JP4303640B2 - 様々な知的保全アプリケーション用の汎用組込み型装置および機構 - Google Patents

Description

本発明は、様々な知的保全（ＩＭ（Intelligent-Maintenance））アプリケーション用の汎用組込み型装置（ＧＥＤ（generic embedded device））および機構に関し、より詳細には、様々なＩＭアプリケーションの情報を検索および伝送するための拡張可能ＧＥＤおよびその機構に関する。

製造工場にとっては、プロセス情報を効率的に収集し、分析することが非常に重要である。一般的に、製造工場は、プロセス情報を収集して分析するための、情報ベンダーが提供するシステム、または自前で開発した専用システムを採用して、様々な種類の情報機器の状態モニタリング、誤り検出、診断および予知診断などの、様々な保全アプリケーションを実施している。システムベンダーが開発したシステム、または製造工場が開発した専用システムのいずれも、様々な種類の機器、異なるアプリケーションモジュール、および外部システムに対する標準通信インターフェイスを備えていない。したがって、様々な種類の機器、異なる保全アプリケーションモジュールおよび外部システムに対して、プロセス情報を収集して分析するための、異なる種類のプログラムを開発しなくてはならない。

米国のウイスコンシン大学（University of Wisconsin）およびミシンガン大学（University of Michigan）は、知的保全システム（ＩＭＳ）についての産学協同研究センターを設立し、ここで「知的保全」という概念を提示した。この概念では、構成要素および機械は、一般に、４つの動作状態、すなわち正常動作状態、劣化状態、保全状態、および故障状態を有すると考える。経時変化が発生する場合には、構成要素または機械は、一般に、最初に一連の劣化プロセスを経て、次いで故障状態が続く。したがって、劣化状態を検出し検知することができると、故障状態が発生する以前に予防的保全を行うことができる。しかしながら、ＩＭＳセンターが提案する現行の機器情報取得システムは、データ管理およびハードウエア変化を考慮に入れておらず、このために異なる種類の情報機器にリンクする移行能力（migration capability）が低い。ＩＭＳのＤ２Ｂ（Device-to-Business）という概念は、様々な保全アプリケーションモジュールに対する拡張性を重視せず、このために、異なる保全アプリケーションモジュールを採用する上での困難さを増大させている。さらに、ＩＭＳセンターは、保全関係情報を検索し、伝送するための標準的な機構を提案していない。

したがって、様々な保全アプリケーションモジュールを考慮する拡張性問題を解決するためのオブジェクト指向設計のオープンインターフェイスを使用し、かつ、様々な種類の情報機器用の、情報の検索および伝送において汎用であるように、情報取得および伝送用の標準機構を確立して、様々なＩＭアプリケーション用のＧＥＤおよびその機構を開発し、それによって様々な種類の情報機器に効率的に接続することが急務である。

本発明の一目的は、様々なＩＭアプリケーション用のＧＥＤおよびその機構を提供し、それによって有線または無線リンクインターフェイスを備える情報機器に、様々なＩＭアプリケーションの情報を検索して伝送する能力を持たせることを可能にすることである。
本発明の別の目的は、様々なＩＭアプリケーション用のＧＥＤおよびその機構を提供し、それによって、単一の情報機器または特定のハードウエアだけに使用するのに適する、従来式データ検索プログラムの欠点を克服することである。

本発明の別の目的は、拡張性問題を解決するためにオブジェクト指向設計のオープンインターフェイスを採用し、それによってＲ＆Ｄ担当者が、様々な保全アプリケーションモジュールを簡便に追加することを可能にする、ＧＥＤおよびその機構を提供することである。
本発明の別の目的は、情報を検索し、伝送するための３つの標準プロセスが、様々な情報機器の情報の操作に汎用的に応用するために設定されている、様々なＩＭアプリケーション用のＧＥＤおよびその機構を提供することである。

本発明の上記の目的にしたがって、情報機器の情報を検索、収集、管理および分析するための、様々なＩＭＳアプリケーション用のＧＥＤを提供する。
本発明の好ましい一態様によれば、ＧＥＤは、データコレクタおよび通信マネージャを備える。データコレクタは、情報機器の情報を収集して管理するのに使用するとともに、さらにデバイスドライバおよび収集プラン（collection plan）を含み、デバイスドライバは、情報機器の情報を検索するのに使用されるとともに、機器従属であり、また収集プランは、デバイスドライバが検索する情報を管理する役割を果たすとともに、機器独立である。通信マネージャは、通信エージェント、アプリケーションインターフェイスおよび収集インターフェイスをさらに含む。通信エージェントは、情報機器の情報を外部システムに送信するか、または外部システムからコマンドを受信するのに使用する。アプリケーションインターフェイスは、ＩＭアプリケーションモジュールへ結合する役割を果たし、ＩＭアプリケーションモジュールは、アプリケーションインターフェイスを使用してデータコレクタが伝送する情報を取得することができる。収集インターフェイスは、情報機器の情報を通信エージェントまたはアプリケーションインターフェイスに伝送するための収集プランに特にリンクされている。

さらに、本発明の上記目的にしたがって、情報機器の情報を検索、収集、管理および分析するための、様々なＩＭアプリケーション用のＧＥＤの機構を提供する。
本発明の好ましい一態様によれば、情報取得および伝送機構は、例外通知プロセス、定期検査プロセス、およびデータ照会プロセスを含む。例外通知プロセスにおいては、例外が発生するときに、情報機器が例外メッセージを開始し、この例外メッセージが、ＧＥＤを介してＩＭアプリケーションモジュールまたは外部システムに配信される。定期検査プロセスは、ＩＭアプリケーションモジュールが送るデータ検索要求によって起動される。ＧＥＤのデバイスドライバが、データ検索要求に応じて情報機器の情報を検索した後に、情報機器の情報がＩＭアプリケーションモジュールに送られる。次いで、ＩＭアプリケーションモジュールが、情報の分析と評価を開始する。その後に、検査結果が、外部システムに送られる。データ照会プロセスは、外部システムが送るデータ照会要求によって起動される。データ照会要求に応答してＧＥＤが情報機器の情報を検索した後に，情報機器の情報は、ＧＥＤの通信エージェントを介して外部システムに返信される。

したがって、本発明は、様々な種類の情報機器の情報を検索し、伝送するのに汎用的に応用することが可能であり、様々なＩＭアプリケーションモジュールを採用する拡張性を有し、様々な種類の情報機器またはハードウエアに組込みが可能であり、かつ、情報取得および伝送の標準プロセスを使用して様々な種類の情報機器の情報を検索し伝送することができる。

本発明の上記の態様およびそれに付随する利点の多くが、添付の図面を参照して、以下の詳細な説明を合わせ読んで、本発明をよりよく理解することによって、明らかになるであろう。
本発明のＧＥＤは、２つの主要部分、すなわち組込みリアルタイムオペレーティングシステム（ＲＴＯＳ）で構築された動作環境と、オブジェクト指向のクロスプラットフォームシステムソフトウエアとを含む。本発明は、このシステムソフトウエアをＲＴＯＳ内に、統合デバイスの形態で装備するものであり、ＲＴＯＳは、リアルタイムスケジューラ（すなわち、リアルタイムスケジューリングアルゴリズム）；ＴＣＰ／ＩＰスタック（すなわち、完全ＴＣＰ／ＩＰネットワーク機能）；仮想メモリ、メモリページングおよびメモリマネジメントユニット（ＭＭＵ）もサポートする完全メモリマネジメント；および完全Java（登録商標）実行環境を有する。本発明のＲＴＯＳは、次の記憶デバイスにインストールすることもできる。それは、ＩＤＥ／ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ（登録商標；以下同じ））／ＰＣＩインターフェイスのディスク・オン・モジュール、ＩＤＥ／ＵＳＢ／ＰＣＩインターフェイスのディスク・オン・チップ、ＩＤＥ／ＵＳＢ／ＰＣＩインターフェイスのコンパクトフラッシュ（登録商標）カード、およびＩＤＥ／ＵＳＢ／ＰＣＩインターフェイスのその他のフラッシュメモリである。

本発明のＲＴＯＳは、組込み型Ｌｉｎｕｘ（登録商標；以下同じ）テクノロジー（組込み型システムにおいてＬｉｎｕｘオペレーティングシステムを用いることを指す）によって開発するが、ＷｉｎＣＥ、ＷｉｎＣＥｎｅｔおよびＸＰ組込みオペレーティングシステムも、本発明に適用することができる。組込み型Ｌｉｎｕｘテクノロジーを使用して組込み型デバイスを開発する最大の利点の一つは、アセンブリ言語でハードウエアを統合する従来式の方法から、アプリケーションソフトウエアだけを開発する方法に、全体開発パターンを進化させて、それによってより強力な機能を有するソフトウエアリゾリューションタスクをさらに提供することである。同時に、全体組込み型Ｌｉｎｕｘシステムを構築する観点においては、本発明は、オープンソースの方法を採用してソフトウエアを開発し、多くのフリーソフトウエアをリゾリューションタスクとして使用する。
本発明のＧＥＤは、シングルボードシステム、ハードディスクドライブなしのパーソナルコンピュータ、ＡＲＭ／ＭＩＰＳ／ＰｏｗｅｒＰＣ、その他のコンピュータシステムの形態などで製作することができる。以下には、本発明のＧＥＤのシステムソフトウエアについて記述する。

図１を参照すると、図１は、本発明によるＧＥＤの概略構成図を示してある。本発明のＧＥＤ１００は、データコレクタ１２０、通信マネージャ１２０およびＩＭアプリケーションモジュール１３０を含み、ＩＭアプリケーションモジュール１３０は、知的保全機能を有するプラグ可能カスタム化アプリケーションモジュールである。データコレクタ１２０は、情報を収集し、管理するために使用する要素であり、収集プラン１２２およびデバイスドライバ１２４で構成されており、収集プラン１２２は、デバイスドライバ１２４が機器１４０から検索する情報を管理する役割を果たすとともに、収集プラン１２２は機器独立である、すなわち収集プラン１２２は任意の種類の情報機器に対して使用することができる。デバイスドライバ１２４は、機器１４０の情報を検索するのに使用し、機器従属である、すなわち異なる種類の情報機器は、異なる設計のデバイスドライバを有し、デバイスドライバは、機器製造業者が提供するインターフェイス仕様を基準にして設計することができる（例えば、自動車使用のためのデバイスドライバ、半導体機器使用のためのデバイスドライバ）。データ収集は、データコレクタ１２０内にインストールされたデバイスドライバ１２４によって処理され、デバイスドライバ１２４は、機器１４０とのインターフェイス問題を解決して機器１４０の情報を取得するために使用される。データコレクタ１２０内の収集プラン１２２は、デバイスドライバ１２４が検索した情報を管理する役割を果たし、そのために収集プラン１２２は、機器１４０との通信方法について配慮する必要がない。

機器情報を分類して管理するための収集プラン１２２の方式は、例えば、情報機器の機能に基づいて情報を分類する、リアル、インテジャまたはブーリアンなどのデータタイプに基づいて情報を分類する方式、機器情報をオブジェクトとしてパケット化する方式、情報をＸＭＬフォーマットのメタデータに変換する方式、またはプログラム言語によって実現可能な、その他任意の管理方式とすることができる。機器情報を取得するためのデバイスドライバの方式は、例えば、ＲＳ−２３２、ＲＳ−４８５、その他などの標準ハードウエアＩ／Ｏインターフェイス、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標；以下同じ）ワイヤレス規格（ＩＥＥＥ８０２．１５．１ともいう）、その他などの標準ＴＣＰ／ＩＰ有線またはＴＣＰ／ＩＰ無線ネットワークプロトコル、ハードウエアによって定義されるインターフェイス、ファイル転送、ＯＰＣ（プロセス制御用のＯＬＥ）サーバ、および半導体または電子業界用のＳＥＭＩＳＥＣＳＩ（Ｅ４）、ＳＥＣＳＩＩ（Ｅ５）、ＧＥＭ（Ｅ３０）、ＨＳＭＳ（Ｅ３７）、ＯＢＥＭ（Ｅ９８）、ＣＥＭ（Ｅ１２０）、その他などの業界定義の仕様を介して実行することができる。

通信マネージャ１１０は、通信エージェント１１４、アプリケーションインターフェイス１１６および収集インターフェイス１１２を含む。収集インターフェイス１１２は、データコレクタ１２０の収集プラン１２２に特にリンクするために使用し、収集インターフェイス１１２が、機器１４０の情報を、ＩＭアプリケーションモジュールまたは外部システム１５０に伝送する。アプリケーションインターフェイス１１６は、ＧＥＤ１００にプラグ可能なＩＭアプリケーションモジュール１３０にリンクする役割を果たすプログラムインターフェイスであり、ＩＭアプリケーションモジュール１３０は、アプリケーションインターフェイス１１６を介して収集インターフェイス１１２が伝送する情報を取得する。したがって、ＧＥＤが特殊なファンクション（例えば、機器１４０に対して必要な、状態モニタリング、誤り検出、診断、予知診断、その他のアプリケーションプログラム）を必要とするときには、これらの特殊ファンクションは、アプリケーショインターフェイス１１６およびＩＭアプリケーションモジュール１３０を参照して、単にファンクションをＩＭアプリケーションモジュールの形態でコーディングすることによって、ＧＥＤ１００に容易に追加することができる。アプリケーションインターフェイス１１６の標準ファンクション指定は、次のようにすることができる。
Class{
receiveExceptionInfo();
submitRequest();
submitStatus();
requestforData();
}
ＩＭアプリケーションモジュール１３０の標準ファンクション指定は、次のようにすることができる。
Class{
analyzeExcepotionalInfo();
analyzeData();
}

さらに、通信マネージャ１１０は、通信エージェント１１４に依存して分析結果を外部システム１５０に送り、外部システム１５０も、通信エージェント１１４を介してコマンドを通信マネージャ１１０に送ることができ、ここで通信エージェント１１４は、ＳＯＡＰ（Simple Object Access Protocol）またはＷｅｂＳｅｒｖｉｃｅ仕様を採用して、有線または無線通信を介してイントラネット／インターネット上の他端に情報を転送することができる。さらに、ＣＯＲＢＡ（Common Object Request Broker Architecture）、ＤＣＯＭ（Distributed Component Object Model）、またはＲＭＩ（遠隔メソッド呼び出し（Remote Method Invocation））などの、その他の通信仕様も採用可能である。

例えば図１に示すように、ＧＥＤ１００の各構成要素の動作プロセスについての説明は以下のとおりである。
データコレクタ１２０は、その中にインストールされたデバイスドライバ１２４を介して、機器１４０の情報を取得する。その後に、収集プランが、デバイスドライバ１２４が取得した情報をフィルタリング、分類し、次いで処理した情報を、収集インターフェイス１１２を介して通信マネージャ１１０に伝送する。ＩＭアプリケーションモジュール１３０が、ＧＥＤ１００にプラグされている場合には、通信マネージャ１１０は、アプリケーションインターフェイス１１６を介してＩＭアプリケーションモジュール１３０に、すべての必要な情報を伝送する。外部システム１５０に送る必要のある情報がある場合には、通信マネージャ１１０は、その情報を、通信エージェント１１４を介して外部システム１５０に有線または無線で伝送することになる。本発明のＧＥＤ１００は、双方向通信インフラストラクチャに構築される、すなわち、外部システム１５０は、通信エージェント１１４、収集インターフェイス１１２、および収集プラン１２２およびデバイスドライバ１２４を介して、機器１４０にコマンドを出すこともできる。

本発明は、システムソフトウエアを包含するＧＥＤであり、ＧＥＤは、情報機器内部に直接的に実装することが可能であり、ＧＥＤが検索する知的保全関係の情報は、実際の要件に応じてカスタム化することができる。全体システムソフトウエアが、オブジェクト指向テクノロジーを用いて設計されているので、専用アプリケーションを実行するためのＩＭアプリケーションモジュール１３０は、通信マネージャ１１０内のアプリケーションインターフェイス１１６のインターフェイス仕様およびＩＭアプリケーションモジュール１３０のそれを参照するだけの実装によって、追加することができる。したがって、本発明を採用する情報機器は、無線または有線ネットワークを介して様々な知的保全アプリケーションをカスタム化する能力が高い。

情報検索方法に関して、本発明は、最初に収集および管理し、続いて伝送する方式を採用する。本発明によれば、様々なＩＭアプリケーション用のＧＥＤの、情報取得および伝送に３種類のプロセス機構があり、それは、例外通知プロセス、定期検査プロセス、およびデータ照会プロセスである。例外通知プロセスにおいては、例外が発生すると、機器１４０が、能動的に例外メッセージを開始し、この例外メッセージが、ＧＥＤ１００を介してＩＭアプリケーションモジュール１３０または外部システム１５０に配信される。定期検査プロセスにおいては、データ検索要求または検査要求が、ＧＥＤにプラグされたＩＭアプリケーションモジュール１３０によって、定期的に提出され、このデータ検索または検査要求に応答して、ＧＥＤ１００が機器１４０の情報を検索した後に、機器１４０の情報が、ＩＭアプリケーションモジュール１３０に返信される。

次いで、ＩＭアプリケーションモジュール１３０は、分析プロセスを実行する。分析結果が取得された後に、それは、外部システム１５０に送られることになる。データ照会プロセスにおいては、外部システム１５０が、データ照会要求を提出し、このデータ照会要求に応じてＧＥＤ１００が機器１４０の情報を検索した後に、その情報が、通信エージェント１１４を介して外部システム１５０に返信される。以下には、これら３つのプロセスの詳細なシナリオを記述する。

１．例外通知プロセス
図２を参照すると、図２には、本発明の例外通知プロセスを示す概略シーケンス図を示してある。機器１４０に例外が発生すると、機器１４０は、能動的に例外メッセージを送る。例外メッセージは、収集プラン１２２によって分類され、次いで収集インターフェイス１１２が、分析および処理のために、例外メッセージをＩＭアプリケーションモジュール１３０に配信することを選択することができる。分析および処理がなされた後に、ＩＭアプリケーションモジュール１３０は、外部システム１５０に、分析結果を通知する。ＩＭアプリケーションモジュール１３０による分析が、分配可能（dispensable）であれば、収集インターフェイス１１２は、実行メッセージを外部システム１５０に直接送ることを選択することができる。ＩＭアプリケーションモジュール１３０または外部システム１５０は、機器１４０についての、状態モニタリング、誤り検出、診断、または予知診断のジョブを実行することができる。メッセージフロープロセスについて以下に記述する。

機器１４０に例外が発生すると、この機器は能動的に例外メッセージを配信することになる（ステップ２００）。次いで、コレクタ１２０内で、デバイスドライバ１２４が、機器１４０の物理的なハードウエアインターフェイスとリンクされて、例外メッセージを取得できるようになる。その後に、収集プラン１２２が、例外メッセージを分類、フィルタリングして例外情報として（ステップ２１０）、その後に、２つの可能性のあるシナリオが続く。

（１）例外情報をＩＭアプリケーションモジュールに送出
収集プラン１２２は、例外情報を、通信マネージャ１１０の収集インターフェイス１１２に送る（ステップ２２０）。次いで、アプリケーションインターフェイス１１６が、例外情報を収集インターフェイスから受け取り（ステップ２３０）、この例外情報を分析のためにＩＭアプリケーションモジュール１３０に配信し（ステップ２４０）、ＩＭアプリケーションモジュール１３０が、状態レポートをアプリケーションインターフェイス１１６に提出する（ステップ２４４）。その後に、アプリケーションインターフェイス１１６は、状態レポートを通信エージェント１１４に送り（ステップ２４２）、通信エージェント１１４は、状態レポートを外部システム１５０に送る（ステップ２５０）。

（２）例外情報を外部システムに送出
収集プラン１２２は、例外情報を収集インターフェイス１１２に送る（ステップ２２０）。次いで、収集インターフェイス１１２が、通信エージェント１１４に例外情報を送る（ステップ２３２）。その後に、通信エージェント１１４は、外部システム１５０に例外情報を送る（ステップ２５２）。

２．定期検査プロセス
図３を参照すると、図３は、本発明の定期的検査プロセスを示す概略シーケンス図である。このプロセスには３つのステップがある。定期検査プロセスは、ＧＥＤにプラグされたＩＭアプリケーションモジュール１３０が送る定期検査要求によって起動され、要求が承諾されると、ＩＭアプリケーション１３０は、機器１４０からの情報の検索を開始することが可能であり、その後に、ＩＭアプリケーションモジュール１３０が、検査プログラムを実行して、検査結果を外部システム１５０に送る。以下に、これら３つのステップの詳細について述べる。

ＩＭアプリケーションモジュール１３０は、定期検査の要求を能動的に提出し（ステップ３００）、同時に、定期検査のための要求関係データを送る。アプリケーションインターフェイス１１６を介して、通信マネージャ１１０は、ＩＭアプリケーションモジュール１３０が提供する要求関係データを受け取り、次いで、要求関係データを収集インターフェイス１１２に伝え（ステップ３１０）、こうして要求関係データをデータコレクタ１２０に伝える。引き続き、収集インターフェイス１１２は、収集プラン１２２に、データタイプ（ステップ３３０）、バッファサイズ（ステップ３３２）、および開始時間（ステップ３３４）を、通信マネージャ１１０が送る要求関係データに応じて設定することを要求する。これらのパラメータが適切に設定された後に、次いで、収集プラン１２２がデータ収集プランを生成する（ステップ３４０）。

データ収集プランが生成された後に、ＩＭアプリケーションモジュール１３０は、データの要求を送り始め（ステップ３０２）、アプリケーションインターフェイス１１６を介してデータ要求を伝送する（ステップ３１２）。次いで、収集インターフェイス１１２が、収集プラン１２０にデータ収集プランを開始することを要求する（ステップ３３６）。このように、データ収集プランの開始要求を受け取った後に、収集プラン１２２は、デバイスドライバ１２４を介して機器データの収集を開始する（ステップ３４２）。その後に、デバイスドライバ１２４は、データを取得するために機器１４０の物理インターフェイスにリンクされる（ステップ３５０）。機器データが収集された後に、収集プラン１２２は、これらのデータの分類とフィルタリングを開始し（ステップ３４４）、この分類、フィルタリングしたデータを、さらに処理するためにＩＭアプリケーションモジュールに送る。

機器１４０のデータを取得した後に、ＩＭアプリケーションモジュール１３０が、データの分析と評価を開始する（ステップ３０４）とともに、検査結果の状態レポートが生成されて、アプリケーションインターフェイス１１６に送られる（ステップ３０６）。その後に、アプリケーションインターフェイス１１６が、通信エージェント１１４に状態レポートを送り（ステップ３１４）、次いで、通信エージェント１１４が、状態レポートを外部システム１５０に送る（ステップ３２０）。

３．データ照会プロセス
図４を参照すると、図４には本発明のデータ照会プロセスの概略シーケンス図を示してある。このプロセスには、３つのステップがある。それは、セキュリティ検査、データ収集生成、およびデータ取得である。データ照会プロセスは、外部システム１５０が送るデータ照会要求によって起動される。外部システム１５０が要求する情報をＧＥＤが受け取った後に、この情報が、外部システム１５０に返信される。以下には、これら３つのステップの詳細シナリオについて述べる。

外部システム１５０は、有線または無線ネットワークを介してＧＥＤにデータ照会要求を提出する（ステップ４００）。データ照会要求を受け取った後に、通信エージェント１１４は、収集インターフェイス１１２に、外部システム１５０の識別に関するセキュリティ検査の処理を要求する（ステップ４１０）。識別認証（identity authentication）を完了した後に（ステップ４２０）、通信エージェント１１４が、外部システム１５０から送られるデータ照会要求に関係するデータの受け取りを開始する（ステップ４０２）。その後に、通信エージェント１１４は、関係するデータを収集インターフェイス１１２に送り（ステップ４１２）、次いで、収集インターフェイス１１２が、データコレクタ１２０にデータ照会要求を提出する。最初に、収集プラン１２０は、通信マネージャ１１０が送る関係データに応じて、データタイプ（ステップ４２２）、バッファサイズ（ステップ４２４）、および開始時間（ステップ４２６）を設定し、次いで、データ収集プランを生成する（ステップ４３０）。

データ収集プランが生成された後に、外部システム１５０が、データ照会要求を通信エージェント１１４に送り（ステップ４０４）、次いで、通信エージェント１１４は、データ照会要求を収集インターフェイス１１２に送る（ステップ４１４）。データ照会要求を受け取った後に、データ収集プランが起動され（ステップ４２８）、収集インターフェイス１２２が、デバイスドライバ１２４を介してデータ収集を開始する（ステップ４３２）。その後に、デバイスドライバ１２４が、機器１４０の情報を取得できるように機器１４０の物理インターフェイスにリンクされる（ステップ４４０）。機器１４０の情報を取得した後に、収集プラン１２２は、情報を分類、フィルタリングして（ステップ４３４）、処理された情報を、通信マネージャ１１０を介して外部システム１５０に送り返す。

要約すると、本発明によれば、ＧＥＤ内の各構成要素のインターフェイスのファンクション指定は、次のように要約することができ、その中で、以下に紹介するファンクションは、図２〜図４に示すシーケンスの実行に使用するメソッドコールである。
（１）機器１４０：getData();
（２）外部システム１５０：sendStatus(); sendExceptionInfo();
（３）アプリケーションインターフェイス１１６（通信マネージャ１１０のサブモジュール）：receivExceptionInfo(); submitRequest(); submitStatus(); requestforData();
（４）通信エージェント１１４（通信マネージャ１１０のサブモジュール）：dirverRequestInfo(); sendStatus(); sendExceptionInfo(); submitRequest(); requestforData();
（５）収集インターフェイス１１２（通信マネージャ１１０のサブモジュール）：sendExceptionalInfo(); deliverRequestInfo(); requestforData(); indentify(); authenticate();
（６）収集プラン１２２（データコレクタ１２０のサブモジュール）：classifyException(); setDataTyps(); startDataCollectPlan(); classify&filterData(); creataDataCollectPan(); setBuffer(); setStartTime();
（７）デバイスドライバ１２４（データコレクタ１２０のサブモジュール）：deliverException(); startDataCollect();
（８）ＩＭアプリケーションモジュール１３０：analyzeExceptionInfo(); analyzeData().

上記のファンクション指定は、オブジェクト指向メソッドによってリンクされているすべての構成要素に必要とされる基本機能であり、この中のメソッドは、情報取得と伝送の様々なプロセスにおいてコールすることができる。
本発明のＧＥＤは、様々な分野に応用可能であり、それは、製造機器内に組込みこんで、状態モニタリング、誤り検出および診断、予防的保全、その他を機器上で局所的および遠隔操作の両方で、実行する分野、あらやる種類のサーバに組み込んで、サーバまたは外部システムが、サーバの誤りまたは性能低下を検出して、誤り回復またはフォールトトレラント処置を行い、それによってアプリケーションサーバのサービス品質と信頼性を改善することを可能にする分野、ＡＧＶ（自動誘導車両）に組み込んで、ＡＧＶ自体または外部システムが、ＡＧＶの状態を監視し、誤りを検出かつ診断する分野などである。

以下では、好ましい実施態様を用いて、本発明をさらに説明する。
図５を参照すると、図５には、本発明の一実施態様によるＧＥＤ１００を、半導体製造機器のｅ−診断およびｅ−診断に応用する統合アーキテクチャの概略構造図を示してあり、ここでは、複数のＧＥＤが、ＳＥＭＩ機構によって定義されるＣＥＭ（Common Equipment Model）のインターフェイス仕様を採用するそれぞれの機器１４０（製造機械など）に実装され、その中の各ＧＥＤは、各機器１４０の情報の検索に使用される。機器１４０の情報は、イントラネット１５１の工場側にあるＭＥＳ（Manufacturing Execution System）１７０内、およびイントラネット１５２の供給側にある遠隔診断／保全サーバ１６０内で使用するために提供され、ここでイントラネット１５１およびイントラネット１５２は、インターネット１５３にリンクされており、ファイアウォール１５４および１５６を用いて防護される。

ＩＭアプリケーションモジュール１３０は、機器１４０を診断／保全するためのアプリケーションプログラムである。遠隔診断／保全サーバ（ＲＤＭＳ）１００は、インターネット１５３を介して機器１４０の情報を検索することが可能であり、ここでＧＥＤ１００は、有線／無線通信をサポートする。したがって、外部システム（ＭＥＳ１７０またはＲＤＭＳ１６０など）は、有線または無線ネットワークを介してＧＥＤからの情報を得ることができる。統合通信プロトコル（ＳＯＡＰなど）が、ＭＥＳ１７０、ＲＤＭＳ１６０および機器１４０に実装されたＧＥＤ１００の間で使用されるので、これらの３つのメンバは、同一仕様の通信エージェント１１４、１７４および１６４を採用して、イントラネット１５１、イントラネット１５２およびインターネット１５３を介して互いに通信することが可能である。さらに、診断／保全アプリケーションモジュール（すなわち、ＩＭアプリケーションモジュール）は、ＧＥＤ１００に組み込み可能であるとともに、ＧＥＤ１００は、ＣＥＭインターフェイスを有する機器１４０に実装されて、ＧＥＤを装備するＣＥＭ機器１４４を形成する。

デバイスドライバ１２４は、ＣＥＭインターフェイスを有する機器１４０のデータにアクセスするためのＣＥＭインターフェイス仕様の特別モジュールである。リンクしようとする機器１４０のインターフェイス仕様が変更されると、デバイスドライバ１２４だけを交換することが必要であり、ＧＥＤ１００にある他のすべてのモジュールは、再設計または交換の必要がなく、したがってＧＥＤ１００には、様々な種類の情報機器の間での高い移行能力が与えられる。

機器１４０（半導体機械）に対して誤りまたは例外メッセージが発生すると、機器１４０は、図２に示すように例外通知プロセスにしたがって、診断／保全分析のために、データコレクタ１２０および通信マネージャ１１０を介してＩＭアプリケーションモジュールに例外メッセージを提出する。その後に、ＩＭアプリケーションモジュール１３０が、通信エージェント１１４および１７４を介して、分析した状態レポートをＭＥＳ１７０（外部システム）に送る。

定期検査および予防的保全の目的を達成するために、機器１４０は、図３に示す定期検査プロセスを採用してもよく、ここでは、定期検査周期は、診断に使用するＩＭアプリケーションモジュールによってスケジュールされて、データ照会要求が周期的に能動的に提出される。ＩＭアプリケーションモジュール１３０は、最初に、データ照会要求に関係するデータを、通信マネージャ１１０を介してデータコレクタ１２０に送り、データタイプ、バッファサイズおよび開始時間を設定し、このようにしてデータ収集プランが設定される。データ収集プランが構築された後に、ＩＭアプリケーションモジュール１３０は、通信マネージャ１１０およびデータコレクタ１２０を介して機器１４０からの関係する情報を受け取り始める。情報の収集を完了した後に、ＩＭアプリケーションモジュール１３０は、予防的保全分析を実施し始める。分析が終了した後に、ＩＭアプリケーションモジュール１３０は、状態レポートを生成し、この状態レポートを、通信エージェント１１４および１７４を介して、工場側にあるＭＥＳ１７０に送る。

ＩＭアプリケーションモジュール１３０または工場側が、いくつかの診断／保全問題の解決に失敗すると、工場側は、供給業者に支援を要請することになる。この時に、供給業者は、図４に示すように、データ照会プロセスに追従して、供給業者側のＲＤＭＳ１６０（外部システム）から工場側にある故障機器１４０に、データ照会要求を提出することができる。同時に、ＲＤＭＳ１６０は、工場の外側にあり、インターネット１５３に依存してデータ照会要求を提出する必要があるので、セキュリティ面から、一連の検査（識別認証など）を、通信マネージャ１１０内にある収集インターフェイスによって実施しなくてはならない。

認証の後、次いで、ＲＤＭＳ１６０がデータ照会要求を提出することが許可される。ＲＤＭ１６０から送られるデータ照会要求に関係するデータを受け取った後に、通信マネージャ１１０は、この要求関係データを、データ収集プランを生成するために、データコレクタ１２０の収集プラン１２２に転送する。引き続いて、ＲＤＭＳ１６０は、通信マネージャ１１０およびデータコレクタ１２０を介して、機器１４０からの関係データを得ることができる。データ収集を終了した後に、ＲＤＭＳ１６０は、診断モジュール１６６または保全モジュール１６８内で分析を実行することができる。したがって、上記のプロセスは、いわゆるｅ−診断およびｅ−保全データ照会プロセスである。

本発明の前述の実施態様から分かるように、様々なＩＭアプリケーションに対してＧＥＤおよびその機構が有する利点は、（１）デバイスドライバおよび収集プランを含む２階層構造を採用し、デバイスドライバを機器従属、かつ収集プランを機器独立とすることによって、リンクすべき情報機器が変更された場合に、交換する必要があるのは対応するデバイスドライバのみであり、したがって異なる種類の情報機器の間で高い移行能力を有する、（２）一つの統合標準収集プランモジュールを異なるデバイスドライバに適用することを可能にする、（３）オブジェクト指向テクノロジーを使用してデバイスドライバおよび収集プランを作成し、これらの２つのモジュールは、データ転送用のメソッドコールを使用するとともに、統一標準インターフェイス仕様を有する、（４）デバイスドライバに、無線通信能力を有する情報機器にリンクするための、無線通信プロトコル（Bluetoothなど）を採用することが可能になることである。

本発明の別の利点は、ＩＭアプリケーションモジュールのインターフェイスを容易に拡張および追加することのできる、様々なＩＭアプリケーション用のＧＥＤおよびその機構を提供することである。
本発明の別の利点は、３つの標準化情報取得および伝送プロセスが、知的保全の目的の様々な種類の情報機器の情報を検索および伝送することに、汎用的に使用できるようにした、様々なＩＭアプリケーション用のＧＥＤおよびその機構を提供することである。

当業者であれば理解するように、上述の本発明の好ましい実施態様は、本発明の説明であり、本発明の限定ではない。様々な修正および類似の配設は、添付のクレームの趣旨と範囲に含めることを意図するものであり、本発明の範囲には、そのような修正および類似構造をすべて包含するように、最も広い範囲の解釈が与えられるべきである。

本発明によるＧＥＤの概略構造図である。 本発明の例外通知プロセスを示す概略シーケンス図である。 本発明の定期検査プロセスを示す概略シーケンス図である。 本発明のデータ照会プロセスを示す概略シーケンス図である。 本発明の一実施態様に従って、半導体製造機械のｅ−診断およびｅ−保全にＧＥＤを応用する、統合アーキテクチャを示す概略構造図である。

Claims (2)

1. 機器の情報の検索、収集、管理および分析を実行する汎用組込み型装置（ＧＥＤ）であって：
   前記機器から情報を収集し、管理するデータコレクタであって：
   前記機器に従属して、前記機器の前記情報を得るデバイスドライバ；および
   前記機器から独立して、前記デバイスドライバが取得する前記情報を管理する収集プランを生成する手段をさらに含む、前記データコレクタと；
   前記データコレクタ、前記機器に対する様々な知的保全（ＩＭ）アプリケーションを提供するＩＭアプリケーションモジュール、および少なくとも１つの外部システムの間に通信チャネルを確立する通信マネージャであって：
   前記情報を前記外部システムに送出する通信エージェントであって、前記外部システムが該通信エージェントを介してコマンドを送出する、前記通信エージェント；
   前記収集プラン生成手段とリンクし、前記情報を前記ＩＭアプリケーションモジュールおよび前記外部システムに伝送する収集インターフェイスであって、前記コマンドは、前記通信エージェント、前記収集インターフェイス、前記収集プランおよび前記デバイスドライバを介して、前記外部システムから前記機器に発せられる、前記収集インターフェイス；および
   前記ＩＭアプリケーションモジュールが前記ＧＥＤに外的にプラグされる際に媒介となるアプリケーションインターフェイスであって、前記ＩＭアプリケーションモジュールが該アプリケーションインターフェイスを使用して前記データコレクタが送出する前記情報を取得し、前記アプリケーションインターフェイスの標準ファンクション指定が、例外情報を受信するファンクション、要求を提出するファンクション、状態レポートを提出するファンクションおよび前記情報を要求するファンクションから構成されるクラスモジュールであり、前記ＩＭアプリケーションモジュールの標準ファンクション指定が、例外情報を分析するファンクションおよび前記情報を分析するファンクションから構成される、前記アプリケーションインターフェイスを含む、前記通信マネージャと；
   例外通知を実行する手段であって、これを介して前記機器が例外メッセージを能動的に送出し、該例外メッセージは、前記ＧＥＤを介して、前記ＩＭアプリケーションモジュールおよび外部システムに配信されるものである、前記例外通知を実行する手段と；
   前記ＩＭアプリケーションモジュールが定期的に送出するデータ検索要求に応じて起動する定期検査プロセスを実行する手段であって、前記ＧＥＤが前記データ検索要求に応答して前記情報を検索した後に、前記情報が、前記ＩＭアプリケーションモジュールに送られるとともに、前記ＩＭアプリケーションモジュールが前記情報を分析して分析結果を生成した後に、前記分析結果が、前記外部システムに送られる、前記定期検査プロセスを実行する手段と
   を含む、前記汎用組込み型装置（ＧＥＤ）。
2. 前記外部システムから送出されるデータ照会要求に応答して起動するデータ照会プロセスを実行する手段であって、前記ＧＥＤが、最初に、前記外部システムのセキュリティ検査を処理し、次いで、前記データ照会要求に応じて前記情報を検索し、その後に前記ＧＥＤの通信エージェントを介して前記外部システムに前記情報を返信する、前記データ照会プロセスを実行する手段とを含む、請求項１に記載の前記汎用組込み型装置（ＧＥＤ）。

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