台湾专利TW201314395A 設備控制系統

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专利摘要:
一種設備控制系統，能夠在對控制設備機器動作的電腦下達作業指令的電腦產生異常時，抑制設備控制系統全體的處理效率下降，且抑制機器成本的提高。設備控制系統具備選擇構件，在輸出作業指令給對機器控制器下達機器動作指令的第1層程式的第2層電腦產生異常時，提供人為操作來選擇第2層電腦所執行的第2層程式是否由第1層電腦來執行；以及代替指令輸出構件，按照選擇構件所選擇的選擇資訊來輸出代替指令，而第1層電腦根據代替指令輸出構件所輸出的代替指令來執行第2層程式。
公开号:TW201314395A
申请号:TW101122352
申请日:2012-06-22
公开日:2013-04-01
发明作者:Koichi Ikawa；Ichito Mori
申请人:Daifuku Kk；
IPC主号:G05B9-00

专利说明:
設備控制系統
本發明係有關於設備控制系統，具備一或複數個設備機器；控制該設備機器的動作的一或複數個機器控制器；一或複數個第1層電腦，將一個或複數個該機器控制器中的全部或一部分做為自己負責的機器控制器，且執行一或複數的第1層程式，用以對這些機器控制器送出有關該設備機器的機器動作指令，並且管理該機器控制器送來的該設備機器的動作結果；以及單一的第2層電腦，執行第2層程式，按照藉由使該設備機器動作來實現的作業之要求(作業要求)，為了處理該作業要求使必要的該設備機器動作，對一或複數個該第1層電腦輸出作業指令，並且根據該第1層電腦送來的該設備機器的動作結果，來管理有關該作業要求的作業結果。
相關的設備控制系統適用於具備以下設備機器的物流設備。這些設備機器，例如，自動倉庫，具備將物品移出或移入物品收納棚與本身之間的起重機；沿著設定的軌道搬運物品的分類台車；入出庫用輸送帶，在該自動倉庫的起重機搬出入位置點與分類台車的搬出入位置點間將物品入庫或出庫；以及入出貨用輸送帶，在分類台車的搬出入位置點與物品的出貨位置點間將物品進貨或出貨。
這種物流設備的設備控制系統具備：電腦(第1層電腦)，對控制設備機器的動作的機器控制器輸出有關設備機器的機器動作指令，並且執行程式(第1層程式)來管理機器控制器送來的設備機器的動作結果；以及電腦(第2層電腦)，對第1層電腦輸出作業指令，並且執行程式(第2層程式)來管理第1層電腦送來的設備機器的動作結果。
第2層電腦對於負責為了處理作業指令而需要動作的設備機器之第1層電腦，依照根據入出庫排程而定的作業要求來輸出作業指令。然後，第1層電腦根據該作業指令，對自己負責的機器控制器輸出設備機器的機器動作指令(例如，參考專利文獻1)。
專利文獻1的物流設備的設備控制系統中，第1層電腦(自動倉庫的控制裝置)根據來自管理設備全體的第2層電腦(設備控制器)的作業指令，向控制起重機等各機器的動作的個別機器控制器輸出機器動作指令。然後，第1層電腦根據來自機器控制器的動作結果，將分配給物品收納棚的複數的物品收納部的複數收納位置的資訊，與收納於收納位置的各個物品所固有的識別資訊對應連結，管理特定出收納在物品收納部的物品之資訊(物品管理資訊)。此物品管理資訊透過通信線路輸出至第2層電腦，第2層電腦根據該收納位置的資訊與物品固有的識別資訊，作成對應連結這些資訊的棚資料(在庫資料)，進行在庫管理。
上述專利文獻1的物流設備的設備控制系統因為具有這樣的組成架構，所以即使例如第2層電腦產生異常，而在之後用異常產生前所儲存的資料等初始化狀態來恢復的情況下，也能夠根據第1層電腦儲存的物品管理資料再構成在庫管理用的棚資料(在庫資料)，所以能迅速地恢復。
然而，這種架構中，第2層電腦產生異常後將其恢復時的在庫資料的恢復作業雖然容易，但恢復作業完成前的期間，並不存在設備控制器，必須人為地對第1層電腦下達作業指令等，而無法避免物流設備全體的動作效率下降。 [先行技術文獻]
專利文獻1：特開平9-136705號公報
電腦組成的資訊處理系統中，當執行程式來進行某個處理的電腦產生異常時，為了回避該電腦執行的程式所進行的處理無法繼續的問題，會備有運用中的電腦(稱為運用電腦)、以及僅以替代該電腦的機能為目的的電腦(稱為待機電腦)。當運用電腦產生異常時，由該運用電腦移轉(failover)至待機電腦，使待機電腦繼承產生異常的運用電腦所執行的程式所進行的處理，在這個型態下實現不需停止資訊處理系統的無停止系統。這種無停止系統稱為高可用性叢集(clustering)。
實行高可用性叢集的情況下，運用電腦與待機電腦間設置稱為HeartBeat的相互監視機構等來進行異常檢測。然而，高可用性叢集中，相互監視機構可能將運用電腦與待機電腦間的網路瞬斷誤認為運用電腦產生異常，使得儘管運用電腦正常的運作，待機電腦仍被系統自動啟動，發生所謂的網路分區症狀(split-brain syndrome)。
上述專利文獻1所示的設備控制系統中，導入高可用性叢集，將第2層電腦做為運用電腦的情況下，將第2層電腦與待機電腦之間的網路瞬斷誤認為第2層電腦產生異常而發生上述網路分區症狀時，執行第2層程式的同一第2層電腦變為2個存在狀態，而恐怕會對第1層電腦輸出複數的動作指令。像這樣對第1層電腦輸出複數的作業指令時，儘管物品的搬運結束，也可能再次送出相同的搬運要求，使得設備控制系統全體的運作效率降低。因為這些理由，設備控制系統中，需要實現可確實抑制網路分區症狀發生，且抑制設備機器的運作效率降低的無停止系統。而高可用性叢集中，相對於運用電腦，必須具備僅以替代運用電腦為目的的待機電腦，因此會提高設備成本。
本發明有鑑於上述的問題，而提出一種設備控制系統，設置電腦來輸出作業指令給控制設備機器的動作的電腦。這種設備控制系統能夠在輸出作業指令的電腦產生異常時，抑制設備控制系統全體的處理效率降低，並且抑制設備成本的提高。
達成上述目的的本發明的設備控制系統的第1特徵，包括：一或複數的設備機器；一或複數的機器控制器，控制該設備機器的動作；一或複數的第1層電腦，將一或複數的該機器控制器中的全部或一部分做為自己負責的機器控制器，並執行一或複數的第1層程式，用以對這些機器控制器送出有關該設備機器的機器動作指令，並且管理該機器控制器送來的該設備機器的動作結果；以及單一的第2層電腦，執行第2層程式，按照藉由使該設備機器動作來實現的作業要求，為了處理該作業要求而使必要的該設備機器動作，對一或複數的該第1層電腦輸出作業指令，並且根據該第1層電腦送來的該設備機器的動作結果，來管理有關該作業要求的作業結果。其中一或複數的該第1層電腦按照該作業指令，為了對該第1層電腦所負責的一或複數的該機器控制器輸出機器動作指令，而執行一或複數的該第1層程式。而該設備控制系統更包括：選擇構件，在該第2層電腦產生異常時，提供人為操作來選擇該第2層電腦所執行的該第2層程式是否由該第1層電腦來執行；以及代替指令輸出構件，輸出代替指令，將異常產生的該第2層電腦所執行的該第2層程式當作代替對象程式並讓代替者來執行。其中該代替指令輸出構件按照該選擇構件所選擇的選擇資訊來輸出該代替指令，而該第1層電腦根據該代替指令輸出構件所輸出的該代替指令來執行該代替對象程式。
也就是說，第2層電腦產生異常時，以人為操作來選擇是否讓第1層電腦來執行該第2層電腦所執行的第2層程式，第1層電腦再按照此選擇資訊來執行異常產生的第2層電腦所執行的第2層程式。
因為使用者透過人為操作來選擇是否讓第1層電腦來執行第2層電腦所執行的第2層程式，所以能夠在確認第2層電腦產生異常且該第2層電腦所執行的第2層程式無法實行其機能的狀態後，讓第1層電腦來執行該第2層程式。因此，能夠避免儘管第2層電腦沒有產生異常，系統卻因為某些理由(例如，第2層電腦與第1層電腦間的網路發生瞬斷等理由)而誤認第2層電腦產生異常，進而自動地使第1層電腦執行第2層電腦所執行的第2層程式，而導致第2層電腦與第1層電腦雙方都在執行相同的第2層程式的狀況。
若如上所述，第2層電腦與第1層電腦雙方都在執行相同的第2層程式，恐有對第1層電腦下達作業指令後再次下達作業指令之虞。因此，儘管必須進行作業指令所指示的作業處理的設備機器動作結束，也可能再被下達相同作業的機器動作命令使設備機器運作，進而造成設備控制系統全體的動作效率降低。但根據第1特徵，因為能夠避免第2層電腦與第1層電腦雙方執行相同的第2層程式的狀況，所以能夠抑制第2層電腦與第1層電腦雙方重複下達作業指令的情況，進而抑制設備控制系統全體的處理效率降低。
並且根據第1特徵，第2層電腦產生異常時，會讓第1層電腦執行第2層電腦執行的第2層程式，也就是說，能夠讓原本設備控制系統使用的第1層電腦代替異常產生的第2層電腦，因此不需要另外準備僅以代替第2層電腦為目的的電腦，所以能夠抑制設備成本的提高。
總結來說，根據第1特徵，設備控制系統中，設置有對機器控制器輸出有關設備機器的機器動作指令的電腦，即使輸出作業指令的電腦產生異常時，也能抑制設備系統全體的處理效率降低，且抑制設備成本的提高。
本發明的設備控制系統的第2特徵是上述第1特徵之外再加上，複數的該第1層電腦的2台以上被設定為可執行該第2層程式的代替候補電腦，該選擇構件提供人為操作來選擇該代替對象程式是否由該代替候補電腦中的一者來執行。
也就是說，因為能夠從2台以上的第1層電腦中選擇要執行第2層程式的第1層電腦，所以能夠適當地選擇處理能力有餘裕的第1層電腦來代替執行第2層程式，提供可用性高的設備控制系統。
本發明的設備控制系統的第3特徵是上述第2特徵之外再加上，該第1層電腦包括具有能同時處理該第1層程式及該第2層程式的處理能力的高性能電腦，以及具有僅能處理該第1層程式的處理能力的低性能電腦，而該高性能電腦被設定為該代替候補電腦。
也就是說，第1層電腦可由具有能同時處理第1層程式及第2層程式的處理能力的高性能電腦及具有只能處理第1層程式的處理能力的低性能電腦組成時，藉由可選擇僅將高性能電腦設定為代替候補電腦，能夠抑制僅具有處理第1層程式的處理能力的，換言之，無法同時處理第1層程式及第2層程式的低性能電腦來執行第2層程式，避免設備系統全體的處理效率下降。
本發明的設備控制系統的第4特徵是上述第1~3特徵任一者之外再加上，更設置有緩衝構件，中繼該第1層電腦與該第2層電腦間通信的該作業指令的資料及該動作結果的資料。其中該緩衝構件根據分別分配給該第1層電腦與該第2層電腦的識別資訊來中繼該第1層電腦與該第2層電腦之間的資料傳輸。該代替指令輸出構件在該第2層電腦產生異常時，輸出識別資訊繼承指令，使分配給該第2層電腦的該識別資訊繼承給該第1層電腦。
也就是說，緩衝構件根據分配給第1層電腦與第2層電腦的識別資訊(例如IP位址或主機名)來中繼他們之間的資料傳遞，代替指令輸出構件在輸出代替指令前，先輸出識別資訊繼承指令，使分配給異常產生的第2層電腦的識別資訊繼承給第1層電腦。因此，讓第1層電腦執行異常產生的第2層電腦所執行的第2層程式時，緩衝構件也能夠將異常產生的第2層電腦所傳送接收的資料中繼至代替者的第1層電腦。
因此，第2層電腦產生異常且讓第1層電腦執行該第2層電腦執行的第2層程式時，任一個第2層程式或第1層程式都不需要變更自己管理的指令及報告資料的送出目的地的識別資訊，故能提供架構簡單化之設備控制系統。
本發明的設備控制系統的第5特徵是上述第1~4特徵任一者之外再加上，更設置有監控用電腦，執行監控用程式，由一或複數的該第1層電腦或該第2層電腦收集有關該設備機器的動作狀態的資訊並顯示。該代替指令輸出構件輸出第2代替指令，將異常產生的該監控用電腦所執行的該監控用程式做為第2代替對象程式並讓代替者來執行。該代替指令輸出構件根據該選擇構件所選擇的選擇資訊，對該第1層電腦輸出該第2代替指令。
也就是說，當存在的監控用電腦，執行監控用程式，用以從一或複數的第1層電腦或第2層電腦收集有關設備機器的動作狀態的資訊並顯示的情況下，此監控用電腦產生異常時，能夠讓第1層電腦執行此監控用電腦所執行的監控用程式，因此不需要另外準備特別的電腦來代替監控用電腦，能夠削減設備控制系統的建構成本。
本發明的設備控制系統的第6特徵是上述第1~5特徵任一者之外再加上，該設備機器係以物流設備的物品搬運裝置構成。該第1層電腦管理用以控制該物品搬運裝置的動作的該機器控制器。該第2層電腦管理物流設備的全體的物品搬運資訊。該作業要求為物流設備中的物品搬運要求。
也就是說，管理物流設備全體的物品搬運資訊的第2層電腦產生異常時，此第2層電腦所執行的第2層程式也能由管理用以控制物品搬運裝置動作的機器控制器的第1層電腦來代替執行。因此能夠抑制物流設備的設備控制系統全體的處理效率降低，使物流設備的物品搬運裝置適當地運作。
以下根據圖式說明本發明的設備控制系統適用於物流設備1的情況。
此物流設備1如第1圖所示，具備由物品收納棚2及起重機51組成的自動倉庫J；該自動倉庫J所備有的在起重機51之間收授物品B的入出庫輸送帶52；做為將物品B由外部進貨的進貨部5或出貨至外部的出貨部6的入出貨輸送帶53；以及沿著行走軌道4自由行走且在入出庫輸送帶52與入出貨輸送帶53間載置搬運物品的分類台車50。
物品收納棚2將複數的物品收納部縱橫排列，為了使物品出入而開口於前面側，並以前面側相向的狀態且彼此分離地配置複數個。而相向的物品收納棚2之間設置有起重機51行走用的行走軌道3。
起重機51包括具備在行走軌道3上自由移動的行走車輪的行走台車、以及立設於行走台車的昇降導引柱，升降台在被升降導引柱支持的狀態下可升降移動。而物品可以移載於升降台所具備的移載裝置與物品收納部之間。
行走軌道3的一端部設置控制起重機51的動作的地上側控制器51h。起重機51的行走台車上設置了並未圖示的移動體側控制器。地上側控制器51h與移動體側控制器之間可透過紅外線等自由地相互通信。地上側控制器51h與移動體側控制器構成起重機控制器51C。
起重機51的移載裝置旁設置有讀取物品的識別資訊(記錄於條碼或IC標籤等的資訊)的物品識別感測器S1，讀取的資訊會輸入起重機控制器51C。
入出庫輸送帶52具備棚側入出庫位置點52a，是與起重機51之間可進行物品移載的物品收納棚2側的端部；以及台車側入出庫位置點52b，是與分類台車50之間可進行物品移載的分類台車50的行走軌道4橫側部側的端部。入出庫輸送帶52藉由入出庫輸送帶控制器52C控制其動作。
棚側入出庫位置點52a及台車側入出庫位置點52b分別設置有讀取物品的識別資訊(記錄於條碼或IC標籤等的資訊)的物品識別感測器S2a、S2b。
分類台車50透過旋轉編碼器或標籤檢測等公知的方法，一邊檢測出自己的行走位置一邊自由行走，並且透過分類台車控制器50C來控制其動作。而分類台車50所具備的物品載置部旁設置有讀取自己載置搬運的物品B的識別資訊(記錄於條碼或IC標籤等的資訊)的台車物品感測器S0。
入出貨輸送帶53具備進貨輸送帶5，做為由外部進貨物品B的進貨部，以及出貨輸送帶6，做為將物品B出貨至外部的出貨部。進貨輸送帶5與出貨輸送帶6個別的動作是由入出貨輸送帶控制器53C所控制。而入貨輸送帶5上的物品搬運方向上流側端部及出貨輸送帶6上的物品搬運方向上流側端部設置有讀取物品B的識別資訊(記錄於條碼或無線IC標籤等的資訊)的物品識別感測器S5、S6。
也就是說，做為設備機器的起重機51、入出庫輸送帶52、入出貨輸送帶53、及分類台車50、以及對應各設備機器設置的，做為控制設備機器動作的機器控制器C的起重機控制器51C、入出庫輸送帶控制器52C、入出貨輸送帶控制器53C、及分類台車控制器50C。
機器控制器C例如由微控制器等構成，與各設備機器之間透過串列式介面或紅外線通信介面等的通信介面收授資料。而，通信介面不限定於以上所述，在能夠確保即時性的範圍內可利用各種介面。
設備控制系統如第2圖所示具備：複數的機器控制器C；一個或複數個第1層電腦10，將機器控制器C中的全部或一部分做為自己負責的機器控制器，執行一或複數的第1層程式11，用以對這些機器控制器C送出有關設備機器的機器動作指令並且管理機器控制器C送來的該設備機器的動作結果；以及單一的第2層電腦20，執行第2層程式21，按照藉由使設備機器動作來實現的作業之要求(作業要求)，為了處理作業要求使必要的設備機器動作，對一或複數個第1層電腦10輸出作業指令，並且根據第1層電腦10送來的設備機器的動作結果來管理有關作業要求的作業結果。
一或複數個第1層電腦10按照第2層電腦20送來的作業指令，為了對第1層電腦10負責的一或複數個機器控制器C輸出機器動作指令，執行一或複數個第1層程式11。
而設備控制系統又設置有一或複數個監控用電腦30，執行監控用程式31，收集來自一或複數個第1層電腦10或第2層電腦20的有關設備機器的動作狀態之資訊並加以顯示。
以下，構成設備控制系統的機器控制器C、第1層電腦10、第2層電腦20、以及附帶於此設備控制系統的監控用電腦30的架構與連接會以第2圖來說明。第2圖說明設備控制系統的一例，第1層電腦10可以是1台或3台以上，監控用電腦30可以是2台以上。
如第2圖所示，機器控制器C、第1層電腦10、第2層電腦20、及監控用電腦30透過網路介面以通信線路L連接彼此。通信線路L例如以星狀拓樸的LAN構成，利用TCP/IP進行通信。
關於LAN區段，只要機器控制器C、第1層電腦10、第2層電腦20、及監控用電腦30可以彼此通信即可，不需要第2圖所記載的電腦全部都在同一個區段。
第2圖中，第1層電腦10的構造例如包括負責入出庫輸送帶的負責輸送帶用第1層電腦10a、以及負責起重機的負責起重機用第1層電腦10b。
在本實施例中，第1層電腦10也設置有負責分類台車50的第1層電腦、以及負責入出貨輸送帶53的第1層電腦等，因為與負責輸送帶用第1層電腦10a及負責起重機用第1層電腦10b的構造相同，故省略說明。
負責輸送帶用第1層電腦10a及負責起重機用第1層電腦10b能夠採用例如個人電腦或PC伺服器等非專用的較便宜的電腦。負責輸送帶用第1層電腦10a及負責起重機用第1層電腦10b具備CPU、主記憶體、硬碟、顯示器、鍵盤、指向裝置(滑鼠)等，且設置有網路介面。
負責輸送帶用第1層電腦10a及負責起重機用第1層電腦10b分別安裝有入出庫輸送帶用的負責輸送帶用第1層程式11a及負責起重機用第1層程式11b，再加上，第2層程式21、第2層程式21所使用的資料庫程式25、做為後述的選擇構件與代替指令輸出構件的服務切換程式43、做為後述的緩衝構件的訊息佇列程式44、以及監控用程式31。
負責輸送帶用第1層電腦10a在平常運作時(也就是並未代替執行其他電腦應該執行的程式時)，會從已安裝的上述程式中，執行負責輸送帶用第1層程式11a、及服務切換程式43。
負責起重機用第1層電腦10b在平常運作時，會從已安裝的上述程式中，執行負責起重機用第1層程式11b、服務切換程式43、及訊息佇列程式44。
第2層電腦20會使用比第1層電腦10處理能力高的電腦。這裡所說得處理能力是指由CPU的計算速度、硬碟的存取速度等所規範的相對的概念。第2層電腦20會安裝上述的第2層程式21與第2層程式21所使用的資料庫程式25，再加上，服務切換程式43、訊息佇列程式44、監控用程式31、負責輸送帶用第1層程式11a、及負責起重機用第1層程式11b。
第2層電腦20在平常運作時，會從已安裝的上述程式中，執行第2層程式21、資料庫程式25、及服務切換程式43。
監控用電腦30能夠使用處理能力與第1層電腦10相同程度或較低的電腦。監控用電腦30會安裝監控用程式31，再加上，服務切換程式43、訊息佇列程式44、及負責輸送帶用第1層程式11a。
監控用電腦30在平常運作時，會從已安裝的上述程式中，執行第2層程式21、資料庫程式25、及服務切換程式43。
接著，說明安裝於第1層電腦10、第2層電腦20、或監控用電腦30的各程式執行的處理。
訊息佇列程式44安裝於前述的第1層電腦10、第2層電腦20、及監控用電腦30，處於被其中任一者的電腦(例如負責起重機用第1層電腦10b)執行的狀態。訊息佇列程式44將第2層電腦20往第1層電腦10傳送的作業指令的資料、及第1層電腦10往第2層電腦20傳送的設備機器的動作結果相關資料，儲存於以先進先出(FIFO)方式的記憶體領域構成的訊息佇列中，將分配給第1層電腦及第2層電腦的IP位址當作識別資訊，根據IP位址來中繼上述電腦之間的資料收發。
具體來說，全部的第1層電腦及第2層電腦對執行訊息佇列程式44的電腦(以下稱為「訊息佇列程式執行電腦」)，也就是負責起重機用第1層電腦10b，送出上述作業指令資料及動作結果資料。負責起重機用第1層電腦10b收到作業指令資料及動作結果資料後，將其儲存於訊息佇列程式44的訊息佇列中。
此外，被儲存的上述作業指令資料與動作結果資料，對於切換所需的時間會以相當短的時間做為設定時間，在設定時間期間儲存於訊息佇列，在設定時間過後由訊息佇列刪除。
第2層程式21依照其上位的輸入構件或系統所產生的作業要求(例如「出貨10個商品α給顧客A」等)，並以分配給執行訊息佇列程式的電腦(負責起重機用第1層電腦10b)的IP位址為傳遞位址，送出指示物品搬運的作業資料相關資料(稱為作業指令資料)。作業指令資料由被搬運物品的識別資訊(物品ID)、該物品的搬運初期位置(From資料)、及該物品的搬運目標位置(To資料)所構成。接收作業指令資料的負責起重機用第1層電腦10b藉由後述的訊息佇列程式44，將作業指令資料儲存於形成在負責起重機用第1層電腦10b的記憶體領域的訊息佇列。
負責輸送帶用第1層電腦10a、10b所執行的負責輸送帶用第1層程式11a、11b將負責起重機用第1層電腦10b所發出的，儲存於訊息佇列程式44的訊息佇列的作業指令資料當作作業指令，依抵達順序處理。也就是說，為了處理作業要求而使必要的設備機器動作時，會按照作業指令對機器控制器C輸出機器動作指令。
作業指令資料所構成的作業指令會透過使用物流設備1的複數種的設備機器中的1個或複數個來實現，因此1個作業指令資料會控制複數的第1層電腦10自己負責的設備機器。
具體來說，作業指令資料具有「物品ID β的物品B由物品收納棚2的某個物品收納部搬運至出貨部6」的內容情況下，首先起重機51用的負責起重機用第1層程式11b對起重機控制器51C輸出使起重機51動作的機器動作指令，使物品ID β的物品B由物品收納部搬運至入出庫輸送帶52的棚側入出庫位置點52a。
當起重機51將物品ID β的物品B移載至入出庫輸送帶52的棚側入出庫位置點52a時，起重機控制器51C藉由設置於棚側入出庫位置點523的物品識別感測器S2a讀取物品的物品ID，將此物品ID傳送給入出庫輸送帶52用的負責輸送帶用第1層程式11a。
負責輸送帶用第1層程式11a在從起重機控制器51C接收的物品ID是作業指令資料所指示搬運的物品ID β時，輸出將載置於入出庫輸送帶52的物品B由棚側入出庫位置點52a搬運至台車側入出庫位置點52b的機器動作指令，來搬運物品B至搬運目標位置。
物品B到達台車側入出庫位置點52b時，入出庫輸送帶控制器52C藉由設置於台車側入出庫位置點52b的物品識別感測器S2b讀取物品的物品1D，接著將該1D傳送給第1層程式11，第1層程式11負責用來搬運物品B的分類台車50。
如此一來，直到作業指令資料所指示的物品ID β的物品B到達搬運目標位置為止，物品在第1層電腦10輸出作業指令至自己負責的機控制器C的狀態下搬運。
而各個機器控制器C為了處理作業指令資料指示的作業而結束必要動作後，將其動作結果的報告，也就是作業指令資料固有的識別號碼，以及表示對應該作業指令資料的動作結束的資料(以下稱為動作結果資料)傳送至執行負責自己的第1層程式11的第1層電腦10。
各個第1層程式11將分配給執行訊息佇列程式的電腦(負責起重機用第1層電腦10b)的IP位址做為傳遞位址，送出從機器控制器C收到的動作結果資料。
接收動作結果的負責起重機用第1層電腦10b將動作結果資料儲存於訊息佇列程式44的訊息佇列，並送出至設定為供給目的地的第2層電腦20。在第2層電腦20實行的第2層程式21按照儲存順序處理由執行訊息佇列程式的電腦供給的，儲存於訊息佇列程式44的訊息佇列的動作結果資料。
具體來說，第2層程式21收到動作結果資料後，指示與第2層程式21在同一電腦執行的資料庫程式25，隨時更新將作業指令資料的識別編號與機器控制器C傳來的動作結果資料對應關聯的資料庫。然後第2層程式21藉由參照上述資料庫，能夠知道對應該作業指令資料的處理是完成至哪一個設備機器的搬運動作。
監控用程式31以設置於系統1台(或複數台)的監控用電腦30(伺服器)來執行。複數台監控用端末可連接至監控用電腦30，監控用端末顯示監控用程式31處理的統計資料等。監控用程式31從機器控制器C、第1層程式11、及第2層程式21的一者或複數者收集資訊，故能監控設備機器或設備控制系統的一部分或全部的狀態。舉個例子來說，監控用程式31能夠將做為設備機器的起重機51或分類台車50的動作位置的相關資訊或其MTBF(平均故障時間間隔)、或入出庫輸送帶52的故障資訊等各種資訊，顯示於監控用電腦30的顯示裝置或監控用端末。
服務切換程式43將產生異常的電腦所實行的程式做為代替對象程式，以人為操作選擇該代替對象程式是否由其他的電腦來執行，並輸入代替指令使該代替對象程式由其他的電腦來執行。
具體來說，服務切換程式43由背景執行的背景執行部與顯示資訊給使用者及讓使用者輸入指令的使用者介面部所構成。服務切換程式43安裝於1個或複數個電腦中，安裝的電腦可以是構成設備控制系統的第1層電腦10、第2層電腦20、及監控用電腦30中的任一者或複數者，或是與上述電腦同屬一個網路，可互相通信的其他電腦(例如郵件伺服器、檔案伺服器等伺服器類或業務端末等)。
服務切換程式43在第2層電腦20產生異常時，輸出識別資訊繼承指令，使分配給該第2層電腦20的IP位址繼承給第1層電腦10。
藉此，在識別資訊繼承指令輸出以前與第2層電腦20之間傳遞的資料，能夠在識別資訊繼承指令輸出後轉為與由繼承第2層電腦20的IP位址的第1層電腦10之間傳遞。因此，構成該設備管理系統的電腦不需要注意到代替前後的收發目的地電腦的變更，就能進行資訊的傳遞收發。
背景執行部會在服務切換程式43所安裝的電腦啟動同時做為背景程序而啟動。而服務切換程式43在啟動後隔設定時間(例如5秒)送出啟動通知資料至有啟動服務切換程式43的全部電腦，告知自己已經啟動。啟動通知資料由UDP多點傳送來送出。然後，服務切換程式43的背景執行部根據接收到的啟動通知資料，更新啟動電腦列表。啟動電腦列表係用來管理執行服務切換程式43的電腦(以下稱為服務切換程式執行電腦)的啟動或停止。
使用者介面部於平常運作時並不執行，而是透過使用者的啟動指令(例如點擊圖示等)來啟動。如第4及5圖所示，使用者介面部啟動時，顯示器顯示資訊視窗W1，資訊視窗W1會對使用者顯示關於每個執行服務切換程式的電腦的啟動狀態一覽表。第4(a)圖顯示負責輸送帶用第1層電腦10a、負責起重機用第1層電腦10b、第2層電腦20、及監控用電腦30(伺服器1~伺服器4)正常動作的狀態。第4(b)圖顯示起重機51用的負責起重機用第2層電腦20(伺服器1)產生異常，而第2層程式21停止的狀態。
也就是說，服務切換程式43具備：選擇構件，在第2層電腦20產生異常時，以人為操作來選擇該第2層電腦20所執行的第2層程式21是否讓第1層電腦10來執行；以及代替指令輸出構件，按照選擇構件所選擇的選擇資訊，輸出代替指令，使產生異常的第2層電腦20所執行的第2層程式21做為代替對象程式。
以下根據第3圖的流程圖、及第4、5圖的畫面改變圖來說明第2層電腦20產生異常而第2層程式21停止情況下，一直到使其他電腦來執行第2層程式21為止的作業流程。
如第3圖所示，使用者因為警報顯示而得知第2層電腦20產生異常且第2層程式21停止，所以啟動服務切換程式43的使用者介面部，此時顯示如第4(b)圖所示的資訊視窗W1(# 1)。
資訊視窗W1顯示有「結束」按鈕，當資訊視窗W1上各個電腦的狀態都確認後，而判斷不需要應對處理的情況下，能夠輸出結束指令(# 2)。
在# 2沒有選擇結束時，服務切換程式43處於等待指定處理對象的電腦的指令輸入的狀態。
在此實施例中，第1層電腦10設置2台，這2台第1層電腦10被設定為代替候補電腦。
若在資訊視窗W1中指定第2層電腦20(例如將游標移動到對應第2層電腦20的矩形區域並點擊滑鼠左鍵等)，如第5(a)圖所示，畫面出現選擇視窗W2，選擇視窗W2係顯示根據啟動電腦列表所管理的資訊而得的可執行第2層程式21的電腦，並且提供人為操作來選擇哪一台電腦要執行負責第2層程式21(也就是說，選擇要用來代替的電腦)。
選擇視窗W2將設定為代替候補電腦的2台第1層電腦(也就是負責輸送帶用第1層電腦10a及負責起重用第1層電腦10b)做為可選擇的電腦來顯示。然後提供人為操作來自由選擇要讓哪一台電腦執行代替對象程式(# 3~# 5)。
第4、5圖中，以資訊視窗W1顯示2台第1層電腦10、1台第2層電腦20、及1台監控用電腦30，總共4台電腦的資訊為例，但上述的資訊視窗W1能夠藉由顯示內容的滾動或頁面切換來顯示更多電腦的資訊。
在選擇視窗W2中，選擇輸入做為代替電腦的伺服器2(也就是負責起重機用第1層電腦10b)並按下「確定」鍵，服務切換程式43將第2層電腦20所執行的第2層程式21做為代替對象程式，並輸出代替指令使負責起重機用第1層電腦10b來執行(# 6、# 7)。此時，考慮到異常產生的第2層電腦20所執行的第2層程式21沒有適當地停止的情況下，會希望物理地將第2層電腦20與網路分離(例如拔掉LAN線等)。
服務切換程式43按照代替指令啟動安裝於負責起重機用第1層電腦10b的第2層程式21及第2層程式21使用的資料庫程式25。而，服務切換程式43能夠定義程式利用的依存關係，在上述的情況下，因為第2層程式21利用資料庫程式25，所以首先啟動資料庫程式25後再啟動第2層程式21。
服務切換程式43按照代替指令啟動安裝於負責起重機用第1層電腦10b的第2層程式21後，將分配給產生異常的第2層電腦20的IP位址做為假想IP位址再分配給負責起重機用第1層電腦10b的網路介面。之後，構成該設備管理系統的電腦會與負責起重機用第1層電腦10b所執行的第2層程式21進行資訊的傳遞，來取代與第2層電腦20所執行的第2層程式21進行資訊的傳遞。
而負責起重機用第1層電腦10b所執行的第2層程式21會根據負責起重機用第1層電腦10b所執行的訊息佇列程式44所儲存於訊息佇列的作業指令資料來輸出作業指令給各第1層電腦10。
在監控用電腦30產生異常的情況下，在步驟# 3選擇監控用電腦30時，選擇視窗W2顯示可以執行監控用電腦30所執行的監控用程式31的電腦，並提供人為操作來選擇任一台電腦來實行監控用程式31(也就是說，選擇要用來代替的電腦)(# 3~5)。然後，如上所述，在選擇視窗W2，選擇輸入代替電腦並按下「確定」鍵，服務切換程式43將停止指令輸出至監控用電腦30，使監控用電腦30所執行的監控用程式31停止，接著將監控用電腦30所執行的監控用程式31做為代替對象程式，並輸出第2代替指令使代替電腦來執行(# 6、# 7)。
服務切換程式43按照代替指令啟動安裝於第1層電腦10的監控用程式31後，將分配給產生異常的監控用電腦30的IP位址做為假想IP位址再分配給代替電腦(從負責輸送帶用第1層電腦10a、負責起重機用第1層電腦10b、第2層電腦20中指定)的網路介面。之後，構成該設備管理系統的電腦會與被指定為代替電腦所執行的監控用程式31進行資訊的傳遞，來取代與監控用電腦30所執行的監控用程式31進行資訊的傳遞。
# 7的處理結束後，服務切換程式43會回到# 2的處理。這是因為複數的第1層電腦10產生異常時必須重複# 3~# 7的處理數次，而重複的次數等於異常產生第1層電腦10的數目，所以能夠在# 2按下「結束」鍵時才結束使用者介面部。
接著，根據第6及7圖來說明服務切換程式43所指示的代替指令的動作模式。第6圖是用來說明第3圖的流程圖與第4、5圖所說明的代替型態，在此顯示當第2層電腦20產生異常時，以負責起重機用第1層電腦10b來執行異常產生的第2層電腦20所執行的第2層程式21的情況。
第7圖顯示當第2層電腦20與監控用電腦30產生異常時，以負責起重機用第1層電腦10b來執行做為代替對象程式的第2層程式21及監控用程式31。
如此一來，根據本實施例的設備控制系統，第2層電腦20產生異常時，以人為操作來選擇是否由第1層電腦10來執行第2層電腦20所執行的第2層程式21，能夠抑制設備控制系統全體的處理效率下降，且利用原本設備控制系統所使用的第1層電腦10來執行異常產生的第2層電腦20所執行的第2層程式21，不需要另外準備代替用的電腦，故能夠提供一種抑制設備成本提高的設備控制系統。 [其他實施例]
(1)上述實施例中，代替指令輸出構件輸出代替指令的情況下，為了停止產生異常的第2層電腦20所執行的第2程式21，而對第2層電腦20輸出停止指令，但除此之外，也能檢查該第2層程式21是否停止，再將檢查結果顯示出來。
(2)上述的實施例中，訊息佇列程式44將分配給第1層電腦10及第2層電腦20的IP位址做為識別資訊，並根據IP位址中繼他們之間的資料傳遞，當第2層電腦20產生異常時，輸出識別繼承資訊使第1層電腦10繼承分配給第2層電腦20的IP位址，但除此之外，也可以將主機名做為識別資訊，並根據主機名中繼第1層電腦10及第2層電腦20之間的資料傳遞，當第2層電腦20產生異常時，輸出識別繼承資訊使第1層電腦10繼承分配給第2層電腦20的主機名。
又在上述實施例中，服務切換程式43依照代替指令，啟動安裝於代替者電腦的代替對象程式後，將分配給異常產生電腦的IP位址做為假想IP位址並再分配給代替者電腦的網路介面，但除此之外，也可以將主機名當作識別資訊，在啟動安裝於代替者電腦的代替對象程式後，將分配給異常產生電腦的主機名再分配給代替者電腦。
(3)上述實施例中，代替指令輸出構件可輸出第2代替指令，將產生異常的監控用電腦30執行的監控用程式31做為第2代替對象程式來執行，但也可以不將監控用程式31做為代替對象程式。
(4)上述實施例中，當物品B到達設備機器搬運的終端側位置點時，將物品ID傳送給負責後續搬運的設備機器的機器控制器C的第1層程式11，在這個型態下為了從作業指令中搬運初始位置至搬運目標位置為止的設備機器依序地動作，第1層程式11輸出機器動作指令至機器控制器C，但除此之外，機器控制器C也可以向負責自己的第1層程式11報告設備機器的動作結束，該第1層程式11對負責下一個要動作的設備機器的第1層程式11送出搬運開始要求來通知開始搬運物品B，使第1層程式之間在這個型態下傳遞資訊。
(5)上述實施例中，第1層電腦10對1個種類的機器控制器C輸出機器動作指令，但除此之外，1台的第1層電腦10可對複數種類的機器控制器C輸出機器動作指令。做為這樣的例子，例如控制具備起重機51、入出庫輸送帶52、分類台車50等的倉庫設備機器的動作之設備控制系統中僅有1台第1層電腦10的情況。在這種架構的情況下，第1層電腦10依照接收的作業指令資料的指令，對起重機控制器51C、入出庫輸送帶控制器52C、分類台車控制器50C依序送出指令。
(6)上述的實施例中，第1層電腦10由略同能力的2台電腦組成，並透過選擇手段提供人為選擇這2台第1層電腦10的其中之一來執行第2層程式，但除此之外，第1層電腦10可由具有能同時處理第1層程式及第2層程式的處理能力的高性能電腦及具有只能處理第1層程式的處理能力的低性能電腦組成，並將高性能電腦設定為代替候補電腦。藉由這樣的架構，第1層電腦10以高性能電腦與低性能電腦來實現時，能夠避免以低性能電腦執行第2層程式導致設備系統全體的處理效率下降。
(7)上述的實施例中，說明了本發明的設備控制系適用於物流設備1的架構，但除此之外，本發明的設備控制系也可適用於例如生產線上。也就是說可以是，設備機器是以生產線的各種生產裝置構成，第1層電腦10用來管理控制生產裝置的動作的機器控制器C，第2層電腦20用來管理生產裝置的全體的物品搬運資訊，作業要求則是生產設備的物品的生產要求。
(8)上述的實施例中，通信線路L以星狀拓樸的LAN構成，並利用TCP/IP來進行通信，但本發明不限於這種架構。例如，網路拓樸可以是排型拓樸或還型拓樸，而網路的協定也可使用獨自的協定。
(9)上述的實施例中，以負責起重機用第1層電腦10b來執行訊息佇列程式44，但本發明不限於這種架構。例如，可用其他的第1層電腦10(負責輸送帶用第1層電腦10a等)或第2層電腦20等來實行，執行訊息佇列程式44的電腦可任意設定。在這個情況下，當執行訊息佇列程式44的電腦產生異常時，除了如上述實施例所示地藉由服務切換程式43所輸出的代替指令使代替者的電腦來代替外，也可以使預先設定的備用電腦來代替等，適用於各種架構。
(10)上述的實施例中，考慮產生異常的第2層電腦20所實行的第2層程式2沒有適當地停止時，會人為地將第2層電腦20與網路物理地分離，但除此之外，做為代替指令輸出構件的服務切換程式43輸出代替指令的情況下，為了停止異常產生的第2層電腦20所執行的第2層程式21，也可對該第2層電腦20輸出停止指令。
1‧‧‧物流設備
2‧‧‧物品收納棚
3‧‧‧行走軌道
4‧‧‧行走軌道
5‧‧‧進貨部(進貨輸送帶)
6‧‧‧出貨部(出貨輸送帶)
10‧‧‧第1層電腦
10a‧‧‧負責輸送帶用第1層電腦
10b‧‧‧負責起重機用第1層電腦
11‧‧‧第1層程式
11a‧‧‧負責輸送帶用第1層程式
11b‧‧‧負責起重機用第1層程式
20‧‧‧第2層電腦
21‧‧‧第2層程式
25‧‧‧資料庫程式
30‧‧‧監控用電腦
31‧‧‧監控用程式
43‧‧‧服務切換程式
44‧‧‧訊息佇列程式
50‧‧‧分類台車
50C‧‧‧分類台車控制器
51‧‧‧起重機
51C‧‧‧起重機控制器
52‧‧‧入出庫輸送帶
52a‧‧‧棚側入出庫位置點
52b‧‧‧台車側入出庫位置點
52C‧‧‧入出庫輸送帶控制器
53‧‧‧入出貨輸送帶
53C‧‧‧入出貨輸送帶控制器
B‧‧‧物品
C‧‧‧機器控制器
J‧‧‧自動倉庫
L‧‧‧通信線路
S0‧‧‧台車物品感測器
S1、S2a、S2b、S5、S6‧‧‧物品識別感測器
W1‧‧‧資訊視窗
W2‧‧‧選擇視窗
第1圖係物流設備的全體平面圖。
第2圖係顯示設備管理系統的機能方塊及其網路連接。
第3圖係代替執行時的處理的流程圖。
第4(a)圖至第4(b)圖係選擇構件的顯示畫面。
第5(a)圖至第5(b)圖係選擇構件的顯示畫面。
第6圖係程式的代替狀態圖。
第7圖係程式的代替狀態圖。

权利要求:
Claims (7)
[1] 一種設備控制系統，包括：一或複數的設備機器；一或複數的機器控制器，控制該設備機器的動作；一或複數的第1層電腦，將一或複數的該機器控制器中的全部或一部分做為自己負責的機器控制器，並執行一或複數的第1層程式，用以對這些機器控制器送出有關該設備機器的機器動作指令，並且管理該機器控制器送來的該設備機器的動作結果；以及單一的第2層電腦，執行第2層程式，按照藉由使該設備機器動作來實現的作業要求，為了處理該作業要求而使必要的該設備機器動作，對一或複數的該第1層電腦輸出作業指令，並且根據該第1層電腦送來的該設備機器的動作結果，來管理有關該作業要求的作業結果，其中一或複數的該第1層電腦按照該作業指令，為了對該第1層電腦所負責的一或複數的該機器控制器輸出機器動作指令，而執行一或複數的該第1層程式，而該設備控制系統更包括：選擇構件，在該第2層電腦產生異常時，提供人為操作來選擇該第2層電腦所執行的該第2層程式是否由該第1層電腦來執行；以及代替指令輸出構件，輸出代替指令，將異常產生的該第2層電腦所執行的該第2層程式當作代替對象程式並讓代替者來執行，其中該代替指令輸出構件按照該選擇構件所選擇的選擇資訊來輸出該代替指令，而該第1層電腦根據該代替指令輸出構件所輸出的該代替指令來執行該代替對象程式。
[2] 如申請專利範圍第1項所述之設備控制系統，其中複數的該第1層電腦的2台以上被設定為可執行該第2層程式的代替候補電腦，該選擇構件提供人為操作來選擇該代替對象程式是否由該代替候補電腦中的一者來執行。
[3] 如申請專利範圍第2項所述之設備控制系統，其中該第1層電腦包括具有能同時處理該第1層程式及該第2層程式的處理能力的高性能電腦，以及具有僅能處理該第1層程式的處理能力的低性能電腦，而該高性能電腦被設定為該代替候補電腦。
[4] 如申請專利範圍第1~3項任一項所述之設備控制系統，更設置有緩衝構件，中繼該第1層電腦與該第2層電腦間通信的該作業指令的資料及該動作結果的資料，其中該緩衝構件根據分別分配給該第1層電腦與該第2層電腦的識別資訊來中繼該第1層電腦與該第2層電腦之間的資料傳輸，該代替指令輸出構件在該第2層電腦產生異常時，輸出識別資訊繼承指令，使分配給該第2層電腦的該識別資訊繼承給該第1層電腦。
[5] 如申請專利範圍第1~3項任一項所述之設備控制系統，更設置有監控用電腦，執行監控用程式，由一或複數的該第1層電腦或該第2層電腦收集有關該設備機器的動作狀態的資訊並顯示，該代替指令輸出構件輸出第2代替指令，將異常產生的該監控用電腦所執行的該監控用程式做為第2代替對象程式並讓代替者來執行，該代替指令輸出構件根據該選擇構件所選擇的選擇資訊，對該第1層電腦輸出該第2代替指令。
[6] 如申請專利範圍第4項所述之設備控制系統，更設置有監控用電腦，執行監控用程式，由一或複數的該第1層電腦或該第2層電腦收集有關該設備機器的動作狀態的資訊並顯示，該代替指令輸出構件輸出第2代替指令，將異常產生的該監控用電腦所執行的該監控用程式做為第2代替對象程式並讓代替者來執行，該代替指令輸出構件根據該選擇構件所選擇的選擇資訊，對該第1層電腦輸出該第2代替指令。
[7] 如申請專利範圍第1~6項任一項所述之設備控制系統，其中該設備機器係以物流設備的物品搬運裝置構成，該第1層電腦管理用以控制該物品搬運裝置的動作的該機器控制器，該第2層電腦管理物流設備的全體的物品搬運資訊，該作業要求為物流設備中的物品搬運要求。

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JP2011205093A|JP5660394B2|2011-09-20|2011-09-20|設備制御システム|

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