JP2018085105A - フィールド機器と人員の位置を特定するための低電力ブルートゥースビーコンの使用 - Google Patents

Abstract

【課題】プラント設備の管理システムを開示する。
【解決手段】管理システムはサーバと携帯端末とビーコン送信機とを備える。ビーコン送信機はプラント設備内のフィールド装置に取り付けられるか、または組み込まれていて、フィールド装置を識別する識別子を含むビーコン信号をブロードキャストする。サーバは、ディスプレイと、識別子に対応する処理データを記憶する記憶部と、携帯端末から識別子を含む無線信号を受信し、無線信号で受信した識別子に対応する処理データを識別する制御部とを備える。携帯端末は、ディスプレイと、ビーコン信号を受信するビーコン受信機と、ビーコン信号で受信された識別子とともに無線信号をサーバに送信する制御部とを備える。サーバのディスプレイ及び携帯端末のディスプレイの少なくとも一方は、サーバの制御部で識別された処理データを表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般にプラント設備の管理システム及びプラント設備の管理方法に関する。

プラントまたは工場（以下、総称して「プラント」と記す）は、高度な自動運転を実施するためにプロセス制御システムを一般に利用する。プロセス制御システムは、工業プロセスにおける様々なタイプの処理データ（例えば、圧力、温度、流量など）を制御する。安全性を確保し高度な制御を行うために、プロセス制御システムには分散制御システム（ＤＣＳ）などの制御システムと、安全計装システム（ＳＩＳ）などの安全システムが装備されている。

ＤＣＳにおいて、複数のフィールド装置（例えば、測定機器および操作機器）は、ネットワークを介してフィールド装置を制御するための制御装置と通信する。ＤＣＳ内の制御装置は、様々なタイプの処理データを制御するために、フィールド装置によって測定された測定データを収集し、収集された測定データに従ってフィールド装置を操作または制御する。

ＤＣＳの制御装置は、プラントの運転または動作の状態を監視するためにオペレータによって操作される動作監視端末からアクセスすることができる。動作監視端末は、液晶ディスプレイなどのディスプレイと、キーボードやマウスなどの入力装置と、オペレータが視覚的に状態を監視するために使用する通信装置とを含む。オペレータは、動作監視端末を介してＤＣＳに収集されたデータにアクセスして、フィールド装置またはフィールド装置周辺のプラント設備の状態をチェックすることができる。

フィールド装置で異常な値や問題が検出された場合、設備内で働く現場作業者は、その場所を特定して問題を解決する必要がある。したがって、設備内のフィールド装置の位置を追跡することは、安全性および操作効率を確保するために、設備管理の目的にとって重要である。さらに、現場作業者の位置を特定して追跡することは、プラント設備におけるメンテナンス活動やその他の日常業務活動の生産性にとって重要である。

一般に、全地球測位システム（ＧＰＳ）は、装置または装置を保持する人の位置を特定することが知られている。しかしながら、ＧＰＳは、衛星信号で位置を正しく取得することができる屋外での位置追跡にのみ適しており、衛星からのマイクロ波が減衰され散乱するので、屋内での使用には適していない。例えば、マイクロ波が設備の内部に到達できない閉鎖された防爆型設備では、現場作業者またはフィールド装置を追跡するためにＧＰＳを使用することはできない。

本発明の1つ以上の実施形態は、プラント設備の管理システムであって、サーバ装置と、前記サーバ装置と通信する携帯端末と、前記プラント設備内のフィールド装置に取り付けられるか、または組み込まれていて、前記フィールド装置を識別する識別子を含むビーコン信号をブロードキャストする複数のビーコン送信機と、を備え、前記サーバ装置は、サーバ装置ディスプレイと、前記識別子に対応する処理データを記憶するサーバ装置記憶部と、前記携帯端末から前記識別子を含む無線信号を受信し、前記無線信号で受信した前記識別子に対応する前記処理データを識別するサーバ装置制御部と、を備え、前記携帯端末は、携帯端末ディスプレイと、前記ビーコン信号を受信するビーコン受信機と、前記ビーコン信号で受信された前記識別子とともに前記無線信号を前記サーバ装置に送信する携帯端末制御部と、を備え、前記サーバ装置ディスプレイ及び前記携帯端末ディスプレイの少なくとも一方は、前記サーバ装置制御部で識別された前記処理データを表示する、プラント設備の管理システムを提供する。

本発明の1つ以上の実施形態は、プラント設備の管理方法であって、複数のビーコン送信機によって各ビーコン信号をブロードキャストし、前記ビーコン送信機はそれぞれ前記プラント設備内のフィールド装置に取り付けられるか、または組み込まれていて、前記ビーコン信号はそれぞれ前記フィールド装置を識別する識別子を含み、携帯端末によって前記ビーコン信号を受信し、前記ビーコン信号で受信した前記識別子を含む無線信号を、前記携帯端末からサーバ装置に送信し、前記無線信号で受信した前記識別子に対応する前記サーバ装置に記憶された処理データを識別し、前記サーバ装置と前記携帯端末の少なくとも一方に前記処理データを表示する、プラント設備の管理方法を提供する。

本発明の他の態様は、以下の説明および添付の特許請求の範囲から明らかになる。

本発明の１つ以上の実施形態に係る管理システムの概略図である。 本発明の１つ以上の実施形態に係る管理システムのブロック図である。 それぞれ、本発明の１つ以上の実施形態に係る管理システムによって実行される動作のシーケンス図である。 それぞれ、本発明の１つ以上の実施形態に係る管理システムによって実行される動作のシーケンス図である。 それぞれ、本発明の１つ以上の実施形態に係る管理システムの実装例である。 それぞれ、本発明の１つ以上の実施形態に係る管理システムの実装例である。 それぞれ、本発明の１つ以上の実施形態に係る管理システムの実装例である。 それぞれ、本発明の１つ以上の実施形態に係る管理システムの実装例である。 それぞれ、本発明の１つ以上の実施形態に係る管理システムの実装例である。 それぞれ、本発明の１つ以上の実施形態に係る管理システムの実装例である。 それぞれ、本発明の１つ以上の実施形態に係る管理システムの実装例である。

本発明の具体的な実施形態を、添付の図を参照して詳細に説明する。様々な図の同一の要素は、一貫性のために同一の符号を付す。

本発明の実施形態の以下の詳細な説明では、本発明をより完全に理解できるように、多数の具体的な詳細を説明する。しかしながら、当業者にとって、これらの具体的な詳細なしで本発明を実施することができることは明らかであろう。その他の例では、説明を不必要に複雑にすることを避けるために、周知の特徴については詳細に説明していない。

図１は、本発明の１つ以上の実施形態に係る管理システム１の概略図を示す。管理システム１は、プラント設備で働く現場作業者が保持または着用するタブレット、スマートフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ラップトップ、またはウェアラブルコンピュータなどの携帯端末１０と、圧力トランスミッタ、温度トランスミッタ、流量計、またはバルブポジショナなどのフィールド装置２０と、フィールド装置２０に取り付けられた、または組み込まれたビーコン送信機３０と、制御装置自体、またはＤＣＳの制御装置と直接的または間接的に通信可能なサーバであるサーバ装置４０と、例えば無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）ルータなどのアクセスポイント５０を含む。

携帯端末１０は、現場作業者がフィールド装置２０または携帯端末１０自体をプラント設備の地図上で特定するために使用することができる。携帯端末１０は、現場作業者がフィールド装置２０に関する情報にアクセスするためにも使用される。携帯端末１０は、アクセスポイント５０を介してサーバ装置４０と無線通信し、サーバ装置４０から処理データおよびその他の情報を受信することができる。

さらに、プラント設備内の位置を特定するために、携帯端末１０は、ビーコン送信機３０からブロードキャストされたビーコン信号を受信することができる。本発明の１つ以上の実施形態では、ビーコン信号は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ （ＢＬＥ）の規格に準拠してブロードキャストされる。本発明の１つ以上の実施形態では、例えば、ビーコン信号は７０メートルまで到達することができる。携帯端末１０は、ビーコン信号の強度を測定し、ビーコン送信機３０からの距離を計算することができる。本発明の１つ以上の実施形態では、携帯端末１０は、プラント設備の地図とビーコン送信機３０の位置を表すプラント設備の位置データを記憶する。この位置データと計算された距離に基づいて、携帯端末１０は、ビーコン送信機３０に対するプラント設備内の携帯端末１０の現在位置を計算することができる。

サーバ装置４０は、フィールド装置２０の処理データおよびプラント設備を管理するために必要なその他のデータを収集して記憶することができる。例えば、サーバ装置４０は、フィールド装置２０の温度、圧力、流量、またはバルブの状態を記憶することができる。サーバ装置４０は、アクセスポイント５０を介して携帯端末１０にそのようなデータを提供することができる。本発明の１つ以上の実施形態では、サーバ装置４０は、識別子（以下、「ＩＤ」という）でフィールド装置２０の処理データを管理する。ＩＤは、フィールド装置２０に関連した識別情報である。ＩＤは、取り付けられた、または組み込まれたビーコン送信機３０から携帯端末１０に、ビーコン信号を介して伝達可能である。あるいは、ＩＤは、ビーコン送信機３０によってビーコン信号を介してブロードキャストされるユニバーサルユニーク識別子（ＵＵＩＤ）に、ルックアップ辞書またはマッピング機構／データベースを用いて関連付けることができる。この場合、サーバ装置４０は、ルックアップ辞書やマッピング機構／データベースを用いて、ＵＵＩＤに基づいてフィールド装置２０の処理データを識別できる。

本発明の１つ以上の実施形態では、処理データは、処理値と各フィールド装置２０のＩＤとを関連付けるテーブルとして形成することができる。本発明の１つ以上の実施形態では、サーバ装置４０は、ＩＤで識別されるフィールド装置２０の処理データの要求に応じて、携帯端末１０に処理データを提供することができる。

図１は、一つの携帯端末１０、および一組のフィールド装置２０とビーコン送信機３０を示しているが、複数の携帯端末１０、および複数組のフィールド装置２０とビーコン送信機３０を管理システム１に含めることができる。本発明の１つ以上の実施形態では、各ビーコン送信機３０は、フィールド装置２０に組み込まれている。この場合、ビーコン信号は、携帯端末１０の現在位置を計算するため、および近くの特定のフィールド装置２０を識別するために使用される。その他の実施形態では、すべてのビーコン送信機３０は、フィールド装置２０から独立してプラント設備内の任意の場所に配備されてもよい。この場合、そのようなビーコン送信機によって送信されるビーコン信号は、携帯端末１０によって現在位置を計算するために使用され、フィールド装置２０のどれもプラント設備の周辺に配備する必要はない。さらに他の実施形態では、一部のビーコン送信機３０はフィールド装置２０にそれぞれ組み込まれ、その他のビーコン送信機３０はフィールド装置２０とは別にプラント設備の様々な場所に配備される。この場合、携帯端末１０は、配備されたフィールド装置２０の数が少ない場合であっても、携帯端末１０の現在位置を計算しながら、近くのフィールド装置２０を識別することができる。

図２は、本発明の１つ以上の実施形態による管理システム１のブロック図を示す。

本発明の１つ以上の実施形態では、携帯端末１０は、記憶部１１０と、ブルートゥース（登録商標）（ＢＴ）モジュール１２０と、制御部１３０と、タッチディスプレイ１４０と、ＷＬＡＮモジュール１５０とを含む。記憶部１１０、ＢＴモジュール１２０、制御部１３０、タッチディスプレイ１４０、およびＷＬＡＮモジュール１５０は、ハードウェア（例えば、回路）またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせで実装することができる。

記憶部１１０は、任意の大きさまたはタイプ（例えば、メモリ、ハードドライブなど）であってもよい。図２に示す例では、記憶部１１０は位置データ１１２と、追跡データ１１４と、フィールド装置データ１１６とを記憶している。位置データ１１２は、プラント設備の地図と、地図上のビーコン送信機３０の位置を表す。追跡データ１１４は、携帯端末１０で計算された現在位置の履歴を表す。フィールド装置データ１１６は、ビーコン送信機３０から送信されたＩＤに関連付けられたフィールド装置２０の名前を表す。フィールド装置２０の名前は、フィールド装置２０を識別する文字、数字、および／または記号を含む任意の種類の文字列（例えば、シリアル番号、製造者名、世界的／普遍的に固有の識別子またはＧ／ＵＵＩＤ、ＴａｇＩＤなど）でも良い。本発明の１つ以上の実施形態では、フィールド装置２０の固有のＩＤは、フィールド装置２０の名前および／またはビーコン送信機３０から送信されたＩＤとさらに関連付けられてもよい。この場合、フィールド装置２０の固有のＩＤは、管理システム１内のフィールド装置を識別するために使用され、フィールド装置２０の名前が画面の表示に使用される。これらのデータは、任意のタイプのデータ構造で表現することができる。

本発明の１つ以上の実施形態では、位置データ１１２、追跡データ１１４、及びフィールド装置データ１１６は、予め記憶部１１０に記憶されてもよい。しかしながら、これらのデータは、サーバ装置４０などのリモートサーバまたは任意のリモートサーバに記憶されてもよく、要求に応じてネットワークを介して取得されてもよい。あるいは、これらのデータは、携帯端末１０とサーバ装置４０またはリモートサーバとの間で、リアルタイムまたは定期的にネットワークを介してやりとりされてもよい。

ＢＴモジュール１２０は、ビーコン送信機３０からブロードキャストされたビーコン信号を受信できる。また、ＢＴモジュール１２０は、受信したビーコン信号の強度を計算する機能を提供できる。

制御部１３０は、本発明の１つ以上の実施形態による携帯端末１０で実行される動作に必要な、または有用な１つ以上のプロセッサ、メモリ、グラフィックチップ、データバス、およびその他の回路を含むことができる。制御部１３０は、１つ以上のプログラム（例えば、メモリまたは記憶部１１０からのプログラム）をロードすることにより動作を実行し、プログラムで表された命令を実行することができる。制御部１３０は、携帯端末１０に搭載されているが、図２に図示していない他の構成要素／モジュール（ハードウェアまたはソフトウェアのいずれか）の動作を制御することもできる。制御部１３０によって実行される動作について、図３〜図４に示すシーケンス図を参照して以下に詳細に説明する。

タッチディスプレイ１４０は、制御部１３０からの指示に応じて画面に情報を表示する。タッチディスプレイ１４０は、画面に表示される項目を選択するためにユーザ（例えば、現場作業者）からの入力を受け付けることもできる。

ＷＬＡＮモジュール１５０は、ＩＥＥＥ８０２．１１などの無線通信規格に準拠してアクセスポイント５０との間で無線信号の送受信を行うので、携帯端末１０はサーバ装置４０と通信を行うことができる。

図２は、携帯端末１０が５つの構成要素１１０〜１５０を有するものとして示しているが、携帯端末１０は、より多くのまたはより少ない構成要素を有しても良い。例えば、携帯端末１０は、ＧＰＳモジュール、近距離通信モジュール、または広域ネットワーク（ＷＡＮ）モジュールをさらに備えることができる。本発明の１つ以上の実施形態では、サーバ装置４０と通信するために、ＷＬＡＮモジュール１５０の代わりに近距離通信モジュールまたはＷＡＮモジュールを使用することができる。

本発明の１つ以上の実施形態では、ビーコン送信機３０は、記憶部３１０と、ＢＴモジュール３２０と、制御部３３０とを備える。記憶部３１０、ＢＴモジュール３２０、および制御部３３０は、ハードウェア（例えば、回路）またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせで実装することができる。

記憶部３１０は、任意の大きさまたはタイプ（例えば、メモリ、ハードドライブなど）であってもよい。記憶部３１０は、ビーコン送信機３０に一意的に割り当てられ、かつビーコン送信機３０が取り付けられた、または組み込まれたフィールド装置２０を識別するＩＤ３１２を記憶する。

ＢＴモジュール３２０は、ＢＬＥの規格に準拠したビーコン信号をブロードキャストすることができる。本発明の１つ以上の実施形態では、ＢＴモジュール３２０は、ビーコン送信機３０が取り付けられた、または組み込まれたフィールド装置２０を識別するＩＤ３１２を含むビーコン信号をブロードキャストすることができる。

制御部３３０は、本発明の１つ以上の実施形態によるビーコン送信機３０において実行される動作に必要な、または有用な１つ以上のプロセッサ、メモリ、データバス、およびその他の回路で形成することができる。制御部３３０は、（例えば、メモリまたは記憶部３１０から）プログラムをロードし、プログラムに表された命令を実行することによって、動作を実行することができる。制御部３３０は、ビーコン送信機３０に搭載されているが、図２に図示していない他の構成要素／モジュール（ハードウェアまたはソフトウェアのいずれか）の動作を制御することもできる。制御部３３０によって実行される動作について、図３〜図４に示すシーケンス図を参照して以下に詳細に説明する。

図２は、ビーコン送信機３０が３つの構成要素３１０〜３３０を有するものとして示しているが、ビーコン送信機３０は、より多くのまたはより少ない構成要素を有しても良い。

本発明の１つ以上の実施形態では、一部のビーコン送信機３０は、フィールド装置２０から独立してプラント設備内の任意の場所に設置することができる。ビーコン送信機３０の数を増やすことによって、携帯端末１０の位置を計算する精度を向上することができる。ビーコン送信機３０の位置および数は、プラント設備の規模および複雑さ、およびプラント設備内の携帯端末１０または現場作業者を追跡するための要求精度に応じて決定できる。たとえば、プラント設備が大きいか、またはビーコン信号を遮る物体（壁など）を含んでいる場合、ビーコン送信機の数を増やすと精度が向上する可能性がある。一方、狭いエリアに設置されたビーコン送信機３０が多すぎると、電波干渉が発生し、携帯端末１０が正確な計算をするのを妨げる可能性がある。

本発明の１つ以上の実施形態では、サーバ装置４０は、記憶部４１０と、ＬＡＮモジュール４２０と、制御部４３０、およびディスプレイ４４０を備える。記憶部４１０、ＬＡＮモジュール４２０、制御部４３０、およびディスプレイ４４０は、ハードウェア（例えば、回路）またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせで実装することができる。

記憶部４１０は、任意の大きさまたはタイプ（例えば、メモリ、ハードドライブなど）であってもよい。記憶部４１０は、プラント設備内に配備されたフィールド装置２０を識別するＩＤ３１２に関連する処理データ４１２を記憶する。上述のように、処理データ４１２は、例えば、フィールド装置２０のまたはその周囲の温度、圧力、流速、またはバルブの状態を表すことができる。

ＬＡＮモジュール４２０は、ネットワーク及びアクセスポイント５０を介して携帯端末１０との間で信号の送受信を行うことができる。また、ＬＡＮモジュール４２０は、ネットワークを介してフィールド装置２０と通信し、各フィールド装置２０から処理データを収集してもよい。

制御部４３０は、本発明の１つ以上の実施形態によるサーバ装置４０において実行される動作に必要な、または有用な１つ以上のプロセッサ、メモリ、データバス、およびその他の回路で形成することができる。制御部４３０は、（例えば、メモリまたは記憶部４１０から）プログラムをロードし、プログラムに表された命令を実行することによって、動作を実行することができる。制御部４３０は、サーバ装置４０に搭載されているが、図２に図示していない他の構成要素／モジュール（ハードウェアまたはソフトウェアのいずれか）の動作を制御することもできる。制御部４３０によって実行される動作について、図３〜図４に示すシーケンス図を参照して以下に詳細に説明する。

ディスプレイ４４０は、制御部４３０からの指示に応じて画面に情報を表示する。本発明の１つ以上の実施形態では、ディスプレイ４４０は、サーバルーム内の作業者がディスプレイ４４０を介して、他の現場作業者の位置またはフィールド装置２０の状態を監視することを可能にする。

本発明の１つ以上の実施形態では、サーバデバイス４０の１つ以上の構成要素は、有線区間および／または無線区間を有する任意の大きさおよび任意のトポロジのネットワークによって接続された異なる計算装置上に配置されてもよい。

図２は、サーバ装置４０が４つの構成要素４１０〜４４０を有するものとして示しているが、サーバ装置４０は、より多くのまたはより少ない構成要素を有しても良い。例えば、サーバ装置４０は、キーボードおよび／またはマウス用のユーザインタフェースモジュールと、緊急時に視覚的または可聴的な警報を出力する警報モジュールとをさらに備えても良い。

図３は、本発明の１つ以上の実施形態による管理システム１によって実行される動作のシーケンス図を示す。図３の１つ以上の動作は、図１および図２を参照して上述した管理システム１の携帯端末１０、ビーコン送信機３０、またはサーバ装置４０によって実行することができる。本発明の１つ以上の実施形態において、図３に示される１つ以上の動作は、省略されてもよいし、繰り返されてもよいし、図３に示される順序とは異なる順序で実行されてもよい。したがって、本発明の範囲は、図３に示す動作の具体的な配置に限定されない。

最初に、ビーコン送信機３０のＢＴモジュール３２０は、フィールド装置２０に関連付けられたＩＤ３１２を含むビーコン信号をブロードキャストする（ステップ５０２）。携帯端末１０のＢＴモジュール１２０は、ビーコン信号を受信し、携帯端末１０の制御部１３０は、ビーコン信号の強度に基づいて、ビーコン送信機３０からの距離を計算する（ステップ５０４）。制御部１３０は、信号強度（例えば、受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ））に基づいて距離を計算するために任意の既知の技術を使用することができる。携帯端末１０が２つ以上のビーコン送信機３０から２つ以上のビーコン信号を受信すると仮定すると、携帯端末１０の制御部１３０は、各ビーコン信号に対してステップ５０２および５０４を実行し、フィールド装置データ１１６内のＩＤ３１２によって関連付けられ、識別されるフィールド装置２０の名前を表示する。

図５は、携帯端末１０の近くのフィールド装置２０の名称のリストを表示する画面の実装例を示している。この例では、各行はフィールド装置２０の名称と携帯端末１０とフィールド装置２０（より具体的には、フィールド装置２０に取り付けられた、または組み込まれたビーコン送信機３０）との間の距離を示している。

図３に戻って、携帯端末１０の制御部１３０がタッチディスプレイ１４０を介して画面上の名称のうちの一つの選択を受けた場合、または制御部１３０が所定の閾値（例えば、５０ｃｍ）を超える距離または信号強度のいずれかを検出した場合（ステップ５０８）、制御部１３０はＩＤ３１２を含む無線信号を、アクセスポイント５０を介してサーバ装置４０に送信する（ステップ５１０）。サーバ装置４０のＬＡＮモジュール４２０は無線信号を受信し、サーバ装置４０の制御部４３０は、無線信号で受信したＩＤ３１２に対応する処理データ４１２を識別する（ステップ５１２）。続いて、制御部４３０は、識別された処理データを、ＬＡＮモジュール４２０を介して携帯端末１０に送信する（ステップ５１４）。

携帯端末１０の制御部１３０が処理データを受信すると、制御部１３０は、処理データに基づいてリスク値を計算する（ステップ５１６）。リスク値は、携帯端末１０を保持する現場作業者によって実行される仕事または任務におけるリスクの程度を表す。制御部１３０は、処理データおよび仕事または任務の作業強度に基づいて様々な方法でリスク値を計算することができる。他の任意の数のリスク値を定義することができる。例えば、本発明の１つ以上の実施形態では、処理データが温度であると仮定すると、制御部１３０は、３つのリスク値を定義することができる。リスクなしの場合１、低リスクの場合２、高リスクの場合３である。そして、制御部１３０は、熱ストレス規格ＩＳＯ７２４３に定義されているように、温度および作業者の作業強度に基づいてリスク値を計算する。例えば、サーバ装置４０から送信された温度（処理データ）が、作業者の作業強度に適した温度を大幅に超える温度である場合、制御部１３０はリスク値を３と計算する。通知された温度がガイドラインに規定された温度またはそれに近い温度である場合、制御部１３０はリスク値を２と計算する。それ以外の場合、制御部１３０は、リスク値を１と計算する。本発明の１つ以上の実施形態において、各作業者の作業強度及びガイドラインに定義された温度は、予め携帯端末１０の記憶部１１０に記憶できる。

続いて、携帯端末１０のタッチディスプレイ１４０は、処理データを表示する（ステップ５１８）。タッチディスプレイ１４０は、図６〜図８を参照して以下に説明するように、いくつかの方法で処理データを表示することができる。

図６は、フィールド装置２０の処理データを表示する画面の一実装例を示している。この例では、フィールド装置２０の名称（「１ＦＣ１０１」）およびフィールド装置２０の説明（「温度制御装置」）とともに、処理データとして温度（４０℃）が示されている。この説明は、処理データとともにサーバ装置４０から取り出してもよいし、予めＩＤ３１２に関連付けられたフィールド装置データ１１６に記憶されてもよい。その他の追加情報が画面に表示されることがある。

図７は、フィールド装置２０の処理データをメッセージとともに表示する画面の実装例を示している。この例では、プラント設備の地図上のフィールド装置２０の周囲に網掛けの円が描かれている。この地図は、プラント設備内のフィールド装置２０（またはビーコン送信機３０）の位置を示し、「Ａ１」から「Ｚ２」までラベルが付けられている。本発明の１つ以上の実施形態において、網掛けの円は、フィールド装置２０に取り付けられたビーコン送信機３０からブロードキャストされたビーコン信号が到達できるおよその外側の境界を示す。たとえば、制御部がリスク値は３であると計算したときに、円が描かれ警報メッセージが表示され、特定の現場作業者のリスクが高いことを示す。この場合、「立入禁止」のような警報メッセージを、処理データとして警報サインと温度とともに表示することができる。その他の関連情報が画面に表示されることがある。

図８は、フィールド装置２０の処理データをメッセージとともに表示する画面の別の実装例を示す。この例では、プラント設備の地図上でフィールド装置２０の周囲に異なる網掛けの２つの円が描かれている。本発明の１つ以上の実施形態では、内側の円は、現場作業者が立ち入ってはいけない制限された領域を示し、外側の円は、軽い作業または活動などの一定の条件に応じて現場作業者が立ち入ることができる部分的に制限された領域を示す。この場合、制御部１３０は、フィールド装置２０からの距離に応じて複数のリスク値を計算することができる。例えば、制御部１３０は、温度が１メートルあたり一定の程度低下すると仮定し、３つの温度範囲に対してフィールド装置２０を中心とする３つの円形領域を定義できる。次に、制御部１３０は、各範囲のリスク値を計算し、リスク値「３」（すなわち、高リスク）に対して内側の円を描き、リスク値「２」（すなわち、低リスク）に対して外側の円を描く。本発明の１つ以上の実施形態では、描かれた円内で許可された作業強度を示す「軽作業のみ」のようなメッセージを、処理データとしての温度および警報サインとともに表示してもよい。

本発明の１つ以上の実施形態において、携帯端末１０の制御部１３０は、ステップ５１６をスキップして、ステップ５１４の直後に処理データを表示するためのステップ５１８に進むことができる。あるいは、サーバ装置４０の制御部４３０は、携帯端末１０の制御部１３０に代わってステップ５１６を実行し、処理値とともにリスク値を携帯端末１０に送信することができる。本発明の１つ以上の実施形態では、ステップ５１２で処理データを識別すると、サーバ装置４０のディスプレイ４４０は、図６に示すように処理データを表示しても良い。これに加えて、またはこれに代えて、ディスプレイ４４０は、制御部４３０がリスク値を計算した後、図７および図８に示すようにメッセージとともに処理データを表示しても良い。

本発明の1つ以上の実施形態によれば、フィールド装置は広い範囲で発見可能となる。近接している場合、現場作業者は単一の機器に固有のデータを処理するよう自動的にナビゲートされる。

本発明の１つ以上の実施形態では、図６〜８に示す各画面には「戻る」ボタンがあり、現場作業者は図５に示すオーバービュー画面に戻ることができる。

図４は、本発明の１つ以上の実施形態による管理システム１によって実行される動作のシーケンス図を示す。図４の１つ以上の動作は、図１および２を参照して上述した管理システム１の携帯端末１０、ビーコン送信機３０、またはサーバ装置４０の構成要素によって実行されてもよい。本発明の１つ以上の実施形態では、図４に示した１つ以上の動作は、省略されたり、繰り返されたり、および／または図４に示される順序とは異なる順序で実行されてもよい。したがって、本発明の範囲は、図４に示される動作の具体的な配置に限定されると考えるべきではない。

最初に、ビーコン送信機３０のＢＴモジュール３２０は、フィールド装置２０に関連付けられたＩＤ３１２を含むビーコン信号をブロードキャストする（ステップ６０２）。携帯端末１０のＢＴモジュール１２０は、ビーコン信号を受信し、携帯端末１０の制御部１３０は、ビーコン信号の強度に基づいて、ビーコン送信機３０からの距離を計算する（ステップ６０４）。制御部１３０は、信号強度（例えば、ＲＳＳＩ）に基づいて距離を計算するために、任意の既知の技術を使用することができる。携帯端末１０が２つ以上のビーコン送信機３０から２つ以上のビーコン信号を受信すると仮定すると、携帯端末１０の制御部１３０は、各ビーコン信号に対してステップ６０２および６０４を実行し、それらの計算された距離に基づいて携帯端末１０の現在位置を計算する（ステップ６０６）。制御部１３０は、いくつかのビーコン送信機からの距離（または信号強度）に基づいて現在位置を計算するために、任意の既知の技術を使用することができる。制御部１３０は、計算された現在位置を追跡データ１１４として記憶することができる。追跡データ１１４は、任意のデータ構造で表現されてもよい。続いて、図９〜図１１に示すように、携帯端末１０のタッチディスプレイ１４０は、地図上に現在位置をいくつかの方法で表示する（ステップ６０８）。

図９は、位置データ１１２として記憶されている、設備内のフィールド装置２０の位置とプラント設備の地図とともに、携帯端末１０の現在位置を表示する画面の実装例を示している。この例では、携帯端末１０は、５つのビーコン送信機３０（すなわち、Ａ８、Ａ９、Ａ１０、Ｂ４、Ｃ１）からビーコン信号を受信しており、地図上に描かれた網掛けの円の中心である現在位置を計算した。円の半径は、計算の精度の程度を示すことができる。

図１０は、プラント設備の地図上に携帯端末１０の現在位置とその履歴を表示する画面の実装例を示している。この例では、タッチディスプレイ１４０は、地図上に携帯端末１０の位置の遷移を表す経路を示している。さらに、タッチディスプレイ１４０は、最新の現在位置を示す網掛けの円を表示している。この場合も、円の半径は、計算の精度の程度を示すことができる。

図１１は、プラント設備の地図上に現場作業者に対するメッセージまたは指示とともに、携帯端末１０の現在位置を表示する画面の実装例を示す。この例では、携帯端末１０の記憶部１１０は、地図上の位置（すなわち、位置データ１１２）に関連して、現場作業者に対するメッセージまたは指示を記憶している。現場作業者（より具体的には現場作業者が保持または着用している携帯端末１０）の現在位置がその位置に近づくかまたは到着したとき、タッチディスプレイ１４０は地図上に現在位置とともにメッセージまたは指示を表示する。本発明の１つ以上の実施形態では、各場所に関連付けられた現場作業者の各場所および各課題を記述する電子文書が、予め記憶部１１０に記憶される。現場作業者が課題を実行しなければならない位置に到着すると、制御部１３０は、現在位置がその課題に関連付けられた位置であると計算し、タッチディスプレイ１４０にその課題を表示させる。

図４に戻り、携帯端末１０の制御部１３０は、現在位置を表示した後、現在位置を含む無線信号をサーバ装置４０にアクセスポイント５０を介して送信する（ステップ６１０）。次に、サーバ装置４０の制御部４３０は、受信した現在位置を記憶部４１０に記憶し（ステップ６１２）、携帯端末１０の現在位置をディスプレイ４４０に地図とともに表示する（ステップ６１４）。

無線ネットワークが利用できない場合、ステップ６１０〜６１４は省略されてもよい。 この場合、携帯端末１０は、ステップ６０２〜６０８を単独でローカルに実行し、ネットワークが利用可能になったときに、記憶された位置をサーバに送信することができる。

本発明の１つ以上の実施形態では、ステップ６０４〜６０８は、サーバ装置４０の制御部４３０によって実行されてもよい。この場合、携帯端末１０の制御部１３０は、受信したＩＤ３１２のビーコン信号の信号強度をサーバ装置４０にリアルタイムまたは定期的に送信し、サーバ装置４０の制御部４３０は、携帯端末１０の現在位置を計算する。そして、携帯端末１０はその計算された位置をサーバ装置４０から受信し、地図上に現在位置を表示する。

本発明の１つ以上の実施形態によれば、現場作業者の位置および動きを正確に追跡することができる。そのような履歴データは、プラント設備における現場作業者の経路の割当や手順の有効性を改善するために使用することができる。さらに、履歴データは、プラント設備における機器のより効率的なレイアウトのための将来計画を立てるために使用することができる。さらに、プラントで事故が発生した場合、追跡データを使用して事故の原因を調査することができる。

本発明の１つ以上の実施形態では、携帯端末１０は、フォークリフト、トラック、ドローン、または任意の自己駆動型機器に取り付けられるか、または組み込まれている。携帯機器の現在位置は、ビーコン送信機から送信されたビーコン信号に基づいて計算され、フィールド装置またはビーコン送信機の位置を表す位置データとともに表示される。現在位置は、特定の機器の現在の経路の場所を特定するために、制御室内外の人員によって監視することができる。本発明の１つ以上の実施形態では、プラント設備内の機器の移動の効率を示すために、現在位置の履歴が記憶され分析される。さらに、履歴データを分析することにより、プラントのレイアウトを改善したり、改善されたプラントのレイアウトを作成したりすることができる。分析されたデータは、設備コスト、エネルギー使用量、および生産された製品のコストに関する一連の重要業績評価指標（ＫＰＩ）を生成するために使用することもできる。

本発明は限られた数の実施形態に関して説明されているが、本開示の利益を有する当業者は、ここに開示される本発明の範囲から逸脱しない他の実施形態が考案され得ることを理解するであろう。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるべきである。

１０ 携帯端末
２０ フィールド装置
３０ ビーコン送信機
４０ サーバ装置
１１０ 記憶部
１１２ 位置データ
１１４ 追跡データ
１１６ フィールド装置データ
１２０ ＢＴモジュール
１３０ 制御部
１４０ タッチディスプレイ
１５０ ＷＬＡＮモジュール
３１０ 記憶部
３１２ ＩＤ
３２０ ＢＴモジュール
３３０ 制御部
４１０ 記憶部
４１２ 処理データ
４２０ ＬＡＮモジュール
４３０ 制御部
４４０ ディスプレイ

Claims (20)

1. プラント設備の管理システムであって、
   サーバ装置と、
   前記サーバ装置と通信する携帯端末と、
   前記プラント設備内のフィールド装置に取り付けられるか、または組み込まれていて、前記フィールド装置を識別する識別子を含むビーコン信号をブロードキャストする複数のビーコン送信機と、を備え、
   前記サーバ装置は、
   サーバ装置ディスプレイと、
   前記識別子に対応する処理データを記憶するサーバ装置記憶部と、
   前記携帯端末から前記識別子を含む無線信号を受信し、前記無線信号で受信した前記識別子に対応する前記処理データを識別するサーバ装置制御部と、を備え、
   前記携帯端末は、
   携帯端末ディスプレイと、
   前記ビーコン信号を受信するビーコン受信機と、
   前記ビーコン信号で受信された前記識別子とともに前記無線信号を前記サーバ装置に送信する携帯端末制御部と、を備え、
   前記サーバ装置ディスプレイ及び前記携帯端末ディスプレイの少なくとも一方は、前記サーバ装置制御部で識別された前記処理データを表示する、
   プラント設備の管理システム。
2. 前記携帯端末は、前記ビーコン送信機のそれぞれの位置を表す位置データを記憶する携帯端末記憶部をさらに備え、
   前記携帯端末制御部は、前記ビーコン送信機のそれぞれから受信された前記ビーコン信号の強度に基づいて、前記携帯端末から前記ビーコン送信機のそれぞれまでの距離を計算し、
   前記携帯端末ディスプレイは、計算された前記距離に基づいて、前記ビーコン送信機の位置とともに前記携帯端末の現在位置を表示する、
   請求項１に記載の管理システム。
3. 前記携帯端末記憶部は前記現在位置の追跡データをさらに記憶し、
   前記携帯端末ディスプレイは、前記ビーコン送信機の位置とともに前記現在位置の前記追跡データを表示する、
   請求項２に記載の管理システム。
4. 前記サーバ装置記憶部は、前記位置データをさらに記憶し、
   前記携帯端末制御部は、前記現在位置を前記サーバ装置に送信し、
   前記サーバ装置ディスプレイは、前記ビーコン送信機の位置とともに計算した前記現在位置を表示する、
   請求項２に記載の管理システム。
5. 前記サーバ装置記憶部は、前記現在位置の追跡データをさらに記憶し、
   前記サーバ装置ディスプレイは、前記ビーコン送信機の位置とともに前記現在位置の前記追跡データを表示する、
   請求項４に記載の管理システム。
6. 前記サーバ装置記憶部は、前記ビーコン送信機のそれぞれの位置を表す位置データをさらに記憶し、
   前記携帯端末制御部は、前記ビーコン送信機のそれぞれから受信した前記ビーコン信号の強度に基づいて、前記携帯端末から前記ビーコン送信機のそれぞれまでの距離を計算し、計算した前記距離を前記サーバ装置に送信し、
   前記サーバ装置ディスプレイは、計算された前記距離に基づいて、前記ビーコン送信機の位置とともに前記携帯端末の現在位置を表示する、
   請求項１に記載の管理システム。
7. 前記サーバ装置記憶部は前記現在位置の追跡データをさらに記憶し、
   前記サーバ装置ディスプレイは、前記ビーコン送信機の位置とともに前記現在位置の前記追跡データを表示する、
   請求項６に記載の管理システム。
8. 前記携帯端末は、前記識別子のそれぞれを、前記フィールド装置を示す文字列に関連付けるフィールド装置データを記憶する携帯端末記憶部をさらに備え、
   前記携帯端末制御部は、前記ビーコン送信機のそれぞれから受信した前記ビーコン信号の強度に基づいて、前記携帯端末から前記ビーコン送信機のそれぞれまでの距離を計算し、
   前記携帯端末ディスプレイは、前記フィールド装置の前記文字列とともに計算された前記距離を表示する、
   請求項１に記載の管理システム。
9. 前記サーバ装置制御部は、前記無線信号のそれぞれに対応して、前記無線信号で受信した前記識別子に対応する前記処理データを前記携帯端末に送信し、
   前記携帯端末ディスプレイは、前記フィールド装置の前記文字列とともに前記サーバ装置制御部から受信した前記処理データを表示する、
   請求項８に記載の管理システム。
10. 前記文字列の1つが前記携帯端末のユーザによって選択されると、前記携帯端末制御部は、選択された前記文字列に関連付けられた前記識別子を含む前記無線信号を前記サーバ装置に送信し、
    前記携帯端末が受信した前記ビーコン信号のうちの1つの強度が所定の閾値を超えると、前記携帯端末制御部は、受信した前記ビーコン信号のうちの前記1つの前記識別子を前記サーバ装置に送信する、
    請求項８に記載の管理システム。
11. 前記サーバ装置制御部は、識別した前記処理データに基づいてリスク値を計算し、前記リスク値を前記携帯端末に送信し、
    携帯端末ディスプレイは、受信した前記リスク値に基づいてメッセージを表示する、
    請求項９に記載の管理システム。
12. プラント設備の管理方法であって、
    複数のビーコン送信機によって各ビーコン信号をブロードキャストし、前記ビーコン送信機はそれぞれ前記プラント設備内のフィールド装置に取り付けられるか、または組み込まれていて、前記ビーコン信号はそれぞれ前記フィールド装置を識別する識別子を含み、
    携帯端末によって前記ビーコン信号を受信し、
    前記ビーコン信号で受信した前記識別子を含む無線信号を、前記携帯端末からサーバ装置に送信し、
    前記無線信号で受信した前記識別子に対応する前記サーバ装置に記憶された処理データを識別し、
    前記サーバ装置と前記携帯端末の少なくとも一方に前記処理データを表示する、
    プラント設備の管理方法。
13. 前記ビーコン送信機のそれぞれから受信した前記ビーコン信号の強度に基づいて、前記携帯端末から前記ビーコン送信機のそれぞれまでの距離を計算し、
    計算された前記距離に基づいて、前記携帯端末に記憶された位置データで表された前記ビーコン送信機の位置とともに前記携帯端末の現在位置を、前記携帯端末に表示する、
    請求項１２に記載のプラント設備の管理方法。
14. 前記ビーコン送信機の位置とともに、前記携帯端末に記憶された前記現在位置の追跡データを、前記携帯端末に表示する、
    請求項１３に記載のプラント設備の管理方法。
15. 前記現在位置を、前記携帯端末から前記サーバ装置に送信し、
    前記サーバ装置に記憶された前記ビーコン送信機の位置とともに前記現在位置を、前記サーバ装置に表示する、
    請求項１３に記載のプラント設備の管理方法。
16. 前記ビーコン送信機の位置とともに、前記サーバ装置に記憶された前記現在位置の追跡データを、前記サーバ装置に表示する、
    請求項１５に記載のプラント設備の管理方法。
17. 前記ビーコン送信機のそれぞれから受信した前記ビーコン信号の強度に基づいて、前記携帯端末から前記ビーコン送信機のそれぞれまでの距離を計算し、
    前記識別子のそれぞれを前記フィールド装置の前記文字列に関連付ける、前記携帯端末に記憶されたフィールド装置データによって、計算された前記距離を前記フィールド装置の文字列とともに表示する、
    請求項１２に記載のプラント設備の管理方法。
18. 前記無線信号のそれぞれに対応して、前記無線信号で受信した前記識別子に対応する前記処理データを前記サーバ装置から前記携帯端末に送信し、
    前記フィールド装置の前記文字列とともに前記サーバ装置から受信した前記処理データを、前記携帯端末に表示する、
    請求項１７に記載のプラント設備の管理方法。
19. 前記文字列の1つが前記携帯端末のユーザによって選択されると、選択された前記文字列に関連付けられた前記識別子を含む前記無線信号を、前記携帯端末から前記サーバ装置に送信し、
    前記携帯端末が受信した前記ビーコン信号のうちの1つの強度が所定の閾値を超えると、受信した前記ビーコン信号のうちの前記1つの前記識別子を前記サーバ装置に送信する、
    請求項１７に記載のプラント設備の管理方法。
20. 前記識別された処理データに基づいてリスク値を計算し、
    前記リスク値を前記携帯端末に送信し、
    受信した前記リスク値に基づいてメッセージを前記携帯端末に表示する、
    請求項１８に記載のプラント設備の管理方法。