JP5545087B2 - 分散制御システム試験実行管理装置 - Google Patents

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Description

この発明は、被制御装置を制御する入出力手段を有する制御装置が、ネットワークを介して複数設けられた分散制御システムに対して、動作試験を実施する分散制御システム試験実行管理装置に関する。
複数の制御装置について共通のネットワークを接続してそれぞれの制御装置間においてデータ通信を行なうことを可能にしたもので、それぞれの制御装置が制御する被制御装置について実行処理を行なう分散制御システムがある。このような分散制御システムの総合的なデバッグ試験を行なうためには、被制御装置の台数に応じた入出力模擬装置を設ける必要があるが、分散制御システムの規模によっては、全ての被制御装置に対応する台数の入出力模擬装置を揃えることが費用面、設置面積上困難な場合がある。この問題の解決のために、全ての被制御装置に対応する台数の入出力模擬装置のうち一部の入出力模擬装置と、それら入出力模擬装置とネットワークを介して接続される試験実行管理装置とを備える分散制御システム試験実行管理装置であって、設けられた入出力模擬装置の構成情報を抽出して試験項目のうち得られた入出力模擬装置の構成で試験可能な試験項目のみを行なうことで試験効率を向上するものがある(例えば、特許文献1参照)。
特開2005−242421号公報(第1図)
しかしながら、特許文献1では、入出力模擬装置の処理負荷が一時的に非常に高くなった場合には、試験項目に対する入出力の対応が期待するタイミングでなされない場合が生じる。このため、その試験項目に対する制御手順に誤りがあって異常動作を起こしているのか、単に入出力模擬装置の処理負荷が一時的に非常に高くなったために試験が正常動作できなかったのかの判断が困難となる。そのため入出力模擬装置の処理負荷が正常であれば試験結果が期待する結果となるかを再度試験を行う場合に、その試験項目に対する制御手順に誤りがあって異常動作を起こしている試験項目についても再度試験を行なうこととなり再試験の効率が良くなかった。
この発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、入出力模擬装置の処理負荷が正常であれば試験結果が期待する結果となるかを再度試験を行う試験項目を過去の模擬試験での入出力模擬装置の処理負荷の情報から優先して試験項目を選択して再試験の効率を向上させる分散制御システム試験実行管理装置を得るものである。
この発明に係る分散制御システム試験実行管理装置は、被制御装置を制御する入出力手段を有する制御装置が、ネットワークを介して複数設けられた分散制御システムに対する複数の動作試験を実施する分散制御システム試験実行管理装置において、前記被制御装置の模擬装置として対応する前記入出力手段との入出力動作を行い、その入出力結果を取得する入出力模擬手段及び前記入出力模擬手段に関する処理負荷を測定し出力する処理負荷測定手段を有する入出力模擬装置と、前記複数の動作試験の試験項目ごとに前記入出力模擬手段における制御手順を示した試験手順及び所定の入出力模擬手段において設計に基づいて決められた期待する結果を格納する試験項目格納手段、前記試験項目格納手段から実施する試験項目を選択する試験項目選択手段、選択された前記試験項目に関する前記制御手順に基づいて所定の入出力模擬装置を制御する入出力模擬装置制御手段、実施した試験項目に対する前記入出力結果及び当該試験項目に対応する所定の入出力値から当該試験が正しく実施されたか否かの合否判定結果を出力する試験結果判定手段並びに実施した前記試験項目に対する前記処理負荷及び前記合否判定結果を当該試験項目に対応付けて格納する試験結果格納手段を有する試験実行管理装置とを備え、前記試験項目選択手段は、前記試験結果格納手段に格納された各試験項目に対する前記処理負荷及び前記合否判定結果を参照して実施する試験項目の優先順序を変更するようにしたものである。
この発明は、模擬試験の実施中の該当する入出力模擬手段に関する処理負荷を測定して、その測定結果を当該模擬試験の結果とともに格納し、試験項目選択手段が再試験を行うための試験項目を選択する上で、過去に実施された試験項目の試験結果と処理負荷とを参考にして優先順序を変更できる。これによって、入出力模擬装置の処理負荷が正常であれば試験結果が期待する結果となる試験項目を優先的に実施することができるので再試験の効率を向上させる効果を奏する。
本発明の対象とする分散制御システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態1を示す分散制御システム試験実行管理装置のブロック図である。 本発明の実施の形態1を示す分散制御システム試験実行管理装置を対象の分散制御システムに適用したときの構成を示す図である。 本発明の実施の形態1における試験項目データベースの書式の例を示す図である。 本発明の実施の形態1における装置構成データベースの書式の例を示す図である。 本発明の実施の形態1を示す分散制御システム試験実行管理装置を対象の分散制御システムに適用したときの構成を示す図および装置構成データベースの別例である。 本発明の実施の形態1における試験結果データベースの書式の例を示す図である。 本発明の実施の形態1を示す分散制御システム試験実行管理装置の動作手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態3を示す分散制御システム試験実行管理装置の動作手順を示すフローチャートである。
実施の形態1.
図1は本発明の分散制御システム試験実行管理装置によって模擬試験を行う対象である分散制御システム100を示すブロック図であり、複数の制御装置400が制御ネットワーク500を介してそれぞれの制御装置間においてデータ通信を行なうことを可能にしたものである。それぞれの制御装置400は入出力手段401を有し、それぞれの入出力手段401が被制御装置200が有する入出力手段201と接続されて被制御装置200を制御している。
図1では制御装置400aは入出力手段401aおよび402bを有し、それぞれ入出力手段401aは被制御装置200aが有する入出力手段201aと、入出力手段401bは被制御装置200bが有する入出力手段201bと接続されてデータのやり取りを行なうことで被制御装置200aまたは200bを動作制御している。同じように制御装置400bは入出力手段401cを有し、入出力手段401cは被制御装置200cが有する入出力手段201cと接続されてデータのやり取りを行なうことで被制御装置200cを動作制御している。
図2は、本発明の実施の形態1を示す分散制御システム試験実行管理装置のブロック図である。図2では、試験実行管理装置1と複数の入出力模擬装置2とが試験実行管理ネットワーク3によって接続されている。試験実行管理装置1は、この分散制御システム試験実行管理装置による模擬試験について管理制御するものであり、入出力模擬装置2はそれぞれ被試験対象装置4とのやり取りを予め決められた制御手順で実行するものである。この制御手順は試験項目に対応付けて決められている。図2では3種類の被試験対象装置4a、4b、および4cに対してそれぞれ2a、2b、および2cが示されている。
図3は、本発明の実施の形態1を示す分散制御システム試験実行管理装置を対象の分散制御システムに適用したときの構成を示す図である。図3のように、本発明の実施の形態1に係る分散制御システム試験実行管理装置における複数の入出力模擬装置2は図1における複数の被制御装置200のいずれかを模擬するものとして、被試験対象装置4がその被制御装置200に対応した制御装置400の入出力手段401にあたるものである。
次に本発明の実施の形態1に係る分散制御システム試験実行管理装置の詳細な構成および作用を説明する。
試験実行管理装置1が有する入出力模擬手段制御手段11は、試験項目選択手段13によって選択された試験項目に対応付けられた制御手順に基づいて該当する入出力模擬装置2が有する入出力模擬手段21を制御して該当する被試験対象装置4とのやり取りを実施するように制御する。また、このときの入出力模擬手段21が被試験対象装置4とやり取りを行なったときの入出力結果を入出力模擬手段21から受けて試験結果判定手段16に供給する。
ここで入出力模擬手段21は、試験実行管理装置1からの指示に従い、試験項目に従って入出力の振舞いを模擬する手段であり、専用機器あるいはPCのような汎用計算機上のエミュレータソフトウェアによって実現される。
試験結果判定手段16は、入出力模擬手段制御手段11が受けた入出力結果と、該当する試験項目が期待する結果とを比較して試験の結果(合否)を判定し、判定結果を試験結果DB格納手段17に出力する。ここで試験項目が期待する結果とは、分散制御システムにおいてその試験項目の振る舞いをさせたときに得られるべき結果であって、分散制御システムおよび試験項目を設計したものであれば予測できるものである。
処理負荷測定結果取得手段12は、複数の入出力模擬装置2が有する処理負荷測定手段22から処理負荷の測定結果を取得し、取得結果を試験結果DB格納手段17に出力するものである。
ここで処理負荷測定手段22は、入出力模擬装置2内のCPUの使用率を測定したり、実時間オペレーティングシステムにおける各処理の実行時間を取得したりする手段であり、主にオペレーティングシステムの機能の一部によって実現される。
試験結果DB格納手段17は、実施した試験項目に対応付けて、試験結果判定手段16で判定された判定結果と、処理負荷測定結果取得手段12で取得した入出力模擬装置2の処理負荷の測定結果とを、規定の書式に従って格納する手段である。
試験項目DB格納手段14は、複数の試験項目とそれぞれの試験項目に対応付けた制御手順と期待される被試験対象装置4からの入出力結果とを試験項目データベースとして格納するものである。
図4は試験項目データベースの書式の例を示すものである。試験項目は「試験項目識別番号」「入出力模擬装置制御手順」「期待する結果」から成る。「入出力模擬装置制御手順」は「時刻」「対象入出力模擬手段」「データ種別」「値」から成る。ここで言う「時刻」とは、試験開始時点からの経過時間を指す。「データ種別」とは、各入出力模擬手段21の内部で保持しておくべき一つないし複数のデータの中のどれを示すかという識別子であり、「値」とはそのデータに代入すべき値を指す。「時刻」に周期を、「値」に増減値を示すなどして、周期的な値の変化を記述することも可能である。
「期待する結果」は同じく「時刻」「対象入出力模擬手段」「データ種別」「値」から成る。「時刻」に時間の幅を持たせる記述や、「値」に数値としての幅を持たせる記述も可能である。
図4では、試験項目TI1における入出力模擬装置制御手順として、時刻T1からT2の間に入出力制御手段Eaがデータ種別Daに値Vaを代入(出力)し、時刻T3以降に入出力制御手段Ebがデータ種別Dbに値Vbを代入し、試験開始時点から時刻T4まで入出力制御手段Ecがデータ種別Dcに値Vcを代入することを示しており、また期待する結果として、時刻T5の時点で入出力制御手段Eeのデータ種別Deに値Veが代入(入力)されていることを示している。
なお、試験項目TI1の例では入出力模擬装置制御手順を複数、期待する結果を一つとしたが、入出力模擬装置制御手順の数はいくつでもよく、また期待する結果の数もいくつでも差し支えない。
装置構成DB格納手段15は、それぞれの入出力模擬手段21と対応付けた被試験対象装置4との構成関係を装置構成データベースとして規定の書式に従って格納するものである。ここで図5は、装置構成データベースを示した書式の例である。図5では、入出力手段Eaが入出力模擬装置Pa上で動作し、同様に入出力手段Ebが入出力模擬装置Pb上、入出力手段Ecが入出力模擬装置Pc上、入出力手段Edが入出力模擬装置Pd上、入出力手段Eeが入出力模擬装置Pe上、入出力手段Efが入出力模擬装置Pf上で動作することを示している。
図2の入出力模擬装置2の構成では、装置構成データベースにおける装置構成が1対1の対応付けとなるが、図6(a)のように入出力模擬装置2が有する入出力模擬手段21が複数の被試験対象装置4に対応する構成とした場合には装置構成の対応付けがそれに合わせて対応付けられることとなるので、装置構成データベースは図6(b)のように入出力模擬装置Pa上で動作する入出力手段EaとEbとが対応付けられ、入出力模擬装置Pb上で動作する入出力手段EcとEdとEeが対応付けられる。例えば図6(a)における入出力模擬装置2eは、図6(a)のPbであり、図6(a)における入出力模擬装置201f,201g,201hは、図6(b)のEc,Ed,Eeである。
試験項目選択手段13は、試験項目DB格納手段14で格納された試験項目データベースと、試験結果DB格納手段17で格納された試験結果データベースとに基づいて実行する試験項目を選択するものである。
ここで図7は、試験結果データベースの書式の例である。図7では、試験項目TI1の試験結果(期待する結果との比較)が「一致」で処理能力を超過した装置は「なし」、試験項目TI2の試験結果が「不一致」で処理能力を超過した装置は「なし」、試験項目TI3の試験結果が「一致」で処理能力を超過した装置は「Pa」でその時刻は「T6からT7の間」、試験項目TI4の試験結果が「不一致」で処理能力を超過した装置は「Pb」でその時刻は「T8からT9の間」であることをそれぞれ示している。なお、処理能力を超過した装置が複数あった場合にはそれを記述し、超過した時間が複数あった場合にはそれを記述することも可能である。
ここで「(入出力模擬装置の)処理能力を超過した」という判断をどのように行なうかについて説明する。処理負荷は前述のとおり、CPUの使用率や、実時間オペレーティングシステムにおいては処理が規定の実時間以内に終わったかどうかにより計測することができる。つまり、CPUの使用率が所定の使用率、例えば95%以上か、実時間処理が規定の時間内に終わらなかったときに「処理能力が超過した」という判断をし、CPUの使用率が所定の使用率、例えば95%未満で、かつ、全ての実時間処理が規定の時間内に終わるようになったときに「処理能力が平常に戻った」と判断するという判断方法が考えられる。この際、所定の使用率は各入出力模擬装置ごとにそれぞれ別の値を与えてもよいし、「処理能力を超過した」と判断するときの所定の使用率の基準と「処理能力が平常に戻った」と判断するときの所定の使用率の基準を異なる基準を持っても構わない。
このような判断を処理負荷測定手段22側で行った上で、その判断を測定結果として処理負荷測定結果取得手段12に送信するように設計する。処理負荷測定結果取得手段12はこの測定結果を受信し、それぞれの情報の受信時刻を試験開始時点からの相対的な時刻に変換して、試験結果格納手段17の該当する試験項目の書式内に、情報を送信してきた入出力模擬装置2の識別子とその時刻(処理能力が超過していた期間)を格納する。
次に試験実行管理装置1によって実行される試験の手順の一例を示したフローチャートを図8を用いて説明する。
ユーザによって試験実行が指示されると、ステップSTP1において、試験項目選択手段13は試験項目格納手段14から最初の試験項目を取り出す。そしてステップSTP2において、この試験項目が実施すべき項目かどうかをチェックする。
ここで、試験項目選択手段13は試験項目の属性に対して実施すべきか、あるいは実施順に優先度があるかという情報(以下優先度情報と呼ぶ)を保持している。この属性とは「未実施の試験項目」「前回実施時に入出力模擬装置の処理能力が適正な状態で試験結果が成功とされた試験項目」「前回実施時に入出力模擬装置の処理能力が適正な状態で試験結果が失敗とされた試験項目」「前回実施時に入出力模擬装置の処理能力が超過した状態で試験結果が成功とされた試験項目」「前回実施時に入出力模擬装置の処理能力が超過した状態で試験結果が失敗とされた試験項目」のうち、どれを実施するか、あるいはどの優先順で実施するかという情報である。優先度は5つの属性に対し、第1の優先度から第5の優先度までを指定できる。
さてステップSTP2の処理の続きであるが、実施すべき項目かどうかをチェックするために試験項目選択手段13は試験結果格納手段17から当該試験項目の前回の試験結果を取り出す。前回の試験結果がなければその試験項目の属性は「未実施の試験項目」である。試験結果があればその結果により他の4つの属性のうちのいずれであるかを判別する。そしてその属性の試験項目を実施するか、あるいは実施の優先度が第1の優先度であるかを、保持する情報によってチェックする。実施すると判定された場合はステップSTP3に進み、実施しない場合、あるいは第1の優先度でないと判定された場合はステップSTP6に進む。
ステップSTP3において、試験項目選択手段13は入出力模擬装置制御手段31に対して入出力模擬制御の開始を指示すると、入出力模擬装置制御手段11は図4に示したような入出力模擬装置制御手順を用いて各入出力模擬装置20の各入出力模擬手段21に対して入出力の模擬を指示する。ここで入出力模擬手段21と入出力模擬装置20の対応関係は図5に示した通りである。
ステップSTP4において、試験結果判定手段16は入出力模擬装置制御手段11から試験判定に必要なデータを取得し、試験項目格納手段から当該試験項目の「期待する結果」と比較し、結果(合否)を判定して、試験結果格納手段17の当該試験項目の「試験結果」(図7を参照)として格納する。
ステップSTP5において、処理負荷測定結果取得手段12は試験実施中に各入出力模擬装置20の処理負荷測定手段22が計測した処理負荷測定結果を取得し、処理能力を超過した装置があれば、その時刻とともに試験結果格納手段の当該試験項目の「処理能力を超過した装置」(図7を参照)として格納する。
当該試験項目の実施が終了すると、ステップSTP6において、試験項目選択手段13は試験項目格納手段24から次の試験項目を取り出す。試験項目が残っていればステップSTP2へ戻る。試験項目が残っていない場合でも、優先度情報があり、かつ優先度の低い試験項目をまだ実施していない場合は、実行の優先度を一つ下げ、ステップSTP2へ戻って、試験項目の先頭から再びチェックしていく。すべての優先度の試験を実施し、試験項目が残っていない場合は試験を終了する。
以上により、模擬試験の実施中の該当する入出力模擬手段に関する処理負荷を測定して、その測定結果を当該模擬試験の結果とともに格納するように構成し、入出力模擬装置の処理負荷が超過した場合にはその試験の結果に対してその旨を追記してその試験が無効であることがわかるように構成したので、その試験項目が正常動作でなかったときに入出力模擬装置の処理負荷が一時的に非常に高くなったことに起因して試験が正常動作できなかった可能性の高さをみることができるので、試験結果の信頼性が向上する。これによって、入出力模擬装置の処理負荷が正常であれば試験結果が期待する結果となる試験項目を優先的に実施することができるので再試験の効率を向上させる効果を奏する。
実施の形態2.
実施の形態1に係る分散制御システム試験実行管理装置における試験結果DB格納手段17は、実施した試験項目に対応付けて、試験結果判定手段16で判定された判定結果と、処理能力測定結果取得手段12で取得した入出力模擬装置2の処理負荷の測定結果とを、規定の書式に従って格納していたが、実施の形態2では、装置構成格納手段15に格納された装置構成を関連付けて格納する。
たとえば装置構成の情報をHDDなどの記憶媒体上のファイルとして記録し、試験結果からそのファイル名を参照できるように構成する。そして試験項目選択手段13で試験項目を実施するかしないかを判定する際、試験項目の属性が「前回実施時に入出力模擬装置の処理能力が超過した状態で試験結果が成功とされた試験項目」あるいは「前回実施時に入出力模擬装置の処理能力が超過した状態で試験結果が失敗とされた試験項目」であれば、試験結果に関連付けされた装置構成と、今回使用する装置構成を比較し、同じ装置構成であれば同じ試験を繰り返しても前回と同様処理能力が超過する可能性が高いとして、その試験項目は実施しないと判定する。
このように、試験結果データベースに装置構成と関連付けて格納することで、前回と同様に処理能力が超過する可能性が高い試験項目について優先度を下げることが可能となり、より再試験の効率化の向上を図ることができる。
実施の形態3.
図9は、実施の形態における試験実行管理装置1によって実行される試験の手順の一例を示したフローチャートである。図7に示したフローチャートとの違いはステップSTP55のみであってこのステップSTP55では、一つの試験項目を実施した際に再度同じ試験項目について試験を行なうかを判断するステップをもつことを特徴とする。
ステップSTP55では、処理負荷が超過した状況が発生したときに、その試験項目の実施に掛かった時間が長さが規定の範囲内ならば、ステップSTP6に進まず、ステップSTP3〜ステップSTP5によって試験を再実施し、処理負荷の超過が発生せずに試験が終了すればステップ6に進み、規定の回数だけ繰り返しても処理負荷の超過が発生する場合はその試験項目の再実施を打ち切ってステップ6に進むよう構成する。
このように試験項目を実施して処理負荷が超過した状況が発生したときに規定の時間範囲内で再度同じ試験項目を実施するようにすることで、微妙な時間のずれによって入出力模擬装置の処理能力の超過が起こったり起こらなかったりするときに、再試験までのサイクルを短縮して実施することで処理効率の向上が期待できる。
ここでは試験項目の実施に掛かった時間が規定の範囲内であるかで再度試験すべきかを判定しているが、繰り返して試験する回数で規定しても構わない。
1 試験実行管理装置
11 入出力模擬装置制御手段
13 試験項目選択手段
14 試験項目格納手段
16 試験結果判定手段
17 試験結果格納手段
2 入出力模擬装置
21 入出力模擬手段
22 処理負荷測定手段

Claims (3)

  1. 被制御装置を制御する入出力手段を有する制御装置が、ネットワークを介して複数設けられた分散制御システムに対する複数の動作試験を実施する分散制御システム試験実行管理装置において、
    前記被制御装置の模擬装置として対応する前記入出力手段との入出力動作を行い、その入出力結果を取得する入出力模擬手段及び前記入出力模擬手段に関する処理負荷を測定し出力する処理負荷測定手段を有する入出力模擬装置と、
    前記複数の動作試験の試験項目ごとに前記入出力模擬手段における制御手順を示した試験手順及び所定の入出力模擬手段において設計に基づいて決められた期待する結果を格納する試験項目格納手段、前記試験項目格納手段から実施する試験項目を選択する試験項目選択手段、選択された前記試験項目に関する前記制御手順に基づいて所定の入出力模擬装置を制御する入出力模擬装置制御手段、実施した試験項目に対する前記入出力結果及び当該試験項目に対応する所定の入出力値から当該試験が正しく実施されたか否かの合否判定結果を出力する試験結果判定手段並びに実施した前記試験項目に対する前記処理負荷及び前記合否判定結果を当該試験項目に対応付けて格納する試験結果格納手段を有する試験実行管理装置とを備え、
    前記試験項目選択手段は、前記試験結果格納手段に格納された各試験項目に対する前記処理負荷及び前記合否判定結果を参照して実施する試験項目の優先順序を変更することを特徴とする分散制御システム試験実行管理装置。
  2. 入出力模擬装置を複数設け、
    試験実行管理装置は、前記複数の動作試験の項目ごとに制御される前記入出力模擬手段と対応する前記入出力手段との構成を示す装置構成情報を格納する装置構成格納手段を有するものであって、
    試験項目選択手段は、実施する試験項目のうち、試験予定で未実施の試験項目と、前回実施したときに該当する試験項目に対応する処理負荷が所定の負荷より低い状態で且つ正しく実施されたとされた試験項目と、前回実施したときに該当する試験項目に対応する処理負荷が所定の負荷より低い状態で且つ正しく実施されたとされなかった試験項目と、前回実施したときに該当する試験項目に対応する処理負荷が所定の負荷以上の状態で且つ正しく実施されたとされた試験項目と、前回実施したときに該当する試験項目に対応する処理負荷が所定の負荷以上の状態で且つ正しく実施されたとされなかった試験項目との分類から前回実施したときに該当する試験項目に対応する処理負荷が所定の負荷以上の状態であった試験項目については前回実施したときの当該試験項目での装置構成情報に変更がない場合には試験を実施しないことを特徴とする請求項1に記載の分散制御システム試験実行管理装置。
  3. 試験結果格納手段は、さらに実施した試験項目に対する前記処理負荷が所定の負荷以上の状態であった時間を格納するものであって、
    試験項目選択手段は、前記試験結果格納手段に格納された各試験項目に対する前記処理負荷所定の負荷以上の状態であった時間及び前記合否判定結果を参照して、前回実施したときに該当する試験項目に対応する処理負荷が所定の負荷以上の状態であった試験項目についてはその試験項目を再度選択するものであって、規定の回数当該試験項目を選択してもその所定の負荷以上の状態であった時間が所定の許容時間範囲を超過する場合には、その試験項目を再度選択することを打ち切って次の試験項目を選択することを特徴とする請求項1又は2に記載の分散制御システム試験実行管理装置。
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