Real-time Control of Flexible Production Systems by Acquiring Rules and Hypothetical Reasoning

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Title

Real-time Control of Flexible Production Systems by Acquiring

_{Rules and Hypothetical Reasoning( 内容の要旨(Summary) )}

Author(s)

Rizauddin Bin Ramli

Report No.(Doctoral

Degree)

博士(工学) 甲第333号

Issue Date

2008-03-25

Type

博士論文

Version

URL

http://hdl.handle.net/20.500.12099/23518

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氏名(本籍)

学位の種類

学位授与番号

学位授与

日付専攻学位論文題目

学位論文審査委員

RizauddinBinRamli(マレーシア) 博士(工学)

甲第

333 号平成 20 年 3 月 25 日生産開発システム工学専攻 Real-timeControlofFlexibleProductionSystemsbyAcquiringRules andHypotheticalReasoning

(多品種生産システムにおけるルール獲得と仮説推論によるリアルタイム

制御)

王授

教

彦雄男

秀文和本方山野谷授授授

教教教

) ) 査査主副 ( ( 志剛

論文内容の要旨

Intoday,sstyleofflexibleproductions,thecustomer-drivenmanufacturingsystemhas beenglVenagreatattentionbecauseitaimstdrespondquicklytocopewithcustomerdemands･

rIb meet the demands meticulously,･the manufacturing systemitselfmust beableto adopt nexibilitylnits structure andfunctions･Product and

_{processimprovements}

are _widely acclaimedtoprovideeconomicsgalnSandtoincreasefkxibility,reSultinglnaquickresponse

and arapid Adaptability tochanglngmarket conditions･However,mOStOftheproduction facilitiesaremadeasacomplexdynamicalenvironmentthatisalwaysplaguedbyunexpected

situations.The unexpected situations are difficult to be dealtwith _since the scheduung PrOCeSSeSarealwaysdonethrougho掛1ineplannlngOrbypre-decided･SCheme･TbsoIvethe dimculties,real-timecontrolorschedulingisindispensable･ ThetwotypicaltypesoftheflexibleproductionsystemsaretheFlexiblerItansftrLine

(FrりandFlexibleManufacturingSystems(FMS)･Inthisthesis,theresearchforreal-time

controlbyintelligentdecision-makingintheflexibleproductionsystems,FrLandFMS,has beenconducted.

Flrst,intheproblemsofFTL

attentionsWereglVentOthepartsinputproblemofa

pullproduction system where two FrLs consist of Up-Stream productionline and Down-Stream _{productionline} _while _operating _underJIT _production _{management･The} Up-StreamproductionlineprocessestherawmaterialaRerrecelVlngthemfromsuppliers,and

afterprocesslngthem,deliverstheprocessedproducttotheDown-Streamproductionlineviaa COnVeyer･Inthethesis,anOVelideaofpartsinputreal-timecontroIsystemcalledAlgorithmfor

Real-Time ControlofPartInput

_{System(ARTCOPS)is}

_{proposed･The} _{characteristic} _of

ARTCOPSis jntelligent _real-time _controlbased _onIF-THEN _ruleswith an _analoglCal

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-25-Out-Pattern COnCePt thatis _usedto decide _the _partsinput to the bay _ofthe Up-Stream PrOductionlines･ARTCOPSwi11notnegativelyafEtcttheDown-Streamproductionlineeve

thoughthe _{actualdemands丘omthe} Down-Streamproductionline are difEtrentfromthe Pre-decidedproductionschedule･Simulationsofvirtualproductionsystemshavebeencarried

OuttOVerifythatARTCOPSisusefu1inreal-timecontrolalthoughtheproductionordersare

di蝕rentfromthepre-decidedproductionscheduling･

Second,intheproblemsofFMS,arealこtimecontrolapproachisusedto血cilitate decision-makingforrealizinganAntonomousDecentralizednexibleManufacturingSystem

(AD-FMS)･The

AD-FMSaims at high _production _e疏ciency

_bygiving

_{self･COntrOlor}

decentralizingtheplan,designandoperationoftheFMS･Inthethesis,thetypicalcomputer

SyStem thatis necessary for realizing an AD-FMS by _us1ng intelligent _real-time decision-makingcalledIntenigentDecisionbyAnticipationandSimulationswithHypotheses

(IDASH)isproposed･IDASHuses･hypotheticalreasoningthatconsiderstheactionchoices.

Tneconsiderationmakesmulti-agentStOtakea飴wstepsaheadascompetitivehypothesesin AD-FMS･Bythehypotheticalreasbnlng,IDASHcanforeseenotonlycurrentproduction SituationsbutalsoanticipatenearfuturesituationsinAD-FMS.¶lee蝕ctivenessofIDASHis ascertainedbythesimulationresultsthatshowIDASHispossibletokeepthetargetproduction

ratioeventhoughneitheranAntomatedGuidedVbhicles(AGV)action,splannorpartsinput

SChedulesareglVenbeforehand･Especially;itcanbeshownthatthemethodwi1loperate AD-FMSwithoutinfluenclngtheproductionratioevenwhenunpredictedtroublehappen, WhichisoRenseeninanactual払ctory･

論文審査結果の要旨

最近の生産現場では,ユーザ噂好の多様化により,1つの生産ラインで複数の製品を生

産する,多品種生産ラインが一般化してきている.この多品種生産ラインでは,投入品種

の順番により,生産効率が変わってくる.そのため,効率のよい品種投入順番を,あらか

じめ決定してから生産する,オフライン･スケジューt｣ングが行われる.ところが,実際

の生産工場では,あらかじめ決められたこのスケジュールごとに生産が行われることはま

れである.たとえば,特急品種がきたり,機械故障などにより,当初のスケジュールどお

りの機械割り当てができないなどである.

そこで,本研究では,このような事前のスケジュールでは対応できない問題に対し,生

産ライン稼働中に投入品種をフレキシブルに決めていく,リアルタイム･スケジューリン

グについて研究した.また,対象とする多品種生産ラインとして,代表的な2種,Flexible

TransferLine(F甘L)とFlexibleManufacturingSystems(FMS)を取り上げ,研究した.

FTLのリアルタイム･スケジューリングとして,前工程と後工程が連動して稼動し,後

工程生産ラインが前工程生産ラインの完成品を1品種づつ取っていく,1個流し生産のリ

アルタイム･スケジューリングを取り扱う.この研究では,前工程生産ラインの完成品コ

ンベアの品種整列状況から判断して,前工程生産ラインの入り口に,どの品種を投入する

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-26-かを決定するリアルタイム指示の方法,Algorithmfor

Real-Time ControlofPartInput

System(ARTCOPS)を提案している.

ARTCOPSの特徴は,

①前工程生産ラインの完成品コンベアの品種整列状況を,if･thenルールであらわした品

種投入ルールと照合し,投入品種を決定する,ルールを用いた品種投入システムであ

る.

②膨大に存在する前工程生産ラインのコンベア上の品種整列状況を,任意の有限個で代

替するアウトバターン概念を持つ.

③このアウトパターン概念と,実際の前工程生産ラインの完成品コンベア上の品種整列

状況との類似性を照合する類似法を持つ.

である.

提案したARTCOPSを,コンピュータ上に構築したFTLにてシミュレーションし,そ

の有効性を検証した.

FMSのリアルタイム･スケジューリングとして,自律分散型FMSを取り上げた.この

研究では,自律分散型FMSにどの品種を,どの機械に割り付けるのかを,リアルタイム

に実現する方法として,Intelligent

DecisionbyAnticipation _and Simulations _with

Real-time Control of Flexible Production Systems by Acquiring Rules and Hypothetical Reasoning

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