ループから脱出するべく、その局所的中断基準が検査される。その中断基準は、特に共通な制限の違反に関する閾値を含む。このようにして各ループ過程で交互に動作設定を局所的に最適化することができ、共通な制限の違反に関する尺度を減らすことができる。この逐次的な最適化方法は、通常収束性があり、共通な制限を順守すると共に予め得る基準に関して最適化されている動作設定をもたらす。
【００１７】
さらに、前記最適化モジュールは、最適化された局所的動作設定を隣接した生産モジュールに転送するように構成されているとよい。現在の部分最適化された動作設定をそのようにその都度転送するためには、その転送が前記ループ内の付加的なステップとして実行されるとよい。
【００１８】
特に、前記最適化モジュールが、最適化された局所的動作設定の決定を、隣接した生産モジュールによる対応した局所的動作設定の決定と並行して行うように構成されているとよい。この場合に、隣接した生産モジュールと、逐次的に現在の最適化段階の局所的動作設定、特に現在の部分最適化された動作設定を交換するとよい。このようにして、多数の生産モジュールの動作設定を隣接した生産モジュール間の局所的情報伝達により分散的に最適化することができる。
【００１９】
好ましくは、前記データメモリが、それぞれの動作設定又は制限を、この動作設定又は制限を識別するための標識とこの動作設定又は制限を表す値データ、範囲データおよび／又は比較データと一緒に記憶するように構成されているとよい。
【００２０】
有利な実施形態に従って、前記設定管理モジュールが、生産モジュールと製品および／又は隣接した生産モジュールとの相互作用に起因した制限を個別に取得して相互作用に起因した制限としてデータメモリに記憶するように構成されているとよい。
【００２１】
本発明の有利な実施形態に従って、前記設定管理モジュールが、次のように構成されているとよい。すなわち、製品および／又は隣接した生産モジュールを動的に検出し、この検出の結果として変化情報を生成し、その変化情報を前記最適化モジュールおよび／又は隣接した生産モジュールに伝達するように構成されているとよい。
【００２２】
前記設定管理モジュールは、前記検出の結果として、生産モジュールと製品および／又は隣接した生産モジュールとの相互作用に起因した制限の取得を引き起こすように構成されているとよい。
【００２３】
それに応じて、前記最適化モジュールは、変化情報を受け取ることによって、局所的評価関数の最適化、決定された外部の動作設定の読み込みおよび／又は他の評価関数の最適化を実行するように構成されているとよい。
【００２４】
このようにして、生産モジュールは、製品における変化又は隣接した生産モジュールにおける変化に自動的に反応し、変更された条件に対して改めて動作設定を最適化することができる。その際に多くの場合に手動の新たな構成設定を省略することができる。
【００２５】
さらに、局所的評価関数および他の評価関数が共通な評価関数により実施されているとよい。その共通な評価関数が共通な制限の違反を評価するために可変の重みで呼び出し可能であるとよい。これは、多くの場合に簡単化された柔軟な実施を可能にする。
【００２６】
特に、前記最適化モジュールが、共通な制限の違反を評価するために、他の評価関数の相次いで行われる最適化を増大する重みを用いて実行するように構成されているとよい。このようにして、一般に逐次的に共通な制限をより正確に順守することを達成することができる。
【００２７】
以下において、図面を参照しながら本発明の実施例をさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は隣接した生産モジュールと協働する本発明による制御装置を有する生産モジュールを示す概略図である。
【図２】図２は動作設定と相互作用に起因する制限とを調整する際における隣接した生産モジュール同士を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、隣接した生産モジュールＰＭＡと協働する本発明による制御装置ＣＴＬを有する生産モジュールＰＭを示す。生産モジュールＰＭおよびＰＭＡは、生産システムの一部であり、生産システム内の製品Ｐを加工および操作するために使用されている。このような生産システム、例えばワークピース又はその他の製品を製作、加工又は処理するための製造設備は、一般に個別の機能を備えた多数の相互作用する生産モジュールを有する。製品Ｐは、ワークピースであってよいし、又は一般的には製造、加工もしくは処理プロセスの種々の段階にある任意の特に有形の製品、特に出発製品、中間製品又は最終製品であってよい。互いに隣接した生産モジュールＰＭおよびＰＭＡは、生産システムにおいて空間的に又は論理的に隣接していてよい。特に、生産モジュールＰＭおよびＰＭＡは、生産システムの他の生産モジュールとも相互作用することができ、この意味では、その他の生産モジュールにも隣接していてよい。
【００３０】
生産モジュールＰＭおよびＰＭＡは、それぞれ、製品の製造、加工、処理および／又はハンドリングに貢献する生産システム内の個別機能を有する装置であってよく、例えば、それぞれロボット、ＣＮＣ機械、３Ｄプリンタ、反応装置、燃焼器、加熱装置、コンベヤ又は他の搬送モジュールであってよい。特に、各生産モジュールＰＭ又はＰＭＡは、いわゆるサイバーフィジカルモジュール（ＣＰＭ）又はサイバーフィジカルプロダクションモジュール（ＣＰＰＭ）であってよい。
【００３１】
生産モジュールＰＭは、相互作用領域ＩＡにおいて、隣接した生産モジュールＰＭＡと相互作用する。この場合に、各相互作用は、相互作用領域ＩＡ内に存在する１つ又は複数の製品にも、ここでは１つの製品Ｐにも及び得る。相互作用領域ＩＡは、複数の生産モジュールにアクセス可能である空間的又は論理的な領域、又は複数の生産モジュールによって影響を及ぼされ得る空間的又は論理的な領域であり、例えばロボットアームとコンベヤとの間の、又は２つのロボットアーム間の引き継ぎ領域である。そのような相互作用領域、ここではＩＡでは、一般に、そこにおいて相互作用する複数の生産モジュールの運動又はその他の動作設定の調整が必要である。特に、通常、運動の自由度又は生産モジュールのその他の動作設定の自由度は、隣接した生産モジュールとの相互作用によって制限される。そのような当初は局所的に発生する制限は、しばしば、生産モジュールが複数の隣接した生産モジュールと頻繁に相互作用する限り、生産システムの直接的に隣接していない生産モジュールに対しても影響を及ぼし得る。それゆえ、複数の隣接した生産モジュールのうちの第１の生産モジュールとの相互作用は、複数の隣接した生産モジュールのうちの第２の生産モジュールとの相互作用の制限から結果として生じる制限を受けることがある。従って、多数の個々の制限に基づいて、生産システムの生産モジュールのできるだけ全ての制限を満たす多数の動作設定を決定しようと努力される。さらに、前記制限によって予め与えられた限界内において、これらの動作設定の１つ又は複数の作用が予め与えられた基準に関して改善されるように、これらの動作設定を決定しようと努力される。この種の基準は、例えば生産システムの性能又は資源の消費に関係する。
【００３２】
上記の意味における動作設定とは、生産モジュールの動作パラメータおよび／又は動作特性の設定、特に物理的パラメータ、操作量、制御量および／又はプロセス変量の設定のことである。このような動作特性又は動作パラメータは、例えば、生産モジュールの製品又はハンドリング装置の速度、加速度、位置および／又は方向であってよい。例えば相互作用領域の寸法、圧力、温度などのような動作パラメータ、又は生産モジュールの部分システムの電圧、電流、回転数および／又は資源消費のような動作パラメータも、動作設定として理解することができる。このような動作設定は、それぞれ、値データと動作設定を識別する付属の標識とを有するデータセットとして、生産モジュールによって管理されることが好ましい。
【００３３】
上記の意味における制限とは、各動作設定が順守しなければならない動作制限のことであり、例えば物理的又は論理的な量に関する値データ、範囲データ又は比較データ、又は物理的又は論理的な付帯条件のことである。このような制限は、例えば等式又は不等式によって表現することができ、あるいはモデル化することができる。従って、速度の動作設定については、例えば許容速度範囲又は速度値を制限として設定することができる。さらに、制限として、例えば製品の引き継ぎ時のロボットアーム速度およびコンベヤ速度が実質的に同じであるか、又は高々許容値だけ異なることが要求される。
【００３４】
一般的に言えば、制限は、それらの原因に関して区別することができる。従って、一方では、それぞれの生産モジュール自体に起因した制限が存在する。これは特に、例えばコンベヤの最小速度又は最大速度のような構造様式に起因した制限である。
【００３５】
他方では、それぞれの生産モジュールとそれぞれの製品との相互作用に起因した制限が存在する。これらの制限は、一般に製品に固有のものであり、その製品の生産プロセスのモデルに含まれている。例えば既に充填さているがまだ閉鎖されていないボトルの搬送時には、ボトルをほぼ垂直に保持してボトル加速時に上限が順守されるよう配慮するべきである。
【００３６】
さらに、２つ以上の生産モジュール間の相互作用に起因した制限が存在する。例えば、２つの生産モジュール間での製品引き継ぎの際に、通常は、引き渡す側の生産モジュールと受け取る側の生産モジュールとにおいて、両者のハンドリング装置の速度が殆ど同じでなければならない。
【００３７】
さらに、生産システム又は生産モジュール環境に起因した制限、例えば生産システム全体の電力消費に関する上限が存在する。
【００３８】
隣接した生産モジュールの動作設定が相互に影響を及ぼす限り、隣接した生産モジュールの制限が互いに結合され、従って相互に影響を及ぼす。従って、１つの生産モジュールの制限は、直接的に隣接していない生産モジュールの制限に間接的に影響し、可能性としては生産システム全体にわたって影響を及ぼし得る。この種の制限は、該当する動作設定と基礎をなす付帯条件とを識別するための標識を有するデータセットとして、生産モジュールによって管理されることが好ましい。それらのデータセットは、例えば、動作設定又はその他の物理的又は論理的な量のための値データ、範囲データおよび／又は比較データを有する等式又は不等式を含むことができる。これによって、特にそれぞれの制限が、それによって制限される１つ又は複数の動作設定に割り当てられている。
【００３９】
この関連において共通な制限とは、生産モジュール、特に異なる生産モジュールの異なる動作設定が、例えばＸ１＝Ｙ２もしくはＸ１＜Ｙ２のような等式又は不等式の形で関連付けられていることである。それは、ある１つの動作設定Ｘ１が、ある１つの動作設定Ｙ２に等しいか、もしくはそれより小さいことを意味する。
【００４０】
制限の順守を評価するために、その制限の違反に関する数値的尺度が予め与えられることが好ましい。２つの動作設定が等しいことを要求する制限Ｘ１＝Ｙ２の場合には、例えば両動作設定の差の２乗（Ｘ１−Ｙ２）２を、この制限の違反に関する数値的尺度として使用するとよい。それの代替又は追加として、その差の絶対値を使用してもよい。
【００４１】
この実施例において、生産システムの生産モジュールＰＭＡ１ならびにその他の生産モジュールも、生産モジュールＳＭの制御装置ＣＴＬに相当する制御装置（図示されていない）を有する。
【００４２】
制御装置ＣＴＬは、本発明による全ての方法ステップを実行するために、プロセッサＰＲＯＣを有する。
【００４３】
さらに、制御装置ＣＴＬは、生産モジュール、ここではＰＭおよびＰＭＡの動作設定と、これらの動作設定のうちの少なくとも一部によって順守されなければならない制限とを記憶するためのデータメモリＭＥＭを有する。
【００４４】
この実施例において、データメモリＭＥＭは、生産モジュールＰＭの局所的動作設定Ｘ１，・・・,ＸＮのセットＬＢＥを記憶する。さらに、局所的制限ＬＣＲ１，ＬＣＲ２，・・・のセットＬＣＲが記憶されている。局所的制限ＬＣＲ１，ＬＣＲ２，・・・は、生産モジュールＰＭ自体に起因した、例えば構造様式に起因した制限に関係する。さらに、データメモリＭＥＭ内には相互作用に起因した制限ＩＣＲが記憶されている。これらは、生産モジュールＰＭの局所的動作設定Ｘ１と、生産モジュールＰＭＡの局所的動作設定ＸＡ１との関係を、例えばＸ１＜ＸＡ１のように付帯条件の形で設定する。この場合に、例えばＸ１は生産モジュールＰＭのコンベヤの速度を表し、ＸＡ１は生産モジュールＰＭＡのロボットアームの速度を表すことができる。この場合に、上記の付帯条件は、コンベヤの速度がロボットアームの速度よりも小さくなければならないことを意味する。
【００４５】
動作設定ＸＡ１は、生産モジュールＰＭＡに関して、当該生産モジュールの局所的動作設定である。この種の生産モジュールＰＭＡの局所的動作設定は、生産モジュールＰＭに対しては、以下において外部の動作設定と呼ぶ。相互作用に起因した制限ＩＣＲが異なる生産モジュールの異なる動作設定に該当する場合に、上記の意味においてその制限ＩＣＲは、動作設定Ｘ１およびＸＡ１の共通な制限として解釈することができる。
【００４６】
異なる生産モジュールの制限が相互に依存する場合に、データメモリＭＥＭは、直接的に隣接した生産モジュールに関する制限のほかに、間接的に隣接した生産モジュールのための制限も含むことができ、従って、特に局所的でない制限又は包括的な制限も含むことができる。
【００４７】
さらに、制御装置ＣＴＬは、ある隣接した生産モジュール（ここではＰＭＡ）の外部の動作設定が、共通な制限を介して生産モジュールＰＭの局所的動作設定に依存しているか否か、すなわち同じ共通な制限に関係するか否かを検査し、かつある隣接した生産モジュール（ここではＰＭＡ）のどの外部の動作設定が、共通な制限を介して生産モジュールＰＭの局所的動作設定に依存しているか、すなわち同じ共通な制限に関係するかを検査する設定管理モジュールＥＭを持っている。この目的のために、設定管理モジュールＥＭは、図１に点線の二重矢印によって示されているように、隣接した生産モジュールＰＭＡと相互作用領域ＩＡ内にある製品Ｐとを動的に検出する。隣接した生産モジュールＰＭＡの検出と関連して、設定管理モジュールＥＭは、局所的動作設定Ｘ１と外部の動作設定ＸＡ１とを結びつける相互作用に起因した制限ＩＣＲが存在すると判定する。その結果、相互作用に起因した制限ＩＣＲ（Ｘ１，ＸＡ１）が設定管理モジュールＥＭによって取得され、制限データセッットとしてデータメモリＭＥＭに記憶される。
【００４８】
さらに、制御装置ＣＴＬは、データメモリＭＥＭに結合された最適化モジュールＯＰＴを有する。最適化モジュールＯＰＴは、局所的動作設定ＬＢＥを評価する局所的評価関数ＬＢＦと、共通な制限（ここではＩＣＲ）の違反を評価する他の評価関数ＥＢＦとを実現する。最適化モジュールＯＰＴは、最適化された局所的動作設定ＯＬＢＥを決定するために使用されており、それらの動作設定ＯＬＢＥは、局所的制限および共通な制限を十分に満たすと共に、これらの制限の範囲内で、予め与えられた基準に関して最適化されている。
【００４９】
局所的評価関数ＬＢＥは、局所的基準、すなわち生産モジュールＰＭに関係する基準に従って、局所的動作設定ＬＢＥを評価する。これらの局所的基準は、特に局所的制限ＬＣＲを含んでいる。局所的制限ＬＣＲへの局所的評価関数ＬＢＦの依存性は、図を見易くする理由から図１には示されていない。
【００５０】
他の評価関数ＥＢＦは、局所的動作設定ＬＢＥと外部の動作設定ＸＡ１の関数として、特に相互作用に起因した制限ＩＣＲの違反を評価する。図１において、相互作用に起因した制限ＩＣＲへの、ならびに場合によっては局所的制限ＬＣＲへの他の評価関数ＥＢＦの既存の依存性は、図を見易くする理由から示されていない。相互作用に起因した制限ＩＣＲの違反を評価するために、例えば外部の動作設定ＸＡ１からの局所的動作設定Ｘ１の偏差の２乗を被加数として他の評価関数ＥＢＦに取り入れることができる。
【００５１】
この種の評価関数、ここではＬＢＦおよびＥＢＦは、最適化方法の範囲では、しばしばコスト関数とも呼ばれる。
【００５２】
評価関数ＬＢＦおよびＥＢＦは、公知の最適化方法により最適化される。ある評価関数の最適化もしくはそれに取り込まれる動作設定の最適化とは、これらの動作設定の１つ又は複数の作用が予め与えられた基準に関して改善されるように、すなわちこれらの作用が予め与えられた測定基準に関して格別に有利な最適条件に近づくように、これらの動作設定が決定されることである。このような測定基準は、最適化されるべき動作設定に依存した評価関数によって実施される。その場合に、最適化されるべき動作設定は、それに依存した評価関数が最適化されるように、すなわちこの評価関数が小さく又はできるだけ小さくもしくは大きく又はできるだけ大きくなるように、変化させられる。この種の最適化の課題を解決するために、例えば最小化法、シンプレックス法、傾斜法等のような多くの解決方法が知られている。付帯条件の形での制限は、多くのこの種の最適化方法において、いわゆるラグランジュ乗数法を用いて考慮することができる。
【００５３】
生産モジュールＰＭＡは、最適化モジュールＯＰＴに対応する最適化モジュールＯＰＴＡを有する。
【００５４】
局所的動作設定ＬＢＥを最適化するために、最適化モジュールＯＰＴが方法ステップ１、２および３を介するループＳを実行する。方法ステップ１において局所的評価関数ＬＢＦが標準最適化方法により最適化されることによって、局所的評価関数ＬＢＦが、例えば最小になる。既述のように、局所的制限ＬＣＲをラグランジュ乗数法により考慮することができる。局所的評価関数ＬＢＦの最適化の結果として、局所的に最適化された動作設定ＯＬＢＥが生じる。これらの動作設定ＯＬＢＥは、データメモリＭＥＭに局所的動作設定ＬＢＥとして記憶され、すなわち、そこに記憶されていた局所的動作設定ＬＢＥが、方法ステップ１において最適化された動作設定ＯＬＢＥによって置き換えられ、従って更新される。
【００５５】
方法ステップ２では、生産モジュールＰＭＡから生じる外部の動作設定ＸＡ１の現在値が読み込まれる。これは、生産モジュールＰＭＡの対応する最適化方法で最適化された又は部分的に最適化された現在値であることが好ましい。
【００５６】
方法ステップ３では、読み込まれた外部の動作設定ＸＡ１に応じて、局所的制限ＬＣＲと相互作用に起因した制限ＬＣＲとを考慮して、他の評価関数ＥＢＦが最適化される。他の評価関数ＥＢＦでは、相互作用に起因した制限ＩＣＲが、基本的な、主要な又は唯一の最適化基準として使用される。この最適化の際にも標準最適化方法を使用することができ、この方法では、相互作用に起因した制限ＩＣＲおよび／又は局所的制限ＬＣＲがラグランジェ乗数法により考慮される。方法ステップ３における最適化から、先と同様に最適化された局所的動作設定ＯＬＢＥが生じ、これらの最適化された局所的動作設定ＯＬＢＥにより、データメモリＭＥＭにおける局所的動作設定ＬＢＥが更新される。方法ステップ３において最適化された局所的動作設定ＯＬＢＥは、最適化前におけるよりも著しく良好に、相互作用に起因した制限ＩＣＲを満たす。方法ステップ３の一部として、現在の最適化された動作設定Ｘ１が、最適化された局所的動作設定ＯＢＬＥから生産モジュールＰＭＡの最適化モジュールＯＰＴＡに転送される。
【００５７】
さらに方法ステップ３の一部としてループＳのための中断基準が検査される。例えば、相互作用に起因した制限ＩＣＲの違反に関する値が評価関数ＥＢＦにより検査されるか、最適条件に対する局所的動作設定ＬＢＥの間隔に関する値が局所的評価関数ＬＢＦにより検査されるかの、いずれか一方又は両方が行われる。その中断基準が、例えば許容差閾値との比較によって満たされていない場合には、ループＳの新たな過程が開始される。
【００５８】
局所的評価関数ＬＢＦおよび他の評価関数ＥＢＦは、１つの共通な評価関数によって実施されていることが好ましい。評価関数ＬＢＦおよびＥＢＦの異なる最適化目的は、異なる最適化重みによる呼び出しよって実現することができる。特に、共通な制限、ここではＩＣＲの違反を評価するために可変の重みが与えられるとよい。従って、その共通な評価関数は、この可変の重みを殆ど０に設定するならば、局所的評価関数ＬＢＦとして呼び出すことができ、この可変の重みを目的に応じて高められるならば、他の評価関数ＥＢＦとして呼び出すことができる。この可変の重みは、相互作用に起因した制限ＩＣＲの順守を逐次的に改善するべく、ループＳの相次ぐ実行時に逐次的に高めることが好ましい。
【００５９】
中断基準が満たされるとすぐに、ループＳが中断される。ループＳの中断後に、その結果として生じる局所的に最適化された動作設定ＯＬＢＥが、最適化モジュールＯＰＴから制御装置ＣＴＬの制御モジュールＳＭへ伝達される。その制御モジュールＳＭによって、最終的には、最適化された局所的動作設定ＯＬＢＥが生産モジュールＰＭにおいて設定される。
【００６０】
図２は、動作設定と相互作用に起因した制限とを調整する際における隣接した生産モジュールＰＭおよびＰＭＡを示す。図２において、図１において使用された符号と一致する符号は同一の対象を表す。
【００６１】
生産モジュールＰＭの局所的動作設定Ｘ１，・・・，ＸＮのセットＬＢＥに応じて、生産モジュールＰＭＡに、対応する局所的動作設定ＸＡ１，・・・，ＸＡＮのセットＬＢＥＡが割り当てられている。生産モジュールＰＭの視点からは、動作設定ＬＢＥＡが外部の動作設定と呼ばれる。
【００６２】
例として、相互作用に起因した制限ＩＣＲが、付帯条件Ｘ１＜ＸＡ１を含むと仮定する。相互作用に起因した制限ＩＣＲは、両生産モジュールＰＭおよびＰＭＡの相互作用に関係しており、両生産モジュールＰＭおよびＰＭＡの互いに対応する設定管理モジュール（図２には示されていない）によって取得される。
【００６３】
その取得された相互作用に起因した制限ＩＣＲに基づいて、生産モジュールＰＭによって、新たな局所的動作設定ＸＮ＋１が生成され、その新たな局所的動作設定ＸＮ＋１が、外部の動作設定ＸＡ１のための局所的代用として管理される。このようにして、相互作用に起因した制限ＩＣＲから、付帯条件Ｘ１＜ＸＮ＋１が純粋に局所的な制限ＬＣＲ０として生成される。その局所的制限ＬＣＲ０は、局所的制限セットＬＣＲに付け加えられ、このようにして局所的評価関数ＬＢＦの最適化にも取り込まれ、従って方法ステップ１において局所的付帯条件として考慮される。
【００６４】
さらに、相互作用に起因した制限ＩＣＲから、生産モジュールＰＭによって外部の制限ＥＣＲが生成される。この関連で「外部」とは、局所的動作設定、ここではＸ１が外部の動作設定、ここではＸＡ１と結合されること、ここでは両量の一致の付帯条件ＸＮ＋1：＝ＸＡ１として結合されることを意味する。外部の制限ＥＣＲは、動作設定ＸＮ＋1およびＸＡ１の共通な制限として他の評価関数ＥＢＦの最適化に取り込まれ、従って方法ステップ３において付帯条件として考慮される。
【００６５】
同じようにして生産モジュールＰＭＡは相互作用に起因した制限ＩＣＲから生産モジュールＰＭＡのための新たな局所的動作設定ＸＡＭ＋1を生成し、これを生産モジュールＰＭの動作設定Ｘ１のための局所的代用として管理する。さらに、相互作用に起因した制限ＩＣＲから、付帯条件ＸＡ1＞ＸＡＭ＋1を有する局所的制限ＬＣＲＡと、付帯条件ＸＡＭ＋１：＝Ｘ1を有する外部の制限ＥＣＲＡとが生成される。従って、生産モジュールＰＭＡは、生産モジュールＰＡと同じ最適化方法を実行する。生産モジュールＰＭにおける最適化方法と生産モジュールＰＭＡにおける最適化方法とは、互いに並行してループＳにおいて更新される動作設定Ｘ1およびＸＡ1の連続した交換により実行される。
【００６６】
生産システムにおいて、このために適した全ての生産モジュールが、この最適化方法を少なくとも部分的に並行して実行し、共通な制限によって影響された動作設定が隣接した生産モジュール間で交換される。
【００６７】
一般的に言えば、このようにして生産システムの生産モジュールの次の如き動作設定を決定することができる。すなわち、できるだけ全ての制限又は少なくともできるだけ多くの制限を満たしかつ全体としてできるだけ有利である動作設定を決定することができる。個別の生産モジュールによって局所的最適化を実行することによって、生産システム全体のために、局所的評価関数の総和が生産システムの評価関数として最適化される。この目的のためには、生産モジュール間の情報伝達を、隣接した生産モジュール間の情報伝達に限定してよい。この情報伝達の際に、各適切な生産モジュールによって、それぞれ隣接した生産モジュール同士の共通な制限が存在する動作設定が決定される。隣接した生産モジュール同士のこれらの動作設定は、局所的データメモリに記憶され、これらの記憶された動作設定は局所的動作設定と見なすことができ、従って局所的に最適化されている。このような局所的最適化によれば、コピーされた局所的に最適化された動作設定の値が、隣接した動作モジュールにおけるこの動作設定の元の値と異なることを前提としているが、しかしコピーと元の値との一致性は、簡単な方法で付加的な付帯条件として発生させることができる。本発明の主要な利点は、そのようにして発生させられる付帯条件が非常に簡単であることからもたらされる。しかし一方で、複雑な付帯条件は、純粋な局所的最適化によって考慮することができる。
【００６８】
交互に局所的な量が最適化され、コピーされる動作設定と元の動作設定との間の偏差を最適化することによって、しばしば少ないステップ後に既に、有利な、かつ同時に動作設定の全ての制限を考慮した解を見つけ出すことができる。この方法の収束到達も分散的に確認することができる。
【００６９】
本発明のこのような分散的な実施は、一般的に、生産モジュールを生産システムに追加する際、又は生産モジュールを生産システムから取り除く際に、その最適化方法の適合化又は構成設定が必要でないという点で有利である。他の利点は、動作設定の算定および記憶における冗長性にある。ある１つの生産モジュールにおいて局所的に最適化された動作設定が適切な時機に得られない場合に、当該動作設定の値を隣接した生産モジュールから受け取ることができる。
【符号の説明】
【００７０】
ＣＴＬ          制御装置
ＥＢＦ          他の評価関数
ＥＣＲ          外部の制限
ＥＣＲＡ        外部の制限
ＥＭ            設定管理モジュール
ＩＡ            相互作用領域
ＩＣＲ          共通な制限（相互作用に起因した制限）
ＬＢＥ          局所的動作設定
ＬＢＦ          局所的評価関数
ＬＣＲ          局所的制限（生産モジュール自体に起因した制限）
ＭＥＭ          データメモリ
ＯＬＢＥ        最適化された局所的動作設定
ＯＰＴ          最適化モジュール
ＯＰＴＡ        最適化モジュール
Ｐ              製品
ＰＭ            生産モジュール
ＰＭＡ          隣接した生産モジュール
ＰＲＯＣ        プロセッサ
Ｓ              ループ
ＳＭ            制御モジュール
Ｘ１            局所的動作設定
ＸＡ１          局所的動作設定（外部の動作設定）
１，２，３      方法ステップ
【図１】
2018519590.tif 000003
【図２】
2018519590.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月12日(2018.1.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の生産モジュール（ＰＭ，ＰＭＡ）を有する生産システムにおいて製品（Ｐ）を加工又はハンドリングするための生産モジュール（ＰＭ）の制御装置（ＣＴＬ）であって、ａ）前記生産モジュール（ＰＭ，ＰＭＡ）の動作設定（ＬＢＥ）と、前記動作設定の少なくとも一部によって順守されなければならない制限（ＬＣＲ，ＩＣＲ，ＥＣＲ）とを記憶するためのデータメモリ（ＭＥＭ）と、
ｂ）共通な制限（ＩＣＲ）に基づいて前記生産モジュール（ＰＭ）の局所的動作設定（Ｘ１）が隣接した生産モジュール（ＰＭＡ）のどの外部の動作設定（ＸＡ１）に依存しているかを決定するための設定管理モジュール（ＥＭ）と、
ｃ）前記局所的動作設定（Ｘ１）を評価する局所的評価関数（ＬＢＦ）と、前記共通な制限（ＩＣＲ）の違反を評価する他の評価関数（ＥＢＦ）とを有し、かつ
前記局所的評価関数（ＬＢＦ）の最適化と、
決定された外部の動作設定（ＸＡ１）の読み込みと、
読み込んだ前記外部の動作設定（ＸＡ１）に依存した前記他の評価関数（ＥＢＦ）の最適化と、
によって、最適化された局所的動作設定（ＯＬＢＥ，Ｘ１）を決定するように構成された最適化モジュール（ＯＰＴ）と、
ｄ）前記生産モジュール（ＰＭ）において前記最適化された局所的動作設定（ＯＬＢＥ）を設定するための制御モジュール（ＳＭ）と、
を有する制御装置（ＣＴＬ）。
【請求項２】
前記最適化モジュール（ＯＰＴ）が、
前記局所的評価関数（ＬＢＦ）の最適化と、前記決定された外部の動作設定（ＸＡ１）の読み込みと、前記他の評価関数（ＥＢＦ）の最適化とを、これらのステップ（１，２，３）を含むループ（Ｓ）内で反復し、
各ループ過程で局所的中断基準を検査し、
前記中断基準が満たされた結果として前記ループ（Ｓ）から脱出するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の制御装置。
【請求項３】
前記中断基準が共通な制限（ＩＣＲ）の違反に関する閾値を含むことを特徴とする請求項２記載の制御装置。
【請求項４】
前記最適化モジュール（ＯＰＴ）が、前記最適化された局所的動作設定（ＯＬＢＥ，Ｘ１）を隣接した前記生産モジュールに転送するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の制御装置。
【請求項５】
前記最適化モジュール（ＯＰＴ）が、前記最適化された局所的動作設定（ＯＬＢＥ，Ｘ１）の決定を、隣接した前記生産モジュール（ＰＭＡ）による対応した前記局所的動作設定（ＸＡ１）の決定と並行して行うように構成されており、隣接した生産生産モジュール（ＰＭＡ）と、逐次的に現在の最適化段階の局所的動作設定（Ｘ１，ＸＡ１）が交換されることを特徴とする請求項２乃至４の１つに記載の制御装置。
【請求項６】
前記データメモリ（ＭＥＭ）が、それぞれの動作設定又は制限を識別するための標識と、この動作設定又は制限を表す値データ、範囲データおよび比較データの少なくとも１つとを一緒に記憶するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の制御装置。
【請求項７】
前記設定管理モジュール（ＥＭ）が、製品（Ｐ）および隣接した生産モジュール（ＰＭＡ）の少なくとも一方を有する前記生産モジュール（ＰＭ）との相互作用に起因した制限
を個別に取得するとともに、相互作用に起因した制限（ＩＣＲ）としてデータメモリ（ＭＥＭ）に記憶するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の制御装置。
【請求項８】
前記設定管理モジュール（ＥＭ）が、
製品（Ｐ）および隣接した生産モジュール（ＰＭＡ）の少なくとも一方を動的に検出し、
この検出の結果として変化情報を生成し、
前記変化情報を前記最適化モジュール（ＯＰＴ）および隣接した生産モジュール（ＰＭＡ）の少なくとも一方に伝達するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載の制御装置。
【請求項９】
前記設定管理モジュール（ＥＭ）が、前記検出の結果として、前記製品（Ｐ）および前記隣接した生産モジュール（ＰＭＡ）を有する前記生産モジュール（ＰＭ）との相互作用に起因した制限（ＩＣＲ）の取得を引き起こすように構成されていることを特徴とする請求項８記載の制御装置。
【請求項１０】
前記最適化モジュール（ＯＰＴ）が、変化情報を受け取ることによって、前記局所的評価関数（ＬＢＦ）の最適化、決定された前記外部の動作設定（ＸＡ１）の読み込み、および、前記他の評価関数（ＥＢＦ）の最適化の少なくとも一つを実行するように構成されていることを特徴とする請求項８又は９記載の制御装置。
【請求項１１】
前記局所的評価関数（ＬＢＦ）および前記他の評価関数（ＥＢＦ）が共通な評価関数により実施されており、その共通な評価関数が共通な制限（ＩＣＲ）の違反を評価するために可変の重みで呼び出し可能であることを特徴とする請求項１乃至１０の１つに記載の制御装置。
【請求項１２】
前記最適化モジュール（ＯＰＴ）が、前記共通な制限（ＩＣＲ）の違反を評価するために、前記他の評価関数（ＥＢＦ）の連続的に行われる最適化を増大する重みを用いて実行するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至１１の１つに記載の制御装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の１つに記載の制御装置を有する生産モジュール（ＰＭ，ＰＭＡ）。
【請求項１４】
ａ）生産モジュール（ＰＭ，ＰＭＡ）の動作設定（ＬＢＥ）と、前記動作設定の少なくとも一部によって順守されなければならない制限（ＬＣＲ，ＩＣＲ，ＥＣＲ）とが記憶され、
ｂ）生産モジュール（ＰＭ）の局所的動作設定（Ｘ１）が共通な制限（ＩＣＲ）に基づいて隣接した生産モジュール（ＰＭＡ）のどの外部の動作設定（ＸＡ１）に依存しているかが決定され、
ｃ）局所的動作設定（Ｘ１）を評価する局所的評価関数（ＬＢＦ）と、前記共通な制限（ＩＣＲ）の違反を評価する他の評価関数（ＥＢＦ）とに基づいて、最適化された局所的動作設定（ＯＬＢＥ，Ｘ１）が、
前記局所的評価関数（ＬＢＦ）の最適化と、
決定された前記外部の動作設定（ＸＡ１）の読み込みと、
読み込まれ前記外部の動作設定（ＸＡ１）に依存した前記他の評価関数（ＥＢＦ）の最適化と、
によって決定され、
ｄ）生産モジュール（ＰＭ）に、最適化された局所的動作設定（ＯＬＢＥ）が設定される、
請求項１乃至１２の１つに記載の制御装置（ＣＴＬ）を操作するための方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の方法を実施するように構成された、請求項１乃至１２の１つに記載の制御装置（ＣＴＬ）のためのコンピュータプログラム。
【請求項１６】
請求項１５記載のコンピュータプログラムを有するコンピュータ読取可能な記憶媒体。
【手続補正書】
【提出日】平成30年5月24日(2018.5.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の生産モジュール（ＰＭ，ＰＭＡ）を有する生産システムにおいて製品（Ｐ）を加工又はハンドリングするための各生産モジュール（ＰＭ）の制御装置（ＣＴＬ）であって、
ａ）前記生産モジュール（ＰＭ，ＰＭＡ）の動作設定（ＬＢＥ）と、前記動作設定の少なくとも一部によって順守されなければならない制限（ＬＣＲ，ＩＣＲ，ＥＣＲ）とを記憶するためのデータメモリ（ＭＥＭ）と、
ｂ）共通な制限（ＩＣＲ）に基づいて前記生産モジュール（ＰＭ）の局所的動作設定（Ｘ１）が隣接した生産モジュール（ＰＭＡ）のどの外部の動作設定（ＸＡ１）に依存しているかを決定するための設定管理モジュール（ＥＭ）と、
ｃ）前記局所的動作設定（Ｘ１）を評価する局所的評価関数（ＬＢＦ）と、前記共通な制限（ＩＣＲ）の違反を評価する他の評価関数（ＥＢＦ）とを有し、かつ
前記局所的評価関数（ＬＢＦ）の最適化と、
決定された外部の動作設定（ＸＡ１）の読み込みと、
読み込んだ前記外部の動作設定（ＸＡ１）と前記局所評価関数（ＬＢＦ）を最適化した結果（ＯＬＢＥ）として更新された動作設定（ＬＢＥ）とに依存した前記他の評価関数（ＥＢＦ）の最適化と、
によって、最適化された局所的動作設定（ＯＬＢＥ，Ｘ１）を決定するように構成された最適化モジュール（ＯＰＴ）と、
ｄ）前記生産モジュール（ＰＭ）において前記最適化された局所的動作設定（ＯＬＢＥ）を設定するための制御モジュール（ＳＭ）と、
を有する制御装置（ＣＴＬ）。
【請求項２】
前記最適化モジュール（ＯＰＴ）が、
前記局所的評価関数（ＬＢＦ）の最適化と、前記決定された外部の動作設定（ＸＡ１）の読み込みと、前記他の評価関数（ＥＢＦ）の最適化とを、これらのステップ（１，２，３）を含むループ（Ｓ）内で反復し、
各ループ過程で局所的中断基準を検査し、
前記中断基準が満たされた結果として前記ループ（Ｓ）から脱出するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の制御装置。
【請求項３】
前記中断基準が共通な制限（ＩＣＲ）の違反に関する閾値を含むことを特徴とする請求
項２記載の制御装置。
【請求項４】
前記最適化モジュール（ＯＰＴ）が、前記最適化された局所的動作設定（ＯＬＢＥ，Ｘ１）を隣接した前記生産モジュールに転送するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の制御装置。
【請求項５】
前記最適化モジュール（ＯＰＴ）が、前記最適化された局所的動作設定（ＯＬＢＥ，Ｘ１）の決定を、隣接した前記生産モジュール（ＰＭＡ）による対応した前記局所的動作設定（ＸＡ１）の決定と並行して行うように構成されており、隣接した生産生産モジュール（ＰＭＡ）と、逐次的に現在の最適化段階の局所的動作設定（Ｘ１，ＸＡ１）が交換されることを特徴とする請求項２乃至４の１つに記載の制御装置。
【請求項６】
前記データメモリ（ＭＥＭ）が、それぞれの動作設定又は制限を識別するための標識と、この動作設定又は制限を表す値データ、範囲データおよび比較データの少なくとも１つとを一緒に記憶するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の制御装置。
【請求項７】
前記設定管理モジュール（ＥＭ）が、製品（Ｐ）および隣接した生産モジュール（ＰＭＡ）の少なくとも一方を有する前記生産モジュール（ＰＭ）との相互作用に起因した制限を個別に取得するとともに、相互作用に起因した制限（ＩＣＲ）としてデータメモリ（ＭＥＭ）に記憶するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の制御装置。
【請求項８】
前記設定管理モジュール（ＥＭ）が、
製品（Ｐ）および隣接した生産モジュール（ＰＭＡ）の少なくとも一方を動的に検出し、
この検出の結果として変化情報を生成し、
前記変化情報を前記最適化モジュール（ＯＰＴ）および隣接した生産モジュール（ＰＭＡ）の少なくとも一方に伝達するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載の制御装置。
【請求項９】
前記設定管理モジュール（ＥＭ）が、前記検出の結果として、前記製品（Ｐ）および前記隣接した生産モジュール（ＰＭＡ）を有する前記生産モジュール（ＰＭ）との相互作用に起因した制限（ＩＣＲ）の取得を引き起こすように構成されていることを特徴とする請求項８記載の制御装置。
【請求項１０】
前記最適化モジュール（ＯＰＴ）が、変化情報を受け取ることによって、前記局所的評価関数（ＬＢＦ）の最適化、決定された前記外部の動作設定（ＸＡ１）の読み込み、および、前記他の評価関数（ＥＢＦ）の最適化の少なくとも一つを実行するように構成されていることを特徴とする請求項８又は９記載の制御装置。
【請求項１１】
前記局所的評価関数（ＬＢＦ）および前記他の評価関数（ＥＢＦ）が共通な評価関数により実施されており、その共通な評価関数が共通な制限（ＩＣＲ）の違反を評価するために可変の重みで呼び出し可能であることを特徴とする請求項１乃至１０の１つに記載の制御装置。
【請求項１２】
前記最適化モジュール（ＯＰＴ）が、前記共通な制限（ＩＣＲ）の違反を評価するために、前記他の評価関数（ＥＢＦ）の連続的に行われる最適化を増大する重みを用いて実行するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至１１の１つに記載の制御装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の１つに記載の制御装置を有する生産モジュール（ＰＭ，ＰＭＡ）。
【請求項１４】
ａ）生産モジュール（ＰＭ，ＰＭＡ）の動作設定（ＬＢＥ）と、前記動作設定の少なくとも一部によって順守されなければならない制限（ＬＣＲ，ＩＣＲ，ＥＣＲ）とが記憶され、
ｂ）生産モジュール（ＰＭ）の局所的動作設定（Ｘ１）が共通な制限（ＩＣＲ）に基づいて隣接した生産モジュール（ＰＭＡ）のどの外部の動作設定（ＸＡ１）に依存しているかが決定され、
ｃ）局所的動作設定（Ｘ１）を評価する局所的評価関数（ＬＢＦ）と、前記共通な制限（ＩＣＲ）の違反を評価する他の評価関数（ＥＢＦ）とに基づいて、最適化された局所的動作設定（ＯＬＢＥ，Ｘ１）が、
前記局所的評価関数（ＬＢＦ）の最適化と、
決定された前記外部の動作設定（ＸＡ１）の読み込みと、
読み込まれ前記外部の動作設定（ＸＡ１）に依存した前記他の評価関数（ＥＢＦ）の最適化と、
によって決定され、
ｄ）生産モジュール（ＰＭ）に、最適化された局所的動作設定（ＯＬＢＥ）が設定される、
請求項１乃至１２の１つに記載の制御装置（ＣＴＬ）を操作するための方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の方法を実施するように構成された、請求項１乃至１２の１つに記載の制御装置（ＣＴＬ）のためのコンピュータプログラム。
【請求項１６】
請求項１５記載のコンピュータプログラムを有するコンピュータ読取可能な記憶媒体。
【国際調査報告】
2018519590.tif 000005
2018519590.tif 000006
2018519590.tif 000007
2018519590.tif 000008