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公開番号2024167055
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-29
出願番号2024068521
出願日2024-04-19
発明の名称生産計画情報を活用した通信リソース最適化システム
出願人株式会社日立製作所
代理人弁理士法人ウィルフォート国際特許事務所
主分類G05B 19/418 20060101AFI20241122BHJP(制御;調整)
要約【課題】通信リソースを最適化する。
【解決手段】反復的に、プロセッサによって、少なくとも1つの生産ラインと関連付けられた現在の生産ライン状態を取得するために生産ライン情報にアクセスすることと、少なくとも1つの生産ラインの各々について、前の生産ライン状態が現在の生産ライン状態と一致するかどうかを判定することと、現在の生産ライン状態と一致しない前の生産ライン状態について、生産ラインと関連付けられたデバイスのIPアドレスリストを取り出すために、デバイス情報にアクセスすることと、デバイスの各々についてのサービス品質(QoS)レベルを取り出すためにQoS関連付け情報にアクセスすることと、IPアドレスリストおよびQoS関連付け情報に基づいて、デバイスのうちの各デバイスについて、IPアドレスと、QoSコンフィギュレーション情報におけるQoSレベルとのペアリングを作成することとを含み得る。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
通信リソースを最適化するための方法であって、
プロセッサによって、デフォルトのヌル状態を、少なくとも１つの生産ラインと関連付けられた前の生産ライン状態で置き換えることと、
反復的に、前記プロセッサによって、
前記少なくとも１つの生産ラインと関連付けられた現在の生産ライン状態を取得するために生産ライン情報にアクセスすることと、
前記少なくとも１つの生産ラインの各々について、
前の生産ライン状態が現在の生産ライン状態と一致するかどうかを判定することと、
現在の生産ライン状態と一致しない前の生産ライン状態について、
生産ラインと関連付けられたデバイスのＩＰアドレスリストを取り出すために、デバイス情報にアクセスすることと、
前記デバイスの各々についてのサービス品質（ＱｏＳ）レベルを取り出すためにＱｏＳ関連付け情報にアクセスすることと、
前記ＩＰアドレスリストおよび前記ＱｏＳ関連付け情報に基づいて、前記デバイスのうちの各デバイスについて、ＩＰアドレスと、ＱｏＳコンフィギュレーション情報におけるＱｏＳレベルとのペアリングを作成することと、
関連付けられた現在の生産ライン状態と一致しない前記少なくとも１つの生産ラインのいずれかの前の生産ライン状態について、
前記ＱｏＳコンフィギュレーション情報に基づいて５Ｇネットワークを構成することによって前記５Ｇ通信ネットワークにおいてリソースを割り当てるために、ＱｏＳコンフィギュレーション情報を５Ｇネットワークマネージャに入力することと、
前記現在の生産ライン状態を前記前の生産ライン状態で置き換えることと、
所定の期間だけ休止することと、を実行することと
を含む、方法。
続きを表示（約 3,000 文字）【請求項２】
前記現在の生産ライン状態と一致する前記前の生産ライン状態について、前記所定の期間だけ休止することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの生産ラインと関連付けられた現在の生産ライン状態を取得するために生産ライン情報にアクセスすることは、
前記少なくとも１つの生産ラインの各々について、前記生産ライン情報からの第１の生産ライン状態にアクセスすることと、
前記少なくとも１つの生産ラインの各々について、前記デバイス情報からの第２の生産ライン状態にアクセスすることと、
前記少なくとも１つの生産ラインの各々について、前記ＱｏＳ関連付け情報からの前記第１の生産ライン状態および前記第２の生産ライン状態と関連付けられたＱｏＳレベルにアクセスすることと、
前記少なくとも１つの生産ラインの各々について、前記第１の生産ライン状態および前記第２の生産ライン状態からのより高いＱｏＳレベルを有する生産ライン状態を、現在の生産ライン状態として設定することと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記デバイスの各々についてのサービス品質（ＱｏＳ）レベルを取り出すためにＱｏＳ関連付け情報にアクセスすることは、
生産ラインの生産進捗を判定するために前記生産ライン情報にアクセスすることと、
生産ラインと関連付けられた前記デバイスの各々についてのＱｏＳレベルを取り出すために前記ＱｏＳ関連付け情報にアクセスすることと、
遅延状態を有する生産進捗について、生産ラインと関連付けられた前記デバイスの各々のために、取り出された前記ＱｏＳレベルよりも高いＱｏＳレベルを割り当てることと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記生産ライン情報は製造実行システム（ＭＥＳ）に記憶され、前記デバイス情報は監視制御・データ収集（ＳＣＡＤＡ）システムに記憶され、および前記ＱｏＳ関連付け情報はＱｏＳオーケストレータに記憶されている、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
通信リソースを最適化するためのシステムであって、
ネットワークと、
前記ネットワークと通信しているネットワークマネージャであって、前記ネットワークマネージャが、前記ネットワークを構成するためのプロセッサを備える、ネットワークマネージャと、
製造実行システム（ＭＥＳ）であって、前記ＭＥＳは、少なくとも１つの生産ラインと関連付けられた生産ライン情報を記憶し、前記生産ライン情報は、前記少なくとも１つの生産ラインと関連付けられた現在の生産ライン状態を含む、ＭＥＳと、
監視制御・データ収集（ＳＣＡＤＡ）システムであって、前記ＳＣＡＤＡシステムは、前記少なくとも１つの生産ラインと関連付けられたデバイス情報を記憶し、前記デバイス情報は、前記少なくとも１つの生産ラインと関連付けられたデバイスのＩＰアドレスリストを含む、ＳＣＡＤＡシステムと、
サービス品質（ＱｏＳ）オーケストレータであって、前記ＱｏＳオーケストレータは、前記少なくとも１つの生産ラインと関連付けられた前記デバイスの各々についてのＱｏＳ関連付け情報を記憶する、ＱｏＳオーケストレータとを備え、
前記プロセッサは、前記生産ライン情報、前記デバイス情報、および前記ＱｏＳ関連付け情報を使用して前記ネットワークを構成する、システム。
【請求項７】
前記プロセッサが、
デフォルトのヌル状態を、少なくとも１つの生産ラインと関連付けられた前の生産ライン状態と置き換えることと、
反復的に、
前記少なくとも１つの生産ラインと関連付けられた現在の生産ライン状態を取得するために生産ライン情報にアクセスすることと、
前記少なくとも１つの生産ラインの各々について、
前の生産ライン状態が現在の生産ライン状態と一致するかどうかを判定することと、
現在の生産ライン状態と一致しない前の生産ライン状態について、
生産ラインと関連付けられたデバイスのＩＰアドレスリストを取り出すためにデバイス情報にアクセスすることと、
前記デバイスの各々についてのサービス品質（ＱｏＳ）レベルを取り出すためにＱｏＳ関連付け情報にアクセスすることと、
前記ＩＰアドレスリストおよび前記ＱｏＳ関連付け情報に基づいて、前記デバイスのうちの各デバイスについて、ＩＰアドレスと、ＱｏＳコンフィギュレーション情報におけるＱｏＳレベルとのペアリングを作成することと、
関連付けられた現在の生産ライン状態と一致しない前記少なくとも１つの生産ラインのいずれかの前の生産ライン状態について、
前記ＱｏＳコンフィギュレーション情報に基づいて５Ｇネットワークを構成することによって前記５Ｇ通信ネットワークにおいてリソースを割り当てるために、ＱｏＳコンフィギュレーション情報を５Ｇネットワークマネージャに入力することと、
前記現在の生産ライン状態を前記前の生産ライン状態で置き換えることと、
所定の期間だけ休止することと、を実行することと
を行うように構成されている、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記現在の生産ライン状態と一致する前記前の生産ライン状態について、前記所定の期間だけ前記プロセッサを休止させることをさらに含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記少なくとも１つの生産ラインと関連付けられた現在の生産ライン状態を取得するために生産ライン情報にアクセスすることは、
前記少なくとも１つの生産ラインの各々について、前記生産ライン情報からの第１の生産ライン状態にアクセスすることと、
前記少なくとも１つの生産ラインの各々について、前記デバイス情報からの第２の生産ライン状態にアクセスすることと、
前記少なくとも１つの生産ラインの各々について、前記ＱｏＳ関連付け情報からの前記第１の生産ライン状態および前記第２の生産ライン状態と関連付けられたＱｏＳレベルにアクセスすることと、
前記少なくとも１つの生産ラインの各々について、前記第１の生産ライン状態および前記第２の生産ライン状態からのより高いＱｏＳレベルを有する生産ライン状態を、現在の生産ライン状態として設定することと
を含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記デバイスの各々についてのサービス品質（ＱｏＳ）レベルを取り出すためにＱｏＳ関連付け情報にアクセスすることは、
生産ラインの生産進捗を判定するために前記生産ライン情報にアクセスすることと、
生産ラインと関連付けられた前記デバイスの各々についてのＱｏＳレベルを取り出すために前記ＱｏＳ関連付け情報にアクセスすることと、
遅延状態を有する生産進捗について、生産ラインと関連付けられた前記デバイスの各々のために、取り出された前記ＱｏＳレベルよりも高いＱｏＳレベルを割り当てることとを含む、請求項７に記載のシステム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、通信リソース最適化のための方法およびシステムに関する。
続きを表示（約 4,600 文字）【背景技術】
【０００２】
製造業界は、大量生産から、製造ラインにおいて柔軟性を必要とする小量の多様な生産へと移行してきている。柔軟性を達成するために、製造プロセスのためにワイヤレス通信ネットワークが必要であり、それによってフィールドデバイスが異なる製品を生産するように容易に再配置可能になる。製造プロセスに適用される通信ネットワークは、保証されたレイテンシ、保証された速度など、特定の通信品質を保証することが求められる。第５世代モバイルネットワーク（５Ｇ）は、ワイヤレス通信と保証された通信との両方を実現できる通信システムである。しかしながら、５Ｇシステムが提供できる保証された通信リソースは限られている。５Ｇがそのまま製造システムに適用されると、保証された通信リソースは、製造プロセスがアイドル状態の場合であっても、その製造プロセスに割り当てられる場合がある。したがって、最適化されたサービス品質（ＱｏＳ）のリソース割り当てが、５Ｇシステムが対応できる製造プロセスの数を最大化するために必要である。
【０００３】
関連技術において、ネットワーク管理サーバは、各フィールドデバイスで実行されているアプリケーションの現在の状態に基づいてそのフィールドデバイスへのＱｏＳ通信リソース割り当てを実施する。ネットワーク管理サーバの利用は、製造アプリケーションの状態の頻繁な変化につながる。例えば、製造された製品において欠陥が検出されたとき、製造ラインは生産状態にあるはずであるが、関連製造アプリケーションの状態は、「実行中」から「停止」もしくは「保守」に移行する場合があり、これは、オペレータによる生産ラインの検査を可能にする。ＱｏＳ割り当ての頻繁な変更は、通信における短期の割り込みが発生する場合があるため、製造アプリケーションの性能の劣化につながり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実装例は、ＱｏＳリソース割り当てがフィールドデバイスに合わせて構成されている時に変動する場合があるフィールドデバイスの適用状態の代わりに、製造実行システム（ＭＥＳ）に記憶されている安定した長期生産計画を利用するネットワークオーケストレータを使用する。この生産計画は、異なる時間区分における製造ラインのスケジューリングされた動作モードなどの情報を含み得る。ＱｏＳオーケストレータは、製造ラインの動作モードと、製造ライン内のデバイスに割り当てられている対応ＱｏＳレベルとの間の関連付けを記憶する。実装例は、ＱｏＳリソースの割り当ての頻繁な変更によって引き起こされる製造アプリケーションの性能劣化なく、ＱｏＳ通信リソースの最適な使用を可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の態様は、通信リソースを最適化するための革新的な方法を伴う。方法は、プロセッサによって、デフォルトのヌル状態を、少なくとも１つの生産ラインと関連付けられた前の生産ライン状態で置き換えることと、反復的に、プロセッサによって、少なくとも１つの生産ラインと関連付けられた現在の生産ライン状態を取得するために生産ライン情報にアクセスすることと、少なくとも１つの生産ラインの各々について、前の生産ライン状態が現在の生産ライン状態と一致するかどうかを判定することと、現在の生産ライン状態と一致しない前の生産ライン状態について、生産ラインと関連付けられたデバイスのＩＰアドレスリストを取り出すために、デバイス情報にアクセスすることと、デバイスの各々についてのサービス品質（ＱｏＳ）レベルを取り出すためにＱｏＳ関連付け情報にアクセスすることと、ＩＰアドレスリストおよびＱｏＳ関連付け情報に基づいて、デバイスのうちの各デバイスについて、ＩＰアドレスと、ＱｏＳコンフィギュレーション情報におけるＱｏＳレベルとのペアリングを作成することと、関連付けられた現在の生産ライン状態と一致しない少なくとも１つの生産ラインのいずれかの前の生産ライン状態について、ＱｏＳコンフィギュレーション情報に基づいて５Ｇネットワークを構成することによって５Ｇ通信ネットワークにおいてリソースを割り当てるために、ＱｏＳコンフィギュレーション情報を５Ｇネットワークマネージャに入力することと、現在の生産ライン状態を前の生産ライン状態で置き換えることと、所定の期間だけ休止することと、を行うこととを含み得る。
【０００６】
本開示の態様は、通信リソースを最適化するための命令を記憶する、革新的な非一時的コンピュータ可読媒体を伴う。命令は、プロセッサによって、デフォルトのヌル状態を、少なくとも１つの生産ラインと関連付けられた前の生産ライン状態で置き換えることと、反復的に、プロセッサによって、少なくとも１つの生産ラインと関連付けられた現在の生産ライン状態を取得するために生産ライン情報にアクセスすることと、少なくとも１つの生産ラインの各々について、前の生産ライン状態が現在の生産ライン状態と一致するかどうかを判定することと、現在の生産ライン状態と一致しない前の生産ライン状態について、生産ラインと関連付けられたデバイスのＩＰアドレスリストを取り出すために、デバイス情報にアクセスすることと、デバイスの各々についてのサービス品質（ＱｏＳ）レベルを取り出すためにＱｏＳ関連付け情報にアクセスすることと、ＩＰアドレスリストおよびＱｏＳ関連付け情報に基づいて、デバイスのうちの各デバイスについて、ＩＰアドレスと、ＱｏＳコンフィギュレーション情報におけるＱｏＳレベルとのペアリングを作成することと、関連付けられた現在の生産ライン状態と一致しない少なくとも１つの生産ラインのいずれかの前の生産ライン状態について、ＱｏＳコンフィギュレーション情報に基づいて５Ｇネットワークを構成することによって５Ｇ通信ネットワークにおいてリソースを割り当てるために、ＱｏＳコンフィギュレーション情報を５Ｇネットワークマネージャに入力することと、現在の生産ライン状態を前の生産ライン状態で置き換えることと、所定の期間だけ休止することと、を実行することとを含み得る。
【０００７】
本開示の態様は、通信リソースを最適化するための革新的なサーバシステムを伴う。システムは、プロセッサによって、デフォルトのヌル状態を、少なくとも１つの生産ラインと関連付けられた前の生産ライン状態で置き換えることと、反復的に、プロセッサによって、少なくとも１つの生産ラインと関連付けられた現在の生産ライン状態を取得するために生産ライン情報にアクセスすることと、少なくとも１つの生産ラインの各々について、前の生産ライン状態が現在の生産ライン状態と一致するかどうかを判定することと、現在の生産ライン状態と一致しない前の生産ライン状態について、生産ラインと関連付けられたデバイスのＩＰアドレスリストを取り出すために、デバイス情報にアクセスすることと、デバイスの各々についてのサービス品質（ＱｏＳ）レベルを取り出すためにＱｏＳ関連付け情報にアクセスすることと、ＩＰアドレスリストおよびＱｏＳ関連付け情報に基づいて、デバイスのうちの各デバイスについて、ＩＰアドレスと、ＱｏＳコンフィギュレーション情報におけるＱｏＳレベルとのペアリングを作成することと、関連付けられた現在の生産ライン状態と一致しない少なくとも１つの生産ラインのいずれかの前の生産ライン状態について、ＱｏＳコンフィギュレーション情報に基づいて５Ｇネットワークを構成することによって５Ｇ通信ネットワークにおいてリソースを割り当てるために、ＱｏＳコンフィギュレーション情報を５Ｇネットワークマネージャに入力することと、現在の生産ライン状態を前の生産ライン状態で置き換えることと、所定の期間だけ休止することと、を行うこととを含み得る。
【０００８】
本開示の態様は、通信リソースを最適化するための革新的なシステムを伴う。システムは、プロセッサによって、デフォルトのヌル状態を、少なくとも１つの生産ラインと関連付けられた前の生産ライン状態で置き換える手段と、反復的に、プロセッサによって、少なくとも１つの生産ラインと関連付けられた現在の生産ライン状態を取得するために生産ライン情報にアクセスする手段と、少なくとも１つの生産ラインの各々について、前の生産ライン状態が現在の生産ライン状態と一致するかどうかを判定する手段と、現在の生産ライン状態と一致しない前の生産ライン状態について、生産ラインと関連付けられたデバイスのＩＰアドレスリストを取り出すために、デバイス情報にアクセスする手段と、デバイスの各々についてのサービス品質（ＱｏＳ）レベルを取り出すためにＱｏＳ関連付け情報にアクセスする手段と、ＩＰアドレスリストおよびＱｏＳ関連付け情報に基づいて、デバイスのうちの各デバイスについて、ＩＰアドレスと、ＱｏＳコンフィギュレーション情報におけるＱｏＳレベルとのペアリングを作成する手段と、関連付けられた現在の生産ライン状態と一致しない少なくとも１つの生産ラインのいずれかの前の生産ライン状態について、ＱｏＳコンフィギュレーション情報に基づいて５Ｇネットワークを構成することによって５Ｇ通信ネットワークにおいてリソースを割り当てるために、ＱｏＳコンフィギュレーション情報を５Ｇネットワークマネージャに入力する手段と、現在の生産ライン状態を前の生産ライン状態で置き換える手段と、所定の期間だけ休止する手段と、を実行する手段とを含み得る。
【０００９】
以下で、本開示の様々な特徴を実装する汎用アーキテクチャを図面を参照して説明する。図面および関連の記載は、本開示の実装例を例解するために提供されており、本開示の範囲を限定するためではない。図面全体を通して、参照番号は、参照された要素間の対応関係を示すためにも再度使用される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
一実装例による、通信リソース最適化を実施するための例示的なシステム１００を示す図である。
一実装例による、例示的な生産ラインタイムテーブル１１１を示す図である。
一実装例による、例示的なＱｏＳ関連付けテーブル１０８を示す図である。
一実装例による、例示的なＱｏＳレベルテーブル１１０を示す図である。
一実装例による、例示的なデバイス情報テーブル１１２を示す図である。
一実装例による、ＱｏＳコンフィギュレータ１０９の例示的なプロセスフローを示す図である。
一実装例による、代替の例示的なデバイス情報テーブル１１２を示す図である。
一実装例による、ＱｏＳコンフィギュレータ１０９の代替の例示的なプロセスフローを示す図である。
一実装例による、生産ラインタイムテーブル１１１の代替例を示す図である。
いくつかの実装例での使用に適した例示的なコンピューティングデバイスを有する例示的なコンピューティング環境を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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