JP2019211268A - 計量値表示システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】実測値と表示値の同一時刻での差異を最小とする。【解決手段】計量装置１Ａに、計量部１１と、タイムラグ計算部１２と、実測履歴データ記憶部１３と、未来時間の計量値予測部１４と、通信部１５とを設ける。通信部１５は、計量部１１からの計量値（実測値）Ｖ１の履歴を実測履歴データとして実測履歴データ記憶部１３に格納する。タイムラグ計算部１２は、計量値の実測時点と表示時点との間の時間差をタイムラグＴｄとして計算する。未来時間の計量値予測部１４は、タイムラグＴｄ経過後の計量値を実測履歴データ記憶部１３に格納されている実測履歴データを参照して、未来時間の計量値Ｖ２として予測する。通信部１５は、予測された未来時間の計量値（予測値）Ｖ２をネットワーク２を介して表示装置３へ送る。【選択図】 図２

Description

本発明は、計量装置によって計量された計量対象物の計量値をネットワークを介して表示装置の画面に表示する計量値表示システムおよび方法に関する。

従来より、計量装置と表示装置とをＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワークによって接続し、計量装置によって計量された計量対象物の計量値をネットワークを介して表示装置の画面に表示する計量値表示システムが用いられている（例えば、特許文献１参照）。

図９に、従来の計量値表示システムの一例を示す。この計量値表示システム１００は、計量装置１と、ＬＡＮなどのネットワーク２と、ネットワーク２を介して計量装置１に接続された表示装置３と、ネットワーク２に接続されたサーバ４とを備えている。

この計量値表示システム１００において、計量装置１は、鍋５に連続投入される液体（計量対象物）の重量を計量する。この計量装置１が計量する液体の重量（計量値）は、ネットワーク２を介して表示装置３へ送られる。表示装置３は、液晶モニタなどのデジタル表示装置とされ、計量装置１から送られてくる計量値を、アナログ形式の針表示で画面に表示する。すなわち、針３−１と目盛り３−２との組み合わせによって、計量装置１からの計量値を画面に表示する。これにより、視覚的な重さの認知度が高められる。

なお、サーバ４には、計量装置１が計量する計量値に対する目標値が設定されており、この目標値がネットワーク２を介して表示装置３へ送られ、表示装置３の画面に表示される。作業者は、針３−１の動きを見ながら、計量値（表示値）が目標値に一致するように、鍋５に投入する液体の量を調整する。また、サーバ４において、上記の目標値は変更可能に設定されており、この目標値や作業に関する各種の情報の作業者への提供を可能とするために、計量装置１における計測値（実測値）の表示部１ａとは別に表示装置３が設けられている。

特開２０１４−１３００１５号公報

しかしながら、このような計量値表示システム１００によると、計量値の実測時点と表示時点との間に時間差（時間遅れ）が発生し、すなわち通信経路などの遅れ時間により実際に計量されたタイミングと表示されるタイミングとの間に時間的な差異が発生し、鍋５に投入する液体の量を目標値に合わせ込む作業が難しくなる。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、実測値と表示値の同一時刻での差異を最小とすることが可能な計量値表示システムおよび方法を提供することにある。

このような目的を達成するために本発明は、計量装置（１）によって計量された計量対象物の計量値をネットワーク（２）を介して表示装置（３）の画面に表示する計量値表示システム（１００）において、計量装置（１）は、計量値を実測するように構成された計量部（１１）と、計量値の実測時点と表示時点との間の時間差をタイムラグ（Ｔｄ）として計算するように構成されたタイムラグ計算部（１２）と、計量部によって実測された計量値を実測値（Ｖ１）とし、この実測値の履歴を実測履歴データとして記憶する実測履歴データ記憶部（１３）と、タイムラグ計算部によって計算されたタイムラグ経過後の計量値を実測履歴データ記憶部に記憶されている実測履歴データを参照して未来時間の計量値として予測するように構成された未来時間の計量値予測部（１４）と、未来時間の計量値予測部によって予測された未来時間の計量値（Ｖ２）をネットワークを介して表示装置へ送るように構成された通信部（１５）とを備えることを特徴とする。

この発明において、計量装置は、計量値の実測時点と表示時点との間の時間差をタイムラグとして計算し、この計算したタイムラグ経過後の計量値を実測履歴データを参照して未来時間の計量値として予測し、この予測した未来時間の計量値をネットワークを介して表示装置へ送る。これにより、表示装置の画面には、実測された計量値（実測値）ではなく、実測履歴データ（実測値の履歴）を参照して予測された未来時間の計量値（タイムラグ経過後の計量値）が表示されるものとなる。

なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の構成要素を、括弧を付した参照符号によって示している。

以上説明したように、本発明によれば、計量値の実測時点と表示時点との間の時間差がタイムラグとして計算され、ネットワークを介して計量装置に接続された表示装置の画面に、実測された計量値（実測値）ではなく、実測履歴データ（実測値の履歴）を参照して予測された未来時間の計量値（タイムラグ経過後の計量値）が表示されるものとなり、実測値と表示値の同一時刻での差異を最小とすることが可能となる。

図１は、本発明の実施の形態の概要について説明する図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る計量値表示システムの要部の構成を示す図である。 図３は、この計量値表示システムの計量装置において計量部からの計量値（実測値）が実測履歴データ記憶部に格納される過程を示すフローチャートである。 図４は、この計量値表示システムの計量装置におけるタイムラグ計算部において通信時間が計算される過程を示すフローチャートである。 図５は、この計量値表示システムの表示装置と計量装置との間の通信が確立される過程を示すフローチャートである。 図６は、この計量値表示システムの計量装置における未来時間の計測値の予測を主として説明するためのフローチャートである。 図７は、実測履歴データを用いて導き出された２次近似関数曲線を例示する図である。 図８は、表示装置を複数とした例を示す図である。 図９は、従来の計量値表示システムの一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。先ず、実施の形態の説明に入る前に、本実施の形態の概要について図１を用いて説明する。

〔実施の形態の概要〕
本実施の形態では、計量装置１において、例えば、１００ｍsec毎に計量対象物の重量を計量し、この計量した重量（計量値）を実測値とし、この実測値の履歴を実測履歴データとしてメモリに記憶させる。

また、計量装置１において、例えば、５０ｍsec毎に、表示装置３へメッセージを送り、このメッセージに対する応答が表示装置３から返ってくるまでの応答時間から、計量装置１から表示装置３までの通信に要する時間を通信時間（応答時間／２）として求め、この求めた通信時間をメモリに格納する。

また、計量装置１において、メモリに保存されている通信時間から、例えば２５０ｍsec毎に、計量値の実測時点と表示時点との間の時間差をタイムラグＴｄ（例えば、直近のｎ個の通信時間の平均値）として求め、この求めたタイムラグＴｄ経過後の計量値をメモリに格納されている実測履歴データ（例えば、直近のｍ個の実測値）を参照して未来時間の計量値として予測し、この予測した未来時間の計量値（予測値）を表示装置３へ送る。

図１では、ｔ１点で予測値として０ｋｇ（実測値は０ｋｇ）を、ｔ２点で予測値として０．３０１ｋｇ（実測値は０．２ｋｇ）を、ｔ３点で予測値として０．５０１ｋｇ（実測値は０．４ｋｇ）を、ｔ４点で予測値として０．７０１ｋｇ（実測値は０．５５ｋｇ）を表示装置３へ送っている。なお、この例では、計量装置１から表示装置３までの通信時間を２００ｍsec程度であるとして、表示装置３への予測値の通知間隔を２５０ｍsecとしている。

表示装置３では、計量装置１からの予測値をアナログ形式の針表示で画面に表示する。すなわち、針３−１と目盛り３−２との組み合わせによって、計量装置１からの予測値を画面に表示する。また、表示装置３では、計量装置１が計量する計量値に対して設定されている目標値（目標ラインＬ）と目標範囲（目標領域Ｓ）をアナログ形式の針表示と合わせて画面に表示する。

このようにして、本実施の形態では、計量値の実測時点と表示時点との間の時間差がタイムラグＴｄとして計算され、ネットワーク２を介して計量装置１に接続された表示装置３の画面に、実測された計量値（実測値）ではなく、実測履歴データ（実測値の履歴）を参照して予測された未来時間の計量値（タイムラグＴｄ経過後の計量値）が表示されるものとなり、実測値と表示値の同一時刻での差異を最小とすることが可能となる。

これにより、作業者は、針３−１の動きを見ながら、この針３−１が指し示す計量値（予測値）を目標ラインＬに近づけるようにして、鍋５に投入する液体の量を目標値に簡単に合わせ込むことができるようになる。すなわち、実測値と表示値の同一時刻での差異が最小となることから、機械式のアナログ計量器の指針計量値表示と同等の操作性を実現することができ、計量作業の作業性を向上させることができるようになる。

〔実施の形態〕
図２に、本発明の実施の形態に係る計量値表示システム１００の要部の構成を示す。同図において、図９と同一符号は図９を参照して説明した構成要素と同一或いは同等の構成要素を示し、その説明は省略する。

以下、図９に示した従来の計量値表示システム１００と区別するために、本実施の形態の計量値表示システム１００を符号１００Ａで示し、従来の計量値表示システム１００を符号１００Ｃで示す。また、本実施の形態の計量値表示システム１００Ａにおける計量装置１を符号１Ａで示し、従来の計量値表示システム１００Ｃにおける計量装置１を符号１Ｃで示す。

本実施の形態の計量値表示システム１００Ａにおいて、計量装置１Ａは、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現され、計量部１１と、タイムラグ計算部１２と、実測履歴データ記憶部１３と、未来時間の計量値予測部１４とを備えている。

計量部１１は、計量部１１に計量対象物が載せられると（図３：ステップＳ１０１）、１００ｍsec毎に計量対象物の重量を計量し、その計量値を通信部１５に送る。通信部１５は、計量部１１からの計量値を実測値Ｖ１として受け取り（ステップＳ１０２）、この受け取った実測値Ｖ１を実測履歴データ記憶部（メモリ）１３に格納する（ステップＳ１０３）。これにより、実測履歴データ記憶部１３には、１００ｍsec毎に得られる実測値Ｖ１の時系列データが実測履歴データとして格納される。

タイムラグ計算部１２は、通信部１５を経由して表示装置３に向けて通信時間計算伝文を送る（図４：ステップ２０１）。表示装置３は、タイムラグ計算部１２からの通信時間計算伝文を受けて、通信部１５に返信伝文を送信する（ステップＳ２０２）。通信部１５は、表示装置３からの返信伝文をタイムラグ計算部１２に通知する（ステップＳ２０３）。

タイムラグ計算部１２は、表示装置３へ通信時間計算伝文を送ってから、この通信時間計算伝文に対する返信伝文が表示装置３から返ってくるまでの応答時間を求め、この応答時間から計量装置１から表示装置３までの通信に要する時間を通信時間（応答時間／２）として求め、この求めた通信時間を内部のメモリＭ１に保存する（ステップＳ２０４）。タイムラグ計算部１２は、一定時間のスリープの後（ステップＳ２０５）、ステップＳ２０１〜Ｓ２０５の処理動作を繰り返す。本実施の形態において、ステップＳ２０５でのスリープ時間は、例えば５０ｍsecとして定められている。なお、このスリープ時間は、さらに短い時間としてもよい。

通信部１５は、表示装置３から接続要求を受けた場合（図５：ステップＳ３０１）、表示装置３からの接続要求を受け入れて（ステップＳ３０２）、表示装置３との接続を行い（ステップＳ３０３）、タイムラグ計算部１２に表示装置３の接続完了を通知する（ステップＳ３０４）。タイムラグ計算部１２は、この通信部１５からの表示装置３の接続完了の通知を受けて、上述したステップＳ２０１〜Ｓ２０５の処理動作を開始する。

通信部１５は、２５０ｍsec毎に、タイムラグ計算部１２に対して、表示装置３への平均通信時間を問い合わせる（図６：ステップＳ４０１）。タイムラグ計算部１２は、通信部１５からの平均通信時間の問い合わせに応じ、例えば直近のｎ個の通信時間の平均値を平均通信時間として求め、この求めた平均通信時間をタイムラグ（計量値の実測時点と表示時点との間の時間差）Ｔｄとして、通信部１５へ通知する（ステップＳ４０２）。

通信部１５は、タイムラグＴｄの通知を受けると、未来時間の計量値予測部１４にタイムラグＴｄ経過後の計量値の予測を要求する（ステップＳ４０３）。この通信部１５からの要求に応じ、未来時間の計量値予測部１４は、実測履歴データ記憶部１３に記憶されている実測履歴データを参照してタイムラグＴｄ経過後の計量値を予測し、その予測した計量値を未来時間の計量値の予測値Ｖ２として通信部１５へ返す（ステップＳ４０４）。

通信部１５は、未来時間の計量値予測部１４からの予測値Ｖ２を受けて、現在の実測値（現在値）Ｖ１と計測時間ｔ_V1（現在値Ｖ１が計量された時刻）ｔ_V1、予測値Ｖ２と未来時間（予測値Ｖ２が計量されるであろう時刻）ｔ_V2とを、ネットワーク２を介して表示装置３へ送る（ステップＳ４０５）。表示装置３は、通信部１５からのデータ（現在値Ｖ１、計測時間ｔ_V1、予測値Ｖ２、未来時間ｔ_V2）を、あらかじめ設定された内容で画面に表示する（ステップＳ４０６）。この際、予測値Ｖ２は、図１に示したようなアナログ形式の針表示で、表示装置３の画面に表示される。

なお、図２に示した計量装置１Ａにおいて、未来時間の計量値予測部１４は、最小二乗法（リッジ回帰、修正トンプソン−τ法）や自己回帰モデル（ＡＲモデル）などによって、予測値Ｖ２を求める。例えば、実測履歴データ記憶部に記憶されている実測履歴データの内、異常値を除いた全てのデータを用いて、２次近似関数曲線を導き出し（図７参照）、予測値Ｖ２を計算する。例えば、実測履歴データ記憶部１３に記憶されている実測履歴データの内、異常値を除去した直近のｍ個（例えば、５個）のデータを使用して、２次近似関数曲線を導き出し、予測値Ｖ２を計算する。なお、予測値Ｖ２の計算方法は、最小二乗法や自己回帰モデルに限られるものではなく、他の方法を用いてもよいことは言うまでもない。また、最小二乗法と自己回帰モデルとを選択設定できるような構成としてもよい。

また、図２に示した計量装置１Ａにおいて、タイムラグ計算部１２において、メモリＭ１に保存されている通信時間の内、許容範囲外値を除いた全ての通信時間の平均値をタイムラグＴｄとして計算するモードと、許容範囲外値を除いた直近のｎ個の通信時間の平均値をタイムラグＴｄとして計算するモード（通信状態変化優先モード）とを持たせ、このモードの設定を切り替えることができるようにしてもよい。

また、タイムラグ計算部１２に、通信時間の計算方法として、「ｐｉｎｇ（ピン）」によるネットワーク伝送路の遅延を主体として求められる応答時間から通信時間を計算するモードと、アプリケーション用の通信パケット（表示装置３への通信パケット）に送信時間を含め、アプリケーション側（表示装置３側）で応答パケットにその時間を含めて応答し、通信部１５に返ってくるまでの往復時間（応答時間）から通信時間を計算するモードとを持たせ、タイムラグＴｄの計算用としてどちらのモードを使用するかを選択可能な構成としてもよい。

また、タイムラグ計算部１２より、ネットワーク２を介して表示装置３へメッセージを送り、このメッセージを送信してからこのメッセージが表示装置３において受信されるまでの時間から通信時間を求め、この求めた通信時間からタイムラグＴｄを計算するようにしてもよい。例えば、表示装置３からのタイムラグ計算部１２への返信メッセージにタイムラグ計算部１２からのメッセージの受信時刻を含め、この受信時刻と送信時刻とから通信時間を求め、この求めた通信時間からタイムラグＴｄを計算するようにする。

また、上述した実施の形態においては、計量装置１Ａから表示装置３までの通信に要する時間を通信時間として求め、この求めた通信時間からタイムラグＴｄを計算するようにしたが、表示装置３での計測値の表示に要する時間を考慮してタイムラグＴｄを計算するようにしてもよい。

また、表示装置３での現在値Ｖ１や予測値Ｖ２の表示について、現在値Ｖ１で表示を行うか、予測値Ｖ２で表示を行うか、または両方の値を表示するかを計量装置１Ａ側での設定により選択することができるようにしてもよい。

また、上述した実施の形態では、表示装置３を１つとしたが、表示装置３を複数としたシステムとしてもよい。図８に、表示装置３を複数とした計量値表示システム１００（１００Ｂ）を示す。この計量値表示システム１００Ｂでは、計量装置１（１Ｂ）にネットワーク２を介して、表示装置３−１〜３−Ｎ（Ｎ≧２）を接続している。また、この計量値表示システム１００Ｂでは、表示装置３毎に、タイムラグ計算部１２での通信時間やタイムラグＴｄの計算方式、未来時間の計量値予測部１４での予測値Ｖ２の計算方式、表示装置３における現在値Ｖ１や予測値Ｖ２の表示方式などを設定できるものとしている。

また、上述した実施の形態では、計量対象物を鍋５に連続投入される液体とし、この液体の重量を計測値としたが、液体の重量に限られるものではなく、また、物の長さなどであってもよい。また、本発明において、効果を発揮する想定計量作業は、連続投入型の計量作業であるが、連続投入型の計量作業に限られるものでもない。

〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

１（１Ａ，１Ｂ）…計量装置、２…ネットワーク、３…表示装置、３−１…針、３−２…目盛り、４…サーバ、１１…計量部、１２…タイムラグ計算部、１３…実測履歴データ記憶部、１４…計量値予測部、１５…通信部、１００（１００Ａ、１００Ｂ）…計量値表示システム、Ｌ…目標ライン、Ｓ…目標領域。

Claims (11)

1. 計量装置によって計量された計量対象物の計量値をネットワークを介して表示装置の画面に表示する計量値表示システムにおいて、
   前記計量装置は、
   前記計量値を実測するように構成された計量部と、
   前記計量値の実測時点と表示時点との間の時間差をタイムラグとして計算するように構成されたタイムラグ計算部と、
   前記計量部によって実測された計量値を実測値とし、この実測値の履歴を実測履歴データとして記憶する実測履歴データ記憶部と、
   前記タイムラグ計算部によって計算されたタイムラグ経過後の計量値を前記実測履歴データ記憶部に記憶されている実測履歴データを参照して未来時間の計量値として予測するように構成された未来時間の計量値予測部と、
   前記未来時間の計量値予測部によって予測された未来時間の計量値を前記ネットワークを介して前記表示装置へ送るように構成された通信部と
   を備えることを特徴とする計量値表示システム。
2. 請求項１に記載された計量値表示システムにおいて、
   前記表示装置は、
   前記計量装置からの計量値をアナログ形式の針表示で画面に表示する
   ことを特徴とする計量値表示システム。
3. 請求項２に記載された計量値表示システムにおいて、
   前記表示装置は、
   前記計量装置からの計量値に対する目標値と目標範囲を前記アナログ形式の針表示と合わせて画面に表示する
   ことを特徴とする計量値表示システム。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載された計量値表示システムにおいて、
   前記タイムラグ計算部は、
   前記計量装置から前記表示装置までの通信に要する時間を通信時間として求め、この求めた通信時間から前記タイムラグを計算する
   ことを特徴とする計量値表示システム。
5. 請求項４に記載された計量値表示システムにおいて、
   前記タイムラグ計算部は、
   前記ネットワークを介して前記表示装置へメッセージを送り、このメッセージに対する応答が前記表示装置から返ってくるまでの応答時間から前記通信時間を求め、この求めた通信時間から前記タイムラグを計算する
   ことを特徴とする計量値表示システム。
6. 請求項４に記載された計量値表示システムにおいて、
   前記タイムラグ計算部は、
   前記ネットワークを介して前記表示装置へメッセージを送り、このメッセージを送信してからこのメッセージが前記表示装置において受信されるまでの時間から前記通信時間を求め、この求めた通信時間から前記タイムラグを計算する
   ことを特徴とする計量値表示システム。
7. 請求項４〜６の何れか１項に記載された計量値表示システムにおいて、
   前記タイムラグ計算部は、
   前記通信時間を一定時間毎に求めて保存し、この保存されている通信時間の内、許容範囲外値を除いた全ての通信時間の平均値を前記タイムラグとして計算する
   ことを特徴とする計量値表示システム。
8. 請求項４〜６の何れか１項に記載された計量値表示システムにおいて、
   前記タイムラグ計算部は、
   前記通信時間を一定時間毎に求めて保存し、この保存されている通信時間の内、許容範囲外値を除いた直近の所定数の通信時間の平均値を前記タイムラグとして計算する
   ことを特徴とする計量値表示システム。
9. 請求項１〜８の何れか１項に記載された計量値表示システムにおいて、
   前記未来時間の計量値予測部は、
   前記実測履歴データ記憶部に記憶されている実測履歴データの内、異常値を除いた全てのデータを用いて、前記未来時間の計量値を予測する
   ことを特徴とする計量値表示システム。
10. 請求項１〜８の何れか１項に記載された計量値表示システムにおいて、
    前記未来時間の計量値予測部は、
    前記実測履歴データ記憶部に記憶されている実測履歴データの内、異常値を除いた直近の所定個数のデータを用いて、前記未来時間の計量値を予測する
    ことを特徴とする計量値表示システム。
11. 計量装置によって計量された計量対象物の計量値をネットワークを介して表示装置の画面に表示する計量値表示方法において、
    前記計量値を実測する計量値実測ステップと、
    前記計量値の実測時点と表示時点との間の時間差をタイムラグとして計算するタイムラグ計算ステップと、
    前記計量ステップによって実測された計量値を実測値とし、この実測値の履歴を実測履歴データとしてメモリに記憶させる実測履歴データ記憶ステップと、
    前記タイムラグ計算ステップによって計算されたタイムラグ経過後の計量値を前記メモリに記憶されている実測履歴データを参照して未来時間の計量値として予測する未来時間の計量値予測ステップと、
    前記未来時間の計量値予測ステップによって予測された未来時間の計量値を前記ネットワークを介して前記表示装置へ送る計量値送信ステップと
    を備えることを特徴とする計量値表示方法。