(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】2024-09-30
(45)【発行日】2024-10-08
(54)【発明の名称】情報処理装置
(51)【国際特許分類】
G06Q 50/04 20120101AFI20241001BHJP
G06Q 10/20 20230101ALI20241001BHJP
G16Y 10/25 20200101ALI20241001BHJP
【ＦＩ】
G06Q50/04
G06Q10/20
G16Y10/25
【請求項の数】
17
(21)【出願番号】P 2020139533
(22)【出願日】2020-08-20
(65)【公開番号】P2022035310
(43)【公開日】2022-03-04
【審査請求日】2023-03-10
(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】100155712
【弁理士】
【氏名又は名称】村上 尚
(72)【発明者】
【氏名】小林 義明
【審査官】渡邉 加寿磨
(56)【参考文献】
【文献】特開２００５－１５７４１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－３１８３２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０３５２８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２０／０３５７４３（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０６Ｑ １０／００－９９／００
Ｇ１６Ｙ １０／００－４０／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
デジタル化された使用される機器の情報を含む設計情報を取得する設計取得部と、前記機器に対応する機器諸元を取得する諸元取得部と、
前記機器諸元および前記設計情報を互いに関連付けた関連付けデータにする関連付け部と、
前記関連付けデータを用いて仮想モデルを生成する外部装置である仮想モデル生成装置
に、前記関連付けデータを出力する出力部と、を含む情報処理装置、および、
前記仮想モデル生成装置、を備え、
前記設計情報は、ツリー状の装置構成を含む仮想モデル生成システム。
【請求項2】
デジタル化された使用される機器の情報を含む設計情報を取得する設計取得部と、前記機器に対応する機器諸元を取得する諸元取得部と、
前記機器諸元および前記設計情報を互いに関連付けた関連付けデータにする関連付け部と、
前記関連付けデータを用いて仮想モデルを生成する外部装置である仮想モデル生成装置に、前記関連付けデータを出力する出力部と、を含む情報処理装置、および、
前記仮想モデル生成装置、を備え、
前記関連付け部は、
前記設計情報から収集するデータの対象機器を特定し、
前記対象機器の上位機器を特定し、
前記設計情報に、前記対象機器および前記上位機器の前記機器諸元を関連付けたデータを関連付けデータとする仮想モデル生成システム。
【請求項3】
デジタル化された使用される機器の情報を含む設計情報を取得する設計取得部と、前記機器に対応する機器諸元を取得する諸元取得部と、
前記機器諸元および前記設計情報を互いに関連付けた関連付けデータにする関連付け部と、
前記関連付けデータを用いて仮想モデルを生成する外部装置である仮想モデル生成装置に、前記関連付けデータを出力する出力部と、を含む情報処理装置、および、
前記仮想モデル生成装置、を備え、
前記機器諸元は、機器の出力の単位および／または物理量を含む仮想モデル生成システム。
【請求項4】
デジタル化された使用される機器の情報を含む設計情報を取得する設計取得部と、前記設計情報のうち一部を収集対象として特定する収集対象特定部と、
前記機器に対応する機器諸元を取得する諸元取得部と、
前記機器諸元および前記設計情報を互いに関連付けた関連付けデータにする関連付け部と、
前記関連付けデータを用いて仮想モデルを生成する外部装置である仮想モデル生成装置
に、前記関連付けデータを出力する出力部と、を含む情報処理装置、および、
前記仮想モデル生成装置、を備え、
前記関連付け部は、前記収集対象に前記機器諸元を関連付ける仮想モデル生成システム。
【請求項5】
デジタル化された使用される機器の情報を含む設計情報を取得する設計取得部と、前記機器に対応する機器諸元を取得する諸元取得部と、
前記機器諸元および前記設計情報を互いに関連付けた関連付けデータにする関連付け部と、
前記関連付けデータを用いて仮想モデルを生成する仮想モデル生成部と、を備え、
前記仮想モデルは、収集するデータの特性を定義したメタデータを含み、
前記仮想モデル生成部は、前記メタデータを生成するメタデータ生成部を備える情報処理装置。
【請求項6】
デジタル化された使用される機器の情報を含む設計情報を取得する設計取得部と、前記機器に対応する機器諸元を取得する諸元取得部と、
前記機器諸元および前記設計情報を互いに関連付けた関連付けデータにする関連付け部と、
前記関連付けデータを用いて仮想モデルを生成する仮想モデル生成部と、を備え、
前記仮想モデルは、収集するデータのデータベース構造を定義したスキーマを含み、
前記仮想モデル生成部は、前記スキーマを生成するスキーマ生成部を備える情報処理装置。
【請求項7】
デジタル化された使用される機器の情報を含む設計情報を取得する設計取得部と、前記機器に対応する機器諸元を取得する諸元取得部と、
前記機器諸元および前記設計情報を互いに関連付けた関連付けデータにする関連付け部と、
前記関連付けデータを用いて仮想モデルを生成する仮想モデル生成部と、を備え、
前記設計情報は、ツリー状の装置構成を含む情報処理装置。
【請求項8】
デジタル化された使用される機器の情報を含む設計情報を取得する設計取得部と、前記機器に対応する機器諸元を取得する諸元取得部と、
前記機器諸元および前記設計情報を互いに関連付けた関連付けデータにする関連付け部と、
前記関連付けデータを用いて仮想モデルを生成する仮想モデル生成部と、を備え、
前記関連付け部は、
前記設計情報から収集するデータの対象機器を特定し、
前記対象機器の上位機器を特定し、
前記設計情報に、前記対象機器および前記上位機器の前記機器諸元を関連付けたデータを関連付けデータとする情報処理装置。
【請求項9】
デジタル化された使用される機器の情報を含む設計情報を取得する設計取得部と、前記機器に対応する機器諸元を取得する諸元取得部と、
前記機器諸元および前記設計情報を互いに関連付けた関連付けデータにする関連付け部と、
前記関連付けデータを用いて仮想モデルを生成する仮想モデル生成部と、を備え、
前記機器諸元は、機器の出力の単位および／または物理量を含む情報処理装置。
【請求項10】
デジタル化された使用される機器の情報を含む設計情報を取得する設計取得部と、前記機器に対応する機器諸元を取得する諸元取得部と、
前記機器諸元および前記設計情報を互いに関連付けた関連付けデータにする関連付け部と、
前記関連付けデータを用いて仮想モデルを生成する仮想モデル生成部と、を備え、
前記設計情報のうち一部を収集対象として特定する収集対象特定部を備え、
前記関連付け部は、前記収集対象に前記機器諸元を関連付ける情報処理装置。
【請求項11】
前記機器諸元は、機器の精度を含み、前記メタデータ生成部は、
収集するデータの収集経路に関わる複数の前記機器の精度を総合した、総合精度を特定し、前記メタデータに登録する請求項５に記載の情報処理装置。
【請求項12】
前記機器諸元は、機器の分解能、計測レンジ、および出力レンジの情報を含み、前記メタデータ生成部は、
前記設計情報における、上位機器の前記計測レンジおよび前記分解能、ならびに下位機器の前記出力レンジから、前記上位機器の前記出力レンジを特定し、前記メタデータに登録する請求項５に記載の情報処理装置。
【請求項13】
前記設計情報は、コントローラによる制御周期の情報を含み、前記メタデータ生成部は、
前記制御周期をサンプリングレートとして、前記メタデータに登録する請求項５に記載の情報処理装置。
【請求項14】
前記仮想モデルは、前記設計情報に基づく装置モデルを含み、前記仮想モデル生成部は、前記装置モデルを生成する装置モデル生成部を備える請求項５から１３のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項15】
前記設計情報から、機器型式を特定する型式特定部を備える請求項５から１４のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項16】
請求項７から９のいずれか１項に記載の情報処理装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、前記設計取得部、前記諸元取得部、および前記関連付け部としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【請求項17】
請求項１６に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は情報処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
昨今ＩｏＴ（Internet of Things）の普及により、デジタルツインというクラウドサーバ上に仮想モデルを構築する技術が普及してきている。デジタルツインは従来から用いられてきたＭＥＳ（Manufacturing Execution System）の延長であり、生産現場での稼働状況および生産情報を取りため、生産現場での不良解析および工程改善に使われている。
【0003】
また、特許文献１に示すようにＣＡＤ（Computer aided design）データのような、デジタルデータを用いて、新たな情報の作成や設計に活かす試みが進んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１５－２１２９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、デジタルツインおよびＭＥＳの構築には、装置構成、装置の稼働状況および製品品質に繋がる管理項目を熟知したＯＴ（Operational Technology）エンジニア、および上記要素をデータとして処理し、データベースに登録して利用できるようにするＩＴ（Information Technology）エンジニアの連携が不可欠である。これは、ＯＴエンジニアはＩＴ領域の知識が、ＩＴエンジニアはＯＴ領域の知識が不足し、現状ＯＴおよびＩＴの知識を併せ持つエンジニアが不足しているためである。
【0006】
そのため、本発明の一態様は、ＯＴエンジニアでも容易に仮想モデルを構築できることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る情報処理装置は、デジタル化された使用される機器の情報を含む設計情報を取得する設計取得部と、前記機器に対応する機器諸元を取得する諸元取得部と、前記機器諸元および前記設計情報を互いに関連付けた関連付けデータにする関連付け部と、前記関連付けデータを用いて仮想モデルを生成する外部装置に、前記関連付けデータを出力する出力部と、を備える。
【0008】
上記の構成によれば、設計情報および機器諸元から仮想モデルを生成するための関連付けデータを生成できる。仮想モデルを生成する外部装置は、生成された関連付けデータを用いることで、仮想モデルを生成できる。つまり、特にＩＴ領域の知識が不十分な設計情報を扱うユーザ（ＯＴエンジニア）でも、設計情報と機器諸元を合わせて用いることで自動的に、容易に仮想モデルを構築することが可能となる。
【0009】
本発明の他の一態様に係る情報処理装置は、デジタル化された使用される機器の情報を含む設計情報を取得する設計取得部と、前記機器に対応する機器諸元を取得する諸元取得部と、前記機器諸元および前記設計情報を互いに関連付けた関連付けデータにする関連付け部と、前記関連付けデータを用いて仮想モデルを生成する仮想モデル生成部と、を備える。
【0010】
上記の構成によれば、設計情報および機器諸元から仮想モデルを生成できる。つまり、特にＩＴ領域の知識が不十分な設計情報を扱うユーザ（ＯＴエンジニア）でも、設計情報と機器諸元を合わせて用いることで、容易に仮想モデルを構築することが可能となる。
【0011】
前記仮想モデルは、前記設計情報に基づく装置モデルを含み、前記仮想モデル生成部は、前記装置モデルを生成する装置モデル生成部を備えてもよい。
【0012】
前記仮想モデルは、収集するデータの特性を定義したメタデータを含み、前記仮想モデル生成部は、前記メタデータを生成するメタデータ生成部を備えてもよい。
【0013】
前記仮想モデルは、収集するデータのデータベース構造を定義したスキーマを含み、前記仮想モデル生成部は、前記スキーマを生成するスキーマ生成部を備えてもよい。
【0014】
上記の構成によれば、仮想データは、装置モデル、メタデータおよびスキーマを備えてもよく、仮想モデル生成部はこれらを生成してもよい。
【0015】
前記設計情報は、ツリー状の装置構成を含んでもよい。
【0016】
前記関連付け部は、前記設計情報から収集するデータの対象機器を特定し、前記対象機器の上位機器を特定し、前記対象機器および前記上位機器の前記機器諸元を関連付けたデータを関連付けデータとしてもよい。
【0017】
上記の構成によれば、ツリー状の装置構成を含むことで、対象機器と上位機器の関係性を考慮して機器諸元を関連付けることができる。
【0018】
前記設計情報から、機器型式を特定する型式特定部を備えてもよい。
【0019】
上記の構成によれば、装置構成から特定された機器型式を用いて、機器諸元を検索することができる。
【0020】
前記機器諸元は、機器の出力の単位および／または物理量を含むことを特徴としてもよい。
【0021】
上記の構成によれば、設計情報に単位および／または物理量を記載しなくても、機器諸元を基に、自動で仮想モデルに単位および／または物理量を追加できる。
【0022】
前記設計情報のうち一部を収集対象として特定する収集対象特定部を備え、前記関連付け部は、前記収集対象に前記機器諸元を関連付けてもよい。
【0023】
上記の構成によれば、装置構成の収集できる物理量全てを収集対象にするのではなく、一部を収集対象にすることができ、過剰なデータ収集を防ぎ、後の分析を容易にすることができる。
【0024】
前記機器諸元は、機器の精度を含み、前記メタデータ生成部は、収集するデータの収集経路に関わる複数の前記機器の精度を総合した、総合精度を特定し、前記メタデータに登録してもよい。
【0025】
前記機器諸元は、機器の分解能および計測レンジまたは出力レンジの情報を含み、前記メタデータ生成部は、前記設計情報における、上位機器の前記計測レンジおよび前記分解能、ならびに下位機器の前記出力レンジとから、前記上位機器の前記出力レンジを特定し、前記メタデータに登録してもよい。
【0026】
前記設計情報は、コントローラによる制御周期の情報を含み、前記メタデータ生成部は、前記制御周期をサンプリングレートとして、前記メタデータに登録してもよい。
【0027】
上記の構成によれば、メタデータに登録する特性は、対象機器の機器諸元および対象機器の設計情報の範囲だけに縛られず、上位機器の機器諸元をも含め特性値を導出できる。
【0028】
本発明の各態様に係る情報処理装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを前記情報処理装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより前記情報処理装置をコンピュータにて実現させる情報処理装置の設計取得プログラム、諸元取得プログラム、関連付けプログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
【発明の効果】
【0029】
本発明の一態様によれば、ＯＴエンジニアでも容易に仮想モデルを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】実施形態１に係る、仮想モデル生成システムの構成要素の一例を示すブロック図である。
【図2】実施形態１に係る、設計情報として、ツリー状の装置構成を含む一例である。
【図3】実施形態１に係る、機器諸元の一例である。
【図4】実施形態１に係る、装置モデルの一例である。
【図5】実施形態１に係る、メタデータの一例である。
【図6】実施形態１に係る、スキーマおよびデータベースの一例である。
【図7】実施形態１に係る、仮想モデル入力装置のフローチャートである。
【図8】実施形態１に係る、仮想モデル生成装置のフローチャートである。
【図9】実施形態２に係る、仮想モデル生成システムの構成要素の一例を示すブロック図である。
【図10】実施形態２に係る、仮想モデル生成装置のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0031】
以下、本発明の実施形態１について、図面に基づいて説明する。
【0032】
〔実施形態１〕
§１ 適用例
仮想モデル生成システムは、従来はＯＴエンジニアとＩＴエンジニアの連携によってしか作れなかった仮想モデルを、設計情報および機器諸元から生成するシステムである。仮想モデル生成システムは、設計情報および機器諸元を読み込み、ＡＰＩを呼び出すまでを行う仮想モデル入力装置と、実際の仮想モデルを生成する仮想モデル生成装置と、を備えており、仮想モデルを生成することに特化したプラットフォームを利用するのに適した実施形態である。
§１ 適用例
仮想モデル生成システムは、従来はＯＴエンジニアとＩＴエンジニアの連携によってしか作れなかった仮想モデルを、設計情報および機器諸元から生成するシステムである。仮想モデル生成システムは、設計情報および機器諸元を読み込み、ＡＰＩを呼び出すまでを行う仮想モデル入力装置と、実際の仮想モデルを生成する仮想モデル生成装置と、を備えており、仮想モデルを生成することに特化したプラットフォームを利用するのに適した実施形態である。
【0033】
装置構成を示す装置モデル、ＩｏＴにおいてデータを取りためる構造であるスキーマ、および該データの特性を示す様々な情報を含めたメタデータを含んだ仮想モデルを容易に生成できる。
【0034】
また、従来はメタデータの品質は、ＯＴエンジニアの設計情報の詳細さに依存したが、機器諸元を自動取得し、情報を付加することができ、一定の品質を担保できるようにもなる。
【0035】
§２ 構成例
図１から図６に基づいて、仮想モデル生成システム１の構成例を説明する。図１は、仮想モデル生成システム１の構成要素の一例を示すブロック図である。図２は、設計情報として、ツリー状の装置構成を含む一例である。図３は、機器諸元の一例である。図４は、装置モデルの一例である。図５は、メタデータの一例である。図６は、スキーマおよびデータベースの一例である。
図１から図６に基づいて、仮想モデル生成システム１の構成例を説明する。図１は、仮想モデル生成システム１の構成要素の一例を示すブロック図である。図２は、設計情報として、ツリー状の装置構成を含む一例である。図３は、機器諸元の一例である。図４は、装置モデルの一例である。図５は、メタデータの一例である。図６は、スキーマおよびデータベースの一例である。
【0036】
仮想モデル生成システム１は、仮想モデル入力装置１０と、パソコン２０と、機器情報サーバ３０と、仮想モデル生成装置４０と、を備える。パソコン２０は、第１記憶部２１を備え、装置に関する設計情報２２を記憶している。機器情報サーバ３０は、第２記憶部３１を備え、機器に関する機器諸元３２を記憶している。
【0037】
〔仮想モデル入力装置１０の構成〕
仮想モデル入力装置１０は、パソコン２０および機器情報サーバ３０から設計情報２２および機器諸元３２を読み込み動作する。仮想モデル入力装置１０は、構成取得部（設計取得部）１１と、型式特定部１２と、諸元取得部１３と、収集対象特定部１４と、関連付け部１５と、出力部１６と、を備える。仮想モデル生成装置４０は、仮想モデル生成部４５と、第３記憶部４４と、を備える。仮想モデル生成部４５は、装置モデル生成部４１と、メタデータ生成部４２と、スキーマ生成部４３と、を備える。
仮想モデル入力装置１０は、パソコン２０および機器情報サーバ３０から設計情報２２および機器諸元３２を読み込み動作する。仮想モデル入力装置１０は、構成取得部（設計取得部）１１と、型式特定部１２と、諸元取得部１３と、収集対象特定部１４と、関連付け部１５と、出力部１６と、を備える。仮想モデル生成装置４０は、仮想モデル生成部４５と、第３記憶部４４と、を備える。仮想モデル生成部４５は、装置モデル生成部４１と、メタデータ生成部４２と、スキーマ生成部４３と、を備える。
【0038】
構成取得部１１は、デジタル化された使用される機器の情報を含む設計情報２２をパソコン２０から取得し、取得した設計情報２２を、仮想モデル入力装置１０が処理できる形に変換する。この時、読み込む設計情報２２は、ツリー状の装置構成を含んでいる。構成取得部１１は、読み込んだ装置構成を型式特定部１２に出力する。
【0039】
図２に示すように、該装置構成は、１つのコントローラが制御している複数の機器をツリー状の親子関係で示している。装置構成では、上位機器と下位機器の関係性が親子関係で定義されており、お互いに関係しあうことができる。例えば、図２を事例として説明した場合、型式６１のコントローラは、２台の装置Ａおよび装置Ｂを制御している。装置Ａは、型式６２のＡＤ（Analog Digital）ユニットを備える。ＡＤユニットは、型式６４の圧力センサ（１）と型式６５の圧力センサ（２）とを入力している。また、装置Ｂは、型式６３の通信ユニットを備える。通信ユニットは、型式６６の温度センサと型式６７の電力センサとを入力している。
【0040】
型式特定部１２は、構成取得部１１が読み込んだ装置構成から、機器の型式を特定する。型式特定部１２は、特定した型式を諸元取得部１３に出力する。
【0041】
例えば、図２を事例として説明した場合、型式６１・６２・６３・６４・６５・６６・６７を特定する。
【0042】
諸元取得部１３は、設計情報２２に含まれる機器に対応する機器諸元３２を取得する。具体的には、諸元取得部１３は、型式特定部１２が特定した型式に関する機器諸元３２を機器情報サーバ３０から取得する。諸元取得部１３は、特定された型式と取得した機器諸元３２とを収集対象特定部１４に出力する。
【0043】
機器諸元３２は、機器の性能または特性を表す、機器固有の性質であり、機器型式に紐づき検索し取得することができる。例えば、図３を事例として説明した場合、取得した機器諸元３２は、機器型式ごとに、物理量と、単位と、計測レンジと、出力レンジと、精度と、分解能と、を含める。機器諸元３２はこれらの特性に制限されず、他の特性を含めてもよい。また、一つの機器に複数の測定できる物理量があってもよい。例えば、モータでは測定できる物理量として、トルク・回転数・速度・位置・加速度など、複数の項目が挙げられ、これらに対しそれぞれ単位・計測レンジ・出力レンジ・精度・分解能が対応づく。
【0044】
収集対象特定部１４は、設計情報２２のうち一部を収集対象として特定する。具体的には、収集対象特定部１４は、特定した型式ごとの測定できる物理量をリストアップし、その中から収集対象とする測定項目を特定する。特定にあたっては、ユーザがパソコン２０等で選択してもよいし、仮想モデル入力装置１０が所定のルールの基で自動判定してもよい。また、物理量の特定に合わせて、取得した機器諸元３２から単位も併せて特定する。収集対象特定部１４は、特定した収集対象と、特定された型式と、取得した機器諸元３２と、を関連付け部１５に出力する。
【0045】
例えば、図４について事例を示すと、装置Ｂでは、通信ユニットの状態、温度センサの温度、電力センサの電力、および電力センサの力率が収集できたとする。この時に、収集対象特定部は、収集対象として、温度センサの温度を装置Ｂ温度として特定し、電力センサの電力を装置Ｂ電力として特定した事例が、図５に示す事例である。
【0046】
関連付け部１５は、機器諸元３２および設計情報２２を互いに関連付けた関連付けデータにする。具体的には、関連付け部１５は、収集対象特定部１４が特定した収集対象に関して、機器諸元３２などのデータを関連付ける。関連付けによって、関連付けられた関連付けデータを出力部１６に出力する。関連付けデータは、収集対象と、収集対象に関連付けられた１つ以上の機器諸元３２との組である。
【0047】
例えば、関連付けに当たっては、関連付け部１５は、装置構成に基づいて、収集対象特定部１４が特定した収集対象に対応する対象機器を特定し、該対象機器の上位機器を特定する。その上で、関連付け部１５は、対象機器（以降、下位機器とも称す）および上位機器の機器諸元３２を収集対象に関連付ける処理を行う。
【0048】
図２および図４を基に事例を示すと、装置Ａ圧力（１）が収集対象として特定されることで、対象機器は型式６４の圧力センサ（１）になり、その上位機器は型式６２のＡＤユニットになる。例えば、関連付け部１５は、型式６２および６４の両機器の特性をお互いに関連付け、収集対象としての総合的な特性（総合精度・総合分解能・計測レンジなど）を導出し、関連付けデータとする。
【0049】
関連付けにあたっては、ツリー状の装置構成に従って、下位機器（例えば、図２における型式６４の圧力センサ（１））と上位機器（例えば、図２における型式６２のＡＤユニット）があり、計測値を授受することがあり、その間で精度や分解能が変化する。
【0050】
括弧内の事例では、型式６４の圧力センサ（１）は計測レンジ「０～１００ｋＰａ」の圧力をアナログ電圧として出力レンジ「１～５Ｖ」で、型式６２のＡＤユニットに出力する。型式６２のＡＤユニットは計測レンジ「－１０～１０Ｖ」のアナログ電圧を分解能「１／８０００」でバイナリ数値に変換する。
【0051】
この時、圧力センサ（１）の計測精度およびアナログ出力制度に加え、ＡＤユニットのＡＤ変換精度が全て関与した、総合精度が実際の精度である。下位機器の精度ＡｃｃＬおよび上位機器の精度ＡｃｃＵとした時、総合精度ＡｃｃＴの算出は、次式で行う。
【0052】
【数1】
【0053】
【数2】
【0054】
さらに、関連付けにおいて、設計情報２２に含まれるコントローラの制御周期から、各収集対象のサンプリングレートを設定してもよい。
【0055】
また、関連付けにおいて、コントローラや上位機器等にエラーが発生した場合に発生するエラーコードを分類ごとに整理してもよい。エラーコードの種類としては、タイムアウト、演算エラー、および機器異常などが挙げられる。
【0056】
出力部１６は、関連付け部１５が関連付けた関連付けデータを用いて仮想モデルを生成する外部装置である仮想モデル生成装置４０に出力する。具体的には、出力部１６は、入力された関連付けデータを基に、仮想モデル生成装置４０にＡＰＩ（Application Programming Interface）を使用して仮想モデル５０の生成を指示する。また、関連付けデータの渡し方は、仮想モデル生成装置４０にＡＰＩ経由で渡すことに限られず、出力部１６が中間ファイルを生成し、中間ファイルを仮想モデル生成装置４０に渡してもよい。
【0057】
この時、データの種類ごとに生成する仮想モデル５０は異なり、使用するＡＰＩも異なる。装置構成に関するデータを処理する場合は、出力部１６は装置モデル生成部４１を起動する。関連付けられたデータを処理する場合は、出力部１６はメタデータ生成部４２およびスキーマ生成部４３を起動する。
【0058】
〔仮想モデル生成装置４０の構成〕
装置モデル生成部４１は、入力された装置構成に基づき、装置モデル５１を生成する。装置モデル５１は、図４に示すような装置単位にわかれた複数のツリーである。
装置モデル生成部４１は、入力された装置構成に基づき、装置モデル５１を生成する。装置モデル５１は、図４に示すような装置単位にわかれた複数のツリーである。
【0059】
例えば、図２の装置構成を基に装置モデル５１を作成した場合、図２の装置構成は１つのコントローラで２台の装置が制御されているため、図４に示す装置モデル５１は、装置Ａのツリー１０４１と、装置Ｂのツリー１０４２とに分かれる。
【0060】
【0061】
メタデータ生成部４２は、入力された関連付けられたデータを基に、収集するデータの特性を定義したデータであるメタデータ５２を生成する。メタデータ５２の一例を、図５に示す。
【0062】
メタデータ５２は、収集対象ごとに表に一行割り当てあられ、特性ごとに表に一列割り当てられる。特性としては、収集対象特定部１４で特定された物理量および単位、ならびに関連付け部１５で関連付けられた総合精度、総合分解能、総合計測レンジ、サンプリングレートおよびエラーコード（図５では、タイムアウトコード）である。これら特性はメタデータに登録する特性の一部であり、当業者が想定しうる他の特性があっても構わない。
【0063】
ここで、メタデータ５２の事例として図５を説明する。収集対象としては、４項目あり、装置Ａ圧力（１）、装置Ａ圧力（２）、装置Ｂ温度、装置Ｂ電力である。これら項目に対し、物理量、単位、総合精度、総合分解能、総合計測レンジ、サンプリングレート、タイムアウトコードと、が特性として挙げられている。タイムアウトコードはエラーコードの例であり、タイムアウトが起こらない項目に関しては「Ｎ／Ａ」が記載されている。エラーコードはタイムアウトのみに限られず、他のエラーを定義してもよい。
【0064】
スキーマ生成部４３は、収集するデータのデータベース構造を定義したスキーマを生成する。具体的には、スキーマ生成部４３は、収集対象に関するサンプリングデータを保存するデータベースのスキーマ５３を生成する。データが数行登録されたデータベースとしてみた場合でのスキーマ５３およびスキーマに基づくデータベースＴＢ１の一例を、図６に示す。
【0065】
スキーマ５３は、先頭列にタイムスタンプがあり、次列以降に収集対象が割り当てられる。また、スキーマ５３の作成にあたって、関連付けデータから変数の型なども併せてスキーマ５３に設定する。
【0066】
実際には、データベースＴＢ１には、数値のみが保存されるが、図６ではメタデータ５２によって定義された単位も併記されている。これは、データベースＴＢ１を取得する時に、メタデータ５２を参照し、単位を付記しているためである。
【0067】
第３記憶部４４は、仮想モデル５０を記憶しており、仮想モデル５０は、装置モデル５１、メタデータ５２およびスキーマ５３から構成される。第３記憶部４４は、データベースＴＢ１を記憶する。
【0068】
【0069】
〔仮想モデル入力装置の動作例〕
Ｓ１１において、構成取得部１１は、パソコン２０のデジタル化された設計情報２２から、装置構成を取得する。デジタル化された設計情報２２としては、例えばＰＬＣ（Programmable logic controller）のプログラム・設定ファイル、電気ＣＡＤデータ、およびデジタル化された設計帳票などを用い、これらを解析することで、ツリー状の装置構成を取得する。
Ｓ１１において、構成取得部１１は、パソコン２０のデジタル化された設計情報２２から、装置構成を取得する。デジタル化された設計情報２２としては、例えばＰＬＣ（Programmable logic controller）のプログラム・設定ファイル、電気ＣＡＤデータ、およびデジタル化された設計帳票などを用い、これらを解析することで、ツリー状の装置構成を取得する。
【0070】
Ｓ１２において、型式特定部１２は、取得された装置構成から機器型式を特定する。
【0071】
Ｓ１３において、諸元取得部１３は、特定された機器型式を用いて、機器情報サーバ３０の機器諸元３２を検索し取得する。機器諸元３２に関しては、機器のベンダが自発的に機器情報サーバ３０にデータを登録し、検索に用いられる形にしても構わない。
【0072】
Ｓ１４において、収集対象特定部１４は、装置構成および機器諸元３２から、仮想モデル生成システム１がサンプリングすべき収集対象を特定する。特定作業はユーザがパソコン２０を用いて行ってもよい。また、自動で収集対象を特定してもよい。
【0073】
収集対象としては、装置構成の末端の機器に限定されない。例えば、上位機器にドライバがあり、下位機器にモータがあった場合、モータのトルクと回転数に加え、ドライバの温度とエラーコードを収集対象に特定してもよい。
【0074】
Ｓ１５において、関連付け部１５は、特定した収集対象に対する機器諸元３２と設計情報２２を関連付ける。関連付けの詳細の一部は上述したものであり、他の任意の項目を関連付けてもよい。この段階で、仮想モデル５０に適用するデータが揃う。
【0075】
Ｓ１６において、出力部１６は、仮想モデル５０に適用する関連付けデータを、データの種類ごとにパラメータとしてセットして、ＡＰＩを起動する。
【0076】
データが装置構成に関するデータであった場合、データの親子関係を明示するパラメータを付加した状態で、装置モデル生成部４１のＡＰＩを起動する。また、データが関連付けられたデータであった場合、データの特性を示すパラメータを付加した状態で、メタデータ生成部４２のＡＰＩを起動し、更に、データのスキーマを定義するパラメータを付加した状態で、スキーマ生成部４３のＡＰＩを起動する。
【0077】
〔仮想モデル生成装置の動作例〕
Ｓ２１において、装置モデル生成部４１は、ＡＰＩに付加されたパラメータに従い、設計情報２２の装置構成に基づく、ツリー状の装置モデル５１を生成する。ツリーのノードを親から子の順で定義していく。また、複数の装置を定義する場合は、複数のツリーを定義してもよい。
Ｓ２１において、装置モデル生成部４１は、ＡＰＩに付加されたパラメータに従い、設計情報２２の装置構成に基づく、ツリー状の装置モデル５１を生成する。ツリーのノードを親から子の順で定義していく。また、複数の装置を定義する場合は、複数のツリーを定義してもよい。
【0078】
Ｓ２２において、メタデータ生成部４２は、ＡＰＩに付加されたパラメータに従い、関連付けられたデータに基づく、メタデータ５２を生成する。
【0079】
Ｓ２３において、スキーマ生成部４３は、ＡＰＩに対応されたパラメータに従い、関連付けられたデータに基づく、スキーマ５３を生成する。
【0080】
〔仮想モデルの利用例〕
生成された仮想モデル５０の利用方法を説明する。まず、仮想モデル生成装置４０は、生成した仮想モデル５０を用いて、スキーマ５３で定義されたデータベースＴＢ１に対し、収集対象で定義された変数を実際にデータベースＴＢ１に記憶する。記憶に際し、当該変数に加えてサンプリングした時間をタイムスタンプとして合わせて記憶する。
生成された仮想モデル５０の利用方法を説明する。まず、仮想モデル生成装置４０は、生成した仮想モデル５０を用いて、スキーマ５３で定義されたデータベースＴＢ１に対し、収集対象で定義された変数を実際にデータベースＴＢ１に記憶する。記憶に際し、当該変数に加えてサンプリングした時間をタイムスタンプとして合わせて記憶する。
【0081】
仮想モデル生成装置４０は、ユーザの指示に基づき、データベースＴＢ１を取得または指定された収集対象をキーとして検索する。データベースＴＢ１を取得または検索した場合、図６に示すような形式で取得される。すなわち、タイムスタンプ、およびスキーマ５３で定義された収集対象の数値（計測結果）に対し、メタデータ５２で定義された単位を付記したものが取得される。仮想モデル生成装置４０は、収集対象の計測結果と機器諸元（例えば単位）とを合わせて、ユーザに提示することができる。
【0082】
ここで、データベースＴＢ１のうち、数値と単位の組み合わせでない「Ｔ／Ｏ」・「Ｕ／Ｆ」・「Ｏ／Ｆ」などの記載があるが、これらは、サンプリング時にエラーが発生していたことを示す。
【0083】
例えば、「Ｔ／Ｏ」はタイムアウトを意味し、サンプリング時に収集対象の機器がタイムアウトコード（例えば、図５において８００１）を出力していた場合に、タイムアウトエラーがあったことが数値に変わってデータベースに記憶される。同様に、「Ｕ／Ｆ」はアンダーフローを意味し、「Ｏ／Ｆ」はオーバーフローを意味し、サンプリング時に、それぞれ総合計測レンジに対し下限または上限を超す数値が計測されたことを意味する。
【0084】
§４ 作用・効果
仮想モデル入力装置１０は、デジタル化された設計情報２２および機器諸元３２を用いることで、仮想モデル５０の生成に必要なデータを整理し、関連付けることができる。その上で、関連付けられたデータを基に、ＡＰＩを起動することで、仮想モデル生成装置４０は、装置モデル５１、メタデータ５２、およびスキーマ５３から構成される仮想モデル５０を生成できる。そのため、ＩＴスキルに乏しいＯＴエンジニアであっても仮想モデル５０を生成でき、装置のＩｏＴ化を図ることができる。
仮想モデル入力装置１０は、デジタル化された設計情報２２および機器諸元３２を用いることで、仮想モデル５０の生成に必要なデータを整理し、関連付けることができる。その上で、関連付けられたデータを基に、ＡＰＩを起動することで、仮想モデル生成装置４０は、装置モデル５１、メタデータ５２、およびスキーマ５３から構成される仮想モデル５０を生成できる。そのため、ＩＴスキルに乏しいＯＴエンジニアであっても仮想モデル５０を生成でき、装置のＩｏＴ化を図ることができる。
【0085】
さらに、装置モデル５１は、ツリー状の装置構成をとることができ、親子関係によって機器の接続状態または関係性が明確になり、仮想モデル５０の有益性が向上する。
【0086】
また、機器諸元３２は機器型式を基にして検索することができるようになる。そのため、設計情報に含まれている保証がなかった単位および物理量が明確になり、仮想モデル５０の有益性が向上する。
【0087】
更に、ツリー状の装置構成に従い、複数の機器が関連しあった結果としての総合精度、総合分解能、および総合計測レンジを算出でき、メタデータ５２に登録できる。総合精度および総合分解能がわかるため、仮想モデル生成システム１でサンプリングしたデータの信頼性確認が容易に行える。
【0088】
また、設計情報のプログラムから、収集対象ごとの装置の制御周期を把握することができ、サンプリングしたデータの利用性が向上する。
【0089】
更に、仮想モデル５０の作成だけではなく、利用段階においても、仮想モデル５０の特性がメタデータ５２に集約しているため、仮想モデル５０の利用性が高い。
【0090】
〔実施形態２〕
本発明の実施形態２について、図９から図１０に基づいて以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
本発明の実施形態２について、図９から図１０に基づいて以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【0091】
§１ 適用例
仮想モデル生成システムは、設計情報および機器諸元を読み込み、実際の仮想モデルを生成するまでの処理を一貫して行う仮想モデル生成装置を備える。そのため、ローカル環境での仮想モデルの生成に適した実施形態である。
仮想モデル生成システムは、設計情報および機器諸元を読み込み、実際の仮想モデルを生成するまでの処理を一貫して行う仮想モデル生成装置を備える。そのため、ローカル環境での仮想モデルの生成に適した実施形態である。
【0092】
【0093】
仮想モデル生成システム２は、仮想モデル生成装置１００と、パソコン２０と、機器情報サーバ３０と、を備える。
【0094】
仮想モデル生成装置１００は、構成取得部１１と、型式特定部１２と、諸元取得部１３と、収集対象特定部１４と、関連付け部１５と、仮想モデル生成部４５と、第３記憶部４４と、を備える。仮想モデル生成部４５は、装置モデル生成部４１と、メタデータ生成部４２と、スキーマ生成部４３と、を備える。
【0095】
各部の動作は、実施形態１と同一であるが、関連付け部１５が、装置モデル生成部４１と、メタデータ生成部４２と、スキーマ生成部４３と、を直接呼び出す点で異なる。すなわち、実施形態２では、実施形態１での出力部１６の機能をも、関連付け部１５が成すといえる。
【0096】
【0097】
【0098】
§４ 作用・効果
仮想モデル生成装置１００は、デジタル化された設計情報２２および機器諸元３２を用いることで、仮想モデル５０の生成に必要なデータを整理し、関連付けることができる。その上で、関連付けられたデータを基に、装置モデル５１、メタデータ５２、およびスキーマ５３から構成される仮想モデル５０を生成できる。そのため、ＩＴスキルに乏しいＯＴエンジニアであっても仮想モデル５０を生成でき、装置のＩｏＴ化を図ることができる。
仮想モデル生成装置１００は、デジタル化された設計情報２２および機器諸元３２を用いることで、仮想モデル５０の生成に必要なデータを整理し、関連付けることができる。その上で、関連付けられたデータを基に、装置モデル５１、メタデータ５２、およびスキーマ５３から構成される仮想モデル５０を生成できる。そのため、ＩＴスキルに乏しいＯＴエンジニアであっても仮想モデル５０を生成でき、装置のＩｏＴ化を図ることができる。
【0099】
また、実施形態１と異なり、１つの装置で設計情報２２および機器諸元３２の入力及び仮想モデル５０の生成が完結する利点がある。そのため、ネットワークから切り離されたローカル環境でも、仮想モデル５０の生成ができ、利便性が向上する。
【0100】
〔ソフトウェアによる実現例〕
仮想モデル入力装置１０または仮想モデル生成装置１００の制御ブロック（特に構成取得部１１、諸元取得部１３、関連付け部１５および出力部１６）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
仮想モデル入力装置１０または仮想モデル生成装置１００の制御ブロック（特に構成取得部１１、諸元取得部１３、関連付け部１５および出力部１６）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
【0101】
後者の場合、仮想モデル入力装置１０または仮想モデル生成装置１００は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【0102】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0103】
１、２ 仮想モデル生成システム
１０ 仮想モデル入力装置
１１ 構成取得部（設計取得部）
１３ 諸元取得部
１５ 関連付け部
１６ 出力部
２２ 設計情報
３２ 機器諸元
４０、１００ 仮想モデル生成装置
４１ 装置モデル生成部
４２ メタデータ生成部
４３ スキーマ生成部
４５ 仮想モデル生成部
５０ 仮想モデル
５１ 装置モデル
５２ メタデータ
５３ スキーマ
１０ 仮想モデル入力装置
１１ 構成取得部（設計取得部）
１３ 諸元取得部
１５ 関連付け部
１６ 出力部
２２ 設計情報
３２ 機器諸元
４０、１００ 仮想モデル生成装置
４１ 装置モデル生成部
４２ メタデータ生成部
４３ スキーマ生成部
４５ 仮想モデル生成部
５０ 仮想モデル
５１ 装置モデル
５２ メタデータ
５３ スキーマ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】