JP7276442B2 - 情報処理システム、ゲートウェイ、サーバ、および情報処理方法 - Google Patents
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Description
以下、本発明の実施形態1について、詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係る情報処理システム1の構成を示すブロック図である。図1において、情報処理システム1は、ゲートウェイ10と、サーバ20と、端末30とを含む。情報処理システム1は、製造ライン9におけるn個の設備Mi(i=1~n、nは1以上の整数)を管理するシステムである。なお、サーバ20は、本発明における情報処理装置の一例である。
製造ライン9は、図1に示すように、n個の設備Miと、n個のコントローラPiと、m個の外付けのセンサCj(j=1~m、mは1以上の整数)と、センサ親機CPとを含んでいる。製造ライン9は、一例として、鋳型等を製造するラインであるが、これらに限られない。
図2は、ゲートウェイ10のハードウェア構成を示すブロック図である。ゲートウェイ10は、プロセッサ101と、主メモリ102と、補助メモリ103と、通信インタフェース104と、通信インタフェース105とを有するコンピュータによって構成される。なお、主メモリ102および補助メモリ103は、本発明における、ゲートウェイが備えるメモリの一例である。また、通信インタフェース104は、本発明における、ゲートウェイが備える、コントローラと通信する通信インタフェース、および、センサとコントローラを介さずに通信する通信インタフェースの一例である。また、通信インタフェース105は、本発明における、ゲートウェイが備える、センサと通信する通信インタフェースの一例である。
ゲートウェイ10は、各コントローラPiから、設備Miの内的な状態を表す情報を取得する機能を有する。そのために、ゲートウェイ10は、各コントローラPiが対応する接続プロトコルにしたがって、当該コントローラPiとの間で情報の送受信を行う。
ゲートウェイ10は、補助メモリ103に、収集設定データを記憶する。収集設定データは、サーバ20から受信される。収集設定データの詳細については後述する。
図3は、サーバ20のハードウェア構成を示すブロック図である。サーバ20は、コントローラ200と、通信インタフェース204とを含むコンピュータによって構成される。コントローラ200は、プロセッサ201と、主メモリ202と、補助メモリ203と、を含む。なお、主メモリ202および補助メモリ203は、本発明における、サーバが備えるメモリの一例である。また、通信インタフェース204は、本発明における、サーバが備える通信インタフェースの一例である。
サーバ20は、各設備Miについて収集した内的な状態を表す情報および外的な状態を表す情報を蓄積する機能を有する。
ここで、保全アラームとは、設備Miのメンテナンスを促すアラームである。保全アラームは、本発明における第1アラームに相当する。具体的には、保全アラームは、設備の異常には関わらないメンテナンスが推奨されることを示す。設備の異常に関わらないメンテナンスの一例としては、部品の調整、交換、消耗品の補充等が挙げられるが、これらに限られない。保全アラームは、設備Miをメンテナンスする合図としての役割を有する。
設備アラームとは、設備Miにおける異常の発生または異常の予兆を示すアラームである。設備アラームは、本発明における第2アラームに相当する。ここで、設備Miは、当該設備Miに異常を示す事象が発生した場合に、当該設備Miが故障に至らないよう停止する機能を有している。設備アラームは、そのような設備Miが停止したこと(異常)、または、停止に至る事象が発生したこと(予兆)を示す。設備アラームは、設備Miにおける異常の発生を報知する役割、または、異常が発生する前段階での警告を報知する役割を有する。
サーバ20は、補助メモリ203に、製造ライン9の構成に関する構成データと、収集設定データと、アラーム設定データとを記憶する。収集設定データおよびアラーム設定データの詳細については後述する。ここでは、構成データの具体例について説明する。
図5は、端末30のハードウェア構成を示すブロック図である。端末30は、プロセッサ301と、主メモリ302と、補助メモリ303と、通信インタフェース304と、入出力インタフェース305とを有するコンピュータによって構成される。
端末30は、設備Miの内的な状態を表す情報および外的な状態を表す情報が統合された情報をサーバ20から受信し、出力装置320に出力する機能を有する。また、端末30は、収集設定データおよびアラーム設定データを設定するための情報を入力装置310から取得し、サーバ20に送信する機能を有する。
以上のように構成される情報処理システム1が実行する処理の流れについて説明する。
図6は、情報処理システム1が、各設備Miの状態を表す情報を収集し、統合して表示する処理の流れを説明するフローチャートである。図6において、左図はサーバの処理S20_1を示し、右図はゲートウェイの処理S10を示し、左右を結ぶ破線の矢印は、データの流れを示す。
ステップS101において表示される収集設定データの設定画面について、具体例を用いて説明する。ここでは、ステップS101で、設定画面G1および設定画面G2が表示される例について説明する。設定画面G1は、内的な状態を表す情報に関する設定を受け付ける画面である。設定画面G2は、外的な状態を表す情報に関する設定を受け付ける画面である。
図9は、ステップS102でサーバ20からゲートウェイ10に送信される、収集設定データの具体例を示す図である。図9において、収集設定データは、タグ名と、ネットワークアドレスと、デバイス名またはセンサ名と、接続プロトコルと、単位変換と、収集周期との情報を含む。当該収集設定データは、図7(b)および図8(b)にそれぞれ示した設定データに基づいて生成される。ここで、図7(b)および図8(b)にそれぞれ示した設定データには、例えば「ネットワークアドレス」のように収集処理に必要な情報と、例えば「単位」のように表示処理に必要な情報とが含まれる。そこで、サーバ20は、図7(b)および図8(b)にそれぞれ示した設定データから、収集処理に必要な情報を抽出して図9に示す収集設定データを生成し、ゲートウェイ10に送信する。
ステップS105における処理の詳細について説明する。図10は、ステップS105における、内的な状態を表す情報を収集する処理の詳細な流れの具体例を示すフローチャートである。図10において、左図は、ゲートウェイ10の動作を示し、右図は、コントローラPiの動作を示す。また、左右を結ぶ破線の矢印は、データの流れを示す。
ステップS106における処理の詳細について説明する。図11は、ステップS106における、外的な状態を表す情報を収集する処理の詳細な流れの具体例を示すフローチャートである。図11において、左図は、ゲートウェイ10の動作を示し、中央の図は、センサ親機CPの動作を示し、右図は、センサの動作を示す。また、左右を結ぶ破線の矢印は、データの流れを示す。
ステップS110において、出力装置320としてのディスプレイに表示される画面の具体例について説明する。図12~図16は、それぞれ、各設備Miについて内的な状態を表す情報および外的な状態を表す情報を統合した画面の具体例を示す図である。以降、内的な状態を表す情報および外的な状態を表す情報を統合した情報を、単に、統合した情報とも記載する。
図12は、メイン画面G3を示す図であり、複数の設備Miの各々に関して統合した情報を含んでいる。当該メイン画面G3により、ユーザは、複数の設備Mi各々について統合された情報を一覧することができる。
図13は、グラフィックモニタ画面G4を示す図であり、設備M1に関して統合した情報を含んでいる。当該グラフィックモニタ画面G4により、ユーザは、任意の設備Miについて収集された内的な状態を表す情報および外的な状態を表す情報が、設備Miの物理的な構造において取得された位置を一括して把握することができる。
図14は、計測値モニタ画面G5を示す図であり、設備M1に関して統合した情報を含んでいる。当該計測値モニタ画面G5により、ユーザは、任意の設備Miについて収集された内的な状態を表す情報および外的な状態を表す情報の履歴を把握することができる。
図15は、グラフモニタ画面G6を示す図であり、設備M1に関して統合した情報を含んでいる。当該グラフモニタ画面G6により、ユーザは、任意の設備Miについて収集された内的な状態を表す情報および外的な状態を表す情報の変化をグラフィカルに把握することができる。
図16は、稼動モニタ画面G7を示す図であり、設備M1に関する稼動状況を表す情報を含んでいる。当該稼動モニタ画面G7により、ユーザは、任意の設備Miの稼動状況の履歴をグラフィカルに把握することができる。
図17は、サーバ20が、保全アラームおよび設備アラームの発生傾向を表示する処理S20_2の流れを説明するフローチャートである。
図18は、ステップS201において、出力装置320としてのディスプレイに表示される設定画面G8の具体例を示す図である。設定画面G8は、設備Miに関するアラームルールを設定するための入力操作を受け付ける。設定画面G8は、設備名、タグ名をそれぞれ入力可能なフィールドG801、G802と、ルール種別を設定する領域G803と、判定条件を設定する領域G804a~G804cと、登録ボタンG812と、戻るボタンG811とを含む。なお、この例では、1つのタグ、すなわち、各設備Miの1種類の内的または外的な状態を表す情報について、3つまでの判定条件を設定できるものとしているが、各タグについて設定可能な判定条件の個数は、1または2であってもよいし、4以上であってもよい。
ここで、ステップS204、S206において、出力装置320としてのディスプレイに表示される画面の具体例について説明する。図12に示したメイン画面G3において、上述したように、設備アラームエリアG304では、設備アラームが発生中の場合、当該設備アラームが発生中であることが表示される。すなわち、ステップS206における設備アラームの出力処理が実行される。また、保全アラームエリアG305では、保全アラームが発生中の場合、当該保全アラームが発生中であることが表示される。すなわち、ステップS204における保全アラームの出力処理が実行される。
ここで、ステップS207において、出力装置320としてのディスプレイに表示される画面の具体例について説明する。
図12に示したメイン画面G3は、設備M1~M4の各々に関して、設備アラームエリアG304と、保全アラームエリアG305とを含んでいる。設備アラームエリアG304は、設備アラームの発生傾向として、当該設備アラームが発生した緊急度別の回数、または、現在発生中の設備アラームに係る情報を含んでいる。また、保全アラームエリアG305は、保全アラームの発生傾向として、当該保全アラームが発生した緊急度別の回数、または、現在発生中の保全アラームに係る状態を含んでいる。
図21は、設備アラーム画面G9を示す図であり、この例では、製造ライン9全体で出力された設備アラームを含んでいる。
図22は、保全アラーム画面G10を示す図であり、この例では、製造ライン9全体で出力された保全アラームを含んでいる。
図23は、設備アラーム詳細画面G11を示す図であり、この例では、設備M1に係るタグT11について出力された設備アラームの詳細を含んでいる。
図24は、保全アラーム詳細画面G12を示す図であり、この例では、設備M1に係るタグT21について出力された保全アラームの詳細を含んでいる。
以上説明したように、本実施形態は、ゲートウェイ10が、各コントローラPiから内的な状態を表す情報を取得するとともに、各センサCjからの外的な状態を表す情報を、n個のコントローラPiの何れも介さずに取得する。これにより、本実施形態は、コントローラPiのプログラムを書き換えることなく、センサCjを自由に増減することができ、センサCjを増減する自由度が高くなる、という効果を奏する。
なお、本実施形態において、情報処理システム1は、ゲートウェイ10とそれぞれ同様に構成される複数のゲートウェイ10_x(x=1,2,・・・)を含んでいてもよい。この場合、各設備Miの内的な状態を表す情報および外的な状態を表す情報は、複数のゲートウェイ10_xの何れかによって収集される。例えば、製造ライン9が複数のサブラインからなる場合等のように、製造施設90内において、n個の設備Miが物理的に異なるエリア(例えば異なるフロア等)に分散して設置されている場合がある。この場合、各エリアにゲートウェイ10_xを設置し、各エリア内のゲートウェイ10_xが、当該エリア内の設備Miの内的な状態を表す情報および外的な状態を表す情報を収集するようにしてもよい。
次に、本発明の実施形態2について、詳細に説明する。
図25は、本実施形態に係る情報処理システム2の構成を示すブロック図である。図25において、情報処理システム2は、N個のゲートウェイ10_x(x=1~N、Nは2以上の整数)と、サーバ20_1とを含む。情報処理システム2は、M個の製造ライン9_y(y=1~M、Mは2以上の整数)の各々における設備を管理するシステムである。
上述した実施形態に係る情報処理システムは、少なくとも1つの製造施設における1または複数の設備を管理する情報処理システムである。このシステムは、1または複数のゲートウェイと、各ゲートウェイに通信可能に接続されるサーバと、を備えている。各ゲートウェイは、各設備に内蔵されたコントローラに通信可能に接続されると共に、各設備に付帯する外付けのセンサに当該設備に内蔵されたコントローラを介さずに通信可能に接続される。このゲートウェイは、当該コントローラによって取得される当該設備の内的な状態を表す情報を受信する処理と、当該センサによって取得される当該設備の外的な状態を表す情報を受信する処理と、前記内的な状態を表す情報および前記外的な状態を表す情報を前記サーバに送信する処理と、を実行する。前記サーバは、前記ゲートウェイから受信した前記内的な状態を表す情報および前記外的な状態を表す情報を統合して出力する処理を実行する。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。上述した実施形態に含まれる個々の技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
10 ゲートウェイ
20 サーバ(情報処理装置)
30 端末
101、201、301 プロセッサ
102、202、302 主メモリ
103、203、303 補助メモリ
104、105、204、304、305 通信インタフェース
109、209、309 バス
305 入出力インタフェース
310 入力装置
320 出力装置
1001 WAN
90 製造施設
9 製造ライン
9001 LAN
Mi 設備
Pi コントローラ
CP センサ親機
Cj センサ
Claims (8)
- 少なくとも1つの製造施設における1または複数の設備を管理する情報処理システムであって、
1または複数のゲートウェイと、各ゲートウェイに通信可能に接続されるサーバと、を備え、
各ゲートウェイは、
各設備に内蔵されたコントローラに通信可能に接続されると共に、各設備に付帯する外付けのセンサに当該設備に内蔵されたコントローラを介さずに通信可能に接続され、
当該コントローラによって取得される当該設備の内的な状態を表す情報を受信する処理と、
当該センサによって取得される当該設備の外的な状態を表す情報を受信する処理と、
前記内的な状態を表す情報および前記外的な状態を表す情報を前記サーバに送信する処理と、を実行し、
前記サーバは、
前記ゲートウェイから受信した前記内的な状態を表す情報および前記外的な状態を表す情報を統合して出力する処理を実行する、
ことを特徴とする情報処理システム。 - 複数の製造施設の各々に、前記複数のゲートウェイの少なくとも1つが設置され、
前記サーバは、前記出力する処理において、各製造施設について、前記内的な状態を表す情報および前記外的な状態を表す情報を統合して出力する、
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理システム。 - 前記サーバは、前記出力する処理において、前記内的な状態を表す情報に基づき出力されるアラームおよび前記外的な状態を表す情報に基づき出力されるアラームを統合して出力することを特徴とする請求項1または2に記載の情報処理システム。
- 製造施設における1または複数の設備の各々に内蔵されたコントローラに通信可能に接続されると共に、各設備に付帯する外付けのセンサに当該設備に内蔵されたコントローラを介さずに通信可能に接続され、さらにサーバに通信可能に接続されるゲートウェイであって、
当該コントローラによって取得される当該設備の内的な状態を表す情報を受信する処理と、
当該センサによって取得される当該設備の外的な状態を表す情報を受信する処理と、
前記内的な状態を表す情報および前記外的な状態を表す情報を、当該内的な状態を表す情報および当該外的な状態を表す情報を統合して出力する処理を実行する前記サーバに送信する処理と、を実行するゲートウェイ。 - 各コントローラと通信する通信インタフェースと、
各センサと通信する通信インタフェースと、
前記サーバと通信する通信インタフェースと、
プログラムに従って前記各処理を実行するプロセッサと、
前記プログラムを格納したメモリと、を備える、請求項4に記載のゲートウェイ。 - 少なくとも1つの製造施設における1または複数の設備の各々に内蔵されたコントローラから取得される当該設備の内的な状態を表す情報と、各設備に付帯する外付けのセンサから当該設備に内蔵されたコントローラを介さずに取得した当該設備の外的な状態を表す情報とを送信するゲートウェイに通信可能に接続され、
前記ゲートウェイから受信した前記内的な状態を表す情報および前記外的な状態を表す情報を統合して出力する処理を実行するサーバ。 - 前記ゲートウェイと通信する通信インタフェースと、
プログラムに従って前記処理を実行するプロセッサと、
前記プログラムを格納したメモリと、を備える請求項6に記載のサーバ。 - 少なくとも1つの製造施設における1または複数の設備を管理する方法であって、
各設備に内蔵されたコントローラに通信可能に接続されると共に、各設備に付帯する外付けのセンサに通信可能に接続されたゲートウェイが、当該コントローラによって取得される当該設備の内的な状態を表す情報を受信するステップと、当該センサによって取得される当該設備の外的な状態を表す情報を受信するステップと、前記内的な状態を表す情報および前記外的な状態を表す情報をサーバに送信するステップと、を実行し、
各ゲートウェイに通信可能に接続されるサーバが、前記ゲートウェイから受信した前記内的な状態を表す情報および前記外的な状態を表す情報を統合して出力するステップを実行する情報処理方法。
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