特表 2024-500301 自動化機器の無線遠隔制御のためのシステムおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-01-09

(54)【発明の名称】自動化機器の無線遠隔制御のためのシステムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   G21D 3/00 20060101AFI20231226BHJP

   B23K 9/10 20060101ALI20231226BHJP

   B23K 9/095 20060101ALI20231226BHJP

   B23K 9/12 20060101ALI20231226BHJP

   H04Q 9/00 20060101ALI20231226BHJP

   G21F 9/36 20060101ALI20231226BHJP

   G21F 5/12 20060101ALI20231226BHJP

【ＦＩ】

G21D3/00 Z

B23K9/10 A

B23K9/095 515Z

B23K9/12 331F

H04Q9/00 301Z

G21F9/36 521Z

G21F5/12 Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023533738

(86)(22)【出願日】2021-12-02

(85)【翻訳文提出日】2023-07-20

(86)【国際出願番号】 US2021072713

(87)【国際公開番号】W WO2022120368

(87)【国際公開日】2022-06-09

(31)【優先権主張番号】17/109,252

(32)【優先日】2020-12-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＨＤＭＩ

(71)【出願人】

【識別番号】501010395

【氏名又は名称】ウエスチングハウス・エレクトリック・カンパニー・エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100091568

【弁理士】

【氏名又は名称】市位 嘉宏

(72)【発明者】

【氏名】ハーカウェイ、ジョン、エス

(72)【発明者】

【氏名】アモデオ、ジョゼフ、ピー

【テーマコード（参考）】

4E082

5K048

【Ｆターム（参考）】

4E082AA08

5K048BA22

5K048DA07

5K048DB02

5K048DC01

5K048DC03

5K048EB02

5K048EB15

5K048HA01

5K048HA02

5K048HA03

(57)【要約】

本願は、自動化機器の遠隔制御のためのシステムおよび方法を開示する。当該システムおよび方法は、所定のプログラミングに基づく動作を行うことにより、制限された場所でプロセスを実行するように構成された自動化機器を含む。いくつかの実施形態では、当該プロセスは溶接プロセスであり、当該制限された場所は原子炉格納容器建屋である。当該システムと当該方法はまた、当該自動化装置とヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）との間の動作パラメータの通信が可能なように構成されたセルラールータを含む。操作員は、ＨＭＩを使用して動作パラメータを変更することで、制限された場所の内部や現場にいなくても、自動化機器の動作を遠隔で変更することができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

自動化機器の遠隔制御のためのシステムであって、
所定のプログラミングに基づく動作を行うことにより、制限された場所でプロセスを実行するように構成された自動化機器と、
当該自動化機器に通信可能に結合され、当該制限された場所の外部に配置された第１のセルラールータと、
セルラーネットワークを使用して当該第１のセルラールータと通信するように構成され、当該第１のセルラールータから遠隔に配置された第２のセルラールータと、
当該第２のセルラールータに通信可能に結合された操作卓であって、当該所定のプログラミングの動作パラメータを変更することにより操作員が当該自動化機器の動作をリアルタイムで変更できるヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）を含み、当該動作パラメータの変更が当該操作卓と当該自動化機器との間で通信される操作卓とを備え、
当該制限された場所の内部から当該制限された場所の外部へ無線信号を送信できない状態にあることを特徴とする、自動化機器の遠隔制御のためのシステム。

【請求項2】

前記自動化機器が、プロセスを監視し、映像信号を生成するように構成された少なくとも１台のカメラを含み、
前記操作卓が、当該映像信号に基づいて当該プロセスのリアルタイムビューを表示するビデオモニタを含み、当該プロセスの当該リアルタイムビューは、操作員が動作パラメータを変更しながら決定を下すのを支援するために使用されることを特徴とする、請求項１のシステム。

【請求項3】

請求項２のシステムであって、
前記自動化機器に通信可能に結合され、イーサネットにより動作パラメータの通信が可能なように構成されたプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）をさらに含み、
当該ＰＬＣは前記少なくとも１台のカメラに通信可能に結合された映像切替装置をさらに備え、当該映像切替装置は前記少なくとも１台のカメラによって生成された前記映像信号を受信するように構成されており、
当該映像切替装置に通信可能に結合されたビデオエンコーダであって、当該映像切替装置から前記映像信号を受信し、イーサネットによる前記映像信号の通信を可能にするように構成されたビデオエンコーダと、
当該ＰＬＣ、当該ビデオエンコーダ、および前記第１のセルラールータに通信可能に結合された第１のＬＡＮルータであって、当該ＰＬＣ、当該ビデオエンコーダ、および前記第１のセルラールータの間でイーサネット通信を経路制御するように構成された第１のＬＡＮルータと、
前記第２のセルラールータ、前記操作卓、および当該ビデオデコーダに通信可能に結合された第２のＬＡＮルータであって、前記第２のセルラールータ、前記操作卓、および当該ビデオデコーダの間でイーサネット通信を経路制御するように構成された第２のＬＡＮルータとを含み、
当該ビデオデコーダは前記ビデオモニタに通信可能に結合され、当該ビデオデコーダは当該第２のＬＡＮルータからイーサネットによる前記映像信号の通信を受信し、ＨＤＭＩにより前記映像信号を前記ビデオモニタに送信するように構成されていることを特徴とする、請求項２のシステム。

【請求項4】

請求項３のシステムであって、
前記第１のＬＡＮルータに通信可能に結合され、前記制限された区域の内部に配置された光ファイバ受信機と、
前記第１のセルラールータに通信可能に結合され、前記制限された区域の外部に配置された光ファイバ送信機を備え、
当該光ファイバ受信機と当該光ファイバ送信機は、光ファイバケーブルを介して前記制限された区域の内部から前記制限された区域の外部への通信が可能であることを特徴とする、請求項３のシステム。

【請求項5】

前記自動化機器がロボット溶接ヘッドを備え、前記プロセスが溶接プロセスであることを特徴とする、請求項２のシステム。

【請求項6】

前記プロセスのリアルタイムビューは溶接池の映像を含む、請求項５のシステム。

【請求項7】

前記操作員が変更する動作は、
溶接ワイヤの位置決めを操作して溶接池を制御することと、
溶接ワイヤの送給速度を調整して当該溶接池を制御することと、
タングステンの位置決めを調整して溶接アークを制御することと、
前記ロボット溶接ヘッドを操縦することのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項６のシステム。

【請求項8】

前記溶接プロセスは使用済燃料キャニスタに蓋を溶接するプロセスであり、前記制限された区域は原子力発電所の格納容器建屋であることを特徴とする、請求項５のシステム。

【請求項9】

前記第１のセルラールータおよび前記第２のセルラールータは、複数のセルラーネットワークを検出するようにさらに構成され、
前記第１のセルラールータと前記第２のセルラールータは、いずれかのセルラールータで信号消失が発生した場合に、当該複数のセルラーネットワークのうちの代替のセルラーネットワークを使用して自動的に通信することを特徴とする、請求項２のシステム。

【請求項10】

前記自動化機器は、前記複数のセルラーネットワークの全てについて信号消失が発生した場合に安全状態に移行するように構成されている、請求項９のシステム。

【請求項11】

自動化機器の遠隔制御のための方法であって、
所定のプログラミングに基づいて動作するように構成された自動化機器を用いて、制限された場所でプロセスを実行するステップと、
ヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）を含む操作卓と当該自動化機器との間で所定のプログラミングの動作パラメータを通信するステップとを含み、
当該制限された場所の外部に配置された第１のセルラールータが当該自動化機器に通信可能に結合されており、
当該第１のセルラールータから遠隔に配置された第２のセルラールータが当該操作卓に通信可能に結合されており、
当該制限された場所の内部から当該制限された場所の外部へ無線信号を送信できない状態にあり、
当該第１のセルラールータはセルラーネットワークを使用して当該第２のセルラールータと通信するように構成されており、
操作員はＨＭＩを使用して、当該操作卓と当該自動化機器との間で通信される動作パラメータを変更することによって、当該自動化機器の動作をリアルタイムで変更することを特徴とする方法。

【請求項12】

請求項１１の方法であって、
自動化機器に備えられた少なくとも１台のカメラを使用して前記制限された場所でのプロセスを監視し、監視された当該プロセスに基づく映像信号を生成するステップと、
当該映像信号に基づいて、前記操作卓に備えられたビデオモニタに当該プロセスのリアルタイムビューを表示するステップを含み、
当該プロセスのリアルタイムビューは、操作員が動作パラメータを変更しながら決定を下すのを支援するために使用されることを特徴とする、請求項１１の方法。

【請求項13】

請求項１２の方法であって、
ＰＬＣコンソールと第１のＬＡＮルータとの間で前記動作パラメータを通信するステップをさらに含み、当該ＰＬＣコンソールは前記自動化機器に通信可能に結合され、当該ＰＬＣはイーサネットによる前記動作パラメータの通信を可能にするように構成されており、当該方法はさらに、
当該ＰＬＣに備えられた映像切替装置によって前記少なくとも１台のカメラからの前記映像信号を受信し、当該映像切替装置によって前記映像信号をビデオエンコーダへ送信するステップと、
イーサネットによる前記映像信号の通信を可能にするように構成された当該ビデオエンコーダによって、前記映像信号を当該第１のＬＡＮルータに送信するステップと、
当該第１のＬＡＮルータによって、当該ＰＬＣ、当該ビデオエンコーダ、および前記第１のセルラールータの間のイーサネット通信を経路制御するステップと、
第２のＬＡＮルータによって、前記第２のセルラールータ、前記操作卓、および当該ビデオデコーダの間のイーサネット通信を経路制御するステップと、
当該ビデオデコーダによって前記映像信号をイーサネットにより受信し、当該ビデオデコーダによって前記映像信号をＨＤＭＩによりビデオモニタに送信するステップとからなる、請求項１２の方法。

【請求項14】

前記制限された区域の内部から光ファイバケーブルを介して前記制限された区域の外部へ通信を行うステップをさらに含み、
前記制限された区域の内部に配置された光ファイバ受信機が前記第１のＬＡＮルータに通信可能に結合されており、
前記制限された区域の外部に配置された光ファイバ送信機が前記第１のセルラールータに通信可能に結合されていることを特徴とする、請求項１３の方法。

【請求項15】

前記自動化機器がロボット溶接ヘッドを備え、前記プロセスが溶接プロセスであることを特徴とする、請求項１２の方法。

【請求項16】

前記プロセスのリアルタイムビューは溶接池の映像を含む、請求項１５の方法。

【請求項17】

前記自動化装置の動作を変更することは、
溶接ワイヤの位置決めを操作して溶接池を制御することと、
溶接ワイヤの送給速度を調整して当該溶接池を制御することと、
タングステンの位置決めを調整して溶接アークを制御することと、
前記ロボット溶接ヘッドを操縦することのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１６の方法。

【請求項18】

前記溶接プロセスは使用済燃料キャニスタに蓋を溶接するプロセスであり、前記制限された区域は原子力発電所の格納容器建屋であることを特徴とする、請求項１５の方法。

【請求項19】

前記第１のセルラールータと前記第２のセルラールータによって複数のセルラーネットワークを検出するステップと、
前記のいずれかのセルラールータで信号消失が発生した場合に、当該複数のセルラーネットワークのうちの代替のセルラーネットワークを使用して自動的に通信するステップをさらに含む、請求項１２の方法。

【請求項20】

前記自動化機器は、前記複数のセルラーネットワークの全てについて信号消失が発生した場合に安全状態に移行するようにさらに構成されている、請求項１９の方法。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

関連出願の相互参照
本願は、参照によりその全てを援用する２０２０年１２月２日に出願された「ＳＹＳＴＥＭＳＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲＷＩＲＥＬＥＳＳ ＲＥＭＯＴＥ ＣＯＮＴＲＯＬＯＦ ＡＵＴＯＭＡＴＥＤ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ」と題する米国非仮特許出願第１７／１０９，２５２号の利益を主張する。

【0002】

産業環境では、保守や修理が必要な機器へのアクセスがしばしば制限される。例えば、プラント内の特定の場所への人の立ち入りが、放射線や他の汚染物質などの危険のために制限されることがある。同様に、空間や隙間の制約により、特定のプラント機器に人がアクセスして作業することが不可能な場合もある。

【0003】

原子力発電所に備わっている格納容器建屋は、とりわけ人の出入りが制限される。なぜならば、格納容器建屋には一般的に「原子炉系統設備」と呼ばれる構成機器が収められており、そこには原子力発電所の危険な放射性物質が存在するからである。そのような構成機器には、例えば原子炉が含まれる。原子炉で使用された原子燃料は、耐用年数に達すると原子炉から取り出され、格納容器建屋内にある使用済燃料プールに移送される。蓄積された使用済原子燃料が一定の容量に達すると、規制や標準的な慣行に基づき、使用済燃料プールに貯まった使用済原子燃料を排出することが要求されている。使用済燃料を適時に取り出すことは、原子炉から原子燃料を迅速に取り出す必要がある場合に備えて使用済燃料プールに余剰容量を確保するうえで重要である。

【0004】

使用済燃料を安全かつ効率的に格納容器建屋から取り出すために、特別に設計された密封キャニスタに使用済燃料を入れる。さらに、使用済燃料からの放射線を適切に封じ込めるために、キャニスタの最上部に蓋を溶接して密封する。しかし、この溶接プロセスは、格納容器建屋への人の立ち入りが制限されているため困難である。また上述のように、使用済燃料は、プラントの人員にとって危険な放射線を放出している。

【0005】

本開示の目的は、原子力施設における無線通信を利用した自動溶接プロセスの人間支援による制御を含む、制限された場所で自動化機器を人間が支援して制御することを可能にするための、より安全、効果的、かつ低廉な手段となるシステムおよび方法を提供することである。

【発明の概要】

【0006】

以下の概要は、本願で開示する態様に特有のいくつかの革新的な特徴を理解しやすくするためのものであり、完全な記述を意図するものではない。これらの様々な態様を完全に理解するには、本願の明細書、請求項、および要約書の全体を総合的にとらえる必要がある。

【0007】

様々な態様において、自動化機器の遠隔制御のためのシステムを開示する。当該システムは、所定のプログラミングに基づく動作を行うことにより、制限された場所でプロセスを実行するように構成された自動化機器と、当該自動化機器に通信可能に結合され、当該制限された場所の外部に配置された第１のセルラールータと、セルラーネットワークを使用して当該第１のセルラールータと通信するように構成され、当該第１のセルラールータから遠隔に配置された第２のセルラールータと、当該第２のセルラールータに通信可能に結合された操作卓であって、当該所定のプログラミングの動作パラメータを変更することにより操作員が当該自動化機器の動作をリアルタイムで変更できるヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）を含み、当該動作パラメータの変更が当該操作卓と当該自動化機器との間で通信される操作卓とを備え、当該制限された場所の内部から当該制限された場所の外部へは無線信号を送信できない状態にあることを特徴とする。

【0008】

様々な態様において、ロボット溶接ヘッドの遠隔制御のためのシステムを開示する。当該システムは、所定のプログラミングに基づいて溶接作業を行うことにより、原子力発電所の格納容器建屋内に設置された使用済燃料キャニスタに蓋を溶接するように構成されたロボット溶接ヘッドと、当該ロボット溶接ヘッドに通信可能に結合され、当該格納容器建屋の外部に配置された第１のセルラールータと、セルラーネットワークを使用して当該第１のセルラールータと通信するように構成され、当該第１のセルラールータから遠隔に配置された第２のセルラールータと、当該第２のセルラールータに通信可能に結合された操作卓であって、当該所定のプログラミングの動作パラメータを変更することにより操作員が当該ロボット溶接ヘッドの溶接作業をリアルタイムで変更できるヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）を含み、当該動作パラメータの変更が当該操作卓と当該ロボット溶接ヘッドとの間で通信される操作卓とを備え、当該格納容器建屋の内部から当該格納容器建屋の外部へ無線信号を送信できない状態にあることを特徴とする。

【0009】

様々な態様において、自動化機器の遠隔制御のための方法を開示する。当該方法は、所定のプログラミングに基づいて動作するように構成された自動化機器を用いて、制限された場所でプロセスを実行するステップと、ヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）を含む操作卓と当該自動化機器との間で所定のプログラミングの動作パラメータを通信するステップとを含み、当該制限された場所の外部に配置された第１のセルラールータが当該自動化機器に通信可能に結合されており、当該第１のセルラールータから遠隔に配置された第２のセルラールータが当該操作卓に通信可能に結合されており、当該制限された場所の内部から当該制限された場所の外部へ無線信号を送信できない状態にあり、当該第１のセルラールータはセルラーネットワークを使用して当該第２のセルラールータと通信するように構成されており、操作員はＨＭＩを使用して、当該操作卓と当該自動化機器との間で通信される動作パラメータを変更することによって、当該自動化機器の動作をリアルタイムで変更することを特徴とする方法。

【0010】

様々な態様において、ロボット溶接ヘッドの遠隔制御のための方法を開示する。当該方法は、所定のプログラミングに基づいて溶接作業を行うように構成されたロボット溶接ヘッドを用いて、原子力発電所の格納容器建屋内に設置された使用済燃料キャニスタに蓋を溶接するステップと、ＨＭＩを含む操作卓とロボット溶接ヘッドとの間で所定のプログラミングの動作パラメータを通信するステップとを含み、当該格納容器建屋の外部に配置された第１のセルラールータが当該ロボット溶接ヘッドに通信可能に結合されており、当該第１のセルラールータから遠隔に配置された第２のセルラールータが当該操作卓に通信可能に結合されており、当該格納容器建屋の内部から当該格納容器建屋の外部へ無線信号を送信できない状態にあり、当該第１のセルラールータはセルラーネットワークを使用して当該第２のセルラールータと通信するように構成されており、操作員はＨＭＩを使用して、当該操作卓と当該ロボット溶接ヘッドとの間で通信される動作パラメータを変更することによって、当該ロボット溶接ヘッドの溶接作業をリアルタイムで変更することを特徴とする方法。

【0011】

本開示の上記および他の目的、特徴および性質、関連する構造要素の操作方法および機能、部品の組み合わせ、ならびに製造の経済性は、いずれも本明細書の一部を構成する添付図面を参照して以下の説明および添付の特許請求の範囲を読めばより明白になるであろう。様々な図面の中で使用している同じ参照符号は、対応する構成要素を指している。ただし、添付図面はもっぱら例示および解説のためのものであり、本開示の範囲を限定するものではないことを明確に理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【0012】

本願に記載された態様の様々な特徴は、添付の特許請求の範囲に具体的に記載されている。しかしながら、操作の機構および方法に関する様々な態様とその利点は、下記の添付図面を参照した以下の説明によって理解が深まるであろう。

【0013】

【図1】本開示の少なくとも１つの非限定的な態様による、使用済燃料キャニスタと、燃料キャニスタ蓋に取り付けられたロボット溶接ヘッドとを示す斜視図である。

【0014】

【図2A-2B】本開示の少なくとも１つの非限定的な態様による、自動化機器の無線制御向けに構成された作業局のブロック図である。

【0015】

【図3A-3B】本開示の少なくとも１つの非限定的な態様による、自動化機器の無線制御向けに構成された操作局のブロック図である。

【0016】

同一の参照符号は、いくつかの図面を通して対応する部品を指している。本願に記載された実施例は、本発明の様々な態様の一形態を示すものであり、かかる例示は、いかなる様式においても本発明の範囲を限定的に解釈するものでないことを理解されたい。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本願に記載され、添付の図面に例示されているような態様の全体的構造、機能、製造、および使用について深く理解できるよう、数多くの具体的な詳細事項を記載する。本願に記載された態様が不明瞭になることを避けるため、よく知られた操作、構成部品、および要素については詳述しない。読者においては、本願で説明および図示する態様が非限定的な例であり、したがって、本願で開示する特定の構造および機能の詳細が代表的かつ例示的であり得ることを理解されたい。これらの実施形態は、本願の特許請求の範囲から逸脱することなく変形・変更される可能性がある。

【0018】

本開示の様々な態様を詳細に説明するに先立って、ここに例示する実施例は、その適用または使用において、添付の図面および説明に例示された部品の構造および配置の詳細に限定されないことに留意すべきである。例示的な実施例は、他の態様、変形例、および改造において実施または編入されることがあり、様々な方法で実践または実施されることがある。さらに、特に断らない限り、本願で採用される用語および表現は、読者の便宜のために実施例を説明する目的で選択されたものであり、実施例の限定を目的とするものではない。また、以下に説明する１つ以上の態様、態様の表現、および／または実施例は、以下に説明する他の態様、態様の表現、および／または実施例のうちの任意の１つ以上と組み合わせられることが理解されるであろう。

【0019】

本開示は、原子力施設における無線通信を利用した自動溶接プロセスの人間支援による制御を含む、制限された場所での自動化機器の人間支援制御のためのシステムおよび方法に関する。自動化機器は往々にして、産業環境において、安全性や隙間の制約からアクセスが制限された状況で保守または修理作業を行うために使用される。例えば、原子力発電所の格納容器建屋は、放射線や他の汚染物質の危険性があるため、立ち入りが制限されている。このような制限された場所での作業は、あらかじめ決められたプログラムを実行する自動化機器を用いて実施できるが、自動化しきれないプロセスの重要な部分を制御・調整するために人間の介入が必要になることがよくある。制限された場所との間で無線信号を送受信できない場合があるため、このような人間による制御を可能にするのは難しい。例えば、原子炉格納容器建屋の壁は厚さ６フィートのセメントで建設されていることがあり、それによって無線信号の伝送が妨げられることがある。したがって、制限された場所で無線通信を利用した自動化機器の人間支援制御を可能にするシステムおよび方法が必要である。

【0020】

そのような人間支援制御を要する自動化プロセスの１つに、自動ロボット溶接ヘッドを使用した使用済原子燃料キャニスタ蓋の溶接がある。このプロセスを行うために、使用済燃料キャニスタ蓋に自動ロボット溶接アームを取り付け、溶接プロセスを行う。例えば図１は、使用済燃料キャニスタ１００とキャニスタ蓋１０２を示している。キャニスタ蓋１０２に取り付けられたロボット溶接ヘッド１０４によって、キャニスタ蓋１０２を使用済燃料キャニスタ１００の最上部に溶接する。自動溶接ロボットを使用することで、格納容器領域内に人がいなくてもキャニスタを密封することができるが、それでも、溶接プロセス全体にわたって重要な判断を下すために人の介入が必要である。具体的には、溶接池の特性、側壁の溶け具合、溶接アークの特性などを監視し、必要に応じてその場で調整するための操作員が必要である。このような調整は、例えば、所望の溶接池の特性を達成するために溶接ワイヤを操作したり（溶接池への溶加材の進入を操作）、所望のアーク溶け込みおよび溶着を維持するためにタングステンの位置決めを変更したりすることによって実施できる。これらの溶接作業を変更するために必要な操作パラメータの変更は、事前に決定することができず、キャニスタ蓋の溶接要件を満たすためには、現場での人間による監視に基づく制御と修正が必要である。

【0021】

さらに、キャニスタ蓋の溶接プロセスは、操作員が制御する操作局とロボット溶接アームとの間の通信が一般に有線接続を必要とするため、複雑である。これは、無線通信の信号が格納容器建屋の厚いセメント壁を通過できないためである。

【0022】

また、キャニスタ蓋の溶接プロセスでは、ロボット溶接アームの人間支援制御を熟練した操作員が行う必要があることも難しい点である。また、溶接ロボットアームと操作員の間の通信は有線接続に限られるため、キャニスタ蓋の溶接を担当する熟練操作員をプラント拠点に配置しなければならない。そのため、利用できる熟練操作員の数が限られていることもあり、コストや人員の問題が生じる。例えば、複数のプラントで同時に発生する複数の使用済燃料の取り出し作業を実施するために、十分な人員を確保できない場合がある。その結果、企業は新たな操作員の訓練を頻繁に行うことに伴うコスト増に直面することになる。また、複数の熟練操作員を各プラント拠点に配置するために、追加の旅費や生活費もかかる。

【0023】

本願で開示する様々なシステムおよび方法は、制限された場所で無線通信を利用して自動化機器の人間支援制御を可能にすることで、機器操作の安全性、費用対効果、および効率を有益に改善する。例えば、使用済燃料キャニスタの溶接作業を無線通信を利用して人間支援制御することで、操作員は危険な格納容器領域の外部から作業することができ、負傷のリスクを有益に軽減することができる。具体的には、操作員は、放射線やその他の汚染物質にさらされることなく、人の監視が必要な重要な溶接パラメータを調整することができる。本開示の実施形態はまた、制限された場所や危険な場所での作業に関連する操作員の疲労を低減することにより、安全性も改善する。

【0024】

さらには、無線技術を利用して自動化機器を遠隔操作することで、多くのコスト削減効果が期待できる。例えば、操作員を現場に配置する必要がないため、操作員は集中管理された場所で作業することができる。これにより、熟練操作員が１カ所に集まり、複数の現場の機器を遠隔制御できる利点がある。その結果、各現場で必要な作業員の数を最小限に抑え、旅費や生活費などの諸経費を削減することができる。本開示の態様は、操作員が在宅で作業することも可能にする。

【0025】

また、自動化機器を操作員が遠隔操作できるようにすることで、訓練コストを有益に削減できる。例えば、使用済原子燃料キャニスタの溶接プロセスを制御するためには、熟練操作員が必要である。複数のプラントで同時に発生する複数の使用済燃料の取り出し作業を実施するために、新たな熟練操作員の訓練に関するコストがかかるが、本願に開示されたシステムおよび方法はそのコストを回避できる。さらに、本開示の態様は、熟練溶接工が頻繁に出張する必要性を回避することにより、継続的な溶接作業を可能にする。

【0026】

本開示の態様はまた、いくつかの点で自動化プロセスの効率も有益に向上させる。例えば、制限された場所で行われる自動化プロセスを遠隔制御できるようにすることで、操作員は、どこからでも「リアルタイム」でプロセスを調整・操作することができる。操作員はまた、動作パラメータ、スケジュール、エラーログ、および遠隔的なトラブルシューティングを可能にする診断情報をダウンロードすることができる。本開示はまた、対象分野の専門家を機器がある場所に配置する必要なく、自動化プロセスを制御するソフトウェアを遠隔で更新およびカスタマイズすることを可能にする。また、同じ班の熟練操作員が一カ所から複数の現場を監視できるので、効率が一層改善し、作業品質と一貫性が高まる。

【0027】

図１は、本開示の少なくとも１つの非限定的な態様に基づく、使用済燃料キャニスタ１００の透視図である。原子炉で使用された原子燃料は、その耐用年数に達すると使用済燃料プールに移送される。原子炉も使用済燃料プールも、原子力発電所の格納容器建屋に収められている。使用済燃料プールの最大容量に達したら、使用済原子燃料を使用済燃料キャニスタ１００内に入れて、格納容器建屋の外へ輸送する。

【0028】

図１をさらに参照すると、キャニスタ蓋１０２は、使用済燃料キャニスタ１００に蓋をして、使用済原子燃料から放出される放射線の漏出防止を安全に行うために使用される。ロボット溶接ヘッド１０４を用いて、キャニスタ蓋１０２を使用済燃料キャニスタ１００に溶接することにより、密封は行われる。具体的には、ロボット溶接ヘッド１０４は、ロボットアームの位置決めや移動、溶接（フィラー）ワイヤの送給や位置決め、溶接アークを制御するタングステンの位置決めなど、様々な溶接作業を実行する。ロボット溶接ヘッド１００が実行する溶接作業は、ロボットコントローラおよび／またはプログラマブルロジックコントローラによって実行される所定のプログラミングに基づいて自動化することができる。これらの作業は自動化されているが、使用済燃料キャニスタを安全に密封するためには、人間の介入が必要である。例えば、溶接池や側壁の溶け具合を監視し、フィラーワイヤの位置決めや送給速度を制御するパラメータに必要な調整を施すには、人間の直感と経験が必要である。同様に、溶接アークを監視し、タングステンの位置決めを制御するパラメータに必要な調整を施し、溶接部の適切な溶け込みと溶着を確保するためには、人間の直感と経験が必要である。しかし、格納容器建屋は危険な放射線環境であるため立ち入りが制限されており、このような作業を人間が制御することは困難である。

【0029】

図２Ａおよび図２Ｂは、本開示の少なくとも１つの非限定的な態様に基づいて表した、自動化機器の無線制御向けに構成された作業局２００のブロック図である。図２Ａおよび図２Ｂは、組み合わせて見ることを意図している。図２Ａは、接続点Ａ１で図２Ｂと結合する。まず図２Ａを参照すると、作業局２００はロボット溶接ヘッド１０４を含む。上述したように、ロボット溶接ヘッド１０４は、所定のプログラミングに基づいて溶接プロセスを実行するように構成することができる。この所定のプログラミングは、ロボット溶接ヘッド１０４に通信可能に結合されるロボットコントローラ２０４内に記憶され、かつ／または当該ロボットコントローラによって実行することができる。作業局２００は、溶接電源２０６をさらに含む。溶接電源２０６は、コンピュータ制御され、ロボット溶接ヘッド１０４に供給される電力を調節するように構成してよい。

【0030】

本開示の他の実施形態では、ロボット溶接ヘッド１０４に代わる自動化機器を作業局２００に含めることができる。例えば、本願に記載のシステムおよびプロセスを適用することにより、溶接、塗装、組立、資材取り扱い、ピックアンドプレース、包装、ラベル付け、パレット積み、製品検査、試験、およびロボットアームを使用して自律的な仕事を実施するその他のプロセスなどの産業プロセスに用いられる自動化機器の制御を行うことができる。本願に記載されたシステムおよびプロセスは、制限された区域で実施される場合に、そのようなプロセスの、無線により人間が支援する遠隔制御が可能になる点で有益である。

【0031】

図２Ａを再度参照すると、作業局２００は、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）２１０をさらに含む。ＰＬＣ２１０は、ロボット溶接ヘッド１０４、ロボットコントローラ２０２、および溶接電源２０６が、イーサネットを介して作業局２００の他の構成要素と通信できるように構成される。例えば、ＰＬＣ２１０は、ロボット溶接ヘッド１０４、ロボットコントローラ２０４、および溶接電源２０６の異なる構成要素に関連する様々な入出力チャネルを含むことができる。これらの入出力チャンネルを使用して、ＰＬＣ２１０は、ロボット溶接ヘッド１０４の動作を制御する信号を送信するだけでなく、ロボット溶接ヘッド１０４の動作状態に関連する信号を受信することもできる。ＰＬＣ２１０は、イーサネットケーブル２１１を介して作業局２００の他の構成要素と通信するために、これらの信号をイーサネットベースのプロトコルに変換する。ＰＬＣ２１０はまた、溶接電源２０６と結合し、ロボット溶接ヘッド１０４に電力を供給するように構成してもよい。

【0032】

ロボット溶接ヘッド１０４は、ＰＬＣ２１０との間で様々な入出力信号を通信することに加えて、１つ以上の映像信号をＰＬＣ２１０に送信することもできる。様々な実施形態において、ロボット溶接ヘッド１０４は、溶接プロセスを監視し、取り込んだ画像に基づいて映像信号を生成するように構成された、１台以上のカメラを含むことができる。例えば、溶接池の前縁部を監視するカメラと、溶接池の後縁部を監視するカメラを１台ずつ用意することが望ましい場合がある。これらのカメラによるライブ映像に基づき、熟練操作員は、例えば、溶接池、側壁の溶け具合、フィラーワイヤの進入位置や速度、および／または溶接部の溶け込みや溶着に関連するアークの特性などを監視することができる。熟練操作員はさらに、溶接の品質を向上させ、欠陥のリスクを低減するために、ライブ映像に基づき、例えば、フィラーワイヤの送給速度、フィラーワイヤの位置決め、タングステンの位置決め、および／または溶接アームの速度と位置決めを制御するパラメータについて重要な調節を行うことができる。

【0033】

本開示の様々な実施形態において、溶接プロセスを監視するために使用される１台以上のカメラはアークフィルタリング技術を使用することにより、溶接アークによって有意に遮られることなしに溶接池を明瞭に視認できる。これを達成するために、１台以上のカメラにおいて、溶接アークによって放出される光の周波数と一致する周波数の光をフィルタで遮断することができる。高解像度の「リアルタイム」画像が生成されることにより、操作員は、自動化機器の動作パラメータの制御に関する情報に基づいて意思決定を行える利点が得られる。本開示で使用される「リアルタイム」という用語は、一般に、自動化機器の動作および動作パラメータを瞬時に、ほぼ瞬時に、あるいは短い遅延で視認または知覚できることを表す。リアルタイムの映像を表示することは、操作員が自動化機器の動作に加えている調整をその実施時に視認できるようにするうえで重要である。例えば、このようなリアルタイムの映像を操作員に見せることで、操作員は溶接池、溶接アーク、および／またはロボットアームの位置などを監視し、瞬時またはほぼ瞬時に調整できる点で有益である。上述のように、本開示の他の実施形態では、作業局２００は、ロボット溶接ヘッド１０４の代替となる自動化機器を含むことができる。この代替の機器は、同様に、ＰＬＣ２１０への送信信号を生成する１台以上のカメラを含むことができる。

【0034】

再び図２Ａを参照すると、ＰＬＣ２１０は、１台以上のカメラのそれぞれから映像信号を受信し、映像切替装置２１２を介して、映像信号をビデオエンコーダ２２０に送信する。映像信号は、シリアルデジタルインタフェース（ＳＤＩ）方式を用いて、映像切替装置２１２からケーブル２１３を介してビデオエンコーダ２２０に送信し、ビデオエンコーダ２２０のＳＤＩ入力部２２４で受信することができる。作業局２０２は、自動化プロセスに関連する音声を取得し、ビデオエンコーダ２２０の音声接続部２２２に直接伝送される音声信号を生成するためのヘッドセット２０８をさらに含んでよい。さらに、ヘッドセット２０８は、作業局２００に配置された操作員が装着するように構成されたマイクとスピーカを両方含んでよい。ビデオエンコーダ２２０は、映像切替装置２１２からの映像信号および／またはヘッドセット２０８からの音声信号を受信し、品質を損なうことなくこれらの信号を変換し、イーサネットベースのプロトコルにより、ＬＡＮ接続２２６を介して作業局２００の他の構成要素へ送信する。

【0035】

作業局２００は、ＰＣＬ２１０とビデオエンコーダ２２０の両方に通信可能に連結されたＬＡＮルータ２３０をさらに含む。ＬＡＮルータ２３０は、各構成要素の個々のＩＰアドレスを検出することにより、作業局２００の異なる構成要素間の通信を経路制御するように構成されている。ＬＡＮルータ２３０は、ＵＮＭＳ ＥｄｇｅＲｏｕｔｅｒまたは同様のイーサネットルータ技術を使用して実装することができる。図２に開示された実施形態では、ＬＡＮルータ２３０は、ＰＬＣ２１０およびビデオエンコーダ２２０からのイーサネット信号を光ファイバ受信機２４０へ経路制御するように構成される。

【0036】

次に図２Ｂを参照すると、光ファイバ受信機２４０は、ＬＡＮルータ２３０からイーサネット接続部２４６を介してイーサネット信号を受け入れ、その信号をシングルモード接続部２４４からシングルモードファイバ２４５を介して光ファイバ送信機２６０に送信するように構成される。光ファイバ送信機は、映像入力部２６２を含んでもよい。光ファイバ受信機２４０と光ファイバ送信機との間の光ファイバ接続は、無線通信を必要とせずに、産業環境下の制限された区域の内部から制限された区域の外部への通信を可能にする利点がある。例えば、図２は、ＰＬＣ２１０、ビデオエンコーダ２２０、ＬＡＮルータ２３０、および光ファイバ受信機２４０が原子力発電所の格納容器建屋の内部に収容されている状況を表しており、それらは格納容器構造壁２５０の左側に配置されている。さらに図２は、シングルモードファイバ２４５が格納容器構造壁２５０を貫通して延び、格納容器建屋の外側に位置する光ファイバ送信機２６０との通信を可能にしている状況を表している。この例では、信号の品質や速度を失うことなく、シングルモードファイバ２４５の長さを約２マイルまで延ばすことができ、光ファイバ送信機２６０およびセルラールータ２７０を、必要に応じて格納容器建屋の外の離れた場所に配置することができる。

【0037】

光ファイバ送信機２６０は、シングルモード接続部２６４で光ファイバ受信機２４０からの信号を受信し、その信号を変換してイーサネット形式に戻したうえで、イーサネット接続部２６６を介して作業局セルラールータ２７０へさらに送信する。その結果、作業局セルラールータ２７０はＬＡＮ接続部２７４を介して、ロボット溶接ヘッド１０４（ロボット溶接ヘッド１０４に取り付けられたカメラからの任意のデータを含む）、ロボットコントローラ２０４、溶接電源２０６、およびヘッドセット２０８に関するデータを受信する。さらに、図３Ｂに表されているように、作業局セルラールータ２７０は、高利得アンテナ２７１、２７３を使用して、ロボット溶接ヘッド１０４、ロボットコントローラ２０４、溶接電源２０６、およびヘッドセット２０８に関するデータを、セルラー通信によって遠隔に配置された操作局セルラールータ３７０へ送受信するように構成されている。

【0038】

セルラールータ２７０、３７０は、安全なセルラーネットワーク接続を使用して、ロボット溶接ヘッド１０４の動作に関するデータの無線通信が可能なように構成される。本開示の様々な実施形態において、セルラールータは、複数のネットワークプロバイダからのセルラーネットワークの信号強度を検出することができる。信号強度は、信号強度指示器２７２、３７２に表示することができる。さらに、セルラールータ２７０、３７０は、好ましいセルラーネットワークを選択・利用するようにプログラムすることができる。あるいは、セルラールータ２７０、３７０は、合成信号が最も強いセルラーネットワーク、または個々のルータ位置のいずれかにおいて信号が最も強いセルラーネットワークを自動選択するようにプログラムすることができる。さらに、セルラールータ２７０、３７０を複数のセルラーネットワークに同時に接続できるように構成して、帯域幅の信頼性を向上させ、データ転送速度を効率的に高めることができる。

【0039】

セルラールータ２７０、３７０はさらに、初期ネットワークまたは優先ネットワークとの信号が消失した場合に、セルラーネットワークを自動的に切り替えるように構成することができる。これは、信号が消失した場合でも、操作員によるロボット溶接ヘッド１０４または他の自動化機器の重要な制御を継続できる点で有益である。さらに、セルラールータ２７０、３７０は、初期ネットワークまたは優先ネットワークとの接続が再確立されたときに、代替のセルラーネットワークの使用を継続するようにプログラムすることができる。あるいは、セルラールータ２７０、３７０は、元の初期ネットワークまたは優先ネットワークに切り替わるようにプログラムしてもよい。セルラールータ２７０、３７０は、クレードルポイントまたは同様のセルラールータ技術を使用して実装可能である。

【0040】

利用可能な全てのセルラーネットワークの中で完全に信号が消失した場合、ロボット溶接ヘッド１０４および／またはロボットコントローラ２０４は、動作を安全に一時停止するように構成することができる。これは、信号の中断を検出すると、ロボット溶接ヘッド１０４を自動的に滑降させて安全状態を保つように設定されたウォッチドッグタイマを使用して実装可能である。代替策として、作業現場にローカル操作局を設けてもよい。この場合、ウォッチドッグタイマを使用して信号の消失が検出されると、リモート操作局からローカル操作局へ制御を切り替えることで、現場で操作員が溶接作業を継続して行える。現場操作員によるローカル操作局での制御が確立されない場合にはロボット溶接ヘッド１０４を自動的に滑降させて安全状態を保つ第２のウォッチドッグタイマを実装してもよい。

【0041】

図３Ａおよび図３Ｂは、本開示の少なくとも１つの非限定的な態様に基づいて表した、自動化機器の無線制御向けに構成された操作局３００のブロック図である。図３Ａおよび図３Ｂは、組み合わせて見ることを意図している。図３Ａは、接続点Ａ２で図３Ｂと結合する。まず図３Ｂを参照すると、操作局３００は、操作局セルラールータ３７０を含む。上述したように、操作局セルラールータ３７０は、作業局セルラールータ２７０と無線通信するように構成されている。セルラールータ３７０は、高利得アンテナ３７１、３７３を介し、安全なセルラーネットワーク接続を使用して、ロボット溶接ヘッド１０４の動作に関するデータを送受信する。

【0042】

操作局セルラールータ３７０は、ロボット溶接ヘッド１０４、ロボットコントローラ２０４、溶接電源２０６、およびヘッドセット２０８に関するデータを、ＬＡＮ接続部３７４を介して光ファイバ送信機３６０に伝達する。操作局セルラールータ３７０と光ファイバ送信機３６０との間では、イーサネットプロトコルを用いて信号が伝送される。光ファイバ送信機３６０は、イーサネット接続部３６６を介してセルラールータ３７０から信号を受信し、それらの信号を、シングルモード接続部３６４からシングルモードファイバ３４５を介して光ファイバ受信機３４０に送信する。光ファイバ受信機３４０は、シングルモード接続部３４４で信号を受信する。光ファイバ送信機３６０はビデオ入力部３６２を含んでもよく、光ファイバ受信機３４０はビデオ入力部３４２を含んでもよい。シングルモードファイバ３４５を介した通信により、光ファイバ送信機３６０および操作局セルラールータ３７０を、操作局３００の他の構成要素から離れた場所に配置できる。例えば、操作卓３１０をオフィス内に有益に配置し、セルラールータをオフィス内よりもセルラー信号が強い遠方に配置することができる。この例では、信号の品質や速度を失うことなく、シングルモードファイバ３４５の長さを約２マイルまで延ばすことができる。

【0043】

図３Ａおよび図３Ｂを参照するものではないが、光ファイバ受信機３４０は、光ファイバ送信機３６０から受信した信号を変換してイーサネット形式に戻したうえで、イーサネット接続部３４６を介してＬＡＮルータ３３０へさらに送信する。ＬＡＮルータ３３０は、各構成要素の個々のＩＰアドレスを検出することにより、操作局３００の異なる構成要素間の通信を経路制御するように構成されている。ＬＡＮルータ３３０は、ＵＮＭＳ ＥｄｇｅＲｏｕｔｅｒまたは同様のイーサネットルータ技術を使用して実装してよい。図３Ａに開示された実施形態では、ＬＡＮルータ３３０は、光ファイバ受信機３４０からビデオデコーダ３２０および操作卓３１０へのイーサネット信号を経路制御するように構成される。他の実施形態では、ＬＡＮルータ３３０は、イーサネット信号を操作局セルラールータ３７０からビデオデコーダ３２０および操作卓３１０へ直接送信するような構成であってよい。

【0044】

ビデオデコーダ３２０へ送られるイーサネット信号は、ロボット溶接ヘッド１０４に含まれる１台以上のカメラによって生成された映像信号に関するデータを搬送する。ヘッドセット２０８から取り込まれた音声に関するデータも、ビデオデコーダ３２０へ送られる。上述のように、他の実施形態では、ロボット溶接ヘッド１０４以外の自動化機器を実装可能である。この代替の自動化機器に含まれる１台以上のカメラによって生成された映像信号に関するデータも、ビデオデコーダ３２０へ経路制御することができる。ビデオデコーダ３２０は、これらのイーサネット信号をイーサネットＬＡＮ接続部３２６で受信する。ビデオデコーダ３２０が受信した映像データは、高精細度マルチメディアインターフェース（ＨＤＭＩ）形式に変換され、ＨＤＭＩ接続部３２４からＨＤＭＩケーブル３１３を介して操作卓３１０へ伝送される。ビデオデコーダで受信した音声データは、音声接続部３２２からヘッドセット３０２へ伝送される。

【0045】

操作卓３１０は、ロボット溶接ヘッド１０４に含まれる１台以上のカメラによって生成された映像信号を受信する。ビデオモニタ３１４が操作卓３１０に含まれており、映像信号に基づいて１つ以上のビデオ画像を表示するように構成されている。このようにして、ビデオモニタ３１４は、ロボット溶接ヘッド１０４が実行している溶接プロセスのリアルタイムビューを表示することができる。本開示の他の実施形態では、ビデオモニタ３１４が、ロボット溶接ヘッド１０４以外の自動化機器に含まれるカメラによって生成された映像信号に基づいて、１つ以上のビデオ画像を表示する。例えば、ビデオモニタ３１４は、溶接、塗装、組立、資材取り扱い、ピックアンドプレース、包装、ラベル付け、パレット積み、製品検査、試験の産業プロセス、または自動化機器に関連する他のプロセスで使用される自動化機器のリアルタイム映像を表示することができる。

【0046】

ビデオモニタ３１４によって表示される映像により、操作卓３１０に配置された操作員は、ロボット溶接ヘッド１０４または他の自動化機器が実行しているプロセスの様々な局面をリアルタイムで視認し、このプロセスビューに基づく決定を下すことができる利点がある。例えば、ロボット溶接ヘッド１０４は、溶接池の前縁部を監視するように構成された１台のカメラと、溶接池の後縁部を監視するように構成された別のカメラとを含んでよい。操作員は、これらのカメラのリアルタイムビューを見ながら、溶接池、側壁の溶け具合、フィラーワイヤの進入位置と速度、および／または溶接アークの特性を監視することができる。さらに操作員は、溶接の品質を修正・改善するために、フィラーワイヤの送給速度、フィラーワイヤの位置決め、タングステンの位置決め、および／または溶接アームの速度や位置決めを制御する重要なパラメータの調整が必要な箇所を、リアルタイム映像に基づいて特定することができる。操作員は、作業局２００からの音声を受信するヘッドセット３０２を装着することもできる。操作員は、ヘッドセット３０２を使用して、作業局２００で実行されているプロセスに関する重要な情報を聞くことができ、かつ／または作業局２００に配置されてヘッドセット２０８を装着した他の操作員と通信することができる。

【0047】

再び図３Ａを参照すると、操作卓３１０は、ヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）３１２をさらに含む。操作卓３１０は、ロボット溶接ヘッド１０４の動作に関する情報を搬送する、ＬＡＮルータ３３０によって経路制御されたイーサネット信号を受信する。これは、例えばロボット溶接ヘッド１０４、ロボットコントローラ２０４、および溶接電源２０６に関するデータを含んでよい。このイーサネット信号は、イーサネットケーブル３１１を介して伝送される。本開示の他の実施形態では、操作卓３１０は、ロボット溶接ヘッド１０４以外の自動化機器に関連する情報を搬送する、ＬＡＮルータ３３０によって経路制御されたイーサネット信号を受信する。操作卓３１０に含まれるＨＭＩ３１２により、操作員が動作パラメータの監視・制御を通じてシステムと対話して、ロボット溶接ヘッド１０４または他の自動化機器によって実行される動作を修正することができる。

【0048】

本開示の様々な態様において、ＨＭＩ３１２は、操作員による制御を容易にするために、タッチスクリーンおよび／またはジョイスティックを含んでよい。１つの例示的なキャニスタ溶接プロセスは、操作員がＨＭＩ３１２を使用して、実行される特定の種類の溶接操作を選択することから始まる。これにより、選択された溶接作業に関連する自動化プログラムが、例えば、ロボットコントローラ２０４および／または操作卓３１０によってロードされる。操作員はＨＭＩ３１２を使用して、キャニスタの状態または要求される溶接仕様に基づいて、様々な設定パラメータを調整することもできる。次に、溶接プロセスを開始するために、操作員はロボット溶接ヘッド１０４に対し、開始位置に移動して溶接を開始するよう命令する。溶接中、ロボット溶接ヘッド１０４の動きは、ロボット溶接ヘッド１０４に取り付けられた１台以上のカメラによって監視され、ビデオモニタ３１４にリアルタイムで表示される。操作員は、ビデオモニタ３１４を使って溶接池の特性、側壁の溶け具合、および溶接アークの特性を監視することにより、フィラーワイヤの送給速度、フィラーワイヤの位置決め、タングステンの位置決め、および／または溶接アームの速度と位置決めを制御する操作パラメータを必要に応じてその場で調整する。

【0049】

溶接の品質を維持するためには、本願に記載する操作員の対応が重要である。また、操作員が制御する操作はあらかじめ決まっておらず、所望の溶接特性を得るためには、人による監視と調整が必要である。例えば操作員は、フィラーワイヤの溶接池への進入を制御するために，フィラーワイヤの送給速度および／または位置決めに関するパラメータを調整することができる。操作員はまた、溶接アークを制御し、溶接の溶け込みや溶着に影響を与える特定の特性を維持するために、タングステンの位置決めに関するパラメータを調整することができる。操作員はまた、ロボット溶接ヘッド１０４のロボットアームを操縦するために、ロボット溶接ヘッド１０４の位置および移動に関するパラメータを調整することもできる。これらの動作を制御するパラメータの調整は、ＨＭＩ３１２に含まれるタッチスクリーンおよび／またはジョイスティックを使用して行うことができる。様々な実施形態において、ＨＭＩ３１２は、遠隔・触知式・手持ち式のジョイスティックまたは制御用ペンダントを含む。

【0050】

操作卓３１０は、生体認証式のモニタまたはセンサを備えた構成であってもよい。例えば、操作員がＨＭＩ３１２を制御するうえで、顔認識または指紋識別によるシステムのロック解除が要求される場合がある。操作卓３１０は、品質保証／品質管理（ＱＡ／ＱＣ）の監査機能を有してもよい。例えば、操作員の監督者は、操作員の制御上の選択をリアルタイムで、または保存されたデータに基づいて、遠隔地で見られるようにしてもよい。これにより、監督者は、様々な場所に配置された操作員が一定の品質を保っていることを確認できる利点がある。監督者また、トラブルシューティングや性能管理に役立つ溶接スケジュール、エラーログ、診断情報をダウンロードすることも可能である。

【0051】

本願で通信について述べる場合、信号の送信または受信の文脈で言及することがあることに留意されたい。ただし、これらの用語は、通信の指向性を限定することを意図するものではない。本開示を通じて、信号を送信するものとして記載される作業局２００および操作局３００の任意の構成要素は、信号を受信することもできると理解されたい。同様に、信号を受信するものとして記載される作業局２００および操作局３００の任意の構成要素は、信号を送信することもできる。例えば、ロボット溶接ヘッド１０４の動作に関連するデータは、操作卓３１０によって送信と受信の両方が行われる。同様に、ロボット溶接ヘッド１０４の動作に関連するデータは、ＰＬＣ２１０によって送信と受信の両方が行われる。

【0052】

上記で説明した様々な実施例は、ＨＭＩ３１２、ビデオモニタ３１４、ＰＬＣ２１０、ロボット溶接ヘッド１０４、ロボットコントローラ２０４、および溶接電源２０６の間で情報を転送するために、安全なセルラーネットワーク上の無線通信を利用する。この通信プロトコルは、「人間制御による自動化」または「拡張された自動化」と記せるものを可能にする。これは、人間の感覚や操作能力の延長線上で複雑な機器を操作する能力であり、それにより操作員は、瞬時に、あるいはほぼ瞬時に観察を行い、あらかじめ決められたプログラミングに基づいて操作を行う自動化プロセスに対して、即座に調整および／または修正を施すことができる。

【0053】

さらに、本開示の様々な態様では、この種の拡張された自動化プロセスを、無線通信によって遠隔的に行わせることが可能である。例えば、原子力発電所の格納容器建屋内で使用済燃料キャニスタ蓋を溶接するような、制限された区域内で実行される自動化プロセスを、操作員が現場にいなくても遠隔制御することができる。このような遠隔操作を可能にすることで、安全性や効率性が有益に向上し、大幅なコスト削減の可能性がある。通常の使用済燃料キャニスタの溶接作業では、監督者、溶接作業者２名、保守技術者１名を要し、その全員が現場にいるのが一般的であろう。本開示の様々な態様を実施することで、機器の設定と保守のために現場で必要な作業員は１名か２名のみになる。その他の作業員は溶接作業を遠隔制御することにより、プロジェクトは動員費用プラス生活費の数千ドルを節約できるであろう。さらに、本開示の様々な態様は、操作員を危険な環境にさらすことなく、自動化プロセスの遠隔制御を可能にする点で有益である。
〔実施例］

【0054】

本願に記載された主題の様々な態様を、以下の実施例にて記載する。

【0055】

［実施例１］所定のプログラミングに基づく動作を行うことにより、制限された場所でプロセスを実行するように構成された自動化機器と、当該自動化機器に通信可能に結合され、当該制限された場所の外部に配置された第１のセルラールータと、セルラーネットワークを使用して当該第１のセルラールータと通信するように構成され、当該第１のセルラールータから遠隔に配置された第２のセルラールータと、当該第２のセルラールータに通信可能に結合された操作卓であって、当該所定のプログラミングの動作パラメータを変更することにより操作員が当該自動化機器の動作をリアルタイムで変更できるヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）を含み、当該動作パラメータの変更が当該操作卓と当該自動化機器との間で通信される操作卓とからなる自動化機器の遠隔制御のためのシステムであって、当該制限された場所の内部から当該制限された場所の外部へは無線信号を送信できない状態にあることを特徴とする、自動化機器の遠隔制御のためのシステム

【0056】

［実施例２］前記自動化機器が、プロセスを監視し、映像信号を生成するように構成された少なくとも１台のカメラを含む実施例１に記載のシステムであって、前記操作卓は、当該映像信号に基づいて当該プロセスのリアルタイムビューを表示するビデオモニタを含み、当該プロセスの当該リアルタイムビューは、操作員が動作パラメータを変更しながら決定を下すのを支援するために使用されることを特徴とするシステム。

【0057】

［実施例３］前記自動化機器に通信可能に結合され、イーサネットにより動作パラメータの通信が可能なように構成されたプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）をさらに含む実施例１～２のいずれかに係るシステムであって、当該ＰＬＣは前記少なくとも１台のカメラに通信可能に結合された映像切替装置をさらに備え、当該映像切替装置は前記少なくとも１台のカメラによって生成された前記映像信号を受信するように構成されており、当該システムはさらに、当該映像切替装置に通信可能に結合されたビデオエンコーダであって、当該映像切替装置から前記映像信号を受信し、イーサネットによる前記映像信号の通信を可能にするように構成されたビデオエンコーダと、当該ＰＬＣ、当該ビデオエンコーダ、および前記第１のセルラールータに通信可能に結合された第１のＬＡＮルータであって、当該ＰＬＣ、当該ビデオエンコーダ、および前記第１のセルラールータの間でイーサネット通信を経路制御するように構成された第１のＬＡＮルータと、前記第２のセルラールータ、前記操作卓、および当該ビデオデコーダに通信可能に結合された第２のＬＡＮルータであって、前記第２のセルラールータ、前記操作卓、および当該ビデオデコーダの間でイーサネット通信を経路制御するように構成された第２のＬＡＮルータを含み、当該ビデオデコーダは前記ビデオモニタに通信可能に結合され、当該ビデオデコーダは当該第２のＬＡＮルータからイーサネットによる前記映像信号の通信を受信し、ＨＤＭＩにより前記映像信号を前記ビデオモニタに送信するように構成されていることを特徴とする、実施例１～２のいずれかに係るシステム。

【0058】

［実施例４］前記第１のＬＡＮルータに通信可能に結合され、前記制限された区域の内部に配置された光ファイバ受信機と、前記第１のセルラールータに通信可能に結合され、前記制限された区域の外部に配置された光ファイバ送信機とを備え、当該光ファイバ受信機と当該光ファイバ送信機は、光ファイバケーブルを介して前記制限された区域の内部から前記制限された区域の外部への通信が可能であることを特徴とする、実施例１～３のいずれかに記載のシステム。

【0059】

［実施例５］前記自動化機器がロボット溶接ヘッドを備え、前記プロセスが溶接プロセスであることを特徴とする、実施例１～４のいずれかに記載のシステム。

【0060】

［実施例６］前記プロセスのリアルタイムビューは溶接池の映像を含む、実施例１～５のいずれかに記載のシステム。

【0061】

［実施例７］前記操作員が変更する動作は、溶接ワイヤの位置決めを操作して溶接池を制御することと、溶接ワイヤの送給速度を調整して当該溶接池を制御することと、タングステンの位置決めを調整して溶接アークを制御することと、前記ロボット溶接ヘッドを操縦することのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、実施例１～６のいずれかに記載のシステム。

【0062】

［実施例８］前記溶接プロセスは使用済燃料キャニスタ蓋を溶接するプロセスであり、前記制限された区域は原子力発電所の格納容器建屋であることを特徴とする、実施例１～７のいずれかに記載の方法。

【0063】

［実施例９］前記第１のセルラールータおよび前記第２のセルラールータは、複数のセルラーネットワークを検出するようにさらに構成され、前記第１のセルラールータと前記第２のセルラールータは、いずれかのセルラールータで信号消失が発生した場合に、当該複数のセルラーネットワークのうちの代替のセルラーネットワークを使用して自動的に通信することを特徴とする、実施例１～８のいずれかに記載のシステム。

【0064】

［実施例１０］前記自動化機器は、前記複数のセルラーネットワークの全てについて信号消失が発生した場合に安全状態に移行するように構成されている、例１～９のいずれかに記載のシステム。

【0065】

［実施例１１］自動化機器の遠隔制御のための方法であって、所定のプログラミングに基づいて動作するように構成された自動化機器を用いて、制限された場所でプロセスを実行するステップと、ヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）を含む操作卓と当該自動化機器との間で所定のプログラミングの動作パラメータを通信するステップとを含み、当該制限された場所の外部に配置された第１のセルラールータが当該自動化機器に通信可能に結合されており、当該第１のセルラールータから遠隔に配置された第２のセルラールータが当該操作卓に通信可能に結合されており、当該制限された場所の内部から当該制限された場所の外部へ無線信号を送信できない状態にあり、当該第１のセルラールータはセルラーネットワークを使用して当該第２のセルラールータと通信するように構成されており、操作員はＨＭＩを使用して、当該操作卓と当該自動化機器との間で通信される動作パラメータを変更することによって、当該自動化機器の動作をリアルタイムで変更することを特徴とする方法。

【0066】

［実施例１２］自動化機器に備えられた少なくとも１台のカメラを使用して前記制限された場所でのプロセスを監視し、監視された当該プロセスに基づく映像信号を生成するステップと、当該映像信号に基づいて、前記操作卓に備えられたビデオモニタに当該プロセスのリアルタイムビューを表示するステップとをさらに含み、当該プロセスのリアルタイムビューは、操作員が動作パラメータを変更しながら決定を下すのを支援するために使用されることを特徴とする、実施例１１に記載の方法。

【0067】

［実施例１３］ＰＬＣコンソールと第１のＬＡＮルータとの間で前記動作パラメータを通信するステップをさらに含み、当該ＰＬＣコンソールは前記自動化機器に通信可能に結合され、当該ＰＬＣはイーサネットによる前記動作パラメータの通信を可能にするように構成されており、当該方法はさらに、当該ＰＬＣに備えられた映像切替装置によって前記少なくとも１台のカメラからの前記映像信号を受信し、当該映像切替装置によって前記映像信号をビデオエンコーダへ送信するステップと、イーサネットによる前記映像信号の通信を可能にするように構成された当該ビデオエンコーダによって、前記映像信号を当該第１のＬＡＮルータに送信するステップと、当該第１のＬＡＮルータによって、当該ＰＬＣ、当該ビデオエンコーダ、および前記第１のセルラールータの間のイーサネット通信を経路制御するステップと、第２のＬＡＮルータによって、前記第２のセルラールータ、前記操作卓、および当該ビデオデコーダの間のイーサネット通信を経路制御するステップと、当該ビデオデコーダによって前記映像信号をイーサネットにより受信し、当該ビデオデコーダによって前記映像信号をＨＤＭＩによりビデオモニタに送信するステップとからなる、実施例１１または実施例１２に記載の方法。

【0068】

［実施例１４］前記制限された区域の内部から光ファイバケーブルを介して前記制限された区域の外部へ通信を行うステップをさらに含み、前記制限された区域の内部に配置された光ファイバ受信機が前記第１のＬＡＮルータに通信可能に結合されており、前記制限された区域の外部に配置された光ファイバ送信機が前記第１のセルラールータに通信可能に結合されていることを特徴とする、実施例１１～１３のいずれかに記載の方法。

【0069】

［実施例１５］前記自動化機器がロボット溶接ヘッドを備え、前記プロセスが溶接プロセスであることを特徴とする、実施例１１～１４のいずれかに記載の方法。

【0070】

［実施例１６］前記プロセスのリアルタイムビューは溶接池の映像を含む、実施例１１～１５のいずれかに記載の方法。

【0071】

［実施例１７］前記自動化機器の動作を変更することは、溶接ワイヤの位置決めを操作して溶接池を制御することと、溶接ワイヤの送給速度を調整して当該溶接池を制御することと、タングステンの位置決めを調整して溶接アークを制御することと、前記ロボット溶接ヘッドを操縦することのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、実施例１１～１６のいずれかに記載の方法。

【0072】

［実施例１８］前記溶接プロセスは使用済燃料キャニスタ蓋を溶接するプロセスであり、前記制限された区域は原子力発電所の格納容器建屋であることを特徴とする、実施例１１～１７のいずれかに記載の方法。

【0073】

［実施例１９］前記第１のセルラールータおよび前記第２のセルラールータによって複数のセルラーネットワークを検出するステップと、前記のいずれかのセルラールータで信号消失が発生した場合に、当該複数のセルラーネットワークのうちの代替のセルラーネットワークを使用して自動的に通信するステップとをさらに含む、実施例１１～１８のいずれかに記載の方法。

【0074】

［実施例２０］前記複数のセルラーネットワークの全てについて信号消失が発生した場合に前記自動化機器を安全状態に移行させるステップをさらに含む、実施例１１～１９のいずれかに記載の方法。

【0075】

本願で言及したすべての特許、特許出願、刊行物、または他の開示資料は、各々の参考文献が参照により明示的に本願に組み込まれるように、その全体が参照により本願に組み込まれる。本願で参照により組み込まれると記述されたすべての参考文献およびあらゆる資料またはそれらの一部分は、本願に記載された既存の定義、言明、または他の開示資料と矛盾しない範囲でのみ本願に組み込まれる。したがって、本願に記載の開示事項は、必要な範囲において、それと矛盾のある、参照により本願に組み込まれた資料に取って代わり、本願に明示的に記載された開示事項が優先する。

【0076】

本開示を、様々な実施例および例示的な態様を参照して説明してきた。本願に記載の態様は、本開示の様々な態様の様々な詳細度の例示的な特徴を示すものとして理解されたい。したがって、特段の指定がない限り、可能な範囲において、開示した態様における１つ以上の特徴、要素、構成部品、構成要素、成分、構造物、モジュールおよび／または局面は、本開示の範囲から逸脱することなく、当該開示した態様における他の１つ以上の特徴、要素、構成部品、構成要素、成分、構造物、モジュールおよび／または局面との間で、複合、分割、置換えおよび／または再構成が可能であることを理解されたい。したがって、当業者であれば、本開示の範囲から逸脱することなく、例示的な態様のいずれにおいても様々な置換え、変更、または組み合わせが可能であることを理解するであろう。当業者はまた、本明細書を検討すれば、本開示の様々な態様に対する多くの均等物を認識するであろう。あるいは、単に定常的な実験を用いてかかる均等物を確認できるであろう。したがって、本開示は、様々な態様の説明によってではなく、特許請求の範囲によって限定される。

【0077】

通常、本願において、特に添付の特許請求の範囲（例えば添付の特許請求の範囲の本体部）において使用される用語は、一般に「非限定的（ｏｐｅｎ）」な用語として意図されることを当業者は理解するであろう（例えば、用語「備える（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は「備えるがそれに限定しない」と解釈し、用語「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は「少なくとも～を有する」と解釈し、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」は「含むがそれに限定しない」と解釈すべきである等）。さらに当業者は、請求項で導入される記載事項の数が具体的であることが意図される場合、そのような意図は当該請求項において明示的に記載されるものであり、かかる記載がない場合、かかる意図は存在しないものと理解するであろう。例えば、理解の一助として、添付の特許請求の範囲は、請求項の記載事項を導くために、「少なくとも１つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ）」および「１つ以上（ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ）」という導入句を使用する場合がある。しかしながら、そのような句の使用は、「ａ」または「ａｎ」という不定冠詞によって請求項の記載を導入した場合に、たとえ同一の請求項内に「１つ以上の」または「少なくとも１つの」といった導入句と「ａ」または「ａｎ」といった不定冠詞が共に含まれる場合であっても、かかる導入された請求項の記載を含むいかなる特定の請求項も、かかる記載事項を１つだけ含む請求項に限定されることが示唆される、と解釈すべきではない（例えば、「ａ」および／または「ａｎ」は、通常、「少なくとも１つ」または「１つ以上」を意味すると解釈すべきである）。同じことが、定冠詞を用いて請求項の記載事項を導入するために場合にも当てはまる。

【0078】

また、請求項で導入される記載事項の具体的な数が明示的に記載されている場合でも、そのような記載は、少なくとも当該記載された数であるとの意味に一般的に解釈すべきであることが、当業者には理解されよう（たとえば、他の修飾語を伴わずに「２つの記載事項（ｔｗｏ ｒｅｃｉｔａｔｉｏｎｓ）」が記載されている場合、一般的に少なくとも２つの記載事項、または２つ以上の記載事項を意味する）。さらに、「Ａ、Ｂ、およびＣなどの少なくとも１つ」に類似する慣例表現が使用されている事例では、通常、そのような構文は、当業者がその慣例表現を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢの両方、ＡとＣの両方、ＢとＣの両方、ならびに／またはＡとＢとＣの全てなどを有するシステムを含むが、それらに限定されない）。さらに、「Ａ、Ｂ、またはＣなどの少なくとも１つ」に類似する慣例表現が使用されている事例では、通常、そのような構文は、当業者がその慣例表現を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、またはＣの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢの両方、ＡとＣの両方、ＢとＣの両方、ならびに／またはＡとＢとＣの全てなどを有するシステムを含むが、それらに限定されない）。一般的に、２つ以上の選択的な用語を表す選言的な語および／または句は、明細書、特許請求の範囲、または図面のどこにあっても、文脈上他の意味に解釈する場合を除き、当該用語のうちの１つ、当該用語のいずれか、または当該用語の両方を含む可能性を企図すると理解されるべきであることも、当業者には理解されよう。例えば、句「ＡまたはＢ」は、一般的に「Ａ」、「Ｂ」、または「ＡおよびＢ」の可能性を含むものと理解されよう。

【0079】

添付の特許請求の範囲に関して、当業者であれば、そこに記載された動作は一般的に任意の順序で実行され得ることを理解するであろう。また、請求項の記載はシーケンスで示されているが、様々な動作は、記載されている順序とは別の順序で実行されてもよいし、同時に実行されてもよいことが理解されよう。そのような代替の順序付けの例として、文脈上他の意味に解釈する場合を除き、重複、割り込み、中断、再順序付け、増加的、予備的、追加的、同時、逆、またはその他の順序付を含んでもよい。さらに、「～に応答する（ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ ｔｏ）」、「～に関連する（ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ）」といった用語や他の過去時制の形容詞は、文脈上他の意味に解釈する場合を除き、一般にかかる変化形を除外するように意図するものではない。

【0080】

「一態様（ｏｎｅ ａｓｐｅｃｔ）」、「ある態様（ａｎ ａｓｐｅｃｔ）」、「ある実施例（ａｎ ｅｘｅｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ）」、「一実施例（ｏｎｅ ｅｘｅｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ）」などへの参照は、その態様に関連して記載される特定の特徴物、構造物、または特性が少なくとも１つの態様に含まれることを意味することは、特記に値する。したがって、本願の全体を通じて様々な箇所に見られる句「一態様では（ｉｎ ｏｎｅ ａｓｐｅｃｔ）」、「ある態様では（ｉｎ ａｎ ａｓｐｅｃｔ）」、「ある実施例では（ｉｎ ａｎ ｅｘｅｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ）」、および「一実施例では（ｉｎ ｏｎｅ ｅｘｅｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ）」は、必ずしも全てが同じ態様を指すものではない。さらに、特定の特徴物、構造物、または特性は、１つ以上の態様において任意の適当な様式で組み合わせることができる。

【0081】

本願で使用する「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」に先導される単数形は、文脈上明らかに他の意味に解釈する場合を除き、複数形をも包含する。

【0082】

非限定的な例として、本願で使用する頂部、底部、左、右、下方、上方、前、後ろ、およびそれらの変形例などの方向性を示唆する語句は、添付図面に示す要素の幾何学的配置に関連するものであり、特段の記載がない限り、本願の特許請求の範囲を限定するものではない。

【0083】

本開示で使用される「およそ（ａｂｏｕｔ）」または「約（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」という用語は、特に指定がない限り、当業者によって決定される特定の値に対する許容誤差を意味し、これは値がどのように測定または決定されるかによる面がある。特定の態様において、用語「およそ」または「約」は、標準偏差の１、２、３、または４倍の範囲内を意味する。特定の態様において、用語「およそ」、または「約」は、所定の値から５０％、２００％、１０５％、１００％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、１％、０．５％、または０．０５％以内の範囲を意味する。

【0084】

本明細書では、特に断らない限り、すべての数値パラメータは、すべての場合において「約」という用語によって前置き・修正されていると理解されたい。ここに、数値パラメータは、パラメータの数値を求めるために使用される基礎的測定技術における特有の変動特性を有している。最低限のこととして、また均等論の適用を特許請求の範囲に限定する意図はないが、本願に記載された各数値パラメータは、少なくとも、報告された有効数字の数を勘案し、通常の丸め手法を適用して解釈するべきである。

【0085】

本願で記載するあらゆる数値範囲は、記載の範囲に内包されるすべての断片的部分を含むものとする。例えば、「１～１００」という範囲は、記載された最小値１と最大値１００との間（最小値と最大値を内包）のすべての断片的部分を含む。すなわち、最小値は１以上、最大値は１００以下である。また、本願に記載された全ての範囲は、記載された範囲の端点を含むものとする。例えば、「１～１００」の範囲には、端点の１と１００が含まれる。本明細書に記載されている最大の限度値は、そこに包摂されるすべての下位の限度値を含むことを意図しており、本明細書に記載されている最小の限度値は、そこに包摂されるすべての上位の限度値を含むことを意図している。したがって、出願人は、特許請求の範囲を含む本明細書を修正し、明示的に記載された範囲に包摂される任意の部分的範囲を明示的に記載する権利を有する。そのような範囲はすべて、本明細書に本源的に記載されているものである。

【0086】

本願で参照され、かつ／または任意の出願データシートに列挙される任意の特許出願、特許、非特許刊行物、または他の開示資料は、組み込まれる資料が本願と矛盾しない範囲で、参照により本願に組み込まれる。そのため、必要な範囲において、本願に明瞭に記載された開示内容は、それと矛盾のある、参照により本願に組み込まれた資料に優先するものとする。既存の定義、見解、または本願に記載されたその他の開示内容と矛盾する任意の内容またはその一部は、参照により本願に組み込まれるが、組み込まれる内容と既存の開示内容との間に矛盾が生じない範囲においてのみ組み込まれるものとする。

【0087】

「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」の語およびその派生語（「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」など）、「有する（ｈａｖｅ）」の語およびその派生語（「ｈａｓ」、「ｈａｖｉｎｇ」など）、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」の語およびその派生語（「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」など）、「包有する（ｃｏｎｔａｉｎ）」の語およびその派生語（「ｃｏｎｔａｉｎｓ」、「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ」など）は、非限定的な連結動詞である。すなわち、１つ以上の要素を「備えている」、「有する」、「含む」、または「包有する」システムは、当該１つ以上の要素を有しているが、当該１つ以上の要素のみを有することに限定されるものではない。同様に、１つ以上の特徴物を「備えている」、「有する」、「含む」、または「包有する」システム、装置、または機器の要素は、当該１つ以上の特徴物を有しているが、当該１つ以上の特徴物のみを有することに限定されるものではない。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【国際調査報告】