專利名稱：裝置驅動模塊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種裝置驅動模塊，其在設備裝置和管理裝置經由 網絡連接的制造系統(tǒng)中，對上述設備裝置和上述管理裝置之間通信的 數據進行變換，該設備裝置具有各種設備機械和對該設備機械進行控 制的控制單元，上述設備機械包括例如制造車間中的傳送設備機械和制造設備機械、檢査設備機械等，該管理裝置管理上述設備裝置。
技術背景當前，提出了一種柔性生產系統(tǒng)并逐漸得到普及，其具有將控 制對象設備和控制裝置經由網絡進行連接的構成，該控制對象設備作 為生產設備包括實際進行工件加工、清洗、傳送等的各種工作機械和 換產調整裝置、清洗裝置、作業(yè)指示裝置、傳送裝置等，該控制裝置 一邊將用于使用上述控制對象設備的加工日程計劃和加工順序信息、 預定使用刀具信息等基本信息進行處理而生成運行日程，一邊對上述 控制對象設備集中進行運行控制。作為上述柔性生產系統(tǒng)的一個例 子，具有下述系統(tǒng)針對上述控制對象設備的每個功能要素分配上述 控制裝置而配置多個控制裝置，針對每個功能要素，對控制對象設備 進行運行控制，同時分別設置用于對控制對象設備進行運行控制的控 制信息傳輸用通信線路、和用于對柔性生產系統(tǒng)進行運行管理的運行 信息傳輸用通信線路，而順利且高效地進行系統(tǒng)整體的信息傳輸(例 如，參照專利文獻1)。專利文獻1:專利第2577600號公報發(fā)明內容在上述專利文獻1所述的柔性生產系統(tǒng)中，通常存在將不同廠 商的控制對象設備和控制裝置組合而構筑系統(tǒng)的情況。在上述情況
中，由于各廠商在控制對象設備中設定的參數含義、控制對象設備和 控制裝置使用的數據格式不同，所以出現下述問題，即在控制裝置中 需要針對每個由該控制裝置進行運行控制的控制對象設備準備數據 訪問程序。進而，由于用于開發(fā)該數據訪問程序的作業(yè)需要針對每個 控制對象設備進行，所以出現對數據訪問程序的開發(fā)人員造成較大負 擔的問題。本發(fā)明就是鑒于上述問題而提出的，其目的在于，提供一種裝 置驅動模塊，其在與制造相關的設備裝置和管理控制該設備裝置的管 理裝置經由網絡連接而構成的制造系統(tǒng)中，即使在設備裝置和管理裝 置中使用的數據格式不同的情況下，或者隨廠商不同在設備裝置中設 定的參數含義不同的情況下，也可以進行數據變換，以使得可以在設 備裝置和管理裝置之間進行通信。為了實現上述目的，本發(fā)明所涉及的裝置驅動模塊為一種裝置 驅動模塊，其在設備裝置和管理裝置經由網絡連接，將來自上述管理 應用程序的輸出，變換為可由上述設備裝置處理的格式而由上述設備 裝置執(zhí)行規(guī)定處理的制造系統(tǒng)中，對在上述管理裝置和上述設備裝置 之間進行通信的數據進行變換，該設備裝置在進行規(guī)定處理的設備機 械中設置控制單元，該控制單元基于來自管理裝置的指示而控制上述 設備機械，該管理裝置具有管理上述設備裝置的管理應用程序，其特 征在于，具有控制單元驅動模塊，其與設置在上述制造系統(tǒng)中的上 述控制單元的種類對應而設置，負責與上述控制單元之間的通信；以 及裝置驅動模塊，其與設置在上述制造系統(tǒng)中的上述設備機械的種類 對應而設置，按照來自上述管理應用程序的指示，使用上述控制單元 驅動模塊訪問作為對象的上述設備機械，上述控制單元驅動模塊和上 述裝置驅動模塊分層構成。發(fā)明的效果根據本發(fā)明，通過使驅動模塊由控制與控制單元之間的通信的 控制單元驅動模塊和對裝置進行控制的裝置驅動模塊分層構成，具有 下述效果能夠分別由控制單元制造商提供控制單元的控制單元驅動 模塊，由設備機械制造商提供設備機械的裝置驅動模塊。


圖1是表示使用本發(fā)明的制造系統(tǒng)的一個例子的示意圖。圖2是表示數據變換裝置的驅動模塊構成的示意圖。 圖3是模型化表示實施方式1中的控制單元驅動模塊和裝置驅 動模塊的圖。圖4是表示基于UML類圖的功能對象模型的概要圖。圖5是表示本發(fā)明的裝置驅動模塊的實施方式2的構成的示意圖。圖6是表示在工序管理中使用驅動模塊分層的情況下的裝置驅 動模塊的構成的示意圖。圖7是表示以工序管理為單位而生成驅動模塊的情況下的功能 對象的生成例的圖。圖8—1是表示驅動模塊的共用接口和其驅動模塊訪問步驟的示 意圖(其1)。圖8 — 2是表示驅動模塊的共用接口和其驅動模塊訪問步驟的示 意圖(其2)。圖8 — 3是表示驅動模塊的共用接口和其驅動模塊訪問步驟的示 意圖(其3)。圖8—4是表示驅動模塊的共用接口和其驅動模塊訪問步驟的示 意圖(其4)。圖8—5是表示驅動模塊的共用接口和其驅動模塊訪問步驟的示 意圖(其5)。圖8—6是表示驅動模塊的共用接口和其驅動模塊訪問步驟的示 意圖(其6)。圖8—7是表示驅動模塊的共用接口和其驅動模塊訪問步驟的示 意圖(其7)。圖8—8是表示驅動模塊的共用接口和其驅動模塊訪問步驟的示 意圖(其8)。
圖8—9是表示驅動模塊的共用接口和其驅動模塊訪問步驟的示 意圖(其9)。圖9是表示通過UML類圖記述用于在XML文檔中記述設計信 息的XML數據模型的一個例子的圖。圖10是表示在圖9的設計信息的XML數據類型中追加實例信 息模型的XML數據模型的一個例子的圖。圖ll是表示基于圖IO的XML數據模型記述設計信息和構成信 息的一個例子的圖。圖12是表示IDL和XML數據的關于設計信息的映射模型的一 個例子的圖。圖13是表示能夠參照實例信息的裝置驅動模塊的協(xié)議接口部分的生成步驟和設定步驟的一個例子的圖。圖14是表示將接口信息記述在XML文檔中的一個例子的圖。 圖15是表示IDL接口部分在XML文檔中的記述構成的一個例子的圖。圖16是表示IDL數據類型聲明在XML文檔中的記述規(guī)則的一 個例子的圖。圖17是表示與圖14的XML文檔的類信息記述對應的IDL記述的一個例子的圖。
具體實施方式
下面，參照附圖詳細說明本發(fā)明所涉及的裝置驅動模塊的最優(yōu) 實施方式。實施方式1圖1是表示使用本發(fā)明的制造系統(tǒng)的一個例子的示意圖。制造 系統(tǒng)1構成為經由進行數據傳輸的網絡6相互連接下述裝置，這些裝置是設備裝置2，其在該制造系統(tǒng)1中執(zhí)行與某種產品制造相關的 規(guī)定動作；制造管理系統(tǒng)(Manufacturing Execution System, MES) 3，其進行上述設備裝置2的管理等；設計信息存儲裝置4,其存儲設備裝置2和制造管理系統(tǒng)3的規(guī)格書和設計書等設計信息；以及數 據變換裝置5，其對在設備裝置2和制造管理系統(tǒng)3之間進行交換的 數據進行變換。設備裝置2具有設備機械21，其實際進行制造中的規(guī)定處理；以及控制單元22，其使該設備機械21根據規(guī)定的程序和參數進行動 作，同時與制造管理系統(tǒng)3之間進行通信。此外，在控制單元22中， 除控制設備機械21的控制器之外，還包括傳感器及致動器等。例如 對用于制造某產品的部件進行傳送的傳送裝置、使用傳送來的部件進 行產品制造的制造裝置、對所制造的產品進行檢査的檢查裝置等，都 屬于設備裝置2。制造管理系統(tǒng)3是下述裝置其執(zhí)行制造實效管理、設備維護、 作業(yè)人員管理、流程管理、品質管理、制造指示、數據收集、物流控 制等制造管理應用程序，經由網絡6而與各設備裝置2之間進行通信， 進行執(zhí)行數據收集和接收等數據的傳輸、參數設定等的指示。上述制 造管理系統(tǒng)3由工作站或個人計算機等信息處理終端構成，該信息處 理終端具有存儲單元，其存儲制造管理應用程序；處理執(zhí)行單元， 其根據制造管理應用程序執(zhí)行處理；以及通信單元，其作為制造管理 系統(tǒng)3和網絡6之間的接口。設計信息存儲裝置4是存儲與各設備裝置2和各制造管理系統(tǒng)3 相關的設計信息的裝置，提供由數據變換裝置5指示的設計信息。作 為該設計信息，可以例舉出作為設備裝置2的設計書的裝置設計書、 作為制造管理系統(tǒng)3的設計書的制造管理系統(tǒng)設計書、作為設置在設 備裝置2中的控制單元22的規(guī)格書的控制單元規(guī)格書、作為設定在 制造管理系統(tǒng)3中的程序的規(guī)格書的設備連接規(guī)格書等。數據變換裝置5具有下述功能其對于在設備裝置2和制造管 理系統(tǒng)3之間進行通信的數據，基于存儲在設計信息存儲裝置4中的 設計信息，消除由于協(xié)議不同、廠商和機型的不同而導致的用戶數據 定義的不同等，將該數據變換為能夠由數據接收側的機器(設備裝置 2或制造管理系統(tǒng)3)讀取的形式的數據格式。圖2是表示數據變換裝置的驅動模塊的實施方式1的構成的示
意圖。在該圖中示出數據變換裝置5與1個安裝在制造管理系統(tǒng)3中的制造管理應用程序31、和4個不同種類的設備裝置2A 2D連 接的情況。另外，在設備裝置2B中具有2個控制單元22a、 22b，在 設備裝置2C、 2D中具有相同的控制單元22c。如圖2所示，該數據 變換裝置5由如下部分分層構成控制單元驅動模塊51a 51c，它 們負責與設備裝置2A 2D的控制單元22a 22c之間進行通信；以 及裝置驅動模塊52A 52D，它們通過使用控制單元驅動模塊51a 51c而將設備裝置2A 2D的數據提供給制造管理系統(tǒng)3的制造管理 應用程序31。在這里，說明生成設置在數據變換裝置5中的分層的驅動模塊 的通用模型。圖3是模型化地表示本實施方式1中的控制單元驅動模 塊和裝置驅動模塊的構成的圖。在這里示出數據變換裝置5與1個安 裝在制造管理系統(tǒng)3中的制造管理應用程序31和2個不同種類的設 備裝置2A、 2B連接的情況。設備裝置2A由具有2種功能211AK 211A2的設備機械21A和具有1種功能221a的控制單元22a構成， 設備裝置2B由具有1種功能211B的設備機械21B和具有2種功能 221bl、 221b2的控制單元22b構成。數據變換裝置5的控制單元驅動模塊51a、 51b具有大于或等于 1個的控制單元對象511a、 511b，它們分別與進行通信的設備裝置 2A、 2B的控制單元22a、 22b對應。此外，控制單元對象511a、 511b 具有與上述控制單元22a、 22b具有的功能對應的大于或等于1個的 功能對象512a、 512bl、 512b2。使用功能對象模型對上述控制單元 對象511a、 511b的功能對象512a、 512bl、 512b2進行分類。圖4是表示基于UML (Unified Modeling Language)類圖的功 能對象模型的概要圖。圖3的設備機械21和控制單元22的功能211、 221的設定，通過功能對象的參數設定進行。另外，功能211、 221 的操作通過功能對象的操作進行。操作是通過將選項設定或設定數據 設定為參數并通過調用而執(zhí)行的，將操作的結果設定在該操作所具有 的參數中而返回該結果。在功能對象中具有輸入輸出的屬性對象，輸 入是對功能211、 221進行模式設定或輸入值設定，輸出是讀取功能 211、 221的狀態(tài)監(jiān)視或輸出值。屬性對象用于周期或循環(huán)地更新功能21K 221的數據。將通過該功能對象模型而模型化的各控制單元對象511a、 511b 的功能對象512a、 512bl、 512b2，安裝在控制單元驅動模塊51a、 51b 中，如果被訪問，則控制單元驅動模塊51a、 51b與對應的控制單元 22a、 22b進行通信，向控制單元22a、 22b寫入數據或取得來自控制 單元22a、 22b的數據，進而能夠啟動控制單元22a、 22b的操作。數據變換裝置5的裝置驅動模塊52A、 52B具有與進行通信的 設備機械21對應的大于或等于1個的裝置對象521A、 521B。另外， 裝置對象521A、521B具有大于或等于1個的功能對象522A1、522A2、 522B，它們分別與設備機械21具有的功能211Al、 211A2、 211B對 應。對上述裝置對象521A、 521B的功能對象522A1、 522A2、 522B 的分類，也與控制單元驅動模塊51a、 51b的情況相同地，使用基于 圖4的UML類圖的功能對象模型進行。將通過功能對象模型而模型 化的各功能對象522A1、 522A2、 522B安裝在裝置驅動模塊52A、 52B 中，如果被訪問，則裝置驅動模塊52A、 52B能夠對控制單元驅動模 塊51a、 51b的功能對象512a、 512bK 512b2進行屬性寫入或讀取， 上述功能對象分別與設備機械21A、21B的功能211A1、211A2、211B 對應。由此，能夠與安裝有對應的控制單元22a、 22b的設備裝置2A、 2B之間進行數據讀寫或操作。更具體地說，在圖3中，例如如果著眼于控制單元22，則可看 出與2個控制單元22a、22b對應而生成2個控制單元對象511a、511b。 另外，由于控制單元22a具有1種功能221a，所以控制單元對象511a 具有1個功能對象512a，由于控制單元22b具有2種功能221bl、 221b2，所以控制單元對象511b具有2個功能對象512bl、 512b2。此外，如果著眼于設備機械21，則可看出裝置對象521A與設 備機械21A具有的功能211AK 211A2對應而具有2個功能對象 522Al、 522A2，裝置對象521B與設備機械21B具有的功能211 B對 應而具有1個功能對象522B。此外，在圖3的例子中表示將控制單元對象511作為1個控制
單元驅動模塊51、裝置對象521作為1個裝置驅動模塊52的情況，但并不限定于此。例如，如果能夠從多個種類的控制單元22的功能 221中抽取其上位概念，則能夠向該多個種類的控制單元22分配1 個控制單元對象。在裝置對象521的情況下也相同地，如果能夠從多 個種類的設備機械21的功能211中抽取其上位概念，則能夠向該多 個種類的設備機械21分配1個裝置對象521。在上述情況下，不需 要如圖2所示與控制單元22和設備機械21的種類對應而準備控制單 元驅動模塊51和裝置驅動模塊52。由此，通過基于功能對象模型而針對控制單元對象511和裝置 對象521生成功能對象512、 522，能夠使控制單元驅動模塊51和裝 置驅動模塊52如圖2所示以分層方式構成。即，如圖2所示，在數 據變換裝置5中，只要構成為具有與設備裝置2A 2D的種類對應的 裝置驅動模塊52A 52D、和與安裝在設備裝置2A 2D中的控制單 元22a 22c的種類對應的控制單元驅動模塊51a 51c即可，可以通 過必需的最低限度的驅動模塊，應對設備裝置2中的設備機械21和 控制單元22的組合。例如，設備裝置2C、 2D使用相同的控制單元 22c，則在數據變換裝置5中，只要準備1個與1種控制單元22c對 應的控制單元驅動模塊51c即可。另外，設備機械21的提供者只要 基于圖4的功能對象模型準備與該設備機械21對應的裝置驅動模塊 52即可，控制單元22的提供者只要基于圖4的功能對象模型準備與 該控制單元22對應的控制單元驅動模塊51即可。下面，說明具有上述分層構造的驅動模塊的數據變換裝置5中 的數據變換處理步驟。在這里，在圖3中以制造管理應用程序31訪 問設備裝置2A的功能211A1的情況為例。首先，制造管理應用程序 31對設備裝置2A發(fā)出指示Io，以利用功能211A1執(zhí)行處理T。將表示執(zhí)行處理T的指示1。輸入至數據變換裝置5的裝置驅動 模塊52A中。與設備裝置2A的功能211A1對應的裝置驅動模塊52A 的功能對象522Al，向與該功能對象522A1對應的控制單元驅動模 塊51a發(fā)出用于使設備裝置2A執(zhí)行處理T的指示Ip g卩，通過該功 能對象522A1將為了執(zhí)行處理T而輸入的指示Io變換為能夠由對應
的設備裝置2A進行處理的指示I,而輸出。如果在控制單元驅動模塊51a中輸入表示由設備裝置2A執(zhí)行處 理T的指示I^則與安裝在設備裝置2A中的控制單元22a的功能221a 對應的控制單元驅動模塊51a的功能對象512a,將指示h的內容變 換為能夠由設備裝置2A的控制單元22a識別的格式的指示(信號) 12，向經由網絡連接的設備裝置2A的控制單元22a發(fā)送。設備裝置 2A的控制單元22a基于該指示(信號)12，進行設備機械21A的控 制或數據收集。另外，反方向的數據流也進行相同的處理。根據該實施方式l，在現有技術中，如果設備機械21和安裝在 該設備機械21上的控制單元22的組合種類不同，則需要在數據變換 裝置5中針對每個設備裝置2準備不同的驅動模塊，但通過由控制與 控制單元之間的通信的控制單元驅動模塊51和對裝置進行控制的裝 置驅動模塊52分層構成驅動模塊，可以獲得如下效果，即能夠分別 由控制單元制造商提供控制單元22的控制單元驅動模塊51，由設備 機械制造商提供設備機械21的裝置驅動模塊52。另外，即使使用不 同的控制單元22，也能夠實現驅動模塊接口的共用化。實施方式2在實施方式1中，在數據變換裝置中構成為使控制單元驅動模 塊和裝置驅動模塊分層。但是，不僅可以根據上述分類而進行驅動模 塊的分層，也可以根據其他角度而使數據變換裝置的驅動模塊分層。當前，制造管理應用程序從多個不同設備中取得制造工序信息， 發(fā)出制造指示。但是，由于每個設備裝置中的協(xié)議和數據結構不同， 因此制造管理應用程序必須進行與每個設備裝置之間的通信控制和 數據變換、以及構成制造工序的設備裝置2的構成管理，制造管理應 用程序的通用化很困難。所以，在本實施方式2中，說明能夠使制造 管理應用程序通用化的驅動模塊分層的其他例子。圖5是表示本發(fā)明所涉及的裝置驅動模塊的實施方式2的構成 的示意圖。在這里，在具有多個設備裝置2的制造系統(tǒng)中，使驅動模 塊分層構成，以使制造管理應用程序31能夠將多個設備裝置2識別 為1個虛擬的裝置(以下稱為虛擬裝置)而進行處理。與實施方式1 相同地，示出數據變換裝置5經由網絡而與制造管理系統(tǒng)的制造管理應用程序31、在設備機械中具有控制單元的多個設備裝置2A、 2B連接的情況。數據變換裝置5由實際裝置驅動模塊53A、 53B和虛擬裝置驅 動模塊54分層構成，該實際裝置驅動模塊53A、 53B分別針對每個 設備裝置2A、 2B設置，負責與設備裝置2A、 2B的訪問和通信，該 虛擬裝置驅動模塊54將來自制造管理應用程序31的指示(處理)變 換為與每個設備裝置2A、 2B的功能對應的指示(處理)，使用多個 實際裝置驅動模塊53A、 53B向制造管理應用程序31提供裝置數據。在這里，實際裝置驅動模塊53由實施方式1中的控制單元驅動 模塊51和裝置驅動模塊52組合而成，對應于每個設備機械21和控 制單元22的組合、即每個設備裝置2而安裝在數據變換裝置5中。 該實際裝置驅動模塊53也具有與進行通信的設備裝置2對應的大于 或等于1個的裝置對象531，另外裝置對象531具有對應于設備裝置 2具有的每個功能的功能對象532。該實際裝置驅動模塊53使裝置對 象531的功能對象的實例與各設備裝置2的功能對應。因此，實際安 裝驅動模塊53能夠與設備裝置2進行通信，進行向設備裝置2寫入 數據和從設備裝置2取得數據。另外，虛擬裝置驅動模塊54是為了使制造管理應用程序31將 多個設備裝置2作為l個虛擬裝置進行處理的方式虛擬生成的驅動模 塊，具有與進行通信的設備裝置2對應的大于或等于1個的虛擬裝置 對象541，另外虛擬裝置對象541具有與設備裝置2 (實際裝置驅動 模塊53)具有的功能211 (功能對象532)對應的大于或等于1個的 功能對象542。該虛擬裝置驅動模塊54，將由制造管理應用程序31 使設備裝置2進行的處理，與虛擬裝置對象541的功能對象542的實 例、和實際裝置驅動模塊53具有的功能對象532的實例對應。因此， 虛擬裝置驅動模塊54能夠對與設備裝置2的功能211對應的實際裝 置驅動模塊53的功能對象532進行屬性寫入和讀出，從而能夠對安 裝有對應的控制單元的設備裝置2進行數據讀寫和操作。
另外，由于上述構成的數據變換裝置5的動作處理與實施方式1 的情況相同，所以在這里簡略說明。例如，如果由制造管理應用程序 31發(fā)出用于執(zhí)行最終希望獲得的處理的指示，則數據變換裝置5的虛擬裝置驅動模塊54中的與該處理對應的功能對象542，將該指示 重新解釋為更具體的指示后，傳遞至實際裝置驅動模塊53的對應的 功能對象532，進而變換為各個設備裝置2能夠處理的格式的指示(信 號)。然后，執(zhí)行設備裝置2的控制或數據收集等規(guī)定處理。下面，示出圖5所示的裝置驅動模塊分層的更具體的例子。圖6 是表示在制造過程管理中使用驅動模塊分層的情況下的裝置驅動模 塊的構成的示意圖，圖7是表示以制造過程管理為單位生成驅動模塊 的情況下的功能對象生成例的圖。如圖7所示，在制造系統(tǒng)的設計信息41中，具有與制造管理的 工程設計相關的工序設計信息411和與制造管理的設備相關的設備 規(guī)格412，在此階段下沒有進行相互關聯(lián)。然后，生產線設計工具42 將基于UML類圖而類化的工序設計信息411和設備規(guī)格412的內容 實例化，對各自的信息實例進行映射。具體地說，工序設計信息411 實例化為工序計劃431，設備規(guī)格412實例化為設備構成432，上述 實例之間分別通過工序分配433而進行對應。通過在上述制造管理應 用程序31和設備裝置2之間進行工序之間的對應，可以生成可以工 序為單位管理設備裝置2的驅動模塊。另外，可以使制造管理應用程 序31將多個設備裝置2視作l個虛擬裝置。在圖6的例子中，分別針對由設備機械和控制該設備機械的控 制單元的組合構成的設備裝置2A、 2B，設置基于設備構成432而生 成的設備驅動模塊55A、 55B，在設備驅動模塊55A、 55B中，分別 針對設備裝置2A、 2B具有的功能211A、 211B生成功能對象552A、 552B。另外，在設備驅動模塊55A、 55B的上級，設置基于工序計劃 431生成的工序驅動模塊56。在該工序驅動模塊56中，分別針對每 個規(guī)定工序生成工序模型561，在每個工序模型561內生成實現工序 計劃431所包含的功能的功能對象562。上述工序驅動模塊56的功 能對象562和設備驅動模塊55A、 55B的功能對象552A、 552B之間，分別基于工序分配433而進行對應，來自制造管理應用程序31的以工序為單位的指示，通過工序驅動模塊56和設備驅動模塊55，轉換 為對在該工序中使用的設備裝置2的指示并傳遞，將與該指示對應的 響應返回至制造管理應用程序31。這樣，將多個設備裝置2識別為1個虛擬裝置的例子，除上述 例子之外，也適用于工序管理和庫存管理、資源管理、品質管理等。此外，上述圖5中的實際裝置驅動模塊或圖6中的設備驅動模 塊，也可以構成為控制單元驅動模塊和裝置驅動模塊這樣的分層構 造，該控制單元驅動模塊如實施方式1所示，負責與控制單元間的通 信，該裝置驅動模塊使用控制單元驅動模塊而向制造管理應用程序 31提供裝置數據。根據該實施方式2，通過分層的驅動模塊可以獲得下述效果能 夠在設備裝置2和制造管理應用程序31之間實現不同數據結構的數 據變換，能夠實現制造管理應用程序31的通用化。另外，在上述實施方式l、 2中，以數據變換裝置5具有分層的 驅動模塊的情況進行舉例，該分層的驅動模塊具有對制造管理應用程 序31和設備裝置2之間的通信中的數據進行變換的功能，但也可以 將分層的驅動模塊設置在安裝制造管理應用程序31的制造管理系統(tǒng) 3側，也可以設置在設備裝置2側。這樣，在制造系統(tǒng)中不需要數據 變換裝置5，能夠使系統(tǒng)構成簡單化。實施方式3在實施方式l、 2中示出的對功能對象的訪問，通過共用化而使 其與功能對象的種類無關，能夠容易地進行訪問驅動模塊的處理。所 以，在本實施方式3中，說明驅動模塊的共用接口和其訪問步驟的一 個例子。圖8—1 圖8 — 9是表示驅動模塊的共用接口和其驅動模塊 訪問步驟的示意圖。該驅動模塊的共用接口用于訪問圖3的驅動模塊 模型和具有驅動模塊功能的圖4的功能對象模型，管理對象、進行數 據的讀寫、執(zhí)行操作。驅動模塊的訪問步驟為，首先將控制單元或裝置對象使用驅動 模塊API (Application Program Interface) : InitiateDeviceObject () 進行初始化后(圖8—1)，利用驅動模塊API: CreateFunctionObject()生成功能對象的實例(圖8 — 2)。由此，在訪問驅動模塊的一 側能夠得到驅動模塊中可利用的功能對象。然后，利用驅動模塊API: SetParameter ()在功能對象中設定配置參數(圖8_3)。此外，由 于能夠通過功能對象訪問參數和操作，但無法通過功能對象直接訪問 屬性，所以利用驅動模塊API: CreateAttributeObject ()生成用于訪 問屬性(用于讀寫數據)的屬性對象(圖8_4)。然后，可以調用 生成的功能對象的操作(驅動模塊API: Execute ())而執(zhí)行操作 (圖8 — 5)，或讀寫屬性值(驅動模塊API: Read () ， Write ()) 而進行對屬性對象的訪問(圖8 — 6)。然后，如果驅動模塊使用結束，則進行驅動模塊的結束處理。 首先，用驅動模塊API: DeleteAttributeObject ()刪除屬性對象(圖 8 — 7),然后用驅動模塊API: DeleteFunctionObject ()刪除功能對 象(圖8 — 8)，最后，用驅動模塊API: Conclude ()結束控制單元 /裝置對象(圖8 — 9)。在圖8 — 9中，驅動模塊API: Conclude () 確認是否正常刪除了屬性對象和功能對象，在由于系統(tǒng)異常等而無法 正常結束屬性對象或功能對象時，或者立即結束驅動模塊時，使用驅 動模塊API: Abort ()。根據本實施方式3，通過使用驅動模塊的共用接口，能夠實現不 對驅動模塊的訪問對象產生影響的驅動模塊API,可以提高驅動模塊 軟件的可移植性。另外，提供對驅動模塊的訪問對象的固有訪問信息， 作為驅動模塊文檔中的功能對象的信息，基于文檔中的功能對象的信 息而初始化驅動模塊，能夠訪問每個功能對象和屬性對象。實施方式4如實施方式l、 2所示的分層的裝置驅動模塊，如實施方式2中 的說明所示，基于制造系統(tǒng)的設計信息和構成信息而生成。這些設計 信息和構成信息，根據以電子數據的形式保存、數據轉移的容易度、 數據使用的通用性等方面，具有由XML ( extensible Markup Language)等標記語言進行記述的趨勢。另外，如果在以XML格式 記述的數據中導入UML類圖的想法，則能夠容易地根據設計信息和 構成信息生成功能對象。所以，在本實施方式4中，說明將設計信息 和構成信息按照UML類圖進行分類并將其以XML格式進行保存的 XML數據模型。如上述所示，制造系統(tǒng)的裝置驅動模塊的功能對象是基于圖4 的功能對象模型生成的。在這里，根據功能對象模型構成設計信息和 構成信息的內容，并生成以XML記述該構成的XML數據模型。圖 9是表示以UML類圖記述用于通過XML文檔記述設計信息的XML 數據模型的一個例子的圖。在這里，以UML構造型(stereotype)記 述XML構成，在各構造型下記述類名。例如，<<XMLDocument>〉表示 XML 數據整體， 乂80￡^11^1^ 表示XML模式記述(XSD)的要素。由此， "XMLDCD"類表示設計信息的XML數據整體。在"XMLDCD"類下 分層形成 "DeviceDriverClass" 、 "VirtualDeviceClass"、 "FunctionObjectClass"各類。上述類為XML模式記述的成分。在這里， "DeviceDriverClass"相當于圖3的控制單元驅動模塊51和裝置驅動 模塊52、圖5的實際裝置驅動模塊53、虛擬裝置驅動模塊54等驅動 模塊。"VirtualDeviceClass"相當于圖3的控制單元對象511和裝置對 象521、圖5的裝置對象531、虛擬裝置對象541等驅動模塊內的虛 擬控制單元。在該"VirtualDeviceClass"的下級存在 "CreateParameterClass"。 "FunctionObjectClass"表示圖3和圖5中的 功能對象。功能對象如圖4的功能對象模型所示，由參數、創(chuàng)建參數、 屬性、操作構成，分別與"ParameterClass"、 "CreateParameterClass"、 "OperationClass"、 "AttributeClass"對應，其信息存儲在各自的類中。 這些類為XML模式記述的要素。另外，"OperationClass"具有參數， 在下級還具有"OperationParameterClass"，用于存儲其信息。該類也 為XML模式記述的要素。艮P，如該圖9所示，在XMLDCD類的下級，DeviceDriverClass、 VirtualDeviceClass、 FunctionObjectClass的各類按順序分層并進行關
聯(lián)。其中，在VirtualDeviceClass的下級存在CreateParameterClass， 在FunctionObjectClass的下級并列存在4個類ParameterClass、 CreateParameterClass、 OperationClass、 AttributeClass。 it匕夕卜，在其中 的OperationClass的下級存在OperationParameterClass。這樣，可以基于XML數據的記述方式表現分層構造，能夠將UML中的類圖的 關系反映并記述在XML數據中。圖10是表示在圖9的設計信息的XML數據模型中追加實例信 息模型的XML數據模型的一個例子的圖。在圖中，左半側與圖9所 示的以UML類圖記述的設計信息的XML數據模型相同地，表示功 能對象的類信息。右半側表示功能對象的實例信息模型。該實例信息 模型記述與功能對象的類信息對應的實例信息。具體地說，實例信息 模型存儲上述實施方式1、 2的控制單元驅動模塊或具有控制單元驅 動模塊的虛擬設備的構成信息，表示實際的設備裝置2的信息或與設 備裝置2的對應關系。另外，實例信息模型還表示分層的驅動模塊與 下級驅動模塊的哪些功能對象或屬性對應。在該圖 10的例子中，"DeviceDriver" 、 "VirtualDevice，，、 "FunctionObject" 、 "CreateParameter，， 、 "Attribute"分另ij表示 "DeviceDriverClass"、 "VirtualDeviceClass"、 "FunctionObjectClass"、 "CreateParameterClass"、 "AttributeClass"的實例信息。在這里，指 向實例信息"DeviceDriver"自身的關系表示控制單元驅動模塊的分層 構成。另外，指向實例信息"VirtualDevice"自身的關系表示實際裝置 和實際控制單元的構成。例如，表示構成設備裝置的控制單元。另外， 指向實例信息"FunctionObj ect"自身的關系表示在分層的驅動模塊中 由上級驅動模塊調用的下級驅動模塊功能。另外，指向實例信息 "Attribute"自身的關系表示在分層的驅動模塊中由上級驅動模塊調 用的下級實例信息"Attribute"。例如表示數據變換裝置5的數據變換 的構成信息，其中，數據變換裝置5將控制單元數據變換為設備裝置 數據，匯總各個設備裝置的分散的數據。圖ll是表示基于圖IO的XML數據模型記述設計信息和構成信 息的一個例子的圖。該圖11整體與XMLDCD類對應。此外，在該 XMLDCD標簽內的程序段1110中，記述圖9 (圖10的左半側)所 示的類間的分層關系(包含關系)。在這里，使用在圖9所示的構造 型的下部記述的類名作為標簽名稱。即，在"DeviceDriverClass"內包 含"VirtualDeviceClass"， 在該"VirtualDeviceClass"內還包含1個 "CreateParameterClass，，和2個"FunctionObjectClass"，生成有2個功 能對象類。在各個"FunctionObjectClass"內還包含與參數和屬性相關 的類。另一方面，在XMLDCD標簽內的程序段1120中，記述與程序 段1110的類信息對應的實例信息。在這里，使用記載在圖10的右半 側的實例信息模型中的記載于構造型下部的名稱作為標簽名稱。艮口， 在"DeviceDriver"內包含"VirtualDevice"，在該"VirtualDevice"內還包 含1個"CreateParameter"和2個"FunctionObject"。另外，在上述 "CreateParameter"和"FunctionObject"中，包含與屬性及參數相關的內 容。如該圖ll所示，在程序段1110表示的類信息的記述中，定義 了作為生成對象的驅動模塊的功能的參數和屬性、操作的項目，在程 序段1120所示的實例信息的記述中，定義了與生成的每個驅動模塊 的種類對應的參數等設定。另外，如圖10所示，預先使表示XML 數據中的類的標簽名稱和表示實例信息的標簽名稱對應。由此，在利 用驅動模塊進行數據變換時，參照基于功能對象模型而分類的設計信 息和構成信息的XML數據，將與設備裝置或控制單元相關的抽象或 共用的內容的命令(處理)，變換為與各個設備裝置或控制單元對應 的具體內容的命令(處理)，能夠利用驅動模塊對設備裝置或控制單 元進行訪問。根據本實施方式4，由于利用設計信息和構成信息的XML文檔 模型而進行裝置驅動模塊的數據變換，所以能夠將抽象或共用的內容 的處理變換為設備裝置2的具體內容的處理。另外，通過使用XML 數據模型，能夠輔助驅動模塊的數據變換功能的生成或使其自動化。實施方
控制單元驅動模塊和設備裝置的控制單元之間的協(xié)議接口，例如根據OMG( Object Management Group)的CORBA( Common Object'onsntObject Model)等通信協(xié)議，使用接口定義語言(下面稱為IDL (INterface Definition Language)進4亍i己述?！吹┦?，該IDL無？去i己述 實例信息，而且無法進行擴展以使其可以記述實例信息。所以，在本 實施方式5中，說明使IDL與XML映射而使IDL也可以記述實例信 息的裝置驅動模塊。圖12是表示IDL和XML數據的關于設計信息的映射模型的一 個例子的圖。該圖12的左半側與圖9所示的XML數據模型相同， 右半側基于UML類圖對IDL的記述模型進行類化而表示。IDLDCD 類表示設計信息的IDL數據整體。在IDLDCD類下存在"module"類， 在該"module"類下存在"interface"類和"CreateParam"類。另夕卜，在 "interface，，類下存在"CreateParam，，類、"parameter,，類、"Attribute，，類 和"Operation"類，在"Operation，，類下存在"OperationParameter"類。上 述IDLDCD類、"module"類、"interface"類、"CreateParam"類、 "CreateParam"類、"parameter"類、"Attribute"類、"Operation'，類以及 "OperationParameter"類，分另ij與XML數據模型的 "DeviceDriverClass"、 "VirtualDeviceClass"、 "FunctionObjectClass"、 "CreateParameterClass" 、"ParameterClass" 、"AttributeClass"、 "OperationClass"及"OperationParameterClass"進行對應(映射)。根據該圖12和圖8，IDL的記述內容能夠與XML數據模型的類 進行對應，而且能夠通過該XML數據模型的類而參照與每個設備裝 置對應的實例信息。下面，說明上述裝置驅動模塊的協(xié)議接口部分的生成方法。圖 13是表示能夠參照實例信息的裝置驅動模塊的協(xié)議接口部分的生成 步驟和設定步驟的一個例子。首先，由制造系統(tǒng)(或各個控制單元和 設備裝置)的制造者，基于工序、和設備裝置、控制單元等驅動模塊 的訪問對象的模型的接口信息，記述表示訪問對象的基本特性的信 息、即XML文檔的類信息(步驟Sll)。圖14是表示記述接口信息
的XML文檔的一個例子的圖。然后，通過執(zhí)行圖12所示的IDL和XML數據的映射模型的程 序等，將記述在XML文檔中的類信息自動地變換為IDL記述(步驟 S12)。圖15是表示IDL接口部分在XML文檔中的記述構成的一個 例子，圖16是表示IDL數據類型聲明在XML文檔中的記述規(guī)則的 一個例子。這些圖的左側表示XML文檔的記述例，其右側表示將對 應的內容根據圖12的模型而進行IDL記述的例子。由于圖16的數 據類型聲明依賴于數據的裝載，所以IDL數據類型聲明自身可以由 XML文檔進行記述。此外，在使用WSDL (Web Services Description Language)等基于XML的接口記述語言的情況下，只要直接使用 XML數據類型即可。根據上述圖15和圖16所示的XML文檔一IDL 映射規(guī)則，將XML文檔的類信息的記述變換為IDL記述。圖17是 表示與圖14的XML文檔的類信息的記述對應的IDL記述的一個例 子的圖。然后，根據現有公知的方法，與驅動模塊軟件的平臺(操作系 統(tǒng)等)對應，根據變換后的101^記述生成0++類(步驟S13)，安裝 驅動模塊。另一方面，所安裝的驅動模塊的訪問對象的配置設定方式為 利用配置設定軟件等配置設定單元讀入XML文檔記述的類信息的記 述生成配置信息的模板。該模板根據使XML文檔的類信息和實例信 息對應的圖10所示的XML數據模型而生成。然后，根據該模板， 設定表示各設備裝置的實例信息的配置信息(步驟S14)。將設定的 配置信息使用XML記述為XML文檔的實例信息，在驅動模塊啟動 時讀入。如上所示，生成包含協(xié)議接口部分的裝置驅動模塊。根據上述 步驟生成并安裝的驅動模塊，根據讀入的配置信息的實例信息而生成 必需的對象，提供應用對象的信息。另外，制造管理應用程序直接讀 取配置信息，或者從驅動模塊中取得對象信息，而初始化驅動模塊并 訪問訪問對象。另外，步驟S12的IDL記述和步驟S13的生成C+十類之間，能夠使用現有公知的方法相互變換，另外，在步驟Sll的XML文檔的類記述和步驟S12的IDL記述之間，也能夠基于上述圖12及圖15、 圖16所示的XML文檔一IDL的映射規(guī)則進行相互變換。因此，也 可以使制造系統(tǒng)(或各個設備和設備裝置)的制造者首先進行步驟 S12的IDL記述，然后在生成步驟S13的€++類后安裝驅動模塊，根 據步驟Sll、 S14的XML文檔的類記述進行XML文檔的實例記述， 從而由驅動模塊讀入。另外，對于己經以€++類的形式安裝的驅動模 塊，也可以在步驟S12中將0++類變換為IDL記述，隨后在步驟Sll 將其記述在XML文檔的類信息中，然后進行XML文檔的實例記述， 而生成包含協(xié)議接口部分的裝置驅動模塊。根據本實施方式5， IDL僅表示對象的接口類型，無法記述實例 化的對象的構成，但通過由XML記述對象的接口和實例的構成，可 以獲得下述效果能夠向制造管理應用程序提供構成制造系統(tǒng)的設備 裝置及其功能對象的接口和構成信息，能夠輔助用于使制造管理應用 程序訪問制造裝置的設定或者使其自動化。另外，此時可以記述必需 的用于數據變換的映射構成。此外，能夠實現驅動模塊的共用化，由此使驅動模塊開發(fā)更高 效。此外，也可以使現有技術中分別生成的配置設定軟件共用化。另外，在上述實施方式4、 5中，使用XML作為記述驅動模塊 的類信息和實例信息的數據模型，但并不限于XML，只要能夠根據 圖IO所示的數據模型記述數據內容即可。工業(yè)實用性如上所示，本發(fā)明所涉及的裝置驅動模塊適用于對與具有控制 各種設備機械的控制部的設備裝置之間進行通信的數據進行變換，上 述各種設備機械包括例如制造車間中的傳送設備機械和制造設備機 械、檢查設備機械等。
權利要求
1.一種裝置驅動模塊，其在設備裝置和管理裝置經由網絡連接，將來自管理應用程序的輸出，變換為可由上述設備裝置處理的格式而由上述設備裝置執(zhí)行規(guī)定處理的制造系統(tǒng)中，對在上述管理裝置和上述設備裝置之間進行通信的數據進行變換，該設備裝置在進行規(guī)定處理的設備機械中設置控制單元，該控制單元基于來自管理裝置的指示而控制上述設備機械，該管理裝置具有管理上述設備裝置的管理應用程序，其特征在于，具有控制單元驅動模塊，其與設置在上述制造系統(tǒng)中的上述控制單元的種類對應而設置，負責與上述控制單元之間的通信；以及裝置驅動模塊，其與設置在上述制造系統(tǒng)中的上述設備機械的種類對應而設置，按照來自上述管理應用程序的指示，使用上述控制單元驅動模塊訪問作為對象的上述設備機械，上述控制單元驅動模塊和上述裝置驅動模塊分層構成。
2. 根據權利要求1所述的裝置驅動模塊，其特征在于， 上述控制單元驅動模塊和上述裝置驅動模塊由功能對象構成，該功能對象以如下方式生成，即，該功能對象針對對應于各個驅動模 塊的上述控制單元和上述設備機械所具有的功能，具有規(guī)定的參數、 屬性和操作。
3. 根據權利要求2所述的裝置驅動模塊，其特征在于， 上述功能對象還包括用于訪問該功能對象所具有的屬性的屬性對象。
4. 根據權利要求2所述的裝置驅動模塊，其特征在于，上述控制單元驅動模塊和上述裝置驅動模塊具有抽象化的驅動 模塊應用接口，無論上述功能對象的種類如何，該驅動模塊應用接口 都能訪問各自的上述功能對象。
5. 根據權利要求3所述的裝置驅動模塊，其特征在于，上述控制單元驅動模塊和上述裝置驅動模塊具有抽象化的驅動 模塊應用接口，無論上述功能對象中的上述屬性對象的種類如何，該 驅動模塊應用接口都能訪問各自的上述屬性對象。
6. 根據權利要求2所述的裝置驅動模塊，其特征在于， 該裝置驅動模塊是按照如下數據模型以標記語言進行記述的，在上述數據模型中，將上述控制單元驅動模塊或上述裝置驅動模塊所 具有的功能的內容，作為按照上述功能對象的模型而記述的類信息， 將針對各個上述控制單元驅動模塊或上述裝置驅動模塊的設定值與 上述類信息對應關聯(lián)而分類后的信息作為實例信息。
7. 根據權利要求6所述的裝置驅動模塊，其特征在于， 上述控制單元驅動模塊或上述裝置驅動模塊，將基于接口記述語言的記述模型而對由接口記述語言記述上述功能對象的通信接口 后的記述內容進行分類后的類信息，與上述數據模型的類信息進行映 射，參照該映射結果和配置信息進行通信數據的處理，上述配置信息 包括根據上述數據模型得到的與上述功能對象對應的實例。
8. —種裝置驅動模塊，其在進行規(guī)定處理的多個設備裝置、和 具有管理上述設備裝置的管理應用程序的管理裝置經由網絡連接，將 來自上述管理應用程序的輸出，變換為可由上述設備裝置處理的格式 而使上述設備裝置執(zhí)行規(guī)定處理的制造系統(tǒng)中，對上述管理裝置和上 述設備裝置之間進行通信的數據進行變換，其特征在于，具有虛擬裝置驅動模塊，其使上述管理應用程序將上述多個設備裝 置視為1個虛擬裝置；以及設備裝置驅動模塊，其與每個上述設備裝置對應地設置，負責 與上述設備裝置之間的通信，同時按照來自上述虛擬裝置驅動模塊的 指示，訪問作為對象的上述設備裝置，上述虛擬裝置驅動模塊和上述設備裝置驅動模塊分層構成。
9. 根據權利要求8所述的裝置驅動模塊，其特征在于， 上述虛擬裝置驅動模塊，將由上述設備裝置基于上述設備裝置的規(guī)格執(zhí)行的處理，與由上述制造系統(tǒng)基于上述制造系統(tǒng)的工序設計 信息執(zhí)行的工序關聯(lián)并進行管理。
10. 根據權利要求8所述的裝置驅動模塊，其特征在于，上述設備裝置驅動模塊由功能對象構成，該功能對象以如下方 式生成，g卩，該功能對象針對對應的上述設備裝置所具有的功能，具 有規(guī)定的參數、屬性和操作，上述虛擬裝置驅動模塊由功能對象構成，該功能對象以如下方 式生成，即，該功能對象針對將設置于上述制造系統(tǒng)中的上述設備裝 置所具有的功能抽象化后的功能相應地，具有規(guī)定的參數和屬性。
11. 根據權利要求IO所述的裝置驅動模塊，其特征在于， 上述功能對象還包括用于訪問該功能對象所具有的屬性的屬性對象。
12. 根據權利要求IO所述的裝置驅動模塊，其特征在于， 上述虛擬裝置驅動模塊和上述設備裝置驅動模塊具有抽象化的驅動模塊應用接口，無論上述功能對象的種類如何，該驅動模塊應用 接口都能訪問各自的上述功能對象。
13. 根據權利要求11所述的裝置驅動模塊，其特征在于， 上述虛擬裝置驅動模塊和上述設備裝置驅動模塊具有抽象化的驅動模塊應用接口，無論上述功能對象中的上述屬性對象的種類如 何，該驅動模塊應用接口都能訪問各自的上述屬性對象。
14. 根據權利要求IO所述的裝置驅動模塊，其特征在于，該裝置驅動模塊是按照如下數據模型以標記語言進行記述的，在上述數據模型中，將上述虛擬裝置驅動模塊或上述設備裝置驅動模 塊所具有的功能的內容，作為按照上述功能對象的模型而記述的類信息，將針對各個上述虛擬裝置驅動模塊或上述設備裝置驅動模塊的設 定值與上述類信息對應關聯(lián)而分類后的信息作為實例信息。
15. 根據權利要求14所述的裝置驅動模塊，其特征在于， 上述驅動模塊，將基于接口記述語言的記述模型而對由接口記述語言記述上述功能對象的通信接口后的記述內容進行分類后的類 信息，與上述數據模型的類信息進行映射，參照該映射結果和配置信 息進行通信數據的處理，上述配置信息包括根據上述數據模型得到的 與上述功能對象對應的實例。
16. 根據權利要求8所述的裝置驅動模塊，其特征在于， 上述設備裝置由進行規(guī)定處理的設備機械、和基于來自管理裝置的指示而控制上述設備機械的控制單元構成， 上述設備裝置驅動模塊具有控制單元驅動模塊，其與設置在上述制造系統(tǒng)中的上述控制單 元的種類對應地設置，負責與上述控制單元之間的通信；以及裝置驅動模塊，其與設置在上述制造系統(tǒng)中的上述設備機械的 種類對應地設置，根據來自上述管理應用程序的指示，使用上述控制 單元驅動模塊訪問作為對象的上述設備機械，上述控制單元驅動模塊和上述裝置驅動模塊分層構成。
全文摘要
本發(fā)明得到一種裝置驅動模塊，其在連接設備裝置和管理裝置的制造系統(tǒng)中，即使在設備裝置和管理裝置使用的數據格式不同的情況下，也能夠進行兩裝置間的數據變換，該設備裝置在設備機械中設有基于來自管理裝置的指示控制設備機械的控制單元，該管理裝置具有管理設備裝置的管理應用程序。該裝置驅動模塊具有分層的控制單元驅動模塊(51a、51b)和裝置驅動模塊(52A、52B)，控制單元驅動模塊與制造系統(tǒng)中的控制單元(22a、22b)的種類對應地設置，負責與控制單元間的通信，裝置驅動模塊與制造系統(tǒng)中的設備機械(21A、21B)的種類對應地設置，按照來自管理應用程序的指示，使用控制單元驅動模塊訪問作為對象的設備機械。
文檔編號G06F13/00GK101156143SQ20058004939
公開日2008年4月2日 申請日期2005年3月31日 優(yōu)先權日2005年3月31日
發(fā)明者河野誠一, 鈴木健司 申請人:三菱電機株式會社