JP2013525887A - ネットワーク対応型ツールのためのアーキテクチャ - Google Patents

Abstract

種々の有利な実施形態は、無線ネットワーク、任意の数のツール、及び中央サーバーを含むシステムを提供する。任意の数のツールは無線ネットワークに接続されている。任意の数のツールは任意の数のタスクを実施し、任意の数のタスクの実施中にプロセスデータを収集するように構成されている。中央サーバーは無線ネットワークに接続されている。中央サーバーは任意の数のタスクを実施する任意の数のツールを監視し、且つ無線ネットワークを介して任意の数のツールによって収集されたプロセスデータを受信するように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は概してネットワークアーキテクチャに関し、具体的にはネットワーク対応型ツールに関する。さらに具体的には、本発明はネットワーク対応型ツールの監視及び管理のためのデータ処理システムに関する。

生産プログラムで使用されるツールは多くの場合、ツール用のプロセスパラメータを電子的に制御するコンピュータ制御装置を備えている。このようなプロセスパラメータに関しては、遠隔地に設置されているツール保管庫にツールを入庫登録し、プロセスパラメータが変更された場合には手動で更新することが必要となる。ツール保管庫とは、使用しないときにツールが保管される生産環境内の部屋又は物理的な場所のことである。ツール保管庫、又はツールライブラリは、ツールがツール保管庫に登録されたときの在庫を管理する。

ツールがツール保管庫に入庫登録されたとき、生産環境内のツールの操作によるプロセスデータを保管及び分析のためにダウンロード又は取得することができる。ツールをツール保管庫に最後に登録してからプロセスパラメータが更新された場合には、ツールはツール保管庫で手動によりプロセスの更新を受けてもよい。生産環境内でツールの操作中にプロセスパラメータが変更された場合には、ツールを次にツール保管庫に入庫登録するまでプロセスの更新は適用されない。

ポイントツーポイントの有線イーサネット（登録商標）ソリューションの幾つかは、操作中にツールからプロセスデータを取得し、取得したデータをサーバーに保存する限定されたシナリオで存在する。この保存されたデータは自動的に又はツールオペレータにより手動で取得されてもよい。データ取得の手動による方法は、イーサネット（登録商標）によってツールに接続されているラップトップコンピュータ上への情報のダウンロードを含む。ラップトップのハードドライブに保存されたデータは、消去されるまで又はＣＤ−ＲＯＭなどの携帯用の記憶媒体にさらにダウンロードされるまで、ハードドライブに常駐している。自動化されたソリューションは、ネットワーク上の遠隔地のデータベースあるいはマシン内部又は近傍のデータリポジトリとのポイントツーポイントの接続を構築するソフトウェアを組み込んでいる。

したがって、一又は複数の上述の問題に対処する方法と装置を有することが有利であろう。

種々の有利な実施形態は、無線ネットワーク、任意の数のツール、及び中央サーバーを含むシステムを提供する。任意の数のツールは無線ネットワークと通信を行っている。任意の数のツールは任意の数のタスクを実施し、任意の数のタスクの実施中にプロセスデータを収集するように構成されている。中央サーバーは無線ネットワークと通信を行っている。中央サーバーは任意の数のタスクを実施する任意の数のツールを監視し、且つ無線ネットワークを介して任意の数のツールによって収集されたプロセスデータを受信するように構成されている。

種々の有利な実施形態はさらにツール管理のための方法を提供する。任意の数のツールは無線ネットワークに実装されている。任意の数のツールに対するツールプロセスは、無線ネットワークを使用して中央の場所で監視されている。ツールが無線ネットワークを使用して処理を行っている間に、任意の数のツールに対してプロセスデータが中央の場所で受信される。

種々の有利な実施形態はさらにツールプロセス更新のための方法を提供する。ツールの機構は任意の数のプロセスパラメータを使用してタスクを実施するように制御されている。プロセスデータはタスク実施中に収集される。収集されたプロセスデータは遠隔地に送信される。

特徴、機能及び利点は、本発明の様々な実施形態で独立に実現することが可能であるか、以下の説明及び図面を参照してさらなる詳細が理解されうる、さらに別の実施形態で組み合わせることが可能である。

新規の機能と考えられる有利な実施形態の特徴は、添付の特許請求の範囲に明記される。しかしながら、有利な実施形態と、好ましい使用モードと、さらにはその目的及び利点とは、添付図面を参照して本発明の有利な一実施形態の以下の詳細な説明を読むことにより最もよく理解される。

有利な実施形態で実装されうるスマートツール環境を示したものである。 有利な実施形態によるデータ処理システムを示したものである。 有利な実施形態によるツールを示したものである。 有利な実施形態によるネットワーク対応型ツール環境を示したものである。 有利な実施形態によるツール管理用プロセスのフロー図を示したものである。 有利な実施形態によるツール更新用プロセスのフロー図を示したものである。

ここで図面、特に図１を参照すると、有利な実施形態で実装されうるスマートツール環境の図解が示されている。スマートツール環境１００は、ツールが動作する任意の種類の環境であってもよい。例えば、スマートツール環境１００は、生産環境、製造環境、整備環境、保守環境、及び／又は他の適切な環境であってもよい。

スマートツール環境１００は、ネットワーク１０２、バックオフィス１０４、及び工場１０６を含む。ネットワーク１０２は、工場１０６のコンポーネントとバックオフィス１０４との間の無線アクセスを提供する。ネットワーク１０２は、例えば、限定しないが、WPA、WPA２、及び／又は他の適切なセキュリティプロトコールなどの認証プロトコールを使用してアクセスが保護された安全な無線ネットワークとなりうる。バックオフィス１０４は中央データサーバー１０８、動的ホスト通信プロトコール（ＤＨＣＰ）サーバー１１０、認証機関１１２、データベース１１４、及びユーザーインターフェース１１６を含みうる。１つの有利な実施形態では、バックオフィス１０４は、例えば中央データサーバー１０８、動的ホスト通信プロトコール（ＤＨＣＰ）サーバー１１０、及び認証機関１１２などのプロセスを実装するコンピュータであってもよい。別の有利な実施形態では、バックオフィス１０４は、例えば中央データサーバー１０８、動的ホスト通信プロトコール（ＤＨＣＰ）サーバー１１０、及び認証機関１１２などの一又は複数のコンピュータを有する遠隔地であってもよい。

中央データサーバー１０８は、工場１０６内の任意の数のツールなどのツール１２０に対してプロセスパラメータを提供する。中央データサーバー１０８は、任意の数のツール１２０からプロセスデータを受信し、そのプロセスデータを分析し、任意の数のツール１２０に対して一又は複数のプロセスの更新が必要かどうかを判定する。中央データサーバー１０８は、任意の数のツール１２０を監視及び管理するための中心となる情報源である。

この例示的な実施例では、動的ホスト通信プロトコール（ＤＨＣＰ）サーバー１１０により、任意の数のツール１２０はIPアドレスを要求してネットワーク１０２にログオンすることができる。認証機関１１２はセキュリティのための任意の数の認証を処理し、ネットワーク１０２を介して任意の数のツール１２０とバックオフィス１０４との安全なやりとりを管理する。本明細書で使用している「任意の数のアイテム」は、一又は複数のアイテムを意味する。例えば、「任意の数のツール１２０」は、一又は複数のツールとなる。

工場１０６は任意の数のアクセスポイント１１８及び任意の数のツール１２０を含む。任意の数のアクセスポイント１１８は、工場１０６の隅々の任意の数の場所に配置された任意の数の無線アクセスポイントであってもよく、これによって任意の数のツール１２０は工場１０６の隅々でネットワームにアクセスすることが可能になる。無線アクセスポイントは、Ｗｉ−Ｆｉ、又は関連の規格を使用して無線通信機器が無線ネットワークに接続することを可能にする機器であってもよい。無線アクセスポイントは、例えば任意の数のツール１２０などの無線機器と、バックオフィス１０４などのネットワーク上の他の機器との間でデータを中継するルーターを接続してもよい。任意の数のアクセスポイント１１８は、例えばスタンドアロン機器または任意の数のツール１２０による統合型機器であってもよい。任意の数のツール１２０は、例えばツールの機構に対するプロセスパラメータを電子的に制御するツールである。

ツール１２２は、任意の数のツール１２０の実装の一例を示したものである。ツール１２２は、データ処理システム１２４、ゲートウェイ１２６、及び制御装置１２８を含む。データ処理システム１２４は、例えば、操作中にツール１２２から収集されたデータ及び操作中にバックオフィス１０４から受信したデータを管理する。ゲートウェイ１２６は、例えば、任意の数のアクセスポイント１１８を使用して、データ処理システム１２４がネットワーク１０２にアクセスできるようにする。ゲートウェイ１２６は、例えば、限定しないが、専用コンピュータ、ルーター、Ｗｉ−Ｆｉシリアルブリッジ、及び／又は他の適切なゲートウェイ機器であってもよい。

制御装置１２８は、データ処理システム１２４から受け取ったプロセスパラメータを使用して、ツール１２２の操作を制御する。制御装置１２８は、例えば、限定しないが、運動制御装置であってもよい。

任意の数のツール１２０は、例えば、限定しないが、輪郭穿孔マシン１３０、ドリルモーター１３２、及び／又は他の適切なツールであってもよい、

図１のスマートツール環境１００の図解は、物理的又は構造的な実施形態が実装可能であることを示唆することを意図していない。図示されたコンポーネントに加えて及び／又は代えて、他のコンポーネントを使用することができる。一部の有利な実施形態では幾つかのコンポーネントは不要である。また、ブロックは、幾つかの機能的なコンポーネントを示すために提示されている。種々の有利な実施形態において実施されるとき、これらのブロックの一又は複数は異なるブロックに合成及び／又は分割することができる。

幾つかの有利な実施形態では、バックオフィス１０４は以下の図２のデータ処理システム２００などのデータ処理システムとして実装されうる。他の有利な実施形態では、バックオフィス１０４は例えば、ネットワーク１０２を介して接続された任意の数のデータ処理システムとして実装されうる。例示的な実施例では、バックオフィス１０４は工場１０６に隣接したオフィスなどの近隣地、又はサーバーファームなどの遠隔地にあってもよい。

次に図２に注目すると、有利な実施形態によるデータ処理システムの説明が示されている。データ処理システム２００は、例えば、図１の中央データサーバー１０８及び／又はデータ処理システム１２４などのコンピュータの実施例であってもよく、有利な実施形態に従って、その中にコンピュータで使用可能なプログラムコード又はプロセスを実装する命令を配置することができる。

この例示的な実施例では、データ処理システム２００は、通信ファブリック２０２を含み、これによりプロセッサ装置２０４、メモリ２０６、固定記憶域２０８、通信装置２１０、入出力（Ｉ／Ｏ）装置２１２、及びディスプレイ２１４の間の通信を可能にする。

プロセッサ装置２０４は、メモリ２０６に読み込まれうるソフトウェアに対する命令を実行するように働く。プロセッサ装置２０４は、特定の実装に応じて、一又は複数のプロセッサの組か、或いはマルチプロセッサコアであってもよい。さらに、プロセッサ装置２０４は、単一のチップ上にメインプロセッサと二次プロセッサが共存する一又は複数の異種プロセッサシステムを使用して実装してもよい。別の例示的な実施例では、プロセッサ装置２０４は同一形式の複数のプロセッサを含む対称型マルチプロセッサシステムであってもよい。

メモリ２０６及び固定記憶域２０８は記憶デバイス２１６の例である。記憶デバイスは、例えば、限定しないが、データ、機能的な形態のプログラムコードなどの情報、及び／又は他の適切な情報を、一時的に及び／又は永続的に保存することができる任意のハードウェア部分である。これらの例では、メモリ２０６は、例えば、ランダムアクセスメモリ又は他の適切な揮発性又は不揮発性の記憶デバイスであってもよい。固定記憶域２０８は特定の実装に応じて様々な形態をとりうる。例えば、固定記憶域２０８は、一又は複数のコンポーネント又はデバイスを含みうる。例えば、固定記憶域２０８は、ハードドライブ、フラッシュメモリ、書換型光ディスク、書換型磁気テープ、又はこれらの組み合わせであってもよい。固定記憶域２０８によって使用される媒体は着脱式であってもよい。例えば、着脱式ハードドライブは固定記憶域２０８に使用することができる。

通信装置２１０はこれらの例では、他のデータ処理システム又はデバイスとの通信を行う。これらの例では、通信装置２１０はネットワークインターフェースカードである。通信装置２１０は、物理的及び無線の通信リンクのいずれか一方又は両方を使用することによって、通信を行うことができる。

入出力装置２１２により、データ処理システム２００に接続可能な他のデバイスによるデータの入力及び出力が可能になる。例えば、入出力装置２１２は、キーボード、マウス、及び／又は他の幾つかの適切な入力デバイスを介してユーザー入力への接続を提供することができる。さらに、入出力装置２１２は出力をプリンタに送ってもよい。ディスプレイ２１４はユーザーに情報を表示する機構を提供する。

オペレーティングシステム、アプリケーション、及び／又はプログラムに対する命令は、通信ファブリック２０２を介してプロセッサ装置２０４と通信する記憶デバイス２１６内に配置されうる。これらの例示的な実施例では、命令は固定記憶域２０８上の機能的な形態になっている。これらの命令は、メモリ２０６に読み込まれ、プロセッサ装置２０４によって実行される。種々の実施形態のプロセスは、メモリ２０６などのメモリに配置されうる命令を実装したコンピュータを使用して、プロセッサ装置２０４によって実施することができる。

これらの命令は、プログラムコード、コンピュータで使用可能なプログラムコード、又はコンピュータで読取可能なプログラムコードと呼ばれ、プロセッサ装置２０４内のプロセッサによって読取及び実行することができる。種々の実施形態のプログラムコードは、メモリ２０６又は固定記憶装置２０８など、種々の物理的な又は有形のコンピュータで読取可能な媒体上に具現化しうる。

プログラムコード２１８は、選択的に着脱可能でコンピュータで読取可能な媒体２２０上に機能的な形態で配置され、プロセッサ装置２０４での実行用のデータ処理システム２００に読込み又は転送することができる。プログラムコード２１８及びコンピュータで読取可能な媒体２２０は、これらの実施例ではコンピュータプログラム製品２２２を形成する。１つの実施例では、コンピュータで読取可能な媒体２２０は、コンピュータで読取可能な記憶媒体２２４又はコンピュータで読取可能な信号媒体２２６であってもよい。コンピュータで読取可能な記憶媒体２２４は、例えば、固定記憶域２０８の一部であるハードドライブなどのように、記憶デバイス上に転送するための固定記憶域２０８の一部であるドライブ又は他のデバイスに挿入又は配置される光ディスク又は磁気ディスクなどを含むことができる。コンピュータで読取可能な記憶媒体２２４は、データ処理システム２００に接続されているハードドライブ、サムドライブ、又はフラッシュメモリなどの固定記憶域の形態もとりうる。幾つかの例では、コンピュータで読取可能な記憶媒体２２４はデータ処理システム２００から着脱可能ではないことがある。これらの例示的な実施例では、コンピュータで読取可能な記憶媒体２２４は非一時的なコンピュータで読取可能な媒体である。

代替的に、プログラムコード２１８はコンピュータで読取可能な信号媒体２２６を用いてコンピュータで読取可能な媒体２２０からデータ処理シスム２２０に転送可能である。コンピュータで読取可能な信号媒体２２６は、例えば、プログラムコード２１８を含む伝播されたデータ信号であってもよい。例えば、コンピュータで読取可能な信号媒体２２６は、電磁信号、光信号、及び／又は他の適切な形式の信号であってもよい。これらの信号は、無線通信リンク、光ファイバケーブル、同軸ケーブル、有線などの通信リンク、及び／又は他の適切な形式の通信リンクによって転送することができる。すなわち、通信リンク及び／又は接続は、例示的な実施例で物理的なもの又は無線によるものであってもよい。

幾つかの例示的な実施形態では、プログラムコード２１８は、コンピュータで読取可能な信号媒体２２６により、ネットワークを介して別のデバイス又はデータ処理システムから固定記憶域２０８にダウンロードされて、データ処理システム２００内で使用される。例えば、サーバーデータ処理システムのコンピュータで読取可能な記憶媒体に保存されたプログラムコードは、ネットワークを介してサーバーからデータ処理システム２００にダウンロードすることができる。プログラムコード２１８を提供するデータ処理システムは、サーバーコンピュータ、クライアントコンピュータ、又はプログラムコード２１８を保存及び転送することができる他のデバイスであってもよい。

データ処理システム２００に対して例示されている種々のコンポーネントは、種々の実施形態が実装しうる方法に対して構造上の制限を設けることを意図していない。種々の例示的実施形態は、データ処理システム２００に対して図解されているコンポーネントに対して追加的又は代替的なコンポーネントを含むデータ処理システム内に実装しうる。図２に示した他のコンポーネントは、例示的な実施例と異なることがある。種々の実施形態は、プログラムコードを実行できる任意のハードウェアデバイス又はシステムを用いて実施することができる。１つの実施例として、データ処理システムは無機コンポーネントと一体化した有機コンポーネントを含むことができ、及び／又は人間を除く有機コンポーネントを完全に含むことができる。例えば、記憶デバイスは有機半導体を含んでいてもよい。

別の実施例として、データ処理システム２００の記憶デバイスは、データを格納できる任意のハードウェア装置である。メモリ２０６、固定記憶域２０８及びコンピュータで読取可能な媒体２２０は有形の記憶デバイスの例である。

別の実施例では、バスシステムは、通信ファブリック２０２を実装するために使用することができ、システムバス又は入出力バスといった一又は複数のバスを含むことができる。言うまでもなく、バスシステムは、バスシステムに取り付けられた種々のコンポーネント又はデバイスの間でのデータ伝送を行う任意の適切な種類のアーキテクチャを使用して実装することができる。加えて、通信装置は、モデム又はネットワークアダプタといったデータの送受信に使用される一又は複数のデバイスを含むことができる。さらに、メモリは例えば、通信ファブリック２０２に備わっていることがあるインターフェース及びメモリ制御装置ハブにみられるような、メモリ２０６又はキャッシュであってもよい。

本明細書において、列挙されたアイテムと共に使用する「〜のうちの少なくとも１つの」という表現は、列挙されたアイテムのうちの一又は複数からなる様々な組み合わせが使用可能であり、且つ列挙された各アイテムが１つだけあればよいことを意味する。例えば、「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうちの少なくとも１つ」は、例えば、限定しないが、「アイテムＡ」、又は「アイテムＡとアイテムＢ」を含む。この例は、「アイテムＡとアイテムＢとアイテムＣ」、又は「アイテムＢとアイテムＣ」も含む。

本明細書で使用しているように、第１のコンポーネントを第２のコンポーネントに接続する場合には、任意の追加のコンポーネントを使用せずに、第１のコンポーネントを第２のコンポーネントに接続してもよい。第１のコンポーネントはまた、一又は複数のコンポーネントによって第２のコンポーネントに接続されてもよい。例えば、１つの電子デバイスは、第１の電子デバイスと第２の電子デバイスとの間に任意の追加の電子デバイスなしで、別の電子デバイスに接続することができる。場合によっては、互いに接続される２つの電子デバイスの間に別の電子デバイスが存在してもよい。

種々の有利な実施形態は、ツールプロセスパラメータを更新するための現在のシステムが遠隔地にあるツール保管庫に入庫登録されており、プロセスパラメータが変化した場合には手動で更新しなければならないことを認識し、且つ考慮している。このような更新は、ツールが待機状態にあるとき、すなわち現在使用されておらず次回必要となるときまで、又は更新が完了するまでツール保管庫に保管されているときに局所的に発生する。リモート更新をツール保管庫に送信することはできるが、操作完了後ツールが保管庫に入庫登録されるまで更新を受信することはないため、ツールは技術者が手動で更新しなければならない。

種々の有利な実施形態はさらに、ツールプロセスを監視するための現在の方法は、例えば結果又はツールパラメータ性能の目視検査用の個々のツールを人が監視することが必要となることを認識し、且つ考慮している。プロセスが完了し、分析のために情報がダウンロード又は手動で読み出された後、幾つかの限定的なコンピュータ監視が、ツールプロセスの結果と共に提供され、分析される。

種々の有利な実施形態は、無線ネットワーク、任意の数のツール、及び中央サーバーを含むシステムを提供する。任意の数のツールは無線ネットワークに接続されている。任意の数のツールは任意の数のタスクを実施し、任意の数のタスクの実施中にプロセスデータを収集するように構成されている。中央サーバーは無線ネットワークに接続されている。中央サーバーは任意の数のタスクを実施する任意の数のツールを監視し、且つ無線ネットワークを介して任意の数のツールによって収集されたプロセスデータを受信するように構成されている。

種々の有利な実施形態はさらにツール管理のための方法を提供する。任意の数のツールは無線ネットワークに実装されている。任意の数のツールに対するツールプロセスは、無線ネットワークを使用して中央の場所で監視されている。ツールが無線ネットワークを使用して処理を行っている間に、任意の数のツールに対してプロセスデータが中央の場所で受信される。

種々の有利な実施形態はさらにツールプロセス更新のための方法を提供する。ツールの機構は任意の数のプロセスパラメータを使用してタスクを実施するように制御されている。プロセスデータはタスク実施中に収集される。収集されたプロセスデータは遠隔地に送信される。

ここで図３を参照すると、有利な実施形態によるツールの説明が示されている。ツール３００は、図１のツール１２２の実装の一例を示したものである。

ツール３００は制御ケース３０２、ツール機構３０４、筐体３０６、及び電源３０８を含む。制御ケース３０２は、ツール３００のための処理及び制御センターである。ツール機構３０４は、制御ケース３０２のコンポーネントによって制御されるツール３００の機械的なコンポーネントである。ツール機構３０４は、例えば、限定しないが、穿孔機構３１０、締結機構３１２、及び／又はツール操作を実施するための他の適切な機構であってもよい。

筐体３０６は、例えば、ツール機構３０４及び／又は制御ケース３０２を包み込んで、単一の実装の中にツール３００のコンポーネントを含むことができる。電源３０８は、限定しないが、工場供給の交流（AC）又は直流（DC）電源、バッテリー、ウルトラキャパシタ、燃料電池、ガソリン発電機、光電管、及び／又は有線あるいは無線で接続された他の適切な電力を含みうる。１つの例示的な実施例では、ツール３００は、例えば、ケーブルを使用して電源３０８によって電力が供給される。

制御ケース３０２は、データ処理システム３１４、データベース３１６、センサーシステム３１８、ゲートウェイ３２０、及び制御装置３２２を含む。データ処理システム３１４は、例えば、図２のデータ処理システム２００を使用して実装することができる。データ処理システム３１４はデータマネージャ３２４を含むデータマネージャ３２４は、センサーシステム３１８から収集されたデータを受信し、例えば、図１のバックオフィス１０４などの集約場所への収集データの転送を管理する。データマネージャ３２４はまた、集約場所からデータを受信し、受信したデータを使用してツール３００用のプロセスパラメータ及びネットワークパラメータを更新する。

データベース３１６は、これらの例示的な実施例では、プロセスパラメータ３２６及びセキュリティ認証３２８を含む。プロセスパラメータ３２６は、データ処理システム３１４によって、図１のバックオフィス１０４などの集約場所から受信され、ツール３００の操作時に制御装置３２２によって使用されるデータベース３１６に保存される。プロセスパラメータ３２６は、例えば、限定しないが、締め具の取付時に加えられるトルク量、穿孔操作時の許容可能な振動の程度、穿孔操作時の孔の大きさ、穿孔及びフライス操作時の材料へのカッターの送り速度、回転速度、パイロット孔形成、皿穴の深さ、及び／又はツール３００用の適切なプロセスパラメータであってもよい。

セキュリティ認証３２８は、図１のネットワーク１０２などのネットワークについて認証するゲートウェイ３２０に対して現在の認証フレームを提供する。ネットワークによる認証は、図１のネットワーク１０２などのネットワーク上の認証制御サーバーによって制御される。証明書は、例えば図１の任意の数のアクセスポイント１１８などのアクセスポイントを経由してネットワークに送信される。

制御装置３２２は、ツール３００のツール機構３０４を制御するように動作する。制御装置３２２は、例えば、ツール操作プロセス３３０を含むことができる。ツール操作プロセス３３０は、ツール機構３０４の操作の制御時に使用するプロセスパラメータ３２６などの命令を処理すること及び／又はパラメータを処理することができる。

センサーシステム３１８は、ツール３００の操作時にプロセスデータ３３２を収集する。セキュリティシステム３１８は、限定しないが、任意の数のカメラ３３４、ビデオサーバー３３６、画像処理装置３３８、及び／又は他の適切なセンサーを含むことができる。他の適切なセンサーは、例えば、限定しないが、振動を収集するための加速度計、温度を測定するための熱電対、屈曲を検出するための歪みゲージ、湿度センサー、ホールプローブ、タコメータ、及びホール効果センサーを含むことができる。任意の数のカメラ３３４は、例えば、限定しないが、カラーカメラ、白黒カメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、及び／又は他の適切なカメラを含むことができる。ビデオサーバー３３６は、例えば、任意の数のカメラ３３４からのビデオ画像を処理するための任意の種類の専用コンピュータデバイスであってもよい。画像処理装置３３８は、任意の数のカメラ３３４による画像に対して生成された個々のピクセルの輝度及び色度情報を収集し、この情報を使用し、任意の数のアルゴリズムを利用して各ピクセルに対して正しい色と明るさの値を計算する。輝度は、所定の方向に進む光の単位面積あたりの光度の測光量である。輝度は、特定の領域を通過する又は特定の領域から放射され、所定の立体角内に降り注ぐ光の量を記述する。色度は、ある領域又は対象物の色情報を伝達する。ビデオサーバー３３６及び／又は画像処理装置３３８は、例えば画像データを生成することができる。画像データ３４０はプロセスデータ３３２の実装の一例である。

データマネージャ３２４はセンサーシステム３１８からプロセスデータ３３２を受信し、プロセスデータ３３２を使用してプロセスレポート３４２を作成する。プロセスレポート３４２は、ゲートウェイ３２０を使用して、データ処理システム３１４によって中央サーバーに転送される。ゲートウェイ３２０は、図１のツール１２６の実装の一例を示したものである。プロセスレポート３４２は、中央サーバーで任意の数のアプリケーションによって分析され、プロセスパラメータ３２６が更新を必要としているかどうかを判定することができる。

幾つかの有利な実施形態では、ゲートウェイ３２０は、セキュリティ認証３２８を使用して、ツール３００用のネットワーク認証を管理することもできる。データマネージャ３２４は、例えばゲートウェイ３２０によって認証問題が検出された場合、セキュリティレポート３４４を作成することができる。さらに、誤ったデータの収集を防止するため、又は有用なデータの損失を防止するため、ネットワーク媒体上でデータの完全性が検討される。

データマネージャ３２４はまた、図１のバックオフィス１０４などの集約場所からプロセス更新３４６及びセキュリティ更新３４８を受信する。プロセス更新３４６は、データベース３１６のプロセスパラメータ３２６の更新に使用されることがある。プロセス更新３４６はツール３００の操作中に受信されることがある。制御装置３２２は更新されたプロセスパラメータを検出し、その結果、例えばツール３００の操作中に、ツール操作プロセス３３０を調整することができる。

図３に示すツール３００は、種々の有利な実施形態を実装可能な方式に対する物理的又は構造的な限定であることを意図していない。図示されたコンポーネントに加えて及び／又は代えて、他のコンポーネントを使用することができる。一部の有利な実施形態では幾つかのコンポーネントは不要である。また、ブロックは、幾つかの機能的なコンポーネントを示すために提示されている。種々の有利な実施形態において実施されるとき、これらのブロックの一又は複数は異なるブロックに合成及び／又は分割することができる。

ここで図４を参照すると、有利な実施形態によるツールの説明が示されている。ネットワーク対応型ツール環境４００は、図１のスマートツール環境１００の実装の一例を示したものである。

工場４０１は、図１の工場１０６の例示的な実施例の１つである。工場４０１はドリル４０２を含む。ドリル４０２は、図１の任意の数のツール１２０の例示的な実施例の１つである。ドリル４０２は、制御ケース４０４及び穿孔機構４０６を含む。制御ケース４０４は、図３の制御ケース３０２の例示的な実施例の１つである。穿孔マシン４０６は、図３のツール機構３０４の例示的な実施例の１つである。

ドリル４０２は、例えば、加工対象物４０８に穿孔するために使用されることがある。工場４０１は、この例示的な実施例では、ドリル４０２へのネットワークアクセスを可能にするアクセスポイント４１０を含む。アクセスポイント４１０は、図１の任意の数のアクセスポイント１１８の例示的な実施例の１つである。制御ケース４０４は、例えば、アクセスポイント４１０を使用してネットワーク４１４を介してバックオフィス４１２と相互作用することができる。制御ケース４０４は、ドリル４０２の操作中にプロセスデータを収集し、収集したプロセスデータを無線ネットワークを使用してバックオフィス４１２に送信する。

ユーザーインターフェース４１６は、この例示的な実施例では中央データサーバー４１８に接続されている。ユーザー４２０は、ユーザーインターフェース４１６を使用し、ドリル４０２によって収集及び送信されたプロセスデータにアクセスすることができる。ユーザー４２０及び／又は中央データサーバー４１８はこのプロセスデータを分析し、ドリル４０２の制御ケース４０４にプロセス更新が必要かどうかを判定する。プロセス更新が必要な場合には、中央データサーバー４１８でプロセス更新を生成して、ネットワーク４１４上で無線によりドリル４０２の制御ケース４０４へ送信することができる。これらのプロセス更新は、例えば、工場４０１内でドリル４０２の操作中にドリル４０２によって受信される。

図４に示すネットワーク対応型ツール環境４００は、種々の有利な実施形態を実装可能な方式に対する物理的又は構造的な限定であることを意図していない。図示されたコンポーネントに加えて及び／又は代えて、他のコンポーネントを使用することができる。一部の有利な実施形態では幾つかのコンポーネントは不要である。また、ブロックは、幾つかの機能的なコンポーネントを示すために提示されている。種々の有利な実施形態において実装されるとき、これらのブロックの一又は複数は異なるブロックに合成及び／又は分割することができる。

次に図5を参照すると、有利な実施形態により描かれたツール管理のプロセスのフロー図が示されている。図５のプロセスは、例えば、図１のバックオフィス１０４などのコンポーネントによって実装可能である。

プロセスはエンタープライズネットワークアーキテクチャに任意の数のツールを実装することによって開始される（操作５０２）。ネットワーク上のツールは、例えば、データ統合アプライアンス、エンタープライズプロセスミドルウェア、及びデータベースソフトウェアなど、他のネットワークエンドポイントと相互作用可能なノードになりうる。任意の数のツールは、データサーバーの役割を果たすこと又は集約構成管理サービスのクライアントとして動作することができる。プロセスモニターはネットワークを使用して処理を行う（操作５０４）。プロセスは、例えば、図１のネットワーク１０２などの無線ネットワークを介して、ツールプロセスを監視することができる。プロセスはネットワークを使用して任意の数のツールからプロセスデータを収集する（操作５０６）。プロセスデータは、例えば、図３のツール３００のセンサーシステム３１８など、ツール上に実装されたセンサーシステムによって収集することができる。

プロセスは任意の数のツールのプロセスデータを分析する（操作5０８）。プロセスデータは、図１の中央データサーバー１０８などの中央サーバーによって、及び／又は図４のユーザー４２０などの中央サーバー上のプロセスデータにアクセスするユーザーによって、分析可能である。プロセスは、プロセスパラメータ更新が必要かどうかを判定する（操作５１０）。例えば、ツールがある規定されたパラメータの範囲内で動作していないこと、又はツールがある規定されたパラメータの範囲内の結果を生み出すように動作していないことを、プロセスデータが示している場合には、プロセスパラメータ更新が必要となることがある。

プロセスパラメータ更新が必要ないと判定された場合には、プロセスは操作５０４に戻る。プロセスパラメータ更新が必要であると判定された場合には、プロセスはネットワークを使用して、任意の数のプロセスパラメータ更新を任意の数のツールに送信し（操作５１２）、次に操作５０４に戻る。

図５のプロセスは、例えば、ツールが動作している限り、反復されることがある。このプロセスは、例えば、ツールが待機状態になると、又は所定の時間動作しなくなると停止することがある。

次に図６を参照すると、有利な実施形態により描かれたツールプロセス更新のフロー図が示されている。図６のプロセスは、例えば、図１の任意の数のツール１２０及び／又は図３のツール３００などのコンポーネントによって実装可能である。

プロセスは、任意の数のプロセスパラメータを使用し、タスクを実施するツール機構を制御することによって開始される（操作６０２）。ツール機構は、例えば、限定しないが、ドリルビット又は締め具の機構であってもよい。実施されるタスクは、例えば、限定しないが、孔の穿孔作業、１つのコンポーネントを別のコンポーネントに締め付ける作業、及び／又は他の適切なタスクであってもよい。プロセスパラメータは、例えば、ツール操作及び／又はツール操作の結果に対して、特定のパラメータを提供することができる。

プロセスはタスク実施中にプロセスデータを収集する（操作６０４）。プロセスデータは、例えば、限定しないが、ツールプロセス及び／又はツールプロセスの結果の視覚的データ、例えば穿孔された孔のサイズなどであってもよい。プロセスデータはまた、例えば、ツールによって締め付け操作中に加えられたトルクに関する情報であってもよい。

プロセスは収集されたプロセスデータを遠隔地に送信する（操作６０６）。遠隔地は、例えば、図１のバックオフィス１０４であってもよい。プロセスは、例えば、図１のネットワーク１０２などの無線ネットワークを介して、プロセスデータを送信することができる。

プロセスは、プロセス更新が受信されたかどうかを判定する（操作６０８）。プロセス更新は無線ネットワークを介して、例えば、図１のバックオフィス１０４などの中央の遠隔地から受信することができる。プロセス更新は、例えば、図５の操作５１２の結果として受信することができる。プロセス更新が受信されていないと判定された場合には、プロセスは操作６０４に戻る。

プロセス更新が受信されたと判定された場合には、プロセスは受信したプロセス更新を使用して任意の数のプロセスパラメータを更新し、新しいプロセスパラメータを形成する。次にプロセスは新しいプロセスパラメータを使用して、タスクを実施するツール機構を制御し、その後プロセスは終了する。

図６のプロセスは、例えば、ツールの動作中に任意の数のプロセス更新を受信するステップを、ツールが動作している限り反復することがある。

種々の図解されている実施形態でのフロー図及びブロック図は、実装可能な装置、方法及びコンピュータプログラム製品のアーキテクチャ、機能、及び作業を示している。その際、フロー図及びブロック図の各ブロックは、コンピュータで使用可能又は読取可能なプログラムコードのモジュール、セグメント、又は部分を表わしており、特定の機能又は機能群を実装するための一又は複数の実行可能な命令を含んでいる。幾つかの代替的な実施では、ブロックに記載された機能又は機能群は、図の中に記載の順序を逸脱して現れることがある。例えば、場合によっては、連続して示されている２つのブロックがほぼ同時に実行されること、又は時には含まれる機能によってはブロックが逆順に実行されることもありうる。

種々の有利な実施形態は、全体がハードウェアからなる実施形態、全体がソフトウェアからなる実施形態、又はハードウェア要素とソフトウェア要素とを含む実施形態の態様をとることができる。幾つかの実施形態は、限定しないが、例えばファームウェア、常駐ソフトウェア、及びマイクロコードといった形態を含むソフトウェアにおいて実施される。

さらに、種々の実施形態は、コンピュータ、或いは命令を実行する何らかのデバイス又はシステムにより使用される、或いはそれに接続されて使用されるプログラムコードを提供するコンピュータで使用可能又は読み取り可能な媒体からアクセス可能なコンピュータプログラム製品の形態をとることができる。本明細書の目的のために、コンピュータで使用可能又は読み取り可能な媒体は、一般に、命令実行システム、装置、又はデバイスによって使用される、或いはそれに接続されて使用されるプログラムの収容、格納、通信、伝播、又は運搬を行う任意の有形装置とすることができる。

コンピュータで使用可能又はコンピュータで読取可能な媒体は、例えば、限定しないが、電子システム、磁気システム、光学システム、電磁システム、赤外システム、又は半導体システム、或いは伝播媒体とすることができる。コンピュータで読取可能な媒体の非限定的な実施例には、半導体又は固体状態のメモリ、磁気テープ、取り出し可能なコンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ（ＲＭＡ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、剛性磁気ディスク、及び光ディスクが含まれる。光ディスクには、コンパクトディスク−リードオンリーメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、コンパクトディスク−リード／ライト（ＣＤ−Ｒ／Ｗ）、及びＤＶＤが含まれる。

さらに、コンピュータで使用可能な又はコンピュータで読取可能な媒体は、コンピュータで読取可能又は使用可能なプログラムコードを収容又は格納し、コンピュータで読取可能又は使用可能なこのプログラムコードがコンピュータ上で実行されるとき、このコンピュータで読取可能又は使用可能なプログラムコードの実行によって、コンピュータに、コンピュータで読取可能又は使用可能な別のプログラムコードを通信リンクを介して伝送させることができる。このような通信リンクは、例えば、限定しないが、物理的な又は無線の媒体を使用することができる。

コンピュータで読取可能な又はコンピュータで使用可能なプログラムコードを格納及び／又は実行するデータ処理システムは、システムバスのような通信ファブリックによりメモリ要素に直接的に又は間接的に連結された一又は複数のプロセッサを含む。メモリ要素は、プログラムコードが実際に実行される間に使用されるローカルメモリ、大容量記憶装置、及び少なくとも何らかのコンピュータで読取可能な又はコンピュータで使用可能なプログラムコードを一時的に格納することにより、コード実行中に大容量記憶装置からコードを取り出す回数を低減できるキャッシュメモリを含むことができる。

入出力又はＩ／Ｏ装置は、直接的に、又はＩ／Ｏ制御装置を介して、システムに連結することができる。このような装置には、例えば、限定されないが、キーボード、タッチスクリーンディスプレイ、及びポインティングデバイスが含まれる。種々の通信アダプタをシステムに連結することにより、データ処理システムを、構内ネットワーク又は公衆ネットワークを介在させて他のデータ処理システム、遠隔プリンタ、又は記憶デバイスに連結させることができる。非限定的な実施例はモデムであり、ネットワークアダプタは、現在利用可能な種類の通信アダプタのうちのごく一部に過ぎない。

種々の有利な実施形態は、ツールプロセスパラメータを更新するための現在のシステムが遠隔地にあるツール保管庫に入庫登録されており、プロセスパラメータが変化した場合には手動で更新しなければならないことを認識し、且つ考慮している。このような更新は、ツールが待機状態にあるとき、すなわち現在使用されておらず次回必要となるときまで、又は更新が完了するまでツール保管庫に保管されているときに局所的に発生する。リモート更新をツール保管庫に送信することはできるが、操作完了後ツールが保管庫に入庫登録されるまで更新を受信することはない。

種々の有利な実施形態はさらに、ツールプロセスを監視するための現在の方法は、例えば結果又はツールパラメータ性能の目視検査用の個々のツールを人が監視することが必要となることを認識し、且つ考慮している。プロセスが完了し、分析のために情報がダウンロード又は手動で読み出された後、幾つかの限定的なコンピュータ監視が、ツールプロセスの結果と共に提供され、分析される。

したがって、種々の有利な実施形態は、電子的にプロセスパラメータを制御し、且つ得られるプロセスパラメータを既存の生産プログラムに報告するツールである多数のスマートツールを実装するために、エンタープライズレベルのネットワークアーキテクチャを提供する。このシステムは、プロセスパラメータに対する一様な更新及びツールプロセスの監視のために、ツールと集中管理システムとの間の双方向通信を構築する。

種々の有利な実施形態の説明は、例示及び説明を目的として提供されているものであり、網羅的な説明であること、又は開示された形態に実施形態を限定することを意図していない。当業者には、多数の修正例及び変形例が明らかであろう。さらに、種々の有利な実施形態は、他の有利な実施形態に照らして別の利点を提供することができる。選択された一又は複数の実施形態は、実施形態の原理、実際の用途を最もよく説明するため、及び他の当業者に対し、様々な実施形態の開示内容と、考慮される特定の用途に適した様々な修正との理解を促すために選択及び記述されている。

Claims (16)

1. 無線ネットワークと、
   前記無線ネットワークと通信を行い、任意の数のタスクを実施して前記任意の数のタスクの実施中にプロセスデータを収集するように構成された任意の数のツールと、
   前記任意の数のツールが前記任意の数のタスクを実施し、且つ前記無線ネットワークを使用して前記任意の数のツールによって収集されたプロセスデータを受信するに連れて、前記無線ネットワークと通信を行い、前記任意の数のツールを監視するように構成されている中央サーバーと
   を含むシステム。
2. 前記任意の数のツールが任意の数のプロセスパラメータを使用して前記任意の数のタスクを実施する、請求項１に記載のシステム。
3. 前記中央サーバーが前記任意の数のツールから受信した前記プロセスデータを分析し、且つプロセスパラメータ更新が必要かどうかを判定する、請求項１に記載のシステム。
4. 前記中央サーバーが前記無線ネットワークを使用して、任意の数のプロセスパラメータ更新を前記任意の数のツールに送信する、請求項１に記載のシステム。
5. 前記任意の数のツールが、前記プロセスデータを前記中央サーバーに送信するように構成されたデータ処理システムをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
6. 前記任意の数のツールが、前記任意の数のツールによる前記任意の数のタスクの実施中に、前記中央サーバーから任意の数のプロセスパラメータ更新を受信するように構成されたデータ処理システムをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
7. 前記任意の数のツールが、輪郭穿孔マシン、ドリルモーター、及び締め具のうちの少なくとも１つから選択されている、請求項１に記載のシステム。
8. 前記任意の数のツールが、前記任意の数のツールによる前記任意の数のタスクの実施中に、前記プロセスデータを収集するように構成されたセンサーシステムをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
9. ツールを管理するための方法であって
   無線ネットワークと通信を行っている任意の数のツールに対するツールプロセスを監視するステップであって、該無線ネットワークを使用して中央の場所で実施される監視ステップと、
   前記無線ネットワークを使用して中央の場所で行われるツールプロセスの実施中に前記任意の数のツールに対してプロセスデータを受信するステップと
   を含む方法。
10. 前記ツールプロセスの実施中に前記任意の数のツールから収集された前記プロセスデータを分析するステップと、
    前記任意の数のツールに対してプロセスパラメータ更新が必要かどうかを判定するステップと
    をさらに含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記任意の数のツールの中の１つのツールが所定のパラメータの範囲内で動作していないことを前記プロセスデータが示している場合には、前記プロセスパラメータ更新が必要となる、請求項１０に記載の方法。
12. 前記プロセスパラメータ更新が必要であるという判定に対応して、前期無線ネットワークを使用して前記中央の場所から前記任意の数のツールに任意の数のプロセスパラメータ更新を送信するステップであって、前記任意の数のツールが動作中に前記任意の数のツールに対して前記任意の数のプロセスパラメータ更新が送信されるステップ
    をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
13. 前記任意の数のツールが、輪郭穿孔マシン、ドリルモーター、及び締め具のうちの少なくとも１つから選択されており、前記任意の数のツールが前記ネットワーク上の任意の数のノードである、請求項９に記載の方法。
14. 前記任意の数のツールが任意の数のセンサーシステムを含み、且つ前記プロセスデータが前記任意の数のセンサーシステムを使用して前記任意の数のツールによって収集される、請求項９に記載の方法。
15. プロセス更新が前記任意の数のツールで受信されたかどうかを判定するステップと、
    前記プロセス更新が受信されたという判定に対応して、前記任意の数のツールで任意の数のプロセスパラメータを更新するステップと
    をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
16. 前記任意の数の更新されたプロセスパラメータを使用してタスクを実施するツール機構を制御するステップと、
    タスク実施中にプロセスデータを収集するステップと、
    前記無線ネットワークを使用して収集された前記プロセスデータを前記中央の場所に送信するステップと
    をさらに含む、請求項１５に記載の方法。

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