JP2021140751A - 運転状態表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より可変的に制御可能な表示装置を提供する。【解決手段】運転状態表示装置は、少なくとも１つの光学的及び／又は音響的表示及び／又は警告要素を備える。ここで、発光色、色彩強度、発光画像、音量、メロディ、トーンシーケンスなどの表示及び／又は警告要素の少なくとも１つの運転パラメータが設定及び／又は調整され、機械、設備、乗り物などの技術的装置から接続され、少なくとも１つの運転状態に関する情報を伝送するための少なくとも１つの入力ラインと、表示及び／又は警告要素へ接続され、運転状態の表示を制御するための少なくとも１つの制御ラインと、を備え、技術的装置の少なくとも１つの運転状態又は複数の異なる運転状態を、光学的及び／又は音響的に表示する。更に、１つ又はそれ以上の表示又は警告要素を直接制御するための制御信号を、外部論理ユニットから受信するためのインターフェイスユニットを備える。【選択図】なし

Description

発明の詳細な説明

本発明は、請求項１のプリアンブルに記載の、運転状態を表示するための装置に関する。
このような装置は、機械、設備、乗り物などの種々の技術的装置に用いられ、技術的装置の運転状態を、例えば光学的表示又は音響的表示を介して表示し、場合によっては警告する。例えば、機械の正常運転や、異常による機械の停止が表示され得る。設備の場合は、例えば、通路が利用可能であるか、封鎖されているかを表示することが可能である。乗り物の場合は、例えば、乗り物が移動しているときに表示することが可能であり、具体的には逆進を警告することが可能である。請求項に記載の表示装置によれば、これらの機能及びその他の多くの機能を果たすことができる。

このような表示装置は、交換可能モジュールを有するいわゆる信号塔の形状であることが多い。このような信号塔は、例えば、独国特許出願公開第１００５８６９５号明細書、欧州特許出願公開第３００７５１７号明細書、欧州特許出願公開第２１８２７７６号明細書、欧州特許出願公開第２７６５５６２号明細書、欧州特許出願公開第１６５０７２１号明細書、及び、欧州特許出願公開第１５７５０１１号明細書に記載されている。

先行技術による表示装置は、通常、ケーブル接続を介して各々の技術的装置に接続され、これらの技術的装置を介して、運転状態に関する表示されるべき情報が伝送される。表示装置内部の論理ユニットは、この情報を表示要素又は警告要素の制御に変換し、その結果として、対応する表示が有効となる。例えば、光学的警告要素は、表示されるべき運転状態を表すように指定された色の光を送出することができる。音響的警告要素も、例えばこれに準じて制御されてもよい。したがって、内部論理ユニットは、１つ又はそれ以上の入力変数を連結するため、結果として１つ又はそれ以上の出力変数が発生する。

また、欧州特許出願公開第２２０９０９９号明細書及び、欧州特許出願公開第２１８２４９４号明細書には、例えば、無線モジュールを介してデータ処理ユニットに接続可能な信号塔が開示されている。具体的には、このような信号塔を複数使用してネットワークを設定することもできる。そのようなネットワークを介して、ある地点で特定の技術的装置に生じている運転状態を、その場に設けられた信号塔に表示できるだけではなく、むしろ、例えば、工場の作業場にいる管理者の近辺など、当該技術的装置から遠く離れて設置された信号塔にも、当該ネットワーク経由の制御によって同様に表示することが可能である。そのようなさらなる信号塔を制御するために、当該信号装置用ネットワークの論理ユニットは、技術的装置への直接的な制御及び接続用に設けられる内部論理ユニットと同様の内部論理ユニットを利用する。この内部論理ユニットは、送出可能な信号候補及び、信号を発生させるきっかけとなるイベントを規定する。

これに対して、本発明の目的は、より可変的に制御可能な表示装置を提案することである。
まず、請求項１のプリアンブルに記載の表示装置において、当該目的は請求項１に記載の特徴により達成される。

本発明の有利な実施形態及び発展例は、従属する請求項に記載の特徴により実施可能である。
したがって、本発明による装置は、技術的装置から到達する情報であって、表示されるべき運転状態に関する情報を外部論理ユニットに転送するための、及び／又は、１つ又はそれ以上の表示又は警告要素を直接制御するための制御信号を外部論理ユニットから受信するためのインターフェイスユニットを備える、という事実によって区別される。当該外部論理ユニットもまた、１つ又はそれ以上の入力変数を連結するため、結果として１つ又はそれ以上の出力変数が発生する。

上記入力変数は、例えば、メンテナンス情報、材料不足情報、日時、シフト変更情報、材料欠陥情報、エネルギー供給情報などであってもよい。出力変数としては、例えば、既存の又は差し迫った故障、材料不足、計画的メンテナンス又は予防的メンテナンス、未決定の人材の変更、音声出力情報、テキスト情報、危険な状況、注文の変更、「万事順調」である情報、性能の問題、実際値と目標値との乖離などが考慮され、外部論理ユニットからの信号が信号状態の切り替えにつながる。

表示又は警告要素の機能が外部から制御可能であるため、この方法により、本発明による装置による表示を一層可変的にすることができる。したがって、例えば、外部論理ユニットを用いて光学信号の色、点灯時間、光シーケンス、異なる色セグメントを含む種々の色列を変更するなど、外部制御を変更することによって、表示又は警告機能を変更することができる。同様の変数制御は、音響的表示又は警告要素にも利用でき、つまり、あらゆる種類の表示又は警告要素全般に利用できる。具体的には、外部論理ユニット内のソフトウェア又はパラメータリゼーションの単純な変更によって表示又は警告機能の変更が可能であることにより、可変性が増大する。

また、外部論理ユニットの利用により、個々の技術的装置から直接取得したものではない別の外部情報を考慮し、その情報が制御対象の表示又は警告要素の機能に組み込まれることを許容することも可能である。このような付加的な外部情報は、例えば、遠くの技術的装置の運転状態、ロジスティック，又は別の技術的な情報であってもよい。例えば、受注残量、数量、部品リスト、生産性、セットアップ手順などが、本発明による表示装置における特定の表示又は警告を制御するために考慮され得る。例えば、機械の振動、故障の別の原因、及び、例えば温度又は湿度などの環境価値に関するセンサ情報もまた、表示装置の制御の一種として考慮されてもよい。また、外部論理ユニットでは、例えば、音声、音声指示、又はテキストメッセージによる指示などの直接入力を利用して、適切な表示を制御してもよい。

このように、利用可能な信号の種類及び選択は、信号を発生させるきっかけとなる状況又はイベントと同様に、外部論理ユニットにおいて可変的に設定することができる。
表示されるべき運転状態に関する情報を外部論理ユニットに転送するための、及び／又は、外部論理ユニットから制御信号を受信するためのインターフェイスユニットが、技術的装置から接続される入力ラインを、１つ又はそれ以上の表示又は警告要素を制御する制御ラインに、直接的かつ論理的に接続することなく設計される場合も有利である。この場合、論理的な接続とは、デジタル符号化された接続ライン、又は、デジタル符号化されたワイヤレス接続チャネルを意味するものとして理解されるべきであり、当該１つ又はそれ以上の表示又は警告要素を運転するために、技術的装置を介した電力供給があってもよい。

結果として、１つ又はそれ以上の表示又は警告要素の論理的制御、又は、デジタル符号化された制御を、技術的装置から到達する信号とは異なる方法で行うことが可能である。

本発明の具体的な一実施形態では、表示されるべき運転状態に関する情報を外部論理ユニットに転送するための、及び／又は、外部論理ユニットから制御信号を受信するためのインターフェイスユニットは、内部論理ユニットを介在することなく設計される。これにより、一方では、外部論理ユニットが技術的装置から到達する情報を変更なしに受信することが確保され、他方では、表示又は警告要素がこのような内部論理ユニットの影響を受けることなく制御されることが確保される。

本実施形態の一発展例では、外部論理ユニットを迂回して１つ又はそれ以上の表示又は警告要素を直接制御する内部装置を備えない。そのため、運転状態表示装置によって実行される全ての表示又は警告操作、及び、個々の技術的装置から到達する全ての信号は、外部論理ユニットによって取り込まれ得ることが確保される。

しかしながら、別の実施形態では、先行技術によって周知の機能を付加的に提供するために、追加の内部論理ユニットが備えられる。
本発明による装置の好適な一実施形態では、後者は交換可能モジュールを有するモジュラー信号塔の形状である。したがって、本発明による装置は、幅広い種類の交換可能モジュールで簡単に構成することができる。

また、インターフェイスユニットを備えるモジュールを組み込むことで、従来のモジュラー信号塔を利用して、本発明による装置を搭載することも可能である。この場合、本発明を実施するためには、インターフェイスユニットを有するモジュールを１つだけ付加的に設ける必要がある。

このモジュールは、ベースモジュールの形状であってよく、装置はこのモジュールを介して技術的装置に接続され、当該技術的装置の運転状態が表示又は取り込みの対象となる。本発明によるインターフェイスユニットは、このベースモジュールに設けられる。

有利な一実施形態では、インターフェイスユニットは交換可能モジュールに備えられるため、本発明による装置の構成における順応性がさらに向上する。
データセキュリティを向上させるため、インターフェイスユニットは暗号化ユニットを有利に備え、外部論理ユニットとの暗号化データ交換を可能にする。

さらに、本発明の有利な一発展例では、インターフェイスユニットを技術的装置に接続するための制御ラインが備えられ、外部論理ユニットから技術的装置を制御するために利用されることができる。この制御ラインは、有線又はワイヤレスであってよい。この場合、通常このような表示装置は、運転状態が表示対象となる技術的装置に配線されるため、有線ケーブルの敷設は何ら問題なく行うことができる。ワイヤレス接続の場合は、当該目的のために、対応する送信受信ユニットを技術的装置に備えるべきである。

外部論理ユニットは、データ処理システムの一部として有利に設計され、上述した別の外部情報を考慮するという機能を実装する。
好ましくは、インターフェイスユニットと、外部論理ユニット又は関連するデータ処理システムとの間にもワイヤレス接続が設けられ、それにより、具体的には本発明の複数の表示装置との接続において、設備が簡易になり得る。ワイヤレス接続は、異なる通信プロトコルを備える無線接続の形式であってもよく、例えば、従来の標準的な接続形式及び／又は接続周波数を活用してもよい。例えば、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、Ｅｄｇｅ、３Ｇ、５Ｇ、ＬＴＥ、ＬＴＥ Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ、ＬＴＥ−Ｍ１、１６９ ＭＨｚ、８６８ ＭＨｚ、２．４ ＧＨｚ、５ ＧＨｚ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、ＮＦＣ、ＲＦＩＤ、Ｔｈｒｅａｄ、６Ｌｏｗ ＰＡＮ、ＺｉｇＢｅｅ、ＩＥＥＥ８０２．１５．４、ＭＡＣ、ｐｒｏｐｒｉｅｔａｒｙなどが挙げられる。

上述した無線接続又は可視光による信号伝送などの電磁式情報伝送に加えて、超音波に基づいてワイヤレス接続を行うこともできる。超音波伝送は、特に近距離において、又は、強力な電磁妨害が見込まれる環境において有益である。

すでに上述したように、複数の運転状態表示装置が同じ外部論理ユニットに接続されると有利である。したがって、具体的には、特定の一実施形態において、介在する表示装置を迂回することにより、本発明による表示装置から外部論理ユニットへの非直接的な接続をも可能にするネットワークを設定することも可能である。

特定の一実施形態において、データ処理システムは、運転状態に関する受信情報、及び／又は、伝送された表示用の制御信号を保存及び／又は評価するための、保存及び／又は評価ユニットを備える。取り込まれた運転状態の包括的評価、具体的には、上述したような、長期にわたる、付加的な外部情報を考慮した包括的評価が、データ処理を活用することで可能となる。この評価には、包括的なデータベース、及びその評価を含めてもよく、情報を取得するために、現在又は将来発生する全ての可能性を使用することができる。取得した情報は、生産の制御、機械機能の維持、予測又は可能性の記述に用いることができ、さらにはロジスティック情報、情報制御、又は他の商業的ニーズを取得するために用いることもできる。

取得した情報は、技術的装置を運転するための対応する制御反応、又は、対応する表示に直接リンクされ得る。評価ユニットは、スイッチ信号をパラメータ化して、表示装置及び／又は技術的装置を制御してもよい。

例えば、１つ又はそれ以上の運転状態に加えて、表示又は警告要素を利用して、複数の通知を生成し、生産工程において予測されるイベントを表示することができる。例えば、直ちに求められる部分的補充の必要性や、満杯のカートリッジの除去などは、表示装置によって適切な時期に表示され得る。また、例えば、評価ユニットを介して考慮されるセンサデータなどの、外部パラメータに依存する製品特性を表示することも可能である。例えば、操作者は、表示装置を介して、機械の設定や部品の品質などの確認の必要性の通知を受けることができる。

また、特に音声の表示又は警告要素用の音声合成を利用した、人に指示又は警告するための音声出力の可変的な生成も考えられる。
これらの応用は、例えば、表示及び警告要素の外部制御によって、表示及び警告機能を大幅に拡張し得る方法を示す。

この場合、種々のアルゴリズムの使用から、人工知能、ニューラルネットワーク、コグニティブサービス、クラウドサービス、ＩｏＴ（インターネット・オブ・シングス）プラットフォームなどの利用に至るまでが考えられる。

したがって、本発明による表示装置は、操作データを取り込むためのソースであり、同時に、評価ユニットにおける評価の結果である、又は、評価ユニットで生成される、種々の動作の表示及び／又は制御ユニットとして使用され、当該評価には、具体的には、環境からのデータや別のデータベースなどからの追加データ、或いは、予め定められた規定も含まれ得る。

さらに、評価ユニットは別の装置を管理してもよく、そのために本発明による表示装置によって取得したデータを使用してもよい。
本発明の典型的な一実施形態を図に示し、その詳細を図面に基づいて以下に記載する。

本発明による、インターフェイスを有するベース及び／又は交換可能モジュールの構造を説明するブロック図を示す。 本発明による、外部制御ユニットの機能を説明するブロック図を示す。 信号塔の外部制御を説明するブロック図を示す。 外部論理ユニットを有する別の信号塔を備えるネットワークを説明するブロック図を示す。

図１に、本発明による表示装置のインターフェイスモジュール１、具体的には信号塔を示す。入力ライン２は、例えば機械などの、その運転状態が表示対象となる技術的装置から接続される。

具体的には、ワイヤレス伝送ユニット３の形状である転送ユニットは、１つ又はそれ以上の信号を、例えば、機械から外部論理ユニット５へ、好ましくはワイヤレスである接続チャネル４を介して転送するために用いられる。

好ましくは、同様にワイヤレスである制御チャネル６を介して、外部論理ユニットはインターフェイスユニット１の受信ユニット７に接続され、１つ又はそれ以上の制御ライン８は、受信ユニット７から、図示されていない、例えば、好ましくは、異なる色の照明要素の形状である個々の表示又は警告要素に、又は、音響要素に繋がる。

図２に示す実施形態では、論理ユニット５は、データ処理システムの評価ユニット９の一部であり、評価ユニット９は、インターフェイスユニットによって提供されるデータに加えて、さらに別の入力データを評価及び制御に利用することができる。例えば、配達時間や配達範囲などに関する顧客データ１０、例えば、予測される配達の障害や直前の注文変更などの、外部状態やイベントなどを表示する所定の信号状態１１、人及び／又は機械に関する位置データ１２、並びに、注文データ１３が図示されている。

図３に、本発明による表示装置の一例である信号塔１４、及び、技術的装置の一例であり、その運転状態が表示対象となる機械１５を示す。また、図３にはクラウド１６も示す。クラウド１６は、好ましくはワイヤレス接続チャネル１７を介して評価ユニット９、又は評価ユニット９の論理ユニット５に接続され、データ及び／又はプログラムを伝送する。また、全ての接続はワイヤレス接続としても図示されている。ベースモジュールとして図示されているインターフェイスモジュール１を介したインターフェイス接続に加えて、機械１５は、クラウドに直接接続し、信号塔１４を制御するときに利用できる機械データを伝送することもできる。

図４に示す図は、外部論理ユニット５又は評価ユニット９に接続された複数の異なる信号塔１４によるネットワークを示す。本実施形態は、スター型に構成されたネットワークを備える。しかしながら、他のネットワーク構成、特に、複数の論理ユニット５又は評価ユニット９を使用する構成も考えられる。

しかしながら、図に記載の、単一の論理ユニット５及び単一の評価ユニット９を備える実施形態は、全てのデータ及び制御操作を一元的に取り込むことができ、ひいては一元的に処理することができ、その結果、例えばデータベース作成のための、完全なデータ取り込みが簡単に実行できるという利点を提供する。

［参照符号］
１ インターフェイスユニット
２ 入力ライン
３ 伝送ユニット
４ 接続チャネル
５ 外部論理ユニット
６ 制御チャネル
７ 受信ユニット
８ 制御ライン
９ 評価ユニット
１０ 顧客データ
１１ 信号状態
１２ 位置データ
１３ 注文データ
１４ 信号塔
１５ 機械
１６ クラウド
１７ 接続チャネル

Claims (15)

1. 少なくとも１つの光学的及び／又は音響的な表示及び／又は警告要素（２）を備え、ここで、発光色、色彩強度、発光画像、音量、メロディ、トーンシーケンスなどの、前記表示及び／又は警告要素の少なくとも１つの運転パラメータが設定及び／又は調整され、
   技術的装置から接続され、少なくとも１つの運転状態に関する情報を伝送するための少なくとも１つの入力ライン（２）と、前記表示及び／又は警告要素へ接続され、前記運転状態の表示を制御するための少なくとも１つの制御ライン（８）とを備える、機械、設備、乗り物などの技術的装置の少なくとも１つの運転状態、又は複数の異なる運転状態を光学的及び／又は音響的に表示するための運転状態表示装置（１）であって、
   前記技術的装置から到達する前記運転状態に関する情報を外部論理ユニット（５）に転送するための、及び／又は、１つ又はそれ以上の表示又は警告要素を直接制御するための制御信号を前記外部論理ユニット（５）から受信するためのインターフェイスユニットを備えることを特徴とする、運転状態表示装置。
2. 前記技術的装置から到達する前記運転状態に関する情報を外部論理ユニット（５）に転送するための、及び／又は、１つ又はそれ以上の表示又は警告要素を直接制御するための制御信号を前記外部論理ユニット（５）から受信するための前記インターフェイスユニットを、内部論理ユニットを介在することなく、及び／又は、前記入力ライン（２）を直接的かつ論理的に前記制御ライン（８）へ接続することなく備えることを特徴とする、
   請求項１に記載の装置。
3. 前記外部論理ユニット（５）を迂回して前記１つ又はそれ以上の表示又は警告要素を直接制御するための内部論理ユニットを備えないことを特徴とする、
   請求項１又は２に記載の装置。
4. 外部論理ユニットを迂回して前記１つ又はそれ以上の表示又は警告要素を直接制御するための、追加の内部論理ユニットを備えることを特徴とする、
   先に記載した請求項のうちの請求項３を除く１項に記載の装置。
5. 前記装置は、交換可能モジュールを有するモジュラー信号塔の形状である、及び／又は、前記装置の前記技術的装置への接続を仲介し、且つ、前記インターフェイスユニットを備えるベースモジュールを備えることを特徴とする、
   先に記載した請求項のうちの１項に記載の装置。
6. 前記インターフェイスユニットを備える交換可能モジュールを備える、
   先に記載した請求項のうちの１項に記載の装置。
7. 前記インターフェイスユニットは、前記外部論理ユニット（５）との暗号化データ交換用の暗号化ユニットを備える、
   先に記載した請求項のうちの１項に記載の装置。
8. 前記インターフェイスユニットを前記技術的装置に接続するための制御ライン（８）を備え、前記制御ライン（８）は、前記インターフェイスユニットを介して前記技術的装置を制御するために利用可能であることを特徴とする、
   先に記載した請求項のうちの１項に記載の装置。
9. 先に記載した請求項のうちの１項に記載の運転状態表示装置（１）を備え、前記運転状態表示装置（１）に対して外側に論理ユニット（５）を備えるデータ処理システムであって、
   前記インターフェイスユニットと前記外部論理ユニット（５）との間に少なくとも１つのワイヤレス接続を有することを特徴とする、データ処理システム。
10. 前記ワイヤレス接続は電磁式情報伝送を備え、及び／又は、前記ワイヤレス接続は超音波による情報伝送を備えることを特徴とする、
    請求項９に記載のデータ処理システム。
11. 複数の運転状態表示装置（１４）が同一の外部論理ユニット（５）に接続されることを特徴とする、
    請求項９から１０のうちの１項に記載のデータ処理システム。
12. 前記データ処理システムは、１つ又は複数の前記運転状態に関する受信情報、及び／又は、伝送された表示用の前記制御信号を、保存及び／又は評価するための評価ユニット（９）を備えることを特徴とする、
    請求項９から１１のうちの１項に記載のデータ処理システム。
13. ＡＩ（人工知能、機械学習又はデータ分析）がインストールされている、及び／又は、
    差し迫った故障、差し迫った材料不足、計画的メンテナンス又は予防的メンテナンス、未決定の人材の変更、注文の変更、性能の問題、実際値と目標値との乖離などを予測するための予測プログラムがインストールされていることを特徴とする、
    請求項９から１２のうちの１項に記載のデータ処理システム。
14. 前記外部論理ユニット（５）は、請求項１から８のうちの１項に記載の前記装置の前記インターフェイスユニットの制御に利用可能な、センサ情報、環境情報、注文情報、在庫などのパラメータ用のパラメータデータを取り込む又は受信するための、データ取得ユニットを備えることを特徴とする、
    請求項９から１３のうちの１項に記載のデータ処理システム。
15. 複数の請求項１から８のうちの１項に記載の装置への、複数のワイヤレス接続を備えることを特徴とする、
    請求項９から１４のうちの１項に記載のデータ処理システム。

Images