JP2009537900A - コンピュータ化された手順システム - Google Patents

Abstract

オペレータを誘導して複雑なプロセス施設の運転手順を順次実行させるアウトライン・データ駆動コンピュータ援用手順システム。システムはプラント・データをモニターし、処理し、この処理に基づいて現時点における手順ステップおよび/またはサブステップをオペレータに提示する。システムは多数のユーザーを支援し、単一の手順定義が個々のユーザーに合わせた幾つかのインターフェース・フォーマットを可能にする。階層化セキュリティがアクセス特典および更新をバージョン管理する手順はサーバーがインターフェースを介して接続するユーザー・ワークステーションとは独立のプラットフォームであるサーバーにおいて実行され、ユーザー・インターフェースは多様な手順・ビューを可能にする。

Description

政府の関与

この発明は米国エネルギー省によって授与された契約第ＤＥ-ＦＣ０７-０５１Ｄ１４６３６号に基づく政府の支援を得て開発された。本発明における権利の一部は政府が所有することになる。

関連出願の相互参照

本願は２００６年５月１９日付け仮出願第６０/７４７，７１４号「動的駆動式コンピュータ化操作手順システム」の優先権を主張する。

１．発明の分野
本発明は原子力発電所のような複雑なプロセス施設の運転中にステップ・バイ・ステップ手順を実行するオベレータを支援するための方法および装置に係わる。より具体的には、本発明は手順、ドキュメント、認定データベース、センサー・モニタリング、手順評価および手順状態管理ソフトウェア・モジュールがサーバー上に保管され、出力情報が互いに独立の多数のクライアント・ワークステーションのうち任意のワークステーションにおいてフォーマットされるクライアント／サーバー環境においてプラント・データと双方向のプラント・オペレータ応答とを取り込むコンピュータ援用システムに係わる。

２．背景情報
大規模なプロセス施設が益々複雑化するに従って、厖大な量のデータを消化し、これらのデータからプロセスおよび種々の部品およびシステムの状態を評価し、このような評価に基づいて当を得た決断を下すためにオペレータにかかる負担は益々大きくなっている。プロセスの複雑さを考えると、何人かの人間がプロセスを管理、検査することによって安全運転を確立できるとは思えない。このような複雑なプロセス施設の１つが原子力発電所である。

市民の安全に対する配慮と原子力発電の重要性に鑑み、原子力発電所を安全且つ高い信頼度で運転する必要性が日増しに強調されるようになっている。この要望を満たすべく、発電所を制御するオペレータを指導する文書による手順マニュアルが開発されている。しかし、これらの手順の多くは、オペレータが単に紙の上に記されたフォーマットに従って容易に管理できるものではない。即ち、長時間に亘って、多様なプラント状態を絶えずモニターし、理解することが要求されるからである。

この問題を軽減するために幾つかの試みがなされている。その試みの１例は米国特許第４，５５２，７１８号明細書に開示されている安全パラメータ・ディスプレイ・システムである。このシステムは緊急運転時に維持しなければ成らない、または万一損なわれた場合に回復しなければならない６つの必須安全機能に関する有意義な情報を加圧水型原子炉のオペレータに提供する。このシステムはステータス・ツリー・アプローチを利用して自動的に、またはオペレータからの手動回答に呼応して６つの必須安全機能のすべてを可視表示する。このシステムはまた、ペーパー・マニュアルと併用されて、特定の応急手続の個々のステップに気を取られているオペレータにプラント全体の状態を警告する。ステータス・ツリー・システムはオペレータに必須安全機能に対する何らかの脅威をオペレータに知らせ、取るべき手順を示唆するものの、それでも尚、オペレータはペーパー・フォーマットに示されている手順に従ってマニュアル通りにステップ・バイ・ステップでこれに従う必要がある。ステータス・ツリー・システムは、ペーパー・フォーマットがモニターすべしと要求してはいるが、必須安全機能には直接影響の無い他のプラント状態についてはオペレータに知らせない。

１９８９年２月７日付け米国特許第４，８０３，０３９号はプラント・データを評価するとともに、所定の手順に照らしてガイダンスを提供するコンピュータ援用システムに係わる。このシステムでは、コンピュータが現時点でのプラント・データを利用して然るべき手順ステップの論理パスを追跡することによって取るべき手順を特定する。オペレータに対して、１つまたは２つ以上の電子ディスプレイ・デバイス上に関連データとともに取るべき手順がディスプレイされる。次いで、コンピュータはプラント・データとオペレータからの双方向回答を利用して次の適切なステップに進む。これと同時に、コンピュータは通常はオペレータが絶えずモニターしなければならない幾つかの機能をモニターする。これらの機能のいずれかに問題のあることが明らかになると、オペレータに通告され、適切な手順がディスプレイされる。従って、オペレータは手続のペーパー・フォーマットによって要求される厖大な量のデータを絶えず収集し、評価するという義務から解放される。これによってオペレータは危険な状態が存在しない時にはプラントの安全運転に専念することができ、危険な状態が存在する時には起こるかもしれない緊急事態を軽減することに集中することができる。

米国特許第５，０６８，０８０号はこのようなコンピュータ援用手順システムにさらに１つのステップを加え、モニターされるシステム状態の逐次変化を認識し、これらの変化を予めプログラムされている操作シーケンスと比較して、望ましくない偏差があればオペレータの注意を喚起する。米国特許第５，５５３，３０４号はリレーショナル・データベースを利用するように、これらのシステムをハードコード化されたソフトウェア・システムからさらに進化させたものである。米国特許第５，８８１，１１５号および第７，０８５，６０７号はオペレータが容易に理解できるようにプラント運転の概観を提供する一方、オペレータがプロセスのステップと、現時点およびそれまでのプロセス状態に関するより多くのデータを吸収することを可能にするにあたり公知技術をさらに発展させたものである。

これらのプロセスが日々に進化し、プロセス制御が益々複雑化するに従って、プラント・オペレータに加えて、例えば、開発者などのような専門家をも含めたより多くの人がプロセス状態の制御およびモニタリングに関与することが望ましくなっている。しかし、これらの人々すべてがプラントに常駐することを期待するのは非現実的である。従って、これらの人々が遠隔場所から、望ましくはその人々の母国語で、プラントをモニターできることが好ましい。そこで、このように複雑なプロセスの安全性を高めるため、コンピュータ援用手順管理システムをさらに進化させる必要がある。

従って、本発明はオペレータのほか他のユーザーがそれぞれの居住場所においてワークステーションを介してリモート・アクセスする安全なサーバーを走行させるコンピュータ援用手順システムを提供することを目的とする。

本発明はそれぞれが異なるオペレーティング・システム・プラットフォームを有する複数のワークステーションと通信できるサーバーを有するコンピュータ援用手順システムを提供することをも目的とする。

さらに、本発明はワークステーションのオペレータまたはその他のユーザーが自らのワークステーションにおいて提示されるデータを、これと同時に同じ場所または異なる場所におけるワークステーションにおいて同じ情報がディスプレイされている言語およびフォーマットとは独立の任意の言語およびフォーマットでフォーマットできるシステムを提供することをも目的とする。

それぞれのワークステーションからサーバーへのアクセスが全面的に保証し且つ調整することも本発明の目的である。

発明の概要

上記目的はコンピュータ・メモリーに記憶されている選ばれた手順のステップをディスプレイ装置を介して複雑なプロセス施設における手順のオペレータにオンラインで順次提示し、コンピュータの支援下にこの手順ステップを実行させる本発明の装置によって達成される。プロセスの種々の状態を指示する複数のプロセス施設のパラメータのリアルタイム値を表わすセンサー信号を出力する複数のセンサーがネットワークを介してサーバーと交信する。サーバーは手順、関連ドキュメントおよび認証情報を記憶している１つまたは２つ以上のデータベースを有する。サーバーはセンサーからのデータをモニターし、モニターされたデータとの関連で手順を評価し、手順の状態を判断する１つまたは２つ以上のソフトウェア・モジュールをも含む。サーバーはまた、オペレータまたはその他のユーザーがネットワーク上の所要の情報にアクセスする遠隔のワークステーションからリクエストされる命令または情報資源のアクティブ・ログをも維持する。ワークステーションへのサーバー出力はネットワークを介して伝送され、テキスト、手順の構造、および関連のロジックおよびメタデータを含み、サーバー出力がオペレータまたはその他のユーザーに提示されるフォーマットを画定するのはワークステーションである。コンピュータ援用システムの順序付けは米国特許第７，０８５，６０７号明細書に開示されている順序付けと極めて似ているが、最も容易に、例えば、それぞれの自国語で吸収できるように多数のオペレータまたはその他のユーザーのそれぞれに合わせた態様で情報を提供できるようにステップを処理し、ディスプレイする方法をさらに一段と改良する。

具体的には、エントリ条件が満たされると自動的に手順が開始されるように、所与の手順ステップを自動的に開始させるエントリ条件を感知する。手順を自動的に停止させる停止条件も設定される。オペレータは手順を手動で実行するように選択することもできる。

手順ステップのうちには制御信号の発生を伴うステップもあり、この信号に基づいてプロセス状態が修正される。このような制御信号は自動的に実行される手順によって自動的に発生させることができる。手順によっては、次のステップに進む前に制御信号が有効に作用したことを立証する必要がある。場合によっては、立証に時間がかかる。条件が満たされなければ、ステップが混乱し、自動順序付けが中断し、オペレータの干渉が必要になる。適当な時間遅延を甘受すれば、制御信号が有効に作用してプロセスを自動的に持続させることができる。このような時間遅延は自動的な実行の過程でオペレータが一連のステップを追従できるように手順ステップのいずれかにプログラムすることもできる。

好ましくは、サーバーは種々の条件下にプロセスを運転するための１つまたは２つ以上の段階的な手順を記憶する別設の手順データベース；手順データベースに記憶されているステップのためのバックグラウンドおよび詳細情報を含むドキュメントを記憶するためのドキュメント・データベース；およびユーザーの氏名、パスワード、サーバーにアクセスすることを許可されているオペレータおよびその他のユーザーのセキュリティ・アクセス・レベルを記憶する認証データベースを含む。また、サーバー上コンピュータ・ソフトウェア・モジュールの幾つかはセンサー信号を受信、翻訳および処理するためのデータ・モニター・モジュール；データ・モニター・モジュールからの翻訳、処理されたセンサー信号を受信し、手順を開始するエントリ条件が満たされているか否かを判断する手順エバリュエータ・モジュール；手順エバリュエータ・モジュールから受信した翻訳され、処理されたセンサー信号を評価することによって、手順データベースからの１つまたは２つ以上の手順のステップがセンサー信号によって指示されるプロセスの条件に適合すると判断して手順をさらに進める手順状態管理モジュール；およびサーバー上の手順状態管理モジュール、ドキュメント・データベースおよび認証データベースの出力を利用することによって１つまたは２つ以上のコンピュータ・ワークステーションからのアクセスおよび情報リクエストを管理し且つこれを満たして１つまたは２つ以上のワークステーションにたいしてサーバー出力を提供するリクエスト・ハンドラー・モジュールを有することがこのましい。

クライアントとサーバーは互いに独立のプラットフォーム、即ち、操作システムであり、如何なるプラットフォームにおけるクライアントであっても如何なるプラットフォームにおけるサーバーと交信可能であることが望ましい。プロシーザー・ステップは複数の言語で記憶され、別々のワークステーションにおいて種々の言語でディスプレイされることが好ましい。ワークステーションは手順の該当ステップがディスプレイされる言語を決定する。オペレータまたはその他のユーザーはワークステーションにディスプレイされる情報を多様なビューから成るフォーマットに構成する。サーバーへのオペレータまたはその他のユーザーのアクセスは、選択された情報または選択された動作だけが所定のユーザーに許可されるように予め定められた認証セキュリティ・レベルによって決定される。

１つの好ましい実施形態では、オペレータまたはユーザーは手順の変更を許されることがある。この場合、手順の容認された変更または一連の変更は一意的に識別され、古いバージョンは記録保存される。

他の好ましい実施形態では、メイン・サーバーと同じソフトウェアが実行されるバックアップ・サーバーがメイン・サーバーと同じデータベースを有し、メイン・サーバーが故障すればシステムをコントロールする。さらに他の実施形態では、本発明の装置が時間、ワークステーションのアドレス、オペレータまたはその他のユーザー、および命令またはその他のリクエストされた情報資源を記録し、記憶するロガーを含む。さらに、ロガーはエントリ条件の具体的なデータ値およびステップ完了時の各ステップのデータ値を含めたすべての手順起動およびステップ移行の詳細な且つタイム・スタンプされたログを記録する。従って、本発明のコンピュータ援用手順システムは安全且つ冗長なサーバー環境において動作し、プロセス状態を理解したい個々のオペレータまたはその他のユーザーの需要を満たす態様でオペレータまたはその他のユーザーによってアクセスすることができる。

好ましい実施形態を例に取り、添付の図面に沿って本発明の詳細を以下に説明する。

本発明のコンピュータ援用手順システムはオペレータを誘導してプラント運転手順を実行させる、ソフトウェアに基づいてデータ駆動される動的システムである。即ち、プラント・データをモニターし、データを処理し、このデータ処理に基づいて該当する手順を特定し、手順ステップの状態をオペレータに提示する。ウェスチングハウス・エレクトリック・カンパニーＬＬＣの設計による改良型受動原子力発電所ＡＰ１０００に関して、本発明のコンピュータ援用手順システムは正常運転手順、異常運転手順および緊急時運転手順に使用される。

このシステムでは、一貫した構造内でプラント運転手順が作成され、保管され、利用される。それぞれの手順が単一のファイル・フォーマットとしてコンピュータ援用システム内に存在するから、運転手順の変更に要するサイクルタイムを短縮することができる。

本発明のコンピュータ援用手順システムはテクスチュア加工された手順情報をステップの状態を判断するのに必要なプラント・データと相乗的に組み合わせた後、この情報を処理することによってオペレータにステップの状態を提示する。このようにして手順に関する「質問」に対する「回答」を提供する。システムはまた、オペレータが手順実行中に見たいグラフィカル・ディスプレイと参考資料をシングル・クリックでオペレータに提供する。システムは多重ユーザー・サポートを可能にすることでプラント・手順実行の有効性向上に重要な寄与を果す。それぞれのユーザーの特典およびアクセス権において、種々のセキュリティ層を有するそれぞれ異なるクライアント・ワークステーションでシステムに同時にアクセスするユーザー数の恣意的な制限はない。

本発明のコンピュータ援用システムは、例えば、グラフィカル・フローチャート・ビュー、フォーマット化テキスト・ビューおよび動的ロジック・ビューなどのような多様な手順・ビューを単一のディスプレイ・スクリーン上に同時に提供するというユニークなユーザー・インターフェースを実現する。

図１は２つの主要成分であるサーバー１４、１６とクライアント・ワークステーション２０を有する本発明のコンピュータ援用手順システムの概略を示す。メイン・サーバー１４とバックアップ・サーバー１６はすべての動的情報を担当し、クライアント・ワークステーション２０は情報の提示とユーザーとの対話を担当する。サーバー１４、１６はプラントの計装および制御ネットワーク１２を介してプロセス状態をモニターするプラント・センサーから情報を受信し、アプリケーション・ネットワーク１８を介してこれらの状態および該当する手順ステップに関する情報を種々のクライアント・ワークステーション２０に対して出力する。ワークステーション２０におけるクライアント・ソフトウェアはすべての処理を開始する。サーバーはクライアント・ワークステーションのリクエストに対して非同期的に回答する。即ち、ワークステーションのリクエストに回答しながらも絶えずセンサー出力をモニターして手順ステップを更新し、その間、ワークステーションは絶えずサーバーからの出力を処理して、さらなるリクエストをサーバーに送信する。クライアント２０の数に対する恣意的な制限はなく、同一のサーバーに接続されているすべてのクライアント２０は同期化されているから、１つのワークステーションからサーバーに送信される正規のリクエストの結果はすべてのワークステーション２０のディスプレイ状に反映される。クライアント・ワークステーション２０もサーバー１４、１６もフラットフォームの種類には無関係である。即ち、互いにプラットフォームが異なっているクライアントとサーバーであっても交信することができる。サーバーはＵＮＩＸやＷｉｎｄｏｗｓオペレーティング・システムの多様なバージョンのようなオペレーション・システム・プラットフォームを使用し、クライアント・ワークステーションは多様なＵＮＩＸまたはＷｉｎｄｏｗｓオペレーティング・システムのうちのサーバーのものとは異なるバージョンを使用することができる。クライアント・ワークステーション２０が異なるオペレーティング・システム・プラットフォームを使用しても通信の質を低下させることはない。クライアント・ワークステーション２０とサーバー１４、１６との間の通信にはすべて、クライアント・ワークステーション２０によって起動されるＨＴＴＰ（ハイパーテキスト・トランスファ・プロトコル・オバービュー）が使用される。ＨＴＴＰは広くインターネットに使用されるプロトコルである。データおよび電子文書はこれもまたインターネットに使用されるＸＭＬ（拡張可能なマークアップ言語）として通用する。必要に応じて、通信を圧縮および/または暗号化することができる。ペーパー・ドキュメントのオンライン・コピーやオンライン・ヘルプのような静的コンテンツをＰＤＦまたはＨＴＭＬフォーマットで配布される。

手順および参考資料として利用することのできるバックグラウンドおよび関係書類のテキストは多重言語で記憶され、種々のクライアントのワークステーション２０において種々の言語でディスプレイされる。手順の状態はクライアント・ワークステーション２０が作動中であるかどうかとは無関係である。サーバー１４、１６はオペレータまたは他のユーザーの証明および認定を行なう。サーバー１４、１６は接続の全面的な遮断からユーザー単位の無制限アクセスの可能化に至るまであらゆる制御を行なう。例えば、コンピュータ援用手順システムへのユーザーのアクセス理由が手順の状態をモニターすることだけにある場合、読出し専用特典が与えられる。さらにまた、特定の動作および情報については、ドキュメント毎にまたは手順毎にそれぞれのユーザーに対してサーバーがアクセス・コントロールすることができる。ワークステーション２０におけるクライアント・ソフトウェアがサーバーと接続し、あらゆるプラント・データ、システムの状態、およびその他の関連情報をサーバーから入手することができる。ワークステーション２０におけるクライアント・ソフトウェアは本発明のコンピュータ援用手順システムのタスクを遂行する上で専らサーバー１４、１６とのインターフェースとして機能する。但し、ワークステーションは同時に他のソフトウェアを運用して、本発明のシステムによって処理される手順と関連する、または全く関連性のない情報を送受信することもできる。状態情報はすべてサーバーがその供給源であり、認証されているユーザーが特定手順または動作に関するリクエストという形でクライアント・ワークショップ２０からコントロールする。サーバーからの手順・ドキュメントは手順のテキストおよび構造、これらに関連のロジックおよびメタデータを含んでいる。単一の手順・ドキュメントから、クライアントは手順に関するフローチャート、テキストおよびロジック・ウィンドウ枠を作成する。個々のユーザーはフォント、カラー、パネル・サイズなど多様なディスプレイ・オプションを構成することができる。このようなオプションはセッションから次のセッションまで保持される。手順および手順関連情報のプレゼンテーションはクライアント・ワークステーション２０によってコントロールされる。例えば、サーバーはクライアントに対してロジック・ツリーの抽象的な構造記述を関連のテキスト、決定論理、および各ツリーの現在値と共に送信するが、そのような抽象的な情報を利用してツリーのディスプレイを作成するのはクライアント・ワークステーション２０である。サーバーはスクリーン・レイアウト、カラー、形状、フォントなどに関しては関知しない。

図１はプラント計装および制御ネットワークと接続し、受信されるデータの質に関する情報をも含むセンサー信号１３を受信するメイン・サーバー１６を示す。サーバーの手順出力３５はアプリケーション・ネットワーク１８を介してクライアント・ワークステーション２０へ送信される。必要に応じてメイン・サーバー１４と並列にバックアップ・サーバー１６が接続され、メイン・サーバー１４と同じデータベース、コンピュータ・ソフトウェア・モジュールおよびセンサー情報を含む。メイン・サーバー１４が何らかの理由で故障すると、プロセッションは自動的にバックアップ・サーバー１６に移行する。

図２はコンピュータ援用手順システム・サーバー１４のより詳細なブロック・ダイヤグラムであるが、先に図１に示したバックアップ・サーバー１６にも同じ構成成分が使用される。手順データベースには手順・ロジック・ツリーの抽象的な構造記述を、これと関連する複数の言語によるテキストおよびメタデータと共に含むあらゆる手順情報が含まれる。手順データベース２２はセンサー信号１３を処理し且つコンディショニングするデータ・モニター２８からの入力を受信する機能をも有する手順エバリュエータ・コンピュータ・ソフトウェア・モジュール３０と交信する。手順エバリュエータはセンサー信号を幾つかの手順の開始に必要なエントリ条件と比較してエントリ条件を満たす該当手順を特定する。手順エバリュエータ・ソフトウェア・モジュール３０手順状態管理コンピュータ・プログラム・ソフトウェア・モジュール３２と交信し、モジュール３２は手順の状態をモニターし、オペレータの選択に応じて、それぞれのステップが満たされると手順の連続的なステップを自動的に実施および進行させるか、またはリクエスト・ハンドリング・コンピュータ・ソフトウェア・モジュール３４を介してクライアント・ワークステーション２０によって命令される動作を手動で行なう。リクエスト・ハンドリング・コンピュータ・ソフトウェア・モジュール３４はアプリケーション・ネットワーク１８および通信リンク３５はアプリケーション・ネットワーク１８および通信リンク３５を介して伝達されるクライアント・ワークステーション２０からのリクエストおよび命令を通信する。サーバー１４はいずれもタイム・スタンプされている手順状態マネジャー３２からの手順のステップ、エントリ条件およびその他のデータをモニターし且つ記録するロガー３６をも含む。クライアント・ワークステーション２０からのリクエストや命令はアプリケーション・ネットワーク１８および通信リンク３５を介して、リクエスト・ハンドリング・コンピュータ・ソフトウェア・モジュール３４によって処理される。サーバー・ログはデータベース３８に記憶され、リクエスト・ハンドラー３４を介してワークステーション２０によってリクエストすることができる。ドキュメント・データベース２４は複数の言語による、オペレータに役立つ手順に関するバックグラウンド・ドキュメントおよびその他の参考資料を記憶している。オペレータはリクエスト・ハンドラー３４に対するリクエストによってクライアント・ワークステーションを介してこの情報を入手することができる。認証データベース２６は認証されているユーザーに関するあらゆる情報を記憶しており、リクエスト・ハンドラー３４を介するアクセス・リクエストを検証することができる。

サーバーには２つの主要な処理タスクがある。第１のタスクはクライアント計装および制御ネットワーク１２を介してセンサーによって供給される関連のプラント・データを評価するタスクである。第２のタスクはクライアント・ワークステーション２０を介して作成され、アプリケーション・ネットワーク１８を介してリクエスト・ハンドラー３４に対して送信されるクライアント・リクエストを処理するタスクである。サーバーが起動またはリセットされると、サーバーは手順データベース２２から手順定義をロードし、手順エバリュエータ３０によって判定されたエントリ条件を有するものを見つける。エントリ条件が満たされると、またはクライアント・ワークステーション２０を介したユーザーの動作によって手順が活性化する。手順が活性化すると、サーバー１４は手順状態マネジャー３２を介して、現時点のステップに相当するプラント・データを関連の情報と共にモニターする。プラント・データは次のようなデータである：手順が不活性、即ち、実行されていない；モニターされている、即ち、モニターされながら自動的に実行されている；オペレータの段階的指示の下で実行されている；アイドリング状態、即ち、次のステップへのエントリ条件が満たされたことを指示するデータを待機中；または完了、即ち、全ステップを一巡するサイクルが完了。これらのデータは、同期化とネットワーク効率のため、事象に基づくタイム・スタンプを有する。

図３はワークステーション２０において実行されるクライアント・ソフトウェアのより詳細なブロックダイヤグラムである。オペレータおよびその他のユーザーからの入力はすべてユーザー入力４０を介してイベント・ハンドラー・ソフトウェア・モジュール４２に供給される。入力の性質に応じて、イベント・ハンドラーはプロセッサ５２、ステート・コントロール（Ｓｔａｔｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）５４およびリクエスト・ジェネレータ（Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）５６を介してネットワーク接続カード５８と交信し、ネットワーク・イベントであるか、または入力がディスプレイ・インタフェースのフォーマットに関するものなら、レイアウト・コントロール・ソフトウェア・モジュール４４と交信する。レイアウト・コントロール・ソフトウェアはローカルメモリー・ストレージ・ユニット４６にレイアウト設定メニューを記憶するとともに、その情報をディスプレイ・ジェネレータ４８に通信し、このジェネレーター４８はステート・コントロール・ソフトウェア・モジュール５４によって供給される情報をフォーマットすることによってビデオ・ディスプレイ・ユニット５０に掲示されるディスプレイを形成する。リクエスト・ジェネレータ５６は周期的にプロセス状態の更新をリクエストし、プロセス・データはステート・コントロール・ソフトウェア・モジュール５４を介してディスプレイ・ジェネレータに向かって更新される。クライアントがサーバーからのデータセットをポール、即ち、リクエストする時、必要に応じて、このリクエストはタイム・スタンプ・アーギュメントを含むことができる。リクエストにタイム・スタンプ・アーギュメントが含まれている場合、タイム・スタンプ・アーギュメントによって示されている時点から全く変化がなければ、ワークステーションが回答を受信することはない。タイム・スタンプ・アーギュメントを除去することによって、クライアントはサーバーの現在状態と同期することができる。

クライアントがワークステーション２０を起動すると、セッションを認証するサーバー１４と接続する。クライアントはステート・コントロール・ソフトウェア・モジュール５４およびリクエスト・ジェネレータ５６を介してサーバーからの状態情報をリクエストし、システムの状態および前回のセッションにおいて残されたローカル優先メモリー４６から得られるユーザー設定に基づいてディスプレイ・ジェネレータ４８を介してディスプレイを形成する。一定間隔でクライアント・ワークステーション２０はサーバーに対して、すべてのクライアントを同期状態に維持する新しい情報を求める。１つのクライアント・ワークステーション２０から生じた変化は接続している他のすべてのクライアント・ワークステーション２０に即時ディスプレイされる。

ユーザーの制御下に、クライアント・ワークステーションは特定の手順をリクエストする。サーバーからの手順・ドキュメントは手順のテキスト、構造および関連のロジックおよびメガデータを含む。この単一の手順・ドキュメントからクライアントは手順のためのフローチャート、テキスト、およびロジック・ウインドウ枠を形成する。サーバーが手順のデータをモニター中であれば、クライアントは一定間隔でこのデータに対する更新を求める。

ビデオ・ディスプレイ・ユニット５０に映し出される手順ディスプレイを図４に示す。手順ディスプレイには３つのメイン・ウィンドウ枠、即ち、フローチャート６０、テキスト６２およびロジック６４があり、いずれも同じものを同時に異なるビューで提示する。フローチャート６０は手順の構造とその流れを稼働中のステップ２３を中心に示す。それぞれのボックスにはステップを概説するテキストが存在する。カーソルを該当のボックス上へホバリングすることによってそれぞれのボックス内のテキストを充実することができる。すべてではないが、ディスプレイ上の輪郭線で囲まれた枠は文脈依存性である。即ち、特定のステップに関連して輪郭線で囲んだ枠があり、使用中である場合、この枠の上をホバリングすると、それぞれの枠の機能をさらに詳しく説明するテキストが開かれる。テキストをディスプレイするには、ホバリング、ナビゲーティング、ハイライティング、カーソル移動、またはマウス・クリックを利用することができる。パネルの幅に合わせてフローチャートが自動的に縮尺設定される。異常なしのステップはフローチャート・ディスプレイ６０の左側に位置するそれぞれのボックスの右下隅に緑色チェック・マークを付して示され、異常のあるステップは同じ位置に赤色Ｘマークを付して示される。テキスト・ディスプレイ６２はディスプレイの右上部にあり、ペーパー・バージョンのようにフォーマットされた現時点ステップのフル・テキストを示す。Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｎｏｔ Ｏｂｔａｉｎｅｄ（得られなかった回答）を表わすＲＮＯは別の欄として設定せず、字下げする。先行ステップに関する期待の回答が得られなければ，ＲＮＯがこれに代わるステップを特定する。稼働中の、または問題の対象となっているノード、ここでは２３が強調表示される。文脈依存ナビゲーション・ボタン６８は強調表示されている特定ステップに該当するかどうかに応じて濃いプリントおよび輪郭で示すか、または灰色にぼかして示される。この場合、ステップ２３はＲＮＯまたは適用可能なＧＯＴＯナビゲーション・コマンドを持たない。しかし、ステップ２３(a)が強調表示されたならば、ＲＮＯおよびＧＯＴＯナビゲーション・ボタン６８が稼動中であるとして示される。ディスプレイ６４のロジック部分はスクリーンの右下部分に示され、現時点ステップのためのロジック、即ち、強調表示されている稼働中/注目下のノードのためのロジックをディスプレイする。チェック・マークおよびＸマークは特定ロジック状態の正/誤をそれぞれ示す。角括弧には変数の値がデータ品質と共に示される。ユーザーはフォント・サイズおよびカラーをコントロールする。ディスプレイの右上見出し部分におけるボタン７２は、これを作動させると、手順に対するエントリ条件、特定手順・ドキュメントのコピー、ユーザーが手順を理解するのを助けるバックグラウンド・ドキュメント、および強調表示されている手順の現時点ステップに関するグラフを提供する。

ＣＳＦツリー・タブ６６を選択すると、スクリーンが図５に示すディスプレイに変換する。ＣＳＦはＣｒｉｔｉｃａｌ Ｓａｆｅｔｙ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（臨界安全機能）の略語であり、後続の他の手順に関係なく、プラントの安全を確保するため常時モニターされる６つの臨界機能のためのロジック・ツリーをディスプレイする。図５に示すように、これら６つ機能とは未臨界確保機能、即ち、持続的連鎖反応を惹起するレベルよりも低いレベルに維持するための、炉心内および炉心外中性子検出器による炉心内核分裂反応の測定；炉心冷却機能、即ち、熱電対による原子炉冷却材の出口温度測定；ヒート・シンク機能、即ち、給水レベル・センサーによる蒸気発生器２次給水レベルの測定；整合性確保機能、即ち、原子炉冷却システム圧力センサーによるプラント１次側における圧力の測定；格納容器状態監視機能、即ち、ローカル・センサーによる格納容器環境の温度、圧力、湿度などの測定；および冷却材インベントリー機能、即ち、加圧器冷却材レベルによる炉心内冷却材レベルの測定である。図５のＣＳＦツリー・ディスプレイの左上隅、タブ６６の下方に６つのボタンが見えるが、それぞれのボタンは臨界安全機能（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｓａｆｅｔｙ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）のそれぞれに対応するロジック・ツリーをディスプレイする。それぞれのボタン７４はその左側に臨界安全機能（ＣＳＦ）の状態を表わすアイコンを有する。赤一色は最も深刻な状態を示し、緑一色は正常な運転を示し；中間的な陰影は最悪から最善への傾度を示す。ＣＳＦタブ６６は左端に６つの臨界安全機能のうち最も深刻な状態を示すアイコンをも有するが、オペレータがＣＳＦタブ６６をクリックすることによって図５に示すウィンドウを開かない限り、何が最も深刻な状態で機能しているかを知ることはできない。ＣＳＦツリーのためのタブ６６を操作して初めて最優先ＣＳＦのためのアイコンが現れる。ＣＳＦツリーは電流路が強調表示されることを除けば手順のペーパー・バージョンと全く同じである。オペレータはディスプレイ右端に示す対応の終端から手順に辿りつくことができる。関連のＣＳＦツリー・ディスプレイは、もしも対応の臨界安全機能が緊急事態にあることを示唆すれば、図４に示すディスプレイに優先する。ＣＳＦツリー・ディスプレイは図５に記載されているボタン７４の順序で優先される。

図４に示すエントリ条件ボタン７２を操作すると、図６に示すようなポップアップ・ボックスがディスプレイされ、対応の手順のエントリ条件が示される。換言すると、図６に示すポップアップ・ボックスは、この場合なら図４に強調表示した手順Ｅ-０のステップ２３を開始するために満たされねばならない条件をディスプレイする。図６左側のボックス内のチェック・マークとＸマークは条件が満たされたか否かを示し、括弧内にはモニターされるパラメータの実際値がしめされている。括弧はデータの質をも示し、例えば、低加圧器圧力状態を示す括弧内のＯは対応の圧力センサーが「走査停止（ＯＦＦ ＳＣＡＮ）」であり、括弧内のデータが古いデータであることを示唆する。典型的には、オフラインされない限り、または他の何らかの理由で伝送が停止されない限り、センサーの出力信号が１秒に一度走査される。「低加圧器レベル）」標識を付された括弧内の「Ｆ」はデータが良質であることを意味する。「Ｐ」は芳しくない質であることを、「Ｂ」は劣悪な質であることを、質表示なしは良質であることを表わす。条件が満たされ、対応の手順が起動されると、エントリ条件ディスプレイは更新を止め、手順起動経緯の記録が提供される。

手順・リスト・タブ６６を作動させると、利用可能なすべての手順を示す図７に見られるような手順ディレクトリがディスプレイされる。手順・リストはカラムで分類することができ、それぞれのカラム内で検索することができる。ディレクトリはそれぞれの手順の状態、手順に参画し、実行しているオペレータ、手順のステップ、および手順が実行される理由となったエントリ条件を示す。リストをモニターし易くするため、例えば、実行中の手順だけが示されるように、ユーザーはリストをフィルタすることができる。

コンピュータ援用手順システムのサーバーは手順の開発および変更に携わるエディター・クライアントにもサービスを提供する。手順はランタイム・クライアントにおいて観察されるのと同様にエディターにおいても観察することができる。手順はテキスト、構造、ロジックおよびメタデータを含む１つのファイルに含められている。記憶されている手順はプロセス状態を評価するためのロジックと共に複数のディスプレイ方法の組み合わせ情報を含む。システムは記憶されている手順からペーパー・プリントアウトを形成し、クライアント・ディスプレイを形成し、手順との関係におけるプラント状態を評価する。既に述べたように、テキストは複数の言語で形成できる。手順の主要単位はステップであり、ステップはサブステップ、ＲＮＯ、注などを含み、いずれも編集可能である。リストは欄でよって分類され、欄毎に検索することができる。ディレクトリはそれぞれの手順の状態、手順に参加し、運転しているオペレータ、手順のうちの稼働中のステップ、および手順が起動している根拠となったエントリ条件をしめす。ユーザーはリストをフィルタすることができる。例えば、稼働中の手順のみをディスプレイさせることによってリストをモニターし易くすることができる。

図８は図４に示した手順ディスプレイのさらに他の態様を示す。図８はＥ−０手順の他のステップを示し、図４および８に示した２つのウィンドウを比較することによってフォーマットに幾つかの相違があることを理解できるであろう。図８に示すビューにおけるタブＥ‐３においてカーソルをクリックしたままドラグすると、別のウィンドウが開き、Ｅ‐３手順の現時点でのステップ、即ち、この場合には図９に示すステップ１を示す。別々のウィンドウをオペレータに完全に見えるようにスクリーン上に位置させることができるから、オペレータは２つ以上の手順を同時に実行することができる。即ち、オペレータＡが同じかまたは異なるワークステーションにおいて手順ＡおよびＢを同時に実行するか、またはオペレータＡが手順Ａを、オペレータＢが手順Ｂを同じかまたは異なるワークステーションで同時に実行することができる。

クライアントからサーバーへのリクエストはすべて記録される。それぞれの記録欄は少なくとも時間、クライアント・アドレス、およびリクエストされた命令または情報資源を含む。稼働中の手順に関しては、より詳細な記録が保存される。手順の稼動およびステップ移行のすべてに関して詳細な且つタイム・スタンプされた記録が保存される。エントリ条件の具体的なデータ値が記録され、ステップ完了毎にそれぞれのステップに関するデータ値が記録される。これらの情報はすべて認可されているユーザーのワークステーション２０において入手することができる。

即ち、本発明のコンピュータ援用手順システムは多様な手順・ビュー、例えば、対話方式のグラフィック・フローチャート・ビュー、フォーマット処理されたテキスト・ビューなどを、オペレータやプロセスをモニターする人々に理解し易い態様で豊富な情報を提供する独自のユーザー・インターフェースを実現する。本発明の特定の実施形態を以上に詳しく説明したが、当業者ならば、開示内容に照らして、これらの細部に種々の変更を加え、上記実施形態に変わる代案を案出することができるであろう。例えば、好ましい実施形態の説明に際してはデータベースという語を迅速に検索できるデータまたはその他の組織化された情報のコレクションとして極めて広義に使用しているが、特定のデータベース・フォーマットに限定されると解釈されるべきではない。従って、ここに開示する特定の実施形態は飽くまでも説明のためのものであって本発明の範囲を制限するものではなく、本発明の範囲は後記する請求項およびその等価物によって画定される。

本発明のコンピュータ援用手順システムの概要を示すブロックダイヤグラムである。 図１に示すコンピュータ援用手順システムのサーバーを示すブロックダイヤグラムである。 図１に示すコンピュータ援用手順システムのクライアントを示すブロックダイヤグラムである。 本発明のコンピュータ援用手順システムのクライアントから出力される同一の手順ステップの３通りの異なる態様のＣＧディスプレイである。 本発明のコンピュータ援用手順システムのクライアントによって提示されるステータス・ツリー・ディスプレイのＣＧ図である。 本発明のコンピュータ援用手順システムの手順の実行を開始するための開始条件を示すＣＧディスプレイである。 手順・リストを示す本発明のコンピュータ援用手順システム・ワークステーションのディスプレイのＣＧ図である。 図４に示したのと同様の、本発明のクライアント・ディスプレイの他のＣＧ図である。 図８のＣＧ図から開かれた第２ウィンドウを示す本発明のクライアント・ディスプレイのさらに他のＣＧ図である。

Claims (23)

1. 複雑なプロセス施設においてオペレータが複雑なプロセスを管理するために手順ステップを実行するのを支援し、オペレータ以外のユーザーがプロセスをモニターするのを支援するための装置であって、
   種々のプロセス状態を示す複数の施設パラメータのリアルタイム値を表わす信号を発生する複数のセンサーと；
   １つまたは２つ以上のデータベースおよびコンピュータ・プログラム・モジュールがセンサー信号と電気的に交信関係にあり、センサー信号によって特定されるプロセス状態に該当する手順ステップを特定するサーバー出力をコンピュータ・ネットワークに沿って提供するサーバーと；
   手順のテキストおよび構造、関連のロジックおよびメタデータを含むサーバー出力を受信し、ディスプレイすると共に、サーバーからの情報をリクエストし、サーバー出力がオペレータまたはその他のユーザーに提示されるフォーマットを決定する１つまたは２つ以上のワークステーションから成る支援装置。
2. １つまたは２つ以上のデータベースが、
   種々の条件下でプロセスを実行するための１つまたは２つ以上のステップ・バイ・ステップ手順を記憶する手順データベースと；
   手順データベースに記憶されている手順ステップのバックグラウンドおよび詳細情報を含むドキュメントを記憶しているドキュメント・データベースと；
   ユーザーの氏名、パスワード、およびサーバーにアクセスを許可されているオペレータおよびその他のユーザーのセキュリティ・アクセス・レベルを記憶している認証データベースから成る請求項１に記載の装置。
3. １つまたは２つ以上のコンピュータ・モジュールが、
   センサー信号を受信、翻訳および処理するためのデータ・モニター・モジュールと；
   データ・モニター・モジュールからのセンサー信号を受信、翻訳および処理することによって、手順を開始するのに必要なエントリ条件が満たされたか否かを判断するための手順エバリュエータ・モジュールと；
   手順エバリュエータ・モジュールから受信される翻訳され、処理されたセンサー信号を評価することによって、センサー信号によって指示されたプロセスの条件に該当するプロセスにおけるステップを特定し、該当の手順ステップを順序付ける手順状態管理モジュールと；
   手順状態管理モジュール、ドキュメント・データベースおよび認証データベースの出力を利用することによって、１つまたは２つ以上のワークステーションに対してサーバー出力を提供するための、１つまたは２つ以上のコンピュータ・ワークステーションからのアクセスおよび情報リクエストを管理し、満たすためのリクエスト・ハンドラー・モジュールから成る請求項１に記載の装置。
4. サーバー出力がワークステーションにおいて運用される如何なる操作システム・プラットフォームにも適応する請求項１に記載の装置。
5. サーバー上の手順データベースに少なくとも２つのワークステーションを含む複数の言語で手順ステップが記憶されており、手順の該当ステップが異なる言語でワークステップにディスプレイされる請求項１に記載の装置。
6. サーバー上のドキュメント・データベースに複数の言語でドキュメントが記憶されている請求項５に記載の装置。
7. 手順の該当ステップをディスプレイする言語をワークステーションが決定する請求項５に記載の装置。
8. １つのワークステーションにおけるオペレータまたはその他のユーザーが他のワークステーションにおける他のユーザーとは異なるセキュリティ・レベルでサーバー上の情報にアクセスし、プロセスをコントロールすることができる請求項２に記載の装置。
9. それぞれのユーザーがアクセスする情報およびそれぞれのユーザーに許される動作がユーザー毎に細かくコントロールされる請求項８に記載の装置。
10. 例えば、プロセスをモニターするだけの権利、プロセスをモニターすると共にコントロールする権利、手順データベースおよび/またはコンピュータ・プログラム・モジュールにおける手順ステップを編集する権利の中から該当のアクセス・セキュリティ・レベルが選択される請求項８に記載の装置。
11. 手順および/またはエータベース情報中の妥当な個々の変更または一連の変更を独自の方法で特定し、従前のバージョンを保管する手段を含む請求項１に記載の装置。
12. それぞれのワークステーションが他のワークステーションとは独立の多様な手順・ビューをサポートする複数のワークステーションを含む請求項１に記載の装置。
13. サーバーが第１サーバーのほかに第２サーバーをも含み、第２サーバーが第１サーバーと同じデータベースおよびコンピュータ・モジュールを含み、第１サーバーと同じセンサー・ネットワークおよびワークステーション・ネットワークと接続し、第１サーバーが受信するデータベース、コンピュータ・プログラムおよびその他の情報に何らかの変化があれば第２サーバーもこれを受信し、第１サーバーが故障すれば自動的に第２サーバーがワークステーションとの通信を引受ける請求項１に記載の装置。
14. データベースの１つまたは２つ以上が手順の完全なテキスト、構造、ロジックおよびダイナミクスを含む単一のファイルとして手順の完全な定義を含む手順データベースを含む請求項１に記載の装置。
15. センサーからのデータがタイム・スタンプされて記憶される請求項１に記載の装置。
16. オペレータまたはその他のユーザーがワークステーションから任意のタイム・スタンプされたアーギュメントと共にセンサー・データ更新をインクルードした場合、タイム・スタンプされたアーギュメント以後に変化がなければ、サーバーは全く回答せず、タイム・スタンプされたアーギュメントがインクルードされなければワークステーションはサーバーの現在状態と同期する請求項１５に記載の装置。
17. 時間、ワークステーションのアドレス、オペレータまたはその他のユーザー、および命令またはその他のリクエストされた情報資源を記録し、記憶するロガーを含む請求項１に記載の装置。
18. ロガーがエントリ条件の具体的なデータ値およびステップ完了時の各ステップのデータ値を含めたすべての手順起動およびステップ移行の詳細な且つタイム・スタンプされたログを記録する請求項１７に記載の装置。
19. ワークステーションにおいて実行されるクライアント・ソフトウェアによって画定されるフォーマットが、問題の手順情報が第１ウィンドウにディスプレイされ、第１ウィンドウにおけるディスプレイが第１ウィンドウにディスプレイされていない手順情報に相当する少なくとも１つのタブを含み、このタブを作用させると、タブが対応の手順情報をディスプレイする第２ウィンドウを開き、タブを第１ウィンドウに引き込むと、タブが第１および第２ウィンドウを同時にディスプレイするというウィンドウ環境を含む請求項１に記載の装置。
20. 第１ウィンドウが第１手順のステップをディスプレイし、第２ウィンドウが第２手順の他のステップをディスプレイする請求項１９に記載の装置。
21. 第１手順および第２手順が同時に実行される請求項２０に記載の装置。
22. 第１ウィンドウにおけるタブが対応の手順情報の状態に関する情報を提供するアイコンを含む請求項１９に記載の装置。
23. 第１および第２手順を、同一の、または別々のワークステーションにおける別々のウィンドウで同時に実行するための請求項１に記載の装置。

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