WO2021172526A1 - 作業機械のコンポーネントのソフトウェア更新システムおよびソフトウェア更新方法 - Google Patents

作業機械のコンポーネントのソフトウェア更新システムおよびソフトウェア更新方法 Download PDF

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WO2021172526A1
WO2021172526A1 PCT/JP2021/007406 JP2021007406W WO2021172526A1 WO 2021172526 A1 WO2021172526 A1 WO 2021172526A1 JP 2021007406 W JP2021007406 W JP 2021007406W WO 2021172526 A1 WO2021172526 A1 WO 2021172526A1
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WO
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software
component
work machine
unit
update
Prior art date
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PCT/JP2021/007406
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English (en)
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Inventor
潤 山根
洋平 千村
Original Assignee
株式会社小松製作所
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F8/00—Arrangements for software engineering
    • G06F8/60—Software deployment
    • G06F8/65—Updates
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    • G06F8/658—Incremental updates; Differential updates
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts

Definitions

  • This disclosure relates to a software update system and a software update method for components mounted on a work machine.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2020-031851 filed in Japan on February 27, 2020, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • the work machine is provided with components for controlling the work machine or monitoring the state of the work machine.
  • the components are composed of microcomputers and the like, and perform their functions by executing software. Therefore, the software of the component may be updated for the purpose of expanding the function of the component.
  • Patent Document 1 discloses a technique of applying software difference data in order to update software of a component of a work machine.
  • An object of the present disclosure is to provide a software update system for a work machine component and a software update method capable of updating the software of the work machine component using the difference data.
  • the software update system for updating the software of the first component of the work machine is the difference data for updating the first component connected via the internal network of the work machine.
  • the difference data is stored in the receiving unit that receives the software via the external network, the software acquisition unit that acquires the first software that the first component stores and executes from the first component, and the first software.
  • a software generation unit that generates the second software by applying the above, and a software output unit that outputs the generated second software to the first component are provided.
  • the software of the component of the work machine can be updated using the difference data.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of the software update system 1 according to the first embodiment.
  • the software update system 1 manages the software part numbers of the components 12 included in the plurality of work machines 10.
  • the software update system 1 includes a plurality of work machines 10, a component management server 30, a software management server 50, and a developer terminal 70.
  • Software is data used to realize the functions of hardware.
  • the software may include program and configuration data.
  • the software product number is a unique identifier for identifying the software.
  • the software part number is represented by, for example, a plurality of numbers or a combination of alphabets.
  • Each work machine 10 includes a gateway device 11 and two or more components 12.
  • the gateway device 11 is also an example of the component 12.
  • the gateway device 11 is connected to the internal network and the external network of the work machine 10.
  • the internal network is a network that connects the internal components 12 of the work machine 10.
  • the external network is a wide area network (WAN) that connects the work machine 10 and an external device of the work machine.
  • WAN wide area network
  • Each component exerts a function for controlling the work machine 10 or monitoring the state of the work machine 10.
  • Each component 12 and the gateway device 11 are connected to each other by an internal network of the work machine 10.
  • a hydraulic excavator is shown as a work machine 10.
  • the work machine 10 may be another work machine, for example, a bulldozer, a dump truck, or a wheel loader.
  • the component management server 30 stores the hardware and software part numbers of the component 12 included in the plurality of work machines 10, and provides the work machine 10 with data for updating the software of the component 12. Specifically, the component management server 30 provides the difference data between the software before the update of the component 12 and the software after the update to the work machine 10 via the external network.
  • the software management server 50 stores a plurality of software having different product numbers applicable to the component 12 related to the product number in association with the hardware product number of the component 12. Further, the software management server 50 generates difference data for updating the software and transmits it to the component management server 30.
  • the hardware product number is a unique identifier for identifying the component 12.
  • the hardware part number is represented by, for example, a plurality of numbers or a combination of alphabets.
  • the developer terminal 70 is a terminal operated by a software developer.
  • the developer develops software using the developer terminal 70, and transmits the developed software from the developer terminal 70 to the software management server 50.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the work machine 10.
  • the work machine 10 which is a work machine includes a work machine 1100 which is operated by flood control, a swivel body 1200 which supports the work machine 1100, and a traveling body 1300 which supports the swivel body 1200.
  • the working machine 1100 includes a boom 1110, an arm 1120, a bucket 1130, a boom cylinder 1140, an arm cylinder 1150, and a bucket cylinder 1160.
  • the boom 1110 is a strut that supports the arm 1120 and the bucket 1130.
  • the base end of the boom 1110 is attached to the front of the swivel body 1200 via a pin.
  • the arm 1120 connects the boom 1110 and the bucket 1130.
  • the base end of the arm 1120 is attached to the tip of the boom 1110 via a pin.
  • the bucket 1130 is a container having a blade for excavating earth and sand or the like.
  • the base end of the bucket 1130 is attached to the tip of the arm 1120 via a pin.
  • the boom cylinder 1140 is a hydraulic cylinder for operating the boom 1110.
  • the base end portion of the boom cylinder 1140 is attached to the swivel body 1200.
  • the tip of the boom cylinder 1140 is attached to the boom 1110.
  • the arm cylinder 1150 is a hydraulic cylinder for driving the arm 1120.
  • the base end of the arm cylinder 1150 is attached to the boom 1110.
  • the tip of the arm cylinder 1150 is attached to the arm 1120.
  • the bucket cylinder 1160 is a hydraulic cylinder for driving the bucket 1130.
  • the base end of the bucket cylinder 1160 is attached to the arm 1120.
  • the tip of the bucket cylinder 1160 is attached to the bucket 1130.
  • the swivel body 1200 is provided with a driver's cab 1210 on which the operator is boarded.
  • the driver's cab 1210 is provided in front of the swivel body 1200 and on the left side of the working machine 1100.
  • an operating device 1211 for operating the working machine 1100 is provided inside the driver's cab 1210. Hydraulic oil is supplied to the boom cylinder 1140, the arm cylinder 1150, and the bucket cylinder 1160 according to the amount of operation of the operating device 1211 to drive the working machine 1100. Further, depending on the amount of operation of the operating device 1211, hydraulic oil is supplied to a turning motor (not shown), and the turning body 1200 turns.
  • the work machine 10 includes a position / orientation calculator 12a and an inclination detector 12b.
  • the position / orientation calculator 12a and the tilt detector 12b are examples of the component 12.
  • the work machine 10 includes a gateway device 11 for connecting an internal network connecting each component and an external network.
  • the gateway device 11 is provided in the driver's cab 1210.
  • the other components 12 may be similarly provided in the cab 1210 or, for example, outside the cab 1210 on the swivel body 1200.
  • the position / orientation calculator 12a calculates the position of the swivel body 1200 and the direction in which the swivel body 1200 faces.
  • the position / orientation calculator 12a includes a first receiver 12a1 and a second receiver 12a2 that receive positioning signals from artificial satellites constituting a GNSS (Global Navigation Satellite System).
  • the first receiver 12a1 and the second receiver 12a2 are installed at different positions of the swivel body 1200, respectively.
  • the position / orientation calculator 12a detects the position of the representative point O (origin of the vehicle body coordinate system) of the swivel body 1200 in the field coordinate system (not shown) based on the positioning signal received by the first receiver 12a1.
  • the position / orientation calculator 12a detects the position of the first receiver 12a1 based on the positioning signal received by the first receiver 12a1, and the representative point O with reference to the first receiver 12a1 stored in advance.
  • the position of the representative point O is detected by horizontally moving the position of the first receiver 12a1 based on the relative position.
  • the position / orientation calculator 12a uses the positioning signal received by the first receiver 12a1 and the positioning signal received by the second receiver 12a2 to detect a second receiver with respect to the installation position of the first receiver 12a1.
  • the orientation of the swivel body 1200 is calculated as the relationship between the installation positions of 12a2.
  • the tilt detector 12b measures the acceleration and angular velocity of the swivel body 1200, and detects the tilt (for example, roll angle and pitch angle) of the swivel body 1200 based on the measurement result.
  • the tilt detector 12b is installed, for example, on the lower surface of the driver's cab 1210.
  • an IMU Inertial Measurement Unit
  • an inertial measurement unit can be used as the tilt detector 12b.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a control system of the work machine 10.
  • the gateway device 11 includes a physically separated first substrate 100 and a second substrate 200.
  • the first board 100 includes a first processor 110, a first main memory 130, a first storage 150, and a first interface 170.
  • the first processor 110 reads a program from the first storage 150, expands it into the first main memory 130, and executes a predetermined process according to the program.
  • the first storage 150 stores two systems of the same software including the program as main software and backup software.
  • the main software is software that is used to perform the functions of the software in normal times.
  • the standby software is software used to recover the main software in the event of an abnormality in the main software. That is, the first substrate 100 exerts its function by executing the main software.
  • the first board 100 recovers the main software by copying the spare software to the main software when an abnormality occurs due to a software update error or the like and the main software cannot be executed.
  • Execute system software The first substrate 100 is an example of the component 12.
  • the first interface 170 is connected to a plurality of components 12 for controlling the work machine 10 via the first network N1 which is an internal network.
  • Examples of the component 12 connected to the first substrate 100 include an engine control component that acquires various engine data by a sensor and controls the operation of the engine, and a sensor that controls various data related to the hydraulic equipment that controls the operation of the work machine 1100. Examples thereof include a hydraulic control component that acquires data from various sensors of the work machine 10 and controls the display of a monitor (not shown), and the like.
  • the component 12 connected to the first network N1 performs basic operation control regarding the operation of the work machine 10.
  • the second substrate 200 includes a second processor 210, a second main memory 230, a second storage 250, and a second interface 270.
  • the second processor 210 reads a program from the second storage 250, expands it into the second main memory 230, and executes a predetermined process according to the program.
  • the second interface 270 is connected to a plurality of components 12 for extending the function of the work machine 10 via the second network N2 which is an internal network. Examples of the component 12 connected to the second substrate 200 include an image display component that performs predetermined image processing on an image captured by a camera and controls display, and a positional relationship between a design surface of a construction site and a work machine 10.
  • a machine guidance component that displays and controls a guidance monitor for guiding operators, a payload component for measuring the amount of soil excavated by the work machine 1100, and a communication device for communicating with an external server, etc. Examples include communication components that acquire data from various sensors of work machines.
  • the component 12 connected to the second network N2 provides the work machine 10 and the operator with extended information such as improving the function of the work machine.
  • the second substrate 200 may be an example of a component of a work machine.
  • the first interface 170 and the second interface 270 are communicably connected to each other. Further, the first substrate 100 and the second substrate 200 store connection information indicating a route to each component 12 included in the work machine 10.
  • the connection information may be, for example, a routing table.
  • the connection information is updated by exchanging information between the first substrate 100 and the second substrate 200 each time the component 12 is attached to or removed from the work machine 10.
  • the first substrate 100 or the second substrate 200 includes a custom LSI (Large Scale Integrated Circuit) such as a PLD (Programmable Logic Device) in addition to or in place of the above configuration.
  • PLDs include PAL (Programmable Array Logic), GAL (Generic Array Logic), CPLD (Complex Programmable Logic Device), and FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • PAL Programmable Array Logic
  • GAL Generic Array Logic
  • CPLD Complex Programmable Logic Device
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • first storage 150 and the second storage 250 examples include magnetic disks, magneto-optical disks, optical disks, semiconductor memories, and the like.
  • the first storage 150 and the second storage 250 may be internal media directly connected to the bus line, or external media connected to the gateway device 11 via the first interface 170 or the communication line. good.
  • the first storage 150 and the second storage 250 are non-temporary tangible storage media.
  • the computational resources of the second substrate 200 are larger than the computational resources of at least one component 12. Further, it is preferable that the computational resources of the second substrate 200 are larger than the computational resources of the first substrate 100.
  • Computational resources are resources used in calculations in computers. Computational resources are resources that provide the computing time or storage capacity of a computer. Examples of computational resources include CPUs, main memory, storage, and the like.
  • the capacity of the second main memory 230 is preferably larger than the capacity of the first main memory 130. Further, the capacity of the second storage 250 is preferably larger than the capacity of the first storage 150.
  • the first processor 110 functions as an input unit 111, an access unit 112, an update unit 113, and an output unit 114 by executing a program stored in the first storage 150.
  • the input unit 111 receives the input of the software acquisition instruction of the component 12 from the second board 200. Further, the input unit 111 receives an input of a software update instruction of the component 12 from the second board 200.
  • the access unit 112 acquires the current software from the component 12 according to the software acquisition instruction received from the second board 200.
  • the current software refers to software that is stored by the component 12 and executed for exerting a function when accessed by the access unit 112.
  • the current software is an example of the first software.
  • the access unit 112 outputs the software to the component 12 according to the software update instruction received from the second board 200.
  • the component 12 that has received the software rewrites the software.
  • the access unit 112 is an example of a software acquisition unit that acquires the current software from the component 12 and a software output unit that outputs the generated software to the component 12.
  • the update unit 113 reads the main software from the first storage 150 according to the software update instruction received from the second board 200.
  • the main software is an example of the current software. Further, the update unit 113 rewrites the backup system software and the main system software according to the software update instruction received from the second board 200.
  • the output unit 114 outputs the software acquired by the access unit 112 or the update unit 113 to the second board 200.
  • the second processor 210 functions as a receiving unit 211, an output unit 212, an input unit 213, an access unit 214, a software generation unit 215, and a transmission unit 216 by executing a program stored in the second storage 250. Further, a storage area of the backup software storage unit 251 is secured in the second storage 250.
  • the receiving unit 211 receives the update instruction of the software of the component together with the difference data of the software of the component 12 from the component management server 30. In addition, the receiving unit 211 receives a confirmation instruction of the product number of the software of the component.
  • the output unit 212 outputs a software acquisition instruction to the first board 100 when the component 12 to be updated is connected to the first board 100 or when the component 12 to be updated is the first board 100. do. Further, the output unit 212 outputs a software update instruction to the first board 100.
  • the input unit 213 receives the software input of the component 12 to be updated from the first board 100.
  • the access unit 214 acquires software from the component 12. Further, the access unit 214 outputs the software generated by the software generation unit 215 to the component 12 to be updated. The component 12 that has received the software rewrites the software.
  • the access unit 214 is an example of a software acquisition unit that acquires the current software from the component 12 and a software output unit that outputs the generated software to the component 12.
  • the software generation unit 215 generates the updated software by applying the difference data received by the reception unit 211 to the current software input to the input unit 213 or the current software acquired by the access unit 214.
  • the updated software is an example of the second software.
  • the difference data holds a combination of the offset, which is the number of bits from the beginning of the file, and the changed value for each changed part.
  • the software generation unit 215 identifies the corresponding part of the current software based on the offset of the difference data, and rewrites the value before the change indicated by the difference data in the corresponding part to the value after the change. As a result, the software generation unit 215 can generate the updated software from the current software and the difference data.
  • the transmission unit 216 transmits a response to the request received by the reception unit 211 to the component management server 30.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the component management server 30 according to the first embodiment.
  • the component management server 30 includes a processor 310, a main memory 330, a storage 350, and an interface 370.
  • the processor 310 reads a program from the storage 350, expands it into the main memory 330, and executes a predetermined process according to the program.
  • the interface 370 is communicably connected to the second board 200 of the gateway device 11 and the software management server 50.
  • the program stored in the storage 350 may be for realizing a part of the functions exerted by the component management server 30.
  • the component management server 30 may include a custom LSI such as a PLD in addition to or in place of the above configuration.
  • a part or all of the functions realized by the component management server 30 may be realized by the integrated circuit.
  • Examples of the storage 350 include magnetic disks, magneto-optical disks, optical disks, semiconductor memories, and the like.
  • the storage 350 may be internal media directly connected to the bus line, or external media connected to the component management server 30 via the interface 370 or the communication line.
  • the program may not be stored in the storage 350 and may be distributed to the component management server 30 by a communication line, and the processor 310 may execute the program.
  • the storage 350 is a non-temporary tangible storage medium.
  • the processor 310 includes a difference data receiving unit 311, an update target specific unit 312, a product number confirmation unit 313, an update instruction transmission unit 314, and a table update unit 315 by executing a program stored in the storage 350. Further, the storage 350 is secured with the storage area of the component table 351.
  • the component table 351 stores the hardware and software part numbers of the components 12 included in each of the plurality of work machines 10. That is, the component table 351 stores the machine ID of the work machine 10 in association with the hardware part number of the component and the software part number.
  • the difference data receiving unit 311 receives the software difference data and the software part number to which the difference data is applied from the software management server 50.
  • the update target specifying unit 312 refers to the component table 351 and specifies the component 12 related to the software part number received by the difference data receiving unit 311 and the work machine 10 including the component 12.
  • the product number confirmation unit 313 transmits a confirmation request for the software product number of the component 12 to be updated to the work machine 10 specified by the update target identification unit 312.
  • the product number confirmation unit 313 receives the confirmation result of the software product number from the work machine 10.
  • the product number confirmation unit 313 is an example of a product number acquisition unit that acquires the product number of the current software of the component 12 from the component 12.
  • the update instruction transmission unit 314 updates the software to the work machine 10 when the confirmation result received from the work machine 10 by the product number confirmation unit 313 matches the software part number received from the software management server 50 by the difference data reception unit 311.
  • the software update instruction includes the difference data received by the difference data receiving unit 311, the gateway script for execution by the gateway device 11, and the component script for execution by the component 12 to be updated.
  • the gateway script describes a procedure in which the gateway 11 processes the difference data included in the update instruction.
  • the component script describes the procedure for installing the updated program. If the component 12 has a function to install the updated program, the update instruction may not include the gateway script.
  • the table update unit 315 determines whether or not the software has been updated based on the confirmation result received from the work machine 10 by the product number confirmation unit 313 after the software update instruction.
  • the table update unit 315 updates the component table 351 when it determines that the software has been updated.
  • the table update unit 315 is an example of an update determination unit that determines whether or not the current software of the component 12 has been updated based on the product number acquired from the component 12.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the software management server 50 according to the first embodiment.
  • the software management server 50 includes a processor 510, a main memory 530, a storage 550, and an interface 570.
  • the processor 510 reads a program from the storage 550, expands it into the main memory 530, and executes a predetermined process according to the program.
  • the interface 570 is communicably connected to the component management server 30.
  • the program stored in the storage 550 may be for realizing a part of the functions exerted by the software management server 50.
  • the software management server 50 may include a custom LSI such as a PLD in addition to or in place of the above configuration. In this case, some or all of the functions realized by the software management server 50 may be realized by the integrated circuit.
  • Examples of the storage 550 include magnetic disks, magneto-optical disks, optical disks, semiconductor memories, and the like.
  • the storage 550 may be internal media directly connected to the bus line, or external media connected to the software management server 50 via the interface 570 or the communication line. Further, this program may be distributed to the software management server 50 by a communication line, and the processor 510 may execute the program.
  • the storage 550 is a non-temporary tangible storage medium.
  • the processor 510 includes a software recording unit 511, a difference data generation unit 512, and a difference data transmission unit 513 by executing a program stored in the storage 550. Further, the storage area of the software table 551 is secured in the storage 550.
  • the software table 551 stores a plurality of software having different part numbers applicable to the component 12 related to the component number in association with the hardware part number of the component 12. That is, the software table 551 stores the hardware part number of the component, the substance of the software, and the software part number of the software in association with each other.
  • FIG. 6 is an example of a software table according to the first embodiment.
  • the software table 551 stores the hardware part number indicating the image display component, the software part number indicating the image display component application, and the substance of the software in association with each other.
  • the image display component application 1, the image display component application 2, and the image display component application 3 are examples of the actual software.
  • the software table 551 stores the hardware part number indicating the machine guidance component, the software part number indicating the machine guidance component application, and the substance of the software in association with each other.
  • the machine guidance component application 1 and the machine guidance component application 2 are examples of software entities.
  • the software recording unit 511 receives input from the server administrator or software developer about the substance of the software, the part number of the software, and the hardware part number of the component 12 to which the software is applied, and records these in the software table 551.
  • the administrator or the developer operates the developer terminal 70 and transmits the software entity, the software part number, and the hardware part number of the component 12 to which the software is applied to the software management server 50.
  • the difference data generation unit 512 generates difference data between the software newly recorded in the software table 551 and the software of another part number applied to the hardware to which the software is applied.
  • the difference data transmission unit 513 associates the difference data generated by the difference data generation unit 512 with the software product number to which the difference data is applied, and transmits the difference data to the component management server 30.
  • FIG. 7 is a sequence diagram showing a method of updating the software of the component 12 in the software update system 1 according to the first embodiment.
  • the developer updates the software of the component 12
  • the developer operates the developer terminal 70 and associates the substance of the software, the part number of the software, and the hardware part number of the component 12 to which the software is applied with the software management server.
  • Send to 50 The software recording unit 511 of the software management server 50 records the received software entity, software part number, and hardware part number in association with each other in the software table 551 (step S1).
  • the software part number received by the software recording unit 511 is the updated part number, which is the updated software part number.
  • the difference data generation unit 512 acquires the software entity and the software part number associated with the hardware part number received in step S1 from the software table 551 (step S2).
  • the difference data generation unit 512 generates difference data for each software part number by calculating the difference between the software received in step S1 and each software read in step S2 (step S3). If the software stored in the component 12 is always the latest software, the difference data may be generated only for the latest software among the software read in step S2.
  • the difference data transmission unit 513 associates the difference data generated in step S3 with the hardware part number received in step S1, the update part number received in step S1, and the target part number which is the software part number read in step S2, and components. It is transmitted to the management server 30 (step S4).
  • the difference data receiving unit 311 of the component management server 30 receives the difference data, the software part number, and the hardware part number from the software management server 50.
  • the update target specifying unit 312 refers to the component table 351 and specifies the work machine 10 including the component 12 related to the received hardware part number (step S5). A plurality of work machines 10 including the component 12 according to the hardware part number may be specified.
  • the product number confirmation unit 313 transmits a confirmation request for the software product number of the component to be updated to the gateway device 11 of the specified work machine 10 (step S6). That is, the software part number confirmation request includes the hardware part number of the component 12 to be updated.
  • the gateway device 11 receives a confirmation request for the software part number from the component management server 30 (step S6).
  • the gateway device 11 executes the component number confirmation process of the component 12 and transmits the specified software product number to the component management server 30 (step S7).
  • the software part number is written as a constant in the substance of the software, and is specified by, for example, executing the part number confirmation command possessed by the software. The details of the product number confirmation process by the gateway device 11 will be described later.
  • the product number confirmation unit 313 of the component management server 30 receives the software product number from the work machine 10 (step S7).
  • the update instruction transmission unit 314 instructs the gateway device 11 of the work machine 10 to update the software of the component to be updated. Transmit (step S8).
  • the software update instruction includes the difference data received in step S4, the gateway script for execution by the gateway device 11, and the component script for execution by the component 12 to be updated.
  • the gateway script contains the hardware part number of the component to which the delta data is applied.
  • the gateway device 11 receives a software update instruction from the component management server 30 (step S8).
  • the gateway device 11 executes the software update process of the component 12 according to the gateway script included in the update instruction (step S9).
  • the gateway script may describe that after the key-off of the work machine 10, the individual components 12 are woken by a function such as Wake-on-LAN to execute the software update process. This is to prevent the component 12 from failing due to an update while the work machine 10 is in operation.
  • the software is updated when the operation of the work machine 10 is locked by the lock lever of the work machine 10 (a lever that shuts off the flow paths of all the hydraulic circuits of the work machine, turning, and traveling) (not shown). It may be described that the process is executed. The details of the software update process by the gateway device 11 will be described later.
  • the product number confirmation unit 313 After a predetermined time when the difference data receiving unit 311 of the component management server 30 transmits the update instruction in step S9, the product number confirmation unit 313 sends the software product number of the component to be updated to the gateway device 11 of the work machine 10 to which the update instruction is transmitted. Confirmation request is transmitted (step S10).
  • the predetermined time is sufficiently longer than the required calculation time for the process of applying the difference data to the software.
  • the gateway device 11 of the work machine 10 transmits a completion notification to the component management server 30 after the update is completed, and the product number confirmation unit 313 sends the completion notification to the gateway device 11 of the work machine 10. , You may send a confirmation request of the software part number of the component to be updated.
  • the gateway device 11 receives a confirmation request for the software part number from the component management server 30.
  • the gateway device 11 executes the component number confirmation process of the component 12 and transmits the specified software product number to the component management server 30 (step S11). Since the software part number is written as a constant in the software entity, if the software update process in step S9 is completed normally, the software part number is also updated.
  • the product number confirmation unit 313 of the component management server 30 receives the software product number from the work machine 10 (step S11).
  • the table update unit 315 updates the software part number of the component 12 stored in the component table 351 to the software part number received in step S11.
  • Step S12 The sequence diagram shown in FIG. 7 shows an example of processing, and does not prevent the software from being updated by other processing.
  • the software update system 1 according to another embodiment does not have to perform the processes of step S6, step S7, step S10, step S11, and step S12.
  • the software part number may be stored in a main memory or storage (not shown) of the component 12.
  • the gateway device 11 transmits the product number confirmation request of the component 12 to the component 12 in steps S7 and S11, and the component 12 reads the software product number stored in the main memory or the storage and transmits it to the gateway device 11. You may.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a product number confirmation process of the gateway device 11 according to the first embodiment.
  • the receiving unit 211 determines whether the component 12 whose software part number is to be confirmed, that is, the component 12 related to the hardware part number included in the confirmation request, is connected to the second board 200 (step S31).
  • the access unit 214 acquires the software part number from the component 12 to be confirmed via the second network N2 (step S32). ).
  • the output unit 212 outputs the confirmation request of the software part number to the first board 100 (step S33).
  • the input unit 111 of the first board 100 receives the input of the software part number confirmation request from the second board 200 (step S34).
  • the access unit 112 acquires the software part number from the component 12 to be confirmed via the first network N1 (step S35).
  • the output unit 114 outputs the read software part number to the second board 200 (step S36).
  • the input unit 213 of the second board 200 receives the input of the software part number from the component 12 to be confirmed from the first board 100 (step S37).
  • the transmission unit 216 of the second board 200 transmits the software part number from the component 12 to be confirmed specified in step S32 or step S37 to the component management server 30 (step S38).
  • the gateway device 11 can notify the software part number of the component 12 in response to the confirmation request of the component management server 30.
  • the flowchart shown in FIG. 8 shows an example of processing, and does not prevent the product number from being confirmed by other processing. Further, the gateway device 11 according to another embodiment does not have to perform the product number confirmation process.
  • the software part number may be stored in a main memory or storage (not shown) of the component 12.
  • the second board 200 transmits the component number confirmation request of the component 12 to the component 12 in steps S32 and S37, and the component 12 reads the software part number stored in the main memory or the storage and transmits it to the second board. You may.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a software update process of the gateway device 11 according to the first embodiment.
  • the receiving unit 211 In order to communicate with the component 12 to be updated in the software, that is, the component 12 related to the hardware part number described in the gateway script, the receiving unit 211 refers to the connection information and transfers the component 12 to the second board 200. It is determined whether or not the connection is made (step S61).
  • the access unit 214 acquires the current software from the component 12 to be confirmed via the second network N2 (step S61: YES). S62).
  • the output unit 212 uses the first board 100.
  • the software acquisition instruction is output to (step S63).
  • the input unit 111 of the first board 100 receives the input of the software acquisition instruction from the second board 200 (step S64).
  • the update unit 113 determines whether or not the component 12 to be updated is the first board 100 itself (step S65).
  • the update unit 113 reads the main software from the first storage 150 (step S66).
  • the access unit 112 acquires the current software from the component 12 to be updated via the first network N1 (step S67). ..
  • the component 12 may transmit the information of the current software to the first board in a plurality of times.
  • the information of the current software can be transmitted in a plurality of times to transmit the current software information.
  • Software information can be transmitted to the first board.
  • the output unit 114 outputs the software read in step S66 or step S67 to the second board 200 (step S68).
  • the input unit 213 of the second board 200 receives the input of the software of the component 12 to be updated from the first board 100 (step S69).
  • the software generation unit 215 generates the updated software by applying the difference data included in the update instruction received from the component management server 30 to the software acquired in step S62 or step S69 according to the gateway script. (Step S70).
  • the software generation unit 215 associates the generated software with the hardware part number of the component 12 and records it in the standby software storage unit (step S71).
  • the software generation unit 215 determines whether or not the component 12 to be updated is connected to the second board 200 by referring to the connection information in order to transmit the generated software to the component 12 to be updated (step S72).
  • the component 12 to be updated is an example of the first component.
  • Examples of the component 12 to be updated include the component 12 connected to the first network N1, the component 12, the first board 100, and the second board 200 connected to the second network N2.
  • the second substrate 200 including the software generation unit 215 is an example of the second component.
  • a component other than the second substrate 200 may be the second component. That is, in other embodiments, components other than the second substrate 200 may include the software generation unit 215.
  • the access unit 214 updates the software generated in step S70 to the component 12 to be updated via the second network N2. Output the component script included in the instruction. As a result, the component 12 rewrites the software to be stored in the software generated in step S70 by executing the component script (step S73).
  • the component 12 to be updated by the software is an example of the first component.
  • the second substrate 200 is an example of a second component different from the component 12 to be updated.
  • the output unit 212 uses the first board 100.
  • the software update instruction is output to (step S74).
  • the software update instruction includes the software generated in step S70 and the component script included in the update instruction.
  • the input unit 111 of the first board 100 receives the input of the software update instruction from the second board 200 (step S75).
  • the update unit 113 determines whether or not the component 12 to be updated is the first board 100 itself (step S76).
  • the update unit 113 rewrites the spare software stored in the first storage 150 to the software included in the update instruction (step S77).
  • the first substrate 100 to be updated by software is an example of the first component.
  • the second substrate 200 which is different from the first component, is an example of the second component.
  • the update unit 113 rewrites the main software stored in the first storage 150 to the software included in the update instruction (step S78).
  • the access unit 112 sends the software and component script included in the update instruction to the component 12 to be updated via the first network N1. Output.
  • the component 12 rewrites the stored software to the software included in the update instruction by executing the component script (step S79).
  • the component 12 to be updated by the software is an example of the first component.
  • the second substrate 200 which is different from the first component, is an example of the second component.
  • the first board 100 connected to the component 12 to be updated by software is an example of other components.
  • the gateway device 11 can update the software of the component 12 based on the difference data.
  • the flowchart shown in FIG. 9 shows an example of processing, and does not prevent the software from being updated by other processing.
  • the gateway device 11 does not have to perform the process of step S71 and the process of step S77.
  • any one of the first board 100, the component 12 connected to the first board 100, and the component 12 connected to the second board 200 may be updated. ..
  • the update instruction does not have to include the component script.
  • the gateway device 11 receives the difference data for updating the component 12 of the work machine 10 via the external network, and the component connected via the internal network. Apply delta data to current software. Then, the gateway device 11 outputs the generated software to the component 12. As a result, the gateway device 11 can update the software of the component 12 regardless of the magnitude (size) of the computational resources of the component 12. Further, the gateway device 11 can reduce the amount of communication in the external network by updating the software using the difference data.
  • the gateway device 11 according to the first embodiment generates software using the difference data on the second board 200 having a storage capacity larger than that of the first board 100. As a result, the gateway device 11 according to the first embodiment can allocate a large amount of the computational resources of the first substrate 100 to the control of the work machine 10. Further, the second board 200 updates the software of the component 12 connected to the first board 100.
  • the gateway device 11 stores the generated software of the component 12 in the backup system software storage unit 251.
  • the software of the component 12 is generated using the software stored in the standby software storage unit 251.
  • the first board 100 records the updated software in order as the standby software and the main software of the first storage 150.
  • the main software can be recovered.
  • the damaged software may be recovered by an automatic operation by the gateway device 11 or by a manual operation by a serviceman or an operator.
  • the gateway device 11 generates software for all the components 12 of the work machine 10 on the second substrate 200 mounted on the work machine 10. On the other hand, some components 12 have sufficient computational resources. In the second embodiment, some components 12 autonomously update their software.
  • FIG. 10 is a schematic block diagram showing the configuration of the gateway device 11 according to the second embodiment.
  • the second substrate 200 further includes a determination unit 217 in addition to the configuration of the first embodiment.
  • the second storage 250 is further provided with a storage area of the component storage unit 252.
  • the component storage unit 252 stores in advance the software part number of the component 12 having the function of applying the difference data.
  • the information stored in the component storage unit 252 is updated by a serviceman or the like when the component 12 is replaced.
  • the determination unit 217 refers to the component storage unit 252 and determines whether or not the component 12 to be updated has the function of applying the difference data.
  • the determination unit 217 refers to the component storage unit 252, and whether or not the component 12 to be updated has the function of applying the difference data. Is determined.
  • the access unit 112 transfers the update instruction received from the component management server 30 to the component 12 to be updated.
  • the component 12 to be updated updates the software using the difference data included in the update instruction.
  • the gateway device 11 updates the software of the component 12 by executing the processes of steps S61 to S79 according to the first embodiment. ..
  • the gateway device 11 according to the first embodiment includes a physically separated first substrate 100 and a second substrate 200.
  • the gateway device 11 according to the third embodiment is mounted on one board.
  • FIG. 11 is a schematic block diagram showing the configuration of the gateway device 11 according to the third embodiment. That is, the gateway device 11 according to the third embodiment includes a processor 210a, a main memory 230a, a storage 250a, and an interface 270a.
  • the processor 210a, the main memory 230a, the storage 250a, and the interface 270a are the second processor 210, the second main memory 230, the second storage 250, and the second interface 270 of the second substrate according to the first embodiment, respectively.
  • the gateway device 11 according to the third embodiment does not need to communicate with another board, it has a function corresponding to the output unit 212 and the input unit 213 of the gateway device 11 according to the first embodiment. It doesn't have to be. Further, the gateway device 11 according to the third embodiment has a determination in step S31 according to the first embodiment, a process from step S33 to step S37, a determination in step S61, a process from step S63 to step S69, and step S72. It is not necessary to perform the determination and the processing of steps S74 to S79.
  • the first board 100 and the second board 200 each include one processor.
  • one board includes two processors.
  • FIG. 12 is a schematic block diagram showing the configuration of the gateway device 11 according to the fourth embodiment. That is, the gateway device 11 according to the fourth embodiment has a first processor 110, a first main memory 130, a first storage 150, a first interface 170, a second processor 210, and a second main memory 230 on one board. , Second storage 250, second interface 270.
  • the first processor 110 and the second processor 210 may be realized by each core of the multi-core CPU. Further, the first processor 110 and the second processor 210 may be two virtual processors virtualized from one physical processor by a virtualization technique. Further, the first main memory 130 and the second main memory 230, and the first storage 150 and the second storage 250 may also be realized by one main memory and storage.
  • the available storage areas of the main memory and the storage are allocated in advance for each processor.
  • the first interface 170 and the second interface 270 may be realized by one interface.
  • the first network N1 and the second network N2 may be virtually separated by software.
  • the gateway device 11 according to the fourth embodiment can update the software of the component 12 by the same processing as that of the first embodiment.
  • the gateway device 11 may include three or more substrates. Further, in another embodiment, the roles of the plurality of substrates included in the gateway device 11 may be different from those in the above-described embodiment. Further, in another embodiment, the software management server 50 and the component management server 30 may be realized by one device instead of being a separate body.
  • the gateway device 11 determines whether or not the component 12 to be updated has the function of applying the difference data, but the present invention is not limited to this.
  • the determination unit 217 may determine whether or not to apply the difference data by determining which board the component 12 to be updated is connected to.
  • the software of the component of the work machine can be updated by using the difference data.

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Abstract

本開示は、作業機械（１０）の第１コンポーネント（１２）のソフトウェアを更新するソフトウェア更新システム（１）であって、作業機械（１０）の内部ネットワークを介して接続される第１コンポーネント（１２）の更新のための差分データを、外部ネットワークを介して受信する受信部（２１１）と、第１コンポーネント（１２）から、第１コンポーネント（１２）が記憶し、実行する第１のソフトウェアを取得するソフトウェア取得部（２１４）と、第１のソフトウェアに差分データを適用することで第２のソフトウェアを生成するソフトウェア生成部（２１５）と、生成された第２のソフトウェアを第１コンポーネント（１２）に出力するソフトウェア出力部（１１２、２１４）と、を備える。

Description

作業機械のコンポーネントのソフトウェア更新システムおよびソフトウェア更新方法
　本開示は、作業機械に搭載されたコンポーネントのソフトウェア更新システムおよびソフトウェア更新方法に関する。本願は、２０２０年２月２７日に日本に出願された日本国特願２０２０－０３１８５１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　作業機械には、作業機械を制御し、または作業機械の状態を監視するためのコンポーネントが設けられる。コンポーネントは、マイクロコンピュータなどによって構成され、ソフトウェアの実行により機能を発揮する。そのため、コンポーネントの機能の拡張などを目的に、コンポーネントのソフトウェアを更新することがある。
　特許文献１には、作業機械のコンポーネントのソフトウェアを更新するためにソフトウェアの差分データを適用する技術が開示されている。
日本国特開２０１４－１７７８１６号公報
　ところで、作業機械のコンポーネントは、差分の適用計算のために十分な計算資源を有していない可能性がある。
　本開示の目的は、差分データを用いて作業機械のコンポーネントのソフトウェアを更新することができる作業機械のコンポーネントのソフトウェア更新システムおよびソフトウェア更新方法を提供することにある。
　本発明の第１の態様によれば、作業機械の第１コンポーネントのソフトウェアを更新するソフトウェア更新システムは、前記作業機械の内部ネットワークを介して接続される前記第１コンポーネントの更新のための差分データを、外部ネットワークを介して受信する受信部と、前記第１コンポーネントから、前記第１コンポーネントが記憶し、実行する第１のソフトウェアを取得するソフトウェア取得部と、前記第１のソフトウェアに前記差分データを適用することで第２のソフトウェアを生成するソフトウェア生成部と、生成された前記第２のソフトウェアを前記第１コンポーネントに出力するソフトウェア出力部と、を備える。
　上記態様によれば、差分データを用いて作業機械のコンポーネントのソフトウェアを更新することができる。
第１の実施形態に係るソフトウェア更新システムの構成図である。 作業機械の外観を示す斜視図である。 作業機械の制御系統の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態に係るコンポーネント管理サーバの構成を示すブロック図である。 第１の実施形態に係るソフトウェア管理サーバの構成を示すブロック図である。 第１の実施形態に係るソフトウェアテーブルの一例である。 第１の実施形態に係るソフトウェア更新システムにおけるコンポーネントのソフトウェアの更新方法を示すシーケンス図である。 第１の実施形態に係るゲートウェイ装置の品番確認処理を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係るゲートウェイ装置のソフトウェア更新処理を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係るゲートウェイ装置の構成を示す概略ブロック図である。 第３の実施形態に係るゲートウェイ装置の構成を示す概略ブロック図である。 第４の実施形態に係るゲートウェイ装置の構成を示す概略ブロック図である。
〈第１の実施形態〉
　図１は、第１の実施形態に係るソフトウェア更新システム１の構成図である。
　ソフトウェア更新システム１は、複数の作業機械１０が備えるコンポーネント１２のソフトウェアの品番を管理する。ソフトウェア更新システム１は、複数の作業機械１０と、コンポーネント管理サーバ３０と、ソフトウェア管理サーバ５０と、開発者端末７０とを備える。ソフトウェアとは、ハードウェアの機能の実現のために用いられるデータである。ソフトウェアは、プログラムおよび設定データを含み得る。なお、ソフトウェアの品番とは、ソフトウェアを特定するためのユニークな識別子である。ソフトウェアの品番は、例えば、複数の数字、又はアルファベットの組み合わせによって表現される。
　各作業機械１０は、ゲートウェイ装置１１と２つ以上のコンポーネント１２とを備える。なお、ゲートウェイ装置１１も、コンポーネント１２の一例である。ゲートウェイ装置１１は、作業機械１０の内部ネットワークと外部ネットワークとに接続される。内部ネットワークとは、作業機械１０の内部のコンポーネント１２同士を接続するネットワークである。外部ネットワークとは、作業機械１０と作業機械の外部の装置とを接続するワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）である。各コンポーネントは、作業機械１０の制御、または作業機械１０の状態の監視のための機能を発揮する。各コンポーネント１２とゲートウェイ装置１１とは、互いに作業機械１０の内部ネットワークで接続される。図１において、作業機械１０として油圧ショベルが図示されている。しかしながら、作業機械１０は、その他の作業機械でもよく、例えばブルドーザ、ダンプトラック、ホイールローダであってもよい。
　コンポーネント管理サーバ３０は、複数の作業機械１０が備えるコンポーネント１２のハードウェアおよびソフトウェアの品番を記憶し、コンポーネント１２のソフトウェアを更新するためのデータを作業機械１０に提供する。具体的には、コンポーネント管理サーバ３０は、コンポーネント１２の更新前のソフトウェアと更新後のソフトウェアとの差分データを、外部ネットワークを介して作業機械１０に提供する。
　ソフトウェア管理サーバ５０は、コンポーネント１２のハードウェアの品番に関連付けて、当該品番に係るコンポーネント１２に適用可能な品番の異なる複数のソフトウェアを記憶する。また、ソフトウェア管理サーバ５０は、ソフトウェアの更新のための差分データを生成し、コンポーネント管理サーバ３０に送信する。なお、ハードウェアの品番とは、コンポーネント１２を特定するためのユニークな識別子である。ハードウェアの品番は、例えば、複数の数字、又はアルファベットの組み合わせによって表現される。
　開発者端末７０は、ソフトウェアの開発者によって操作される端末である。開発者は、開発者端末７０を用いてソフトウェアを開発し、開発したソフトウェアを開発者端末７０からソフトウェア管理サーバ５０へ送信する。
《作業機械１０の構成》
　図２は、作業機械１０の外観を示す斜視図である。
　作業機械である作業機械１０は、油圧により作動する作業機１１００と、作業機１１００を支持する旋回体１２００と、旋回体１２００を支持する走行体１３００とを備える。
《作業機１１００》
　作業機１１００は、ブーム１１１０と、アーム１１２０と、バケット１１３０と、ブームシリンダ１１４０と、アームシリンダ１１５０と、バケットシリンダ１１６０とを備える。
　ブーム１１１０は、アーム１１２０およびバケット１１３０を支える支柱である。ブーム１１１０の基端部は、旋回体１２００の前部にピンを介して取り付けられる。
　アーム１１２０は、ブーム１１１０とバケット１１３０とを連結する。アーム１１２０の基端部は、ブーム１１１０の先端部にピンを介して取り付けられる。
　バケット１１３０は、土砂などを掘削するための刃を有する容器である。バケット１１３０の基端部は、アーム１１２０の先端部にピンを介して取り付けられる。
　ブームシリンダ１１４０は、ブーム１１１０を作動させるための油圧シリンダである。ブームシリンダ１１４０の基端部は、旋回体１２００に取り付けられる。ブームシリンダ１１４０の先端部は、ブーム１１１０に取り付けられる。
　アームシリンダ１１５０は、アーム１１２０を駆動するための油圧シリンダである。アームシリンダ１１５０の基端部は、ブーム１１１０に取り付けられる。アームシリンダ１１５０の先端部は、アーム１１２０に取り付けられる。
　バケットシリンダ１１６０は、バケット１１３０を駆動するための油圧シリンダである。バケットシリンダ１１６０の基端部は、アーム１１２０に取り付けられる。バケットシリンダ１１６０の先端部は、バケット１１３０に取り付けられる。
《旋回体１２００》
　旋回体１２００には、オペレータが搭乗する運転室１２１０が備えられる。運転室１２１０は、旋回体１２００の前方かつ作業機１１００の左側に備えられる。
　運転室１２１０の内部には、作業機１１００を操作するための操作装置１２１１が設けられる。操作装置１２１１の操作量に応じて、ブームシリンダ１１４０、アームシリンダ１１５０、およびバケットシリンダ１１６０に作動油が供給され、作業機１１００が駆動する。また、操作装置１２１１の操作量に応じて、図示しない旋回用モータに作動油が供給され、旋回体１２００が旋回する。
《コンポーネント１２》
　作業機械１０は、位置方位演算器１２ａ、傾斜検出器１２ｂを備える。位置方位演算器１２ａ、傾斜検出器１２ｂは、コンポーネント１２の一例である。また、作業機械１０は、各コンポーネントを接続する内部ネットワークと外部ネットワークとを接続するゲートウェイ装置１１を備える。ゲートウェイ装置１１は、運転室１２１０内に設けられている。他のコンポーネント１２は、同様に運転室１２１０内に設けられてもよいし、例えば旋回体１２００上の運転室１２１０の外に設けられてもよい。
　位置方位演算器１２ａは、旋回体１２００の位置および旋回体１２００が向く方位を演算する。位置方位演算器１２ａは、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）を構成する人工衛星から測位信号を受信する第１受信器１２ａ１および第２受信器１２ａ２を備える。第１受信器１２ａ１および第２受信器１２ａ２は、それぞれ旋回体１２００の異なる位置に設置される。位置方位演算器１２ａは、第１受信器１２ａ１が受信した測位信号に基づいて、図示しない現場座標系における旋回体１２００の代表点Ｏ（車体座標系の原点）の位置を検出する。例えば、位置方位演算器１２ａは、第１受信器１２ａ１が受信した測位信号に基づいて第１受信器１２ａ１の位置を検出し、予め記憶された第１受信器１２ａ１を基準とする代表点Ｏの相対位置に基づいて第１受信器１２ａ１の位置を水平移動させることで、代表点Ｏの位置を検出する。
　位置方位演算器１２ａは、第１受信器１２ａ１が受信した測位信号と、第２受信器１２ａ２が受信した測位信号とを用いて、検出された第１受信器１２ａ１の設置位置に対する第２受信器１２ａ２の設置位置の関係として、旋回体１２００の方位を演算する。
　傾斜検出器１２ｂは、旋回体１２００の加速度および角速度を計測し、計測結果に基づいて旋回体１２００の傾き（例えば、ロール角およびピッチ角）を検出する。傾斜検出器１２ｂは、例えば運転室１２１０の下面に設置される。傾斜検出器１２ｂは、例えば、慣性計測装置であるＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）を用いることができる。
　図３は、作業機械１０の制御系統の構成を示すブロック図である。
　ゲートウェイ装置１１は、物理的に分かれた第１基板１００と第２基板２００とを備える。
　第１基板１００は、第１プロセッサ１１０、第１メインメモリ１３０、第１ストレージ１５０、第１インタフェース１７０を備える。第１プロセッサ１１０は、第１ストレージ１５０からプログラムを読み出して第１メインメモリ１３０に展開し、当該プログラムに従って所定の処理を実行する。なお、第１ストレージ１５０は、当該プログラムを含む同じソフトウェアを主系ソフトウェアと予備系ソフトウェアとして２系統記憶する。主系ソフトウェアとは、平常時にソフトウェアの機能を発揮する際に使用されるソフトウェアである。予備系ソフトウェアとは、主系ソフトウェアの異常時に主系ソフトウェアの復旧のために使用されるソフトウェアである。すなわち、第１基板１００は、主系ソフトウェアを実行することで機能を発揮する。また第１基板１００は、例えばソフトウェアの更新ミス等により異常が発生し、主系ソフトウェアを実行できない場合に、予備系ソフトウェアを主系ソフトウェアにコピーすることで主系ソフトウェアを復旧し、復旧した主系ソフトウェアを実行する。第１基板１００は、コンポーネント１２の一例である。
　第１インタフェース１７０は、内部ネットワークである第１ネットワークＮ１を介して作業機械１０を制御するための複数のコンポーネント１２と接続される。第１基板１００に接続されるコンポーネント１２の例としては、エンジンの各種データをセンサにより取得しエンジンの動作を制御するエンジン制御コンポーネント、作業機１１００の動作を制御する油圧機器関連の各種データをセンサにより取得し当該油圧機器を制御する油圧制御コンポーネント、作業機械１０の各種センサからデータを取得し図示しないモニタの表示制御を行うモニタ制御コンポーネント、等が挙げられる。第１ネットワークＮ１に接続されるコンポーネント１２により、作業機械１０の動作に関する基本的な動作制御が行われる。
　第２基板２００は、第２プロセッサ２１０、第２メインメモリ２３０、第２ストレージ２５０、第２インタフェース２７０を備える。第２プロセッサ２１０は、第２ストレージ２５０からプログラムを読み出して第２メインメモリ２３０に展開し、当該プログラムに従って所定の処理を実行する。第２インタフェース２７０は、内部ネットワークである第２ネットワークＮ２を介して作業機械１０の機能を拡張するための複数のコンポーネント１２と接続される。第２基板２００に接続されるコンポーネント１２の例としては、カメラで撮像した画像に対して所定の画像処理を行い表示制御を行う画像表示コンポーネント、施工現場の設計面と作業機械１０との位置関係などをオペレータにガイダンスするためのガイダンスモニタを表示制御するマシンガイダンスコンポーネント、作業機１１００により掘削した土量を計測するためのペイロードコンポーネント、外部のサーバ等と通信を行うための通信機器を制御し、作業機械の各種センサからデータを取得する通信コンポーネント等が挙げられる。第２ネットワークＮ２に接続されるコンポーネント１２により、作業機械１０およびオペレータに、作業機械の機能を向上させるなどの拡張的な情報の提供が行われる。第２基板２００は、作業機械のコンポーネントの一例であってよい。
　第１インタフェース１７０と第２インタフェース２７０は、互いに通信可能に接続される。また、第１基板１００および第２基板２００は、作業機械１０が備える各コンポーネント１２への経路を示す接続情報を記憶する。接続情報は、例えばルーティングテーブルであってよい。接続情報は、作業機械１０にコンポーネント１２が取り付けられるたびに、または、取り外されるたびに、第１基板１００および第２基板２００の間で情報が交換されることで更新される。
　他の実施形態においては、第１基板１００または第２基板２００は、上記構成に加えて、または、上記構成に代えて、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）などのカスタムＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）を備えてもよい。ＰＬＤの例としては、ＰＡＬ(Programmable Array Logic)、ＧＡＬ(Generic Array Logic)、ＣＰＬＤ(Complex Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）が挙げられる。この場合、第１基板１００または第２基板２００によって実現される機能の一部または全部が、当該集積回路によって実現されてよい。
　第１ストレージ１５０および第２ストレージ２５０の例としては、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ、等が挙げられる。第１ストレージ１５０および第２ストレージ２５０は、バス線に直接接続された内部メディアであってもよいし、第１インタフェース１７０または通信回線を介してゲートウェイ装置１１に接続される外部メディアであってもよい。少なくとも１つの実施形態において第１ストレージ１５０および第２ストレージ２５０は、一時的でない有形の記憶媒体である。
　なお、第２基板２００が有する計算資源は、少なくとも１つのコンポーネント１２が有する計算資源より大きい。また、第２基板２００が有する計算資源は、第１基板１００が有する計算資源より大きいことが、好ましい。計算資源とは、コンピュータにおける計算において使用される資源である。計算資源とは、コンピュータが備える計算時間または記憶容量を提供する資源である。計算資源の例としては、ＣＰＵ、メインメモリ、ストレージなどが、挙げられる。なお、第２メインメモリ２３０の容量は、第１メインメモリ１３０の容量より大きいのが、好ましい。また、第２ストレージ２５０の容量は、第１ストレージ１５０の容量より大きいことが、好ましい。
　第１プロセッサ１１０は、第１ストレージ１５０が記憶するプログラムの実行により、入力部１１１、アクセス部１１２、更新部１１３、出力部１１４として機能する。
　入力部１１１は、第２基板２００からコンポーネント１２のソフトウェアの取得指示の入力を受け付ける。また、入力部１１１は、第２基板２００からコンポーネント１２のソフトウェアの更新指示の入力を受け付ける。
　アクセス部１１２は、第２基板２００から受け付けたソフトウェアの取得指示に従ってコンポーネント１２から現行のソフトウェアを取得する。現行のソフトウェアとは、アクセス部１１２によるアクセス時に、コンポーネント１２が記憶し、機能の発揮のために実行されているソフトウェアをいう。現行のソフトウェアは、第１のソフトウェアの一例である。また、アクセス部１１２は、第２基板２００から受け付けたソフトウェアの更新指示に従ってコンポーネント１２にソフトウェアを出力する。ソフトウェアを受信したコンポーネント１２は、ソフトウェアを書き換える。アクセス部１１２は、コンポーネント１２から現行のソフトウェアを取得するソフトウェア取得部、および生成されたソフトウェアをコンポーネント１２に出力するソフトウェア出力部の一例である。
　更新部１１３は、第２基板２００から受け付けたソフトウェアの更新指示に従って、第１ストレージ１５０から主系ソフトウェアを読み出す。主系ソフトウェアは、現行のソフトウェアの一例である。また、更新部１１３は、第２基板２００から受け付けたソフトウェアの更新指示に従って予備系ソフトウェアおよび主系ソフトウェアを書き換える。
　出力部１１４は、アクセス部１１２または更新部１１３が取得したソフトウェアを第２基板２００に出力する。
　第２プロセッサ２１０は、第２ストレージ２５０が記憶するプログラムの実行により、受信部２１１、出力部２１２、入力部２１３、アクセス部２１４、ソフトウェア生成部２１５、送信部２１６として機能する。また、第２ストレージ２５０には、予備系ソフトウェア記憶部２５１の記憶領域が、確保される。
　受信部２１１は、コンポーネント管理サーバ３０から、コンポーネント１２のソフトウェアの差分データとともに、コンポーネントのソフトウェアの更新指示を受信する。また、受信部２１１は、コンポーネントのソフトウェアの品番の確認指示を受信する。
　出力部２１２は、更新対象のコンポーネント１２が第１基板１００に接続される場合に、または、更新対象のコンポーネント１２が第１基板１００である場合に、ソフトウェアの取得指示を第１基板１００に出力する。また、出力部２１２は、ソフトウェアの更新指示を第１基板１００に出力する。
　入力部２１３は、第１基板１００から更新対象のコンポーネント１２のソフトウェアの入力を受け付ける。
　アクセス部２１４は、更新対象のコンポーネント１２が第２基板２００に接続される場合に、当該コンポーネント１２からソフトウェアを取得する。また、アクセス部２１４は、ソフトウェア生成部２１５が生成したソフトウェアを更新対象のコンポーネント１２に出力する。ソフトウェアを受信したコンポーネント１２は、ソフトウェアを書き換える。アクセス部２１４は、コンポーネント１２から現行のソフトウェアを取得するソフトウェア取得部、および生成されたソフトウェアをコンポーネント１２に出力するソフトウェア出力部の一例である。
　ソフトウェア生成部２１５は、入力部２１３に入力された現行のソフトウェアまたはアクセス部２１４が取得した現行のソフトウェアに、受信部２１１が受信した差分データを適用することで、更新後のソフトウェアを生成する。更新後のソフトウェアは、第２のソフトウェアの一例である。例えば、差分データは、ファイルの先頭からのビット数であるオフセットと、変更後の値の組み合わせを、変更箇所ごとに保持する。この場合、ソフトウェア生成部２１５は、差分データのオフセットに基づいて現行のソフトウェアの該当部分を特定し、該当部分における差分データが示す変更前の値を変更後の値に書き換える。これにより、ソフトウェア生成部２１５は、現行のソフトウェアと差分データから更新後のソフトウェアを生成することができる。
　送信部２１６は、受信部２１１が受信した要求に対する応答をコンポーネント管理サーバ３０に送信する。
《コンポーネント管理サーバ３０の構成》
　図４は、第１の実施形態に係るコンポーネント管理サーバ３０の構成を示すブロック図である。
　コンポーネント管理サーバ３０は、プロセッサ３１０、メインメモリ３３０、ストレージ３５０、インタフェース３７０を備える。プロセッサ３１０は、ストレージ３５０からプログラムを読み出してメインメモリ３３０に展開し、当該プログラムに従って所定の処理を実行する。インタフェース３７０は、ゲートウェイ装置１１の第２基板２００、およびソフトウェア管理サーバ５０と通信可能に接続される。
　ストレージ３５０に記憶されるプログラムは、コンポーネント管理サーバ３０に発揮させる機能の一部を実現するためのものであってもよい。また、他の実施形態においては、コンポーネント管理サーバ３０は、上記構成に加えて、または、上記構成に代えて、ＰＬＤなどのカスタムＬＳＩを備えてもよい。この場合、コンポーネント管理サーバ３０によって実現される機能の一部または全部が当該集積回路によって実現されてよい。
　ストレージ３５０の例としては、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等が、挙げられる。ストレージ３５０は、バス線に直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース３７０または通信回線を介してコンポーネント管理サーバ３０に接続される外部メディアであってもよい。また、プログラムは、ストレージ３５０に記憶されず、通信回線によってコンポーネント管理サーバ３０に配信されてもよく、プロセッサ３１０が当該プログラムを実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、ストレージ３５０は、一時的でない有形の記憶媒体である。
　プロセッサ３１０は、ストレージ３５０が記憶するプログラムの実行により、差分データ受信部３１１、更新対象特定部３１２、品番確認部３１３、更新指示送信部３１４、テーブル更新部３１５を備える。また、ストレージ３５０には、コンポーネントテーブル３５１の記憶領域が確保される。
　コンポーネントテーブル３５１は、複数の作業機械１０のそれぞれが備えるコンポーネント１２のハードウェアおよびソフトウェアの品番を記憶する。つまり、コンポーネントテーブル３５１は、作業機械１０の機械ＩＤと、コンポーネントのハードウェア品番と、ソフトウェア品番とを関連付けて記憶する。
　差分データ受信部３１１は、ソフトウェア管理サーバ５０から、ソフトウェアの差分データと当該差分データの適用対象のソフトウェア品番を受信する。
　更新対象特定部３１２は、コンポーネントテーブル３５１を参照し、差分データ受信部３１１が受信したソフトウェア品番に係るコンポーネント１２および当該コンポーネント１２を備える作業機械１０を特定する。
　品番確認部３１３は、更新対象特定部３１２が特定した作業機械１０に更新対象となるコンポーネント１２のソフトウェア品番の確認要求を送信する。品番確認部３１３は、作業機械１０からソフトウェア品番の確認結果を受信する。品番確認部３１３は、コンポーネント１２から、当該コンポーネント１２の現行のソフトウェアの品番を取得する品番取得部の一例である。
　更新指示送信部３１４は、品番確認部３１３が作業機械１０から受信した確認結果が、差分データ受信部３１１がソフトウェア管理サーバ５０から受信したソフトウェア品番と一致する場合に、作業機械１０にソフトウェアの更新指示を送信する。ソフトウェアの更新指示には、差分データ受信部３１１が受信した差分データ、ゲートウェイ装置１１が実行するためのゲートウェイスクリプト、および更新対象のコンポーネント１２が実行するためのコンポーネントスクリプトが、含まれる。ゲートウェイスクリプトには、ゲートウェイ１１が更新指示に含まれる差分データを処理する手順が記述される。コンポーネントスクリプトには、更新後のプログラムをインストールする手順が、記述される。なお、コンポーネント１２が更新後のプログラムをインストールする機能を有している場合には、更新指示にゲートウェイスクリプトが含まれなくてもよい。
　テーブル更新部３１５は、ソフトウェアの更新指示の後に品番確認部３１３が作業機械１０から受信した確認結果に基づいて、ソフトウェアが更新されたか否かを判定する。テーブル更新部３１５は、ソフトウェアが更新されたと判定した場合に、コンポーネントテーブル３５１を更新する。テーブル更新部３１５は、コンポーネント１２から取得された品番に基づいて、コンポーネント１２の現行のソフトウェアが更新されたか否かを判定する更新判定部の一例である。
《ソフトウェア管理サーバ５０の構成》
　図５は、第１の実施形態に係るソフトウェア管理サーバ５０の構成を示すブロック図である。
　ソフトウェア管理サーバ５０は、プロセッサ５１０、メインメモリ５３０、ストレージ５５０、インタフェース５７０を備える。プロセッサ５１０は、ストレージ５５０からプログラムを読み出してメインメモリ５３０に展開し、当該プログラムに従って所定の処理を実行する。インタフェース５７０は、コンポーネント管理サーバ３０と通信可能に接続される。
　ストレージ５５０に記憶されるプログラムは、ソフトウェア管理サーバ５０に発揮させる機能の一部を実現するためのものであってもよい。また、他の実施形態においては、ソフトウェア管理サーバ５０は、上記構成に加えて、または、上記構成に代えて、ＰＬＤなどのカスタムＬＳＩを備えてもよい。この場合、ソフトウェア管理サーバ５０によって実現される機能の一部または全部が、当該集積回路によって実現されてよい。
　ストレージ５５０の例としては、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等が、挙げられる。ストレージ５５０は、バス線に直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース５７０または通信回線を介してソフトウェア管理サーバ５０に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが、通信回線によってソフトウェア管理サーバ５０に配信され、プロセッサ５１０が、当該プログラムを実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、ストレージ５５０は、一時的でない有形の記憶媒体である。
　プロセッサ５１０は、ストレージ５５０が記憶するプログラムの実行により、ソフトウェア記録部５１１、差分データ生成部５１２、差分データ送信部５１３を備える。また、ストレージ５５０には、ソフトウェアテーブル５５１の記憶領域が確保される。
　ソフトウェアテーブル５５１は、コンポーネント１２のハードウェア品番に関連付けて、当該品番に係るコンポーネント１２に適用可能な品番の異なる複数のソフトウェアを記憶する。つまり、ソフトウェアテーブル５５１は、コンポーネントのハードウェア品番と、ソフトウェアの実体と、当該ソフトウェアのソフトウェア品番とを、関連付けて記憶する。図６は、第１の実施形態に係るソフトウェアテーブルの一例である。ソフトウェアテーブル５５１は、画像表示コンポーネントを示すハードウェア品番と、画像表示コンポーネントアプリを示すソフトウェア品番と、ソフトウェアの実体とを、関連付けて記憶している。なお、画像表示コンポーネントアプリ１、画像表示コンポーネントアプリ２、及び画像表示コンポーネントアプリ３は、ソフトウェアの実体の一例である。また、図６に示す例では、ソフトウェアテーブル５５１は、マシンガイダンスコンポーネントを示すハードウェア品番と、マシンガイダンスコンポーネントアプリを示すソフトウェア品番と、ソフトウェアの実体とを、関連付けて記憶している。なお、マシンガイダンスコンポーネントアプリ１、及びマシンガイダンスコンポーネントアプリ２は、ソフトウェアの実体の一例である。
　ソフトウェア記録部５１１は、サーバの管理者やソフトウェアの開発者からソフトウェアの実体、ソフトウェアの品番、およびソフトウェアの適用対象のコンポーネント１２のハードウェア品番の入力を受け付け、これらをソフトウェアテーブル５５１に記録する。管理者や開発者は、開発者端末７０を操作し、ソフトウェアの実体、ソフトウェアの品番、およびソフトウェアの適用対象のコンポーネント１２のハードウェア品番をソフトウェア管理サーバ５０に送信する。
　差分データ生成部５１２は、ソフトウェアテーブル５５１に新たに記録されたソフトウェアと、当該ソフトウェアの適用対象のハードウェアに適用される他の品番のソフトウェアとの差分データを生成する。
　差分データ送信部５１３は、差分データ生成部５１２が生成した差分データと、当該差分データの適用対象となるソフトウェア品番とを、関連付けてコンポーネント管理サーバ３０に送信する。
《ソフトウェアの更新方法》
　図７は、第１の実施形態に係るソフトウェア更新システム１におけるコンポーネント１２のソフトウェアの更新方法を示すシーケンス図である。
　開発者は、コンポーネント１２のソフトウェアを更新すると、開発者端末７０を操作し、当該ソフトウェアの実体、当該ソフトウェアの品番、および当該ソフトウェアの適用対象のコンポーネント１２のハードウェア品番とを関連付けてソフトウェア管理サーバ５０に送信する。ソフトウェア管理サーバ５０のソフトウェア記録部５１１は、受信したソフトウェアの実体、ソフトウェア品番、およびハードウェア品番を、関連付けてソフトウェアテーブル５５１に記録する（ステップＳ１）。なお、ソフトウェア記録部５１１が受信したソフトウェア品番は、更新後のソフトウェア品番である更新品番である。
　差分データ生成部５１２は、ソフトウェアテーブル５５１から、ステップＳ１で受信したハードウェア品番に関連付けられたソフトウェアの実体およびソフトウェア品番を取得する（ステップＳ２）。差分データ生成部５１２は、ステップＳ１で受信したソフトウェアと、ステップＳ２で読み出した各ソフトウェアとの差分を計算することで、ソフトウェア品番ごとの差分データを生成する（ステップＳ３）。なお、コンポーネント１２が記憶するソフトウェアが常に最新のものとなっている場合には、ステップＳ２で読み出したソフトウェアのうち最新のソフトウェアのみについて、差分データを生成してもよい。差分データ送信部５１３は、ステップＳ３で生成した差分データを、ステップＳ１で受信したハードウェア品番、ステップＳ１で受信した更新品番、およびステップＳ２で読み出したソフトウェア品番である対象品番に関連付けて、コンポーネント管理サーバ３０に送信する（ステップＳ４）。
　コンポーネント管理サーバ３０の差分データ受信部３１１は、ソフトウェア管理サーバ５０から差分データ、ソフトウェア品番およびハードウェア品番を受信する。更新対象特定部３１２は、コンポーネントテーブル３５１を参照し、受信したハードウェア品番に係るコンポーネント１２を備える作業機械１０を特定する（ステップＳ５）。なお、ハードウェア品番に係るコンポーネント１２を備える複数の作業機械１０が、特定されてもよい。次に、品番確認部３１３は、特定した作業機械１０のゲートウェイ装置１１に、更新対象となるコンポーネントのソフトウェア品番の確認要求を送信する（ステップＳ６）。すなわち、ソフトウェア品番の確認要求には、更新対象となるコンポーネント１２のハードウェア品番が含まれる。
　ゲートウェイ装置１１は、コンポーネント管理サーバ３０からソフトウェア品番の確認要求を受信する（ステップＳ６）。ゲートウェイ装置１１は、コンポーネント１２の品番確認処理を実行し、特定したソフトウェア品番をコンポーネント管理サーバ３０に送信する（ステップＳ７）。ソフトウェア品番は、ソフトウェアの実体に定数として書き込まれており、例えばソフトウェアが有する品番確認コマンドを実行することで、特定される。ゲートウェイ装置１１による品番確認処理の詳細については、後述する。
　コンポーネント管理サーバ３０の品番確認部３１３は、作業機械１０からソフトウェア品番を受信する（ステップＳ７）。ステップＳ７で受信したソフトウェア品番と、ステップＳ４で受信した対象品番とが一致する場合、更新指示送信部３１４は、当該作業機械１０のゲートウェイ装置１１に、更新対象となるコンポーネントのソフトウェアの更新指示を送信する（ステップＳ８）。ソフトウェアの更新指示には、ステップＳ４で受信した差分データとゲートウェイ装置１１が実行するためのゲートウェイスクリプト、および更新対象のコンポーネント１２が実行するためのコンポーネントスクリプトが含まれる。ゲートウェイスクリプトには、差分データを適用するコンポーネントのハードウェア品番が含まれる。
　ゲートウェイ装置１１は、コンポーネント管理サーバ３０からソフトウェアの更新指示を受信する（ステップＳ８）。ゲートウェイ装置１１は、更新指示に含まれるゲートウェイスクリプトに従って、コンポーネント１２のソフトウェア更新処理を実行する（ステップＳ９）。ゲートウェイスクリプトには、作業機械１０のキーオフ後に、個別のコンポーネント１２をWake-on-LAN等の機能によってウェイクさせて、ソフトウェア更新処理を実行することが記述されていてもよい。これは、作業機械１０の稼働中に更新のためにコンポーネント１２が機能しなくなることを防ぐためである。また、キーオン後、図示しない作業機械１０のロックレバー（作業機、旋回、走行の全ての油圧回路の流路を遮断するレバー）によって、作業機械１０の動作をロックしているときに、ソフトウェア更新処理を実行することが記述されてもよい。ゲートウェイ装置１１によるソフトウェア更新処理の詳細については、後述する。
　コンポーネント管理サーバ３０の差分データ受信部３１１がステップＳ９で更新指示を送信した所定時間後に、品番確認部３１３は、更新指示を送信した作業機械１０のゲートウェイ装置１１に、更新対象のコンポーネントのソフトウェア品番の確認要求を送信する（ステップＳ１０）。所定時間は、ソフトウェアへの差分データの適用処理の所要計算時間より十分に長い時間である。なお、他の実施形態においては、作業機械１０のゲートウェイ装置１１が更新完了後に完了通知をコンポーネント管理サーバ３０に送信し、品番確認部３１３が、完了通知を送信した作業機械１０のゲートウェイ装置１１に、更新対象のコンポーネントのソフトウェア品番の確認要求を送信してもよい。
　ゲートウェイ装置１１は、コンポーネント管理サーバ３０からソフトウェア品番の確認要求を受信する。ゲートウェイ装置１１は、コンポーネント１２の品番確認処理を実行し、特定したソフトウェア品番をコンポーネント管理サーバ３０に送信する（ステップＳ１１）。なお、ソフトウェア品番は、ソフトウェアの実体に定数として書き込まれるため、ステップＳ９のソフトウェア更新処理が正常に完了していれば、ソフトウェア品番も合わせて更新される。
　コンポーネント管理サーバ３０の品番確認部３１３は、作業機械１０からソフトウェア品番を受信する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１で受信したソフトウェア品番とステップＳ４で受信した更新品番とが一致する場合、テーブル更新部３１５は、コンポーネントテーブル３５１が記憶する当該コンポーネント１２のソフトウェア品番をステップＳ１１で受信したソフトウェア品番に更新する（ステップＳ１２）。
　なお、図７に示すシーケンス図は、処理の一例を示すものであり、他の処理によってソフトウェアの更新がなされることを妨げない。例えば、他の実施形態に係るソフトウェア更新システム１は、ステップＳ６、ステップＳ７、ステップＳ１０、ステップＳ１１、ステップＳ１２の処理を行わなくてもよい。なお、他の実施形態においては、ソフトウェア品番は、コンポーネント１２の図示しないメインメモリまたはストレージに記憶されてよい。この場合、ゲートウェイ装置１１は、ステップＳ７およびステップＳ１１においてコンポーネント１２の品番確認要求をコンポーネント１２に送信し、コンポーネント１２が、メインメモリまたはストレージに記憶されたソフトウェア品番を読み出してゲートウェイ装置１１に送信してもよい。
《ゲートウェイ装置１１の品番確認処理》
　ここで、ソフトウェアの更新処理におけるゲートウェイ装置１１の動作について説明する。ゲートウェイ装置１１の第２基板２００の受信部２１１が、ステップＳ６またはステップＳ１０にてコンポーネント管理サーバ３０からソフトウェア品番の確認要求を受信すると、ゲートウェイ装置１１は、品番確認処理を実行する。
　図８は、第１の実施形態に係るゲートウェイ装置１１の品番確認処理を示すフローチャートである。
　受信部２１１は、ソフトウェア品番の確認対象のコンポーネント１２、すなわち確認要求に含まれるハードウェア品番に係るコンポーネント１２が、第２基板２００に接続されているかを判定する（ステップＳ３１）。確認対象のコンポーネント１２が第２基板２００に接続されている場合（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、アクセス部２１４は、第２ネットワークＮ２を介して、確認対象のコンポーネント１２からソフトウェア品番を取得する（ステップＳ３２）。
　他方、確認対象のコンポーネント１２が第２基板２００に接続されていない場合（ステップＳ３１：ＮＯ）、出力部２１２はソフトウェア品番の確認要求を第１基板１００に出力する（ステップＳ３３）。
　第１基板１００の入力部１１１が第２基板２００からソフトウェア品番の確認要求の入力を受け付ける（ステップＳ３４）。次に、アクセス部１１２は、第１ネットワークＮ１を介して、確認対象のコンポーネント１２からソフトウェア品番を取得する（ステップＳ３５）。出力部１１４は、読み出したソフトウェア品番を第２基板２００に出力する（ステップＳ３６）。
　第２基板２００の入力部２１３は、第１基板１００から確認対象のコンポーネント１２からのソフトウェア品番の入力を受け付ける（ステップＳ３７）。
　第２基板２００の送信部２１６は、ステップＳ３２またはステップＳ３７で特定した確認対象のコンポーネント１２からのソフトウェア品番を、コンポーネント管理サーバ３０に送信する（ステップＳ３８）。
　これにより、ゲートウェイ装置１１は、コンポーネント管理サーバ３０の確認要求に応答してコンポーネント１２のソフトウェア品番を通知することができる。
　なお、図８に示すフローチャートは、処理の一例を示すものであり、他の処理によって品番の確認がなされることを妨げない。また、他の実施形態に係るゲートウェイ装置１１は、品番確認処理を行わなくてもよい。なお、他の実施形態においては、ソフトウェア品番は、コンポーネント１２の図示しないメインメモリまたはストレージに記憶されてよい。この場合、第２基板２００は、ステップＳ３２およびステップＳ３７においてコンポーネント１２の品番確認要求をコンポーネント１２に送信し、コンポーネント１２が、メインメモリまたはストレージに記憶されたソフトウェア品番を読み出して第２基板に送信してもよい。
《ゲートウェイ装置１１のソフトウェア更新処理》
　ゲートウェイ装置１１の第２基板２００の受信部２１１が、ステップＳ８にてコンポーネント管理サーバ３０からソフトウェアの更新指示を受信すると、ゲートウェイ装置１１は、更新指示に含まれるゲートウェイスクリプトを実行することで、ソフトウェア更新処理を実行する。
　図９は、第１の実施形態に係るゲートウェイ装置１１のソフトウェア更新処理を示すフローチャートである。
　受信部２１１は、ソフトウェアの更新対象のコンポーネント１２、すなわちゲートウェイスクリプトに記述されたハードウェア品番に係るコンポーネント１２との通信を行うために、接続情報を参照して当該コンポーネント１２が第２基板２００に接続されているかを判定する（ステップＳ６１）。確認対象のコンポーネント１２が第２基板２００に接続されている場合（ステップＳ６１：ＹＥＳ）、アクセス部２１４は、第２ネットワークＮ２を介して、確認対象のコンポーネント１２から現行のソフトウェアを取得する（ステップＳ６２）。
　他方、更新対象のコンポーネント１２が第１基板１００に接続されている場合、または、更新対象のコンポーネント１２が第１基板１００である場合（ステップＳ６１：ＮＯ）、出力部２１２は、第１基板１００にソフトウェアの取得指示を出力する（ステップＳ６３）。
　第１基板１００の入力部１１１は、第２基板２００からソフトウェアの取得指示の入力を受け付ける（ステップＳ６４）。更新部１１３は、更新対象のコンポーネント１２が第１基板１００自身であるか否かを判定する（ステップＳ６５）。更新対象のコンポーネント１２が第１基板１００自身である場合（ステップＳ６５：ＹＥＳ）、更新部１１３は、第１ストレージ１５０から主系ソフトウェアを読み出す（ステップＳ６６）。他方、更新対象のコンポーネント１２が第１基板１００自身でない場合（ステップＳ６５：ＮＯ）、アクセス部１１２は、第１ネットワークＮ１を介して更新対象のコンポーネント１２から現行のソフトウェアを取得する（ステップＳ６７）。なお、コンポーネント１２は、現行のソフトウェアの情報を複数回に分けて第１基板に送信するようにしてもよい。これにより、一度の送信で現行のソフトウェアの情報を第１基板に送信することができない、計算資源の小さいコンポーネント１２においても、現行のソフトウェアの情報を複数回に分けて送信することによって、現行のソフトウェアの情報を第１基板に送信することができる。
　出力部１１４は、ステップＳ６６またはステップＳ６７で読み出したソフトウェアを、第２基板２００に出力する（ステップＳ６８）。
　第２基板２００の入力部２１３は、第１基板１００から更新対象のコンポーネント１２のソフトウェアの入力を受け付ける（ステップＳ６９）。
　そして、ソフトウェア生成部２１５は、ゲートウェイスクリプトに従って、ステップＳ６２またはステップＳ６９で取得したソフトウェアに、コンポーネント管理サーバ３０から受信した更新指示に含まれる差分データを適用することで、更新後のソフトウェアを生成する（ステップＳ７０）。ソフトウェア生成部２１５は、生成したソフトウェアをコンポーネント１２のハードウェア品番に関連付けて予備系ソフトウェア記憶部に記録する（ステップＳ７１）。
　ソフトウェア生成部２１５は、生成したソフトウェアを更新対象のコンポーネント１２に送信するために、接続情報を参照して更新対象のコンポーネント１２が第２基板２００に接続されているかを判定する（ステップＳ７２）。更新対象のコンポーネント１２は、第１コンポーネントの一例である。更新対象のコンポーネント１２の例としては、第１ネットワークＮ１に接続されるコンポーネント１２、第２ネットワークＮ２に接続されるコンポーネント１２、第１基板１００、および第２基板２００が、挙げられる。また、ソフトウェア生成部２１５を備える第２基板２００は、第２コンポーネントの一例である。なお、他の実施形態においては、第２基板２００以外のコンポーネントが第２コンポーネントになってもよい。すなわち、他の実施形態においては、第２基板２００以外のコンポーネントがソフトウェア生成部２１５を備えてもよい。
　更新対象のコンポーネント１２が第２基板２００に接続されている場合（ステップＳ７２：ＹＥＳ）、アクセス部２１４は、第２ネットワークＮ２を介して、更新対象のコンポーネント１２にステップＳ７０で生成したソフトウェアおよび更新指示に含まれるコンポーネントスクリプトを出力する。これにより、当該コンポーネント１２は、コンポーネントスクリプトの実行により、記憶するソフトウェアを、ステップＳ７０で生成したソフトウェアに書き換える（ステップＳ７３）。このように、例えば、ソフトウェアの更新対象のコンポーネント１２は、第１コンポーネントの一例である。また、例えば、第２基板２００は、更新対象のコンポーネント１２と異なる第２コンポーネントの一例である。
　他方、更新対象のコンポーネント１２が第１基板１００に接続されている場合、または、更新対象のコンポーネント１２が第１基板１００である場合（ステップＳ７２：ＮＯ）、出力部２１２は、第１基板１００にソフトウェアの更新指示を出力する（ステップＳ７４）。ソフトウェアの更新指示には、ステップＳ７０で生成したソフトウェアおよび更新指示に含まれるコンポーネントスクリプトが、含まれる。
　第１基板１００の入力部１１１は、第２基板２００からソフトウェアの更新指示の入力を受け付ける（ステップＳ７５）。更新部１１３は、更新対象のコンポーネント１２が第１基板１００自身であるか否かを判定する（ステップＳ７６）。更新対象のコンポーネント１２が第１基板１００自身である場合（ステップＳ７６：ＹＥＳ）、更新部１１３は、第１ストレージ１５０が記憶する予備系ソフトウェアを、更新指示に含まれるソフトウェアに書き換える（ステップＳ７７）。このように、例えば、ソフトウェアの更新対象の第１基板１００は、第１コンポーネントの一例である。また、例えば、第１コンポーネントと異なる第２基板２００は、第２コンポーネントの一例である。予備系ソフトウェアの書き換えが完了すると、更新部１１３は、第１ストレージ１５０が記憶する主系ソフトウェアを、更新指示に含まれるソフトウェアに書き換える（ステップＳ７８）。
　他方、更新対象のコンポーネント１２が第１基板１００自身でない場合（ステップＳ７６：ＮＯ）、アクセス部１１２は、第１ネットワークＮ１を介して更新対象のコンポーネント１２に更新指示に含まれるソフトウェアおよびコンポーネントスクリプトを出力する。これにより、当該コンポーネント１２は、コンポーネントスクリプトの実行により、記憶するソフトウェアを、更新指示に含まれるソフトウェアに書き換える（ステップＳ７９）。このように、例えば、ソフトウェアの更新対象のコンポーネント１２は、第１コンポーネントの一例である。また、例えば、第１コンポーネントと異なる第２基板２００は、第２コンポーネントの一例である。また、ソフトウェアの更新対象のコンポーネント１２に接続される第１基板１００は、他のコンポーネントの一例である。
　これにより、ゲートウェイ装置１１は、差分データに基づいてコンポーネント１２のソフトウェアを更新することができる。
　なお、図９に示すフローチャートは、処理の一例を示すものであり、他の処理によってソフトウェアの更新がなされることを妨げない。例えば、他の実施形態に係るゲートウェイ装置１１は、ステップＳ７１の処理、ステップＳ７７の処理を行わなくてもよい。また、他の実施形態においては、第１基板１００、第１基板１００に接続されているコンポーネント１２、および第２基板２００に接続されているコンポーネント１２のいずれかを更新するものであってもよい。また、更新対象のコンポーネント１２がコンポーネントスクリプトを記憶している場合、更新指示にコンポーネントスクリプトが含まれなくてもよい。
《作用・効果》
　このように、第１の実施形態によれば、ゲートウェイ装置１１は、外部ネットワークを介して作業機械１０のコンポーネント１２の更新のための差分データを受信し、内部ネットワークを介して接続されるコンポーネントの現行のソフトウェアに差分データを適用する。そして、ゲートウェイ装置１１は、生成されたソフトウェアをコンポーネント１２に出力する。これにより、ゲートウェイ装置１１は、コンポーネント１２の計算資源の大小（大きさ）に依らず、コンポーネント１２のソフトウェアを更新することができる。またゲートウェイ装置１１は、差分データを用いてソフトウェアを更新することで、外部ネットワークの通信量を抑えることができる。
　また、第１の実施形態に係るゲートウェイ装置１１は、第１基板１００より大きい記憶容量を有する第２基板２００において、差分データを用いたソフトウェアの生成を行う。これにより、第１の実施形態に係るゲートウェイ装置１１は、第１基板１００の計算資源を作業機械１０の制御に多く振り分けることができる。
　また、第２基板２００は、第１基板１００に接続されるコンポーネント１２のソフトウェアの更新を行う。
　また、第１の実施形態に係るゲートウェイ装置１１は、生成されたコンポーネント１２のソフトウェアを、予備系ソフトウェア記憶部２５１に記憶する。これにより、ステップＳ７３またはステップＳ７９におけるソフトウェアの書き換え処理時の電源断などによりソフトウェアの破損が生じた場合にも、予備系ソフトウェア記憶部２５１が記憶するソフトウェアを用いてコンポーネント１２のソフトウェアを生成することができる。また、第１基板１００は、更新後のソフトウェアを、第１ストレージ１５０の予備系ソフトウェアおよび主系ソフトウェアとして順に記録する。これにより、予備系ソフトウェアの記録が完了し、主系ソフトウェアの記録中に処理の中断が生じること等により、主系ソフトウェアの破損が生じた場合にも、記録が完了した予備系ソフトウェアを用いて主系ソフトウェアを復旧することができる。
　なお、破損したソフトウェアの復旧は、ゲートウェイ装置１１による自動操作によってなされてもよいし、サービスマンやオペレータによる手動操作によってなされてもよい。
〈第２の実施形態〉
　第１の実施形態に係るゲートウェイ装置１１は、作業機械１０のすべてのコンポーネント１２のソフトウェアを、当該作業機械１０に搭載された第２基板２００において生成する。他方、コンポーネント１２の中には、十分な計算資源を有しているものが存在する。第２の実施形態では、一部のコンポーネント１２が自身のソフトウェアの更新を自律的に行う。
　図１０は、第２の実施形態に係るゲートウェイ装置１１の構成を示す概略ブロック図である。
　図１０に示すように、第２基板２００は、第１の実施形態の構成に加え、さらに判定部２１７を備える。また、第２ストレージ２５０には、コンポーネント記憶部２５２の記憶領域が、さらに設けられる。
　コンポーネント記憶部２５２は、差分データの適用機能を有するコンポーネント１２のソフトウェア品番を予め記憶する。コンポーネント記憶部２５２が記憶する情報は、コンポーネント１２の交換時などに、サービスマン等により更新される。
　判定部２１７は、コンポーネント記憶部２５２を参照して、更新対象のコンポーネント１２が差分データの適用機能を有するか否かを判定する。
　第２の実施形態に係るゲートウェイ装置１１がソフトウェア更新処理を実行すると、まず、判定部２１７が、コンポーネント記憶部２５２を参照して、更新対象のコンポーネント１２が、差分データの適用機能を有するか否かを判定する。更新対象のコンポーネント１２が差分データの適用機能を有する場合、アクセス部１１２は、コンポーネント管理サーバ３０から受信した更新指示を更新対象のコンポーネント１２に転送する。これにより、更新対象のコンポーネント１２は、更新指示に含まれる差分データを用いてソフトウェアを更新する。
　他方、更新対象のコンポーネント１２が差分データの適用機能を有しない場合、ゲートウェイ装置１１は、第１の実施形態に係るステップＳ６１からステップＳ７９の処理を実行することで、コンポーネント１２のソフトウェアを更新する。
〈第３の実施形態〉
　第１の実施形態に係るゲートウェイ装置１１は、物理的に分かれた第１基板１００と第２基板２００とを備える。これに対し、第３の実施形態に係るゲートウェイ装置１１は、１つの基板に実装される。
　図１１は、第３の実施形態に係るゲートウェイ装置１１の構成を示す概略ブロック図である。すなわち、第３の実施形態に係るゲートウェイ装置１１は、プロセッサ２１０ａ、メインメモリ２３０ａ、ストレージ２５０ａ、インタフェース２７０ａを備える。プロセッサ２１０ａ、メインメモリ２３０ａ、ストレージ２５０ａ、およびインタフェース２７０ａは、それぞれ、第１の実施形態に係る第２基板の第２プロセッサ２１０、第２メインメモリ２３０、第２ストレージ２５０、および第２インタフェース２７０と同等の計算資源を有する。
　第３の実施形態に係るゲートウェイ装置１１は、他の基板との通信を行う必要がないため、第１の実施形態に係るゲートウェイ装置１１の出力部２１２および入力部２１３に相当する機能を有しなくてよい。
　また、第３の実施形態に係るゲートウェイ装置１１は、第１の実施形態に係るステップＳ３１の判定、ステップＳ３３からステップＳ３７の処理、ステップＳ６１の判定、ステップＳ６３からステップＳ６９の処理、ステップＳ７２の判定、およびステップＳ７４からステップＳ７９の処理を行わなくてもよい。
〈第４の実施形態〉
　第１の実施形態に係るゲートウェイ装置１１では、第１基板１００と第２基板２００が、それぞれ、プロセッサを１つずつ備える。これに対し、第４の実施形態に係るゲートウェイ装置１１では、１つの基板が、２つのプロセッサを備える。
　図１２は、第４の実施形態に係るゲートウェイ装置１１の構成を示す概略ブロック図である。すなわち、第４の実施形態に係るゲートウェイ装置１１は、１つの基板に、第１プロセッサ１１０、第１メインメモリ１３０、第１ストレージ１５０、第１インタフェース１７０、第２プロセッサ２１０、第２メインメモリ２３０、第２ストレージ２５０、第２インタフェース２７０を備える。
　なお、第１プロセッサ１１０および第２プロセッサ２１０は、マルチコアＣＰＵの各コアによって実現されてよい。また、第１プロセッサ１１０および第２プロセッサ２１０は、仮想化技術によって１つの物理プロセッサから仮想化された２つの仮想プロセッサであってもよい。また、第１メインメモリ１３０および第２メインメモリ２３０、ならびに第１ストレージ１５０および第２ストレージ２５０も、１つのメインメモリおよびストレージにて実現されてもよい。この場合、予めプロセッサごとに、メインメモリおよびストレージの利用可能な記憶領域を割り当てておく。また、第１インタフェース１７０および第２インタフェース２７０は、１つのインタフェースによって実現されてよい。この場合、第１ネットワークＮ１および第２ネットワークＮ２は、ソフトウェアによって仮想的に分離してもよい。
　第４の実施形態に係るゲートウェイ装置１１は、第１の実施形態と同様の処理によってコンポーネント１２のソフトウェアの更新を行うことができる。
　以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
　例えば、他の実施形態においては、ゲートウェイ装置１１が３つ以上の基板を備えてもよい。また、他の実施形態においては、ゲートウェイ装置１１が備える複数の基板の役割は、上述の実施形態と異なるものであってもよい。
　また、他の実施形態においては、ソフトウェア管理サーバ５０とコンポーネント管理サーバ３０は、別体ではなく、１つの装置によって実現されてもよい。
　また、第２の実施形態においては、ゲートウェイ装置１１が、更新対象のコンポーネント１２が差分データの適用機能を有するか否かを判定するが、これに限られない。例えば、第２基板２００に接続されるコンポーネント１２が、必ず差分データの適用機能を有し、第１基板１００に接続されるコンポーネント１２が、必ず差分データの適用機能を有しないことが分かっている場合、判定部２１７は、更新対象のコンポーネント１２がいずれの基板に接続されるかを判定することで、差分データの適用を行うか否かを決定してもよい。
　本開示によれば、差分データを用いて作業機械のコンポーネントのソフトウェアを更新することができる。
　１　ソフトウェア更新システム　
　１０　作業機械　
　１１　ゲートウェイ装置　
　１２　コンポーネント　
　３０　コンポーネント管理サーバ　
　５０　ソフトウェア管理サーバ　
　１００　第１基板　
　１１１　入力部　
　１１２　アクセス部　
　１１３　更新部　
　１１４　出力部　
　２００　第２基板　
　２１１　受信部　
　２１２　出力部　
　２１３　入力部　
　２１４　アクセス部　
　２１５　ソフトウェア生成部　
　２１６　送信部　
　３１１　差分データ受信部　
　３１２　更新対象特定部　
　３１３　品番確認部　
　３１４　更新指示送信部　
　３１５　テーブル更新部　
　５１１　ソフトウェア記録部　
　５１２　差分データ生成部　
　５１３　差分データ送信部

Claims (6)

  1. 　作業機械の第１コンポーネントのソフトウェアを更新するソフトウェア更新システムであって、
    　前記作業機械の内部ネットワークを介して接続される前記第１コンポーネントの更新のための差分データを、外部ネットワークを介して受信する受信部と、
    　前記第１コンポーネントから、前記第１コンポーネントが記憶し、実行する第１のソフトウェアを取得するソフトウェア取得部と、
    　前記第１のソフトウェアに前記差分データを適用することで第２のソフトウェアを生成するソフトウェア生成部と、
    　生成された前記第２のソフトウェアを前記第１コンポーネントに出力するソフトウェア出力部と、
    　を備える、
    　作業機械のコンポーネントのソフトウェア更新システム。
  2. 　前記ソフトウェア生成部は、前記第１コンポーネントと異なる第２コンポーネントに搭載される、
    　請求項１に記載の作業機械のコンポーネントのソフトウェア更新システム。
  3. 　互いに通信可能に接続された、第１プロセッサと、第２プロセッサとをさらに備え、
    　前記第１プロセッサは、前記作業機械を制御するための前記第１コンポーネントと接続され、
    　前記第２プロセッサは、前記作業機械の機能を拡張するための前記第１コンポーネントと接続され、
    　前記第２プロセッサが前記ソフトウェア生成部として機能する、
    　請求項１または請求項２に記載の作業機械のコンポーネントのソフトウェア更新システム。
  4. 　前記ソフトウェア生成部は、前記第１プロセッサに接続された前記第１コンポーネントに係る前記第２のソフトウェアを生成する、
    　請求項３に記載の作業機械のコンポーネントのソフトウェア更新システム。
  5. 　生成された前記第２のソフトウェアを前記第１コンポーネントに出力した後に、前記第１コンポーネントから、前記第１コンポーネントの前記第１のソフトウェアの品番を取得する品番取得部と、
    　取得された前記品番に基づいて、前記第１コンポーネントの前記第１のソフトウェアが更新されたか否かを判定する更新判定部と
    をさらに備える、
    　請求項１から請求項４の何れか１項に記載の作業機械のコンポーネントのソフトウェア更新システム。
  6. 　作業機械の第１コンポーネントのソフトウェアを更新するソフトウェア更新方法であって、
    　前記作業機械の内部ネットワークを介して接続される前記第１コンポーネントの更新のための差分データを、外部ネットワークを介して受信するステップと、
    　前記第１コンポーネントから、前記第１コンポーネントが記憶し、実行する第１のソフトウェアを取得するステップと、
    　前記第１のソフトウェアに前記差分データを適用することで第２のソフトウェアを生成するステップと、
    　生成された前記第２のソフトウェアを前記第１コンポーネントに出力するステップと、
    　を備える、
    　作業機械のコンポーネントのソフトウェア更新方法。
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