KR20060049000A - 산업시스템을 자동 구성하는 시스템 및 방법 - Google Patents

산업시스템을 자동 구성하는 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

산업 시스템 구성 플랫폼은 산업 시스템의 자동화를 수행한다. 산업 시스템 구성 플랫폼은 산업 시스템의 표현 및 그 표현을 기술하는 메타데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 산업 시스템의 적어도 일부분을 자동 구성하는 구성 컴포넌트를 포함한다. 물리적 장치는 메타데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 자동 구성될 수 있으며, 데이터베이스는 메타데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 생성되고 구조화될 수 있다. 산업 시스템 구성 플랫폼은 또한 산업 공정이 메타데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 구현될 수 있도록 한다.
산업시스템, 산업공정, 자동화, 메타데이터

Description

산업시스템을 자동 구성하는 시스템 및 방법{DYNAMIC SCHEMA FOR UNIFIED PLANT MODEL}
도 1은 본 발명의 일 양태에 따른 산업 시스템의 적어도 일부분의 자동 구성을 실행하는 시스템의 상위 레벨의 블록도.
도 2는 본 발명의 일 양태에 따른 산업 시스템 적어도 일부분의 자동 구성을 실행하는 시스템의 블록도.
도 3은 본 발명의 일 양태에 따른 산업 시스템의 적어도 일부분의 자동 구성을 실행하는 시스템의 블록도.
도 4는 본 발명의 일 양태에 따른 산업 시스템의 적어도 일부분의 자동 구성을 실행하는 시스템의 블록도.
도 5는 본 발명의 일 양태에 따른 산업 시스템의 적어도 일부분을 자동 구성하는 방법을 도시하는 흐름도.
도 6은 본 발명의 일 양태에 따른 메타데이터 구동 자동화 플랫폼 내에서 데이터를 필터링하는 방법을 도시하는 흐름도.
도 7은 본 발명의 일 양태에 따른 산업 환경과 관련하여 데이터베이스를 자동 생성하는 방법을 도시하는 흐름도.
도 8은 본 발명의 일 양태에 따른 산업 환경의 적어도 일부분을 자동 구성하 는 방법을 도시하는 흐름도.
도 9는 애플리케이션을 선언하고 적어도 부분적으로 상기 선언에 기초하여 자동화 플랫폼을 자동 구성하는 방법을 도시하는 흐름도.
도 10은 본 발명의 일 양태에 따라 제1 포맷으로부터 제2 포맷으로의 자동화 플랫폼의 예시적 변환을 도시하는 도면.
도 11은 본 발명의 일 양태에 따른 필터링의 실시예.
도 12는 본 발명의 일 양태에 따른 객체들 간의 연관/자원을 자동 갱신하는 예시적 자동화 플랫폼을 도시하는 도면.
도 13은 본 발명의 일 양태에 따른 다수의 산업 장치의 제어를 보여주는 실시예.
도 14는 본 발명의 일 양태에 따른 다수의 장치의 예시적 구성.
도 15는 본 발명의 일 양태에 따른 제어기와 관련하여 메타데이터가 사용될 수 있는 예시적 방식을 도시하는 도면.
도 16은 본 발명의 일 양태에 따른 제어기와 관련된 데이터 수집을 도시하는 도면.
도 17은 본 발명의 일 양태에 따른 분산된 산업 시스템이 메타데이터 저장소를 이용하여 그 내부의 장치/공정을 제어하는 것을 도시하는 도면.
도 18은 본 발명이 기능할 수 있는 예시적 운영 환경을 도시하는 도면.
도 19는 본 발명과 관련하여 사용될 수 있는 예시적 계산 환경을 도시하는 도면.
본 발명은 산업 시스템 자동화에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 적어도 부분적으로 시스템과 연관된 메타데이터에 기초하여 산업 시스템을 자동 구성하는 방법에 관한 것이다.
컴퓨터 기술과 소프트웨어의 발전은 거의 즉각적인 통신이 일어날 수 있게 하였다. 예를 들어, 이메일을 통하여 뉴욕에 있는 개인은 수초 정도의 시간 내에 캘리포니아에 있는 다른 개인으로부터 문서, 이미지, 메시지 등을 수신할 수 있다. 이러한 기술의 발전은 단순히 통신에만 국한되지 않고 모든 사업 및 개인에게 직접 또는 간접적인 영향을 미치고 있다. 예를 들어, 산업 제어 시스템은 현대적인 공장설비가 많은 경우에 있어서 부분적으로 또는 완전히 자동화되게 하였으며, 이로 인해 공장에 관련된 비용이 감소되고 결과적으로 이러한 비용 절감의 혜택을 소비자에게 돌려주고 있다.
생산 비용을 더욱 절감하기 위하여, 산업 시스템은 점차적으로 자동화되고 있다. 예를 들어, 프로그램가능한 논리 제어기(PLC)는 다양한 기계와 결합되어 그러한 기계의 동작들 사이의 정확한 타이밍을 요구하는 공정을 제어할 수 있다. 또한, 통신기술이 계속적으로 발전함에 따라, 지리적 경계를 넘나드는 통신이 분산된 제조 환경의 성장을 가능하게 하였다. 예를 들어, 제1지리적 위치에 있는 제1공장 이 창틀을 제조하는데 이용되는 동안에, 제2지리적 영역에 있는 제2공장이 그에 대응되는 유리창을 제조하는데 활용될 수 있다. 분명히, 창틀보다 훨씬 더 많은 수의 유리창이 생산된다면, 여분의 유리창이 존재하게 될 것이므로 제조공정에서의 비효율성이 발생할 것이다. 예를 들어, 여분의 유리창을 유지하기 위한 저장소가 필요하게 된다면, 그 유리창의 처분 또는 재사용 및/또는 생산된 다른 창틀의 설계사양에 맞도록 변경할 필요성이 발생할 수도 있다. 이들 및 다른 비용은 효율적인 통신/자동화 시스템을 갖추지 못한 제조 시스템과 종종 연관된다.
지리적/산업적 시스템의 경계를 넘어서 자동화를 실현하는 시스템 및 방법이 개발되어 왔으며 다양한 제조설비에서 구현되었다. 그러나, 그러한 시스템 및 방법은 일반적으로 규칙에 기초하고 있으며 제조 환경의 변화되는 요구에 쉽게 적응할 수 없다. 예를 들어, 시스템 내의 오래된 제조장치를 대체할 제조장치가 요구되는 특정 공정에 있어서는 그 시스템 내의 다른 장치와 호환되지 않을 수도 있다. 따라서, 컴퓨터 프로그래밍의 전문가 및 시스템/장치에 익숙한 전문가가 그 장치가 시스템 내의 다른 장치뿐만 아니라 자동화를 수행하는 컴퓨터 플랫폼과 호환되도록 할 필요가 있다. 이와 같이 기존의 시스템에 장치를 추가로 구현하는 것은 시스템의 작업 중단 시간, 인시(man-hour)의 손실 및 구현을 가능하게 하는 프로그래머에 대한 추가의 비용을 초래한다. 마찬가지로, 기존의 장비를 이용하면서 새로운 공정을 구현하는 것은 상당한 시간을 요구할 수 있다.
또한, 산업 자동화 시스템과 연결되어 사용되는 통신/컴퓨터화된 컴포넌트는 사용자에게 데이터베이스 및/또는 데이터베이스 엔트리(entry)를 적절히 전달할 수 있도록 적절히 구성되지 않을 수 있다. 예를 들어, 독자적인 내부 포맷에 따라 데이터베이스를 생성하도록 산업 자동화 시스템이 구성될 수 있다. 그러나, 이러한 데이터베이스는 그 독자적인 포맷에 따라 업데이트되지 않았던 원격지로부터도 검색될 수 있는 포맷으로 표시되는 것이 바람직할 수 있다. 종래의 산업 자동화 시스템에서는, 이러한 데이터베이스 포맷의 변경에 있어서 포맷 간의 변환에 필요한 코드를 작성할 컴퓨터 프로그래머가 필요하게 된다. 이러한 프로그래밍은 규칙에 기초하며, 산업 시스템의 변화하는 조건에 잘 적응되지 않는다. 또한, 만약 데이터베이스가 동적으로 생성된다면(예를 들어, 데이터베이스는 센서로부터의 데이터, 기계, 운영자로부터의 입력... 등의 일정한 흐름을 수신한다), 제1 포맷으로부터 제2 포맷으로의 스키마 변환은 강건하고 적응성이 있어야 하며, 또다시 전문가에 의한 프로그래밍을 요구한다.
따라서, 본 발명의 기술분야에 있어서, 전문적인 프로그래밍 서비스에 대한 필요성을 경감하면서도 산업 자동화 시스템을 자동 구성하는 시스템 및/또는 방법론이 필요하다.
다음은 본 발명의 몇몇 양태들의 기본적인 이해를 제공하기 위한 본 발명의 간략한 요약이다. 이 요약은 본 발명의 포괄적인 개관이 아니다. 이것은 본 발명의 핵심 또는 불가결한 구성요소를 확인하거나 본 발명의 범위를 기술하기 위한 것이 아니다. 이것의 유일한 목적은 후술할 좀 더 상세한 설명에 대한 서두로써 간단한 형태로 본 발명의 몇몇 개념을 보여주는 데 있다.
본 발명은 산업 시스템을 자동 구성하는 시스템 및/또는 방법론을 제공한다. 본 발명은 산업 장치/공정을 그들 사이의 인터페이스를 수동적으로 프로그래밍할 필요없이 구성할 수 있는 이점을 갖는다. 또한, 본 발명은 산업 환경과 관련되어 사용되는 데이터베이스의 자동적인 생성 및 구성을 제공한다. 예를 들어, 서로 다른 지역에서 검색될 수 있는 데이터베이스 내에 산업 환경과 관련한 데이터를 저장하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, XML 데이터베이스 등이 종래의 브라우저로 검색되게 하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 특정 포맷의 데이터 저장소에 산업 자동화 플랫폼을 저장하는 것이 바람직할 수 있다.
이상의 이점 및 다른 이점은 메타데이터를 구조화하고 분석하는 지능적 컴포넌트와 관련하여 메타데이터를 이용함으로써 달성될 수 있다. 메타데이터는 소프트웨어 객체 및/또는 애플리케이션 사이의 연관, 소프트웨어 객체 및/또는 애플리케이션 사이의 자원, 산업 환경 내의 공정, 산업 환경 내의 물리적 장치 사이의 자원 및/또는 관계 등을 정의/기술하는데 이용될 수 있다. 또한, 메타데이터는 서로 상속되지 않은 객체들 간의 관계를 기술할 뿐만 아니라, 더 나아가 다양한 객체들 간의 상속 관계를 기술할 수 있다. 따라서, 메타데이터는 산업 환경을 강건하게 기술할 수 있으며, 산업 환경의 강건한 표현의 생성을 가능하게 한다.
이러한 강건한 메타데이터에 의한 표현은 소프트웨어 애플리케이션의 자동 구성뿐만 아니라 산업 시스템 내의 물리적 장치 및/또는 공정의 구성도 가능하게 한다. 예를 들어, 사용자는 특정 공정이 구성되고 구현되도록 요청할 수 있다. 분 석 컴포넌트는 시스템 내에 존재하는 메타데이터를 분석하고 요청된 공정을 구현하기 위해 필요한 물리적 장치를 자동 구성할 수 있다. 또한, 메타데이터의 분석은 바람직한 구현을 위해 요구되는 소프트웨어 객체의 생성을 가능하게 하며, 요구된 공정과 관련한 데이터를 저장/분석하는데 이용되는 데이터베이스의 생성 및 구조화를 가능하게 한다. 이러한 자동화된 구성은, 구현에 필요한 소프트웨어의 수동적인 프로그래밍을 요구하는 종래의 산업 자동화 시스템과 비교하여 상당한 이점을 제공한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 메타데이터는 특정 사용자에 따라 수집될 수 있다. 예를 들어, 사용자 신분, 사용자 접근 권한 등은 메타데이터 내에 정의/기술될 수 있다. 따라서, 사용자가 본 발명의 자동화 플랫폼 내에서 데이터를 검색하려고 할 때, 필터가 동적으로 생성되어 사용자에게 적합한 데이터만을 제공할 수 있다. 이러한 필터는 산업 시스템 표현의 강건성에 의해 이점을 갖는다. 특히, 만약 사용자가 전체 산업 시스템에 관련한 모든 데이터를 제공받았다면, 그는 그 데이터의 막대한 양으로 인해 당황하게 될 것이다. 또한, 이들 필터는 메타데이터에 직접 설치되어, 사용자에 대한 변경 및 산업 시스템에서의 변경에 대하여 시간적으로 적응될 수 있다.
또한, 산업 자동화 환경 내의 하나 이상의 장치/공정을 제어하기 위해 사용되는 제어기는 본 발명과 연관된 메타데이터를 사용할 수 있다. 예를 들어, 산업 시스템을 기술/정의하는 메타데이터가 제어기에 제공되면, 제어기는 이러한 메타데이터를 이용하여 산업 기계/공정을 제어할 수 있다. 더 많은 메타데이터가 생성되 어 제어기가 이에 접근할 수 있게 되면, 더욱 지능적인 제어 결정이 이루어질 수 있다. 제어기는 메타데이터에 정의된 연관들을 분석하여 바람직한 메타데이터를 신속히 찾아낼 수 있다. 예를 들어, 링크 테이블이 제공되어 제어기가 산업 기계/공정의 제어와 관련하여 메타데이터를 신속히 찾아서 사용하게 할 수 있다.
앞서 설명된 관련된 목적들을 달성하기 위해, 본 발명은 이후에 상세히 설명되며 청구범위에서 명확히 기재될 특징들을 포함한다. 다음의 기술된 내용 및 첨부된 도면들은 본 발명의 양태들을 도시적으로 상세히 설명한다. 그러나, 이들 양태는 본 발명의 원리가 사용될 수 있는 다양한 방식 중의 몇 가지를 보여주는 것이며, 본 발명은 그러한 모든 양태들 및 그 균등개념을 포함하는 것이다. 본 발명의 다른 목적, 이점 및 신규 특징은 다음의 도면을 참조한 본 발명의 상세한 설명으로부터 명백해 질 것이다.
본 발명은 이하 도면을 참조하여 설명되며, 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타내는데 사용된다. 이하의 설명에서는, 설명의 목적상 본 발명의 충분한 이해를 위해 다수의 구체적인 상세 설명들이 제공된다. 그러나, 본 발명은 이들 상세 설명 없이도 실시될 수 있음이 분명하다. 다른 경우에, 본 발명을 설명하기 위해서 블록도의 형태로 잘 알려진 구조 및 장치들이 도시된다.
본 출원에서 사용되는 바와 같이, "컴포넌트(component)", "핸들러(handler)", "모델(model)", "시스템(system)" 등은 컴퓨터 관련 엔터티(entity)인 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어 또는 실행 중인 소프트웨어를 나타낸다. 예를 들어, 컴포넌트는 프로세서 상에서 실행되는 프로세스, 프로세서, 객체, 실행 가능한 것, 실행 쓰레드(thread), 프로그램 및/또는 컴퓨터일 수 있지만 그것에 한정되지는 않는다. 예시를 위하여, 서버 상에서 실행되는 애플리케이션 및 그 서버 모두가 컴포넌트가 될 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트가 프로세스 및/또는 실행 쓰레드 내에 존재할 수 있으며, 컴포넌트는 하나의 컴퓨터 내에 국한되거나 둘 이상의 컴퓨터간에 분산될 수도 있다. 또한, 이들 컴포넌트는 다양한 데이터 구조가 저장되어 구비된 다양한 컴퓨터 판독 가능한 매체로부터 실행될 수 있다. 컴포넌트는 하나 이상의 데이터 패킷(예를 들어, 국지적 시스템, 분산된 시스템 및/또는 신호를 통하여 다른 시스템과 인터넷과 같은 네트워크를 통하여 다른 컴포넌트와 상호 작용하는 하나의 컴포넌트로부터의 데이터)을 갖는 신호에 의한 것과 같이 원격 프로세스 및/또는 국지적 프로세스를 통하여 통신할 수 있다.
도면을 참조하면, 도 1은 본 발명의 하나의 특정 양태와 관련된 상위 레벨의 시스템을 개략적으로 도시한다. 본 발명은 하나 또는 그 이상의 제조 공정 및/또는 엔터티(entity)의 자동화를 실행하는 신규 시스템(100)에 관련된다. 공장 자동화는 종종 적어도 부분적으로 제조 시스템을 위한 프레임워크를 제공하는 소프트웨어 판매자에 의해, 그리고 그러한 프레임워크가 그들의 특정 제조 필요성에 따라 적응되고 완성될 것을 요구하는 고객에 의해 달성된다. 따라서, 제조 시스템/공정에서의 변경은 소프트웨어 판매자가 소프트웨어를 수정하여 앞서 기술한 변경을 수용할 수 있도록 요구한다. 또한, 독자적인 기계는 종종 제어기뿐만 아니라 제조 시스템 내 의 다른 기계와의 효율적인 통신을 가능하게 하는 특별한 구성을 필요로 한다. 시스템(100)은 소프트웨어 판매자 및 고객 애플리케이션이 공유하는 시스템 관점으로부터 제조 설비(공장)를 위한 공통 모델을 제공하는 데 사용된다. 또한, 본 발명에 의해 사용되는 공통 모델은 모든 산업 부분에 걸쳐 사용될 수 있다.
시스템(100)은 산업 시스템(102)과 산업 시스템의 표현(representation)(106)을 포함하는 자동화 플랫폼(104)을 포함한다. 산업 시스템(102)은 다양한 산업 기계(예를 들어, 펌프, 프레스, 컨베이어,...), 프로그램 가능한 논리 제어기(PLC), 스위치, 센서, 서버, 데이터베이스, 또는 산업 시스템과 관련하여 사용될 수 있는 어떠한 다른 적절한 소프트웨어/장치를 포함할 수 있다. 표현(106)은 산업 시스템(102)에 연관된 메타데이터(110)뿐만 아니라 그러한 산업 시스템(102)을 표현하는 데 사용되는 소프트웨어 객체를 이용하여 산업 시스템(102) 내의 엔터티(108)를 효과적으로 표현한다. 메타데이터는 데이터를 기술하는 데이터이다. 종래에는, 대량의 정보 중에서 특정 정보를 찾기 위한 필요성에 따라 월드와이드웹(World Wide Web)과 관련하여 메타데이터가 사용되어 왔다. 메타데이터(110)는 전문적인 프로그래머의 도움 없이도 시스템 변경에 따라 확장 및 변경이 가능하기 때문에, 시스템 표현(106)은 종래의 산업 시스템의 데이터베이스 표현보다 더 지능적이고 적응적이다. 메타데이터(110)는 자동화 플랫폼(104) 내(및 산업 시스템(102)내)의 시스템 엔터티(108)들 간의 연관을 정의하는 데이터를 포함한다. 메타데이터(110)는 또한 산업 시스템(102) 내에서 발생하는 산업 공정의 정의를 포함하며, 시스템 엔터티(104)는 그러한 공정의 표현을 포함한다. 좀 더 구체적으로, 시스템 표현(106) 내의 시스템 엔터티(108)는 서로 다른 산업 공정, 산업 기계, 서버 등을 표현하는 객체를 포함할 수 있으며, 메타데이터(110)는 또한 그러한 객체를 정의할 수 있다. 또한, 객체의 집합이 사용되어 산업 시스템(102) 내의 서로 다른 공정/기계를 표현할 수 있다. 따라서, 시스템 표현(106)은 산업 시스템(102)을 표현하는 특정의 방식에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에 의해 어떠한 적절한 표현 방식도 고려될 수 있음을 알 수 있다.
구성 컴포넌트(112)는 시스템 표현(106)을 분석하고 그 분석결과에 따라 산업 시스템(102)을 구성한다. 구성 컴포넌트(112)는 적어도 부분적으로 메타데이터(110)에 기초하여 시스템 표현(106) 및/또는 산업 시스템(102)을 구성하는 지능적 컴포넌트이다. 본 발명의 일 양태에 따라, 산업 시스템 내의 센서는 기계의 새로운 또는 변화된 부품의 존재를 결정하고, 자동화 플랫폼(104)에 그러한 추가사항을 알린다. 그 후, 구성 컴포넌트(112)는 시스템 표현(106)을 분석하여 산업 시스템(102)을 기술하는 메타데이터(110)에 따라 기계를 자동 구성한다. 예를 들어, 새로운/변형된 기계는 그 자체가 적절한 네트워크 연결을 통하여 자동화 플랫폼(104)에 전달되는 메타데이터를 포함할 수 있으며, 기계에 관련된 메타데이터는 현존하는 메타데이터(110)에 추가될 수 있다. 본 발명의 다른 양태에 따르면, 기계에 연관된 메타데이터는 자동화 플랫폼(104)의 운영자/사용자에 의해 수동적으로 입력될 수 있다. 예를 들어, 새로운 기계 부품의 존재가 감지될 수 있으며, 구성 컴포넌트(112)는 사용자에게 그 기계의 부품에 관련된 메타데이터를 입력하도록 통지할 수 있다. 특히, 구성 컴포넌트(112)는 기계를 구성하는데 필요로 하는 메타데이터를 결정할 수 있으며, 사용자에게 템플렛(template) 또는 다른 적절한 데이터 입력 방식을 제공할 수 있다. 요청된 메타데이터를 수신하면, 구성 컴포넌트(112)는 시스템 표현(106)을 통하여 산업 시스템(102)을 구성할 수 있다.
또한, 구성 컴포넌트(112)는 메타데이터(110)에 따른 사용자 인터페이스뿐만 아니라 산업 시스템(102)과 시스템 표현(106) 간의 데이터 교환을 가능하게 하는 인터페이스를 자동 생성할 수 있다. 예를 들어, 메타데이터(110)는 사용자 신분, 사용자 권한, 사용자 활동 및 적절한 사용자 인터페이스를 생성하는 것과 관련하여 사용될 수 있는 다른 적절한 정보와 같은 자동화 플랫폼(104)의 특정 사용자와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 사용자의 요구에 맞춰진 사용자 인터페이스가 구성 컴포넌트(112)에 의해 자동 생성될 수 있다.
또한, 구성 컴포넌트(112)가 사용되어 산업 시스템(102)과 관련된 데이터를 수집하는데 사용될 데이터베이스를 자동 구조화할 수 있다. 예를 들어, 산업 시스템(102)은 다수의 센서를 포함할 수 있으며 제조 시스템/공정에 관련된 상당한 양의 데이터를 생성할 수 있다. 종래에, 이러한 데이터를 수집하는 것은 수집된 특정 데이터에 적절한 데이터베이스 구조를 생성하는 데 상당한 수동 프로그래밍을 필요로 하여 인시(man-hour)를 낭비하는 결과를 초래했었다. 시스템(100)은 사용자로 하여금 특정 기계, 기계 집합 및/또는 공정으로부터 수집된 데이터를 요청할 수 있게 하며, 구성 컴포넌트(112)는 그 요청에 따라 데이터를 수집하는 데이터베이스 구조를 자동 생성한다. 구성 컴포넌트(112)는 시스템 표현(106)을 이용하여 요구되는 데이터를 얻기 위해서 모니터링되어야 하는 산업 시스템(102) 내의 기계, 센서 등을 결정할 수 있다. 예를 들어, 구성 컴포넌트(112)는 사용자로부터 요청을 수신하여 특정 공정에 대한 물리적 시스템(102)을 구성하고, 그 공정에 관련된 데이터를 수집하는 데이터베이스를 구조화할 수 있다. 일반적으로는 시스템 표현(106)에 기초하고, 특히 메타데이터(110)에 기초하여, 산업 시스템(102)이 요청되는 공정을 위해 자동 구성될 수 있다. 또한, 공정을 모니터링하고 제어하는 데 관련하여 사용되는 데이터베이스가 자동 구조화되어 공정과 연관된 데이터를 수집/조직화할 수 있다. 생성된 데이터베이스는 SQL, XML 및 다른 어떠한 적절한 데이터베이스 포맷/언어를 포함하는 어떠한 적절한 포맷을 가질 수 있다. 본 발명의 일 양태에 따라, 시스템(100)은 제1구조/언어(SQL)에서 다른 구조/언어(XML)로 데이터베이스를 변환하여 브라우저상에서 데이터를 검색할 수 있게 한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 자동화 플랫폼(104)은 확장가능한 자동화 플랫폼이며, 여기서 메타데이터(110)는 산업 시스템(102)이 사용됨에 따라 확장된다. 이로 인해, 시간이 지날수록 더 많은 메타데이터가 시스템 표현(106) 내의 메타데이터(110)에 생성/추가됨에 따라, 자동화 플랫폼(104)은 좀더 지능적이고 효율적으로 산업 시스템(102)을 구성할 수 있게 된다. 또한, 산업 시스템(102) 내의 기계/공정을 제어하는 데 사용되는 제어기는 시스템 제어와 관련하여 메타데이터(110)를 사용할 수 있으며, 이에 따라 제어기는 산업 시스템(102) 내의 변화하는 조건에 적응할 수 있게 된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 자동화 플랫폼(104)은 (데이터베이스가 아닌) XML 스키마(schema)의 형태로 개발될 수 있으며, 그러한 스키마로부터 산업 시스템 (102)이 구성되고 산업 시스템(102)과 연관된 데이터베이스 생성이 이루어질 수 있다. 또한, 데이터 교환과 이에 연관된 시맨틱(semantic)을 용이하게 하는 표준이 XML 스키마와 관련되어 사용될 수 있다. 예를 들어, ISA 95, ISA 88 및 제조와 관련되어 사용되는 다른 어떤 적절한 표준이 XML 스키마(및 결과적으로는 자동화 플랫폼(104))의 생성을 실행하는데 사용될 수 있다. 표준은 기계와 자동화 플랫폼(104)의 사이에서뿐만 아니라 고객과 판매자 애플리케이션의 사이의 데이터 교환과 관련하여 사용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 산업 시스템(202)의 자동 구성을 수행하는 시스템(200)이 도시되어 있다. 산업 시스템(202)은 기계, PLC, 랙(rack), 케이블 및 제조 시스템과 연관된 다양한 다른 엔터티와 같은 물리적 장치(204)를 포함한다. 물리적 장치(204)는 또한 허브(hub), 네트워크 연결, 서버, 데이터 저장소 및 다른 적절한 컴퓨터 관련 항목과 같은 컴퓨터 관련 항목을 포함할 수 있다. 따라서, 물리적 장치(204)는 산업 시스템(202) 내에 위치할 수 있는 어떠한 물리적 엔터티를 포함한다. 산업 시스템(202)은 또한 산업 시스템(202) 내에서 수행되는 공정(206)을 포함한다. 예를 들어, 다수의 물리적 장치(204)는 산업 시스템(202) 내의 공정(206) 중의 하나를 완료하는 것과 관련하여 동작할 수 있다.
산업 시스템(202)(예를 들어, 물리적 장치(204) 및/또는 공정(206))은 자동화 플랫폼(208)을 통하여 자동 구성된다. 자동화 플랫폼은 시스템 표현(210)을 포함하며, 여기서 시스템 엔터티(212)는 데이터 구조(예를 들어, 하나 이상의 객체)에 의해 표현된다. 특히, 시스템 엔터티(212)는 산업 시스템(202) 내의 물리적 장 치(204)와 공정(206)을 각각 표현하는 물리적 장치(214) 및 공정(216)을 포함한다. 시스템 표현(210)은 또한 시스템 엔터티(212)를 표현하는 데 사용되는 데이터/객체를 기술하는 메타데이터(218)를 포함한다. 특히, 메타데이터(218)는 물리적 장치(214) 간의 관계, 공정(216) 간의 관계, 물리적 장치(214)와 공정(216) 간의 관계를 정의하는 연관(association)(220)을 포함한다. 또한, 연관(220)은 물리적 장치(214)와 공정(216)을 표현하는 소프트웨어 객체/엔터티 사이의 관계뿐만 아니라 인터페이스의 생성 및/또는 데이터 교환에 사용되는 데이터 사이의 관계를 정의할 수 있다. 따라서, 메타데이터(218) 내의 연관(220)은 산업 시스템(202) 및/또는 시스템 표현(210) 내에 존재하는 어떠한 적절한 연관도 정의/기술할 수 있다.
메타데이터(218)는 또한 산업 시스템(202) 및/또는 시스템 표현(210) 내에서 사용 가능한/사용된 자원을 정의/기술하는 자원(resource)(222)을 포함한다. 예를 들어, 자원(222)은 네트워크 연결에서 사용 가능한 대역폭, 산업 시스템(202) 내의 기계 자원, 기계들 간의 통신을 가능하게 하는 사용 가능한 스위치 및/또는 산업 시스템(202)내에서 발견된 다른 어떠한 적절한 자원을 기술할 수 있다. 또한, 자원(222)은 처리 자원, 데이터 저장소 자원, 특정 객체에 연관된 자원 등과 같은 컴퓨터 관련 자원을 포함할 수 있다.
자동화 플랫폼(208)은 또한 적어도 부분적으로 시스템 표현(210)에 기초하여 산업 시스템(202)을 지능적으로 구성하는 구성 컴포넌트(224)를 포함한다. 좀 더 구체적으로, 구성 컴포넌트(224)는 시스템 엔터티(212)와 이와 연관된 자원(222) 및 연관(220)을 분석하고 그 분석결과에 따라 대응되는 산업 시스템(202)을 구성한 다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 구성 컴포넌트(224)는 적어도 부분적으로 사용자 요청에 기초하여 산업 시스템(202)을 구성할 수 있다. 예를 들어, 운영자는 바람직하게는 산업 시스템(202)의 일부를 구성하여 특정 공정을 실행할 수 있다. 자동화 플랫폼(208)은 사용자로 하여금 요구되는 공정을 충분히 기술/정의할 수 있도록 하는 그래픽 사용자 인터페이스를 생성할 수 있다. 구성 컴포넌트(224)는 연관(220) 및 자원(222)과 함께 물리적 장치(214) 및 현재 공정(216)을 분석한 후, 그 분석결과에 따라 산업 시스템(202)을 구성할 수 있다. 또한, 자동화 플랫폼(208)은 요청된 공정과 연관된 메타데이터를 유지하여, 자동화 플랫폼(208)이 확장가능한 자동화 플랫폼이 되게 할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 공정이 일단 구성되면 필요에 따라 추후에 재사용될 수 있다. 또한, 구성된 산업 시스템(202)에 관련된 데이터베이스는 자동 구조화되고 생성되어 활용 및 분석될 수 있다. 예를 들어, 물리적 장치(204) 및/또는 공정(206)의 최적의 제어를 위해 제어기에 의해 접근되는 데이터베이스가 자동화 플랫폼(208)에 의해 자동 생성되어 유지될 수 있다.
도 3을 참조하면, 산업 시스템(302)의 자동 구성을 실행하는 시스템(300)이 도시되어 있다. 시스템(300)은 또한 고객과 판매자 애플리케이션 사이의 데이터 교환의 방법을 제공한다. 시스템(300)은 산업 시스템(302) 내의 기계/공정을 구성하는데 사용되는 자동화 플랫폼(304)을 포함한다. 자동화 플랫폼(304)은 또한 산업 시스템(302)으로부터 출력된 데이터를 수집 및/또는 분석하는 것과 관련하여 사용되는 데이터베이스 구조를 자동 생성하는데 사용될 수 있다. 자동화 플랫폼은 산업 시스템(302)을 표현하는데 사용되는 시스템 표현(306)을 포함한다. 예를 들어, 시 스템 표현은 시스템 엔터티(308)를 포함할 수 있으며, 이러한 시스템 엔터티(308)는 산업 시스템(302) 내의 기계의 표현, 산업 시스템(302) 내에서 수행되는 공정의 표현, 산업 시스템(302) 내의 표현 가능한 다른 어떠한 적절한 엔터티를 포함할 수 있다. 또한 시스템 표현(306)은 메타데이터(310)를 더 포함하며, 메타데이터는 시스템 엔터티(308) 중의 및/또는 사이의 연관(312)뿐만 아니라 집합적으로는 산업 시스템(302) 및/또는 개별적으로는 시스템 엔터티(308) 내의 자원(314)을 적어도 기술/정의한다.
자동화 플랫폼(304)은 또한 적어도 부분적으로 일반적으로는 시스템 표현(306)에 기초하고 특히 산업 시스템(302)을 기술하는 메타데이터(310)에 기초하여 산업 시스템(302)을 자동 구성하는 구성 컴포넌트(316)를 포함한다. 예를 들어, 사용자는 산업 시스템(302) 내에서 완료되도록 요청되는 특정 공정을 자동화 플랫폼(304)에 입력함으로써 그 공정을 정의할 수 있다. 공정의 표현은 선언된 요청된 공정에 기초하여 생성되며, 구성 컴포넌트(316)는 선언된 공정 및 메타데이터(310)에 따라 시스템 표현(306)을 갱신한다. 이어서 구성 컴포넌트(316)는 공정의 완료를 위해서 산업 시스템(302)이 그 자체를 구성하게 하는 코드를 자동 생성할 수 있다. 또한, 구성 컴포넌트(316)는 데이터베이스 또는 다른 적절한 저장 구조를 자동 생성하여 그 데이터를 생성된 코드와 함께 저장 장치(318)에 저장한다. 예를 들어, 저장 장치(318)는 AJAX 명령어 정의(AJAX Command Definition: ACD) 파일, XML 스키마/파일을 저장하고, 자동화 플랫폼(304) 또는 다른 어떠한 적절한 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 저장 장치(318)는 적절한 네트워크를 통하여 접근 가능한 외 부 데이터 저장소를 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명은 서로 다른 지리적 위치로부터 데이터를 이용할 뿐만 아니라 저장 장치(318)로부터 원격지에 위치한 산업 시스템을 구성할 수 있다.
자동화 플랫폼(304)은 하나 이상의 제조 인터페이스(320)를 통하여 산업 시스템(302)과 통신할 수 있다. 예를 들어, 제조 인터페이스(320)는 산업 시스템 내의 발생 사건에 관한 보고를 수행하는 보고 프레임워크(322), 산업 시스템 내의 기계가 공동작업을 통하여 공정을 완료하도록 하는 협동 프레임워크(324) 및 산업 시스템(302)과 자동화 플랫폼(304) 사이의 통신을 수행하는 포털 프레임워크(326)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 협동 프레임워크(302)는 하나 이상의 어댑터(adaptor)를 포함할 수 있으며, 포털 프레임워크(326)는 하나 이상의 어댑터 및/또는 하나 이상의 포틀렛(portlet)을 포함할 수 있다. 보고 프레임워크(322), 협동 프레임워크(324) 및 포털 프레임워크(326)는 자유형식의 환경에서 독립적으로 개발되어 응용될 수 있다. 본 발명은 산업 시스템 내의 공정뿐만 아니라 제조 인터페이스의 다양한 부분의 자동화를 가능하게 하는 스키마(328)를 갖는 제조 인터페이스를 제공한다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 알려진 표준이 스키마(328)와 관련하여 사용되어 시스템(300) 전체에 걸쳐서 공통 시맨틱을 제공할 수 있다. 특히, ISA 95 및/또는 ISA 88이 본 발명과 관련하여 사용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 산업 시스템(402)의 자동 구성 및 운영을 실행하는 시스템(400)이 도시되어 있다. 시스템(400)은 산업 시스템(402)의 표현(406)을 포함하는 자동화 플랫폼(404)을 포함한다. 시스템 표현(406)은 시스템 엔터티(408)(예를 들 어, 기계 및/또는 공정) 및 산업 시스템(402)(및 결론적으로는 시스템 엔터티(408))를 기술하는 메타데이터(410)를 포함할 수 있다. 특히, 메타데이터(410)는 시스템 엔터티(408) 중의 및/또는 사이의 연관(412)뿐만 아니라 일반적으로는 산업 시스템(402) 및/또는 개별적으로는 시스템 엔터티(408)의 자원(414)을 정의/기술한다. 메타데이터(410)를 사용함으로써 종래의 데이터베이스 모델과 비교하여 좀 더 완전하고 지능적인 산업 시스템(402)의 표현을 제공한다.
자동화 플랫폼(404)은 또한 산업 시스템(402)을 자동 구성하는 구성 컴포넌트(416)를 포함한다. 구성은 적어도 부분적으로 메타데이터(410) 내의 연관(412) 및 자원(414)에 기초한다. 예를 들어, 산업 시스템(402)은 공정에 대해 자동 구성될 수 있으며, 이와 함께 데이터베이스가 생성되어 그 공정에 관련된 데이터를 저장한다. 또한, 구성 컴포넌트는 데이터베이스와 그 컨텐츠(contents)를 요구되는 형식(예를 들어, 그러한 데이터를 브라우저로 볼 수 있도록 하는 XML)으로 변환하게 하는 스키마에 연관될 수 있다.
시스템(400)은 또한 사용자 관련 메타데이터(420)에 따라 사용자의 요구에 맞춘 인터페이스를 자동 생성하는 인터페이스 생성기(418)를 포함한다. 예를 들어, 사용자 관련 메타데이터(420)는 사용자 신분, 사용자 권한, 사용자의 지리적 위치, 또는 사용자에 관련된 다른 어떠한 적절한 정보를 포함할 수 있다. 인터페이스 생성기(418)는 그러한 메타데이터(420)에 접근하여 메타데이터(420)에 연관된 사용자(424)에 의해 요청되지 않은 시스템 표현(406)의 부분을 필터링할 수 있다. 상당한 양의 메타데이터가 사용되어 산업 시스템(402)을 표현하기 때문에, 이 메타데이터 를 사용자(424)에게 보여주는 것은 사용자(424)를 곤란하게 하고 비생산적이 될 것이다. 따라서, 인터페이스 생성기(418)는 필터를 통하여 사용자(424)에게 전달되는 데이터를 줄여서 사용자(424)에게 관리가능한 양의 데이터를 제공한다. 결국, 시스템 표현(406)이 종래의 데이터베이스 표현인 것처럼 애플리케이션이 사용자에게 단순하게 보여야 한다. 또한, 자동화 플랫폼(404)과 관련하여 사용되는 애플리케이션은 작업을 자동화하고 지능적인 결정을 내리기 위해 메타데이터(410, 420)를 이용하기 때문에 더 관리 가능하게 될 것이다. 또한, 인터페이스 생성기(418), 필터(422), 사용자 관련 메타데이터(420)가 자동화 플랫폼(404)으로부터 분리된 것으로 도시되고 있지만, 자동화 플랫폼(스키마)은 그 내부에 인터페이스 생성기(418), 필터(422) 및/또는 사용자 관련 메타데이터(420)를 포함할 수 있다. 따라서, 필터는 메타데이터 내에 직접 선언될 수 있다. 따라서, 필터(422)는 메타데이터에 의해 구동되지만 구조에 의해 구동되지 않기 때문에, 사용자 및/또는 산업 시스템의 변경에 적응할 수 있게 된다.
도 5를 참조하면, 메타데이터를 이용하여 산업 시스템을 자동 구성하는 방법(500)이 도시되어 있다. 설명의 편의를 위해 방법(500)은 일련의 동작으로 도시되고 기술되지만, 본 발명은 그 동작의 순서에 의해 제한되지 않으며, 본 발명에 따라 일부 동작들은 여기서 도시되고 기술된 것과는 다른 순서 및/또는 다른 동작과 동시에 발생될 수 있다. 예를 들어, 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자는 방법이 상태도에서와 같이 일련의 서로 연관된 상태 또는 이벤트로 달리 표현될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 또한, 모든 도시된 동작들이 본 발명에 따른 방법을 구현하는 데 요구되지 않을 수도 있다.
단계(502)에서, 산업 시스템이 모델링된다. 예를 들어, 시스템 및/또는 공정이 서로 다른 타입(type)을 갖는 다수의 객체에 의해 모델링될 수 있다. 본 발명의 일 양태에 따라 객체지향 프로그래밍이 사용될 수 있지만, 산업 시스템을 모델링하기 위한 어떠한 적절한 기술이 사용될 수도 있다. 또한, 모델은 산업 시스템과 관련하여 사용되는 소프트웨어 애플리케이션을 포함할 수 있다. 예를 들어, 특정 제조자는 제조 공정과 관련하여 사용되는 특정 애플리케이션을 가질 수 있다. 이들 애플리케이션은 산업 시스템 모델 내에 표현될 수 있다.
단계(504)에서, 산업 모델 내의 연관 및 자원을 정의하는 메타데이터가 수신된다. 수신된 메타데이터는 모델 내의 특정 객체/타입 간의 연관을 정의하는 링크 테이블(link table)을 포함할 수 있다. 또한, 메타데이터는 산업 시스템 내의 물리적 기계 및 그러한 물리적 기계 간의 연관뿐만 아니라 공정, 공정 및 기계 사이의 연관 또는 산업 시스템 내의 다른 어떠한 적절한 관계를 정의/기술할 수 있다. 또한, 수신된 메타데이터는 산업 시스템 내의 컴퓨터 자원, 산업 시스템 내의 데이터베이스, 산업 시스템과 관련되어 사용되는 소프트웨어 애플리케이션 간의 관계 등을 정의/기술할 수 있다. 마찬가지로, 메타데이터는 산업 시스템 내의 산업 자원 및/또는 계산 자원을 기술할 수 있다. 따라서, 산업 시스템의 강건한 기술이 메타데이터에 기초하여 생성될 수 있다.
단계(506)에서, 모델이 변경된다. 예를 들어, 산업 기계의 특정 부품이 변경, 추가, 갱신, 대체, 제거되거나 다른 어떠한 적절한 작업이 수행될 수 있다. 본 발명의 다른 양태에 따르면, 모델은 산업 시스템 내의 요구된 변화에 따라 변경 및/또는 하드웨어/소프트웨어에 변경된 내용을 반영할 수 있다. 단계(508)에서, 변경에 연관된 메타데이터가 수신된다. 예를 들어, 만약 기계가 제거되면, 센서가 그러한 제거를 감지하여 그 제거에 관련된 메타데이터(예를 들어, 갱신된 연관, 갱신된 자원,...)를 생성할 수 있다. 또 다른 예에서, 소프트웨어 애플리케이션이 갱신될 수 있으며, 그 갱신에 관련된 메타데이터가 추출되어 수신될 수 있다.
단계(510)에서, 메타데이터의 수집이 모델에서의 변경과 관련되어 분석된다. 예를 들어, 지능적인 구성 컴포넌트가 변경된 모델의 관점에서 메타데이터를 검토하며, 단계(512)에서, 분석결과에 따라 산업 시스템을 자동 구성할 수 있다. 예를 들어, 메타데이터의 검토 및 분석이 완료되면, 구성 컴포넌트는 특정 공정을 위한 하나 이상의 기계를 효과적으로 제어하는 PLC에서 사용될 소프트웨어를 자동 생성할 수 있다. 또한, 구성 컴포넌트는 사용자 인터페이스, 데이터베이스, 시스템의 구성 및 자동화를 실행하도록 생성되는 다른 어떠한 소프트웨어를 자동 생성할 수 있다.
도 6을 참조하면, 강건한 시스템 표현 내의 데이터를 필터링하고 필터링된 데이터를 사용자에게 제공하는 방법(600)이 도시되어 있다. 단계(602)에서, 산업 시스템의 모델이 수신된다. 예를 들어, 모델은 서로 다른 클래스 및 타입을 갖는 다양한 객체를 이용하여 산업 시스템을 표현할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 객체가 산업 시스템 내의 하나 이상의 기계 및/또는 공정을 표현할 수 있다. 단계(604)에서, 메타데이터가 모델과 연관된다. 특히, 모델은 산업 시스템 내의 기계들 간의 연관을 정의 및/또는 기술하는 메타데이터를 포함한다. 예를 들어, 메타데이터는 기계에 의해 수행된 공정과 그 기계가 공정의 자동화의 수행을 위해 어떻게 상호 작용하는지를 기술할 수 있다. 또한, 모델은 산업 시스템 내에 존재하는 자원(예를 들어, 사용 가능한 기계, 기계의 용량, PLC 처리 능력,...)을 정의 및/또는 기술하는 메타데이터를 포함한다. 본 발명의 다른 양태에 따르면, 모델 내의 메타데이터는 모델을 생성하는데 사용된 데이터를 기술한다. 예를 들어, 다양한 객체가 사용되어 산업 시스템을 표현할 수 있다. 메타데이터는 그러한 객체들 간의 관계뿐만 아니라 그 객체와 연관된 자원을 정의 및/또는 기술할 수 있다.
단계(606)에서, 메타데이터는 하나 이상의 사용자와 연관된다. 예를 들어, 사용자의 신분, 사용자 권한, 사용자 위치 또는 사용자에 관련된 다른 어떠한 적절한 정보를 기술하는 메타데이터가 수집되어 방법(600) 내에서 사용될 수 있다. 메타데이터는 사용자로부터 특정 정보를 요청하는 자동 생성된 일련의 질의 또는 템플렛(template)을 통하여 수동적으로 생성될 수 있다. 또한, 이 메타데이터는 시간의 흐름에 따라 사용자를 관찰하고 사용자와 관련된 추론을 수행하는 컴포넌트를 제공함으로써 자동 생성될 수 있다. 여기서 사용된 “추론(inference)”이라는 용어는 이벤트 및/또는 데이터를 통하여 수집된 관찰결과의 집합으로부터 시스템, 환경 및/또는 사용자의 상태를 추론하거나 그것에 관하여 판단하는 절차를 일반적으로 나타낸다. 추론은 특정 문맥(context) 또는 행동을 식별하는데 사용될 수 있으며, 또는 예를 들어 상태의 확률 분포를 생성할 수 있다. 추론은 확률적(probabilistic), 즉 데이터 및 이벤트의 고려에 기초하여 관심이 있는 상태의 확 률 분포의 계산일 수 있다. 추론은 이벤트 및/또는 데이터의 집합으로부터 더 상위 레벨의 이벤트를 구성하는데 사용되는 기술을 의미할 수도 있다. 이벤트가 시간적으로 근접하여 상관되어 있는지의 여부, 이벤트 및 데이터가 하나 또는 여러 이벤트 및 데이터 소스로부터 왔는지의 여부와 상관없이, 이러한 추론은 관찰된 이벤트의 집합 및/또는 저장된 이벤트 데이터로부터 새로운 이벤트 또는 행동을 구성하게 할 있다. 다양한 분류 스키마 및/또는 시스템(예를 들어, 지원 벡터 기계(support vector machine), 신경망, 전문가 시스템, 베이시안 신뢰망(bayesian belief network), 퍼지 논리, 데이터 퓨젼 엔진(data fusion engine),...)이 본 발명과 관련되어 자동 및/또는 추론된 행동을 수행하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 컴포넌트는 사용자가 일반적으로 어떤 애플리케이션에 접근하는지를 관찰하여 사용자가 특정 접근 권한과 연관되어 있음을 추론할 수 있다.
단계(608)에서, 모델과 연관된 메타데이터 및 사용자와 연관된 메타데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 사용자에게 데이터가 제공된다. 산업 시스템 및/또는 플랫폼을 기술하는 메타데이터의 양이 상당하기 때문에 이 데이터를 전달받은 사용자는 당황하게 될 수 있으므로, 이 데이터는 전체 산업 시스템 모델 보다 작다. 데이터는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 통하여 사용자에게 전달될 수 있다. 예를 들어, 산업 시스템의 부분 집합의 계층적 표현이 사용자에게 제공될 수 있으며, 여기서 부분 집합은 산업 시스템 내의 사용자의 활동에 적합한 것이다. 또한, 공정, 위치, 기계에 의한 조직, 또는 다른 어떠한 적절한 조직이 앞서 기술한 메타데이터에 따라 사용자에게 투영될 수 있다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 메타데이터 그 자체가 특정 사용자에 대한 필터를 선언할 수 있다(예를 들어, 메타데이터 내에 직접 필터가 선언될 수 있다). 종래의 필터는 서로 다른 사용자에 연관된 서로 다른 관점을 수동적으로 입력할 것을 요구했기 때문에, 이러한 필터링은 종래 필터에 비해 진보적인 것이다. 데이터를 특정 사용자에게 전달하기 위해 사용된 메타데이터 데이터베이스들 사이에 주어진 공통 시맨틱이 자동 생성될 수 있기 때문에, 모델과 관련된 메타데이터는 사용자에 연관된 관점의 자동 생성을 가능하게 한다.
도 7을 참조하면, 산업 시스템에 관련된 데이터베이스를 자동 생성 및 구성하는 방법(700)이 도시되어 있다. 단계(702)에서, 산업 시스템의 모델이 제공된다. 단계(704)에서, 메타데이터가 모델에 연관된다. 특히, 메타데이터는 산업 시스템에 관련된 연관 및 자원뿐만 아니라 모델 내에 사용되는 소프트웨어 객체 간의 연관 및 자원을 정의/기술한다. 단계(706)에서, 데이터 교환 스키마가 모델에 연관된다. 예를 들어, ISA 95가 모델과 관련하여 사용되어 모델과 그 모델에 의해 표현된 산업 시스템 사이의 통신을 수행할 수 있다. 구체적으로, 데이터 교환 스키마는 모델 내의 코드를 산업 시스템 내의 엔터티(예를 들어, PLC)에 의해 판독가능한 코드로 변환하는 변환 컴포넌트를 포함할 수 있다.
단계(708)에서, 산업 시스템 내에 구현되고 모델 내에서 모델링된 특정 공정에 기초하여 모델과 산업 시스템 간에 데이터가 교환된다. 간단한 예를 들면, 카운터(counter)가 기계의 부품으로 사용되어, 그 숫자가 모델에 전달되어 저장 및/또는 분석될 수 있다. 단계(710)에서, 데이터베이스가 자동 구조화되고 데이터가 그렇게 구조화된 데이터베이스에 입력된다. 산업 환경 내의 종래의 데이터 획득 시스 템/방법에서, 데이터를 획득하기 위해서는 새로운 공정의 구현 전에 데이터베이스 구조를 수동적으로 생성할 것이 요구된다. 방법(700)이 사용되어 새로운 공정과 관련한 데이터를 수신하는 데이터베이스 구조를 자동 생성할 수 있다. 예를 들어, 모델 및 이와 연관된 메타데이터가 사용되어 특정 공정을 위해 산업 시스템을 자동 구성할 수 있다. 또한, 앞서 기술한 메타데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 공정에 관련된 정보를 저장하는 데이터베이스가 자동 생성될 수 있으며, 이로 인해 제조 효율을 증가시킬 수 있다. 데이터베이스의 구조화 후에, (예를 들어, 센서를 통해) 공정으로부터 획득된 데이터는 데이터베이스로 전달되어 저장된다. 또한, 데이터베이스는 사용자 요구에 따라 구조화될 수 있다. 예를 들어, 데이터베이스는 XML 데이터베이스로 자동 구성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 산업 시스템의 일부를 구성하는 방법(800)이 도시되어 있다. 단계(802)에서, 산업 시스템의 모델이 제공된다. 예를 들어, 모델은 산업 시스템 내의 기계 및/또는 공정의 표현을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 양태에 따라, 객체지향 프로그래밍이 모델의 생성에 사용될 수 있다. 단계(804)에서, 메타 데이터가 모델과 연관된다. 메타데이터는 산업 시스템에 관련된 연관 및 자원뿐만 아니라 산업 모델에 관련된 연관 및 자원을 정의 및/또는 기술한다. 단계(806)에서, 모델은 특정 작업에 대한 요청을 수신할 수 있다. 예를 들어, 모델은 다수의 기계의 자동 구성의 요청을 수신하여 요구되는 공정을 구현할 수 있다. 다른 예로, 모델은 특정 공정에 관련된 XML 데이터베이스 구조화의 요청을 수신할 수 있다.
단계(808)에서, 요청된 작업에 관련된 데이터가 자동 수집되어 분석된다. 예 를 들어, 데이터 수집 컴포넌트가 선언될 수 있으며, 이 컴포넌트는 산업 시스템 모델을 검토하여 요청된 작업과 관련된 데이터를 얻는다. 예를 들어, 산업 시스템 모델 내의 메타데이터가 수집 및 분석되어 작업을 완료하기 위해 필요한 단계들을 결정할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 만약 작업이 XML 데이터베이스를 생성하는 것이라면, XML 데이터베이스를 구조화하기 위해 사용되는 컴포넌트와 함께 저장 용량에 관련된 메타데이터가 수집되어 분석될 수 있다. 단계(810)에서, 요청된 작업을 완료하기 위해서 모델 내에 충분한 데이터(예를 들어, 메타데이터, 자원,...)가 있는지를 결정한다. 충분한 데이터가 존재하면,모델 및/또는 산업 시스템이 자동 구성되어 단계(812)에서 작업이 완료된다. 예를 들어, 요청된 작업이 XML 데이터베이스를 완성하는 것이라면, 이러한 데이터베이스는 요청 및 수집된 데이터에 기초하여 자동 구성될 수 있다.
만약 작업을 완료하기 위한 데이터가 충분하지 않다면, 단계(814)에서 사용자에게 대체사항들의 집합이 제공된다. 예를 들어, 요청이 XML 데이터베이스를 생성하는 것이었지만 사용 가능한 자원은 SQL 데이터베이스의 생성만을 허용한다면, 사용자에게는 SQL 데이터베이스의 생성이 수용 가능한 대체사항인지를 자동 질의한다. 그래픽 사용자 인터페이스가 사용되어 사용자에게 대체사항들의 리스트가 제공될 수 있다. 다른 예로, 공장 내의 제1위치에 기계가 충분하지 않은 경우에 제조공정을 완료하는 요청이 있을 수 있다. 이어서, 사용자에게는 요청된 제조 공정이 완료될 수 있는 제2위치와 같은 하나 이상의 대체사항이 제공될 수 있다.
단계(816)에서, 사용자는 단계(814)에서 제공된 대체사항 중의 하나가 수용 가능한지를 결정한다. 제공된 대체사항 중의 하나가 수용가능하면, 사용자는 그 대체사항을 선택할 수 있으며, 시스템은 선택된 대체사항에 따라 단계(812)에서 자동 구성된다. 그렇지 않으면, 사용자는 단계(818)에서 요청된 작업을 완료 가능하게 하는 지시를 제공받는다. 단계(808)에서의 데이터의 수집 및 분석은 방법(800)으로 하여금 사용자에게 작업을 완료하는데 필요한 지시 및/또는 자원을 제공하게 한다. 예를 들어, XML 데이터베이스를 생성하기 위한 충분한 정의된 링키지(linkage)가 존재하지 않는다면, 사용자는 XML 데이터베이스의 생성을 가능하게 하는 링키지를 제공할 것을 요청 받을 수 있다.
도 9를 참조하면, 선언적 모델로써 자동화 플랫폼을 사용하는 방법(900)이 도시되어 있다. 단계(902)에서, 산업 시스템의 모델을 포함하는 자동화 플랫폼 내에 요구되는 애플리케이션이 선언된다. 예를 들어, 요구되는 애플리케이션은 산업 시스템 내에서 완료되는 제조작업 및/또는 산업 시스템의 적어도 일부분의 분석을 위한 데이터베이스 구조의 생성과 같은 컴퓨터 기반의 작업이 될 수 있다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 이 애플리케이션은 사용자에 의한 요청을 통하여 선언될 수 있다. 단계(904)에서, 데이터 수집 객체가 선언되어 선언된 애플리케이션과 관련된 데이터의 수집을 수행할 수 있다. 이러한 데이터 수집 객체는 자동화 플랫폼 내에서 자동으로 선언되거나 사용자에 의해 수동으로 선언될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 특정 공정, 기계, PLC등과 관련하여 데이터가 수집될 것을 요청할 수 있다.
단계(906)에서, 데이터 수집 객체는 자동화 플랫폼 및 산업 시스템을 검색하여 선언된 애플리케이션에 적합한 데이터를 수집한다(예를 들어, 산업 시스템 엔터 티 및 관계에 관련된 데이터뿐만 아니라 자동화 플랫폼에 관련된 데이터가 수집된다). 예를 들어, 선언된 애플리케이션이 다양하게 상호 연결되어 통신하는 기계에 의해 구현되어야 하는 제조 작업에 관련되어 있다면, 선언된 데이터 수집 객체는 어떤 기계가 존재하는지, 기계들 간의 연결의 형태는 무엇인지를 결정하고, 기계와 연관된 제어 알고리즘 또는 작업에 관련된 데이터를 획득하는데 사용될 수 있는 다른 어떠한 적절한 관련 데이터를 검토할 수 있다. 단계(908)에서, 산업 시스템 및/또는 제조 플랫폼이 요구되는 애플리케이션에 대해 자동 구성된다. 예를 들어, 산업 시스템 내의 기계의 자동 구성 및/또는 기계 및/또는 애플리케이션에 관련된 데이터베이스의 자동 생성이 실행될 수 있다.
도 10을 참조하면, 산업 시스템 모델을 제1데이터 구조로부터 제2데이터 구조로 변환하는 예(1000)가 도시되어 있다. SQL 데이터베이스(1002)는 상기한 바와 같이 산업 시스템을 구성하는데 사용되는 산업 시스템 모델(1004)을 포함한다. 산업 시스템 모델(1004)은 산업 시스템 내의 기계의 연관뿐만 아니라 산업 시스템 모델(1004)내에 존재하는 객체/애플리케이션들 사이의 연관을 기술/정의하는 메타데이터(1006)를 포함한다. 예를 들어, 산업 시스템 모델(1004)은 다양한 소프트웨어 애플리케이션(예를 들어, 스프레드쉬트(spreadsheet) 애플리케이션, 워드 프로세싱 애플리케이션,...)을 포함할 수 있으며, 메타데이터(1006)는 이러한 애플리케이션들 간의 연관을 기술/정의할 수 있다. 또한, 메타데이터(1006)는 산업 시스템과 연관된 자원 및/또는 산업 시스템 모델(1004)에 연관된 자원을 기술/정의할 수 있다. 예를 들어, 산업 시스템 모델(1004) 내의 소프트웨어 애플리케이션은 제한된 자원 을 갖는 프로세서와 연관될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 요구되는 기능(1010)이 결정된다. 도시된 변환의 예(1000)에서, 요구되는 기능(1010)은 SQL 데이터베이스(1002)에서 XML 데이터베이스(1012)로의 변환이다. 도시된 변환이 SQL 데이터베이스에서 XML 데이터베이스로의 변환을 포함하지만, 본 발명에 따른 메타데이터의 사용을 통하여 데이터베이스 구조 간의 어떠한 적절한 변환도 달성될 수 있음을 알 수 있다. 요구되는 기능(1010)은 기계를 부팅(booting)한 후에 사용자에 의해 입력되거나, 서비스 호출(예를 들어, 하드디스크 부트)로 자동 부트스트랩(bootstrap)될 수 있다. 따라서, 서비스 호출이 수신될 때마다, 요구되는 기능(1010)이 수행된다. 데이터 수집기(1014)가 사용되어 SQL 데이터베이스(1002)로부터 데이터가 수집되며, 이에 따라 SQL 데이터베이스에서 XML 데이터베이스(1012)로의 변환이 실행된다. 예를 들어, 데이터 수집기(1014)가 선언적인 산업 자동화 플랫폼 내에서 선언될 수 있다. 또한, 요구되는 변환을 완료하기에 충분한 데이터가 존재하지 않는다면, 사용자에게는 방법(800)(도 8)에 관하여 도시된 바와 같은 변환을 실행하기 위한 대체사항 및/또는 지시가 제공될 수 있다.
데이터 수집기(1014)에 의해 요구된 데이터가 수집되면, 스키마(1016)가 제공되어 SQL 데이터베이스(1002)를 XML 데이터베이스(1012)로 변환한다. 본 발명의 일 양태에 따라, 스키마(1016)는 표준(예를 들어,ISA 95, ISA 88, ...)을 사용하여 SQL 데이터베이스(1002)와 XML 데이터베이스(1012)사이에서 공통 시맨틱이 사용되게 한다. 또한, 스키마(1016)는 산업 시스템 모델(1004)과 연관된 소프트웨어 부분 을 자동 생성하여 XML 기반 산업 시스템 모델(1018)로의 요구되는 변환을 실행하는 지능적 컴포넌트를 포함한다. 예를 들어, 스키마(1016)는 데이터베이스 인스턴스(instance), C 샤프 어셈블리(sharp assembly), 시각화의 목적으로 사용되는 아이콘을 위한 셋업 아이콘 저장소 등을 자동 생성할 수 있다. 결과적으로 생성된 데이터베이스(1012)는 산업 시스템 모델(1018)과 요구되는 포맷을 갖는 산업 모델(1018)과 연관된 메타데이터(1020)를 포함한다. 예를 들어, 서로 다른 지리적 위치에서 종래의 브라우저 상에서 데이터베이스의 콘텐츠를 볼 수 있는 기능으로 인해 XML 데이터베이스가 요구될 수도 있다. 따라서, 요구되는 포맷에서 새로운 데이터베이스의 수동 구조화를 요구하지 않으면서, 전체 산업 시스템 모델(1004)은 메타데이터(1006)를 분석함으로써 요구되는 포맷으로 자동 변환될 수 있다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 필터링 기술을 나타내는 실시예(1100)가 도시되어 있다. 자동화 플랫폼(1102)은 소프트웨어 개발 및 산업 애플리케이션 모두를 위해 다수의 사용자에 의해 접근될 수 있다. 특히, 실시예(1100)에서 기업 사용자(1104), 공정 운영자(1106), 생산 관리 사용자(1108) 및 제어 시스템 개발자(1110) 모두는 동시에 자동화 플랫폼(1102)에 접근하고 있다. 사용자(1104-1110)는 하나의 제조 공장에 위치하거나 서로 다른 제조 공장에 지리적으로 분산될 수 있으며, 여기서 자동화 플랫폼(1102)은 분산된 제조 환경의 구성/자동화를 수행한다. 사용자(1104-1110)는 모두 자동화 플랫폼(1102)의 서로 다른 부분을 접근/수정하기를 요구하며, 자동화 플랫폼(1102)은 앞서 개시된 바와 같이 자동화 플랫폼(1102)을 기술/정의하는 메타데이터(도시되지 않음)를 포함한다. 따라서, 자동화 플랫폼(1102) 내의 시스템 표현(도시되지 않음)의 완전성으로 인해 사용자(1104-1110) 각각에게 자동화 플랫폼(1102)의 전부를 제공하는 것은 부담을 줄 수 있다.
종래에는, 특정 사용자에 대해 필터가 수동으로 설치되어, 그 사용자가 일반적으로 수행하는 작업에 필요한 데이터만을 사용자에게 제공하였다. 본 발명에 따르면, 각 사용자(1104-1110)에 대한 필터는 사용자(1104-1110)에 연관된 메타데이터, 자동화 플랫폼(1102)내에 표현된 산업 시스템 및 자동화 플랫폼(1102) 그 자체에 기초하여 자동 생성될 수 있다. 따라서, 기업 사용자(1104)는 그 사용자(1104)에 적합한 정보만을 제공받으며, 공정 운영자(1106)는 공정 운영자(1106)에 적합한 정보만을 제공받는다. 메타데이터에 기초하여 필터를 생성하는 것은, 산업 시스템, 자동화 플랫폼 및/또는 사용자 변경에 연관된 변화에 대해 유연성이 떨어지며 비적응적인 종래의 필터에 비하여, 자동화 플랫폼(1102)의 좀 더 지능적인 표현이 각 사용자에게 전달될 수 있게 한다.
도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 예시적 산업 시스템 표현(1200)이 도시되어 있다. 산업 시스템 표현(1200)은 다수의 타입을 갖는 다수의 소프트웨어 객체(1202-1216)를 포함한다. 이러한 객체(1202-1216)는 객체 내에서뿐만 아니라 객체(1202-1216)와 관련된 메타데이터(1218) 내에서 기술/정의된다. 특히, 메타데이터(1218)는 다수의 연관(1220)에 관련된 데이터를 포함할 수 있으며, 연관(1220)은 객체(1202-1216) 사이의 관련성을 기술한다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 연관(1220)은 링크 테이블(link table)일 수 있다. 따라서, 새로운 객체(1222)가 시스템 표현(1200)에 추가되면, 이에 따라 연관(1220)(예를 들어, 링크 테이블)이 갱신 될 수 있다.
또한, 시스템 표현(1200)은 객체 간의 상속 능력을 제공하며, 메타데이터는 객체 간의 상속을 정의할 수 있으며, 연관(1220)은 상속된 객체들 간의 링크를 포함할 수 있다. 이로 인해 종래의 메타데이터 관련 시스템/방법에 비해 더 강력한 메타데이터 모델을 제공하게 된다. 특히, 메타데이터(1218) 내의 상속과 관련된 데이터는 애플리케이션의 구축을 쉽게 하며, 데이터를 조작할 수 있는 또 다른 방법을 제공한다. 또한, 객체의 자동 순서 매김은 데이터 구조에서 이러한 계층을 수동 프로그래밍하는 것보다 더 효율적이다. 시스템 표현(1200)은 연관의 타입에 따라 함께 연결된 객체(1202-1216)를 도시한다. 이러한 연결은 수평적 연결(예를 들어, 상속을 포함하지 않는 연관), 수직적 연결(예를 들어, 상속을 포함하는 연관), 또는 객체들 간에 존재할 수 있는 다른 어떠한 적절한 관계일 수 있다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 자동화 플랫폼과 관련하여 사용되는 예시적 산업 환경(1300)이 도시되어 있다. 자동화 플랫폼은 계산 환경(1302) 내에 저장되며, 이것은 하나 이상의 산업 기계/공정의 자동 구성 및/또는 자동화를 수행한다. 자동화 플랫폼은 산업 환경에 관련된 데이터를 획득하는 데이터 수집 컴포넌트를 포함한다. 특히, 산업 환경(1300)에는 PLC(1304, 1306)와 이에 의해 제어되는 다수의 산업 장치가 존재한다. 특히, PLC(1304)는 제1산업 장치(1308)에서부터 제N산업 장치(1310)에 연결되어 이들의 제어를 수행하며, 여기서 N은 1보다 큰 정수이다. PLC(1306)는 서로 다른 산업 장치(1312)로부터 제M산업 장치(1314)에 연결되어 이들을 제어하며, 여기서 M은 1보다 큰 정수이다. 데이터 수집 컴포넌트는 PLC(1304, 1306)와 산업 장치(1308-1314)의 물리적 연결에 관련된 정보를 획득할 수 있다. 또한, 데이터 수집 컴포넌트는 산업 장치(1308-1314)상에 설치된 애플리케이션에 관련된 정보, 산업장치(1308-1314)와 관련되어 사용되는 통신 프로토콜 및 산업장치(1308-1314)에 관련된 다른 어떠한 적절한 정보를 획득할 수 있다.
이어서, 자동화 플랫폼은 PLC(1304, 1306)를 구성하여 산업 장치(1308-1314)에 제어 소프트웨어를 제공하고, PLC(1304, 1306)와 산업 장치(1308-1314) 사이의 통신 인터페이스를 생성할 수 있다. 또한, 산업장치(1308-1314)의 최적의 운영을 가능하게 하는 사용자 인터페이스가 사용자에게 제공될 수 있다. 본 발명의 일 양태에 따르면, PLC(1304, 1306)가 서로 다른 지리적 위치에 위치할 수 있지만, 이들은 중앙 자동화 플랫폼을 통해 구성될 수 있다. 서로 다른 위치에 있는 이 기계들은 서로 통신하여 자동화 플랫폼을 통하여 공정을 완료하도록 구성될 수 있다.
도 14를 참조하면, 산업 환경에서 장치들 사이의 예시적 구성(1400)이 도시되어 있다. 제1장치(1402)와 제2장치(1404)는 상호 작용하도록 구성된다. 예를 들어, 제1장치(1402)와 제2장치(1404) 사이에 통신이 가능하게 된다. 마찬가지로 제1장치(1402)와 제2장치(1404)는 결합 동작하여 공정을 완료할 수 있다. 그 후, 제3장치(1406)가 제2장치(1404)와 통신 및/또는 결합 동작하도록 구성될 수 있다. 이어서, 제3장치(1406)에 대하여 제1장치(1402)를 구성하는 것이 바람직할 수 있다. 데이터 수집 컴포넌트(도시되지 않음)가 사용되어 3개의 장치(1402-1406)에 관련된 데이터를 수집할 수 있으며, 이들 장치들 간의 구성이 자동 발생될 수 있다. 본 발명의 다른 양태에 따르면, 3개의 장치(1402-1406)에 관련된 데이터는 이미 데이터 수집 컴포넌트에 의해 획득되었을 수도 있다. 그 후, 사용자는 제2장치(1404)와 함께 제1장치(1402)를 구성할 필요가 있음을 선언할 수 있다(예를 들어, 자동화 플랫폼을 선언적 모델로써 실행할 수 있음). 추후에, 모든 데이터가 수집되면, 제3장치(1406)는 요청 또는 선언을 통하여 제2장치(1404) 및/또는 제1장치(1402)와 함께 구성될 수 있다. 본 발명의 이러한 양태는 산업 환경과 관련하여 사용될 수 있는 확장 가능한 선언적 자동화 플랫폼을 제공한다.
도 15를 참조하면, 산업 공정을 실행하기 위하여 하나 이상의 기계를 제어하는 예시적 시스템(1500)이 도시되어 있다. 시스템(1500)은 다수의 장치(1502-1506)를 포함한다. 특히, 시스템(1500)은 제1장치(1502)로부터 제N장치(1506)까지를 포함하며, 여기서 N은 2보다 큰 정수이다. 장치(1502-1506)는 이들을 제어하는 것과 관련하여 메타데이터(1510)를 이용하는 제어기(1508)에 의해 제어된다. 또한, 메타데이터 저장소(도시되지 않음)로부터 추가의 메타데이터가 제어기(1508)에 의해 접근될 수 있다. 상술한 바와 같이 메타데이터가 풍부한 환경에서는, 제어기(1508)가 종래의 제어기에 비하여 더 지능적인 판단을 수행할 수 있다. 또한, 장치(1502-1506)에 의해 생성된 메타데이터는 제어기(1508)에 전달되어, 장치(1502-1506)를 제어하는 데 사용될 수 있도록 추가의 메타데이터가 제어기(1508)에 제공된다. 메타데이터가 제어기(1508)에 의해 연속적으로 추가되고 접근됨에 따라, 제어기(1508)는 점차적으로 지능적인 판단을 수행하고 장치(1502-1506)에 관련된 변화에 적응할 수 있다.
도 16을 참조하면, 산업 시스템 자동화 플랫폼 내에서 메타데이터 수집 및/ 또는 생성을 수행하는 시스템(1600)이 도시되어 있다. 시스템(1600)은 확장 가능한 시스템으로, 더 많은 메타데이터가 수집/생성될수록, 시스템(1600) 및 그 부품은 더 구조화되고 지능적으로 된다. 시스템(1600)은 메타데이터의 수집 및 조직화를 수행하는 데이터 수집기(1602)를 포함한다. 특히, 데이터 수집기는 등록 컴포넌트(1604) 및 배치 컴포넌트(1606)를 포함하며, 등록 컴포넌트는 산업 시스템(1608)으로부터 오는 메타데이터를 등록한다(예를 들어, 수신된 메타데이터 및 현존 메타데이터 사이의 연관을 구성한다). 예를 들어, 데이터 수집기(1602)는 산업 시스템(1608)내의 센서(1610)로부터 메타데이터를 수집할 수 있다. 수신된 메타데이터는 산업 시스템(1608) 내에서 수행되는 공정, 산업 시스템(1608) 내의 기계, 산업 시스템(1608)내의 컴퓨터 관련 엔터티 등을 기술/정의할 수 있다. 또한, 도시되지 않았지만, 자동화 플랫폼은 애플리케이션 구성 및/또는 산업 시스템(1608) 및 자동화 플랫폼 사이의 인터페이스에 따라 메타데이터를 자동 생성할 수 있다. 따라서, 데이터는 행동의 전체 집합(예를 들어, 물리적 시스템, 제어기, 소프트웨어 애플리케이션,...)에 걸쳐서 수집될 수 있다. 데이터 수집기(1602)는 수신된 메타데이터를 수집하여 등록하며, 그것을 메타데이터 저장소(1612) 내의 적절한 위치에 배치한다. 이 메타데이터 저장소(1612)는 산업 시스템(1608)의 적어도 일부분을 제어하는 제어기(1614)에 의해 접근될 수 있다. 제어기(1614)는 또한 센서(1610)로부터 직접 메타데이터가 아닌 데이터를 수신할 수 있다. 또한, 메타데이터 저장소(1612) 내의 수집된 메타데이터의 사용을 통하여 플러그앤플레이(plug-and-play) 특징들을 사용할 수 있다. 특히, 메타데이터를 통하여 장치가 산업 시스템(1608)에 "플러그 (plug)"될 수 있으며, 애플리케이션, 데이터베이스, 기계들 간의 구성, 및 산업 시스템(1608)과 장치를 구성하기 위해 필요한 다른 어떠한 적절한 단계들이 메타데이터를 통하여 자동 생성될 수 있다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 일 양태에 따른 실시예(1700)가 도시되어 있다. 메타데이터 저장소(1702)는 서로 다른 지리적 위치에 있는 두 개의 서로 다른 산업 시스템(1704, 1706)에 의해 접근된다. 예를 들어, 제1산업 시스템(1704)은 뉴욕의 공장 내에 위치하는 반면에, 제2산업 시스템(1706)은 네바다의 공장 내에 위치할 수 있다. 통신 기술의 발달로 인해, 두 산업 시스템(1704, 1706)은 하나의 메타데이터 저장소(1702)를 사용하여 산업 시스템(1704, 1706)내의 공정 및/또는 기계를 구성 및/또는 자동화할 수 있다. 본 발명의 다른 양태에 따르면, 메타데이터 저장소(1702)는 여러 데이터베이스에 걸쳐서 분산된 저장소일 수 있다. 산업 시스템(1704, 1706)은 어떤 적절한 네트워크 연결(1708)을 통하여 메타데이터 저장소(1702)를 접근한다. 예를 들어, 네트워크 연결은 T1 연결, 이더넷 연결 또는 다른 어떠한 적절한 무선 및/또는 유선 연결일 수 있다. 산업 시스템(1704, 1706)은 각각 제어기(1710, 1712)를 포함하며, 네트워크 연결을 통하여 메타데이터 저장소(1702)를 접근하여 산업 시스템(1704, 1706) 내의 공정 및/또는 기계의 제어를 실행한다. 또한, 산업 시스템(1704, 1706)(및 제어기(1710, 1712))이 사용되어 메타데이터 저장소(1702)에 메타데이터를 추가할 수 있다. 메타데이터의 양이 증가함에 따라, 제어기(1710, 1712)는 산업 시스템(1704, 1706)의 부품들을 제어함에 있어서 더 지능적인 판단을 수행할 수 있을 것이다.
도 18을 참조하면, 본 발명의 다양한 양태들을 구현하는 실시예(1810)는 컴퓨터(1812)를 포함한다. 컴퓨터(1812)는 처리장치(1814), 시스템 메모리(1816), 및 시스템 버스(1818)를 포함한다. 시스템 버스(1818)는 시스템 메모리(1816)를 포함하는 그러나 여기에 한정되지 않는 시스템 컴포넌트를 처리장치(1814)에 연결한다. 처리장치(1814)는 다양한 사용가능한 프로세서 중의 어느 것도 될 수 있다. 듀얼 마이크로프로세서 및 다른 멀티프로세서 구조가 또한 처리장치(1814)로 사용될 수 있다.
시스템 버스(1818)는, 11비트 버스, 산업 표준 구조(Industrial Standard Architecture: ISA), 마이크로채널 구조(Micro-Channel Architecture: MSA), 확장 ISA(Extended ISA: EISA), 지능 드라이브 일렉트로닉스(Intelligent Drive Electronics: IDE), VESA 로컬 버스(VESA Local Bus: VLB), 주변 컴포넌트 상호연결(Peripheral Component Interconnect: PCI), 범용 직렬 버스(Universal Serial Bus: USB), 어드밴스 그래픽 포트(Advanced Graphics Port: AGP), 개인용 컴퓨터 메모리 카드 국제 협회 버스(Personal Computer Memory Card International Association bus: PCMCIA) 및 소형 컴퓨터 시스템 인터페이스(Small Computer Systems Interface: SCSI)를 포함하는 그러나 여기에 한정되지 않은 어떠한 사용가능한 버스 구조를 사용하는 로컬 버스(local bus), 주변 버스(peripheral bus) 또는 외부 버스(external bus), 및/또는 메모리 버스 또는 메모리 제어기를 포함하는 여러 종류의 버스 구조 중의 어느 것도 될 수 있다.
시스템 메모리(1816)는 휘발성 메모리(1820) 및 비휘발성 메모리(1822)를 포 함한다. 시작 동안에 컴퓨터(1812) 내의 구성요소 간의 정보를 전송하는 기본 루틴(routine)을 포함하는 기본 입력/출력 시스템(BIOS)은 비휘발성 메모리(1822)에 저장된다. 예를 들어, 비휘발성 메모리(1822)는 판독 전용 메모리(ROM), 프로그램 가능한 ROM(PROM), 전기적으로 프로그램 가능한 ROM(EPROM), 전기적으로 소거 가능한 ROM(EEPROM) 또는 플레쉬 메모리를 포함할 수 있으나 여기에 한정되지는 않는다. 휘발성 메모리(1820)는 외부 캐쉬 메모리로써 동작하는 임의 접근 메모리(RAM)를 포함한다. 예를 들어, RAM은 동기식 RAM(SRAM), 동적 RAM(DRAM), 동기식 DRAM(SDRAM), 이중 데이터 레이트 SDRAM(DDR SDRAM), 확장된 SDRAM(ESDRAM), 싱크링크 DRAM(SLDRAM) 및 직접 램버스 RAM(DRRAM)과 같은 다양한 형태로 사용할 수 있으나 여기에 한정되지는 않는다.
컴퓨터(1812)는 또한 제거 가능한/제거 불가능한, 휘발성/비휘발성 컴퓨터 저장 매체를 포함한다. 도 18은 예를 들어 디스크 저장장치(1824)를 도시한다. 디스크 저장장치(1824)는 마그네틱 디스크 드라이브, 플로피 디스크 드라이브, 테이프 드라이브, 재즈(Jaz) 드라이브, 짚(Zip) 드라이브, LS-100 드라이브, 플레쉬 메모리 카드 또는 메모리 스틱과 같은 장치를 포함할 수 있으나 여기에 한정되지는 않는다. 또한, 디스크 저장장치(1824)는 CD-ROM 장치, CD 기록 가능한 드라이브(CD-R 드라이브), CD 재기록가능 드라이브(CD-RW 드라이브) 또는 디지털 다목적 디스크 ROM 드라이브(DVD-ROM)와 같은 광 디스크 드라이브를 포함하는 그러나 이것에 한정되지 않은 다른 저장 매체와 결합되어 또는 분리되어 저장매체를 포함할 수 있다. 디스크 저장장치(1824)를 시스템 버스(1818)에 연결하기 위하여, 제거 가능한 또는 제거 불가능한 인터페이스가 일반적으로 인터페이스(1826)로 사용된다.
도 18은 사용자와 적절한 운영 환경(1810)에서 기술된 기본 컴퓨터 자원 사이의 중간에서 작동하는 소프트웨어를 기술하고 있음을 알 수 있다. 이러한 소프트웨어는 운영체제(1828)를 포함한다. 운영체제(1838)는 디스크 저장장치(1824)에 저장될 수 있으며, 컴퓨터 시스템(1812)의 자원을 제어 및 할당하도록 동작한다. 시스템 애플레케이션(1830)은 시스템 메모리(1816) 또는 디스크 저장장치(1824)에 저장된 프로그램 모듈(1832) 및 프로그램 데이터(1834)를 통하여 운영체제(1828)에 의한 자원의 관리를 활용한다. 본 발명은 다양한 운영체제 또는 운영체제의 조합으로 구현될 수 있음을 알 수 있다.
사용자는 입력장치(1836)를 통하여 컴퓨터(1812)에 명령어 또는 정보를 입력한다. 입력장치(1836)는 마우스, 트랙볼, 스틸러스, 터치패드, 키보드, 마이크로폰, 조이스틱, 게임 패드, 위성 접시(satellite dish), 스캐너, TV 튜너카드, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 웹 카메라 등과 같은 포인팅 장치를 포함하지만 여기에 한정되지는 않는다. 이들 및 다른 입력 장치는 인터페이스 포트(1838)와 시스템 버스(1818)를 통하여 처리장치(1814)에 연결된다. 인터페이스 포트(1838)는 예를 들어 직렬 포트, 병렬 포트, 게임 포트, 범용 직렬 버스(USB)를 포함한다. 출력장치(1840)는 입력장치(1836)와 동일한 유형의 포트 중의 일부를 사용한다. 따라서, 예를 들어, USB 포트가 컴퓨터(1812)에 입력을 제공하고 컴퓨터(1812)로부터의 정보를 출력장치(1840)에 출력하는데 사용될 수도 있다. 출력 어댑터(1842)가 도시되어 있으며, 이것은 다른 출력장치(1840) 중에서 모니터, 스피커, 및 프린터와 같 은 일부 출력장치(1840)는 특별한 어댑터를 요구하고 있음을 보여준다. 출력 어댑터(1842)는 예를 들어 출력장치(1840) 및 시스템 버스(1818) 사이의 연결 수단을 제공하는 비디오 및 사운드 카드를 포함할 수 있으나 여기에 한정되지는 않는다. 다른 장치 및/또는 장치 시스템은 원격 컴퓨터(1844)와 같이 입력 및 출력 기능을 모두 제공함을 주지해야 한다.
컴퓨터(1812)는 원격 컴퓨터(1844)와 같은 하나 이상의 원격 컴퓨터로의 국지적 연결을 사용하는 네트워크 환경에서 동작할 수 있다. 원격 컴퓨터(1844)는 개인용 컴퓨터, 서버, 라우터, 네트워크 PC, 워크스테이션, 마이크로프로세서 기반 가전제품, 피어(peer) 장치 또는 다른 공통 네트워크 노드 등이 될 수 있으며, 컴퓨터(1812)와 관련하여 기술된 다수의 또는 모든 구성요소들을 일반적으로 포함한다. 간결한 설명을 위해, 메모리 저장장치(1846)만이 원격 컴퓨터(1844)와 함께 도시되어 있다. 원격 컴퓨터(1844)는 네트워크 인터페이스(1848)를 통하여 컴퓨터(1812)에 논리적으로 연결되어 있으며, 물리적으로는 통신 연결(1850)을 통하여 연결되어 있다. 네트워크 인터페이스(1848)는 지역 네트워크(LAN) 및 광역 네트워크(WAN)와 같은 통신 네트워크를 포함한다. LAN 기술은 광 분산 데이터 인터페이스(Fiber Distributed Data Interface: FDDI), 동 분산 데이터 인터페이스(Copper Distributed Data Interface: CDDI), 이더넷/IEEE 1102.3, 토큰링/IEEE 1102.5 등을 포함한다. WAN 기술은 포인트대포인트 연결(point-to-point link), 통합 서비스 디지털 네트워크(Integrated Service Digital Network: ISDN) 및 그것의 다양한 변형과 같은 회로 스위칭 네트워크, 패킷 스위칭 네트워크 및 디지털 가입자 라인 (Digital Subscriber Lines: DSL)을 포함하지만 여기에 한정되지는 않는다.
통신 연결(1850)은 네트워크 인터페이스(1840)를 버스(1818)에 연결하기 위해 사용되는 하드웨어/소프트웨어를 나타낸다. 통신 연결(1850)은 명확한 도시를 위하여 컴퓨터(1812) 내에 도시되었지만, 이것은 컴퓨터(1812)의 외부에 있을 수도 있다. 네트워크 인터페이스(1848)로의 연결에 필요한 하드웨어/소프트웨어는 정규 전화 수준의 모뎀, 케이블 모뎀 및 DSL 모뎀을 포함하는 모뎀, ISDN 어댑터 및 이더넷 카드와 같은 내부 및 외부 기술을 포함하지만 이것은 예시적인 목적으로 나열한 것에 불과하다.
도 19는 본 발명과 상호 작용하는 예시적 계산 환경(1900)의 개략적 블록도이다. 시스템(1900)은 하나 이상의 클라이언트(1910)를 포함한다. 클라이언트(1910)는 하드웨어 및/또는 소프트웨어(예를 들어, 쓰레드, 프로세스, 계산장치)일 수 있다. 시스템(1900)은 또한 하나 이상의 서버(1930)를 포함한다. 서버(1930)는 또한 하드웨어 및/또는 소프트웨어(예를 들어, 쓰레드, 프로세스, 계산장치)일 수 있다. 서버(1930)는 예를 들어 본 발명을 이용하여 변환을 수행하는 쓰레드를 내포할 수 있다. 클라이언트(1910)와 서버(1930) 사이의 하나의 가능한 통신 형태는 두 개의 이상의 컴퓨터 프로세스 사이에 전송되도록 변환된 데이터 패킷을 통하여 이루어질 수 있다. 시스템(1900)은 클라이언트(1910)와 서버(1930) 사이의 통신을 수행하는데 사용될 수 있는 통신 프레임워크(1950)를 포함한다. 클라이언트(1910)는 자신에 관련된 정보를 저장하는데 사용될 수 있는 하나 이상의 클라이언트 데이터 저장소(1960)에 동작 가능하게 연결된다. 마찬가지로, 서버(1930)는 자신에 관련된 정보를 저장하는데 사용될 수 있는 하나 이상의 서버 데이터 저장소(1940)에 동작 가능하게 연결된다.
이상에서 기술된 것은 본 발명의 예들을 포함한다. 물론 본 발명을 기술할 목적으로 생각할 수 있는 구성요소 또는 방법의 모든 조합을 기술하는 것은 불가능하지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자라면 본 발명의 다른 조합 및 변경이 가능함을 인식할 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위의 취지 및 범위 내에 있는 모든 변경, 수정 및 변환을 포함하도록 의도되었다. 또한, 상세한 설명 또는 청구범위에서 "포함(include)"라는 용어가 사용되는 한, 이것은 청구범위에서 "포함(comprise)"이라는 용어가 해석되는 것과 유사한 방식으로 포괄적인 의미로 사용된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 산업 장치/공정을 그들 사이의 인터페이스를 수동적으로 프로그래밍할 필요 없이 구성할 수 있는 이점을 갖는다. 또한, 본 발명은 산업 환경과 관련되어 사용되는 데이터베이스의 자동적인 생성 및 구성을 제공한다.

Claims (20)

  1. 산업 시스템의 자동화를 실행하는 플랫폼에 있어서,
    상기 산업 시스템의 표현과,
    상기 표현을 기술하는 메타데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 산업 시스템의 적어도 일부분을 자동 구성하는 구성 컴포넌트를 포함하는 플랫폼.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메타데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 물리적 장치가 자동 구성되는 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 메타데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 데이터베이스가 자동 구성되는 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 메타데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 산업 공정이 구현되는 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 메타데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 그래픽 사용자 인터페이스가 생성되는 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 메타데이터를 이용하여 상기 산업 시스템 내의 기계를 제어하는 제어기를 더 포함하는 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 메타데이터는 상기 시스템 표현을 생성하는데 사용되는 객체들 사이의 연관을 기술하며, 상기 산업 시스템의 적어도 일부분은 상기 기술된 연관에 적어도 부분적으로 기초하여 구성되는 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 메타데이터는 상기 산업 시스템 내의 하나 이상의 산업 장치, 산업 공정 및 컴퓨터 관련 장치 사이의 연관을 기술하며, 상기 산업 시스템의 적어도 일부분은 상기 기술된 연관에 적어도 부분적으로 기초하여 구성되는 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 시스템 표현을 생성하는데 사용되는 상기 객체들 사이의 연관을 기술하기 위해 하나 이상의 링크 테이블이 사용되는 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 메타데이터는 상기 시스템 표현을 생성하는데 사용되는 객체들 중에 할당된 자원을 기술하며, 상기 산업 시스템의 적어도 일부분은 상기 기술된 자원에 적어도 부분적으로 기초하여 구성되는 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 메타데이터는 상기 산업 시스템 내의 하나 이상의 산업 장치, 산업 공정 및 컴퓨터 관련 장치와 연관된 자원을 기술하며, 상기 산업 시스템의 적어도 일부분은 상기 기술된 자원에 적어도 부분적으로 기초하여 구성되는 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 플랫폼과 상기 산업 시스템 사이의 통신을 수행하는 스키마를 더 포함하는 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 스키마는 하나 이상의 ISA 95 및 ISA 88 표준을 사용하는 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 산업 시스템과 상기 플랫폼 사이의 통신을 수행하는 제조 프레임워크를 더 포함하는 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제조 프레임워크는 하나 이상의 보고 프레임워크, 협동 프레임워크 및 포털 프레임워크를 포함하는 시스템.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 플랫폼을 제1포맷에서 제2포맷으로 변환하는 변환 컴포넌트를 더 포함하는 시스템.
  17. 산업 환경과 관련된 데이터의 효율적 검색을 수행하는 시스템에 있어서,
    메타데이터에 의해 구동되는 산업 자동화 플랫폼과,
    상기 플랫폼 내의 데이터를 선택적으로 필터링하여 상기 플랫폼 내의 메타데이터 및 사용자 특성에 적어도 부분적으로 기초하여 필터링된 데이터를 사용자에게 전달하는 필터를 포함하는 시스템.
  18. 산업 시스템의 적어도 일부분을 자동 구성하는 방법에 있어서,
    상기 산업 시스템의 모델을 생성하는 단계,
    상기 모델을 기술하는 메타데이터를 수신하는 단계,
    상기 메타데이터를 통하여 상기 산업 시스템 내의 장치들 사이의 연관을 기 술하는 단계,
    사용자 요청 및 상기 수신된 메타데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 산업 시스템 내의 기계를 구성하는 단계를 포함하는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 메타데이터를 통하여 상기 산업 시스템 내의 장치들과 연관된 자원을 기술하는 단계를 더 포함하는 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 산업 시스템 내의 변경을 감지하는 단계,
    상기 감지된 변경에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 산업 시스템의 모델을 수정하는 단계,
    상기 감지된 변경에 연관된 메타데이터를 수신하는 단계,
    상기 감지된 변경 및 상기 수신된 메타데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 산업 시스템 내의 기계를 구성하는 단계를 더 포함하는 방법.
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