離散型生産システムにおける処理時間の遅延リスクの評価方法の開発

开发评估离散生产系统中处理时间延迟风险的方法

• 批准号: 25919007
• 负责人: 高塚 佳代子
• 金额: $ 0.32万
• 依托单位: University of Miyazaki
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-25919007/
• 关键词: 離散型生産システム; QE( : Quantifier elimination); PERT

本研究では、システムの操作遅延の許容限界を評価する問題を、PERTのクリティカルパスに着目して求める方法と、計算機代数QE( : Quantifier elimination)を用いて制御仕様の集合が定める実行可能領域に着目して求める方法の2つについて提案することを目的とした。まず、PERTのクリティカルパスに着目した方法としては、生産システムにおける製品の処理順序をPERTネットワークを用いて表し、それをもとに処理完了時刻の確率密度関数を評価するという既存手法に対し、次の3種類の問題(扱いにくさ)、即ち、(1)実行中の非決定性によりクリティカルパスが変化する、(2)分布関数の型が指数分布に限定されない、(3)ネットワーク構造が大規模、にも対応できるようにするための拡張を行った。更に、実行中の状況変化により「適切な処理手順」が頻々と変わるため、処理順序を表す(PERTの)ネットワーク構造を実行前に予め定めることが簡単ではないケースにも本評価方法を適用するための方法を示した。一方、QEを用いる方法に関しては、まず、本問題を最適化問題として捉えるようにし、このような最適化問題をQEで解くための方法を示した。また、QEの実行結果の直感的な理解を助ける方法として、実行可能領域となる多次元多面体上の幾つかの頂点や、実行可能領域を包含する多次元矩形領域を求める方法を提案した。また、QEの実行結果に基づき、納期の遅延リスクを評価する方法と、その評価に基づく感度解析、及び、納期の遅延リスクが生じないためのバウンダリを求める方法を示した。更に、現実的なバッチ式化学プラントを適用例とし、QEの実行結果を解析した。その結果、QEの実行結果が持つ各制約条件式は、いずれも、この種の対象の振る舞いに対する本質的制約である「クリティカルパスと成り得る実行パスに対する制約条件」に対応付けられるということを示した。

在本研究中，我们通过关注PERT的关键路径，利用计算机代数QE（量词消除）来解决评估系统运行延迟的容许极限在可行域内的问题。由一组控制规范定义。本研究的目的是提出两种确定结果的方法。首先，作为关注PERT关键路径的方法，与使用PERT网络表示生产系统中产品的加工顺序并基于此评估加工完成时间的概率密度函数的现有方法相比，如下使用的方法存在三类问题（难处理）：（1）执行过程中由于不确定性而导致关键路径发生变化，（2）分布函数的类型不限于指数分布，以及（3）网络结构很大，我们已经扩展了它的支持。此外，这种评估方法还可以应用于在执行之前不容易预先确定代表处理顺序的（PERT）网络结构的情况，因为“适当的处理过程”由于执行期间情况的变化而频繁变化。你该怎么做。另一方面，对于使用 QE 的方法，我们首先将该问题视为优化问题，并展示了使用 QE 解决此类优化问题的方法。此外，作为一种有助于直观理解QE执行结果的方法，我们提出了一种在多维多面体上寻找多个顶点的方法，即可行区域，以及包含可行区域的多维矩形区域。我们还演示了一种根据量化宽松执行结果评估交付延迟风险的方法、基于该评估的敏感性分析以及寻找边界以避免交付延迟风险的方法。此外，我们以实际批量化工厂为例，分析了QE执行结果。结果，我们表明 QE 执行结果所具有的每个约束表达式都与“可以成为关键路径的执行路径上的约束条件”相关联，这是对此类目标的行为的基本约束塔。

项目成果

QEを用いたバッチ式化学プラント制御系の適用限界の評価とその活用について

QE间歇式化工厂控制系统应用范围评估及应用

• 发表时间: 2014
• 作者: Tomoyuki Araya;Kazuo Kasahara;Shingo Nishikawa;Hideharu Kimura;Takashi Sone;Hideo Nagae;Yoshio Ikehata;Isamu Nagano;Masaki Fujimura;屋良 朝康;上杉一秀;屋良 朝康;一条 洋和;稲守 栄;稲守 栄;齊藤 作義;桟敷 剛;桟敷 剛;中村 淳也;外山貴子;佐藤 敏之;永渕 一成;星 勝徳;東畠 三洋;東畠 三洋;Manabu Okawa;Manabu Okawa;菊池 裕人;松本 香;松本 香;加藤 康弘;加藤 康弘;高塚佳代子 山場久昭 岡崎直宣 冨田重幸;高塚佳代子 山口一也 山場久昭 岡崎直宣 冨田重幸;高塚佳代子 冨田重幸;高森千尋 高塚佳代子 山場久昭 岡崎直宣 冨田重幸
• 通讯作者: 高森千尋 高塚佳代子 山場久昭 岡崎直宣 冨田重幸

複数ジョブを持つ離散型並列生産システムのための動作モデルの提案(-バッチ式化学プラントの動作検証への適用)

多作业离散并行生产系统运行模型的提案（-应用于间歇式化工厂的运行验证）

• 发表时间: 2013
• 期刊: 計測自動制御学会論文集
• 作者: Tomoyuki Araya;Kazuo Kasahara;Shingo Nishikawa;Hideharu Kimura;Takashi Sone;Hideo Nagae;Yoshio Ikehata;Isamu Nagano;Masaki Fujimura;屋良 朝康;上杉一秀;屋良 朝康;一条 洋和;稲守 栄;稲守 栄;齊藤 作義;桟敷 剛;桟敷 剛;中村 淳也;外山貴子;佐藤 敏之;永渕 一成;星 勝徳;東畠 三洋;東畠 三洋;Manabu Okawa;Manabu Okawa;菊池 裕人;松本 香;松本 香;加藤 康弘;加藤 康弘;高塚佳代子 山場久昭 岡崎直宣 冨田重幸;高塚佳代子 山口一也 山場久昭 岡崎直宣 冨田重幸;高塚佳代子 冨田重幸
• 通讯作者: 高塚佳代子 冨田重幸

PERTのクリティカルパスの変化を考慮した処理時間の遅延リスクの評価方法について

如何考虑 PERT 关键路径的变化来评估处理时间延迟的风险

• 发表时间: 2013
• 期刊: 計測自動制御学会システム・情報部門 第54回離散事象システム研究会(DES54) 講演論文集
• 作者: Tomoyuki Araya;Kazuo Kasahara;Shingo Nishikawa;Hideharu Kimura;Takashi Sone;Hideo Nagae;Yoshio Ikehata;Isamu Nagano;Masaki Fujimura;屋良 朝康;上杉一秀;屋良 朝康;一条 洋和;稲守 栄;稲守 栄;齊藤 作義;桟敷 剛;桟敷 剛;中村 淳也;外山貴子;佐藤 敏之;永渕 一成;星 勝徳;東畠 三洋;東畠 三洋;Manabu Okawa;Manabu Okawa;菊池 裕人;松本 香;松本 香;加藤 康弘;加藤 康弘;高塚佳代子 山場久昭 岡崎直宣 冨田重幸;高塚佳代子 山口一也 山場久昭 岡崎直宣 冨田重幸
• 通讯作者: 高塚佳代子 山口一也 山場久昭 岡崎直宣 冨田重幸

所与の制御システム下での離散型生産システムの操作遅延の許容範囲評価へのQEの活用について

论使用QE评估给定控制系统下离散生产系统操作延迟的容忍范围

• 发表时间: 2013
• 期刊: 計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会(SSI2013)講演論文集
• 作者: Tomoyuki Araya;Kazuo Kasahara;Shingo Nishikawa;Hideharu Kimura;Takashi Sone;Hideo Nagae;Yoshio Ikehata;Isamu Nagano;Masaki Fujimura;屋良 朝康;上杉一秀;屋良 朝康;一条 洋和;稲守 栄;稲守 栄;齊藤 作義;桟敷 剛;桟敷 剛;中村 淳也;外山貴子;佐藤 敏之;永渕 一成;星 勝徳;東畠 三洋;東畠 三洋;Manabu Okawa;Manabu Okawa;菊池 裕人;松本 香;松本 香;加藤 康弘;加藤 康弘;高塚佳代子 山場久昭 岡崎直宣 冨田重幸
• 通讯作者: 高塚佳代子 山場久昭 岡崎直宣 冨田重幸