2018 Fiscal Year Research-status Report
スマート工場の適正運用に向けた自律分散型生産スケジューリングシステムの開発
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18K03872
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
森永 英二 大阪大学, 工学研究科, 助教 (80432508)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 自律分散型生産スケジューリング / 優先規則 / 生産シミュレーション / 最適化 / 生産システム / Internet of Things (IoT) |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生産現場では、指定された優先規則に従って材料を各設備に割り当てていく、現実的な生産スケジューリング法が広く実用されている。計算機技術と情報通信技術の発達によって、設備単位で高度に分散化された生産システムが実現されつつあることを踏まえ、優先規則を用いた生産スケジューリングを、設備間の知的な情報交換のみによって自律分散型の枠組みで実行する手法が開発されてきている。本研究では、種々の優先規則を適切に組み合わせて適正なスケジュールを得るための、組合せの「塩梅」の調整を、知的情報交換により巧みに行ってスケジュールの適正化を図る手法を構築するとともに、計画者が持つ経験や計画現場における要求を踏まえて適正化を図る手法の開発を目的としている。
平成３０年度は、優先規則の組合せにおける各規則の重みを最適化するシステムを構築した。各規則の重みの数値の組合せを解として、疑似焼きなまし法によって解の近似最適化を行うシステムと、その過程における現行解の情報をブロードキャスト通信によって受け取り、その解に基づいた生産スケジューリングを上記自律分散型の手法によって行う高度分散システムとを連携させ、重みの最適化を行う手法の構築とシステム化を行った。
さらに、上記分散型スケジューリング法と同じ分散型の枠組みで生産シミュレーションを実行する、超分散生産シミュレーションシステムとの統合化も行い、スケジューリングの過程で搬送シミュレーションを同時に行って、より正確な評価結果を基に最適化を進めていくことで、より適正なスケジュールが得られる手法の開発とシステム構築を行った。また、この開発において、シミュレーション処理における通信負荷低減法も開発し、統合化システムにおける通信効率の向上も達成した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
計画では、平成３０年度において、優先規則の組合せにおける各規則の重みを最適化するシステムを確立することとしていた。前述の通り、このシステムの構築は実行でき、順調に進展させることができている。
また、計画では、分散生産スケジューリング単体に対する最適化システムの構築を考えていたが、超分散生産シミュレーションシステムとの統合化も達成したことで、より適正なスケジュールを得るシステムを構築することができた。さらに、通信負荷の低減も達成し、効率的な実行を可能にした。
以上のことから、当初の計画以上に進展していると評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成３０年度に構築したシステムでは、工程の内容や処理順序が品種によって異なるジョブショップ型の生産を対象としている。この生産形態は、工程を処理できる設備が予め定められていることを前提としているが、実際には、処理できる複数台の設備のどれかに割り当てて生産を行うことが多い。このため、フレキシブル・ジョブショップ型の生産に適用できるよう、システムの拡張を行う。
また、このシステムでは、最適化の過程で暫定的に決定された重みに基づいて、生産スケジュールを生成する処理は、分散型の枠組みで実行されるが、最適化の処理は最適化用の計算資源の上で実行される形になっており、集中管理型の処理形態となっている。平成３１年度では、この最適化の処理も、できるだけ各生産設備上の各生産資源に担わせ、自律分散型の枠組みで実行できるようにすることを目指し、そのための方法論の構築と検証を行う。
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| Causes of Carryover |
初年度については、手法・システム開発を行っていく上で有益な情報を得るべく、研究紹介・意見交換・情報収集のための旅費を主な支出項目として計上していた。学会発表や各種研究会の場への参加のための旅費を中心に執行し、目的は達成したものの、結果として残金が生じた状態となっている。二年目には、国際会議の場での発表・意見交換・情報収集を計画しており、その資金への充当を予定している。
また、より大規模な検証システムの構築とそれによる手法検証を考えており、そのための必要機材の購入のためにも執行する予定である。
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Research Products
(1 results)
