JPH01170815A - 組合せ計量装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、複数の計量機で得られる被計量物の重量を組
合せ演算して、目標重量値に等しいか、またはそれに最
も近い最適組合せの計量機を選択する組合せ計量装置に
関する。

（従来の技術） １計量サイクル中に組合せ参加可能な複数の被計量物の
中から二組の異なる最適組合せを求めて、それらを異な
る排出経路に同時に、又は交互に排出するような組合せ
計量装置が知られている。

そして、このような装置では、まず、組合せ参加可能な
全ての重量データ、或いはその中の一部のデータを使用
して一組の最適組合せを求め、次にその最適組合せに選
ばれなかった残りのデータを使用してもう一組の最適組
合せを求めると云う方法が採られている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、こうした従来の方法では、それぞれの最適組
合せを求める母集団が異なるので、求めた最適組合せの
加算値と目標重量値との偏差は、それぞれの母集団の中
では最小ではあっても、それらの組合せ加算値と目標重
量値との偏差の合割値は、両者の母集団を合わせたもの
の中では必ずしも最小のものではないと云う問題がある
。

具体的に説明すると、 （１）例えば、１４台の８１量機を組合せた結果、Ｎ０
０１からＮ０９４までの計量機が最適組合せに選ばれ、
その時の目標重量値との偏差が、０．１ｇであったとす
る。　　　　・ （２）次に、残り１０台の計量機を組合せた結果、Ｎｏ
、５からＮ００８までの計量機が二組口の最適組合せに
選ばれ、その時の目標重量値との偏差が、０．７ｇであ
ったとする。

しかし、最初の組合せにおいて、目標重量値との偏差が
、２番目に最小（例えば、０．２ｇ）となる組合せ、例
えば、Ｎ０９２からＮｏ、５までの計量機を選択したと
すると、その残りから選ぶ組合せは、前記（２）の場合
とは異なるので、二組口の最適組合せは、その目標重量
値との偏差が、０．４ｇとなる場合があり、その場合に
は、後者の偏差合計値の方が、前者のそれよりも０．２
ｇ少なくなる。

このように従来の方法では、続けて求めた２組のそれぞ
れの偏差合計値を最小にすることができないので、被計
量物を袋詰にする際の入れ目を、両者を含めて最小にす
ることができないと云う問題があった。

本発明は、このような問題点を解消して、両者を併せた
ものに対してもより高精度な計量ができる組合せ計量装
置を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するため、本発明の組合せ計量装置は、
次のように構成される。即ち、複数の重量データを組合
せて複数の重複しない部分集合を形成し、形成した各部
分集合内でその集合に属する全ての重量データを加算し
て、その加算値が、その部分集合に刻して設定された重
量範囲内に人る複数の部分集合の組合せを求める演算手
段と、求めた各部分集合内の重量データの加算値とそれ
ぞれの部分集合に設定された目標重量値との偏差の合計
値が最小となる部分集合の組合せを最適組合せとして選
択する手段とを備えたことを特徴とするものである。

（作用） まず、複数の重量データを複数の部分集合とその補集合
とに分け、それらの集合間で重量データの交換、または
移動を行って、それぞれの部分集合内の重量データの加
算値を算出し、それが設定許容範囲内に入っているかど
うかを調べる。そして、何れの部分集合の加算値も設定
許容範囲内に入っていれは、それぞれの部分集合の加算
値と、そねぞれの部分集合に設定された目標重量値との
偏差の合計値を求め、それと既に記憶されている偏差合
計値とを比較して、何れがより小さいかを調べる。こう
した検索を繰り返しながら、偏差合計値のより小さい部
分集合の組合せを記憶更新して、最後に残ったものを最
適な部分集合の組合せとして選択する。これにより、複
数の部分集合の合計値を、より最小なものにすることか
できる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について説明する。

第１図は本発明に用いられる組合せ計量装置の概略のブ
ロック図である。図において、複数の計量機１は、第４
図で説明した構成を有するものであり、各計量機により
計量された物品の重量Ｗｌ。

Ｗ２．・・・ＷＮはマルチプレクサ２に入力される。

最適組合せの計量機から排出される物品を包装処理する
包装機６からのタイミング信号が、マイクロコンピュー
タ等で構成される演算制御部４に人力されると、演算制
御部４は切換信号をマルチプレクサに送り、順次マルチ
プレクサに切換信号を送り、順次マルチプレクサから重
量Ｗ１〜ＷＮがＡ／Ｄ変換器３に出力され、Ａ／Ｄ変換
器でデジタル信号に変換された重量が演算制御部４に内
蔵されたメモリの所定エリアに記憶される。メモリには
、目標重量設定部５で設定された目標重量が所定エリア
に内蔵されており、演算制御部は後述する演算処理によ
り、目標重量に対して最適の組合せとなる計量機を選定
して当該計量機から物品を排出させる信号を送る。

次に、本発明の組合せ処理について説明する。

第２図（ａ）、（ｂ）は、Ｎ個のデータをＡ。

Ｂ二組の部分集合と、その補集合Ｃ（Ａ、Ｂいずれのグ
ループにも属さない計量機のグループ）の三個の集合に
分割する例であり、Ａグループの部分集合の重量の加算
値をＷＡ、Ｂグループの部分集合の重量の加算値をＷＢ
とするときに、各グループの目標重量ＷｔＡ、ＷｔＢに
対してＷＡ≧ＷｔＡ・ＷＢ≧ＷｔＢ で、かつ ＷＡ＋Ｗ、→最少 となるように、各グループを決定する操作方法を示した
ちのである。

第２図（ｂ）のものは、Ｎ個の重量データからＡ、８２
組のグループを形成して、これらのグループについて上
記の組合せ条件を検討して行く場合を示したもので、こ
の場合には、各々の重量データはＡ、Ｂ、Ｃの何れかの
グループに属することになる。したがって、個々の重量
データには、３ケの選択（Ａか、Ｂか、Ｃか）があるこ
とになり、検討すべき組合せ数Ｍは 八 となる。

しかし、この方法では、組合せ数は莫大となり、演算時
間も無視できない程長くなるので、次に示す差分マトリ
ックス法を利用することによって演算時間を短縮するこ
とができる。

この差分マトリックス法は、Ｎ個の要素からなる全集合
を部分集合ＰＫと補集合７丁とに分け、ＰＫに含まれる
部分集合の和が目標値に収束していないときに、 ■ＰＫの１つの要素を丁７の１つの要素と交代する、 ■ＰＫの１つの要素を■７に入れる、 ０７丁の１つの要素をＰＫに入れる、 処理を繰返すことにより、ＰＫの要素の合計値が目標値
に収束するものを検索するものである。

そして、その検索に際しては、第１表のような差分マト
リックスを利用する。

→　、ｊｃＪヒく逮しｐｏ’ｆ＞１’４イ゛−グ）うこ
こでＷｌを計量ホッパｉの重量とするとぎ、ａｌＪは以
下のような値をもつ要素である。

ｉ≠ｊのときａ　１　ｊ＝　Ｗ　ｊ−Ｗ　Ｉ（このとき
ａｌｊの選択はそれまで使用していた計量ホッパｉの重
量Ｗｌを使用せず、計量ホッパｊの重量Ｗｊを利用する
ことを意味する。） ｉ＝ｊのときａｌ」＝　　Ｗｌ　　（このときａｌＪの
選択はそれまで利用していた計量ホッパｉの重量Ｗ１を
利用しないことを意味する。） すなわち、非対角要素ａｌｊは計量ホッパｉからｊへ交
代させたとぎに部分集合の合計重量ＩＷがどのくらい変
化して次のＩＷとなったかを調べるのに利用できる。ま
た、新しく１つのホッパを追加するには前ステップのＩ
ＷにＷｌを加えれば良い。

こうした差分マトリックスを利用すると、既に適当な個
数の重量データが部分集合に選ばれている時、例えばｉ
＝１〜Ｍまでの重量データが選ばれている時は、第１表
の１点鎖線で囲む部分についてのみ調べれば、部分集合
の合計重量かとのように変化するかを知ることができる
のである。

第２図（ａ）は、前述の部分集合を複数個（図ではＡ、
Ｂの２グループ）設けた場合の各集合間でのデータの交
換や穆動の態様を示したもので、この場合の操作■〜［
相］は、次のような内容となる。

但し、ΔＪＡ、ΔＪ、は、Ａ、Ｂの各グループにおける
合計重量（加算重量）の変化量を示しており、又、ｉ、
ｊは計量機の番号、Ｗ、、Ｗｊは計量機ｉ、ｊのそれぞ
れの重量データを示している。

■グループＡのアイテムｉとグループＢのアイテムｊと
を交換すると、 ■グループＡのアイテムｉとグループＣのアイテムｊと
を交換すると、 ■グループＡのアイテムｉを除去してグループＣに穆す
ど、 ■グループＢのアイテムｊをグループＡに追加すと、 ■グループＣのアイテムｊをグループＡに追加すと、 ■グループＢのアイテムｉとグループＡのアイテムｊと
を交換すると、 ■グループＢのアイテムｉとグループＣのアイテムｊと
を交換すると、 ■グループＢのアイテムｉを除去してグループＣに移す
と、 ■グループＡのアイテムｊをグループＢに追加すると、 ［相］グループＣのアイテムｊをグループＢに追加する
と、 となる。

ここで、グループＡ、Ｂの目標重量値をＪＡＯ＋ＪＢＯ
％グループＡ、Ｂの加算値をＪＡ　＋　Ｊ　Ｂとすると
、２組の最適組合せを求めるには、ＪＡ≧ＪＡＯ＋ＪＲ
≧ＪＢＯ の条件の下で、このときの目的関数、 Ｊ＝　（ＪＡ　　ＪＡＧ）　＋　（ＪＢ　　ＪＢＯ）が
最少となる組を求めれば良い。

その際、上記■〜０の操作のうちで目的関数Ｊを減少さ
せて行くには、操作後の各グループの加算値が減少する
場合が生ずる操作のみを行なえばよく、したがって操作
■と■、および■と■のみがこれに該当する（操作■は
、操作■と交換の方法は同様でありｉとｊを交換したの
みであり、２つのグループＡ、Ｂの和Ｊには変化がない
）。したがりて、演算に際しては限られた操作のみで済
み、これにより、最適組合せを求める演算時間を大幅に
減少させることができる。

さらに、目的関数として Ｊ’　＝　（ＪＡ　　ＪＡＯ）　２＋　（Ｊａ　−Ｊａ
ｏ）　２を定めると、このＪ′を最少とすることにより
、個々のグループの目標重量値からの隔りをより小さく
できる。

以上の演算処理手順を整理すると、次のようになる。

（ａ）評価関数として、上記ＪまたはＪ′を用いる。

（ｂ）初期値は、適当な方法で計量機を選定して、Ａ、
Ｂグループの各加算値が目標重量値ＪＡＯ＋　　Ｊ　８
０を超えるような組合せとする。

（Ｃ）次に、ＪＡ≧ＪＡＯ，ＪＢ≧ＪＢＯでかっＪ（ま
たはＪ’　）を最少とする組合せを選定する。この処理
は、目標重量値の上側から下方（減少する方向）へ接近
させるものである。

尚、これとは逆に、目標重量値の下側から検索して目標
重量値に収束させて行くこともできる。

この場合には、前述の■、■、■、［相］の操作を行っ
て、目的関数Ｊの絶対値が最小となるものを求めれば良
い。

第３図は、部分集合を２グループ設けた場合の差分マト
リックスによる演算処理の説明図であり、■〜［相］の
処理′は、第２図（ａ）の処理■〜［相］に対応させて
いる。このマトリックスの■、■の対角線は、第１表で
説明したように組合せ処理には用いられない場合を示し
ている。

そして、この場合の評価関数Ｊ＝ＪＡ＋ＪＢは、第３図
のＪＡ、ＪＲの二つのマトリックスを重ね合わせた形と
して求められる。

尚、以上の実施例では、異なる２組の最適組合せを求め
る場合について説明したが、この発明は、３組以上の最
適組合せを求める場合にも同様に適用することができる
ものである。又、各組の目標重量値は、等しくても異な
っていても良く、いずれの場合でも適用できるものであ
る。

以上、本発明の趣旨をその特定された実施例について説
明したが、既に述べたところに基づく本発明についての
変形あるいは修正は種々に可能であることが明らかであ
る。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば各組の合計重量を
最小にすることができるので、入れ目のより少ない高精
度な組合せ計量装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される組合せ計量装置の概略構成
を示すブロック図、第２図（ａ）。 （ｂ）、第３図は説明図、第４図は組合せ計量装置の説
明図である。 １・・・計量機、２・・・マルチプレクサ、３・・・Ａ
／Ｄ変換器、４・・・演算制御部、５・・・目標重量設
定部、６・・・包装機。 特許出願人　　カルビー株式会社　外２名代　理　人　
　弁理士　　辻　　　　　實第１図 第２図 （α） （、ｂ、） 第３図 手続補正書（自発） 昭和６２年　特許願　第３３０８９８号２、発明の名称 組合せ計量装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　東京都北区赤羽南１丁目２０番１号名称　カ
ルビー株式会社 マツ　　オ　　　　　サトシ 代表者　　松　尾　　聰　　（外２名）４、代理人 ６、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ７、補正の内容 明細書第８頁第１４行目の「差分マトリックス法」の前
に「昭和６１年特許出願公開第１８９４１９号公報で開
示された」を挿入する。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の重量データを組合せて複数の重複しない部
   分集合を形成し、形成した各部分集合内でその集合に属
   する全ての重量データを加算して、その加算値が、その
   部分集合に対して設定された重量範囲内に入る複数の部
   分集合の組合せを求める演算手段と、求めた各部分集合
   内の重量データの加算値とそれぞれの部分集合に設定さ
   れた目標重量値との偏差の合計値が最小となる部分集合
   の組合せを最適組合せとして選択する手段とを備えたこ
   とを特徴とする組合せ計量装置。
2. （２）上記演算手段が、複数の重量データを複数の部分
   集合とその補集合とに分け、それらの集合間で上記重量
   データの交換、または移動を行って重複しない複数の部
   分集合の組合せを求めるものであることを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項記載の組合せ計量装置。
3. （３）上記選択手段が、各部分集合内の重量データの加
   算値とそれぞれの部分集合に設定された目標重量値との
   偏差の絶対値が最小となる部分集合の組合せを最適組合
   せとして選択するものであることを特徴とする特許請求
   の範囲第（１）項記載の組合せ計量装置。