CN100524263C - 装置驱动模块 - Google Patents

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Abstract

本发明得到一种通信驱动模块，其在连接设备装置和管理装置的制造系统中，即使在设备装置和管理装置使用的数据格式不同的情况下，也能够进行两装置间的数据变换，该设备装置在设备机械中设有基于来自管理装置的指示控制设备机械的控制单元，该管理装置具有管理设备装置的管理应用程序。该通信驱动模块具有分层的控制单元驱动模块(51a、51b)和装置驱动模块(52A、52B)，控制单元驱动模块与制造系统中的控制单元(22a、22b)的种类对应地设置，负责与控制单元间的通信，装置驱动模块与制造系统中的设备机械(21A、21B)的种类对应地设置，按照来自管理应用程序的指示，使用控制单元驱动模块访问作为对象的设备机械。

Description

通信驱动模块
技术领域
本发明涉及一种通信驱动模块，其在设备装置和管理装置经由网络连接的制造系统中，对上述设备装置和上述管理装置之间通信的数据进行变换，该设备装置具有各种设备机械和对该设备机械进行控制的控制单元，上述设备机械包括例如制造车间中的传送设备机械和制造设备机械、检查设备机械等，该管理装置管理上述设备装置。
背景技术
当前，提出了一种柔性生产系统并逐渐得到普及，其具有将控制对象设备和控制装置经由网络进行连接的构成，该控制对象设备作为生产设备包括实际进行工件加工、清洗、传送等的各种工作机械和换产调整装置、清洗装置、作业指示装置、传送装置等，该控制装置一边将用于使用上述控制对象设备的加工日程计划和加工顺序信息、预定使用刀具信息等基本信息进行处理而生成运行日程，一边对上述控制对象设备集中进行运行控制。作为上述柔性生产系统的一个例子，具有下述系统：针对上述控制对象设备的每个功能要素分配上述控制装置而配置多个控制装置，针对每个功能要素，对控制对象设备进行运行控制，同时分别设置用于对控制对象设备进行运行控制的控制信息传输用通信线路、和用于对柔性生产系统进行运行管理的运行信息传输用通信线路，而顺利且高效地进行系统整体的信息传输(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：专利第2577600号公报
发明内容
在上述专利文献1所述的柔性生产系统中，通常存在将不同厂商的控制对象设备和控制装置组合而构筑系统的情况。在上述情况中，由于各厂商在控制对象设备中设定的参数含义、控制对象设备和控制装置使用的数据格式不同，所以出现下述问题，即在控制装置中需要针对每个由该控制装置进行运行控制的控制对象设备准备数据访问程序。进而，由于用于开发该数据访问程序的作业需要针对每个控制对象设备进行，所以出现对数据访问程序的开发人员造成较大负担的问题。
本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供一种通信驱动模块，其在与制造相关的设备装置和管理控制该设备装置的管理装置经由网络连接而构成的制造系统中，即使在设备装置和管理装置中使用的数据格式不同的情况下，或者随厂商不同在设备装置中设定的参数含义不同的情况下，也可以进行数据变换，以使得可以在设备装置和管理装置之间进行通信。
为了实现上述目的，本发明所涉及的通信驱动模块为一种通信驱动模块，其在设备装置和管理装置经由网络连接，将来自管理应用程序的输出，变换为可由上述设备装置处理的格式而由上述设备装置执行规定处理的制造系统中，对在上述管理装置和上述设备装置之间进行通信的数据进行变换，该设备装置在进行规定处理的设备机械中设置控制单元，该控制单元基于来自管理装置的指示而控制上述设备机械，该管理装置具有管理上述设备装置的管理应用程序，其特征在于，上述装置驱动模块由下述驱动模块分层构成：控制单元驱动模块，其与设置在上述制造系统中的上述控制单元的种类对应而设置，负责与上述控制单元之间的通信；以及装置驱动模块，其与设置在上述制造系统中的上述设备机械的种类对应而设置，按照来自上述管理应用程序的指示，使用上述控制单元驱动模块访问作为对象的上述设备机械，上述控制单元驱动模块和上述装置驱动模块由功能对象构成，该功能对象以如下方式生成，即，该功能对象针对对应于各个驱动模块的上述控制单元和上述设备机械所具有的功能，具有规定的参数、属性和操作上述控制单元驱动模块或上述装置驱动模块所具有的功能的内容、或者针对各个上述控制单元驱动模块或上述装置驱动模块的设定值是按照如下数据模型以标记语言进行记述的，在上述数据模型中，将上述功能的内容作为按照上述功能对象的模型而记述的类信息，将上述设定值与上述类信息对应关联而分类后的信息作为实例信息。
发明的效果
根据本发明，通过使驱动模块由控制与控制单元之间的通信的控制单元驱动模块和对装置进行控制的装置驱动模块分层构成，具有下述效果：能够分别由控制单元制造商提供控制单元的控制单元驱动模块，由设备机械制造商提供设备机械的装置驱动模块。此外，由于控制单元驱动模块或装置驱动模块所具有的功能的内容、或者针对各个控制单元驱动模块或装置驱动模块的设定值是按照如下数据模型以标记语言进行记述的，在上述数据模型中，将上述功能的内容作为按照功能对象的模型而记述的类信息，将上述设定值与类信息对应关联而分类后的信息作为实例信息，因此具有如下效果：可以将抽象或共用的内容的处理变换为各个设备装置2的具体内容的处理，同时通过使用XML数据模型可以辅助进行驱动程序中数据变换功能的生成或使该生成自动化。
附图说明
图1是表示使用本发明的制造系统的一个例子的示意图。
图2是表示数据变换装置的驱动模块构成的示意图。
图3是模型化表示实施方式1中的控制单元驱动模块和装置驱动模块的图。
图4是表示基于UML类图的功能对象模型的概要图。
图5是表示本发明的通信驱动模块的实施方式2的构成的示意图。
图6是表示在工序管理中使用驱动模块分层的情况下的通信驱动模块的构成的示意图。
图7是表示以工序管理为单位而生成驱动模块的情况下的功能对象的生成例的图。
图8—1是表示驱动模块的共用接口和其驱动模块访问步骤的示意图(其1)。
图8—2是表示驱动模块的共用接口和其驱动模块访问步骤的示意图(其2)。
图8—3是表示驱动模块的共用接口和其驱动模块访问步骤的示意图(其3)。
图8—4是表示驱动模块的共用接口和其驱动模块访问步骤的示意图(其4)。
图8—5是表示驱动模块的共用接口和其驱动模块访问步骤的示意图(其5)。
图8—6是表示驱动模块的共用接口和其驱动模块访问步骤的示意图(其6)。
图8—7是表示驱动模块的共用接口和其驱动模块访问步骤的示意图(其7)。
图8—8是表示驱动模块的共用接口和其驱动模块访问步骤的示意图(其8)。
图8—9是表示驱动模块的共用接口和其驱动模块访问步骤的示意图(其9)。
图9是表示通过UML类图记述用于在XML文档中记述设计信息的XML数据模型的一个例子的图。
图10是表示在图9的设计信息的XML数据类型中追加实例信息模型的XML数据模型的一个例子的图。
图11是表示基于图10的XML数据模型记述设计信息和构成信息的一个例子的图。
图12是表示IDL和XML数据的关于设计信息的映射模型的一个例子的图。
图13是表示能够参照实例信息的通信驱动模块的协议接口部分的生成步骤和设定步骤的一个例子的图。
图14是表示将接口信息记述在XML文档中的一个例子的图。
图15是表示IDL接口部分在XML文档中的记述构成的一个例子的图。
图16是表示IDL数据类型声明在XML文档中的记述规则的一个例子的图。
图17是表示与图14的XML文档的类信息记述对应的IDL记述
的一个例子的图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明所涉及的通信驱动模块的最优
实施方式。
实施方式1
图1是表示使用本发明的制造系统的一个例子的示意图。制造系统1构成为经由进行数据传输的网络6相互连接下述装置，这些装置是：设备装置2，其在该制造系统1中执行与某种产品制造相关的规定动作；制造管理系统(Manufacturing Execution System，MES)3，其进行上述设备装置2的管理等；设计信息存储装置4，其存储设备装置2和制造管理系统3的规格书和设计书等设计信息；以及数据变换装置5，其对在设备装置2和制造管理系统3之间进行交换的数据进行变换。
设备装置2具有：设备机械21，其实际进行制造中的规定处理；以及控制单元22，其使该设备机械21根据规定的程序和参数进行动作，同时与制造管理系统3之间进行通信。此外，在控制单元22中，除控制设备机械21的控制器之外，还包括传感器及致动器等。例如对用于制造某产品的部件进行传送的传送装置、使用传送来的部件进行产品制造的制造装置、对所制造的产品进行检查的检查装置等，都属于设备装置2。
制造管理系统3是下述装置：其执行制造实效管理、设备维护、作业人员管理、流程管理、品质管理、制造指示、数据收集、物流控制等制造管理应用程序，经由网络6而与各设备装置2之间进行通信，进行执行数据收集和接收等数据的传输、参数设定等的指示。上述制造管理系统3由工作站或个人计算机等信息处理终端构成，该信息处理终端具有：存储单元，其存储制造管理应用程序；处理执行单元，其根据制造管理应用程序执行处理；以及通信单元，其作为制造管理系统3和网络6之间的接口。
设计信息存储装置4是存储与各设备装置2和各制造管理系统3相关的设计信息的装置，提供由数据变换装置5指示的设计信息。作为该设计信息，可以例举出作为设备装置2的设计书的装置设计书、作为制造管理系统3的设计书的制造管理系统设计书、作为设置在设备装置2中的控制单元22的规格书的控制单元规格书、作为设定在制造管理系统3中的程序的规格书的设备连接规格书等。
数据变换装置5具有下述功能：其对于在设备装置2和制造管理系统3之间进行通信的数据，基于存储在设计信息存储装置4中的设计信息，消除由于协议不同、厂商和机型的不同而导致的用户数据定义的不同等，将该数据变换为能够由数据接收侧的机器(设备装置2或制造管理系统3)读取的形式的数据格式。
图2是表示数据变换装置的驱动模块的实施方式1的构成的示意图。在该图中示出数据变换装置5与1个安装在制造管理系统3中的制造管理应用程序31、和4个不同种类的设备装置2A～2D连接的情况。另外，在设备装置2B中具有2个控制单元22a、22b，在设备装置2C、2D中具有相同的控制单元22c。如图2所示，该数据变换装置5由如下部分分层构成：控制单元驱动模块51a～51c，它们负责与设备装置2A～2D的控制单元22a～22c之间进行通信；以及装置驱动模块52A～52D，它们通过使用控制单元驱动模块51a～51c而将设备装置2A～2D的数据提供给制造管理系统3的制造管理应用程序31。
在这里，说明生成设置在数据变换装置5中的分层的驱动模块的通用模型。图3是模型化地表示本实施方式1中的控制单元驱动模块和装置驱动模块的构成的图。在这里示出数据变换装置5与1个安装在制造管理系统3中的制造管理应用程序31和2个不同种类的设备装置2A、2B连接的情况。设备装置2A由具有2种功能211A1、211A2的设备机械21A和具有1种功能221a的控制单元22a构成，设备装置2B由具有1种功能211B的设备机械21B和具有2种功能221b1、221b2的控制单元22b构成。
数据变换装置5的控制单元驱动模块51a、51b具有大于或等于1个的控制单元对象511a、511b，它们分别与进行通信的设备装置2A、2B的控制单元22a、22b对应。此外，控制单元对象511a、511b具有与上述控制单元22a、22b具有的功能对应的大于或等于1个的功能对象512a、512b1、512b2。使用功能对象模型对上述控制单元对象511a、511b的功能对象512a、512b1、512b2进行分类。
图4是表示基于UML(Unified Modeling Language)类图的功能对象模型的概要图。图3的设备机械21和控制单元22的功能211、221的设定，通过功能对象的参数设定进行。另外，功能211、221的操作通过功能对象的操作进行。操作是通过将选项设定或设定数据设定为参数并通过调用而执行的，将操作的结果设定在该操作所具有的参数中而返回该结果。在功能对象中具有输入输出的属性对象，输入是对功能211、221进行模式设定或输入值设定，输出是读取功能211、221的状态监视或输出值。属性对象用于周期或循环地更新功能211、221的数据。
将通过该功能对象模型而模型化的各控制单元对象511a、511b的功能对象512a、512b1、512b2，安装在控制单元驱动模块51a、51b中，如果被访问，则控制单元驱动模块51a、51b与对应的控制单元22a、22b进行通信，向控制单元22a、22b写入数据或取得来自控制单元22a、22b的数据，进而能够启动控制单元22a、22b的操作。
数据变换装置5的装置驱动模块52A、52B具有与进行通信的设备机械21对应的大于或等于1个的装置对象521A、521B。另外，装置对象521A、521B具有大于或等于1个的功能对象522A1、522A2、522B，它们分别与设备机械21具有的功能211A1、211A2、211B对应。对上述装置对象521A、521B的功能对象522A1、522A2、522B的分类，也与控制单元驱动模块51a、51b的情况相同地，使用基于图4的UML类图的功能对象模型进行。将通过功能对象模型而模型化的各功能对象522A1、522A2、522B安装在装置驱动模块52A、52B中，如果被访问，则装置驱动模块52A、52B能够对控制单元驱动模块51a、51b的功能对象512a、512b1、512b2进行属性写入或读取，上述功能对象分别与设备机械21A、21B的功能211A1、211A2、211B对应。由此，能够与安装有对应的控制单元22a、22b的设备装置2A、2B之间进行数据读写或操作。
更具体地说，在图3中，例如如果着眼于控制单元22，则可看出与2个控制单元22a、22b对应而生成2个控制单元对象511a、511b。另外，由于控制单元22a具有1种功能221a，所以控制单元对象511a具有1个功能对象512a，由于控制单元22b具有2种功能221b1、221b2，所以控制单元对象511b具有2个功能对象512b1、512b2。
此外，如果着眼于设备机械21，则可看出装置对象521A与设备机械21A具有的功能211A1、211A2对应而具有2个功能对象522A1、522A2，装置对象521B与设备机械21B具有的功能211B对应而具有1个功能对象522B。
此外，在图3的例子中表示将控制单元对象511作为1个控制单元驱动模块51、装置对象521作为1个装置驱动模块52的情况，但并不限定于此。例如，如果能够从多个种类的控制单元22的功能221中抽取其上位概念，则能够向该多个种类的控制单元22分配1个控制单元对象。在装置对象521的情况下也相同地，如果能够从多个种类的设备机械21的功能211中抽取其上位概念，则能够向该多个种类的设备机械21分配1个装置对象521。在上述情况下，不需要如图2所示与控制单元22和设备机械21的种类对应而准备控制单元驱动模块51和装置驱动模块52。
由此，通过基于功能对象模型而针对控制单元对象511和装置对象521生成功能对象512、522，能够使控制单元驱动模块51和装置驱动模块52如图2所示以分层方式构成。即，如图2所示，在数据变换装置5中，只要构成为具有与设备装置2A～2D的种类对应的装置驱动模块52A～52D、和与安装在设备装置2A～2D中的控制单元22a～22c的种类对应的控制单元驱动模块51a～51c即可，可以通过必需的最低限度的驱动模块，应对设备装置2中的设备机械21和控制单元22的组合。例如，设备装置2C、2D使用相同的控制单元22c，则在数据变换装置5中，只要准备1个与1种控制单元22c对应的控制单元驱动模块51c即可。另外，设备机械21的提供者只要基于图4的功能对象模型准备与该设备机械21对应的装置驱动模块52即可，控制单元22的提供者只要基于图4的功能对象模型准备与该控制单元22对应的控制单元驱动模块51即可。
下面，说明具有上述分层构造的驱动模块的数据变换装置5中的数据变换处理步骤。在这里，在图3中以制造管理应用程序31访问设备装置2A的功能211A1的情况为例。首先，制造管理应用程序31对设备装置2A发出指示I0，以利用功能211A1执行处理T。
将表示执行处理T的指示I0输入至数据变换装置5的装置驱动模块52A中。与设备装置2A的功能211A1对应的装置驱动模块52A的功能对象522A1，向与该功能对象522A1对应的控制单元驱动模块51a发出用于使设备装置2A执行处理T的指示I1。即，通过该功能对象522A1将为了执行处理T而输入的指示I0变换为能够由对应的设备装置2A进行处理的指示I1而输出。
如果在控制单元驱动模块51a中输入表示由设备装置2A执行处理T的指示I1，则与安装在设备装置2A中的控制单元22a的功能221a对应的控制单元驱动模块51a的功能对象512a，将指示I1的内容变换为能够由设备装置2A的控制单元22a识别的格式的指示(信号)I2，向经由网络连接的设备装置2A的控制单元22a发送。设备装置2A的控制单元22a基于该指示(信号)I2，进行设备机械21A的控制或数据收集。另外，反方向的数据流也进行相同的处理。
根据该实施方式1，在现有技术中，如果设备机械21和安装在该设备机械21上的控制单元22的组合种类不同，则需要在数据变换装置5中针对每个设备装置2准备不同的驱动模块，但通过由控制与控制单元之间的通信的控制单元驱动模块51和对装置进行控制的装置驱动模块52分层构成驱动模块，可以获得如下效果，即能够分别由控制单元制造商提供控制单元22的控制单元驱动模块51，由设备机械制造商提供设备机械21的装置驱动模块52。另外，即使使用不同的控制单元22，也能够实现驱动模块接口的共用化。
实施方式2
在实施方式1中，在数据变换装置中构成为使控制单元驱动模块和装置驱动模块分层。但是，不仅可以根据上述分类而进行驱动模块的分层，也可以根据其他角度而使数据变换装置的驱动模块分层。
当前，制造管理应用程序从多个不同设备中取得制造工序信息，发出制造指示。但是，由于每个设备装置中的协议和数据结构不同，因此制造管理应用程序必须进行与每个设备装置之间的通信控制和数据变换、以及构成制造工序的设备装置2的构成管理，制造管理应用程序的通用化很困难。所以，在本实施方式2中，说明能够使制造管理应用程序通用化的驱动模块分层的其他例子。
图5是表示本发明所涉及的通信驱动模块的实施方式2的构成的示意图。在这里，在具有多个设备装置2的制造系统中，使驱动模块分层构成，以使制造管理应用程序31能够将多个设备装置2识别为1个虚拟的装置(以下称为虚拟装置)而进行处理。与实施方式1相同地，示出数据变换装置5经由网络而与制造管理系统的制造管理应用程序31、在设备机械中具有控制单元的多个设备装置2A、2B连接的情况。
数据变换装置5由实际装置驱动模块53A、53B和虚拟装置驱动模块54分层构成，该实际装置驱动模块53A、53B分别针对每个设备装置2A、2B设置，负责与设备装置2A、2B的访问和通信，该虚拟装置驱动模块54将来自制造管理应用程序31的指示(处理)变换为与每个设备装置2A、2B的功能对应的指示(处理)，使用多个实际装置驱动模块53A、53B向制造管理应用程序31提供装置数据。
在这里，实际装置驱动模块53由实施方式1中的控制单元驱动模块51和装置驱动模块52组合而成，对应于每个设备机械21和控制单元22的组合、即每个设备装置2而安装在数据变换装置5中。该实际装置驱动模块53也具有与进行通信的设备装置2对应的大于或等于1个的装置对象531，另外装置对象531具有对应于设备装置2具有的每个功能的功能对象532。该实际装置驱动模块53使装置对象531的功能对象的实例与各设备装置2的功能对应。因此，实际安装驱动模块53能够与设备装置2进行通信，进行向设备装置2写入数据和从设备装置2取得数据。
另外，虚拟装置驱动模块54是为了使制造管理应用程序31将多个设备装置2作为1个虚拟装置进行处理的方式虚拟生成的驱动模块，具有与进行通信的设备装置2对应的大于或等于1个的虚拟装置对象541，另外虚拟装置对象541具有与设备装置2(实际装置驱动模块53)具有的功能211(功能对象532)对应的大于或等于1个的功能对象542。该虚拟装置驱动模块54，将由制造管理应用程序31使设备装置2进行的处理，与虚拟装置对象541的功能对象542的实例、和实际装置驱动模块53具有的功能对象532的实例对应。因此，虚拟装置驱动模块54能够对与设备装置2的功能211对应的实际装置驱动模块53的功能对象532进行属性写入和读出，从而能够对安装有对应的控制单元的设备装置2进行数据读写和操作。
另外，由于上述构成的数据变换装置5的动作处理与实施方式1的情况相同，所以在这里简略说明。例如，如果由制造管理应用程序31发出用于执行最终希望获得的处理的指示，则数据变换装置5的虚拟装置驱动模块54中的与该处理对应的功能对象542，将该指示重新解释为更具体的指示后，传递至实际装置驱动模块53的对应的功能对象532，进而变换为各个设备装置2能够处理的格式的指示(信号)。然后，执行设备装置2的控制或数据收集等规定处理。
下面，示出图5所示的通信驱动模块分层的更具体的例子。图6是表示在制造过程管理中使用驱动模块分层的情况下的通信驱动模块的构成的示意图，图7是表示以制造过程管理为单位生成驱动模块的情况下的功能对象生成例的图。
如图7所示，在制造系统的设计信息41中，具有与制造管理的工程设计相关的工序设计信息411和与制造管理的设备相关的设备规格412，在此阶段下没有进行相互关联。然后，生产线设计工具42将基于UML类图而类化的工序设计信息411和设备规格412的内容实例化，对各自的信息实例进行映射。具体地说，工序设计信息411实例化为工序计划431，设备规格412实例化为设备构成432，上述实例之间分别通过工序分配433而进行对应。通过在上述制造管理应用程序31和设备装置2之间进行工序之间的对应，可以生成可以工序为单位管理设备装置2的驱动模块。另外，可以使制造管理应用程序31将多个设备装置2视作1个虚拟装置。
在图6的例子中，分别针对由设备机械和控制该设备机械的控制单元的组合构成的设备装置2A、2B，设置基于设备构成432而生成的设备驱动模块55A、55B，在设备驱动模块55A、55B中，分别针对设备装置2A、2B具有的功能211A、211B生成功能对象552A、552B。另外，在设备驱动模块55A、55B的上级，设置基于工序计划431生成的工序驱动模块56。在该工序驱动模块56中，分别针对每个规定工序生成工序模型561，在每个工序模型561内生成实现工序计划431所包含的功能的功能对象562。上述工序驱动模块56的功能对象562和设备驱动模块55A、55B的功能对象552A、552B之间，分别基于工序分配433而进行对应，来自制造管理应用程序31的以工序为单位的指示，通过工序驱动模块56和设备驱动模块55，转换为对在该工序中使用的设备装置2的指示并传递，将与该指示对应的响应返回至制造管理应用程序31。
这样，将多个设备装置2识别为1个虚拟装置的例子，除上述例子之外，也适用于工序管理和库存管理、资源管理、品质管理等。
此外，上述图5中的实际装置驱动模块或图6中的设备驱动模块，也可以构成为控制单元驱动模块和装置驱动模块这样的分层构造，该控制单元驱动模块如实施方式1所示，负责与控制单元间的通信，该装置驱动模块使用控制单元驱动模块而向制造管理应用程序31提供装置数据。
根据该实施方式2，通过分层的驱动模块可以获得下述效果：能够在设备装置2和制造管理应用程序31之间实现不同数据结构的数据变换，能够实现制造管理应用程序31的通用化。
另外，在上述实施方式1、2中，以数据变换装置5具有分层的驱动模块的情况进行举例，该分层的驱动模块具有对制造管理应用程序31和设备装置2之间的通信中的数据进行变换的功能，但也可以将分层的驱动模块设置在安装制造管理应用程序31的制造管理系统3侧，也可以设置在设备装置2侧。这样，在制造系统中不需要数据变换装置5，能够使系统构成简单化。
实施方式3
在实施方式1、2中示出的对功能对象的访问，通过共用化而使其与功能对象的种类无关，能够容易地进行访问驱动模块的处理。所以，在本实施方式3中，说明驱动模块的共用接口和其访问步骤的一个例子。图8—1～图8—9是表示驱动模块的共用接口和其驱动模块访问步骤的示意图。该驱动模块的共用接口用于访问图3的驱动模块模型和具有驱动模块功能的图4的功能对象模型，管理对象、进行数据的读写、执行操作。
驱动模块的访问步骤为，首先将控制单元或装置对象使用驱动模块API(Application Program Interface)：InitiateDeviceObject()进行初始化后(图8—1)，利用驱动模块API：CreateFunctionObject()生成功能对象的实例(图8—2)。由此，在访问驱动模块的一侧能够得到驱动模块中可利用的功能对象。然后，利用驱动模块API：SetParameter()在功能对象中设定配置参数(图8—3)。此外，由于能够通过功能对象访问参数和操作，但无法通过功能对象直接访问属性，所以利用驱动模块API：CreateAttributeObject()生成用于访问属性(用于读写数据)的属性对象(图8—4)。然后，可以调用生成的功能对象的操作(驱动模块API：Execute())而执行操作(图8—5)，或读写属性值(驱动模块API：Read()，Write())而进行对属性对象的访问(图8—6)。
然后，如果驱动模块使用结束，则进行驱动模块的结束处理。首先，用驱动模块API：DeleteAttributeObject()删除属性对象(图8—7)，然后用驱动模块API：DeleteFunctionObject()删除功能对象(图8—8)，最后，用驱动模块API：Conclude()结束控制单元/装置对象(图8—9)。在图8—9中，驱动模块API：Conclude()确认是否正常删除了属性对象和功能对象，在由于系统异常等而无法正常结束属性对象或功能对象时，或者立即结束驱动模块时，使用驱动模块API：Abort()。
根据本实施方式3，通过使用驱动模块的共用接口，能够实现不对驱动模块的访问对象产生影响的驱动模块API，可以提高驱动模块软件的可移植性。另外，提供对驱动模块的访问对象的固有访问信息，作为驱动模块文档中的功能对象的信息，基于文档中的功能对象的信息而初始化驱动模块，能够访问每个功能对象和属性对象。
实施方式4
如实施方式1、2所示的分层的通信驱动模块，如实施方式2中的说明所示，基于制造系统的设计信息和构成信息而生成。这些设计信息和构成信息，根据以电子数据的形式保存、数据转移的容易度、数据使用的通用性等方面，具有由XML(eXtensible MarkupLanguage)等标记语言进行记述的趋势。另外，如果在以XML格式记述的数据中导入UML类图的想法，则能够容易地根据设计信息和构成信息生成功能对象。所以，在本实施方式4中，说明将设计信息和构成信息按照UML类图进行分类并将其以XML格式进行保存的XML数据模型。
如上述所示，制造系统的通信驱动模块的功能对象是基于图4的功能对象模型生成的。在这里，根据功能对象模型构成设计信息和构成信息的内容，并生成以XML记述该构成的XML数据模型。图9是表示以UML类图记述用于通过XML文档记述设计信息的XML数据模型的一个例子的图。在这里，以UML构造型(stereotype)记述XML构成，在各构造型下记述类名。
例如，<<XMLDocument>>表示XML数据整体，<<XSDElement>>表示XML模式记述(XSD)的要素。由此，“XMLDCD”类表示设计信息的XML数据整体。在“XMLDCD”类下分层形成“DeviceDriverClass”、“VirtualDeviceClass”、“FunctionObjectClass”各类。上述类为XML模式记述的成分。在这里，“DeviceDriverClass”相当于图3的控制单元驱动模块51和装置驱动模块52、图5的实际装置驱动模块53、虚拟装置驱动模块54等驱动模块。“VirtualDeviceClass”相当于图3的控制单元对象511和装置对象521、图5的装置对象531、虚拟装置对象541等驱动模块内的虚拟控制单元。在该“VirtualDeviceClass”的下级存在“CreateParameterClass”。“FunctionObj ectClass”表示图3和图5中的功能对象。功能对象如图4的功能对象模型所示，由参数、创建参数、属性、操作构成，分别与“ParameterClass”、“CreateParameterClass”、“OperationClass”、“AttributeClass”对应，其信息存储在各自的类中。这些类为XML模式记述的要素。另外，“OperationClass”具有参数，在下级还具有“OperationParameterClass”，用于存储其信息。该类也为XML模式记述的要素。
即，如该图9所示，在XMLDCD类的下级，DeviceDriverClass、VirtualDeviceClass、FunctionObjectClass的各类按顺序分层并进行关联。其中，在VirtualDeviceClass的下级存在CreateParameterClass，在FunctionObjectClass的下级并列存在4个类ParameterClass、CreateParameterClass、OperationClass、AttributeClass。此外，在其中的OperationClass的下级存在OperationParameterClass。这样，可以基于XML数据的记述方式表现分层构造，能够将UML中的类图的关系反映并记述在XML数据中。
图10是表示在图9的设计信息的XML数据模型中追加实例信息模型的XML数据模型的一个例子的图。在图中，左半侧与图9所示的以UML类图记述的设计信息的XML数据模型相同地，表示功能对象的类信息。右半侧表示功能对象的实例信息模型。该实例信息模型记述与功能对象的类信息对应的实例信息。具体地说，实例信息模型存储上述实施方式1、2的控制单元驱动模块或具有控制单元驱动模块的虚拟设备的构成信息，表示实际的设备装置2的信息或与设备装置2的对应关系。另外，实例信息模型还表示分层的驱动模块与下级驱动模块的哪些功能对象或属性对应。
在该图10的例子中，“DeviceDriver”、“VirtualDevice”、“FunctionObject”、“CreateParameter”、“Attribute”分别表示“DeviceDriverClass”、“VirtualDeviceClass”、“FunctionObjectClass”、“CreateParameterClass”、“AttributeClass”的实例信息。在这里，指向实例信息“DeviceDriver”自身的关系表示控制单元驱动模块的分层构成。另外，指向实例信息“VirtualDevice”自身的关系表示实际装置和实际控制单元的构成。例如，表示构成设备装置的控制单元。另外，指向实例信息“FunctionObject”自身的关系表示在分层的驱动模块中由上级驱动模块调用的下级驱动模块功能。另外，指向实例信息“Attribute”自身的关系表示在分层的驱动模块中由上级驱动模块调用的下级实例信息“Attribute”。例如表示数据变换装置5的数据变换的构成信息，其中，数据变换装置5将控制单元数据变换为设备装置数据，汇总各个设备装置的分散的数据。
图11是表示基于图10的XML数据模型记述设计信息和构成信息的一个例子的图。该图11整体与XMLDCD类对应。此外，在该XMLDCD标签内的程序段1110中，记述图9(图10的左半侧)所示的类间的分层关系(包含关系)。在这里，使用在图9所示的构造型的下部记述的类名作为标签名称。即，在“DeviceDriverClass”内包含“VirtualDeviceClass”，在该“VirtualDeviceClass”内还包含1个“CreateParameterClass”和2个“FunctionObjectClass”，生成有2个功能对象类。在各个“FunctionObjectClass”内还包含与参数和属性相关的类。
另一方面，在XMLDCD标签内的程序段1120中，记述与程序段1110的类信息对应的实例信息。在这里，使用记载在图10的右半侧的实例信息模型中的记载于构造型下部的名称作为标签名称。即，在“DeviceDriver”内包含“VirtualDevice”，在该“VirtualDevice”内还包含1个“CreateParameter”和2个“FunctionObject”。另外，在上述“CreateParameter”和“FunctionObject”中，包含与属性及参数相关的内容。
如该图11所示，在程序段1110表示的类信息的记述中，定义了作为生成对象的驱动模块的功能的参数和属性、操作的项目，在程序段1120所示的实例信息的记述中，定义了与生成的每个驱动模块的种类对应的参数等设定。另外，如图10所示，预先使表示XML数据中的类的标签名称和表示实例信息的标签名称对应。由此，在利用驱动模块进行数据变换时，参照基于功能对象模型而分类的设计信息和构成信息的XML数据，将与设备装置或控制单元相关的抽象或共用的内容的命令(处理)，变换为与各个设备装置或控制单元对应的具体内容的命令(处理)，能够利用驱动模块对设备装置或控制单元进行访问。
根据本实施方式4，由于利用设计信息和构成信息的XML文档模型而进行通信驱动模块的数据变换，所以能够将抽象或共用的内容的处理变换为设备装置2的具体内容的处理。另外，通过使用XML数据模型，能够辅助驱动模块的数据变换功能的生成或使其自动化。
实施方式5
控制单元驱动模块和设备装置的控制单元之间的协议接口，例如根据OMG(Object Management Group)的CORBA(Common ObjectRequest Broker Architecture)或微软的DCOM(Distributed ComponentObject Model)等通信协议，使用接口定义语言(下面称为IDL(INterface Definition Language)进行记述。但是，该IDL无法记述实例信息，而且无法进行扩展以使其可以记述实例信息。所以，在本实施方式5中，说明使IDL与XML映射而使IDL也可以记述实例信息的通信驱动模块。
图12是表示IDL和XML数据的关于设计信息的映射模型的一个例子的图。该图12的左半侧与图9所示的XML数据模型相同，右半侧基于UML类图对IDL的记述模型进行类化而表示。IDLDCD类表示设计信息的IDL数据整体。在IDLDCD类下存在“module”类，在该“module”类下存在“interface”类和“CreateParam”类。另外，在“interface”类下存在“CreateParam”类、“parameter”类、“Attribute”类和“Operation”类，在“Operation”类下存在“OperationParameter”类。上述IDLDCD类、“module”类、“interface”类、“CreateParam”类、“CreateParam”类、“parameter”类、“Attribute”类、“Operation”类以及“OperationParameter”类，分别与XML数据模型的“DeviceDriverClass”、“VirtualDeviceClass”、“FunctionObjectClass”、“CreateParameterClass”、“ParameterClass”、“AttributeClass”、“OperationClass”及“OperationParameterClass”进行对应(映射)。
根据该图12和图8，IDL的记述内容能够与XML数据模型的类进行对应，而且能够通过该XML数据模型的类而参照与每个设备装置对应的实例信息。
下面，说明上述通信驱动模块的协议接口部分的生成方法。图13是表示能够参照实例信息的通信驱动模块的协议接口部分的生成步骤和设定步骤的一个例子。首先，由制造系统(或各个控制单元和设备装置)的制造者，基于工序、和设备装置、控制单元等驱动模块的访问对象的模型的接口信息，记述表示访问对象的基本特性的信息、即XML文档的类信息(步骤S11)。图14是表示记述接口信息的XML文档的一个例子的图。
然后，通过执行图12所示的IDL和XML数据的映射模型的程序等，将记述在XML文档中的类信息自动地变换为IDL记述(步骤S12)。图15是表示IDL接口部分在XML文档中的记述构成的一个例子，图16是表示IDL数据类型声明在XML文档中的记述规则的一个例子。这些图的左侧表示XML文档的记述例，其右侧表示将对应的内容根据图12的模型而进行IDL记述的例子。由于图16的数据类型声明依赖于数据的装载，所以IDL数据类型声明自身可以由XML文档进行记述。此外，在使用WSDL(Web Services DescriptionLanguage)等基于XML的接口记述语言的情况下，只要直接使用XML数据类型即可。根据上述图15和图16所示的XML文档—IDL映射规则，将XML文档的类信息的记述变换为IDL记述。图17是表示与图14的XML文档的类信息的记述对应的IDL记述的一个例子的图。
然后，根据现有公知的方法，与驱动模块软件的平台(操作系统等)对应，根据变换后的IDL记述生成C++类(步骤S13)，安装驱动模块。
另一方面，所安装的驱动模块的访问对象的配置设定方式为：利用配置设定软件等配置设定单元读入XML文档记述的类信息的记述生成配置信息的模板。该模板根据使XML文档的类信息和实例信息对应的图10所示的XML数据模型而生成。然后，根据该模板，设定表示各设备装置的实例信息的配置信息(步骤S14)。将设定的配置信息使用XML记述为XML文档的实例信息，在驱动模块启动时读入。
如上所示，生成包含协议接口部分的通信驱动模块。根据上述步骤生成并安装的驱动模块，根据读入的配置信息的实例信息而生成必需的对象，提供应用对象的信息。另外，制造管理应用程序直接读取配置信息，或者从驱动模块中取得对象信息，而初始化驱动模块并访问访问对象。
另外，步骤S12的IDL记述和步骤S13的生成C++类之间，能够使用现有公知的方法相互变换，另外，在步骤S11的XML文档的类记述和步骤S12的IDL记述之间，也能够基于上述图12及图15、图16所示的XML文档—IDL的映射规则进行相互变换。因此，也可以使制造系统(或各个设备和设备装置)的制造者首先进行步骤S12的IDL记述，然后在生成步骤S13的C++类后安装驱动模块，根据步骤S11、S14的XML文档的类记述进行XML文档的实例记述，从而由驱动模块读入。另外，对于已经以C++类的形式安装的驱动模块，也可以在步骤S12中将C++类变换为IDL记述，随后在步骤S11将其记述在XML文档的类信息中，然后进行XML文档的实例记述，而生成包含协议接口部分的通信驱动模块。
根据本实施方式5，IDL仅表示对象的接口类型，无法记述实例化的对象的构成，但通过由XML记述对象的接口和实例的构成，可以获得下述效果：能够向制造管理应用程序提供构成制造系统的设备装置及其功能对象的接口和构成信息，能够辅助用于使制造管理应用程序访问制造装置的设定或者使其自动化。另外，此时可以记述必需的用于数据变换的映射构成。
此外，能够实现驱动模块的共用化，由此使驱动模块开发更高效。此外，也可以使现有技术中分别生成的配置设定软件共用化。
另外，在上述实施方式4、5中，使用XML作为记述驱动模块的类信息和实例信息的数据模型，但并不限于XML，只要能够根据图10所示的数据模型记述数据内容即可。
工业实用性
如上所示，本发明所涉及的通信驱动模块适用于对与具有控制各种设备机械的控制部的设备装置之间进行通信的数据进行变换，上述各种设备机械包括例如制造车间中的传送设备机械和制造设备机械、检查设备机械等。

Claims (4)

1.一种通信驱动模块，其在制造系统中，对在管理装置和设备装置之间进行通信的数据进行变换，在上述制造系统中，上述设备装置和上述管理装置经由网络连接，将来自管理应用程序的输出，变换为可由上述设备装置处理的格式而由上述设备装置执行规定处理，其中，该设备装置在进行规定处理的设备机械中设置控制单元，该控制单元基于来自管理装置的指示而控制上述设备机械，该管理装置具有管理上述设备装置的管理应用程序，
其特征在于，
上述通信驱动模块由下述驱动模块分层构成：
控制单元驱动模块，其与设置在上述制造系统中的上述控制单元的种类对应而设置，负责与上述控制单元之间的通信；以及
装置驱动模块，其与设置在上述制造系统中的上述设备机械的种类对应而设置，按照来自上述管理应用程序的指示，使用上述控制单元驱动模块访问作为对象的上述设备机械，
上述控制单元驱动模块和上述装置驱动模块由功能对象构成，该功能对象以如下方式生成：该功能对象针对对应于各个驱动模块的上述控制单元和上述设备机械所具有的功能，具有规定的参数、属性和操作，
上述控制单元驱动模块或上述装置驱动模块所具有的功能的内容，或者针对各个上述控制单元驱动模块或上述装置驱动模块的设定值，是按照数据模型以标记语言进行记述的，在上述数据模型中，将上述功能的内容作为按照上述功能对象的模型而记述的类信息，将上述设定值与上述类信息对应关联而分类后的信息作为实例信息，
上述控制单元驱动模块或上述装置驱动模块，将基于接口记述语言的记述模型而对由接口记述语言记述上述功能对象的通信接口后的记述内容进行分类后的类信息，与上述数据模型的类信息进行映射，读入该映射结果和根据上述数据模型得到的与上述功能对象对应的实例信息而进行通信数据的处理。
2.一种通信驱动模块，其在制造系统中，对管理装置和设备装置之间进行通信的数据进行变换，在该制造系统中，进行规定处理的多个上述设备装置和具有管理上述设备装置的管理应用程序的上述管理装置经由网络连接，将来自上述管理应用程序的输出，变换为可由上述设备装置处理的格式而使上述设备装置执行规定处理，
其特征在于，
上述通信驱动模块由下述驱动模块分层构成：
虚拟装置驱动模块，其使上述管理应用程序将上述多个设备装置视为1个虚拟装置；以及
实际装置驱动模块，其与每个上述设备装置对应地设置，负责与上述设备装置之间的通信，同时按照来自上述虚拟装置驱动模块的指示，访问作为对象的上述设备装置，
上述实际装置驱动模块由功能对象构成，该功能对象以如下方式生成：该功能对象针对对应的上述设备装置所具有的功能，具有规定的参数、属性和操作，
上述虚拟装置驱动模块由功能对象构成，该功能对象以如下方式生成：该功能对象针对将设置于上述制造系统中的上述设备装置所具有的功能抽象化后的功能，具有规定的参数和属性，
上述虚拟装置驱动模块或上述实际装置驱动模块所具有的功能的内容，或者针对各个上述虚拟装置驱动模块或上述实际装置驱动模块的设定值，是按照数据模型以标记语言进行记述的，在上述数据模型中，将上述功能的内容作为按照上述功能对象的模型而记述的类信息，将上述设定值与上述类信息对应关联而分类后的信息作为实例信息，
上述虚拟装置驱动模块或上述实际装置驱动模块，将基于接口记述语言的记述模型而对由接口记述语言记述上述功能对象的通信接口后的记述内容进行分类后的类信息，与上述数据模型的类信息进行映射，读入该映射结果和根据上述数据模型得到的与上述功能对象对应的实例信息而进行通信数据的处理。
3.根据权利要求2所述的通信驱动模块，其特征在于，
上述虚拟装置驱动模块，将由上述设备装置基于上述设备装置的规格执行的处理，与由上述制造系统基于上述制造系统的工序设计信息执行的工序关联并进行管理。
4.根据权利要求3所述的通信驱动模块，其特征在于，
上述设备装置由进行规定处理的设备机械和基于来自管理装置的指示而控制上述设备机械的控制单元构成，
上述实际装置驱动模块具有：
控制单元驱动模块，其与设置在上述制造系统中的上述控制单元的种类对应地设置，负责与上述控制单元之间的通信；以及
装置驱动模块，其与设置在上述制造系统中的上述设备机械的种类对应地设置，根据来自上述管理应用程序的指示，使用上述控制单元驱动模块访问作为对象的上述设备机械，
上述控制单元驱动模块、上述装置驱动模块或上述实际装置驱动模块所具有的功能的内容，或者针对各个上述控制单元驱动模块、上述装置驱动模块或上述实际装置驱动模块的设定值，是按照数据模型以标记语言进行记述的，在上述数据模型中，将上述功能的内容作为按照上述功能对象的模型而记述的类信息，将上述设定值与上述类信息对应关联而分类后的信息作为实例信息。
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