JP2019125063A - 操作フロー生成装置、システム、プログラムおよび操作フロー生成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1 特開2017−91178号公報
操作フロー生成部は、自動操作プロシージャが基準実行回数だけ実行される毎に操作フローを生成してよい。
図1は、本実施形態に係るシステム1を示す。システム1は、装置群2に対する操作の自動化を支援するものであり、装置群2と、制御部3と、操作フロー生成装置4とを備える。
装置群2は、少なくとも1つの装置20を有する。各装置20は、外部から制御可能な器具、機械または装置であり、プラントなどの設備に設けられてよい。例えば、装置20は、温度、圧力、速度、流量などのプロセス値を測定するセンサでもよいし、何れかのプロセス値を制御するバルブ、ファン、モータ等のアクチュエータでもよい。また、装置20は、オペレータ10に対して警報を発生させる警報装置でもよいし、オペレータ10に対するメッセージ(一例としてガイドメッセージ、アラームメッセージ、コンファームメッセージ)を表示する表示装置などでもよい。装置群2が複数の装置20を有する場合には、各装置20が異種でもよいし、少なくとも一部の2以上の装置20が同種でもよい。装置群2における少なくとも1つの装置20は、プロセス値を目標値に近づけるよう自機の設定値SV(Set Variable)または操作量MV(Manipulate Variable)を自動で調整するオートモードと、設定値または操作量を直接設定するマニュアルモードとを切り換え可能でよい。
制御部3は、装置群2を制御する。例えば、制御部3は、複数の装置20を一括して集中制御してよい。制御部3は、操作フロー生成装置4から供給される操作コマンドに応じて装置群2の各装置20を制御可能でよい。また、制御部3は、オペレータ10からの手動操作に応じて少なくとも1つの装置20を制御可能でよい。
操作フロー生成装置4は、オペレータ10による手動操作に応じた操作フローを生成して業務の自動化を支援する。例えば、操作フロー生成装置4は、制御部3を介して装置群2を自動操作しつつ、これに関連して行われた手動操作のログを取得して操作フローを生成してよい。ここで、操作フローとは、操作の関連(例えば手順)を示すものでよく、本実施形態では一例として、自動化を目的として予め定められたプロシージャのうち実際に実行されたステップ(を抜粋したもの)、および、手動操作にて実行されたステップの手順を示すものであってよい。操作フロー生成装置4は、自動操作プロシージャ取得部40と、自動操作プロシージャ実行部41と、自動操作取得部42と、手動操作取得部43と、対応関係決定部44と、操作フロー生成部45と、操作フロー記憶部46と、表示制御部47とを備える。
自動操作プロシージャ取得部40は、装置群2に対する少なくとも1つの自動操作を含む自動操作プロシージャを取得する。
自動操作プロシージャ実行部41は、自動操作プロシージャを実行することで装置群2の自動操作を行う。例えば、自動操作プロシージャ実行部41は、自動操作プロシージャのコードに含まれる各オペレーションを実行してサブプロシージャの呼び出し,サブプロシージャからの復帰を行ってもよいし、装置群2に対する複数の操作コマンドを生成してもよいし、条件分岐において実行パスを決定してもよい。自動操作プロシージャ実行部41は、生成した操作コマンドを制御部3に供給してよい。また、自動操作プロシージャ実行部41は、実行された自動操作のコードを自動操作取得部42に供給してよい。これに代えて、自動操作プロシージャ実行部41は、実行された自動操作の操作コマンドを自動操作取得部42に供給してもよい。自動操作プロシージャ実行部41は、制御部3および自動操作取得部42に対し、タイミングを揃えて情報を供給してよい。
自動操作取得部42は、自動操作プロシージャに含まれる自動操作のうち装置群2で実行された自動操作のログを取得する。
手動操作取得部43は、自動操作プロシージャの実行に関連して装置群2に対して行われた少なくとも1つの手動操作のログを取得する。例えば、自動操作プロシージャの完成度が低い場合には、自動操作の不足や誤りを正すべく、熟練したオペレータ10によって手動操作が行われる。手動操作取得部43は、このようにして手動で行われた操作のログを取得する。例えば、手動操作取得部43は、制御部3を介して装置群2に行われた手動操作のログを取得してよく、一例として、ログ記憶部30から手動操作のログを取得してよい。手動操作取得部43は、取得した手動操作のログを対応関係決定部44に供給してよい。なお、自動操作プロシージャの実行に関連して行われた手動操作とは自動操作プロシージャが実行される場合に、その実行前、実行中および/または実行後に行われる手動操作でよい。自動操作プロシージャの実行中とは、自動操作プロシージャにおける最初の自動操作が実行されてから、最後の自動操作の実行が完了するまでの期間でもよいし、オペレータ10が完了操作をするまでの期間でもよい。
対応関係決定部44は、自動操作プロシージャが実行されたときに行われた各手動操作と、各自動操作との対応関係を決定する。ここで、操作の対応関係とは、例えば操作同士の時間的な関係でよく、一例として前後する関係、並列な関係であってよい。対応関係決定部44は、手動操作および自動操作が行われたタイミングに基づいて対応関係を決定してよい。対応関係決定部44は、取得した各手動操作および自動操作の内容と、決定した対応関係とを操作フロー生成部45に供給してよい。
操作フロー生成部45は、対応関係決定部44が決定した対応関係に基づいて操作フローを生成する。操作フロー生成部45は、自動操作プロシージャによって実行された少なくとも1つの自動操作を表す自動操作ステップ、および、少なくとも1つの手動操作を表す手動操作ステップを含む操作フローを生成してよい。例えば、操作フロー生成部45は、実行順に従って自動操作ステップおよび手動ステップを並べてマージすることで操作フローを生成してよい。
操作フロー生成部45は、自動操作ステップおよび/または手動操作ステップの粒度を調整する粒度調整部450を有してよい。ステップの粒度とは細かさの度合いであり、粒度が細かいことはステップの内容が具体的であることを意味し、粒度が粗いことはステップの内容が概念的・抽象的であることを意味する。粒度調整部450は、複数の自動操作をまとめて1つの自動操作ステップとしたり、1つの自動操作ステップを複数の自動操作ステップとしたりすることで、自動操作ステップの粒度を調整してよい。これに加えて/代えて、粒度調整部450は、複数の手動操作をまとめて1つの手動操作ステップとしたり、1つの手動操作ステップを複数の手動操作ステップとしたりすることで、手動操作ステップの粒度を調整してよい。複数の操作をまとめることは、複数の操作を目的ごとにまとめることであってよい。一例として、粒度調整部450は、設定値および/または操作量を変更する複数の操作を、変更の傾向でまとめ、対象とするプロセス値の上昇、下降または微調整を目的とした1つのステップとしてよい。また、複数の操作をまとめることは、複数の操作を時間的な連続性に応じてまとめることであってよい。一例として、粒度調整部450は、操作間隔が基準時間を超えずに連続して行われた複数の操作をまとめてよい。粒度調整部450は、特開2017−091178号公報、特開2017−091113号公報および/または特開2017−091114号公報に記載の技術により複数の手動操作をまとめて1つの手動操作ステップとし、複数の自動操作をまとめて1つの自動操作ステップとしてよい。
操作フロー記憶部46は、生成された少なくとも1つの操作フローを記憶する。操作フロー記憶部46は第1操作フロー記憶部の一例でよく、複数の操作フローのそれぞれと対応付けて、当該操作フローに含まれる手動操作の量を記憶してよい。手動操作の量は操作フロー生成部45から供給されてよい。操作フロー記憶部46は、第2操作フロー記憶部の一例でもよく、複数の操作フローのそれぞれと対応付けて、当該操作フローが生成されたときの自動操作プロシージャの実行結果についての評価指標を記憶してもよい。ここで、評価指標は、自動操作プロシージャの実行の所要時間、生産物の品質および/または使用エネルギー量などを評価した値、いわゆる重要業績評価指標(KPI:Key Performance Indicator)でよい。評価指標は1または複数のプロセス値などから操作フロー生成装置4によって算出されてもよいし、オペレータ10によって算出されて操作フロー生成装置4に入力されてもよい。
表示制御部47は、自動操作ステップおよび手動操作ステップを互いに識別可能として操作フローをフローチャート形式等で表示させる。例えば、表示制御部47は、自動操作ステップと手動操作ステップとでフローチャート記号(ノードとも称する)の表示形状、表示色、枠線の太さ、文字修飾、および/または、付記されるアイコンなどを相違させる。文字修飾は、文字の色、フォント、文字の大きさ、文字線の太さおよび傍線・傍点の有無などの少なくとも1つにより相違してよい。
図2は、操作フロー生成装置4の動作を示す。操作フロー生成装置4は、ステップS1〜S5の処理を行うことで自動操作ステップおよび手動操作ステップを含む操作フローを生成する。操作フロー生成装置4は、さらにステップS7の処理を行うことで、生成した操作フローを表示してもよい。この処理は自動操作プロシージャ実行部41により何れかの自動操作プロシージャが基準実行回数だけ実行されることにより開始してよい。基準実行回数は1でも良いし、複数でもよい。
[3−1.操作フロー(1)]
図3は、指定期間内に行われた手動操作のみから生成された操作フロー100の一例を示す。この操作フローは、例えばプラント内での装置20の切替準備として、反応塔(図示せず)への原料供給を停止する業務を示しており、この業務では一例として機器識別子「T01」の装置20T01を操作して反応塔の温度を下げた後、必要に応じて温度を上げたり、微調整(例えば概ね維持)したりといった調整をさらに行って、機器識別子「F01」の装置20F01を操作して原料供給を遮断している。
処理ノード102は、同じプロセス値についての設定値および/または操作量を変更する1または複数の手動操作を変更の傾向でまとめた手動操作ステップを表し、端子ノード101(S),101(E)の間に実行順に従って並べられる。但し、本実施形態では一例として、複数の指定期間が指定されており、指定期間の間で手動操作の実行パターンが異なる。そのため、各指定期間で行われた手動操作を表す手動操作ステップが複数の分岐パスでそれぞれ経由されるように処理ノード102(1)〜102(4)が並べられている。各処理ノード102の説明文は、操作対象の装置20の機器識別子(T01,F01)と、プロセス値の変更の傾向(上昇,下降,微調整)を示す矢印記号(上向き矢印,下向き矢印,横向き矢印)とを含む。一例として、処理ノード102(4)は、原料供給量を減らすべく装置20F01に対して行われた複数の手動操作をまとめた手動操作ステップを表す。
図4は、図3の処理ノード102(4)について生成された自動操作プロシージャ200の一例を示す。なお、理解を容易化するべくフローチャート記号の凡例2000を枠内に示しているが、この凡例2000は自動操作プロシージャ200に含まれなくてよい。符号に付された添え字はプロシージャ内の識別子を示す。
図5は、図4の自動操作プロシージャ200を実行して図3の業務を複数回行った場合に生成された操作フロー300の一例を示す。例えば、操作フロー300は、図3の業務の実行期間をそれぞれ含むよう指定した場合に操作フロー生成部45により生成されてよい。
処理ノード201〜203は自動操作ステップを表す。このうち処理ノード201S(4),201E(13)は、自動操作プロシージャ200における端子ノード201S,201Eの自動操作を表す自動操作ステップである。処理ノード201S(4)から処理ノード201E(13)までの自動操作ステップの処理ノードは、自動操作プロシージャ200に基づいて実行される。なお、自動操作プロシージャ200の業務名は、処理内容の把握を容易化すべく自動操作プロシージャ200のコードの業務名「ランピングで全閉」よりも概念的,抽象的な「入口流量停止」に変更されてもよい。
図6は、図3の業務全体について生成された自動操作プロシージャ400の一例を示す。自動操作プロシージャ400は、オペレータ10により生成されてもよいし、自動操作プロシージャ取得部40により生成されてもよい。なお、自動操作プロシージャ400は完全に自動化されてはおらず、オペレータ10により適宜、手動操作が行われることを前提としており、装置20T01に対する手動操作を促すべくオペレータ10へのガイドメッセージを表示させる自動操作を含む。また、理解を容易化するべくフローチャート記号の凡例4000を枠内に示しているが、この凡例4000は自動操作プロシージャ400に含まれなくてよい。
図7は、図6の自動操作プロシージャ200を実行して図3の業務を複数回行った場合に生成された操作フロー500の一例を示す。例えば、操作フロー500は、図3の業務の実行期間をそれぞれ含むよう指定した場合に操作フロー生成部45により生成されてよい。
処理ノード201〜203,401〜402は自動操作ステップを表す。このうち処理ノード201〜203は、操作フロー300と同様に自動操作プロシージャ200に基づいて実行される。なお、自動操作プロシージャ200に対応する処理ノード201S(7)〜201E(16)は、オペレータ10からの操作に応じ、定義済みのフローチャート記号を用い折りたたんで表示されてもよい。
図8は、図7の操作フロー500が生成されたときに自動操作取得部42により取得された自動操作のログの一例を示す。
このうち、最終列の「パラメータ」は処理の目的を説明するコメント、サブプロシージャの業務名、オペレータ10に示されるべきメッセージ、条件分岐の条件文および結果、または、制御部3に対する操作コマンドを示す。後述の第2列〜第6列の内容はパラメータに含まれてもよい。
図9は、図7の操作フロー500が生成されたときに手動操作取得部43により取得された手動操作のログの一例を示す。
なお、上記の実施形態では、制御部3は操作コマンドを取得して装置群2を制御することとして説明したが、自動操作プロシージャのコード内のオペレーションを取得して装置群2を制御してもよい。この場合には、オペレーションと、その実行時刻とが自動操作のログとしてログ記憶部30に記憶されてよい。
Claims (22)
- 少なくとも1つの装置に対する少なくとも1つの自動操作を含む自動操作プロシージャの実行に関連して前記少なくとも1つの装置に対して行われた少なくとも1つの手動操作のログを取得する手動操作取得部と、
前記少なくとも1つの手動操作のそれぞれと、前記少なくとも1つの自動操作のそれぞれとの対応関係を決定する対応関係決定部と、
前記対応関係に基づいて、前記自動操作プロシージャによって実行された少なくとも1つの自動操作を表す自動操作ステップ、および、前記少なくとも1つの手動操作を表す手動操作ステップを含む操作フローを生成する操作フロー生成部と、
を備える操作フロー生成装置。 - 前記操作フローの自動操作ステップおよび手動操作ステップを互いに識別可能として表示させる表示制御部をさらに備える、請求項1に記載の操作フロー生成装置。
- 複数の前記操作フローのそれぞれと対応付けて、当該操作フローに含まれる手動操作の量を記憶する第1操作フロー記憶部をさらに備え、
前記表示制御部は、前記操作フローと、対応する手動操作の量とを併せて表示させる、請求項2に記載の操作フロー生成装置。 - 複数の前記操作フローのそれぞれと対応付けて、当該操作フローが生成されたときの前記自動操作プロシージャの実行結果についての評価指標を記憶する第2操作フロー記憶部をさらに備え、
前記表示制御部は、前記操作フローと、対応する評価指標とを併せて表示させる、請求項2または3に記載の操作フロー生成装置。 - 前記表示制御部は、
前記自動操作プロシージャのコード内で前記少なくとも1つの自動操作のうち何れかの自動操作に付されたコメントを、前記操作フローの当該自動操作を表す自動操作ステップに対応付けて表示させる、請求項2〜4の何れか1項に記載の操作フロー生成装置。 - 前記表示制御部は、
前記少なくとも1つの自動操作のうち何れかの自動操作の実行中にオペレータに表示されるべきメッセージを、前記操作フローの当該自動操作を表す自動操作ステップに対応付けて表示させる、請求項2〜5の何れか1項に記載の操作フロー生成装置。 - 前記自動操作プロシージャは、メインプロシージャおよび少なくとも1つのサブプロシージャを含む階層構造を有し、
前記操作フロー生成部は、前記少なくとも1つの手動操作が行われた階層を含む少なくとも1つの階層の操作フローを生成する、請求項1〜6の何れか1項に記載の操作フロー生成装置。 - 前記操作フロー生成部は、自動操作ステップおよび手動操作ステップの少なくとも一方の粒度を調整する粒度調整部を有する、請求項1〜7の何れか1項に記載の操作フロー生成装置。
- 前記粒度調整部は、自動操作ステップおよび手動操作ステップの粒度を揃える、請求項8に記載の操作フロー生成装置。
- 前記操作フロー生成部は、前記自動操作プロシージャが基準実行回数だけ実行される毎に前記操作フローを生成する、請求項1〜9の何れか1項に記載の操作フロー生成装置。
- 前記基準実行回数は複数であり、
前記操作フロー生成部は、前記自動操作プロシージャの前記基準実行回数の実行において手動操作および自動操作の少なくとも一方の実行パターンが異なる場合に、各実行時に行われた手動操作および自動操作を表す手動操作ステップおよび自動操作ステップが複数の分岐パスによりそれぞれ経由されるよう前記操作フローを生成する、請求項10に記載の操作フロー生成装置。 - 前記操作フロー生成部は、前記複数の分岐パスのそれぞれに対し、当該分岐パスの実行確率を対応付ける、請求項11に記載の操作フロー生成装置。
- 前記少なくとも1つの自動操作のうち実行された自動操作のログを取得する自動操作取得部をさらに備える、請求項1〜12の何れか1項に記載の操作フロー生成装置。
- 前記自動操作取得部は、前記自動操作プロシージャに含まれるプロシージャの開始および終了のログを取得する、請求項13に記載の操作フロー生成装置。
- 前記自動操作プロシージャのコードから前記少なくとも1つの装置に対する複数の操作コマンドを生成する自動操作プロシージャ実行部をさらに備え、
前記自動操作取得部は、前記自動操作プロシージャ実行部から、前記実行された自動操作の内容を取得する、請求項13または14に記載の操作フロー生成装置。 - 前記手動操作取得部は、前記少なくとも1つの装置を制御する制御部から前記少なくとも1つの手動操作の内容を取得する、請求項1〜15の何れか1項に記載の操作フロー生成装置。
- 前記少なくとも1つの手動操作は、前記少なくとも1つの装置のうち、前記少なくとも1つの自動操作の対象とされていない装置に対して行われた手動操作を含む、請求項1〜16の何れか1項に記載の操作フロー生成装置。
- 前記対応関係決定部は、前記少なくとも1つの手動操作のそれぞれと、前記少なくとも1つの自動操作のそれぞれとが行われたタイミングに基づいて前記対応関係を決定する、請求項1〜17の何れか1項に記載の操作フロー生成装置。
- 前記操作フローの各ステップを自動操作のコードで表した新たな前記自動操作プロシージャを生成する自動操作プロシージャ生成部をさらに備える、請求項1〜18の何れか1項に記載の操作フロー生成装置。
- 請求項1〜19の何れか1項に記載の操作フロー生成装置と、
前記少なくとも1つの装置を制御する制御部と
を備えるシステム。 - コンピュータを、
少なくとも1つの装置に対する少なくとも1つの自動操作を含む自動操作プロシージャの実行に関連して前記少なくとも1つの装置に対して行われた少なくとも1つの手動操作のログを取得する手動操作取得部と、
前記少なくとも1つの手動操作のそれぞれと、前記少なくとも1つの自動操作のそれぞれとの対応関係を決定する対応関係決定部と、
前記対応関係に基づいて、前記自動操作プロシージャによって実行された少なくとも1つの自動操作を表す自動操作ステップおよび前記少なくとも1つの手動操作を表す手動操作ステップを含む操作フローを生成する操作フロー生成部、
として機能させるプログラム。 - 少なくとも1つの装置に対する少なくとも1つの自動操作を含む自動操作プロシージャの実行に関連して前記少なくとも1つの装置に対して行われた少なくとも1つの手動操作のログを取得する手動操作取得段階と、
前記少なくとも1つの手動操作のそれぞれと、前記少なくとも1つの自動操作のそれぞれとの対応関係を決定する対応関係決定段階と、
前記対応関係に基づいて、前記自動操作プロシージャによって実行された少なくとも1つの自動操作を表す自動操作ステップおよび前記少なくとも1つの手動操作を表す手動操作ステップを含む操作フローを生成する操作フロー生成段階と、
を備える操作フロー生成方法。
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