JP2019066135A - Air-conditioning control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空調制御システムに関し、特に工場内の機械の設置状況及び稼働状況に応じて学習モデルを切り替えながら空調の制御をする空調制御システムに関する。 The present invention relates to an air conditioning control system, and more particularly to an air conditioning control system that controls air conditioning while switching a learning model according to the installation status and operation status of machines in a factory.
工場には複数の機械(例えば工作機械)が設けられると共に、精密加工では工場における温度が加工精度に影響するため工場内の環境条件を制御する空調機が設けられる。工場での生産は生産計画により指示され、生産計画で指示された生産物を、指示された納期で生産するように、複数の機械の稼働状況および加工条件を制御すると共に、空調機の稼働状況を制御して加工に要求される工場内の温度条件(温度および均一性)を実現する。 The factory is provided with a plurality of machines (for example, machine tools), and in precision machining, an air conditioner is provided to control the environmental conditions in the factory because the temperature in the factory influences the machining accuracy. The production at the factory is instructed by the production plan, and the operation status and processing conditions of multiple machines are controlled so that the products instructed by the production plan are produced at the indicated delivery date, and the operation status of the air conditioner To control the temperature conditions (temperature and uniformity) in the factory required for processing.
加工に要求される工場内の温度条件を満足するために空調を制御する技術として、例えば特許文献1,2には、複数の空調機を中央で制御し、工場内の温度を所定の温度に保つ技術が開示されている。
For example, in
しかしながら、工場内における温度分布は、工場内に設置された発熱源としての機械(工作機械、ロボット等)の設置状況やそれぞれの機械の稼働状況によって異なる。その為、加工に要求される工場内の温度条件を実現するためには、それぞれの機械の設置状況や稼働状況を考慮しながら空調機を制御する必要があり、このように様々な状況に対応して適切な空調の制御を行うことは困難である。 However, the temperature distribution in the factory differs depending on the installation status of machines (machine tools, robots, etc.) as heat sources installed in the factory and the operating status of each machine. Therefore, in order to realize the temperature conditions in the factory required for processing, it is necessary to control the air conditioner while taking into consideration the installation status and operation status of each machine. It is difficult to carry out appropriate air conditioning control.
空調の制御を行なうために機械学習器を導入することも考えられるが、上記したような様々な状況に対応できるような汎用的な機械学習器(汎用的な学習モデル)を作成するためには、様々な状況において検出される多くの状態情報が必要であり、また、状況に係るデータを含む多くの媒介変数が必要となるため過学習等の既知の問題が発生することもある。 Although it is conceivable to introduce a machine learning device to control air conditioning, in order to create a general-purpose machine learning device (general purpose learning model) that can cope with various situations as described above. This requires a lot of state information to be detected in various situations, and also requires many parameters including situational data, which may cause known problems such as over-learning.
そこで本発明の目的は、機械の設置状況や稼働状況を考慮した適切な空調制御を行なうことをより広範に可能とする空調制御システムを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an air conditioning control system capable of performing a wide range of appropriate air conditioning control in consideration of the installation state and the operation state of a machine.
本発明の空調制御システムでは、工場内の機械の設置状況及び稼働状況によって使用する空調の制御動作を決定するために用いる学習モデルを切り替える機構を設けることにより、上記課題を解決する。本発明の空調制御システムは、複数の学習モデルを持ち、工場内の機械の設置状況及び稼働状況等に応じて学習モデルを選択し、選択した学習モデルに対して工場内から検出された状態量に基づく機械学習を行い、また、このようにして作成された学習モデルを、工場内の機械の設置状況及び稼働状況等に応じて使い分けて空調機の制御を行なう。 The air conditioning control system of the present invention solves the above-mentioned problems by providing a mechanism for switching a learning model used to determine the control operation of the air conditioning to be used according to the installation status and operation status of the machine in the factory. The air conditioning control system according to the present invention has a plurality of learning models, selects a learning model according to the installation status and operation status of machines in a factory, and detects state quantities detected from within the factory for the selected learning model. Machine learning is performed based on the above, and the learning model created in this way is used according to the installation status and operation status of the machine in the factory to control the air conditioner.
そして、本発明の一態様は、少なくとも1つの機械が設置された環境における空調機を制御する空調制御システムであって、前記環境における条件を指定する条件指定部と、前記環境の状態を示す状態量を検出する状態量検出部と、前記状態量から前記環境における前記空調機の制御方法を推論する推論計算部と、前記推論計算部により推論された制御方法に基づいて前記空調機を制御する空調制御部と、前記状態量を用いた機械学習により学習モデルを生成乃至更新する学習モデル生成部と、前記学習モデル生成部が生成した少なくとも1つの学習モデルを前記条件指定部により指定された条件の組み合わせと関連付けて記憶する学習モデル記憶部と、を具備し、前記推論計算部は、前記条件指定部が指定する前記環境における条件に基づいて前記学習モデル記憶部に記憶された学習モデルの中から少なくとも1つの学習モデルを選択的に用いて、前記空調制御システム1が管理する環境における前記空調機の制御方法を計算する、空調制御システムである。 Then, one aspect of the present invention is an air conditioning control system for controlling an air conditioner in an environment in which at least one machine is installed, comprising: a condition specifying unit for specifying a condition in the environment; The air conditioner is controlled based on a state quantity detection unit that detects an amount, an inference calculation unit that infers a control method of the air conditioner in the environment from the state amount, and a control method inferred by the inference calculation unit. An air conditioning control unit, a learning model generation unit that generates or updates a learning model by machine learning using the state quantity, and at least one learning model generated by the learning model generation unit is specified by the condition specification unit. A learning model storage unit for storing in association with a combination of the above, and the inference calculation unit is based on the condition in the environment specified by the condition specification unit. An air conditioning control system that calculates a control method of the air conditioner in an environment managed by the air conditioning control system 1 by selectively using at least one learning model among learning models stored in the learning model storage unit. It is.
本発明の他の態様は、少なくとも1つの機械が設置された環境における空調機を制御する条件を指定するステップと、前記環境を示す状態量を検出するステップと、前記状態量から前記環境における前記空調機の制御方法を推論するステップと、前記制御方法に基づいて前記空調機を制御するステップと、前記状態量を用いた機械学習により学習モデルを生成乃至更新するステップと、を実行する空調制御方法であって、前記推論するステップは、前記環境における条件の組み合わせと予め関連付けられている少なくとも1つの前記学習モデルの中から、前記条件を指定するステップで指定された前記環境における条件に基づいて使用する学習モデルを選択し、選択した学習モデルを用いて前記環境における前記空調機の制御方法を計算する、空調制御方法である。 Another aspect of the present invention is a method of specifying a condition for controlling an air conditioner in an environment where at least one machine is installed, detecting a state quantity indicating the environment, and determining the condition in the environment from the state quantity. An air conditioning control that executes a step of inferring a control method of an air conditioner, a step of controlling the air conditioner based on the control method, and a step of generating or updating a learning model by machine learning using the state quantity A method, wherein the inferring step is based on the condition in the environment specified in the step of designating the condition out of at least one learning model previously associated with a combination of conditions in the environment. Select the learning model to be used and calculate the control method of the air conditioner in the environment using the selected learning model It is the air conditioning control method.
本発明の他の態様は、複数の学習モデルのそれぞれを、少なくとも1つの機械が設置された環境における空調機を制御する条件の組み合わせに関連付けて成る学習モデルセットであって、前記複数の学習モデルのそれぞれは、前記環境における条件の下で行われる前記環境を示す状態量に基づいて生成乃至更新された学習モデルであり、前記複数の学習モデルの中から、環境に設定された条件に基づいて1つの学習モデルを選択され、選択された学習モデルが前記環境における前記空調機の制御方法を推論する処理に用いられる、学習モデルセットである。 Another aspect of the present invention is a learning model set in which each of a plurality of learning models is associated with a combination of conditions for controlling an air conditioner in an environment in which at least one machine is installed, the plurality of learning models Each is a learning model generated or updated based on a state quantity indicating the environment performed under conditions in the environment, and among the plurality of learning models, based on conditions set in the environment One learning model is selected, and the selected learning model is a learning model set used in a process of inferring a control method of the air conditioner in the environment.
本発明により、工場内の機械の設置状況及び稼働状況に応じて選択された学習モデルに対して、それぞれの状況において検出された状態量に基づいて機械学習を行なうことができるため、過学習を防ぎながら効率の良い機械学習を行うことができ、また、工場内の機械の設置状況及び稼働状況等に応じて選択された学習モデルを用いた空調機の制御を行なうため、空調機の制御の精度が向上する。 According to the present invention, machine learning can be performed on a learning model selected according to the installation status and operation status of machines in a factory, based on the amount of state detected in each status. It is possible to perform efficient machine learning while preventing it, and to control the air conditioner using the learning model selected according to the installation situation and operation situation of the machines in the factory. Accuracy is improved.
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図1は、第1の実施形態による空調制御システム1の概略的な機能ブロック図である。図1に示した各機能ブロックは、数値制御装置、セルコンピュータ、ホストコンピュータ、クラウドサーバ等のコンピュータが備えるCPU、GPU等のプロセッサが、それぞれのシステム・プログラムに従って装置の各部の動作を制御することにより実現される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic functional block diagram of the air conditioning control system 1 according to the first embodiment. In each functional block shown in FIG. 1, a processor such as a CPU or GPU provided in a computer such as a numerical control device, a cell computer, a host computer, or a cloud server controls the operation of each part of the device according to each system program. Is realized by
本実施形態の空調制御システム1は、少なくとも状態の観測・推論対象となる環境(空調機130が設置された部屋等)を管理する環境管理部100、環境の状態に対する推論を行なう推論処理部200、複数の学習モデルを記憶して管理する学習モデル記憶部300を備える。本実施形態の空調制御システム1は、更に、環境の状態について推論処理部200が推論した結果に基づいて空調を制御する空調制御部400、学習モデル記憶部300に記憶する学習モデルの作成及び更新をする学習モデル生成部500を備える。
The air conditioning control system 1 of the present embodiment includes an
本実施形態の環境管理部100は、空調制御システム1が制御する空調機130が設置された環境(空調制御システム1が管理する環境)における空調機130の制御の条件の指定と、環境の状態を示す状態量の取得を行なう。環境管理部100は、例えば空調機の中央管理装置や空調制御システム1が管理する環境が設置された環境にある数値制御装置等の上に実装できる。環境管理部100は、有線/無線のネットワーク150に接続され、空調制御システム1が管理する環境に設置された機械120や、空調制御システム1が制御する空調機130とデータのやり取りが行なえるように構成されている。
The
環境管理部100が備える条件指定部110は、空調制御システム1が管理する環境における条件(機械120及び空調機130の設置状況及び機械120の稼働状況等)を指定する機能手段である。
The
機械120及び空調機130の設置状況は、例えば図2に示すように、空調制御システム1が管理する環境を複数のエリアに分割し、それぞれのエリアに熱源としての機械120がどのように設置されているのかで表現される。例えば、図2に示した例では、機械120及び空調機130の設置状況は、エリア2,7,11,12に熱源としての機械120が設置されており、エリア5に空調機130が設置されている。環境管理部100は、このような機械120及び空調機130の設置状況を、例えば作業者による図示しない入出力装置を介した設定などから取得するようにしても良い。
For example, as shown in FIG. 2, the installation status of the
機械120の稼働状況は、空調制御システム1が管理する環境において稼動している各機械120の稼動状況として取得される。機械120の稼働状況は、例えば、停止、低稼働(低温)、中稼働(中温)、高稼働(高温)といったように機械120の動作に応じた発熱量の分類とすることができる。環境管理部100は、機械120の稼働状況を、ネットワーク150を介して各機械120から取得した機械120の動作状況(機械の内部温度、主軸、送り軸などの動作、負荷状況等)に基づいて定めるようにしても良い。
The operating status of the
条件指定部110は、このようにして取得された空調制御システム1が管理する環境における条件を学習モデル記憶部300、学習モデル生成部500に対して指定(出力)する。条件指定部110は、環境管理部100の現在の空調機制御における条件を、学習モデルを選択するための条件として空調制御システム1の各部に対して知らせる役割を持つ。
The
環境管理部100が備える状態量検出部140は、空調制御システム1が管理する環境の状態を状態量として検出する機能手段である。空調制御システム1が管理する環境の状態量としては、例えばそれぞれの機械120の周辺温度や内部温度、稼働状況、空調制御システム1が管理する環境の各エリアの温度等が例示される。状態量検出部140は、機械120や空調機130に設けられた温度センサや、空調制御システム1が管理する環境の各エリアに設置された温度センサにより検出された検出値を状態量として検出する。状態量検出部140が検出した状態量は、推論処理部200、学習モデル生成部500に対して出力される。
The state
本実施形態の推論処理部200は、環境管理部100から取得された空調制御システム1が管理する環境の状態を観測し、該観測した結果に基づいて空調制御システム1が管理する環境を推論する。推論処理部200は、例えば空調制御装置やセルコンピュータ、ホストコンピュータ、クラウドサーバ、又は機械学習装置等の上に実装することができる。
The
推論処理部200が備える特徴量作成部210は、状態量検出部140が検出した状態量に基づいて、空調制御システム1が管理する環境の特徴を示す特徴量を作成する機能手段である。特徴量作成部210が作成する空調制御システム1が管理する環境の特徴を示す特徴量は、空調制御部400による空調制御の判断の材料として有用である情報である。また、特徴量作成部210が作成する空調制御システム1が管理する環境の特徴を示す特徴量は、後述する推論計算部220が学習モデルを用いた推論を行う際の入力データである。特徴量作成部210が作成する空調制御システム1が管理する環境の特徴を示す特徴量は、例えば状態量検出部140が検出した各機械120の周辺温度を、過去の所定の期間分だけ所定のサンプリング周期でサンプリングしたものであって良く、例えば状態量検出部140が検出した各機械120の稼働状況の過去の所定の期間分内のピーク値であっても良く、例えば状態量検出部140が検出した各エリアの温度を時系列の周波数領域へ積分変換したり、振幅又はパワー密度の規格化したり、伝達関数へ適合させたり、特定の時間又は周波数幅へ次元削減する等のような信号処理の組み合わせであっても良い。特徴量作成部210は、状態量検出部140が検出した状態量を、推論計算部220が取り扱えるように前処理を行い正規化したものである。
The feature
推論処理部200が備える推論計算部220は、現在の空調制御システム1が管理する環境における条件に基づいて学習モデル記憶部300から選択された学習モデルと、特徴量作成部210が作成した特徴量とに基づいて、空調制御システム1が管理する環境における空調機130の制御方法を推論する機能手段である。推論計算部220は、機械学習による推論処理を実行可能なプラットフォームに対して、学習モデル記憶部300に記憶される学習モデルを適用することにより実現される。推論計算部220は、例えば多層ニューラルネットワークを用いた推論処理を行うためのものであっても良く、また、ベイジアンネットワークやサポートベクタマシン、混合ガウスモデル等の機械学習として公知の学習アルゴリズムを用いた推論処理を行うためのものであっても良い。推論計算部220は、例えば教師あり学習、教師なし学習、強化学習などの学習アルゴリズムを用いた推論処理を行うためのものであって良い。また、推論計算部220は、複数種類の学習アルゴリズムに基づく推論処理をそれぞれ実行可能であっても良い。推論計算部220は、機械学習の学習モデル記憶部300から選択された学習モデルに基づいた機械学習器を構成し、該機械学習器の入力データとして特徴量作成部210が作成した特徴量を用いた推論処理を実行することで空調制御システム1が管理する環境における空調機130の制御方法を推論する。推論計算部220が推論した結果としての空調機130の制御方法は、例えば空調制御システム1が管理する環境に設置されたそれぞれの空調機130の設定温度や風向き(くび振り動作等を含む)等であって良い。
The
本実施形態の学習モデル記憶部300は、条件指定部110により指定された空調制御システム1が管理する環境における条件の組み合わせに関連付けられた複数の学習モデルを記憶することが可能な機能手段である。学習モデル記憶部300は、例えば環境管理部100やセルコンピュータ、ホストコンピュータ、クラウドサーバ、データベースサーバ等の上に実装することができる。
The learning
学習モデル記憶部300には、条件指定部110により指定された空調制御システム1が管理する環境における条件(工場内の機械の設置状況及び稼働状況等)の組み合わせに関連付けられた複数の学習モデル1,2,…,Nが記憶される。ここで言うところの空調制御システム1が管理する環境における条件(工場内の機械の設置状況及び稼働状況等)の組み合わせは、それぞれの条件が取り得る値、値の範囲、値の列挙に関する組み合わせを意味し、例えば図2に示すように空調制御システム1が管理する環境がモデル化されている場合、例えば各エリアの状況を要素とした行列(なし,機械(高温),なし,なし,空調機,なし,機械(中温),なし,なし,なし,機械(中温),機械(停止))を空調制御システム1が管理する環境における条件の組み合わせの1つとして用いることができる。
The learning
学習モデル記憶部300に記憶される学習モデルは、推論計算部220における推論処理に適合する1つの学習モデルを構成可能な情報として記憶される。学習モデル記憶部300に記憶される学習モデルは、例えば多層ニューラルネットワークの学習アルゴリズムを用いた学習モデルである場合には、各層のニューロン(パーセプトロン)数、各層のニューロン(パーセプトロン)間の重みパラメータなどとして記憶することができ、また、ベイジアンネットワークの学習アルゴリズムを用いた学習モデルである場合には、ベイジアンネットワークを構成するノードとノード間の遷移確率などとして記憶することができる。学習モデル記憶部300に記憶される学習モデルのそれぞれは、同じ学習アルゴリズムを用いた学習モデルであっても良く、また、異なる学習アルゴリズムを用いた学習モデルであっても良く、推論計算部220による推論処理に利用可能であればどのような学習アルゴリズムを用いた学習モデルであっても良い。
The learning model stored in the learning
学習モデル記憶部300は、1つの空調制御システム1が管理する環境における条件の組み合わせに対して1つの学習モデルを関連付けて記憶しても良く、また、1つの空調制御システム1が管理する環境における条件の組み合わせに対して2以上の異なる学習アルゴリズムを用いた学習モデルを関連付けて記憶しても良い。学習モデル記憶部300は、その組み合わせの範囲が重畳する複数の空調制御システム1が管理する環境における条件の組み合わせのそれぞれに対して異なる学習アルゴリズムを用いた学習モデルを関連付けて記憶しても良い。この時、学習モデル記憶部300は、空調制御システム1が管理する環境における条件の組み合わせに対応する学習モデルに対して、更に必要処理能力や学習アルゴリズムの種類等の利用条件を定めることにより、例えば空調制御システム1が管理する環境における条件の組み合わせに対して、実行可能な推論処理や処理能力が異なる推論計算部220に応じた学習モデルを選択することが可能となる。
The learning
学習モデル記憶部300は、空調制御システム1が管理する環境における条件の組み合わせを含む学習モデルの読み出し/書き込み要求を外部から受けると、当該空調制御システム1が管理する環境における条件の組み合わせに関連付けて記憶された学習モデルに対して読み出し/書き込みを行なう。この時、学習モデルの読み出し/書き込み要求には、推論計算部220が実行可能な推論処理や処理能力の情報を含めるようにしても良く、そのようにした場合、学習モデル記憶部300は、空調制御システム1が管理する環境における条件の組み合わせ、及び、推論計算部220が実行可能な推論処理や処理能力に関連付けられた学習モデルに対して読み出し/書き込みを行なう。学習モデル記憶部300は、外部からの学習モデルの読み出し/書き込み要求に対して、条件指定部110から指定された条件に基づいて、該条件(の組み合わせ)に関連付けられた学習モデルに対して読み出し/書き込みが行なわれるようにする機能を備えていても良い。このような機能を設けることで、推論計算部220や学習モデル生成部500に対して、条件指定部110から指定された条件に基づく学習モデルを要求する機能を設ける必要がなくなる。
When the learning
なお、学習モデル記憶部300は、学習モデル生成部500が生成した学習モデルを暗号化して記憶し、推論計算部220により学習モデルが読み出される際に暗号化された学習モデルを復号化するようにしても良い。
The learning
空調制御部400は、推論処理部200で推論された空調制御システム1が管理する環境における空調機130の制御方法に基づいて、空調制御システム1が管理する環境に設置された空調機130の動作を制御する機能手段である。空調制御部400は、例えばネットワーク150を介して制御指令を各空調機130へと送信することにより、各空調機130を制御する。空調制御部400は、ネットワーク150とは異なる通信路(赤外線や他の無線手段など)を介して各空調機130を制御するようにしても良い。
The air
学習モデル生成部500は、条件指定部110により指定された空調制御システム1が管理する環境における条件と、特徴量作成部210により作成された空調制御システム1が管理する環境の特徴を示す特徴量とに基づいて、学習モデル記憶部300に記憶された学習モデルの生成乃至更新(機械学習)を行なう機能手段である。学習モデル生成部500は、条件指定部110により指定された空調制御システム1が管理する環境における条件に基づいて生成乃至更新の対象となる学習モデルを選択し、選択した学習モデルに対して特徴量作成部210により作成された空調制御システム1が管理する環境の特徴を示す特徴量による機械学習を行う。学習モデル生成部500が学習を行うタイミングは、例えば、各空調機130の設定を作業者が手動で変更した場合などに行なわれる。この場合において、学習モデル生成部500は、空調制御システム1が管理する環境における条件に基づいて選択された学習モデルに対して、特徴量作成部210により作成された空調制御システム1が管理する環境の特徴を示す特徴量を状態変数とし、各空調機130の設定温度や風向き等をラベルデータとした学習モデルの生成乃至更新(機械学習)を行う。
The learning
学習モデル生成部500は、条件指定部110により指定された空調制御システム1が管理する環境における条件(の組み合わせ)と関連付けられた学習モデルが学習モデル記憶部300に記憶されていない場合には、当該条件(の組み合わせ)と関連付けた学習モデルを新たに生成し、条件指定部110により指定された空調制御システム1が管理する環境における条件(の組み合わせ)と関連付けられた学習モデルが学習モデル記憶部300に記憶されている場合には、該学習モデルに対する機械学習を行うことで該学習モデルを更新する。学習モデル生成部500は、学習モデル記憶部300に条件指定部110により指定された空調制御システム1が管理する環境における条件(の組み合わせ)に関連付けられた学習モデルが複数記憶されている場合には、それぞれの学習モデルに対して機械学習を行うようにしても良く、また、学習モデル生成部500により実行可能な学習処理や処理能力に基づいて、一部の学習モデルに対してのみ機械学習を行うようにしてもよい。
When the learning
学習モデル生成部500は、学習モデル記憶部300に記憶された学習モデルに対して改変を加え、新たな学習モデルを生成するようにしても良い。学習モデル生成部500による学習モデルの改変の例としては、例えば蒸留モデルの生成が例示される。蒸留モデルは、学習済みモデルを組み込んだ機械学習器に対する入力に対して得られる出力を用いて、他の機械学習器において1から学習を行うことで得られる学習済みモデルである。学習モデル生成部500は、このような工程(蒸留工程と言う)を経て得られた蒸留モデルを、新たな学習モデルとして学習モデル記憶部300に記憶して利用することができる。一般に、蒸留モデルは元の学習済みモデルよりもサイズが小さく、それでいて元の学習済みモデルと同等の正確度を出せるため、ネットワーク等を介した他のコンピュータに対する配布により適している。学習モデル生成部500による学習モデルの改変の他の例としては、学習モデルの統合が例示される。学習モデル生成部500は、空調制御システム1が管理する環境における条件(の組み合わせ)と関連付けて記憶された2以上の学習モデルの構造が類似している場合、例えば、各重みパラメータの値が予め定めた所定の閾値内にある場合に、これらの学習モデルに関連付けられている空調制御システム1が管理する環境における条件(の組み合わせ)を統合した上で、これに対応付けて構造が類似する2以上の学習モデルのいずれかを記憶するようにしても良い。
The learning
図3は、第2の実施形態による空調制御システム1の概略的な機能ブロック図である。本実施形態の空調制御システム1では、各機能ブロックを1台の空調制御装置2(空調機の中央管理装置や数値制御装置等の上に構築される)に実装している。このように構成することで、本実施形態の空調制御システム1は、空調制御システム1が管理する環境の機械120の設置状況や稼働状況に応じて異なる学習モデルを用いて空調制御システム1が管理する環境における空調機130の制御方法を推論し、空調制御システム1が管理する環境における空調機130の制御を行なう。また、1台の空調制御装置2で、空調制御システム1が管理する環境における条件に応じたそれぞれの学習モデルを生成/更新することができる。
FIG. 3 is a schematic functional block diagram of the air conditioning control system 1 according to the second embodiment. In the air conditioning control system 1 of the present embodiment, each functional block is mounted on one air conditioning control device 2 (built on a central management device of an air conditioner, a numerical control device, etc.). By configuring in this manner, the air conditioning control system 1 according to the present embodiment is managed by the air conditioning control system 1 using a different learning model according to the installation status and operation status of the
図4は、第3の実施形態による空調制御システム1の概略的な機能ブロック図である。本実施形態の空調制御システム1では、環境管理部100、推論処理部200、及び空調制御部400を空調制御装置2の上に実装し、また、学習モデル記憶部300及び学習モデル生成部500を空調制御装置2と標準的なインタフェースやネットワークを介して接続された機械学習装置3の上に実装している。機械学習装置3は、セルコンピュータ、ホストコンピュータ、クラウドサーバ、データベースサーバ上に実装しても良い。このように構成することで、比較的軽い処理である学習済みのモデルを用いた推論処理は空調制御装置2の上で実行し、比較的重い処理である学習モデルの生成/更新の処理を機械学習装置3の上で実行することができるため、空調制御装置2の本来の動作を妨げることなく空調制御システム1の運用を行うことができる。
FIG. 4 is a schematic functional block diagram of the air conditioning control system 1 according to the third embodiment. In the air conditioning control system 1 of the present embodiment, the
図5は、第4の実施形態による空調制御システム1の概略的な機能ブロック図である。本実施形態の空調制御システム1では、環境管理部100を空調制御装置2の上に実装し、推論計算部220、学習モデル記憶部300、学習モデル生成部500を空調制御装置2と標準的なインタフェースやネットワークを介して接続された機械学習装置3の上に実装している。また、別途、空調制御部400を用意している。なお、本実施形態の空調制御システム1では、状態量検出部140が検出する状態量をそのまま推論計算部220による推論処理や学習モデル生成部500による学習モデルの生成/更新処理に用いることができるデータであるものと想定して、特徴量作成部210の構成を省略している。このように構成することで、学習済みのモデルを用いた推論処理及び学習モデルの生成/更新の処理を機械学習装置3の上で実行することができるため、空調制御装置2の本来の動作を妨げることなく空調制御システム1の運用を行うことができる。
FIG. 5 is a schematic functional block diagram of the air conditioning control system 1 according to the fourth embodiment. In the air conditioning control system 1 of the present embodiment, the
図6は、第5の実施形態による空調制御システム1の概略的な機能ブロック図である。本実施形態の空調制御システム1では、各機能ブロックを1台の空調制御装置2の上に実装している。なお、本実施形態の空調制御システム1では、学習モデル記憶部300には空調制御システム1が管理する環境における条件の組み合わせに関連付けられた複数の学習済みの学習モデルが既に記憶されており、学習モデルの生成/更新を行なわないと想定して、学習モデル生成部500の構成を省略している。このように構成することで、本実施形態の空調制御システム1は、例えば空調制御システム1が管理する環境の機械120の設置状況や稼働状況に応じて異なる学習モデルを用いて空調制御システム1が管理する環境における空調機130の制御方法を推論し、空調制御システム1が管理する環境における空調機130の制御を行なう。また、勝手な学習モデルの更新は行われないので、例えば顧客に対して出荷される空調制御装置2の構成として採用することができる。
FIG. 6 is a schematic functional block diagram of the air conditioning control system 1 according to the fifth embodiment. In the air conditioning control system 1 of the present embodiment, each functional block is mounted on one air
図7は、第5の実施形態による空調制御システム1の変形例を示す概略的な機能ブロック図である。本実施形態の空調制御システム1では、第5の実施形態において学習モデル記憶部300を空調制御装置2に接続された外部ストレージ4に実装した例である。本変形例では、容量の大きい学習モデルを外部ストレージ4に記憶することで、多くの学習モデルを利用することが可能となると共に、ネットワーク等を介することなく学習モデルの読み出しができるため、推論処理にリアルタイム性を必要とする場合に有効である。
FIG. 7 is a schematic functional block diagram showing a modification of the air conditioning control system 1 according to the fifth embodiment. The air conditioning control system 1 of the present embodiment is an example in which the learning
図8は、第6の実施形態による空調制御システム1の概略的な機能ブロック図である。本実施形態の空調制御システム1では、環境管理部100を空調制御装置2の上に実装し、推論計算部220、学習モデル記憶部300を空調制御装置2と標準的なインタフェースやネットワークを介して接続された機械学習装置3の上に実装している。機械学習装置3は、セルコンピュータ、ホストコンピュータ、クラウドサーバ、データベースサーバ上に実装しても良い。なお、本実施形態の空調制御システム1では、学習モデル記憶部300には空調制御システム1が管理する環境における条件の組み合わせに関連付けられた複数の学習済みの学習モデルが既に記憶されており、学習モデルの生成/更新を行なわないと想定して、学習モデル生成部500の構成を省略している。また、本実施形態の空調制御システム1では、状態量検出部140が検出する状態量をそのまま推論計算部220による推論処理に用いることができるデータであるものと想定して、特徴量作成部210の構成を省略している。このように構成することで、本実施形態の空調制御システム1は、例えば空調制御システム1が管理する環境の機械120の設置状況や稼働状況に応じて異なる学習モデルを用いて空調制御システム1が管理する環境における空調機130の制御方法を推論し、空調制御システム1が管理する環境における空調機130の制御を行なう。また、勝手な学習モデルの更新は行われないので、例えば顧客に対して出荷される空調制御装置2の構成として採用することができる。
FIG. 8 is a schematic functional block diagram of the air conditioning control system 1 according to the sixth embodiment. In the air conditioning control system 1 of the present embodiment, the
図9は、本発明の空調制御システム1で実行される処理の概略的なフローチャートである。図9に示すフローチャートは、空調制御システム1における学習モデルの更新が行われない場合(第5,6の実施形態)の処理の流れを例示している。
●[ステップSA01]条件指定部110は、空調制御システム1が管理する環境における条件を指定する。
●[ステップSA02]状態量検出部140は、空調制御システム1が管理する環境の状態を状態量として検出する。
FIG. 9 is a schematic flowchart of the process executed by the air conditioning control system 1 of the present invention. The flowchart shown in FIG. 9 exemplifies the flow of processing when the learning model in the air conditioning control system 1 is not updated (the fifth and sixth embodiments).
[Step SA01] The
[Step SA02] The state
●[ステップSA03]特徴量作成部210は、ステップSA02で検出された状態量に基づいて、空調制御システム1が管理する環境の特徴を示す特徴量を作成する。
●[ステップSA04]推論計算部220は、ステップSA01で指定された空調制御システム1が管理する環境における条件に対応する学習モデルを推論に使用する学習モデルとして学習モデル記憶部300から選択して読み出す。
●[ステップSA05]推論計算部220は、ステップSA04で読み出した学習モデルとステップSA03で作成された特徴量とに基づいて空調制御システム1が管理する環境における空調機130の制御方法を推論する。
●[ステップSA06]空調制御部400は、ステップSA05において推論された空調の制御方法に基づいて、空調を制御する。
[Step SA03] The feature
[Step SA04] The
[Step SA05] The
[Step SA06] The air
図10は、本発明の空調制御システム1で実行される処理の概略的なフローチャートである。図10に示すフローチャートは、空調制御システム1における学習モデルの生成・更新が行われる場合(第1〜4の実施形態)の処理の流れを例示している。
●[ステップSB01]条件指定部110は、空調制御システム1が管理する環境における条件を指定する。
●[ステップSB02]状態量検出部140は、空調制御システム1が管理する環境の状態を状態量として検出する。
FIG. 10 is a schematic flowchart of the process executed by the air conditioning control system 1 of the present invention. The flowchart shown in FIG. 10 exemplifies the flow of processing when generation / update of a learning model in the air conditioning control system 1 is performed (first to fourth embodiments).
[Step SB01] The
[Step SB02] The state
●[ステップSB03]特徴量作成部210は、ステップSB02で検出された状態量に基づいて、空調制御システム1が管理する環境の特徴を示す特徴量を作成する。
●[ステップSB04]推論計算部220は、ステップSB01で指定された空調制御システム1が管理する環境における条件に対応する学習モデルを推論に使用する学習モデルとして学習モデル記憶部300から選択して読み出す。
[Step SB03] The feature
[Step SB04] The
●[ステップSB05]学習モデル生成部500は、学習モデル記憶部300にステップSB01で指定された空調制御システム1が管理する環境における条件に対応する学習済みの学習モデルが生成されているか否かを判定する。学習済みの学習モデルが生成されている場合にはステップSB07へ処理を移行し、学習済みの学習モデルが生成されていない場合にはステップSB06へ処理を移行する。
●[ステップSB06]学習モデル生成部500は、ステップSB03で作成された特徴量に基づいて、ステップSB01で指定された空調制御システム1が管理する環境における条件に対応する学習モデルの生成・更新を行ない、ステップSB01へ処理を移行する。
[Step SB05] The learning
[Step SB06] The learning
●[ステップSB07]推論計算部220は、ステップSB04で読み出した学習モデルとステップSB03で作成された特徴量とに基づいて空調制御システム1が管理する環境における空調機130の制御方法を推論する。
●[ステップSB08]空調制御部400は、ステップSB05において推論された空調の制御方法に基づいて、空調を制御する。
[Step SB07] The
[Step SB08] The air
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態の例のみに限定されることなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention can be implemented in various aspects by adding an appropriate change, without being limited only to the example of embodiment mentioned above.
1 空調制御システム
2 空調制御装置
3 機械学習装置
4 外部ストレージ
100 環境管理部
110 条件指定部
120 機械
130 空調機
140 状態量検出部
150 ネットワーク
200 推論処理部
210 特徴量作成部
220 推論計算部
300 学習モデル記憶部
400 空調制御部
500 学習モデル生成部
Reference Signs List 1 air
Claims (12)
前記環境における条件を指定する条件指定部と、
前記環境の状態を示す状態量を検出する状態量検出部と、
前記状態量から前記環境における前記空調機の制御方法を推論する推論計算部と、
前記推論計算部により推論された制御方法に基づいて前記空調機を制御する空調制御部と、
前記状態量を用いた機械学習により学習モデルを生成乃至更新する学習モデル生成部と、
前記学習モデル生成部が生成した少なくとも1つの学習モデルを前記条件指定部により指定された条件の組み合わせと関連付けて記憶する学習モデル記憶部と、
を具備し、
前記推論計算部は、前記条件指定部が指定する前記環境における条件に基づいて前記学習モデル記憶部に記憶された学習モデルの中から少なくとも1つの学習モデルを選択的に用いて、前記空調制御システム1が管理する環境における前記空調機の制御方法を計算する、
空調制御システム。 An air conditioning control system for controlling an air conditioner in an environment in which at least one machine is installed, comprising:
A condition specification unit that specifies a condition in the environment;
A state amount detection unit that detects a state amount indicating the state of the environment;
An inference calculation unit for inferring a control method of the air conditioner in the environment from the state quantity;
An air conditioning control unit that controls the air conditioner based on the control method inferred by the inference calculation unit;
A learning model generation unit that generates or updates a learning model by machine learning using the state quantities;
A learning model storage unit that stores at least one learning model generated by the learning model generation unit in association with a combination of conditions specified by the condition specification unit;
Equipped with
The inference calculation unit selectively uses at least one learning model among the learning models stored in the learning model storage unit based on the condition in the environment designated by the condition designation unit. Calculate the control method of the air conditioner in the environment controlled by 1;
Air conditioning control system.
前記推論計算部は、前記特徴量から前記環境における前記空調機の制御方法を推論し、
前記学習モデル生成部は、前記特徴量を用いた機械学習により学習モデルを生成乃至更新する、
請求項1に記載の空調制御システム。 The apparatus further comprises a feature amount creation unit that creates a feature amount that characterizes the environment from the state amounts detected by the state amount detection unit,
The inference calculation unit infers a control method of the air conditioner in the environment from the feature amount,
The learning model generation unit generates or updates a learning model by machine learning using the feature amount.
The air conditioning control system according to claim 1.
請求項1または2に記載の空調制御システム。 The learning model generation unit generates a new learning model by modifying the existing learning model stored in the learning model storage unit.
The air conditioning control system according to claim 1 or 2.
請求項1〜3のいずれか1つ記載の空調制御システム。 The learning model storage unit encrypts and stores the learning model generated by the learning model generation unit, and decodes the encrypted learning model when the learning model is read by the inference calculation unit.
The air conditioning control system according to any one of claims 1 to 3.
前記環境における条件を指定する条件指定部と、
前記環境を示す状態量を検出する状態量検出部と、
前記状態量から前記環境における前記空調機の制御方法を推論する推論計算部と、
前記推論計算部により推論された制御方法に基づいて前記空調機を制御する空調制御部と、
前記環境における条件の組み合わせと予め関連付けられている少なくとも1つの学習モデルを記憶する学習モデル記憶部と、
を具備し、
前記推論計算部は、前記条件指定部が指定する前記環境における条件に基づいて前記学習モデル記憶部に記憶された学習モデルの中から少なくとも1つの学習モデルを選択的に用いて、前記環境における前記空調機の制御方法を計算する
空調制御システム。 An air conditioning control system for controlling an air conditioner in an environment in which at least one machine is installed, comprising:
A condition specification unit that specifies a condition in the environment;
A state amount detection unit that detects a state amount indicating the environment;
An inference calculation unit for inferring a control method of the air conditioner in the environment from the state quantity;
An air conditioning control unit that controls the air conditioner based on the control method inferred by the inference calculation unit;
A learning model storage unit storing at least one learning model previously associated with a combination of conditions in the environment;
Equipped with
The inference calculation unit selectively uses at least one learning model among the learning models stored in the learning model storage unit based on the condition in the environment designated by the condition designation unit. An air conditioning control system that calculates the control method of the air conditioner.
前記推論計算部は、前記特徴量から前記空調制御システム1が管理する環境における前記空調機の制御方法を推論する、
請求項5に記載の空調制御システム。 The apparatus further comprises a feature amount creation unit that creates a feature amount that characterizes the environment from the state amount.
The inference calculation unit infers a control method of the air conditioner in an environment managed by the air conditioning control system 1 from the feature amount.
The air conditioning control system according to claim 5.
を備えた空調制御装置。 A condition designation unit according to any one of claims 1 to 6, a state quantity detection unit,
Air conditioning control device with.
前記環境を示す状態量を検出するステップと、
前記状態量から前記環境における前記空調機の制御方法を推論するステップと、
前記制御方法に基づいて前記空調機を制御するステップと、
前記状態量を用いた機械学習により学習モデルを生成乃至更新するステップと、
を実行する空調制御方法であって、
前記推論するステップは、前記環境における条件の組み合わせと予め関連付けられている少なくとも1つの前記学習モデルの中から、前記条件を指定するステップで指定された前記環境における条件に基づいて使用する学習モデルを選択し、選択した学習モデルを用いて前記環境における前記空調機の制御方法を計算する、
空調制御方法。 Specifying conditions for controlling the air conditioner in an environment in which at least one machine is installed;
Detecting a state quantity indicative of the environment;
Inferring a control method of the air conditioner in the environment from the state quantity;
Controlling the air conditioner based on the control method;
Generating or updating a learning model by machine learning using the state quantities;
An air conditioning control method for performing
The inferring step uses a learning model using a condition in the environment specified in the step of designating the condition among at least one learning model pre-associated with a combination of conditions in the environment. Calculating the control method of the air conditioner in the environment using the selected and selected learning model;
Air conditioning control method.
前記推論するステップは、前記特徴量から前記環境における前記空調機の制御方法を推論し、
前記学習モデルを生成乃至更新するステップは、前記特徴量を用いた機械学習により学習モデルを生成乃至更新する、
請求項8に記載の空調制御方法。 Further executing a step of creating a feature that characterizes the environment from the state quantity;
The inferring step infers a control method of the air conditioner in the environment from the feature amount;
The step of generating or updating the learning model generates or updates a learning model by machine learning using the feature amount.
The air conditioning control method according to claim 8.
前記環境を示す状態量を検出するステップと、
前記状態量から前記環境における前記空調機の制御方法を推論するステップと、
前記制御方法に基づいて前記空調機を制御するステップと、
を実行する空調制御方法であって、
前記推論するステップは、前記環境における条件の組み合わせと予め関連付けられている少なくとも1つの学習モデルの中から、前記条件を指定するステップで指定された前記環境における条件に基づいて使用する学習モデルを選択し、選択した学習モデルを用いて前記環境における前記空調機の制御方法を計算する、
空調制御方法。 Specifying conditions for controlling the air conditioner in an environment in which at least one machine is installed;
Detecting a state quantity indicative of the environment;
Inferring a control method of the air conditioner in the environment from the state quantity;
Controlling the air conditioner based on the control method;
An air conditioning control method for performing
The step of inferring selects a learning model to be used based on the condition in the environment designated in the step of designating the condition out of at least one learning model previously associated with the combination of the condition in the environment. Calculating the control method of the air conditioner in the environment using the selected learning model,
Air conditioning control method.
前記推論するステップは、前記特徴量から前記環境における前記空調機の制御方法を推論する、
請求項10に記載の空調制御方法。 Further executing a step of creating a feature that characterizes the environment from the state quantity;
The inferring step infers a control method of the air conditioner in the environment from the feature amount.
The air conditioning control method according to claim 10.
前記複数の学習モデルのそれぞれは、前記環境における条件の下で行われる前記環境を示す状態量に基づいて生成乃至更新された学習モデルであり、
前記複数の学習モデルの中から、環境に設定された条件に基づいて1つの学習モデルを選択され、選択された学習モデルが前記環境における前記空調機の制御方法を推論する処理に用いられる、
学習モデルセット。 A learning model set comprising each of a plurality of learning models associated with a combination of conditions for controlling an air conditioner in an environment in which at least one machine is installed,
Each of the plurality of learning models is a learning model generated or updated based on a state quantity indicating the environment performed under conditions in the environment,
Among the plurality of learning models, one learning model is selected based on the conditions set in the environment, and the selected learning model is used for a process of inferring a control method of the air conditioner in the environment.
Learning model set.
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