特許 7600789 情報処理システム、方法およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-09

(45)【発行日】2024-12-17

(54)【発明の名称】情報処理システム、方法およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   G05B 23/02 20060101AFI20241210BHJP

【ＦＩ】

G05B23/02 G

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2021039413

(22)【出願日】2021-03-11

(65)【公開番号】P2022139154

(43)【公開日】2022-09-26

【審査請求日】2024-01-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大串 孝宏

(72)【発明者】

【氏名】小林 昭朗

【審査官】田中 友章

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０１２１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／２０２９３４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｂ ２３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

情報処理システムであって、
前記情報処理システムは、
制御対象を駆動する駆動機器の制御プログラムを実行し前記駆動機器を制御する指令値を出力するコントローラと、シミュレータと、を備え、
前記シミュレータは、
前記制御プログラムを実行することにより前記コントローラの挙動を模擬するコントローラエミュレータと、
前記コントローラエミュレータによって前記制御プログラムが実行されるときに出力される前記指令値を入力として、前記駆動機器のモデルを実行することにより当該駆動機器の挙動値を算出するアクチュエータエミュレータと、を有し、
前記情報処理システムは、さらに、
前記コントローラによって前記制御プログラムが実行されているとき、前記駆動機器の挙動を示す挙動値を収集する第１収集部と、
前記コントローラエミュレータによって前記制御プログラムが実行されて、前記アクチュエータエミュレータによって前記挙動値が算出されるシミュレーションにおいて、算出される当該挙動値を収集する第２収集部と、
前記第１収集部によって収集された時系列の前記挙動値と、前記第２収集部によって収集された時系列の前記挙動値との間の同一時間または同一時刻での差に基づき、前記モデルに予め設定されたモデルパラメータを調整する調整部と、を備え、
前記コントローラは、さらに、前記駆動機器の挙動値を入力として、第１制御パラメータに基づき前記制御プログラムを実行し、
前記コントローラエミュレータは、さらに、前記アクチュエータエミュレータによって算出される挙動値を入力として、第２制御パラメータに基づき前記制御プログラムを実行し、
前記調整部は、さらに、
前記第２制御パラメータを、前記第１制御パラメータに整合するように調整し、その後、前記モデルパラメータの調整を実施する、情報処理システム。

【請求項2】

前記第１収集部によって収集された時系列の前記挙動値と、前記第２収集部によって収集された時系列の前記挙動値とを、収集された時間に基づき、時間軸上で互いに関連付けて出力する、請求項１に記載の情報処理システム。

【請求項3】

前記関連付けは、前記挙動値を縦軸とし、前記時間軸を横軸とした２次元平面の上に、前記第１収集部によって収集された時系列の前記挙動値と、前記第２収集部によって収集された時系列の前記挙動値とを、収集された時間に基づきプロットすることを含む、請求項２に記載の情報処理システム。

【請求項4】

前記モデルパラメータは、前記駆動機器の機械的特性または物理的特性に基づくパラメータを含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の情報処理システム。

【請求項5】

前記シミュレーションにおいて、
前記アクチュエータエミュレータによって実行されるモデルは、前記調整部によって調整された前記モデルパラメータが設定されたモデルを含む、請求項１から４のいずれか１に記載の情報処理システム。

【請求項6】

前記調整部は、
前記同一時間または前記同一時刻での前記差に基づき、前記モデルパラメータを調整するためのガイド情報を出力する、請求項１から５のいずれか１項に記載の情報処理システム。

【請求項7】

前記ガイド情報は、調整対象のモデルパラメータの識別子と、当該モデルパラメータの調整量とを含む、請求項６に記載の情報処理システム。

【請求項8】

ユーザ操作によって指定される調整対象のモデルパラメータおよび当該モデルパラメータの調整量に基づき、前記モデルに設定されている前記モデルパラメータを調整する、請求項７に記載の情報処理システム。

【請求項9】

前記シミュレータは、前記差が予め定められた条件を満たすまで、前記調整部によって前記調整が実施される毎に、調整後のモデルパラメータが設定されたモデルを用いて前記シミュレーションを実行する、請求項１から８のいずれか１項に記載の情報処理システム。

【請求項10】

制御対象の駆動機器を制御する指令値を出力する制御プログラムをコントローラに実行させ、当該指令値に従って当該駆動機器を制御する制御ステップと、
前記制御プログラムを実行することにより前記コントローラの挙動を算出するコントローラエミュレーションを実行するステップと、
前記コントローラエミュレーションによって前記制御プログラムが実行されるときに出力される前記指令値を入力として、前記駆動機器のモデルを実行することにより当該駆動機器の挙動値を算出するアクチュエータエミュレーションを実行するステップと、
前記コントローラによって前記制御プログラムが実行されているとき、前記駆動機器の挙動を示す挙動値を収集する第１収集ステップと、
前記コントローラエミュレーションにおいて前記制御プログラムが実行されているとき、前記アクチュエータエミュレーションによって算出される前記挙動値を収集する第２収集ステップと、
前記第１収集ステップによって収集された時系列の前記挙動値と、前記第２収集ステップによって収集された時系列の前記挙動値との間の同一時間または同一時刻での差に基づき、前記モデルに予め設定されたモデルパラメータを調整するステップと、
前記制御ステップは、前記コントローラに、前記駆動機器の挙動値を入力として、第１制御パラメータに基づき前記制御プログラムを実行させるステップを有し、
前記コントローラエミュレーションを実行するステップは、前記アクチュエータエミュレーションによって算出される挙動値を入力として、第２制御パラメータに基づき前記制御プログラムを実行するステップを有し、
前記調整するステップは、
前記第２制御パラメータを、前記第１制御パラメータに整合するように調整し、その後、前記モデルパラメータの調整を実施するステップを有する、方法。

【請求項11】

請求項１０に記載の方法をプロセッサに実行させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ＦＡ（Factory Automation）の機器を制御するプログラムを開発する環境を提供するための技術に関する。

【背景技術】

【0002】

様々な生産現場において、生産工程を自動化するためのＦＡシステムが普及している。ＦＡシステムは生産工程に備えられる制御対象の機器と、制御プログラムを実行するＰＬＣ（Programmable Logic Controller）などの制御装置を備える。

【0003】

通常、設計者は、制御プログラムの開発にシミュレータを利用することができる。シミュレータは、制御対象の制御プログラムを実行し、その実行結果を用いて当該制御対象の挙動を算出するためのモデルを実行する。シミュレーションを支援するための技術に関し、特開２０１６－４２３７８号公報（特許文献１）は、視覚センサを含めた統合的なシミュレーションを実現することが可能なシミュレーション装置を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－４２３７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

生産現場の多様性が高まる傾向にあり、当該多様性に追従するために、制御対象の制御プログラムと制御対象の駆動する機器のモデルを簡単に取得したいとの要望がある。特許文献１は、制御プログラムと対応のモデルを取得する仕組みは提案していない。

【0006】

本開示は、制御対象の制御プログラムと当該制御対象の駆動機器のモデルとを簡単に取得できる構成を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示にかかる情報処理システムは、駆動機器の制御プログラムを実行し駆動機器を制御する指令値を出力するコントローラと、シミュレータと、を備え、シミュレータは、制御プログラムを実行することによりコントローラの挙動を模擬するコントローラエミュレータと、コントローラエミュレータによって制御プログラムが実行されるときに出力される指令値を入力として、駆動機器のモデルを実行することにより当該駆動機器の挙動値を算出するアクチュエータエミュレータと、を有る。情報処理システムは、コントローラによって制御プログラムが実行されているとき、駆動機器の挙動を示す挙動値を収集する第１収集部と、コントローラエミュレータによって制御プログラムが実行されて、アクチュエータエミュレータによって挙動値が算出されるシミュレーションにおいて、算出される当該挙動値を収集する第２収集部と、第１収集部によって収集された時系列の挙動値と、第２収集部によって収集された時系列の挙動値との間の同一時間または同一時刻での差に基づき、モデルに予め設定されたモデルパラメータを調整する調整部と、をさらに備える。

【0008】

上述の開示によれば、調整部は、制御プログラムがコントローラによって実行されるとき第１収集部が駆動機器から収集する時系列の挙動値と、当該駆動機器のモデルから第２収集部が収集した時系列の挙動値との間の同一時間または同一時刻での差に基づき、モデルパラメータを調整する。これにより、実機の駆動機器の挙動に整合するように、当該モデルが有するモデルパラメータを調整することができて、制御対象の駆動機器の制御プログラムと当該駆動機器のモデルとを簡単に取得できる。

【0009】

上述の開示において、情報処理システムは、第１収集部によって収集された挙動値と、第２収集部によって収集された挙動値とを、収集された時間に基づき、時間軸上で互いに関連付けて出力する。

【0010】

上述の開示によれば、実機である駆動機器の挙動と、当該駆動機器のモデルによって算出された挙動とを関連付けて、ユーザに提示することができる。

【0011】

上述の開示において、関連付けは、挙動値を縦軸とし、時間軸を横軸とした２次元平面の上に、第１収集部によって収集された時系列の挙動値と、第２収集部によって収集された時系列の挙動値とを、収集された時間に基づきプロットすることを含む。

【0012】

上述の開示によれば、実機である駆動機器の挙動と、当該駆動機器のモデルによって算出された挙動とを、それらの挙動値をグラフ上にプロットして関連付けを示すことができる。

【0013】

上述の開示において、モデルパラメータは、駆動機器の機械的特性または物理的特性に基づくパラメータを含む。

【0014】

上述の開示によれば、モデルパラメータは駆動機器の機械的特性または物理的特性のパラメータを含むことにより、モデルによって算出される挙動に、駆動機器の機械的挙動または物理的挙動を含めることができる。

【0015】

上述の開示において、シミュレーションにおいて、アクチュエータエミュレータによって実行されるモデルは、調整部によって調整されたモデルパラメータが設定されたモデルを含む。

【0016】

上述の開示によれば、調整後パラメータが設定されたモデルを用いて、シミュレーションが実施されることにより、シミュテーションにおいてモデルから算出される挙動値に、モデルパラメータの調整結果を反映させることができる。

【0017】

上述の開示において、コントローラは、駆動機器の挙動値を入力として、第１制御パラメータに基づき制御プログラムを実行し、コントローラエミュレータは、アクチュエータエミュレータによって算出される挙動値を入力として、第２制御パラメータに基づき制御プログラムを実行し、調整部は、さらに、第２制御パラメータを、第１制御パラメータに整合するように調整し、その後、モデルパラメータの調整を実施する。

【0018】

上述の開示によれば、第２制御パラメータが第１パラメータに整合されてからモデルパラメータの調整が実施される。したがって、第２制御パラメータと第１パラメータ制御との間の相違が、モデルパラメータの調整量に影響することを排除した上で、モデルパラメータを調整できる。

【0019】

上述の開示においては、調整部は、上記の同一時間または同一時刻での差に基づき、モデルパラメータを調整するためのガイド情報を出力する。

【0020】

上述の開示によれば、モデルパラメータを調整するためのガイド情報をユーザに提示することができる。

【0021】

上述の開示において、ガイド情報は、調整対象のモデルパラメータの識別子と、当該モデルパラメータの調整量とを含む。

【0022】

上述の開示によれば、ガイド情報として、調整対象のパラメータとその調整量を提示することができる。

【0023】

述の開示において、ユーザ操作によって指定される調整対象のモデルパラメータおよび当該モデルパラメータの調整量に基づき、モデルに設定されているモデルパラメータを調整する。

【0024】

上述の開示によれば、調整後のパラメータをモデルに再設定できる。

【0025】

上述の開示において、シミュレータは、上記の差が予め定められた条件を満たすまで、調整部によって調整が実施される毎に、調整後のモデルパラメータが設定されたモデルを用いてシミュレーションを実行する。

【0026】

この開示によれば、調整部によって調整が実施される毎に、調整後のモデルパラメータが設定されたモデルを用いてシミュレーションが繰り返し実行されて、調整とシミュレーションの繰り返しを、上記の差が予め定められた条件を満たすときに自動的に終了させることができる。

【0027】

本開示に係る方法は、制御対象の駆動機器を制御する指令値を出力する制御プログラムをコントローラに実行させ、当該指令値に従って当該駆動機器を制御するステップと、制御プログラムを実行することによりコントローラの挙動を算出するコントローラエミュレーションを実行するステップと、コントローラエミュレーションによって制御プログラムが実行されるときに出力される指令値を入力として、駆動機器のモデルを実行することにより当該駆動機器の挙動値を算出するアクチュエータエミュレーションを実行するステップと、コントローラによって制御プログラムが実行されているとき、駆動機器の挙動を示す挙動値を収集する第１収集ステップと、コントローラエミュレーションにおいて制御プログラムが実行されているとき、アクチュエータエミュレーションによって算出される挙動値を収集する第２収集ステップと、第１収集ステップによって収集される時系列の挙動値と、第２収集ステップによって収集される時系列の挙動値との間の同一時間または同一時刻での差に基づき、モデルに予め設定されているモデルパラメータを調整するステップと、を備える。

【0028】

上述の開示によれば、方法が実施されると、制御プログラムがコントローラによって実行されるとき第１収集部が駆動機器から収集する時系列の挙動値と、当該駆動機器のモデルから第２収集部が収集した時系列の挙動値との間の同一時間または同一時刻での差に基づき、モデルパラメータが調整される。これにより、実機の駆動機器の挙動に整合するように、当該モデルに設定されるモデルパラメータを調整することができて、制御対象の駆動機器の制御プログラムと当該駆動機器のモデルとを簡単に取得できる。

【0029】

本開示の他の局面によれば、上記に述べた方法をプロセッサに実行させるためのプログラムが提供される。

【0030】

上述に開示において、プログラムがプロセッサによって実行されると、制御プログラムがコントローラによって実行されるとき第１収集部が駆動機器から収集する時系列の挙動値と、当該駆動機器のモデルから第２収集部が収集した時系列の挙動値との間の同一時間での差に基づき、モデルパラメータが調整される。これにより、実機の駆動機器の挙動に整合するように、当該モデルに設定されるモデルパラメータを調整することができて、制御対象の駆動機器の制御プログラムと当該駆動機器のモデルとを簡単に取得できる。

【発明の効果】

【0031】

本開示によれば、制御対象の制御プログラムと、制御対象の駆動機器のモデルとを簡単に取得できる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】本実施の形態に係る情報処理システム１の構成を模式的に示す図である。

【図2】本実施の形態に係る開発環境の一例を模式的に示す図である。

【図3】本実施の形態に係る制御対象を有するＦＡシステム５０の構成を模式的に示す図である。

【図4】本実施の形態に係る制御プログラム１５の一例を模式的に示す図である。

【図5】本実施の形態に係るパラメータの作成を支援するＵＩの一例を模式的に示す図である。

【図6】本実施の形態に係るモデル１６の演算式７４１の一例を示す図である。

【図7】本実施の形態に係る制御対象を指定するＵＩの一例を示す図である。

【図8】本実施の形態に係るモデルパラメータを指定するＵＩの一例を示す図である。

【図9】本実施の形態に係る実機の出力に基づく調整の構成の一例を示す図である。

【図10】本実施の形態に係る調整処理のためのＵＩの一例を示す図である。

【図11】本実施の形態に係る情報処理装置１０の構成の一例を示す模式図である。

【図12】本実施の形態に係る作成処理のフローチャートである。

【図13】本実施の形態に係る実機の出力に基づく調整処理のフローチャートである。

【図14】本実施の形態に係る実機の出力に基づく調整処理のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、図面を参照しつつ、本発明に従う実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。

【0034】

＜Ａ．適用例＞
本発明の適用例について説明する。本実施の形態に従う情報処理装置１０は、生産工程に備えられる制御対象である機械を駆動するための駆動機器（以下、実機ともいう）の制御プログラム１５と当該駆動機器のモデル１６を開発する環境を提供する。

【0035】

図２は、本実施の形態に係る開発環境の一例を模式的に示す図である。情報処理装置１０は、シミュレータ２１を利用してユーザ設定１９に基づき制御プログラム１５およびモデル１６を開発するための開発支援ツール２０と、作成された制御プログラム１５を実行可能形式に変換するビルダ１８と、開発に関する情報を格納する記憶部とを備える。設計者は、情報処理装置１０が提供するＵＩツールを操作して、開発支援ツール２０およびビルダ１８を操作できる。

【0036】

情報処理装置１０は、ビルダ１８によって変換された制御プログラム１５を、実機を制御するコントローラ５１に転送する。コントローラ５１は、転送された制御プログラム１５を実行することによって実機を制御する。コントローラ５１は、典型的にはＰＬＣを含むが、ＰＬＣの名称に限定されず、コントローラは実機を制御する制御装置全般を指す概念である。

【0037】

制御プログラム１５は、ユーザプログラムの一例であってサイクリック実行型のプログラム言語（たとえば、ラダー言語やＳＴ（Structured Text）言語）で記述される。より具体的には、制御プログラム１５は、ユーザプログラムを構成するＰＯＵ（Program Organization Unit）と呼ばれる基本的な構成要素であるプログラム要素として、ＦＵ（Function），ＦＢ（Function Block）などを有するラダープログラムを含む。制御プログラム１５は、ラダープログラムのようなサイクリック実行型のプログラム言語で記述されるプログラムに限定されず、例えば、逐次実行型の言語で記述されるプログラムも含み得る。本実施の形態では、制御プログラム１５を構成するプログラム要素として、主にＦＢを説明するが、ＦＵであっても本実施の形態は同様に適用できる。

【0038】

ユーザ設定１９は、ユーザが指定する制御対象（機械）を識別する識別子を含む制御対象１９ａと、モデル１６のパラメータに関する設定１９ｂと、実機の制御方法を示す制御の仕方１９ｃを有する。

【0039】

記憶部は、制御対象になり得る複数の機械それぞれについて、当該機械を識別する対象ＩＤ１３８１を有するＦＢ（Function Block）セット１３８と、当該機械を識別する対象ＩＤ１３９１を有するＣＡＤ（Computer-Aided Design）セット１３９とを格納するとともに、後述するペア１７を格納する。ＦＢセット１３８は、対応の機械を制御するための制御演算処理を実現する１または複数のＦＢを含む。ＣＡＤセット１３９は、対応の機械の３次元形状を表す１または複数の画像のデータとともに、制御対象（機械）の駆動機器の基本モデル１６Ｂを含む。基本モデル１６Ｂは、未だ、具体的なモデルパラメータが未設定のモデル、例えば初期値のモデルパラメータが設定された状態のモデルを示す。

【0040】

制御プログラム作成ツール２２は、ユーザ設定１９の制御対象１９ａの識別子に基づき、記憶部から当該識別子に一致する対象ＩＤ１３８１のＦＢセット１３８を検索する。制御パラメータ設定部２３は、検索されたＦＢセット１３８のＦＢに、ユーザ設定１９の制御の仕方１９ｃに基づく制御用の制御パラメータを設定する。本実施の形態では、制御の仕方１９ｃは、制御対象の機械または駆動機器の仕様書データが示す制御のための仕様値を含む。制御パラメータ設定部２３は、制御の仕方１９ｃが示す仕様値を、予め定められた換算式を用いて、制御パラメータの値に換算し、換算後の制御パラメータをＦＢに設定する。本実施の形態では、「パラメータ」とは、パラメータを表す変数に相当し、「パラメータを設定する」とは、パラメータを表す変数の種類を設定する、または変数に値を設定することを意味する。また「パラメータを調整する」、「制御プログラム１５を調整する」または「モデル１６を調整する」とは、本実施の形態では、パラメータの値を調整（変更）することを意味する。

【0041】

制御パラメータは、ＦＢが実現する制御演算処理のパラメータを含む。例えば、制御対象の実機がサーボモータを含む場合、当該制御演算処理はＰＩＤ（Proportional-Integral-Differential Controller）演算を含み得る。ＰＩＤパラメータは、例えばゲイン、目標値、時定数などを含む。制御パラメータの種類は、制御の仕方によって相違し、これらに限定されない。例えば、制御パラメータには、演算のタイミングを示すトリガが含まれ得る。制御パラメータ設定部２３が制御パラメータをＦＢセット１３８の各ＦＢに設定することにより、仕様に基づく制御プログラム１５が作成される。

【0042】

モデル作成ツール２４は、ユーザ設定１９の制御対象１９ａに識別子に基づき、記憶部から当該識別子に一致する対象ＩＤ１３９１のＣＡＤセット１３９と基本モデル１６Ｂを検索する。モデルパラメータ設定部２５は、検索された基本モデル１６Ｂに、ユーザ設定１９の設定１９ｂに基づくモデルの仕様に基づくモデルパラメータを設定することにより、モデル１６を作成する。なお、基本モデル１６Ｂは、ユーザ設定１９の設定１９ｂによって提供されてもよい。

【0043】

より具体的には、モデルは制御対象の駆動機器（実機）の挙動を算出する物理演算式を含む各種演算式で示されて、モデルパラメータは、当該モデルの演算式に設定されるべきパラメータを表す。モデルパラメータは、実機の機械的特性と物理的特性のパラメータを含む。設定１９ｂは機械的特性と物理的特性とを示す。機械的特性に基づくパラメータ（以下、メカパラメータともいう）は、サイズ、位置などに基づくパラメータを含み、物理的特性のパラメータ（以下、物理パラメータともいう）は、摩擦係数、質量（重さ）などに基づくパラメータを含む。物理パラメータは、例えば、駆動機器がサーボモータを含んで構成される場合、摩擦係数は、モータ軸受けの摩擦係数を含み得る。なお、メカパラメータおよび物理パラメータの種類はこれらに限定されない。

【0044】

開発支援ツール２０は、制御パラメータが設定された制御プログラム１５およびモデルパラメータが設定されたモデル１６を、シミュレータ２１を用いて実行することにより、制御パラメータが調整された制御プログラム１５を取得し、調整後の制御プログラム１５をコントローラ５１に転送する。

【0045】

より具体的には、シミュレータ２１は、入力としての挙動値に基づき制御プログラム１５を実行し、実行結果である制御の指令値を入力としてモデル１６の演算を実行し、算出値である実機の挙動を示す挙動値を制御プログラム１５の入力として出力する。シミュレータ２１は、この一連の処理を、後述するタイムステップｔｉ（ｉ＝１，２，３・・・）毎に繰り返し実行する。これにより、シミュレータ２１は、制御プログラム１５およびモデル１６を実行することによって、制御プログラム１５によって実機が制御された場合の実機の挙動を推定することができる。本実施の形態では、「挙動を算出する」は、「挙動を推定する」または「挙動を模擬する」を包含し得る概念を示す。

【0046】

シミュレーションを実行時は、情報処理装置１０は、後述するビジュアライザ２７によって、ＣＡＤセット１３９のＣＡＤデータ（画像）を用いてモデル１６が算出する挙動に従う制御対象の動きを視覚化する画像を生成し、生成された画像をディスプレイに表示させる。これにより、設計者に、推定された実機の挙動を視覚的に提示することができる。

【0047】

本実施の形態において、駆動機器はサーボモータ等のアクチュエータを含み、指令値は駆動機器の角速度を含む。モデル１６によって算出される挙動値は、サーボモータ等の回転数を含む。なお、「指令値」は角速度に限定されず、例えばサーボモータ等のアクチュエータを含む駆動機器に対しての指令、例えば位置、速度、加速度、ジャーク（加加速度）、角度、角加速度、角加加速度等の数値を指令として表したものであってもよい。

【0048】

設計者は、開発支援ツール２０を操作して、制御プログラム１５を開発するとき、制御プログラム作成ツール２２を操作することにより、仕様を満たす挙動値を導出できるように制御パラメータを調整し、制御プログラム１５を作成する。また、設計者は、開発支援ツール２０を操作して、モデルパラメータを調整することによって、モデル１６を作成する。

【0049】

より具体的には、シミュレータ２１は、周期なタイムステップｔｉ毎に、制御プログラム１５とモデル１６を実行する。シミュレーションの開始時に、モデル１６は設定１９ｂが示すモデルパラメータが設定されて、制御プログラム１５には制御の仕方１９ｃに基づく制御パラメータが設定されている。タイムステップｔｉにおいて、モデル１６からの挙動値を入力にして制御プログラム１５が実行されて、当該制御プログラム１５からの指令値を入力にしてモデル１６が実行されて挙動値が算出さる。次のタイムステプｔ（i+1）で、制御プログラム１５は直前のタイムステップｔｉで算出された挙動値を入力にして実行される。このように、シミュレータ２１によって、タイムステップｔｉ毎の時系列の挙動値が導出される。

【0050】

シミュレータ２１から導出された時系列の挙動値が、仕様に示される目標の挙動値から乖離している場合、開発支援ツール２０は、設計者のユーザ操作に基づき、乖離の程度に基づき制御パラメータを調整し、調整後の制御パラメータが設定された制御プログラム１５を用いて、上記のシミュレーションを実施する。開発支援ツール２０は、シミュレータ２１から導出される時系列の挙動値が、目標の挙動値に整合すると検出されるまで、制御パラメータを調整しながら、シミュレーションを繰り返し実行する。このとき、開発支援ツール２０は、ユーザ操作に基づき、モデルパラメータを調整し、調整後のモデル１６を用いてシミュレーションを実行してもよい。

【0051】

紐付け部２６は、制御プログラム１５をモデル１６に紐付けてペア１７で格納することにより管理する管理手段の一実施例である。より具体的は、開発支援ツール２０は、シミュレータ２１から導出される時系列の挙動値が、目標の挙動値に整合すると検出したときに、紐付け部２６は、調整後の制御パラメータが設定された制御プログラム１５をモデル１６（または調整後のモデルパラメータが設定されたモデル１６）に紐付けて、ペア１７を生成し格納する。

【0052】

ユーザ設定１９（制御対象１９ａ、設定１９ｂおよび制御の仕方１９ｃ）を情報処理装置１０に対して入力し、開発支援ツール２０を操作することにより、設計者は、仕様を満たすように実機を制御する制御プログラム１５を取得し、これを工場の生産現場等のオンライン環境下のコントローラ５１に転送することができる。

【0053】

このように制御プログラム１５は、開発支援ツール２０が提供するオフライン環境において、あらかた調整されているので、オンライン環境で実機を用いた調整時間を削減できる。

【0054】

また、制御プログラム１５およびモデル１６をペア１７で管理することは、両者を、オンライン環境下の制御プログラム１５および実機の機械的特性または物理的特性に整合させるシーンにおいて有用である。

【0055】

より具体的には、オンライン環境の変化に因り、コントローラ５１が実行する制御プログラム１５の制御パラメータは調整され、または実機の機械的特性または物理的特性が変化する。設計者は、オンライン環境の変化をオフライン環境下の制御プログラム１５およびモデル１６に反映するように、再度、オフライン環境下で制御プログラム１５およびモデル１６のパラメータを調整する。このようなシーンでは、両者がペア１７で管理されていることによって、設計者は調整の対象を簡単に特定できる。これにより、同一のオフライン環境下で複数の制御プログラム１５が開発される場合、または、制御プログラム１５の調整後のバージョンを管理する場合であっても、ペア１７の管理により、調整対象を容易に特定できる。

【0056】

上記に述べたオンライン環境の変化をオフライン環境下の制御プログラム１５およびモデル１６に反映する構成を説明する。

【0057】

当該構成においては、オンライン環境において、駆動機器を制御する指令値を出力する制御プログラム１５をコントローラに実行させ、当該指令値に従って当該駆動機器を制御する。オフライン環境では、情報処理装置１０は、制御プログラム１５を実行することによりコントローラの挙動を算出するコントローラエミュレーションを実行し、コントローラエミュレーションによって制御プログラム１５が実行されるときに出力される指令値を入力として、モデル１６を実行することにより駆動機器の挙動値を算出するアクチュエータエミュレーションを実行する。情報処理装置１０は、コントローラによって制御プログラム１５が実行されているとき、駆動機器の挙動を示すオンライン環境の挙動値を収集する。また、情報処理装置１０は、オフライン環境において、コントローラエミュレーションにおいて制御プログラム１５が実行されているとき、アクチュエータエミュレーションによって算出されるオフライン環境の挙動値を収集する。情報処理装置１０は、オンライン環境下で収集された時系列の挙動値と、オフライン環境下で収集された時系列の挙動値との間の同一時間軸上の差、例えば同じ時間または同じ時刻における差に基づき、制御プログラム１５に紐付けされたモデル１６に設定されているモデルパラメータを調整する。これにより、情報処理装置１０は、制御プログラム１５に紐付けされるモデル１６を、オンライン環境下の実機の変化が反映された状態に維持することができる。

【0058】

上記に述べた「同じ時間」は、例えば、オフライン環境下で情報処理装置１０が制御プログラム１５を実行開始、すなわちアクチュエータエミュレーションを開始してからの経過時間、および、オンライン環境下でコントローラが制御プログラム１５を実行し、当該指令値に従って当該駆動機器を制御開始してからの経過時間を示す。また、上記の「同じ時刻」は、これら両方の経過時間における共通した時刻を示す。

【0059】

以下、本実施の形態のより具体的な応用例について説明する。

【0060】

＜Ｂ．システムの全体的なモジュール構成＞
図１は、本実施の形態に係る情報処理システム１の構成を模式的に示す図である。以下では、制御対象は後述する包装機４００を例示し、駆動機器は包装機４００が有するロータリーナイフを駆動するサーボモータを例示する。なお、制御対象は、包装機４００に限定されず、ワークの移動テーブルやワークを搬送するためのコンベアなどであってもよい。

【0061】

図１を参照して、情報処理システム１は、ＦＡシステム５０と、情報処理装置１０と、ディスプレイ１０９とを含む。ＦＡシステム５０は、コントローラ５１と、駆動機器５５と、第１収集部６０とを含む。情報処理装置１０は、開発支援ツール２０と、シミュレータ２１と、ビジュアライザ２７と、第２収集部１３０とを含む。開発支援ツール２０は、制御パラメータ２０Ｂが設定される制御プログラム１５またはモデルパラメータ１６Ａが設定されるモデル１６を調整するための調整ツール１２３を有する。

【0062】

コントローラ５１は、産業用のフィールドネットワークで駆動機器５５とネットワーク接続されており、各種の駆動機器５５を制御する。

【0063】

コントローラ５１は、制御パラメータ２０Ａを用いて制御プログラム１５を実行することにより駆動機器５５を制御する。駆動機器５５は、生産工程において直接的または間接的にワークに対して作用を及ぼす機器であり、駆動機器５５は、コントローラ５１からの指令値に従って動作し、ロータリーナイフを回転駆動する。駆動機器５５は、より具体的には、指令値に従い、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）駆動されるサーボモータを含む。駆動機器５５に関連のセンサ等の計測デバイスは指令値に従って動作するサーボモータの挙動を計測し挙動値を出力する。コントローラ５１は、指令値に従う挙動を示す挙動値を入力データとして取得する処理、および、入力データに基づき指令値を算出し駆動機器５５へ出力する処理を含むＩＯ（Input Output）リフレッシュを制御周期毎に実行する。なお、ＩＯリフレッシュを実行する周期は、予め定められた周期であればよく、制御周期に限定されない。

【0064】

第１収集部６０は、制御周期に同期して駆動機器５５の挙動を示す挙動値Ｄ１を収集する。第１収集部６０は、駆動機器５５の挙動値Ｄ１を検知するためのエンコーダを含む各種センサであってもよいし、データ収集のための収集プログラムであってもよい。挙動値Ｄ１は、たとえば、駆動機器５５の各部分の位置、速度、回転数、加速度、角速度、角加速度などを含む。

【0065】

シミュレータ２１は、コントローラエミュレータ１２０と、アクチュエータエミュレータ１２４と、仮想時刻ジェネレータ１２２とを含む。仮想時刻ジェネレータ１２２は、コントローラエミュレータ１２０とアクチュエータエミュレータ１２４とを同期して動作させるための仮想時刻を出力する。コントローラエミュレータ１２０とアクチュエータエミュレータ１２４とは、仮想時刻に従うタイムステップｔｉに基づく周期で同期して動作する。コントローラエミュレータ１２０は、コントローラ５１の挙動を算出するためのコントローラエミュレーションのためのプログラムである。アクチュエータエミュレータ１２４は、駆動機器５５の挙動を算出するアクチュエータエミュレーションのためのプログラムである。

【0066】

より具体的には、タイムステップｔｉ毎に、アクチュエータエミュレータ１２４は、コントローラエミュレータ１２０からの指令値に基づきモデル１６の演算式に従って挙動値を算出し、コントローラエミュレータ１２０は、アクチュエータエミュレータ１２４からの挙動値に基づき制御パラメータ２０Ｂの制御プログラム１５を実行して指令値をアクチュエータエミュレータ１２４出力する。このように、コントローラエミュレータ１２０とアクチュエータエミュレータ１２４とは同期しながら、指令値と挙動値とを遣り取りする。この遣り取りによって、シミュレータ２１においてＦＡシステム５０のＩＯリフレッシュが模擬される。本実施の形態では、コントローラエミュレータ１２０とアクチュエータエミュレータ１２４とが同期する周期は、制御周期に基づく周期とするが、これに限定されない。

【0067】

第２収集部１３０は、データ収集のための収集プログラムである。第２収集部１３０は、シミュレーションを実行時に、アクチュエータエミュレータ１２４がタイムステップｔｉ毎に出力する挙動値Ｄ２を収集する。挙動値Ｄ２は、たとえば、駆動機器５５の各部分のシミュレーション上における位置、回転数、速度、加速度、角速度、角加速度などである。

【0068】

図１では、制御パラメータ２０Ａ，２０Ｂを個別に記載するが、両者は共通するパラメータを示し得る。

【0069】

（ｂ１．ビジュアライズの構成）
ビジュアライザ２７は、制御対象の動きを、３次元仮想空間に視覚化してディスプレイ１０９に描画する３Ｄ（3-dimensions）描画データを生成する視覚化モジュールを構成する。

【0070】

より具体的には、ビジュアライザ２７は、包装機４００のロータリーナイフの軌跡データと、ロータリーナイフを有する包装機４００を表す画像データとに基づいて、ロータリーナイフのエミュレートされた動きをディスプレイ１０９に描画する描画データを生成する。ロータリーナイフを有する包装機４００を表す画像データは、制御対象１９ａによって指定されたＣＡＤセット１３９のＣＡＤデータを含む。

【0071】

ビジュアライザ２７は、コントローラエミュレータ１２０からの指令値（回転量を表す角速度など）に所定関数を用いて演算を施すことで、３次元座標Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）を算出し、軌跡データを取得する。このように軌跡データは、制御対象のシミュレーションによって推定された包装機４００の３次元仮想空間における動きを示す情報を含む。ビジュアライザ２７は、算出された軌跡データと包装機４００の画像データに従い、包装機４００の動きを３次元仮想空間内で立体的に描画するための描画データを生成し、描画データに基づきディスプレイ１０９に画像を表示させる。設計者は、シミュレーションの結果を、ディスプレイ１０９に描画される包装機４００のロータリーナイフの回転挙動から確認することができる。なお、ビジュアライザ２７は、上記の軌跡データをモデル１６からの挙動値に予め定められた関数を用いて算出してもよい。

【0072】

＜Ｃ．ＦＡシステム５０の構成＞
図３を参照して、ＦＡシステム５０の構成とともに制御対象である包装機４００の構成を説明する。図３は、本実施の形態に係る制御対象を有するＦＡシステム５０の構成を模式的に示す図である。図３を参照して、情報処理システム１はＦＡシステム５０と、情報処理装置１０とを含む。ＦＡシステム５０は、例えばＰＬＣを含んで構成されるコントローラ５１と、包装機４００と、サーボドライバ５００Ａ，５００Ｂとを含む。サーボドライバ５００Ａ，５００Ｂは、それぞれ、コントローラ５１からの指令値に従って、包装機４００が有するサーボモータ４１０，５６を駆動する。図３では、制御対象（包装機４００）の駆動機器は、サーボドライバ５００Ａ，５００Ｂとサーボモータ４１０，５６を含んで構成される。

【0073】

情報処理装置１０は、たとえば、ＰＣ（Personal Computer）、タブレット端末、または、スマートフォンなどのコンピュータに相当する構成を有する。コントローラ５１および情報処理装置１０は、フィールドネットワークＮＷ１に接続されている。フィールドネットワークＮＷ１には、たとえば、ＥｔｈｅｒＮＥＴ（登録商標）が採用される。ただし、フィールドネットワークＮＷ１は、ＥｔｈｅｒＮＥＴに限定されず、任意の通信手段が採用され得る。たとえば、コントローラ５１および情報処理装置１０は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などの信号線で直接接続されてもよい。

【0074】

コントローラ５１およびサーボドライバ５００Ａ，５００Ｂは、デイジーチェーンでフィールドネットワークＮＷ２に接続されている。フィールドネットワークＮＷ２には、データの到達時間が保証される、定周期通信を行うネットワークを採用することが好ましい。このような定周期通信を行うネットワークとしては、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）、（登録商標）、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ（登録商標）、ＣｏｍｐｏＮｅｔ（登録商標）などが知られている。

【0075】

図３を参照して、包装機４００は、互いに連係して動作する複数の機構を含んで構成される。具体的には、包装機４００は、矢印４１３の方向に包装材４１２を搬送する搬送路に関連したサーボモータ５６を備える搬送機構と、搬送路の途中に設けられるセンサ４０８と、搬送路上の包装材４１２を切断して個別パッケージ４１８を生成する切断機構４０６とを含む。

【0076】

搬送路には、図示しない供給機構からロール状の包装母材が順次送出されるとともに、搬送路において、図示しないラインから供給されるワーク４１４が包装母材で覆われることで、ワーク４１４が封入された包装材４１２が連続的に搬送路に供給される。センサ４０８は、例えば近接スイッチを含んで構成される。センサ４０８は、搬送路の予め定められた位置をワーク４１４が通過したことを検出することが可能なように設けられる。センサ４０８は、ワーク４１４の通過を検出すると、トリガ４０２を出力する。

【0077】

切断機構４０６はサーボモータ４１０と、４１６と、エンコーダ４１１とを備える。切断機構４０６では、センサ４０８からのトリガ４０２に従って、サーボモータ４１０がロータリーナイフ４１６を駆動することで、ロータリーナイフ４１６が包装材４１２を切断および封止して個別パッケージ４１８を順次生成する。エンコーダ４１１は、サーボモータ４１０の回転量（回転の方向、角度、回転数など）を計測し、計測値４０１を出力する。本実施の形態では、計測値４０１は、例えば単位時間あたりの回転数を示す。図３のＦＡシステム５０では、コントローラ５１が制御プログラム１５を実行して出力する指令値に対する応答として、計測値４０１を取得することができる。

【0078】

＜Ｄ．制御プログラムと作成＞
図４は、本実施の形態に係る制御プログラム１５の一例を模式的に示す図である。図４を参照して、包装機４００の制御プログラム１５の一部を説明する。図４の制御プログラム１５は、包装機４００の搬送機構の制御演算処理を実行するための搬送機ＦＢ６０と、包装機４００の切断機構４０６の制御演算処理を実行するための切断機ＦＢ６１を含むラダー言語で記述される。情報処理装置１０が、制御プログラム作成ツール２２として、制御プログラム１５を作成する処理を説明する。

【0079】

情報処理装置１０は、ユーザ設定１９の制御対象１９ａに基づき、包装機４００の対象ＩＤ１３８１で識別されるＦＢセット１３８を検索する。検索されたＦＢセット１３８は、搬送機ＦＢ６０と切断機ＦＢ６１とを含む。搬送機ＦＢ６０および切断機ＦＢ６１は、それぞれ、ＰＩＤ演算６２のアルゴリズムとＰＩＤ演算６３のアルゴリズムを有する。搬送機ＦＢ６０は、入力として駆動機器５５の挙動値６４（回転数）を受付け、演算結果として指令値６６（角速度）を出力するよう構成される。切断機ＦＢ６１は、入力として駆動機器５５の挙動値６７（回転数）と、ブロックTriggerの出力を受付け、演算結果として指令値６９（角速度）を出力するよう構成される。情報処理装置１０は、制御パラメータ設定部２３として、ユーザ設定１９の制御の仕方１９ｃに基づき、搬送機ＦＢ６０と切断機ＦＢ６１に、それぞれ、ＰＩＤパラメータ６５とＰＩＤパラメータ６８を設定する。また、ユーザ設定１９の制御の仕方１９ｃに基づき、切断機ＦＢ６１には、ＰＩＤパラメータ６８に追加しトリガ４０２が設定される。

【0080】

コントローラ５１は、図４の制御プログラム１５を実行する。より具体的には、コントローラ５１は、搬送機ＦＢ６０を実行するとき、回転数を示す挙動値６４とＰＩＤパラメータ６５に基づき回転数を目標値に収束させるようにＰＩＤ演算６２を実行し、実行結果として、角速度を示す指令値６６を出力する。

【0081】

センサ４０８からトリガ４０２が出力されると、ブロックTriggerがオフ状態からオン状態に変化する。切断機ＦＢ６１は、入力パラメータとしてブロックTriggerの出力を受け付けて、当該出力がオフからオンに変化したことに応じて活性化される。コントローラ５１は、活性化状態となったとき切断機ＦＢ６１を実行する。より具体的には、コントローラ５１は、回転数を示す挙動値６７とＰＩＤパラメータ６８に基づき回転数を目標値に収束させるようにＰＩＤ演算６３を実行し、実行結果として、角速度を示す指令値６９を出力する。

【0082】

コントローラ５１は、搬送機ＦＢ６０の指令値６６をサーボドライバ５００Ｂに出力し、切断機ＦＢ６１の指令値６９をサーボドライバ５００Ａに出力する。サーボドライバ５００Ａと５００Ｂは、それぞれ、図示しないＰＷＭ（Pulse Width Modulation）回路を有する。サーボドライバ５００Ａは、ＰＷＭ回路によって、指令値６６が示す角速度に基づくパルス幅を有した電気信号であるＰＷＭ信号を生成し、サーボモータ５６に出力する。サーボドライバ５００Ｂは、ＰＷＭ回路によって、指令値６９が示す角速度に基づくパルス幅を有した電気信号であるＰＷＭ信号を生成し、サーボモータ４１０に出力する。コントローラ５１は、このように制御プログラム１５を周期的に繰返し実行することにより、駆動機器５５の回転数を目標値に維持することができる。

【0083】

なお、通常、制御プログラムは、プログラムが用いるパラメータ、入出力値を、変数名を用いて記述されるが、図４の制御プログラム１５のＦＢは、説明のために、変数名に代えて、パラメータと入出力値の説明を用いている。また、ＦＢは、通常、当該ＦＢの状態（指令値を出力したときの実行完了状態、実行中状態、実行中断状態、エラー状態など）の変数値を出力するとともに、起動指令の変数値を入力するが、図４では、説明のために、これら変数値の図示は略されている。

【0084】

＜Ｅ．制御プログラムまたはモデルを作成する構成＞
図５は、本実施の形態に係るパラメータの作成を支援するＵＩの一例を模式的に示す図である。設計者は、開発支援ツール２０を操作して制御プログラム１５またはモデル１６を作成する場合、開発支援ツール２０によって、シミュレータ２１の実行結果の情報を含むパラメータ調整のためのガイド情報を、図５のＵＩ画面１２５に出力する。

【0085】

図５を参照して、ディスプレイ１０９に表示されるＵＩ画面１２５は、ガイド情報として、領域９１にモデル１６が出力する時系列の挙動値Ｄ２を表すグラフを表示し、領域９２に制御パラメータ２０Ｂが設定された制御プログラム１５のコードを表示し、領域９３にビジュアライザ２７が描画する制御対象の動きを表す３Ｄ画像を表示する。また、ＵＩ画面１２５には、ガイド情報として、シミュレーションの実行を指示するために操作されるボタン９４、パラメータを調整（変更）して制御プログラム１５またはモデル１６を作成するために操作されるボタン９５、および、パラメータを調整するために操作されるボタン９６を含む。

【0086】

調整ツール１２３は、制御プログラムまたはモデルを作成するとき「調整量の見積もり」を実施する環境を提供する。調整ツール１２３によって、パラメータの調整が完了したとき、制御プログラム１５はあらかた完成し、対応のモデル１６の作成も完了する。「調整量の見積もり」では、設計者に、調整量の情報を提供する。

【0087】

より具体的には、図９の領域９１のグラフＧ４は目標を示し、グラフＧ５はシミュレーション値を示す。グラフＧ４は、仕様を満たす理想的な挙動、すなわちサーボモータ４１０の回転数の時系列の理想的な変化を示す。対照的に、グラフＧ５は、シミュレータ２１によって制御プログラム１５およびモデル１６が実行された場合にモデル１６が出力する挙動値の時系列変化を示す。グラフＧ４とグラフＧ５は同一時間軸上で互いに関連付けて出力される。シミュレーションを実行時に、第２収集部１３０によってアクチュエータエミュレータ１２４からの挙動値が時系列に収集される。グラフＧ５は、収集された時系列の挙動値に基づいている。上記に述べた同一時間軸は、例えば、オフライン環境下で情報処理装置１０が制御プログラム１５を実行開始してからの時間の経過および駆動機器を仕様に従い理想的に制御開始してからの時間の経過を示す。

【0088】

挙動値（回転数）が開始から目標ＴＲに収束するまでの立ち上がり時間に着目すると、目標のグラフＧ４では、立ち上がりに時間t０～t５を要する。対照的に、グラフＧ５では、立ち上がりに時間t０～t７を要しており、立ち上がりに遅れが生じている。

【0089】

情報処理装置１０は、調整ツール１２３として、「調整量の見積もり」において、領域９１のグラフのデータに基づき、グラフＧ４とグラフＧ５の差の変化傾向が表すパターンに基づき、パラメータを調整する必要があるかを判定するとともに、調整量の目安の情報を提供する。

【0090】

より具体的には、情報処理装置１０は、グラフＧ４とグラフＧ５のデータを照合することによって、差の変化傾向を検出する。情報処理装置１０は、検出した変化傾向を、予め定められた複数種類の変化パターンと比較することで、いずれの変化パターンにマッチするかを判定する。例えば、立ち上がり遅れのパターンとマッチすると判定する。

【0091】

情報処理装置１０は、立ち上がり遅れ時間を抽出し、立ち上がり遅れ時間を閾値と比較し、比較の結果から、立ち上がり時間に関連するパラメータを調整する必要があるかを判定する。例えば、遅れ時間が、閾値を超えると判定したとき、情報処理装置１０は、ＬＵＴ（Look Up Table）から、差が示す遅れ時間を小さくするように対処するための調整対象のパラメータと調整方法を検索する。なお、調整対象のパラメータと調整方法の特定方法は、ＬＵＴの方法に限定されず、機械学習による学習データを用いた特定方法であってもよい。

【0092】

情報処理装置１０は、ＬＵＴから、調整対象パラメータとして、立ち上がり時間に関連するパラメータである、例えば制御パラメータについては、ＰＩＤパラメータ６８のうちのＩ（積分値）を検索し、また、モデルパラメータについては、“摩擦係数”を検索する。また、調整量として、Ｉ（積分値）のパラメータと“摩擦係数”とはいずれも現在値よりも「小さくする」が検索される。

【0093】

情報処理装置１０は、調整ツール１２３として、調整量のガイド情報を、ＵＩ画面１２５のボタン９６に表示する。例えば、ボタン９６は、調整対象のパラメータを摩擦係数として、その現在値と、摩擦係数の調整量、すなわち現在値よりも小さくする、または大きくすることをガイドする矢印アイコンを含む。情報処理装置１０は、ボタン９６の矢印アイコンのうち、「小さくする」ことを示す下向き矢印のアイコンをブリンク表示する。

【0094】

設計者はボタン９６を操作して摩擦係数の値を増減し調整できる。調整後に作成のボタン９５が操作されると、ボタン９６の調整後の摩擦係数がモデル１６のモデルパラメータ１６Ａに設定され、ボタン９４が操作されると、シミュレータ２１によるシミュレーションが開始される。シミュレータ２１は、調整後の摩擦係数を有したモデル１６を用いてシミュレーションを実施する。調整ツール１２３は、シミュレーション結果によって、領域９１のグラフＧ５を更新する。調整ツール１２３は、更新後のグラフＧ５と目標のグラフＧ４との比較に基づき、上記に述べた「調整量の見積もり」の処理を実行する。

【0095】

これにより、設計者は、パラメータの調整（変更）と、調整後のパラメータを設定した制御プログラム１５またはモデル１６を用いたシミュレーションとを、立ち上がり遅れの差が予め定められた値に収束するまで繰返し、収束したとき調整を終了する。設計者は、調整ツール１２３が提供するボタン９６の調整対象のパラメータと調整量の情報に基づき、領域９１の更新後のグラフＧ５の立ち上がり時間を目標のグラフＧ４の立ち上がり時間に整合させるよう速やかに調整できる。なお、図５では、調整対象のパラメータとして摩擦係数を示したが、これに限定されず、制御パラメータであるＩ（積分値）のパラメータであってもよい。

【0096】

なお、調整ツール１２３を利用せずに、設計者は、領域９１のグラフから、立ち上がり時間の差（遅れ）が小さくなるように、調整対象のパラメータと調整量を試行錯誤的に探索してもよい。

【0097】

＜Ｆ．モデルを用いた挙動の算出と視覚化＞
図６は、本実施の形態に係るモデル１６の演算式７４１の一例を示す図である。シミュレータ２１が実行されるとき、仮想時刻ジェネレータ１２２が出力する仮想時刻に従う周期に基づくタイムステップｔｉ毎に、アクチュエータエミュレータ１２４は、コントローラエミュレータ１２０と同期して、コントローラエミュレータ１２０からの指令値に基づき、図６の演算式７４１に従った挙動値Ｙを算出する。シミュレータ２１の実行時は、アクチュエータエミュレータ１２４は、コントローラエミュレータ１２０からの指令値に基づき、モデル１６の演算式に従って、挙動値を算出する。

【0098】

演算式７４１は、制御対象である包装機４００の駆動機器のサーボモータ４１０の挙動値を算出するために、例えば、物理シミュレーションモデルの方程式を利用して構成される。

【0099】

図６を参照して、演算式７４１は、タイムステップｔｉにおける挙動値Ｙは関数Ｆ（Ｘ、Ａ、Ｂ）によって算出されることを示す。説明７４２に示すように、関数ＦのパラメータＸは、制御プログラム１５の切断機ＦＢ６１からの指令値６９（角速度）を示し、パラメータＡはサーボモータ４１０の物理パラメータを示し、パラメータＢはサーボモータ４１０のメカパラメータを示す。また、初期値７４３に示すように、関数ＦのパラメータＸの初期値Ｘ０は関数ＦＢ（Ｃ、Ｄ）によって算出される。パラメータＣは、切断機ＦＢ６１の入力パラメータを示し、パラメータＤは、切断機ＦＢ６１の演算開始指令を示す。本実施の形態では、パラメータＣは、ＰＩＤパラメータ６８と挙動値６７の初期値を示し、パラメータＤは、トリガ４０２を示す。

【0100】

シミュレータ２１が実行されるとき、アクチュエータエミュレータ１２４はモデル１６の演算式７４１に従って挙動値Ｙを算出する。これにより、タイムステップｔｉ毎に、サーボモータ４１０の挙動値Ｙ、すなわち挙動値６７（回転数）を算出することができる。

【0101】

ビジュアライザ２７は、コントローラエミュレータ１２０から出力されるタイムステップｔｉに従う時系列の指令値６６、６９に基づき、３次元仮想空間のオブジェクトの時系列の３次元座標Ｐ（ｘ、ｙ、ｚ）を含む機器挙動データを算する。より具体的には、ビジュアライザ２７は、タイムステップｔｉ毎の指令値６６に基づいて、包装機４００の搬送機構（包装材４１２、ワーク４１４、個別パッケージ４１８）の動作を表す機器挙動データを生成するとともに、タイムステップｔｉ毎の指令値６９に基づいて、切断機構（ロータリーナイフ４１６）の動作を表す機器挙動データを生成する。

【0102】

ビジュアライザ２７は、機器挙動データおよびＣＡＤセット１３９の画像に基づき、３次元仮想空間における制御対象である包装機４００の動作を視覚化する画像データを生成する。画像データはディスプレイ１０９に出力される。これにより、シミュレータ２１によって算出された挙動値に基づく制御対象（包装機４００）の動作示す画像が、図５の領域９３に示されるように、ディスプレイ１０９に表示される。

【0103】

本実施の形態では、ビジュアライザ２７は、機器挙動データの画像をタイムステップｔｉ毎に更新して表示する。設計者は、ＵＩを介して、ビジュアライザ２７に対し、画像を更新する周期を設定できる。例えば、設計者は、スロー再生、早送り、巻き戻しなどの設定をすることにより、制御対象の動きを所望する早さで視覚的に確認できる。

【0104】

＜Ｇ．ＵＩの一例＞
情報処理装置１０が提供するＵＩツールの一例が図７と図８に示される。図７は、本実施の形態に係る制御対象を指定するＵＩの一例を示す図である。図８は、本実施の形態に係るモデルパラメータを指定するＵＩの一例を示す図である。図７を参照して、設計者は、制御対象１９ａを指定するために、制御対象の名称などの識別子１５１を情報処理装置１０に対し入力するとともに、制御の仕方１９ｃとして駆動機器のモーションの制御パラメータ１５２を指定する。より具体的には、情報処理装置１０は、識別子１５１に一致する対象ＩＤ１３８１のＦＢセット１３８を記憶部から検索し、検索されたＦＢセット１３８の各ＦＢに設定するべきパラメータの候補を表示する。設計者は、その候補パラメータのうちから、所望のパラメータを制御パラメータ１５２として指定できる。なお、各ＦＢに設定するべきパラメータの候補は、各ＦＢセット１３８に関連付けて格納されている。

【0105】

図８を参照して、設計者は、設定１９ｂを指定するために、制御対象の駆動機器（サーボモータ４１０）のメカパラメータ８１および物理パラメータ８２を情報処理装置１０に対して入力する。より具体的には、メカパラメータ８１にサイズ、動作方向、初期位置などを入力し、また、物理パラメータ８２の説明８２１に、軸受け摩擦係数、質量、密度などを入力する。

【0106】

＜Ｈ．実機の出力に基づく調整＞
本実施の形態では、オンライン環境下で取得される挙動値に基づき、オフライン環境下において制御パラメータ２０Ａまたはモデルパラメータ１６Ａを調整することで、オフライン環境下の制御プログラム１５とモデル１６を、オンライン環境下における制御プログラム１５または実機の変化を反映するように維持できる。

【0107】

ここでは、オンライン環境下における制御プログラム１５または実機の変化として、例えば、サーボモータ４１０の軸受けまたは軸が、長期間の使用によって摩耗し、その結果、軸受け摩擦係数が変化するケースを説明する。なお、変化は、物理的特性に限定されず、機械的特性であってもよい。また、実機の特性の変化に限定されず、制御パラメータ２０Ａの変更であってもよい。

【0108】

図９は、本実施の形態に係る実機の出力に基づく調整の構成の一例を示す図である。図９を参照して、情報処理システム１は、実機の出力に基づく調整の主要な構成機器として、ＦＡシステム５０と、情報処理装置１０と、記憶装置１１３とを含む。ＦＡシステム５０は、コントローラ５１と、駆動機器５５と、第１収集部６０とを含む。情報処理装置１０は、コントローラエミュレータ１２０と、アクチュエータエミュレータ１２４と、ビジュアライザ２７と、第２収集部１３０と、挙動値Ｄ１とＤ２との差Ｄ３を算出する算出部１３１と、調整ツール１２３とを含む。調整ツール１２３は、調整量を決定するための調整量決定部１４１と、決定された調整量で調整を実施する調整実施部１４２と、調整に関する情報を出力する出力部１４３とを有する。なお、算出部１３１は、調整ツール１２３内に設けられてもよい。算出部１３１および調整ツール１２３以外の構成については、図１で説明した通りであるので、それらの詳細説明は繰り返さない。

【0109】

算出部１３１は、第１収集部６０によって収集された時系列の挙動値Ｄ１と、第２収集部１３０によって収集された時系列の挙動値Ｄ２とを同一時間軸で比較し、比較結果に基づく挙動値Ｄ１，Ｄ２の差Ｄ３を算出し、調整ツール１２３に出力する。

【0110】

（ｈ１．モデル調整処理）
情報処理装置１０は、調整ツール１２３として、モデル１６からの挙動値Ｄ２をＦＡシステム５０からの挙動値Ｄ１に合わせる調整処理を実行する。図１０は、本実施の形態に係る調整処理のためのＵＩの一例を示す図である。図１０は、調整するためのユーザ支援情報であって、グラフと、調整量のガイド情報１０３を含む。ガイド情報１０３は、モデル１６によって算出されて収集された挙動値Ｄ２と実機から収集された挙動値Ｄ１との間の同じ時間または同じ時刻における差の大きさに基づき、モデルパラメータ１６Ａを調整するためのガイド情報を出力する。なお、調整対象は、制御パラメータ２０Ｂが含まれてもよい。

【0111】

情報処理装置１０は、算出部１３１によって算出される図９の差Ｄ３が小さくなるように、すなわちアクチュエータエミュレータ１２４が算出する挙動値Ｄ２が実機で計測された挙動値Ｄ１にマッチ（整合）するように、上記に述べた「調整量の見積もり」を実施して、調整対象のパラメータと、調整量を決定する。

【0112】

より具体的には、情報処理装置１０は、調整量決定部１４１として、図１０に示すように、第１収集部６０によって時系列に収集された挙動値Ｄ１と、第２収集部１３０によって収集された時系列に収集された挙動値Ｄ２とを互いに関連付けて出力する。より具体的には、図１０に示すように、この関連付けは、挙動値を縦軸とし、時間軸を横軸とした２次元平面のグラフ上に、第１収集部６０によって時系列に収集された挙動値Ｄ１と、第２収集部１３０によって時系列に収集された挙動値Ｄ２とを、収集された時間または時刻に基づきプロットすることを含む。これにより、情報処理装置１０は、制御周期毎の時系列の挙動値Ｄ１とタイムステップｔｉ毎の時系列の挙動値Ｄ２を、収集された時間または時刻に基づきプロットして、挙動値Ｄ１，Ｄ２の変化を表す図１０のグラフを算出する。情報処理装置１０は、グラフから、実機の挙動値Ｄ１が目標ＴＲに収束するのに要する立ち上がり時間（時刻ｔ０～ｔ４）とモデル１６が算出する挙動値Ｄ２が目標ＴＲに収束するのに要する立ち上がり時間（時刻ｔ０～ｔ８）とを算出し、立ち上がりの遅れを、両者の時間の差Ｄ３として算出する。グラフから、実機の挙動値Ｄ１の立ち上がりが挙動値Ｄ２の立ち上がりよりも差Ｄ３だけ早くなっている、すなわち実機のサーボモータ４１０の摩擦係数がモデルパラメータ１６Ａの摩擦係数よりも小さくなっていることが推察される。

【0113】

情報処理装置１０は、「調整量の見積もり」に基づき、調整対象のパラメータ１３４１と調整量１３４２を有するガイド情報１０３を作成し、ディスプレイ１０９に出力する。より具体的には、情報処理装置１０は、立ち上がり時間の遅れである差Ｄ３が予め定められた閾値を超える場合、調整対象のパラメータ１３４１は、「摩擦係数」と決定する。また、調整量１３４２を、遅れを示す差Ｄ３が生じていることに基づき摩擦係数を「小さくする」と決定する。逆に、差Ｄ３は生じず、実機の立ち上がりの方が遅くなっている場合、調整量決定部１４１は、摩擦係数を「大きくする」と決定する。グラフの場合、遅れを示す差Ｄ３が生じていることに基づき、調整量１３４２は、摩擦係数を「小さくする」がブリンク表示される。

【0114】

情報処理装置１０は、調整実施部１４２として、ＵＩを介したユーザ操作に基づき、モデルパラメータ１６Ａを調整する。例えば、設計者は、グラフが示す差Ｄ３またはガイド情報１０３に基づき、調整量を情報処理装置１０に対し入力する。

【0115】

情報処理装置１０は、設計者が調整後のモデルパラメータ１６Ａをモデル１６に設定し、シミュレータ２１を起動する。シミュレータ２１が起動されると、調整後のモデル１６および当該モデル１６に紐付けされた制御プログラム１５が、それぞれ、コントローラエミュレータ１２０およびアクチュエータエミュレータ１２４によって実行されて、シミュレータ２１の実行結果として第２収集部１３０は挙動値Ｄ２を収集する。

【0116】

情報処理装置１０は、調整ツール１２３として、調整後のモデル１６からの挙動値Ｄ２をＦＡシステム５０から取得していた挙動値Ｄ１に合わせる「調整量の見積もり」に基づく処理を実行する。

【0117】

情報処理装置１０は、差Ｄ３（立ち上がりの遅れ時間）が予め定められた収束条件を満たしたと検出したとき、モデル調整処理を終了する。当該収束条件は、たとえば、挙動値Ｄ１，Ｄ２の差Ｄ３が予め定められた閾値よりも小さくなったときに満たされる。あるいは、当該収束条件は、調整回数が所定回数を超えたときに満たされてもよい。

【0118】

なお、立ち上がりの時間遅れに関連するパラメータとして、モデルパラメータ１６Ａの摩擦係数に代えて、または摩擦係数とともに、例えば制御パラメータ２０ＢのＰＩＤパラメータ６８のＩ（積分値）のパラメータが調整されるとしてもよい。

【0119】

情報処理装置１０は、収束条件を満たしたときの調整後のモデルパラメータ１６Ａをモデル１６に最終的な設定値として設定する、または、調整後の制御パラメータ２０Ｂを当該モデル１６に紐付けされた制御プログラム１５に設定する。情報処理装置１０は、調整後に、シミュレータ２１に制御プログラム１５およびモデル１６を実行させることによって、実機のサーボモータ４１０の挙動をより正確に算出できる。なお、調整ツール１２３を利用せずに、設計者は、図１０のグラフから、ＵＩツールを介して、調整対象のパラメータと調整量を試行錯誤的に探索してもよい。

【0120】

＜Ｉ．情報処理装置１０の構成＞
図１１は、本実施の形態に係る情報処理装置１０の構成の一例を示す模式図である。本実施の形態に係る開発環境を提供する構成を、図１１を参照して説明する。

【0121】

図１１情報処理装置１０は、主たるコンポーネントとして、オペレーティングシステム（ＯＳ：Operating System）および後述するような各種プログラムを実行するプロセッサ１０２と、プロセッサ１０２でのプログラム実行に必要なデータを格納するための作業領域を提供する主メモリ１０４と、キーボードやマウスなどの情報処理装置１０に対するユーザ操作を受付ける操作ユニット１０６と、ディスプレイ１０９、各種インジケータ、プリンタなどの処理結果を出力する出力ユニット１０８と、ネットワークＮＷ１を含む各種ネットワークに接続されるネットワークインターフェイス１１０と、光学ドライブ１１２と、外部装置と通信するローカル通信インターフェイス１１６と、ストレージ１１１とを含む。これらのコンポーネントは、内部バス１１８などを介してデータ通信可能に接続される。

【0122】

情報処理装置１０は、光学ドライブ１１２を有しており、コンピュータ読取可能なプログラムを非一過的に格納する光学記録媒体（例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）など）を含むコンピュータ読取可能な記録媒体１１４から、各種プログラムを読取ってストレージ１１１などにインストールする。

【0123】

情報処理装置１０で実行される各種プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体１１４を介してインストールされてもよいが、ネットワーク上の図示しないサーバ装置などからネットワークインターフェイス１１０を介してダウンロードする形でインストールするようにしてもよい。

【0124】

ストレージ１１１は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）またはＳＳＤ（Flash Solid State Drive）などで構成され、プロセッサ１０２で実行されるプログラムを格納する。具体的には、ストレージ１１１は、仮想時刻ジェネレータ１２２を実現する仮想時刻生成プログラム１１９と、開発支援ツール２０を実現する開発支援プログラム１２１と、モデルパラメータ１６Ａと、シミュレータ２１を実現するシミュレーションプログラム１２６と、制御パラメータ２０Ｂと、実行されるとＵＩツールを実現するＵＩプログラム１２９と、調整ツール１２３を実現する調整プログラム１３２と、制御プログラム１５とモデル１６を紐付けてペア１７として管理する管理プロフラム１３４と、描画データ１３６を用いて制御対象の挙動を描画するためのビジュアライザプログラム１３５と、ペア１７と、制御対象毎のＦＢセット１３８と、制御対象毎のＣＡＤセット１３９および基本モデル１６Ｂとを格納する。

【0125】

ビジュアライザプログラム１３５は、実行されるとビジュアライザ２７を実現する。ビジュアライザ２７は、主メモリ１０４の仮想空間情報１０５に基づきディスプレイ１０９に制御対象の動きを描画するための描画データ１３６を生成する。仮想空間情報１０５は、シミュレータ２１の実行時に取得されるタイムステップｔｉ毎の時系列の指令値６６および指令値６９が示す角速度を、所定関数を用いて算出される時系列の３次元座標Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）を示す。ビジュアライザ２７は、制御対象のＣＡＤセット１３９に基づくオブジェクト画像を、仮想空間情報１０５に基づき、３次元仮想空間内で立体的に描画するための描画データ１３６を生成し、ディスプレイ１０９に出力する。これにより、ディスプレイ１０９には、シミュレーションにより算出された挙動値に従いオブジェクトが表示されて、制御対象の機械の動きを再現することができる。

【0126】

図１１には、単一の情報処理装置１０で開発環境を実現する例を示したが、複数の情報処理装置を連係させて開発環境を実現するようにしてもよい。この場合には、開発環境を実現するために必要な処理の一部を情報処理装置１０で実行させるとともに、残りの処理をクラウドベースのサーバまたはオンプレミスサーバで実行するようにしてもよい。

【0127】

図１１には、プロセッサ１０２が１または複数のプログラムを実行することで、開発環境が実現される例を示すが、開発環境を実現するために必要な処理および機能の一部を、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などの回路を用いて実装するようにしてもよい。

【0128】

＜Ｊ．作成処理のフローチャート＞
図１２は、本実施の形態に係る作成処理のフローチャートである。図１２を参照して、プロセッサ１０２が、開発支援ツール２０を実行することによって、制御プログラム１５またはモデル１６を作成する処理を説明する。

【0129】

まず、プロセッサ１０２は、制御対象１９ａ、設定１９ｂおよび制御の仕方１９ｃを含むユーザ設定１９を、ＵＩツールを介したユーザ操作から受付ける（ステップＳ１）。

【0130】

プロセッサ１０２は、制御プログラム作成ツール２２およびモデル作成ツール２４として、ストレージ１１１から、制御対象１９ａを示す対象ＩＤ１３８１および対象ＩＤ１３９１に対応のＦＢセット１３８およびＣＡＤセット１３９を検索する（ステップＳ３）。これにより、プロセッサ１０２は、制御対象１９ａに対応のＦＢセット１３８およびＣＡＤセット１３９を決定する。

【0131】

プロセッサ１０２は、決定されたＦＢセット１３８の各ＦＢに、制御パラメータ設定部２３として、制御の仕方１９ｃに基づく制御パラメータ２０Ｂを設定し（ステップＳ５）、また、設定１９ｂに基づくモデルパラメータ１６Ａをモデル１６に設定する（ステップＳ７）。

【0132】

プロセッサ１０２は、シミュレータ２１として、制御パラメータ２０Ｂが設定された制御プログラム１５およびモデルパラメータ１６Ａが設定されたモデル１６を実行して、制御対象の挙動をシミュレーションする（ステップＳ１０）。

【0133】

プロセッサ１０２は、シミュレーションを実施するとき、ビジュアライザ２７として、シミュレーションによって算出される指令値に基づく描画データ１３６を生成するビジュアライズ処理を実施する（ステップＳ１１）。描画データ１３６に基づきディスプレイ１０９が駆動されて、ディスプレイ１０９は制御対象の動きを描画する。

【0134】

シミュレーションにおいては、プロセッサ１０２は、調整ツール１２３として、上記に述べた「調整量の見積もり」によって制御パラメータ２０Ｂまたはモデルパラメータ１６Ａを変更（調整）しながらシミュレーションを繰り返し実施する（ステップＳ１２）。

【0135】

プロセッサ１０２は、シミュレーションによって制御パラメータ２０Ｂおよびモデルパラメータ１６Ａを取得する。プロセッサ１０２は、紐付け部２６として、これら取得されたパラメータが設定された制御プログラム１５とモデル１６を互いに紐付けたペア１７を作成し格納する（ステップＳ１３）。

【0136】

プロセッサ１０２は、ビルダ１８として制御プログラム１５をビルドし、プロセッサ１０２はビルドされた制御プログラム１５をコントローラ５１に転送する（ステップＳ１５）。これにより、プロセッサ１０２は、コントローラ５１に転送する制御プログラム１５を、実機を仕様に従って制御可能なようにあらかた調整された制御パラメータ２０Ｂを有したプログラムとして転送できる。転送されると、コントローラ５１は、制御パラメータ２０Ｂを、制御パラメータ２０Ａとして扱う。このように、オンライン環境下では、ユーザは、あらかた調整済み制御プログラム１５を調整すればよいから、調整作業に係る負担を軽減できる。

【0137】

＜Ｋ．実機の出力に基づく調整処理のフローチャート＞
図１３と図１４は、本実施の形態に係る実機の出力に基づく調整処理のフローチャートである。情報処理装置１０のプロセッサ１０２は、調整ツール１２３として、実機の出力に基づく調整処理を実施する。ここでは、説明を簡単にするために、モデル１６のパラメータＡの摩擦係数が調整されるが、制御パラメータ２０Ｂがであっても同様に適用できる。図１３と図１４の処理を、適宜、図９を参照しながら説明する。

【0138】

まず、プロセッサ１０２は、算出部１３１からの差Ｄ３を閾値と比較し、比較の結果に基づきモデルパラメータ１６Ａの調整が必要かを判定する（ステップＳ２０）。例えば、差Ｄ３の遅れ時間を閾値と比較し、比較の結果に基づき、差Ｄ３が閾値を超えると検出したとき、モデルパラメータ１６Ａの調整が必要と判定し（ステップＳ２０でＹＥＳ）、ステップＳ２１に移行する。プロセッサ１０２は、差Ｄ３が閾値を超えないと検出したときは（ステップＳ２０でＮＯ）、ステップＳ２０を繰り返す、または、調整処理を終了する。

【0139】

ステップＳ２１において、プロセッサ１０２は、ＦＡシステム５０のサーボモータ４１０の挙動値Ｄ１を受付けて、制御周期の１～Ｎ周期分を格納する（ステップＳ２１）。これにより、プロセッサ１０２は、時系列の挙動値Ｄ１を格納する。プロセッサ１０２は、実機の稼働時のプロジェクトをオフライン環境のプロジェクトと照合に、照合結果が一致を示すかを判定する（ステップＳ２３）。より具体的には、プロセッサ１０２は、コントローラ５１から取得した制御パラメータ２０Ａをオフライン環境下の制御パラメータ２０Ｂと照合し、照合の結果に基づき、両方のパラメータの値は一致しているかを判定する。プロセッサ１０２は、両方の制御パラメータの値は一致していると判定したとき（ステップＳ２３でＹＥＳ）、ステップＳ２７に移行するが、一致していないと判定したとき（ステップＳ２３でＮＯ）、プロセッサ１０２は、オフライン環境のプロジェクトを実機のプロジェクトに一致させる（ステップＳ２５）。より具体的には、プロセッサ１０２は、オフライン環境下の制御パラメータ２０Ｂをオンライン環境下から取得した制御パラメータ２０Ａに整合（一致）するように、調整・変更する。

【0140】

ステップＳ２７では、プロセッサ１０２は、生産工程の現場において実機に設計変更がなされたかを判定する（ステップＳ２７）。より具体的には、プロセッサ１０２は、設計者から受付けるユーザ操作に基づき、当該判定を実施する。ここでは、実機の設計変更は、サーボモータ４１０のサイズ、位置などの機械的特性の変更または調整を含む。

【0141】

プロセッサ１０２は、ユーザ操作に基づき、設計変更がされていると判定すると（ステップＳ２７でＮＯ）、ユーザ操作に基づき、実機の変更後の機械的特性に対応のメカパラメータをモデルパラメータ１６Ａに設定する（ステップＳ２９）。より具体的には、プロセッサ１０２は、入力した機械的特性を示すサイズ、位置のメカパラメータを示すように、モデル１６の式７４１のパラメータＢを変更する。

【0142】

プロセッサ１０２は、調整ツール１２３として、調整後のモデル１６からの挙動値Ｄ２をＦＡシステム５０から取得していた挙動値Ｄ１に合わせる「調整量の見積もり」に基づく調整処理を実行する（ステップＳ３１、Ｓ３３、Ｓ３５）を実施する。より具体的には、プロセッサ１０２は、モデル１６の式７４１における摩擦係数などのパラメータＡを推定（算出）する（ステップＳ３１）。ステップＳ３１の処理の詳細は図１４で後述する。

【0143】

プロセッサ１０２は、調整処理の結果を含むガイダンス情報を出力する（ステップＳ３３）。例えば、調整処理の結果として、調整後の摩擦係数の値がディスプレイ１０９に表示される。

【0144】

プロセッサ１０２は、設計者のユーザ操作を受付け、受付けたユーザ操作が“ＯＫ”を示すか否かを判定する（ステップＳ３５）。プロセッサ１０２は、ユーザ操作は“ＯＫ”を示さないと判定すると（ステップＳ３５でＮＯ）、ステップＳ３１に移行して、パラメータ調整処理を継続する。

【0145】

一方、プロセッサ１０２は、ユーザ操作は“ＯＫ”を示すと判定すると（ステップＳ３５でＹＥＳ）、プロセッサ１０２は、モデルパラメータ１６Ａの摩擦係数を、調整後の摩擦係数に書き換えることによって、モデルパラメータ１６Ａを更新する（ステップＳ３７）。例えば、設計者は、図１０のグラフなどから、モデル１６が算出する挙動は実機のサーボモータ４１０の挙動に整合していると判断したとき、ユーザ操作として“ＯＫ”を情報処理装置１０に対し入力する。

【0146】

図１４を参照して、仮パラメータセットを用いたパラメータ調整処理（ステップＳ３１）を説明する。仮パラメータセットは、摩擦係数を含むパラメータＢとステップＳ２９で入力したパラメータＡとを含む。ここでは、仮パラメータセットは調整対象である摩擦係数が変更されることにより更新されて、更新される毎に新たな仮パラメータセットが生成される。

【0147】

まず、プロセッサ１０２は、パラメータ調整処理におけるモデルパラメータ１６Ａの仮パラメータセットを生成する（ステップＳ３１１）。パラメータ調整処理の開始時には、摩擦係数には初期値が設定されることにより、仮パラメータセットが生成される。

【0148】

プロセッサ１０２は、シミュレータ２１として、制御プログラム１５とステップＳ３１１で生成された仮パラメータセットがモデルパラメータとして設定されたモデル１６とを、タイムステップｔｉ毎に繰り返し実行し、シミュレーション結果を生成する（ステップＳ３１３）。生成されるシミュレーション結果は、タイムステップｔｉに従う時系列の挙動値Ｄ２を示す。

【0149】

プロセッサ１０２は、シミュレーション結果である時系列の挙動値Ｄ２とステップＳ２１で格納された実機の時系列の挙動値Ｄ１との差Ｄ３が十分に小さいかを判定する（ステップＳ３１５）。より具体的には、例えば差Ｄ３を閾値と比較し、比較結果に基づき差Ｄ３は十分に小さいかを判定する。

【0150】

差Ｄ３は十分に小さくないと判定されると（ステップＳ３１５でＮＯ）、ステップＳ３１１に戻る。ステップＳ３１１では、プロセッサ１０２は、現在の仮パラメータセットの摩擦係数を変更することによって、新たな仮パラメータセットを生成する。プロセッサ１０２は、生成された新たな仮パラメータセットを用いてシミュレーションを実行する（ステップＳ３１３）。プロセッサ１０２は、シミュレーション結果としての時系列の挙動値Ｄ２とステップＳ２９で格納された実機の時系列の挙動値Ｄ１との差Ｄ３が十分に小さいかを判定する（ステップＳ３１５）。このように、プロセッサ１０２は、差Ｄ３が十分に小さくなるまで、すなわち最適な仮パラメータセットが得られるまでシミュレーションとシミュレーション結果に基づく仮パラメータセットの生成を繰り返す。

【0151】

プロセッサ１０２は、差Ｄ３が十分に小さいと判定したとき（ステップＳ３１５でＹＥＳ）、プロセッサ１０２は、最も最近に生成された仮パラメータセットを、モデルパラメータ１６Ａに採用する（ステップＳ３１７）。より具体的には、プロセッサ１０２は、モデルパラメータ１６Ａを、最も最近に生成された仮パラメータセットで書換える。これにより、オフライン環境下のモデルパラメータ１６Ａを、オンライン環境下の実機が機械的特性または物理的特性に整合させることができる。

【0152】

図１３および図１４の調整処理によれば、オフライン環境において、情報処理装置１０は、制御パラメータ２０Ｂおよびモデルパラメータ１６Ａを、オンライン環境下の制御パラメータ２０Ａの変化と実機の機械的特性および物理的特性の変化とに追従させて変更（調整）することができる。

【0153】

図１４の最適な仮パラメータセットを探索するアルゴリズムには、各種のアルゴリズムを適用できる。また、ステップＳ３１５では、当該アリゴリズムの処理を終了する条件に差Ｄ３を用いたが、終了判定条件は、差Ｄ３を用いた条件に限定されない。例えば、終了判定条件に、ステップＳ３１１～Ｓ３１５の処理を繰り返した回数を用いてもよい。その場合は、プロセッサ１０２は、処理を繰り返す過程で得られたベストの仮パラメータセットを保存しておき、当該ベストの仮パラメータセットを最適な仮パラメータセットに採用する。

【0154】

＜Ｌ．プログラム＞
情報処理装置１０のプロセッサ１０２は、ストレージ１１１のプログラムを実行することにより、ユーザに対し、オフライン環境における制御プログラム１５またはモデル１６の開発環境を提供する。

【0155】

開発環境を実現するためのプログラムおよびデータは、ネットワークインターフェイス１１０またはローカル通信インターフェイス１１６および通信回線を介してストレージ１１１にダウンロードされてもよい。または、記録媒体１１４を介してストレージ１１１にダウンロードされるとしてもよい。記録媒体１１４は、コンピュータその他装置、機械等が記録されたプログラム等の情報を読み取り可能なように、当該プログラム等の情報を、電気的、磁気的、光学的、機械的または化学的作用によって蓄積する媒体である。情報処理装置１０は、この記録媒体１１４から、開発環境を実現するためのプログラムまたはデータを取得してもよい。

【0156】

プログラムは、プロセッサ１０２などの１つ以上のプロセッサにより、またはプロセッサとＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit），ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などの回路との組合せにより実行され得る。

【0157】

＜Ｍ．付記＞
上述したような本実施の形態は、以下のような技術思想を含む。
［構成１］
情報処理システムであって、
情報処理システムは、
制御対象を駆動する駆動機器（５６，４１０）の制御プログラム（１５）を実行し前記駆動機器を制御する指令値を出力するコントローラ（５１）と、シミュレータ（２１）と、を備え、
前記シミュレータは、
前記制御プログラムを実行することにより前記コントローラの挙動を模擬するコントローラエミュレータ（１２０）と、
前記コントローラエミュレータによって前記制御プログラムが実行されるときに出力される前記指令値を入力として、前記駆動機器のモデルを実行することにより当該駆動機器の挙動値を算出するアクチュエータエミュレータ（１２４）と、を有し、
前記情報処理システムは、さらに、
前記コントローラによって前記制御プログラムが実行されているとき、前記駆動機器の挙動を示す挙動値を収集する第１収集部（６０）と、
前記コントローラエミュレータによって前記制御プログラムが実行されて、前記アクチュエータエミュレータによって前記挙動値が算出されるシミュレーションにおいて、算出される当該挙動値を収集する第２収集部（１３０）と、
前記第１収集部によって収集された時系列の前記挙動値（Ｄ１）と、前記第２収集部によって収集された時系列の前記挙動値（Ｄ２）との間の同一時間または同一時刻での差（Ｄ３）に基づき、前記モデルに予め設定されたモデルパラメータ（１６Ａ）を調整する調整部（１２３）と、備える、情報処理システム。
［構成２］
前記第１収集部によって収集された時系列の前記挙動値と、前記第２収集部によって収集された時系列の前記挙動値とを、収集された時間に基づき、時間軸上で互いに関連付けて出力する、構成１に記載の情報処理システム。
［構成３］
前記関連付けは、前記挙動値を縦軸とし、前記時間軸を横軸とした２次元平面の上に、前記第１収集部によって時系列に収集された時系列の前記挙動値と、前記第２収集部によって時系列に収集された時系列の前記挙動値とを、収集された時間に基づきプロットすることを含む、構成２に記載の情報処理システム。
［構成４］
前記モデルパラメータは、前記駆動機器の機械的特性または物理的特性に基づくパラメータを含む、構成１から３のいずれか１項に記載の情報処理システム。
［構成５］
前記シミュレーションにおいて、
前記アクチュエータエミュレータによって実行されるモデルは、前記調整部によって調整された前記モデルパラメータが設定されたモデルを含む、構成１から４のいずれか１に記載の情報処理システム。
［構成６］
前記コントローラは、前記駆動機器の挙動値を入力として、第１制御パラメータに基づき前記制御プログラムを実行し、
前記コントローラエミュレータは、前記アクチュエータエミュレータによって算出される挙動値を入力として、第２制御パラメータに基づき前記制御プログラムを実行し、
前記調整部は、さらに、
前記第２制御パラメータを、前記第１制御パラメータに整合するように調整し、その後、前記モデルパラメータの調整を実施する、構成１から５のいずれか１に記載の情報処理システム。
［構成７］
前記調整部は、
前記同一時間または同一時刻での前記差に基づき、前記モデルパラメータを調整するためのガイド情報（１０３）を出力する、構成１から６のいずれか１に記載の情報処理システム。
［構成８］
前記ガイド情報は、調整対象のモデルパラメータの識別子（１３４１）と、当該モデルパラメータの調整量（１３４）とを含む、構成７に記載の情報処理システム。
［構成９］
ユーザ操作によって指定される調整対象のモデルパラメータおよび当該モデルパラメータの調整量に基づき、モデルに設定されているモデルパラメータを調整する、構成８に記載の情報処理システム。
［構成１０］
前記シミュレータは、前記差が予め定められた条件を満たすまで、前記調整部によって前記調整が実施される毎に、調整後のモデルパラメータが設定されたモデルを用いて前記シミュレーションを実行する、構成１から９のいずれか１に記載の情報処理システム。
［構成１１］
制御対象の駆動機器（５６，４１０）を制御する指令値を出力する制御プログラム（１５）をコントローラ（５１）に実行させ、当該指令値に従って当該駆動機器を制御するステップと、
前記制御プログラムを実行することにより前記コントローラの挙動を算出するコントローラエミュレーションを実行するステップと、
前記コントローラエミュレーションによって前記制御プログラムが実行されるときに出力される前記指令値を入力として、前記駆動機器のモデルを実行することにより当該駆動機器の挙動値を算出するアクチュエータエミュレーションを実行するステップと、
前記コントローラによって前記制御プログラムが実行されているとき、前記駆動機器の挙動を示す挙動値（Ｄ１）を収集する第１収集ステップと、
前記コントローラエミュレーションにおいて前記制御プログラムが実行されているとき、前記アクチュエータエミュレーションによって算出される前記挙動値（Ｄ２）を収集する第２収集ステップと、
前記第１収集ステップによって収集された時系列の前記挙動値と、前記第２収集ステップによって収集された時系列の前記挙動値との間の同一時間または同一時刻での差に基づき、前記モデルに予め設定されたモデルパラメータを調整するステップと、を備える、方法。
［構成１２］
構成１１に記載の方法をプロセッサに実行させるためのプログラム。

【0158】

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0159】

１ 情報処理システム、１０ 情報処理装置、１５ 制御プログラム、１６ モデル、１６Ａ モデルパラメータ、１６Ｂ 基本モデル、１７ ペア、１８ ビルダ、１９ ユーザ設定、１９ａ 制御対象、１９ｂ 設定、１９ｃ 制御の仕方、２０ 開発支援ツール、２０Ａ，２０Ｂ，１５２ 制御パラメータ、２１ シミュレータ、２２ 制御プログラム作成ツール、２３ 制御パラメータ設定部、２４ モデル作成ツール、２５ モデルパラメータ設定部、２６ 紐付け部、２７ ビジュアライザ、４０２ トリガ、５０ ＦＡシステム、５１ コントローラ、５５ 駆動機器、５６，４１０ サーボモータ、６０ 第１収集部、６２，６３ ＰＩＤ演算、６４，６７，Ｄ１，Ｄ２，Ｙ 挙動値、６６，６９ 指令値、８１ メカパラメータ、８２ 物理パラメータ、９１，９２，９３ 領域、９４，９５，９６ ボタン、１０２ プロセッサ、１０３ ガイド情報、１０４ 主メモリ、１０５ 仮想空間情報、１０６ 操作ユニット、１０８ 出力ユニット、１０９ ディスプレイ、１１１ ストレージ、１１４ 記録媒体、１１９ 仮想時刻生成プログラム、１２０ コントローラエミュレータ、１２１ 開発支援プログラム、１２２ 仮想時刻ジェネレータ、１２３ 調整ツール、１２４ アクチュエータエミュレータ、１２５ 画面、１２６ シミュレーションプログラム、１３０ 第２収集部、１３１ 算出部、１３２ 調整プログラム、１３４ 管理プロフラム、１３５ ビジュアライザプログラム、１３６ 描画データ、１３８ ＦＢセット，１３９ ＣＡＤセット、１４１ 調整量決定部、１４２ 調整実施部、１４３ 出力部、４００ 包装機、４０１ 計測値、４０６ 切断機構、４０８ センサ、４１１ エンコーダ、４１２ 包装材、４１４ ワーク、４１６ ロータリーナイフ、４１８ 個別パッケージ、５００Ａ，５００Ｂ サーボドライバ、７４１ 演算式、１３４２ 調整量、Ｄ３ 差、Ｇ４，Ｇ５ グラフ、１３８１，１３９１ 対象ＩＤ、ＴＲ 目標。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】