JP2015502591A - 目標駆動型ヒューマンマシンインターフェース - Google Patents

目標駆動型ヒューマンマシンインターフェース Download PDF

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Abstract

本明細書では、産業機器用のHMIが開示される。HMIは、表示ユニットおよび表示制御ユニットを備え、表示制御ユニットは、表示ユニットに結合されており、また、産業機器によって想定された現行の作動状態を表すデータを機器制御ユニットから取得するように、機器制御ユニットにも結合することができる。表示制御ユニットは、産業機器によって達成することができるユーザ選択可能な目標のリスト、ならびに、それぞれのユーザ選択可能な目標に関して、前記ユーザ選択可能な目標が達成可能な作動状態のリスト、および前記ユーザ選択可能な目標に関連したユーザ選択可能な機能のリストを記憶するように構成されている。表示制御ユニットは、表示ユニット上に、現行の作動状態から達成することができるユーザ選択可能な目標を表示し、表示された目標の選択に応答して、選択された目標に関連しているユーザ選択可能な機能だけを表示するようにさらに構成されている。

Description

本発明は、産業機器または工業機械用の目標駆動型ヒューマンマシンインターフェース(HMI)に関し、具体的には、以下の説明において単なる例として特に採り挙げる食品加工および/または包装システム用の産業機器または工業機械用の目標駆動型ヒューマンマシンインターフェースに関する。
知られているように、食品包装工場の作業現場では、一般に、入荷した食物および包装材料の保管、食品加工、食品包装、並びに包装品の入庫を含む、目的を特定したいくつかの処理が遂行されている。
具体的には、食品包装は包装ラインで遂行され、包装ラインのそれぞれが、包装品の生産および取扱いに関する機械と装置の組立体であり、包装品の生産に関する充填機を含んでおり、包装品の取扱いのためにコンベアを介して充填機に接続された、アキュムレータ、ストローアプリケータ、フィルムラッパ、および段ボール紙の包装機などの下流の分配装置の１つまたは複数の所定の構成が続く。
このタイプの包装品の代表例には、Tetra Brik Aseptic(登録商標)として知られている、液体または注ぐことができる食品生産物のための平行六面体形状の包装品があり、これは包装材料の積層されたウェブを折り畳んで密閉することによって製作される。
この包装材料は、通常は、たとえば、両側を複数のヒートシールプラスチック材料層（たとえばポリエチレンフィルム）で覆った繊維材料（たとえば紙または無機充填ポリプロピレン材料）で製作された、1つまたは複数の硬化および強化の基層を実質的に含む多層シート構造を有する。UHTミルクなどの長期保存商品用の無菌紙パックの場合には、包装材料は、ヒートシールプラスチック材料層の上に重ねられたガス障壁および光障壁の材料層（たとえばアルミニウム箔またはエチルビニルアルコール(EVOH)フィルム）をも含み、これが、最終的に食品生産物と接触する包装品の内面を形成する別のヒートシールプラスチック材料層で覆われている。
この種の包装品は、全自動の充填機上で生成され、ウェブとして供給された包装材料から連続した垂直の管が形成され、この管が、過酸化水素溶液などの化学物質の滅菌剤を加えることによって滅菌され、滅菌が完了すると、滅菌剤は、たとえば加熱による蒸発によって包装材料の表面から除去され、滅菌されたウェブは、閉鎖された無菌の環境に保たれ、長手方向に折り畳まれ、密閉されて垂直の管を形成する。次いで、この管は、滅菌された、または滅菌処理された注げる食品生産物が下方へ流れることで満たされ、垂直な経路に沿って成形ステーションに供給され、ここで、2対の掴み具で、等間隔の各断面に沿って掴まれ、2対の掴み具が、管に対して周期的かつ連続的に作用して管の包装材料を密閉し、横方向のシールストリップによって互いに接続されたピロー包装の連続した細長片を形成する。ピロー包装は相互のシールストリップを切断されることによって互いから分離され、最終的な折畳みステーションに運ばれて機械的に折り畳まれることで、完成した、たとえば実質的に平行六面体形状の包装品になる。
あるいは、包装材料は空包において切断されてよく、それらが成形スピンドル上で包装品を形成し、食品生産物で満たされて密閉される。このタイプの包装品の一例には、Tetra Rex(登録商標)として知られているいわゆる「屋根型」の包装品がある。
その内容が参照によって本明細書に組み込まれている、本出願人のPCT出願である国際公開第2009/083594号、国際公開第2009/083595号、国際公開第2009/083597号、および国際公開第2009/083598号には、
・包装された消費者製品を生産するように自動的に構成可能な1つまたは複数の包装ラインであって、各包装ラインが、充填機または充填装置と、コンベアを介して接続された1つまたは複数の下流の分配装置とを備え、各充填機が、1つまたは別々のタイプのシールパッケージを選択的に生産するように動作可能であり、各シールパッケージは、注ぎ込まれた1つまたは別々の食品生産物を含み、少なくとも1つの硬化および強化の基層ならびに1つまたは複数のヒートシールプラスチック層を含む(積層された)多層シートの包装材料で製作され、各分配装置が、個々に入ってくる、またはグループで入ってくるシールパッケージに対応する包装作業を実行するように動作可能であり、各充填機および各分配装置が、1つまたは複数のソフトウェアモジュールを記憶して実行するように設計されたそれぞれの電子制御ユニットを含む1つまたは複数の包装ラインと、
・それぞれが1つまたは複数のそれぞれの包装ラインの構成、通信および制御を管理するようにプログラムされた1つまたは複数のラインコントローラであって、それぞれの包装ラインの中の充填装置および分配装置のソフトウェアモジュールと協働するように構成されているソフトウェアアプリケーションを記憶して実行するように設計されたそれぞれの電子制御ユニットを含む1つまたは複数のラインコントローラと、
・各ラインコントローラを、それぞれの包装ラインの中の充填装置および分配装置に接続するように設計された通信ネットワークとを含んでいる新世代の包装システムが開示されている。
この包装システムは、
・包装ラインを1つしか含まないシングルラインタイプ、
・複数の動作可能なスタンドアロンの包装ライン、すなわち、いかなる分配装置も共有することなく、関連するラインコントローラがそれぞれに備わっている包装ラインを含むマルチラインタイプ、または
・複数の動作可能に協働する包装ライン、すなわち1つまたは複数の分配装置を共有するように配置された包装ラインを有し、このため、顧客に対する融通性および生産の可変性が向上するマルチスイッチタイプでよい。
マルチスイッチ包装システムでは、1つの層または2つの層の制御構成のいずれかが提供され得る。1つの層の制御構成では、生産中にマルチスイッチ包装システムの性能および製品搬送を改善するために、充填機と分配装置の間の相互作用を最適化することを目的として、すべての包装ラインの構成、通信および制御を管理するようにプログラムされている1つの共通のラインコントローラだけが用意され、一方、2つの層の制御構成では、それぞれの包装ラインのためのスレイブラインコントローラおよびスレイブラインコントローラに対するマスタラインコントローラの両方が用意される。
図1は、例として、特に図面の簡単さのために、前述のPCT出願で開示された1つのラインのタイプの一体型包装システムの概略レイアウトを示す。
具体的には、図1に示された包装システムは、
・アキュムレータ、ストローアプリケータ、キャップアプリケータ、ハンドルアプリケータ、段ボール紙パッカ、フィルムラッパ、構成スイッチ、動的スイッチ、およびパレットシステムなど、互いにカスケード接続され、コンベアを介して充填機に接続されている下流の分配装置(充填装置および分配装置はそれ自体が知られているので本明細書で詳細に説明することはない)が続く、充填機または充填装置を備える単一の包装ラインと、
・生産中に包装ラインの性能および製品搬送を改善するために、充填機と分配装置の間の相互作用を最適化することを目的として、包装ラインの構成、通信および制御を管理するように設計されているラインコントローラと、
・ラインコントローラを充填機および分配装置に接続するように設計されている通信ネットワークとを含む。
先に説明したように、前述のPCT出願で開示されているタイプの包装システムの充填機、分配装置、およびラインコントローラにはそれぞれの電子制御ユニットが備わっており、同ユニットは、
・ユーザの選択に応答して機能を自動的に実行することにより、その動作を制御するように構成されており、また、
・タッチスクリーンなどの表示ユニット、および表示ユニット上にグラフィカルユーザインターフェース(GUI)を表示するようにプログラムされた表示制御ユニットを含むヒューマンマシンインターフェース(HMI)が備わっている。
一般に、包装システムにおいて現在用いられる電子制御ユニットのHMIによって表示されるGUIは、電子制御ユニットによって実行することができるユーザ選択可能な機能を展示する。ユーザ選択可能な機能のタッチ選択などの選択により、電子制御ユニットによって前記ユーザ選択可能な機能が実行される。
具体的には、GUIは、電子制御ユニットによって実行できるユーザ選択可能な機能をすべて展示するため、HMIと情報をやりとりするユーザに対して視覚情報の過負荷をもたらし、この視覚情報の過負荷によって、ユーザが選択を誤る可能性すらある。
国際公開第2009/083594号 国際公開第2009/083595号 国際公開第2009/083597号 国際公開第2009/083598号
それ故に、本発明の目的は、上記で引用された難点を少なくとも部分的に緩和することができるヒューマンマシンインターフェース(HMI)を提供することである。
この目的は、添付の特許請求の範囲で定義されるように、ヒューマンマシンインターフェース(HMI)、機器制御ユニット、産業機器、食品加工および/または包装システム、ヒューマンマシンインターフェース(HMI)を操作する方法、および前記方法を実施するためのソフトウェアプログラムに関連する本発明によって達成される。
具体的には、本発明は産業機器用のヒューマンマシンインターフェース(HMI)に関し、この産業機器は、いくつかの作動状態を想定して、それぞれが1つまたは複数の作動状態から達成することができるいくつかのユーザ選択可能な目標を達成するように動作可能である。
本発明によるHMIは、産業機器の機器制御ユニットと結合するように設計されている。前記機器制御ユニットは、
・受け取った装置動作データに基づいて、産業機器によって想定された現行の作動状態を求め、
・目標選択に応答して、前記産業機器に、選択された目標を達成させ、
・それぞれが1つまたは複数のユーザ選択可能な目標に関連していて、機能選択に応答して機器制御ユニットによって実行される、ユーザ選択可能な機能を含む、装置関連機能を実行するように設計されている。
本発明によるHMIは、
・表示ユニットと、
・表示ユニットに結合され、産業機器によって想定された現行の作動状態を表すデータを機器制御ユニットから取得するように機器制御ユニットにも結合することができる表示制御ユニットとを備える。
表示制御ユニットは、
・産業機器によって達成することができるユーザ選択可能な目標のリストを記憶し、また、それぞれのユーザ選択可能な目標に関して、
- 前記ユーザ選択可能な目標を達成することができる作動状態のリスト、および
- 前記ユーザ選択可能な目標に関連したユーザ選択可能な機能のリストを記憶し、
・現行の作動状態から達成することができるユーザ選択可能な目標を表示ユニット上に表示し、
・表示された目標の選択に応答して、選択された目標に関連しているユーザ選択可能な機能だけを表示ユニット上に表示するように構成されている。
さらに、本発明は、前述のタイプの産業機器用の、表示ユニットを備えるHMIを操作する方法にも関するものである。
具体的には、本発明による方法は、
・機器制御ユニットから、産業機器によって想定された現行の作動状態を表すデータを得るステップと、
・現行の作動状態から達成することができるユーザ選択可能な目標を表示ユニット上に表示するステップと、
・表示された目標の選択に応答して、選択された目標に関連しているユーザ選択可能な機能だけを表示ユニット上に表示するステップとを含む。
次に、本発明のより優れた理解のために、添付図面(すべて、原寸に比例しない)を参照しながら好ましい実施形態を説明するが、それらは単なる例として意図されており、限定するものとして解釈されるべきではない。
一体型包装システムの配置図である。 目標駆動型装置の動作ロジックを概略的に示す図である。 本発明の好ましい実施形態による、産業機器用のヒューマンマシンインターフェース(HMI)を操作する方法を概略的に示す図である。 包装システム内の、本発明の前記好ましい実施形態によるヒューマンマシンインターフェース(HMI)が備わっている目標駆動型充填機の、動作ロジックを概略的に示す図である。
以下の説明は、当業者が本発明を製作し、かつ使用することができるように提供されるものである。当業者には、実施形態に対する種々の修正形態が、特許請求される本発明の範囲から逸脱することなく容易に明らかになるはずである。したがって、本発明は、本明細書に示された実施形態に限定されるように意図されたものではなく、本明細書に開示された原理および特徴と一致し、かつ添付の特許請求の範囲で定義される、最も広い範囲を認められることになっている。
本発明は、前述のタイプの食品加工および/または包装システム内の充填機、分配装置またはラインコントローラなどの産業機器または工業機械用のヒューマンマシンインターフェース(HMI)に関するものであり、この産業機器は、
・産業機器によって自動実行可能なアクションおよび産業機器によって対応する指令に応答して実行可能なアクションを含むいくつかのアクションを遂行し、
・産業機器によって自動実行可能なタスクおよび産業機器によってそれぞれの指令に応答して実行可能なタスクを含み、それぞれが1つまたは複数のそれぞれのアクションを含む、いくつかのタスクを遂行し、
・それぞれの実行可能なタスクとそれぞれ関連しているいくつかの作動状態を想定して、
・産業機器が関連するユーザ選択可能な目標を達成するために、前記産業機器が辿るべき対応する作業パス(各作業パスが、少なくともそれぞれの最初の作動状態およびそれぞれの最終的な作動状態を含む一連のそれぞれの作動状態である)にそれぞれ関連したいくつかの前記ユーザ選択可能な目標を達成するように動作可能である。
好ましくは、いくつかの作業パスが、それぞれの初期の作動状態と最終的な作動状態の間に1つまたは複数のそれぞれの中間の作動状態を含むことができる。
好都合には、作動状態は、1つの作業パスにしか存在しなくてもよく、あるいは種々の作業パスに存在してもよい。たとえば、包装システム内の充填機の場合には、「滅菌器から信号」の作動状態は、「準備」目標と関連した作業パスおよび「生産」目標と関連した作業パスのどちらにも存在し得る。
前述の産業機器または工業機械は、いくつかのユーザ選択可能な目標を、後続のアクション、タスクおよび作動状態を通って進むことによって達成するように構成されている目標駆動型装置である。産業機器の作動状態は、包装システム内の充填機の場合には、蒸気温度、予備加熱要素、紙位置、弁位置、シーリングパラメータ、無菌のパラメータ、過酸化物パラメータなど、産業機器の機能と、パラメータ値と、構成との組合せによって求められる。目標駆動型装置は、ユーザ、すなわち前記産業機器のオペレータまたは前記産業機器の運転を担当する専門の技術者によって選択された特定の目標を達成するために、特定の作業パスのすべての特定の作動状態を想定し、想定されたそれぞれの特定の作動状態において、前記想定された特定の作動状態に関連した特定のタスクを遂行して、遂行されたそれぞれの特定のタスクに関して、前記遂行された特定のタスクの特定のアクションを実行することにより、前記特定の目標に関連した前記特定の作業パスを辿る必要がある。選択された目標が、初期の作動状態および最終的な作動状態のみを含む作業パスに関連している場合、前記選択された目標は、その選択の後に、目標駆動型装置が最終状態を想定すると直ちに達成されるが、選択された目標が初期の作動状態と最終的な作動状態の間に1つまたは複数の中間の作動状態を含む作業パスに関連している場合には、前記選択された目標が達成されるのは、目標駆動型装置が作業パスをすべて辿った後である。
これに関連して、図2は、目標駆動型装置の動作ロジックの一例を概略的に表す図である。
具体的には、図2には、
・(長方形で表された)ユーザ選択可能な4つの目標、すなわち「目標1」、「目標2」、「目標3」、「目標4」であって、目標駆動型装置が前記ユーザ選択可能な目標を一旦達成したときに想定される、最終的な作動状態も表しており、また、目標駆動型装置によって、(これも長方形で表されている)「状態ゼロ」の作動状態から達成可能であり、この「状態ゼロ」の作動状態は、目標駆動型装置が一旦「目標1」、「目標2」、「目標3」および「目標4」を達成したときに目標駆動型装置によって想定される最終的な作動状態から達成可能であってユーザ選択可能な目標も表すものであり、前記「状態ゼロ」の作動状態が、目標駆動型装置が一旦オンになったとき、同装置によって想定された作動状態を好都合に表す、ユーザ選択可能な4つの目標と、
・前記目標駆動型装置が、対応するユーザ選択可能な目標を達成するために辿るべき(矢印で表された)それぞれの作業パスであって、各作業パスには、前記目標駆動型装置が、対応するユーザ選択可能な目標を達成するために想定すべき、(黒丸で表された)1つまたは複数のそれぞれの中間の作動状態が含まれる作業パスとが概略的に示されている。
さらに、この産業機器は、機器制御ユニットを、好ましくは、ソフトウェアプログラムを記憶し、かつ実行するようにプログラムされた、すなわちそのように設計された電子ユニットの形で有し、このソフトウェアプログラムが実行されたとき、前記機器制御ユニットが、
・前記産業機器の動作を制御し、
・ユーザが目標を選択するのに応答して、前記産業機器に、選択された目標に関連した作業パスを、目標が達成されるまで、すなわち、それぞれの最終的な作動状態が産業機器によって想定されるか、またはユーザによって新規の目標が選択されるまで辿らせるように構成される。
具体的には、機器制御ユニットは、産業機器を操作するために、産業機器に、指令、設定、構成などを与えるように、また、産業機器の動作に関係するデータであって、前記産業機器によって想定される現行の作動状態を求める基になる装置動作データを特に含むデータを受け取るように、産業機器と結合されている。好都合には、機器制御ユニットは、産業機器に組み込むこと、または産業機器に対して遠隔で接続することが可能である。
さらに、機器制御ユニットは、装置関連機能を実行するようにさらにプログラムされており、この機能には、機器制御ユニットによって自動的に実行可能な自動機能と、機器制御ユニットが、ユーザの選択に応答して実行することができるユーザ選択可能な機能とが含まれる。
好都合には、ユーザ選択可能な機能は、
・それぞれが、実行されたとき、それぞれの設定を産業機器に適用する設定機能と、
・それぞれが、実行されたとき、それぞれの条件が満たされると、それぞれのアラームを立ち上げるアラーム機能と、
・それぞれが、実行されたとき、産業機器によって遂行されるそれぞれのアクションもしくはタスク、または産業機器によって想定されるそれぞれの作動状態、または産業機器が辿るそれぞれの作業パスを監視する監視機能と、
・それぞれが、実行されたとき、それぞれのアクションまたはタスクを産業機器に遂行させる指令機能とを含むことができる。
具体的には、それぞれのユーザ選択可能な機能は、1つまたは複数の対応するユーザ選択可能な目標に関連しており、すなわち、機器制御ユニットによって、1つまたは複数の対応するユーザ選択可能な目標と関連して実行可能である。
詳細には、それぞれのユーザ選択可能な目標に関して、前記ユーザ選択可能な目標に関連したユーザ選択可能な機能には、それぞれが前記ユーザ選択可能な目標と関連した作業パスの対応する所与の作動状態にある機器制御ユニットによって実行可能な第1のユーザ選択可能な機能が含まれる。
さらに、それぞれのユーザ選択可能な目標に関して、前記ユーザ選択可能な目標に関連したユーザ選択可能な機能には、それぞれが前記ユーザ選択可能な目標と関連した作業パスの対応する所与の作動状態にある機器制御ユニットによって実行可能な第2のユーザ選択可能な機能も含まれ、それぞれの第2のユーザ選択可能な機能が、対応する所与の作動状態の機器制御ユニットによって実行可能になるのは、産業機器が、対応する前記所与の作動状態を想定するのに先立って、1つまたは複数の対応する特定の目標を以前に達成している場合、および/または対応する前記所与の作動状態を想定するのに先立って、1つまたは複数の対応する特定の作動状態を以前に想定している場合のみである。
本発明の好ましい実施形態によるヒューマンマシンインターフェース(HMI)は、機器制御ユニットと結合することができ、
・タッチスクリーンなどの表示ユニットと、
・表示制御ユニットであって、好ましくは、表示ユニットにいくつかのグラフィカルユーザインターフェース(GUI)を表示させるように表示ユニットと結合されている電子ユニットの形態の表示制御ユニットとを備える。
以下では、本発明の前記好ましい実施形態によるHMIの動作ロジックが、前記HMIを操作する方法1を表す流れ図を示す図3を参照しながら説明されることになる。
具体的には、HMIの表示制御ユニットは、
・機器制御ユニットから、産業機器によって想定された現行の作動状態を表すデータを得て(図3のブロック11)、
・産業機器によって達成され得るユーザ選択可能な目標のリストを記憶し、それぞれのユーザ選択可能な目標に関して、
- 前記ユーザ選択可能な目標を達成することができる作動状態のリスト、および
- 前記ユーザ選択可能な目標に関連したユーザ選択可能な機能のリストを記憶するように設計されている。
さらに、表示制御ユニットは、ソフトウェアプログラムを記憶し、かつ実行するようにプログラムされ、すなわちそのように設計されており、このソフトウェアプログラムが実行されたとき、前記表示制御ユニットが、
・取得して記憶されたデータに基づいて、表示ユニット上に、現行の作動状態から達成することができるユーザ選択可能な目標の図的表現を提供する目標駆動型GUIを表示し(図3のブロック13)、
・展示された目標がタッチ選択などで選択されるのに応答して、取得して記憶されたデータに基づいて、選択された目標に関連しているユーザ選択可能な機能のみの図的表現を提供する、選択された目標に依拠するGUIを表示ユニット上に表示する(図3のブロック15)ように構成される。
好都合には、目標駆動型GUIによって展示されるユーザ選択可能な目標、および選択された目標に依拠するGUIによって展示されるユーザ選択可能な機能は、アイコンおよび/またはグラフィックシンボルおよび/またはソフトウェアの押しボタンの形態のものである。
好ましくは、表示制御ユニットは、
・現行の作動状態から達成することができるユーザ選択可能な目標の選択を有効にし、現行の作動状態から達成することができないユーザ選択可能な目標の選択を無効にして(図3のブロック12)、
・表示された目標駆動型GUIに、
- ユーザ選択可能な目標のうち、選択有効なもののみ、
- または選択有効なものと選択無効なものの両方を展示するようにさらに構成されている。
好都合には、目標駆動型GUIは、展示されたユーザ選択可能な目標のうち選択無効なものをグレイアウトした(faded)図的表現を提供する。
HMIの前述の説明を言い換えると、前記HMIは、目標駆動型GUIによって、ユーザ、すなわち産業機器のオペレータまたは前記産業機器の運転を担当する専門の技術者が、産業機器の現行の作動状態から達成可能な目標のみを選択することができるようにする。HMIが遂行する、ユーザ選択可能な目標の、この自動のインテリジェントなフィルタリングにより、ユーザが目標選択を誤る可能性が低減される。
さらに、ユーザは、目標駆動型GUIによって展示された選択有効な目標を選択することにより、産業機器に、辿るべき作業パス、具体的には、選択された目標の最終的な作動状態を達成するのに必要なすべてのアクション、タスク、および作動状態を知らせる。具体的には、目標選択に応答して、選択された目標に関連した作業パスが、機器制御ユニットによって、前記作業パスの初期の装置状態として現行の作動状態を使用することにより、産業機器に対して自動的にセットアップされる。
ユーザは、目標駆動型GUIと情報をやりとりすることにより、利用可能な目標を見て、それらのうちの1つを任意の時機に選択する可能性を有する。前述のように、目標駆動型GUIでユーザが選択し得る目標は、産業機器によって達成可能なすべての目標ではなく、前記時機において、
・目標がまだ選択されていなければ(たとえば、図2に示された前述の「ステップゼロ」の作動状態を参照されたい)、現行の作動状態のみであるが、
・目標が既に選択されていれば、現行の作動状態および進行中の作業パス、ということに関連して論理的に定義される目標のみである。
さらに、ユーザが、目標駆動型GUIによって展示された選択有効な目標を選択するとき、HMI、具体的には表示制御ユニットは、選択された目標に依拠するGUIによって、選択された目標に関連している、設定機能、監視機能、アラーム機能および指令機能などの必要な機能だけをユーザに示し、一方、不要な機能、すなわち選択された目標に関係のない機能は示されない。HMIが遂行する、情報の、この自動のインテリジェントなフィルタリングにより、ユーザが機能選択を誤る可能性が低減され、GUIの視覚情報の過負荷も低減され、したがって産業機器の有用性が向上する。
好ましくは、表示制御ユニットは、
・産業機器によって達成されたそれぞれの以前の目標、
・産業機器によって想定されたそれぞれの以前の作動状態、ならびに、
・それぞれのユーザ選択可能な目標に関して、
- 前記ユーザ選択可能な目標と関連した作業パス、
- 前記ユーザ選択可能な目標に関連したそれぞれの第1のユーザ選択可能な機能に対して、前記第1のユーザ選択可能な機能が実行可能である前記ユーザ選択可能な目標に関連した作業パスの対応する所与の作動状態、および、
- 前記ユーザ選択可能な目標に関連したそれぞれの第2のユーザ選択可能な機能に対して、前記第2のユーザ選択可能な機能が実行可能である前記ユーザ選択可能な目標に関連した作業パスの対応する所与の作動状態、および、産業機器が、以前に達成/想定していなければならない、すなわち、前記第2のユーザ選択可能な機能が実行可能となるように、対応する前記所与の作動状態に先立って達成/想定していなければならない、対応する特定の目標および/または対応する特定の作動状態も記憶するように設計されている。
好都合には、第1のユーザ選択可能な機能は、
・現行の作動状態が、前記第1のユーザ選択可能な機能が実行可能である対応する所与の作動状態であれば、選択有効にされ、
・現行の作動状態が、前記第1のユーザ選択可能な機能が実行可能である対応する所与の作動状態でなければ、選択無効にされる(図3のブロック14)。
また、好都合には、第2のユーザ選択可能な機能は、
・現行の作動状態が、前記第2のユーザ選択可能な機能が実行可能である対応する所与の作動状態であって、産業機器が、以前に(すなわち現行の作動状態が達成したと想定するのに先立って)、対応する特定の目標を達成している場合、および/または以前に(すなわち現行の作動状態が想定していると想定するのに先立って)、対応する特定の作動状態を想定している場合には選択有効にされ、
・現行の作動状態が、前記第2のユーザ選択可能な機能が実行可能である対応する所与の作動状態ではない場合、または、産業機器が、対応する特定の目標を以前に達成していない場合、または、産業機器が、対応する特定の作動状態を以前に想定していない場合、選択無効にされる(図3のブロック14)。
より好都合には、選択された目標に依拠するGUIは、
・選択された目標に関連した、選択有効にされた第1および第2のユーザ選択可能な機能のみ、
・または、選択された目標に関連した第1および第2のユーザ選択可能な機能の、選択有効にされたものと選択無効にされたものの両方を展示することができる。
より一層好都合には、選択された目標に依拠するGUIは、展示された機能のうち選択無効なものをグレイアウトした図的表現を提供する。
好ましくは、表示制御ユニットは、
・展示されている選択有効な目標がタッチ選択などで選択されるのに応答して、選択された目標を示すデータを機器制御ユニットに供給し、また、
・展示されている選択有効な機能がタッチ選択などで選択されるのに応答して、選択された機能を機器制御ユニットに実行させるようにさらにプログラムされている。
好都合には、表示制御ユニットは、それぞれのユーザ選択可能な目標に関して、それぞれのアクションとともに、前記ユーザ選択可能な目標に関連した作業パスの作動状態に関連したタスクのリストも記憶するようにさらに設計され得る。
より好都合には、表示制御ユニットは、目標選択および/または機能選択に応答して、対応するプロンプトボックスおよび/またはポップアップボックスおよび/またはダイアログボックスを表示ユニット上に表示するようにさらにプログラムされ得る。
HMIの前述の説明を言い換えると、前記HMI、具体的には表示制御ユニットは、選択された目標に依拠するGUIに、正確な機能選択肢を論理的に供給し、また、作動状態の履歴データを正確な作業パスと関連してログ記録するために、ユーザ選択可能な目標および対応する関連した作業パスを認識している。作動状態の履歴データは、ログ記録され、表示制御ユニットおよび/または機器制御ユニットによって、現行の作動状態および進行中の作業パスに自動的にリンクされて、準備中の性能、生産中の性能、洗浄中の性能など、特定の動作段階に関する産業機器の性能を規定するため、また、たとえば生産中の装置の機械的効率、準備中の装置の機械的効率を規定するためなど、前記性能を解析するために用いられる。
本発明のより優れた理解のために、図4は、包装システム内の目標駆動型充填機の動作ロジックの一例を概略的に表す図であり、この目標駆動型充填機は、上記で説明された本発明の好ましい実施形態によるHMIを備えている。
具体的には、図4には、HMIによって実行可能ないくつかの目標選択肢(楕円で表されている)が概略的に示されており、それぞれの目標選択肢によって、目標駆動型充填機は、対応する作業パスを辿ることにより、対応する目標を達成する。図4では、作業パスは矢印で表されており、達成される目標は長方形で表されている。さらに、図4に示された作業パスのいくつかには、1つまたは複数のそれぞれの中間の作動状態(黒丸で表されている)が含まれる。
詳細には、使用中、HMIは、それぞれの目標選択肢を、対応する目標を達成することができる作動状態においてのみ有効にする。具体的には、使用中、HMIが表示する目標駆動型GUIによって展示されるユーザ選択可能な目標は、目標駆動型充填機の現行の作動状態に依拠するものである。
さらに、達成される目標は、目標駆動型充填機が一旦前記目標を達成したときに想定する最終的な作動状態も表しており、この作動状態では特定の機能を実行することができる。たとえば、
・達成される目標「メンテナンス」では、HMIが表示した対応する選択された目標に依拠するGUIにおけるすべての設備メンテナンス関連の機能を選択することが可能であり、また、
・達成される目標「洗浄」では、HMIが表示した対応する選択された目標に依拠するGUIにおける「日々の手入れ」機能または「週毎の手入れ」機能を選択することが可能であり、それぞれの機能が、冷水すすぎ、温水すすぎ、アルカリ洗浄、アルカリすすぎ、酸洗い、酸すすぎ、および乾燥といった洗浄プロシージャの1つまたは複数を含み、具体的には、展示された洗浄機能は、以前に利用された生成物すなわちロードされた配合と、生産期間とに依拠するものであり、そのうえ、これらの洗浄機能は、他の達成される目標「メンテナンス」、「生産へ進む」、「生産」などのHMIが表示する選択された目標に依拠するGUIでは見えず、したがって、ユーザが誤りを犯す可能性が低減され、必要でないときには表示ユニット上の視覚情報の過負荷も低減される。
前述のように、選択された目標に依拠するGUIにおける選択可能な機能は、ユーザが選択した目標に依拠し、好都合には、目標駆動型充填機によって以前に想定された作動状態および/または以前に達成される目標にも依拠するものである。たとえば、達成される目標「洗浄」では、HMIが表示した対応する選択された目標に依拠するGUIにおいて、「日々の手入れ」または「週毎の手入れ」が以前に遂行されているかどうかということ次第で、「日々の手入れの後の準備」機能、または「週毎の手入れの後の準備」機能を選択することが可能である。
最後に、HMIは、機器制御ユニットに遠隔で接続することができ、説明されたものとは異なるタイプであり得て、具体的には、タッチセンサタイプではなく、むしろ適切な選択/起動キー、および/または1つもしくは複数のジョイスティック、および/または1つもしくは複数のマウス、および/または1つもしくは複数のタッチパッドなどが備わっていてよい。
１…方法 １１〜１５…ブロック
この目的は、添付の特許請求の範囲で定義されるように、ヒューマンマシンインターフェース(HMI)、産業機器、食品加工および/または包装システム、ヒューマンマシンインターフェース(HMI)を操作する方法、および前記方法を実施するためのソフトウェアプログラム製品に関連する本発明によって達成される。

Claims (15)

  1. 産業機器用のヒューマンマシンインターフェース(HMI)であって、前記産業機器が、
    ・いくつかの作動状態を想定して、
    ・それぞれが1つまたは複数の作動状態から達成することができるいくつかのユーザ選択可能な目標を達成する
    ように動作可能であり、
    ヒューマンマシンインターフェース(HMI)が、前記産業機器の機器制御ユニットと結合されるように設計されており、前記機器制御ユニットが、
    ・受け取った装置動作データに基づいて、前記産業機器によって想定された現行の作動状態を求め、
    ・目標選択に応答して、前記産業機器に、前記選択された目標を達成させ、
    ・それぞれが1つまたは複数のユーザ選択可能な目標に関連していて、機能選択に応答して前記機器制御ユニットによって実行される、ユーザ選択可能な機能を含む、装置関連機能を実行する
    ように設計されており、
    ヒューマンマシンインターフェース(HMI)が、
    ・表示ユニットと、
    ・前記表示ユニットに結合され、前記産業機器の前記現行の作動状態を表すデータを前記機器制御ユニットから取得するように前記機器制御ユニットにも結合することができる表示制御ユニットと
    を備え、
    前記表示制御ユニットが、
    ・前記産業機器によって達成することができる前記ユーザ選択可能な目標のリストを記憶し、また、それぞれのユーザ選択可能な目標に関して、
    - 前記ユーザ選択可能な目標を達成することができる前記作動状態のリスト、および
    - 前記ユーザ選択可能な目標に関連した前記ユーザ選択可能な機能のリスト
    を記憶し、
    ・前記現行の作動状態から達成することができる前記ユーザ選択可能な目標を前記表示ユニット上に表示して、
    ・表示された目標の選択に応答して、前記選択された目標に関連しているユーザ選択可能な機能だけを前記表示ユニット上に表示するように構成されている、産業機器用ヒューマンマシンインターフェース(HMI)。
  2. 前記表示制御ユニットが、
    ・それぞれのユーザ選択可能な目標を、
    - 前記現行の作動状態から達成可能であれば選択有効にし、
    - 前記現行の作動状態から達成可能でなければ選択無効にし、
    ・前記表示ユニット上に、
    - 前記ユーザ選択可能な目標のうち、選択有効なもののみ、
    - または前記選択有効なものと前記選択無効なものの両方を表示する
    ようにさらに構成されている請求項1に記載のヒューマンマシンインターフェース(HMI)。
  3. それぞれのユーザ選択可能な目標に関して、前記ユーザ選択可能な目標に関連した前記ユーザ選択可能な機能には、前記産業機器が前記ユーザ選択可能な目標を達成するために、前記産業機器によって想定されるべき所与の作動状態において前記機器制御ユニットによってそれぞれ実行可能な第1のユーザ選択可能な機能が含まれ、
    前記表示制御ユニットが、
    ・それぞれの第1のユーザ選択可能な機能に関して、前記第1のユーザ選択可能な機能が実行可能である前記所与の作動状態も記憶し、
    ・選択された目標に関連したそれぞれの第1のユーザ選択可能な機能を、
    - 前記現行の作動状態が、前記第1のユーザ選択可能な機能が実行可能である対応する前記所与の作動状態であれば、選択有効にし、
    - 前記現行の作動状態が、前記第1のユーザ選択可能な機能が実行可能である対応する前記所与の作動状態でなければ、選択無効にして、
    ・前記表示ユニット上に、
    - 選択された目標に関連した、前記選択有効にされた第1のユーザ選択可能な機能のみ、
    - または、選択された目標に関連した第1のユーザ選択可能な機能のうち、前記選択有効にされたものと前記選択無効にされたものの両方
    を表示するようにさらに構成されている請求項1または2に記載のヒューマンマシンインターフェース(HMI)。
  4. それぞれのユーザ選択可能な目標に関して、前記ユーザ選択可能な目標に関連した前記ユーザ選択可能な機能には、前記産業機器が前記ユーザ選択可能な目標を達成するために、前記産業機器によって想定されるべき対応する所与の作動状態において前記機器制御ユニットによってそれぞれ実行可能な第2のユーザ選択可能な機能が含まれ、それぞれの第2のユーザ選択可能な機能が、対応する前記所与の作動状態の前記機器制御ユニットによって実行可能になるのは、前記産業機器が、1つまたは複数の対応する特定の目標を以前に達成している場合、および/または1つまたは複数の対応する特定の作動状態を以前に想定している場合のみであり、
    前記表示制御ユニットが、
    ・
    - 前記産業機器によって達成されたそれぞれの目標、
    - 前記産業機器によって想定されたそれぞれの作動状態、ならびに、
    - それぞれの第2のユーザ選択可能な機能に関して、前記第2のユーザ選択可能な機能が実行可能である対応する前記所与の作動状態、および、前記第2のユーザ選択可能な機能が実行可能となるように、前記産業機器が以前に達成していなければならない対応する前記特定の目標、および/または前記産業機器が以前に想定していなければならない対応する前記特定の作動状態
    も記憶し、
    ・選択された目標に関連したそれぞれの第2のユーザ選択可能な機能を、
    - 前記現行の作動状態が、前記第2のユーザ選択可能な機能が実行可能である対応する前記所与の作動状態であって、前記産業機器が、対応する前記特定の目標を以前に達成している場合、および/または対応する前記特定の作動状態を以前に想定している場合には選択有効にし、
    - 前記現行の作動状態が、前記第2のユーザ選択可能な機能が実行可能である対応する前記所与の作動状態ではない場合、または、前記産業機器が対応する前記特定の目標を以前に達成していない場合、または、前記産業機器が対応する前記特定の作動状態を以前に想定していない場合、選択無効にし、
    ・前記表示ユニット上に、
    - 選択された目標に関連した、前記選択有効にされた第2のユーザ選択可能な機能のみ、
    - または、選択された目標に関連した第2のユーザ選択可能な機能のうち、前記選択有効にされたものと前記選択無効にされたものの両方
    を表示するようにさらに構成されている請求項1から3のいずれか一項に記載のヒューマンマシンインターフェース(HMI)。
  5. 前記表示制御ユニットが、
    ・表示されている目標が選択されるのに応答して、前記選択された目標を示すデータを前記機器制御ユニットに供給し、
    ・表示されている機能が選択されるのに応答して、前記選択された機能を前記機器制御ユニットに実行させるように構成されている請求項1から4のいずれか一項に記載のヒューマンマシンインターフェース(HMI)。
  6. 前記産業機器が、
    ・いくつかのアクションを遂行し、
    ・それぞれが1つまたは複数のそれぞれのアクションを含んでいるいくつかのタスクを遂行する
    ようにさらに動作可能であり、
    前記産業機器が想定するそれぞれの作動状態が1つまたは複数のそれぞれのタスクに関連しており、
    それぞれのユーザ選択可能な目標が、前記産業機器が前記関連するユーザ選択可能な目標を達成するために辿るべき対応する作業パスに関連しており、それぞれの作業パスが、少なくともそれぞれの初期の作動状態およびそれぞれの最終的な作動状態を含む一連のそれぞれの作動状態であり、
    前記表示制御ユニットが、それぞれのユーザ選択可能な目標に関して、
    ・前記ユーザ選択可能な目標に関連した前記作業パス、および、
    ・前記ユーザ選択可能な目標とともに前記それぞれのアクションに関連している前記作業パスの前記作動状態に関連した前記タスクのリスト
    も記憶するように構成されている請求項1から5のいずれか一項に記載のヒューマンマシンインターフェース(HMI)。
  7. 産業機器用の機器制御ユニットであって、前記産業機器が、
    ・いくつかの作動状態を想定して、
    ・それぞれが1つまたは複数の作動状態から達成することができるいくつかのユーザ選択可能な目標を達成する
    ように動作可能であり、
    機器制御ユニットが、
    ・受け取った装置動作データに基づいて、前記産業機器によって想定された現行の作動状態を求め、
    ・請求項1から6のいずれか一項に記載のヒューマンマシンインターフェース(HMI)に結合され、これと協働して、前記産業機器によって想定された前記現行の作動状態を表すデータを前記ヒューマンマシンインターフェース(HMI)に供給し、前記ヒューマンマシンインターフェース(HMI)から、目標選択に関連したデータおよび機能選択に関連したデータを受け取り、
    ・目標選択に応答して、前記産業機器に、前記選択された目標を達成させ、
    ・それぞれが1つまたは複数のユーザ選択可能な目標に関連していて、機器制御ユニットによって機能選択に応答して実行される、ユーザ選択可能な機能を含む、装置関連機能を実行する
    ように設計されている、産業機器用の機器制御ユニット。
  8. ・いくつかの作動状態を想定して、
    ・それぞれが1つまたは複数の作動状態から達成することができるいくつかのユーザ選択可能な目標を達成するように動作可能であり、
    請求項7に記載の機器制御ユニットを備える産業機器。
  9. 請求項8に記載の産業機器を備える食品加工および/または包装システム。
  10. 産業機器用のヒューマンマシンインターフェース(HMI)を操作する方法であって、前記産業機器が、
    ・いくつかの作動状態を想定して、
    ・それぞれが1つまたは複数の作動状態から達成することができるいくつかのユーザ選択可能な目標を達成する
    ように動作可能であり、
    前記産業機器が有する機器制御ユニットが、
    ・受け取った装置動作データに基づいて、前記産業機器によって想定された現行の作動状態を求め、
    ・目標選択に応答して、前記産業機器に、前記選択された目標を達成させ、
    ・それぞれが1つまたは複数のユーザ選択可能な目標に関連していて、機能選択に応答して前記機器制御ユニットによって実行される、ユーザ選択可能な機能を含む、装置関連機能を実行するように設計されており、
    前記ヒューマンマシンインターフェース(HMI)が表示ユニットを備え、
    方法が、
    ・前記機器制御ユニットから、前記産業機器によって想定された前記現行の作動状態を表すデータを得るステップと、
    ・前記現行の作動状態から達成することができる前記ユーザ選択可能な目標を前記表示ユニット上に表示するステップと、
    ・表示された目標の選択に応答して、前記選択された目標に関連しているユーザ選択可能な機能だけを前記表示ユニット上に表示するステップと
    を含む方法。
  11. ・それぞれのユーザ選択可能な目標を、
    - 前記現行の作動状態から達成可能であれば選択有効にし、
    - 前記現行の作動状態から達成可能でなければ選択無効にする
    ステップと、
    ・前記表示ユニット上に、
    - 前記ユーザ選択可能な目標のうち、選択有効なもののみ、
    - または前記ユーザ選択可能な目標のうち、前記選択有効なものと前記選択無効なものの両方
    を表示するステップと
    をさらに含む請求項10に記載の方法。
  12. それぞれのユーザ選択可能な目標に関して、前記ユーザ選択可能な目標に関連した前記ユーザ選択可能な機能には、前記産業機器が前記ユーザ選択可能な目標を達成するために、前記産業機器によって想定されるべき所与の作動状態において前記機器制御ユニットによってそれぞれ実行可能な第1のユーザ選択可能な機能が含まれ、
    前記方法が、
    ・選択された目標に関連したそれぞれの第1のユーザ選択可能な機能を、
    - 前記現行の作動状態が、前記第1のユーザ選択可能な機能が実行可能である前記所与の作動状態であれば、選択有効にし、
    - 前記現行の作動状態が、前記第1のユーザ選択可能な機能が実行可能である前記所与の作動状態でなければ、選択無効にするステップと、
    ・前記表示ユニット上に、
    - 選択された目標に関連した、前記選択有効にされた第1のユーザ選択可能な機能のみ、
    - または、選択された目標に関連した第1のユーザ選択可能な機能の、前記選択有効にされたものと前記選択無効にされたものの両方
    を表示するステップとをさらに含む請求項10または11に記載の方法。
  13. それぞれのユーザ選択可能な目標に関して、前記ユーザ選択可能な目標に関連した前記ユーザ選択可能な機能には、前記産業機器が前記ユーザ選択可能な目標を達成するために、前記産業機器によって想定されるべき対応する所与の作動状態において前記機器制御ユニットによってそれぞれ実行可能な第2のユーザ選択可能な機能が含まれ、それぞれの第2のユーザ選択可能な機能が、対応する前記所与の作動状態の前記機器制御ユニットによって実行可能になるのは、前記産業機器が、1つまたは複数の対応する特定の目標を以前に達成している場合、および/または1つまたは複数の対応する特定の作動状態を以前に想定している場合のみであり、
    前記方法が、
    ・選択された目標に関連したそれぞれの第2のユーザ選択可能な機能を、
    - 前記現行の作動状態が、前記第2のユーザ選択可能な機能が実行可能である対応する前記所与の作動状態であって、前記産業機器が、対応する前記特定の目標を以前に達成している場合、および/または対応する前記特定の作動状態を以前に想定している場合には選択有効にし、
    - 前記現行の作動状態が、前記第2のユーザ選択可能な機能が実行可能である対応する前記所与の作動状態ではない場合、または、前記産業機器が対応する前記特定の目標を以前に達成していない場合、または、前記産業機器が対応する前記特定の作動状態を以前に想定していない場合、選択無効にする
    ステップと、
    ・前記表示ユニット上に、
    - 選択された目標に関連した、前記選択有効にされた第2のユーザ選択可能な機能のみ、
    - または、選択された目標に関連した第2のユーザ選択可能な機能の、前記選択有効にされたものと前記選択無効にされたものの両方
    を表示するステップと
    をさらに含む請求項10から12のいずれか一項に記載の方法。
  14. ・表示されている目標が選択されるのに応答して、前記選択された目標を示すデータを前記機器制御ユニットに供給するステップと、
    ・表示されている機能が選択されるのに応答して、前記選択された機能を前記機器制御ユニットに実行させるステップと
    をさらに含む請求項10から13のいずれか一項に記載の方法。
  15. 産業機器の表示ユニットと機器制御ユニットとに結合可能な表示制御ユニットの記憶装置にロード可能なソフトウェアコード部分を含むソフトウェアプログラムであって、
    前記産業機器が、
    ・いくつかの作動状態を想定して、
    ・それぞれが1つまたは複数の作動状態から達成することができるいくつかのユーザ選択可能な目標を達成するように動作可能であり、
    前記機器制御ユニットが、
    ・受け取った装置動作データに基づいて、前記産業機器によって想定された現行の作動状態を求め、
    ・目標選択に応答して、前記産業機器に、前記選択された目標を達成させ、
    ・それぞれが1つまたは複数のユーザ選択可能な目標に関連していて、機能選択に応答して前記機器制御ユニットによって実行される、ユーザ選択可能な機能を含む、装置関連機能を実行するように設計されており、
    前記ソフトウェアコード部分が、前記表示制御ユニットで実行可能であって、実行されたとき、前記表示制御ユニットを、請求項10から14のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成するソフトウェアプログラム。
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