專利名稱：自動(dòng)工作命令/部件命令生成和跟蹤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一般處理工廠內(nèi)的處理控制系統(tǒng)，特別是使用協(xié)調(diào)的專家系統(tǒng)以協(xié)助處理工廠內(nèi)的資本利用和最優(yōu)化。
相關(guān)技術(shù)描述處理控制系統(tǒng)，如同使用在化學(xué)、石油或其他處理中的，一般包括一個(gè)或多個(gè)集中的或分散的處理控制器通過模擬、數(shù)字或組合模擬/數(shù)字總線，通信耦合到至少一個(gè)主機(jī)或操作工作臺(tái)以及一個(gè)或多個(gè)處理控制以及儀器設(shè)備上，諸如現(xiàn)場設(shè)備。現(xiàn)場設(shè)備，例如可能是閥門、閥門位置器、開關(guān)、發(fā)射機(jī)以及感應(yīng)器(例如，溫度、壓力和流速率感應(yīng)器)，實(shí)現(xiàn)處理內(nèi)諸如開關(guān)閥門和測量處理參數(shù)功能。處理控制器接收指示處理測量的信號(hào)或由現(xiàn)場設(shè)備作出的或與此相關(guān)的處理變量和/或其他屬于現(xiàn)場設(shè)備的信息，它使用這些信息以實(shí)現(xiàn)控制程序，然后產(chǎn)生控制信號(hào)，這些信號(hào)通過一個(gè)或多個(gè)總線送到現(xiàn)場設(shè)備以控制處理的操作。從現(xiàn)場設(shè)備和控制器來的信息一般可由操作工作站執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序，以使得操作者能實(shí)現(xiàn)與處理相關(guān)的期望功能，諸如查看處理的當(dāng)前狀態(tài)、修改處理操作等等。
一般的處理控制系統(tǒng)有許多連到一個(gè)或多個(gè)處理控制器的處理控制和儀器設(shè)備，諸如閥門、發(fā)射機(jī)、感應(yīng)器等，這些處理控制器執(zhí)行在處理操作時(shí)控制設(shè)備的軟件，但還有許多其他與處理操作相關(guān)的必要的支持設(shè)備。這些附加設(shè)備包括例如，功率供給設(shè)備、功率生成和分配設(shè)備、旋轉(zhuǎn)設(shè)備諸如渦輪機(jī)等等，它們位于一般工廠的許多地方。這附加設(shè)備不一定建立或使用處理變量且在許多情況下，不受處理控制器控制也不與其耦合，因?yàn)榕掠绊懱幚聿僮?，但該設(shè)備對于處理的適當(dāng)操作是很重要且必須的。然而在過去，處理控制器不一定注意到這些設(shè)備，并簡單地假設(shè)在實(shí)現(xiàn)處理控制時(shí)它們都正常工作。
而且，許多處理工廠有與此相關(guān)的其他計(jì)算機(jī)，它們實(shí)現(xiàn)與商業(yè)功能或維護(hù)功能相關(guān)的應(yīng)用。例如，一些工廠包括執(zhí)行與定購原料、替換工廠的部件或設(shè)備的應(yīng)用程序，與預(yù)測銷售和生產(chǎn)需要相關(guān)的應(yīng)用程序等等。類似地，許多處理工廠，特別是哪些使用智能現(xiàn)場設(shè)備的，包括用于幫助監(jiān)控和維護(hù)工廠內(nèi)設(shè)備的應(yīng)用，而不管這些設(shè)備是處理控制和儀器設(shè)備或是其他類型的設(shè)備。例如，F(xiàn)ish-Rosemount Systems，Inc的資產(chǎn)管理方案(AMS)應(yīng)用程序保證與現(xiàn)場設(shè)備間的通信并存貯屬于它的數(shù)據(jù)以保證并跟蹤現(xiàn)場設(shè)備的操作狀態(tài)。該種系統(tǒng)的一例揭示于美國專利號(hào)5960214題為“Integrated CommunicationNetwork for use in a Field Device management System”內(nèi)。在一些例子中，AMS應(yīng)用程序可能用于與設(shè)備通信以在設(shè)備內(nèi)交換參數(shù)，使設(shè)備自己運(yùn)行應(yīng)用程序，諸如自校驗(yàn)程序或自診斷程序，以獲得關(guān)于設(shè)備狀態(tài)和健康的信息。該信息可能被存儲(chǔ)并為維護(hù)人員所用以監(jiān)控和維護(hù)這些設(shè)備。類似地，有其他類型的應(yīng)用程序，用于監(jiān)控其他類型的設(shè)備，諸如旋轉(zhuǎn)設(shè)備和功率生成和供給設(shè)備。這些其他類型的應(yīng)用程序一般對維護(hù)人員可用且用于監(jiān)控和維護(hù)處理工廠內(nèi)的設(shè)備。
然而，在一般的工廠或處理中，與處理控制活動(dòng)相關(guān)的功能、設(shè)備和儀器維護(hù)和監(jiān)控活動(dòng)，以及商業(yè)活動(dòng)是分開的，這指的是這些活動(dòng)的發(fā)生位置和一般實(shí)現(xiàn)這些活動(dòng)的人員是不同的。另外，不同功能涉及到的不同人員一般使用不同工具，諸如在不同計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的不同應(yīng)用以實(shí)現(xiàn)不同功能。在許多例子中，不同工具收集或使用從處理中不同設(shè)備收集來的或與之相關(guān)的不同類型的數(shù)據(jù)并使用不同方法收集這些數(shù)據(jù)。例如處理控制操作者，一般負(fù)責(zé)每天處理操作，并主要是保證處理操作的質(zhì)量和連續(xù)性，一般通過設(shè)定和改變處理中的設(shè)定點(diǎn)。調(diào)整處理環(huán)、安排諸如批處理等而影響處理。這些處理控制操作者可能使用可用的工具以診斷并校正處理控制系統(tǒng)內(nèi)的處理控制問題，包括例如，自調(diào)諧器，環(huán)分析器，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等。處理控制操作者還通過一個(gè)或多個(gè)提供關(guān)于處理的操作信息給操作者的處理控制器從處理接收處理變量信息，包括在處理內(nèi)生成的警報(bào)。該信息可能通過標(biāo)準(zhǔn)用戶接口提供給處理控制操作者。
而且，目前已知提供使用處理控制變量和關(guān)于控制程序或功能模塊或與處理控制程序相關(guān)的模塊的操作條件的有限信息的專家引擎，以檢測較差操作環(huán)并提供給操作者關(guān)于解決問題的建議方法。該種專家引擎揭示在美國專利申請序列號(hào)09/256585中，題為“Diagnostics in a Process Control System”，于1999年2月22日提交，以及美國申請序列號(hào)09/499445，題為“DiagnosticExpert in a Process Control System”，提交于2000年2月7日，這兩個(gè)通過引用被結(jié)合于此。類似地，已知在工廠內(nèi)運(yùn)行控制優(yōu)化器，諸如實(shí)時(shí)優(yōu)化器，以最優(yōu)化處理工廠的控制活動(dòng)。該種優(yōu)化器一般使用工廠的復(fù)雜模型以預(yù)測如何改變輸入以最優(yōu)化工廠予以期望的最優(yōu)化變量諸如利潤相關(guān)的操作。
另一方面，一般負(fù)責(zé)保證當(dāng)前處理內(nèi)的設(shè)備處于有效工作狀態(tài)的維護(hù)人員，使用諸如維護(hù)接口如前述的AMS應(yīng)用程序，以及許多其他提供關(guān)于處理內(nèi)的設(shè)備的操作狀態(tài)的診斷工具以修復(fù)和替換不正常的設(shè)備。維護(hù)人員還要安排維護(hù)活動(dòng)，這可能需要關(guān)閉工廠的部分。對許更新類型的處理設(shè)備和儀器，一般稱為智能現(xiàn)場設(shè)備，這些設(shè)備本身可能包括檢測和診斷工具，它們能自動(dòng)知道與設(shè)備操作相關(guān)的問題并自動(dòng)通過標(biāo)準(zhǔn)維護(hù)接口將其報(bào)告給維護(hù)人員。例如，AMS軟件報(bào)告設(shè)備狀態(tài)以及其他工具使得維護(hù)人員能確定設(shè)備發(fā)生了什么并獲取設(shè)備提供的信息。一般，維護(hù)接口和維護(hù)人員位于處理控制操作的不同地方，雖然有時(shí)不是這樣。例如，在一些處理工廠內(nèi)，處理控制操作者可能實(shí)現(xiàn)維護(hù)人員的職責(zé)或相反，或?qū)@些功能負(fù)責(zé)的不同人員可能使用同一接口。
而且，負(fù)責(zé)人員和用于商業(yè)應(yīng)用的應(yīng)用，諸如定購部件、供給、原料等，使得諸如選擇生產(chǎn)何種產(chǎn)品、何種變量以在工廠內(nèi)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化等的戰(zhàn)略性商業(yè)決定一般位于工廠的辦公室內(nèi)，而遠(yuǎn)離處理控制接口和維護(hù)接口。類似地，管理者和其他人員可能需要訪問一些處理工廠內(nèi)遠(yuǎn)處或從其他與處理工廠相關(guān)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的信息以負(fù)責(zé)工廠的操作并作出長期的戰(zhàn)略決定。
因?yàn)閷τ诖蟛糠植考?，用于?shí)現(xiàn)工廠內(nèi)不同功能的不同應(yīng)用程序，例如，處理控制操作、維護(hù)操作以及商業(yè)操作是分開的，故用于不同任務(wù)的不同應(yīng)用程序未整合且因此不能共享數(shù)據(jù)或信息。實(shí)際上，許多工廠只包括一些，而不是所有不同類型的應(yīng)用程序。而且即使如果所有的應(yīng)用程序都位于工廠內(nèi)，由于不同的人員使用不同的應(yīng)用程序以及分析工具，且由于這些工具一般位于工廠內(nèi)的不同的硬件位置，很少有從工廠的一個(gè)功能區(qū)域到另一個(gè)的信息流動(dòng)，即使在該信息可能對工廠內(nèi)的其他功能有用時(shí)。例如，諸如旋轉(zhuǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)分析工具的工具，可能為維護(hù)人員所用以檢測運(yùn)轉(zhuǎn)不好的功率生成器或旋轉(zhuǎn)設(shè)備的部件(根據(jù)非處理變量類型數(shù)據(jù))。該工具可能檢測到問題并警告維護(hù)人員設(shè)備需要被校正、修復(fù)或替換。然而，處理控制操作者(或是人或是軟件專家)不能獲得這些信息的好處，即使操作有問題的設(shè)備可能引起影響環(huán)或一些其他由處理控制操作監(jiān)控的元件問題。類似地，商業(yè)人員未意識(shí)到該事實(shí)，即使不正常工作地設(shè)備可能對于工廠的最優(yōu)化時(shí)關(guān)鍵的且會(huì)以一種商業(yè)人員可能期望的方式影響工廠的最優(yōu)化。由于處理控制專家未意識(shí)到設(shè)備問題，這可能最終導(dǎo)致處理控制系統(tǒng)內(nèi)的環(huán)或單元的較差性能，且由于處理控制操作者或?qū)＜壹僭O(shè)設(shè)備正常工作，所以處理控制專家可能對它在處理控制環(huán)內(nèi)的問題檢測作出誤診斷，或可能試圖應(yīng)用工具，諸如環(huán)調(diào)整器，這可能永遠(yuǎn)不能糾正問題。類似地，商業(yè)人員可能由于設(shè)備不正常工作而作出商業(yè)決定以某種方式管理工廠卻不能達(dá)到期望的商業(yè)效應(yīng)(諸如最優(yōu)化利潤)。
由于在處理控制環(huán)境內(nèi)存在大量數(shù)據(jù)分析和其他檢測和診斷工具，所以提供給維護(hù)人員的有許多關(guān)于設(shè)備健康和性能的信息，以幫助處理操作者和商業(yè)人員。類似地存在許多可提供給處理操作者關(guān)于當(dāng)前處理控制環(huán)狀態(tài)和其他程序的信息以幫助維護(hù)人員或商業(yè)人員。類似地，存在在實(shí)現(xiàn)商業(yè)功能過程中生成或使用的信息，用于幫助維護(hù)人員或處理控制操作者能對處理操作實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。然而，在過去由于這些功能是分離的，在一個(gè)功能區(qū)域生成或收集的信息，一點(diǎn)也不用于或未很好地在其他功能區(qū)域內(nèi)使用，這導(dǎo)致在處理工廠內(nèi)的資產(chǎn)的總體亞最優(yōu)化使用。
發(fā)明概述處理控制系統(tǒng)使用從處理工廠內(nèi)不同設(shè)備來的屬于處理工廠資產(chǎn)的數(shù)據(jù)或信息。設(shè)備可能包括諸如以下的現(xiàn)場設(shè)備如閥門、定位裝置、開關(guān)、多路復(fù)用器、發(fā)射機(jī)、感應(yīng)器、控制系統(tǒng)、收發(fā)機(jī)、可變速驅(qū)動(dòng)、激勵(lì)器、I/O系統(tǒng)、二、三或四線設(shè)備等等，連同不同的智能設(shè)備包括根據(jù)諸如Fieldbus、HART、PROFIBUS、WORLDFIP、Device-net、AS-Interface以及CAN的特定協(xié)議。設(shè)備還可能包括網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，諸如TCP/IP協(xié)議設(shè)備、以太設(shè)備以及互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。整體可能還包括現(xiàn)場設(shè)備，諸如功率發(fā)生設(shè)備、功率分配設(shè)備、變壓器、槽、旋轉(zhuǎn)設(shè)備、測量設(shè)備、泵等等。處理工廠的數(shù)據(jù)和信息，諸如控制、處理和維護(hù)數(shù)據(jù)，由工具以協(xié)調(diào)方式操縱，諸如建立關(guān)于設(shè)備的狀態(tài)信息。狀態(tài)信息可能用于實(shí)現(xiàn)更佳或更優(yōu)的維護(hù)活動(dòng)，諸如與設(shè)備問題相關(guān)的糾正措施。例如，信息或數(shù)據(jù)可通過有關(guān)設(shè)備的狀態(tài)的維護(hù)功能來收集。然后該信號(hào)可能用于確定設(shè)備的狀態(tài)。狀態(tài)信息可能是多種信息形式，診斷信息、維護(hù)請求、當(dāng)前或?qū)韱栴}通告等等。如果狀態(tài)信息指明設(shè)備有問題，關(guān)于解決問題的工作命令和/或部件命令會(huì)自動(dòng)生成。然后傳達(dá)該命令以實(shí)現(xiàn)命令。在部件命令情況下，可能是與部件的供應(yīng)者通信以用于修復(fù)。如果命令是工作命令，則可能對合適的維護(hù)人員發(fā)出警報(bào)。在其他情況下，諸如預(yù)測將來問題中，可能安排命令使得它可以在設(shè)備預(yù)測故障發(fā)生前執(zhí)行。另外，命令的狀態(tài)可能根據(jù)關(guān)于設(shè)備的周期報(bào)告而被跟蹤。
附圖的簡要描述

圖1是帶有用于在工廠的許多功能區(qū)域之間接收和協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移的資產(chǎn)利用專家的處理工廠模塊圖；圖2是圖1的工廠內(nèi)的關(guān)于資產(chǎn)利用專家的數(shù)據(jù)和信息流圖表；圖3是工廠內(nèi)用于對操作仿真的模型的模塊圖；圖4是圖3的區(qū)域模型內(nèi)用于對單元操作仿真的模型的模塊圖；圖5是二維性能監(jiān)控圖表；圖6是說明是反應(yīng)堆內(nèi)選擇使用的示范基線以及基于該基線的焦化速率的圖表；圖7是說明根據(jù)圖6的基線的新焦化速率的發(fā)展的圖表；圖8是代表可能由圖形用戶界面顯示的處理控制系統(tǒng)內(nèi)的單元的顯示示范描述；圖9是說明一種索引可能為不同系統(tǒng)級(jí)別生成的方法的示范表格；圖10是描述一種計(jì)算單元的性能索引的方法的示范圖；圖11是一示范表格，說明使用索引值計(jì)算新索引值作為索引值的加權(quán)平均的方法；圖12是示范表格，說明可能計(jì)算單元可變性索引的方法；圖13是響應(yīng)于異?？勺冃运饕蓤D形用戶界面提供的示范顯示；圖14是用于生成可變性索引的數(shù)據(jù)的示范顯示；圖15是可能由圖形用戶界面提供的顯示的示范圖形描述；圖16是可能由圖形用戶界面提供的示范圖形顯示；圖17是可能由圖形用戶界面提供的用于使得用戶能看見檢查跟蹤信息的示范圖形描述；圖18是可能由圖形用戶界面提供的是用戶能實(shí)現(xiàn)對用于生成設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)索引的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步分析的示范圖形描述；圖19是可能由圖形用戶界面提供的使得用戶能圖形化地看見或監(jiān)控設(shè)備性能特點(diǎn)的示范圖形描述；圖20是可能由圖形用戶界面提供的使得用戶能很快調(diào)查工廠內(nèi)信息的另一張示范圖形描述；圖21-23是可能由圖形用戶界面提供給用戶的設(shè)備狀態(tài)信息的彈出窗口；圖24是可能由圖形用戶界面提供給用戶更詳細(xì)的幫助信息的示范顯示；圖25是可能由圖形用戶界面提供給用戶使之能診斷與環(huán)相關(guān)的問題的示范顯示描述；圖26是可能由圖形用戶界面提供給用戶使之能分析一個(gè)或多個(gè)處理控制環(huán)的性能和/或狀態(tài)的示范顯示描述；圖27是可能由圖形用戶界面提供給用戶使之能能跟蹤或生成工作命令的示范描述；圖28-31說明示出在旋轉(zhuǎn)設(shè)備內(nèi)的元件的振動(dòng)頻譜圖顯示；圖32是通過通信網(wǎng)絡(luò)連到若干處理工廠的遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)施的模塊圖；以及圖33是圖32的遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)施的更詳細(xì)的模塊圖。
詳細(xì)描述參考圖1，處理工廠10包括許多通過一個(gè)或多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)與許多控制和維護(hù)系統(tǒng)相連的商業(yè)和其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。處理工廠10包括一個(gè)或多個(gè)處理控制系統(tǒng)12和14。處理控制系統(tǒng)12可能是傳統(tǒng)處理控制系統(tǒng)，諸如PROVOX或RS3系統(tǒng)或任何其他DCS，DCS包括操作者接口12A，它耦合到控制器12B和輸入/輸出(I/O)卡12C，它們接著耦合到不同現(xiàn)場設(shè)備，諸如模擬和HighwayAddressable Remote Transmitter(HART)現(xiàn)場設(shè)備15。處理控制系統(tǒng)14，它可能是分配處理控制系統(tǒng)，包括一個(gè)或多個(gè)操作者接口14A，它通過諸如以太總線的總線耦合到一個(gè)或多個(gè)分配的控制器14B。例如，控制器14B可能是Fish-Rosemount Systems，Inc.of Austin，Texas的DeltaVTM或其他任何期望類型的控制器。控制器14B通過I/O設(shè)備連到一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備16，諸如例如HART或Fieldbus現(xiàn)場設(shè)備或任何其他智能或非智能的現(xiàn)場設(shè)備，包括例如，那些使用PROFIBUS、WORLDFIP、Device-Net、AS-Interface和CAN協(xié)議的。如已知，現(xiàn)場設(shè)備16可能提供關(guān)于處理變量和其他設(shè)備信息的模擬或數(shù)字的信息給控制器14B。操作者接口14A可能存儲(chǔ)和執(zhí)行操作者可用的控制處理操作的工具，例如，控制最優(yōu)化器、診斷專家、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、調(diào)諧設(shè)備等。
另外，維護(hù)系統(tǒng)，諸如計(jì)算機(jī)執(zhí)行AMS應(yīng)用程序或其他任何設(shè)備監(jiān)控和通信應(yīng)用程序可能連到處理控制系統(tǒng)12和14或連到個(gè)人設(shè)備以實(shí)現(xiàn)維護(hù)和監(jiān)控活動(dòng)。例如，維護(hù)計(jì)算機(jī)18可能通過任何期望的通信線路或網(wǎng)絡(luò)(包括無線或手控設(shè)備網(wǎng)絡(luò))連到控制器12B和/或設(shè)備15以便通信，而且在一些實(shí)例中，在設(shè)備15上重新配置或?qū)崿F(xiàn)其他維護(hù)活動(dòng)。類似地，諸如AMS應(yīng)用程序的維護(hù)應(yīng)用可能在與分配的處理控制系統(tǒng)14相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)用戶接口14A上安裝并執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)維護(hù)和監(jiān)控功能，包括與設(shè)備16的操作狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)收集。
處理工廠10還包括不同旋轉(zhuǎn)設(shè)備20，諸如渦輪機(jī)、馬達(dá)等等，它們通過一些永久或暫時(shí)的通信鏈路(諸如連到設(shè)備20的總線、無線通信系統(tǒng)或手控設(shè)備以獲得讀取然后被移去)連到維護(hù)計(jì)算機(jī)22。維護(hù)計(jì)算機(jī)22可能存儲(chǔ)并執(zhí)行由例如CSi Systems或其他任何已知的用于診斷、監(jiān)控和對旋轉(zhuǎn)設(shè)備20操作狀態(tài)最優(yōu)化的已知應(yīng)用程序的監(jiān)控和診斷應(yīng)用程序23。維護(hù)人員一般使用應(yīng)用程序23以維護(hù)并監(jiān)視工廠10內(nèi)的旋轉(zhuǎn)設(shè)備20，以確定旋轉(zhuǎn)設(shè)備20的問題并確定何時(shí)和是否旋轉(zhuǎn)設(shè)備20必須要修復(fù)或替換。
類似地，帶有與工廠10相關(guān)的功率生成和分配設(shè)備25的功率生成和分配系統(tǒng)24，通過例如總線連到另一運(yùn)行和監(jiān)視工廠10內(nèi)的功率生成和分配設(shè)備25的操作的計(jì)算機(jī)26。計(jì)算機(jī)26可能執(zhí)行已知的功率控制和診斷應(yīng)用程序27，諸如例如由Liebert和ASCO或其他公司提供的用以控制和維護(hù)功率生成和分配設(shè)備25的。
在過去不同的處理控制系統(tǒng)12和14以及功率生成和維護(hù)系統(tǒng)22和26并沒有以能使它們有效地共享每個(gè)系統(tǒng)生成的或收集的數(shù)據(jù)的方式互連。結(jié)果是，不同功能的每個(gè)，諸如處理控制功能、功率生成功能和旋轉(zhuǎn)設(shè)備功能，都在一種假設(shè)下操作，即工廠內(nèi)的其他可能被該特定功能影響或可能對該功能有影響的設(shè)備工作正常，這當(dāng)然不是實(shí)際情況。然而，由于功能很不同且監(jiān)視這些功能的設(shè)備和人員也不同，在工廠10內(nèi)的不同功能系統(tǒng)間幾乎沒有有意義的數(shù)據(jù)共享。
為了克服這個(gè)問題，提供計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30，它與和工廠10內(nèi)的不同功能系統(tǒng)相關(guān)的計(jì)算機(jī)或接口通信相連，包括處理控制功能12和14、諸如在計(jì)算機(jī)18、14A、22和26內(nèi)實(shí)現(xiàn)的功能以及商業(yè)功能。特別是，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30是通信連接到傳統(tǒng)處理控制系統(tǒng)12以及與該控制系統(tǒng)相關(guān)的維護(hù)接口18上，還連到處理控制和/或分配處理控制系統(tǒng)14的維護(hù)接口14A，還連到旋轉(zhuǎn)設(shè)備維護(hù)計(jì)算機(jī)22和功率生成和分配計(jì)算機(jī)26上，這些連接都是通過總線32的?？偩€32可能使用任何期望的或合適的本地局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng)(WAN)協(xié)議以提供通信。
如圖1說明，計(jì)算機(jī)30還通過同樣的或不同的網(wǎng)絡(luò)總線32連到商業(yè)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)和維護(hù)計(jì)劃計(jì)算機(jī)35和36，它們可能執(zhí)行例如企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)、材料資源規(guī)劃(MRP)、統(tǒng)計(jì)、生產(chǎn)和用戶定購系統(tǒng)、維護(hù)計(jì)劃系統(tǒng)或任何其他期望的商業(yè)應(yīng)用，諸如部件、供應(yīng)商以及原材料定購應(yīng)用、生產(chǎn)進(jìn)度安排應(yīng)用等。計(jì)算機(jī)30可能還通過例如總線32連到工廠內(nèi)LAN 37、協(xié)同WAN 38連同計(jì)算機(jī)系統(tǒng)40，該系統(tǒng)使得從遠(yuǎn)程位置能遠(yuǎn)程監(jiān)控或與工廠10通信。
在一實(shí)施例中，使用XML協(xié)議實(shí)現(xiàn)在總線32上的通信。這里，從計(jì)算機(jī)12A、18、14A、22、26、35、36等的每個(gè)來的數(shù)據(jù)，包在XML包內(nèi)，發(fā)送到XML數(shù)據(jù)服務(wù)器，它可能位于例如計(jì)算機(jī)30內(nèi)。由于XML是描述性語言，服務(wù)器可以處理任何類型的數(shù)據(jù)。在服務(wù)器端，如果必要，數(shù)據(jù)被封裝到新的XML包內(nèi)，即該數(shù)據(jù)從一個(gè)XML方案映射到一個(gè)或多個(gè)其他的為接收應(yīng)用程序的每個(gè)而建立的XML方案。因此，每個(gè)數(shù)據(jù)創(chuàng)始者可以使用已知的方案或方便于該設(shè)備或應(yīng)用程序而包裹數(shù)據(jù)，且每個(gè)接收應(yīng)用程序可以接收用于或由接收應(yīng)用程序理解的不同方案的數(shù)據(jù)。服務(wù)器用于根據(jù)數(shù)據(jù)源和目的地將一個(gè)方案映射到另一個(gè)方案。如果需要，服務(wù)器可能還實(shí)現(xiàn)一些數(shù)據(jù)處理功能或其他根據(jù)數(shù)據(jù)接收的功能。在服務(wù)器內(nèi)在在此描述的系統(tǒng)操作前設(shè)立并存儲(chǔ)映射和處理功能規(guī)則。這樣，數(shù)據(jù)可能從任何應(yīng)用程序發(fā)送到一個(gè)或多個(gè)其他應(yīng)用程序。
一般而言，計(jì)算機(jī)30存儲(chǔ)并執(zhí)行資產(chǎn)利用專家50，它收集由處理控制系統(tǒng)12和14、維護(hù)系統(tǒng)18、22和26以及商業(yè)系統(tǒng)35和36生成的數(shù)據(jù)和其他信息連同在這些系統(tǒng)中的每個(gè)上執(zhí)行的數(shù)據(jù)分析工具生成的信息。資產(chǎn)利用專家50可能根據(jù)例如由NEXUS提供的OZ專家系統(tǒng)。然而，資產(chǎn)利用專家50可能是任何專家系統(tǒng)期望的類型，包括例如數(shù)據(jù)采礦系統(tǒng)的任何類型。重要的是，資產(chǎn)利用專家50在處理工廠10內(nèi)作為數(shù)據(jù)和信息清理室操作，且能協(xié)調(diào)從一個(gè)功能區(qū)域來的數(shù)據(jù)或信息分配，諸如維護(hù)區(qū)域，到其他區(qū)域諸如處理控制或商業(yè)功能區(qū)域。資產(chǎn)利用專家50可能還使用收集的數(shù)據(jù)以生成新信息或數(shù)據(jù)，它們可能重新分配給一個(gè)或多個(gè)與工廠10內(nèi)不同功能相關(guān)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。另外，資產(chǎn)利用專家50可能實(shí)行或監(jiān)視其他應(yīng)用的執(zhí)行，它們使用收集的數(shù)據(jù)以生成在處理工廠10內(nèi)使用的數(shù)據(jù)類型。
特別是，資產(chǎn)利用專家50可能包括或執(zhí)行建立索引生成軟件51，它建立與設(shè)備相關(guān)的索引，諸如工廠10內(nèi)的處理控制和儀器設(shè)備、功率生成設(shè)備、旋轉(zhuǎn)設(shè)備、單元、區(qū)域等、或與處理控制實(shí)體相關(guān)的，如環(huán)等等。這些索引然后能提供給處理控制應(yīng)用程序以幫助最優(yōu)化處理控制，且可以提供給商業(yè)軟件或商業(yè)應(yīng)用程序以提供給商業(yè)人員關(guān)于工廠10的操作的更完整或可理解信息。資產(chǎn)利用專家50還能提供維護(hù)數(shù)據(jù)(諸如設(shè)備狀態(tài)信息)和商業(yè)數(shù)據(jù)(諸如與安排定購相關(guān)的數(shù)據(jù)、時(shí)間幀等)以控制與例如處理控制系統(tǒng)14相關(guān)的控制專家52，以幫助操作者實(shí)現(xiàn)諸如最優(yōu)化控制的控制活動(dòng)?？刂茖＜?2可能位于例如用戶界面14A或其他任何與控制系統(tǒng)14相關(guān)的計(jì)算機(jī)或如果需要的化計(jì)算機(jī)30內(nèi)。
在一實(shí)施例中，例如控制專家52可能是描述于前述的美國專利序列號(hào)09/256585和09/499445內(nèi)的控制專家。然而，在由這些控制專家實(shí)現(xiàn)的決定中，這些控制專家可能還另外包括并使用于設(shè)備狀態(tài)或處理工廠10內(nèi)的其他硬件相關(guān)的數(shù)據(jù)。特別是，在過去，軟件控制專家一般使用處理變量數(shù)據(jù)和一些有限設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)以對處理操作者作出決定或推薦。使用由資產(chǎn)利用專家50提供的通信，特別是于諸如由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)18、14A、22和26以及實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)分析工具的設(shè)備狀態(tài)信息相關(guān)的通信，控制專家52可以接收并包括設(shè)備狀態(tài)信息，諸如健康、性能、利用以及可變性信息連同處理變量信息以作出決定。
另外，資產(chǎn)利用專家50可以提供屬于設(shè)備狀態(tài)的信息和工廠10內(nèi)的控制活動(dòng)操作給商業(yè)系統(tǒng)35和36，其中，例如工作命令生成應(yīng)用程序或程序54能根據(jù)工廠10內(nèi)檢測到的問題自動(dòng)生成工作命令和定購部件，或可根據(jù)實(shí)現(xiàn)的工作而定購供給。類似地，由資產(chǎn)利用專家50檢測到的控制系統(tǒng)內(nèi)的變化可能引起商業(yè)系統(tǒng)35或36運(yùn)行如程序54的實(shí)現(xiàn)進(jìn)度安排和供給定購使用的應(yīng)用程序。同樣，在用戶定購等內(nèi)的變化，能進(jìn)入商業(yè)系統(tǒng)35或36，且該數(shù)據(jù)能發(fā)送到資產(chǎn)利用專家50且發(fā)送到控制程序或控制專家52以引起控制內(nèi)的變化，例如對開始生產(chǎn)新定購的產(chǎn)品或?qū)崿F(xiàn)商業(yè)系統(tǒng)35和36內(nèi)的變化的控制。當(dāng)然，如果需要，每個(gè)連到總線32的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可能有一個(gè)應(yīng)用程序，用于從計(jì)算機(jī)內(nèi)的其他應(yīng)用程序獲得合適的數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)發(fā)送到例如資產(chǎn)利用專家50。
另外，資產(chǎn)利用專家50能發(fā)送信息到一個(gè)或多個(gè)工廠10內(nèi)的優(yōu)化器。例如，控制優(yōu)化器55可能位于計(jì)算機(jī)14A內(nèi)，且運(yùn)行一個(gè)或多個(gè)控制優(yōu)化程序55A、55B等。另外或或者，優(yōu)化器程序55能在計(jì)算機(jī)30或其他任何計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)和執(zhí)行，由此需要的數(shù)據(jù)能由資產(chǎn)利用專家50發(fā)送。如果需要，工廠10可能包括這些模型56，它們能對工廠10的一些方面模型化，且可由資產(chǎn)利用專家50或控制或諸如控制專家52的其他專家執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)模型化功能，在此會(huì)對此目的進(jìn)行更詳細(xì)的描述。一般而言，然而，模型56可以用來決定設(shè)備、區(qū)域、單元、環(huán)路等參數(shù)，來檢測不合格的傳感器或其他缺省設(shè)備，作為優(yōu)化器程序55的一部分以生成諸如工廠10使用的性能和利用索引的索引，以實(shí)現(xiàn)性能或條件監(jiān)控以及其他許多使用。模型56可能是諸如由位于Teeside、英國的MDC Technology建立并賣的模型或其他期望類型的模型。當(dāng)然還有工廠10內(nèi)提供的其他應(yīng)用，能使用從資產(chǎn)利用專家50來的數(shù)據(jù)，且在此描述的系統(tǒng)不限于在此描述的特定應(yīng)用。然而總體而言，資產(chǎn)利用專家50通過使得能分享工廠10內(nèi)所有功能區(qū)域間的數(shù)據(jù)分享和資產(chǎn)協(xié)調(diào)而幫助最優(yōu)化工廠10內(nèi)所有資產(chǎn)的使用。
而且，一般而言，一個(gè)或多個(gè)用戶接口程序58可以存儲(chǔ)在或在工廠10內(nèi)一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)上執(zhí)行。例如，計(jì)算機(jī)30，用戶接口14A，商業(yè)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)35或任何其他計(jì)算機(jī)可能運(yùn)行接口程序58。每個(gè)用戶接口程序58能接收或預(yù)定從資產(chǎn)利用專家50來的信息，且可能發(fā)送或相同或不同的數(shù)據(jù)組到用戶接口程序58中的每個(gè)。用戶接口程序58中的任何一個(gè)可能使用對不同用戶提供不同屏幕而提供不同類型的信息。例如，用戶接口程序58中的任何一個(gè)可能提供屏幕或一組屏幕給控制操作者或商業(yè)人員以使之能設(shè)定限定或選擇最優(yōu)化變量以用于標(biāo)準(zhǔn)控制程序或控制最優(yōu)化程序內(nèi)。用戶接口程序58可能提供控制引導(dǎo)工具，使得以協(xié)調(diào)的方式讓用戶能看見由索引生成軟件51建立的索引。由于該信息已由處理工廠10內(nèi)其他軟件檢測到，該操作者引導(dǎo)工具還可能使得操作者或其他人獲得關(guān)于設(shè)備、控制環(huán)、單元等的狀態(tài)信息，且能簡單地看到與這些實(shí)體相關(guān)的問題。用戶接口程序58還可能使用由工具23和27、諸如AMS應(yīng)用程序的維護(hù)程序或其他任何維護(hù)程序生成或提供的性能監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，或由與資產(chǎn)利用專家50一起的模型所產(chǎn)生的，從而提供性能監(jiān)控屏幕。當(dāng)然，用戶界面程序58可能提供任何用戶訪問給用戶使之能改變偏好設(shè)置或其他在工廠10內(nèi)的所有或任何功能區(qū)域內(nèi)使用的其他變量。
現(xiàn)在參考圖2，提供了數(shù)據(jù)流圖表以說明在處理工廠10內(nèi)的資產(chǎn)利用專家50和其他計(jì)算機(jī)工具或應(yīng)用程序間的數(shù)據(jù)流。特別是，資產(chǎn)利用專家50可能從許多數(shù)據(jù)收集器或數(shù)據(jù)源接收信息，諸如工廠10內(nèi)多路復(fù)用器、發(fā)射機(jī)、感應(yīng)器、手持設(shè)備、控制系統(tǒng)、射頻(RF)收發(fā)機(jī)、在線控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、歷史、控制模塊或其他控制應(yīng)用程序，接口諸如用戶接口以及I/O接口連同諸如總線(例如Fieldbus、HART以及以太總線)的數(shù)據(jù)服務(wù)器、閥門、收發(fā)機(jī)、感應(yīng)器、服務(wù)器和控制器以及其他工廠資產(chǎn)諸如處理儀器、旋轉(zhuǎn)設(shè)備、電子設(shè)備、功率生成設(shè)備、可變速率驅(qū)動(dòng)器等等。該數(shù)據(jù)根據(jù)數(shù)據(jù)是如何生成的或用于其他功能系統(tǒng)可能是任何期望的形式。而且，該數(shù)據(jù)可能使用任何期望的或合適的諸如前述的XML協(xié)議的數(shù)據(jù)通信協(xié)議和通信硬件被發(fā)送到資產(chǎn)利用專家50。然而一般而言，工廠10經(jīng)配置使得資產(chǎn)利用專家50自動(dòng)從一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)源接收特定類型的數(shù)據(jù)且使得資產(chǎn)利用專家50能采取關(guān)于該數(shù)據(jù)的預(yù)定措施。
而且，資產(chǎn)利用專家50從(可能執(zhí)行)數(shù)據(jù)分析工具接收信息，諸如如今有的一般維護(hù)數(shù)據(jù)分析工具、性能跟蹤工具，諸如與設(shè)備有關(guān)的，連同處理控制系統(tǒng)的性能跟蹤工具，這在上述的美國專利申請序列號(hào)09/256585以及09/499445有所描述。數(shù)據(jù)分析工具可能還包括，例如，檢測一些類型問題的根本原因的根本原因應(yīng)用程序、事件診斷諸如在美國專利號(hào)6017143內(nèi)描述的規(guī)則環(huán)診斷，諸如在美國專利申請序列號(hào)09/303869(1999年3月3日提交)揭示的，通過引用被結(jié)合于此，沖擊線塞緊檢測應(yīng)用程序，諸如在美國專利申請序列號(hào)09/257896(199年2月25日提交)內(nèi)有描述，通過引用被結(jié)合于此，其他塞緊線檢測應(yīng)用程序、設(shè)備狀態(tài)應(yīng)用程序、設(shè)備配置應(yīng)用程序以及維護(hù)應(yīng)用程序、設(shè)備存儲(chǔ)、歷史和信息顯示工具，諸如AMS、探索器應(yīng)用程序和檢查跟蹤應(yīng)用程序。而且，專家50能從以下地方接收數(shù)據(jù)和任何信息，諸如高級(jí)控制專家52的處理控制數(shù)據(jù)分析工具、模型預(yù)測控制處理程序，諸如在美國專利申請序列號(hào)09/593327(2000年6月14號(hào)提交)和09/412078(1999年10月4號(hào)提交)內(nèi)有描述，通過引用被結(jié)合于此、調(diào)諧程序、模糊邏輯控制程序和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制程序，連同可能在處理控制系統(tǒng)10內(nèi)提供的諸如美國專利號(hào)5680409內(nèi)描述的虛擬感應(yīng)器。而且，資產(chǎn)利用專家50可能從與旋轉(zhuǎn)設(shè)備相關(guān)的數(shù)據(jù)分析工具接收信息，旋轉(zhuǎn)設(shè)備諸如在線振動(dòng)、RF無線感應(yīng)器以及手持?jǐn)?shù)據(jù)收集單元、與旋轉(zhuǎn)設(shè)備相關(guān)的石油分析、熱分析、超聲波系統(tǒng)和激光對準(zhǔn)和平衡系統(tǒng)，所有都可能與工廠10內(nèi)的檢測問題或旋轉(zhuǎn)設(shè)備的狀態(tài)相關(guān)。目前技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已知的工具在以后將不再描述。而且，資產(chǎn)利用專家50可能接收與諸如圖1的應(yīng)用23和27的功率管理和功率設(shè)備和供給相關(guān)的數(shù)據(jù)，這可能包括任何期望的功率管理和功率設(shè)備監(jiān)控以及分析工具。
在一實(shí)施例中，資產(chǎn)利用專家50實(shí)行或監(jiān)視工廠10內(nèi)的一些或所有設(shè)備的數(shù)學(xué)軟件模型56的執(zhí)行，諸如設(shè)備模型、環(huán)模型、單元模型、區(qū)域模型等，這是由處理工廠10內(nèi)的例如計(jì)算機(jī)30或其他任何期望的計(jì)算機(jī)運(yùn)行。資產(chǎn)利用專家50有多個(gè)理由可能使用由這些模型發(fā)展的或相關(guān)的數(shù)據(jù)。一些該數(shù)據(jù)(或模型本身)可能用于在工廠10內(nèi)提供虛擬感應(yīng)器。一些該數(shù)據(jù)或模型本身，可能用于實(shí)現(xiàn)預(yù)測控制或工廠10內(nèi)的實(shí)時(shí)控制。一些由模型56生成的該數(shù)據(jù)可能用于索引生成程序51以產(chǎn)生用于其他應(yīng)用的索引，諸如商業(yè)和處理控制應(yīng)用。為以上理由或其他理由使用模型56會(huì)在以下進(jìn)一步描述。
資產(chǎn)利用專家50接收生成的或例如一些周期性時(shí)間上在處理工廠10內(nèi)的總線32或任何其他通信網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)。之后，周期性地或根據(jù)需要，處理工廠10將數(shù)據(jù)重新分配到其他應(yīng)用，或在處理工廠10的控制或操作的不同方面或工廠10內(nèi)處理工廠10的到其他功能系統(tǒng)的操作使用該數(shù)據(jù)以生成并提供其他有用信息。特別是，處理工廠10可能提供數(shù)據(jù)以生成索引生成程序51以建立一系列復(fù)合索引諸如與處理工廠10內(nèi)一個(gè)或多個(gè)設(shè)備、單元、環(huán)路、區(qū)域或其他實(shí)體相關(guān)的性能索引、利用索引、健康索引以及可變性索引。索引的生成和使用將在下面詳述。
資產(chǎn)利用專家50可能還提供數(shù)據(jù)給或從控制程序62接收數(shù)據(jù)，該程序可能位于處理控制器或與控制器、優(yōu)化器55、商業(yè)應(yīng)用63、維護(hù)應(yīng)用66等相關(guān)的接口處。
另外，控制專家65(可能包括預(yù)測處理控制器)，在過去它簡單地假設(shè)它控制的設(shè)備或是完全正常工作或完全不正常，它能從資產(chǎn)利用專家50接收關(guān)于它正在控制的設(shè)備的狀態(tài)或健康，諸如前述的利用、可變性、健康或性能索引，或其他關(guān)于設(shè)備、環(huán)路等的操作狀態(tài)的信息，這些在控制處理時(shí)需要考慮。預(yù)測控制器65，連同優(yōu)化器55可能提供給用戶接口程序58附加的信息和數(shù)據(jù)。預(yù)測控制器65或優(yōu)化器55可能使用屬于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)的狀態(tài)信息，同時(shí)考慮諸如定義的資產(chǎn)利用專家50提供的商業(yè)方案軟件識(shí)別的目標(biāo)和未來需要。例如，商業(yè)應(yīng)用63，時(shí)根據(jù)控制系統(tǒng)內(nèi)的預(yù)測而對控制優(yōu)化的。
另外，資產(chǎn)利用專家50可能提供數(shù)據(jù)到并從諸如一般用于商業(yè)方案或商業(yè)計(jì)算機(jī)35和36的企業(yè)資源規(guī)劃工具接收數(shù)據(jù)。這些應(yīng)用可能包括控制生產(chǎn)規(guī)劃的生產(chǎn)規(guī)劃工具，材料資源規(guī)劃、能自動(dòng)生成部件定購的工作命令生成工具54、工作命令或用于商業(yè)應(yīng)用的供給命令等等。當(dāng)然，部件命令和供給命令生成可能基于從資產(chǎn)利用專家50來的信息而完全自動(dòng)完成，這減少了識(shí)別資產(chǎn)需要固定需要的時(shí)間以及接收提供與維護(hù)相關(guān)的糾正行動(dòng)的部件的時(shí)間。
資產(chǎn)利用專家50可能還提供信息給維護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用程序66，它不僅會(huì)馬上警告維護(hù)人員問題，還能采取糾正措施，諸如需要糾正問題的命令部件等。而且新模型68可能使用先前對任何單個(gè)系統(tǒng)不可用但現(xiàn)在對資產(chǎn)利用專家50可用的信息類型而生成。當(dāng)然，從圖2可理解資產(chǎn)利用專家50不僅從數(shù)據(jù)模型接收信息或數(shù)據(jù)以及分析工具，而且還從企業(yè)資源工具、維護(hù)工具以及處理控制工具接收信息。
而且，一個(gè)或多個(gè)經(jīng)協(xié)調(diào)的用戶接口程序可能與資產(chǎn)利用專家50和工廠10內(nèi)的其他應(yīng)用通信以提供幫助和可視性給操作者、維護(hù)人員和商業(yè)人員等。操作者和其他用戶可能使用經(jīng)協(xié)調(diào)的用戶接口程序以實(shí)行或?qū)崿F(xiàn)預(yù)測控制、工廠10的變化設(shè)置、工廠10內(nèi)的幫助瀏覽或?qū)崿F(xiàn)其他由資產(chǎn)利用專家50提供的信息相關(guān)的活動(dòng)。如上所述，用戶接口程序58可能包括操作者引導(dǎo)工具，它從預(yù)測控制器65和關(guān)于索引的信息接收信息，這可以由操作者或其他用戶用于幫助實(shí)現(xiàn)許多功能，諸如觀察處理內(nèi)的處理和設(shè)備的狀態(tài)、引導(dǎo)預(yù)測控制器65或?qū)崿F(xiàn)預(yù)測或最優(yōu)化控制。而且用戶接口程序58可能用于觀察數(shù)據(jù)或通過例如資產(chǎn)利用專家50從處理工廠10的其他部分內(nèi)的任何工具獲得數(shù)據(jù)。例如，管理者可能需要知道處理中發(fā)生了什么或可能需要與處理工廠10相關(guān)的高層信息以作出戰(zhàn)略決定。
如上所述，資產(chǎn)利用專家50能執(zhí)行或監(jiān)視一個(gè)或多個(gè)數(shù)學(xué)或軟件模型56的執(zhí)行，這些模型對工廠內(nèi)的特定設(shè)備或?qū)嶓w的操作模型化，諸如設(shè)備、單元、環(huán)路、區(qū)域等、這些模型可能是硬件模型或它們可能是處理控制模型。在一實(shí)施例中，為生成這些模型，模型專家將工廠分為元件硬件和/或處理控制部分，并提供給不同元件部分不同抽象度層次的模型。例如，工廠的模型是實(shí)現(xiàn)在軟件內(nèi)的，且由一組工廠不同區(qū)域的分等級(jí)相關(guān)且互連的模型組成或被包括。類似地，任何工廠區(qū)域的模型可能由工廠內(nèi)的在輸入與輸出間有互連關(guān)系的不同單元的個(gè)人模型組成。類似地，單元可能有互連的設(shè)備模型組成等等。當(dāng)然，區(qū)域模型可能有與單元模型、環(huán)路模型互連的設(shè)備模型。在模型等級(jí)例子中，諸如設(shè)備的較低層實(shí)體的模型的輸入和輸出，可能互連以產(chǎn)生更高層實(shí)體的模型的輸入和輸出，諸如單元，它們的輸入和輸出可能互連到建立更高層的模型，諸如區(qū)域模型等等。不同模型組合或互連的方式當(dāng)然取決于被模型化的工廠。但當(dāng)能為一個(gè)工廠使用單一的、完整的數(shù)學(xué)模型，為工廠內(nèi)的不同部分或?qū)嶓w，諸如區(qū)域、單元、環(huán)路、設(shè)備等提供不同和獨(dú)立的元件模型，以及將這些不同模型互連以形成更大的模型是很有用的。而且，最好使用可以相互獨(dú)立的元件模型以及是更大模型的一部分的分量模型。
當(dāng)數(shù)學(xué)上高度精確的模型或理論模型(諸如三階或四階模型)可能用于整個(gè)工廠或分量模型中的任一個(gè)或所有，個(gè)人模型不一定需要盡可能的數(shù)學(xué)上精確，且可能是例如一階或二階模型或其他類型的模型。這些較簡單的模型一般能在軟件內(nèi)更快地執(zhí)行，且可以通過將模型的輸入和輸出于在此描述的工廠內(nèi)準(zhǔn)確輸入和輸出測量匹配而變得更精確。換而言之，個(gè)人模型可能根據(jù)工廠實(shí)際的反饋，而經(jīng)調(diào)整或經(jīng)糾正而實(shí)現(xiàn)對工廠或工廠內(nèi)的實(shí)體的準(zhǔn)確建模。
等級(jí)軟件模型的使用在此通過相關(guān)圖3和圖4得到描述。圖3說明了精煉工廠內(nèi)的多個(gè)區(qū)域80、81和82的模型。如圖3所示，區(qū)域模型82包括將諸如原油的原材料加到預(yù)處理模型88內(nèi)的原材料源84的分量模型。預(yù)處理起88對原材料精煉后提供輸出，一般是原油到蒸餾處理90以做進(jìn)一步精煉。蒸餾處理90輸出C2H4，一般是期望的產(chǎn)品，以及C2H6，一般而言是廢品。C2H6被送回C2裂化器，它提供器輸出給預(yù)處理器88以做進(jìn)一步處理。通過C2裂化器從蒸餾處理來的反饋是再循環(huán)處理。因此，區(qū)域82的模型可能包括如圖3說明的輸入與輸出互連但分開的原材料源84、預(yù)處理器88、蒸餾處理90和C2裂化器的模型。即每個(gè)分量模型可能以圖3說明的方式連到其他模型的輸入和輸出以建立區(qū)域82的模型。當(dāng)然，其他區(qū)域80和81的模型可能有其他輸入與輸出互連的分量模型。
現(xiàn)在參考圖4，蒸餾處理90的分量模型更詳細(xì)地經(jīng)描述，且包括有頂部部分100T和底部部分100B的蒸餾柱狀物100。到蒸餾柱狀物100的輸入103是指示壓力和溫度的，它可能連到圖3示出的預(yù)處理器88的模型的輸出。然而，該輸入可能由操作者設(shè)定或根據(jù)工廠10內(nèi)的實(shí)際經(jīng)測量輸入或變量而設(shè)定。一般而言，蒸餾柱狀物100包括許多配置的板極以及在蒸餾處理時(shí)板極間的液體流動(dòng)。C2H4從柱狀物100的頂部100T產(chǎn)出，回流桶102將其中一些返回到柱狀物100的頂部。C2H6一般從柱狀物100的底部出來且重沸器104將聚丙烯抽入柱狀物100的底部100B以幫助處理過程。當(dāng)然，如果需要，蒸餾處理90的模型可能包括蒸餾柱狀物100、回流桶102和重沸器104等的分量模型，這些模型的輸入與輸出如圖4說明的連起來以形成蒸餾處理90的分量模型。
如上所述，蒸餾處理90的分量模型可能作為區(qū)域82的模型的一部分而被執(zhí)行，或可能同其他模型分開執(zhí)行。特別是，蒸餾柱狀物100的輸入103和/或C2H4和C2H6實(shí)際上能被測量且這些測量可以以下描述的許多方式在蒸餾處理90內(nèi)被使用。在一實(shí)施例中，蒸餾處理90的模型的輸入和輸出可能被測量且被用于確定與蒸餾處理90(諸如蒸餾量效率等等)相關(guān)的其他因子或參數(shù)以迫使蒸餾處理90的模型更準(zhǔn)確地匹配工廠10內(nèi)的實(shí)際蒸餾量的操作。蒸餾處理90的模型可能與已計(jì)算的參數(shù)一起使用，作為諸如區(qū)域或工廠模型的更大模型的一部分?；蛘呋蚋郊拥?，帶已計(jì)算參數(shù)的蒸餾處理90的模型可能用來確定虛擬感應(yīng)器測量或確定工廠10內(nèi)的實(shí)際感應(yīng)器測量是否是錯(cuò)誤的。帶已確定參數(shù)的蒸餾過程90的模型可能還用于實(shí)現(xiàn)控制或資產(chǎn)利用最優(yōu)化研究等。另外，分量模型可能用于檢測和隔離工廠10內(nèi)正發(fā)展的問題，或看工廠10的變化可能影響工廠10的最優(yōu)化參數(shù)的選擇。
如果需要，可能執(zhí)行任何特定的模型或分量模型以確定與該模型相關(guān)的參數(shù)值。這些參數(shù)中的一些或全部，諸如效率參數(shù)，可能對模型環(huán)境內(nèi)的工程師有意義，但卻一般在工廠內(nèi)是不可測量的。特別是，分量模型一般可能在數(shù)學(xué)上由等式Y(jié)＝(X，P)描述，其中模型的輸出Y是輸入X和一組模型參數(shù)P的函數(shù)。在圖4的蒸餾處理90的蒸餾柱狀物模型一例中，專家系統(tǒng)可能周期性地從現(xiàn)實(shí)的工廠收集數(shù)據(jù)(例如，每個(gè)小時(shí)、每十分鐘、每分鐘等)，工廠指示現(xiàn)實(shí)的到有關(guān)的模型實(shí)體輸入X和從實(shí)體的輸出Y。然后，時(shí)常使用模型和多組測量的輸入和輸出執(zhí)行回退分析，諸如最大似然，最小二乘方或任何其他回退分析，以根據(jù)多組測量數(shù)據(jù)確定最適合位置模型參數(shù)P的情況。這樣，任何模型的模型參數(shù)P可能使用現(xiàn)實(shí)或測量的輸入和輸出而被確定，以協(xié)調(diào)被模型化的實(shí)體與模型。當(dāng)然，可以對工廠10內(nèi)使用的任何或所有的分量模型實(shí)現(xiàn)該處理，且可是用任何合適數(shù)目的測量的輸入和輸出而實(shí)現(xiàn)。最好，資產(chǎn)利用專家50從處理控制網(wǎng)絡(luò)在一時(shí)間段上收集與模型的輸入和輸出相關(guān)的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以為模型56使用。然后，在期望的時(shí)刻，諸如每分鐘、每小時(shí)、每天等等，資產(chǎn)利用專家50可能使用最近收集的數(shù)據(jù)組進(jìn)行回退分析，以確定使用收集數(shù)據(jù)的最佳模型參數(shù)。該組用于回退分析的測量的輸入和輸出數(shù)據(jù)可能是獨(dú)立于或可能與用于前次模型的回退分析重疊。因此，例如，某特定模型的回退分析可能每小時(shí)運(yùn)行，但可能在最近的兩個(gè)小時(shí)內(nèi)使用每分鐘收集的輸入和輸出數(shù)據(jù)。結(jié)果是，用于任何特定回退分析的數(shù)據(jù)的一半可能與數(shù)據(jù)重疊，即，與在前次回退分析中使用的數(shù)據(jù)相同。在回退分析中使用的數(shù)據(jù)的重疊提供了模型參數(shù)計(jì)算內(nèi)更多的連續(xù)性或一致性。
類似地，可以執(zhí)行回退分析以確定在處理10內(nèi)進(jìn)行測量的感應(yīng)器是否有漂移或有其他與之相關(guān)的錯(cuò)誤。這里，屬于被模型化實(shí)體的測量的輸入和輸出的同樣的數(shù)據(jù)或潛在不同的數(shù)據(jù)經(jīng)收集并由例如資產(chǎn)利用專家50存儲(chǔ)。在該情況下，模型一般能數(shù)學(xué)上用Y+dY＝F(X+dX，P)表示，其中，dY是與輸出Y的測量相關(guān)的誤差，dX是與輸入X的測量相關(guān)的誤差。當(dāng)然，這些錯(cuò)誤可能是任何類型的誤差，諸如偏壓、漂移或非線性錯(cuò)誤，且模型可能識(shí)別出輸入X和輸出Y可能由與之相關(guān)的不同誤差，不同可能誤差類型有實(shí)際測量值的不同數(shù)學(xué)關(guān)系。在任何情況下，可能使用測量輸入和輸出以執(zhí)行回退分析，諸如最大似然、最小二乘方或任何其他回退分析，以確定位置感應(yīng)器誤差dY和dX。這里，模型參數(shù)P可能根據(jù)使用前一次模型的回退分析而計(jì)算的參數(shù)P，或仍被認(rèn)為是未知數(shù)并可能連同該次回退分析而確定。當(dāng)然，當(dāng)回退分析內(nèi)的未知數(shù)數(shù)目增加時(shí)，需要的數(shù)據(jù)量增加且需要更長的時(shí)間運(yùn)行回退分析。另外，如果需要，確定模型參數(shù)的回退分析以及用于確定感應(yīng)器誤差的回退分析可能各自獨(dú)立運(yùn)行，且如果需要以不同周期速率。這不同周期性可能是有好處的，例如，當(dāng)可測量感應(yīng)器誤差可能發(fā)生的時(shí)間幀或大或小很不同于模型參數(shù)的變化可能發(fā)生的時(shí)間幀時(shí)。
在任何情況下，使用這些分量模型，資產(chǎn)利用專家50可以通過繪出被確定模型參數(shù)值(和/或模型輸入和輸出)與時(shí)間對應(yīng)的圖而實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)性能監(jiān)控。另外，資產(chǎn)利用專家50可以通過將被確定的感應(yīng)器誤差dY和dX與閥值比較而檢測潛在的錯(cuò)誤感應(yīng)器。如果感應(yīng)器中一個(gè)或多個(gè)有較高或與之相關(guān)的不可接受的誤差，則資產(chǎn)利用專家50可以通知維護(hù)人員和/或錯(cuò)誤感應(yīng)器的處理控制操作者。
從該討論中可以理解，可以在不同時(shí)間為不同的目的獨(dú)立地執(zhí)行分量模型，且在許多情況下，可能周期性地執(zhí)行以執(zhí)行以上描述的性能監(jiān)控活動(dòng)。當(dāng)然，資產(chǎn)利用專家50可能控制合適目的的合適模型的執(zhí)行并使用這些模型的結(jié)果以進(jìn)行性能監(jiān)控和最優(yōu)化?？梢岳斫獾氖?，同一模型可能由資產(chǎn)利用專家50為不同目的或?yàn)橛?jì)算與模型相關(guān)的不同參數(shù)或變量而運(yùn)行。
如上所述，可能存儲(chǔ)、跟蹤參數(shù)、輸入、輸出或其他與任何模型相關(guān)的變量以提供設(shè)備、單元、環(huán)路、區(qū)域或處理或工廠的任何其他實(shí)體的性能監(jiān)控。如果需要，可能一起跟蹤或監(jiān)控這些變量的兩個(gè)或多個(gè)以提供實(shí)體多維圖或性能的測量。作為性能模型化的一部分，該多維圖的參數(shù)的位置或其他變量可能與閥值比較來看由被監(jiān)控的經(jīng)協(xié)調(diào)參數(shù)定義的實(shí)體是否在期望的或可接收的區(qū)域內(nèi)，或在該區(qū)域的內(nèi)部或外部。這樣，實(shí)體的性能可能基于與該實(shí)體相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)或其他變量。圖5說明了諸如圖4的蒸餾柱的實(shí)體操作區(qū)域的二維圖，如由實(shí)體的參數(shù)P1和P2值定義的。這里，參數(shù)P1和P2(可能使用上述的模型回退分析或任何其他期望的方式)以二維的方式繪出，且圖上的點(diǎn)(每個(gè)由P1和P2值定義)為不同的標(biāo)為T1-T10的時(shí)間確定。因此，點(diǎn)XT1代表在T1時(shí)間的參數(shù)P1和P2值定義的點(diǎn)。圖5上的點(diǎn)XT1到XT10說明實(shí)體在T1和T6間在期望區(qū)域內(nèi)操作(區(qū)域1)，在時(shí)間T7進(jìn)入較差但可接受區(qū)域(區(qū)域2)，然后在時(shí)間10進(jìn)入不可接受或失敗區(qū)域(區(qū)域3)。當(dāng)然，這些不同區(qū)域的界限事先由例如資產(chǎn)利用專家50可在任何時(shí)間訪問的計(jì)算機(jī)30內(nèi)存儲(chǔ)的專家確定。雖然圖5說明二維參數(shù)性能監(jiān)控技術(shù)，該同樣的技術(shù)可以應(yīng)用于一維或更多維以影響性能監(jiān)控。另外，在n維圖中的實(shí)體的位置區(qū)域或其他信息可能由例如索引生成程序51使用以生成性能索引。
要理解的是，資產(chǎn)利用專家50可以根據(jù)模型參數(shù)或其他模型變量使用上述描述的監(jiān)控技術(shù)監(jiān)控一個(gè)或多個(gè)實(shí)體，且能將這些實(shí)體的操作狀態(tài)或性能測量匯報(bào)給任何處理工廠10內(nèi)其他需要的人員、功能或應(yīng)用，諸如處理控制專家系統(tǒng)、維護(hù)人員、商業(yè)應(yīng)用、用戶接口程序58等等。當(dāng)然，還要理解資產(chǎn)利用專家50可能根據(jù)每個(gè)實(shí)體的一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)、或任何期望數(shù)目的參數(shù)或變量在任何期望的實(shí)體上實(shí)現(xiàn)性能或條件監(jiān)控。用于性能監(jiān)控的變量或參數(shù)的標(biāo)號(hào)和數(shù)量一般能由熟悉過程的專家確定，這也要根據(jù)被監(jiān)控的實(shí)體的類型。
如果需要，資產(chǎn)利用專家50還可能通過將上述的由模型確定的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)與根據(jù)被模型化的實(shí)體的設(shè)計(jì)參數(shù)而運(yùn)行的模型內(nèi)確定的同樣參數(shù)比較而定義性能索引或圖。特別是，資產(chǎn)利用專家50可能執(zhí)行使用模型屬于的工廠10內(nèi)實(shí)體的設(shè)計(jì)參數(shù)的模型，以確定如果根據(jù)當(dāng)前處理狀態(tài)操作，且使用工廠10內(nèi)測量的實(shí)體的當(dāng)前輸入，實(shí)體的設(shè)計(jì)性能會(huì)是怎樣的。該設(shè)計(jì)性能可能與實(shí)體的實(shí)際性能比較，實(shí)際性能由該實(shí)體的分量模型決定或由實(shí)體的測量的輸入和輸出確定，以生成實(shí)體性能的測量。
因此，例如，實(shí)體的效率可能使用根據(jù)上述的回退分析估計(jì)實(shí)體參數(shù)(其中一個(gè)可能是效率)的分量模型確定。同時(shí)，實(shí)體的模型可能使用根據(jù)實(shí)體的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生結(jié)果的參數(shù)運(yùn)行，但根據(jù)從實(shí)體來的實(shí)際輸入和/或輸出。因此，例如，如果不同原材料輸入實(shí)體，設(shè)計(jì)模型會(huì)使用原材料變化引起的效率而運(yùn)行。兩種情況下的實(shí)體性能可能相比以確定性能索引，它指出實(shí)際索引在遠(yuǎn)離可能或設(shè)計(jì)的操作多少處操作。該性能索引然后可能被報(bào)告給或?yàn)槠渌麘?yīng)用或系統(tǒng)用戶使用，諸如處理控制，維護(hù)或商業(yè)人員或應(yīng)用。
分量模型56還可能用于實(shí)現(xiàn)處理最優(yōu)化。特別是，資產(chǎn)利用專家50可能使用一個(gè)或多個(gè)最優(yōu)化程序55，它執(zhí)行個(gè)人分量模型以根據(jù)例如通過商業(yè)應(yīng)用處理控制操作者或商業(yè)人員提供的一些最優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)以對工廠的操作實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。優(yōu)化器55可能是實(shí)時(shí)優(yōu)化器，它進(jìn)行實(shí)時(shí)操作以根據(jù)那時(shí)工廠10的實(shí)際狀態(tài)對工廠10最優(yōu)化?；蛘呋蚋郊拥?，優(yōu)化器55可能確定要對工廠10做的使工廠10最優(yōu)化的改變，諸如在線將一些設(shè)備或單元帶回。當(dāng)然，可能不執(zhí)行這些前述的或另外執(zhí)行其他類型的最優(yōu)化程序55。
在一實(shí)施例中，由MDC Inc提供的RTO+實(shí)時(shí)優(yōu)化程序，可能作為實(shí)時(shí)優(yōu)化器使用，且可能在工廠10操作期間的不同或周期時(shí)間內(nèi)被執(zhí)行，諸如每3到5分鐘、每10到15分鐘、每小時(shí)等。當(dāng)然，可以使用其他已知的或后來發(fā)展的不經(jīng)常實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的最優(yōu)化程序，諸如每3到4小時(shí)或每3到4天執(zhí)行。
RTO+優(yōu)化器在每次執(zhí)行實(shí)時(shí)最優(yōu)化時(shí)一般實(shí)現(xiàn)三個(gè)階段。RTO+最優(yōu)化程序首先執(zhí)行輸入階段，期間程序檢查以確定先前在優(yōu)化器設(shè)計(jì)指明的變量作為由優(yōu)化器操縱以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的變量，諸如設(shè)定點(diǎn)或設(shè)備、單元等其他參數(shù)，實(shí)際能在當(dāng)前時(shí)間處被操縱。該信息能從資產(chǎn)利用專家50提供給優(yōu)化器，資產(chǎn)利用專家50從處理控制系統(tǒng)獲得該信息并將其存儲(chǔ)在任何期望的數(shù)據(jù)庫內(nèi)。因此，在輸入階段，優(yōu)化器實(shí)際上根據(jù)從資產(chǎn)利用專家50提供給它的數(shù)據(jù)確定是否可能被操縱的輸入的每個(gè)可變，這是因?yàn)樵谠S多例中，潛在被操控的輸入的一個(gè)或多個(gè)可能不可變，這由于例如提供該輸入的設(shè)備不在操作狀態(tài)或已下線或運(yùn)行設(shè)備以不同于設(shè)計(jì)模式運(yùn)行，這使得控制器不能改變設(shè)備的輸入。
作為輸入階段的一部分，實(shí)時(shí)優(yōu)化器還可能確定是否在優(yōu)化器最后運(yùn)行時(shí)假設(shè)要變的變量實(shí)際已被改變且達(dá)到優(yōu)化器最后運(yùn)行時(shí)提出的或計(jì)算的值，即假設(shè)要變的值。如果，不管怎樣應(yīng)該要變?yōu)槟程囟ㄖ档闹滴催_(dá)到該值，則優(yōu)化器認(rèn)為存在防止變化發(fā)生的問題，并實(shí)際上在優(yōu)化器下次運(yùn)行時(shí)去掉改變變量到某值的選項(xiàng)。檢測變量不能達(dá)到理論上應(yīng)達(dá)到的某值的失敗可能是系統(tǒng)內(nèi)需要解決的問題。
接著，在輸入階段，優(yōu)化器實(shí)現(xiàn)對構(gòu)成利用工廠測量的輸入和輸出的整個(gè)模型的個(gè)人分量模型的每個(gè)的快速執(zhí)行。每個(gè)分量模型的計(jì)算的輸出然后經(jīng)檢查以確定任何特定的分量模型是否存在問題會(huì)影響整個(gè)模型的精確運(yùn)行。這里，優(yōu)化器可能使用每個(gè)實(shí)體的實(shí)際測量輸入(先前存儲(chǔ)的)以決定模型的個(gè)人分量部件利用這些實(shí)際輸入產(chǎn)生實(shí)際輸出。
假設(shè)分量模型的每個(gè)都被執(zhí)行，優(yōu)化器可能尋找模型內(nèi)的可能影響優(yōu)化器優(yōu)化能力的不一致性。例如，優(yōu)化器可能確定由實(shí)際設(shè)備作出的測量是否與使用實(shí)際設(shè)備的輸入的分量模型預(yù)測相同。如果模型(使用最近計(jì)算的模型參數(shù))預(yù)測一個(gè)從輸出的實(shí)際測量偏移的輸出，諸如如果模型預(yù)測18的流速率且流速率表讀出20，則優(yōu)化器可能需要將與流速率相關(guān)的限制設(shè)定在先前定義的限制下面兩格。因此，如果與該流速率相關(guān)的限制原先設(shè)在25，則優(yōu)化器可能使用23作為限制，由于優(yōu)化器認(rèn)為模型相對該變量有兩格誤差。當(dāng)然，優(yōu)化器可能尋找模型和工廠實(shí)際測量間的其他不一致性或偏移，以重設(shè)、更新或跟蹤限制或最優(yōu)化程序內(nèi)的其他變量。
在下一階段，一般稱為最優(yōu)化階段，優(yōu)化器使用從一個(gè)分量的輸出模型作為輸入到組成整個(gè)模型的其他分量模型的一個(gè)或多個(gè)以預(yù)定順序運(yùn)行個(gè)人模型。使用整個(gè)模型，由用戶提供的限制和由輸入階段確定的新限制，連同最優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化器確定要做的變化或被檢測到當(dāng)前能被操控的被操控的變量，該操控能在優(yōu)化器運(yùn)行的時(shí)間窗口內(nèi)對工廠最優(yōu)化。該時(shí)間窗口可能是3到4分鐘、3到4小時(shí)等，且一般是優(yōu)化器運(yùn)行的周期律。最優(yōu)化軟件的使用是眾所周知的，且可以使用為該目的的任何期望最優(yōu)化軟件。因此，在一例中，精煉工廠可能經(jīng)最優(yōu)化，而對C2裂化室最優(yōu)化，以根據(jù)由與每個(gè)可能輸出相關(guān)的當(dāng)前價(jià)格和多種生產(chǎn)的C2裂化室生產(chǎn)的可能輸出產(chǎn)品而獲得最大利潤。然而，限制可能是C2裂化室必須要產(chǎn)出必須要滿足商業(yè)合同中提出的產(chǎn)品量，不管該產(chǎn)品的當(dāng)前價(jià)格如何。在另一例中，最優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)可能用于最大化一種特定原材料的使用，由于在工廠存儲(chǔ)該種原材料的超額費(fèi)用壓倒了其他費(fèi)用或價(jià)格考慮，諸如有最高當(dāng)前價(jià)的產(chǎn)品。
可以看到確定最優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)，一般這是由商業(yè)人員或商業(yè)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的，對于優(yōu)化器的操作很關(guān)鍵，因此，對于工廠10的操作也很關(guān)鍵。結(jié)果是，資產(chǎn)利用專家50可能通過用戶接口程序58提供給商業(yè)人員一組系統(tǒng)的在某特定時(shí)間的最優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)的選擇，并提供由操作者或其他任何用戶對最優(yōu)化程序作出的選擇。實(shí)際上，有許多可選擇的最優(yōu)化變量，且可能通過用戶接口提供給操作者或商業(yè)人員不同標(biāo)準(zhǔn)選擇，使得操作者或商業(yè)人員能以任何期望的方式選擇不同最優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)。
下一步，最優(yōu)化程序進(jìn)入輸出階段，其中可能完成優(yōu)化器的結(jié)果的實(shí)現(xiàn)。特別是，在計(jì)算被操控的變量的提出的變化后，優(yōu)化器可能確定要變化的被操控的變量或輸出是否可用，因?yàn)樵趦?yōu)化器開始優(yōu)化階段時(shí)可用的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備可能已下線或可能由于其他原因而不可用了，這阻止了輸入變量的變化的實(shí)現(xiàn)。然而，如果所有被操控要變化的數(shù)據(jù)仍可變，則提出的變化可能通過例如用戶接口(例如圖形用戶接口)提供給操作者。操作者可能能簡單地按下按鈕，以由優(yōu)化器確定的方式，開始對被操縱變量的變化或自動(dòng)下載到處理控制程序，諸如改變設(shè)定點(diǎn)等等。例如，在其他實(shí)施例或在操作的后階段，當(dāng)處理正常運(yùn)行時(shí)，如果操作者不阻止在特定時(shí)間窗口內(nèi)這些變化的實(shí)例化，則優(yōu)化器可能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)提出的變化。因此，優(yōu)化器的輸出可能在每次優(yōu)化器執(zhí)行時(shí)被使用，除非操作者干預(yù)以阻止優(yōu)化器來的變化被使用。作為操作的一部分，一個(gè)或多個(gè)用戶接口程序58可能提供給操作者屏幕，以指明要做的提議的變化以及按鈕或條，操作者可以使用它們用于改變或阻止改變。在一實(shí)施例中，如果用戶按下按鈕以實(shí)現(xiàn)變化，則所有變化被發(fā)送到合適的控制器，那里對它們做限制檢查然后被實(shí)現(xiàn)。
諸如上述的實(shí)時(shí)優(yōu)化器，由于多種原因，比起大多數(shù)優(yōu)化器可能相對更頻繁地被執(zhí)行。第一，實(shí)時(shí)優(yōu)化器有目的地對分量模型合適優(yōu)化，該種分量模型一般要比一般用于設(shè)計(jì)工廠的高度理論模型要快得多地運(yùn)行。然而這些分量模型是準(zhǔn)確的，由于一個(gè)或多個(gè)模型參數(shù)根據(jù)工廠的當(dāng)前輸入和輸出被跟蹤或被改變(使用上述描述的回退分析)。即，實(shí)時(shí)優(yōu)化器使用由模型上回退分析的最近一次運(yùn)行提供的模型參數(shù)，以協(xié)調(diào)工廠10的實(shí)際操作與模型間的關(guān)系。另外，由于它使用限制優(yōu)化步驟，上述的優(yōu)化器比傳統(tǒng)的優(yōu)化器要快。即，優(yōu)化器只試圖在優(yōu)化器的個(gè)人運(yùn)行內(nèi)的時(shí)間段上進(jìn)行最優(yōu)化，這減少了最優(yōu)化程序?qū)崿F(xiàn)的處理量。另外，實(shí)時(shí)優(yōu)化器可能用于識(shí)別一個(gè)或多個(gè)重要事件的發(fā)生，這可能觸發(fā)實(shí)時(shí)優(yōu)化器重新開始，如這些時(shí)間可能使得先前的推薦變的不可行或不是所期望的。
前面已討論了閉環(huán)、實(shí)時(shí)優(yōu)化器，使用相同或不同分量模型的其他類型優(yōu)化器55還能由資產(chǎn)利用專家50連同實(shí)時(shí)優(yōu)化器或分開執(zhí)行。這些其他優(yōu)化器執(zhí)行頻率少一些。例如，寬帶優(yōu)化器可能用于查看或確定處理的最終最優(yōu)優(yōu)化操作點(diǎn)在哪里，即使實(shí)時(shí)優(yōu)化器可能不能在一定時(shí)間內(nèi)驅(qū)動(dòng)工廠朝向該點(diǎn)。該寬帶優(yōu)化器可能能使得商業(yè)人員作出關(guān)于工廠10的長期預(yù)測或可能使得操作者能確定工廠10的操作是否朝著期望的區(qū)域邁進(jìn)。如果寬帶優(yōu)化器確定最終達(dá)到的最優(yōu)化點(diǎn)是不可接收的，操作者可能決定改變配置或工廠的其他操作參數(shù)。
其他優(yōu)化器，諸如選擇優(yōu)化器，可能確定需要由操作者或維護(hù)人員實(shí)現(xiàn)的處理配置內(nèi)的變化能更好地優(yōu)化處理否。例如，在一些例子中，選擇優(yōu)化器可能認(rèn)識(shí)到一定單元或其他實(shí)時(shí)優(yōu)化器應(yīng)可用的受操控輸入由于某些原因而不再可用，例如，與這些輸入相關(guān)的設(shè)備處于關(guān)或下線狀態(tài)。該選擇優(yōu)化器運(yùn)行一個(gè)或多個(gè)最優(yōu)化測試，假設(shè)一個(gè)或多個(gè)這些設(shè)備、單元等是可用的，以確定如果實(shí)體重回操作，工廠操作能有多大改善(即工廠10相對一些優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)能有多大優(yōu)化)。例如，該優(yōu)化器可能告訴操作者或商業(yè)人員工廠10還能多獲利多少錢是一定單元或設(shè)備上限，或能告訴操作者或商業(yè)人員哪些設(shè)備或單元要首先回到操作狀態(tài)。該種選擇優(yōu)化器還能試圖通過將特定的泵和閥門開或關(guān)、通過替換工作在亞最優(yōu)模式的設(shè)備等進(jìn)行優(yōu)化，以確定要作出何種對處理的關(guān)鍵變化或?qū)Y產(chǎn)做何種變化能是處理變得更能獲利或更優(yōu)化。該選擇優(yōu)化器可能使用從操作者或商業(yè)人員來的輸入和/或可能使用其他數(shù)據(jù)處理中普遍的分支技術(shù)或數(shù)據(jù)采礦程序以選擇調(diào)整最優(yōu)化變量的方法。其他選擇技術(shù)可能還能用于，諸如提供選擇優(yōu)化器一系列規(guī)則以應(yīng)用于確定如何改變處理或確定對其做何種改變，如果實(shí)現(xiàn)了，則會(huì)對工廠10有所改善或很大改善。
如上討論結(jié)果，可以看到，使用模型為商業(yè)應(yīng)用、處理控制應(yīng)用和資產(chǎn)維護(hù)和監(jiān)控應(yīng)用提供了許多新類型的數(shù)據(jù)或信息。特別是，模型可以用于實(shí)現(xiàn)性能監(jiān)控和產(chǎn)生性能索引，該索引指示工廠內(nèi)設(shè)備、單元、區(qū)域等的相關(guān)性能。該性能索引可能是于某實(shí)體的可能性能相關(guān)的實(shí)體的性能測量。另外，盡管上邊討論了設(shè)備和單元模型，但可以為處理控制實(shí)體實(shí)現(xiàn)和執(zhí)行類似模型，諸如環(huán)路、單元等以為這些類型的實(shí)體提供性能測試和最優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)。而且，如上所述，在一些情況中，模型可能用于測量或指示一定設(shè)備或其他實(shí)體的健康，提供這些實(shí)體的健康索引。例如，在一定模型上使用的回退分析確定的一定輸入和輸出感應(yīng)器的誤差測量可能用作或轉(zhuǎn)變?yōu)檫@些設(shè)備的健康指示。而且，對處理控制器不可用的其他信息，諸如模型參數(shù)和根據(jù)模型的虛擬感應(yīng)器測量，能提供處理控制器或商業(yè)人員以用于不同方面。
除了性能和健康索引，資產(chǎn)利用專家50能幫助索引生成程序51以建立其他類型索引，諸如利用索引和可變性索引。可變性索引指明有多少信號(hào)進(jìn)入或出去、或一些與設(shè)備、環(huán)路、單元等相關(guān)的其他信號(hào)參數(shù)，它與該信號(hào)或參數(shù)期待變化而變化。需要建立該可變索引的數(shù)據(jù)可能由資產(chǎn)利用專家50收集，并在期望的或合適時(shí)間，提供給索引生成程序51。當(dāng)然，信號(hào)或參數(shù)的變化的正常量可能由熟悉整體的生產(chǎn)者、工程師、操作者或維護(hù)人員，或可能基于工廠內(nèi)關(guān)于該或類似實(shí)體的統(tǒng)計(jì)措施(諸如平均、標(biāo)準(zhǔn)偏移等等)，且該正?；蚱诖淖兓赡艽鎯?chǔ)在或由索引生成程序51更新。
利用索引，以一種或其他形式，跟蹤或反應(yīng)個(gè)人設(shè)備、單元、環(huán)路或其他實(shí)體的利用，且根據(jù)先前確定的工作臺(tái)記號(hào)和操作目標(biāo)，可能提供一些關(guān)于這些實(shí)體過度被利用或未被充分利用的指示。利用索引可能根據(jù)測量的實(shí)際設(shè)備的使用而生成。例如，設(shè)備可能被測量以知道其在處理中的使用頻率，或處于空閑，且該索引可能與期望利用比較，使得該實(shí)體能確定實(shí)體被過度利用還是未被充分利用。利用索引可能識(shí)別設(shè)備、單元、環(huán)路等，它們未被充分利用如同它們能或應(yīng)該，另一方面，使用過多而被過度利用的。
在一些例子中，利用索引可能根據(jù)關(guān)于某特定設(shè)備合適或期望使用相關(guān)的商業(yè)決定而被確定。例如，許多處理或精煉工廠使用熔爐，它們存在焦化問題，所以必須周期性清理。一般而言，焦化發(fā)生在石油工業(yè)使用的熔爐內(nèi)，希望能在很短時(shí)間內(nèi)快速加熱石油基液體。該種熔爐可能由輸入管，它從熔爐內(nèi)部穿過使得在管道內(nèi)的液體快速加熱到高溫，諸如1400華氏溫度。在一些情況下，為在管道的中心獲得該高溫的液體，可能需要加熱管道的外部到1700華氏溫度。然而，由于通過管道的液體是石油基的，所以一些原料變成炭或其他不好的粘附的和顆粒的原料，它們會(huì)留在管道的表面上，接著降低了熔爐的熱傳遞效率。該原料的沉積稱為焦化。更多的液體通過管道，會(huì)發(fā)生更多的焦化。因此，會(huì)降低熔爐的效率。在一些點(diǎn)上，熔爐的效率變低了，所以熔爐必須下線且清理。該清理過程很耗時(shí)且需要大量的人工和資源，包括氣體清理設(shè)備。所以，這些熔爐的清理必須事先安排以保證由充足的人工和必要的設(shè)備。
商業(yè)人員或處理控制操作者，知道工廠10內(nèi)特定的熔爐會(huì)經(jīng)歷焦化，可能會(huì)試圖通過指明焦化在熔爐內(nèi)是如何逐步發(fā)生的，而獲得這些熔爐的最有效率使用。因此，例如，商業(yè)人員可能決定對某特定熔爐操作15天，而后想通過在15天的最后將熔爐運(yùn)行到最大焦化層而在該時(shí)間段內(nèi)獲得熔爐的最大效率。如果熔爐過早達(dá)到最大焦化層，即在15天最后之前，則熔爐必須下線但仍不能被清理直到15天的最后，這是因?yàn)橐鹊饺斯ず蜋C(jī)器可用時(shí)(即被安排好了)。過早的移去熔爐會(huì)不利地影響處理操作。然而，如果熔爐在15天的最后未達(dá)到焦化層，熔爐必須下線且清理，這是因?yàn)檫@是唯一人工和機(jī)器可用時(shí)間。然而，熔爐未被充分利用意味著失去了一次機(jī)會(huì)，因?yàn)榍謇砦闯浞掷玫娜蹱t和充分利用的熔爐費(fèi)用相同。大致而言，其他熔爐被過度利用且比未充分利用的熔爐焦化更厲害。
為在給定時(shí)間段上最佳利用熔爐，諸如以上討論的15天時(shí)段內(nèi)，操作員或商業(yè)人員可能畫出定義時(shí)間上在熔爐內(nèi)期望的焦化的基線。圖6說明了熔爐焦化的示范基線200對時(shí)間圖?；€200規(guī)定商業(yè)人員或操作者期望如何相對于15天時(shí)間段(在此后，熔爐必須被清理)使用熔爐。熔爐的焦化直接涉及熔爐的熱傳遞效率。如圖6所示，在15天的最后，如果熔爐跟隨基線200，則熔爐會(huì)達(dá)到其最大焦化層(這對應(yīng)于熔爐允許的最小熱傳遞效率)。當(dāng)然，可以理解圖6的基線只是可以選擇的許多可能基線的一種。
不幸的是，由于熔爐內(nèi)的高溫，不可能測定某特定時(shí)間的熔爐內(nèi)的焦化程度。然而，使用前述的原則建立的一個(gè)或多個(gè)熔爐的模型可能在熔爐內(nèi)測量焦化。這里焦化可能是模型的參數(shù)，它從模型內(nèi)的其他變量、模型的輸入輸出或使用上述的回退分析而被確定。資產(chǎn)利用專家50可能周期性地運(yùn)行該模型，作為虛擬感應(yīng)測量或模型參數(shù)，以獲得熔爐內(nèi)的焦化度。該確定的等式在技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)眾所周知，在此不作描述。另外，如果需要，優(yōu)化器可能使用由圖6的基線定義的焦化值(或由該線任意點(diǎn)的斜率定義的焦化率)作為最優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)，并設(shè)定工廠的受操控變量，以操作熔爐使得由該模型為熔爐測得的熔爐內(nèi)的焦化跟隨圖6的基線200。
現(xiàn)在以圖6為例，假設(shè)資產(chǎn)利用專家50運(yùn)行熔爐的模型，確定在第六天熔爐的焦化在點(diǎn)202處，實(shí)際上低于由基線200定義的第六天的期望焦化量。焦化量低于由基線200定義的第六天的期望意味著根據(jù)基線200熔爐未被充分利用。所以，資產(chǎn)利用專家50可能讓例如操作者或商業(yè)人員知道該事實(shí)，諸如提供熔爐的使用索引，這能以期望和合適的方式，標(biāo)識(shí)根據(jù)前述的利用標(biāo)準(zhǔn)未被充分利用的熔爐。
根據(jù)該利用索引，商業(yè)人員或操作者能意識(shí)到失去了更多利用熔爐的機(jī)會(huì)，因?yàn)樵?5天后，熔爐內(nèi)部不管焦化達(dá)到最大量否都要被清理。為在一定時(shí)間內(nèi)將焦化參數(shù)變回基線200，例如在第7天時(shí)(圖6上標(biāo)為204)，且獲得熔爐的最佳使用率，操作者或資產(chǎn)利用專家50可能在點(diǎn)202和204間定義一條線。該線的斜率定義了比基線200上第6天和第7天間的斜率允許的焦化率。操作者或優(yōu)化程序可能更多地運(yùn)行熔爐以獲得由點(diǎn)202和204間的線的斜率定義的焦化率。這個(gè)更高的焦化率，例如，可以用作為在控制工廠10或熔爐的操作的優(yōu)化程序內(nèi)的限制或甚至優(yōu)化參數(shù)。例如，如所知的，焦化率量可以通過調(diào)整許多與熔爐相關(guān)的參數(shù)中的一個(gè)而被調(diào)整，諸如原料通過熔爐的速度(速度越快，會(huì)有更少的焦化發(fā)生)、熔爐原料的出口溫度(出口溫度越高，會(huì)有更多的焦化發(fā)生)、以及注入通過熔爐的液體的蒸汽(一般使用更多的蒸汽，則發(fā)生的焦化更少)。優(yōu)化器可能使用期望的焦化率以調(diào)整這些參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)以獲得新的焦化率。在任何情況下，熔爐的利用的測量根據(jù)熔爐實(shí)際的焦化與熔爐指示的期望焦化相比，在本例中，熔爐未被充分利用，如果熔爐被更多地使用，則工廠10能被優(yōu)化。
參考圖7，如果在一方面，在第6天的熔爐焦化被測量或由熔爐的模型確定是高于基線200的，諸如在點(diǎn)206，則熔爐被過分利用，熔爐的使用速率應(yīng)被減少到保證熔爐能維持15天。在這種情況下，可能由其他熔爐上線或已經(jīng)上線以補(bǔ)償熔爐使用中的減少。類似于圖6的例子，操作者或商業(yè)人員可能被告知使用中的熔爐的過度利用，例如，利用索引反應(yīng)例如實(shí)際焦化和期望焦化量間的不同的指示。因此，操作者或商業(yè)人員可能確定，到第10天期望能將熔爐的焦化參數(shù)變回基線，熔爐的焦化值可能已比第7或第8天允許的值要高了。可以在點(diǎn)206和是第10天在基線上的點(diǎn)208點(diǎn)間畫一條線，該新畫的線的斜率定義了在第7天和第10天間期望或允許的焦化率。當(dāng)然，操作者或優(yōu)化器或其他控制程序能實(shí)現(xiàn)控制戰(zhàn)略以強(qiáng)迫熔爐的焦化率為點(diǎn)206和208間的線的斜率定義的速率。
在改變?nèi)蹱t的利用索引時(shí)還可以考慮其他商業(yè)決定。例如，在第6天時(shí)，即使熔爐的焦化參數(shù)可能運(yùn)行在基線附近，但商業(yè)人員可以決定需要再多使用熔爐5天，因此增加了熔爐的生存期到20天，之后再清理。這也可能由于清理設(shè)備要到第20天才可用。該種情況下，在第6天和20天間的基線要重畫，且控制程序或優(yōu)化器可能試圖跟隨新基線。然而，如果整個(gè)基線都被重畫，則前面被定義為100％利用或在第6天相對15天基線的準(zhǔn)確利用可能現(xiàn)在對于20天的基線為過度利用。在該種情況下，資產(chǎn)利用專家50可能提供新的焦化率作為優(yōu)化器或處理控制程序的最優(yōu)化或限制以試圖將利用索引變回100％。類似地，如果熔爐要更早地被關(guān)閉，例如在第12天末，則熔爐可能根據(jù)12天基線未被充分利用，處理控制程序上的優(yōu)化器可能使用新的焦化率以試圖將利用索引變回100％。
將要注意的是，在特定基線上連同熔爐的模型的使用，模型測量或估計(jì)在任何特定時(shí)間熔爐的焦化量，使用這兩樣以運(yùn)行熔爐的商業(yè)決定可以用于指示某一特定實(shí)體，諸如熔爐，在實(shí)際處理運(yùn)行時(shí)，正被過度利用或未被充分利用。另外，處理控制的改變可以根據(jù)利用索引，用于更多或更少地利用熔爐。
以上給出的熔爐的利用索引例子可以被計(jì)算或以任何期望的方式表達(dá)，諸如根據(jù)實(shí)際焦化值和期望焦化值間的差、新的允許的焦化值、由基線定義的期望焦化速率和新允許焦化速率間的比，或利用的任何其他測量。當(dāng)然，當(dāng)確定某熔爐的利用索引的方法在此描述，在處理工廠內(nèi)有許多其他設(shè)備、單元、環(huán)路等。特別是，不同實(shí)體的利用索引可以期望的方式被測量，且對于不同的實(shí)體是不同的方式。在一例中，利用索引可以以百分比表出，其中100％表示實(shí)體正在以正確或期望的量使用，高于100％的值意味著實(shí)體被過度利用，低于100％值意味著實(shí)體未被充分利用。當(dāng)然，在設(shè)備不同類型的情況下還能利用其他測量和表達(dá)利用的方式。
圖1的系統(tǒng)的一重要方面是用戶接口程序58，它提供了整合入前述的資產(chǎn)利用專家50圖形用戶界面(GUI)以方便用戶與資產(chǎn)利用專家50提供的不同資產(chǎn)利用能力的交互。然而，在更詳細(xì)地討論GUI前，要認(rèn)識(shí)到GUI可能包括一個(gè)或多個(gè)是采用任何合適的程序語言和技術(shù)的軟件程序。另外，包括GUI的軟件程序可能存儲(chǔ)在并在單一處理站或單元內(nèi)處理，諸如，例如工廠10內(nèi)的工作站、控制器等，或者，GUI的軟件程序可能存儲(chǔ)在或以分布式執(zhí)行，使用資產(chǎn)利用系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)通信上相互耦合的處理單元。
最好，但不是必要，GUI可能使用熟悉的基于圖形窗口結(jié)構(gòu)和外觀實(shí)現(xiàn)，其中多個(gè)互連的圖形觀察或頁面包括一個(gè)或多個(gè)下拉菜單，使得用戶能在頁面間以期望的方式瀏覽，以查看和/或檢索某特定信息類型。前述的資產(chǎn)利用專家50的特征和/或能力可能通過一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)的GUI的頁面、視圖或顯示而表述、被訪問、實(shí)行等。另外，GUI構(gòu)成的不同的顯示可能邏輯上互連以方便用戶在顯示間的快速直觀地瀏覽以檢索特定類型信息或訪問和/或?qū)嵭匈Y產(chǎn)利用專家50的特定容量。
一般而言，在此描述的GUI提供直覺圖形描述或處理控制區(qū)域、單元、環(huán)路、設(shè)備等的顯示。每個(gè)這些圖形顯示可能包括數(shù)字狀態(tài)和性能索引(其中的一些或所有可能由前述的索引生成程序51生成)，它們與GUI顯示的特定的視圖相關(guān)。例如，描述處理控制區(qū)域的顯示可能提供一組索引以反映該區(qū)域性能的狀態(tài)(即，在設(shè)備等級(jí)的某層的處理控制系統(tǒng)的特定部分)。另一方面，描述環(huán)路的顯示可能提供一組與該特定環(huán)路相關(guān)的狀態(tài)和性能索引。在任何情況下，用戶可能使用任何視圖、頁面或顯示內(nèi)的索引以快速估計(jì)在該顯示內(nèi)描述的設(shè)備、環(huán)路等內(nèi)是否存在問題。
此外，此處描述的GUI可自動(dòng)地或響應(yīng)于用戶請求地向用戶提供維護(hù)信息。維護(hù)信息可通過資產(chǎn)利用專家50的一任一部分提供。類似地，GUI也可通過資產(chǎn)利用專家50提供顯示警報(bào)信息、處理控制信息等。此外，GUI可向用戶提供有關(guān)已發(fā)生的或有關(guān)工廠10內(nèi)發(fā)生的問題的消息。這些消息可包括圖形和/或文字信息，它們描述問題、對系統(tǒng)的可能建議(實(shí)施這些建議可避免當(dāng)前的問題或避免潛在的問題)以及描述可糾正或避免問題的行動(dòng)路線等。
圖8是可能由GUI顯示的處理控制系統(tǒng)內(nèi)代表單元500的顯示描述。如在圖8中所說明，單元500包括多個(gè)設(shè)備，諸如，例如閥門、泵、溫度發(fā)射機(jī)等，所有的都能由所示的圖描述。另外，顯示還可能包括線箭頭，以及其他標(biāo)識(shí)以代表不同設(shè)備間的邏輯和物理互連。當(dāng)然，該種處理控制系統(tǒng)的圖形表示(或處理控制系統(tǒng)的部分)在技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)眾所周知，因此，實(shí)現(xiàn)這些圖形代表或顯示的方式在此不作詳述。
很重要的是，圖8示出的GUI顯示還包括多個(gè)索引名和值550。特別是，索引名字和值550包括性能索引、健康索引、可變性索引和利用索引，所有的這些在前面都相關(guān)資產(chǎn)利用專家50和索引生成程序51簡要得到描述。索引名字和值550可能以表格形式示出或任何期望的格式。索引名字和值550代表整個(gè)單元500的性能和狀態(tài)，因此，示出的索引值最好但不是必須，包括與每個(gè)子單元相關(guān)的索引值和/或組成單元500的設(shè)備。
在討論GUI和資產(chǎn)信息、處理控制信息、維護(hù)信息、診斷信息或任何其他類型的信息顯示給用戶的方式前，要簡單地介紹一下性能和狀態(tài)索引生成的方式。而且，還要認(rèn)識(shí)到在此詳細(xì)描述的性能索引、健康索引、可變性索引和利用索引連同不同GUI附加和/或不同索引的顯示可能由資產(chǎn)利用專家50生成，并不偏離本發(fā)明范圍通過GUI顯示。
一般，由索引生成器程序51生成的和通過GUI顯示的索引中的每個(gè)可能為個(gè)人設(shè)備、邏輯和/或設(shè)備的物理組、邏輯處理(例如控制環(huán)路)、諸如單元和區(qū)域等的設(shè)備邏輯組而計(jì)算。換而言之，索引可能主要在處理控制系統(tǒng)或更一般可能包括一個(gè)或多個(gè)處理控制系統(tǒng)的資產(chǎn)利用系統(tǒng)的設(shè)備和邏輯等級(jí)的每層被計(jì)算。然而，特定索引的意義取決于環(huán)境(即索引是否對應(yīng)設(shè)備的邏輯或物理組和/或參數(shù))，其中生成索引并顯示它，且可能根據(jù)它被顯示的等級(jí)層。例如，在設(shè)備等級(jí)的最低層，索引對應(yīng)物理設(shè)備諸如閥門、溫度感應(yīng)器、激勵(lì)器等。因此，每個(gè)設(shè)備可能有唯一的索引組，它可能是在設(shè)備內(nèi)或根據(jù)在設(shè)備制造時(shí)存儲(chǔ)在設(shè)備內(nèi)的信息為設(shè)備而生成。相應(yīng)地，每個(gè)設(shè)備可能生成并提供器索引給更高的等級(jí)層并提供給需要的資產(chǎn)利用專家50。
類似地，每個(gè)都包括一個(gè)或多個(gè)設(shè)備或功能模塊的單元或環(huán)路，可能每個(gè)都有唯一一組索引。然而，每個(gè)單元和環(huán)路的索引值可能數(shù)學(xué)上由為單元或環(huán)路內(nèi)使用的個(gè)人設(shè)備或功能模塊組合索引值而生成。因此，如果單元或環(huán)路時(shí)由壓力發(fā)射機(jī)、閥門和泵組成(或與這些設(shè)備的操作相關(guān)的功能模塊)，單元或環(huán)路的索引值可能基于為這些設(shè)備的每個(gè)或組成單元或環(huán)路的功能模塊的索引值的不同數(shù)學(xué)組合。類似地，由于子單元和等級(jí)的單元層由一個(gè)或多個(gè)環(huán)路組成，而這些環(huán)路是由設(shè)備組成的，每個(gè)子單元和單元的索引值可能由對環(huán)路或設(shè)備索引值進(jìn)行數(shù)學(xué)組合而生成。另外，區(qū)域索引可能被確定為區(qū)域內(nèi)單元、環(huán)路、設(shè)備等的組合。
如下面詳述的，設(shè)備索引值的數(shù)學(xué)組合以形成等級(jí)的環(huán)路、子單元、單元以及區(qū)域?qū)拥乃饕悼赡苁褂眉訖?quán)和或平均，或任何其他合適的數(shù)學(xué)組合。當(dāng)然，一個(gè)或多個(gè)性能、健康、可變性和利用索引的計(jì)算可能對于邏輯和設(shè)備等級(jí)的每層不合適、不需要或沒有用。圖9是示范表格以一種方式說明性能索引(PI)、健康索引(HI)、可變性索引(VI)以及利用索引(LI)可能或可能不為系統(tǒng)等級(jí)的設(shè)備、環(huán)路、子單元和單元層生成。如圖9所示，PI可能為單元和子單元層生成。在單元和子單元層，PI可能通過將單元或子單元的模型(諸如模型56的一個(gè))與單元或子單元的實(shí)際性能相比較或通過其他任何方法而計(jì)算得。特別是，該環(huán)境下的PI(即在等級(jí)的單元和子單元層處)可能，例如相對于理論最大值的效率或，相應(yīng)于經(jīng)驗(yàn)值推導(dǎo)的根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)性能的最大效率。圖9示出的表格還指明PI不需要為個(gè)人設(shè)備或環(huán)路計(jì)算。然而，在一些應(yīng)用中，可能期望為環(huán)路和設(shè)備計(jì)算PI。例如，在為設(shè)備計(jì)算PI情況下，設(shè)備制造商可能在設(shè)備內(nèi)存儲(chǔ)性能信息，使得在操作時(shí)，設(shè)備可能根據(jù)于將實(shí)際性能特征與存儲(chǔ)的性能信息比較而計(jì)算PI(諸如，例如操作效率)，存儲(chǔ)信息可能包括設(shè)備效率的理論最大值。當(dāng)然，索引生成程序51還可能實(shí)現(xiàn)該功能。在為環(huán)路計(jì)算PI的情況下，系統(tǒng)可能例如將最大或平均環(huán)路誤差(即穩(wěn)定狀態(tài)誤差信號(hào))與一些預(yù)定的最理想為零的最小誤差值作比較。這樣，小環(huán)路誤差可能對應(yīng)指示好性能的PI值。
圖9還說明了VI可能在等級(jí)的環(huán)路和設(shè)備層處計(jì)算。在設(shè)備層，VI可能通過將設(shè)備輸出內(nèi)的變化和偏移與期望的變化或偏移量比較而計(jì)算得。過高或過低的VI值可能指示設(shè)備故障或工作不正?；蚩赡芸彀l(fā)生的故障或不正常工作。類似地，在環(huán)路層，頻率過高或環(huán)路輸出的大幅度變化可能指示有問題。在任何情況下，環(huán)路和設(shè)備的VI可能基于實(shí)際參數(shù)可變性與期待參數(shù)可變性的比較，期望值可能是理論或經(jīng)驗(yàn)確定的。雖然圖9示出的時(shí)VI可能不為單元或子單元層計(jì)算，在一些應(yīng)用中，可能還是期望為這些層生成VI。
另外，圖9還示出了為設(shè)備、環(huán)路、子單元和單元層計(jì)算HI。設(shè)備的HI可能基于設(shè)備的歷史使用。特別是，設(shè)備制造者可能在設(shè)備內(nèi)存儲(chǔ)與設(shè)備生存期有關(guān)的信息，根據(jù)設(shè)備的使用和在其操作期間的環(huán)境影響(例如，溫度變化、沖擊等)，設(shè)備可能確定設(shè)備在其生存期曲線上的偏離程度(例如，老化)。制造商可能對設(shè)備編程以提供HI值，它指示設(shè)備的生存期的當(dāng)前狀態(tài)。例如，撞擊類型的閥門可能有250000充分撞擊的生存期，且撞擊閥門設(shè)備(一般這是智能設(shè)備)的制造商，會(huì)在內(nèi)存內(nèi)存儲(chǔ)期望的生存操作撞擊次數(shù)以及閥門已完成的撞擊次數(shù)。因此，HI值可能從零到十(零代表差狀況，十代表好狀況)的情況下，當(dāng)撞擊從零升到250000次由閥門生成的HI值可能從零到十。當(dāng)然，HI值和生存期特征(例如，撞擊)間的準(zhǔn)確關(guān)系可能不是線性的。相反，許多生存期特征符合指數(shù)特征，其中設(shè)備性能/操作過程中的故障和降級(jí)隨時(shí)間和撞擊完成等而加快。當(dāng)然，有許多其他根據(jù)設(shè)備的當(dāng)前檢測狀態(tài)以及它的操作狀態(tài)而定義或計(jì)算設(shè)備的HI的方式。例如，如果設(shè)備有兩個(gè)檢測到的小問題，則其HI會(huì)下降。
另一方面，環(huán)路的HI，最好但不是必須，是個(gè)人設(shè)備或構(gòu)成環(huán)路的功能模塊的HI值的數(shù)學(xué)組合(諸如，例如加權(quán)和或平均)。類似地，子單元和單元層的HI值可能還是環(huán)路和子單元的潛在的HI值的數(shù)學(xué)組合。因此，最終，設(shè)備層上的層的HI值等級(jí)基于一個(gè)或多個(gè)已組成復(fù)合值的設(shè)備的HI值。
如圖9所示，UI可能為環(huán)路、子單元和單元層計(jì)算，但不必要為設(shè)備層計(jì)算。一般而言，UI代表特定資產(chǎn)(例如，環(huán)路，子單元或單元)比較其容量或期望的利用而使用的程度。例如，UI值可能基于單元、子單元或環(huán)路用于實(shí)現(xiàn)控制或產(chǎn)生輸出要用的時(shí)間。另外或或者，UI值可能基于由環(huán)路、子單元、和/或單元處理的材料量與環(huán)路、子單元、單元等可能處理的最大量間的比較。
圖10是描述圖8中示出的單元500的PI可能的一種計(jì)算方式的示范圖。如圖10所示，構(gòu)成單元500的多個(gè)環(huán)路575中的每個(gè)有自己的PI和加權(quán)系數(shù)，這可以是用戶選擇的或根據(jù)特定環(huán)路對于單元500的總體操作的相對重要性定義的。環(huán)路575的索引和加權(quán)然后可能使用加權(quán)平均實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)組合，以達(dá)到單元500的PI值83.2。
類似地，單元500的HI可能作為組成單元500的所有設(shè)備(和/或環(huán)路)的HI值的加權(quán)而計(jì)算。如圖11所示的表格可能用于代表包括在加權(quán)平均內(nèi)的值。如圖11所示，可能有文字描述與特定設(shè)備和索引值相關(guān)。這些文字描述可能根據(jù)HI值和與該HI值相關(guān)的特定設(shè)備提供診斷信息、維護(hù)信息等等。
圖12是示范表格，說明如何計(jì)算單元的VI的一種方法，諸如圖8的單元500。如同HI，為圖8示出的單元500計(jì)算的VI是基于組成單元500的個(gè)人設(shè)備、環(huán)路和/或子單元的VI值的加權(quán)平均。當(dāng)然，GUI可能提供給用戶看到加權(quán)平均數(shù)據(jù)的能力，諸如在圖10到12所說明的，且能使用戶改變加權(quán)。
圖13是示范顯示，它可能響應(yīng)與設(shè)備和/或環(huán)路相關(guān)的過量VI值而由GUI提供。如圖13示出，該顯示可能為關(guān)于特定設(shè)備的過高或過低VI值提供一個(gè)或多個(gè)可能的解釋。特別是，顯示可能是自動(dòng)的，或可能在用戶要求下，指明與已連接的設(shè)備相關(guān)的沖擊線，指明處理正在改變，指明上流泵內(nèi)存在空化現(xiàn)象等等。該信息可能根據(jù)檢測這些條件的數(shù)據(jù)分析工具，而由資產(chǎn)利用專家50而使得能為GUI所用。類似地，如圖14所示，閥門的VI可能通過GUI由使得用戶請求用于生成該值的VI的數(shù)據(jù)的圖形表示而進(jìn)一步被探究。另外，GUI可能顯示文字消息，或是在諸如圖14示出的圖形顯示或是其他任何GUI顯示，它指示一個(gè)或多個(gè)過高(或過低)的VI值的可能的原因。該種原因可能根據(jù)從所有數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)分析工具提供的數(shù)據(jù)而由資產(chǎn)利用專家50提供。例如，在閥門顯示過度VI值時(shí)，GUI可能通過文字消息指明閥門有粘附現(xiàn)象，可能閥門內(nèi)有空化現(xiàn)象。
圖15是可能由GUI提供給用戶以監(jiān)控工廠10內(nèi)的單元、子單元、環(huán)路、設(shè)備等等的性能的顯示的示范圖形描述。如圖15所示，不同索引的值可能以時(shí)間的函數(shù)而繪出，因此使得用戶能更直覺地分析趨勢或可能指示一個(gè)問題的任何隨時(shí)間的變化。另外，該圖形描述可能還揭示重要的不同索引變化間的互相關(guān)或關(guān)系。例如，用戶可能能更容易地識(shí)別在逐減或較低HI值和逐增或過高VI值間的關(guān)系。
另外，GUI可能在圖15示出的圖形顯示內(nèi)或其他向用戶指明當(dāng)前或潛在問題的顯示或頁面內(nèi)提供文字消息，這些問題可能與顯示的索引值或改變相關(guān)。這些文字消息可能識(shí)別標(biāo)識(shí)出的問題的可能解決方案。雖然圖15內(nèi)描述的圖形信息已被標(biāo)定，使得索引表示為百分比且時(shí)間軸以月為單元標(biāo)出，但可是用任何其他單元和顯示分辨率。例如，在索引可能或能很快改變的情況下，如果需要，GUI使得用戶能在小時(shí)的基礎(chǔ)上、每分鐘、每幾秒或更頻繁地(更高的時(shí)間分辨率)顯示索引值。
圖16是可能由GUI提供的使得用戶能更快地分析工廠10內(nèi)的處理區(qū)域的操作狀態(tài)和性能的示范圖形顯示。如圖16所示，GUI可能圖形化地描述處理區(qū)域600內(nèi)的物理設(shè)備(以及之間的互連)。當(dāng)然，要知道的是雖然處理區(qū)域在圖16內(nèi)示出的GUI顯示內(nèi)經(jīng)描述，工廠10的任何其他部分，諸如例如單元、子單元、環(huán)路、設(shè)備等可能被替代示出而獲得同樣或類似的結(jié)果。在任何情況下，處理區(qū)域600被描述為具有具有一對槽，多個(gè)溫度發(fā)射機(jī)、壓力發(fā)射機(jī)、流發(fā)射機(jī)等，以及管道，所有的可能如圖16示出的互連。另外，物理設(shè)備中的每個(gè)可能連同相關(guān)的字母數(shù)字標(biāo)識(shí)符(例如TT-394)被顯示，該標(biāo)識(shí)符唯一標(biāo)識(shí)工廠10內(nèi)的該設(shè)備，且還能連同使得用戶能快速確定與該設(shè)備相關(guān)的感應(yīng)參數(shù)的狀態(tài)的圖形儀表或規(guī)格(即部分陰影半圓特征)而被顯示。例如，GUI可能顯示與溫度發(fā)射機(jī)相關(guān)的圖形儀表或規(guī)格，并可能對正由根據(jù)溫度發(fā)射機(jī)感應(yīng)的當(dāng)前溫度的儀表或多或少地陰影化。更重要的是，VI、HI、UI和PI值的一個(gè)或多個(gè)可能對區(qū)域600內(nèi)示出的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備而顯示。只是通過例子，顯示區(qū)域600內(nèi)連到槽610的幾個(gè)設(shè)備的HI值。然而，如果需要，可以顯示更多或更少的HI值。另外，如果需要，可能為出現(xiàn)在區(qū)域600內(nèi)的任何設(shè)備而顯示不同的索引值或索引值組。如可從圖16示出的顯示看到，用戶可以很快地肯定區(qū)域是否正常工作且會(huì)繼續(xù)正常工作否。另外，用戶還可以很快識(shí)別這些可能需要注意和/或可能引起某些特定問題的設(shè)備、單元、子單元等等。
還可以理解的是，用戶可能相繼查看工廠內(nèi)更低的實(shí)體，且被提供與這些不同的實(shí)體相關(guān)的信息或視圖。因此，例如，用戶可查看工廠的視圖，并了解工廠的特定索引組。用戶可能查看一個(gè)區(qū)域，諸如通過在工廠視圖，并查看與該區(qū)域相關(guān)的索引。類似地，通過在顯示區(qū)域內(nèi)的單元上單擊，可以看到不同單元的索引。環(huán)路、子單元與設(shè)備的類似索引然后可能通過從一個(gè)這些實(shí)體位于的實(shí)體的視圖而集中于這些不同實(shí)體。這樣，用戶能很快地發(fā)現(xiàn)工廠的任何點(diǎn)或?qū)颖绕诖乃饕?或高)的原因。
圖17是可能由GUI提供給用戶的顯示描述，使得用戶能看到與區(qū)域600內(nèi)使用的任何設(shè)備相關(guān)的檢查跟蹤信息。例如，用戶可能使用鼠標(biāo)在某給定設(shè)備或其字母數(shù)字標(biāo)識(shí)符上輕擊，或者可能通過鍵盤進(jìn)入標(biāo)識(shí)符，以請求該設(shè)備的彈出式檢查跟蹤窗口650。這樣，用戶能使用檢查跟蹤信息以確定是否有不合適或不可接受的索引值與故障相關(guān)以合適地或及時(shí)地校正設(shè)備，確定設(shè)備配置是否完全正確等。
圖18是能由GUI提供給用戶的顯示描述，使得用戶能實(shí)現(xiàn)對用于生成可能區(qū)域600內(nèi)的特定設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)索引的數(shù)據(jù)更詳細(xì)的分析，或?qū)崿F(xiàn)條件監(jiān)控。例如，對馬達(dá)675的振動(dòng)分析可能在彈出式窗口680內(nèi)顯示。用戶可能請求該種彈出式窗口，作為對不正常高或低馬達(dá)675影響的單元索引值，和/或可能在如果與馬達(dá)相關(guān)的索引指示可能有問題時(shí)請求該窗口的響應(yīng)。另外，如果需要，GUI可能自動(dòng)提供該種包括為這些有一個(gè)或多個(gè)不正常索引值的設(shè)備、單元等的詳細(xì)數(shù)據(jù)的彈出式窗口。類似地，圖19是能由GUI提供給用戶的顯示描述，使得用戶能圖形化查看或監(jiān)控區(qū)域600內(nèi)的設(shè)備的性能特征。例如，包括馬達(dá)675的效率的圖的彈出式菜單690作為對用戶請求的響應(yīng)或響應(yīng)于資產(chǎn)利用專家50的自動(dòng)請求而被提供。如果由槽610執(zhí)行的處理的一部分相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)索引值不正常時(shí)，則可能請求或需要該種彈出式菜單。特別是，在該例中，用戶可能認(rèn)出馬達(dá)675有較低PI值和/或該區(qū)域600有較低PI值。所以，用戶可能請求更多的詳細(xì)信息，諸如包括在彈出式窗口600內(nèi)的以確定馬達(dá)675內(nèi)是否存在問題。而且，在該例中，彈出式菜單可能包括時(shí)間上馬達(dá)675的效率的圖，其中繪出實(shí)際效率數(shù)據(jù)700對應(yīng)理論或經(jīng)驗(yàn)推導(dǎo)的最大效率數(shù)據(jù)710。如上所述，這兩組效率數(shù)據(jù)還可能通過使用作為實(shí)際效率和理論最大效率的比的PI值，用于計(jì)算馬達(dá)675的時(shí)間上的PI值。
圖20是能由GUI提供給用戶的另一顯示描述，使得用戶能很快地進(jìn)行工廠10內(nèi)的警報(bào)信息、條件等調(diào)查。工廠10的高層視圖可能包括帶有一個(gè)或多個(gè)到來警報(bào)的警報(bào)標(biāo)識(shí)760。警報(bào)標(biāo)識(shí)內(nèi)的每個(gè)警報(bào)可能用唯一與生成警報(bào)或事件的設(shè)備相關(guān)的字母數(shù)字指示代表。另外，標(biāo)識(shí)760內(nèi)的每個(gè)警報(bào)還可能包括信息按鈕770，它可能由用戶選擇以生成包括關(guān)于該特定警報(bào)更詳細(xì)信息的彈出式窗口775。另外，用戶可能為引起某特定警報(bào)的設(shè)備選擇字母數(shù)字設(shè)計(jì)器，以調(diào)查警報(bào)可能的原因。當(dāng)選擇了字母數(shù)字設(shè)計(jì)器，彈出式窗口780可由GUI提供。彈出式窗口780可能提供一個(gè)或多個(gè)響應(yīng)范圍785，這能方便用戶對于如何解決某特定警報(bào)以及在哪個(gè)時(shí)間幀內(nèi)解決警報(bào)的理解。例如，彈出式窗口780可能指明某特定設(shè)備不再通信，該設(shè)備出了故障，該設(shè)備需要馬上維護(hù)，或該設(shè)備很快需要維護(hù)或其他注意。當(dāng)然，可能使用更多、更少和/或不同響應(yīng)范圍。該點(diǎn)由GUI生成的警報(bào)顯示可能揭示在美國專利申請序列號(hào)09/707580(提交于2000年11月7日)內(nèi)，通過引用被結(jié)合于此。一般，該警報(bào)顯示可能示出處理警報(bào)和警告連同其他類型警報(bào)，諸如維護(hù)警報(bào)和警告。另外，關(guān)于警報(bào)的信息，該種警報(bào)標(biāo)識(shí)的字段775內(nèi)提供的特定信息可能連同警報(bào)被送到GUI或資產(chǎn)利用專家50。
圖21-24是能由GUI提供給用戶的響應(yīng)于用戶對于例如設(shè)備相關(guān)的警報(bào)、警告或任何其他事件調(diào)查的示范顯示描述。一般而言，用戶可能從諸如圖20示出的彈出式菜單780的彈出式菜單請求設(shè)備狀態(tài)信息。詳細(xì)的狀態(tài)信息可能提供一個(gè)或多個(gè)可能的對警報(bào)條件(即失敗的通信、有故障的設(shè)備、現(xiàn)在維護(hù)需要、建議等)負(fù)責(zé)的問題診斷。另外，如圖24所示，用戶可能從任何狀態(tài)窗口請求詳細(xì)的幫助。該詳細(xì)幫助可能提供逐步指示以指示用戶或一些其他人員能糾正系統(tǒng)診斷出的問題。該信息可能從資產(chǎn)利用專家50和/或從設(shè)備本身、從處理控制診斷專家65，從其他分析工具等而對GUI可用。
圖25是能由GUI提供給用戶使其能診斷與環(huán)路相關(guān)的問題。如圖25示出的顯示可能由GUI提供，響應(yīng)于用戶對不正常索引值的進(jìn)一步調(diào)查。例如，用戶可能認(rèn)出和/或系統(tǒng)可能自動(dòng)識(shí)別出，某特定環(huán)路的PI值不正常地低且，作為響應(yīng)，提供彈出式窗口800。用戶可能對窗口800內(nèi)的顯示的該設(shè)備集中診斷調(diào)查，這可通過單擊或選擇一個(gè)或多個(gè)設(shè)備而由此生成附加的彈出式窗口，諸如以上描述的提供更多詳細(xì)設(shè)備狀態(tài)和性能信息。另外，資產(chǎn)利用專家50可能提供不同可能診斷方案，在窗口800內(nèi)由GUI的文字顯示。而且，資產(chǎn)利用專家50可能通過用于避免潛在問題和/或研究潛在或當(dāng)前問題的顯示800提供預(yù)測診斷信息。
圖26是另一GUI提供的示范顯示描述，用于使得用戶能分析一個(gè)或多個(gè)處理控制環(huán)路的性能和/或狀態(tài)?？赡鼙O(jiān)控一個(gè)或多個(gè)環(huán)路的不同參數(shù)和特征。例如，環(huán)路的操作模式、環(huán)路的控制是否為有限、環(huán)路輸入不確定到何種程度、環(huán)路的變化等，都可能同時(shí)被監(jiān)控。另外，也可能提供性能指示和利用指示的控制摘要。然而，對于圖26示出的顯示，性能指示和利用指示可能但不必定，與被監(jiān)控的環(huán)路的PI和UI值相同。圖26的顯示可能由診斷控制程序生成，諸如揭示于前面標(biāo)出的美國專利申請序列號(hào)09/256585和09/499445。
圖27是另一可能由GUI提供的示范顯示描述，它使得用戶能跟蹤由工作命令生成程序54自動(dòng)生成的工作命令。資產(chǎn)利用專家50可能提供數(shù)據(jù)給工作命令生成器程序54，這使得該程序響應(yīng)發(fā)現(xiàn)的或由資產(chǎn)利用專家50和/或與資產(chǎn)利用專家50通過GUI一起工作的用戶識(shí)別的問題或潛在問題而自動(dòng)生成工作命令。例如，資產(chǎn)利用專家50可能接收診斷信息、維護(hù)請求等，且作為響應(yīng)，可能引起維護(hù)系統(tǒng)以生成工作命令，這要請求維護(hù)人員負(fù)責(zé)與診斷信息相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)問題。當(dāng)然，生成的工作命令的規(guī)定取決于問題的類型或檢測到的情況以及用于糾正問題的標(biāo)準(zhǔn)形式，諸如定購部件、供應(yīng)商等。
另外，工作命令生成程序54可能包括商業(yè)到商業(yè)通信功能，根據(jù)工廠10內(nèi)檢測到的實(shí)際或預(yù)測問題，將會(huì)在有維護(hù)人員干預(yù)或沒有維護(hù)人員干預(yù)情況下，自動(dòng)與供應(yīng)商或其他商業(yè)通信以定購部件、供應(yīng)商等。特別是，程序54可以接收當(dāng)前問題或預(yù)測設(shè)備或其他資產(chǎn)將來的問題的通告，這是根據(jù)由資產(chǎn)利用專家50或任何諸如旋轉(zhuǎn)設(shè)備分析工具的數(shù)據(jù)分析工具作出的預(yù)測或提供的數(shù)據(jù)。程序54然后通過例如互聯(lián)網(wǎng)、電話、無線或其他通信連接而自動(dòng)聯(lián)系供應(yīng)商，并定購部件、設(shè)備或供給以在設(shè)備需要更換前送到工廠10。這樣，工作定購生成程序54限制了時(shí)延或幫助保證了沒有當(dāng)問題發(fā)生時(shí)要修復(fù)時(shí)需要等待部件、設(shè)備或供給而引起的時(shí)延。這使得工廠10更有效率。
參考圖28-31，GUI提供其他屏幕給用戶以指明當(dāng)前或?qū)淼膯栴}，諸如預(yù)測的問題，這可由資產(chǎn)利用專家50或工廠10內(nèi)任何數(shù)據(jù)分析工具檢測。特別是，圖28-31說明了示出由圖1的振動(dòng)分析程序23實(shí)現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)設(shè)備內(nèi)的元件振動(dòng)頻譜的顯示，諸如軸，還示出根據(jù)這些繪圖由分析工具檢測到的條件和問題。例如，圖28說明檢測到的不平衡條件，圖29說明檢測到的不重合條件，圖30說明檢測到的松動(dòng)條件以及圖31說明檢測到的磨損的軸承條件。當(dāng)然還可以根據(jù)數(shù)據(jù)分析工具的結(jié)果顯示旋轉(zhuǎn)或其他設(shè)備的其他條件。另外，這些工具的結(jié)果可以用來使得工作命令生成程序54能自動(dòng)生成定購替換部件。
參考圖32，描述了提供遠(yuǎn)程對模型、優(yōu)化器和其他諸如一個(gè)或多個(gè)處理工廠的性能監(jiān)控工具的數(shù)據(jù)分析工具訪問的方法。如圖32說明，一個(gè)或多個(gè)處理工廠900、901、902以及903各自獨(dú)立操作。工廠900到903中的每個(gè)周期性地收集屬于工廠的數(shù)據(jù)，然后將該數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)處理設(shè)施或遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)施910。為完成該功能，工廠900-903中的每個(gè)有一個(gè)用戶接口或服務(wù)器900A-903A，這些服務(wù)器是通過任何期望的通信網(wǎng)絡(luò)(諸如互聯(lián)網(wǎng)或萬維網(wǎng))連到遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)施910。
如圖33說明，遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)施910包括網(wǎng)頁服務(wù)器912，通過它處理900-903與遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)施910通信。遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)施910還包括一個(gè)或多個(gè)帶有存儲(chǔ)和執(zhí)行許多處理監(jiān)控應(yīng)用和工具的相關(guān)數(shù)據(jù)庫的處理器914。特別是，每個(gè)處理器914可能訪問并執(zhí)行模型916，諸如在此描述的分量模型，這是為了對工廠900-903的一個(gè)或多個(gè)或這些工廠內(nèi)的實(shí)體模型化而建立的。模型916可能包括不同工廠900-903的每個(gè)的不同分量模型，且這些模型916可能由工廠900-903內(nèi)的人員通過與設(shè)施910的通信而改變，為了例如反映工廠900-903內(nèi)的變化。處理器914還可能存儲(chǔ)或執(zhí)行實(shí)時(shí)優(yōu)化器或任何其他類型的優(yōu)化器918，這些優(yōu)化器可能使用從處理900-903來的數(shù)據(jù)參考圖1與圖2描述的被實(shí)現(xiàn)。另外，處理器914可能訪問并執(zhí)行其他數(shù)據(jù)監(jiān)控工具920，包括例如圖1的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的任何一個(gè)內(nèi)的應(yīng)用程序或工具的任何一個(gè)，諸如處理控制工具、處理監(jiān)控工具、儀器或設(shè)備監(jiān)控工具、索引生成工具、工作命令生成工具、商業(yè)或其他工具或在此描述的應(yīng)用程序中的一個(gè)。在一例中，美國專利申請序列號(hào)09/256585以及09/499445內(nèi)描述的處理監(jiān)控工具可能用于監(jiān)控處理參數(shù)。
在操作時(shí)，處理900-903的任何一個(gè)，可能在合適的時(shí)候收集與處理相關(guān)的輸入和輸出數(shù)據(jù)，并通過服務(wù)器900A-903A中的一個(gè)和萬維網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)或其他連到服務(wù)器912的通信網(wǎng)絡(luò)而提供該種數(shù)據(jù)給遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)施910。在從工廠接收到數(shù)據(jù)時(shí)，處理器914中合適的一個(gè)訪問數(shù)據(jù)并為該工廠執(zhí)行合適的處理監(jiān)控和條件監(jiān)控工具，以根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)檢測工廠內(nèi)的問題，以提供工廠的條件、工廠或處理監(jiān)控、或?qū)崿F(xiàn)工廠的最優(yōu)化。當(dāng)然，在工廠收集以及發(fā)送到遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)施910的數(shù)據(jù)時(shí)先前確定運(yùn)行期望模型916、優(yōu)化器918或其他數(shù)據(jù)分析工具920必須的數(shù)據(jù)，且以對正執(zhí)行的工具或模型合適的周期或非周期速率經(jīng)收集并發(fā)送到設(shè)施910。因此，對于優(yōu)化器，數(shù)據(jù)可能需要經(jīng)收集并以不同于模型或性能、處理或資產(chǎn)監(jiān)控工具的速率而發(fā)送。當(dāng)然，作為優(yōu)化或性能、條件或處理監(jiān)控的一部分，可能執(zhí)行任何合適的模型或其他工具或其他任何工具一般符合以上關(guān)于圖1的工廠10內(nèi)同樣工具的準(zhǔn)則。
在任何情況下，在執(zhí)行了模型、數(shù)據(jù)分析或優(yōu)化器工具后，處理器914將結(jié)果送回服務(wù)器912，在那兒，結(jié)果可由工廠900-903中合適的一個(gè)在任何期望時(shí)間獲得?；蛘呋蛄硗?，這些結(jié)果可能由服務(wù)器912直接送到工廠900-903中合適的一個(gè)。由分析產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可能是任何期望的性能模型化數(shù)據(jù)、繪圖或圖表，包括例如以上與用戶接口程序或GUI程序58相關(guān)的。結(jié)果還可以是例如優(yōu)化器作出的對工廠改變、工廠索引或任何其他可由這些類型的工具提供的結(jié)果的建議。
在一實(shí)施例中，實(shí)時(shí)優(yōu)化器，諸如前述的，可能實(shí)時(shí)基礎(chǔ)上執(zhí)行，假設(shè)工廠900-903周期性地提供足夠數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)該優(yōu)化器的合適執(zhí)行。如果需要，服務(wù)器900A-903A可能自動(dòng)收集并發(fā)送合適的數(shù)據(jù)使得優(yōu)化器能正常操作。在一實(shí)施例中，工廠可能包括前述的資產(chǎn)利用專家50或任何其他專家數(shù)據(jù)收集工具，用于保證合適的數(shù)據(jù)及時(shí)或周期地被發(fā)送到遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)施910。
這樣，遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)施910能執(zhí)行資產(chǎn)、性能、條件和處理監(jiān)控的軟件以及不同工廠的一個(gè)或多個(gè)優(yōu)化器。這意味著工廠900-903不必要包括處理能力或?yàn)榇说膽?yīng)用程序，這樣可以節(jié)省工廠開銷。當(dāng)然，工廠可使用這些遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)施910而在每次使用基礎(chǔ)上或一些其他預(yù)定的費(fèi)用安排而支付費(fèi)用。如果需要，遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)施910可能根據(jù)設(shè)施910出的工具的使用和這些工具的結(jié)果的實(shí)現(xiàn)有約而獲得工廠的利潤和/或損失的一部分。
如果需要，工廠900-903的每個(gè)可能使用任何期望的通信格式諸如XML、HTML等通過將新的或更新的模型發(fā)送到服務(wù)器912更新存儲(chǔ)在應(yīng)用于這些工廠的遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)施910內(nèi)的模型916。另外，遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)施910可能包括對不同處理工廠、區(qū)域、單元、設(shè)備、環(huán)路等類模板，這可能通過服務(wù)器912下載到工廠900-903的每個(gè)，且這些模板可能在工廠900-903處被改變以反映這些工廠的實(shí)際操作。被更新的模型可能作為資產(chǎn)、條件或處理監(jiān)控或工廠內(nèi)的優(yōu)化器內(nèi)實(shí)現(xiàn)的模型送回遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)施910。這樣，可能在遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)施910內(nèi)充分或準(zhǔn)確地反映工廠900-903的改變。
前述的資產(chǎn)利用專家50和其他處理元件最好能在軟件內(nèi)執(zhí)行，它們還可能實(shí)現(xiàn)在硬件、固件內(nèi)等，且可能有其他與處理控制系統(tǒng)10相關(guān)的處理器實(shí)現(xiàn)。因此，在此描述的元件可能在標(biāo)準(zhǔn)多用途CPU內(nèi)實(shí)現(xiàn)，或在特殊設(shè)計(jì)的硬件或固件內(nèi)實(shí)現(xiàn)，諸如專用集成電路(ASIC)或其他期望的硬線設(shè)備。當(dāng)實(shí)現(xiàn)在軟件內(nèi)時(shí)，軟件程序可能存貯在任何計(jì)算機(jī)可讀內(nèi)存中，諸如磁盤、激光盤或其他存儲(chǔ)介質(zhì)、計(jì)算機(jī)或處理器的RAM或ROM內(nèi)、數(shù)據(jù)庫內(nèi)等。類似地，該軟件能通過任何已知的或期望的發(fā)送方式發(fā)送到用戶或處理工廠，包括例如在計(jì)算機(jī)可讀盤或其他可傳輸計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)機(jī)制或通過通信信道諸如電話線、互聯(lián)網(wǎng)、無線通信等(這可視為相同于這類軟件或通過可傳輸媒介與提供的這類軟件互換)。而且，專家50可能被描述為基于規(guī)則專家，也能使用其他類型的專家引擎，包括這些使用其他已知數(shù)據(jù)采礦技術(shù)的。
上述優(yōu)選實(shí)施例的描述使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能制造或使用本發(fā)明。這些實(shí)施例的各種修改對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的，這里定義的一般原理可以被應(yīng)用于其它實(shí)施例中而不使用創(chuàng)造能力。因此，本發(fā)明并不限于這里示出的實(shí)施例，而要符合與這里揭示的原理和新穎特征一致的最寬泛的范圍。
權(quán)利要求
1.一種在處理工廠內(nèi)自動(dòng)采取校正措施的方法，其特征在于，該處理工廠包括多個(gè)設(shè)備，該方法包括接收屬于設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)；響應(yīng)設(shè)備內(nèi)檢測到的問題自動(dòng)產(chǎn)生命令，其中檢測到的問題基于有關(guān)設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)且命令涉及采取一步或多步校正措施以解決問題；以及傳達(dá)命令。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，接收數(shù)據(jù)包括接收屬于設(shè)備的診斷信息。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，接收數(shù)據(jù)包括接收服務(wù)設(shè)備的維護(hù)請求。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，接收數(shù)據(jù)包括接收設(shè)備當(dāng)前存在問題的通告。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，接收數(shù)據(jù)包括接收設(shè)備的預(yù)測將來問題的通告。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，接收數(shù)據(jù)包括接收代表設(shè)備狀態(tài)的使用索引。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，維護(hù)系統(tǒng)接收使用索引且自動(dòng)產(chǎn)生命令包括根據(jù)使用索引自動(dòng)產(chǎn)生工作命令。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生工作命令包括確定一步或多步校正措施以解決問題。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于還包括顯示指令以獲得設(shè)備期望的使用索引。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，顯示指令以獲得設(shè)備期望的使用索引包括顯示代表一步或多步校正措施以解決問題的指令。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括根據(jù)屬于設(shè)備的處理控制數(shù)據(jù)和關(guān)于設(shè)備的維護(hù)數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)以確定設(shè)備的狀態(tài)。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生命令包括產(chǎn)生工作命令以實(shí)現(xiàn)關(guān)于解決設(shè)備內(nèi)問題的維護(hù)，且傳達(dá)命令包括將工作命令傳達(dá)到一個(gè)或多個(gè)能實(shí)現(xiàn)維護(hù)的維護(hù)人員處。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生命令包括產(chǎn)生給與解決設(shè)備內(nèi)問題相關(guān)的部件的命令，且傳達(dá)命令包括為該部件將命令傳達(dá)到部件提供者處。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生命令包括為替換設(shè)備產(chǎn)生命令。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，傳達(dá)命令包括通過互聯(lián)網(wǎng)傳達(dá)命令。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，傳達(dá)命令包括通過電話通信鏈路傳達(dá)命令。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，傳達(dá)命令包括通過無線通信鏈路傳達(dá)命令。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生命令包括安排在設(shè)備發(fā)生故障前實(shí)現(xiàn)命令。
19.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括跟蹤命令狀態(tài)。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，跟蹤命令狀態(tài)包括接收屬于關(guān)于命令的報(bào)告的數(shù)據(jù)，以及接收屬于報(bào)告數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于接收屬于報(bào)告的數(shù)據(jù)包括接收屬于命令位置的數(shù)據(jù)。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，接收屬于報(bào)告的數(shù)據(jù)包括接收屬于命令狀態(tài)的數(shù)據(jù)。
23.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，接收數(shù)據(jù)包括接收屬于現(xiàn)場設(shè)備和現(xiàn)場器材的一個(gè)的數(shù)據(jù)。
24.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，接收數(shù)據(jù)包括接收屬于以下設(shè)備中的一個(gè)的狀態(tài)的數(shù)據(jù)，這些設(shè)備有雙線設(shè)備、三線設(shè)備、四線設(shè)備、無線設(shè)備、帶處理器設(shè)備、可變速驅(qū)動(dòng)、控制器、多路復(fù)用器、旋轉(zhuǎn)設(shè)備、激勵(lì)器、功率生成器設(shè)備、功率分配設(shè)備、發(fā)射機(jī)、感應(yīng)器、控制系統(tǒng)、收發(fā)機(jī)、閥門、定位裝置、開關(guān)、電子設(shè)備、服務(wù)器、手持設(shè)備、泵、I/O系統(tǒng)、智能現(xiàn)場設(shè)備、非智能現(xiàn)場設(shè)備、HART協(xié)議設(shè)備、總線協(xié)議設(shè)備、PROFIBUS協(xié)議設(shè)備、WORLDFIP協(xié)議設(shè)備、Device-net協(xié)議設(shè)備、AS-接口協(xié)議設(shè)備、CAN協(xié)議設(shè)備、TCP/IP協(xié)議設(shè)備、以太設(shè)備、基于互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備。
25.一種用于處理控制環(huán)境以自動(dòng)采取校正措施的系統(tǒng)，其特征在于，處理控制環(huán)境包括多個(gè)設(shè)備，系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)可讀內(nèi)存；存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀內(nèi)存內(nèi)的第一程序，以在處理器上執(zhí)行以接收屬于設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀內(nèi)存內(nèi)的第二程序，以在處理器上執(zhí)行以自動(dòng)產(chǎn)生對設(shè)備問題響應(yīng)的命令，其中命令涉及采取一步或多步校正措施以解決問題；存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀內(nèi)存內(nèi)的第三程序，以在處理器上執(zhí)行以傳達(dá)命令。
26.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，第一程序用于接收屬于設(shè)備的診斷信息。
27.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，第一程序用于接收服務(wù)設(shè)備的維護(hù)請求。
28.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，第一程序用于接收設(shè)備的當(dāng)前問題的通告。
29.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，第一程序用于接收設(shè)備預(yù)測將來會(huì)有的問題的通告。
30.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，第一程序用于接收代表設(shè)備狀態(tài)的使用索引。
31.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，第二程序用于產(chǎn)生工作命令以實(shí)現(xiàn)與解決設(shè)備問題相關(guān)的維護(hù)，且第三程序用于將工作命令傳達(dá)到一個(gè)或多個(gè)能實(shí)現(xiàn)維護(hù)的維護(hù)人員處。
32.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，第二程序用于為關(guān)于設(shè)備問題的部件產(chǎn)生命令，且第三命令用于為該部件將命令傳達(dá)到部件提供者。
33.如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其特征在于，第二程序用于為替換設(shè)備產(chǎn)生命令。
34.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，第三程序用于通過互聯(lián)網(wǎng)通信。
35.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，第三程序用于通過電話通信網(wǎng)絡(luò)傳達(dá)命令。
36.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，第三程序用于通過無線通信鏈路傳達(dá)命令。
37.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，第二程序在設(shè)備發(fā)生故障前安排實(shí)現(xiàn)命令。
38.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀內(nèi)存內(nèi)的第四程序并用于在處理器上實(shí)現(xiàn)以跟蹤命令狀態(tài)。
39.如權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其特征在于，第四程序用于接收屬于關(guān)于命令的報(bào)告的數(shù)據(jù)并接收屬于報(bào)告數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。
40.如權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其特征在于，第四程序用于接收屬于命令位置的數(shù)據(jù)。
41.如權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其特征在于，第四程序用于接收屬于命令狀態(tài)的數(shù)據(jù)。
42.如權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀內(nèi)存內(nèi)的第五程序并用于在處理器上執(zhí)行以顯示關(guān)于命令狀態(tài)的跟蹤消息。
43.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀內(nèi)存內(nèi)的第四程序并用于在處理器上執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)商業(yè)交易以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對某部件的命令。
44.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，第一程序用于接收屬于現(xiàn)場設(shè)備和現(xiàn)場器材中一個(gè)的數(shù)據(jù)。
45.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，第一程序用于接收屬于以下設(shè)備中的一個(gè)的狀態(tài)的數(shù)據(jù)，這些設(shè)備有雙線設(shè)備、三線設(shè)備、四線設(shè)備、無線設(shè)備、帶處理器設(shè)備、可變速驅(qū)動(dòng)、控制器、多路復(fù)用器、旋轉(zhuǎn)設(shè)備、激勵(lì)器、功率生成器設(shè)備、功率分配設(shè)備、發(fā)射機(jī)、感應(yīng)器、控制系統(tǒng)、收發(fā)機(jī)、閥門、定位裝置、開關(guān)、電子設(shè)備、服務(wù)器、手持設(shè)備、泵、I/O系統(tǒng)、智能現(xiàn)場設(shè)備、非智能現(xiàn)場設(shè)備、HART協(xié)議設(shè)備、總線協(xié)議設(shè)備、PROFIBUS協(xié)議設(shè)備、WORLDFIP協(xié)議設(shè)備、Device-net協(xié)議設(shè)備、AS-接口協(xié)議設(shè)備、CAN協(xié)議設(shè)備、TCP/IP協(xié)議設(shè)備、以太設(shè)備、基于互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備。
全文摘要
處理控制系統(tǒng)使用資產(chǎn)利用專家以從不同資源或工廠的功能區(qū)域收集屬于處理工廠資產(chǎn)的數(shù)據(jù)或信息，功能區(qū)域包括例如處理控制功能區(qū)域、維護(hù)功能區(qū)域以及商業(yè)系統(tǒng)功能區(qū)域。該數(shù)據(jù)和信息由工具以一致方式進(jìn)行操作，諸如最優(yōu)化和對工具模型化，并經(jīng)重分配到其他區(qū)域或工具，其中它被用于實(shí)現(xiàn)更佳或更優(yōu)化控制、維護(hù)和商業(yè)活動(dòng)。信息或數(shù)據(jù)可能由屬于設(shè)備、環(huán)、單元的健康、可變性、性能或利用的維護(hù)功能收集，且該信息可能然后被送到并在處理操作員或維護(hù)人員處顯示，以通知他們當(dāng)前存在或?qū)砜赡苡械膯栴}。諸如工作命令生成應(yīng)用的應(yīng)用可能根據(jù)工廠內(nèi)發(fā)生的事件，自動(dòng)產(chǎn)生工作命令、部件或供應(yīng)命令等。
文檔編號(hào)G05B13/02GK1537258SQ02805845
公開日2004年10月13日 申請日期2002年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月1日
發(fā)明者E·埃育瑞克, E 埃育瑞克, S·哈里斯, 鎪, L·D·馬歇爾, 馬歇爾, S·N·霍克尼斯, 霍克尼斯 申請人:費(fèi)舍-柔斯芒特系統(tǒng)股份有限公司