JP6243733B2 - 設備管理システムおよび方法 - Google Patents

Description

本発明は、施設に設けられた各種設備を複数の操作者により運転・監視する際に用いられる設備管理技術に関する。

工業プラントやビルなどの大規模施設に設けられた各種設備を複数の操作者により運転・監視する際、分散制御システム（ＤＣＳ：Distributed Control System）に代表される設備管理システムが用いられる。

このような設備管理システムにおいて、操作者が設備を運転・監視するための運転監視画面表示は、設備や機器のオブジェクトが持つ属性を、操作者の運転シナリオにしたがって、画面レイアウトや画面展開を定義するものとなっている。
この際、操作者がどのような時にどのような操作によって次の画面に展開するか、という一連の操作を整理して、個々の画面の作成および画面間の展開を定義しておき、この定義に基づいて、操作者の操作に応じた画面展開を行うものとなっていた（例えば、非特許文献１など参照）。

前述した操作に対する整理を行うには、本来、どのような役割を持った操作者による操作であるかによって決定される操作可能な設備の範囲、さらには操作に対する権限によって、異なった画面の表示内容や表現、画面展開、設備に対する可能な操作、を区別して設計されるべきである。しかしながら、前述した設備管理システムには、操作者の役割を表現する概念がないため、個別に多数の画面を作成する必要があった。
また、このようにして作成された運転監視画面は、運転時には画面一覧から選択して表示するようになっており、どのような役割を持った操作者に対しても画面へのアクセスが開放され、役割によって操作できる範囲や権限を限定することが難しい。

従来、設備などのオブジェクトを監視制御する監視制御システムにおいて、利用者ＩＤおよび権限とオブジェクトとの対応関係が定義されたエージェントを通じて、オブジェクトに関連するデータを利用者に提供する技術（以下、従来技術１という）が提案されている（例えば、特許文献１など参照）。
また、具象オブジェクトが備えている属性の変化に応じてアクセスを細かく制御するアクセス制御の対象となる具象クラスがアクセス判定操作機能を有するコントローラブルオブジェクトを継承するクラス構造とし、さらにアクセス制御リストへのリンクを有する構成を採用することで、オブジェクトの状態変化に対して動的にアクセス権を制御する技術（以下、従来技術２という）が提案されている（例えば、特許文献２など参照）。

特開２００２−３２８９０９号公報 特開２００１−３４４１０６号公報

「DCS更新における設計上の留意事項と事例 −千葉工場エチレン装置における更新事例−」 出光技報 47巻1号（2004年）

しかしながら、このような従来技術では、出力される運転監視画面が設備ごとに固定化されているため、着目している設備が同一である場合には、操作者の資格や役割、さらには作業の内容の違いに応じた適切な異なる運転監視画面を出力することはできないという問題点があった。

すなわち、従来技術１では、エージェントにおいて利用者ＩＤおよび権限とオブジェクトとの対応関係が定義されているが、この対応関係は、一意に固定化されており、役割や作業内容に応じて変化するものではない。また、従来技術２では、オブジェクトが備えている属性および連関の変化に応じて、アクセスの変更を制御できるものの、アクセスが変更されるのはオブジェクトの状態変化に伴うものである。
このため、これら従来技術１，２によれば、同一の利用者が同一の権限で、同一の設備を操作・監視する場合には、操作者の状況変化に伴う操作意図の変更にかかわらず、常に同じ運転監視画面しか出力されない。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、操作者の資格、権限、作業内容に応じた適切な異なる運転監視画面を出力できる設備管理技術を提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかる設備管理システムは、工業プラントやビルなどの大規模施設に設けられた各種設備を、複数の操作者により運転・監視する際に用いられる設備管理システムであって、前記操作者が有する各種作業に関する資格を示す操作者資格と、前記操作者が各種作業を行う際の役割ごとに当該役割下で当該作業者に許可されている作業を示す操作者権限とが登録されている運用オブジェクトを記憶する運用オブジェクト記憶部と、前記設備ごとに設けられて、当該設備に対する作業ごとに、当該作業と関連する設備に属する当該装置の各プロパティに対するアクセス可否がそれぞれ登録されている設備オブジェクトを記憶する設備オブジェクト記憶部と、前記設備ごとに設けられて、設備に属する当該装置の各プロパティについて、当該プロパティに対する各種作業下でのアクセス時に必要とされるアクセス許可資格およびアクセス許可権限がそれぞれ登録されているパースペクティブオブジェクトを記憶するパースペクティブオブジェクト記憶部と、前記操作者の作業要求に応じて、前記運用オブジェクトに登録されている前記操作者資格および前記操作者権限を、指定された要求作業と対応する対象装置のパースペクティブオブジェクトに登録されている前記アクセス許可資格および前記アクセス許可権限と比較することにより、当該要求作業と関連する当該対象装置の各プロパティに対するアクセス可否を判定するアクセス可否判定部と、前記アクセス可否判定部で得られた前記対象装置に関する判定結果のうち、アクセス可能と判定された場合に当該対象装置のプロパティに対してアクセスして、そのアクセス結果を取得する設備データアクセス部と、前記設備データアクセス部で得られたアクセス結果に基づいて、前記作業要求に対する運転監視画面を生成して画面表示部へ出力するＨＭＩ処理部とを備えている。

また、本発明にかかる設備管理方法は、工業プラントやビルなどの大規模施設に設けられた各種設備を、複数の操作者により運転・監視する設備管理システムで用いられる設備管理方法であって、運用オブジェクト記憶部が、前記操作者が有する各種作業に関する資格を示す操作者資格と、前記操作者が各種作業を行う際の役割ごとに当該役割下で当該作業者に許可されている作業を示す操作者権限とが登録されている運用オブジェクトを記憶する運用オブジェクト記憶ステップと、設備オブジェクト記憶部が、前記設備ごとに設けられて、当該設備に対する作業ごとに、当該作業と関連する設備に属する当該装置の各プロパティに対するアクセス可否がそれぞれ登録されている設備オブジェクトを記憶する設備オブジェクト記憶ステップと、パースペクティブオブジェクト記憶部が、前記設備ごとに設けられて、設備に属する当該装置の各プロパティについて、当該プロパティに対する各種作業下でのアクセス時に必要とされるアクセス許可資格およびアクセス許可権限がそれぞれ登録されているパースペクティブオブジェクトを記憶するパースペクティブオブジェクト記憶ステップと、アクセス可否判定部が、前記操作者の作業要求に応じて、前記運用オブジェクトに登録されている前記操作者資格および前記操作者権限を、指定された要求作業と対応する対象装置のパースペクティブオブジェクトに登録されている前記アクセス許可資格および前記アクセス許可権限と比較することにより、当該要求作業と関連する当該対象装置の各プロパティに対するアクセス可否を判定するアクセス可否判定ステップと、設備データアクセス部が、前記アクセス可否判定ステップで得られた前記対象装置に関する判定結果のうち、アクセス可能と判定された場合に当該対象装置のプロパティに対してアクセスして、そのアクセス結果を取得する設備データアクセスステップと、ＨＭＩ処理部が、前記設備データアクセスステップで得られたアクセス結果に基づいて、前記作業要求に対する運転監視画面を生成して画面表示部へ出力するＨＭＩ処理ステップとを備えている。

本発明によれば、操作者の資格、権限、作業内容に応じた適切な異なる運転監視画面を出力できる。したがって、設備管理システムにおける操作員に対する操作負担を軽減でき、作業効率を大幅に改善することが可能となる。

本発明にかかる設備管理システムの構成を示すブロック図である。 大規模施設のモデルを示す説明図である。 運用オブジェクトを示す説明図である。 設備オブジェクトおよびパースペクティブオブジェクトを示す説明図である。 アクセス権の設定および運転監視画面の設定に関する説明図である。 設備オブジェクトの責任範囲指定に関する説明図である。 役割ごとの「見方」の指定に関する説明図である。 パースペクティブオブジェクトの定義処理を示すフローチャートである。 作業要求に応じて運転監視画面を作成するまでの一連の処理を示すフローチャートである。 運転監視対象となる圧縮空気源システムを示す構成例である。 運転員・製造管理者に関する運転作業権限での運転監視画面例である。 製造管理者に関する運転作業権限での運転監視画面例である。 設備管理者の保守作業権限での運転監視画面例である。

次に、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、図１を参照して、本実施の形態にかかる設備管理システム１０について説明する。図１は、本発明にかかる設備管理システムの構成を示すブロック図である。

［本発明の原理］
この設備管理システム１０は、１または複数のコンピュータからなり、工業プラントやビルなどの大規模施設に設けられた各種設備を、複数の操作者により運転・監視するためのシステムである。

本実施の形態にかかる設備管理システム１０では、対象となる各設備に関する設備オブジェクトに加えて、操作者の資格、権限、作業内容が登録された運用オブジェクトを定義している。さらに、設備オブジェクトと運用オブジェクトとのインターフェースオブジェクトに相当するパースペクティブオブジェクトを定義している。
図２は、製造業における運用形態を表す論理モデルと設備形態を表す物理モデルとから構成された統合モデルを示す説明図である。操作者に関する運用側の構造は、現場における設備側の構造と比較して、組織の業務内容や企業内の規定などに大きく依存するため、一定の構造でモデル化することは難しい。しかし、組織が何らかの業務を行うためには、少なくともその目的を達成するために組織が持つ役割と、業務を行う人が定義される。

役割は、その役割を行う作業や工程で定義されており、各作業や工程はさらに詳細な手順などによって構成されている。そして、作業や工程の手順は、それを実行するための手段としての設備の構造に関連付けられて実行される。
図３は、運用オブジェクトを示す説明図である。本発明は、このようにモデルを表現するために、図３に示すように、運用オブジェクト２１において、個々の操作者を表す操作者オブジェクト２１Ａと、これら操作者にアサインされる役割を表す役割オブジェクト２１Ｂとを定義する。

操作者オブジェクト２１Ａは、その操作者が保有する資格、例えば、「高圧ガス取扱者」や「品質管理者」の資格などを属性として持っている。
役割オブジェクト２１Ｂは、例えば「運転作業」、「調整作業」など、操作者の役割に対して実行を許可された作業の権限を属性として持っている。
また、役割オブジェクト２１Ｂの権限は、その作業の詳細な内容に分解され、その詳細作業内容が設備のどのオブジェクトで実行されるのかに関して、権限定義オブジェクト２１Ｃで定義されている。

例えば、運転作業の場合、バッチプロセスでは、ＩＳＡ（International Society of Automation：国際計測制御学会）のＳ８８規格に従うと、運転作業はバッチごとにマスターレシピから実行レシピとして生成され、レシピ手順は上位階層から“手順”・“単位手順”・“単位操作”・“フェーズ”の順に詳細に分解される。そして、“フェーズ”の階層で、設備に属する装置または機器のオブジェクトに実装された設備制御と結び付けられ、運転作業が実行される。また、連続プロセスでは、プロセスの工程は設備のオブジェクトと固定的に対応しており、エンジニアリング作業時に決定される。

図４は、設備オブジェクトおよびパースペクティブオブジェクトを示す説明図である。
システム上に設備オブジェクト２３が定義される際に、そのオブジェクトのプロパティが定義され、そのプロパティの特性として書込みが可能であるか否かが設定される。また、これらのプロパティは、ＩＥＣ（International Electrotechnical Commission：国際電気標準会議）の６１３４６−１規格で示されるように、オブジェクトの機能や構造によってアスペクトとして一まとめになっていてもよい。本発明において、設備のアスペクトとは、「運転のためのパラメータ」や「制御調整のためのパラメータ」などのように、物理的な設備や装置が持つ情報や機能を、操作者が実行する作業と対応させて、システム設計者がその用途や目的を想定して事前に「見せ方」としてまとめたものである。

一方、同一の設備を運転または調整する場合であっても、その際の操作者の役割によって、設備の中のあるオブジェクトを、「運転」として見せる場合と、「調整」として見せる場合があるなど、設備を運用する側の「見方」に応じて複数のアスペクトを切り替えて、または組み合わせて見せる必要がある場合がある。
さらに、役割に与えられた権限と、その役割をアサインされた操作者が持つ資格によって、設備の中にあるオブジェクトに対してどのような操作（オブジェクトのどのプロパティに対して値の読込み/書込み）を許可するかをシステム側で判定・制御する必要が生じる。

本発明は、このような設備に対する運用側のアスペクトに着目し、図４に示すように、運用オブジェクト２１と設備オブジェクト２３との間に、両者を仲介するオブジェクトとしてパースペクティブオブジェクト２２を設けている。
このパースペクティブオブジェクト２２は、設備オブジェクト２３に対して１対１の関係で設けられており、様々な役割に応じた操作者の権限や、操作者が持つ資格ごとに、その設備オブジェクト２３を操作者が参照する時の「見方」を規定する。

すなわち、パースペクティブオブジェクト２２には、各アスペクトにおいて参照する設備オブジェクト２３のプロパティごとに、当該プロパティに対するアクセスする際に必要とされる操作者の権限および資格が、アクセス許可権限およびアクセス許可資格の組として登録されている。この際、これらアクセス許可権限およびアクセス許可資格は、プロパティ単位ではなく、アスペクト単位で設定してもよい。

このような、パースペクティブオブジェクト２２を設けることにより、運用オブジェクト２１と設備オブジェクト２３とをそれぞれ独立に設定し、その後パースペクティブオブジェクトにより両者を関係付けるということが可能となる。１つの設備オブジェクトに対して、複数の運用オブジェクトを関係付けることも可能となるので、操作者の資格、権限、作業内容に応じた適切な異なる運転監視画面を出力できる。また、運用側または設備側における構造の変更によるシステム上の影響を、互いに切り離すことができる。

図５は、アクセス権の設定および運転監視画面の設定に関する説明図である。
本発明では、操作者の「役割」ごとに、パースペクティブが定義され、生成される。例えば、図５に示すように、「役割」ごとに、各資格・権限に対して、オブジェクトのプロパティに対するアクセス権が設定できる。また、「役割」ごとに、どのような運転監視画面を表示するか設定できる。

図６は、設備オブジェクトの責任範囲指定に関する説明図である。
本発明では、操作者の「役割」には、設備オブジェクトの責任範囲を指定する機能がある。責任範囲内の設備オブジェクトのみにアクセスが可能である。例えば、図６の例では、役割「運転員」には、「設備Ａ」と「設備Ｂ」が責任範囲として指定されており、役割「製造管理者」には、「設備Ｂ」と「設備Ｃ」が責任範囲として指定されている。
また、前述のアクセス権の設定を利用して責任範囲の指定を実現することもできる。前述のアクセス権は、オブジェクトのプロパティに対するアクセス権設定例であるが、オブジェクトのすべてのプロパティを読み込み・書き込み不可と設定することで、アクセスできるオブジェクトの範囲を指定してもよい。

図７は、役割ごとの「見方」の指定に関する説明図である。
本発明では、操作者の「役割」ごとに、設備オブジェクトに対するパースペクティブが定義され、生成される。例えば、図７に示すように、役割「運転員」には「設備Ｂ」に対して、「設備Ｂ」の「機器運転用アスペクト」を参照するように「運転員パースペクティブ」が定義される。同様に、役割「製造管理者」には、「設備Ｂ」の異なる２つのアスペクトである「機器運転用アスペクト」と「機器保守用アスペクト」を参照するように「製造管理者パースペクティブ」が定義されてもよい。

［本実施の形態の構成］
次に、図１〜図４を参照して、本実施の形態にかかる設備管理システム１０の構成について説明する。
この設備管理システム１０には、主な機能部として、設定入出力部１１、運用オブジェクト定義部１２Ａ、パースペクティブオブジェクト定義部１２Ｂ、設備オブジェクト定義部１２Ｃ、運用オブジェクト記憶部１３Ａ、パースペクティブオブジェクト記憶部１３Ｂ、設備オブジェクト記憶部１３Ｃ、ＨＭＩ（Human Machine Interface）部１４、アクセス可否判定部１５、設備データアクセス部１６、およびＨＭＩ処理部１７が設けられている。

設定入出力部１１は、キーボードやタッチパネルなどの操作入力装置や外部装置（共に図示せず）から入力された、各種オブジェクトを定義する際に用いる定義情報を受け付けて、運用オブジェクト定義部１２Ａ、パースペクティブオブジェクト定義部１２Ｂ、設備オブジェクト定義部１２Ｃへ出力する機能と、運用オブジェクト定義部１２Ａ、パースペクティブオブジェクト定義部１２Ｂ、設備オブジェクト定義部１２Ｃから出力された各種定義情報を画面表示部（図示せず）や外部装置へ出力する機能とを有している。

すなわち、設定入出力部１１は、全体として、オブジェクト定義の入出力を行う機能を実現する。この機能には、例えば、情報処理装置上で、運用オブジェクト定義部１２Ａおよび設備オブジェクト定義部１２Ｃに対して、オブジェクト定義の設定・変更を行う機能、これら両者の情報を対応付けをパースペクティブオブジェクト定義部１２Ｂに設定する機能、運転・監視画面定義をパースペクティブオブジェクト定義部１２Ｂに設定する機能が含まれている。

運用オブジェクト定義部１２Ａは、設定入出力部１１からの定義情報に基づいて、運用オブジェクト２１を定義する機能と、定義した運用オブジェクト２１を運用オブジェクト記憶部１３Ａに格納する機能を有している。
運用オブジェクト記憶部１３Ａは、運用オブジェクト定義部１２Ａで定義された運用オブジェクト２１を記憶する機能有している。

一般に、設備管理システムを通して設備を運用する組織には、「製造管理者」や「運転員」など、複数の役割が定義されており、各役割には、当該役割で実行可能な権限が定義されている。例えば、「製造管理者」には、「運転作業」と「調整作業」を実行する権限が与えられている。また、権限は、工程や作業手順の詳細定義により、設備オブジェクトに関連付けられている。例えば、「調整作業」という権限は、「手順１」で参照する「装置Ａ」の確認・調整用の属性と、「手順２」で参照する「装置Ｂ」の確認・調整用の属性とで構成されており、権限の対象外に存在する「装置Ｃ」に対する確認・調整用の属性参照は含まれない。また、例えば、「装置Ａ」に対する「手順１」は、装置Ａの状態や動作特性を示す属性値の読み出しと調整用パラメータ値の読み出しと書き込みで構成されている。

このような観点から、本発明にかかる運用オブジェクト２１は、図３に示すように、操作者オブジェクト２１Ａ、役割オブジェクト２１Ｂ、および権限定義オブジェクト２１Ｃから構成されている。
操作者オブジェクト２１Ａは、操作者ごとに設けられて、当該操作者が有する各種作業に関する資格を示す操作者資格を定義するためのオブジェクトである。

役割オブジェクト２１Ｂは、各操作者が設備を運転・監視する際にアサインされる役割ごとに、当該役割の操作者が持つ権限として、当該操作者が実施可能な１つ以上作業を定義するためのオブジェクトである。これら操作者オブジェクト２１Ａと役割オブジェクト２１Ｂは、当該操作者がアサインされている役割に基づいて、予め相互に関連付している。
権限定義オブジェクト２１Ｃは、役割オブジェクト２１Ｂで定義されている各権限での作業ごとに、当該作業に含まれる工程や手順と、これら工程や手順の対象となる設備との組を定義するためのオブジェクトである。

パースペクティブオブジェクト定義部１２Ｂは、設定入出力部１１からの定義情報に基づいて、パースペクティブオブジェクト２２を定義する機能と、定義したパースペクティブオブジェクト２２をパースペクティブオブジェクト記憶部１３Ｂに格納する機能を有している。
パースペクティブオブジェクト記憶部１３Ｂは、パースペクティブオブジェクト定義部１２Ｂで定義されたパースペクティブオブジェクト２２を記憶する機能有している。

図４に示すように、パースペクティブオブジェクト２２は、設備ごとに設けられて、当該設備の各プロパティについて、当該プロパティに対する各種作業に応じたアスペクト下でのアクセス時に、操作者に対して必要とされるアクセス許可資格およびアクセス許可権限をそれぞれ定義するためのオブジェクトである。
また、パースペクティブオブジェクト２２には、操作者の役割における設備の「見方」に応じた運転監視画面のテンプレートが定義されている。ＨＭＩ処理部１７は、このテンプレートを、アクセス可否判定部１５経由で設備データアクセス部１６から取得した設備のプロパティに基づいてインスタンス化することにより、運転監視画面を生成する。

設備オブジェクト定義部１２Ｃは、設定入出力部１１からの定義情報に基づいて、設備オブジェクト２３を定義する機能と、定義した設備オブジェクト２３を設備オブジェクト記憶部１３Ｃに格納する機能を有している。
設備オブジェクト記憶部１３Ｃは、設備オブジェクト定義部１２Ｃで定義された設備オブジェクト２３を記憶する機能有している。

図４に示すように、設備オブジェクト２３は、設備ごとに設けられて、当該設備に対する作業に応じたアスペクトごとに、当該アスペクトと関連する当該装置の各プロパティに対するアクセス可否をそれぞれ定義するためのオブジェクトである。この例では、プロパティの書き込みに関するアクセス可否が定義されており、読み出しについてはすべてアクセス可と定義されている。
なお、設備オブジェクト２３の各プロパティの値には、実際の設備の状況を示すデータが逐次反映されており、一部のプロパティに新たな値を書き込んで変更することにより、設備オブジェクトのメソッドを駆動することで、実際の設備の動作を制御することが可能である。

このように、設備オブジェクト２３により、その設備の設計者が意図する「見せ方」（アスペクト）が定義される。
例えば、「設備Ｂ」には、以下のアスペクトがオブジェクトの定義時に定義されている。設備の運転時に提供する属性、機能、および画面テンプレートにより「運転」アスペクトが定義されており、設備の特性を調整する際に提供する属性、機能、および画面テンプレートにより「調整」アスペクトが定義されており、設備の保守作業時に提供する属性、機能、および画面テンプレートにより「保守」アスペクトが定義されている。

ＨＭＩ部１４は、キーボードやタッチパネルなどの操作入力装置やＬＣＤなどの画面表示装置を含む、ヒューマンインターフェース装置からなり、操作者の操作を検出する機能と、ＨＭＩ処理部１７から出力された運転監視画面を画面表示する機能とを有している。
すなわち、ＨＭＩ部１４は、全体として、操作者（現実の人）との入出力を行う機能を実現する。この機能には、例えば、情報処理装置上で、監視対象となる設備などの状態を表す運転監視画面を生成する機能や、操作者が作業を行う際に、情報処理装置への操作入力（例えば室温設定）を受け付ける機能が含まれている。

アクセス可否判定部１５は、ＨＭＩ処理部１７を介して受け取った、ＨＭＩ部１４からの操作者の作業要求に応じて、運用オブジェクト記憶部１３Ａから対応する運用オブジェクト２１を取得するとともに、パースペクティブオブジェクト記憶部１３Ｂから対応するパースペクティブオブジェクト２２を取得する機能と、当該運用オブジェクト２１に登録されている操作者資格および操作者権限を、指定された要求作業と対応する設備５０のパースペクティブオブジェクト２２に登録されているアクセス許可資格およびアクセス許可権限と比較することにより、当該要求作業と関連する設備５０の各プロパティに対するアクセス可否を判定する機能と、得られた判定結果に応じてアクセス許可されたプロパティに対するアクセス要求を設備データアクセス部１６に指示する機能と、このアクセス要求に応じて設備データアクセス部１６で得られたアクセス結果をＨＭＩ処理部１７に通知する機能とを有している。

すなわち、アクセス可否判定部１５は、全体として、運用オブジェクト２１に含まれる操作者の資格や権限と、パースペクティブオブジェクト２２に含まれるアクセス権情報とを演算処理することにより、対象となる設備へのアクセス可否を判定する機能を実現する。

設備データアクセス部１６は、アクセス可否判定部１５からのアクセス要求に応じて、アクセス可否判定部１５で得られた設備５０に関する判定結果のうち、アクセス可能なプロパティに対してアクセスする機能と、そのアクセス結果を設備５０から取得してアクセス可否判定部１５へ通知する機能とを有している。
すなわち、設備データアクセス部１６は、全体として、設備管理システム１０と対象となる現実の設備５０とのデータ通信を行うことにより、設備５０を運転・監視する機能を実現する。

ＨＭＩ処理部１７は、ＨＭＩ部１４から操作者の作業要求を受け付けて、アクセス可否判定部１５へ通知する機能と、当該作業要求に応じてアクセス可否判定部１５から通知されたアクセス結果と、パースペクティブオブジェクト記憶部１３Ｂから取得したパースペクティブオブジェクト２２とに基づいて、指定された作業要求に対応するアスペクトに応じた運転監視画面を生成する機能と、生成した運転監視画面をＨＭＩ部１４に出力して画面表示する機能とを有している。

すなわち、ＨＭＩ処理部１７は、全体として、ＨＭＩ部１４にて表示している画面のデータ（設備などの状態を表すデータ）を処理する機能を実現する。この機能には、例えば、表示中の画面には、どのようなデータが必要であるかを保持する機能や、必要なデータの収集を要求する機能が含まれている。

［本実施の形態の動作］
次に、図８および図９を参照して、本実施の形態にかかる設備管理システム１０の動作について説明する。図８は、パースペクティブオブジェクトの定義処理を示すフローチャートである。図９は、作業要求に応じて運転監視画面を作成するまでの一連の処理を示すフローチャートである。

まず、図８を参照して、設備管理システム１０におけるパースペクティブオブジェクトの定義動作について説明する。パースペクティブオブジェクト定義部１２Ｂは、操作者からのパースペクティブオブジェクト定義要求操作に応じて、図８の処理を開始する。

パースペクティブオブジェクト定義部１２Ｂは、まず、自己の定義を元に、どのアスペクトをどのような範囲で設定するかを示す情報（運用オブジェクト２１）を、運用オブジェクト定義部１２Ａから取得する（ステップ１００）。
続いて、パースペクティブオブジェクト定義部１２Ｂは、運用オブジェクト定義部１２Ａから取得した上記情報と一致する設備の情報（設備オブジェクト２３）を、設備オブジェクト定義部１２Ｃから取得する（ステップ１０１）。

この後、パースペクティブオブジェクト定義部１２Ｂは、これら運用オブジェクト定義部１２Ａから取得した上記情報と、設備オブジェクト定義部１２Ｃから取得した上記情報とに基づいて、当該装置に関するパースペクティブオブジェクト２２を生成し、パースペクティブオブジェクト記憶部１３Ｂに格納し（ステップ１０２）、一連の処理を終了する。

次に、図９を参照して、設備管理システム１０における、作業要求から運転監視画面の作成までの一連の動作について説明する。
設備管理システム１０は、操作者からのパースペクティブオブジェクト定義要求操作に応じて、図９の処理を開始する。

まず、ＨＭＩ処理部１７は、ＨＭＩ部１４から操作者の作業要求を受け付けて、どのような画面表示をするのかを示す表示制御情報（パースペクティブオブジェクト２２）をパースペクティブオブジェクト記憶部１３Ｂから取得する（ステップ１１０）。
続いて、ＨＭＩ処理部１７は、取得した表示制御情報を元に、アクセス可否判定部１５経由で、設備データアクセス部１６に、作業対象となる設備に関する設備情報（プロパティ）の取得を要求する（ステップ１１１）。

次に、アクセス可否判定部１５は、運用オブジェクト記憶部１３Ａから、ＨＭＩ部１４を操作している操作員（現実の人）に関する、資格や権限などの運用情報（運用オブジェクト２１）を取得し、取得した運用情報と、パースペクティブオブジェクト記憶部１３Ｂの表示制御情報とを演算処理し、当該操作者による設備の各プロパティに対するアクセス可否を判定する（ステップ１１２）。

ここで、アクセス可と判定された場合（ステップ１１２：ＹＥＳ）、アクセス可否判定部１５は、設備データアクセス部１６に対して設備へのアクセスを指示し、得られた設備情報をＨＭＩ処理部１７へ通知し（ステップ１１３）、一連の処理を終了する。
一方、アクセス不可と判定された場合（ステップ１１２：ＮＯ）、アクセス可否判定部１５は、アクセス不可をＨＭＩ処理部１７へ通知し（ステップ１１４）、一連の処理を終了する。
なお、設備情報の取得ではなく、設備情報の更新を行う場合には、ステップ１１３で、設備情報の更新を実施すればよい。

［本実施の形態にかかる動作例］
次に、図３および図４を参照して、本実施の形態にかかる設備管理システム１０の動作例について説明する。
まず、操作者によるＨＭＩ部１４での操作に応じて、作業要求として操作条件３１が入力される。この操作条件３１では、操作者が「Ｘ」で、操作における役割が「製造管理者」で、実施する作業が「調整作業／手順２／設備Ｂ」であることが特定される。

アクセス可否判定部１５は、運用オブジェクト２１のうち、操作条件３１で特定された操作者「Ｘ」に関する操作者オブジェクト２１Ａを参照して、当該操作者「Ｘ」が、「高圧ガス」と「品質管理」の資格を有していることを確認する。
また、アクセス可否判定部１５は、操作者「Ｘ」に関する操作者オブジェクト２１Ａと役割オブジェクト２１Ｂとの関係から、操作者「Ｘ」にアサインされている役割「製造管理者」と「運転員」とを確認し、操作条件３１で特定された役割「製造管理者」が適正であることを確認する。

次に、アクセス可否判定部１５は、役割オブジェクト２１Ｂの役割「製造管理者」に設定されている権限「運転作業」と「調整作業」を確認し、操作条件３１で特定された作業「調整作業」が適正であることを確認し、この「調整作業」に基づき、当該作業要求に関するアスペクトを「調整」と判定する。
続いて、アクセス可否判定部１５は、権限定義オブジェクト２１Ｃを参照し、操作条件３１で特定された作業「調整作業」に設定されている手順および装置を確認し、操作条件３１で特定された作業「手順２」および「設備Ｂ」が適正であることを確認する。

このようにして、アクセス可否判定部１５は、操作条件３１に基づいて運用オブジェクト２１を参照することにより、操作条件３１から、操作者の資格「高圧ガス」と「品質管理」、操作者の権限「調整作業」、操作対象「設備Ｂ」、およびアスペクト「調整」を含む運用条件３２を特定する。

次に、アクセス可否判定部１５は、特定した運用条件３２のうち、操作対象「設備Ｂ」に対応するパースペクティブオブジェクト２２を参照して、運用条件３２で特定されたアスペクト「調整」に関するプロパティ「Ｔ＿Ｐ１」および「Ｔ＿Ｐ２」を確認する。
続いて、アクセス可否判定部１５は、これらプロパティのアクセス許可権限とアクセス許可資格とを確認し、これらを運用条件３２で特定された操作者の資格および権限と比較する。

この例では、プロパティ「Ｔ＿Ｐ１」については、アクセス許可権限「調整作業」とアクセス許可資格「高圧ガス・品質管理」とが設定されており、プロパティ「Ｔ＿Ｐ２」については、アクセス許可権限「運転作業・調整作業」とアクセス許可資格「品質管理」とが設定されている。
ここで、操作者は権限「調整作業」および資格「高圧ガス・品質管理」を有していることから、プロパティ「Ｔ＿Ｐ１」および「Ｔ＿Ｐ２」の両方の要求を満たしており、アクセス可と判定される。

したがって、アクセス可否判定部１５は、アクセス可と判定した上記設備Ｂのプロパティ「Ｔ＿Ｐ１」および「Ｔ＿Ｐ２」に関するアクセス要求を設備データアクセス部１６に指示し、設備データアクセス部１６は、これに応じて設備Ｂにアクセスし、プロパティ「Ｔ＿Ｐ１」および「Ｔ＿Ｐ２」の読み出しを要求する。
一方、仮に、操作者Ｘの資格が「品質管理者」のみであった場合、プロパティ「Ｔ＿Ｐ１」へのアクセスは許可されないことになる。

また、プロパティ「Ｔ＿Ｐ１」および「Ｔ＿Ｐ２」の値を変更する場合、アクセス可否判定部１５は、設備Ｂの設備オブジェクト２３を参照して、プロパティ「Ｔ＿Ｐ１」および「Ｔ＿Ｐ２」に関する書き込み可否を確認する。
この例では、プロパティ「Ｔ＿Ｐ１」が「書き込み可」と設定されており、プロパティ「Ｔ＿Ｐ２」が「書き込み不可」と設定されていることから、プロパティ「Ｔ＿Ｐ１」に関する書き込み要求のみを、設備データアクセス部１６に指示することになる。

次に、図１０〜図１３を参照して、役割・権限による設備オブジェクト２３の「見せ方」について説明する。図１０は、運転監視対象となる圧縮空気源システムを示す構成例である。図１１は、運転員・製造管理者に関する運転作業権限での運転監視画面例である。図１２は、製造管理者に関する運転作業権限での運転監視画面例である。図１３は、設備管理者の保守作業権限での運転監視画面例である。

図１０に示すように、圧縮空気源システムには、１２台のスクリュー機コンプレッサと、３台のターボ機コンプレッサが設けられており、運転監視画面では、これら各コンプレッサに関する情報を表示する。
ここで、操作者が運転員・製造管理者に関する運転作業権限で操作する場合、図１１に示すように、各コンプレッサに関する現在の状況として、運転状態、負荷状態、ロード／アンロード条件、電力量などの情報が、「運転」アスペクトとして表示されている。

また、操作者が製造管理者に関する運転作業権限で操作する場合、図１２に示すように、図１０の「運転」アスペクトに加えて、コンプレッサの台数制御に関するプロパティを調整するための画面が、「調整」アスペクトとして表示されている。
また、操作者が設備管理者の保守作業権限で操作する場合、図１３に示すように、各コンプレッサの運転や保守の履歴に関する情報が、「保守」アスペクトとして表示されている。

本発明によれば、このように、操作者の「役割」に基づく「権限」に対応したアスペクトで、運転監視画面の内容が変更される。また、操作者の「権限」だけでなく、「資格」によっても、運転監視画面の内容が変更される。例えば、同じ「役割」・「権限」であっても、操作者の資格によって操作の可否が決まる。例えば、「主任運転員」の場合には、コンプレッサの手動起動可であることから、そのための操作シンボルが画面表示され、「一般運転員」の場合には、自動運転から手動への切り替え不可であることから、そのための操作シンボルが画面表示されない。

［本実施の形態の効果］
このように、本実施の形態によれば、運用オブジェクト２１と設備オブジェクト２３との間に、両者を仲介するオブジェクトとしてパースペクティブオブジェクト２２を設け、アクセス可否判定部１５により、操作者の作業要求に応じて、運用オブジェクト２１に登録されている操作者資格および操作者権限を、指定された要求作業と対応する対象設備のパースペクティブオブジェクト２２に登録されているアクセス許可資格およびアクセス許可権限と比較することにより、当該要求作業と関連する当該対象設備の各プロパティに対するアクセス可否を判定するようにしたものである。

このような、パースペクティブオブジェクト２２を設けることにより、運用オブジェクト２１と設備オブジェクト２３とを分離できるため、操作者の資格、権限、作業内容に応じた適切な異なる運転監視画面を出力できる。したがって、設備管理システム１０における操作員に対する操作負担を軽減でき、作業効率を大幅に改善することが可能となる。

また、運用オブジェクト２１と設備オブジェクト２３とを分離できるため、運用側または設備側における構造の変更による影響を、互いに切り離すことができる。これにより、例えば、設備の構造に変更はないが、運用側に変更が発生し、新規に役割を定義したり、権限を変更したりする必要が生じた時、設備のオブジェクトの設定を変更することなく、パースペクティブの権限設定を変更するだけで対応することができる。逆に、設備に変更が生じた時、設備のオブジェクトを変更に合わせて更新し、そのオブジェクトに対応するパースペクティブに関してプロパティを設定し直すだけで、権限や資格の定義自体を変更する必要はない。

また、設備オブジェクト２３がアスペクトごとに画面の雛型を提供している場合には、そのオブジェクトのパースペクティブが定義される際に画面の雛型のコピーがパースペクティブに紐付けられ、操作者が画面を表示する時に上記の権限と資格の判断にしたがって画面表示内容を制御することもできる。

なお、パースペクティブオブジェクト２２において、設備オブジェクト２３の少なくとも１以上のアスペクトの組合せと、これらアスペクトによって提供される属性を加工演算することによって得られる新たな属性、さらに、その役割の中で共通の状態認識を表す属性を定義してもよい。

例えば、「製造管理者」の役割での装置オブジェクト「設備Ａ」のパースペクティブには「設備Ａ」の「運転」アスペクトの属性である「起動/停止」に加えて、「調整」アスペクトの属性である「温度制御動作調整パラメータ」が属性として含まれるようにしてもよい。

また、例えば、「製造管理者」の役割での装置オブジェクト「設備Ａ」のパースペクティブには、「設備Ａ」の「運転」アスペクトの属性である「運転状態」の値が「ＯＮ」である時間の積算値と、「設備Ａ」が占有されている工程を表す「運転」アスペクトの属性である「占有工程」の値が「なし」以外である時間の積算値から計算される「設備有効稼働率」を属性として含まれるようにしてもよい。
あるいはまた、例えば、「運転員」の役割での「設備Ａ」のパースペクティブには「設備Ａ」で発生したアラームに対する確認状態が属性として含まれるようにしてもよい。

［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。

１０…設備管理システム、１１…設定入出力部、１２Ａ…運用オブジェクト定義部、１２Ｂ…パースペクティブオブジェクト定義部、１２Ｃ…設備オブジェクト定義部、１３Ａ…運用オブジェクト記憶部、１３Ｂ…パースペクティブオブジェクト記憶部、１３Ｃ…設備オブジェクト記憶部、１４…ＨＭＩ部、１５…アクセス可否判定部、１６…設備データアクセス部、１７…ＨＭＩ処理部、２１…運用オブジェクト、２１Ａ…操作者オブジェクト、２１Ｂ…役割オブジェクト、２１Ｃ…権限定義オブジェクト、２２…パースペクティブオブジェクト、２３…設備オブジェクト、３１…操作条件、３２…運用条件、５０…設備。

Claims (2)

1. 工業プラントやビルなどの大規模施設に設けられた各種設備を、複数の操作者により運転・監視する際に用いられる設備管理システムであって、
   前記操作者が有する各種作業に関する資格を示す操作者資格と、前記操作者が各種作業を行う際の役割ごとに当該役割下で当該作業者に許可されている作業を示す操作者権限とが登録されている運用オブジェクトを記憶する運用オブジェクト記憶部と、
   前記設備ごとに設けられて、当該設備に対する作業ごとに、当該作業と関連する設備に属する当該装置の各プロパティに対するアクセス可否がそれぞれ登録されている設備オブジェクトを記憶する設備オブジェクト記憶部と、
   前記設備ごとに設けられて、設備に属する当該装置の各プロパティについて、当該プロパティに対する各種作業下でのアクセス時に必要とされるアクセス許可資格およびアクセス許可権限がそれぞれ登録されているパースペクティブオブジェクトを記憶するパースペクティブオブジェクト記憶部と、
   前記操作者の作業要求に応じて、前記運用オブジェクトに登録されている前記操作者資格および前記操作者権限を、指定された要求作業と対応する対象装置のパースペクティブオブジェクトに登録されている前記アクセス許可資格および前記アクセス許可権限と比較することにより、当該要求作業と関連する当該対象装置の各プロパティに対するアクセス可否を判定するアクセス可否判定部と、
   前記アクセス可否判定部で得られた前記対象装置に関する判定結果のうち、アクセス可能と判定された場合に当該対象装置のプロパティに対してアクセスして、そのアクセス結果を取得する設備データアクセス部と、
   前記設備データアクセス部で得られたアクセス結果に基づいて、前記作業要求に対する運転監視画面を生成して画面表示部へ出力するＨＭＩ処理部と
   を備えることを特徴とする設備管理システム。
2. 工業プラントやビルなどの大規模施設に設けられた各種設備を、複数の操作者により運転・監視する設備管理システムで用いられる設備管理方法であって、
   運用オブジェクト記憶部が、前記操作者が有する各種作業に関する資格を示す操作者資格と、前記操作者が各種作業を行う際の役割ごとに当該役割下で当該作業者に許可されている作業を示す操作者権限とが登録されている運用オブジェクトを記憶する運用オブジェクト記憶ステップと、
   設備オブジェクト記憶部が、前記設備ごとに設けられて、当該設備に対する作業ごとに、当該作業と関連する設備に属する当該装置の各プロパティに対するアクセス可否がそれぞれ登録されている設備オブジェクトを記憶する設備オブジェクト記憶ステップと、
   パースペクティブオブジェクト記憶部が、前記設備ごとに設けられて、設備に属する当該装置の各プロパティについて、当該プロパティに対する各種作業下でのアクセス時に必要とされるアクセス許可資格およびアクセス許可権限がそれぞれ登録されているパースペクティブオブジェクトを記憶するパースペクティブオブジェクト記憶ステップと、
   アクセス可否判定部が、前記操作者の作業要求に応じて、前記運用オブジェクトに登録されている前記操作者資格および前記操作者権限を、指定された要求作業と対応する対象装置のパースペクティブオブジェクトに登録されている前記アクセス許可資格および前記アクセス許可権限と比較することにより、当該要求作業と関連する当該対象装置の各プロパティに対するアクセス可否を判定するアクセス可否判定ステップと、
   設備データアクセス部が、前記アクセス可否判定ステップで得られた前記対象装置に関する判定結果のうち、アクセス可能と判定された場合に当該対象装置のプロパティに対してアクセスして、そのアクセス結果を取得する設備データアクセスステップと、
   ＨＭＩ処理部が、前記設備データアクセスステップで得られたアクセス結果に基づいて、前記作業要求に対する運転監視画面を生成して画面表示部へ出力するＨＭＩ処理ステップと
   を備えることを特徴とする設備管理方法。

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