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JP7709931B2 - Economic evaluation simulation device and economic evaluation simulation method - Google Patents
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JP7709931B2 - Economic evaluation simulation device and economic evaluation simulation method - Google Patents

Economic evaluation simulation device and economic evaluation simulation method

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JP7709931B2 JP2022030650A JP2022030650A JP7709931B2 JP 7709931 B2 JP7709931 B2 JP 7709931B2 JP 2022030650 A JP2022030650 A JP 2022030650A JP 2022030650 A JP2022030650 A JP 2022030650A JP 7709931 B2 JP7709931 B2 JP 7709931B2
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Description

本開示は、経済性を評価するシミュレーション装置及びシミュレーション方法に関する。 This disclosure relates to a simulation device and a simulation method for evaluating economic efficiency.

ロボットまたは機械の経済性、事業性、生産性等を事前に評価する方法が研究開発されている。 Research and development is being conducted on methods to evaluate the economic viability, business viability, productivity, etc. of robots or machines in advance.

例えば、特許文献1には、製品の生産を自動的に行う機械システムにおいて生産性能の分析を行う、機械システムの生産性能評価技術に関して、複数の作業を順番に行う機械システムの複数の作業のうちの所定の部品状態に対し、各作業の前後の部品状態間の状態遷移確率と各作業の作業時間を定義し、状態遷移確率に基づいて、複数の部品状態を経て初期状態から目標状態に至るすべての遷移経路を抽出し、遷移経路のそれぞれに対して経路サイクルタイムを、状態遷移確率と作業時間とから演算し、経路サイクルタイムと、抽出された遷移経路から、機械システムで1つの部品が目標状態となるのにかかる時間である期待タクトタイムを演算する、機械システムの生産性能評価装置が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a production performance evaluation device for a machine system that analyzes production performance in a machine system that automatically produces products, which defines the state transition probability between the part states before and after each task and the work time for each task for a specific part state among multiple tasks of a machine system that performs multiple tasks in sequence, extracts all transition paths from an initial state to a target state through multiple part states based on the state transition probability, calculates a path cycle time for each transition path from the state transition probability and the work time, and calculates an expected takt time, which is the time it takes for one part in the machine system to reach the target state, from the path cycle time and the extracted transition paths.

また、特許文献2には、収支構造の決定と前提条件の入力を明確に分離し、前提条件を対話的に変更した際の経営指標の変化を可視化することを目的として、事業を評価するための評価項目の値を算出する計算過程と、計算過程に対する入力値である前提条件と、をユーザが入力するのを受け付け、前提条件及び計算過程に基づき評価項目の値を時系列で作成し、時系列で作成した評価項目の値を表示し、前提条件をユーザが再度入力するのを受け付け、再度入力された前提条件及び計算過程に基づき評価項目の値を時系列で再度作成し、時系列で再度作成した評価項目の値を表示する、事業性評価装置が開示されている。 Patent Document 2 also discloses a business feasibility evaluation device that clearly separates the determination of the income/expense structure from the input of prerequisites, and aims to visualize changes in management indicators when the prerequisites are interactively changed. The device accepts input from a user of a calculation process for calculating values of evaluation items for evaluating a business and prerequisites that are input values for the calculation process, creates values of the evaluation items in a time series based on the prerequisites and the calculation process, displays the values of the evaluation items created in a time series, accepts re-input of prerequisites by the user, recreates values of the evaluation items in a time series based on the re-input prerequisites and calculation process, and displays the values of the evaluation items created again in a time series.

特許文献3には、ライフサイクル全体を見越した長期期間にわたる設備の性能劣化を評価することを目的として、複数の時刻のそれぞれまでに計測された対象設備の計測データに基づき、対象設備の性能を表すパラメータの確率密度分布を推定し、対象設備の利用パタンを取得し、利用パタンを、対象設備の確率密度分布と関連づけて記憶し、対象設備と異なる第1設備の利用パタンに類似する対象設備の利用パタンを特定し、特定した利用パタンに対応する確率密度分布群を用いて、第1設備の将来の性能劣化を評価する、設備評価システムが開示されている。また、特許文献3には、パラメータの推定は、ベイズ推定を用いることができること、事後確率密度分布を求める方法として、ギブス法、メトロポリス法などを含むマルコフ連鎖モンテカルロ法(MCMC:Markov chain Monte Carlo methods)、逐次モンテカルロ法の一種であるパーティクル法などが開示されている。 Patent Document 3 discloses an equipment evaluation system that estimates a probability density distribution of a parameter representing the performance of a target equipment based on measurement data of the target equipment measured up to each of a plurality of times, and stores the usage pattern in association with the probability density distribution of the target equipment, identifies a usage pattern of the target equipment similar to the usage pattern of a first equipment different from the target equipment, and evaluates future performance deterioration of the first equipment using a probability density distribution group corresponding to the identified usage pattern, for the purpose of evaluating performance deterioration of the equipment over a long period in anticipation of the entire life cycle. Patent Document 3 also discloses that Bayesian estimation can be used to estimate parameters, and that methods for determining posterior probability density distributions include Markov chain Monte Carlo methods (MCMC: Markov chain Monte Carlo methods including the Gibbs method and the Metropolis method, and a particle method, which is a type of sequential Monte Carlo method, etc.

特許第6516663号公報Patent No. 6516663 特開2005-32023号公報JP 2005-32023 A 特開2016-177682号公報JP 2016-177682 A

例えば、建築・土木作業のようなフィールドでの機械・ロボットによる作業の生産性を事前にシミュレーションで予測する場合、シミュレーションの入力となる物性値や境界条件などを事前に正確に決めることができない。また、作業や環境が複雑なため、シミュレーションモデル自体もロボットの挙動を正確に模擬することが困難である。例えば、土木作業では、現場の土の状態(固さ、水分量など)や地形、気象条件などによって生産性が大きく変わってくるため、事前にシミュレーションでの正確な予測が難しい。 For example, when using simulations to predict the productivity of work performed by machines or robots in the field, such as in construction or civil engineering work, it is not possible to accurately determine in advance the physical properties and boundary conditions that serve as inputs for the simulation. Also, because the tasks and environments are complex, it is difficult for the simulation model itself to accurately mimic the behavior of the robot. For example, in civil engineering work, productivity varies greatly depending on the condition of the soil at the site (hardness, moisture content, etc.), the topography, weather conditions, etc., making it difficult to make accurate predictions in advance using simulations.

このように事前のシミュレーションによる予測が難しい条件においては、特許文献1のように比較的動作環境が予測できる生産現場での生産性評価方法をそのまま適用することは困難である。 In conditions like these where predictions through prior simulations are difficult, it is difficult to directly apply the productivity evaluation method at a production site where the operating environment is relatively predictable, as in Patent Document 1.

また、特許文献2に記載の事業性評価装置では、事業の採算性を評価するため、事業性に関わる項目に確率分布を持たせることで、事業性評価も確率的に実施している。しかし、この場合も、主にプラント等の比較的環境が一定の条件を対象としている。 In addition, in the business feasibility evaluation device described in Patent Document 2, in order to evaluate the profitability of a business, a probability distribution is assigned to items related to business feasibility, and the business feasibility evaluation is also performed probabilistically. However, even in this case, the target is mainly plants and other environments with relatively constant conditions.

特許文献3に記載の設備評価システムも、集合住宅、ビルやプラントなどのファシリティの監視・制御・診断の各種サービスを遠隔から提供する技術分野に関するものであるため、環境条件等は、事前の予測が必要なほど不安定なものではない。このため、事後の確率密度分布に着目していると考えられる。 The equipment evaluation system described in Patent Document 3 also relates to the technical field of remotely providing various services for monitoring, controlling, and diagnosing facilities such as apartment complexes, buildings, and plants, so the environmental conditions are not so unstable that they require prior prediction. For this reason, it is believed that the system focuses on the ex post probability density distribution.

本開示は、物性値や境界条件等を事前に正確に決めることができないような未知の環境に対応するロボット事業等の経済性評価シミュレーションの精度を向上することを主な目的とする。 The primary purpose of this disclosure is to improve the accuracy of simulations for evaluating the economic viability of robotics businesses and other projects that deal with unknown environments where physical properties, boundary conditions, etc. cannot be determined accurately in advance.

本開示の経済性評価シミュレーション装置は、事業における作業の内容についてのシミュレーションを行う作業シミュレーション実行部と、経済性パラメータを入力する経済性パラメータ入力部と、経済性パラメータを用いて経済性についてのシミュレーションを行う経済性シミュレーション実行部と、作業の内容及び経済性パラメータに関する実運用データを取得する実運用データ取得部と、実運用データ取得部が実運用データを取得する前に経済性シミュレーション実行部で得られた結果と実運用データとを用いて、データ同化処理により前記結果を修正するデータ同化部と、を有する。 The economic evaluation simulation device disclosed herein includes a work simulation execution unit that performs a simulation of the work content in a business, an economic parameter input unit that inputs economic parameters, an economic simulation execution unit that performs a simulation of economics using the economic parameters, an actual operation data acquisition unit that acquires actual operation data related to the work content and the economic parameters, and a data assimilation unit that uses the results obtained by the economic simulation execution unit and the actual operation data before the actual operation data acquisition unit acquires the actual operation data, and modifies the results by data assimilation processing.

本開示によれば、物性値や境界条件等を事前に正確に決めることができないような未知の環境に対応するロボット事業等の経済性評価シミュレーションの精度を向上することができる。 This disclosure makes it possible to improve the accuracy of economic evaluation simulations for robotics businesses and other projects that deal with unknown environments where physical properties, boundary conditions, etc. cannot be determined accurately in advance.

実施例1に係るロボット事業の経済性評価シミュレーション装置を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a simulation device for evaluating economic efficiency of a robot business according to a first embodiment. 図1のロボットシミュレーション実行部111における処理の具体例の画面を示す図である。2 is a diagram showing a screen of a specific example of processing in the robot simulation execution unit 111 of FIG. 1. 図1の経済性パラメータ入力部112における処理の具体例の画面を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a screen of a specific example of processing in the economic parameter input unit 112 of FIG. 1. 図1の経済性評価結果表示部114による評価結果の具体例を示すグラフである。2 is a graph showing a specific example of an evaluation result by the economic evaluation result display unit 114 of FIG. 1 . 図1のデータ同化部122における処理の一例であるアンサンブルカルマンフィルタを説明するためのグラフである。2 is a graph for explaining an ensemble Kalman filter, which is an example of processing in the data assimilation unit 122 in FIG. 1 . データ同化によるシミュレーション結果の修正プロセスを示すグラフである。1 is a graph showing the process of correcting simulation results through data assimilation. ロボット事業の経済性評価シミュレーションシステムを示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a simulation system for evaluating the economic feasibility of a robot business. 実施例2に係るシミュレーションによる確率分布評価の処理フロー図である。FIG. 11 is a process flow diagram of probability distribution evaluation by simulation according to the second embodiment. モンテカルロ法を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining a Monte Carlo method. 確率密度分布推定を説明するための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining probability density distribution estimation. 実施例3に係るロボット事業の経済性評価シミュレーション装置を示す構成図である。FIG. 13 is a configuration diagram showing a simulation device for evaluating economic efficiency of a robot business according to a third embodiment.

本開示は、経済性評価を実施するシミュレーション装置及びシミュレーション方法に関する。特に、ロボット事業の経済性評価を実施するシミュレーション装置及びシミュレーション方法に関する。なお、以下の説明においては、ロボット事業を例として挙げるが、本開示の内容は、これに限定されるものではない。後述のとおり、物性値、境界条件等を事前に正確に決めることができないような未知の環境において作業ロボット等を用いるロボット事業の経済性を評価することは、非常に難しく、従来のシミュレーション技術の対象となっていなかった。本開示の技術は、そのような未知の条件を有する事業にも対応し得るものである。 This disclosure relates to a simulation device and a simulation method for performing an economic evaluation. In particular, this disclosure relates to a simulation device and a simulation method for performing an economic evaluation of a robotics business. Note that in the following explanation, a robotics business is used as an example, but the contents of this disclosure are not limited thereto. As described below, it is extremely difficult to evaluate the economic viability of a robotics business that uses work robots, etc. in an unknown environment where physical property values, boundary conditions, etc. cannot be accurately determined in advance, and this has not been the subject of conventional simulation technology. The technology of this disclosure can also be used for businesses with such unknown conditions.

以下、本開示の内容について、実施例を用いて説明する。 The contents of this disclosure will be explained below using examples.

図1は、ロボット事業の経済性評価シミュレーション装置を示す構成図である。 Figure 1 is a diagram showing the configuration of a simulation device for economic evaluation of a robot business.

本図においては、ロボット事業の経済性評価シミュレーション装置100は、演算処理部101及び入出力端末130を含む。演算処理部101は、事前処理部110及び運用時処理部120を含む。事前処理部110は、ロボットシミュレーション実行部111、経済性パラメータ入力部112、経済性シミュレーション実行部113及び経済性評価結果表示部114を有する。運用時処理部120は、実運用データ取得部121、データ同化部122及び経済性評価結果表示部123を有する。入出力端末130は、入力部131及び出力部132を有する。 In this diagram, the robot business economic evaluation simulation device 100 includes a calculation processing unit 101 and an input/output terminal 130. The calculation processing unit 101 includes a pre-processing unit 110 and an operation processing unit 120. The pre-processing unit 110 has a robot simulation execution unit 111, an economic parameter input unit 112, an economic simulation execution unit 113, and an economic evaluation result display unit 114. The operation processing unit 120 has an actual operation data acquisition unit 121, a data assimilation unit 122, and an economic evaluation result display unit 123. The input/output terminal 130 has an input unit 131 and an output unit 132.

実運用データ取得部121は、事業運用時に実運用データを取得する。ここで、実運用データとは、状態変数の実測値を含むデータをいう。 The actual operation data acquisition unit 121 acquires actual operation data during business operations. Here, actual operation data refers to data that includes actual measured values of state variables.

図2は、図1のロボットシミュレーション実行部111における処理の具体例の画面を示す図である。 Figure 2 shows a screen showing a specific example of processing in the robot simulation execution unit 111 in Figure 1.

図2においては、例として、建築現場などで瓦礫を撤去する作業を対象とし、入出力端末130の出力部132(表示部)の画面を示している。 In Figure 2, as an example, the screen of the output section 132 (display section) of the input/output terminal 130 is shown, which is aimed at the task of removing rubble from a construction site or the like.

ロボットシミュレーション実行部111(図1)においては、ロボット202の作業に関するシミュレーションを行う。ロボット202(作業ロボット)は、作業現場に散乱している瓦礫201を撤去する作業を行う。シミュレーションは、ロボットの重心や重量、関節の摩擦、地面と車輪との摩擦、瓦礫の重さなどの物理的な条件を計算して実行される。シミュレーションにより評価される項目としては、作業時間や作業可否などの作業生産性に関わるもの、ロボットの運用コストとなる消費エネルギー、または、ロボットの部品の損傷、劣化などの保守に関わる項目、作業に必要な物資の量などがある。これらの項目を表示項目203のように画面に表示してもよい。 The robot simulation execution unit 111 (Figure 1) performs a simulation of the work of the robot 202. The robot 202 (working robot) performs the work of removing rubble 201 scattered at the work site. The simulation is performed by calculating physical conditions such as the robot's center of gravity and weight, friction at the joints, friction between the ground and the wheels, and the weight of the rubble. Items evaluated by the simulation include those related to work productivity such as work time and whether the work can be performed, energy consumption which is the operating cost of the robot, items related to maintenance such as damage and deterioration of robot parts, and the amount of materials required for the work. These items may be displayed on the screen as display items 203.

なお、図2においては、ロボット202の作業に関するシミュレーションを行う例について示しているが、一般に、未知の条件を有する事業における作業の内容についてシミュレーションを行う場合にも適用できる。この場合、ロボットシミュレーション実行部111は、作業シミュレーション実行部として機能する。 Note that while FIG. 2 shows an example of simulating the work of the robot 202, it can also be generally applied to simulating the content of work in a business with unknown conditions. In this case, the robot simulation execution unit 111 functions as a work simulation execution unit.

図3は、図1の経済性パラメータ入力部112における処理の具体例の画面を示す図である。 Figure 3 shows a screen showing a specific example of processing in the economic parameter input section 112 of Figure 1.

経済性パラメータ入力部112(図1)においては、経済性シミュレーションを実行するために必要なパラメータ(経済性パラメータ)を入力する。この場合に、入力は、ユーザが見て手動で行う場合と、装置が自動で最適化を行う場合とがある。 In the economic parameter input section 112 (Figure 1), parameters (economic parameters) required to execute an economic simulation are input. In this case, the input may be done manually by the user or the device may perform automatic optimization.

図3においては、前提条件301、収入に関する項目302及び支出に関する項目303を並べて表示した状態で入力する画面を示している。 Figure 3 shows a screen for inputting prerequisites 301, items related to income 302, and items related to expenses 303, all displayed side by side.

前提条件301に関しては、通貨単位、プロジェクト年数、稼働率、ロボット台数、減価償却年数、金利、販売単価、電気代金(単価)などのパラメータを入力する。ここで、パラメータにばらつきを仮定する場合は、例えば、正規分布を仮定し、平均と標準偏差を入力する。また、例えば、年ごとの変動を仮定する場合は、年ごとの値を入力する。 For the prerequisites 301, parameters such as currency units, project years, operating rate, number of robots, depreciation years, interest rate, sales price, electricity cost (unit price) and so on are input. If variation in the parameters is assumed, for example, a normal distribution is assumed and the mean and standard deviation are input. Also, if yearly variation is assumed, for example, a value for each year is input.

収入に関する項目302に関しては、売上、借入額、助成金などのパラメータを入力する。ここで、例えば、売上に関しては、ロボットシミュレーション実行部111で計算された生産性の結果を用いて、次の式で計算される。 For the income-related item 302, parameters such as sales, loan amount, and subsidy are entered. Here, for example, sales are calculated using the following formula using the productivity results calculated by the robot simulation execution unit 111.

(売上)=(販売単価)×(1台当たりの生産量)×(台数)×(稼働率)
単価や生産量が将来的に変化することを想定する場合は、シミュレーションを実行する将来にわたって入力する。また、それぞれの項目にばらつきを想定する場合は、例えば、正規分布を仮定し、平均と標準偏差の値を入力する。売上の標準偏差の値をロボットシミュレーションの結果から入力する場合の処理内容については、実施例3で説明する。
(Sales) = (Sales price) x (Production volume per unit) x (Number of units) x (Utilization rate)
When it is assumed that the unit price or production volume will change in the future, the future values for the simulation are input. When it is assumed that there will be variation in each item, for example, a normal distribution is assumed and the average and standard deviation values are input. The processing contents when the value of the standard deviation of sales is input from the results of a robot simulation will be described in the third embodiment.

次に、支出に関する項目303の入力画面では、初期設備投資額、電力消費、保守費、人件費、減価償却費、法人税、保険料などに関するパラメータの値を入力する。このうち、電力消費や保守費など、ロボットシミュレーション実行部111で計算された値を用いて計算する。例えば、電気代は、次の式で計算される。 Next, on the input screen for expenditure item 303, parameter values for the initial capital investment amount, power consumption, maintenance costs, labor costs, depreciation costs, corporate tax, insurance premiums, etc. are entered. Of these, power consumption, maintenance costs, etc. are calculated using values calculated by the robot simulation execution unit 111. For example, the electricity cost is calculated using the following formula.

(電気代)=(電気料金(単価))×(電力消費量)
これらが変化することを想定する場合は、シミュレーションを実行する将来にわたって年毎に入力する。また、それぞれの項目にばらつきを想定する場合は、例えば、正規分布を仮定し、平均と標準偏差の値を入力する。
(Electricity bill) = (Electricity charge (unit price)) x (Electricity consumption)
If you assume that these will change, enter the values for each year in the future for which you will run the simulation. If you assume that each item will vary, for example, assume a normal distribution and enter the average and standard deviation values.

経済性シミュレーション実行部113(図1)においては、以上の入力パラメータを基にロボット事業の経済性を評価する。計算方法は、例えば、特許文献2に記載の方法を用いて将来のキャッシュフロー(収入、支出)の推移予測をシミュレーションする。具体的には、図3に示す項目を期ごと(例えば年度ごと)に足し合わせて計算する。 The economics simulation execution unit 113 (Figure 1) evaluates the economics of the robot business based on the above input parameters. The calculation method is, for example, to simulate a forecast of future cash flow (income, expenditure) trends using the method described in Patent Document 2. Specifically, the items shown in Figure 3 are added up for each period (for example, each fiscal year) to perform the calculation.

また、事業の経済性を示す指標として、例えば、IRR(内部収益率)をキャッシュフローから下記式(1)により計算する。言い換えると、IRRは、下記式(1)の「r」を未知数とする方程式を解くことによって算出される。 As an indicator of the economic viability of a business, for example, the IRR (internal rate of return) is calculated from the cash flow using the following formula (1). In other words, the IRR is calculated by solving the equation in which "r" in the following formula (1) is an unknown.

式中、Cは第n期のキャッシュフロー(償却前利益)であり、Cは初期投資額である。r(0<r)は割引率である。 In the formula, C n is the cash flow (profit before amortization) in the nth period, C 0 is the initial investment amount, and r (0<r) is the discount rate.

上記式(1)を満たす割引率rがIRRとなる。IRRは、投資の価値を示す指標であり、値が高いほど投資価値が高くなる。なお、経済性評価指標には、IRRのほかにも、正味現在価値、投資回収期間など様々なものがあるが、本開示においては、例としてIRRを用いて説明する。 The discount rate r that satisfies the above formula (1) is the IRR. The IRR is an index that indicates the value of an investment, and the higher the value, the higher the investment value. Note that there are various economic evaluation indices other than the IRR, such as net present value and payback period, but in this disclosure, the IRR will be used as an example.

図4は、図1の経済性評価結果表示部114による評価結果の具体例を示すグラフである。横軸に年数、縦軸に金額をとっている。 Figure 4 is a graph showing a specific example of the evaluation results from the economic evaluation result display unit 114 in Figure 1. The horizontal axis shows the number of years, and the vertical axis shows the amount of money.

本図においては、経済性シミュレーション実行部113で計算された、将来にわたる収入402及び支出403が表示されている。収入のエラーバー404及び支出のエラーバー405は、それぞれのばらつきを示すものであり、例えば標準偏差の値を表示している。これにより、ユーザは、将来のキャッシュフローのバランスとその確度を確認することができる。なお、ここでは収入と支出を表示したが、例えば、収入のうちの売上のみや、ロボットシミュレーションの結果である生産量などを表示してもよい。また、IRR(406)を表示してもよい。 In this figure, future income 402 and expenditure 403 calculated by the economic simulation execution unit 113 are displayed. The income error bar 404 and the expenditure error bar 405 indicate the respective variations, and show, for example, the standard deviation value. This allows the user to confirm the balance of future cash flows and their accuracy. Note that while income and expenditure are displayed here, it is also possible to display, for example, only the sales portion of income, or the production volume that is the result of a robot simulation. In addition, the IRR (406) may be displayed.

図5は、図1のデータ同化部122における処理の一例であるアンサンブルカルマンフィルタ法を説明するためのグラフである。なお、本実施例ではアンサンブルカルマンフィルタ法の説明をするが、データ同化の方法としては、アンサンブルカルマンフィルタ法以外のカルマンフィルタ法、粒子フィルタ法、アジョイント法、変分法などを用いてもよい。カルマンフィルタ法、特にアンサンブルカルマンフィルタ法は、粒子フィルタ法等に比べ、計算量が少なく、計算時間が短いという利点がある。 Figure 5 is a graph for explaining the ensemble Kalman filter method, which is an example of processing in the data assimilation unit 122 in Figure 1. Note that in this embodiment, the ensemble Kalman filter method is explained, but as a data assimilation method, a Kalman filter method other than the ensemble Kalman filter method, a particle filter method, an adjoint method, a variation method, etc. may also be used. The Kalman filter method, and especially the ensemble Kalman filter method, has the advantage of requiring less calculation and shorter calculation time than the particle filter method, etc.

ここで、データ同化とは、シミュレーションモデルに対して実測値を用いてモデルを修正(同化)することにより、シミュレーションの精度を高める手法をいう。本開示においては、ロボット事業の運用開始後に、実運用データを用いて事前の経済性シミュレーションの結果を修正して、将来の予測値の精度を向上する。 Here, data assimilation refers to a method of improving the accuracy of a simulation by correcting (assimilating) a simulation model using actual measured values. In this disclosure, after the robot business begins operation, the results of a preliminary economic simulation are corrected using actual operation data to improve the accuracy of future forecast values.

図5において、横軸の状態変数501は、データ同化を実行するシミュレーションの変数であり、例えば、ロボットによる作業の生産量、エネルギー消費量または収入、支出などの金額である。縦軸には、確率密度をとっている。 In Figure 5, the state variables 501 on the horizontal axis are variables of the simulation that performs data assimilation, such as the production volume of work performed by the robot, the amount of energy consumption, or the amount of income, expenditure, etc. The vertical axis represents the probability density.

本図の上段には、シミュレーションによる事前予測値の確率密度分布502(実線)及び実測値の確率密度分布503(破線)を示している。ここでは、例えば正規分布を仮定しており、その場合の標準偏差もユーザが仮定する。シミュレーションによる事前予測値のばらつきもシミュレーションで推定する場合の手法については、実施例2で説明する。ここでは、例えば正規分布を仮定している。実測値の確率分布は、状態変数が金額のように誤差がないと分かっている場合は、正規分布の標準偏差を極小さい値とすればよい。 The upper part of this figure shows the probability density distribution 502 (solid line) of the simulated predicted values and the probability density distribution 503 (dashed line) of the actual measured values. Here, for example, a normal distribution is assumed, and the standard deviation in this case is also assumed by the user. A method for estimating the variance of the simulated predicted values by simulation will be explained in Example 2. Here, for example, a normal distribution is assumed. For the probability distribution of the actual measured values, if it is known that the state variable is error-free, such as monetary amount, the standard deviation of the normal distribution can be set to an extremely small value.

本図の下段に示すデータ同化処理後のシミュレーションの確率密度分布504(点線)は、シミュレーションの事前予測値の確率密度分布502と実測値の確率密度分布503とを用いて、下記式(2)で表されるベイズの定理により計算されたものである。 The probability density distribution 504 (dotted line) of the simulation after data assimilation processing shown in the lower part of this figure was calculated using the probability density distribution 502 of the simulation's prior predicted values and the probability density distribution 503 of the actual measured values, according to Bayes' theorem expressed in the following formula (2).

式中、p(x|y)はデータ同化処理後のシミュレーションの確率密度分布504、p(y|x)は測定値の確率密度分布503、p(x)は事前のシミュレーションによる確率密度分布502を表している。 In the formula, p(x|y) represents the probability density distribution 504 of the simulation after data assimilation processing, p(y|x) represents the probability density distribution 503 of the measured values, and p(x) represents the probability density distribution 502 of the prior simulation.

以上のように、事前のシミュレーション結果を事前確率、測定値を尤度、データ同化処理後のシミュレーションを事後確率とするベイズ推定により、事前のシミュレーション結果を測定値により修正することができる。 As described above, by using Bayesian estimation, in which the prior simulation results are the prior probability, the measurements are the likelihood, and the simulation after data assimilation processing is the posterior probability, the prior simulation results can be corrected based on the measurements.

図6は、データ同化によるシミュレーション結果の修正のプロセスを示すグラフである。横軸に時間、縦軸に状態変数をとっている。 Figure 6 is a graph showing the process of correcting simulation results through data assimilation. The horizontal axis represents time and the vertical axis represents state variables.

本図においては、事前のシミュレーション結果に基いて状態変数の経時変化を予測する。その後、状態変数の実測値を用いて2回のデータ同化処理を行い、状態変数の経時変化の予測を修正する。なお、図中のグラフの曲線及び点で表される値には全て、ばらつき(確率密度分布)が内包されているが、ここでは簡略化のためその表示は省略し、それぞれの確率密度分布から得られる平均値、中央値などの代表値を表示している。 In this figure, the changes in state variables over time are predicted based on the results of a prior simulation. After that, two data assimilation processes are performed using the actual measured values of the state variables, and the prediction of the changes in state variables over time is revised. Note that all values represented by the curves and points in the graphs in the figure contain variation (probability density distribution), but for simplicity's sake this is omitted here, and representative values such as the average and median obtained from each probability density distribution are shown.

曲線601は、事前のシミュレーション結果に基く状態変数の経時変化であり、第一回目のデータ同化602の前の部分を実線、第一回目のデータ同化602以降の部分を破線で示している。 Curve 601 is the change over time in the state variables based on the results of a prior simulation, with the portion before the first data assimilation 602 shown as a solid line and the portion after the first data assimilation 602 shown as a dashed line.

第一回目のデータ同化602の時点で、実測値604が得られた場合には、曲線601で示す事前のシミュレーションによる予測値603は、第一回目のデータ同化602によりデータ同化後の値605に修正される。ここで、データ同化後の値605が実測値604と異なる理由は、図5に示すようなばらつき(確率密度分布)を有することを前提としてベイズ推定を行ったためである。 When an actual measurement value 604 is obtained at the time of the first data assimilation 602, the predicted value 603 by prior simulation shown by curve 601 is corrected to a value 605 after data assimilation by the first data assimilation 602. Here, the reason why the value 605 after data assimilation differs from the actual measurement value 604 is because Bayesian estimation was performed under the assumption that there is a variance (probability density distribution) as shown in Figure 5.

さらに、データ同化後の値605を用いてシミュレーションを再実行することで、第一回目のデータ同化602以降のシミュレーション結果も、曲線601から曲線606に修正される。第二回目のデータ同化607の前の部分を実線、第二回目のデータ同化607以降の部分を破線で示している。 Furthermore, by re-running the simulation using the post-data assimilation values 605, the simulation results from the first data assimilation 602 onwards are also corrected from curve 601 to curve 606. The portion before the second data assimilation 607 is shown by a solid line, and the portion after the second data assimilation 607 is shown by a dashed line.

次に、第二回目のデータ同化607の時点で得られた実測値608を用いて、シミュレーションによる予測値609は、第二回目のデータ同化607によりデータ同化後の値610に修正される。さらに、修正後の値を用いてシミュレーションを再実行することで、第二回目のデータ同化607以降のシミュレーション結果は、曲線606から曲線611に修正される。 Next, using the actual measured values 608 obtained at the time of the second data assimilation 607, the predicted values 609 by the simulation are corrected to values 610 after data assimilation by the second data assimilation 607. Furthermore, by re-executing the simulation using the corrected values, the simulation results after the second data assimilation 607 are corrected from curve 606 to curve 611.

以上の処理を、実測データが得られるタイミングで繰り返すことで、シミュレーションが実測値に近づくように修正することができる。なお、上述したように、実測データに誤差がないと考えられる場合は、実測データのばらつきを極小さい値とすることで、データ同化処理後の値は実測値と一致する。 By repeating the above process whenever actual measurement data is obtained, the simulation can be corrected to get closer to the actual measurement value. As mentioned above, if it is considered that there is no error in the actual measurement data, the value after data assimilation will match the actual measurement value by setting the variance of the actual measurement data to a very small value.

経済性評価結果表示部123は、データ同化処理後のシミュレーション結果を表示する。表示形式は、図4で示す表示方法と同様である。ただし、ここでは、運用が既に開始されているので、現時点までの実測値及びシミュレーションにより得られた値、並びにデータ同化処理後の値が分かるように、収入、支出及びIRRでそれぞれ区別して表示してもよい。また、データ同化した状態変数が収入及び支出のような最終的な経済性評価パラメータの場合は、データ同化の結果が直接表示できるが、生産量、エネルギー消費量のようなパラメータの場合は、経済性シミュレーション実行部113をデータ同化処理後の値を用いて再実行することで、最終的な経済性評価パラメータを得ることができる。 The economic evaluation result display unit 123 displays the simulation results after the data assimilation process. The display format is the same as the display method shown in FIG. 4. However, in this case, since operation has already started, the actual measured values and values obtained by simulation up to the present time, as well as the values after the data assimilation process, may be displayed separately for income, expenditure, and IRR, so that the actual measured values and values obtained by simulation up to the present time as well as the values after the data assimilation process can be seen. Furthermore, if the state variables assimilated with data are final economic evaluation parameters such as income and expenditure, the results of data assimilation can be displayed directly, but if they are parameters such as production volume and energy consumption, the final economic evaluation parameters can be obtained by re-executing the economic simulation execution unit 113 using the values after the data assimilation process.

図7は、ロボット事業の経済性評価シミュレーションシステムを示す構成図である。 Figure 7 is a configuration diagram showing a simulation system for evaluating the economic feasibility of a robotics business.

本図に示すように、ロボット事業の経済性評価シミュレーションシステムは、ロボット事業の経済性評価シミュレーション装置100(図1)に対応するコンピュータ700と、入出力装置716と、を接続することで構成される。 As shown in this figure, the economic evaluation simulation system for the robotics business is configured by connecting a computer 700 corresponding to the economic evaluation simulation device 100 for the robotics business (Figure 1) to an input/output device 716.

コンピュータ700は、CPU(701)と、RAM(702)と、ROM(703)と、HDD(704)と、通信I/F(705)と、入出力I/F(706)と、メディアI/F(707)とを有する。ここで、CPUはCentral Processing Unit、RAMはRandom Access Memory、ROMはRead Only Memory、HDDはHard Disk Drive、I/FはInterfaceのそれぞれ略称である。 The computer 700 has a CPU (701), a RAM (702), a ROM (703), a HDD (704), a communication I/F (705), an input/output I/F (706), and a media I/F (707). Here, CPU is an abbreviation for Central Processing Unit, RAM is an abbreviation for Random Access Memory, ROM is an abbreviation for Read Only Memory, HDD is an abbreviation for Hard Disk Drive, and I/F is an abbreviation for Interface.

通信I/F(705)は、外部の通信装置715と接続される。入出力I/F(706)は、入出力装置716と接続される。メディアI/F(707)は、記録媒体717からデータを読み書きする。さらに、CPU(701)は、RAM(702)に読み込んだプログラム(「アプリケーション」とも呼ぶ。また、その略称の「アプリ」とも呼ぶ。)を実行することにより、各処理部を制御する。そして、このプログラムは、通信回線を介して提供したり、CD-ROM等の記録媒体717に記録して配布したりすることも可能である。 The communication I/F (705) is connected to an external communication device 715. The input/output I/F (706) is connected to an input/output device 716. The media I/F (707) reads and writes data from a recording medium 717. Furthermore, the CPU (701) controls each processing unit by executing a program (also called an "application" or its abbreviation "app") loaded into the RAM (702). This program can be provided via a communication line or distributed by recording it on a recording medium 717 such as a CD-ROM.

実施例2においては、シミュレーションによる事前予測値のばらつきを推定する場合の手法について説明する。なお、実施例1と共通する内容については説明を省略する。シミュレーションによる事前予測値のばらつきを推定する場合は、ロボットシミュレーション実行部111(図1)に対する解析条件のパラメータにばらつきを持たせ、モンテカルロ法により発生させた乱数を用いて複数回のシミュレーションを実行する。 In the second embodiment, a method for estimating the variance of a pre-predicted value obtained by simulation is described. Note that a description of the contents common to the first embodiment is omitted. When estimating the variance of a pre-predicted value obtained by simulation, the parameters of the analysis conditions for the robot simulation execution unit 111 (FIG. 1) are varied, and multiple simulations are performed using random numbers generated by the Monte Carlo method.

図8は、シミュレーションによる確率分布評価の処理を示すフロー図である。 Figure 8 is a flow diagram showing the process of evaluating probability distributions through simulation.

本図においては、まず、シミュレーションの解析条件である入力パラメータの確率分布を入力する(工程S801)。例えば、ロボットが把持する物体の重量や形状などのパラメータで想定するばらつき具合を入力する。次に、確率分布推定(工程S802)を行う。ここでは、まず、モンテカルロ法による乱数発生(工程S803)を、工程S801で入力した確率分布に対して実行する。次に、発生させた乱数の回数分ロボットシミュレーションを実行し(工程S804)、得られた解析結果を用いて確率分布推定を行う(工程S805)。最後に推定された確率分布を出力する(工程S806)。出力された確率分布は、データ同化時のシミュレーションによる事前予測値の確率密度分布502(図5)として利用される。 In this diagram, first, the probability distribution of the input parameters, which are the analysis conditions of the simulation, is input (step S801). For example, the expected degree of variation in parameters such as the weight and shape of the object grasped by the robot is input. Next, probability distribution estimation (step S802) is performed. Here, random numbers are generated using the Monte Carlo method (step S803) for the probability distribution input in step S801. Next, a robot simulation is performed the number of times corresponding to the generated random numbers (step S804), and the obtained analysis results are used to estimate the probability distribution (step S805). Finally, the estimated probability distribution is output (step S806). The output probability distribution is used as the probability density distribution 502 (Figure 5) of the prior predicted value by the simulation during data assimilation.

図9は、モンテカルロ法を説明するための図である。 Figure 9 is a diagram to explain the Monte Carlo method.

本図においては、左側に入力パラメータに対する確率密度を示す曲線901のグラフを示している。一方、右側には、シミュレーションにより得られた、入力パラメータ902と出力パラメータ903との組を表にして示している。ここでは、入力パラメータの例として把持物体重量を示している。 In this figure, the left side shows a graph of a curve 901 indicating the probability density for the input parameter. Meanwhile, the right side shows a table of pairs of input parameters 902 and output parameters 903 obtained by simulation. Here, the weight of the grasped object is shown as an example of an input parameter.

具体的には、入力パラメータの確率分布入力(工程S801)で入力した確率密度に従って、指定回数分(例えば1000回)の乱数を発生する。つまり、曲線901の縦軸の値が大きい場所ほど、発生密度が高くなるように乱数を発生させる。 Specifically, random numbers are generated a specified number of times (e.g., 1000 times) according to the probability density input in the probability distribution input parameter input (step S801). In other words, random numbers are generated so that the generation density increases as the value on the vertical axis of curve 901 increases.

次に、発生させた乱数の回数分ロボットシミュレーションを実行し、入力パラメータ902と出力パラメータ903との組を記録する。出力パラメータ903は、ロボットシミュレーションで評価する項目であり、例えば作業時間や消費エネルギーが相当する。なお、本実施例では、入力パラメータ902及び出力パラメータ903とも、1つのケースで説明しているが、片方もしくは両方が複数個でもよい。また、本実施例では、モンテカルロ法の指定回数分の全てについてシミュレーションを実行したが、シミュレーションの実行時間が長い場合は、予め少ない回数分実行して結果をデータベース化しておき、機械学習などを用いて入力パラメータ902の値から出力パラメータ903の値を推定してもよい。 Next, a robot simulation is executed the number of times corresponding to the generated random numbers, and pairs of input parameters 902 and output parameters 903 are recorded. The output parameters 903 are items to be evaluated in the robot simulation, such as the working time and energy consumption. In this embodiment, the input parameters 902 and the output parameters 903 are each described as one case, but one or both may be multiple. In this embodiment, the simulation is executed for all the specified number of times in the Monte Carlo method, but if the simulation execution time is long, it is also possible to execute the simulation a small number of times in advance, store the results in a database, and estimate the value of the output parameter 903 from the value of the input parameter 902 using machine learning or the like.

次に、確率密度分布推定を説明する。 Next, we explain probability density distribution estimation.

図10は、確率密度分布推定を説明するための図である。 Figure 10 is a diagram for explaining probability density distribution estimation.

本図において、左側のグラフ1001は、ロボットシミュレーションの出力パラメータ903(図9)をヒストグラム形式で表示したものである。右側には、グラフ1001のヒストグラムから確率密度分布推定により推定された滑らかな確率密度分布曲線1002を示している。ここでは、例えば、KDE(カーネル密度推定)などの手法が用いられる。ここで得られた確率密度分布曲線1002が工程S806(図8)で出力され、データ同化時のシミュレーションによる事前予測値の確率密度分布502(図5)として利用される。 In this figure, graph 1001 on the left side shows the output parameters 903 (Fig. 9) of the robot simulation in the form of a histogram. On the right side, a smooth probability density distribution curve 1002 is shown that is estimated by probability density distribution estimation from the histogram of graph 1001. For example, a method such as KDE (kernel density estimation) is used here. The probability density distribution curve 1002 obtained here is output in step S806 (Fig. 8) and used as the probability density distribution 502 (Fig. 5) of the advance predicted value by the simulation during data assimilation.

図11は、データ同化処理により精度を向上させたシミュレーション結果を用いてロボット事業の運用再計画を実施する場合のロボット事業の経済性評価シミュレーション装置を示す構成図である。なお、実施例1と共通する内容については説明を省略する。 Figure 11 is a configuration diagram showing a simulation device for evaluating the economic feasibility of a robotics business when replanning the operation of the robotics business is carried out using simulation results whose accuracy has been improved by data assimilation processing. Note that a description of the contents common to Example 1 will be omitted.

本図においては、図1の運用時処理部120に運用再計画部1101が追加されている。運用再計画部1101では、データ同化部122で得られたデータ同化処理の結果による将来の経済性評価に基づいて、運用の再計画を行う。例えば、シミュレーションの結果、ロボットの保守費が高くなる場合は、ロボットのリプレイス、ロボットの台数や配置の見直し等の計画の調整が考えらえる。 In this diagram, an operation replanning unit 1101 has been added to the operation time processing unit 120 in FIG. 1. The operation replanning unit 1101 replans operations based on future economic evaluation based on the results of data assimilation processing obtained by the data assimilation unit 122. For example, if the simulation results in high maintenance costs for the robots, adjustments to the plan such as replacing the robots or reviewing the number and placement of robots may be considered.

また、この場合の再計画も、経済性評価結果表示部123に示されたものをユーザが見て手動で行う場合と、システムが自動で最適化を行う場合とがある。 In this case, replanning may be done manually by the user by looking at what is displayed on the economic evaluation result display unit 123, or the system may automatically perform optimization.

ユーザが手動で行う場合は、例えば、図3の経済性パラメータ入力画面で運用条件(前提条件)の値を変えて経済性シミュレーションを再実行し、変更前及び変更後のIRRの値を見て検討する、という方法がある。 When the user does this manually, for example, he or she can change the values of the operating conditions (preconditions) on the economic parameter input screen in Figure 3, rerun the economic simulation, and then check the IRR values before and after the change.

システムが自動で行う場合は、経済性パラメータ入力部112で入力する項目を設計変数とし、経済性シミュレーションで評価される収入と支出との差やIRRを目的変数として目的変数を最大化または最小化するように最適化を行う。その際の最適化手法としては、勾配法やGA(遺伝的アルゴリズム)などがある。 When the system performs this automatically, the items entered in the economic parameter input unit 112 are used as design variables, and the difference between income and expenditure evaluated in the economic simulation or the IRR is used as the objective variable, and optimization is performed to maximize or minimize the objective variable. Optimization methods used in this case include the gradient method and GA (genetic algorithm).

以下、本開示に係る望ましい実施形態についてまとめて説明する。 The following summarizes preferred embodiments of this disclosure.

経済性評価シミュレーション装置は、経済性シミュレーション実行部で得られた結果及びデータ同化処理により修正されたデータである修正結果のうちの少なくともいずれか一つを表示する経済性評価結果表示部を更に有することが望ましい。 It is preferable that the economic evaluation simulation device further has an economic evaluation result display unit that displays at least one of the results obtained by the economic simulation execution unit and the corrected results, which are data corrected by the data assimilation process.

作業シミュレーション実行部は、作業生産性、消費エネルギー、保守にかかわる項目、及び作業に必要な物資の量のうちの少なくともいずれか一つを評価することが望ましい。 It is desirable for the work simulation execution unit to evaluate at least one of the following: work productivity, energy consumption, maintenance-related items, and the amount of materials required for the work.

経済性評価シミュレーション装置は、運用再計画部を更に有し、データ同化部は、将来の経済性評価を行い、運用再計画部は、将来の経済性評価に基づいて運用の再計画を行うことが望ましい。 It is desirable that the economic evaluation simulation device further includes an operation re-planning unit, the data assimilation unit performs a future economic evaluation, and the operation re-planning unit re-plans operations based on the future economic evaluation.

データ同化部は、カルマンフィルタ法、粒子フィルタ法、アジョイント法又は変分法を用いることが望ましい。 The data assimilation unit preferably uses the Kalman filter method, particle filter method, adjoint method or variational method.

経済性パラメータは、売上、借入額、助成金、初期投資額、人件費、保険料、電気代、法人税、保守費、減価償却費及び修繕管理費のうちの少なくともいずれか一つを含むことが望ましい。 It is desirable that the economic parameters include at least one of the following: sales, borrowing amount, subsidy, initial investment amount, labor cost, insurance premium, electricity cost, corporate tax, maintenance cost, depreciation cost, and repair and management cost.

作業シミュレーション実行部は、実運用を開始する前に行うシミュレーションの入力データにモンテカルロ法によるばらつきを持たせる処理をし、データ同化部は、ばらつきを有する入力データを用いることが望ましい。 It is desirable that the work simulation execution unit processes the input data for the simulation performed before the start of actual operation by introducing variability using the Monte Carlo method, and that the data assimilation unit uses input data with variability.

なお、本開示は、前記した実施例に限定されるものではなく、さまざまな変形例が含まれる。例えば、前記した実施例は本開示を分かりやすく説明するために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。 Note that the present disclosure is not limited to the above-described examples, but includes various modified examples. For example, the above-described examples are described in detail to clearly explain the present disclosure, and are not necessarily limited to those having all of the configurations described.

また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。 It is also possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment.

また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段などは、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。 In addition, it is possible to add, delete, or replace part of the configuration of each embodiment with other configurations. Furthermore, some or all of the above configurations, functions, processing units, processing means, etc. may be realized in hardware, for example by designing them as integrated circuits.

また、前記の各構成、機能などは、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。 In addition, each of the above configurations, functions, etc. may be realized in software by a processor interpreting and executing a program that realizes each function.

各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイルなどの情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)などの記録装置、または、ICカード(ここで、ICは、Integrated Circuitの略称である。)、SDカード、DVD(Digital Versatile Disc)などの記録媒体におくことができる。また、クラウドを活用することもできる。 Information such as programs, tables, and files that realize each function can be stored in a memory, a hard disk, a recording device such as an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card (IC here is an abbreviation for Integrated Circuit), an SD card, or a DVD (Digital Versatile Disc). The cloud can also be utilized.

また、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。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。 In addition, the control lines and information lines shown are those that are considered necessary for the explanation, and do not necessarily show all control lines and information lines in the product. In reality, it can be assumed that almost all components are interconnected.

さらに、各装置を繋ぐ通信手段は、無線LANに限定されず、有線LANやその他の通信手段に変更してもよい。 Furthermore, the communication means connecting each device is not limited to wireless LAN, but may be changed to wired LAN or other communication means.

100:ロボット事業の経済性評価シミュレーション装置、101:演算処理部、110:事前処理部、111:ロボットシミュレーション実行部、112:経済性パラメータ入力部、113:経済性シミュレーション実行部、114、123:経済性評価結果表示部、120:運用時処理部、121:実運用データ取得部、122:データ同化部、130:入出力端末、131:入力部、132:出力部。 100: Robot business economic evaluation simulation device, 101: Calculation processing unit, 110: Pre-processing unit, 111: Robot simulation execution unit, 112: Economic parameter input unit, 113: Economic simulation execution unit, 114, 123: Economic evaluation result display unit, 120: Operation processing unit, 121: Actual operation data acquisition unit, 122: Data assimilation unit, 130: Input/output terminal, 131: Input unit, 132: Output unit.

Claims (7)

未知の条件を有する事業における作業の内容についてのシミュレーションを行う作業シミュレーション実行部と、
前記事業の経済性パラメータを入力する経済性パラメータ入力部と、
前記作業シミュレーション実行部による評価の第一の結果及び前記経済性パラメータを用いて前記事業の経済性についてのシミュレーションを行い、前記事業の前記経済性を評価する経済性シミュレーション実行部と、
前記作業の内容及び前記経済性パラメータに関する実運用データを取得する実運用データ取得部と、
前記実運用データ取得部が前記実運用データを取得する前に前記経済性シミュレーション実行部で得られた第二の結果と前記実運用データとを用いて、データ同化処理により前記第二の結果を修正するデータ同化部と、を有し、
前記作業シミュレーション実行部は、物理的な条件を計算して、作業生産性、消費エネルギー、保守に関わる項目、及び前記作業に必要な物資の量のうちの少なくとも一つを評価し、
前記経済性パラメータは、前提条件、収入に関する項目及び支出に関する項目のうちの少なくとも一つを含む、経済性評価シミュレーション装置。
a work simulation execution unit that performs a simulation of the contents of work in a business having unknown conditions ;
an economic parameter input unit for inputting economic parameters of the business ;
an economics simulation execution unit that performs a simulation of the economics of the business using a first result of the evaluation by the work simulation execution unit and the economics parameters, and evaluates the economics of the business;
an actual operation data acquisition unit that acquires actual operation data relating to the work content and the economic efficiency parameters;
a data assimilation unit that corrects the second result by a data assimilation process using a second result obtained by the economic simulation execution unit and the actual operation data before the actual operation data acquisition unit acquires the actual operation data,
the work simulation execution unit calculates physical conditions to evaluate at least one of work productivity, energy consumption, items related to maintenance, and amounts of materials required for the work;
The economic parameters include at least one of prerequisites, items related to income, and items related to expenditures .
前記経済性シミュレーション実行部で得られた前記第二の結果及び前記データ同化処理により修正されたデータである修正結果のうちの少なくともいずれか一つを表示する経済性評価結果表示部を更に有する、請求項1に記載の経済性評価シミュレーション装置。 2. The economic evaluation simulation device according to claim 1, further comprising an economic evaluation result display unit that displays at least one of the second result obtained by the economic simulation execution unit and a correction result which is data corrected by the data assimilation process. 運用再計画部を更に有し、
前記データ同化部は、将来の経済性評価を行い、
前記運用再計画部は、前記将来の経済性評価に基づいて前記事業の運用の再計画を行う、請求項1に記載の経済性評価シミュレーション装置。
An operation replanning unit is further provided,
The data assimilation unit performs a future economic evaluation,
2. The economic evaluation simulation device according to claim 1, wherein the operation re-planning unit re-plans the operation of the business based on the future economic evaluation.
前記データ同化部は、カルマンフィルタ法、粒子フィルタ法、アジョイント法又は変分法を用いる、請求項1に記載の経済性評価シミュレーション装置。 The economic evaluation simulation device according to claim 1, wherein the data assimilation unit uses a Kalman filter method, a particle filter method, an adjoint method, or a variational method. 前記経済性パラメータは、売上、借入額、助成金、初期投資額、人件費、保険料、電気代、法人税、保守費、減価償却費及び修繕管理費のうちの少なくともいずれか一つを含む、請求項1に記載の経済性評価シミュレーション装置。 The economic evaluation simulation device according to claim 1, wherein the economic parameters include at least one of sales, borrowing amount, subsidy, initial investment amount, labor cost, insurance premium, electricity cost, corporate tax, maintenance cost, depreciation cost, and repair management cost. 前記作業シミュレーション実行部は、実運用を開始する前に行うシミュレーションの入力データにモンテカルロ法によるばらつきを持たせる処理をし、
前記データ同化部は、前記ばらつきを有する前記入力データを用いる、請求項1に記載の経済性評価シミュレーション装置。
The operation simulation execution unit performs a process of giving variability to input data of a simulation performed before starting actual operation using a Monte Carlo method,
The economic evaluation simulation device according to claim 1 , wherein the data assimilation unit uses the input data having the variability.
作業シミュレーション実行部と、経済性パラメータ入力部と、経済性シミュレーション実行部と、実運用データ取得部と、データ同化部と、を有する経済性評価シミュレーション装置で実行される方法であって、
前記作業シミュレーション実行部が、未知の条件を有する事業における作業の内容についてのシミュレーションを行い、
前記経済性パラメータ入力部が、前記事業の経済性パラメータを入力し、
前記経済性シミュレーション実行部が、前記作業シミュレーション実行部による評価の第一の結果及び前記経済性パラメータを用いて前記事業の経済性についてのシミュレーションを行い、前記事業の前記経済性を評価し、
前記実運用データ取得部が、前記作業の内容及び前記経済性パラメータに関する実運用データを取得し、
前記データ同化部が、前記実運用データ取得部が前記実運用データを取得する前に前記経済性シミュレーション実行部で得られた第二の結果と前記実運用データとを用いて、データ同化処理により前記第二の結果を修正し、
前記作業シミュレーション実行部は、物理的な条件を計算して、作業生産性、消費エネルギー、保守に関わる項目、及び前記作業に必要な物資の量のうちの少なくとも一つを評価し、
前記経済性パラメータは、前提条件、収入に関する項目及び支出に関する項目のうちの少なくとも一つを含む、経済性評価シミュレーション方法。
A method executed by an economic evaluation simulation device having an operation simulation execution unit, an economic parameter input unit, an economic simulation execution unit, an actual operation data acquisition unit, and a data assimilation unit, comprising:
The work simulation execution unit performs a simulation of the contents of work in a business having unknown conditions ,
The economic parameter input unit inputs economic parameters of the business ,
the economic efficiency simulation execution unit performs a simulation of the economic efficiency of the business using a first result of the evaluation by the work simulation execution unit and the economic efficiency parameters, and evaluates the economic efficiency of the business;
the actual operation data acquisition unit acquires actual operation data relating to the content of the work and the economic efficiency parameters;
the data assimilation unit corrects the second result by a data assimilation process using a second result obtained by the economic simulation execution unit before the actual operation data acquisition unit acquires the actual operation data and the actual operation data ;
the work simulation execution unit calculates physical conditions to evaluate at least one of work productivity, energy consumption, items related to maintenance, and amounts of materials required for the work;
The economic evaluation simulation method, wherein the economic parameters include at least one of prerequisites, items related to income, and items related to expenditures .
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