JPH0766231B2 - 自動化された工業用プロセスシミュレータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 本発明は、訓練システムに関し、特に工業用装置の使用
をシミュレートする相互対話する訓練システムに関す
る。

従来技術の説明 精巧な工業用装置およびシステムは、それらの操作者に
多くの要求を課する。結果として、このような操作者の
訓練は、このようなシステムの操作において技術の満足
なレベルおよび熟達を達成するために顕著な投資を必要
とする。通常、注入成型装置のような複雑な工業用装置
の使用者は、教室と実地訓練の組合せによって装置の使
用方法を教わる。特に、視覚教材を使用する教育者は、
典型的に講義において装置の操作を説明する。その後、
製造装置がオフラインで得られ、生徒は工場の実際の装
置について教えられる。この方法の１つの欠点は、生徒
が訓練している時は、装置が通常の生産処理における使
用ができないことである。残念なことに、オフライン機
器は、生産に使用しないとき１日に何千ドルもの費用が
かかる。また、製品の作業現場の通常のうるさい環境に
おける実際の装置の教育は、気がちり効果的な学習およ
び記憶ができない。

パイロットを訓練するためのフライトシミュレータのよ
うな複雑な操作環境をシミュレートする訓練システムが
開発されたが、このようなシステムの費用は工業用装置
の使用者を訓練するには高過ぎて使用できない。工業用
装置には様々なタイプがあり、それぞれが比較的少数し
か存在しないため、１つのタイプの工業用装置用の精巧
なシミュレーションシステムの開発費用は、多くの生産
者にとって実地訓練の予算をはるかに超える。

このように、静かで快適な教室でそっくりそのまま使用
できる工業用装置の使用者を訓練するシステムを提供す
ることは望ましいことである。また、実際の工業用装置
をオフラインにして生産を行わないことから生じる損失
を発生させないで、生徒にその装置を使用させるための
実地職業訓練を効果的に行う工業用装置訓練システム装
置を提供することは望ましいことである。さらに、手頃
な費用で装置の実際的にシミュレートした経験を与える
ことができ、様々なタイプの工業用装置に容易に適応で
きる工業用装置訓練システムを提供することは望まし
い。

発明の概要 本発明によれば、自動化されたプログラム可能な訓練シ
ステムは複雑な工業用装置の使用者を訓練するために設
けられ、前記装置の一部分の画像を表す複数のシミュレ
ートディスプレイ、およびシミュレートディスプレイ上
にオーバーレイグラフィック映像を生成するグラフィッ
クス生成器を含む。グラフィック映像は、装置における
操作可能な制御装置およびディスプレイを描く。少なく
とも１つの接触感応スクリーンは、使用者による接触に
応答して工業用装置における複数の操作可能な制御装置
の状態を変化させる。ガラスI/Oソフトウェアは接触感
応スクリーンの付勢化を翻訳するために使用され、それ
に応じて制御装置およびディスプレイのグラフィック映
像を変化させる。命令機能ソフトウェアは、使用者がシ
ミュレーションシステムの複数の機能から選択すること
を可能にするために、接触感応スクリーンに結合され
る。コースウェアデータベースを含んでいる手順モニタ
ソフトウェアは、前記使用者によってされる動作を示す
装置入力を受信する。手順は、コースウェアによって指
示された方法で反応するソフトウェアを必要とする。シ
ミュレーションソフトウェアはシミュレートされた制御
の位置を示す装置入力を受信するために使用され、それ
によって工業用装置の実際の操作をシミュレートする音
響、視覚およびテキストディスプレイの出力を生成す
る。

図面の簡単な説明 図１は、本発明による工業用プロセスシミュレータを示
す図であり、 図２は、好ましい実施例による図１に示された工業的プ
ロセスシミュレータの例示的なハードウェア構造を示す
図であり、 図３は、本発明による共通ソフトウェアプログラムおよ
びデータフローを示す図であり、 図４は、共通フトウェアプログラムの詳細な明細を示す
図であり、 図５は、本発明による活性選択スクリーンを示す図であ
り、 図６は、本発明による手順選択スクリーンを示す図であ
り、 図７は、本発明による開始訓練スクリーンを示す図であ
り、 図８は、本発明によるシミュレートされた装置の画像の
階層を示す図であり、 図９は、本発明によるシミュレーションソフトウェアの
機能を示す図である。

実施例 本発明による自動化された工業用プロセスシミュレータ
は、次の３つの主な部品を具備する。

（１）ハードウェアプラットホーム （２）共通ソフトウェア （３）シミュレーション ハードウェアプラットホームは、安価で柔軟性の再構成
可能なハードウェアプラットホームの概念に基づいてい
る。シミュレートされる装置のビデオ映像に重畳され
る、制御およびディスプレイのコンピュータ生成された
グラフィックスオーバーレイを含んでいるこのようなシ
ステムは、参照文献としてここに含まれている「ガラス
トレーナー」と題された米国特許出願第07/605,621号明
細書の主題である。欠くことのできない部品は、コンピ
ュータ、グラフィックスハードウェア、ビデオディスク
ハードウェアおよび音響ハードウェアである。本発明の
好ましい実施例によるプロセスシミュレータ10のハード
ウェアプラットフォームのハードウェア構造の好ましい
実施例は、図１および図２に示されている。図１は、ソ
フトウェアが相互対話する周辺装置を示す。図２は、CP
Uと接続されるハードウェアを示すパーソナルコンピュ
ータ（PC）バスコンピュータ12は、IEEE−488インター
フェイスモジュール72により２つのマルチバスコンピュ
ータ14,16およびバス64にインターフェイスする。

さらに詳細に説明すると、トレーナーソフトウェアコン
ピュータプログラム構造アイテム22は、以下に説明され
るようなシミュレーションシステム10のプログラム全て
を含む。接触スクリーン24は、接触スクリーンインター
フェイスモジュール26によってトレーナーソフトウェア
22に接続される。音響制御装置28は、トレーナーソフト
ウェア22に音響制御装置インターフェイス30によって接
続される。高解像度グラフィックディスプレイ32は、高
解像度グラフィックインターフェイス34によりソフトウ
ェア22に接続され、シミュレートされる装置の画像の表
示に使用される。グラフィック／ビデオディスプレイ36
は、グラフィック／ビデオインターフェイス38を通って
トレーナーソフトウェア22に接続される。グラフィック
／ビデオディスプレイ36は、装置の画像およびグラフィ
ックオーバーレイの表示に使用される。ビデオディスク
プレーヤー40は、ビデオディスクプレーヤーインターフ
ェイス42によってトレーナーソフトウェア22に接続され
る。訓練装置上で実行されるソフトウェアを記憶するた
めに使用される除去可能なハードウェアディスク44は、
ディスク上の情報がソフトウェアによってアクセスされ
ることを可能にする小型コンピュータシステムインター
フェイス46に接続され、トレーナーソフトウェア22に接
続される。SCSIインターフェイスは、ディスク上の情報
がソフトウェアによってアクセスされることを可能にす
るに過ぎない。

図２を参照すると、好ましい実施例によるハードウェア
構造48の１例が示されている。マルチバスシミュレーシ
ョンパネルカードラック50は、２つのマイクロプロセッ
サボード52および54、およびIEEE−488インターフェイ
スボード56を含む。さらにカードラック50は、従来のカ
ードの追加のためにスペア部分58を含む。またI/O部分6
0は音響発生器カード62を含む。

マルチバスカードラック50は、マイクロプロセッサ70、
488カード72およびディスク制御装置74を有する処理部
分68を含むPCバスカードラック66にIEEE−488外部バス6
4によって接続される。加えて、PCバスカードラック66
はスペア部分76、およびインサーネットカバー80、接触
スクリーン制御装置82、VGO−ATグラフィックスカード8
4およびPG1281グラフィックスカード86を含むI/O部分78
を含む。また、除去可能なディスク駆動装置88は、PCバ
ス90によって接続される。ビデオディスクシステム92
は、RS−232バス94によって接続される。本発明におい
て使用されるハードウェア部品の比較的低いコストが、
それを買う低い最終消費者のコストに貢献することは高
く評価される。また、図１および図２はハードウェア構
造の１例を示すものであり、多数の別の構造が可能であ
るということは明らかである。

本発明の自動化された工業用プロセスシミュレータの共
通ソフトウェア部品は、一般的な使用者インターフェイ
スを提供する。共通ソフトウェアという用語は、訓練装
置に対する使用者のインターフェイスを供給するために
使用されるソフトウェアプログラムおよびデータベース
構造を説明するために使用される。本発明において使用
されるソフトウェアプログラムの大部分が様々なシミュ
レータおよび訓練装置において再利用できるということ
に注目すべきである。データベース中のデータは使用者
インターフェイスの詳細を与え、それぞれ異なるタイプ
の製造された訓練装置ごとに異なる。このように、用語
「共通」は、これらのソフトウェアプログラムが様々な
工業用プロセッサおよび装置に対して異なる適用に対し
て共通であることを意味する。

主要な共通ソフトウェアプログラムと、それらの間のデ
ータフローは図３に示されている。共通ソフトウェアプ
ログラムの詳細な明細は図４に示されている。ガラスI/
Oソフトウェア96は、ライン100上に受信された接触スク
リーン座標報告を翻訳することによって、接触感応スク
リーン98の作動を翻訳する。応答において、ガラスI/O
ソフトウェア96は、図形表示を使用してシミュレートさ
れた装置の表示（ノブおよびスイッチのような）を変化
させる。ガラスI/Oソフトウェア96は、装置における変
化をライン102を通る装置入力として通報する。ガラスI
/Oソフトウェア96は、接触スクリーン98が付勢されたと
きに装置が状態を変えるべであることを指示する接触ス
クリーンの領域を翻訳するために、オフラインのデータ
ベース（図示されていない）を使用する。データベース
は、装置のタイプおよびスクリーン上の装置の位置も特
定する。多数の装置のタイプは、押しボタン、回転式ス
イッチ、トグルスイッチ、ランプ、計器、および数字デ
ィスプレイを含むガラスI/Oソフトウェア96によってサ
ポートされる。ガラスI/Oソフトウェア96はライン104を
通じて出力装置（ランプ、計器等）の状態を設定する要
求を受信し、出力装置の表示をディスプレイするために
ライン106を通じて基本グラフィックス要求（PGR）を生
成する。図面を明瞭にするため、ガラスI/Oソフトウェ
ア96は図３において２つの位置に示されている。シミュ
レートされる装置の異なる部分を見るという使用者の指
示に応じて、ガラスI/Oソフトウェア96はライン108を通
じてディスプレイされるビデオディスク画像を変化させ
る要求を発生する。

命令機能ソフトウェア110は、使用者が訓練装置を使用
して実行することを望むタイプの機能を選択することを
可能にする。使用者のインターフェイスのすべてが接触
スクリーン98を使用して達成されることに注目すること
が重要である。これは主要な使用者インターフェイス
が、キーボードを有する文字をベースとした端末を使用
して達成されていた従来の自動化されたシミュレータに
まさる顕著な利点である。この方法の利点は、キーボー
ド操作に熟達していない人々がキーボードの使用に困惑
させられることがないことである。工業用プロセス装置
の使用者のかなりの人はあまりキーボードに慣れていな
いため、接触スクリーンの使用はキーボードにおけるタ
イピングよりも非常に簡単である。命令機能ソフトウェ
アによって処理された使用者のインターフェイスは、図
５乃至図７と共にさらに詳細に説明される。ライン112
を通じて通信された使用者の動作に応じて、命令機能ソ
フトウェア110はライン114を通じて基本グラフィック要
求の形態でグラフィカルフィードバックを生成する。グ
ラフィック要求は、ビデオ通信ライン118によって接触
スクリーン98に結合されたVGO−AT駆動装置116によって
処理される。

手順モニタソフトウェア120は、生徒がする動作を示す
装置入力をライン102から受信する。手順モニタソフト
ウェアは、生徒がすると予想される動作を定義する「コ
ースウェア」（図示されていない）と呼ばれる特別なタ
イプのデータベースを使用する。正確な、あるいは誤っ
た動作に応じて、コースウェアは命令グラフィックスお
よび音響表示が生徒に対して為されることを要求する。
コースウェアに基づいて、手順モニタソフトウェアは、
表示が得られるための要求を行う。特に、命令音響要求
はライン122を通じて通信され、命令グラフィックディ
スプレイはライン124を通じて要求する。手順モニタソ
フトウェア120は、シミュレーションソフトウェアを動
作させるために、ライン126を通じてシミュレーション
ソフトウェア128に装置入力を送る。ある点において、
コースウェアは、（温度および気圧のような）環境状況
が変化し、また装置の故障が発生し、または故障がなく
なることを要求する。コースウェアに基づいて、手順モ
ニタ121は環境的なパラメータおよび故障に応じること
をシミュレーションソフトウェアに要求する。

状況監視要求処理ソフトウェア130は、シミュレーショ
ンにおける状態の発生を監視するために、ライン132を
通じて手順モニタ120からの要求を受信し、ライン134を
通じてシミュレーションソフトウェア128からのシミュ
レーション状態の報告を受信する。シミュレーション状
態が手順モニタ120によって所望された状態を達成した
とき、状況監視要求処理ソフトウェア130はライン136を
通じて手順モニタソフトウェア120に対する事象完成状
態を示す。手順モニタ120および状況監視要求処理ソフ
トウェア130の詳細は、米国特許出願第07/736,271号明
細書（Condition Monitor Request Processing Syste
m」において見られ、参照文献としてここに含まれる。
シミュレーションソフトウェア128は、シミュレートさ
れたスイッチ、ノブおよび他の制御装置の位置を示す手
順モニタ120から装置入力を受信する。環境的なパラメ
ータは、温度および気圧のような動作環境における変化
の状態を示す。故障は、実際の装置中の何かが予想され
たように動作しないのに応答すべきであるという指示で
ある。故障は、修理および緊急手順における訓練をする
ために使用される。これらの入力に応じて、シミュレー
ションソフトウェア128はライン136を通じて伝送された
音響メッセージの形態で聴覚の合図を発生する。加え
て、（ランプ、計器および数字ディスプレイのようなシ
ミュレートされた装置の状態を設定することを要求す
る）装置出力の形態の視覚の合図は、ガラスI/Oソフト
ウェア96にライン104を通じて伝送される。また、テキ
ストおよびグラフィックディスプレイの命令は、さらに
視覚の合図を供給するシミュレーショングラフィックス
140にライン138を通じて伝送される。

コースウェアグラフィックスソフトウェア142は、ライ
ン124を通じて手順モニタからの命令グラフィックスを
表示する要求を受ける。これらの命令グラフィックスは
オフラインであり、命令ディスプレイの表示を定義する
データベースに記憶される。コースウェアグラフィック
スソフトウェア142はこのデータベースを解読し、グラ
フィックスモニタ駆動装置146にライン146にライン144
を通じて伝送されるグラフィックスを表示する基本グラ
フィックス要求を発生する。

音響プロセッサソフトウェア148は、音を発生し、手順
モニタソフトウェア120およびシミュレーションソフト
ウェア128からのデジタル化された音響を出力するため
の要求を受ける。これらの音は、シミュレートされ、人
間によって語られた命令データを含む実際の装置によっ
て作られた音を反映する。

シミュレーショングラフィックスソフトウェア140はシ
ミュレーションソフトウェア128からの高レベルのシミ
ュレーショングラフィック要求を低レベルのグラフィッ
クス基本命令に変換し、グラフィックスを表示すること
を146のようなグラフィックス駆動装置に要求する。基
本グラフィックス要求は、ライン154を通じて伝送され
る。

ビデオディスク制御装置ソフトウェア156は、ビデオデ
ィスクプレーヤー（図示されていない）を動かすために
ガラスI/Oソフトウェア96から命令を受け、適当な静止
あるいは動画ビデオを生成するようにライン158を通じ
てビデオモニタ16をシミュレートされるのに必要な命令
を生成する。特に、この静止あるいは動画ビデオは、以
下に説明されるように例えば図８に示された図を含むシ
ミュレートされた装置の選択された部分を描く。

VGO−AT駆動装置ソフトウェア162は、ガラスI/Oソフト
ウェア96からの基本グラフィックス命令を受信し、ビデ
オディスクからのビデオの上にオーバーレイされ、ビデ
オモニタ160上に表示されるグラフィックスディスプレ
イを生成するために、VGO−ATグラフィックスカード
（図示されていない）をシミュレートさせる。グラフィ
ックス命令は、ライン164を通じて伝送される。これら
のグラフィックスオーバーレイは、スイッチ、ランプ、
計器等のような様々な装置およびディスプレイを描く。
装置駆動装置ソフトウェア146（PG−1281型装置を駆動
する）は、ガラスI/Oソフトウェア96からの基本グラフ
ィックス命令、シミュレーショングラフィックスおよび
コースウェアグラフィックスを受信し、高解像度のグラ
フィックスモニタ166上に見られるグラフィックスディ
スプレイを生成するためにPG−1281グラフィックスカー
ドをシミュレートさせる。これらの表示命令は、ライン
168を通じて伝送される。これらの表示の目的は、実際
の装置（例えば、パスファインダCRT）において生じる
グラフィックスディスプレイをシミュレートし、低い／
中間の解像度のモニタにおいては不十分な画像となって
しまう高解像度の命令データを提供することである。

前述されたように、本発明の使用者インターフェイス
は、全インターフェイスがキーボードを用いずに接触ス
クリーンを使用して実行できるように簡単にされてい
る。さらに詳細に、図５に乃至図７を参照すると、これ
らの簡単な図は、シミュレートされた装置操作に対して
本発明を初期化するために使用される命令機能ソフトウ
ェアによって制御された使用者インターフェイスを描い
たものである。使用者インターフェイスは、ガラスI/O
およびコースウェアグラフィックスに関するデータベー
スが作成される方法に類似した方法で作成され、異なる
使用者の必要性を反映するために容易に変化されること
に注目されるべきである。

システムが初期化するとき、初期化スクリーン（図示さ
れていない）が見られ、システムが初期化された後に図
５に示されたスクリーンが現れる。フリープレー接触タ
ーゲットが押される場合、システムはコースウェアなし
に操作する。フリープレー中、使用者は特定の段階的な
手順に関係なく任意の所望する方法でシミュレートされ
た装置を操作できる。「レッスン開始」接触ターゲット
が押される場合、図６に示されたスクリーンが現れる。
このスクリーンは、使用者が所望する手順を選択するこ
とができる。「手順」は、手順モニタソフトウェア120
の説明において前に論議されたように段階的な命令順序
として定められる。

図５における「フリープレー」が選択される場合、ある
いは図６における「入口」接触ターゲットが選択される
場合、図７におけるスクリーンが見られる。図７におけ
るスクリーン上の接触ターゲットが押される時、本発明
は装置の手順を提供し、装置のシミュレートされた動作
を可能にする。シミュレートされた装置は、高解像度モ
ニタ166およびビデオオーバーレイモニタ160の両方に描
かれている。

本発明の好ましい実施例における注入成型装置は、図８
に示されるように描かれている。しかしながら、使用者
が相互対話する装置のタイプを定義するガラスI/Oデー
タベースは、別のタイプの装置を描くために容易に変化
させることができる。モニタは一度に提供できる情報量
が限られているので、装置の異なる画像はフレームと呼
ばれる単位で現れる。使用者は、フレーム上の接触感応
領域である「フレーム変化ボタン」を押すことによっ
て、フレーム上の装置の表示された画像を変化させる。
図８は、注入成型装置の実施例で利用できる、装置の異
なる方向からの画像を描いている図である。特に、図８
に描かれた各観察方向の画像は、ビデオディスク制御装
置ソフトウェア158上に記憶され、ガラスI/Oソフトウェ
ア96によって生成された命令に依存してそれらの上に重
畳されるオーバーレイグラフィックスを有する。

さらに、シミュレーションソフトウェア128の機能の詳
細が図９に示されている。この高性能な実時間相互対話
シミュレーションソフトウェアは、シミュレートされた
装置上の入力操作に基づいてシミュレートされた装置の
反応を提供する。好ましい実施例におけるシミュレート
された装置は、CRTディスプレイを有する注入成型機械
である。例えば、この機械はパスファインダCRTディス
プレイを有するヴァンドーン注入成型機械を具備する。
シミュレーションシステム10は、注入成型機械の設置お
よび操作における自動化された注入成型付随訓練に動的
装置応答を供給するために設計される。シミュレーショ
ンは、操作がフリープレーあるいはコースウェア手順モ
ードで行われる。フリープレーの環境において、付随さ
れる操作における手順の制限はない。全ての利用可能な
シミュレートされた装置の機能およびモードが、訓練に
利用できる。コースウェア手順の環境において、同じシ
ミュレーション機能が利用できるが、成型をする係員は
正確な手順操作をするか監視される。正確な操作が実行
されない場合、操作はシミュレーションソフトウェアに
送られず、シミュレートされた反応は生成されない。シ
ミュレートされた注入成型機械の設計が、図９に示され
ている。この図は、主プロセス機能、およびこれらの機
能と主ソフトウェア機能の残部の間に流れるデータを示
す。図９における各機能は、以下に説明される。

「モデル機械出力」機能170は、パスファインダディス
プレイ装置を除いた全ての注入成型機械出力インジケー
タを与える。この機能170は、以下の副次的機能（図示
されていない）より構成されている。

1.パワー分配モデル この機能は、入力として入力パワーおよび主要パワー制
御を受入れ、シミュレーション128の残りに個々のパワ
ー信号を供給する。

2.成型温度制御モデル この機能は、モールド型の可動の半分および固定された
半分に温度制御された水を与える装置をモデル化する。
モールド型のそれぞれ半分の水の温度は独立して制御さ
れる。

3.ロボットモデル この機能は、注入成型機械のロボットの腕をモデル化す
る。ロボットの腕は、ビデオモニタに示されているY,A,
C,ZおよびＸの軸における運動をシミュレートするため
にモデル化される。ロボットモデルはさらに、局部ロボ
ットパワー、グリッパー指示器、および他のパネル指示
器を制御する。

4.指示器モデル この機能は、モールド型に溶融したプラスチックを供給
する注入成型機械の注入装置をモデル化する。シミュレ
ートされた注入装置はバレルの温度の効果、捩子の回転
および位置、およびプラスチックパージング指示をモデ
ル化する。

5.成形／クランプモデル この機能は、所望な部品の形状に溶融したプラスチック
を加圧し形成する注入成型機械のモールド型およびクラ
ンプ装置をモデル化する。シミュレートされたモールド
型／クランプ装置は、モールド型の温度、クランプの位
置、イジェクタの位置および水圧ポンプの効果をモデル
化する。

6.注入成型機械制御装置モデル この機能は、注入成型機械の操作者制御パネルにおける
制御装置機能をモデル化する。この機能は、手動機械命
令および全主要機械モードを制御する。

図９を再び参照すると、「モデルパスファインダディス
プレイ」172は、多機能パスファインダCRTディスプレイ
おいよび注入制御機械の制御装置をモデル化する。シミ
ュレートされたパスファインダディスプレイは、機械パ
ラメータを設定し、注入成型機械における機械状態を観
察する主要方法を供給する。

「シミュレートされた故障処理」174は、注入成型機械
の選択された部品の故障をシミュレートする。これらの
部品のシミュレートされた故障は、注入成型機械出力に
おいて実際に与えられる。

「状態モニタ要求状態供給」機能176は、図３に示され
た状態モニタ要求プロセッサ130にシミュレートされた
システムの内部状態を供給し、手順ステップが完了され
たか否かを決定するためにデータを使用する。これは、
手順ステップが装置出力の状態によっては監視されない
時に使用される。「モデル音響トーンおよびメッセー
ジ」機能178は、トーンあるいはメッセージが生成され
るのに必要であることを示す音響メッセージを供給す
る。トーンあるいはメッセージは、成型される実際のシ
ステムの高性能な複製である。

前述の説明から、本発明は工業用装置および周辺装置の
高性能な実時間相互対話シミュレーションを提供するこ
とが認められるであろう。本発明は、生徒に生徒の操作
の手順の監視および命令機能データの表示を供給する。
実時間のシミュレーション原理と工業用プロセスを教え
る自動化された訓練装置における命令データ表示原理と
を結合することによって、本発明は設定場所における実
際の装置の使用を必要としない優れた訓練装置を提供す
る。本発明は教育者が学習に適した静かな環境で工業装
置の使用を教えることを可能にするため、学習が改善さ
れる。本発明は、生徒が非常に実際的な方法で注入成型
装置との相互対話してシミュレートすることを可能にす
る。すなわち、生徒は、実際の装置を操作した場合に受
ける装置操作を表している多数の同じ視覚および聴覚の
合図を受信する。静かな環境のため、生徒はさらに装置
の操作に関する質問をし、装置をより理解しようとする
であろう。

実際の装置は訓練に対してオフラインにされないため、
生産損失の防止における顕著なコストの節約が達成され
る。生徒の訓練にかかる時間および費用の節約に加え
て、不十分な訓練および装置操作による浪費の削減も実
現される。さらに、本発明は、多くの異なる適用に適合
されるため、個々の適用を開発するための時間は大いに
削減される。さらに、システムのコストは、このような
システムの高い潜在的な量の需要のため、単一の適用に
有効であるのみであるような別のシステムのコストより
低い。

当業者は本発明の使用によって得られるその他の利点、
および変更が明細書、図面および請求の範囲を考慮した
うえで本発明の技術的範囲から逸脱することなしに行わ
れることを認識できる。

フロントページの続き (72)発明者 ローネ、ロナルド・エー アメリカ合衆国、カリフォルニア州 91773、サン・ディマス、エヌオー・テレ ボン・アビニュー 2065 (72)発明者 パワーズ、ロイ・イー アメリカ合衆国、カリフォルニア州 92352、レーク・アローヘッド、グレノー ブル・レーン 28107 (56)参考文献 特開 昭61−273662（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−34888（ＪＰ，Ａ) 米国特許4870561（ＵＳ，Ａ) 欧州特許出願公開262759（ＥＰ，Ａ１)

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】工業用装置の使用者を訓練するための自動
   化されたプログラム可能な訓練およびシミュレーション
   システムにおいて、 前記装置の一部分の画像を電気的に制御されたディスプ
   レイ手段によって表す複数のシミュレートディスプレイ
   と、 前記装置において操作可能な制御装置およびディスプレ
   イを示しているオーバーレイグラフィック映像を前記シ
   ミュレートディスプレイ上に生成するグラフィック発生
   器と、 前記使用者による接触に応答して、前記工業用装置にお
   ける複数の操作可能な制御装置の状態の変化をシミュレ
   ートする少なくとも１つの接触感応スクリーンと、 前記接触感応スクリーンの付勢を翻訳し、それに応じて
   前記制御装置およびディスプレイのグラフィック映像を
   変化させるガラスI/Oソフトウェアと、 前記使用者が前記シミュレーションシステムの複数の機
   能から前記システムで使用される実行されるべき特定の
   機能を選択することを可能にする前記接触感応スクリー
   ンに結合された命令機能ソフトウェアと、 コースウェアデータベースを含み、前記使用者によって
   された動作を示す装置入力を受信し、前記コースウェア
   データベースによって指示された方法で反応する手順モ
   ニタソフトウェアと、 前記手順モニタソフトウェアから前記シミュレートされ
   た制御装置の位置を示す装置入力を受信し、それに応答
   して前記工業用装置の実際の操作をシミュレートする音
   響、視覚およびテキストディスプレイ出力を生成するシ
   ミュレーションソフトウェアとを具備している訓練およ
   びシミュレーションシステム。
2. 【請求項２】前記シミュレーションソフトウェアは、操
   作がフリープレーモードであるかコースウェア手順モー
   ドであるかのいずれかの選択において作動され、前記選
   択は前記接触感応スクリーン手段によって前記命令機能
   ソフトウェアと相互対話する手段によって前記使用者に
   より行われる請求項１記載の訓練およびシミュレーショ
   ンシステム。
3. 【請求項３】前記フリープレーモードは、前記使用者が
   モードにおける全てのシミュレートされた装置の機能を
   実行することを可能にし、前記手順モニタソフトウェア
   の制御に基づいて前記コースウェア手順モードは、正し
   い機能が実行されない場合に使用者の動作に対してシミ
   ュレートされた反応を生成しない請求項２記載の訓令お
   よびシミュレーションシステム。
4. 【請求項４】前記命令機能ソフトウェアは、生徒にレッ
   スン選択を示す接触スクリーンディスプレイを含む請求
   項３記載の訓練およびシミュレーションシステム。
5. 【請求項５】シミュレーションソフトウェアが前記装置
   の異なる画像の表示を制御する請求項４記載の訓練およ
   びシミュレーションシステム。
6. 【請求項６】前記装置の一部分の前記画像を生成する前
   記シミュレートディスプレイに結合されたビデオディス
   ク装置をさらに具備している請求項４記載の訓練および
   シミュレーションシステム。
7. 【請求項７】動作において前記装置によって生成された
   音をシミュレートするシミュレート音響信号を発生する
   音響発生器をさらに具備し、前記音響発生器は前記シミ
   ュレーションソフトウェアに結合され制御される請求項
   ５記載の訓練およびシミュレーションシステム。
8. 【請求項８】前記シミュレータにおける状態の発生を監
   視し、シミュレーション状態が前記手順モニタソフトウ
   ェアによって所望された状態を達成したことを示す状況
   監視要求処理ソフトウェアをさらに具備している請求項
   １記載の訓練およびシミュレーションシステム。
9. 【請求項９】前記シミュレーションソフトウェアが前記
   手順モニタから環境状態パラメータおよび故障入力をも
   受信する請求項１記載の訓練およびシミュレーションシ
   ステム。
10. 【請求項１０】注入成形装置の使用者を訓練するための
    自動化されたプログラム可能な訓練およびシミュレーシ
    ョンシステムにおいて、 前記装置の一部分の画像を電気的に制御されたディスプ
    レイ手段によって表す複数のシミュレートディスプレイ
    と、 前記注入成型装置において操作可能な制御装置およびデ
    ィスプレイを示しているオーバーレイグラフィック映像
    を前記シミュレートディスプレイ上に生成するグラフィ
    ック発生器と、 前記使用者による接触に応答して、前記注入成型装置に
    おける複数の操作可能な制御装置の状態の変化をシミュ
    レートする少なくとも１つの接触感応スクリーンと、 前記接触感応スクリーンの付勢を翻訳し、それに応じて
    前記制御装置およびディスプレイのグラフィック映像を
    変化させるガラスI/Oソフトウェアと、 前記シミュレートされた制御装置の位置を示す装置入力
    を受信し、それに応答して前記注入成形装置の実際の操
    作をシミュレートする音響、視覚およびテキストディス
    プレイ出力を生成するシミュレーションソフトウェアと
    を具備している注入成型装置の使用者の訓練のための訓
    練およびシミュレーションシステム。
11. 【請求項１１】前記使用者が前記シミュレーションシス
    テムの複数の機能から前記システムで使用される実行さ
    れるべき特定の機能を選択することを可能にする前記接
    触感応スクリーンに結合された命令機能ソフトウェア
    と、 コースウェアデータベースを含み、前記使用者によって
    された動作を示す装置入力を受信し、前記コースウェア
    によって指示された方法で反応する手順モニタソフトウ
    ェアとをさらに具備している請求項10記載の訓練および
    シミュレーションシステム。
12. 【請求項１２】前記シミュレーションソフトウェアは、
    操作がフリープレーモードであるか手順モードであるか
    のいずれかの選択において作動され、前記選択は前記接
    触感応スクリーン手段によって前記命令機能ソフトウェ
    アと相互対話する手段によって前記使用者により行われ
    る請求項10記載の訓練およびシミュレーションシステ
    ム。
13. 【請求項１３】前記フリープレーモードは、前記使用者
    がモードにおける全てのシミュレートされた装置の機能
    を実行することを可能にし、前記手順モニタソフトウェ
    アの制御に基づいて前記手順モードは、正しい機能が実
    行されない場合に使用者の動作に対してシミュレートさ
    れた反応を生成しない請求項12記載の訓練およびシミュ
    レーションシステム。
14. 【請求項１４】前記シミュレータにおける状態の発生を
    監視し、シミュレーション状態が前記手順モニタによっ
    て所望された状態を達成したことを示す状況監視要求処
    理ソフトウェアをさらに具備している請求項10記載の訓
    練およびシミュレーションシステム。
15. 【請求項１５】工業用装置の使用者を訓練するための自
    動化されたプログラム可能な訓練およびシミュレーショ
    ンシステムにおいて、 前記装置の一部分の画像を電気的に制御されたディスプ
    レイ手段によって表す複数のシミュレートディスプレイ
    と、 前記装置において操作可能な制御装置およびディスプレ
    イを示しているオーバーレイグラフィック映像を前記シ
    ミュレートディスプレイ上に生成するグラフィック発生
    器と、 前記使用者による接触に応答して、前記工業用装置にお
    ける複数の操作可能な制御装置の状態の変化をシミュレ
    ートする少なくとも１つの接触感応スクリーンと、 前記使用者が前記シミュレーションシステムの複数の機
    能から前記システムで使用される実行されるべき特定の
    機能を選択することを可能にするために、前記接触感応
    スクリーンの付勢を翻訳するガラスI/Oソフトウェア
    と、 コースウェアデータベースを含み、前記使用者によって
    された動作を示す装置入力を受信し、前記コースウェア
    データベースによって指示された方法で反応する手順モ
    ニタソフトウェアと、 前記手順モニタソフトウェアから前記シミュレートされ
    た制御装置の位置を示す装置入力を受信し、それに応答
    して前記工業用装置の実際の操作をシミュレートする音
    響、視覚およびテキストディスプレイ出力を生成するシ
    ミュレーションソフトウェアと、 前記シミュレータにおける状態の発生を監視し、シミュ
    レーション状態が前記手順モニタソフトウェアによって
    所望された状態を達成したことを示す状況監視要求処理
    ソフトウェアとを具備している訓練およびシミュレーシ
    ョンシステム。