JP2023151726A - 開発装置、開発プログラムおよび開発方法 - Google Patents

Abstract

【課題】１または複数の機器ならびに当該機器を制御する制御プログラムをより効率的に開発できる環境を提供する。【解決手段】開発装置は、プロジェクトデータを格納する記憶部と、エミュレータと、シミュレータと、エミュレータおよびシミュレータが実行するインスタンスをそれぞれ生成するインスタンス生成モジュールと、ユーザインターフェイス画面を提供する提供部とを含む。実行コンフィグレーションは、インスタンスとして生成される対象となる１または複数の３Ｄモデルの指定と、インスタンスとして生成される対象となる１または複数の制御プログラムの指定と、インスタンスとして生成される対象となる１または複数の３Ｄモデルに含まれる仮想センサまたは仮想アクチュエータと、インスタンスとして生成される対象となる１または複数の制御プログラムが参照する変数との対応関係とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、開発装置、開発プログラムおよび開発方法に関する。

様々な生産設備において、ロボットが利用されている。生産設備に応じて、ロボットを適切に動作させる必要がある。特開２０１３－１６５８１６号公報（特許文献１）は、ロボットが担う作業内容を示す作業プログラムを容易に作成することができるロボット制御装置などを開示する。

特開２０１３－１６５８１６号公報

近年、ＭＩＬＳ（Model In the Loop Simulation）、ＳＩＬＳ（Software In the Loop Simulation）、およびＨＩＬＳ（Hardware In the Loop Simulation）といった仮想空間上のモデルを用いて、生産設備および生産設備を制御する制御プログラムを設計する手法が普及しつつある。上述の先行技術文献は、このような新しい手法について、何ら考慮されていない。

本発明は、１または複数の機器ならびに当該機器を制御する制御プログラムをより効率的に開発できる環境を提供することを一つの目的とする。

ある実施の形態に従う開発装置は、１または複数の制御プログラムと機器を示す１または複数の３Ｄモデルとを含むクラスライブラリ、ならびに、１または複数の実行コンフィグレーションを含む、プロジェクトデータを格納する記憶部と、制御プログラムの実行をエミュレーションするエミュレータと、３Ｄモデルを用いたシミュレーションを行うシミュレータと、実行コンフィグレーションに基づいて、エミュレータおよびシミュレータが実行するインスタンスをそれぞれ生成するインスタンス生成モジュールと、実行コンフィグレーションを作成するためのユーザインターフェイス画面を提供する提供部とを含む。実行コンフィグレーションは、クラスライブラリに含まれる３Ｄモデルのうちインスタンスとして生成される対象となる１または複数の３Ｄモデルの指定と、クラスライブラリに含まれる制御プログラムのうちインスタンスとして生成される対象となる１または複数の制御プログラムの指定と、インスタンスとして生成される対象となる１または複数の３Ｄモデルに含まれる仮想センサまたは仮想アクチュエータと、インスタンスとして生成される対象となる１または複数の制御プログラムが参照する変数との対応関係とを含む。

この構成によれば、１または複数の制御プログラムおよび１または複数の３Ｄモデルのうち、インスタンス化実行する部分を任意に選択できるので、開発フェーズや目的などに応じた範囲および内容で検証を実現できる。

上述の構成において、プロジェクトデータは、互いに独立した複数の実行コンフィグレーションを含んでいてもよい。この構成によれば、用途に応じて、実行コンフィグレーションを複数作成できる。

上述のいずれかの構成において、ユーザインターフェイス画面は、クラスライブラリに含まれる制御プログラムおよび３Ｄモデルの少なくとも一方を表示する第１領域と、実行コンフィグレーションの内容を表示する第２領域とを含んでいてもよい。提供部は、第１領域に表示される制御プログラムまたは３Ｄモデルの第２領域へのドラッグ操作に応答して、当該ドラッグされた制御プログラムまたは３Ｄモデルを実行コンフィグレーションに追加するようにしてもよい。この構成によれば、インスタンス化したい制御プログラムおよび３Ｄモデルの選択を容易化できる。

上述のいずれかの構成において、提供部は、エミュレータおよびシミュレータがインスタンスを実行した結果を含む第２のユーザインターフェイス画面を提供するようにしてもよい。この構成によれば、エミュレータおよびシミュレータがインスタンスを実行した結果を一見した把握できるので、制御プログラムなどの変更修正が容易化する。

上述のいずれかの構成において、実行コンフィグレーションは、目的の検証を行うためのテストシナリオ設定を含んでいてもよい。テストシナリオ設定は、事前状態の準備を実現するためのスクリプトまたはプログラムと、テスト実行中に動作させるスクリプトまたはプログラムと、期待される事後状態を確認するためのスクリプトまたはプログラムと、のうち、少なくとも１つを含んでいてもよい。この構成によれば、予め生成されたテストシナリオ設定を用いることで、目的の検証をより効率的に実現できる。

上述のいずれかの構成において、提供部は、テストシナリオ設定に従う実行結果を含む第３のユーザインターフェイス画面を提供するようにしてもよい。この構成によれば、テストシナリオ設定に従う実行結果を一見して把握できる。

上述のいずれかの構成において、実行コンフィグレーションは、機器同士の配置関係に対応した階層構造に沿って指定された複数の３Ｄモデルを含んでいてもよい。この構成によれば、仮想空間上に複数の機器を配置する際に、機器の位置などの指定を容易化できる。

上述のいずれかの構成において、クラスライブラリは、テストにおいてのみ使用されるスクリプトまたはプログラムを含むようにしてもよい。この構成によれば、テストにおいてのみ使用されるスクリプトまたはプログラムをであっても、クラスライブラリとして登録しておくことで、複数のインスタンスにおいて利用できる。

別の実施の形態に従う開発プログラムは、１または複数の制御プログラムと機器を示す１または複数の３Ｄモデルとを含むクラスライブラリ、ならびに、１または複数の実行コンフィグレーションを含む、プロジェクトデータを格納する記憶部を含むコンピュータを、制御プログラムの実行をエミュレーションするエミュレータと、３Ｄモデルを用いたシミュレーションを行うシミュレータと、実行コンフィグレーションに基づいて、エミュレータおよびシミュレータが実行するインスタンスをそれぞれ生成するインスタンス生成モジュールと、実行コンフィグレーションを作成するためのユーザインターフェイス画面を提供する提供部として機能させる。実行コンフィグレーションは、クラスライブラリに含まれる３Ｄモデルのうちインスタンスとして生成される対象となる１または複数の３Ｄモデルの指定と、クラスライブラリに含まれる制御プログラムのうちインスタンスとして生成される対象となる１または複数の制御プログラムの指定と、インスタンスとして生成される対象となる１または複数の３Ｄモデルに含まれる仮想センサまたは仮想アクチュエータと、インスタンスとして生成される対象となる１または複数の制御プログラムが参照する変数との対応関係とを含む。

さらに別の実施の形態に従えば、コンピュータが実行する制御プログラムの開発方法が提供される。開発方法は、１または複数の制御プログラムと機器を示す１または複数の３Ｄモデルとを含むクラスライブラリ、ならびに、１または複数の実行コンフィグレーションを含む、プロジェクトデータを格納するステップと、ユーザインターフェイス画面を介したユーザ操作に応じて、実行コンフィグレーションを作成するステップと、実行コンフィグレーションに基づいて、エミュレータおよびシミュレータのためのインスタンスをそれぞれ生成するステップと、エミュレータおよびシミュレータがインスタンスを実行するステップとを含む。実行コンフィグレーションは、クラスライブラリに含まれる３Ｄモデルのうちインスタンスとして生成される対象となる１または複数の３Ｄモデルの指定と、クラスライブラリに含まれる制御プログラムのうちインスタンスとして生成される対象となる１または複数の制御プログラムの指定と、インスタンスとして生成される対象となる１または複数の３Ｄモデルに含まれる仮想センサまたは仮想アクチュエータと、インスタンスとして生成される対象となる１または複数の制御プログラムが参照する変数との対応関係とを含む。

本発明によれば、１または複数の機器ならびに当該機器を制御する制御プログラムをより効率的に開発できる環境を提供できる。

本実施の形態に従うシステムの構成例を示す模式図である。 本実施の形態に従う開発装置のハードウェア構成例を示す模式図である。 本実施の形態に従うＰＬＣが実行する制御プログラムのソフトウェア構造例を示す模式図である。 本実施の形態に従う開発装置が保持するプロジェクトデータのデータ構造の一例を示す模式図である。 本実施の形態に従う開発装置において実行される制御プログラムの開発手順の一例を示す模式図である。 本実施の形態に従う開発装置が保持するプロジェクトデータのより詳細なデータ構造の一例を示す模式図である。 本実施の形態に従う開発装置の機能構成例を示す模式図である。 本実施の形態に従う開発装置が提供する実行コンフィグレーションを作成および編集するためのユーザインターフェイス画面の一例を示す模式図である。 本実施の形態に従う開発装置における実行コンフィグレーションの作成手順を示すフローチャートである。 本実施の形態に従う開発装置が提供する実行コンフィグレーションを新たに作成するためのユーザインターフェイス画面の一例を示す模式図である。 本実施の形態に従う開発装置が提供する３Ｄモデル設定を定義するためのユーザインターフェイス画面の一例を示す模式図である。 本実施の形態に従う開発装置が提供するプログラムインスタンス設定を定義するためのユーザインターフェイス画面の一例を示す模式図である。 本実施の形態に従う開発装置が提供する制御機器構成を定義するためのユーザインターフェイス画面の一例を示す模式図である。 本実施の形態に従う開発装置が提供する検証実行時のユーザインターフェイス画面の一例を示す模式図である。 本実施の形態に従う開発装置が提供するテストシナリオ設定を定義するためのユーザインターフェイス画面の一例を示す模式図である。 本実施の形態に従う開発装置が提供するテストシナリオを実行する際のユーザインターフェイス画面の一例を示す模式図である。 本実施の形態に従う開発装置が提供するテストシナリオの実行結果を示すユーザインターフェイス画面の一例を示す模式図である。

本技術の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜Ａ．システム構成例＞
まず、本実施の形態に従う開発装置２００を含むシステムの構成例について説明する。

図１は、本実施の形態に従うシステムの構成例を示す模式図である。図１には、ロボットセル生産設備の構成例を示すが、本発明はどのような生産設備にも適用可能である。

図１を参照して、システム１は、ＰＬＣ１００と、ＰＬＣ１００に接続される開発装置２００とを含む。ＰＬＣ１００は、開発装置２００が生成した制御プログラムを実行することで、生産設備に対する制御演算を実行する。

ＰＬＣ１００には、フィールドネットワーク１０を介して、リモートＩ／Ｏデバイス１２、サーボドライバ２０、およびロボット３０などが接続されている。なお、フィールドネットワーク１０には、産業用ネットワーク用のプロトコルである、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）やＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰなどを用いることができる。

リモートＩ／Ｏデバイス１２、サーボドライバ２０、およびロボット３０は、生産設備を構成する１または複数の機器からなる機器群４０に関連付けて配置されている。

リモートＩ／Ｏデバイス１２は、センサやアクチュエータなどのフィールドデバイス１４が接続されている。リモートＩ／Ｏデバイス１２は、機器群４０に配置されたセンサなどにより計測されたデータをＰＬＣ１００へ送信し、ＰＬＣ１００から受信したデータに従って機器群４０に配置されたアクチュエータなどに指令信号を出力する。

サーボドライバ２０は、ＰＬＣ１００から受信したデータに従って、機器群４０に含まれる機器を構成するサーボモータ２２を駆動し、サーボモータ２２などから計測されたデータをＰＬＣ１００へ送信する。

ロボット３０は、機器群４０に含まれる機器を構成し、ＰＬＣ１００からの指令に従って、動作する。

ＰＬＣ１００は、上位ネットワーク１６を介して、ＨＭＩ３００および画像処理装置４００に接続されている。上位ネットワーク１６には、産業用ネットワーク用のプロトコルであるやＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰなどを用いることができる。

ＨＭＩ３００は、ユーザ操作を受け付けてＰＬＣ１００へ操作内容を送信するとともに、ＰＬＣ１００が保持しているデータを視覚的に表現する。画像処理装置４００は、機器群４０を視野に含むカメラ４５０からの画像に基づいて、各種画像処理を実行し、画像処理結果をＰＬＣ１００へ送信する。

開発装置２００は、ＰＬＣ１００で実行される制御プログラムを開発するための環境および制御プログラムの開発方法を提供する。より具体的には、開発装置２００は、制御プログラムのソースコードの編集、ソースコードのビルド、生産設備の一部または全部を仮想空間に実現するシミュレーション（あるいは、エミュレーション）、ＨＭＩ３００が提供する画面の編集、などの処理を実行する。

＜Ｂ．開発装置のハードウェア構成例＞
次に、本実施の形態に従う開発装置２００のハードウェア構成例について説明する。

図２は、本実施の形態に従う開発装置２００のハードウェア構成例を示す模式図である。図２を参照して、開発装置２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのプロセッサ２０２と、メインメモリ２０４と、入力部２０６と、表示部２０８と、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）コントローラ２１０と、ネットワークコントローラ２１２と、光学ドライブ２１４と、ストレージ２２０とを含む。これらのコンポーネントは、バス２１８を介して接続される。

プロセッサ２０２は、ストレージ２２０に格納された各種プログラムを読み出して、メインメモリ２０４に展開して実行することで、開発装置２００で必要な処理を実現する。

メインメモリ２０４は、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）などの揮発性記憶装置などで構成される。ストレージ２２０は、例えば、ＳＳＤ（Solid State Drive）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの不揮発性記憶装置などで構成される。

入力部２０６は、マウス、キーボード、タッチパネルなどで構成され、ユーザからの指示を受け付ける。表示部２０８は、ディスプレイ、各種インジケータなどで構成され、プロセッサ２０２からの処理結果などを出力する。

ＵＳＢコントローラ２１０は、ＵＳＢ接続を介して、ＰＬＣ１００との間でデータをやり取りする。ネットワークコントローラ２１２は、任意のネットワークを介して、任意の情報処理装置との間でデータをやり取りする。

光学ドライブ２１４は、コンピュータ読取可能なプログラムを非一過的に格納する記録媒体２１６（例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光学記録媒体）からプログラムやデータを読み取って、ストレージ２２０などに格納する。

開発装置２００で実行される各種プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体２１６を介してインストールされてもよいが、ネットワーク上の任意のサーバからダウンロードする形でインストールするようにしてもよい。

ストレージ２２０は、典型的には、プログラムを実行するための環境を実現するＯＳ２２２と、開発プログラム２３０と、プロジェクトデータ２４０とが格納される。なお、ストレージ２２０には、図２に示すプログラム以外の必要なプログラムが格納されてもよい。

開発プログラム２３０は、プロジェクトデータ２４０の作成および編集などを実現するためのソースエディタ２３１と、プロジェクトデータ２４０から実行オブジェクト（インスタンス）を生成するインスタンス生成モジュール２３２と、制御プログラムに含まれるＰＬＣプログラムおよびロボットプログラムをエミュレーションする制御機器エミュレータ２３３と、制御プログラムに含まれるアプリケーションプログラムを実行するアプリケーションエミュレータ２３４と、３Ｄモデルを用いたシミュレーションを行う３Ｄモデルシミュレータ２３５と、評価モジュール２３９と、ユーザインターフェイスモジュール２２４とを含む。

図２には、１または複数のプロセッサがプログラムを実行することで必要な機能が提供される構成例を示したが、これらの提供される機能の一部または全部を、専用のハードウェア回路（例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）など）を用いて実装してもよい。

開発装置２００は、単一の情報処理装置として実現してもよいし、必要な機能の一部または全部を複数のプロセッサリソースを用いて実現してもよい。

＜Ｃ．制御プログラムのソフトウェア構造例＞
次に、本実施の形態に従うＰＬＣ１００が実行する制御プログラムのソフトウェア構造例について説明する。

図３は、本実施の形態に従うＰＬＣ１００が実行する制御プログラムのソフトウェア構造例を示す模式図である。図３を参照して、制御プログラムは、階層的に構成された、上位管理モジュール６２と、１または複数の動作シーケンス６４と、１または複数の機構制御モジュール６６とを含む。

上位管理モジュール６２は、対象の生産設備の運転状態を管理する処理、ＭＥＳ（製造実行システム）などの上位装置との通信に関する処理、ＨＭＩ３００との通信に関する処理、セーフティ制御に関する処理などを担当する。上位管理モジュール６２が担当する処理は、特定の生産設備に固有の処理は含まれず、様々な生産設備に対して共通に適用可能な処理のみを含むことが一般的である。

上位管理モジュール６２に含まれる処理は、エンドユーザが個々に定めた方針に従って、あるいは、ＰａｃｋＭＬやＭＴＣｏｎｎｅｃｔといった業界標準に従って決定されることが多い。

動作シーケンス６４の各々は、生産設備や生産品種に固有のビジネスロジックである。動作シーケンス６４は、機構モジュールが提供する機能を順次呼び出して、特定の製品の組み立て動作や、特殊なメンテナンス動作を実現する。

本明細書において、「機構モジュール」は、コンベア、フィーダ、ＸＹステージ、ロボットといった、特定の機能を提供する機器を意味する。なお、機構モジュールは、１または複数のサブモジュール（例えば、エンドエフェクタなどの周辺機器など）の組み合わせで構成されていることもある。そのような場合には、機構制御モジュール６６は、サブモジュールの単位で構成されてもよい。

図３に示すように、例えば、「製品Ａ」および「製品Ｂ」をそれぞれ組み立てるために必要な処理手順がそれぞれ用意されたり、手動モードにおいて異常処理に対応するための手順が用意されたりする。

機構制御モジュール６６は、機構モジュールが提供すべき機能を実装したプログラム（ＰＬＣプログラム、ロボットプログラム、アプリケーションプログラム）である。機構制御モジュール６６は、機構モジュール毎に用意される。汎用的な機構モジュールであれば、標準的なプログラムがライブラリとして利用できることも多い。但し、特殊な機構モジュールであれば、機構モジュールに応じて都度作成する必要がある。

＜Ｄ．制御プログラムの開発＞
次に、本実施の形態に従う開発装置２００が提供する制御プログラムの開発について説明する。

本実施の形態に従う開発装置２００を用いて、ユーザは、ＭＩＬＳを用いて、複数の機構モジュールを組み合わせて生産設備の動作を仮想空間で検証した上で、ＳＩＬＳおよびＨＩＬＳを用いて、制御プログラムを開発および実装する。

そこで、本実施の形態に従う開発装置２００は、制御プログラムの開発を容易化するための仕組みを提供する。より具体的には、各段階において、各種検証を行うためのプログラム実体を実現するために「実行コンフィグレーション」が提供される。実行コンフィグレーションは、開発装置２００が実行するプログラム（インスタンス）を定義するものである。

図４は、本実施の形態に従う開発装置２００が保持するプロジェクトデータ２４０のデータ構造の一例を示す模式図である。図４を参照して、プロジェクトデータ２４０は、クラスライブラリ２４２および１または複数の実行コンフィグレーション２４４－１，２４４－２，…（以下、「実行コンフィグレーション２４４」とも総称する。）を含む。

クラスライブラリ２４２は、クラスモジュールの集合である。クラスライブラリ２４２は、例えば、１または複数のＰＬＣプログラムからなるＰＬＣプログラム群と、１または複数のロボットプログラムからなるロボットプログラム群と、１または複数のアプリケーションプログラムからなるアプリケーションプログラム群と、生産設備を構成する機器を示す１または複数の３Ｄモデル群とを含む。このように、クラスライブラリ２４２は、クラスとして、１または複数の制御プログラムを含む。

クラスライブラリ２４２は、さらに、テストにおいてのみ使用されるスクリプトまたはプログラムである、テストドライバおよび／またはテストスタブを含んでいてもよい。テストドライバおよびテストスタブは、最終的な生産設備の制御には使用されないスクリプトまたはプログラムである。

ＰＬＣプログラムは、典型的には、ＩＥＣ６１１３１－３に従って記述されてもよい。ロボットプログラムは、例えば、ｅＶ＋言語やＧコードといった任意のロボット言語で記述されてもよい。アプリケーションプログラムは、画像処理装置４００で実行される任意のプログラム、３Ｄモデルのシミュレーションに必要な任意のプログラムなどを含む。

実行コンフィグレーション２４４の各々は、３Ｄモデルのシミュレーションに必要な３Ｄモデルおよび設定群と、実行される制御プログラムを定義するプログラムインスタンス設定とを含む。開発装置２００は、指定された実行コンフィグレーション２４４に従って、開発に必要なインスタンス（実行環境）を生成する。

実行コンフィグレーション２４４の各々は、互いに独立して定義される。そのため、プロジェクトデータ２４０は、互いに独立した複数の実行コンフィグレーション２４４を含み得る。

図５は、本実施の形態に従う開発装置２００において実行される制御プログラムの開発手順の一例を示す模式図である。図５には、一例として、コンベアおよびロボットを含むロボットセル生産設備の開発における５つの段階を示す。

（１）プラント設計用ＭＩＬＳ
この段階において、ユーザは、生産設備に配置される機構モジュールの挙動を確認しながら、レイアウトなどを決定する。対応する実行コンフィグレーション２４４－１は、３Ｄモデルおよび設定群からなる３Ｄモデル設定２４６－１と、プログラムインスタンス設定２４８－１とを含む。３Ｄモデル設定２４６－１は、コンベアおよびロボットを含む生産設備全体の３Ｄモデルを再現するために必要な情報を含む。プログラムインスタンス設定２４８－１は、生産設備の３Ｄモデルを用いて挙動を確認するために必要な動作スクリプトを含む。

（２）コンベア制御用ＰＬＣプログラム単体テスト
この段階において、ユーザは、生産設備に含まれるコンベアを制御するためのＰＬＣプログラムを実行させるとともに、仮想空間に再現されるコンベアの挙動を確認しながら、ＰＬＣプログラムの手直しなどを行う。対応する実行コンフィグレーション２４４－２の３Ｄモデル設定２４６－２は、コンベアの３Ｄモデルを再現するために必要な情報を含む。また、実行コンフィグレーション２４４－２のプログラムインスタンス設定２４８－２は、開発対象のＰＬＣプログラムを含む。より具体的には、プログラムインスタンス設定２４８－２は、テストドライバと、開発対象ソフトウェアモジュール（図３に示す機構制御モジュール６６に対応）とを含む。

（３）ロボット組立工程単体テスト
この段階において、ユーザは、ロボット組立工程用のＰＬＣプログラムを実行させるとともに、仮想空間に再現されるロボットが組み立てを行う挙動を確認する。必要に応じて、ユーザは、ＰＬＣプログラムの手直しなどを行う。対応する実行コンフィグレーション２４４－３の３Ｄモデル設定２４６－３は、ロボットよび周辺機器（エンドエフェクタなど）の３Ｄモデルを再現するために必要な情報を含む。３Ｄモデル設定２４６－３のプログラムインスタンス設定２４８－３は、開発対象のＰＬＣプログラムを含む。より具体的には、プログラムインスタンス設定２４８－３は、テストドライバと、開発対象ソフトウェアモジュール（図３に示す動作シーケンス６４に対応）と、テストスタブとを含む。

（４）統合検証
この段階において、ユーザは、開発対象の制御プログラムを実行させるとともに、仮想空間に再現される生産設備におけるコンベアおよびロボットの挙動を確認する。必要に応じて、ユーザは、ＰＬＣプログラムやロボットプログラムの手直しなどを行う。対応する実行コンフィグレーション２４４－４の３Ｄモデル設定２４６－４は、コンベアおよびロボットを含む生産設備全体の３Ｄモデルを再現するために必要な情報を含む。３Ｄモデル設定２４６－４のプログラムインスタンス設定２４８－４は、開発対象のＰＬＣプログラムおよびロボットプログラムを含む。

（５）実機検証
この段階において、ユーザは、（基本的にはすべての）制御プログラムを現実のＰＬＣ１００で実行させるとともに、ＰＬＣ１００により制御される現実の生産設備の挙動を確認する。併せて、開発装置２００は、現実のＰＬＣ１００の入出力変数を参照して、生産設備の挙動を仮想空間に再現する。ユーザは、現実の生産設備の挙動および仮想空間に再現される生産設備の挙動を確認しつつ、必要に応じて、制御プログラムの手直しなどを行う。対応する実行コンフィグレーション２４４－５の３Ｄモデル設定２４６－５は、コンベアおよびロボットを含む生産設備全体の３Ｄモデルを再現するために必要な情報を含む。３Ｄモデル設定２４６－５のプログラムインスタンス設定２４８－５は、制御プログラムを含む。

＜Ｅ．実行コンフィグレーション＞
図６は、本実施の形態に従う開発装置２００が保持するプロジェクトデータ２４０のより詳細なデータ構造の一例を示す模式図である。

図６を参照して、プロジェクトデータ２４０は、クラスライブラリ２４２および１または複数の実行コンフィグレーション２４４を含む。

クラスライブラリ２４２は、ＰＬＣプログラム群と、ロボットプログラム群と、アプリケーションプログラム群と、３Ｄモデル群とを含む。

実行コンフィグレーション２４４の各々は、実行コンフィグレーション名称と、３Ｄモデル設定と、プログラムインスタンス設定と、制御機器構成とを含む。

実行コンフィグレーション名称は、実行コンフィグレーション２４４を特定するための名称であり、ユーザが任意に付与することができる。

３Ｄモデル設定は、３Ｄモデルのシミュレーションを実現するために必要なデータを含む。すなわち、３Ｄモデル設定は、クラスライブラリ２４２に含まれる３Ｄモデルのうちインスタンスとして生成される対象となる１または複数の３Ｄモデルの指定である。

以下の説明においては、実行コンフィグレーション２４４毎に定義されるシミュレーション対象のモデルを「シミュレーション対象モデル」とも称す。すなわち、シミュレーション対象モデルは、現実の生産設備を構成する機器のうち仮想空間に再現される機器を定義するモデルである。シミュレーション対象モデルは、シミュレーションにおいてインスタンスとして生成される。３Ｄモデル設定は、生産設備を構成する機構モジュールの配置に対応させた階層構造が採用される。

図６に示すデータ構造においては、ワールド座標系において最上位に配置された機構モジュールの３Ｄモデルがルートモデルとなっている。最上位に配置された機構モジュールに接して配置される１または複数の機構モジュール（子要素の機構モジュール）に対応する３Ｄモデルが次の階層に存在する。さらに、子要素の機構モジュールに接して配置される１または複数の機構モジュール（さらに子要素の機構モジュール）に対応する３Ｄモデルが次の階層に存在する。このように、３Ｄモデル設定は、現実の機構モジュールの配置に対応させた階層構造に構成された１または複数の３Ｄモデルを含む。

すなわち、実行コンフィグレーション２４４は、機器同士の配置関係に対応した階層構造に沿って指定された複数の３Ｄモデルを含む。

３Ｄモデルの各々は、３Ｄ形状（Geometry）、機構モジュールを構成する３Ｄ形状オブジェクト間の拘束条件を定義した機構定義（Kinematics）、動作スクリプト、ならびに、対応する機構モジュールのセンサおよびアクチュエータに相当する仮想センサおよび仮想アクチュエータを含む。

機構定義は、例えば、２つの３Ｄ形状オブジェクトがリンク機構やスライド機構で接続されているといった拘束条件の定義を含む。

仮想センサは、ＰＬＣ１００が参照する入力データを生成し、仮想アクチュエータは、ＰＬＣ１００が出力する出力データに従って動作する。動作スクリプトは、仮想センサおよび仮想アクチュエータの動作を定義（実装）する。

なお、機構モジュールの種類によっては、３Ｄモデルは、一部のデータのみを含む場合もある。

プログラムインスタンス設定は、ＰＬＣ１００、ＨＭＩ３００および画像処理装置４００などの制御機器での処理をエミュレーションするために必要なデータを含む。プログラムインスタンス設定は、クラスライブラリ２４２に含まれる制御プログラムのうちインスタンスとして生成される対象となる１または複数の制御プログラムの指定である。

より具体的には、プログラムインスタンス設定は、制御機器エミュレーション設定と、アプリケーションエミュレーション設定と、ＰＬＣ設定と、ロボットプログラムタスク設定と、Ｉ／Ｏマップ設定とを含む。

制御機器エミュレーション設定は、ＰＬＣプログラムおよびロボットプログラムを実行するために制御機器エミュレータ（図２の制御機器エミュレータ２３３）に関する設定である。

アプリケーションエミュレーション設定は、アプリケーションプログラムを実行するアプリケーションエミュレータ（図２のアプリケーションエミュレータ２３４）に関する設定に加えて、実行するアプリケーションプログラムの設定を含む。

ＰＬＣ設定は、ＰＬＣ１００における制御プログラムの実行をエミュレーションするための設定を含む。ＰＬＣ設定は、各タスクの有効化／無効化および実行周期／プライオリティ設定と、タスクに割り付けるＰＬＣプログラム（ＰＬＣプログラム群から選択される）および有効／無効設定と、有効化するグローバル変数一覧と、グローバル変数への書込排他設定と、有効化するデータトレース設定とを含む。

ロボットプログラムタスク設定は、ロボットプログラム群に含まれるロボットプログラムのタスクに関する設定を含む。

Ｉ／Ｏマップ設定は、制御機器エミュレータで実行される制御プログラムが参照する変数の対応関係の設定を含む。より具体的には、Ｉ／Ｏマップ設定は、グローバル変数と物理ＩＯポート／軸変数／ロボット変数とのマッピングと、グローバル変数と仮想センサ／仮想アクチュエータ変数とのマッピングとを含む。

このように、Ｉ／Ｏマップ設定は、インスタンスとして生成される対象となる１または複数の３Ｄモデルに含まれる仮想センサまたは仮想アクチュエータと、インスタンスとして生成される対象となる１または複数の制御プログラムが参照する変数との対応関係とを含む。

制御機器構成は、ＰＬＣ１００に接続されている機能ユニットなどに関する設定を含む。制御機器構成は、通信バスおよびフィールドネットワーク設定と、機能ユニットの詳細設定と、物理Ｉ／Ｏ一覧・軸変数・ロボット変数と、実行するプログラム識別名とを含む。

＜Ｆ．機能構成例＞
次に、本実施の形態に従う開発装置２００における実行コンフィグレーション２４４を利用する機能構成例について説明する。

図７は、本実施の形態に従う開発装置２００の機能構成例を示す模式図である。図７を参照して、開発装置２００は、機能構成として、インスタンス生成モジュール２３２と、制御機器エミュレータ２３３と、アプリケーションエミュレータ２３４と、３Ｄモデルシミュレータ２３５と、共有メモリ２３７と、実機器インターフェイス２３８と、評価モジュール２３９とを含む。

インスタンス生成モジュール２３２は、プロジェクトデータ２４０に含まれる実行コンフィグレーション２４４に従って、クラスライブラリ２４２を用いてインスタンスを生成する。生成されるインスタンスは、制御機器エミュレータ２３３、アプリケーションエミュレータ２３４および３Ｄモデルシミュレータ２３５が実行する実行オブジェクトに加えて、共有メモリ２３７のメモリ領域の割り当て設定（マップ設定）などを含む。このように、インスタンス生成モジュール２３２は、プロジェクトデータ２４０に含まれる実行コンフィグレーション２４４に基づいて、アプリケーションエミュレータ２３４および３Ｄモデルシミュレータ２３５が実行するインスタンスをそれぞれ生成する。

制御機器エミュレータ２３３およびアプリケーションエミュレータ２３４は、共有メモリ２３７に格納されているデータを参照して、実行オブジェクトを実行するとともに、実行結果を共有メモリ２３７に書き込む。

３Ｄモデルシミュレータ２３５は、共有メモリ２３７に格納されているデータを参照して、シミュレーション対象モデルの位置および姿勢を所定周期毎に算出する。３Ｄモデルシミュレータ２３５は、３Ｄモデルを用いて生産設備の一部または全部を仮想空間に再現するためのビジュアライザ２３６を有している。ビジュアライザ２３６は、各周期におけるシミュレーション対象モデルの位置および姿勢を視覚的に表現する。ビジュアライザ２３６が生成した画像は、開発装置２００の表示部２０８へ出力される。

実機器インターフェイス２３８は、制御機器エミュレータ２３３ではなく、ＰＬＣ１００で制御プログラム（ＰＬＣプログラムおよびロボットプログラム）を実行させる場合に、ＰＬＣ１００とデータをやり取りする。

評価モジュール２３９は、後述するテストシナリオに従って、３Ｄモデルの挙動および処理を評価する。

ユーザインターフェイスモジュール２２４は、後述するようなユーザインターフェイス画面を提供する。一例として、ユーザインターフェイスモジュール２２４は、実行コンフィグレーション２４４を作成するためのユーザインターフェイス画面を提供する。

＜Ｇ．実行コンフィグレーションの作成＞
次に、本実施の形態に従う開発装置２００における実行コンフィグレーション２４４の作成手順について説明する。

図８は、本実施の形態に従う開発装置２００が提供する実行コンフィグレーション２４４を作成および編集するためのユーザインターフェイス画面５００の一例を示す模式図である。図８を参照して、ユーザインターフェイス画面５００は、実行コンフィグレーション２４４を選択するためのプルダウンメニュー５０２と、選択されている実行コンフィグレーション２４４に含まれるデータ（コンテンツ）を表示するコンフィグレーション表示部５０４と、登録されているプログラム（クラス／型）を表示するプログラム表示部５０６とを含む。

コンフィグレーション表示部５０４は、３Ｄモデル設定のタブ５１０と、プログラムインスタンス設定のタブ５１２と、制御機器構成のタブ５１４とを含み、選択されているタブに対応するデータを表示する。

プログラム表示部５０６には、ＰＬＣプログラム群、ロボットプログラム群、アプリケーションプログラム群、ならびに、３Ｄモデル（機構モジュール（１または複数の３Ｄ形状オブジェクトを含む）と、動作スクリプトとを含む）などが表示される。

このように、ユーザインターフェイス画面５００は、クラスライブラリ２４２に含まれる制御プログラムおよび３Ｄモデルの少なくとも一方を表示するプログラム表示部５０６（第１領域）と、実行コンフィグレーション２４４の内容を表示するコンフィグレーション表示部５０４（第２領域）とを含む。

ユーザインターフェイス画面５００の表示領域５０８には、１または複数の任意のウィンドウを表示することが可能である。図８に示す例では、選択中の実行コンフィグレーションにより定義されているシミュレーション対象モデルを表示するウィンドウ５２０と、選択中の実行コンフィグレーションに含まれるロボットプログラムタスク設定の内容を表示するウィンドウ５２２と、選択中の実行コンフィグレーションに含まれるＩ／Ｏマップ設定の内容を表示するウィンドウ５２４とが表示されている。

ユーザは、図８に示すユーザインターフェイス画面５００を操作することで、実行コンフィグレーションを作成する。より具体的には、プログラム表示部５０６（第１領域）に表示される制御プログラムまたは３Ｄモデルのコンフィグレーション表示部５０４（第２領域）域へのドラッグ操作に応答して、当該ドラッグされた制御プログラムまたは３Ｄモデルを実行コンフィグレーション２４４に追加する。

図９は、本実施の形態に従う開発装置２００における実行コンフィグレーションの作成手順を示すフローチャートである。図９を参照して、ユーザは、開発装置２００を操作して、新たな実行コンフィグレーションを作成し（ステップＳ２）、作成した実行コンフィグレーションに実行コンフィグレーション名称を付与する（ステップＳ４）。

図１０は、本実施の形態に従う開発装置２００が提供する実行コンフィグレーションを新たに作成するためのユーザインターフェイス画面の一例を示す模式図である。図１０を参照して、プルダウンメニュー５０２に表示される実行コンフィグレーションを追加するためのアイテムが選択されると、新規追加される実行コンフィグレーションのダイアログ５３２が表示される。ダイアログ５３２は、実行コンフィグレーションの名称を入力する入力ボックス５３４と、任意の説明を入力する入力ボックス５３６と、設定内容をプレビュー表示する画像表示部５３８とを含む。

ユーザは、実行コンフィグレーションの名称を入力ボックス５３４に入力するとともに、必要に応じて、実行コンフィグレーションについての説明を入力ボックス５３６に入力する。画像表示部５３８には、実行コンフィグレーションが選択されたときに、３Ｄモデル設定、プログラムインスタンス設定および制御機器構成の内容がプレビュー表示されてもよい。

次に、実行コンフィグレーションに含まれる３Ｄモデル設定が定義される。
再度図９を参照して、ユーザは、開発装置２００を操作して、任意の機構モジュールを登録する。より具体的には、ユーザは、任意の機構モジュールの設計データ（例えば、ＣＡＤデータ）を開発装置２００にインポートし（ステップＳ６）、インポートした設計データに含まれる３Ｄ形状オブジェクト間の拘束条件を定義した機構定義を設定する（ステップＳ８）。さらに、ユーザは、開発装置２００を操作して、登録対象の機構モジュールについての動作スクリプト、仮想センサおよび仮想アクチュエータを設定する（ステップＳ１０）。例えば、コンベアを設定する場合には、ユーザは、仮想サーボを定義するとともに、仮想サーボが発生する変位に応じて、３Ｄ形状オブジェクトを変位させるための動作スクリプトを定義する。

なお、ステップＳ６～Ｓ１０の処理は、シミュレーションに必要な機構モジュールが既に登録されている場合には、スキップされてもよい。

続いて、ユーザは、開発装置２００を操作して、実行コンフィグレーションに含めるシミュレーション対象モデルを定義する。より具体的には、ユーザは、ルートモデルとなる機構モジュールの３Ｄモデルを選択する（ステップＳ１２）。また、ユーザは、ルートモデルの子要素となる機構モジュールの３Ｄモデルを選択する（ステップＳ１４）。さらに、ユーザは、子要素の子要素となる機構モジュールの３Ｄモデルを選択するようにしてもよい。併せて、ユーザは、開発装置２００を操作して、機構モジュールにおいて実行させる動作スクリプトを選択する（ステップＳ１６）。

図１１は、本実施の形態に従う開発装置２００が提供する３Ｄモデル設定を定義するためのユーザインターフェイス画面の一例を示す模式図である。図１１を参照して、ユーザは、ユーザインターフェイス画面５００のプログラム表示部５０６に表示されるプログラム（クラス／型）のうち目的の機構モジュールを選択して、３Ｄモデル設定のタブ５１０に対応するコンフィグレーション表示部５０４にドラッグする。

ユーザは、ルートモデルとなる機構モジュールをドラッグした後、ルートモデルである機構モジュールに結合される子要素の機構モジュールを順次ドラッグする。

以上の処理によって、実行コンフィグレーション２４４の３Ｄモデル設定が完成する。
次に、実行コンフィグレーションに含まれるプログラムインスタンス設定が定義される。

再度図９を参照して、ユーザは、開発装置２００を操作して、開発対象の制御プログラムを作成する（ステップＳ１８）とともに、開発対象の制御プログラムを動作させるためのテストドライバおよび／またはテストスタブ（テストプログラム）を作成する（ステップＳ２０）。

なお、ステップＳ１８および／またはＳ２０の処理は、必要な制御プログラム、テストドライバ、テストスタブが既に登録されている場合には、スキップされてもよい。

続いて、ユーザは、開発装置２００を操作して、検証対象の制御プログラム、ならびに、対応するテストドライバおよび／またはテストスタブをＰＬＣタスクおよび／またはロボットタスクに割り付ける（ステップＳ２２）。

また、ユーザは、開発装置２００を操作して、ＰＬＣタスクおよび／またはロボットタスクを実行させるために必要なＩ／Ｏマップ設定を行う（ステップＳ２４）。Ｉ／Ｏマップ設定は、制御プログラムが参照するＩ／Ｏ変数（Ｉ／Ｏ予約変数）の割付、シミュレーション対象モデルに含まれる仮想センサおよび仮想アクチュエータとの対応関係の設定、ならびに、現実の制御機器が保持する変数との対応関係の設定を含む。

図１２は、本実施の形態に従う開発装置２００が提供するプログラムインスタンス設定を定義するためのユーザインターフェイス画面の一例を示す模式図である。図１２を参照して、ユーザは、ユーザインターフェイス画面５００のプログラム表示部５０６に表示されるプログラム（クラス／型）のうち目的の制御プログラム、テストドライバ、テストスタブを選択して、プログラムインスタンス設定のタブ５１２に対応するコンフィグレーション表示部５０４にドラッグする。なお、プログラム表示部５０６には、機構モジュールの単位で、制御プログラム、テストドライバ、テストスタブがリスト表示されていてもよい。

コンフィグレーション表示部５０４は、設定済のＰＬＣタスクおよびロボットタスクを一覧表示しており、ユーザは、目的の制御プログラム、テストドライバ、テストスタブを対応するタスクに順次ドラッグする。

また、ユーザインターフェイス画面５００のウィンドウ５２４は、Ｉ／Ｏマップ設定を表示している。Ｉ／Ｏマップ設定は、Ｉ／Ｏ予約変数を示すカラム群５４０と、シミュレーション対象モデルに含まれる仮想センサおよび仮想アクチュエータとの対応関係を示すカラム群５４２と、現実の制御機器が保持する変数との対応関係を示すカラム群５４４とを含む。ユーザは、Ｉ／Ｏマップ設定に必要な対応関係を設定する。

以上の処理によって、実行コンフィグレーション２４４のプログラムインスタンス設定が完成する。

次に、実行コンフィグレーションに含まれる制御機器構成が定義される。
再度図９を参照して、ユーザは、開発装置２００を操作して、ＰＬＣ１００に接続されている機能ユニットなどに関する制御機器構成を設定する（ステップＳ２６）。

図１３は、本実施の形態に従う開発装置２００が提供する制御機器構成を定義するためのユーザインターフェイス画面の一例を示す模式図である。図１３を参照して、ユーザは、ユーザは、ユーザインターフェイス画面５００の制御機器リスト５２６に表示される制御機器のうち目的の制御機器を選択して、ウィンドウ５２２にドラッグする。

また、ユーザは、プログラムインスタンス設定のタブ５１４に対応するコンフィグレーション表示部５０４に表示される対象のノードを選択し、コントローラ構成設定、コントローラ間通信設定、フィールドネットワーク設定、ＰＬＣ拡張ユニット設定を行う。

以上の処理によって、実行コンフィグレーション２４４の制御機器構成が完成する。
開発装置２００は、ユーザインターフェイス画面５００を介したユーザ操作に応じて、実行コンフィグレーション２４４を作成するとともに、一連のユーザ操作によって作成される実行コンフィグレーションを格納する。

＜Ｈ．実行コンフィグレーションを用いた検証＞
次に、本実施の形態に従う開発装置２００における実行コンフィグレーション２４４を用いた検証について説明する。

開発装置２００は、指定された実行コンフィグレーション２４４に従って、実行オブジェクト（インスタンス）を生成して実行する。

図１４は、本実施の形態に従う開発装置２００が提供する検証実行時のユーザインターフェイス画面の一例を示す模式図である。図１４を参照して、ユーザインターフェイス画面５５０は、実行コンフィグレーション２４４を選択するためのプルダウンメニュー５５２と、選択されている実行コンフィグレーション２４４に含まれるデータ（コンテンツ）を表示するコンフィグレーション表示部５５４とを含む。

ユーザインターフェイス画面５５０は、タスクに割り付けられたＰＬＣプログラムのインスタンスツリーを示すウィンドウ５５６と、制御プログラムの実行によって位置および挙動が変化するシミュレーション対象モデルを表示するウィンドウ５５８とを含む。

このように、開発装置２００は、制御機器エミュレータ２３３（およびアプリケーションエミュレータ２３４）ならびに３Ｄモデルシミュレータ２３５がインスタンスを実行した結果を含むユーザインターフェイス画面５５０を提供する。

ユーザは、ユーザインターフェイス画面５５０に表示される検証結果を参照しながら、シミュレーション対象モデルおよび／または制御プログラムの検証および（必要に応じて）手直しを行う。

このような検証をより効率的に行うために、本実施の形態に従う開発装置２００は、テストシナリオ設定（テストケース）を実行コンフィグレーション２４４に含めるようにしてもよい。すなわち、実行コンフィグレーション２４４は、目的の検証を行うためのテストシナリオ設定を含んでいてもよい。

図１５は、本実施の形態に従う開発装置２００が提供するテストシナリオ設定を定義するためのユーザインターフェイス画面の一例を示す模式図である。図１５を参照して、ユーザは、ユーザインターフェイス画面５００のプログラム表示部５０６に表示されるテストシナリオ（クラス）のうち目的のテストシナリオを選択して、テストシナリオ設定のタブ５１６に対応するコンフィグレーション表示部５０４にドラッグする。

コンフィグレーション表示部５０４には、インスタンス化されるテストシナリオのリストが表示されている。テストシナリオは、事前状態準備プログラム（Pre-state maker）５６０と、テストメインプログラム（Test main programs）５６２と、事後検証プログラム（Post-state checker）５６４とのうち、少なくとも１つを含んでいてもよい。

事前状態準備プログラム５６０は、テストの事前状態の準備を実現するためのスクリプトおよび／またはプログラムを含む。事前状態準備プログラム５６０は、例えば、特定の位置にワークを出現させる、ロボットを初期姿勢にする、ＰＬＣ１００の内部状態を特定に状態にするといった処理を行うためのスクリプトおよび／またはプログラムを含む。

テストメインプログラム５６２は、テスト実行中に動作させるスクリプトおよび／またはプログラムを含む。テストメインプログラム５６２は、例えば、テストシナリオを実行するためのプログラム、テスト実行中に干渉が発生していないか否かを監視するためのプログラム、任意のデータ（センサ出力値や位置データ）のトレースを行うためのプログラムなどを含む。

事後検証プログラム５６４は、期待される事後状態を確認するためのスクリプトおよび／またはプログラムを含む。事後検証プログラム５６４は、例えば、ワーク同士の位置関係が予め定められた条件を満たしているか、および、特定の変数値が予め定められた条件を満たしているかといった、テスト結果として期待される条件が満たされているか否かを判定するスクリプトおよびプログラムなどを含む。

プログラム表示部５０６には、テストシナリオのクラスが登録されている。例えば、プログラム表示部５０６には、テストドライバ、事前状態準備プログラム、テストメインプログラム、および、事後検証プログラムのいずれかに含まれるクラスモジュールが選択可能に表示されている。ユーザは、プログラム表示部５０６に表示されている目的のスクリプトおよび／またはプログラムを選択して、コンフィグレーション表示部５０４にドラッグする。これによって、選択中の実行コンフィグレーション２４４にテストシナリオが設定される。実行コンフィグレーション２４４を用いた検証が実行されると、テストシナリオのインスタンスが生成されて実行される。

図１６は、本実施の形態に従う開発装置２００が提供するテストシナリオを実行する際のユーザインターフェイス画面の一例を示す模式図である。図１６を参照して、同一の実行コンフィグレーション２４４には、階層別に複数のテストシナリオを設定することが可能である。例えば、図１６には、複数のフォルダが定義されており、各フォルダには独自のテストシナリオが関連付けられている。

このような場合において、ダイアログ５６８に表示される複数の実行メニューのうち目的の実行形態を選択することで、複数のテストシナリオを連続実行することもできるし、特定のテストシナリオのみを実行することもできる。さらに、テストシナリオに含まれる一部のスクリプトおよび／またはプログラムのみを選択して実行することもできる。

図１７は、本実施の形態に従う開発装置２００が提供するテストシナリオの実行結果を示すユーザインターフェイス画面の一例を示す模式図である。図１７を参照して、開発装置２００は、テストシナリオ設定に従う実行結果を含むユーザインターフェイス画面５５０を提供する。

実行コンフィグレーション２４４に含まれるテストシナリオが実行されると、テストシナリオの実行結果が実行コンフィグレーション２４４に格納される。ユーザインターフェイス画面５５０のコンフィグレーション表示部５５４には、実行コンフィグレーション２４４に追加されたテストシナリオの実行結果５７６も表示される。

実行結果５７６を選択して、ダイアログ５７８に表示される「Ｏｐｅｎ」を選択すると、実行結果５７６の内容を視覚的に出力される。

図１７に示すユーザインターフェイス画面５５０は、実行したテストシナリオのリストを表示するウィンドウ５７０と、実行したテストシナリオのログを表示するウィンドウ５７２と、テストシナリオの実行中にトレースされたデータをグラフ表示するウィンドウ５７４とを含む。

ウィンドウ５７０には、実行された１または複数のテストシナリオの各々について、実行した日時（タイムスタンプ）および結果（ＯＫまたはＮＧ）などを示すリストが表示される。

ウィンドウ５７２には、実行された１または複数のテストシナリオにおいて出力されたエラーコードや各種メッセージを含むログが表示される。図１７に示す例では、ネジ締め工程のテスト実行後、事後検証プログラムが実行されると、３Ｄモデルのシミュレーションにおいて、「ＢｏｄｙＡＳＳＹ１２９」という部品に対する、「ＨｅａｄＡＳＳＹ１２９と」いう部品の相対位置が正常な範囲を超えていたというエラーを示す。

ウィンドウ５７４には、テストシナリオの実行中にトレースされたデータが時系列グラフとして表示されている。

＜Ｉ．付記＞
上述したような本実施の形態は、以下のような技術思想を含む。

［構成１］
１または複数の制御プログラムと機器を示す１または複数の３Ｄモデルとを含むクラスライブラリ（２４２）、ならびに、１または複数の実行コンフィグレーション（２４４）を含む、プロジェクトデータ（２４０）を格納する記憶部（２２０）と、
前記制御プログラムの実行をエミュレーションするエミュレータ（２３３）と、
前記３Ｄモデルを用いたシミュレーションを行うシミュレータ（２３５）と、
前記実行コンフィグレーションに基づいて、前記エミュレータおよび前記シミュレータが実行するインスタンスをそれぞれ生成するインスタンス生成モジュール（２３２）と、
前記実行コンフィグレーションを作成するためのユーザインターフェイス画面を提供する提供部（２２４）とを備え、
前記実行コンフィグレーションは、
前記クラスライブラリに含まれる３Ｄモデルのうち前記インスタンスとして生成される対象となる１または複数の３Ｄモデルの指定と、
前記クラスライブラリに含まれる制御プログラムのうち前記インスタンスとして生成される対象となる１または複数の制御プログラムの指定と、
前記インスタンスとして生成される対象となる１または複数の３Ｄモデルに含まれる仮想センサまたは仮想アクチュエータと、前記インスタンスとして生成される対象となる１または複数の制御プログラムが参照する変数との対応関係とを含む、開発装置。

［構成２］
前記プロジェクトデータは、互いに独立した複数の前記実行コンフィグレーションを含む、構成１に記載の開発装置。

［構成３］
前記ユーザインターフェイス画面（５００）は、前記クラスライブラリに含まれる前記制御プログラムおよび前記３Ｄモデルの少なくとも一方を表示する第１領域（５０６）と、前記実行コンフィグレーションの内容を表示する第２領域（５０４）とを含み、
前記提供部は、前記第１領域に表示される前記制御プログラムまたは前記３Ｄモデルの前記第２領域へのドラッグ操作に応答して、当該ドラッグされた制御プログラムまたは３Ｄモデルを前記実行コンフィグレーションに追加する、構成１または２に記載の開発装置。

［構成４］
前記提供部は、前記エミュレータおよび前記シミュレータが前記インスタンスを実行した結果を含む第２のユーザインターフェイス画面（５５０）を提供する、構成１～３のいずれか１項に記載の開発装置。

［構成５］
前記実行コンフィグレーションは、目的の検証を行うためのテストシナリオ設定を含み、
前記テストシナリオ設定は、
事前状態の準備を実現するためのスクリプトまたはプログラムと、
テスト実行中に動作させるスクリプトまたはプログラムと、
期待される事後状態を確認するためのスクリプトまたはプログラムと
のうち、少なくとも１つを含む、構成１～４のいずれか１項に記載の開発装置。

［構成６］
前記提供部は、前記テストシナリオ設定に従う実行結果を含む第３のユーザインターフェイス画面（５５０）を提供する、構成５に記載の開発装置。

［構成７］
前記実行コンフィグレーションは、機器同士の配置関係に対応した階層構造に沿って指定された複数の前記３Ｄモデルを含む、構成１～６のいずれか１項に記載の開発装置。

［構成８］
前記クラスライブラリは、テストにおいてのみ使用されるスクリプトまたはプログラムを含む、構成１～７のいずれか１項に記載の開発装置。

［構成９］
開発プログラム（２３０）であって、１または複数の制御プログラムと機器を示す１または複数の３Ｄモデルとを含むクラスライブラリ（２４２）、ならびに、１または複数の実行コンフィグレーション（２４４）を含む、プロジェクトデータ（２４０）を格納する記憶部（２２０）を含むコンピュータを、
前記制御プログラムの実行をエミュレーションするエミュレータ（２３３）と、
前記３Ｄモデルを用いたシミュレーションを行うシミュレータ（２３５）と、
前記実行コンフィグレーションに基づいて、前記エミュレータおよび前記シミュレータが実行するインスタンスをそれぞれ生成するインスタンス生成モジュール（２３２）と、
前記実行コンフィグレーションを作成するためのユーザインターフェイス画面を提供する提供部（２２４）として機能させ、
前記実行コンフィグレーションは、
前記クラスライブラリに含まれる３Ｄモデルのうち前記インスタンスとして生成される対象となる１または複数の３Ｄモデルの指定と、
前記クラスライブラリに含まれる制御プログラムのうち前記インスタンスとして生成される対象となる１または複数の制御プログラムの指定と、
前記インスタンスとして生成される対象となる１または複数の３Ｄモデルに含まれる仮想センサまたは仮想アクチュエータと、前記インスタンスとして生成される対象となる１または複数の制御プログラムが参照する変数との対応関係とを含む、開発プログラム。

［構成１０］
コンピュータ（２００）が実行する制御プログラムの開発方法であって、
１または複数の制御プログラムと機器を示す１または複数の３Ｄモデルとを含むクラスライブラリ（２４２）、ならびに、１または複数の実行コンフィグレーション（２４４）を含む、プロジェクトデータ（２４０）を格納するステップと、
ユーザインターフェイス画面（５００）を介したユーザ操作に応じて、前記実行コンフィグレーションを作成するステップと、
前記実行コンフィグレーションに基づいて、エミュレータ（２３３）およびシミュレータ（２３５）のためのインスタンスをそれぞれ生成するステップと、
前記エミュレータおよび前記シミュレータが前記インスタンスを実行するステップとを備え、
前記実行コンフィグレーションは、
前記クラスライブラリに含まれる３Ｄモデルのうち前記インスタンスとして生成される対象となる１または複数の３Ｄモデルの指定と、
前記クラスライブラリに含まれる制御プログラムのうち前記インスタンスとして生成される対象となる１または複数の制御プログラムの指定と、
前記インスタンスとして生成される対象となる１または複数の３Ｄモデルに含まれる仮想センサまたは仮想アクチュエータと、前記インスタンスとして生成される対象となる１または複数の制御プログラムが参照する変数との対応関係とを含む、開発方法。

＜Ｊ．利点＞
ＰＬＣプログラムおよびロボットプログラムを含む制御プログラムを用いて生産設備に対する制御をシミュレーションで検証などする場合において、同一の生産設備に対する開発プロジェクトであっても、作業フェーズやシミュレーションの目的に応じて、使用するモデルや制御プログラムが異なってくる。

例えば、開発の初期段階では、生産設備に配置される機構モジュールの挙動を確認する目的で、挙動を確認するための仮の動作スクリプトを用いて、すべてのシミュレーションを実行する。その後、基本設計フェーズにおいて、制御ソフトウェアのモジュール化およびモジュール間インターフェイスの定義が行われる。さらに、詳細設計・制作フェーズにおいては、モジュール毎に並列的に開発が行われる。

モジュール開発においては、対象のモジュールに対応する制御プログラム単体が作成される。このように作成された制御プログラムは、連携する周辺モジュール（通常は、並行して開発中であり、まだ完成していない）に相当する処理を提供するテストドライバやテストスタブを用いて、単体でテストされる。この単体のテストにおいては、生産設備のうち対象の機器の挙動もシミュレーションスクリプトを用いて再現される。

このように、開発過程に依存して、使用すべきプログラムおよび３Ｄモデルなどが異なってくる。

このような要求に対して、本実施の形態においては、プロジェクトデータに１または複数の実行コンフィグレーションを含めることで、要求に対応する実行コンフィグレーションが任意に選択できるようになっている。こうような任意に作成できる実行コンフィグレーションを用いることで、ユーザは、ＭＩＬＳ、ＳＩＬＳ、ＨＩＬＳ、単体テスト、統合テストなどの任意の目的に応じたシミュレーションを容易に実行できる。

実行コンフィグレーションを選択的に利用できるようにすることで、ユーザは、開発の初期フェーズからその後の様々なフェーズに応じたシミュレーションを実現できる。

また、本実施の形態においては、プロジェクトデータにテストシナリオを含めることもできる。また、テストシナリオを自動実行するとともに、テストシナリオの実行結果の一覧を表示することもできる。これによって、ユーザは、より効率的に開発中の制御プログラムなどを検証することができる。

テストシナリオにおいては、部品間の相対位置が正常な範囲内であるか否かなどを評価することもできる。この場合には、生産設備および生産対象製品のＣＡＤデータなどを利用することもできる。

さらに、テストシナリオには、データトレースおよびログ出力などの処理を含めることができる。トレースされたデータおよび出力されたログなどを確認することで、より効率的に開発を進めることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ システム、１０ フィールドネットワーク、１２ リモートＩ／Ｏデバイス、１４ フィールドデバイス、１６ 上位ネットワーク、２０ サーボドライバ、２２ サーボモータ、３０ ロボット、４０ 機器群、６２ 上位管理モジュール、６４ 動作シーケンス、６６ 機構制御モジュール、１００ ＰＬＣ、２００ 開発装置、２０２ プロセッサ、２０４ メインメモリ、２０６ 入力部、２０８ 表示部、２１０ ＵＳＢコントローラ、２１２ ネットワークコントローラ、２１４ 光学ドライブ、２１６ 記録媒体、２１８ バス、２２０ ストレージ、２２２ ＯＳ、２２４ ユーザインターフェイスモジュール、２３０ 開発プログラム、２３１ ソースエディタ、２３２ インスタンス生成モジュール、２３３ 制御機器エミュレータ、２３４ アプリケーションエミュレータ、２３５ ３Ｄモデルシミュレータ、２３６ ビジュアライザ、２３７ 共有メモリ、２３８ 実機器インターフェイス、２３９ 評価モジュール、２４０ プロジェクトデータ、２４２ クラスライブラリ、２４４ 実行コンフィグレーション、２４６ ３Ｄモデル設定、２４８ プログラムインスタンス設定、３００ ＨＭＩ、４００ 画像処理装置、４５０ カメラ、５００，５５０ ユーザインターフェイス画面、５０２，５５２ プルダウンメニュー、５０４，５５４ コンフィグレーション表示部、５０６ プログラム表示部、５０８ 表示領域、５１０，５１２，５１４，５１６ タブ、５２０，５２２，５２４，５５６，５５８，５７０，５７２，５７４ ウィンドウ、５２６ 制御機器リスト、５３２，５６８，５７８ ダイアログ、５３４，５３６ 入力ボックス、５３８ 画像表示部、５４０，５４２，５４４ カラム群、５６０ 事前状態準備プログラム、５６２ テストメインプログラム、５６４ 事後検証プログラム、５７６ 実行結果。

Claims (10)

1. １または複数の制御プログラムと機器を示す１または複数の３Ｄモデルとを含むクラスライブラリ、ならびに、１または複数の実行コンフィグレーションを含む、プロジェクトデータを格納する記憶部と、
   前記制御プログラムの実行をエミュレーションするエミュレータと、
   前記３Ｄモデルを用いたシミュレーションを行うシミュレータと、
   前記実行コンフィグレーションに基づいて、前記エミュレータおよび前記シミュレータが実行するインスタンスをそれぞれ生成するインスタンス生成モジュールと、
   前記実行コンフィグレーションを作成するためのユーザインターフェイス画面を提供する提供部とを備え、
   前記実行コンフィグレーションは、
   前記クラスライブラリに含まれる３Ｄモデルのうち前記インスタンスとして生成される対象となる１または複数の３Ｄモデルの指定と、
   前記クラスライブラリに含まれる制御プログラムのうち前記インスタンスとして生成される対象となる１または複数の制御プログラムの指定と、
   前記インスタンスとして生成される対象となる１または複数の３Ｄモデルに含まれる仮想センサまたは仮想アクチュエータと、前記インスタンスとして生成される対象となる１または複数の制御プログラムが参照する変数との対応関係とを含む、開発装置。
2. 前記プロジェクトデータは、互いに独立した複数の前記実行コンフィグレーションを含む、請求項１に記載の開発装置。
3. 前記ユーザインターフェイス画面は、前記クラスライブラリに含まれる前記制御プログラムおよび前記３Ｄモデルの少なくとも一方を表示する第１領域と、前記実行コンフィグレーションの内容を表示する第２領域とを含み、
   前記提供部は、前記第１領域に表示される前記制御プログラムまたは前記３Ｄモデルの前記第２領域へのドラッグ操作に応答して、当該ドラッグされた制御プログラムまたは３Ｄモデルを前記実行コンフィグレーションに追加する、請求項１に記載の開発装置。
4. 前記提供部は、前記エミュレータおよび前記シミュレータが前記インスタンスを実行した結果を含む第２のユーザインターフェイス画面を提供する、請求項１～３のいずれか１項に記載の開発装置。
5. 前記実行コンフィグレーションは、目的の検証を行うためのテストシナリオ設定を含み、
   前記テストシナリオ設定は、
   事前状態の準備を実現するためのスクリプトまたはプログラムと、
   テスト実行中に動作させるスクリプトまたはプログラムと、
   期待される事後状態を確認するためのスクリプトまたはプログラムと
   のうち、少なくとも１つを含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の開発装置。
6. 前記提供部は、前記テストシナリオ設定に従う実行結果を含む第３のユーザインターフェイス画面を提供する、請求項５に記載の開発装置。
7. 前記実行コンフィグレーションは、機器同士の配置関係に対応した階層構造に沿って指定された複数の前記３Ｄモデルを含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の開発装置。
8. 前記クラスライブラリは、テストにおいてのみ使用されるスクリプトまたはプログラムを含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の開発装置。
9. 開発プログラムであって、１または複数の制御プログラムと機器を示す１または複数の３Ｄモデルとを含むクラスライブラリ、ならびに、１または複数の実行コンフィグレーションを含む、プロジェクトデータを格納する記憶部を含むコンピュータを、
   前記制御プログラムの実行をエミュレーションするエミュレータと、
   前記３Ｄモデルを用いたシミュレーションを行うシミュレータと、
   前記実行コンフィグレーションに基づいて、前記エミュレータおよび前記シミュレータが実行するインスタンスをそれぞれ生成するインスタンス生成モジュールと、
   前記実行コンフィグレーションを作成するためのユーザインターフェイス画面を提供する提供部として機能させ、
   前記実行コンフィグレーションは、
   前記クラスライブラリに含まれる３Ｄモデルのうち前記インスタンスとして生成される対象となる１または複数の３Ｄモデルの指定と、
   前記クラスライブラリに含まれる制御プログラムのうち前記インスタンスとして生成される対象となる１または複数の制御プログラムの指定と、
   前記インスタンスとして生成される対象となる１または複数の３Ｄモデルに含まれる仮想センサまたは仮想アクチュエータと、前記インスタンスとして生成される対象となる１または複数の制御プログラムが参照する変数との対応関係とを含む、開発プログラム。
10. コンピュータが実行する制御プログラムの開発方法であって、
    １または複数の制御プログラムと機器を示す１または複数の３Ｄモデルとを含むクラスライブラリ、ならびに、１または複数の実行コンフィグレーションを含む、プロジェクトデータを格納するステップと、
    ユーザインターフェイス画面を介したユーザ操作に応じて、前記実行コンフィグレーションを作成するステップと、
    前記実行コンフィグレーションに基づいて、エミュレータおよびシミュレータのためのインスタンスをそれぞれ生成するステップと、
    前記エミュレータおよび前記シミュレータが前記インスタンスを実行するステップとを備え、
    前記実行コンフィグレーションは、
    前記クラスライブラリに含まれる３Ｄモデルのうち前記インスタンスとして生成される対象となる１または複数の３Ｄモデルの指定と、
    前記クラスライブラリに含まれる制御プログラムのうち前記インスタンスとして生成される対象となる１または複数の制御プログラムの指定と、
    前記インスタンスとして生成される対象となる１または複数の３Ｄモデルに含まれる仮想センサまたは仮想アクチュエータと、前記インスタンスとして生成される対象となる１または複数の制御プログラムが参照する変数との対応関係とを含む、開発方法。

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