JP7638146B2 - Computer system and method for controlling computer system - Google Patents
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Description
本発明は、自律体として機能するオブジェクトが協調して動作するシステムに関する。 The present invention relates to a system in which objects functioning as autonomous entities work in cooperation with one another.
自律体として機能するオブジェクトが協調して動作するシステムに関する技術として特許文献1に記載の技術が知られている。 The technology described in Patent Document 1 is known as a technology related to a system in which objects functioning as autonomous entities work in cooperation with each other.
特許文献1には、「複数の自律体を有する自律体システムであって、複数の自律体の各々は、状況を把握する状況把握部と、把握された状況に基づいて動作を決定する動作決定部と、決定した動作を実行する動作実行部と、を有し、前記自律体システムが有する前記複数の自律体は、一つ以上の第1の自律体と、二つ以上の第2の自律体とを含み、第1の自律体の状況把握部が把握する状況は、第2の自律体の状況を含み、第2の自律体の状況把握部が把握する状況は、第1の自律体の動作実行部によって実行された動作の結果を含み、第2の自律体の動作決定部は、第1の自律体の動作実行部によって実行された動作の結果に基づいて動作を決定する。」と記載されている。 Patent document 1 states, "An autonomous body system having a plurality of autonomous bodies, each of which has a situation grasping unit that grasps a situation, an operation decision unit that decides an operation based on the grasped situation, and an operation execution unit that executes the determined operation, the plurality of autonomous bodies of the autonomous body system include one or more first autonomous bodies and two or more second autonomous bodies, the situation grasped by the situation grasping unit of the first autonomous body includes the situation of the second autonomous body, the situation grasped by the situation grasping unit of the second autonomous body includes the result of the operation executed by the operation execution unit of the first autonomous body, and the operation decision unit of the second autonomous body decides the operation based on the result of the operation executed by the operation execution unit of the first autonomous body."
自律体として機能するオブジェクトは、タスク遂行のために実行する行動を決定するための方策(モデル)を保持する。タスク及びタスクを遂行する系(環境)等に応じて方策は異なる。方策は、一般的に、学習処理によって生成され、また、更新される。 An object that functions as an autonomous entity holds a policy (model) for determining the actions to be taken to accomplish a task. The policy differs depending on the task and the system (environment) in which the task is to be performed. The policy is generally generated and updated through a learning process.
タスク及び系の少なくともいずれかが変化した場合に、新たな方策を獲得する方法として以下の二つが考えられる。 When the task and/or system changes, there are two possible ways to acquire a new policy:
一つの方法は、現在の方策に基づいて行動を試行錯誤することによって、新たな方策を獲得する方法である。この方法の場合、タスクを遂行に必要な行動が行わない可能性がある。 One way is to acquire new strategies by trial and error of actions based on the current strategies. With this method, there is a risk that the actions required to complete the task will not be performed.
もう一つの方法は、現在の方策を初期化し、行動を試行錯誤することによって、新たな方策を獲得する方法である。この方法の場合、学習コストが大きくなるという問題がある。 The other method is to initialize the current policy and acquire a new policy by trial and error. This method has the problem of high learning costs.
本発明は、自律体として機能するオブジェクトの方策の効率的な獲得を支援する方法及びシステムを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a method and system that supports efficient acquisition of strategies for an object functioning as an autonomous entity.
本願において開示される発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、制御系を構成する、自律的に動作する複数のオブジェクトと、前記複数のオブジェクトと通信可能に接続する制御システムとを備える計算機システムであって、前記制御システムは、少なくとも一つの計算機を含み、前記制御系の一部であって、前記オブジェクトを含む部分系の定義及び前記部分系において遂行されるタスクの定義を含む初期情報と、前記制御系において遂行されるタスクの計画と、を保持し、前記制御系全体の状態を把握するための監視データを取得し、前記監視データから時系列データを生成し、前記初期情報及び前記計画を用いて、前記部分系及び前記部分系において遂行するタスクの識別情報を決定し、前記部分系の識別情報、前記タスクの識別情報、及び前記時系列データを対応づけた監視履歴を生成し、第1データベースに保存し、前記タスクの遂行のために実行する行動を決定するための方策を新たに生成する必要があるターゲットオブジェクトが存在する場合、前記計画を参照して、前記ターゲットオブジェクトを含む前記部分系と、当該部分系において遂行される前記タスクとを特定し、前記第1データベースから、特定された前記部分系及び特定された前記タスクの組合せに一致する前記監視履歴を取得し、前記ターゲットオブジェクトに、取得した前記監視履歴を送信し、前記オブジェクトは、前記部分系の状態及び前記方策に基づいて実行する行動を決定し、決定された前記行動を実行し、実行した前記行動に関する行動履歴を第2データベースに保存し、前記計算機から前記監視履歴を受信した場合、前記行動履歴及び受信した前記監視履歴を用いて前記新たな方策を生成する。
A representative example of the invention disclosed in the present application is as follows: That is, a computer system including a plurality of autonomously operating objects constituting a control system and a control system communicably connected to the plurality of objects, the control system including at least one computer, being a part of the control system, holding initial information including a definition of a subsystem including the objects and a definition of a task to be performed in the subsystem, and a plan of the task to be performed in the control system, acquiring monitoring data for grasping the state of the entire control system, generating time-series data from the monitoring data, determining identification information of the subsystem and the task to be performed in the subsystem using the initial information and the plan, generating a monitoring history in which the identification information of the subsystem, the identification information of the task, and the time-series data are associated with each other, and storing the monitoring history in a first database. and when there is a target object for which a new measure for determining an action to be performed in order to accomplish the task is required, the plan is referred to to identify the subsystem including the target object and the task to be performed in the subsystem , the monitoring history that matches the combination of the identified subsystem and the identified task is obtained from the first database , and the obtained monitoring history is transmitted to the target object, the object determines an action to be performed based on the state of the subsystem and the measure, performs the determined action, and stores an action history relating to the performed action in a second database, and when the monitoring history is received from the computer, the new measure is generated using the action history and the received monitoring history.
本発明によれば、制御システムは、有用な監視履歴を送信することによって、自律体として機能するオブジェクトの方策の効率的な獲得を支援できる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。 According to the present invention, the control system can support efficient acquisition of strategies for an object functioning as an autonomous entity by transmitting useful monitoring history. Problems, configurations, and effects other than those described above will become clear from the description of the following embodiment.
以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。ただし、本発明は以下に示す実施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。本発明の思想ないし趣旨から逸脱しない範囲で、その具体的構成を変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings. However, the present invention should not be interpreted as being limited to the description of the embodiment shown below. It will be easily understood by those skilled in the art that the specific configuration can be changed without departing from the concept or spirit of the present invention.
以下に説明する発明の構成において、同一又は類似する構成又は機能には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 In the configuration of the invention described below, the same or similar configurations or functions are given the same reference symbols, and duplicate explanations are omitted.
本明細書等における「第1」、「第2」、「第3」等の表記は、構成要素を識別するために付するものであり、必ずしも、数又は順序を限定するものではない。 In this specification, the terms "first," "second," "third," and the like are used to identify components and do not necessarily limit the number or order.
図面等において示す各構成の位置、大きさ、形状、及び範囲等は、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、及び範囲等を表していない場合がある。したがって、本発明では、図面等に開示された位置、大きさ、形状、及び範囲等に限定されない。 The position, size, shape, range, etc. of each component shown in the drawings, etc. may not represent the actual position, size, shape, range, etc., in order to facilitate understanding of the invention. Therefore, the present invention is not limited to the position, size, shape, range, etc. disclosed in the drawings, etc.
図1は、実施例1の計算機システムの構成例を示す図である。 Figure 1 is a diagram showing an example of the configuration of a computer system in the first embodiment.
計算機システムは、制御システム100及び複数の装置101を含む。制御システム100及び複数の装置101によって一つの系(制御系)が構成される。制御システム100及び装置101は、ネットワークを介して接続される。ネットワークは、例えば、WAN(Wide Area Network)及びLAN(Local Area Network)等であり、接続方式は有線及び無線のいずれでもよい。
The computer system includes a
制御システム100及び装置101は自律体として機能する。ここで、自律体とは、自身を含む系の状態を把握し、状態に応じて行動を選択し、選択した行動を実行するオブジェクトを表す。なお、人間が状態を判断し、判断結果に基づいて行動を選択し、装置101に対して行動を実行するための操作を行うオブジェクトも自律体として扱うことができる。また、人間そのものを自律体として扱うこともできる。
The
制御システム100は、制御系の状態を監視し、制御系全体を最適化するために装置101に協調を促す出力を送信する。出力は、例えば、制御情報及び制御指示等である。制御システム100は、装置101の状態及び実行した行動等の情報を取得せずに、制御系を俯瞰的に監視する。例えば、物流倉庫が制御系である場合、制御システム100は、物流倉庫内の物品の位置、装置の位置、及び装置の稼働状態等を監視する。
The
なお、制御システム100は、制御系全体を最適化する自律体であり、全体知と呼んでもよい。
The
制御システム100は、制御部110及び監視部111を有し、また、監視履歴データベース120を保持する。監視部111は、制御系の状態を把握するための監視データを取得し、監視履歴400(図4参照)として監視履歴データベース120に格納する。制御部110は、監視履歴400に基づいて、制御系全体を最適化するための出力を決定し、対象の装置101に出力を送信する。例えば、制御部110は、制御系全体に対して設定されたKPI(Key Performance Indicator)を改善する出力を送信する。
The
装置101が存在する空間には、監視データを取得するカメラ、センサ等が設置されている。装置101の状態を特定するための情報として、画像、動画、並びに、温度及び湿度等の計測値等の監視データが取得される。なお、センサは装置101に設置されてもよい。装置101に設置されるセンサは、装置101の通信手段とは異なる通信手段を用いて、制御システム100に監視データを送信する。
In the space in which the
装置101は、所定の目的を達成するためのタスクを遂行する。具体的には、装置101は、センサ等を用いて、自身を含む系の状態を把握し、状態及び制御システム100からの出力に基づいて、タスク遂行のための行動を選択し、行動を実行する。装置101は、制御系の一部であって、装置101の周囲の系(部分系)の下で、自律的に行動を選択する。
The
装置101は、例えば、ピッキングロボット、搬送車、及びフォークリフト等である。装置101がピッキングロボットである場合、ピッキングロボットは、「物品Aの把持及び移動」というタスクを遂行するために、物品Aの収容状態等に応じて、アームを所定の角度に伸ばし、物品Aの所定の位置で物品Aを把持し、物品Aを配置エリアの所定の位置に置く、という行動を実行する。
The
なお、装置101は、部分系を最適化する自律体であり、自律個と呼んでもよい。
Note that
装置101は、行動決定部130、実行部131、及び学習部132を有し、また、行動履歴データベース140を保持する。行動決定部130は、行動を決定するための行動方策150、部分系の状態、及び制御システム100の出力に基づいて、行動を選択する。例えば、行動決定部130は、部分系に対して設定されたKPIを改善する行動を決定する。なお、行動方策150では部分系が環境として扱われる。実行部131は、選択された行動を実行し、実行した行動に関する行動履歴500(図5参照)を行動履歴データベース140に格納する。学習部132は、行動履歴500を用いて、行動方策150を生成するための学習処理を実行する。学習処理は、例えば、強化学習である。
The
図2は、実施例1の制御システム100に含まれる計算機200の構成の一例を示す図である。
Figure 2 is a diagram showing an example of the configuration of the
制御システム100は、少なくとも一つの計算機200を含む。計算機200は、プロセッサ201、メモリ202、及びネットワークインタフェース203を有する。なお、計算機200は、HDD(Hard Disk Drive)及びSSD(Solid State Drive)等の記憶装置を有してもよい。また、計算機200は、キーボード、マウス、及びタッチパネル等の入力装置、並びに、ディスプレイ等の出力装置を有してもよい。
The
プロセッサ201は、メモリ202に格納されるプログラムを実行する。プロセッサ201がプログラムにしたがって処理を実行することによって、特定の機能部(モジュール)として動作する。以下の説明では、機能部を主語に処理を説明する場合、プロセッサ201が当該機能部を実現するプログラムを実行していることを示す。
The
メモリ202は、プロセッサ201が実行するプログラム及びプログラムが使用する情報を格納する。本実施例のメモリ202は、制御部110及び監視部111を実現するプログラムを格納し、また、監視履歴データベース120を格納する。
The
ネットワークインタフェース203は、ネットワークを介して外部装置と通信するためのインタフェースである。
The
なお、計算機200が有する各機能部は、複数の機能部を一つの機能部にまとめてもよいし、一つの機能部を機能毎に複数の機能部に分けてもよい。
Note that each functional unit of the
なお、制御システム100は、監視履歴データベース120を管理するストレージシステムを含んでもよい。
The
図3は、実施例1の装置101の構成の一例を示す図である。
Figure 3 is a diagram showing an example of the configuration of
装置101は、プロセッサ301、メモリ302、ネットワークインタフェース303、及び駆動装置304を有する。なお、装置101は、記憶装置、入力装置、及び出力装置を有してもよい。
The
プロセッサ301、メモリ302、及びネットワークインタフェース303は、プロセッサ201、メモリ202、及びネットワークインタフェース203と同じハードウェア要素である。駆動装置304は、行動に応じた動作を実現する装置であり、ローラ、ベルト、センサ、モータ、リフト、アーム、及びタイヤ等である。
The
本実施例のメモリ302は、行動決定部130、実行部131、及び学習部132を実現するプログラムを格納し、また、行動履歴データベース140を格納する。
The memory 302 in this embodiment stores programs that realize the
なお、装置101が有する各機能部は、複数の機能部を一つの機能部にまとめてもよいし、一つの機能部を機能毎に複数の機能部に分けてもよい。
In addition, each functional unit of the
図4は、実施例1の監視履歴400のデータ構造の一例を示す図である。
Figure 4 shows an example of the data structure of the
監視履歴400は、部分系ID401、タスクID402、期間403、及び時系列データ404を含む。
The
部分系ID401は、部分系を識別するための環境IDを格納するフィールドである。タスクID402は、部分系において遂行されるタスクを識別するためのタスクIDを格納するフィールドである。
なお、部分系及びタスクを一つの識別情報で識別するようにしてもよい。例えば、上位ビットが部分系を表し、下位ビットがタスクを表すビット列が考えられる。 The subsystems and tasks may be identified by a single piece of identification information. For example, a bit string may be used in which the higher bits represent the subsystems and the lower bits represent the tasks.
時系列データ404は、監視データから生成される時系列データを格納するフィールドである。監視データが画像又は計測値の場合、時間が連続する、複数の画像及び計測値から生成された時系列データが時系列データ404に格納される。監視データが動画の場合、一つの動画が時系列データ404に格納される。期間403は、時系列データの期間を格納するフィールドである。例えば、「2020/04/01 09:30-2020/04/01 09:40」等が格納される。
図5は、実施例1の行動履歴500のデータ構造の一例を示す図である。
Figure 5 is a diagram showing an example of the data structure of the
行動履歴500は、タスクID501、時間502、状態503、行動504、及び遷移状態505を含む。
The
タスクID501は、装置101が遂行するタスクを識別するためのタスクIDを格納するフィールドである。時間502は、選択された行動が実行された時刻を格納するフィールドである。状態503は、行動実行前の部分系の状態に関するデータを格納するフィールドである。行動504は、選択した行動に関するデータを格納するフィールドである。遷移状態505は、行動実行後の部分系の状態に関するデータを格納するフィールドである。
図6は、実施例1の制御システム100が実行する制御処理の一例を説明するフローチャートである。図7は、実施例1の制御システム100によって提示される画面の一例を示す図である。
FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a control process executed by the
監視部111は、制御系から監視データを取得する(ステップS101)。
The
このとき、監視部111は、監視履歴400として管理するために必要な時間幅(例えば、10分等)の監視データが取得されるまで、監視データを一時的に蓄積する。なお、監視部111は、制御系において遂行するタスクの計画を保持し、当該計画に基づいて、時系列データを生成するための時間幅を決定してもよい。
At this time, the
次に、監視部111は、監視データから監視履歴400を生成し(ステップS102)、監視履歴データベース120に監視履歴400を保存する(ステップS103)。
Next, the
具体的には、監視部111は、監視データから時系列データを生成し、付与する部分系ID及びタスクIDを決定する。また、監視部111は、部分系ID、タスクID、時系列データ、及び時系列データの期間を含む監視履歴400を生成する。
Specifically, the
ここで、部分系ID及びタスクIDの付与方法として以下のような方法が考えられる。 Here, the following methods can be considered for assigning subsystem IDs and task IDs:
(方法1)制御システム100に部分系の定義及び部分系IDの対応付け、並びに、タスクの定義及びタスクIDの対応付けを初期情報として設定する。また、制御システム100にタスクの計画を設定する。監視部111は、監視データの取得位置、タスクの計画、及び初期情報に基づいて、部分系ID及びタスクIDを決定する。
(Method 1) Set the definition of a subsystem and the correspondence between the subsystem ID and the definition of a task and the correspondence between the task ID in the
(方法2)監視部111は、ユーザに対して、部分系ID及びタスクIDを入力するための画面700を提示する。画面700は、時系列データ表示欄701、部分系ID入力欄702、タスクID入力欄703、及び登録ボタン704を含む。時系列データ表示欄701には、監視履歴400に含まれる時系列データが表示される。なお、ユーザが監視履歴400に含める時系列データを選択できるようにしてもよい。部分系ID入力欄702及びタスクID入力欄703は、部分系ID及びタスクIDを入力するための欄である。ユーザは、時系列データを参照して、部分系ID入力欄702及びタスクID入力欄703に値を入力する。登録ボタン704は、部分系ID入力欄702及びタスクID入力欄703に入力した値を登録するための操作ボタンである。
(Method 2) The
図6の説明に戻る。 Return to the explanation of Figure 6.
制御部110は、監視履歴400に基づいて、制御系全体の状態を把握し、制御系全体を最適化するための出力を決定し、決定した出力を装置101に送信する(ステップS104)。例えば、制御部110は、図示しない方策及び監視履歴400を用いて出力を決定する。制御部110の方策では制御系が環境として扱われる。なお、制御部110は、監視データに基づいて、制御系全体の状態を把握してもよい。
The
このように、制御システム100は、部分系のKPI等、各装置101の特性を把握することなく、制御系全体の最適化を促す出力を装置101に送信する。
In this way, the
なお、制御システム100は、監視履歴データベース120とは別に行動履歴データベースを保持してもよい。この場合、制御部110は、出力を送信した時刻、出力送信前の制御系の状態、決定した出力、及び出力送信後の制御系の状態を含む行動履歴を生成し、行動履歴データベースに格納する。制御システム100は、行動履歴データベースを用いて、方策を生成又は更新するための学習処理を実行してもよい。
The
図8は、実施例1の制御システム100が実行する監視履歴送信処理を説明するフローチャートである。
Figure 8 is a flowchart explaining the monitoring history transmission process executed by the
制御システム100の制御部110は、ある装置101について、部分系及びタスクのいずれかの変化に伴って、新たな行動方策150が必要と判定した場合、監視履歴送信処理を実行する。例えば、ユーザからの入力に基づいて新たな行動方策150の要否を判定できる。
When the
以下の説明では、新たな行動方策150が必要となった装置101をターゲット装置101と記載する。
In the following description, the
制御部110は、新たな行動方策150を適用する部分系及びタスクを確認する(ステップS201)。例えば、制御部110は、タスクの計画、又は、ユーザ入力に基づいて、新たな行動方策150を適用する部分系及びタスクを確認する。
The
次に、制御部110は、監視履歴データベース120から、確認した部分系及びタスクに対応する監視履歴400を選択する(ステップS202)。具体的には、制御部110は、部分系ID401及びタスクID402の値が、確認した部分系及びタスクの識別情報に一致する監視履歴400を選択する。
Next, the
次に、制御部110は、ターゲット装置101に、選択した監視履歴400を含む学習指示を送信する(ステップS203)。
Next, the
図9は、実施例1の装置101が実行する行動決定処理を説明するフローチャートである。
Figure 9 is a flowchart explaining the action decision process executed by the
装置101は、センサ等を用いて、部分系の状態を把握するための状態データを取得する(ステップS301)。
The
装置101の行動決定部130は、状態データ及び行動方策150に基づいて、行動を決定し、装置101の実行部131は、決定した行動を実行する(ステップS302)。制御システム100から出力を受信している場合、実行部131は、状態データ、行動方策150、及び当該出力に基づいて、行動を決定する。実行部131は、制御システム100から受信した出力をそのまま使用するわけではなく、部分系のKPI等を改善するように、自律的に行動を決定する。
The
装置101の実行部131は、実行した行動に関する行動履歴500を生成し、行動履歴データベース140に行動履歴500を格納する(ステップS303)。
The
このように、装置101は、他の装置101の特性等を把握することなく、部分系を最適化するように行動を実行する。
In this way,
図10は、実施例1の装置101が実行する行動方策生成処理を説明するフローチャートである。
Figure 10 is a flowchart explaining the action plan generation process executed by the
装置101の学習部132は、実行契機が発生した場合、行動方策生成処理を実行する。例えば、一定時間の経過、行動履歴500が一定数蓄積された場合、又は、制御システム100からの学習指示の受信等が実行契機となる。ここでは、制御システム100から学習指示を受信した場合に実行される行動方策生成処理を説明する。
The
なお、行動方策生成処理は、タスクの開始前に実行されてもよいし、また、タスクの遂行中に実行されてもよい。タスクの遂行中に新たな行動方策150を生成することによって、タスクの切り替えに迅速に対応することができる。
The action plan generation process may be executed before the start of a task, or may be executed while the task is being performed. By generating a
学習部132は、行動履歴データベース140に格納される行動履歴500、及び制御システム100から受信した監視履歴400を読み出す(ステップS401)。
The
次に、学習部132は、監視履歴400及び行動履歴500を用いて、学習処理を実行する(ステップS402)。本実施例では、強化学習が実行されるものとする。強化学習は公知の技術であるため詳細な説明は省略する。
Next, the
次に、学習部132は、学習処理によって生成された新たな行動方策150を保存する(ステップS403)。
Next, the
学習部132は、現在の行動方策150を新たな行動方策150に更新してもよいし、現在の行動方策150を更新せずに、新たな行動方策150をストックとして保存してもよい。
The
具体例を用いて、実施例1に係る発明の効果を説明する。ここでは、装置101としてピッキングロボットを考える。ピッキングロボットは、「単独で、搬送レーン上の物品Aを把持し、所定の位置に移動させる」タスクAを遂行しているものとする。また、当該ピッキングロボットに、「二つのピッキングロボットが協働して物品Aを把持し、所定の位置に移動させる」タスクBが新たに割り当てられるものとする。ただし、部分系は同一であるものとする。
The effect of the invention according to the first embodiment will be explained using a concrete example. Here, a picking robot is considered as the
現在の行動方策150を用いて行動の試行錯誤を行う場合、ピッキングロボット同士が衝突を回避しようとして物品の把持が成功しない可能性がある。この場合、新たな方策を生成できない。ピッキングロボットが、行動方策150を初期化し、行動の試行錯誤を行って、行動方策150を更新する方法が考えられる。しかし、この方法の場合、学習処理のコストが高いという問題がある。
When trial and error of behavior is performed using the
実施例1の制御システム100は、部分系が同一で、かつ、タスクBを遂行していたピッキングロボットに関する監視履歴400を送信することによって試行錯誤する行動を絞り込むことができる。したがって、学習処理のコストを削減することができる。
The
以上で説明したように、実施例1によれば、制御システム100は、装置101に新たな行動方策150の生成に有用な監視履歴400を送信できる。装置101は、行動履歴500及び監視履歴400を用いることによって、効率的に行動方策150を生成することができる。
As described above, according to the first embodiment, the
実施例2では、制御システム100は、サブタスク単位に監視履歴400を分割し、分割された監視履歴400を装置101に送信する。以下、実施例1との差異を中心に実施例2について説明する。
In the second embodiment, the
実施例2の計算機システムの構成は実施例1と同一である。実施例2の制御システム100及び装置101のハードウェア構成及びソフトウェア構成は実施例1と同一である。実施例2の制御処理、行動決定処理、及び行動方策生成処理は、実施例1と同一である。
The configuration of the computer system in Example 2 is the same as that in Example 1. The hardware configuration and software configuration of the
実施例2では、監視履歴送信処理が一部異なる。図11は、実施例2の制御システム100が実行する監視履歴送信処理を説明するフローチャートである。
In the second embodiment, the monitoring history transmission process is partially different. FIG. 11 is a flowchart explaining the monitoring history transmission process executed by the
制御部110は、新たな行動方策150を適用する部分系及びタスクを確認する(ステップS201)。
The
次に、制御部110は、監視履歴データベース120から、確認した部分系及びタスクの識別情報(部分系ID及びタスクID)に対応する監視履歴400を選択する(ステップS202)。
Next, the
次に、制御部110は、選択された監視履歴400をサブタスク単位に分割することによって、部分監視履歴を生成する(ステップS211)。分割方法としては、以下のような方法が考えられる。
Next, the
(方法1)制御部110は、非特許文献1に記載の手法を用いて監視履歴400をサブタスク単位に分割する。なお、非特許文献1に記載の手法を用いれば、サブタスク間の遷移順番等、サブタスク間の因果関係も取得できる。
(Method 1) The
(方法2)制御部110は、タスクの計画に基づいて、各サブタスクが遂行される時間範囲を特定し、特定された時間範囲に基づいて、監視履歴400をサブタスク単位に分割する。
(Method 2) The
次に、制御部110は、ターゲット装置101に、部分監視履歴を含む学習指示を送信する(ステップS212)。このとき、制御部110は、重要なサブタスクの部分監視履歴のみを学習指示に含めてもよい。また、制御部110は、サブタスク間の因果関係に基づいて、関連性を有するサブタスクの部分監視履歴のみを学習指示に含めてもよい。
Next, the
実施例2によれば、監視履歴400をサブタスク単位に分割した部分監視履歴を送信することによって、サブタスク単位で試行錯誤する行動を絞り込むことができる。したがって、学習部132は、行動方策150をより効率的に生成することができる。
According to the second embodiment, by transmitting a partial monitoring history in which the
なお、監視部111が、非特許文献1に記載の手法を用いて、監視履歴400から部分監視履歴を生成し、監視履歴データベース120に保存してもよい。この場合、監視部111は、部分監視履歴にサブタスクの識別情報を含める。制御部110は、監視部111によって生成された部分監視履歴を選択し、ターゲット装置101に送信する。
The
実施例3では、制御システム100は、新たな行動方策150を適用する部分系と同一の部分系であって、新たな行動方策150を適用するタスクと同一のタスクを遂行する装置101から行動履歴500を取得し、ターゲット装置101に送信する。以下、実施例1との差異を中心に実施例3について説明する。
In Example 3, the
実施例3の計算機システムの構成は実施例1と同一である。実施例3の制御システム100及び装置101のハードウェア構成及びソフトウェア構成は実施例1と同一である。実施例3の制御処理、行動決定処理、及び行動方策生成処理は、実施例1と同一である。
The configuration of the computer system in Example 3 is the same as that in Example 1. The hardware configuration and software configuration of the
実施例3では、監視履歴送信処理が一部異なる。図12は、実施例3の制御システム100が実行する監視履歴送信処理を説明するフローチャートである。
In the third embodiment, the monitoring history transmission process is partially different. FIG. 12 is a flowchart explaining the monitoring history transmission process executed by the
制御部110は、新たな行動方策150を適用する部分系及びタスクを確認する(ステップS201)。
The
次に、制御部110は、確認した部分系及びタスクに対応する行動履歴500を保持するソース装置101を特定する(ステップS221)。例えば、制御部110は、タスクの計画に基づいてソース装置101を特定する。
Next, the
次に、制御部110は、ソース装置101から行動履歴500を取得する(ステップS222)。
Next, the
次に、制御部110は、ターゲット装置101に、行動履歴500を含む学習指示を送信する(ステップS223)。
Next, the
なお、制御部110は、実施例1と同様に、監視履歴データベース120から監視履歴400を取得してもよい。
The
実施例3によれば、他の装置101の行動履歴500をターゲット装置101に送信することによって、学習部132は、行動方策150をより効率的に生成することができる。
According to Example 3, by transmitting the
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために構成を詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実施例の構成の一部について、他の構成に追加、削除、置換することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes various modified examples. For example, the above-described embodiments are provided to explain the present invention in detail, and are not necessarily limited to those including all of the described configurations. In addition, it is possible to add, delete, or replace part of the configuration of each embodiment with another configuration.
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、本発明は、実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードによっても実現できる。この場合、プログラムコードを記録した記憶媒体をコンピュータに提供し、そのコンピュータが備えるプロセッサが記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施例の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそれを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、CD-ROM、DVD-ROM、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)、光ディスク、光磁気ディスク、CD-R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROMなどが用いられる。 The above-mentioned configurations, functions, processing units, processing means, etc. may be realized in part or in whole by hardware, for example by designing them as integrated circuits. The present invention can also be realized by software program code that realizes the functions of the embodiments. In this case, a storage medium on which the program code is recorded is provided to a computer, and a processor included in the computer reads the program code stored in the storage medium. In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-mentioned embodiments, and the program code itself and the storage medium on which it is stored constitute the present invention. Examples of storage media for supplying such program code include flexible disks, CD-ROMs, DVD-ROMs, hard disks, SSDs (Solid State Drives), optical disks, magneto-optical disks, CD-Rs, magnetic tapes, non-volatile memory cards, ROMs, etc.
また、本実施例に記載の機能を実現するプログラムコードは、例えば、アセンブラ、C/C++、perl、Shell、PHP、Python、Java(登録商標)等の広範囲のプログラム又はスクリプト言語で実装できる。 In addition, the program code that realizes the functions described in this embodiment can be implemented in a wide range of program or script languages, such as assembler, C/C++, perl, Shell, PHP, Python, Java (registered trademark), etc.
さらに、実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを、ネットワークを介して配信することによって、それをコンピュータのハードディスクやメモリ等の記憶手段又はCD-RW、CD-R等の記憶媒体に格納し、コンピュータが備えるプロセッサが当該記憶手段や当該記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行するようにしてもよい。 Furthermore, the program code of the software that realizes the functions of the embodiment may be distributed over a network and stored in a storage means such as a computer's hard disk or memory, or in a storage medium such as a CD-RW or CD-R, and the processor of the computer may read and execute the program code stored in the storage means or storage medium.
上述の実施例において、制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。全ての構成が相互に接続されていてもよい。 In the above examples, the control lines and information lines are those that are considered necessary for the explanation, and not all control lines and information lines in the product are necessarily shown. All components may be interconnected.
100 制御システム
101 装置
110 制御部
111 監視部
120 監視履歴データベース
130 行動決定部
131 実行部
132 学習部
140 行動履歴データベース
150 行動方策
200 計算機
201、301 プロセッサ
202、302 メモリ
203、303 ネットワークインタフェース
304 駆動装置
400 監視履歴
500 行動履歴
700 画面
701 時系列データ表示欄
702 部分系ID入力欄
703 タスクID入力欄
704 登録ボタン
100
Claims (12)
前記制御システムは、
少なくとも一つの計算機を含み、
前記制御系の一部であって、前記オブジェクトを含む部分系の定義及び前記部分系において遂行されるタスクの定義を含む初期情報と、前記制御系において遂行されるタスクの計画と、を保持し、
前記制御系全体の状態を把握するための監視データを取得し、
前記監視データから時系列データを生成し、前記初期情報及び前記計画を用いて、前記部分系及び前記部分系において遂行するタスクの識別情報を決定し、前記部分系の識別情報、前記タスクの識別情報、及び前記時系列データを対応づけた監視履歴を生成し、第1データベースに保存し、
前記タスクの遂行のために実行する行動を決定するための方策を新たに生成する必要があるターゲットオブジェクトが存在する場合、前記計画を参照して、前記ターゲットオブジェクトを含む前記部分系と、当該部分系において遂行される前記タスクとを特定し、
前記第1データベースから、特定された前記部分系及び特定された前記タスクの組合せに一致する前記監視履歴を取得し、
前記ターゲットオブジェクトに、取得した前記監視履歴を送信し、
前記オブジェクトは、
前記部分系の状態及び前記方策に基づいて実行する行動を決定し、
決定された前記行動を実行し、
実行した前記行動に関する行動履歴を第2データベースに保存し、
前記計算機から前記監視履歴を受信した場合、前記行動履歴及び受信した前記監視履歴を用いて前記新たな方策を生成することを特徴とする計算機システム。 A computer system including a plurality of autonomously operating objects constituting a control system, and a control system communicatively connected to the plurality of objects,
The control system includes:
at least one computer;
a part of the control system, which holds initial information including a definition of a subsystem including the object and a definition of a task to be performed in the subsystem, and a plan of the task to be performed in the control system;
Obtaining monitoring data for grasping the overall state of the control system;
generating time-series data from the monitoring data, determining identification information of the subsystem and a task to be performed in the subsystem using the initial information and the plan, generating a monitoring history in which the identification information of the subsystem, the identification information of the task, and the time-series data correspond to each other, and storing the generated monitoring history in a first database;
When there is a target object for which a new policy needs to be generated to determine an action to be taken to accomplish the task, referring to the plan, the subsystem including the target object and the task to be accomplished in the subsystem are identified;
obtaining , from the first database, the monitoring history that matches the combination of the identified subsystem and the identified task ;
Transmitting the acquired monitoring history to the target object;
The object is
determining an action to take based on the state of the subsystem and the policy;
Carrying out said determined action;
storing an action history relating to the performed action in a second database;
a computer system, when receiving the monitoring history from the computer, generating the new measure using the action history and the received monitoring history.
前記制御システムは、
前記第1データベースから取得した前記監視履歴を、当該監視履歴に対応する前記タスクを構成するサブタスク単位に分割することによって、部分監視履歴を生成し、
前記ターゲットオブジェクトに、前記部分監視履歴を送信することを特徴とする計算機システム。 2. The computer system of claim 1,
The control system includes:
generating a partial monitoring history by dividing the monitoring history acquired from the first database into subtask units constituting the task corresponding to the monitoring history;
A computer system which transmits the partial monitoring history to the target object.
前記制御システムは、
前記サブタスク間の因果関係を解析し、
因果関係によって関連づけられる前記部分監視履歴を送信することを特徴とする計算機システム。 3. The computer system of claim 2,
The control system includes:
Analyzing causal relationships between the subtasks;
A computer system characterized in that the partial monitoring history related by causal relationships is transmitted.
前記監視履歴は、時間情報を含み、
前記制御システムは、
前記監視履歴に含まれる前記時間情報及び前記計画に基づいて、前記第1データベースから取得した前記監視履歴を、当該監視履歴に対応する前記タスクを構成するサブタスク単位に分割することによって、部分監視履歴を生成し、
前記ターゲットオブジェクトに、前記部分監視履歴を送信することを特徴とする計算機システム。 2. The computer system of claim 1,
The monitoring history includes time information,
The control system includes :
generating a partial monitoring history by dividing the monitoring history acquired from the first database into subtask units constituting the task corresponding to the monitoring history based on the time information and the plan included in the monitoring history;
A computer system which transmits the partial monitoring history to the target object.
前記オブジェクトは、前記方策を用いた前記タスクの遂行中に、前記新たな方策を生成することを特徴とする計算機システム。 2. The computer system of claim 1,
A computer system, wherein the object generates the new policy during the execution of the task using the policy.
前記オブジェクトは、前記新たな方策を保存し、又は、現在使用している前記方策を前記新たな方策に更新することを特徴とする計算機システム。 6. The computer system of claim 5,
A computer system, wherein the object stores the new policy or updates the policy currently in use to the new policy.
前記制御システムは、The control system includes:
少なくとも一つの計算機を含み、at least one computer;
前記制御系の一部であって、前記オブジェクトを含む部分系の定義及び前記部分系において遂行されるタスクの定義を含む初期情報と、前記制御系において遂行されるタスクの計画と、を保持し、a part of the control system, which holds initial information including a definition of a subsystem including the object and a definition of a task to be performed in the subsystem, and a plan of the task to be performed in the control system;
前記計算機システムの制御方法は、The method for controlling a computer system includes:
前記制御システムが、前記制御系全体の状態を把握するための監視データを取得する第1のステップと、A first step in which the control system acquires monitoring data for grasping a state of the entire control system;
前記制御システムが、前記監視データから時系列データを生成し、前記初期情報及び前記計画を用いて、前記部分系及び前記部分系において遂行するタスクの識別情報を決定し、前記部分系の識別情報、前記タスクの識別情報、及び前記時系列データを対応づけた監視履歴を生成し、第1データベースに保存する第2のステップと、a second step in which the control system generates time-series data from the monitoring data, determines identification information of the subsystem and a task to be performed in the subsystem using the initial information and the plan, generates a monitoring history in which the identification information of the subsystem, the identification information of the task, and the time-series data correspond to each other, and stores the generated monitoring history in a first database;
前記制御システムが、前記タスクの遂行のために実行する行動を決定するための方策を新たに生成する必要があるターゲットオブジェクトが存在する場合、前記計画を参照して、前記ターゲットオブジェクトを含む前記部分系と、当該部分系において遂行されるタスクとを特定する第3のステップと、a third step of, when a target object for which the control system needs to newly generate a strategy for determining an action to be performed in order to accomplish the task exists, identifying the subsystem including the target object and a task to be performed in the subsystem by referring to the plan;
前記第1データベースから、特定された前記部分系及び特定された前記タスクの組合せに一致する前記監視履歴を取得する第4のステップと、a fourth step of acquiring, from the first database, the monitoring history that matches the combination of the identified subsystem and the identified task;
前記制御システムが、前記ターゲットオブジェクトに、取得した前記監視履歴を送信する第5のステップと、a fifth step of the control system transmitting the acquired monitoring history to the target object;
前記オブジェクトが、前記部分系の状態及び前記方策に基づいて実行する行動を決定する第6のステップと、a sixth step of determining an action to be taken by the object based on the state of the subsystem and the policy;
前記オブジェクトが、決定された前記行動を実行する第7のステップと、a seventh step in which the object performs the determined action;
前記オブジェクトが、実行した前記行動に関する行動履歴を第2データベースに保存する第8のステップと、an eighth step of storing an action history relating to the action performed by the object in a second database;
前記オブジェクトが、前記計算機から前記監視履歴を受信した場合、前記行動履歴及び受信した前記監視履歴を用いて前記新たな方策を生成する第9のステップと、を含むことを特徴とする計算機システムの制御方法。A method for controlling a computer system, comprising: a ninth step of, when the object receives the monitoring history from the computer, generating the new measure using the behavior history and the received monitoring history.
前記第5のステップは、The fifth step includes:
前記制御システムが、前記第1データベースから取得した前記監視履歴を、当該監視履歴に対応する前記タスクを構成するサブタスク単位に分割することによって、部分監視履歴を生成する第10のステップと、a tenth step of generating a partial monitoring history by dividing the monitoring history acquired from the first database into subtask units constituting the task corresponding to the monitoring history by the control system;
前記制御システムが、前記ターゲットオブジェクトに、前記部分監視履歴を送信する第11のステップと、を含むことを特徴とする計算機システムの制御方法。an eleventh step in which the control system transmits the partial monitoring history to the target object.
前記第10のステップは、前記制御システムが、前記サブタスク間の因果関係を解析するステップを含み、the tenth step includes a step in which the control system analyzes a causal relationship between the subtasks;
前記第11のステップは、前記制御システムが、因果関係によって関連づけられる前記部分監視履歴を送信するステップを含むことを特徴とする計算機システムの制御方法。The method for controlling a computer system, wherein the eleventh step includes a step in which the control system transmits the partial monitoring history associated with a causal relationship.
前記監視履歴は、時間情報を含み、The monitoring history includes time information,
前記第5のステップは、The fifth step includes:
前記制御システムが、前記監視履歴に含まれる前記時間情報及び前記計画に基づいて、前記第1データベースから取得した前記監視履歴を、当該監視履歴に対応する前記タスクを構成するサブタスク単位に分割することによって、部分監視履歴を生成するステップと、a step in which the control system generates a partial monitoring history by dividing the monitoring history acquired from the first database into subtask units constituting the task corresponding to the monitoring history, based on the time information and the plan included in the monitoring history;
前記制御システムが、前記ターゲットオブジェクトに、前記部分監視履歴を送信するステップと、を含むことを特徴とする計算機システムの制御方法。a step of the control system transmitting the partial monitoring history to the target object.
前記第7のステップは、前記オブジェクトが、前記方策を用いた前記タスクの遂行中に、前記新たな方策を生成するステップを含むことを特徴とする計算機システムの制御方法。A method for controlling a computer system, wherein the seventh step includes a step of generating the new policy by the object during execution of the task using the policy.
前記第8のステップは、前記オブジェクトが、前記新たな方策を保存し、又は、現在使用している前記方策を前記新たな方策に更新するステップを含むことを特徴とする計算機システムの制御方法。A method for controlling a computer system, wherein the eighth step includes a step in which the object saves the new policy or updates the policy currently being used to the new policy.
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