JP7449841B2

JP7449841B2 - 中継装置および中継方法

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Publication number: JP7449841B2
Application number: JP2020183737A
Authority: JP
Inventors: 清隆高橋; 祐次緒方
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2020-11-02
Filing date: 2020-11-02
Publication date: 2024-03-14
Anticipated expiration: 2040-11-02
Also published as: US20220141286A1; JP2022073622A; US11553040B2

Description

本発明は、中継装置ならびにそれに用いる中継方法に関する。

本技術分野における先行技術文献として特許文献１がある。特許文献１では、アプリケーション（以降、アプリと略す）の入力仕様と設備の出力仕様から、アプリの要求を満たす設備の組み合わせを選択して、アプリと設備を接続する方法を開示している。

特開２０１７－１６７７４７号公報

様々な顧客の工場などの環境において、様々な顧客のニーズに応じたアプリを提供するためには、アプリの利用開始時に、アプリの入力仕様を満たすことのできる環境にある設備を適切に選択して接続する必要がある。このとき、従来手法では、特許文献１のように、アプリの要求を満たす設備の組み合わせを選択するために、アプリと設備を１対１対応させて、設備の出力仕様にあわせてアプリの入力仕様を設計するなどのアプリの作りこみが必要であり、顧客ニーズに応じて様々なアプリを様々な顧客の環境に提供するには工数がかかる。

そこで、アプリと設備との間に処理ノードを挿入し疎結合化することにより、柔軟にアプリを設備に接続できるようにしたいが、様々なアプリを様々な設備に接続して安定的に稼働させるには、アプリと設備を繋ぐ中継装置上で処理ノードを効率的に稼働させる必要がある。

本発明の目的は、上記課題に鑑み、柔軟にアプリを設備に接続できるようにしながら、様々なアプリを様々な設備に接続して安定的な稼働を実現できる中継装置および中継方法を提供することである。

本発明は、その一例を挙げるならば、アプリと設備との接続を仲介する中継方法であって、利用開始するアプリが必要とするデータの入力仕様が入力されると、入力仕様に含まれるデータ項目と既存のデータ処理経路に配置される各処理ノードが保持する出力仕様を比較し、既存の処理ノードとデータ処理経路で入力仕様を満足できる場合はデータ処理経路の出力を利用開始するアプリに接続し、既存のデータ処理経路で入力仕様を満足出来ない場合は、新規処理ノードを追加し、新規処理ノードの出力仕様と入力仕様を比較し、新規処理ノードで入力仕様を満足できる場合は新規処理ノードの出力を記利用開始するアプリに接続する。

本発明によれば、柔軟にアプリを設備に接続できるようにしながら、様々なアプリを様々な設備に接続して安定的な稼働を実現できる中継装置および中継方法を提供できる。

実施例における中継装置を適用したシステムの機能構成図である。実施例における処理ノード管理テーブルの構成例である。実施例における設備管理テーブルの構成例である。実施例におけるアプリ管理テーブルの構成例である。実施例におけるデータ処理経路管理テーブルの構成例である。実施例における接続パターン管理テーブルの構成例である。実施例における高利用頻度アプリ管理テーブルの構成例である。実施例における出現回数管理テーブルの構成例である。実施例におけるアプリ接続処理のフローチャート（１／３）である。実施例におけるアプリ接続処理のフローチャート（２／３）である。実施例におけるアプリ接続処理のフローチャート（３／３）である。実施例における接続ノード選定処理のフローチャートである。実施例における追加処理ノード選定処理のフローチャートである。実施例における追加経路選定処理のフローチャートである。実施例におけるユースケースのシステム構成図（ステップ１）である。実施例におけるユースケースのシステム構成図（ステップ２）である。実施例におけるユースケースのシステム構成図（ステップ３）である。実施例におけるユースケースのシステム構成図（ステップ４）である。

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

本実施例は、クラウドやエッジ/フォグにＩｏＴ（Internet of Things）プラットフォームを用いて提供するアプリに、工場などの現場設備や現場設備に取り付けたセンサからのデータを中継する中継装置に関する。その中継装置は、例えば、構成される各種機能が動的に配置されて、それらが自律分散的に連携して動的に実行するソフトウェア構成が変化する環境において、現場設備からの運転データまたはセンサからのセンシングデータを受信して、そのデータをクラウド上のアプリに送信する。そして、データを利用するアプリとデータを提供する現場設備やセンサを繋げるために必要な中継処理を提供する際、既に提供している中継処理を共用することにより、多様で多数のアプリをＩｏＴプラットフォームを介して多量にある現場の設備やセンサに繋げ、システム全体として安定化およびスケーラブル化を図り高い稼働性を提供する。

図１は本実施例における中継装置が対象にするシステムの機能構成図である。図１に示すように、本システムは、クラウドなどの計算機環境で高度な分析処理などを実施するアプリ１０００、１１００、１２００が配置され、各アプリは受信するデータの仕様を規定する入力仕様１００１、１１０１、１２０１および１２０２が定義される。また、工場などの製造現場には工作機械や設備３０００、３１００、３２００が配備され、各設備は出力するデータの仕様を規定する出力仕様３０１０、３１１０、３２１０が定義される。各アプリと各設備は中継装置５０００を介して接続される。

中継装置５０００は、アプリ１０００～１２００と設備３０００～３２００を接続してデータの交換を実現するために、各アプリ１０００～１２００の入力仕様１００１～１２０２と接続する設備の出力仕様３０１０～３２１０を調整や変換することにより一致（以降、“一致”は“満足”と同じ意味を持つとして用いる）させるための処理ノード２０００～２６００を配置する。処理ノード２０００～２６００は、処理ノードが受信するデータの仕様を規定する入力仕様２００１～２６０１が定義され、また、出力するデータの仕様を規定する出力仕様２０１０～２６２０が定義される。

そして、アプリ１０００～１２００、処理ノード２０００～２６００、設備３０００～３２００において、その内容が一致する入力仕様と出力仕様を備えるもの同士が接続できる。

中継装置５０００は、図１において、これら処理ノードを実行するための共通機能である処理基盤５１００と、アプリや設備に依存し汎用化されない処理ノードとして機能するプログラムを格納する記憶部５２００として記載している。

処理基盤５１００は、アプリに接続する現場に配備される設備を管理する設備管理部５１０１と、設備に接続するクラウドやオンプレミス環境で実行されるアプリを管理するアプリ管理部５１０２と、アプリと設備間を中継して接続する処理ノードを管理する処理ノード管理部５１０３と、アプリと設備を中継してデータを転送する処理ノードの接続関係を管理するデータ処理経路管理部５１０４を有している。

なお、記憶部５２００に記載した処理ノード２０００～２６００を実行する処理は、処理基盤５１００での処理と連携して図示しないアプリ接続処理部でのアプリ接続処理によって実行される。

また、中継装置５０００は、そのハードウェアイメージとしては、一般的な情報処理装置である、処理装置（ＣＰＵ）と記憶装置（メモリ）と入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）を有する装置によって実現される。すなわち、処理基盤５１００での処理、および、記憶部５２００に記載した処理ノード２０００～２６００を実行する処理であるアプリ接続処理は、記憶部５２００である記憶装置に格納されたそれらを処理するプログラム及びデータに基づいてＣＰＵがソフトウェア処理することにより実行される。なお、画像処理については、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）が実行してもよい。また、Ｉ／Ｆを介して、アプリと設備が接続される。

図２は、本実施例における処理ノード管理部５１０３が保持する処理ノード管理テーブルＴ１００の構成例である。処理ノード管理テーブルＴ１００は、中継装置が現在実行している処理ノードの属性を管理するテーブルである。図２に示すように、処理ノード管理テーブルＴ１００は、現在中継装置において動作している処理ノードに関して、内部的に割り振られたシリアル番号Ｔ１０１、処理ノードの名称Ｔ１０２、処理ノードが具備する入力仕様の数Ｔ１０３、データ項目Ｔ１０５と当該処理ノードにおけるデータの入力頻度Ｔ１０６から構成される入力仕様Ｔ１０４、処理ノードが具備する出力仕様の数Ｔ１０７、データ項目Ｔ１０９と当該処理ノードにおけるデータの出力頻度Ｔ１１０から構成される出力仕様Ｔ１０８から構成される。

図３は、本実施例における設備管理部５１０１が保持する設備管理テーブルＴ２００の構成例である。設備管理テーブルＴ２００は、中継装置が現在収容している現場の設備を管理するテーブルである。図３に示すように、設備管理テーブルＴ２００は、内部的に割り振られたシリアル番号Ｔ２０１、設備の名称Ｔ２０２、設備が具備する出力仕様の数Ｔ２０３、データ項目Ｔ２０５と当該設備におけるデータの出力頻度Ｔ２０６から構成される出力仕様Ｔ２０４から構成される。

図４は、本実施例におけるアプリ管理５１０２部が保持するアプリ管理テーブルＴ３００の構成例である。アプリ管理テーブルＴ３００は、中継装置が現在収容しているクラウドやオンプレミス環境で動作するアプリを管理するテーブルである。図４に示すように、アプリ管理テーブルＴ３００は、内部的に割り振られたシリアル番号Ｔ３０１、アプリの名称Ｔ３０２、アプリが具備する入力仕様の数Ｔ３０３、データ項目Ｔ３０５と当該アプリにおけるデータの入力頻度Ｔ３０６から構成される入力仕様Ｔ３０４から構成される。

図５は、本実施例におけるデータ処理経路管理部５１０４が保持するデータ処理経路管理テーブルＴ４００の構成例である。図５に示すように、データ処理経路管理テーブルＴ４００は、内部的に割り振られたシリアル番号Ｔ４０１、アプリ、処理ノード、または設備の名称Ｔ４０２、当該アプリ、処理ノード、または設備が接続を許容する入力側の接続数を示す入力数Ｔ４０３、当該アプリ、処理ノード、または設備に現在接続している処理ノードまたは設備を識別するシリアル番号を示す入力元＃Ｔ４０４、当該処理ノードまたは設備が接続を許容する出力側の接続数を示す出力数Ｔ４０５、当該処理ノード、または設備に現在接続している処理ノードまたはアプリを識別するシリアル番号を示す出力先＃Ｔ４０６から構成される。

図６は、本実施例における処理基盤５１００で管理する接続パターン管理テーブルＴ５００の構成例である。接続パターン管理テーブルＴ５００は、中継装置が処理ノードを介してアプリと設備を接続できる組合せを管理するためのテーブルである。図６に示すように、接続パターン管理テーブルＴ５００は、内部的に割り振られ接続パターンを識別する接続パターン＃Ｔ５０１、それぞれの接続パターンを構成するアプリ、処理ノード、設備の名称Ｔ５０２、当該接続パターンを構成するアプリ、処理ノード、設備に内部的に割り振られた識別子を示す＃Ｔ５０３、各接続パターンを構成するアプリ、処理ノード、設備において、その入力側に接続されるアプリ、処理ノード、設備の＃Ｔ５０３に示される入力元＃Ｔ５０４、各接続パターンを構成するアプリ、処理ノードにおいて、その出力側に接続される処理ノード、設備の＃Ｔ５０３に示される出力先＃Ｔ５０５から構成される。

図７は、本実施例における処理基盤５１００で管理する高利用頻度アプリ管理テーブルＴ６００の構成例である。高利用頻度アプリ管理テーブルＴ６００は、アプリを利用する現場を、例えばその製造現場が、対象が量産品なのか特注品なのか、多品種少量生産なのか少品種多量生産なのか、ライン生産なのかセル生産なのかジョブショップ生産なのか、などの特徴により分類したときに、各特長の現場で高い頻度で利用されるアプリを管理するテーブルである。図７に示すように、高利用頻度アプリ管理テーブルＴ６００は、各カテゴリを識別する現場カテゴリ＃Ｔ６０１、当該カテゴリの現場で利用頻度の高いアプリの名称Ｔ６０２から構成される。

図８は、本実施例における処理基盤５１００で管理する出現回数管理テーブルＴ７００の構成例である。出現回数管理テーブルＴ７００は、特定の現場において、利用可能な現場設備が明らかになり、現場の特徴から利用頻度の高いアプリが明らかになったとき、中継装置が当該現場で利用頻度の高い見込のアプリと、当該現場で利用可能な設備を接続できる組合せを、接続パターン管理テーブルＴ５００から抽出した、当該現場で有効な接続パターンを管理するテーブルである。図８に示すように、出現回数管理テーブルＴ７００は、内部的に割り振られた当該現場で有効な接続パターンを識別するＩＤである有効接続パターン＃Ｔ７０１、各有効接続パターンを構成するアプリ、処理ノード、設備の名称Ｔ７０２、設備に内部的に割り振られた識別子を示す＃Ｔ７０３、各有効接続パターンを構成するアプリ、処理ノード、設備において、その入力側に接続されるアプリ、処理ノード、設備の＃Ｔ７０３に示される入力元＃Ｔ７０４、各有効接続パターンを構成するアプリ、処理ノードにおいて、その出力側に接続される処理ノード、設備の＃Ｔ７０３に示される出力先＃Ｔ７０５、本出現回数管理テーブルＴ７００の全ての有効接続パターンにおいて、それぞれの名称Ｔ７０２に示される処理ノードまたは設備の出現する回数を示す出現回数Ｔ７０６から構成される。出現回数Ｔ７０６の数値が大きい処理ノードまたは設備が、当該現場において利用できる見込みが高く、複数のアプリまたは複数の設備で共用できる見込みが高い。

図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃは、本実施例における中継装置がアプリと設備を接続するときのアプリ接続処理のフローチャートＰ１００である。なお、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃは、連続した１つの処理フローチャートであるが、紙面の都合上、３つに分割して表示している。

本アプリ接続処理は、図９Ａに示すように、まず既に中継装置で動作している処理ノードに、これから利用を開始するアプリが接続できるか確認する。次に、図９Ｂに示すように、これから利用を開始するアプリが現在動作している処理ノードに接続できない場合は、新たに処理ノードを追加して、既に中継装置で利用している設備が利用できないか確認する。そして、図９Ｃに示すように、既に中継装置で利用している設備が利用できない場合は、中継装置に登録されている他の設備にアプリを接続できないかを確認する。以下、これらについて詳細に説明する。

図９Ａにおいて、まず、ステップＳ１０１において、本中継装置が収容する設備が配置されている現場に対してアプリを提供する際に、利用を開始するアプリの入力仕様を入力する。次に、ステップＳ１０２において、利用を開始するアプリを接続できる候補となる処理ノードを格納するメモリをクリアする。そして、ステップＳ１０３とステップＳ１０６の間において、データ処理経路管理テーブルＴ４００に登録されているすべての処理ノードに対して、以下のステップＳ１０４、Ｓ１０５を繰り返す。すなわち、ステップＳ１０４で、データ処理経路管理テーブルＴ４００に登録されている処理ノードの出力仕様が、利用を開始するアプリの入力仕様、すなわちデータ項目や頻度、と一致するか比較する。そして、データ処理経路管理テーブルＴ４００に登録されている処理ノードの出力仕様と、利用を開始するアプリの入力仕様が一致する場合、ステップＳ１０５で、利用を開始するアプリを接続できる候補となる処理ノードを格納するメモリに、該当処理ノードの識別子を格納する。

次に、ステップＳ１０７において、利用を開始するアプリを接続できる候補となる処理ノードを格納するメモリに、アプリを接続する候補となる処理ノードが格納されているか評価する。もし、候補となる処理ノードが格納されていれば、ステップＳ１０８に移行し、接続ノード選定処理Ｐ２００を呼び出す。接続ノード選定処理Ｐ２００の詳細については後述する。そして、ステップＳ１０９で、選定された処理ノードにアプリを接続し、アプリ接続は終了する（ステップＳ１１０）。

ステップＳ１０７において、候補となる処理ノードが格納されていなければ、ステップＳ１１１で、中継装置に登録されている処理ノードの中に利用を開始するアプリの入力仕様を満たすものがあるか評価する。そして、登録されている処理ノードの中にアプリの入力仕様を満たすものがあれば、図９ＢのステップＳ１１６に移行する。登録されている処理ノードの中にアプリの入力仕様を満たすものが無い場合、ステップＳ１１２に移行し、中継装置に登録されている装置でアプリの入力仕様を満たすものが無いかを評価する。もし、アプリの入力仕様を満たすものが無い場合、ステップＳ１１４に移行し、利用を開始するアプリは当該中継装置が稼働する現場においては利用不可と判断し、その旨を表示する。もし、アプリの入力仕様を満たすものがあれば、ステップＳ１１３に移行し、利用を開始するアプリを直接該当する設備に接続する。そして、ステップＳ１１５に移行しアプリ接続は終了する。

図９Ｂにおいて、ステップＳ１１６で、利用を開始するアプリを接続できる候補となる処理ノードを格納するメモリをクリアする。また、ステップＳ１１７で、利用を開始するアプリを接続するための新たに処理ノードを接続できる既存の処理ノードを格納するメモリをクリアする。そして、ステップＳ１１８とステップＳ１２１の間において、当該中継装置に登録されているすべての処理ノードに対して、以下のステップＳ１１９、Ｓ１２０を繰り返す。すなわち、ステップＳ１１９において、利用を開始するアプリの入力仕様と当該処理ノードの出力仕様が一致するか評価する。もし、利用を開始するアプリの入力仕様と当該処理ノードの出力仕様が一致する場合、ステップＳ１２０において、利用を開始するアプリを接続できる候補となる処理ノードを格納するメモリに、当該処理ノードの識別子を格納するＰ１２０。

次にステップＳ１２２とステップＳ１２７の間において、データ処理経路管理テーブルＴ４００に登録されているすべての処理ノードに対して、ステップＳ１２３とステップＳ１２６の間の処理を繰り返す。

ステップＳ１２３とステップＳ１２６の間の処理は、当該中継装置に登録済みの処理ノードのなかから利用を開始するアプリの入力仕様に一致する処理ノードが存在する間、ステップＳ１２４とステップＳ１２５の処理を繰り返す。すなわち、ステップＳ１２４において、データ処理経路管理テーブルＴ４００に登録されている処理ノードの出力仕様が、当該中継装置に登録済みの処理ノードの中から利用を開始するアプリの入力仕様に一致する処理ノードの入力仕様に一致するか評価する。そして、データ処理経路管理テーブルＴ４００に登録されている処理ノードの出力仕様が、当該中継装置に登録済みの処理ノードの中から利用を開始するアプリの入力仕様に一致する場合、ステップＳ１２５において、アプリの入力仕様に一致する出力仕様を備える処理ノードの識別子と、当該処理ノードの入力仕様に一致する出力仕様を備えるデータ処理経路管理テーブルＴ４００に登録されている処理ノードの識別子を、追加処理ノード接続候補リストに格納する。

そして、ステップＳ１２８において、追加処理ノード接続候補リストに候補となる処理ノードが格納されているか否かを評価する。そして、候補となる処理ノードが格納されていなければ、図９ＣのステップＳ１３２に移行する。候補となる処理ノードが格納されていれば、ステップＳ１２９に移行し、それら候補となる処理ノードの情報を用いて、追加処理ノード選定処理Ｐ３００を呼び出す。追加処理ノード選定処理Ｐ３００の詳細については後述する。そして、ステップＳ１３０で、選定された追加する処理ノードおよび当該処理ノードを接続する既存の処理ノードの情報を用いて、アプリを接続すし、アプリ接続は終了する（ステップＳ１３１）。

図９Ｃは、アプリと設備の間を１つまたは２つの処理ノードで中継する新規経路を探索する。まず、ステップＳ１３２で、利用を開始するアプリを接続できる候補となる処理ノードを格納するメモリをクリアする。また、ステップＳ１３３で、利用を開始するアプリを接続するための新たに追加する経路の候補を格納するメモリをクリアする。

次にステップＳ１３４とステップＳ１４１の間において、当該中継装置に登録されているすべての処理ノードに対して、ステップＳ１３５の処理と、ステップＳ１３６とステップＳ１４０の間の処理を繰り返す。

ステップＳ１３５の処理は、利用を開始するアプリの入力仕様と当該処理ノードの出力仕様が一致するか評価し、利用を開始するアプリの入力仕様と当該処理ノードの出力仕様が一致した場合、ステップＳ１３６とステップＳ１４０の間の処理を繰り返す。アプリの入力仕様と当該処理ノードの出力仕様が不一致の場合は、中継装置に登録されている次の処理ノードに対してステップＳ１３５の処理を繰り返す。

ステップＳ１３６とステップＳ１４０の間の処理は、当該中継装置で利用可能な設備の数だけ、ステップＳ１３７とステップＳ１３８とステップＳ１３９の処理を繰り返す。すなわち、ステップＳ１３７で、利用を開始するアプリの入力仕様と出力仕様が一致した処理ノードの入力仕様と、当該設備の出力仕様が一致するかを評価する。そして、処理ノードの入力仕様と設備の出力仕様が一致した場合、ステップＳ１３８で、当該処理ノードと設備の組合せを追加経路候補リストに格納する。また、処理ノードの入力仕様と設備の出力仕様が一致しなかった場合、ステップＳ１３９で、当該処理ノードと設備の組合せを、追加処理ノード候補リストに格納する。

次に、ステップＳ１４２とステップＳ１４８の間において、追加処理ノード候補リストに格納されているすべての処理ノードに対して、ステップＳ１４３の処理と、ステップＳ１４４とステップＳ１４７の間の処理を繰り返す。

ステップＳ１４３の処理は、追加処理ノード候補リストに格納されている処理ノードの入力仕様と、当該中継装置に登録されている処理ノードの出力仕様が一致するか評価し、追加処理ノード候補リストに格納されている処理ノードの入力仕様と中継装置に登録されている処理ノードの出力仕様が一致した場合、ステップＳ１４４とステップＳ１４７の間の処理を繰り返す。追加処理ノード候補リストに格納されている処理ノードの入力仕様と中継装置に登録されている処理ノードの出力仕様が不一致の場合は、追加処理ノード候補リストに格納されている次の処理ノードに対してステップＳ１４３の処理を繰り返す。

ステップＳ１４４とステップＳ１４７の間の処理は、中継装置で利用可能な設備の数だけ、ステップＳ１４５とステップＳ１４６の処理を繰り返す。すなわち、ステップＳ１４５は、追加処理ノード候補リストに格納されている処理ノードの入力仕様と当該処理ノードの出力仕様が一致した処理ノードの入力仕様と、当該設備の出力仕様が一致するかを評価する。そして、処理ノードの入力仕様と設備の出力仕様が一致した場合、ステップＳ１４６で、当該処理ノードと設備の組合せを追加経路候補リストに格納する。

そして、ステップＳ１４９で、利用を開始するアプリを接続するための追加経路候補を格納するリストが空か否かを評価する。もし、追加経路候補を格納するリストが空でなければ、ステップＳ１５０に移行し、追加経路選定処理Ｐ４００を呼び出す。追加経路選定処理Ｐ４００の詳細については後述する。そして、ステップＳ１５２で、選定された経路を当該中継装置内に追加してアプリを接続する。もし、追加経路候補を格納するリストが空ならば、ステップＳ１５１で、利用を開始するアプリは当該中継装置が稼働する現場においては利用不可と判断し、その旨を表示する。そして、アプリ接続処理は終了する（ステップＳ１５３）。

図１０は、本実施例における、図９ＡのステップＳ１０８で示した接続ノード選定処理Ｐ２００のフローチャートである。接続ノード選定処理Ｐ２００は、中継装置において、利用を開始するアプリを接続するために使用する既存の処理ノードの中で、最も共用できる見込みの高い処理ノードを選定する。

図１０において、まず、ステップＳ２０１で、利用を開始するアプリを接続するために使用する処理ノードの識別子を格納するメモリをクリアする。また、ステップＳ２０２で、複数の候補の中から最も共用できる見込みの高い処理ノードを選定するために、各処理ノードに対して算出された出現回数を格納する最大出現回数のメモリをゼロにセットする。

そして、ステップＳ２０３とステップＳ２０７の間において、本処理が呼び出されるときに生成されている利用を開始するアプリを接続するために使用できる複数の処理ノード候補に対して、以下のステップＳ２０４、Ｓ２０５、Ｓ２０６を繰り返す。すなわち、ステップＳ２０４において、当該処理ノード候補の出現回数と最大出現回数を比較する。そして、当該処理ノード候補の出現回数が最大出現回数より大きいならば、ステップＳ２０５で、利用を開始するアプリを接続するために使用する処理ノードの識別子を格納するメモリに、当該処理ノードの識別子を格納する。さらに、ステップＳ２０６で、最大出現回数を当該処理ノードの出現回数で更新する。

ステップＳ２０４において、当該処理ノード候補の出現回数が最大出現回数より大きくなければ、次の処理ノード候補についてステップＳ２０４の処理を繰り返す。そして、ステップＳ２０８で接続ノード選定を終了する。

図１１は、本実施例における、図９ＢのステップＳ１２９で示した追加処理ノード選定処理Ｐ３００のフローチャートである。追加処理ノード選定処理Ｐ３００は、中継装置において、利用を開始するアプリを接続するために追加する処理ノードの中で、最も共用できる見込みの高い処理ノードを選定する。

図１１において、まず、ステップＳ３０１で、利用を開始するアプリを接続するために追加する処理ノードの識別子を格納するメモリをクリアする。また、ステップＳ３０２で、複数の候補の中から最も共用できる見込みの高い処理ノードを選定するために、各処理ノードに対して算出された出現回数を格納する最大出現回数のメモリをゼロにセットする。

そして、ステップＳ３０３とステップＳ３０７の間において、本処理が呼び出されるときに生成されている利用を開始するアプリを接続するために追加できる複数の処理ノード候補に対して、以下のステップＳ３０４、Ｓ３０５、Ｓ３０６を繰り返す。すなわち、ステップＳ３０４において、当該処理ノード候補の出現回数と最大出現回数を比較する。そして、当該処理ノード候補の出現回数が最大出現回数より大きいならば、ステップＳ３０５で、利用を開始するアプリを接続するために追加する処理ノードの識別子を格納するメモリに、当該処理ノードの識別子を格納する。さらに、ステップＳ３０６で、最大出現回数を当該処理ノードの出現回数で更新する。

ステップＳ３０４において、当該処理ノード候補の出現回数が最大出現回数より大きくなければ、次の処理ノード候補についてステップＳ３０４の処理を繰り返す。そして、ステップＳ３０８で追加処理ノード選定を終了する。

図１２は、本実施例における、図９ＢのステップＳ１５０で示した追加経路選定処理Ｐ４００のフローチャートである。追加経路選定処理Ｐ４００は、中継装置において、利用を開始するアプリを接続するために追加する経路を選定する。

図１２において、まず、ステップＳ４０１で、利用を開始するアプリを接続するために追加する経路の各候補毎にスコアを格納するメモリをゼロクリアする。

そして、ステップＳ４０２とステップＳ４０７の間において、利用を開始するアプリを接続するために追加する経路の候補のリストに対して、ステップＳ４０３とステップＳ４０６の間の処理を繰り返す。

ステップＳ４０３とステップＳ４０６の間の処理は、各追加する経路の候補に対する既存のデータ処理経路に対して、ステップＳ４０４とステップＳ４０５の処理を繰り返す。すなわち、ステップＳ４０４で、当該経路の候補を構成する処理ノードの出力仕様と、既存データ処理経路を構成する処理ノードの入力仕様が一致するか評価する。そして、該経路の候補を構成する処理ノードの出力仕様と、既存データ処理経路を構成する処理ノードの入力仕様が一致する場合、ステップＳ４０５で、利用を開始するアプリを接続するために追加する経路の各候補毎にスコアを格納するメモリにおいて、当該経路の候補のスコアをインクリメントする。

ステップＳ４０４で、該経路の候補を構成する処理ノードの出力仕様と既存データ処理経路を構成する処理ノードの入力仕様が不一致の場合は、次に既存のデータ処理経路に対してステップＳ４０４の処理を繰り返す。

そして、ステップＳ４０８で、利用を開始するアプリを接続するために追加する経路の各候補のなかで、最もスコアの高かったものを、今回追加する経路として選定し、追加経路選定を終了する（ステップＳ４０９）。

図１３、図１４、図１５、図１６は、本実施例における、中継装置を介してアプリと設備が接続されるユースケースの変化を段階的に示している。

図１３は、作業指示アプリＣ１０００が、中継装置５０００を介して、ＷｅｂカメラＣ３０００に接続している状況を示す。作業指示アプリＣ１０００は、データ項目として作業者の在・不在の入力仕様Ｃ１００１を持つ。ＷｅｂカメラＣ３０００はデータ項目としてＨ．２６４の出力仕様を持つ。これらを接続するために中継装置５０００は、データ項目として静止画、入力頻度として１ｆｐｓの入力仕様Ｃ２００１を持ち、データ項目として作業者の在・不在の出力仕様Ｃ２０１０として持つ、作業者の在・不在を判定する処理ノードＣ２０００と、データ項目としてＨ．２６４の入力仕様Ｃ２１０１を持ち、データ項目として静止画、出力頻度として０．１ｆｐｓの出力仕様Ｃ２１１０と１ｆｐｓの出力仕様Ｃ２１２０を持つ、低レートで静止画を切出す処理ノードＣ２１００を配置している。

図１４は、図１３の環境に、さらに作業状況見える化アプリＣ１１００を追加して利用している状況を示す。作業状況見える化アプリＣ１１００は、データ項目として作業者の人数の入力仕様Ｃ１１０１を持つ。そこで、作業状況見える化アプリＣ１１００を接続するために中継装置５０００は、データ項目として静止画、入力頻度として１ｆｐｓの入力仕様Ｃ２２０１を持ち、データ項目として作業者の人数の出力仕様Ｃ２２１０として持つ、作業者の人数を計測する処理ノードＣ２２００を追加する。このとき、作業者の人数を計測する処理ノードＣ２２００は、その入力として接続する処理ノードとして、既に動作している作業者の在・不在を判定する処理ノードＣ２０００が接続している、低レートで静止画を切出す処理ノードＣ２１００を共用することで、当該アプリの追加に伴う処理量を抑えることにより、アプリが利用できるまでの時間を短縮するのと同時に、中継装置５０００における資源を共用することで、効率的な運用を実現する。

図１５は、図１４の環境に、さらに作業者の動線見える化アプリＣ１２００を追加して利用する状況を示す。作業者の動線見える化アプリＣ１２００は、データ項目として作業者の動作軌跡の入力仕様Ｃ１２０１を持つ。そこで、作業者の動線見える化アプリＣ１２００を接続するために中継装置５０００は、データ項目として静止画、入力頻度として１０ｆｐｓの入力仕様Ｃ２３０１を持ち、データ項目として作業者の動作軌跡の出力仕様Ｃ２３１０として持つ、作業者の動作軌跡を抽出する処理ノードＣ２３００を、追加する。しかし、この処理ノードＣ２３００の入力仕様を満たす処理ノードは、現在動作していないので、中継装置５０００は、ＷｅｂカメラＣ３０００に接続可能な、データ項目としてＨ．２６４の入力仕様Ｃ２４０１を持ち、データ項目として静止画、出力頻度として１ｆｐｓの出力仕様Ｃ２４１０と１０ｆｐｓの出力仕様Ｃ２４２０を持つ、中レートで静止画を切出す処理ノードＣ２４００を追加する。これにより、作業者の動線見える化アプリＣ１２００が提供可能になる。

また、図１５の環境において、作業者の動線見える化アプリＣ１２００を接続するために追加した中レートで静止画を切出す処理ノードＣ２４００が、既に提供している作業指示アプリＣ１０００および作業状況見える化アプリＣ１１００がそれぞれ接続している作業者の在・不在を判定する処理ノードＣ２０００と作業者の人数を計測する処理ノードＣ２２００の入力としても共用できる。よって、図１６は、処理ノードＣ２０００とＣ２２００の入力としてこれまで接続していた低レートで静止画を切出す処理ノードＣ２１００をＣ２４００に切り替えた状況を示す。これにより、低レートで静止画を切出す処理ノードＣ２１００は、その出力を利用する処理ノードおよびアプリがなくなったので、中継装置５０００の記憶部５２００からは削除される。このように、運用中に追加される処理ノードの共用化を促進することで、中継装置の安定的で効率的な運用を実現する。

以上のように、本実施例によれば、中継装置において、アプリと設備との接続を仲介する処理ノードを挿入し疎結合化を実現し、前記処理ノードを効率的に稼働させることにより、柔軟にアプリを設備に接続できるようにしながら、様々なアプリを様々な設備に接続して安定的な稼働を実現できる中継装置およびそれに用いる中継方法を提供できる。

なお、以上実施例について説明したが、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した各実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明が、必ずしも説明した全ての構成要素を備えるものに限定されるものではない。

１０００～１２００：アプリ、１００１～１２０１：アプリの入力仕様、２０００～２６００：処理ノード、２００１～２６０１：処理ノードの入力仕様、２０１０～２６２０：処理ノードの出力仕様、３０００～３２００：設備、３０１０～３２１０：設備の出力仕様、５０００：中継装置、５１００：処理基盤、５１０１：設備管理部、５１０２：アプリ管理部、５１０３：処理ノード管理部、５１０４：データ処理経路管理部、５２００：記憶部

Claims

アプリと設備との接続を仲介する中継方法であって、
利用開始するアプリが必要とするデータの入力仕様が入力されると、前記入力仕様に含まれるデータ項目と既存のデータ処理経路に配置される各処理ノードが保持する出力仕様を比較し、
既存の前記処理ノードと前記データ処理経路で前記入力仕様を満足できる場合は前記データ処理経路の出力を前記利用開始するアプリに接続し、
既存の前記データ処理経路で前記入力仕様を満足出来ない場合は、新規処理ノードを追加し、
該新規処理ノードの出力仕様と前記入力仕様を比較し、前記新規処理ノードで前記入力仕様を満足できる場合は該新規処理ノードの出力を前記利用開始するアプリに接続し、
前記比較は、前記入力仕様に含まれるデータ項目に加えて頻度と前記既存のデータ処理経路に配置される各処理ノードが保持する出力仕様を比較することを特徴とする中継方法。
請求項１に記載の中継方法であって、
新規データ処理経路に配置される処理ノードが保持する出力仕様と前記入力仕様を比較し、
前記新規処理ノードで前記入力仕様を満足出来ない場合は新規データ処理経路を追加し、
該新規データ処理経路に配置される処理ノードで前記入力仕様を満足できる場合は該新規データ処理経路の出力を前記利用開始するアプリに接続することを特徴とする中継方法。
請求項２に記載の中継方法置であって、
前記新規データ処理経路に配置される処理ノードで前記入力仕様を満足出来ない場合は、前記設備と前記利用開始するアプリが接続できないと判断しその旨を表示することを特徴とする中継方法。
アプリと設備との接続を仲介する中継方法であって、
利用開始するアプリが必要とするデータの入力仕様が入力されると、前記入力仕様に含まれるデータ項目と既存のデータ処理経路に配置される各処理ノードが保持する出力仕様を比較し、
既存の前記処理ノードと前記データ処理経路で前記入力仕様を満足できる場合は前記データ処理経路の出力を前記利用開始するアプリに接続し、
既存の前記データ処理経路で前記入力仕様を満足出来ない場合は、新規処理ノードを追加し、
該新規処理ノードの出力仕様と前記入力仕様を比較し、前記新規処理ノードで前記入力仕様を満足できる場合は該新規処理ノードの出力を前記利用開始するアプリに接続し、
前記追加する新規処理ノードを判定する際に今後利用が見込まれる処理ノードを特定するために出現回数の高いものから選定することを特徴とする中継方法。
アプリと設備との接続を仲介する中継装置であって、
処理装置と記憶装置と入出力インターフェースを有し、
前記処理装置は、
前記入出力インターフェースを介して利用開始するアプリが必要とするデータの入力仕様が入力されると、前記入力仕様に含まれるデータ項目と前記記憶装置に格納された既存のデータ処理経路に配置される各処理ノードが保持する出力仕様を比較し、
既存の前記処理ノードと前記データ処理経路で前記入力仕様を満足できる場合は前記データ処理経路の出力を前記利用開始するアプリに接続し、
既存の前記データ処理経路で前記入力仕様を満足出来ない場合は、新規処理ノードを追加し、該新規処理ノードの出力仕様と前記入力仕様を比較し、
前記新規処理ノードで前記入力仕様を満足できる場合は該新規処理ノードの出力を前記利用開始するアプリに接続し、
前記処理装置は、
前記比較として、前記入力仕様に含まれるデータ項目に加えて頻度と前記既存のデータ処理経路に配置される各処理ノードが保持する出力仕様を比較することを特徴とする中継装置。
請求項５に記載の中継装置であって、
前記処理装置は、
新規データ処理経路に配置される処理ノードが保持する出力仕様と前記入力仕様を比較し、
前記新規処理ノードで前記入力仕様を満足出来ない場合は前記入出力インターフェースを介して新規データ処理経路を追加し、
該新規データ処理経路に配置される処理ノードで前記入力仕様を満足できる場合は該新規データ処理経路の出力を前記利用開始するアプリに接続することを特徴とする中継装置。
請求項６に記載の中継装置であって、
前記処理装置は、
前記新規データ処理経路に配置される処理ノードで前記入力仕様を満足出来ない場合は、前記設備と前記利用開始するアプリが接続できないと判断しその旨を表示することを特徴とする中継装置。
アプリと設備との接続を仲介する中継装置であって、
処理装置と記憶装置と入出力インターフェースを有し、
前記処理装置は、
前記入出力インターフェースを介して利用開始するアプリが必要とするデータの入力仕様が入力されると、前記入力仕様に含まれるデータ項目と前記記憶装置に格納された既存のデータ処理経路に配置される各処理ノードが保持する出力仕様を比較し、
既存の前記処理ノードと前記データ処理経路で前記入力仕様を満足できる場合は前記データ処理経路の出力を前記利用開始するアプリに接続し、
既存の前記データ処理経路で前記入力仕様を満足出来ない場合は、新規処理ノードを追加し、該新規処理ノードの出力仕様と前記入力仕様を比較し、
前記新規処理ノードで前記入力仕様を満足できる場合は該新規処理ノードの出力を前記利用開始するアプリに接続し、
前記処理装置は、
前記追加する新規処理ノードを判定する際に今後利用が見込まれる処理ノードを特定するために出現回数の高いものから選定することを特徴とする中継装置。