高信頼・高開発効率を実現する、FAシステム制御ソフトウェアの開発手法

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15560227
• 研究機関: 神奈川大学
• 研究代表者: 栗原 謙三 神奈川大学, 工学部, 教授 (30312086)
• 研究分担者: 西内 信之 神奈川大学, 工学部, 助手 (70301588) ; 北岡 正敏 神奈川大学, 工学部, 教授 (90078311)
• キーワード: 高信頼 / 高開発効率 / Factory Automationシステム / 制御ソフトウェア / ソフトウェア開発手法 / ペトリネット

研究概要

FAシステムにおける自動化の要求が多様化し制御論理が高度化するに伴い、事象駆動の概念に基づく、より体系的で高レベルの記述が可能な制御プログラミング方法、およびそれに基づく制御方式が求められてきている。そこで、制御ソフトウェア開発の高信頼化と高効率開発を狙いとして、FAシステム制御ソフトウェアの開発手法を研究している。本研究では、複数の自動装置から成る加工セルの統括制御を取り上げ、制御対象の特性を捉えた状態遷移過程の階層構造化/多次元化記述方式を開発している。今年度は、下記の開発を進めた。
1,FA制御理論、ハード構成の記述方式開発
従来のプログラマブルコントローラにおけるラダーダイアグラム記述等の問題点を考察し、並行動作システムの振る舞いを記述、解析するために提案されたペトリネットモデルに基づいて、Factory Automation制御論理、およびFA構成機器の記述方式の基本方式を構築した。さらに、開発するペトリネット指向の新たな高度プログラミング方式が、シーケンス制御ソフトウェアのフレキシビリティ、信頼性の向上、開発工数削減などに有効であることを小規模なモデルで評価した。
2.制御仕様検証支援方式
設計段階での安全性の検証支援方法が望まれる。そこで、ペトリネットの可達木生成の手法により制御対象システムがとりうる全状態を自動的に洗い出し、それを基に与えられた制御仕様のもとで要求仕様に反するシステム状態がないかどうかを検索し、デッドロック論理不良等を効率的に検出する方式を検討中である。

研究成果

• [文献書誌] 栗原謙三, 西内信之 ほか: "FAシステム制御ソフトウェアの開発手法に関する研究"日本機械学会論文集C編. Vol.69, No.680. 1169-1177 (2003)
• [文献書誌] K.Kurihara, N.Nishiuchi et al.: "Hierarchical Path Planning Method for Autonomous Mobile Robots"Frontiers in Artificial Intelligence and its Applications. Vol.101. 1-8 (2003)
• [文献書誌] 栗原謙三, 西内信之 ほか: "生産能力の変動に対応するフローショップ・スケジュール改善方式"日本経営工会平成15年度秋季研究大会予稿集. 224-225 (2003)
• [文献書誌] M.Kitaoka, S.Youichirou et al.: "Construction, of Automated Assembly Systems using Natural Language and Generation of Control Program"Proceeding of 32nd International Conference on Computers and Industrial Engineering. 616-621 (2003)
• [文献書誌] 北岡正敏, 寺園修平 ほか: "LLDとペトリネットを用いた自動生産の構築法に関する研究"日本経営工会平成15年度秋季研究大会予稿集. 50-51 (2003)
• [文献書誌] 北岡正敏, 霧生達也 ほか: "FMSにおけるボトルネックの解析"日本経営工会平成15年度秋季研究大会予稿集. 20-21 (2003)