特許 7331858 自動化システムの操作方法および自動化システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-15

(45)【発行日】2023-08-23

(54)【発明の名称】自動化システムの操作方法および自動化システム

(51)【国際特許分類】

   G05B 23/02 20060101AFI20230816BHJP

【ＦＩ】

G05B23/02 Z

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020549587

(86)(22)【出願日】2019-03-22

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-08-05

(86)【国際出願番号】 IB2019020004

(87)【国際公開番号】W WO2019207365

(87)【国際公開日】2019-10-31

【審査請求日】2021-11-19

(31)【優先権主張番号】18168845.8

(32)【優先日】2018-04-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100081961

【弁理士】

【氏名又は名称】木内 光春

(74)【代理人】

【識別番号】100112564

【弁理士】

【氏名又は名称】大熊 考一

(74)【代理人】

【識別番号】100163500

【弁理士】

【氏名又は名称】片桐 貞典

(74)【代理人】

【識別番号】230115598

【弁護士】

【氏名又は名称】木内 加奈子

(72)【発明者】

【氏名】ネイザー モハマド

(72)【発明者】

【氏名】クナップ ディンヘマン

(72)【発明者】

【氏名】ユルチェンコ マリヤ

【審査官】山村 秀政

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１４６５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１０２６２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２５０９９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０６３５２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／０３５５４７（ＷＯ，Ａ２）

【文献】特開２００６－１０７０７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２２８２５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｂ ２３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ローカル制御装置（２）および前記ローカル制御装置（２）に関連付けられた少なくとも１つのフィールド装置（３）を含む自動化システム（１、１００）の操作方法であって、
前記ローカル制御装置（２）によって生成された制御データ（ＣＤ）に基づいて、前記ローカル制御装置（２）によって前記フィールド装置（３）の動作を制御する（Ｓ１）ステップと、
前記ローカル制御装置（２）において、前記フィールド装置（３）から前記フィールド装置（３）の制御された動作を記述する監視データ（ＭＤ）を受信する（Ｓ２）ステップと、
前記ローカル制御装置（２）において、前記監視データ（ＭＤ）に基づき、前記ローカル制御装置（２）がその制御データ（ＣＤ）を生成するための基礎となるデータである前記ローカル制御装置（２）の構成データを修正する（Ｓ３）ステップと、
前記ローカル制御装置（２）において、前記構成データの修正に関する情報および／または前記構成データの修正による前記フィールド装置（３）の動作の変更に関する情報を含むアップロードデータ（ＵＤ）を生成する（Ｓ４）ステップと、
前記ローカル制御装置（２）および／または前記ローカル制御装置（２）に通信可能に接続された中央制御装置（５）において、特定の情報をアップロードデータ（ＵＤ）から削除、暗号化、および／またはマスキングして（Ｓ５）、修正されたアップロードデータ（ＭＵＤ）を生成するステップと、
他のローカル制御装置（４）が使用するために、前記修正されたアップロードデータ（ＭＵＤ）および／またはその一部を提供する（Ｓ６）ステップと、
前記中央制御装置（５）において、前記ローカル制御装置（２）と前記他のローカル制御装置（４）との間の類似性を示す類似性データに基づいて、および／または特定のカテゴリの前記修正されたアップロードデータ（ＭＵＤ）を前記他のローカル制御装置（４）に送信すべきかどうかを示す過去のデータに基づいて、前記修正されたアップロードデータ（ＭＵＤ）および／またはその一部を前記他のローカル制御装置（４）に送信すべきかどうかを判断する（Ｓ５１）ステップと、
前記中央制御装置（５）が、前記修正されたアップロードデータ（ＭＵＤ）および／またはその一部を前記他のローカル制御装置（４）に送信すべきであると判断した場合、前記修正されたアップロードデータ（ＭＵＤ）および／またはその一部を前記他のローカル制御装置（４）に送信する（Ｓ６’）ステップと、
前記他のローカル制御装置（４）において、受信した前記修正されたアップロードデータ（ＭＵＤ）が、前記他のローカル制御装置（４）が前記他のローカル制御装置（４）に関連付けられた前記他のフィールド装置（６）の動作を改善するのに有用であったかどうかを示すフィードバックデータを、前記他のフィールド装置（６）の監視データに基づいて生成する（Ｓ１１）ステップと、
前記フィードバックデータを前記中央制御装置（５）に送信する（Ｓ１２）ステップと、
前記フィードバックデータを前記中央制御装置（５）の過去のデータに組み込む（Ｓ１３）ステップと、を含む方法。

【請求項2】

前記他のローカル制御装置（４）による前記修正されたアップロードデータ（ＭＵＤ）および／またはその一部を受信する（Ｓ７）ステップと、
受信した前記修正されたアップロードデータ（ＭＵＤ）および／またはその一部に基づいて、前記他のローカル制御装置（４）の構成データを修正する（Ｓ８）ステップと、
前記他のローカル制御装置（４）において、前記他のローカル制御装置（４）の前記修正された構成データに基づいて、前記他のローカル制御装置（４）に関連付けられた別のフィールド装置（６）の動作を制御する制御データ（ＣＤ’）を生成する（Ｓ９）ステップと、
前記他のローカル制御装置（４）で生成された前記制御データ（ＣＤ’）に基づいて、前記他のローカル制御装置（４）による前記他のフィールド装置（６）の動作を制御する（Ｓ１０）ステップと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記ローカル制御装置（２）は、ローカル人工知能アルゴリズムを使用して、特に前記監視データ（ＭＤ）で訓練された機械学習アルゴリズムを使用して、前記構成データを修正する請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

前記アップロードデータ（ＵＤ）は、前記ローカル制御装置（２）によって訓練および／または使用される機械学習アルゴリズムに関する情報を含む、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記特定の情報は、前記フィールド装置（３）および／または前記ローカル制御装置（２）の識別、前記フィールド装置（３）の動作の識別、および／または前記フィールド装置（３）および／または前記ローカル制御装置（２）の動作環境に関する表示を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

前記ローカル制御装置（２）および前記他のローカル制御装置（４）は、異なる会社によって独占的に操作されるローカル制御装置である、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記中央制御装置（５）は、前記ローカル制御装置（２）および前記他のローカル制御装置（４）が設けられる位置とは異なる位置に配置され、または前記中央制御装置（５）は前記ローカル制御装置（２）または前記他のローカル制御装置（４）が設けられる位置と同じ位置に配置される、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

少なくとも１つのコンピュータで実行されるときに、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法を実行および／または制御するプログラムコードを含むコンピュータプログラム製品。

【請求項9】

ローカル制御装置（２）と、
他のローカル制御装置（４）と、
前記ローカル制御装置（２）に関連付けられた少なくとも１つのフィールド装置（３）と、
前記ローカル制御装置（２）および前記他のローカル制御装置（４）に通信可能に接続され中央制御装置（５）を含む自動化システム（１、１００）であって、
前記ローカル制御装置（２）は、
前記ローカル制御装置（２）によって生成された制御データ（ＣＤ）に基づいて前記フィールド装置（３）の動作を制御する制御部（２１）と、
前記フィールド装置（３）から前記フィールド装置（３）の制御された動作を記述する監視データ（ＭＤ）を受信する受信部（２２）と、を含み、
前記監視データ（ＭＤ）に基づき、前記ローカル制御装置（２）がその制御データ（ＣＤ）を生成するための基礎となるデータである前記ローカル制御装置（２）の構成データを修正する修正部（２３）と、
前記構成データの修正に関する情報および／または前記構成データの修正による前記フィールド装置（３）の動作の変化に関する情報を含むアップロードデータ（ＵＤ）を生成する生成部（２４）と、を含み、
前記自動化システム（１、１００）は、
特定の情報を前記アップロードデータ（ＵＤ）から削除、暗号化、および／またはマスキングして、修正されたアップロードデータ（ＭＵＤ）を生成する保護部（２５）と、
前記他のローカル制御装置（４）が使用するために、前記修正されたアップロードデータ（ＭＵＤ）および／またはその一部を提供する提供部（２６）をさらに含み、
前記中央制御装置（５）は、前記ローカル制御装置（２）と前記他のローカル制御装置（４）との間の類似性を示す類似性データに基づいて、および／または特定のカテゴリの前記修正されたアップロードデータ（ＭＵＤ）を前記他のローカル制御装置（４）に送信すべきかどうかを示す過去のデータに基づいて、前記修正されたアップロードデータ（ＭＵＤ）および／またはその一部を前記他のローカル制御装置（４）に送信すべきかどうかを判断するように構成され、
前記中央制御装置（５）は、前記修正されたアップロードデータ（ＭＵＤ）および／またはその一部を前記他のローカル制御装置（４）に送信すべきであると判断した場合、前記修正されたアップロードデータ（ＭＵＤ）および／またはその一部を前記他のローカル制御装置（４）に送信するように構成され、
前記他のローカル制御装置（４）は、受信した前記修正されたアップロードデータ（ＭＵＤ）が、前記他のローカル制御装置（４）が前記他のローカル制御装置（４）に関連付けられた前記他のフィールド装置（６）の動作を改善するのに有用であったかどうかを示すフィードバックデータを、前記他のフィールド装置（６）の監視データに基づいて生成するように構成され、
前記他のローカル制御装置（４）は、前記フィードバックデータを前記中央制御装置（５）に送信するように構成され、
前記中央制御装置（５）は、前記フィードバックデータを前記中央制御装置（５）の前記過去のデータに組み込むように構成される、自動化システム（１、１００）。

【請求項10】

請求項１から８のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成される、請求項９に記載の自動化システム。

【請求項11】

前記修正されたアップロードデータ（ＭＵＤ）および／またはその一部を受信するさらなるローカル制御装置（７、９）を含む、請求項９または１０に記載の自動化システム。

【請求項12】

前記中央制御装置（５）は、前記保護部（２５）と、前記提供部（２６）と、および／または前記類似性データおよび／または前記過去のデータに基づいて、前記修正されたアップロードデータ（ＭＵＤ）を前記他のローカル制御装置（４）に送信すべきかどうかを判断する判断部（２７）を含む、請求項９～１１のいずれか一項に記載の自動化システム。

【請求項13】

ローカル制御装置（２）および他のローカル制御装置（４）に通信可能に接続される、自動化システム（１、１００）の中央制御装置（５、５０）であって、
前記ローカル制御装置（２）からアップロードデータ（ＵＤ）および／または修正されたアップロードデータ（ＭＵＤ）を受信するアップロードデータ受信部（５１）と、
受信した前記アップロードデータ（ＵＤ）に基づいて、前記修正されたアップロードデータ（ＭＵＤ）を生成するために、および／または、前記修正されたアップロードデータ（ＭＵＤ）および／またはその一部を前記他のローカル制御装置（４）に送信すべきかどうかを判断するために、中央人工知能アルゴリズムを使用して、受信したアップロードデータ（ＵＤ）および／または受信した前記修正されたアップロードデータ（ＭＵＤ）を処理する処理部（５２）と、
前記修正されたアップロードデータ（ＭＵＤ）および／またはその一部を前記他のローカル制御装置（４）に送信する送信部（５３）と、を含み、
前記処理部（５２）は、受信した前記アップロードデータ（ＵＤ）から特定の情報を削除、暗号化および／またはマスキングすることによって、前記修正されたアップロードデータ（ＭＵＤ）を生成するように構成され、
前記処理部（５２）は、前記ローカル制御装置（２）と前記他のローカル制御装置との
間の類似性を示す類似性データに基づいて、および／または特定のカテゴリの前記修正されたアップロードデータ（ＵＤ）を前記他のローカル制御装置（４）に送信すべきかどうかを示す過去のデータに基づいて、前記修正されたアップロードデータ（ＭＵＤ）を前記他のローカル制御装置（４）に送信すべきかどうかを判断するように構成され、
前記処理部（５２）は、前記他のローカル制御装置（４）によって前記他のフィールド装置（６）の監視データに基づいて生成された、受信した前記修正されたアップロードデータ（ＭＵＤ）が、前記他のローカル制御装置（４）が前記他のローカル制御装置（４）に関連付けられた前記他のフィールド装置（６）の動作を改善するのに有用であったかどうかを示すフィードバックデータを受信するように構成され、
前記処理部（５２）は、前記フィードバックデータを前記中央制御装置（５）の前記過去のデータに組み込むように構成される、中央制御装置（５、５０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動化システムの操作方法、ならびに自動化システム、およびそのような自動化システムの中央制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

フィールド装置と、フィールド装置の動作を制御するローカル制御装置とを含む自動化システムが知られている。ローカル制御装置は、フィールド装置から受信したフィールド装置の動作を記述する監視データに従ってフィールド装置の動作を制御する方法を適合させることができる。これにより、フィールド装置の動作を向上させることができる。フィールド装置および自動化システム全体の動作をさらに改善することが望まれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

ＵＳ ２０１７／０６０１０４ Ａ１は、工作機器の加工条件調整の機械学習を行う機械学習装置を含む数値制御装置を公開している。

【0004】

ＷＯ ２０１５／１３８７０６ Ａ１は、学習分析を実行し、前記学習分析に基づいて学習知識を生成または創造する分散ビッグデータ装置を公開し、前記装置は、プロセスを制御するためにその動作を修正するために使用することができる。

【0005】

ＵＳ ２０１７／１８５０５６ Ａ１は、制御対象を制御し、学習部を含むコントローラを公開している。前記学習部は、観測された電気的ノイズの原因を学習することができる。

【0006】

ＤＥ １０ ２００８ ０２０３８１ Ａ１は、複数の装置からの匿名化されたデータを使用する最適化システムを公開している。

【0007】

ＷＯ ２０１２／０３５５４７ Ａ２は、絶えず更新される同一および／または他の機器の歴代および当時の動作データに基づいて、工作機器を制御、管理および最適化するためのコンピュータ化されたシステムを公開している。

【0008】

本発明の１つの目的は、自動化システムの改善された操作方法を提供することである。本発明のさらなる目的は、改善された自動化システムの提供である。

【0009】

したがって、本発明は、独立請求項に記載の自動化システムの操作方法および自動化システムを提供する。本発明のさらなる態様は、従属請求項に詳述されている。

【0010】

第１の態様によれば、ローカル制御装置と、ローカル制御装置に関連付けられた少なくとも１つのフィールド装置とを含む自動化システムの操作方法が提供される。この方法は、
ローカル制御装置によって生成された制御データに基づいて、ローカル制御装置によってフィールド装置の動作を制御するステップと、
ローカル制御装置において、フィールド装置からフィールド装置の制御された動作を記述する監視データを受信するステップと、
ローカル制御装置において、監視データに基づき、ローカル制御装置がその制御データを生成するための基礎となるデータであるローカル制御装置の構成データを修正するステップと、
ローカル制御装置において、構成データの修正に関する情報、および／または構成データの修正に起因するフィールド装置の動作の変更に関する情報を含むアップロードデータを生成するステップと、
ローカル制御装置および／またはローカル制御装置に通信可能に接続された中央制御装置において、特定の情報をアップロードデータから削除、暗号化および／またはマスキングして、修正されたアップロードデータを生成するステップと、
別のローカル制御装置が使用するために、修正されたアップロードデータおよび／またはその一部を提供するするステップと、を含む。

【0011】

アップロードデータは、他のローカル制御装置がそれを使用できるように、他のローカル制御装置に提供することができる。これにより、ローカル制御装置により作成された構成データの修正およびフィールド装置の動作の最適化に関する情報を、修正されたアップロードデータとして他のローカル制御装置と共有することができる。特に、ローカル制御装置と他のローカル制御装置との間で知識の伝達が起こり得る。ローカル制御装置は、関連付けられたフィールド装置の最適化に関する結論を他のローカル装置と共有できるため、自動化システムの動作を簡略化することができる。

【0012】

他のローカル制御装置は、受信したアップロードデータを使用して、その構成データを適合させ、それが制御するフィールド装置の動作を最適化することができる。他のローカル制御装置は、アップロードデータによって提供される結論をそれ自身で理解する必要はない。これにより、自動化システムの操作がさらに改善される。

【0013】

フィールド装置は、ロボットアームなどの生産設備の機器とであっても良い。実施形態では、フィールド装置は、サービス装置としての機器である。ローカル制御装置がフィールド装置を制御できるように、フィールド装置をローカル制御装置に関連付けることができる。実施形態では、いくつかのフィールド装置は、同じローカル制御装置に関連付けられている。あるいは、各フィールド装置は、それに関連付けられた単一のローカル制御装置を有する。

【0014】

フィールド装置は、制御データを使用してローカル制御装置によって制御することができる。制御データは、フィールド装置を実行するプログラムを含むことができる。例えば、制御データは、フィールド装置が最初にワークピースを所定の時間加熱し、次に所定の力を加えることにより所定の方向に沿ってワークピースを曲げるべきであることを示すことができる。

【0015】

この制御データは、ローカル制御装置自体によって生成または決定されても良い。詳細には、制御データは、ローカル制御装置に格納された構成データを使用して生成することができる。構成データは、フィールド装置から受信した監視データからローカル制御装置自身が決定することができる。

【0016】

監視データは、フィールド装置がどのように動作するかを示すデータであっても良い。特に、監視データは、フィールド装置のセンサによって検出されたセンサデータである。監視データは、例えば、加熱中または加熱後のワークピースの温度および／または曲げられたワークピースの最終形状を示す。

【0017】

ローカル制御装置は、フィールド装置から受信した監視データを処理して、構成データを適合させ、フィールド装置の動作を改善および最適化するための改善された制御データを生成することができる。特に、フィールド装置の動作は、与えられた期間に生産される製品の数を増やすように改善または最適化される。実施形態では、ローカル制御装置は、構成データを適合させるために特定の知能を備えている。例えば、ローカル制御装置は、ローカル人工知能アルゴリズムを使用して構成データを適合させる。

【0018】

ローカル制御装置は、制御データを生成するだけでなく、アップロードデータを生成することもできる。アップロードデータは、関連付けられたフィールド装置の動作を最適化する際にローカル制御装置によって行われた結論を示すことができる。特に、アップロードデータは、ローカル制御装置が構成データをどのように修正したか、および／または構成データのそのような修正がフィールド装置の動作にどのように影響したかを示すことができる。ここで、「構成データの修正」とは、構成データを修正するステップで行われる修正を意味する。

【0019】

ローカル制御装置および／または中央制御装置は、特定の情報をアップロードデータから暗号化、マスキング、および／または削除することによって、アップロードデータの一部を隠すことができる。結果のアップロードデータを「修正されたアップロードデータ」と称する。

【0020】

中央制御装置は、ローカル制御装置に接続された高次制御装置とすることができる。特に、中央制御装置は、ローカル制御装置に、それに基づいて構成データを適合させることができる中央制御情報を提供する。実施形態では、中央制御装置はクラウドに格納される。
中央制御装置は自動化システムの一部であっても良い。

【0021】

アップロードデータの匿名化が完了すると、別のローカル制御装置が使用できるように、修正されたアップロードデータを提供することができる。特に、修正されたアップロードデータは、他のローカル制御装置が使用できるようになる。例えば、修正されたアップロードデータは、中央制御装置によって他のローカル制御装置に転送される。ここで、「別のローカル制御装置」と「他のローカル制御装置」とは、同一の主体を指す。

【0022】

他のローカル制御装置も自動化システムの一部であって良い。ローカル制御装置と同様に、他のローカル制御装置は、関連付けられた別のフィールド装置を制御することができる。

【0023】

実施形態によれば、方法は、
中央制御装置において、ローカル制御装置と他のローカル制御装置との間の類似性を示す類似性データに基づいて、および／または特定のカテゴリの修正されたアップロードデータを他のローカル制御装置に送信すべきかどうかを示す過去のデータに基づいて、修正されたアップロードデータおよび／またはその一部を他のローカル制御装置に送信すべきかどうかを判断するステップと、
中央制御装置が、修正されたアップロードデータおよび／またはその一部を他のローカル制御装置に送信すべきであると判断した場合、修正されたアップロードデータおよび／またはその一部を他のローカル制御装置に送信するステップと、をさらに含む。

【0024】

中央制御装置は、修正されたアップロードデータのどの部分を他のローカル制御装置に送信すべきかを選択することができる。この選択は、ローカル制御装置に関連付けられたフィールド装置と他のローカル制御装置に関連付けられたフィールド装置によって実行されるプロセス間の類似性を示す類似性データに基づいて実行することができる。この類似性データは、中央制御装置に予め格納しておくことができる。実施形態では、中央制御装置は、例えばアップロードデータまたはローカル制御装置および／または他のローカル制御装置から受信した他のデータに基づいて、類似性データ自体を判断する。

【0025】

例えば、類似性データは、プロセスの総数に対する、ローカル制御装置に関連付けられたフィールド装置の動作と、他のローカル制御装置に関連付けられた他のフィールド装置の動作に類似しているプロセスの数の比率である。この比率が高い場合、例えば０．７を超える場合、修正されたアップロードデータ全体を他のローカル制御装置に送信することができる。比率が中程度、例えば０．５と０．７の間の場合、修正されたアップロードデータの一部のみを他のローカル制御装置に送信することができる。修正されたアップロードデータのどの部分を提供するかは、中央制御装置によって選択され得る。比率が低い場合、例えば、０．５未満の場合、修正されたアップロードデータを他のローカル制御装置に送信することはできない。

【0026】

過去のデータは、修正されたアップロードデータを他のローカル制御装置と共有した過去の経験を示すデータである。それは、中央制御装置のデータベースに挿入された、以前に修正されたアップロードデータおよび／または技術者および／または専門家からの情報を受信するに際して、他のローカル制御装置から受信したフィードバック情報を含んでも良い。

【0027】

さらなる実施形態によれば、方法は、
他のローカル制御装置による修正されたアップロードデータおよび／またはその一部を受信するステップと、
受信した修正されたアップロードデータおよび／またはその一部に基づいて、他のローカル制御装置の構成データを修正するステップと、
他のローカル制御装置において、他のローカル制御装置の修正された構成データに基づいて、他のローカル制御装置に関連付けられた別のフィールド装置の動作を制御する制御データを生成するステップと、
他のローカル制御装置で生成された制御データに基づいて、他のローカル制御装置による他のフィールド装置の動作を制御するステップと、をさらに含む。

【0028】

修正されたアップロードデータおよび／またはその一部を受信すると、他のローカル制御装置は、受信したデータの全てまたは一部を使用して、それに関連付けられた他のフィールド装置を制御する方法を修正することができる。実施形態では、他のローカル制御装置またはそのユーザは、受信した修正されたアップロードデータを調査して、全ての有害なプロセスを除外し、および／または修正されたアップロードデータを使用することによる生産性の可能な損失と利益を推定する。他のローカル制御装置は、受信した修正されたアップロードデータを使用するかどうかをさらに判断することができる。

【0029】

他のローカル制御装置は、受信した修正されたアップロードデータに基づいてその構成データを適合させ、それに応じて、関連付けられたフィールド装置を制御するための修正された制御データを生成する。他のローカル制御装置に関連付けられたフィールド装置の動作は、受信した修正されたアップロードデータを使用して最適化することができる。これにより、自動化システムの動作が容易になり、他のローカル制御装置に関連付けられたフィールド装置の動作が改善される。

【0030】

さらなる実施形態によれば、ローカル制御装置は、ローカル人工知能アルゴリズムを使用して、特に監視データで訓練された機械学習アルゴリズムを使用して、構成データを修正する。機械学習アルゴリズムは、ニューラルネットワークアルゴリズムであっても良い。

【0031】

さらなる実施形態によれば、アップロードデータは、ローカル制御装置によって訓練および／または使用される機械学習アルゴリズムに関する情報を含む。特に、アップロードデータおよび／または修正されたアップロードデータを他のローカル制御装置と共有することによって、ローカル制御装置は、その機械学習アルゴリズムに関する情報を共有する。他の制御装置は、修正されたアップロードデータとともに提供される機械学習アルゴリズムの一部を再利用することができる。修正されたアップロードデータと共に受信した機械学習アルゴリズムの一部を実施することによって、他の制御装置は特に、非常に時間がかかる独自の機械学習アルゴリズムの訓練を回避する。これにより、他のローカル制御装置に関連付けられたフィールド装置の動作を時間的効率よく改善することができる。

【0032】

さらなる実施形態によれば、方法は、
他のローカル制御装置において、受信した修正されたアップロードデータが、他のローカル制御装置に関連付けられた他のフィールド装置の動作を改善するのに他のローカル制御装置にとって有用であったかどうかを示すフィードバックデータを生成するステップと、
フィードバックデータを中央制御装置に送信するステップと、
フィードバックデータを中央制御装置の過去のデータに組み込むステップと、をさらに含む。

【0033】

フィードバックデータは、例えば、修正されたアップロードデータを使用した際、他のフィールド装置の動作が改善された、改善されなかった、または低下したことを示す。フィードバックデータは、他のローカル制御装置が受信した修正されたアップロードデータを使用しなかったこと、および／またはそれを使用しなかった理由を示しても良い。

【0034】

さらなる実施形態によれば、特定の情報は、フィールド装置および／またはローカル制御装置の識別、フィールド装置の動作の識別、および／またはフィールド装置および／またはローカル制御装置の動作環境に関する表示を含む。

【0035】

特に、特定の情報は、どのローカル制御装置がアップロードデータを生成したか、および／またはどのフィールド装置がアップロードデータを生成したローカル制御装置に関連付けられているかを認識できる、アップロードデータ内の全ての情報である。特定の情報は、他のローカル制御データと共有すべきでないアップロードデータの一部であっても良い。特定の情報は、例えば、ローカル制御装置および／または関連付けられたフィールド装置のＩＤ、またはフィールド装置によって製造された製品に関する情報を含むことができる。したがって、ローカル制御装置および／または中央制御装置は、アップロードデータを匿名化することができる。

【0036】

さらなる実施形態によれば、ローカル制御装置および他のローカル制御装置は、異なる主体、特に会社によって独占的に操作されるローカル制御装置である。特に、ローカル制御装置と他のローカル制御装置は異なる会社に属している。特に、特定の情報を削除、マスキング、および／または暗号化することによって、特定の情報を他の主体または会社が利用できないようにすることで、機密情報が（修正された）アップロードデータとして、別の会社からローカル制御装置に送信されることを回避することができるため、ローカル制御装置と他のローカル制御装置が異なる主体および／または会社に属している場合に特に有用である。これにより、他のローカル制御装置と共有可能な情報を共有し、他のローカル制御装置に関連付けられたフィールド装置の動作を改善しながら、ローカル制御装置のセキュリティを保証することができる。

【0037】

実施形態では、ローカル制御装置および他のローカル制御装置は、異なる位置、例えば異なるサイトに配置される。

【0038】

さらなる実施形態によれば、中央制御装置は、ローカル制御装置および他のローカル制御装置が設けられる位置とは異なる位置に配置され、または中央制御装置は、ローカル制御装置または他のローカル制御装置が設けられる位置と同じ位置に配置される。

【0039】

第２の態様によれば、少なくとも１つのコンピュータで実行されたときに、第１の態様または第１の態様の実施形態による方法を実行および／または制御するプログラムコードを含むコンピュータプログラム製品が提供される。

【0040】

コンピュータプログラム手段などのコンピュータプログラム製品は、メモリカード、ＵＳＢスティック、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤとして、またはネットワーク内のサーバーからダウンロードされ得るファイルとして具体化され得る。例えば、そのようなファイルは、コンピュータプログラム製品を含むファイルを無線通信ネットワークから転送することによって提供されても良い。

【0041】

第３の態様によれば、自動化システムが提供される。自動化システムは、
ローカル制御装置と、
別のローカル制御装置と、
ローカル制御装置に関連付けられた少なくとも１つのフィールド装置と、
を含み、
ローカル制御装置は、
ローカル制御装置によって生成された制御データに基づいてフィールド装置の動作を制御する制御部と、
フィールド装置からフィールド装置の制御された動作を記述する監視データを受信する受信部と、
監視データに基づき、ローカル制御装置がその制御データを生成するための基礎となるデータである、ローカル制御装置の構成データを修正する修正部と、
構成データの修正に関する情報および／または構成データの修正に起因するフィールド装置の動作の変化に関する情報を含むアップロードデータを生成する生成部と、
を含み、自動化システムは、
修正されたアップロードデータを生成するために、アップロードデータから特定の情報を削除、暗号化、および／またはマスキングする保護部と、
別のローカル制御装置が使用するために、修正されたアップロードデータおよび／またはその一部を提供する提供部と、をさらに含む。

【0042】

実施形態によれば、自動化システムは、第１の態様による、または第１の態様の実施形態による方法を実行するように構成される。第１の態様による方法または第１の態様の実施形態による方法を参照して説明される実施形態および特徴は、第３の態様による自動化システムに必要な変更を加えて適用する。

【0043】

さらなる実施形態によれば、自動化システムは、修正されたアップロードデータおよび／またはその一部を受信するためのさらなるローカル制御装置をさらに含む。特に、中央制御装置は、他のいくつかのローカル制御装置に接続されており、修正されたアップロードデータをこれらの他のローカル制御装置にそれぞれ送信することができる。

【0044】

さらなる実施形態によれば、自動化システムは、中央制御装置をさらに含み、中央制御装置は、ローカル制御装置および他のローカル制御装置に通信可能に接続され、保護部と、提供部と、および／またはローカル制御装置と他のローカル制御装置との間の類似性を示す類似性データに基づいて、および／または特定のカテゴリの修正されたアップロードデータを他のローカル制御装置に送信すべきかどうかを示す過去のデータに基づいて、ローカル制御装置と他のローカル制御装置との間の類似性を示す類似性データに基づいて、修正されたアップロードデータを他のローカル制御装置に送信すべきかどうかを判断する判断部と、を含む。

【0045】

第４の態様によれば、ローカル制御装置および別のローカル制御装置に通信可能に接続される、第３の態様または第３の態様の実施形態による自動化システムの中央制御装置が提供される。中央制御装置は、
ローカル制御装置からアップロードデータおよび／または修正されたアップロードデータを受信するアップロードデータ受信部と、
受信したアップロードデータに基づいて、および／または修正されたアップロードデータおよび／またはその一部を他のローカル制御装置に送信すべきかどうかを判断するため、修正されたアップロードデータを生成する中央人工知能アルゴリズムを使用して、受信したアップロードデータおよび／または受信した修正されたアップロードデータを処理する処理部と、
修正されたアップロードデータおよび／またはその一部を他のローカル制御装置に送信する送信部と、を含む。

【0046】

実施形態によれば、処理部は、受信したアップロードデータから特定の情報を削除、暗号化および／またはマスキングすることによって修正されたアップロードデータを生成するように構成され、および／または処理部は、ローカル制御装置と他のローカル制御装置との間の類似性を示す類似性データに基づいて、および／または特定のカテゴリの修正されたアップロードデータを他のローカル制御装置に送信すべきかどうかを示す過去のデータに基づいて、修正されたアップロードデータを他のローカル制御装置に送信すべきかどうかを判断するように構成される。

【0047】

本発明のさらなる可能な実施または課題を解決するための代替方法はまた、本明細書では明示的に言及されていない、実施形態に関してこれ以前またはこれ以降に説明される特徴の組み合わせを包含する。当業者はまた、本発明の最も基本的な形態に個々のまたは独立した態様および特徴を追加することができる。

【0048】

本発明のさらなる実施形態、特徴および利点は、添付の図面と併せて、以下の説明および従属請求項からより明確になる。

【図面の簡単な説明】

【0049】

【図1】第１の実施形態による自動化システムを示す図である。

【図2】第１の実施形態による自動化システムの操作方法を示す図である。

【図3】第１の実施形態に係る自動化システムのローカル制御装置および中央制御装置を示す図である。

【図4】アップロードデータおよび修正されたアップロードデータの例を示す図である。

【図5】第２の実施形態による自動化システムの操作方法を示す図である。

【図6】第２の実施形態による自動化システムを示す図である。

【図7】図７は、一実施形態による中央制御装置を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0050】

図中、別段の指示がない限り、同様の符号は、同様または機能的に同等の構成要素を示す。

【0051】

図１は、第１の実施形態による自動化システム１を示す。自動化システム１は、ローカル制御装置２と、フィールド装置３と、中央制御装置５と、別のローカル制御装置４と、別のフィールド装置６と、を含む。ローカル制御装置２および他のローカル制御装置４は、無線通信チャネル１０を介して中央制御装置５と通信する。

【0052】

フィールド装置３は、ローカル制御装置２に関連付けられている。フィールド装置３は、ボトルにラベルを貼付する生産システムの機器である。フィールド装置３は、ケーブル１５を介してローカル制御装置２に接続される。ローカル制御装置２とフィールド装置３は、それぞれ別の会社に属しているため、他のローカル制御装置４とフィールド装置６とは別の主体によって操作される。

【0053】

他のフィールド装置６は、他のローカル制御装置４に関連付けられている。他のフィールド装置６も、ボトルにラベルを貼付する生産システムの機器であるが、フィールド装置３とは同じ会社に属さない。他のフィールド装置６は、ケーブル１６を介して他のローカル制御装置４に接続されている。フィールド装置３と他のフィールド装置６は、ともにサービス機器である。

【0054】

自動化システム１は、自動化システム１の操作方法に従って操作することができる。そのような自動化システムの操作方法を図２に示す。以下、図１、２および３を参照して、自動化システム１の操作について説明する。ここで、図３は、ローカル制御装置２および中央制御装置５のより詳細な図を示す。

【0055】

ステップＳ１において、ローカル制御装置２は、制御データＣＤを使用して関連付けられたフィールド装置３の動作を制御する。フィールド装置３の動作の制御は、ローカル制御装置２の制御部２１（図３参照）によって行われる。制御データＣＤは、構成データに基づいてローカル制御装置２によって生成される。制御データＣＤは、ケーブル１５を介してローカル制御装置２から関連付けられたフィールド装置３に送信される。例えば、制御データＣＤは、フィールド装置３がラベルに所定量の接着剤を塗布し、所定の力でボトルにラベルを押し付け、接着剤を所定の温度で加熱して乾燥させることにより、ボトルにラベルを貼付するべきであることを示す。そして、フィールド装置３は、受信した制御データＣＤに従って動作する。 詳しくは、ローカル制御装置２の指示に従って、ボトルにラベルを貼付する。

【0056】

ステップＳ２において、ローカル制御装置２は、受信部２２を介してフィールド装置３から監視データＭＤを受信する。監視データＭＤは、フィールド装置３のセンサによって感知され、フィールド装置３の動作を示すデータである。監視データＭＤには、例えば、フィールド装置３によりボトルに貼付されたラベルの写真が含まれている。監視データＭＤは、ケーブル１５を介してローカル制御装置２に送信される。

【0057】

ステップＳ３では、制御データＣＤが生成されるローカル制御装置２の構成データが、ローカル制御装置２の修正部２３によって監視データＭＤに基づいて修正される。例えば、監視データＭＤとして受信した貼付されたラベルの写真が、ラベルの周りのボトルに接着剤の汚れがあることを示している場合、フィールド装置３に使用する接着剤を少なくするように指示する制御データＣＤを生成するように、構成データが変更される。

【0058】

構成データは、人工知能アルゴリズムを使用して修正される。人工知能アルゴリズムは、フィールド装置３から受信した監視データＭＤで訓練されたニューラルネットワークアルゴリズムである。

【0059】

実施形態では、ステップＳ１、Ｓ２、およびＳ３（図２では破線の長方形で示されている）は繰り返し実行される。

【0060】

ステップＳ４において、ローカル制御装置２、特にその生成部２４は、アップロードデータＵＤを生成する。アップロードデータＵＤは、ステップＳ３で構成データがどのように修正されたか、およびフィールド装置３が後続のステップＳ２でこの修正にどのように反応したかを示す。

【0061】

ステップＳ４１では、アップロードデータＵＤが、ローカル制御装置２のローカルインターフェース２８から無線通信チャネル１０を介して中央制御装置５に送信される。中央制御装置５は、中央インターフェース３０を介してアップロードデータＵＤを受信する。

【0062】

ステップＳ５において、中央制御装置５、特にその保護部２５は、特定の情報をアップロードデータＵＤから削除、暗号化および／またはマスキングして、修正されたアップロードデータＭＵＤを生成する。特定の情報は、ローカル制御装置２およびフィールド装置３を識別可能な情報である。つまり、ステップＳ５において、中央制御装置５は、アップロードデータＵＤの匿名化を行う。

【0063】

このようなアップロードデータＵＤの匿名化の例を図４に示す。図４において、上部の表は、中央制御装置５が受信したアップロードデータＵＤを示している。特定の情報として、部門番号、機器コード、およびオペレータ名が含まれている。さらに、アップロードデータＵＤには、非特定情報として、スキルグループ情報、温度、および湿度が含まれている。

【0064】

図４の下部の表は、ステップＳ５において中央制御装置５によって生成された修正されたアップロードデータＭＵＤを示している。図４に示すように、修正されたアップロードデータＭＵＤでは、特定の情報（部門番号、機器コード、およびオペレータ名）がマスキングされている。非特定情報（スキルグループ情報、温度、および湿度）は、アップロードデータＵＤと比較して修正されていない。

【0065】

実施形態では、ステップＳ５は、全体的または部分的にローカル制御装置２によって実行される。この場合、ステップＳ４１は省略されてもよい。

【0066】

次に、ステップＳ６において、修正されたアップロードデータＭＵＤが、他のローカル制御装置４による使用のために提供される。特に、中央制御装置５の提供部２６は、修正されたアップロードデータＭＵＤを他のローカル制御装置４に送信する。

【0067】

図５は、自動化システム１の別の操作方法を示す。以下、第１の実施形態による方法（図２）と第２の実施形態による方法（図５）との間の違いのみを詳細に説明する。ステップＳ１からＳ５およびＳ４１は、図２を参照して説明したものと同じである。

【0068】

ステップＳ５１において、中央制御装置５、特にその判断部２７は、修正されたアップロードデータＭＵＤおよび／またはその一部を他のローカル制御装置４に送信すべきかどうかを判断する。この判断を行うために、中央制御装置５は、類似性データおよび過去のデータを考慮する。類似性データは、フィールド装置３および他のフィールド装置６によって実行されるプロセスがどれほど類似しているかを示す。この例において、類似性データは、前記プロセス間の高い類似性を示す。

【0069】

さらに、過去のデータは、以前に他のローカル制御装置４に転送された修正されたアップロードデータＭＵＤが他のローカル制御装置４にとって有用であったかどうかを示す。この例において、過去のデータは、以前に共有された修正されたアップロードデータＭＵＤが部分的に有用であったことを示す。

【0070】

修正されたアップロードデータＭＵＤおよび／またはその一部を他のローカル制御装置４に送信すべきかどうかを判断するために、中央制御装置５は中央人工知能アルゴリズムを利用する。この中央人工知能アルゴリズムは、類似性データと過去のデータを使用して訓練された中央機械学習アルゴリズムである。

【0071】

この例において、中央制御装置５は、ステップＳ５１において、類似性データおよび過去のデータを考慮して、修正されたアップロードデータＭＵＤを部分的に他のローカル制御装置４に送信すべきであると判断している。類似性データまたは過去のデータが異なる場合、中央制御装置５は、修正されたアップロードデータＭＵＤを完全な状態で転送するか、またはまったく転送しないかを選択することができる。

【0072】

ステップＳ６’において、修正されたアップロードデータＭＵＤの一部が他のローカル制御装置４に転送される。ステップＳ６’は、図２を参照して上述したステップＳ６のわずかな変形である。

【0073】

ステップＳ７において、他のローカル制御装置４は、修正されたアップロードデータＭＵＤを受信する。

【0074】

ステップＳ８において、他のローカル制御装置４は、自身の構成データを修正する。ローカル制御装置２の構成データと同様に、他のローカル制御装置４の構成データは、他のローカル制御装置４によって使用され、他のローカル制御装置４に関連付けられたフィールド装置６の動作を制御する制御データＣＤ’を生成する。

【0075】

ステップＳ９において、他のローカル制御装置４は、ステップＳ８で修正された構成データを使用して制御データＣＤ’を生成する。ステップＳ１０において、他のローカル制御装置４は、ステップＳ１０で生成された制御データＣＤ’を使用して、関連付けられた他のフィールド装置６を制御する。

【0076】

したがって、他のフィールド装置６は、他のローカル制御装置４によって受信した修正されたアップロードデータＭＵＤを考慮して制御される。他のローカル制御装置４は、関連付けられたフィールド装置６の動作に関する独自の結論を生成する必要なしに、修正されたアップロードデータＭＵＤとともに提供される情報を使用できるので、自動化システム１の動作が改善される。特定の情報は修正されたアップロードデータＭＵＤに隠されているため、異なる会社間で会社固有の情報や機密情報が共有されることはない。したがって、修正されたアップロードデータＭＵＤは、ローカル制御装置２と他の制御装置４との間で知識伝達を可能にする。

【0077】

ステップＳ１１において、他のローカル制御装置４は、受信した修正されたアップロードデータＭＵＤが他のフィールド装置６の動作を改善するのに有用であったかどうかを示すフィードバックデータを生成する。フィードバックデータは、関連付けられた他のフィールド装置６から他のローカル制御装置４が受信した監視データＭＤ’に基づいて生成される。

【0078】

ステップＳ１２において、フィードバックデータが中央制御装置５に送信される。中央制御装置５は、ステップＳ１３において、フィードバックデータを使用して、その過去のデータを更新し、および／またはその中央機械学習アルゴリズムを訓練する。これにより、ステップＳ５１で将来の判断がどのように行われるかを改善することができる。

【0079】

図６は、第２の実施形態による自動化システム１００を示す。第２の実施形態による自動化システム１００は、第１の実施形態による自動化システム１と同様に、図２および図５を参照して説明した方法に従って動作可能である。

【0080】

自動化システム１００は、自動化システム１の全ての部材を含む。それらの部材に加え、それは、３つの他のフィールド装置８ａ～８ｃが関連付けられたさらなる他のローカル制御装置７と、２つの他のフィールド装置１１ａ、１１ｂが関連付けられた別のローカル制御装置９を含む。

【0081】

ローカル制御装置２および７、ならびにそれらに関連付けられたフィールド装置３、８ａ～８ｃは、第１の会社１２に属する。ローカル制御装置４およびそれに関連付けられたフィールド装置６は、第２の会社１３に属する。最後に、ローカル制御装置９ならびにそれに関連付けられたフィールド装置１１ａ、１１ｂは、第３の会社１４に属する。３つの会社１１～１３の位置は互いに異なる。

【0082】

ローカル制御装置２、４、７、９は全て、無線通信チャネル１０を介して中央制御装置５に無線で接続される。自動化システム１００は、上述した方法に従って動作して、中央制御装置５によって判断されたとおり、任意の他のローカル制御装置４、７および９に、修正されたアップロードデータＭＵＤまたはその一部を提供することができる。

【0083】

特に、中央制御装置５は、１つのローカル制御装置２、４、７、８から別のローカル制御装置への修正されたアップロードデータＭＵＤとしての情報の送信を管理する。特定の情報は修正されたアップロードデータから隠されているため、機密情報が１つの会社１２、１３、１４から別の会社に送信されることはない。自動化システム１００において、複数のローカル制御装置２、４、７、８は、修正されたアップロードデータＭＵＤを互いに共有する。これにより、個々のフィールド装置３、６、８ａ～８ｃ、１１ａ、１１ｂおよび自動化システム１００全体の動作が改善される。

【0084】

図７は、実施形態による中央制御装置５０を示す。中央制御装置５０は、自動化システム１、１００の中央制御装置５に取って代わることができる。それは、ローカル制御装置２からアップロードデータＵＤおよび／または修正されたアップロードデータＭＵＤを受信するアップロードデータ受信部５１と、受信したアップロードデータＵＤに基づいて、修正されたアップロードデータＭＵＤを生成するために、および／または修正アップロードデータＭＵＤおよび／またはその一部を他のローカル制御装置４に送信すべきかどうかを判断するために、中央人工知能アルゴリズムを使用して、受信したアップロードデータＵＤおよび／または受信した修正されたアップロードデータＭＵＤを処理する処理部５２と、
修正されたアップロードデータＭＵＤおよび／またはその一部を、内部バス５４によって互いに接続された他の制御装置４に送信する送信部５３と、を含む。

【0085】

本発明を好ましい実施形態に従って説明してきたが、全ての実施形態において変更可能であることは当業者には明らかである。例えば、ローカル制御装置および関連付けられたフィールド装置の数および配置は、上述したものに限定されない。さらに、修正されたアップロードデータと共有される情報のタイプは、アプリケーション環境に適合させることができる。例えば、ローカル機械学習アルゴリズムに関する情報を、修正されたアップロードデータＭＵＤの一部として共有することができる。ボトルのラベルは、フィールド装置で実行できる機能の例にすぎない。あるいは、フィールド装置を使用して、例えば、プリント回路基板など任意のオブジェクトを製造することができる。また、図４に示すように、アップロードデータから特定の情報をマスキングする代わりに、前述した特定の情報を暗号化または削除することも可能である。

【符号の説明】

【0086】

１ 自動化システム
２ ローカル制御装置
３ フィールド装置
４ 他のローカル制御装置
５ 中央制御装置
６ 他のフィールド装置
７ さらなる他のローカル制御装置
８ａ～８ｃ 他のフィールド装置
９ さらなる他のローカル制御装置
１０ 無線通信チャネル
１１ａ、１１ｂ 他のフィールド装置
１２ 第１の会社
１３ 第２の会社
１４ 第３の会社
１５ ケーブル
１６ ケーブル
２１ 制御部
２２ 受信部
２３ 修正部
２４ 生成部
２５ 保護部
２６ 提供部
２７ 判断部
２８ ローカルインターフェイス
３０ 中央インターフェイス
５０ グローバル制御装置
５１ アップロードデータ受信部
５２ 処理部
５３ 送信部
５４ 内部バス
１００ 自動化システム
ＣＤ 制御データ
ＣＤ’ 制御データ
ＭＤ モニタリングデータ
ＭＤ’ モニタリングデータ
ＭＵＤ 修正されたアップロードデータ
ＵＤ アップロードデータ
Ｓ１～Ｓ７ 方法のステップ
Ｓ１１～Ｓ１３ 方法のステップ
Ｓ４１、Ｓ５１ 方法のステップ
Ｓ６’ 方法のステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】