KR20010071716A - 전체 프로세스의 제어를 설계하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

전체 프로세스의 제어를 설계하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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칼 하인쯔 호르닝어
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Abstract

전체 프로세스 내에 개별 프로세스들 사이의 차단을 방지하기 위하여, 개별 프로세스들의 기능들이 식별되고 이들 기능들의 상호작용이 유효화된다. 유효화로부터 얻어진 데이터는 전체 프로세스를 제어하는데 사용된다.

Description

전체 프로세스의 제어를 설계하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR DESIGNING THE CONTROL OF AN OVERALL PROCESS}
시스템(전체 프로세스)의 복잡한 기술적 설치의 제어는 시스템의 설치의 어떤 부분을 위해 제공되는 다수의 소형 제어 유니트를 포함한다. 제1 개별 프로세스의 제1 제어 유니트는 이 경우에는 이 개별 프로세스에 제한된다. 동일하게 제2 개별 프로세스에 대해 제2 제어가 적용된다. 제1 제어와 제2 제어의 상호 작용이 대체로 에러없이 기능할 경우, 이것은 전체 설치의 에러없는 동작이 제1 또는 제2 개별 프로세스의 미세한 변형이 보장된다는 것을 보장하는 것은 아니다. 그러므로, 제3 프로세스의 부가나 프로세스의 작은 변화는 단지 경험적으로 검증될 수 있는 프로세스들 사이에 충돌 및 차단을 초래할 수 있다. 이 텍스트에서, 전체 프로세스의 결함 상태가 경험적인 테스트를 극복하고 검출되지 않고 남게된다. 이것은 안전에 대하여 임계적인 설치에 대해 특히 허용될 수 없는데, 그 이유는 모든 경우에 있어서 예측되지 않는 어떤 경우도 프로세스들의 상호작용으로 발생하지 않는 것이 보장되어야 하기 때문이다.
피해야될 인증되지 않은 상태와는 달리, 프로세스의 시퀀스에서는 정확하게 기능할 경우 프로세스에 대해 배타적으로 발생하는 소위 인증된 상태들이 있다.
본 발명은 다수의 개별 프로세스를 포함하는 전체 프로세스의 제어를 설계하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
도1은 자동 배치 기기의 터릿 헤드를 도시한 도면.
도2는 전체 프로세스의 제어를 발생하기 위한 방법의 단계들을 도시한 도면.
도3은 "스캔" 조작의 시스템 동작을 나타내는 상태 기기를 도시한 도면.
도4는 스캔 테스트의 특정 시스템 동작을 나타내는 상태 기기를 도시한 도면.
도5는 스캔 테스트 및 진공 테스트의 순차적인 처리를 나타내는 상태 기기를 도시한 도면.
도6은 스캔 테스트 및 진공 테스트의 병렬 처리를 나타내는 두개의 상태 기기를 도시한 도면.
도7은 시스템 동작을 나타내는 다수의 상태 기기를 도시한 도면.
도8은 특정 시스템 동작을 나타내는 상태 기기를 도시한 도면.
도9는 진공 테스트 및 스캔 테스트에 대한 특정 시스템 동작을 나타내는 두개의 상태 기기를 도시한 도면.
도10은 전체 프로세스에 대한 상태 기기를 도시한 도면.
본 발명의 목적은 개별 프로세스에 대해 어떤 장애도 없고 단지 인증된 상태들만이 점유되는 것이 보장되는 전체 프로세스의 제어를 설계하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은 독립항의 특징부에 따라 달성된다.
발명의 내용 내에서, 다수의 개별 프로세스들을 포함하는 전체 프로세스의 제어를 설계하기 위한 방법이 특정된다. 상기 방법에서, 개별 프로세스들의 기능들이 식별된다. 더욱이, 유효화는 각 개별 프로세스가 동작 동안 방해받지 않도록, 전체 프로세스에 대한 입력에 따라 기능들의 상호작용을 자동적으로 검증함으로써 수행된다. 유효화의 결과로서, 전체 프로세스를 제어하기 위한 데이터가 결정된다.
상기 방법의 이점은 유효화의 단계에서 각 개별 프로세스가 방해없이 실행될 수 있는 것이 보장된다는 것이다. 다른 이점은 전체 프로세스를 제어하기 위한 데이터의 자동 발생이라는 점이다. 그러므로, 전체 프로세스를 제어하기 위한 데이터는 방법의 도움으로 시스템적으로 발생된다.
실시예는 시퀀스 최적화가 유효화후에 수행된다는 것이다. 그러므로, 개별 프로세스들이 방해받지 않고 실행될 수 있다는 이점과 여러개의 개별 프로세스들이 가능하다면 시간 최적화로 실행될 수 있다는 다른 이점이 있다. 시퀀스 최적화의목적은 방해없이 가장 짧은 가능한 시간에 병렬로 여러개의 개별 프로세스들의 소정의 동작들의 성능을 수행하는데 있다.
또다른 이점은 전체 프로세스를 제어하기 위한 데이터가 실행가능 코드의 형태로 결정된다는 것이다. 이것은 시퀀스 최적화의 가능성 및 유효화의 결과가 전체 프로세스의 제어로 완전히 자동적으로 흐른다는 것을 보장한다. 예를 들면, 프로그래밍 언어 C나 프로그래밍 언어 C++로 기록된 프로그램 코드가 발생되어 전체 프로세스의 제어를 시작하거나 보장한다.
특히, 이점은 개별 프로세스의 기능이 각 프로그램 유니트의 형태로 제공되는 경우에 실행가능 코드의 발생시에 두드러지게 된다. 다수의 개별 프로세스의 다수의 기능들이 각각 적어도 하나의 프로그램 유니트에 상응하는 경우, 실행가능 코드의 형태로 발생된 데이터는 개별 프로그램 유니트의 협조를 제어하기 위해 사용되거나, 실행코드는 프로그램 유니트에 의해 제공된, 예를 들면 기능 호출 또는방법 호출과 같은 인터페이스를 사용한다.
다른 이점은 다음 조건들중 하나를 충족될 경우 개별 프로세스가 방해받는 것이다:
a) 개별 프로세스는 다른 개별 프로세스에 의해 차단된다. 차단의 경우, 두개의 개별 프로세스들은 상이한 방법으로 하나의 물리적 자원을 사용하기를 원한다. 이러한 경우, 차단은 자원이 두 개별 프로세스들의 요건을 동시에 충족할 수 없기 때문에 발생한다.
b) 개별 프로세스들은 전체 시스템의 동작을 위태롭게 하는 상태나 인증되지않은 상태들에 도달한다. 안전성에 대해 임의로 적용하기 위한 필수 요건은 어떤 위험한 상태도 가정되지 않는다는 것이다.
본 발명의 내용에서, 전체 프로세스를 제어하기 위한 장치가 특정되며, 전체 프로세스는 다수의 개별 프로세스를 포함하고, 처리기 유니트는 개별 프로세스들의 기능이 식별될 수 있는 방법으로 설정되도록 제공된다. 더욱이, 유효화는 각 개별 프로세스가 동작 동안 방해받지 않는 효과로 전체 프로세스에 대한 입력에 따라 기능들의 상호작용을 자동적으로 검증함으로써 수행될 수 있다. 마지막으로, 유효화의 결과로 형성되는 데이터는 전체 프로세스를 제어하는데 사용될 수 있다.
이 장치는 상기 설명된 부가적인 이점들중 하나이거나 본 발명에 따른 방법을 수행하기에 특히 적합하다.
자동 배치 기기의 터릿 헤드(101)를 도시한다. 터릿 헤드(101)는 컴포넌트들을 수용하여 소정의 목표 위치에 배치한다. 터릿 헤드는 리셉터클 및 배치 도구로서 사용되는 12 진공 피펫을 포함한다. 터릿 헤드(101)가 긴 기간동안 사용될 경우, 마모가 발생하고 진공 피펫은 더러워지고 마모된다. 따라서, 진공 피펫(102)의 상태를 결정하고 필요하다면 그들을 교환하기 위하여 주기적인 테스트를 수행할 필요가 있다. 두개의 상이한 테스트들이 두개의 상이한 C 프로그램에 의해 수행된다. 진공 테스트(103)는 각 진공 피펫(102)이 의도된 진공을 발생할 수 있는지를 검색하는데 사용되고; 스캔 테스트(104)는 개별 진공 피펫(102)이 물리적 마모를 받기 쉬운 정도와 교환될 필요가 있는지를 지시한다. 연속 관측을 위해, 스캔 테스트(104) 및 진공 테스트(103)는 하나 및 동일한 자원인 터릿 헤드(101)의 회전을 액세스한다.
후속하는 텍스트는 전체 프로세스의 제어가 어떻게 결정되는지를 설명하며, 충돌로부터 자유로움을 보장하고 전체 프로세스가 예측되지 않는 상태가 가정될 수 없게 동시에 진공 테스트(103) 및 스캔 테스트(104)의 실행을 제공한다. 이때문에, 상기한 C 프로그램의 기능 호출은 협조되어야 한다.
도2는 전체 프로세스의 제어를 발생하는 방법의 단계들을 도시한다.
단계 201에서, 개별 프로세스들의 기능들이 식별된다(구조화). 게다가, 제어가능하고 제어가능하지 않는 사건들이 식별된다. 제어가능한 사건들은 제어에 의해 피해질 수 있는 사건들이다. 제어가능하지 않은 사건들은 피해질 수 없는 사건들들로, 예를 들면, 센서의 출력값이나 동작의 결과이다. 더욱이, 사건들의 시퀀스는 가능한 물리적 시스템 동작을 나타내게 식별된다. 그외에도, 사건들의 시퀀스는 제어의 영향하에서 특정 시스템 동작(태스트 관련 시스템 동작)을 나타내게 식별된다.
구조화(201)의 단계는 "스캔 동작"에 대해 도3에 도시한 바와 같이 상태 기기의 표현을 포함한다.
초기 상태(301)로부터, "스캔 명령"은 기기를 진공 피펫(102)이 마모에 대해 검사되는 상태(302)로 배치하도록 한다. "스캔"이 종료되면, 기기는 상태(301)로 복귀한다. 유사하게, 기기는 에러가 발생할 때(에러: 스캐닝의 처리는 진공 피펫(102)이 대체되어야 하는 것을 지시한다) 상태 (302)로부터 상태(301)로 복귀한다. "회복" 명령은 상태(301)를 기기가 시작 조건으로 복귀하는(회복) 상태(303)으로 변화시킨다. "회복" 프로세스가 종료되면, 기기는 상태(301)로 다시 점프한다("스캔 완료").
특정 시스템 동작은 상태 기기의 형태로 도시되어 있다. 이때문에, 도4는 사건들 "턴", "턴 완료", "턴 에러", "스캔", "스캔 완료", "스캔 에러", "카운터"의 협조를 위한 특정 시스템 동작에 상응하는 상태 기기를 도시한다.
도4는 스캔 테스트의 특정 시스템 동작을 나타내는 상태 기기를 도시한다. 초기 상태(401)는 "턴" 명령에 의해 상태(402)로 변화된다. 터릿 헤드(10)의 턴이 종료되면, 기기는 상태(402)로부터 상태(403)로 변화된다. 에러가 턴 동안에 발생하면("턴 에러"), 상태(402)는 상태(407)로 변화된다. 상태(403)로부터, "스캔" 명령이 상태(404)로의 변화를 시작하고; 스캔 테스트(104)가 종료될 때, 기기는 상태(404)로부터 상태(405)로 변화된다. 카운터가 증가되면, 상태(405)가 상태(406)로 변화된다. 체크는 카운터가 이미 값 12에 도달했는지를 결정하게 된다. 그럴 경우, 상태(406)은 상태(407)로 변화되고; 카운터가 12보다 작은 값을 나타낼 경우, 상태(406)는 상태(401)로 변화한다. "회복", "회복 완료", "조작 입력", "정지"와 같은 여러가지 명령들은 상태(407)이 유지되는 것을 보장한다. "반복" 명령은 프로세스를 반복시켜 상태(407)가 상태(401)로 변화된다.
도2에서 다음 단계(202)는 전체 프로세스의 특성을 자동적으로 검증함으로써 전체 프로세스의 제어의 유효화를 보장한다. 이러한 특성은 특히 차단 또는 비차단 특성 및 제어가능성 특성이다. 다양한 개별 프로세스들이 서로 병렬로 동작하고 이들 개별 프로세스들이 하나이상의 자원을 공유할 경우, 차단으로부터의 지유는 개별 프로세스가 공통 자원을 액세스함으로써 서로 방해하지 않고 그들의 태스크를 목적에 맞게 수행할 수 있다. 도시한 예시적인 실시예에서, 개별 프로세스 스캔 테스트(104) 및 개별 프로세스 진공 테스트(103)는 자원 "터릿 헤드(101)의 턴"을 공동으로 사용한다. 이것은 전체 프로세스의 제어가 이것을 예방적으로 방지할 수 없을 경우 상호 차단을 초래할 수 있다.
더욱이, 유효화(202)가 수행되어 제어될 전체 프로세스의 구조화(201)의 가능성 체크가 상태 기기의 형태로 시스템 및 특정 시스템의 관측 이나 시뮬레이션에 의해 영향을 받게 된다. 마지막으로, 소정의 특성들이 자동적으로 검증된다. 이들 특성중 하나는
"에러가 스캔 테스트(104)에서 발생된 후에(사건 "스캔 에러"가 지시됨),
"회복" 동작(사건"회복)이 항상 시작된다는 것이다".
유효화(202)는, 개별 프로세스의 방해받지 않는 시퀀스를 형식적으로 검증하고 완전하게 행하지 않을 경우, 단계(201)로 다시 브랜칭함으로써 반복되어, 개별 프로세스의 기능의 구조화가 이루어진다. 유효화(202)가 성공적일 경우, 전체 프로세스를 제어하기 위한 코드가 자동적으로 발생된다(도2에서 단계(203)으로의 변화와 비교).
이 프로세스 동안, 전체 프로세스의 제어의 자동 발생 동안, 제어가능한 사건들은 특히 개별 프로세스내의 링크된 기능 호출에 그러므로 연관 프로그램 코드 프래그먼트에 할당된다. 제어가능하지 않은 사건들은 센서의 출력값이나 기능 호출의 대응 복귀값들에 할당된다. 일 예는 복귀값으로서 "스캔 에러" 또는 "스캔 완료"를 포함하는 대응 프로그램 코드 프래그먼트(C 프로그램 루틴 "스캔 테스트")에 관련딘 사건 "스캔"의 기능 호출에 의해 나타난다.
전체 프로세스를 제어하기 위한 C 코드의 자동 발생은 다양한 상태 기기, 할당 및/또는 프로그램 코드 프래그먼트로부터 결정된다. 이 경우에 단계(201)에 구조화된 개별 기능들은 대응 상태 기기나 프로그램 코드 프래그먼트에 대응한다.
전술한 바와 같이, 진공 테스트(103) 및 스캔 테스트(104)는 병렬로 처리되며, 각각 상이한 물리적 위치에서 수행된다(도1과 비교, 두 테스트의 반대로 위치된 성능).
도5 및 6은 진공 테스트(103) 및 스캔 테스트(104)에 대한 개별 프로세스의 원하는 동작을 도시하며, 도5는 두 테스트의 순차적인 처리를 도시하며 도6은 두 테스트의 병렬 처리를 도시한다. 도6에서 병렬 처리시에, 두 개별 프로세스의 차단은, 사건 "회복 진공" 후에는 두개의 사건 "턴"이나 "카운터"중 하나가 발생하지 않는다는 사실에 기인하여, 발생한다. 그결과, 두 개별 프로세스를 병렬로 수행함으로써 필요한 실린더 헤드의 턴("턴" 명령)은 보장되지 않는다. 하나의 기기가 실린더 헤드를 턴하기를 원하는 반면, 다른 기기는 카운터를 증가시키기를 원하여, 차단을 초래한다. 대조적으로, 도5에 지시한 바와 같이 순차 처리가 가능하고, 12 진공 피펫에 대한 테스트가 각각 수행되며, 그러므로 실린더 헤드(101)는 완전하게 두번 턴 하여야 한다. 순차적인 처리에 대한 시간 소모는 병렬 처리에 대한 것보다 훨씬 더 크다.
도4를 기초로하여, 도5 내지 도10은 유사하게 이해될 수 있다. 그러므로, 도5는 상태(501) 내지 (507)을 포함하고, 도6은 상태 (601) 내지 (618), (501) 내지 (509) 및 (509) 내지 (517)을 포함하며, 이는 병렬로 실행될 수 있는 도6에 따른 독립적인 기기들을 각각 특성화한다. 각 경우에 서로 변화하는 상태에 대해 결정되는 사건은 도면에서 이동 화살표를 따라 지시된다.
동일한 명칭을 가지는 사건들은 각 사건이 한정되는 기기에서 동기적으로 발생한다. 본 예시적인 실시예에서, 사건 "스캔"은 시스템 동작의 상태 기기(도7과 비교)가 상태 "0"에 있거나, 도8에 따른 특정 시스템 동작의 상태 기기가 상태 0이나 상태 1에 있을 경우, 그리고 도9에 따른 특정 시스템 동작의 상태 기기가 상태 2에 있을 경우에 발생한다.
제어가능한 사건들은 다음과 같다:
"턴", "스캔", "진공", "회복", "회복 턴", "회복 스캔", 회복 진공", "카운 터", "조작 입력", "리셋".
제어가능하지 않은 사건들은 다음과 같다:
"턴 완료", "턴 에러", "스캔 완료", "스캔 에러", "진공 완료", "진공 에 러", "회복 완료", "카운터=12?", "카운터<12?", "정지", "반복".
각 상태 기기는 대응 시스템 동작이 종료될 수 있는 상태를 지시한다. 즉, 어두운 배경을 갖는 상태는 종료 조건을 한정한다.
도7은 시스템 동작을 도시한다. 전술한 바와 같이, 시스템 동작은 물리적으로 가능한 시스템 상태들을 나타내는 사건들의 시퀀스를 도시한다. 이러한 물리적으로 가능한 동작들은 실린더 헤드의 턴, 진공 테스트의 성능, 스캔 테스트의 성능, 카운터의 증가 및 질문 그리고 소정의 동작을 트리거하는 명령의 입력이다. 도7에서 상태 0는 각 시스템 동작의 초기 상태와 종료 상태를 특성화한다.
시스템 동작이 식별된 후에, 특정 시스템 동작이 결정되며 이는 제어될 태스크에 대하여 전체 프로세스의 동작에 관한 것이다. 회복 에러의 특정 시스템 동작에 대한 상태 기기는 도8에 도시되어 있다. 도8에서, 두개의 표시된 상태(801) 및 (807)이 있으며, 상태 (801)은 동시에 상태 기기의 시작 및 종료 상태이다. 특정 시스템 동작 "회복 에러"는 각 경우에 상태(801)과 (807)에서 종료될 수 있다.
상기 내용에 따르면, 이어서 유효화가 수행된다. 이 목적을 위해, 마지막으로 도7내지 도9에 따른 해결책을 초래하는 다수의 반복은 도2에 따라 도시되어 있다(유효화(202)로부터 구조화(201)로의 전이 비교 : 반복).
도8과 도9는 전체 프로세스의 소정의 기능에 대응하는제어된 특정 시스템 동작을 도시한다. 이 때문에, 병룔로 실행되는 3개의 테스크, 즉 회복 에러, 그캔 테스트 및 진공 테스트가 식별된다. 특히, 회복 에러는 스캔 테스트(104) 및 진공 테스트(103)가 표시된 상태(도9에서 상태6이나 상태(907),(917)을 비교)에 있을 경우에만 동작된다. 스캔 테스트(104) 및 진공 테스트(103)는 회복 에러가 초기상태(도8에서 상태 0이나 (801)을 비교)에 있을 경우에만 동작된다.
도7-9에 따른 시스템 동작 및 특정 시스템 동작은 비차단이다. 더욱이, 도8과 도9에 따른 특정 시스템 동작은 도7로부터 시스템 동작에 대하여 제어가능하다.
도10에서, 전체 프로세스는 도7-9에 따른 상태 기기로부터 조합된다. 도10은 기술한 상태 기기의 제품 상태 기기를 나타내며 이해가능할 것이다. 특히, 도10에 따른 제품 상태 기기는 기술한 바와 같이 용이하게 트레이스가능한 절차가 전체 프로세스를 제어하는데 필요한 데이터를 결정하는 것에 대한 구조화되고 명백한 접근을 보장하기 때문에 전체 프로세스에 대한 제어 테스트를 구조화하고 해결하는데 사용되지 않는다.
전체 프로세스를 제어하기 위한 실행가능 프로그램 코드는 제1 기능 호출이 제어가능한 사건들에 할당되도록 자동적으로 발생되고, 기능 호출의 복귀값이나 센서의 출력값들은 대응하는 제어가능하지 않은 사건들에 할당된다. 전체 프로세스를 제어하기 위한 프로그램 코드는 상태 기기 할당과 관련 프로그램 코드 프래그먼트로부터 발생된다.

Claims (8)

  1. 다수의 개별 프로세스들을 포함하는 전체 프로세스의 제어를 설계하기 위한 방법에 있어서,
    (a) 상기 개별 프로세스들의 기능들이 식별되며,
    (b) 전체 프로세스에 대한 입력에 따라서 상기 기능들의 상호작용을 자동적으로 검증함으로써 유효화가 수행되고, 각 개별 프로세스는 동작 동안 방해받지 않으며,
    (c) 상기 유효화의 결과로부터 전체 프로세스를 제어하기 위한 데이터가 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 단계(c)에 더하여 시퀀스 최적화가 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 제어를 위한 데이터는 실행가능 코드의 형태로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항 내지 3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 개별 프로세스들의 기능들중 하나는 영향을 받은 개별 프로세스들을 제어하기 위한 소프트웨어 유니트인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1 항 내지 4항중 어느 한 항에 있어서, 개별 프로세스는,
    다음과 같은 조건, 즉
    a) 개별 프로세스가 다른 개별 프로세스에 의해 차단되고;
    b) 개별 프로세스가 전체 시스템의 동작을 위태롭게 하는 상태나 인증되지 않은 상태로 되는, 조건들중 하나를 충족할 경우 방해를 받는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항 내지 5항중 어느 한 항에 있어서, 자동 배치 기기의 개별 프로세스의 제어가 설계되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1항 내지 6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 전체 프로세스를 제어하기 위해 결정된 데이터는 기술 설치를 제어하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 디수의 개별 프로세스를 포함하는 전체 프로세스의 제어를 설계하기 위한 장치에 있어서,
    처리기 유니트를 포함하며, 상기 처리기 유니트는,
    (a) 상기 개별 프로세스들의 기능들이 식별되고;
    (b) 전체 프로세스에 대한 입력에 따라서 상기 기능들의 상호작용을 자동적으로 검증함으로써 유효화가 수행되고, 각 개별 프로세스는 동작 동안 방해받지않으며;
    (c) 상기 유효화의 결과로부터 얻어진 데이터가 전체 프로세스를 제어하는데 사용되도록 하는 방법으로 설정되는 것을 특징으로 하는 장치.
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