JP2015513136A

JP2015513136A - オートメーションおよび／または電気工学プロジェクトにおける作業フローを自動処理するためのシステムおよび方法

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Publication number: JP2015513136A
Application number: JP2014555948A
Authority: JP
Inventors: ゲオルク・グタームト; パブロ・ロドリゲス・カリオン
Original assignee: アーベーベー・テクノロジー・アーゲー
Priority date: 2012-02-10
Filing date: 2012-02-10
Publication date: 2015-04-30
Anticipated expiration: 2032-02-10
Also published as: JP5977373B2; US10019687B2; US20140344010A1; WO2013117236A1; CN104081298A; CN104081298B; EP2812761B1; EP2812761A1

Abstract

オートメーションおよび/または電気工学プロジェクトにおける作業フローの少なくとも1つの作業ステップを自動処理するためのシステムおよび方法が提供される。本システムは、データ入力インターフェース(1)、処理ユニット(3)、ならびにデータ入力インターフェース(1)によって読み取られた、または処理ユニット(3)によって生成された任意のデータを、データリポジトリ(13)、別の処理ユニット(PC3)、および/またはディスプレイユニット(14、15)のうちの少なくとも1つに送信するために処理ユニット(3)に接続されたデータ出力インターフェース(2)を備える。データ入力インターフェース(1)は、プロジェクトの作業フローの少なくとも1つの作業ステップに属する入力値(ns、pt、sc)を読み取るだけではなく、少なくとも1つの入力値(ns、pt)の可能な、または許容される範囲を特徴付ける少なくとも1つの入力不確実性(u_ns、u_pt)を読み取り、処理ユニット(3)は、少なくとも1つの入力値(ns、pt、sc)から作業ステップの少なくとも1つの出力値(nc)を生成するだけではなく、作業ステップのパラメータ(22)および/または技術的条件を考慮することによって、少なくとも1つの入力値(ns、pt、sc)および少なくとも1つの入力不確実性(u_ns、u_pt)から、少なくとも1つの作業ステップの出力値(nc)の可能な、または許容される範囲を特徴付ける少なくとも1つの出力不確実性(u_nc)を計算するように構成されている。

Description

本発明は、オートメーションおよび/または電気工学プロジェクトにおける作業フローの少なくとも1つの作業ステップを自動処理するためのシステムに関し、本システムは、プロジェクトの作業フローの少なくとも1つの作業ステップに属する少なくとも1つの入力値を読み取るためのデータ入力インターフェースと、少なくとも1つの入力値から少なくとも1つの出力値を生成するためにユーザインターフェースに接続された処理ユニットであって、少なくとも1つの出力値が少なくとも1つの作業ステップの結果を表す処理ユニットと、データ入力インターフェースによって読み取られた、または処理ユニットによって生成された任意のデータを、データリポジトリ、別の処理ユニット、および/またはディスプレイユニットのうちの少なくとも1つに送信するために処理ユニットに接続されたデータ出力インターフェースとを備える。

オートメーションプロジェクトまたは電気工学プロジェクトは、技術的処理や設備への電力供給を自動化、および/または供給するための技術的導入またはシステムの入札、計画、設計、導入、試運転、および保守を目的としたプロジェクトであり、技術的導入またはシステムは、たとえば、工場の処理オートメーションシステム、または発電所の制御システム、あるいは複合建築物用のための電源システムでよい。

このようなプロジェクトは、通常、入札、要件の収集、情報信号の計画、電源ケーブルおよび/または通信ネットワークの計画、制御ロジックのエンジニアリング、ヒューマンマシンインターフェース(HMI)およびシステム統合の設定などの、続いて、または並列に発生し得る、様々なフェーズを経る。フェーズ自体は、一定数の作業ステップに再び分割することができる。作業ステップは、少なくとも1つの出力情報および/または少なくとも1つの物理的な結果を生成する少なくとも1つのアクティビティを備えるものと理解される。プロジェクトの作業フローの内部では、少なくとも1つの出力情報および/または物理的な結果は、それぞれ少なくとも1つの入力情報および/または後続の作業ステップの前提条件を表す。作業ステップの例には、情報信号の計画時のクロスコントローラ通信の計画、HMIの構成時の処理グラフィックの設計、制御ロジックエンジニアリング時のシーケンス制御ロジックの実装、またはシステムインテグレーション時のコントローラのパラメータ化、ならびにこれらのアクティビティのサブパートがある。

今日では、これらの作業ステップのうちの少なくともいくつかを、コンピュータツールによって自動的に実行することを目的としている。現在知られている自動化された作業ステップの例には、テンプレートに基づくデバイスの構成、I/Oボードのための制御コードの自動生成、および材料リストに基づく注文リクエストの自動生成がある。将来的には、これらのコンピュータツールのうちのより多くが相互に通信して、単一の作業ステップだけではなく、作業ステップのシーケンス全体を自動的に実行できるようにすることがさらなる目的である。

フェーズおよびそれに対応する作業ステップを実行する間、結果として得られる技術的導入またはシステムが正常に機能することを保証するために、かなりの数の異なる職業、異なるコンピュータツール、および異なる種類の情報が連動しなければならず、また調整されなければならない。いくつかの作業ステップは、他のステップが正常に終了するまで、または特定の入力情報が利用可能になるまで、実行することができない。

作業ステップ間のこれらの相互関係は、図3に示されるような作業フロー図によって視覚化することができ、番号を付した長方形101から113はそれぞれ作業ステップを表している。左側の4つの入力サークルは、矢印によって入力サークルに接続された作業ステップ101、102、および104を実行するために必要な外部入力を示している。作業ステップ101および104は、それぞれ2つの外部入力を受信する。右側では、作業ステップ110、112、および113によって生成された外部出力が、やはり矢印によって対応する作業ステップに接続された3つの出力サークルによって示されている。作業ステップ103、105から109、および111は内部入力および出力接続だけを有しており、すなわち、それらのステップは作業フローの1つまたは複数の先行する作業ステップから入力を受信して、それらの出力を作業フローの1つまたは複数の後続の作業ステップに配信する。

一般的に、作業ステップへの入力、および作業ステップからの出力は、それらが外部または内部の入力または出力かどうかに関わらず、一方ではデータ、情報、または決定でよく、他方では、文書、ツール、または設置された機器などの物理的なオブジェクトでよい。

図3の作業ステップのうちのうちの少なくともいくつかは、図1に示されるシステムを使用することによって自動的に実行され得る。第1のコンピューティングデバイスPC1は、作業ステップの入力情報を読み取るためのデータ入力インターフェース1を含み、入力情報は、1つまたは複数の先行する作業ステップを実行した可能性がある第2のコンピューティングデバイスPC2によって、たとえば中央データサーバ上に配置された第1のデータリポジトリ12によって、あるいは、たとえば音響入力デバイス10、ポインティングデバイス11、および/またはキーボードを介するユーザとの対話のいずれかによって配信される。入力情報は1つまたは複数の入力値によって表され、入力値は定数でも変数でもよく、あらかじめ定義されてもよく連続的に変更してもよく、入力値は数として直接与えられてもよく、後に数に変形されるテキストの形式で与えられてもよい。第1のコンピューティングデバイスPC1は、作業ステップに割り当てられたあらかじめ定義されたタスクを実行する間に入力情報を処理することによって、作業ステップの出力情報を生成するための処理ユニット3と、さらなる処理、および/またはデータ記憶、ならびに/あるいは音響またはグラフィック視覚化のために、入力ならびに出力情報をさらなるデバイスに送信するためのデータ出力インターフェース2とをさらに備える。さらなるデバイスは、後続の作業ステップを実行するように構成された第3のコンピューティングデバイスPC3でもよく、第1のデータリポジトリ12と同じ中央データサーバ上に配置され得る第2のデータリポジトリ13でもよく、あるいは別の記憶装置、グラフィックディスプレイユニット14、または音響ディスプレイユニット15でもよい。出力情報は、やはり定数でも変数でもよく、またテキストの形式で与えられてもよく、数として直接与えられてもよい、1つまたは複数の出力値によって表される。第2のコンピューティングデバイスPC2および第3のコンピューティングデバイスPC3は両方とも、第1のコンピューティングデバイスPC1と同じコンポーネント、すなわち、データ入力インターフェース4または7、処理ユニット6または9、およびデータ出力インターフェース5または8をそれぞれ含み得る。

図3から明らかであるように、オートメーションおよび/または電気工学プロジェクトの作業フローは、かなりの数の密接にかみ合った作業ステップを含むことができ、各作業ステップは、すべての必要な入力が利用可能である場合にのみ実行することができ、1つの外部出力における、または先行する作業ステップの出力における変更が比較的多数の後続の作業ステップに影響を及ぼす場合がある。

オートメーションおよび/または電気工学プロジェクトの実際の実行時に、必要な入力情報の収集は面倒な作業になることがあり、遅延につながる可能性がある。さらに、通常、事実およびデータ、ならびにプロジェクトの物理的な環境は静的ではなく、頻繁な変更につながる。これらの変更は、いくつかのすでに終了した作業ステップを再び実行しなければならないので、さらなる遅延をもたらすことになる。

本発明の目的は、オートメーションおよび/または電気工学プロジェクトにおいて、作業フローの少なくとも1つの作業ステップを自動処理するためのシステムおよび方法であって、プロジェクト実行時の上記に挙げた入力収集および変更の副作用を低減することができる方法を提案することである。

この目的は、独立クレームによるシステムおよび方法によって達成される。

本発明によるシステムでは、データ入力インターフェースは、入力値の可能な、または許容される範囲を特徴付ける少なくとも1つの入力不確実性を読み取るように構成され、処理ユニットは、作業ステップのパラメータおよび/または技術的条件を考慮することによって、少なくとも1つの入力値および少なくとも1つの入力不確実性から、少なくとも1つの作業ステップの出力値の可能な、または許容される範囲を特徴付ける、少なくとも1つの出力不確実性から計算するように構成されている。

すでに上記で説明したように、作業ステップという用語は、プロジェクト実行時に実行される少なくとも1つのアクティビティについて使用され、少なくとも1つのアクティビティは少なくとも1つの出力情報を生成する。少なくとも1つの出力情報は、最も好ましくは量の表示であり、量は、たとえばデバイスの数、または通信信号の数、あるいはケーブルの長さまたはキャビネットのサイズとして与えられ得る。代替では、出力情報は、使用されるべき特定のタイプのフィールドバス、コントローラデバイス、信号送信プロトコルまたはソフトウェアツールなどの、いくつかの選択肢から選択され得る特定のタイプの機器の表示としても与えられ得る。

作業ステップのパラメータまたは技術的条件は、出力不確実性の大きさに最も高い影響力を有するパラメータまたは条件である。たとえば、あるタイプの技術的機器は、通常の動作条件の間にあらかじめ定義された最適量の物理的エンティティを処理できるように指定されてもよく、またその動作条件における劣化に結びつく、すなわち、より短い時間の間のみ、または動作速度を犠牲にして、この物理的エンティティの最大量または最低量まで処理できるように指定されてもよい。このあるタイプの技術的機器が作業ステップの間に役割を果たす場合、すなわち、処理ユニットが、不確実な量の物理的エンティティを処理するために技術的機器のうちのいくつのデバイスが必要かを決定するためのタスクを有する場合、デバイスの数の不確実性を指定せずに特定の数のデバイスによって入力不確実性を処理できるかどうかを評価するために、上記に挙げた仕様が処理ユニットによって考慮される。

不確定値とともに出力値もまた生成されるように作業ステップに割り当てられたタスクを実行する際に、入力値が対応する不確定値を伴うことを可能にすることによって、および不確実性を考慮することによって、たとえすべての必要な入力情報が利用可能ではない場合でも、作業ステップを遂行または実行することが可能になる。そのような場合、数式や表に定められ得る以前のプロジェクトからの推定や経験則や経験などの利用可能な知識から入力値を作成することができる。

オートメーションおよび/または電気工学プロジェクトの分野からの一例は、技術的導入またはシステムの内部で送信されるべき情報信号の数についての外部入力情報である。この数は厳密に設定し得るものではないが、少なくとも不確定値が合理的限界内、すなわち5%の不確実性を有する5000の情報信号である場合、これらの数が補正されなければならないという懸念によらず、必要なコンピュータサーバおよび/またはコントローラデバイスの数をすでに計画することが可能になる。したがって、たとえすべての外部入力情報が存在していなくても、コンピュータおよび/または制御機器の計画の作業ステップをより早く実行することができ、時間の節約になる。

外部入力値を必要とする作業ステップのさらなる例は、技術的導入またはシステムに属する情報管理システムのための記憶容量の計画である。ここでの外部入力値は、たとえば情報管理システムのヒストリアンサーバ(historian server)に格納されるべきデータ信号の数、タイプ、およびサンプル周波数である。これらの入力値の上限および下限が知られている場合、必要な記憶容量の推定をプロジェクト内で早く行うことができ、次いで、所望の数とサンプル周波数の反復調整を可能にすることができる。

後続の作業ステップは、先行する作業ステップのそれらの入力値および出力値を、新しい入力不確実性になる対応する出力不確実性とともに受信するので、後続の作業ステップも正確にすべての外部入力値を利用可能にせずに実行することができる。

先行する作業ステップの出力不確実性が一定の制限内である限り、後続の作業ステップのうちのいくつかにとって不確実性はそれらの出力に全く影響を及ぼさない。オートメーションおよび/または電気工学プロジェクトにおけるそのような先行する作業ステップの例は、クロスコントローラ通信、すなわちコントローラデバイス間の信号通信の計画である。出力値は、コントローラデバイス間で通信される信号の予想される数の数字である。たとえこの数字を近似値、すなわち出力不確実性を有する出力値としてのみ生成することができても、これは後続のステップにおいて通信ネットワークのトポロジを設計するために十分である場合がある。1つおよび同一のネットワークトポロジは通常広範囲の実際の通信実装形態に適用可能なので、ほとんどの場合、正確な数字が利用可能になった後はネットワークトポロジの再設計は必要ない。このように、たとえ先行する作業ステップが完全に完了していなくても、または必要な入力情報がまだ確実に利用可能ではなくても、より多くの作業ステップを並行して実行することができるので、やはり時間を節約することができる。

不確実性を考慮するために単一の作業ステップがより早く実行されるだけではなく、オートメーションおよび/または電気工学プロジェクトのフェーズ全体が、後続のフェーズの実行を完全に可能とするように実行し得る。たとえば、電力ケーブルの計画は、後続の機器導入フェーズに必要な電力ケーブルの予測される長さの推計値を生成することができ、この推計値はやはり不確定値を伴う。たとえこの数字がまだ正確ではなくても、少なくとも最小の長さの電力ケーブルを注文する可能性を与えてくれるので、入力情報が完了するまで待つことと比較して後続の導入フェーズをより早く開始することができるようになる。一方、一般的な手法は、変更に備えるために相当量の材料や機器を注文することであり、本発明によって、出力不確実性によって与えられた最大量に応じてこの量を制限することができる。これによって、プロジェクトのハードウェアのコストが低減する。

上述のように、入力値に関わらず作業ステップを実行できるかどうかについての決定は、必ずしもそれぞれの不確実性の値に依存しない。所与の不確実性が合理的限界を超える場合、たとえば対応する入力値の30%を上回る場合、より不確実性がこの限界を下回るまで、または正確な重力情報が利用可能になるまで待つことがより適切な場合がある。したがって、本発明は、プロジェクトのタイムリーな実行を自動的に管理するためのさらなる手段であって、いつ、どの作業ステップが行われるべきかについての合理的な決定を行う際に不確実性情報が役立つ手段を提供する。

本発明のさらなる利点は、外部入力値ならびにパラメータにおける、または作業ステップの技術的条件における変更が、自動的にすべての後続の作業ステップの再実行につながらないことである。パラメータまたは技術的条件における変更は、作業ステップの出力不確実性の変更につながる。変更された外部入力値、または変更された出力不確実性に続く作業ステップでは、早い時点でそれぞれの後続の作業ステップを実行する際に、変更が以前に考慮されていた入力不確実性の範囲に入るかどうか、および、この早い時点で、後続の作業ステップの決定された出力不確実性がゼロか否かを簡単に調べなければならない。ゼロ出力不確実性は、入力不確実性の範囲を超えない限り、後続の作業ステップの出力値は変更しないままである、すなわち、そのような後続の作業ステップについては更新が必要ではないことを示している。したがって、本発明によって、オートメーションおよび/または電気工学プロジェクトにおける変更要求をより少ない労力で処理して遂行することができる。

作業ステップの不要な更新の例は、コントローラキャビネットの計画、すなわち、コントローラデバイスをインストールできる筺体の計画である。作業ステップへの入力値は、たとえば、コントローラの数およびタイプ、ならびに情報信号の数およびタイプである。出力値は、数や大きさであり、それに関するコントローラキャビネットの容量である。これらは、入力値のうちの少なくとも1つに対応する入力不確実性の上限に従ってキャビネット内に一定量の空き領域が残るように計画することができる。この入力値が上限を下回る限り、入力値における変更は出力値に影響せず、コントローラキャビネットの計画の作業ステップは実行される必要があるのは一度だけである。

本発明による方法は、システムの要素のうちの1つによって、すなわち、データ入力インターフェース、処理ユニット、およびデータ出力インターフェースによって実行される上述のすべてのステップを含む。

本発明の実施形態では、作業フローは少なくとも2つの作業ステップを含み、少なくとも1つの出力値が少なくとも2つの作業ステップのうちの少なくとも1つの入力値を表し、少なくとも2つの作業ステップのそれぞれは少なくとも1つの対応する出力値を生成するように定義され、処理ユニットは、少なくとも1つの入力不確実性が作業フローの少なくとも2つの作業ステップを介して伝搬するか否かを予測するように構成されている。

言い換えれば、処理ユニットは、入力不確実性が、それらの入力値のうちの1つに割り当てられたこの入力不確実性を有する作業ステップの出力変数に影響を及ぼすかどうか、すなわち、出力変数を上限および下限でのみ与えることができるかどうかを調べるように構成されている。処理ユニットは、出力不確実性がゼロになるまで、作業フローの論理シーケンスに続く作業ステップのためのこの調査作業ステップを実行する。この調査の間、作業ステップ自体は遂行されない。代わりに、処理ユニットが、ルックアップテーブル、経験則、数式、ニューラルネットワーク、またはファジー論理のうちの1つまたは複数を使用して、入力不確実性の伝搬を予測する。この実施形態の結果として生成される量的ステートメントは、作業フローの作業ステップのうちのいくつかを遂行するために開始できるかどうかが決定される推論エンジンへのデータ出力インターフェースを介して処理ユニットによって提供され得る。これらの作業ステップは、入力不確実性によって影響を受けない作業ステップであることが好ましい。

本実施形態は、少なくとも2つの作業ステップごとに対応する出力不確実性を計算することによって、少なくとも1つの入力不確実性が作業フローの少なくとも2つの作業ステップを介して伝搬する程度を予測できるように処理ユニットを構成することによってさらに拡張することができ、やはり上記で上げた方法を使用することができる。上述の質的ステートメントの代わりに、ここでは、対応する入力不確実性は、作業フローのどの作業ステップの実行を開始するために十分に小さいのかを決定するために役立つ量的ステートメントが生成される。このように、入力不確実性の伝搬の単なる質的ステートメントの生成と比較して、より早い時点でより多くの作業ステップを遂行することができる。

また、変更された入力変数と以前に与えられた入力不確実性とを比較することによって、および/または、少なくとも2つの作業ステップのそれぞれの出力値における変更を予測することによって、少なくとも1つの入力変数における変更が、作業フローの少なくとも2つの作業ステップを介して伝搬するかどうか、および/またはその程度を予測するように、処理ユニットを構成することができる。少なくとも2つの作業ステップのうちの少なくとも1つの入力値を形成するそれらの変更された出力値も、以前に決定された入力不確実性と比較される。それらの場合、変更された入力値はそれらの対応する以前に与えられた入力不確実性を超えず、処理ユニットは、変更が影響をこれらの作業ステップに及ぼさない、すなわち再実行する必要がないというメッセージをデータ出力インターフェースに送信する。

また、少なくとも2つの作業ステップを介した変更の伝搬が、少なくとも2つの作業ステップの出力値のうちの少なくとも1つが、変更の前に計算されたそれらの対応する出力不確実性を超えることにつながるかどうか、および/またはその程度を評価するように、処理ユニットを構成することができる。出力不確実性の拡張は、すべての後続の作業ステップを間違いなく再実行しなければならないことを意味するので、結果は変更によって生じるさらなる労力を反映する。次いで、推論エンジンは、さらなる労力があらかじめ定義されたプロジェクト制約に対して許容可能であるか否か、すなわち、変更要求が許容可能であるか否かを決定することができる。

少なくとも1つの入力変数における変更がプロジェクトの顧客によって変更された要求によるものであり、出力値が最終的に変更されることになると処理ユニットが予測する場合では、処理ユニットによって、またはデータ出力インターフェースを介して接続された外部デバイスのいずれかによって、変更要求の推測についての報告を自動的に生成することができる。変更された要求は、たとえば、必要な材料または機器の量の低下につながる場合があり、材料または機器は以前に計画された数に基づいてすでに注文されている場合がある。次いで、報告は材料および機器における望まない余剰と、プロジェクト実行のためのさらなる労力との両方を反映することができる。次いで、この報告は、顧客とともに行われるべきさらなる決定のための基礎を形成する。

データ入力インターフェースは、少なくとも1つのあらかじめ定義された出力値の可能な、または許容される範囲を特徴付ける少なくとも1つの制限値を読み取るようにさらに構成することができ、処理ユニットは、その対応する出力不確実性を含む出力値が、少なくとも1つの制限値によって定義された範囲内か否かを調べるように構成される。制限値は、オートメーションおよび/または電気工学プロジェクト、または経験から知られている出力値の可能な変動に対する制約を反映することができる。したがって、処理ユニットは、制限値を超えるか否かを調べるように構成されることによって、出力値の品質に関する決定支援を提供するように構成される。

さらに、処理ユニットは、在庫する必要があるハードウェアコンポーネントの数を計算するために、少なくとも1つの出力不確実性と別のオートメーションおよび/または電気工学プロジェクトの外部出力不確実性とを結合するように構成することができ、ハードウェアコンポーネントの数は、少なくとも1つの出力不確実性および外部出力不確実性の合計よりも少ない。

たとえば、3つの異なるプロジェクトでは、各プロジェクトが10±3個のコントローラデバイスをインストールする必要があると決定される場合がある。個別の各プロジェクトに関して、実際に最大13個のコントローラデバイスのすべてが必要な場合には、時間を節約するために3個のコントローラデバイスを在庫することが推奨される。しかしながら、3つのすべてのプロジェクトが並行して遂行される場合、合計9個のコントローラデバイスを在庫する必要はない。代わりに、より少数、たとえば5個で十分であり、全体的なコストを削減する。

上述のように、処理ユニットは、その処理結果をデータ出力インターフェースに送信して、そこからさらなるデバイスユニットに送信されるように構成される。これらのさらなるユニットのうちの1つは、プロジェクトの実行に関する決定を行うために必要な情報を導き出すことができる推論エンジンでよい。少なくとも1つの入力および/または出力不確実性に基づいて、プロジェクトの実行が成功するためのリスクを決定するように処理ユニット自体を構成することも可能である。

データ入力インターフェースは、視覚インターフェース、音響インターフェース、および/または触覚インターフェースでよいユーザインターフェースに接続することができ、ユーザインターフェースは、少なくとも1つの入力の不確実性を入力するためのユーザに問い合わせるように構成される。

少なくとも1つの作業ステップを実行する際に、または後続の作業ステップについての決定を行う際にユーザを支援するために、処理ユニットは、少なくとも1つの処理結果の色コード、グラフィックマーキングまたは記号、アニメーション、音などの視覚表現および/または音響表現を生成するように構成され得る。

本発明および本発明の実施形態は、以下で説明する例を添付の図面と併せて読めば、明らかになるだろう。

プロジェクトの作業ステップを実行するためのシステムを示す図である。入力値および出力値を有する1つの作業ステップを示す図である。プロジェクト作業フローの例を示す図である。外部入力値における変更によって理論的に影響を受ける、図3の作業ステップを示す図である。本発明のために図4の変更によって実質的に影響を受ける図3の作業ステップを示す図である。制限値の超過のグラフィック表現の例を示す図である。制限値の超過のグラフィック表現の例を示す図である。図1のモータの回転速度とトルクの回転速度の、異なる時点の経時的な振幅図である。

図1および図3は、最新技術に関してすでに上記で説明した。

本発明によって実行される作業ステップ16の例は図2に示されており、作業ステップ16に割り当てられたタスクはコントローラデバイスのタイプおよび数の決定である。入力値および対応する入力不確実性17から19は以下の通りである:
・送信されるべき情報信号17の数は、ns±u_ns=5000±500であり、
・1つおよび同じ信号送信パス、すなわちケーブルを介して送信され得るこれらの情報信号18の割合はpt±u_pt=40%±5%であり、
・コントローラごとに信号を処理するための所望の予備容量19はsc=20%である。さらに、タイプxyzのコントローラデバイスごとに最大でnc=200の情報信号を処理することができると述べる作業ステップのために、技術的条件またはパラメータ22が与えられる。

上述のように、入力値および不確実性17から19は、データインターフェース装置1を介して読み取られる。作業ステップ16のあらかじめ定義された値としてより早い時点で読み取られている可能性がある技術的条件またはパラメータ22にも同じことが当てはまる。これらのデータは、出力値20および出力値21を決定するために処理ユニット3によって処理され、出力値はコントローラデバイスの数ncおよびそれらの対応するタイプxyzであり、出力値ncは、上限がu_nc,upであり下限がu_nc,lowである対応する出力不確実性u_ncを伴う。処理は、たとえば、以下の数式

に基づくことができる。したがって、結果として得られるコントローラの数はnc±u_nc=18±3と推定される。

図2に示されるものに加えて、技術的条件またはパラメータ22は、たとえばnc=200±60として不確実性とともに与えられる場合もあり、この不確実性は出力不確実性u_ncを生成する際に処理ユニット3によって考慮される。

図4は、図3に関連して上記ですでに説明したものと同じ作業フローを示している。外部入力値Aが12±4から

に変更されると、変更する前にこれらの作業ステップを実行する間に不確実性が考慮されない場合、この入力値を直接受信するすべての作業ステップ、すなわちステップ101および104が再実行されなければならない。作業ステップ101および104に続くすべての作業ステップ、すなわちステップ103、106、108、109、111、112、および113に同じことが当てはまる。合計で9つの作業ステップを再実行しなければならない。

本発明の結果および有利な効果として、この数を大幅に減少することができる。図3と比較して図5に示されるように、入力値Aが以前に考慮した上限である16および下限である8を超えない限り、作業ステップ101の出力値は一定、すなわち3である。変更された入力値Aが依然としてこの範囲内なので、作業ステップ101は再実行される必要がない。作業ステップ101の出力値が変更されないので、後続の作業ステップ103、106、108、および111も再び遂行する必要がない。これによって、繰り返されるべき作業ステップの数が4つ、すなわち作業ステップ104、109、112、および113に減少し、これはプロジェクトの実行時間の大幅な節約を意味する。

図6aおよび図6bは、処理ユニット3によって生成されて、データ出力インターフェース2を介してグラフィックディスプレイユニット14に送信された結果を視覚化する方法の例を示している。

図6aでは、2つのコントローラキャビネットが示されており、それらの数およびコンテンツは異なる作業ステップの出力値に対応する。キャビネットの色、または色のパターンは、それぞれこれらの出力値が対応するあらかじめ定義された制限値、すなわち、あらかじめ定義されたプロジェクト制約の範囲内か否かを示している。左側のキャビネットは白であり、すべての出力値が範囲内であることを示し、右側のキャビネットは灰色であり、出力値のうちの少なくとも1つがその対応する制限値に近づいてことを示している。これは、プロジェクト実行は依然として継続され得るが、危険ゾーンに近づいているという情報をユーザまたは決定者に与える。

図6bは、プロジェクトの次の作業ステップが遂行された後の同じ2つのキャビネットを示している。左側のキャビネットは、新たに生成された、または出力された出力値のうちの少なくとも1つが現在制限値に近づいているため、灰色に変わっている。色におけるこの色変更は、たとえば、作業ステップ内の何かが最適化されるべきである最後の作業ステップの実行を監督するエンジニアに役立つ情報を与える。これは、たとえば作業ステップまたは使用された数式のパラメータでよい。改善が可能でない場合には、キャビネットの色変更は、プロジェクトの外部入力値を変更するための潜在的に必要な要求のための指標と考えることができる。

図6bの右側のキャビネットは縞模様で視覚化されており、制限値のうちの少なくとも1つが新たに生成された、または更新された出力値によって超えられたことを示している。したがって、プロジェクトは危険な状態であり、プロジェクト実行を安全ゾーンに戻す方法についての決定が行われる必要がある。この決定は、推論エンジンによって自動的に行うことができ、または推論エンジンが、再度プロジェクトの成功を保証することができるようにするために、プロジェクト、具体的にはその外部入力値または時間やコストなどのその制約である時間や費用などをどのように変更するべきかについて人間のオペレータに提案を行うために、すべての利用可能なプロジェクト情報を処理することができる。

図7は、右側のキャビネットが開かれた状態で示されている点だけが図6bとは異なり、制御入力/出力ボード(I/Oボード)の2つの行を示している。左側の行は、1つまたは複数の制限値、たとえばI/Oボードの最大許容数を超えているキャビネットの一部であることを明確にするために縞模様で示されている。これによって、制限値の範囲に戻るために変更や調整が行われるべきプロジェクトの一部を見つけるための意思決定インスタンスのためのタスクが簡略化される。

1 データインターフェース装置
2 データ出力インターフェース
3 処理ユニット
14 グラフィックディスプレイユニット
16 作業ステップ
17 情報信号
18 情報信号
19 予備容量
20 出力値
21 出力値
22 技術的条件またはパラメータ

Claims

オートメーションおよび/または電気工学プロジェクトにおける作業フローの少なくとも1つの作業ステップを自動処理するためのシステムであって、
前記プロジェクトの前記作業フローの前記少なくとも1つの作業ステップ(16)に属する少なくとも1つの入力値(ns、pt、sc)を読み取るためのデータ入力インターフェース(1)と、
前記少なくとも1つの入力値(ns、pt、sc)から少なくとも1つの出力値(nc)を生成するために前記データ入力インターフェース(1)に接続された処理ユニット(3)であって、前記少なくとも1つの出力値が前記少なくとも1つの作業ステップ(16)の結果を表す処理ユニット(3)と、
前記データ入力インターフェース(1)によって読み取られた、または前記処理ユニット(3)によって生成された任意のデータを、データリポジトリ(13)、別の処理ユニット(PC3)、および/またはディスプレイユニット(14、15)のうちの少なくとも1つに送信するために前記処理ユニット(3)に接続されたデータ出力インターフェース(2)とを備えるシステムにおいて、
前記データ入力インターフェース(1)が、前記入力値(ns、pt)の可能な、または許容される範囲を特徴付ける少なくとも1つの入力不確実性(u_ns, u_pt)を読み取るように構成され、
前記処理ユニット(3)が、前記作業ステップ(16)のパラメータ(22)および/または技術的条件を考慮することによって、前記少なくとも1つの入力値(ns、pt、sc)および前記少なくとも1つの入力不確実性(u_ns、u_pt)から、前記少なくとも1つの作業ステップ(16)の前記出力値(nc)の可能な、または許容される範囲を特徴付ける少なくとも1つの出力不確実性(u_nc)を計算するように構成されていることを特徴とする、システム。
前記データ入力インターフェース(1)が前記少なくとも1つの入力不確実性(u_ns、u_pt)を読み取るように構成され、前記処理ユニット(3)が前記出力不確実性(u_nc)を絶対量、前記入力値に関連する関連量、または代替のリストとして生成するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
前記処理ユニット(3)が、推定アルゴリズム、経験則、数式、または表のうちの少なくとも1つを使用して、前記少なくとも1つの出力不確実性(u_nc)を計算するように構成されている、請求項1または2に記載のシステム。
前記作業フローが少なくとも2つの作業ステップ(101、103)を含み、前記少なくとも1つの出力値が少なくとも1つの後続の作業ステップ(103)の入力値を表し、各作業ステップが少なくとも1つの対応する出力値を生成するように定義され、前記処理ユニット(3)が、前記少なくとも1つの入力不確実性が前記作業フローの前記少なくとも2つの作業ステップ(101、103)を介して伝搬するか否かを予測するように構成されている、請求項1から3のいずれか一項に記載のシステム。
前記処理ユニット(3)が、前記少なくとも2つの作業ステップごとに対応する出力不確実性を計算することによって、前記少なくとも1つの入力不確実性が前記作業フローの前記少なくとも2つの作業ステップ(104、109)を介して伝搬する程度を予測す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システム。
前記処理ユニット(3)が、少なくとも1つの入力変数(A)における変更が前記作業フローの少なくとも2つの作業ステップ(104、109)を介して伝搬するかどうか、および/またはその程度を、変更された前記入力変数(A)と以前に与えられた前記入力不確実性とを比較することによって、および/または前記少なくとも2つの作業ステップ(104、109)のそれぞれの前記出力値における変更を予測することによって、予測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システム。
前記処理ユニット(3)が、前記少なくとも2つの作業ステップ(104、109)を介した変更の前記伝搬が、前記少なくとも2つの作業ステップの前記出力値のうちの少なくとも1つが前記変更の前に計算されたそれらの対応する出力不確実性を超えることにつながるかどうか、および/またはその程度を評価するように構成されている、請求項4に記載のシステム。
前記データ入力インターフェース(1)が、少なくとも1つのあらかじめ定義された出力値の可能な、または許容される範囲を特徴付ける少なくとも1つの制限値を読み取るように構成されており、前記処理ユニット(3)が、その対応する出力不確実性を含む前記出力値が、前記少なくとも1つの制限値によって定義された前記範囲内か否かを調べるように構成されている、請求項1から7のいずれか一項に記載のシステム。
前記処理ユニット(3)が、在庫する必要があるハードウェアコンポーネントの数を計算するために、前記少なくとも1つの出力不確実性と別のオートメーションおよび/または電気工学プロジェクトの外部出力不確実性とを結合するように構成されており、ハードウェアコンポーネントの前記数が、前記少なくとも1つの出力不確実性および前記外部出力不確実性の合計よりも少ない、請求項1から8のいずれか一項に記載のシステム。
前記処理ユニット(3)が、前記少なくとも1つの入力および/または出力不確実性に基づいて、前記プロジェクトの実行が成功するためのリスクを決定するように構成されている、請求項1から9のいずれか一項に記載のシステム。
前記データ入力インターフェース(1)が、前記少なくとも1つの入力の不確実性を入力するためにユーザに問い合わせるように構成されたユーザインターフェース(10、11)に接続されている、請求項1から10のいずれか一項に記載のシステム。
前記処理ユニットが、その処理結果のうちの少なくとも1つの視覚表現を生成するように構成されている、請求項1から11のいずれか一項に記載のシステム。
オートメーションおよび/または電気工学プロジェクトにおける作業フローを自動的に処理するための方法であって、
前記プロジェクトの前記作業フローの少なくとも1つの作業ステップ(16)に属する少なくとも1つの入力値(ns、pt、sc)を読み取るステップと、
前記少なくとも1つの入力値(ns、pt、sc)から少なくとも1つの出力値(nc)を生成するステップであって、前記少なくとも1つの出力値(nc)が前記少なくとも1つの作業ステップ(16)の結果を表すステップと、
読み取られた、または生成された任意のデータをデータリポジトリ(13)、別の処理ユニット(PC3)、および/またはディスプレイユニット(14、15)のうちの少なくとも1つに送信するステップとを備える方法において、
前記入力値(ns、pt)の可能な、または許容される範囲を特徴付ける少なくとも1つの入力不確実性(u_ns、u_pt)を読み取るステップと、
前記作業ステップ(16)のパラメータ(22)および/または技術的条件を考慮することによって、前記少なくとも1つの入力値(ns、pt、sc)および前記少なくとも1つの入力不確実性(u_ns、u_pt)から、前記少なくとも1つの作業ステップ(16)の前記出力値(nc)の可能な、または許容される範囲を特徴付ける少なくとも1つの出力不確実性(u_nc)を計算するステップとを特徴とする、方法。