JP7182662B2

JP7182662B2 - 製造現場においてエッジプログラムを分散させるシステムおよび方法

Info

Publication number: JP7182662B2
Application number: JP2021094191A
Authority: JP
Inventors: 欣穂瀬尾
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2020-08-31
Filing date: 2021-06-04
Publication date: 2022-12-02
Anticipated expiration: 2041-06-04
Also published as: JP2022041873A; US20220066427A1

Description

本開示は、全体として、製造システムを対象とし、より具体的には、製造現場におけるエッジプログラムの分散させる技術を対象とする。

関連技術の実例では、センサなどのデバイスから収集したデータを解析して付加価値を付けた解決策を提供する、サービスプラットフォームが存在する。かかるシステムは、物のインターネット（ＩｏＴ）技術が発展した結果として出現したものである。

工場はＩｏＴの実例に関する適用対象の一例として知られている。ＩｏＴの実例が工場に適用されると、工場内の生産機械および作業員に取り付けられたセンサからセンサデータが収集され、工場の生産プロセスの状態および効率が可視化され解析されることによって、生産現場で生じている異常を検出し、生産計画および生産プロセスを改善し、作業員の生産技術を向上させる。

ＩｏＴを工場に適用する解決策の具体的な一例として、工場の機械から収集されたセンサデータ、および生産ラインのコンフィギュレーションデータを互いに解析することによって、工場の生産ラインの状態および効率を解析することを含む、関連技術の解決策がある。

センサデータの一次解析プログラムを作成するには、機械特性および製品特性を考慮することが必要な場合がある。更に、製品の多様化が進むにしたがって、かかる一次解析プログラムの作成に関する負担も増大する。本明細書に記載する実現例は、過去の経験に基づいて、かかる一次処理を組織化し、格納し、効率的に使用するシステムおよび方法を対象とする。

関連技術では、エッジ／ＩｏＴデバイスは物理的機械を監視しているため、それらに機能パッケージを配備するには相当な困難がある。本明細書に記載する実現例では、資産データベースを有するデータリポジトリを使用して、運用制御技術の知識が情報技術とリンクされる。

本開示の態様は、複数のプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）を含む複数の資産と、複数のＰＬＣによって管理される複数の機械と、複数の機械と関連付けられた複数のセンサとを含む工場システムのための方法を含むことができ、方法は、工場システムから受信したプロセス情報から、ライン識別子、プロセス識別子、および位置識別子を抽出して、複数の資産を管理する資産データベースから、ライン識別子、プロセス識別子、および位置識別子に対応する対象資産を複数の資産から選択することと、システムから受信したイベント情報から、対象資産と関連付けられた１つまたは複数のイベントを決定することと、１つまたは複数のイベントのうち１つのイベントに基づいて、対象資産に配備されるべき機能方法を選択することと、対象資産に対して、対象資産および機能方法に対応する機能パッケージソフトウェアをインストールすることとを含む。

本開示の態様は、複数のプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）を含む複数の資産と、複数のＰＬＣによって管理される複数の機械と、複数の機械と関連付けられた複数のセンサとを含む工場システムのための、命令を格納する非一時的コンピュータ可読媒体を含むことができ、命令は、工場システムから受信したプロセス情報から、ライン識別子、プロセス識別子、および位置識別子を抽出して、複数の資産を管理する資産データベースから、ライン識別子、プロセス識別子、および位置識別子に対応する対象資産を複数の資産から選択することと、システムから受信したイベント情報から、対象資産と関連付けられた１つまたは複数のイベントを決定することと、１つまたは複数のイベントのうち１つのイベントに基づいて、対象資産に配備されるべき機能方法を選択することと、対象資産に対して、対象資産および機能方法に対応する機能パッケージソフトウェアをインストールすることとを含む。

本開示の態様は、複数のプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）を含む複数の資産と、複数のＰＬＣによって管理される複数の機械と、複数の機械と関連付けられた複数のセンサとを含む工場システムのためのシステムを含むことができ、システムは、工場システムから受信したプロセス情報から、ライン識別子、プロセス識別子、および位置識別子を抽出して、複数の資産を管理する資産データベースから、ライン識別子、プロセス識別子、および位置識別子に対応する対象資産を複数の資産から選択する手段と、システムから受信したイベント情報から、対象資産と関連付けられた１つまたは複数のイベントを決定する手段と、１つまたは複数のイベントのうち１つのイベントに基づいて、対象資産に配備されるべき機能方法を選択する手段と、対象資産に対して、対象資産および機能方法に対応する機能パッケージソフトウェアをインストールする手段とを含む。

本開示の態様は、複数のプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）を含む複数の資産と、複数のＰＬＣによって管理される複数の機械と、複数の機械と関連付けられた複数のセンサとを含む工場システムを管理するように構成された装置を含むことができ、装置は、工場システムから受信したプロセス情報から、ライン識別子、プロセス識別子、および位置識別子を抽出して、複数の資産を管理する資産データベースから、ライン識別子、プロセス識別子、および位置識別子に対応する対象資産を複数の資産から選択し、システムから受信したイベント情報から、対象資産と関連付けられた１つまたは複数のイベントを決定し、１つまたは複数のイベントのうち１つのイベントに基づいて、対象資産に配備されるべき機能方法を選択し、対象資産に対して、対象資産および機能方法に対応する機能パッケージソフトウェアをインストールするように構成された、プロセッサを含む。

１つの実現例による、一例の機能分散システムを示すシステム図である。１つの実現例による、システムの全体構成の一例を示す図である。１つの実現例による、生成された機能パッケージソフトウェアがインストールされる様々な位置を示す図である。１つの実現例による、生成された機能パッケージソフトウェアがインストールされる様々な位置を示す図である。１つの実現例による、生成された機能パッケージソフトウェアがインストールされる様々な位置を示す図である。１つの実現例による、生成された機能パッケージソフトウェアがインストールされる様々な位置を示す図である。１つの実現例による、一例の識別プロセスを示す図である。１つの実現例による、機能パッケージ情報の一例を示す図である。１つの実現例による、機能ルールの一例を示す説明表である。１つの実現例による、資産構成の一例を示す説明表である。１つの実現例による、システムのフローチャートの一例を示す図である。１つの実現例による、プログラムの分散タイミングを調節するブロック図の一例を示す図である。１つの実現例による、プログラムの分散タイミングを調節するブロック図の一例を示す図である。１つの実現例による、機能ディストリビュータシステムのロギングシステムの一例を示す図である。１つの実現例による、対象デバイスまたは対象イベントのデータが機能ルールに存在しない場合の処理フローの一例を示す図である。いくつかの実現例で使用するのに適した一例のコンピュータデバイスを有する一例のコンピューティング環境を示す図である。

以下の詳細な記載は、本出願の図面および実現例の詳細を提供する。図面間で重複する要素の参照番号および記載は、明瞭にするために省略する。記載全体を通して使用される用語は、例として提供されるものであり、限定的であることを意図しない。例えば、「自動」という用語の使用は、本出願の実例を実践する当業者における所望の実例に応じて、完全自動の実例、あるいは実例の特定の態様に対するユーザまたは管理者の制御を要する半自動の実例を含むことがある。選択は、ユーザがユーザインターフェースその他の入力手段を通して実施することができ、あるいは所望のアルゴリズムを通して実現することができる。本明細書に記載するような例示の実現例は、単独でまたは組み合わせて利用することができ、実現例の機能性は、所望の実例による任意の手段を通して実現することができる。

尚、図面中の「FIG.」は、明細書中では図に相当する。

図１は、１つの実現例による、一例の機能分散システムのシステム図を示している。機能ディストリビュータ１００は、プロセス情報１１１、対象情報１１２、およびイベント情報１１３を入力として受信し、資産データベース１０１、プロセスデコーダ１０２、機能デコーダ１０３、機能ルール１０４、および方法リポジトリ１０５を有し、機能パッケージ情報１１５を出力として有する。

プロセス情報１１１は、製造ライン番号およびプロセス名などの情報を含む。プロセスデコーダ１０２は、プロセス情報１１１および資産データベース１０１を使用して、対象情報（対象資産情報）１１２を生成する。対象情報１１２は解析の対象であり、製造デバイスまたは製品名など、監視されるべきものを示す。イベント情報１１３は、エラーの名称または特徴的挙動の名称（例えば、振動検出、停止など）など、イベントに関して取得されるべき情報である。例えば、イベント情報１１３は、機械や機械を含む生産ライン、および生産ラインの機械などの状態を監視するセンサから、機能ディストリビュータ１００に送信される。

資産データベース１０１は、上述の抽象化したプロセス情報と、特定のデバイス名、機能、出力タイプなどの構成との関係を管理するように構成される。機能ルール１０４は、イベント情報と、対象デバイスと、対象製品と、方法リポジトリ１０５に格納された計算方法との間の関係を管理するように構成される。方法リポジトリ１０５は、基本機能を組み合わせる方法と、各基本機能に対して設定されるべき値とを格納する。

プロセス情報１１１はプロセスデコーダ１０２に入力され、プロセスデコーダ１０２は、資産データベース１０１を使用して、プロセス情報１１１を資産情報１１４に変換する。次に、資産情報１１４は機能デコーダ１０３に入力される。

機能デコーダ１０３は、機能ルール１０４をデータベースとして、また資産情報１１４、対象情報１１２、およびイベント情報１１３をキーとして使用することによって、基本機能を組み合わせ、各機能の値を設定する方法を、方法リポジトリから選択する。それに加えて、機能デコーダ１０３は、方法および設定値をパッケージとしてパックし、機能パッケージ情報１１５として出力する。

資産情報１１４は、資産に関する特定の設備の名称を包含する。具体的には、資産に関する特定の設備の名称は、機能ルールを探索するためのキーとして使用される。所望の実例に応じて、ベンダー、機能、および関連デバイスの情報が含まれてもよい。

一次機能ライブラリ１０６は、ＯＳＳとして提供される一般演算機能、またはユーザが作成する処理機能のライブラリである。コンパイラまたはインタープリタを含むこともできる。

イベント情報１１３は、機能ルール１０４を探索するためのキーとして使用される、対象イベントの名称を包含する。

本明細書に記載する実現例では、機能デコーダ１０３は、資産情報１１４、イベント情報１１３、および対象情報１１２から、機能パッケージ１１５（例えば、どのプロセスを呼び出すか）を選択する。

図２は、１つの実現例による、システムの全体構成の一例を示している。ＥＲＰ（企業資源計画）２０１、ＭＥＳ（製造実行システム）２０２、ＳＣＡＤＡ（監視制御とデータ収集）２０３などは、上位制御システム２００として含まれる。現場では、システムは、製造設備（例えば、機械）２３１、設備を監視するように構成されたセンサ２４１、設備を制御するプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）２２１、および複数のＰＬＣ２２１が接続されるＩｏＴゲートウェイ２１０を含むことができる。

機能ディストリビュータ１００は、本明細書に記載する実現例によれば、上位制御システム２００と現場との間にインストールされる。

機械２３１や機械２３１を含む生産ライン、およびセンサ２４１それぞれの設定は、現場の作業員または機能ディストリビュータ１００に送信される。作業員または機能ディストリビュータ１００は、生産ライン、機械、およびセンサの設定を適宜変更する。

製造された製品の状態および機械の状態は、ＰＬＣ２２１によって獲得され、ＩｏＴゲートウェイ２１０を介して上位制御システム２００にアップロードされる。かかる情報は、上位制御システム２００によって解析され、生産計画または生産プロセスを最適化するのに使用される。

この例では、機械２３１およびセンサ２４１はＰＬＣ２２１を介して接続されるが、直接接続されてもよい。この例では、ＩｏＴゲートウェイ２１０がインストールされるが、省略されてもよく、または類似の機能がＰＬＣ２２１内に含まれてもよい。それに加えて、ＥＲＰ２０１、ＭＥＳ２０２、およびＳＣＡＤＡ２０３が上位制御システム２００に含まれるが、これらは必須ではない。

図３（ａ）～３（ｄ）は、１つの実現例による、生成された機能パッケージソフトウェアがインストールされる様々な場所を示している。図３（ａ）の例では、機能パッケージソフトウェア３０２および３０３は、ＩｏＴゲートウェイ２１１内部の処理部にインストールされる。機能パッケージソフトウェア３０２は、機械２３２およびセンサ２４２を管理するＰＬＣ－Ａ２２２に関する解析機能である。機能パッケージソフトウェア３０３は、機械２３３およびセンサ２４３を管理するＰＬＣ－Ｂ２２３に関する解析機能である。

図３（ｂ）の例では、機能パッケージソフトウェア３０４および３０５は、ＩｏＴゲートウェイ２１２を通してＰＬＣ内部の演算処理部にインストールされる。この例では、機能パッケージソフトウェア３０４は、機械２３４およびセンサ２４４を管理するＰＬＣ－Ａ２２４の演算処理部分にインストールされる。機能パッケージソフトウェア３０５は、機械２３５およびセンサ２４５を管理するＰＬＣ－Ｂ２２５の演算処理部分にインストールされる。機能パッケージソフトウェア３０４はＰＬＣ－Ａ２２４に関する解析機能であり、機能パッケージソフトウェア３０５はＰＬＣ－Ｂ２２５に関する解析機能である。

図３（ｃ）の例では、機能パッケージソフトウェア３３６、３４６、３３７、および３４７は、ＩｏＴゲートウェイ２１３を通して、対応する機械またはセンサの処理ユニットの内部にインストールされる。この例では、機能パッケージソフトウェア３３６は、ＰＬＣ－Ａ２２６およびＩｏＴゲートウェイ２１３を通して機械－Ａ２３６にインストールされる。機能パッケージソフトウェア３４６は、ＰＬＣ－Ａ２２６およびＩｏＴゲートウェイ２１３を通してセンサ－Ａ２４６にインストールされる。同様に、機能パッケージソフトウェア３３７は、ＰＬＣ－Ｂ２２７およびＩｏＴゲートウェイ２１３を通して機械－Ｂ２３７にインストールされ、機能パッケージソフトウェア３４７は、ＰＬＣ－Ｂ２２７およびＩｏＴゲートウェイ２１３を通して機械－Ｂ２４７にインストールされる。機能パッケージソフトウェア３３６は機械－Ａ２３６に関する解析機能であり、機能パッケージソフトウェア３３７は機械－Ｂ２３７に関する解析機能であり、機能パッケージソフトウェア３４６はセンサ－Ａ２４６に関する解析機能であり、機能パッケージソフトウェア３４７はセンサ－Ｂ２４７に関する解析機能である。

図３（ｄ）の例では、機能パッケージソフトウェア３５１および３５２は、上位制御システム２００の処理部の内部にインストールされる。機能パッケージソフトウェア３５１は、機械２３８およびセンサ２４８を管理するＰＬＣ－Ａ２２８に関する解析機能であり、機能パッケージソフトウェア３５２は、機械２３９およびセンサ２４９を管理するＰＬＣ－Ｂ２２９に関する解析機能である。ＰＬＣ－Ａ２２８およびＰＬＣ－Ｂ２２９は、ＩｏＴゲートウェイ２１４を通して上位制御システム２００によって管理される。

システムの実現例において、特定の製品のエラー率が増加しており、その原因が複数のプロセスで使用されるモータの異常動作であるものとする。更に、状態が常に異常なわけではなく、時々異常になることが分かっているものと仮定する。更に、プロセスで使用されるモータは同じ性能を有するが、異なるベンダーによって作られたものであり、異常動作持に異なる特性を有する。また、異常動作中、特定の振動周波数が増加することが分かっているものと仮定する。

そのような場合、対象プロセスで使用されるモータに対応する特定の周波数の強度を抽出することによって、不具合の原因であるモータを識別することが可能である。

図４は、１つの実現例による、一例の識別プロセスを示している。センサによって獲得されるデータは、４１１で示されるような時系列の連続データである。連続データから、４１２で示されるように、必要な期間のデータを切り出すように構成された切出しプロセス４０１によって、特製期間を有するデータのみが抽出される。

データは必ずしも等間隔でサンプリングされないことがあるため、データは、４１３および４１４で示されるように、データリサンプリングプロセス４０２によって等間隔のデータに変換される。その後、データは、４１５で示されるように、ＤＦＴ（離散フーリエ変換）によって周波数依存に変換される。その後、ＢＰＦ（帯域フィルタ）４０４を通して、４１６で示されるように、必要な周波数領域のみが抽出される。更に、ピーク検出処理４０５によって、４１７で示されるように、対象周波数の強度が抽出される。各プロセスは、プロセスの内容に応じたプロパティを有する。

切出しプロセスでは、抽出されるべき期間４２１が存在する。リサンプリングでは、サンプリング期間はその４２２である。ＤＦＴ処理では、窓関数のタイプが設定される（４２３）。ＢＦＰでは、中心周波数および通過周波数幅が設定される（４２４）。ピーク検出（例えば、センサデータのピーク周波数を取得する）では、フィッティング関数および閾値が設定される（４２５）。

図５は、１つの実現例による、機能パッケージ情報の一例を示している。図５に示される例は、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔＯｂｊｅｃｔＮｏｔａｔｉｏｎ（ＪＳＯＮ）のデータ形式で記述された機能パッケージ情報である。図５では、情報はＪＳＯＮデータ形式で記述されるが、情報は、所望の実例にしたがって、別のデータ形式で記述されてもよい。例えば、情報は、同様に、拡張可能マークアップ言語（ＸＭＬ）形式で記述されてもよく、または独自のデータ形式が定義されてもよい。

方法リポジトリ１０５は、図５の機能パッケージ情報によって表される機能方法を格納する。機能方法は複数のモジュール５０１で構成される。各モジュールは、識別子（ＩＤ）５０２と、タイプ５０３と、プロパティ５０４と、ワイヤ５０５とを有する。ＩＤ５０２は、機能方法において固有である対象モジュールの名称である。タイプ５０３は、一次機能ライブラリ１０６によって提供される一次機能名である。プロパティ５０４は、タイプ行によって定義される、一次機能が必要とする一連の設定値である。ワイヤ５０５は、出力対象モジュールの名称である。

図６は、１つの実現例による、機能ルールの一例を示す説明表である。図６の例では、機能ルール１０４は、機能ＩＤ６０１、対象資産６０２、対象タイプ６０３、イベントＩＤ６０４、および方法ＩＤ６０５を有する表として表される。機能ＩＤ６０１は、分類に関する機能の識別子である。対象資産６０２は、計算プロセスに対してオリジナルデータを出力する、資産の識別子である。対象タイプ６０３は、イベントのソースの識別子である。イベントＩＤ６０４は、観察されるべきイベントの識別子である。方法ＩＤ６０５は、実際の動作プロセスを定義する識別子である。

図７は、１つの実現例による、資産構成の一例を示す説明表である。資産データベース１０１は、生産ＩＤ７０１、ラインＩＤ７０２ＩｏＴゲートウェイＩＤ７０３、ＰＬＣＩＤ７０４、デバイスＩＤ７０５、およびセンサＩＤ７０６を有する表として表される。生産ＩＤ７０１は生産プロセスの識別子である。ラインＩＤ７０２はライン名の識別子である。ＩｏＴゲートウェイＩＤ７０３はＩｏＴゲートウェイの識別子である。ＰＬＣＩＤ７０４はＰＬＣの識別子である。デバイスＩＤ７０５はデバイスの識別子である。センサＩＤ７０６はセンサの識別子である。センサは通常、特定の位置に配設されるので、センサＩＤ７０６は、工場現場におけるその位置を示す位置識別子として機能することができる。別の実現例では、図７の表は、デバイスＩＤ７０５に対応する機械の実際の物理的位置（例えば、ＧＰＳ座標）を示す、別個の位置識別子を有することができる。

上述の例では、表タイプのデータベースが例示されているが、かかる実例は、必要に応じて、所望の実例に合わせて調節することができる（例えば、グラフタイプのデータベースが代わりに使用されてもよい）。

図８は、１つの実現例による、システムのフローチャートの一例を示している。８０１で、プロセスは、解析されるべき対象ラインおよびイベント情報の番号を入力する。８０２で、ラインのプロセス番号をキーとして使用して、資産情報が資産データベースから選択される。８０３で、資産情報およびイベント情報をキーとして使用することによって、機能ルールが探索される。入力された資産情報およびイベント情報に対応する機能方法が存在する場合（はい）、プロセスは８０４に進んで、内容を出力する。そうではなく、入力された資産情報およびイベント情報に対応する機能方法が存在しない場合（いいえ）、プロセスは８０５に進んで、警告通知をオペレータに送る（８０５）。

図９は、１つの実現例による、プログラムの分散タイミングを調節するブロック図の一例を示している。分散タイミングは、対象デバイスの動作状態にしたがって調節することができる。トリガ信号９０１は機能ディストリビュータ１００に入力され、機能ディストリビュータ１００は、トリガ信号９０１と同期して機能パッケージ情報１１５を出力する。

ＩｏＴシステムのラインには多数の機械が存在する場合があるので、トリガ信号９０１は分散トリガとして使用される。かかるシステムでは、工場の作業現場の稼働中に機能パッケージを変更するのは困難である。したがって、分散トリガは、機能をＩｏＴデバイスにインストールするタイミングを制御する。分散トリガは、パッケージのインストールをＩｏＴデバイスに同期させる。

１つの例示的実施例では、トリガ信号９０１に対する入力または分散トリガのパラメータは、上位制御システム２００のＩＴオペレータによって提供し、ユーザインターフェースを通して提供することができ、または所望の実例にしたがって自動化することができる。

図１０は、１つの実現例による、プログラムの分散タイミングを調節するブロック図の一例を示している。プログラムの分散タイミングの調節は、対象デバイスの動作状態にしたがって実施される。プログラムを同時に分散させる必要がある複数のデバイスが存在する場合、分散タイミングの調節が必要なことがある。

機能パッケージバッファ１００１は、機能デコーダ１０３から出力される機能パッケージ情報１０１５を一時的に格納する。更に、機能パッケージバッファ１００１は、機能パッケージ情報１０１５を、分散トリガ９０１と同期している対象デバイスそれぞれに分散させる。

図１１は、１つの実現例による、機能ディストリビュータシステムのロギングシステムの一例を示している。機能分散ロガー１１０２は、プロセスデコーダ１０２および機能デコーダ１０３に接続され、対象機能パッケージ情報１１５の生成および分散に関連する情報を、機能分散ログ１１０１にタイムスタンプとともに格納する。機能分散ログ１１０１は、上位制御システムなど、このシステムの外部からアクセス可能である。

図１２は、１つの実現例による、対象デバイスまたは対象イベントのデータが機能ルールに存在しない場合の処理フローの一例を示している。第一に、解析されるべき対象ラインおよびイベント情報のプロセス番号が、図８と同じ方式で入力される。図８と同様に、ラインのプロセス番号をキーとして使用して、資産情報が資産データベースから選択される。

１２０３で、イベントＩＤなどのイベント情報をキーとして使用することによって、機能ルールが探索される。対象イベントＩＤが機能ルールに存在しない場合（いいえ）、プロセスは１２１３に進んで、通知および選択された方法ＩＤの候補がオペレータに送られる。

対象イベントが存在する場合（はい）、プロセスは１２０４に進んで、資産情報をキーとして使用することによって機能ルールを探索する。対象デバイスが機能ルールに存在しない場合（いいえ）、プロセスは１２１４に進んで、通知と、同じデバイスタイプおよびベンダーを有する選択された方法ＩＤの候補とがオペレータに送信される。存在する方法ＩＤがオペレータによって選択された場合、新しい方法ＩＤおよびデバイス名が機能ルールに記録される。

そうではない場合（はい）、プロセスは１２０５に進んで、選択された機能方法に基づいて出力を提供する。

更に、この例では、オペレータに対する通知および選択が示されているが、所望の実例にしたがって、機械学習アルゴリズムも使用されてもよい。かかる実現例では、機械学習アルゴリズムは、人による方法ＩＤの選択結果を、選択に必要なデバイス／資産に関する情報およびイベント情報と統計的に関連付ける、モデルを配備するように構成することができる。

本明細書に記載する実現例によって、製品に応じて異なる前処理および警告閾値に対応することができる。更に、実現例は、試験ラインにおいて実験され作成された一次処理機能を、異なるＰＬＣ／主要機械を有するラインに適用することができる。

更に、エラーが起こった場合、関係するまたは関連するプロセスが集中監視され、本明細書に記載する実現例を通して解析および対抗策が提示される。

図１３は、本明細書に記載するような、工場システム複数のプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）を有する複数の資産と、複数のＰＬＣによって管理される複数の機械と、複数の機械と関連付けられた複数のセンサとを有する工場システムを管理する、機能ディストリビュータなど、いくつかの実現例で使用するのに適した一例のコンピュータデバイスを有する一例のコンピューティング環境を示している。コンピューティング環境１３００のコンピュータデバイス１３０５は、１つもしくは複数の処理装置、コア、またはプロセッサ１３１０、メモリ１３１５（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、および／もしくはその他）、内部記憶装置１３２０（例えば、磁気、光学、固体記憶装置、および／もしくは有機）、ならびに／あるいはＩＯインターフェース１３２５を含むことができ、それらはいずれも、情報を通信する通信メカニズムまたはバス１３３０で結合か、あるいはコンピュータデバイス１３０５に埋め込むことができる。ＩＯインターフェース１３２５はまた、所望の実現例に応じて、画像をカメラから受信するか、画像をプロジェクタまたはディスプレイに提供するように構成される。

コンピュータデバイス１３０５は、入力／ユーザインターフェース１３３５および出力デバイス／インターフェース１３４０に通信可能に結合することができる。入力／ユーザインターフェース１３３５および出力デバイス／インターフェース１３４０のどちらか一方または両方は、有線もしくは無線インターフェースであることができ、取外し可能であることができる。入力／ユーザインターフェース１３３５は、入力を提供することができる、物理的または仮想の、任意のデバイス、構成要素、センサ、またはインターフェース（例えば、ボタン、タッチスクリーンインターフェース、キーボード、ポインティング／カーソル制御、マイクロフォン、カメラ、点字、モーションセンサ、光学リーダ、および／もしくはその他）を含んでもよい。出力デバイス／インターフェース１３４０は、ディスプレイ、テレビ、モニタ、プリンタ、スピーカー、点字などを含んでもよい。いくつかの実現例では、入力／ユーザインターフェース１３３５および出力デバイス／インターフェース１３４０は、コンピュータデバイス１３０５を埋め込むか、またはそれに物理的に結合することができる。他の実現例では、他のコンピュータデバイスが、コンピュータデバイス１３０５の入力／ユーザインターフェース１３３５および出力デバイス／インターフェース１３４０として機能するか、またはその機能を提供してもよい。

コンピュータデバイス１３０５の例としては、高度モバイルデバイス（例えば、スマートフォン、自動車または他の機械のデバイス、人および動物が携帯するデバイスなど）、モバイルデバイス（例えば、タブレット、ノートブック、ラップトップ、パーソナルコンピュータ、ポータブルテレビ、ラジオなど）、ならびに移動用に設計されていないデバイス（例えば、デスクトップコンピュータ、その他のコンピュータ、情報キオスク、１つまたは複数のプロセッサが埋め込まれたテレビおよび／またはそれらが結合されたテレビ、ラジオなど）を含んでもよいが、それらに限定されない。

コンピュータデバイス１３０５は、同じまたは異なる構成の１つもしくは複数のコンピュータデバイスを含む、任意の数のネットワーク化された構成要素、デバイス、およびシステムと通信するため、（例えば、ＩＯインターフェース１３２５を介して）外部記憶装置１３４５およびネットワーク１３５０に通信可能に結合することができる。コンピュータデバイス１３０５、または任意の接続されたコンピュータデバイスは、サーバ、クライアント、シンサーバ、汎用機械、専用機械、または別のレベルとして機能するか、そのサービスを提供するか、あるいはその名称で呼ぶことができる。

ＩＯインターフェース１３２５は、コンピューティング環境１３００の少なくとも全ての接続された構成要素、デバイス、およびネットワークとの間で情報を通信するため、任意の通信もしくはＩＯプロトコルまたは規格（例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、８０２．１１ｘ、ユニバーサルシステムバス、ＷｉＭａｘ、モデム、セルラーネットワークプロトコルなど）を使用して、有線および／または無線インターフェースを含むことができるが、それらに限定されない。ネットワーク１３５０は、任意のネットワークまたはネットワークの組み合わせ（例えば、インターネット、ローカルエリアネットワーク、広域ネットワーク、電話ネットワーク、セルラーネットワーク、衛星ネットワークなど）にすることができる。

コンピュータデバイス１３０５は、一時的媒体および非一時的媒体を含む、コンピュータ使用可能またはコンピュータ可読媒体を使用することができ、および／またはそれらを使用して通信することができる。一時的媒体は、伝送媒体（例えば、金属ケーブル、光ファイバー）、信号、搬送波などを含む。非一時的媒体は、磁気媒体（例えば、ディスクおよびテープ）、光学媒体（例えば、ＣＤＲＯＭ、デジタルビデオディスク、ブルーレイディスク）、固体媒体（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、固体記憶装置）、ならびに他の不揮発性記憶装置またはメモリを含む。

コンピュータデバイス１３０５は、技術、方法、アプリケーション、プロセス、またはコンピュータ実行可能命令を、いくつかの例示のコンピューティング環境で実現するのに使用することができる。コンピュータ実行可能命令は、一時的媒体から検索することができ、また非一時的媒体に格納し、そこから検索することができる。実行可能命令は、任意のプログラミング、スクリプト、および機械言語（例えば、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｊａｖａ、ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ、Ｐｙｔｈｏｎ、Ｐｅｒｌ、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔなど）の１つまたは複数によるものであることができる。

プロセッサ１３１０は、ネイティブまたは仮想環境において、任意のオペレーティングシステム（ＯＳ）（図示なし）下で実行することができる。ロジックユニット１３６０、アプリケーションプログラミングインターフェース（ＡＰＩ）ユニット１３６５、入力ユニット１３７０、出力ユニット１３７５、ならびに異なるユニットが互いと、ＯＳと、および他のアプリケーション（図示なし）と通信するための、ユニット間通信メカニズム１３９５を含む、１つまたは複数のアプリケーションを配備することができる。記載したユニットおよび要素は、その設計、機能、構成、または実装が様々であることができ、提供する説明に限定されない。プロセッサ１３１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）などのハードウェアプロセッサの形態、またはハードウェアおよびソフトウェアユニットの組み合わせであることができる。

いくつかの実現例では、情報または実行命令がＡＰＩユニット１３６５によって受信されると、１つまたは複数の他のユニット（例えば、ロジックユニット１３６０、入力ユニット１３７０、出力ユニット１３７５）に通信されてもよい。いくつかの例では、ロジックユニット１３６０は、ユニット間の情報フローを制御し、上述したいくつかの実現例では、ＡＰＩユニット１３６５、入力ユニット１３７０、出力ユニット１３７５によって提供されるサービスを方向付けるように構成されてもよい。例えば、１つもしくは複数のプロセスまたは実装のフローは、ロジックユニット１３６０のみによって、またはＡＰＩユニット１３６５との組み合わせで制御されてもよい。入力ユニット１３７０は、実現例に記載される計算のための入力を得るように構成されてもよく、出力ユニット１３７５は、実現例に記載される計算に基づいて出力を提供するように構成されてもよい。

メモリ１３１５は、図４～７および１１に示されるような、プロセス情報、イベント情報などの情報を管理するように構成することができる。

プロセッサ１３１０は、図１～８に示されるように、工場システムから受信したプロセス情報から、ライン識別子、プロセス識別子、および位置識別子を抽出して、複数の資産を管理する資産データベースから、ライン識別子、プロセス識別子、および位置識別子に対応する対象資産を複数の資産から選択し、システム、例えば、工場システムから受信したイベント情報から、対象資産と関連付けられた１つまたは複数のイベントを決定し、１つまたは複数のイベントのうち１つのイベントに基づいて、対象資産に配備されるべき機能方法を選択し、対象資産に対して、対象資産および機能方法に対応する機能パッケージソフトウェアをインストールするように構成することができる。

所望の実現例に応じて、位置識別子は、図７に示されるような、複数のセンサからのセンサに対応するセンサ識別子、および工場システムの物理的位置の１つまたは複数である。

プロセッサ１３１０は、図９に示されるように、対象資産の状態に基づいた分散タイミングに合わせて設定されたトリガ信号に応答して、対象資産および機能方法に対応する機能パッケージソフトウェアを、対象資産にインストールするように構成することができる。

所望の実現例に応じて、メモリ１３１５は、図１１に示されるように、機能パッケージソフトウェアの生成およびインストールと関連付けられたロギング情報を管理するように構成することができる。

プロセッサ１３１０は、図１２に示されるように、対象資産と関連付けられた１つまたは複数のイベントと関連付けられた機能方法を決定し、機能方法のうち対象資産と関連付けられたものを決定し、イベントの選択を受信し、イベントと関連付けられた機能方法を、機能方法の中から選択することによって、１つまたは複数のイベントのうち１つのイベントに基づいて、対象資産に配備されるべき機能方法を選択するように構成することができる。所望の実現例に応じて、プロセッサ１３１０は、図１および１２に示されるように、イベントと関連付けられた機能方法を機能方法の中から選択することを、機能方法の選択を対象資産およびイベントと統計的に関連付けるように構成された、機械学習アルゴリズムを使用することによって実施するように、構成することができる。

所望の実現例に応じて、機能パッケージソフトウェアを、複数のＰＬＣを制御するように構成された物のインターネット（ＩｏＴ）ゲートウェイにインストールすることができ、機能パッケージソフトウェアは、図３（ａ）に示されるように、複数のＰＬＣに関する機能を制御するように構成される。

所望の実現例に応じて、機能パッケージソフトウェアを複数のＰＬＣにインストールすることができ、機能パッケージソフトウェアは、図３（b）に示されるように、複数のＰＬＣを制御するように構成される。

所望の実現例に応じて、機能パッケージソフトウェアを複数の機械および複数のセンサにインストールすることができ、機能パッケージソフトウェアは、図３（c）に示されるように、複数の機械および複数のセンサに関する機能を制御するように構成される。

詳細な説明のいくつかの部分は、コンピュータ内の動作のアルゴリズムおよび記号的表現に関して提示される。これらのアルゴリズム的説明および記号的表現は、データ処理分野の当業者が技術革新の本質を他の当業者に伝達するのに使用される手段である。アルゴリズムは、所望の最終状態または結果につながる一連の規定されたステップである。実現例では、実施されたステップは、有形の結果を達成するために有形の量を物理的に操作することを要する。

別段の具体的な提示がない限り、考察から明らかなように、説明全体を通して、「処理」、「コンピューティング」、「計算」、「決定」、「表示」などの用語を利用した考察は、コンピュータシステムのレジスタおよびメモリ内の物理的（電子的）量として提示されるデータを操作し、コンピュータシステムのメモリもしくはレジスタまたは他の情報記憶、送信、もしくは表示デバイス内の物理的量として同様に提示される他のデータに変換する、コンピュータシステムまたは他の情報処理デバイスの動作およびプロセスを含むことができるものと認識される。

実現例はまた、本明細書の動作を実施するための装置に関連してもよい。この装置は、必要な目的のために特別に構築されてもよく、あるいは１つもしくは複数のコンピュータプログラムによって選択的に活性化または再構成される、１つもしくは複数の汎用コンピュータを含んでもよい。かかるコンピュータプログラムは、コンピュータ可読記憶媒体またはコンピュータ可読信号媒体など、コンピュータ可読媒体に格納されてもよい。コンピュータ可読記憶媒体は、光学ディスク、磁気ディスク、読出し専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、固体デバイスおよびドライブ、または電子情報を格納するのに適した他の任意のタイプの有形もしくは非一時的媒体など、有形媒体を含んでもよい。コンピュータ可読信号媒体は、搬送波などの媒体を含んでもよい。本明細書で提示されるアルゴリズムおよびディスプレイは、任意の特定のコンピュータまたは他の装置に本質的に関連しない。コンピュータプログラムは、所望の実現例の動作を実施する命令を含む、純粋なソフトウェア実現例を含んでもよい。

様々な汎用システムが、本明細書の例によるプログラムおよびモジュールとともに使用されてもよく、または所望の方法ステップを実施する、より専門的な装置を構築するのに便利であると判明することがある。それに加えて、実現例は、任意の特定のプログラミング言語を参照して記載されない。本明細書に記載されるような実現例の教示を実現するのに、様々なプログラミング言語が使用されてもよいことが認識されるであろう。プログラミング言語の命令は、１つもしくは複数の処理デバイス、例えば中央処理装置（CPU）、プロセッサ、またはコントローラによって実行されてもよい。

当該分野では知られているように、上述の動作は、ハードウェア、ソフトウェア、またはソフトウェアとハードウェアの何らかの組み合わせによって実施することができる。実現例の様々な態様が、回路およびロジックデバイス（ハードウェア）を使用して実現されてもよく、他の態様は、プロセッサによって実行された場合、本出願の実例を実施する方法をプロセッサに実施させる、機械可読媒体（ソフトウェア）に格納された命令を使用して実現されてもよい。更に、本出願のいくつかの実現例は、ハードウェアのみによって実施されてもよく、他の実現例はソフトウェアのみによって実施されてもよい。更に、記載した様々な機能は、単一のユニットで実施することができ、または様々な手法で多数の構成要素に拡散することができる。ソフトウェアによって実施される場合、方法は、機械可読媒体に格納された命令に基づいて、汎用コンピュータなどのプロセッサによって実行されてもよい。所望の場合、命令は、圧縮および／または暗号化された形式で媒体に格納することができる。

更に、本出願の他の実例が、本明細書を考慮し本出願の教示を実践することによって、当業者には明白となるであろう。記載した実現例の様々な態様および／または構成要素は、単独でまたは任意の組み合わせで使用されてもよい。本明細書および実現例は単なる例として見なされ、本出願の真の範囲および趣旨は以下の特許請求の範囲によって示されるものとする。

Claims

複数のプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）と、前記複数のＰＬＣによって管理される複数の機械と、前記複数の機械と関連付けられた複数のセンサとを備える複数の資産を、有する工場システムのための方法であって、
前記工場システムから受信したプロセス情報から、ライン識別子、プロセス識別子、および位置識別子を抽出して、前記複数の資産を管理する資産データベースから、前記ライン識別子、前記プロセス識別子、および前記位置識別子に対応する対象資産を前記複数の資産から選択するステップと、
前記工場システムから受信したイベント情報から、前記対象資産と関連付けられた１つまたは複数のイベントを決定するステップと、
前記１つまたは複数のイベントのうち１つのイベントに基づいて、前記対象資産に配備されるべき機能方法を選択し、前記対象資産に対して、前記対象資産および前記機能方法に対応する機能パッケージソフトウェアを一時的に格納するステップと、
前記対象資産に対して、前記機能パッケージソフトウェアをインストールするステップとを含み、
前記機能パッケージソフトウェアが、前記対象資産の状態に基づいた分散タイミングに合わせて設定されたトリガ信号に応答して、前記複数の機械および前記複数のセンサに同期してインストールされ、前記機能パッケージソフトウェアが、前記複数の機械および前記複数のセンサに関する機能を制御するように構成される、方法。
前記位置識別子が、前記複数のセンサからのセンサに対応するセンサ識別子、および前記工場システムの物理的位置のうち１つまたは複数である、請求項１に記載の方法。
前記機能パッケージソフトウェアの生成およびインストールと関連付けられたロギング情報を更に備える、請求項１に記載の方法。
前記１つまたは複数のイベントのうち前記１つのイベントに基づいて、前記対象資産に配備されるべき前記機能方法を選択する前記ステップが、
前記対象資産と関連付けられた前記１つまたは複数のイベントと関連付けられた機能方法を決定するステップと、
前記対象資産と関連付けられた前記機能方法の１つを決定するステップと、
前記イベントの選択を受信するステップと、
前記イベントと関連付けられた前記機能方法を、前記機能方法の中から選択するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
前記イベントと関連付けられた前記機能方法を、前記機能方法の中から選択する前記ステップが、前記機能方法の選択を前記対象資産およびイベントと統計的に関連付けるように構成された、機械学習アルゴリズムによって実施される、請求項４に記載の方法。
複数のプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）と、前記複数のＰＬＣによって管理される複数の機械と、前記複数の機械と関連付けられた複数のセンサとを備える複数の資産を、有する工場システムのための、命令を格納する非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記命令が、
前記工場システムから受信したプロセス情報から、ライン識別子、プロセス識別子、および位置識別子を抽出して、前記複数の資産を管理する資産データベースから、前記ライン識別子、前記プロセス識別子、および前記位置識別子に対応する対象資産を前記複数の資産から選択するステップと、
前記工場システムから受信したイベント情報から、前記対象資産と関連付けられた１つまたは複数のイベントを決定するステップと、
前記１つまたは複数のイベントのうち１つのイベントに基づいて、前記対象資産に配備されるべき機能方法を選択し、前記対象資産に対して、前記対象資産および前記機能方法に対応する機能パッケージソフトウェアを一時的に格納するステップと、
前記対象資産に対して、前記機能パッケージソフトウェアをインストールするステップとを含み、
前記機能パッケージソフトウェアが、前記対象資産の状態に基づいた分散タイミングに合わせて設定されたトリガ信号に応答して、前記複数の機械および前記複数のセンサに同期してインストールされ、前記機能パッケージソフトウェアが、前記複数の機械および前記複数のセンサに関する機能を制御するように構成される、非一時的コンピュータ可読媒体。
前記位置識別子が、前記複数のセンサからのセンサに対応するセンサ識別子、および前記工場システムの物理的位置のうち１つまたは複数である、請求項６に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
前記機能パッケージソフトウェアの生成およびインストールと関連付けられたロギング情報を更に備える、請求項６に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
前記１つまたは複数のイベントのうち前記１つのイベントに基づいて、前記対象資産に配備されるべき前記機能方法を選択する前記ステップが、
前記対象資産と関連付けられた前記１つまたは複数のイベントと関連付けられた機能方法を決定するステップと、
前記対象資産と関連付けられた前記機能方法の１つを決定するステップと、
前記イベントの選択を受信するステップと、
前記イベントと関連付けられた前記機能方法を、前記機能方法の中から選択するステップとを含む、請求項６に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
前記イベントと関連付けられた前記機能方法を、前記機能方法の中から選択する前記ステップが、前記機能方法の選択を前記対象資産およびイベントと統計的に関連付けるように構成された、機械学習アルゴリズムによって実施される、請求項９に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
複数のプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）と、前記複数のＰＬＣによって管理される複数の機械と、前記複数の機械と関連付けられた複数のセンサとを備える複数の資産を、有する工場システムを管理するように構成された装置であって、
前記工場システムから受信したプロセス情報から、ライン識別子、プロセス識別子、および位置識別子を抽出して、前記複数の資産を管理する資産データベースから、前記ライン識別子、前記プロセス識別子、および前記位置識別子に対応する対象資産を前記複数の資産から選択し、
前記工場システムから受信したイベント情報から、前記対象資産と関連付けられた１つまたは複数のイベントを決定し、
前記１つまたは複数のイベントのうち１つのイベントに基づいて、前記対象資産に配備されるべき機能方法を選択し、前記対象資産に対して、前記対象資産および前記機能方法に対応する機能パッケージソフトウェアを一時的に格納し、
前記対象資産に対して、機能パッケージソフトウェアをインストールするように構成されたプロセッサを備え
前記機能パッケージソフトウェアが、前記対象資産の状態に基づいた分散タイミングに合わせて設定されたトリガ信号に応答して、前記複数の機械および前記複数のセンサに同期してインストールされ、前記機能パッケージソフトウェアが、前記複数の機械および前記複数のセンサに関する機能を制御するように構成される、装置。