特許 7612129 リニア搬送設計支援装置、リニア搬送システム、およびリニア搬送システムの運転方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-26

(45)【発行日】2025-01-10

(54)【発明の名称】リニア搬送設計支援装置、リニア搬送システム、およびリニア搬送システムの運転方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 9/44 20180101AFI20241227BHJP

   B65G 54/02 20060101ALI20241227BHJP

   G06F 30/20 20200101ALI20241227BHJP

   G06N 20/00 20190101ALI20241227BHJP

【ＦＩ】

G06F9/44

B65G54/02

G06F30/20

G06N20/00

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2024555411

(86)(22)【出願日】2024-05-30

(86)【国際出願番号】 JP2024019892

【審査請求日】2024-09-18

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118762

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 順

(72)【発明者】

【氏名】木全 敏章

(72)【発明者】

【氏名】浅木 恭介

【審査官】児玉 崇晶

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０２２／００２７５２９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０２３－３１４０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ９／４４

Ｂ６５Ｇ ５４／０２

Ｇ０６Ｎ ２０／００

Ｇ０６Ｆ ３０／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

搬送経路を移動する１つまたは複数の可動部、互いに連結配置されて前記搬送経路を構成し前記可動部を磁力で駆動する複数の固定部、および前記可動部の動作を制御するコントローラ部を有するリニア搬送装置の設計を支援するリニア搬送設計支援装置であって、
前記固定部の設計情報である固定部設計情報、前記可動部の設計情報である可動部設計情報、および前記可動部の移動の情報である動作指示情報の組合せをパラメータセットとして記憶するパラメータ設定部と、
前記パラメータセットを用いて前記リニア搬送装置の動作をシミュレーションすることで、前記リニア搬送装置の搬送能力を表す指標である搬送効率および前記リニア搬送装置の稼働時に発生するコストを表す指標であるシステム評価情報を計算するシミュレータ部と、
前記搬送効率および前記システム評価情報と、予め設定された前記システム評価情報の可変範囲を制限する制約範囲とに基づいて、前記システム評価情報が前記制約範囲を満たしつつ前記搬送効率が向上するよう、前記パラメータセットに含まれるパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを修正するパラメータ修正部と、
を備え、
前記シミュレータ部は、
前記可動部設計情報を用いて、前記可動部の各々についての位置、速度、および推力の時系列情報を計算する可動部状態予測部と、
前記パラメータセット、前記位置および前記推力の時系列情報に基づいて、前記固定部のコイルに通電する電流の時系列情報を計算する固定部状態予測部と、
前記位置、前記速度、前記推力、および前記電流の時系列情報に基づいて前記リニア搬送装置の消費エネルギである搬送エネルギ、前記リニア搬送装置の変動性である搬送変動性、および前記リニア搬送装置のハードウェアの設計コストである搬送設計コストのうちの少なくとも１つを前記システム評価情報として計算するとともに、前記位置または前記速度の少なくとも一方の時系列情報に基づいて前記搬送効率を計算するシステム評価部と、
を有する、
ことを特徴とするリニア搬送設計支援装置。

【請求項2】

前記パラメータ修正部が、前記搬送効率が予め設定された目標範囲内の値に近付くように、または前記システム評価情報が前記制約範囲内の値に近付くように前記パラメータセットのうちの少なくとも１つのパラメータの値を修正する処理と、前記シミュレータ部が、前記搬送効率および前記システム評価情報を計算して前記パラメータ修正部に出力する処理とが繰り返される、
ことを特徴とする請求項１に記載のリニア搬送設計支援装置。

【請求項3】

前記パラメータ修正部は、
前記システム評価情報、前記制約範囲、前記搬送効率、および前記目標範囲に基づいて、前記パラメータの修正を終了するための終了条件を満たすか否かを判定し、前記終了条件を満たすと判定した場合に、修正したパラメータを修正パラメータとして外部に出力する、
ことを特徴とする請求項２に記載のリニア搬送設計支援装置。

【請求項4】

前記パラメータ修正部は、
前記シミュレータ部が計算した前記システム評価情報が前記制約範囲内の場合、且つ前記搬送効率が前記目標範囲内または前記搬送効率が目標値に近付いた場合、前記終了条件を満たすと判定し、
前記システム評価情報が前記制約範囲外の場合、前記搬送効率が前記目標範囲外の場合、および前記搬送効率が前記目標値に近付いていない場合のうちの少なくとも１つの場合、前記パラメータ修正部は、前記終了条件を満たしていないと判定する、
ことを特徴とする請求項３に記載のリニア搬送設計支援装置。

【請求項5】

前記シミュレータ部は、
前記パラメータ修正部が前記終了条件を満たしていないと判定した場合に、前記パラメータ修正部が修正したパラメータの値によって更新された前記パラメータセットを用いて前記搬送効率および前記システム評価情報を計算する、
ことを特徴とする請求項３に記載のリニア搬送設計支援装置。

【請求項6】

前記固定部設計情報は、
前記固定部の形状と、前記固定部の個数と、前記固定部に含まれるコイルの個数と、前記連結配置された前記固定部の配置順序とのうちの少なくとも１つの情報を含んでいる、
ことを特徴とする請求項１から５の何れか１つに記載のリニア搬送設計支援装置。

【請求項7】

前記可動部設計情報は、
前記可動部の大きさと、前記可動部の形状と、前記可動部の質量と、前記可動部の個数と、前記可動部の最大搭載物質量とのうちの少なくとも１つの情報を含んでいる、
ことを特徴とする請求項１から５の何れか１つに記載のリニア搬送設計支援装置。

【請求項8】

前記動作指示情報は、
前記可動部の移動の目標位置と、前記可動部が移動する際の搭載物の搭載質量と、前記可動部が目標位置まで移動する際の最大速度および最大加速度と、前記可動部が前記目標位置に到達した際の最小停止時間と、前記可動部間の最小距離とのうちの少なくとも１つの情報を含んでいる、
ことを特徴とする請求項１から５の何れか１つに記載のリニア搬送設計支援装置。

【請求項9】

前記パラメータ修正部は、
前記可動部設計情報および前記動作指示情報に含まれるパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを修正する、
ことを特徴とする請求項１から５の何れか１つに記載のリニア搬送設計支援装置。

【請求項10】

前記搬送効率は、
前記可動部による搬送能力であるスループット、前記可動部の平均速度、前記可動部が移動する際の搭載物の質量の合計を前記可動部の最大搭載物質量の合計に対する割合で示した積載率、および特定の地点を一定時間内に通過した可動部の個数である通過個数の少なくとも１つである、
ことを特徴とする請求項１から５の何れか１つに記載のリニア搬送設計支援装置。

【請求項11】

前記システム評価部は、
前記搬送エネルギを、前記固定部での電流負荷、発熱量、消費電力、および消費電力量のうちの少なくとも１つに基づいて算出する、
ことを特徴とする請求項１から５の何れか１つに記載のリニア搬送設計支援装置。

【請求項12】

前記システム評価部は、
前記搬送変動性として、前記可動部の振動状態、前記固定部の温度、前記可動部の温度、および前記可動部が前記搬送経路を移動する際の前記可動部間の距離の少なくとも１つを算出する、
ことを特徴とする請求項１から５の何れか１つに記載のリニア搬送設計支援装置。

【請求項13】

前記システム評価部は、
前記搬送設計コストとして、前記可動部の個数、前記可動部の形状、前記可動部の質量のうちの少なくとも１つを算出する、
ことを特徴とする請求項１から５の何れか１つに記載のリニア搬送設計支援装置。

【請求項14】

前記シミュレータ部は、
前記パラメータセットと、前記搬送効率および前記システム評価情報とのデータセットに基づいて生成され、前記パラメータセットを入力とし、前記搬送効率および前記システム評価情報を出力として予測する予測モデルである、
ことを特徴とする請求項１から５の何れか１つに記載のリニア搬送設計支援装置。

【請求項15】

前記予測モデルは、数式、状態遷移図、状態遷移表、または学習モデルで表現されている、
ことを特徴とする請求項１４に記載のリニア搬送設計支援装置。

【請求項16】

搬送経路を移動する１つまたは複数の可動部、および互いに連結配置されて前記搬送経路を構成し前記可動部を磁力で駆動する複数の固定部を有するリニア搬送装置と、
前記リニア搬送装置の設計を支援するリニア搬送設計支援装置と、
を有し、
前記リニア搬送設計支援装置は、
前記固定部の設計情報である固定部設計情報、前記可動部の設計情報である可動部設計情報、および前記可動部の移動の情報である動作指示情報の組合せをパラメータセットとして記憶するパラメータ設定部と、
前記パラメータセットを用いて前記リニア搬送装置の動作をシミュレーションすることで、前記リニア搬送装置の搬送能力を表す指標である搬送効率および前記リニア搬送装置の稼働時に発生するコストを表す指標であるシステム評価情報を計算するシミュレータ部と、
前記搬送効率および前記システム評価情報と、予め設定された前記システム評価情報の可変範囲を制限する制約範囲とに基づいて、前記システム評価情報が前記制約範囲を満たしつつ前記搬送効率が向上するよう、前記パラメータセットに含まれるパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを修正するパラメータ修正部と、
を備え、
前記シミュレータ部は、
前記可動部設計情報を用いて、前記可動部の各々についての位置、速度、および推力の時系列情報を計算する可動部状態予測部と、
前記パラメータセット、前記位置および前記推力の時系列情報に基づいて、前記固定部のコイルに通電する電流の時系列情報を計算する固定部状態予測部と、
前記位置、前記速度、前記推力、および前記電流の時系列情報に基づいて前記リニア搬送装置の消費エネルギである搬送エネルギ、前記リニア搬送装置の変動性である搬送変動性、および前記リニア搬送装置のハードウェアの設計コストである搬送設計コストのうちの少なくとも１つを前記システム評価情報として計算するとともに、前記位置または前記速度の少なくとも一方の時系列情報に基づいて前記搬送効率を計算するシステム評価部と、
を有する、
ことを特徴とするリニア搬送システム。

【請求項17】

搬送経路を移動する１つまたは複数の可動部、互いに連結配置されて前記搬送経路を構成し前記可動部を磁力で駆動する複数の固定部、および前記可動部の動作を制御するコントローラ部を有するリニア搬送装置の設計を支援するリニア搬送設計支援装置が、前記固定部の設計情報である固定部設計情報、前記可動部の設計情報である可動部設計情報、および前記可動部の移動の情報である動作指示情報の組合せをパラメータセットとして記憶するパラメータ設定部ステップと、
前記リニア搬送設計支援装置が、前記パラメータセットを用いて前記リニア搬送装置の動作をシミュレーションすることで、前記リニア搬送装置の搬送能力を表す指標である搬送効率および前記リニア搬送装置の稼働時に発生するコストを表す指標であるシステム評価情報を計算するシミュレータステップと、
前記リニア搬送設計支援装置が、前記搬送効率および前記システム評価情報と、予め設定された前記システム評価情報の可変範囲を制限する制約範囲とに基づいて、前記システム評価情報が前記制約範囲を満たしつつ前記搬送効率が向上するよう、前記パラメータセットに含まれるパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを修正するパラメータ修正ステップと、
前記リニア搬送装置が、修正されたパラメータを用いて前記可動部を移動させる移動ステップと、
を含み、
前記シミュレータステップは、
前記リニア搬送設計支援装置が、前記可動部設計情報を用いて、前記可動部の各々についての位置、速度、および推力の時系列情報を計算する可動部状態予測ステップと、
前記リニア搬送設計支援装置が、前記パラメータセット、前記位置および前記推力の時系列情報に基づいて、前記固定部のコイルに通電する電流の時系列情報を計算する固定部状態予測ステップと、
前記リニア搬送設計支援装置が、前記位置、前記速度、前記推力、および前記電流の時系列情報に基づいて前記リニア搬送装置の消費エネルギである搬送エネルギ、前記リニア搬送装置の変動性である搬送変動性、および前記リニア搬送装置のハードウェアの設計コストである搬送設計コストのうちの少なくとも１つを前記システム評価情報として計算するとともに、前記位置または前記速度の少なくとも一方の時系列情報に基づいて前記搬送効率を計算するシステム評価部ステップと、
を含む、
ことを特徴とするリニア搬送システムの運転方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、リニア搬送装置の設計を支援するリニア搬送設計支援装置、リニア搬送システム、およびリニア搬送システムの運転方法に関する。

【背景技術】

【0002】

工場内の生産ラインなどに適用されるリニア搬送装置には、高い搬送能力が求められている。リニア搬送装置において搬送能力を上げる方法としては、例えば、多数の可動部を高速で動かすために固定部に流れる電流を増大させる方法が考えられる。ところが、この方法の場合、電流負荷または発熱が原因で固定部の温度が上昇するので、冷却のための停止時間が増大し、搬送能力を向上させることが難しい。また、可動部を高速で動かす場合、曲線経路の通過時、停止時等において大きな振動が発生した場合、振動収束までの停止時間が長くなり搬送能力を下げる要因になる。このため、リニア搬送装置には、電流負荷、振動などの種々の制約を満たすことが求められる。

【0003】

特許文献1に記載の学習装置は、物流搬送路を形成する複数の搬送ユニットにおける搬送速度を制御する学習エージェントを強化学習させている。この学習装置は、モデル化された物流搬送路を用いて物流搬送路の状態および状態に基づく報酬を算出する搬送路シミュレータと、報酬に基づいた評価が大きくなるように搬送速度に関する学習を行う学習エージェントとを有している。搬送路シミュレータは、物流搬送路でワークの搬送が完了したことで得られる搬送完了報酬と、物流搬送路でワークの受付けができない場合に与えられる受付拒否罰と、搬送速度に関するエネルギ消費量が大きくなることで増加する消費エネルギ増加罰とに基づいて報酬を算出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２３－３１４０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１の技術では、リニア搬送装置における固定部および可動部の各状態を同時に考慮したシミュレーションを実行していないので、リニア搬送装置に課された制約の充足度が低いパラメータしか設定できない。そのため、上記特許文献１の技術では、リニア搬送装置に課された制約の充足度が低い状況でしか搬送能力を向上させることはできないという問題があった。

【0006】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、リニア搬送装置に課された制約の充足度が高い状況で搬送能力を向上させることができるリニア搬送設計支援装置を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示のリニア搬送設計支援装置は、搬送経路を移動する１つまたは複数の可動部、互いに連結配置されて搬送経路を構成し可動部を磁力で駆動する複数の固定部、および可動部の動作を制御するコントローラ部を有するリニア搬送装置の設計を支援するリニア搬送設計支援装置であって、固定部の設計情報である固定部設計情報、可動部の設計情報である可動部設計情報、および可動部の移動の情報である動作指示情報の組合せをパラメータセットとして記憶するパラメータ設定部を備える。また、本開示のリニア搬送設計支援装置は、パラメータセットを用いてリニア搬送装置の動作をシミュレーションすることで、リニア搬送装置の搬送能力を表す指標である搬送効率およびリニア搬送装置の稼働時に発生するコストを表す指標であるシステム評価情報を計算するシミュレータ部を備える。また、本開示のリニア搬送設計支援装置は、搬送効率およびシステム評価情報と、予め設定されたシステム評価情報の可変範囲を制限する制約範囲とに基づいて、システム評価情報が制約範囲を満たしつつ搬送効率が向上するよう、パラメータセットに含まれるパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを修正するパラメータ修正部を備える。シミュレータ部は、可動部設計情報を用いて、可動部の各々についての位置、速度、および推力の時系列情報を計算する可動部状態予測部と、パラメータセット、位置および推力の時系列情報に基づいて、固定部のコイルに通電する電流の時系列情報を計算する固定部状態予測部と、位置、速度、推力、および電流の時系列情報に基づいてリニア搬送装置の消費エネルギである搬送エネルギ、リニア搬送装置の変動性である搬送変動性、およびリニア搬送装置のハードウェアの設計コストである搬送設計コストのうちの少なくとも１つをシステム評価情報として計算するとともに、位置または速度の少なくとも一方の時系列情報に基づいて搬送効率を計算するシステム評価部とを有する。

【発明の効果】

【0008】

本開示にかかるリニア搬送設計支援装置は、リニア搬送装置に課された制約の充足度が高い状況で搬送能力を向上させることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１にかかるリニア搬送設計支援装置の構成例を示す図

【図2】実施の形態１にかかるリニア搬送設計支援装置が備えるシミュレータ部の構成例を示す図

【図3】実施の形態１にかかるリニア搬送設計支援装置が実行するパラメータ修正処理の処理手順を示すフローチャート

【図4】実施の形態１にかかるリニア搬送設計支援装置を有したリニア搬送システムの構成例を示す図

【図5】実施の形態２にかかるリニア搬送設計支援装置の構成例を示す図

【図6】実施の形態３にかかるリニア搬送設計支援システムの構成例を示す図

【図7】実施の形態１にかかるリニア搬送設計支援装置が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで実現する場合の処理回路の構成例を示す図

【図8】実施の形態１にかかるリニア搬送設計支援装置が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の処理回路の例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、本開示の実施の形態にかかるリニア搬送設計支援装置、リニア搬送システム、およびリニア搬送システムの運転方法を図面に基づいて詳細に説明する。

【0011】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかるリニア搬送設計支援装置の構成例を示す図である。リニア搬送設計支援装置１Ａは、リニア搬送装置に設定されるパラメータを修正する装置である。リニア搬送設計支援装置１Ａは、リニア搬送装置に課された制約の充足度が高い状況で搬送能力が向上するように、リニア搬送装置に設定されるパラメータを修正する。

【0012】

リニア搬送装置は、永久磁石を有した１つ（１台）以上の可動部（可動子）と、コイルを有した複数（複数台）の固定部（固定子）と、可動部を駆動するためにコイルに通電する電流を制御することで可動子の動作を制御するコントローラ部とを有している。リニア搬送装置は、複数の固定部が連結配置されて構成される搬送経路に沿って、磁力の力で浮上した１つ以上の可動部を移動させることで可動部に搭載された搭載物を搬送する。

【0013】

リニア搬送設計支援装置１Ａは、パラメータ設定部２と、シミュレータ部３Ａと、パラメータ修正部４とを備えている。パラメータ設定部２は、外部から、固定部設計情報と、可動部設計情報と、動作指示情報とを受付けて記憶する。また、パラメータ設定部２は、パラメータ修正部４から修正するパラメータの値の候補（後述する修正パラメータ候補）を受付けて記憶する。

【0014】

固定部設計情報は、固定部の設計の情報（設計情報）である。具体的には、固定部設計情報は、直線または曲線といった各固定部の形状、リニア搬送装置が用いる固定部の個数、固定部に含まれるコイルの個数、および固定部が連結配置されて搬送経路が構築された際の固定部の配置順序のうちの少なくとも１つの情報を含んでいる。パラメータ修正部４は、パラメータを修正する際に、固定部設計情報に含まれるパラメータは修正できない。

【0015】

可動部設計情報は、可動部の設計の情報（設計情報）である。具体的には、可動部設計情報は、可動部の大きさ、可動部の形状、可動部単体の質量、リニア搬送装置が用いる可動部の個数、および可動部単体の最大搭載物質量のうちの少なくとも１つの情報を含んでいる。最大搭載物質量は、可動部単体に対して搭載可能な搭載物の最大質量である。

【0016】

パラメータ修正部４は、パラメータを修正する際には、可動部設計情報で規定されている可動部の大きさ、形状、質量、および個数を、任意の大きさ、形状、質量、および個数に修正可能である。また、パラメータ修正部４は、パラメータを修正する際には、可動部設計情報で規定されている最大搭載物質量を、設定可能な範囲内での値に修正可能である。

【0017】

動作指示情報は、個々の可動部の移動に関する情報である。具体的には、動作指示情報は、可動部の移動の目標位置と、可動部が移動する際の搭載物の搭載物質量と、可動部が目標位置まで移動する際の最大速度および最大加速度と、可動部が目標位置に到達した際の最小停止時間と、可動部間の最小距離とのうちの少なくとも１つの情報を含んでいる。

【0018】

可動部が目標位置まで移動する際の最大速度および最大加速度は、目標位置まで移動する際の可動部に対して設定可能な速度の最大値および加速度の最大値である。可動部が目標位置に到達した際の最小停止時間は、目標位置に到達した可動部に対して設定可能な停止時間の最小時間である。可動部間の最小距離は、可動部間として設定可能な距離の最小値である。

【0019】

パラメータ修正部４は、パラメータを修正する際には、動作指示情報で規定されている最大速度を、設定可能な範囲内での値に修正可能である。また、パラメータ修正部４は、パラメータを修正する際には、動作指示情報で規定されている最大加速度を、設定可能な範囲内での値に修正可能である。

【0020】

また、パラメータ修正部４は、パラメータを修正する際には、動作指示情報で規定されている最小停止時間を、設定可能な範囲内での値に修正可能である。

【0021】

また、パラメータ修正部４は、パラメータを修正する際には、動作指示情報で規定されている最小距離を、設定可能な範囲内での値に修正可能である。

【0022】

パラメータ修正部４は、パラメータを修正する際には、動作指示情報で規定されている可動部の移動の目標位置を任意の位置に修正可能である。また、パラメータ修正部４は、パラメータを修正する際には、動作指示情報で規定されている搭載物質量を、設定可能な範囲内での値に修正可能である。なお、動作指示情報は、可動部毎に異なっていてもよいし、目的位置までの移動毎に異なっていてもよい。

【0023】

パラメータ設定部２は、固定部設計情報と、可動部設計情報と、動作指示情報との組合せをパラメータセットとして記憶しておく。パラメータ設定部２は、パラメータ修正部４から修正パラメータ候補を受付けた場合には、パラメータセットのうち修正パラメータ候補に対応するパラメータの値を修正パラメータ候補の値に書き換えて記憶しておく。

【0024】

シミュレータ部３Ａは、パラメータ設定部２が記憶している最新のパラメータセットを取り込む。シミュレータ部３Ａは、取り込んだパラメータセットをシミュレーションに用いるパラメータに設定する。

【0025】

シミュレータ部３Ａは、取り込んだパラメータセットのうち設定したパラメータを用いて、リニア搬送装置の物理特性を考慮した計算を実行する。すなわち、シミュレータ部３Ａは、取り込んだパラメータセットのうち設定したパラメータを用いて、リニア搬送装置の動作をシミュレーション（模擬）する。

【0026】

シミュレータ部３Ａは、リニア搬送装置の動作をシミュレーションすることで、リニア搬送装置の搬送能力を表す搬送効率を計算する。また、シミュレータ部３Ａは、リニア搬送装置の動作をシミュレーションすることで、リニア搬送装置の稼働時に発生するコストを表すシステム評価情報を計算する。システム評価情報は、リニア搬送装置の稼働時に発生する発熱、振動などのコストを示す情報である。システム評価情報の詳細については後述する。

【0027】

前述したように、シミュレータ部３Ａが用いるパラメータセットの固定部設計情報には、固定部の形状、固定部の個数、固定部に含まれるコイルの個数、および固定部の配置順序のうちの少なくとも１つが含まれている。したがって、シミュレータ部３Ａは、固定部の形状、固定部の個数、固定部に含まれるコイルの個数、固定部が連結配置されて搬送経路を構築された際の固定部の配置順序のうちの少なくとも１つの情報に基づいて、搬送効率およびシステム評価情報を計算することができる。

【0028】

また、シミュレータ部３Ａが用いるパラメータセットの可動部設計情報には、可動部の大きさ、形状、質量、最大搭載物質量、および個数のうちの少なくとも１つが含まれている。したがって、シミュレータ部３Ａは、可動部の、大きさ、形状、質量、最大搭載物質量、および個数のうちの少なくとも１つの情報に基づいて、搬送効率およびシステム評価情報を計算することができる。

【0029】

また、シミュレータ部３Ａが用いるパラメータセットの動作指示情報には、可動部の移動の目標位置と、可動部が目標位置まで移動する際の最大速度および最大加速度と、可動部が目標位置に到達した際の停止時間と、可動部が移動する際の搭載物の搭載物質量と、可動部間の最小距離とのうちの少なくとも１つが含まれている。したがって、シミュレータ部３Ａは、可動部の移動の目標位置と、可動部が目標位置まで移動する際の最大速度および最大加速度と、可動部が目標位置に到達した際の停止時間と、可動部が移動する際の搭載物の搭載物質量と、可動部間の最小距離とのうちの少なくとも１つの情報に基づいて、搬送効率およびシステム評価情報を計算することができる。

【0030】

シミュレータ部３Ａは、搬送効率およびシステム評価情報をパラメータ修正部４に出力する。このように、シミュレータ部３Ａは、リニア搬送装置の動作をシミュレーションしてリニア搬送装置の搬送効率およびシステム評価情報を計算し出力する。また、シミュレータ部３Ａは、リニア搬送装置の動作をシミュレーションする際に用いたパラメータセットを、搬送効率およびシステム評価情報とともにパラメータ修正部４に出力する。

【0031】

パラメータ修正部４は、外部から制約範囲および目標範囲を受付ける。また、パラメータ修正部４は、パラメータセットのうち修正される対象となるパラメータを指定する情報である修正対象パラメータを外部から受付ける。制約範囲、目標範囲、および修正対象パラメータは、例えば、ユーザによってパラメータ修正部４に入力される。

【0032】

制約範囲は、システム評価情報の可変範囲を制限する情報である。すなわち、制約範囲では、システム評価情報の可変範囲が規定されている。換言すると、制約範囲は、システム評価情報に対する制約の範囲である。目標範囲は、搬送効率の目標の範囲である。目標範囲では、搬送効率の目標の上限値および下限値が規定されている。

【0033】

パラメータ修正部４は、シミュレータ部３Ａから、搬送効率、システム評価情報、およびパラメータセットを受付ける。パラメータ修正部４は、搬送効率と、システム評価情報と、パラメータセットとを対応付けて結果データとして記憶する。

【0034】

パラメータ修正部４は、結果データに基づいてパラメータの値を修正する。すなわち、パラメータ修正部４は、結果データに基づいて、搬送効率が予め設定された目標範囲内の値に近付くように、またはシステム評価情報が予め設定された制約範囲内の値に近付くようにパラメータセットのうちの少なくとも１つのパラメータの値を修正する。また、パラメータ修正部４は、搬送効率およびシステム評価情報を評価するための値である評価値が大きくなるようにパラメータセットのうちの少なくとも１つのパラメータの値を修正してもよい。評価値の詳細については後述する。

【0035】

パラメータ修正部４は、後述する探索法を用いてパラメータセットのうちの少なくとも１つのパラメータの値を修正する。リニア搬送設計支援装置１Ａでは、パラメータ修正部４が探索法によってパラメータの値を修正する処理と、シミュレータ部３Ａが、この修正されたパラメータの値を用いて搬送効率およびシステム評価情報を計算する処理とが繰り返される。これにより、リニア搬送設計支援装置１Ａは、システム評価情報が制約範囲内に入り、且つ搬送効率が目標範囲内に入るか近付くようにパラメータを調整する。すなわち、パラメータ修正部４は、搬送効率およびシステム評価情報を用いて、制約範囲内にシステム評価情報が収まっている条件下で、搬送効率が目標範囲に収まるか近付くようにパラメータの値を修正する。

【0036】

パラメータ修正部４は、修正の終了条件を満たさない場合には、修正したパラメータの値（修正パラメータ候補）をパラメータ設定部２に出力する。修正の終了条件は、例えば、全てのシステム評価情報が予め設定された制約範囲内に収まり、且つ搬送効率が予め設定された目標範囲内の値または目標範囲に近い値となることである。パラメータ修正部４は、修正の終了条件を満たす場合に、修正したパラメータの値（修正パラメータ）を表示装置などの外部に出力する。なお、パラメータ修正部４は、修正したパラメータの値を含んだパラメータセット（修正パラメータセット）を表示装置などの外部に出力してもよい。

【0037】

なお、目標範囲の上限値と下限値とが同じ値（目標値）である場合、パラメータ修正部４は、搬送効率が目標値に近付くように少なくとも１つのパラメータの値を修正する。また、目標範囲の設定がされていない場合、パラメータ修正部４は、非常に大きな特定値が目標値に設定されたと仮定し、搬送効率が最大となるように少なくとも１つのパラメータの値を修正する。実際の形態１における搬送効率の最大は、修正の終了条件を満たした時点での搬送効率である。

【0038】

図２は、実施の形態１にかかるリニア搬送設計支援装置が備えるシミュレータ部の構成例を示す図である。シミュレータ部３Ａは、可動部状態予測部５と、固定部状態予測部６と、システム評価部７とを備えている。

【0039】

可動部状態予測部５および固定部状態予測部６は、パラメータ設定部２からパラメータセットを受付ける。可動部状態予測部５は、各可動部が動作指示情報に従って目標位置へと移動する一連の動きを、各可動部の位置および速度の時系列情報として計算する。可動部状態予測部５は、動作指示情報に設定されている目標位置、最大速度、最大加速度、および停止時間を用いて、位置および速度の時系列情報を計算する。具体的には、可動部状態予測部５は、目標位置、最大速度、最大加速度、および停止時間に基づいて、最大加速度で加速して最大速度に到達する動作、最大速度に到達すると最大速度で移動する動作、その後、最大加速度で減速して目標位置に停止する動作、停止後は停止時間分停止してから次の目標位置に移動する動作を計算することで、可動子の位置および速度の時系列情報を計算する。

【0040】

なお、リニア搬送装置では物理的に１つの経路上で可動部が追い越しできないことがある。このため、可動部状態予測部５は、各可動部が衝突しないように、可動部間の距離が動作指示情報で設定された可動部間の最小距離よりも近付いたら減速するような処理を含めて位置および速度の時系列情報を計算する。すなわち、可動部状態予測部５は、各可動部が干渉しないように位置および速度の時系列情報を計算する。

【0041】

可動部状態予測部５は、同時に計算した位置および速度の時系列情報を用いて、その位置および速度になるために可動部にかける必要のある推力の時系列情報を計算する。可動部状態予測部５は、例えば、搭載物を含む可動部の全体を１つの剛体とみなし、この剛体の速度を時間微分した加速度を計算する。また、可動部状態予測部５は、可動部設計情報で設定された可動部単体の質量と、動作指示情報で設定された可動部が移動する際の搭載物質量とに基づいて、搭載物を含む可動部全体の質量を計算する。そして、可動部状態予測部５は、搭載物含む可動部の全体を１つの剛体とみなした場合の加速度と可動部全体の質量との積を推力として計算する。

【0042】

また、可動部状態予測部５は、可動部設計情報で設定された可動部の形状、振動、摩擦、遠心力等の外力などを考慮した力学モデルを用いて推力を計算してもよい。なお、各可動部の位置、速度、および推力の時系列情報の計算方法は、上述した方法に限定されるものではない。

【0043】

可動部状態予測部５は、位置、速度、および推力の時系列情報をシステム評価部７に出力する。また、可動部状態予測部５は、位置および推力の時系列情報を固定部状態予測部６に出力する。

【0044】

固定部状態予測部６は、可動部状態予測部５が計算した各可動部の位置および推力の時系列情報と、パラメータ設定部２から受付けたパラメータセットとに基づいて、可動部が搬送される搬送路（トラック）に配置されている各固定部のコイルに通電する電流の時系列情報を計算する。すなわち、固定部状態予測部６は、コイルに必要な電流の時系列情報を固定部ごとに計算する。

【0045】

具体的には、固定部状態予測部６は、パラメータセットから可動部の形状および大きさを抽出する。また、固定部状態予測部６は、パラメータセットから抽出した可動部の形状および大きさと、可動部の位置の時系列情報とに基づいて、可動部とコイルとの位置関係を計算する。固定部状態予測部６が計算する可動部とコイルとの位置関係には、例えば、可動部の搬送方向の一方の端部とコイルとの位置関係、可動部の搬送方向の中央部とコイルとの位置関係、可動部の搬送方向の他方の端部とコイルとの位置関係などが含まれている。

【0046】

固定部状態予測部６は、可動部の形状、および可動部とコイルとの位置関係を考慮して推力の時系列情報から電流の時系列情報を導出する電流導出モデルを用いる。すなわち、固定部状態予測部６は、電流導出モデルに、抽出した可動部の形状と、計算した可動部とコイルとの位置関係と、推力の時系列情報とを適用することで、推力の時系列情報に対応する電流の時系列情報を計算する。このように、固定部状態予測部６は、通電する電流と移動に必要な推力（必要推力）との関係を、電流導出モデルを用いて計算する。固定部状態予測部６は、計算した電流の時系列情報をシステム評価部７に出力する。

【0047】

システム評価部７は、可動部状態予測部５から計算結果である位置、速度、および推力の時系列情報を受付ける。また、システム評価部７は、固定部状態予測部６から計算結果である電流の時系列情報を受付ける。

【0048】

システム評価部７は、可動部状態予測部５および固定部状態予測部６による計算結果に基づいて、搬送効率およびシステム評価情報を計算する。具体的には、システム評価部７は、可動部の位置、速度、推力、および電流の時系列情報に基づいてシステム評価情報を計算し、可動部の位置および速度の少なくとも一方の時系列情報に基づいて搬送効率を計算する。

【0049】

ここで搬送効率は、リニア搬送装置の能力を表す指標である。実施の形態１では、搬送効率として、例えば、リニア搬送装置内の可動部によって搬送された搭載物の総数を搬送した時間で除した値を示すスループット、または一定時間内に搬送された搭載物の総数を示すスループットを用いる。

【0050】

パラメータセットにおいて、例えば搭載物を搭載した地点と搭載物を下した地点とが目標位置として設定されていれば、システム評価部７は、各可動部の位置の時系列情報から簡単に搭載物の総数および搬送した時間を計算することができる。

【0051】

また、可動部状態予測部５が、各可動部の質量の時系列情報を追加で計算しておいてもよい。この場合、システム評価部７は、可動部の質量の時系列情報を用いて、搭載物の総数および搬送した時間を計算することができる。

【0052】

なお、システム評価部７は、スループットのほかにも、全可動部の速度の平均である平均速度、搭載物の質量の合計を全可動部の最大搭載物質量の合計に対する割合で示した積載率、または特定の地点を一定時間内に通過した可動部の個数（通過個数）を搬送効率としても構わない。すなわち、搬送効率は、スループット、全可動部の平均速度、積載率、および通過個数の少なくとも１つである。これにより、リニア搬送設計支援装置１Ａは、スループット、平均速度、積載率、および通過個数の少なくとも１つを搬送効率として算出することができる。

【0053】

システム評価情報は、リニア搬送装置の稼働時に発生するコストを表す指標である。システム評価情報は、搬送効率に影響を与える情報であり、搬送効率の向上に対して制約を加えるように働くことが多い。実施の形態１のシステム評価情報には、リニア搬送装置の消費エネルギ（以下、搬送エネルギという）、リニア搬送装置の変動性（以下、搬送変動性という）、およびリニア搬送装置のハードウェアの設計コスト（以下、搬送設計コストという）が含まれている。

【0054】

搬送エネルギは、リニア搬送装置を動かすために必要なエネルギである。搬送エネルギは、例えば、各固定部での電流負荷、発熱量、消費電力、および消費電力量のうちの少なくとも１つに基づいて算出される。搬送エネルギを大きくすることで搬送効率の向上が予測されるが、搬送エネルギが大きすぎる場合、搬送エネルギがリニア搬送装置のエネルギ効率、電気料金、ＣＯ₂（二酸化炭素）の排出量などに大きな影響を与えるので、搬送エネルギを小さくしたいという要求もある。搬送エネルギの制約範囲は、予めリニア搬送装置のユーザによって設定される。

【0055】

搬送変動性は、リニア搬送装置が安定的に稼働するために満たすべき状態の情報である。搬送変動性は、例えば、各可動部の振動振幅および振動時間を含めた振動状態、各固定部の温度、各可動部の温度、および可動部が搬送経路を移動する際の可動部間の距離の近さの少なくとも１つである。搬送効率を向上させるために固定部に多くの電流を流し、可動部を早く動かそうとすることで、可動部が振動し始めたりリニア搬送装置の温度が上昇したりして、制御精度の劣化、生産性の悪化などにつながる恐れがあるので、搬送変動性を小さくしたいという要求もある。

【0056】

また、搬送変動性は、経路的に近接する２個の可動部の近さにも相当する。この近さの指標をここでは近接密度または集中度と表現する。近接密度または集中度は、２個の可動部の近さを、可動部の個数を可動部間の距離で除した値とする。この近接密度または集中度の値が大きくなるほど可動部同士が衝突する可能性が高くなるので、近接密度または集中度は小さくしたいという要求もある。

【0057】

なお、近接密度または集中度は、前述の定義に限らず、特定の範囲内に要素（可動子）がどれくらい集まっているか、または近付いているかを表す指標であれば何れの方法で計算されてもよく、例えば、可動部間の距離と負の値との積でもよい。

【0058】

搬送設計コストは、リニア搬送装置の費用（可動部の導入コスト、メンテナンスコストなど）に影響を与える情報である。搬送設計コストは、例えば可動部の個数、可動部の大きさ、可動部の形状、および可動部の質量のうちの少なくとも１つである。多くの搭載物または大重量の搭載物を運ぶためには、可動部の個数または大きさを増やす必要があるが、過剰に増やした場合には、可動部の導入コスト、メンテナンスコストなどが増大するので小さくしたいという要求もある。

【0059】

システム評価部７は、これらの搬送効率およびシステム評価情報を計算し、計算結果をシミュレータ部３Ａから出力する。なお、システム評価部７は、搬送効率およびシステム評価情報として、それぞれ少なくとも１種類ずつの情報を計算すればよい。また、システム評価部７は、システム評価情報として、搬送エネルギ、搬送変動性、および搬送設計コストのうちの少なくとも１つを計算すればよく、３つの分類の全てで１つ以上の情報を計算する必要はない。すなわち、システム評価部７は、搬送効率として１種類以上の情報を計算し、システム評価情報として１種類以上の情報を計算すればよい。

【0060】

このように、シミュレータ部３Ａは、可動部状態予測部５および固定部状態予測部６を有しているので、物理的なメカニクスに基づいて固定部の状態および可動部の状態をシミュレーションで計算することができる。また、シミュレータ部３Ａは、システム評価部７を有しているので、固定部の状態および可動部の状態に基づいて搬送効率およびシステム評価情報を計算することができる。

【0061】

図３は、実施の形態１にかかるリニア搬送設計支援装置が実行するパラメータ修正処理の処理手順を示すフローチャートである。なお、ここでの搬送経路は一巡する経路とし、搬送経路中においては、経路が分岐する箇所も合流する箇所もないものとする。

【0062】

パラメータ修正部４は、ユーザから修正対象パラメータを受付ける（ステップＳ１０）。修正対象パラメータは、システム評価情報が制約範囲内となり、且つ搬送効率が目標範囲内となるようにリニア搬送設計支援装置１Ａが修正するパラメータの種類である。ここでは、修正対象パラメータが、可動部設計情報に含まれる可動部の個数、動作指示情報に含まれる可動部の最大速度、可動部の最大加速度、可動部が目標位置に到達した際の停止時間とする。また、ユーザによって搬送効率の目標範囲、およびシステム評価情報の制約範囲が設定される。目標範囲および制約範囲は、パラメータ修正部４に設定される。

【0063】

なお、目標範囲の上限値と下限値とが同じ値である場合には、パラメータ修正部４は、目標範囲を目標値として扱う。この場合、パラメータ修正部４は、目標値に近付くように少なくとも１つのパラメータの値を修正する。また、目標範囲の設定がされていない場合、パラメータ修正部４は、非常に大きな特定値が目標値として設定されたと仮定し、搬送効率が最大となるように少なくとも１つのパラメータの値を修正する。このため、目標範囲は、必ずしも設定される必要はない。

【0064】

パラメータ設定部２は、外部から、固定部設計情報と、可動部設計情報と、動作指示情報とを受付けて記憶する。シミュレータ部３Ａは、パラメータ設定部２が記憶している最新のパラメータセットを取り込む。シミュレータ部３Ａが、リニア搬送装置の動作をシミュレーションする際に用いるパラメータを設定する（ステップＳ２０）。すなわち、シミュレータ部３Ａは、取り込んだパラメータセットに含まれているパラメータを、シミュレーションに用いるパラメータに設定する。

【0065】

シミュレータ部３Ａの可動部状態予測部５が、パラメータセットに基づいて、各可動部の位置、速度、および推力の時系列情報を計算する（ステップＳ３０）。

【0066】

シミュレータ部３Ａの固定部状態予測部６が、パラメータセットと、各可動部の位置および推力の時系列情報に基づいて、各固定部に流れる電流の時系列情報を計算する（ステップＳ４０）。

【0067】

シミュレータ部３Ａのシステム評価部７が、可動部の位置および速度の少なくとも一方の時系列情報に基づいて搬送効率を計算する（ステップＳ５０）。ここでは、システム評価部７が、搬送効率の一例としてスループットを計算する。

【0068】

システム評価部７が、可動部の位置、速度、推力、および電流の時系列情報に基づいて、システム評価情報を計算する（ステップＳ６０）。ここでのシステム評価部７は、ステップＳ４０で計算された各固定部のコイルに通電する電流の時系列情報に基づいて、システム評価情報の一例である電流負荷を計算する。システム評価部７は、例えば、一定時間内に流れた電流の２乗をこの一定時間で時間積分して時間平均した値（一定時間で除した値）の平方根を取った値であり、便宜上定格電流等の基準となる値の比率で表現する。

【0069】

システム評価部７は、計算した電流負荷の最大値をシステム評価情報に含める。また、システム評価部７は、ステップＳ３０で計算された可動部の位置の時系列情報に基づいて、目標位置到達時点での振動状態（ここでは、振動振幅）を計算し、振動振幅の最大値もシステム評価情報に含める。さらに、システム評価部７は、可動部の個数をシステム評価情報に含める。シミュレータ部３Ａは、搬送効率、システム評価情報、およびパラメータセットをパラメータ修正部４に出力する。

【0070】

パラメータ修正部４は、シミュレータ部３Ａから出力された搬送効率、システム評価情報、およびパラメータセットを記憶する（ステップＳ７０）。

【0071】

パラメータ修正部４は、記憶した情報に基づいて、修正の終了条件を満たしているか否かを判断する（ステップＳ８０）。すなわち、パラメータ修正部４は、記憶した情報に基づいて、搬送効率が修正の終了条件を満たしているか、または搬送効率を用いて計算した評価値が修正の終了条件を満たしているかを判断する。評価値は、例えば、以下の式（１）の計算式で設定されており、パラメータ修正部４は、この式（１）を用いて評価値を計算する。

【0072】

評価値＝｛スループット×重み｝＋｛（－１）×電流負荷×重み｝＋｛（－１）×振動状態×重み｝＋｛（－１）×可動部の個数×重み｝・・・（１）

【0073】

すなわち、ここでの評価値は、搬送効率としてのスループットと、システム評価情報の搬送エネルギとしての電流負荷と、システム評価情報の搬送変動性としての振動状態と、システム評価情報の搬送設計コストとしての可動部の個数との各変数に各々重みを乗じた和である。

【0074】

重みは０以上の値であり、重視したい変数を他の変数よりも相対的に大きくしておく。また、生産性が変わらなければ、搬送エネルギ、搬送変動性、搬送設計コストが小さいほうが良いので、評価値の算出式では、変数に負の値をかけることで評価値が大きくなるほど搬送効率が向上するように設定されている。

【0075】

なお、評価値の算出式では、負の値をかける代わりに例えば変数が逆数にして設定されてもよいし、変数の最大値から変数を減じた値が設定されてもよい。また、評価値の算出方法（設定方法）については、ここに示した限りではない。例えば、ここで説明した評価値の算出例では、評価値が大きくなるほど搬送効率が向上してリニア搬送装置のコストが低減されるが、評価値が小さくなるほど搬送効率が向上してリニア搬送装置のコストが低減されるように評価値が設定されてもよい。

【0076】

修正の終了条件の第１例は、全てのシステム評価情報が予め設定された制約範囲内に収まっているうえで搬送効率が予め設定された目標範囲内の値となることである。

【0077】

また、修正の終了条件の第２例は、全てのシステム評価情報が予め設定された制約範囲内に収まっているうえで搬送効率が目標範囲または目標値に十分近付くことである。搬送効率が目標範囲または評価値に十分近付く場合とは、以下の（Ｎ１）～（Ｎ６）の場合である。
（Ｎ１）搬送効率の方が目標範囲の上限値よりも大きい場合に、搬送効率から目標範囲の上限値を減算した値が基準値以下となる場合
（Ｎ２）搬送効率の方が目標範囲の下限値よりも小さい場合に、目標範囲の下限値から搬送効率を減算した値が基準値以下となる場合
（Ｎ３）搬送効率の方が目標範囲の上限値よりも大きい場合に、搬送効率と目標範囲の上限値との比が基準値以下となる場合
（Ｎ４）搬送効率の方が目標範囲の下限値よりも小さい場合に、搬送効率と目標範囲の下限値との比が基準値以下となる場合
（Ｎ５）搬送効率と目標値との差の絶対値が基準値以下となる場合
（Ｎ６）搬送効率と目標値との比が基準値以下となる場合

【0078】

また、修正の終了条件の第３例は、評価値が十分に大きくなり、ほぼ一定値に達した場合である。評価値の値が十分に大きくなり、ほぼ一定値に達した場合とは、評価値が第１の特定値よりも大きくなり、且つ評価値の変動値が第２の特定値よりも小さい期間が特定時間続いた場合である。

【0079】

また、修正の終了条件の第４例は、搬送効率およびシステム評価情報の算出処理の実行回数が予め設定された基準回数に達した場合である。なお、パラメータ修正部４は、評価値を用いることなく修正の終了条件を満たすか否かを判断する場合には、評価値を算出しなくてもよい。

【0080】

修正の終了条件を満たしていない場合（ステップＳ８０、Ｎｏ）、パラメータ修正部４は、探索法を用いて修正パラメータの候補である修正パラメータ候補を導出する（ステップＳ９０）。修正パラメータは、リニア搬送設計支援装置１Ａが最終的に修正を確定するパラメータの値である。パラメータ修正部４は、システム評価情報が制約範囲内に収まるように、または搬送効率が目標範囲内に収まるように、または搬送効率を含めて計算した評価値が現状の値よりも大きくなるように探索法を用いて修正対象パラメータの値を探索して変更し、変更後の修正対象パラメータの値を修正パラメータ候補として導出する。

【0081】

パラメータ修正部４が用いる探索法には、シミュレーションを用いた最適化手法としてよく知られているＣＭＡ－ＥＳ（Covariance Matrix Adaptation Evolution Strategy、共分散行列適応進化戦略）、ＰＳＯ（Particle Swarm Optimization、粒子群最適化）などがあるが、パラメータ修正部４が用いる探索法は、これらの最適化手法（最適化計算）に限らない。パラメータ修正部４が用いる探索法は、ベイズ推定を用いた最適化計算、勾配法などでもよく、使用するアルゴリズムは特に限定されない。

【0082】

パラメータ修正部４は、修正パラメータ候補を導出すると、修正パラメータ候補をパラメータ設定部２に出力する。そして、リニア搬送設計支援装置１Ａは、ステップＳ２０～Ｓ８０の処理を実行する。リニア搬送設計支援装置１Ａは、修正の終了条件を満たすまで、ステップＳ２０～Ｓ８０の処理を繰り返す。

【0083】

修正の終了条件を満たしている場合（ステップＳ８０、Ｙｅｓ）、パラメータ修正部４は、修正の終了条件を満たした場合の修正パラメータ候補を修正パラメータに決定する。パラメータ修正部４は、決定した修正パラメータを表示装置などの外部に出力する（ステップＳ１００）。

【0084】

これにより、リニア搬送設計支援装置１Ａは、電流負荷、振動などの種々の制約（制約条件）が制約範囲を満たしつつ搬送効率を最大にする修正対象パラメータ（可動部の個数、可動部が搬送経路を移動する際の運転パターンなど）を求めることができる。すなわち、リニア搬送設計支援装置１Ａは、リニア搬送装置の搬送能力を、このリニア搬送装置に課された制約の中で向上させることができる。

【0085】

また、リニア搬送設計支援装置１Ａは、設計段階において、必要な搬送能力を得るための可動部の動作を決める速度または加速度といったパラメータを適切に求めることができ、設計および製造にかかるコストの削減およびリードタイムの短縮を実現することができる。

【0086】

このように、リニア搬送設計支援装置１Ａは、リニア搬送装置における固定部および可動部の各状態を同時に考慮したシミュレーションを実行しているので、例えばコーナ部分で発生する振動等を考慮したパラメータ設定、可動部の種類（重量、形状、大きさなど）または可動部の個数に応じた搬送効率、搬送エネルギ、搬送変動性、搬送設計コストまで考慮したパラメータ設定を実現できる。

【0087】

また、リニア搬送設計支援装置１Ａは、システム評価情報が制約範囲を満たしている場合の搬送効率を向上させるパラメータの値を逐次的に求めていくので、制約範囲内にシステム評価情報が収まっている条件下で、搬送効率が目標範囲に収まるか近付くように短時間でパラメータの値を修正できる。

【0088】

図４は、実施の形態１にかかるリニア搬送設計支援装置を有したリニア搬送システムの構成例を示す図である。リニア搬送システム３０は、リニア搬送設計支援装置１Ａと、リニア搬送装置２０とを有している。

【0089】

リニア搬送装置２０は、１つまたは複数の可動部２１を搬送路に沿って移動させる装置である。リニア搬送装置２０は、１つまたは複数の可動部２１と、複数の固定部２２と、ガイドレール２３と、コントローラ部２５とを具備している。

【0090】

リニア搬送装置２０では、可動部２１が移動する経路に固定部２２が配置されている。可動部２１には永久磁石（図示せず）が配置されており、固定部２２にはコイル（図示せず）が配置されている。コントローラ部２５は、可動部２１を駆動するために固定部２２のコイルに流れる電流を制御する。

【0091】

ガイドレール２３は、可動部２１をレールの方向に滑らかに移動させるための機械部品である。ガイドレール２３と固定部２２とを組み合わせたリニアトラックモジュールが複数繋ぎ合わされることで、種々の経路を構築することが可能となる。

【0092】

リニア搬送システム３０では、リニア搬送設計支援装置１Ａが、修正パラメータをコントローラ部２５に送信する。コントローラ部２５は、パラメータセットのうち修正パラメータに対応するパラメータの値を修正パラメータの値に変更したうえで、パラメータセットを用いて可動部２１の動作を制御する。

【0093】

なお、本開示にかかるリニア搬送設計支援装置１Ａは、名称を便宜的に、リニア搬送設計支援装置としているに過ぎず、この名称によって、権利範囲を限定解釈してはならない。

【0094】

例えば、修正パラメータ、搬送効率、システム評価情報、その他の分析結果などの、リニア搬送設計支援装置１Ａから出力される情報を、直接リニア搬送装置に入力して搬送の制御に用いてもよい。また、出力される情報を表示部などに表示したものを、作業者などが見て設計または制御に使用してもよい。すなわち、リニア搬送設計支援装置１Ａから出力される情報は、動作、機能、用途などを自由に選択することができる。言い換えれば、対象がリニア搬送装置であればよく、発明の名称のうちのリニア搬送設計支援装置を、リニア搬送設計装置、リニア搬送制御装置、リニア搬送分析装置などとすることも可能である。

【0095】

また、実施の形態１では、シミュレータ部３Ａが、リニア搬送設計支援装置１Ａの内部に配置される場合について説明したが、シミュレータ部３Ａと同様の動作をするプロセッサ、メモリ、これらの組み合わせなどからなる装置が、リニア搬送設計支援装置１Ａの外部に配置され、この装置から、搬送効率およびシステム評価情報を取得する構成とすることもできる。このような構成によっても、上述した実施の形態１の効果を得ることができる。

【0096】

このように、実施の形態１によれば、リニア搬送設計支援装置１Ａは、システム評価情報が制約範囲を満たしつつ搬送効率が向上するよう、パラメータセットに含まれるパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを修正するので、リニア搬送装置２０に課された制約の充足度が高い状況で搬送能力を向上させることができる。

【0097】

また、リニア搬送設計支援装置１Ａは、可動部設計情報および動作指示情報に含まれるパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを修正するので、システム評価情報の値を抑制し、搬送効率を向上させることができる。

【0098】

実施の形態２．
つぎに、図５を用いて実施の形態２について説明する。実施の形態２では、数式、状態遷移図、状態遷移表、または学習モデルで表現された予測モデルを用いて、パラメータセットに対応する搬送効率およびシステム評価情報を予測する。

【0099】

図５は、実施の形態２にかかるリニア搬送設計支援装置の構成例を示す図である。図５の各構成要素のうち図１に示す実施の形態１のリニア搬送設計支援装置１Ａと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。

【0100】

実施の形態２のリニア搬送設計支援装置１Ｂは、リニア搬送設計支援装置１Ａと同様に、リニア搬送装置２０に設定されるパラメータを修正する。リニア搬送設計支援装置１Ｂは、リニア搬送設計支援装置１Ａと比較して、シミュレータ部３Ａの代わりにシミュレータ部３Ｂを備えている。すなわち、リニア搬送設計支援装置１Ｂは、パラメータ設定部２と、シミュレータ部３Ｂと、パラメータ修正部４とを備えている。

【0101】

シミュレータ部３Ｂは、予測モデル８を具備している。予測モデル８は、予め取得されたパラメータセットと、搬送効率およびシステム評価情報とのデータセットに基づいて、生成されたモデルである。予め取得されるパラメータセットは、例えば、予め実機（リニア搬送装置２０）または実機の動作を模擬したシミュレータを動作させることで取得される。また、搬送効率およびシステム評価情報は、パラメータセットに基づいて算出される。予測モデル８は、ユーザから受付けたパラメータセットを入力とし、搬送効率およびシステム評価情報を出力として予測する。

【0102】

予測モデル８は、数式、状態遷移図、状態遷移表、または学習モデルで表現されている。なお、数式、状態遷移図、状態遷移表、または学習モデルで表現される際に用いられる予測のアルゴリズムは、特に限定する必要はなく、何れのアルゴリズムが用いられてもよい。

【0103】

シミュレータ部３Ｂは、パラメータ設定部２からパラメータセットを受付けると、パラメータセットに基づいて、搬送効率およびシステム評価情報を予測する。すなわち、シミュレータ部３Ｂの予測モデル８は、パラメータセットが入力されると、このパラメータセットに対応する搬送効率およびシステム評価情報を予測して出力する。以降は実施の形態１と同様の処理によってパラメータ修正部４から搬送効率を向上させる修正パラメータが出力される。

【0104】

このように、実施の形態２によれば、リニア搬送設計支援装置１Ｂは、予測モデル８を備えているので、時系列のシミュレーションを実行することなく予測モデル８によって搬送効率およびシステム評価情報を短時間で求めることが可能になる。したがって、リニア搬送設計支援装置１Ｂは、搬送効率を向上させる修正パラメータを、実施の形態１の場合よりも短時間で取得することができる。

【0105】

実施の形態３．
つぎに、図６を用いて実施の形態３について説明する。実施の形態３では、シミュレータ部３Ａが実行する処理と、パラメータ設定部２およびパラメータ修正部４が実行する処理とを異なるコンピュータで実行する。

【0106】

図６は、実施の形態３にかかるリニア搬送設計支援システムの構成例を示す図である。図６の各構成要素のうち図１に示す実施の形態１のリニア搬送設計支援装置１Ａと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。

【0107】

実施の形態３のリニア搬送設計支援システム１０は、リニア搬送設計支援装置１Ａと同様に、リニア搬送装置２０に設定されるパラメータを修正する。リニア搬送設計支援システム１０は、パラメータ設定部２、シミュレータ部３Ａ、およびパラメータ修正部４に加えて、パラメータ送信部１１と、パラメータ受信部１２と、計算結果送信部１３と、計算結果受信部１４とを備えている。

【0108】

パラメータ送信部１１、パラメータ受信部１２、計算結果送信部１３、および計算結果受信部１４は、パラメータ設定部２およびパラメータ修正部４と、シミュレータ部３Ａとの間に接続されている。具体的には、パラメータ設定部２には、パラメータ送信部１１が接続され、シミュレータ部３Ａには、パラメータ受信部１２および計算結果送信部１３が接続され、パラメータ修正部４には、計算結果受信部１４が接続されている。そして、パラメータ送信部１１、パラメータ受信部１２、計算結果送信部１３、および計算結果受信部１４がインターネット１５に接続されている。また、パラメータ修正部４とパラメータ設定部２とが接続されている。

【0109】

リニア搬送設計支援システム１０では、シミュレータ部３Ａを備えるコンピュータと、パラメータ設定部２およびパラメータ修正部４を備えるコンピュータとが別々のコンピュータである。シミュレータ部３Ａを備えるコンピュータと、パラメータ設定部２およびパラメータ修正部４を備えるコンピュータとは、インターネット１５を介して情報の送受信を行う。

【0110】

パラメータ設定部２は、実施の形態１と同様の処理によってパラメータセットを記憶しておく。パラメータ送信部１１は、パラメータ設定部２が記憶しているパラメータセットを、インターネット１５を介してパラメータ受信部１２に送信する。パラメータ送信部１１がパラメータセットを送信するタイミングは、パラメータ設定部２が記憶するパラメータセットが更新された時であってもよいし、外部からの要求をパラメータ送信部１１が受信した時であってもよいし、定期的な特定のタイミングであってもよい。

【0111】

パラメータ受信部１２は、パラメータ送信部１１から、インターネット１５を介してパラメータセットを受信する。パラメータ受信部１２は、受信したパラメータセットをシミュレータ部３Ａに出力する。

【0112】

シミュレータ部３Ａは、実施の形態１と同様に、パラメータセットに基づいて、搬送効率およびシステム評価情報を計算する。シミュレータ部３Ａは、計算した搬送効率およびシステム評価情報の計算結果と、計算に用いたパラメータセットとを計算結果送信部１３に出力する。

【0113】

計算結果送信部１３は、シミュレータ部３Ａが出力した計算結果およびパラメータセットを受付ける。計算結果送信部１３は、シミュレータ部３Ａから受付けた計算結果およびパラメータセットを、インターネット１５を介して計算結果受信部１４に送信する。計算結果送信部１３が計算結果およびパラメータセットを送信するタイミングは、シミュレータ部３Ａが搬送効率およびシステム評価情報を計算して計算結果送信部１３に出力した時であってもよいし、外部からの要求を計算結果送信部１３が受信した時であってもよいし、定期的な特定のタイミングであってもよい。

【0114】

計算結果受信部１４は、計算結果送信部１３から、インターネット１５を介して計算結果およびパラメータセットを受信する。計算結果受信部１４は、受信した計算結果およびパラメータセットをパラメータ修正部４に出力する。パラメータ修正部４は、実施の形態１のパラメータ修正部４と同様に、計算結果である搬送効率およびシステム評価情報と、パラメータセットとに基づいてパラメータを修正する。

【0115】

パラメータ修正部４は、実施の形態１と同様に、修正の終了条件を満たしていない場合には修正パラメータ候補をパラメータ設定部２に出力する。リニア搬送設計支援システム１０では、リニア搬送設計支援装置１Ａと同様に、パラメータ設定部２による処理と、シミュレータ部３Ａによる処理と、パラメータ修正部４による処理とが繰り返されて、修正パラメータが決定される。パラメータ修正部４は、修正パラメータを決定すると、この修正パラメータを表示装置などの外部に出力する。

【0116】

なお、リニア搬送設計支援システム１０は、シミュレータ部３Ａの代わりにシミュレータ部３Ｂを備えていてもよい。

【0117】

このように、実施の形態３によれば、リニア搬送設計支援システム１０は、パラメータセットをインターネット１５を介してシミュレータ部３Ａに送信している。これにより、リニア搬送設計支援システム１０は、例えばシミュレータ部３Ａだけを、パラメータ設定部２またはパラメータ修正部４よりも高性能なコンピュータ（計算機）で実現することができる。したがって、リニア搬送設計支援システム１０は、シミュレータ部３Ａによる計算精度および計算速度を容易に向上させることができ、搬送効率を向上させる正確な修正パラメータを実施の形態１の場合よりも短時間で取得することができる。

【0118】

つぎに、リニア搬送設計支援装置１Ａ，１Ｂのハードウェア構成について説明する。なお、リニア搬送設計支援装置１Ａ，１Ｂは同様のハードウェア構成を有しているので、ここではリニア搬送設計支援装置１Ａのハードウェア構成について説明する。リニア搬送設計支援装置１Ａは、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。

【0119】

図７は、実施の形態１にかかるリニア搬送設計支援装置が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで実現する場合の処理回路の構成例を示す図である。図７に示す処理回路９０は、プロセッサ９１およびメモリ９２を備える。処理回路９０がプロセッサ９１およびメモリ９２で構成される場合、処理回路９０の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはリニア搬送設計支援プログラムとして記述され、メモリ９２に格納される。処理回路９０では、メモリ９２に記憶されたリニア搬送設計支援プログラムをプロセッサ９１が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路９０は、リニア搬送設計支援装置１Ａの処理が結果的に実行されることになるリニア搬送設計支援プログラムを格納するためのメモリ９２を備える。このリニア搬送設計支援プログラムは、処理回路９０により実現される各機能をリニア搬送設計支援装置１Ａに実行させるためのプログラムであるともいえる。このリニア搬送設計支援プログラムは、リニア搬送設計支援プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体により提供されてもよいし、通信媒体など他の手段により提供されてもよい。

【0120】

上記リニア搬送設計支援プログラムは、図３のステップＳ１０～Ｓ１００の処理をリニア搬送設計支援装置１Ａに実行させるプログラムであるとも言える。

【0121】

ここで、プロセッサ９１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などである。また、メモリ９２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically ＥＰＲＯＭ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などが該当する。

【0122】

図８は、実施の形態１にかかるリニア搬送設計支援装置が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の処理回路の例を示す図である。図８に示す処理回路９３は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。処理回路９３については、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路９３は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

【0123】

なお、リニア搬送設計支援システム１０のパラメータ設定部２、シミュレータ部３Ａ，３Ｂ、パラメータ修正部４の何れかが、上述した処理回路９０，９３の何れかで実現されてもよい。

【0124】

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

【符号の説明】

【0125】

１Ａ，１Ｂ リニア搬送設計支援装置、２ パラメータ設定部、３Ａ，３Ｂ シミュレータ部、４ パラメータ修正部、５ 可動部状態予測部、６ 固定部状態予測部、７ システム評価部、８ 予測モデル、１０ リニア搬送設計支援システム、１１ パラメータ送信部、１２ パラメータ受信部、１３ 計算結果送信部、１４ 計算結果受信部、１５ インターネット、２０ リニア搬送装置、２１ 可動部、２２ 固定部、２３ ガイドレール、２５ コントローラ部、３０ リニア搬送システム、９０，９３ 処理回路、９１ プロセッサ、９２ メモリ。

【要約】

リニア搬送設計支援装置（１Ａ）は、搬送経路を移動する１つまたは複数の可動部、可動部を磁力で駆動する複数の固定部を有するリニア搬送装置の設計を支援するリニア搬送設計支援装置であって、固定部設計情報、可動部設計情報、および可動部の移動の情報である動作指示情報の組合せをパラメータセットとして記憶するパラメータ設定部（２）と、パラメータセットを用いてリニア搬送装置の動作がシミュレーションされたことによって計算された、リニア搬送装置の搬送能力を表す指標である搬送効率およびリニア搬送装置の稼働時に発生するコストを表す指標であるシステム評価情報と、予め設定されたシステム評価情報の可変範囲を制限する制約範囲とに基づいて、システム評価情報が制約範囲を満たしつつ搬送効率が向上するよう、パラメータセットに含まれるパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを修正するパラメータ修正部（４）とを備える。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】