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自己学習機能による化学プラントの進化

研究課題

研究課題/領域番号 06453091
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 化学工学一般
研究機関東京工業大学

研究代表者

石田 愈  東京工業大学, 資源化学研究所, 教授 (10016735)

研究期間 (年度) 1994 – 1995
研究課題ステータス 完了 (1995年度)
配分額 *注記
5,800千円 (直接経費: 5,800千円)
1995年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1994年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
キーワードニューラルネットワーク / 協調動作 / PENN / 状態認識 / プロセス制御 / スケジューリング / 自己学習 / 多変数システム制御 / 複合ネットワーク / グローバルポリシ-
研究概要

今年度は複数のニューラルネットワーク(NN)を導入することによる化学プラントの進化を目的として、以下の研究を行った。
1.ニューラルネットワークの分散協調化
化学プロセス制御を、ニューラルネットワークの持つ学習機能を利用して行うものである。制御結果をニューラルネットワークに学習させることで、制御対象プロセスのモデルが自動的に生成されるため、良好な制御結果が得られるものである。本研究では特に、多変数プロセスに対して複数の小さいネットワークを協調動作させることで干渉を含むプロセスにも有効なニューロコントローラが提案できた。
2 ニューラルネットワークの特性向上に関する研究
ポリスチレン塊状重合プロセスにおいて、不安定領域での状態認識器をPENNを用いて生成した。プロセスモデルの生成時に利用するグローバルポリシ-を数学的近似モデルより得ることによって、変数全域に渡るポリシ-を得ることが可能になった。さらに、生成した状態認識器を制御に用いることができた。制御方法としては順モデルと逆モルについて行い、両方の方式でも良好な制御結果が得られた。
3.分散協調を支援するスケジューリングに関する研究
化学プラントが大規模になるにつれて、組み合わせ最適化問題として定式化される問題が生じてくる。ジョブショップスケジューリング問題はその典型例であり、効率良く実用的な好適解を得ることで、生産性の向上、エネルギーロスの低減が可能となる。このような最適化問題を効率良く解く方法として、遺伝的アルゴリズムに注目して既存の方法より探索能力を高め、さらに機械的探索の利点を取り入れた方法を提案した。

報告書

(3件)
  • 1995 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (22件)

  • [文献書誌] Masaru Ishida: "Control by a New Policy-and Experience-Driven Neural Network to Follow a Desired Trajetory" J.Chem.Eng.Japan. 27. 137-138 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masaru Ishida: "Policy-and Experience-Driven Neural Network and its Application to Chemical Engineering" Proc.of 44th Canadian Chemical Engineering Conference. 85-86 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masaru Ishida: "Neural Model Predictive Control (NMPC) of a Distributed Parameter Crystal Growth Process" AICHE Journal. 41. 2333-2336 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masaru Ishida: "The Multi-Step Predictive Control of Nonlinear SISO Processes with a Neural Model Predictive Control (NMPC) Method" Computers & Chemical Engineering. (in printing). (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大庭 武泰: "PENNによるMIMOプロセス制御" 化学工学会第61年会. 244 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 山本 哲生: "ニューラルネットワークによるポリスチレン重合反応の状態認識と銘柄変更制御" 化学工学会第61年会. 248 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masaru Ishida: ""Control by a new Policy-and Experience-Driven Neural Network to Follow a Desired Trajectory"" J.Chem.Eng.Japan. 27. 137-138 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masaru Ishida: ""Policy-and Experience-Driven Neural Network and its Application to Chemical Engineering"" Proc.of 44th Canadian Chemical Engineering Conference. 85-86 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masaru Ishida: ""Neural Model Predictive Contorl (NMPC) of a Distributed Parameter Crystal Growth Process"" AIChE Journal. 41. 2333-2336 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masaru Ishida: ""The Multi-step Predictive Control of Nonlinear SISO Processes with a Neural Model Predictive Control (NMPC) Method"" Computers & Chemical Engineering. (in Printing). (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takehiro Ohba: ""A Structured PENN Controller for a MIMO Process"" Proc.of 61st Annual Meeting, Chemical Engineering of Japan. 244 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshio Yamamoto: ""Prediction of Dynamic State and Control for Specification Change by Neural Networks for Continuous Bulk Polymerization of Polystirene"" Proc.0f 61st Annual Meeting, Chemical Engineering of Japan. 248 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masaru Ishida: "Control by a New Policy-and Experience-Driven Neural Network to Follow a Desired Trajectory" J. Chem. Eng. Japan. 27. 137-138 (1994)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Masaru Ishida: "Policy- and Experience-Driven Neural Network and its Application to Chemical Engineering" Proc. of 44th Canadian Chemical Engineering Conference. 85-86 (1994)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Masaru Ishida: "Neural Model Predictive Control(NMPC) of a Distributed Parameter Crystal Growth Process" AIChE Journal. 41. 2333-2336 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Masaru Ishida: "The Multi-Step Predictive Control of NOnlinear SISO Processes with a Neural Model Predictive Control (NMPC) Method" Computers & Chemical Engineering (in printing). (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 大庭 武泰: "PENNによるMIMOプロセス制御" 化学工学会第61年会. (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 山元 哲夫: "ニューラルネットワークによるポリスチレン重合反応の状態認識と銘柄変更制御" 化学工学会第61年会. (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Masaru Ishida: "Characteristics of Control by a New Policy- and Experience- Driven Neural Network to Follow a Desired Trajectory" IEEE World Congress on Computational Intelligence. (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Masaru Ishida: "Policy- and Experience- Driven Neural Network and its Application to Chemical Engineering" Proceedings of 44th Canadian Chemical Engineering Conference. 85-86 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Masaru Ishida: "Control by a New Policy- and Experience- Driven Neural Network to Follow a Desired Trajectory" J. Chem. Eng. Jpn.27. 137-138 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Masaru Ishida: "Neural Model Predictive Control (NMPC) of a Distributed Parameter Crystal Growth Process" A. I. Ch. E. Journal. (in printing). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2016-04-21  

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