JP6769218B2 - アプリケーション開発環境提供システム、アプリケーション開発環境提供方法、アプリケーション開発環境提供プログラム、および情報処理装置 - Google Patents
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Description
従来、これらのエンジニアリングシステムは、例えばPLC(Programmable Logic Controller)、FA(Factory Automation)コンピュータ、汎用デスクトップコンピュータ、サーバ装置等のプラントに設置された装置を用いて実現されるのが殆どであった。近年においては、通信技術の進展によって、これらエンジニアリングシステムの一部が、ネットワークを介したクラウドコンピューティングによって実現されている。なお、ここでクラウドコンピューティングとは、例えば、米国国立標準技術研究所が推奨する定義(http://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/Legacy/SP/nistspecialpublication800-145.pdf、およびhttps://www.ipa.go.jp/files/000025366.pdf)を含むものでもよい。
以下の特許文献1には、工業自動化および生産システム用のクラウドコンピューティングが開示されている。また、以下の特許文献2には、クラウドコンピューティング環境において用いられるアプリケーションプログラムを開発するための開発環境を、クラウドコンピューティングによって提供する技術の一例が開示されている。
このような、様々なテナントによって利用されるシステムにおいては、セキュリティの観点から、プラントで用いられるデバイスの存在を他のテナントに知られてなはならない。場合によっては、同一のテナントであっても、他の部署(サイト)、あるいは他の社員(ユーザ)からのアクセスを制限したい場合がある。
また、このような、様々なテナントによって利用されるシステムにおいては、安全性の観点から、プラントで用いられるデバイスを特定の用途以外では使用されないようにしなければならない場合がある。
本発明は、クラウドコンピューティング環境において、通信ネットワークに接続されるセンサー、デバイス、およびシステム等から送信されるデータを入力値として演算処理等を行う、IoT(Internet Of Things:モノのインターネット)またはIIoT(Industrial Internet Of Things:産業用IoT)の基本ソフトウェア、アプリケーション、およびソリューション等のプログラム開発をするための開発環境を提供するためのアーキテクチャ、および当該アーキテクチャを実現するためのシステム(以下、アプリケーション開発環境提供システムと称する)に関するものである。
また、以下の説明において、アプリケーション実行環境とは、クラウドコンピューティング環境において、通信ネットワークに接続されるセンサー、デバイス、およびシステム等から送信されるデータを入力値として演算処理等を行う、IoTまたはIIoTの基本ソフトウェア、アプリケーション、およびソリューション等のプログラムを実行するための環境のことをいう。
後述する本実施形態に係るアプリケーション開発環境提供システムについての機能構成および動作等の説明を分かり易くするため、まず初めに、当該アプリケーション開発環境提供システムを利用したアプリケーション開発の全体の流れを、具体的な実施例を示しながら説明する。
図1乃至図7は、本実施形態に係るアプリケーション開発環境提供システムによるアプリケーション開発の一例を示す概略図である。
従来、オペレータの勘や経験によって各冷凍機のスイッチのオン(ON)/オフ(OFF)を切り替えていたが、本実施形態に係るアプリケーション開発環境提供システムによって、効率の良い冷凍機の運転制御パターンを見つけ出し、当該運転制御パターンの自動化アルゴリズムが組み込まれたアプリケーションを開発する。
構築機能部は、生成した情報と、アイコンと関連付けた既製のプログラムにより、作業手順図に対応したアプリケーションプログラムを構成する。
本発明のアプリケーション開発環境提供システムによれば、運転のスタート及びストップは、工程部品アイコン単位、工程ユニット単位、業務フロー単位でマウス操作によって簡単な操作で行うことができる。また、本発明のアプリケーション開発環境提供システムによれば、運転中は、必要に応じてアラーム、ガイダンス等の各種メッセージを表示させることができ、安全かつ確実に運転を進めることができる。
運転実行手段は、情報生成手段によって生成された情報及び作業手順図の中にあるアイコンと関連付けたプログラムをもとに、画面表示したプログラム構成、または作業手順に従って実行する(たとえば、プラント運転を実行しプラントは運転実行手段により稼動される)。
例外処理実行手段は、情報生成手段によって生成された例外処理実行情報及び作業手順図の中にあるアイコンと関連付けたプログラムをもとに、例外処理の作業手順図に従って例外処理を実行する(たとえばラント運転を実行する)。また、例外処理判断手段は、例外処理の発生の有無を判断するものでもよい。
以下に、本発明の実施形態の詳細について図面を参照しながら説明する。
図8は、本発明の実施形態に係るアプリケーション開発環境提供システム1のシステム概要を示す概略図である。図示するように、アプリケーション開発環境提供システム1は、クラウドコンピューティング環境において、デバイスノード、スパイナルノード、インテリジェンスノード、およびソーシャリゼーションノードの4階層の階層構造によって構成されるシステムである。
スパイナルノードを構成する装置に通信接続するデバイスノード13−14は、例えば、リアルタイム性を必要とする装置、データの遅延(データ通信の遅れ)や揺らぎ(データ通信速度のばらつき)等が許されないアプリケーションに使用される装置、および大量のデータを生成するため直接インテリジェンスノードに接続すると通信帯域を逼迫させてしまう恐れがある装置等である。
一方、インテリジェンスノードを構成する装置に通信接続するデバイスノード13−14は、例えば、遅延や揺らぎ等に影響されないような用途で使用される装置、および携帯電話網や衛星回線等の無線通信網を経由させなければ収容することが難しい遠隔地に設置される装置および移動される装置等がある。
デバイスノード13−14は、インターネットプロトコル(IP)によって、スパイナルノードを構成する装置またはインテリジェンスノードを構成する装置と通信接続する。
また、スパイナルノード12は、例えば、必要に応じて、またはインテリジェンスノード11からの指示に基づいて、インテリジェンスノード11に当該タイムシリーズデータを送信する。また、スパイナルノード12は、当該タイムシリーズデータと当該ロジックや当該アルゴリズム等に基づいて生成されたアクションを示す制御信号を、適切なデバイスノード13−14に対して送信する。
なお、Co-innovationスペースは、クラウドコンピューティング環境において実装される代わりに、ローカル環境のデータセンターのサーバ装置において実装するような構成にすることも可能である。
以下に、Co-innovationスペースの機能構成について説明する。
図9は、本発明の実施形態に係るアプリケーション開発環境提供システム1に実装されるCo-innovationスペースの機能構成図である。図示するように、インテリジェンスノード11は、アプリケーションボード111と、コミュニケーションツール112と、ライブラリ113と、ストレージ114と、デバイス管理部115と、テナント管理部116と、サイト・アカウント管理部117と、アプリケーションストア118と、課金部119と、データベース部120とを含んで構成される。
このように、Co-innovationスペースは、アクセス権限の管理をしつつ各種情報をユーザ間で共有することができる仕組みであるため、情報漏洩等を防ぎつつ安全にアプリケーションプログラムを共創することができる環境を提供する。
なお、ストレージ114は、記憶媒体、例えば、ハードディスクドライブ(HDD)、フラッシュメモリ、イーイーピーロム(EEPROM)、RAM(読み書き可能なメモリ)、ROM(読み出し専用メモリ)、又はそれらの任意の組み合わせによって構成される。
また、購入されたアプリケーション等が、ユーザによってアプリケーションストア118に登録されたアプリケーション等である場合には、当該アプリケーション等を購入したユーザに対して課金を行って徴収した金額の一部を、アプリケーション等を登録したユーザへ還元する(支払う)ことができるようにしてもよい。
また、これらのデータベースは、Co-innovationスペースの外側にある外部のデータベースを参照するように構成されてもよい。
以下、アプリケーションボード111の表示部に表示される画面(Co-innovationスペース画面)の一例について説明する。
図10乃至図12は、本発明の実施形態に係るアプリケーション開発環境提供システムのアプリケーションボードによる表示の一例を示す図である。
これにより、ユーザは、必要な時だけシミュレーション領域およびチャット/コメント表示領域を表示させることができ、これらの画面領域が必要でない時には非表示にさせることによってアプリケーション設計領域を広く確保できるため、ユーザは、アプリケーションプログラムの編集作業を行いやすくなる。
ユーザは、例えば、開発パーツ一覧表示領域に表示された開発パーツ、例えば、各種分析エレメント、各種入出力データのデータ項目、処理内容であるロジック、各種アプリケーション、各種テンプレート、各種ロジック、各種グラフ、および各種分析ツール等の一覧の中から、必要な開発パーツを選択し、アプリケーション設計領域へマウス操作等によりドラッグアンドドロップすることにより、選択した開発パーツを示す画像をアプリケーション設計領域に表示させることができる。
なお、どの開発パーツからどの開発パーツへ結びついているかを示す情報を、結線情報と言う。
上記と同様に、ユーザは更に、「消費電力」という出力データ項目を、アプリケーション設計領域へ追加する。
このように、Co-innovationスペースによって、開発対象であるアプリケーションプログラムが視覚的に表示されるため、ユーザはより直感的にアプリケーション等の開発を行うことができる。
以下、ユーザが、当該グループチャット画面によって、アプリケーション設計領域に表示されたアプリケーションプログラムの一部を他のユーザと共有する場合の例について説明する。また、図12に示す例における、アプリケーションプログラムの一部とは、7つの入力データ項目のデータが入力されて演算処理が行われるまで処理の範囲に該当する部分であるものとする。
なお、開発対象であるアプリケーションプログラムにおいて、選択された領域を示す情報を選択領域情報と言う。
このように、Co-innovationスペースは、アプリケーション開発環境とコミュニケーションツールとを有し、当該アプリケーション開発環境と当該コミュニケーションツールとが連携して機能するため、ユーザは開発したアプリケーション等を容易に他のユーザと共有することができる。
次に、アプリケーション開発環境提供システム1のアプリケーションボード111による分割コンパイルについて説明する。
図13乃至図14は、本発明の実施形態に係るアプリケーション開発環境提供システムのアプリケーションボード111による分割コンパイルの概要を示す概略図である。なお、図13は、分割コンパイルする前のアプリケーションプログラムにおけるデータ入出力を表した概略図であり、図14は、分割コンパイルした後のアプリケーションプログラムにおけるデータ入出力を表した概略図である。
PID制御処理22を行うためのパラメータ値はMES21において決定され、決定されたパラメータ値はMES21から出力されてPID制御処理22において設定される。
また、MES22は、PID制御処理22からデバイスノード14aの制御状態を示す情報を取得すると、データベース15−1から生産計画等を示すデータを取得し、また、外部のデバイスノード13−2aからデータを取得し、取得したそれらのデータを利用して、PID制御処理22に対する制御内容を判断する。MES22による判断結果は、データベース15−2に記憶され、また、HMI16によって表示される。
アプリケーションボード111は、ユーザによる操作に基づくコンパイル実行の指示を示す情報を取得すると、コンパイルを実行する前に、当該アプリケーションプログラムに含まれるそれぞれの処理を、即座に実行することが要求される処理であるか否かによって分類する。
また、アプリケーションボード111は、例えば、MES21の処理は即座に実行することは要求されない処理であると判定する。
そして、アプリケーションボード111は、MES21の処理に該当するアプリケーションプログラムにおいて、PID制御処理22とのデータ入出力の処理に該当する箇所に対して、当該データ入出力の対象となる処理がPID制御処理22であることを示す情報を付与する。同様に、アプリケーションボード111は、PID制御処理22に該当するアプリケーションプログラムにおいて、MES21の処理とのデータ入出力の処理に該当する箇所に対して、当該データ入出力の対象となる処理がMES21の処理であることを示す情報を付与する。
あるいは、例えば、アプリケーションボード111は、アプリケーションプログラムに含まれる処理を、当該アプリケーションプログラムによって制御されるデバイスノード13−14を構成するデバイスが設置された位置を示す位置情報または上記処理定義ファイルの少なくとも一方に基づいて分類し、分割コンパイルを行うようにしてもよい。
すなわち、たとえば安全性の観点から、特定の位置に設置されたデバイスの位置情報に基づき、即座に実行することが要求される処理(PID制御処理22)を実行するプログラム実行ファイルをスパイナルノード12で実行させ、即座に実行することが要求されない処理(MES21の処理)を実行するプログラム実行ファイルをインテリジェンスノード11で実行させるものでもよい。
このような場合、例えば、アプリケーションボード111は、あるデバイスノード13−14が特定のアプリケーションプログラムまたは特定のアカウントからの命令を受けた場合にのみ動作するように、制限を掛けるようにしてもよい。
以下に、Co-innovationスペースの動作について説明する。
図15および図16は、本発明の実施形態に係るアプリケーション開発環境提供システム1に実装されるCo-innovationスペースの動作の一例を示すフローチャートである。
以上で、本フローチャートの処理が終了する。
その後、ステップS106へ進む。
以上で、本フローチャートの処理が終了する。
すなわち、第1のネットワークが少なくとも2つ以上の装置を収容する場合、アプリケーションボード111が、当該装置の負荷状況に応じて当該装置の間で分散処理を行う第1のプログラム実行ファイルを生成するような構成であってもよい。
Claims (18)
- ネットワークを介してアプリケーションプログラムの開発環境を提供するアプリケーション開発環境提供システムにおいて、
前記ネットワークには、少なくとも1つの装置を収容し予め設定された基準時間以下の制御周期で前記装置を制御する処理が実行される第1のネットワークと、少なくとも1つの前記第1のネットワークに接続され、前記基準時間以下の周期で実行することが要求されない前記装置の制御に係る処理が実行される第2のネットワークと、が含まれ、
前記アプリケーションプログラムに含まれる処理を、前記基準時間以下の周期で実行することが要求されるか否かに応じて、前記第1のネットワークにおいて実行される処理と前記第2のネットワークにおいて実行される処理とに分類して、前記第1のネットワークにおいて実行される第1のプログラム実行ファイルと前記第2のネットワークにおいて第1のプログラム実行ファイルと連動して実行される第2のプログラム実行ファイルとを生成するプログラム開発部
を有することを特徴とするアプリケーション開発環境提供システム。 - 前記プログラム開発部は、
前記アプリケーションプログラムによって制御される前記装置の制御周期の長さが前記基準時間の長さ以下である場合には前記処理を前記第1のネットワークにおいて実行される処理に分類し、前記アプリケーションプログラムによって制御される前記装置の制御周期の長さが前記基準時間の長さより長い場合には前記処理を前記第2のネットワークにおいて実行される処理に分類する
ことを特徴とする請求項1に記載のアプリケーション開発環境提供システム。 - 前記プログラム開発部は、
前記アプリケーションプログラムによって制御される前記装置の位置を示す位置情報に基づいて、前記処理を、前記第1のネットワークにおいて実行される処理と前記第2のネットワークにおいて実行される処理とに分類する
ことを特徴とする請求項1に記載のアプリケーション開発環境提供システム。 - 前記プログラム開発部は、
前記アプリケーションプログラムに予め定義された、前記第1のネットワークまたは前記第2のネットワークのどちらにおいて実行される処理であるかを示した情報に基づいて前記処理を前記第1のネットワークにおいて実行される処理と前記第2のネットワークにおいて実行される処理とに分類する
ことを特徴とする請求項1に記載のアプリケーション開発環境提供システム。 - 前記プログラム開発部は、
前記アプリケーションプログラムによって制御される前記装置から前記第1のネットワークに送出される通信内容を参照して処理を実行する必要があると判断される場合には前記処理を前記第1のネットワークにおいて実行される処理に分類し、前記装置から前記第1のネットワークに送出される通信内容を参照して処理を実行する必要がないと判断される場合には前記処理を第2のネットワークにおいて実行される処理に分類する
ことを特徴とする請求項1に記載のアプリケーション開発環境提供システム。 - 前記プログラム開発部は、
前記第1のネットワークにおいて実行されたデータ出力処理によって出力されたデータが入力される前記第2のネットワークにおいて実行されるデータ入力処理を識別する第1の出力先処理識別情報と、前記第1のネットワークにおいて実行されるデータ入力処理によって入力されるデータが出力された前記第2のネットワークにおいて実行されたデータ出力処理を識別する第1の入力元処理識別情報と、が指定された前記第1のプログラム実行ファイルを生成し、
前記第2のネットワークにおいて実行されたデータ出力処理によって出力されたデータが入力される前記第1のネットワークにおいて実行されるデータ入力処理を識別する第2の出力先処理識別情報と、前記第2のネットワークにおいて実行されるデータ入力処理によって入力されるデータが出力された前記第1のネットワークにおいて実行されたデータ出力処理を識別する第2の入力元処理識別情報と、が指定された前記第2のプログラム実行ファイルを生成する
ことを特徴とする請求項1から請求項5のうちいずれか一項に記載のアプリケーション開発環境提供システム。 - 前記第1のネットワークが少なくとも2つ以上の装置を収容する場合、
前記プログラム開発部は、
前記装置の負荷状況に応じて前記装置の間で分散処理を行う前記第1のプログラム実行ファイルを生成する
ことを特徴とする請求項1から請求項6のうちいずれか一項に記載のアプリケーション開発環境提供システム。 - ネットワークを介してアプリケーションプログラムの開発環境を提供するコンピュータによるアプリケーション開発環境提供方法であって、
前記ネットワークには、少なくとも1つの装置を収容し予め設定された基準時間以下の制御周期で前記装置を制御する処理が実行される第1のネットワークと、少なくとも1つの前記第1のネットワークに接続され、前記基準時間以下の周期で実行することが要求されない前記装置の制御に係る処理が実行される第2のネットワークと、が含まれ、
プログラム開発部が、前記アプリケーションプログラムに含まれる処理を、前記基準時間以下の周期で実行することが要求されるか否かに応じて、前記第1のネットワークにおいて実行される処理と前記第2のネットワークにおいて実行される処理とに分類して、前記第1のネットワークにおいて実行される第1のプログラム実行ファイルと前記第2のネットワークにおいて第1のプログラム実行ファイルと連動して実行される第2のプログラム実行ファイルとを生成するプログラム開発ステップ
を有することを特徴とするアプリケーション開発環境提供方法。 - 少なくとも1つの装置を収容し予め設定された基準時間以下の制御周期で前記装置を制御する処理が実行される第1のネットワークと、少なくとも1つの前記第1のネットワークに接続され、前記基準時間以下の周期で実行することが要求されない前記装置の制御に係る処理が実行される第2のネットワークと、が含まれるネットワークを介してアプリケーションプログラムの開発環境を提供するコンピュータに、
前記アプリケーションプログラムに含まれる処理を、前記基準時間以下の周期で実行することが要求されるか否かに応じて、前記第1のネットワークにおいて実行される処理と前記第2のネットワークにおいて実行される処理とに分類して、前記第1のネットワークにおいて実行される第1のプログラム実行ファイルと前記第2のネットワークにおいて第1のプログラム実行ファイルと連動して実行される第2のプログラム実行ファイルとを生成するプログラム開発ステップ
を実行させるためのアプリケーション開発環境提供プログラム。 - ネットワークを介してアプリケーションプログラムの開発環境を提供するアプリケーション開発環境提供システムにおける情報処理装置であって、
前記ネットワークには、少なくとも1つの装置を収容し予め設定された基準時間以下の制御周期で前記装置を制御する処理が実行される第1のネットワークと、少なくとも1つの前記第1のネットワークに接続され、前記基準時間以下の周期で実行することが要求されない前記装置の制御に係る処理が実行される第2のネットワークと、が含まれ、
前記基準時間以下の周期で実行することが要求されるか否かに応じて前記第1のネットワークにおいて実行される処理と前記第2のネットワークにおいて実行される処理とに分類された前記アプリケーションプログラムに含まれる処理のうち前記第1のネットワークにおいて実行される処理を実行する第1のプログラム実行ファイルを、前記第2のネットワークにおいて実行される処理を実行する第2のプログラム実行ファイルと連動させて実行する
ことを特徴とする情報処理装置。 - 前記アプリケーションプログラムによって制御される前記装置の制御周期の長さが前記基準時間の長さ以下である場合には前記第1のネットワークにおいて実行される処理として分類され生成された前記第1のプログラム実行ファイルを実行する
ことを特徴とする請求項10に記載の情報処理装置。 - 前記アプリケーションプログラムによって制御される前記装置の位置を示す位置情報に基づいて前記第1のネットワークにおいて実行される処理に分類され生成された前記第1のプログラム実行ファイルを実行する
ことを特徴とする請求項10に記載の情報処理装置。 - 前記アプリケーションプログラムに予め定義された、前記第1のネットワークまたは前記第2のネットワークのどちらにおいて実行される処理であるかを示した情報に基づいて前記第1のネットワークにおいて実行される処理に分類され生成された前記第1のプログラム実行ファイルを実行する
ことを特徴とする請求項10に記載の情報処理装置。 - 前記アプリケーションプログラムによって制御される前記装置から前記第1のネットワークに送出される通信内容を参照して処理を実行する必要があると判断される場合には前記処理が前記第1のネットワークにおいて実行される処理に分類され、前記装置から前記第1のネットワークに送出する通信内容を参照して処理を実行する必要がないと判断される場合には前記処理が第2のネットワークにおいて実行される処理に分類される分類基準に基づいて前記第1のネットワークにおいて実行される処理に分類され生成された前記第1のプログラム実行ファイルを実行する
ことを特徴とする請求項10に記載の情報処理装置。 - 前記第1のネットワークにおいて実行されたデータ出力処理によって出力されたデータが入力される前記第2のネットワークにおいて実行されるデータ入力処理を識別する出力先処理識別情報と、前記第1のネットワークにおいて実行されるデータ入力処理によって入力されるデータが出力された前記第2のネットワークにおいて実行されたデータ出力処理を識別する入力元処理識別情報と、が指定された前記第1のプログラム実行ファイルを実行する
ことを特徴とする請求項10から請求項14のうちいずれか一項に記載の情報処理装置。 - 前記第1のネットワークが少なくとも2つ以上の装置を収容する場合、
前記装置の負荷状況に応じて前記装置の間で分散処理を行う前記第1のプログラム実行ファイルを実行する
ことを特徴とする請求項10から請求項15のうちいずれか一項に記載の情報処理装置。 - ネットワークを介してアプリケーションプログラムの開発環境を提供するコンピュータによるアプリケーション開発環境提供方法において、
前記ネットワークには、少なくとも1つの装置を収容し予め設定された基準時間以下の制御周期で前記装置を制御する処理が実行される第1のネットワークと、少なくとも1つの前記第1のネットワークに接続され、前記基準時間以下の周期で実行することが要求されない前記装置の制御に係る処理が実行される第2のネットワークと、が含まれ、
前記基準時間以下の周期で実行することが要求されるか否かに応じて前記第1のネットワークにおいて実行される処理と前記第2のネットワークにおいて実行される処理とに分類された前記アプリケーションプログラムに含まれる処理のうち前記第1のネットワークにおいて実行される処理を実行する第1のプログラム実行ファイルを、前記第2のネットワークにおいて実行される処理を実行する第2のプログラム実行ファイルと連動させて実行する
ことを特徴とするアプリケーション開発環境提供方法。 - 少なくとも1つの装置を収容し予め設定された基準時間以下の制御周期で前記装置を制御する処理が実行される第1のネットワークと、少なくとも1つの前記第1のネットワークに接続され、前記基準時間以下の周期で実行することが要求されない前記装置の制御に係る処理が実行される第2のネットワークと、が含まれるネットワークを介してアプリケーションプログラムの開発環境を提供するコンピュータに、
前記基準時間以下の周期で実行することが要求されるか否かに応じて前記第1のネットワークにおいて実行される処理と前記第2のネットワークにおいて実行される処理とに分類された前記アプリケーションプログラムに含まれる処理のうち前記第1のネットワークにおいて実行される処理を実行する第1のプログラム実行ファイルを、前記第2のネットワークにおいて実行される処理を実行する第2のプログラム実行ファイルと連動させて実行するステップ
を実行させるためのアプリケーション開発環境提供プログラム。
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