專利名稱：實時能耗分析和報告的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及工業(yè)控制系統(tǒng)，更具體地，涉及過程層級或設(shè)備層級的能耗或可 持續(xù)性數(shù)據(jù)的分析或報告。
背景技術(shù)：
受環(huán)境變化、當前經(jīng)濟形勢和政府壓力的影響要減小能源需求和溫室氣體排放， 將迫使制造商研究節(jié)省車間底層的能源。通常，工業(yè)能耗受兩個主要可變因素的影響，即環(huán) 境變化和產(chǎn)出?？梢酝ㄟ^能源跟蹤軟件和建筑物自動化系統(tǒng)來測量、趨勢分析和控制關(guān)于 工廠能耗的環(huán)境變化(例如，空氣溫度、濕度、天時等)。通常估計而非測量產(chǎn)出對能耗的影 響。 當前，由于不能針對產(chǎn)量來測量能耗，因此在車間底層不存在減少能耗的直接動 機。相反地，能源成本是固定配給(通常按每平方英尺每月來估計成本)。自動化的進步可 以允許制造商基于能源可用性、實時計價和排放上限做出更好的生產(chǎn)決策，但這是遠非足 夠的。此外，各種產(chǎn)品和解決方案自工廠或宏觀基礎(chǔ)設(shè)施(例如，變電站、開關(guān)設(shè)備、排放監(jiān) 控器)提供了能源和排放管理。這些工具針對整體工廠能源數(shù)據(jù)應(yīng)用生產(chǎn)相關(guān)的信息以推 斷能源性能。其他工具將能源和排放管理集中在建筑物管理層級，例如，數(shù)據(jù)中心、照明設(shè) 備、冷卻器和鍋爐。為了應(yīng)對當前和未來的能源需求管理問題，將需要使與能源相關(guān)的更多的數(shù)據(jù)變 為可用的。然而，現(xiàn)今的能源監(jiān)控是在工廠層級完成的。通過針對消耗的明顯的不符或趨 勢而復(fù)查記錄數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對能源使用模式的理解。當前的需求管理系統(tǒng)只不過是基礎(chǔ)設(shè)施 最大負荷量負載拋棄應(yīng)用。較新的系統(tǒng)可以包括轉(zhuǎn)換成利用輔助的柴油或天然氣發(fā)電機進 行現(xiàn)場發(fā)電的能力。不幸地，通常缺乏來自生產(chǎn)和公用事業(yè)公司(utility)的能源信息，使 得不可能在現(xiàn)今的環(huán)境中做出正確的需求管理決策。

發(fā)明內(nèi)容
下文呈現(xiàn)了要求保護的主題內(nèi)容的簡要概述以便于提供對要求保護的主題內(nèi)容 的一些方面的基本理解。此概述并非是要求保護的主題內(nèi)容的粗放總述。其既非用于識別 要求保護的主題內(nèi)容的關(guān)鍵的或重要的元素，也非用于描繪要求保護的主題內(nèi)容的范圍。 其唯一目的在于以簡化的方式呈現(xiàn)要求保護的主題內(nèi)容的一些概念，作為后面呈現(xiàn)的更加 詳細的描述的前言。提供了一種工業(yè)控制架構(gòu)，能夠易化關(guān)于能耗數(shù)據(jù)、水消耗、其他資源消耗或利 用、和/或與自動化過程關(guān)聯(lián)的其他可持續(xù)性因素的實時分析或報告。在一個方面，該架 構(gòu)可以獲得在工業(yè)控制配置使用的用以產(chǎn)生特定的產(chǎn)品、服務(wù)或輸出的自動化過程的開始 時、執(zhí)行期間或者完成時生成的能耗數(shù)據(jù)。在自動化過程的執(zhí)行期間，通過工業(yè)控制配置可 以按離散的量以及跨越工廠的各部分來生成或收集能耗數(shù)據(jù)，并且因此該能耗數(shù)據(jù)可以基 本上是實時信息。
此外，該架構(gòu)可以檢查所獲得的能耗數(shù)據(jù)、水使用數(shù)據(jù)、或者其他資源或可持續(xù)性因素，并且可以進一步輸出牽涉自動化過程的操作參數(shù)的經(jīng)處理的數(shù)據(jù)(例如，按一定程 度變換或另外處理的能耗數(shù)據(jù))。操作參數(shù)可以是例如，運行時參數(shù)、過程調(diào)度參數(shù)、生產(chǎn)調(diào) 節(jié)參數(shù)等。而且，該架構(gòu)還可以生成與能耗數(shù)據(jù)或經(jīng)處理的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的過程敘述。該過程 敘述可以涉及能耗數(shù)據(jù)或經(jīng)處理的數(shù)據(jù)的針對特定應(yīng)用的格式化或選擇。下面的描述和附圖詳細闡述了要求保護的主題內(nèi)容的某些說明性方面。然而，這 些方面僅指示了可以使用要求保護的主題內(nèi)容的原理的各種方式的一些，并且要求保護的 主題內(nèi)容意在包括所有這些方面以及它們的等同物。下文通過結(jié)合附圖詳細描述要求保護 的主題內(nèi)容，要求保護的主題內(nèi)容的其他優(yōu)點和區(qū)別性特征將變得更加明顯。


圖1說明了可以易化關(guān)于能耗數(shù)據(jù)和/或與自動化過程關(guān)聯(lián)的其他可持續(xù)性因素 的分析或報告的計算機實現(xiàn)的系統(tǒng)的框圖。圖2示出了說明與自動化過程或工業(yè)控制配置關(guān)聯(lián)的另外的方面、特征或背景的 系統(tǒng)的框圖。圖3提供了與自動化過程的產(chǎn)品或其他結(jié)果關(guān)聯(lián)的示例性材料清單的圖形顯示 的框圖。圖4是可以基于能耗、過程控制和/或環(huán)境因素來動態(tài)更新自動化過程的系統(tǒng)的 框圖。圖5示出了可以使用與更新工業(yè)控制配置有關(guān)的命令的系統(tǒng)的框圖。圖6示出了限定如下方法的過程的示例性流程圖，該方法用于易化能耗報告和處理。圖7示出了限定如下方法的過程的示例性流程圖，該方法用于提供關(guān)于易化能耗 報告、分析或處理的附加特征。圖8示出了關(guān)于車間或工廠的示例性功率質(zhì)量和能源監(jiān)控架構(gòu)的示意性框圖。圖9是一種示例性能源管理架構(gòu)。圖10示出了關(guān)于計量的數(shù)據(jù)和環(huán)境因素的示例性用戶界面。具體設(shè)施方式提供了用于獲取、分析和報告關(guān)于自動化過程的過程層級或機器層級的能耗數(shù)據(jù) 或者涉及可持續(xù)性因素的其他適當?shù)臄?shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法。例如，能耗數(shù)據(jù)可以被報告作為 或者被包括在警報、關(guān)鍵性能指示符(KPI)、執(zhí)行摘要、材料清單中，或者可以被報告作為輸 入到其他部件(諸如旨在進一步的分析或最優(yōu)化的部件)的參數(shù)?？梢愿鶕?jù)數(shù)據(jù)類型、基 于特定的應(yīng)用、或者基于接收方或請求參數(shù)，對所報告的數(shù)據(jù)(例如，過程敘述)進行格式 化。特別地，過程敘述可以被遞送到授權(quán)代理，諸如車間管理員或決策處理器或者可以使用 其中包含的數(shù)據(jù)來確定適當?shù)膭幼鞯钠渌谥悄艿牟考?。此外，過程敘述可以響應(yīng)于查 詢或其他交互，借助電子郵件或其他電子消息被遞送或輸出到接口。再者，過程敘述中包括 的信息可以是基本上實時的，因此可以包括或引用當前環(huán)境因素，用于隨后進行決策，諸如 例如，關(guān)于自動化過程的最優(yōu)化的決策。現(xiàn)在參照附圖描述要求保護的主題內(nèi)容，在附圖通篇中相同的附圖標記用于表示相同的元件。在以下描述中，出于解釋的目的闡述了許多特定細節(jié)，以便于提供要求保護的 主題內(nèi)容的全面理解。然而，明顯的是，在沒有這些特定細節(jié)的情況下仍可實踐要求保護的 主題內(nèi)容。在其他情形中，以框圖的形式示出了公知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備，以便易于描述要求保護 的主題內(nèi)容。如說明書中使用的術(shù)語“部件”、“模塊”、“系統(tǒng)”等可以，但非必須，意指計算機相 關(guān)實體，其可以是硬件、硬件和軟件的組合、軟件、或者執(zhí)行中的軟件。例如，部件可以是，但 不限于，在處理器上運行的過程、處理器、對象、可執(zhí)行程序、執(zhí)行的線程、程序和/或計算 機。作為說明，在控制器上運行的應(yīng)用程序和控制器都可以是部件。一個或更多個部件可 以存在于過程和/或執(zhí)行的線程中，并且部件可以位于一個計算機上和/或分布在兩個或 更多的計算機之間。如本文使用的術(shù)語“推斷”或“推論”通常意指從經(jīng)由事件和/或數(shù)據(jù)捕獲的一組 觀察信息來推理或推斷系統(tǒng)、環(huán)境和/或使用者的狀態(tài)的過程?？梢允褂猛普搧碜R別特定 的背景或動作，或者推論可以生成例如，關(guān)于狀態(tài)的概率分布。該推論可以是概率性的，即， 基于對數(shù)據(jù)和事件的考慮計算關(guān)于感興趣的狀態(tài)的概率分布。推論還可以意指用于從一組 事件和/或數(shù)據(jù)組成高層級的事件的技術(shù)。該推論導(dǎo)致了從一組觀察到的事件和/或存儲 的事件數(shù)據(jù)構(gòu)造新的事件或動作，與事件是否在時間上有緊密接近的相互關(guān)系無關(guān)，并且 與事件和數(shù)據(jù)是否來自一個或 數(shù)個事件和數(shù)據(jù)源無關(guān)?，F(xiàn)在參照附圖，最初參照圖1，示出了計算機實現(xiàn)的系統(tǒng)100，其可以易化關(guān)于能 耗數(shù)據(jù)和/或與自動化過程關(guān)聯(lián)的其他可持續(xù)性因素的分析或報告。該分析或報告可以用 于根據(jù)多種因素、方案或迄今為止未知或不可行的目標來使自動化過程最優(yōu)化，這將在下 文中結(jié)合圖4和5進行進一步的討論。通常，系統(tǒng)100可以包括獲取部件102，其可以獲得 在工業(yè)控制配置使用的自動化過程106的執(zhí)行期間生成的能耗數(shù)據(jù)104，該自動化過程106 的執(zhí)行例如用以產(chǎn)生指定的產(chǎn)品、服務(wù)或其他輸出。附圖標記108示出了該能耗數(shù)據(jù)108 的非窮舉性的示例性源。特別地，獲取部件102可以從一個或更多個控制器110或者一個 或更多個傳感器112獲得能耗數(shù)據(jù)104，任何或所有這些控制器或傳感器可以被包括在工 業(yè)控制配置或機器、設(shè)備或其部件中或者與之操作耦合。同樣地，獲取部件102可以從數(shù)據(jù) 存儲器114獲得能耗數(shù)據(jù)104，該數(shù)據(jù)存儲器114可以通過例如，控制器110或傳感器112 連續(xù)更新。應(yīng)認識到，與實際的源108無關(guān)，能耗數(shù)據(jù)104可以是在自動化過程106的執(zhí)行 期間或完成時收集或聚集的基本上實時的信息。結(jié)合圖2可以找到關(guān)于工業(yè)控制配置的另 外的討論，在繼續(xù)討論圖1之前，現(xiàn)在可以參照圖2提供另外的背景。在仍參照圖1的同時轉(zhuǎn)向圖2，系統(tǒng)200說明了與自動化過程或工業(yè)控制配置關(guān)聯(lián) 的另外的方面、特征或背景。如上文提到的，獲取部件102可以獲得在自動化過程106的執(zhí) 行期間生成的能耗數(shù)據(jù)104和/或在其之后收集或聚集的該數(shù)據(jù)104。應(yīng)認識到，能耗數(shù) 據(jù)104，以及其他提及此處討論的能耗，不論是在說明書中還是在所附權(quán)利要求中，雖然如 此處使用的意在涉及能耗(除非被相反地規(guī)定或者另外的不適用)，但是能耗還可以涉及 水消耗或者關(guān)于自動化過程106的其他資源消耗以及其他適當?shù)目沙掷m(xù)性因素。應(yīng)進一步 認識到，盡管通常根據(jù)配方來跟蹤水(或者另外的適當?shù)馁Y源)；但是常常利用除配方中所 要求以外的另外的水。而且，先前的系統(tǒng)常常不能跟蹤此另外的水的使用。例如，關(guān)于一瓶 可樂的配方可能要求2升水，然而為了瓶子的沖洗或清洗應(yīng)用等，最終可能使用3升水。因此，當能耗數(shù)據(jù)104可應(yīng)用于水的使用時，能耗數(shù)據(jù)104意在不僅包括關(guān)聯(lián)的配方中表述的 水，還包括另外使用的水(或者其他可持續(xù)性因素)。還應(yīng)認識到，自動化過程106可以被應(yīng)用于工業(yè)控制配置202或者由工業(yè)控制配 置202實現(xiàn)，該工業(yè)控制配置202意在表示一組機器、設(shè)備或者部件，它們可以是被配置為 執(zhí)行自動化過程106的硬件或軟件。自動化過程106可以是或者包括一個或更多個離散的 過程204 (例如，汽車的裝配線生產(chǎn)或者機場的行李傳送帶)或者一個或更多個批次過程 206 (例如，啤酒或香水的生產(chǎn))。應(yīng)進一步認識到，工業(yè)控制配置202在執(zhí)行自動化過程106 時可以產(chǎn)生各種類型的所期望的輸出，諸如產(chǎn)品208(例如，諸如汽車或消費品的完成的商 品)、服務(wù)210 (例如，借助傳送/運送帶或爐提供的運送、加熱等)或者其他輸出212 (例 如，半成品、副產(chǎn)品、數(shù)據(jù)等)。與工業(yè)控制配置202的實際組成或特定應(yīng)用和/或所執(zhí)行的特定的自動化過程 106無關(guān)，工業(yè)控制配置202可以使用各種能源、冷卻劑、某些原料和/或催化劑，它們被標 注為WAGES (代價)214。WAGES 214意在具體地涉及水、空氣、氣體、電或蒸汽，然而，更一般 地，WAGES 214可以基本上表示電以及借助導(dǎo)管或管道傳播的任何物質(zhì)或材料，但是也可以 基本上是現(xiàn)象的任何適當?shù)牟牧稀６?，可以由控制?10或傳感器112來監(jiān)控工業(yè)控制 配置202對WAGES 214的使用或消耗以便于生成能耗數(shù)據(jù)104，隨后可以將該能耗數(shù)據(jù)104 提供給數(shù)據(jù)存儲器114或者可以通過如結(jié)合圖1討論的獲取部件102直接獲得該能耗數(shù)據(jù) 104。此外，控制器110或傳感器112還可以監(jiān)控與產(chǎn)品208、服務(wù)210或其他輸出212關(guān) 聯(lián)的特征，例如，以獲得不僅與能耗關(guān)聯(lián)而且還與排放或其他可持續(xù)性因素關(guān)聯(lián)的信息，這 將參照圖3和4進行更詳細的討論。該信息可以與能耗數(shù)據(jù)104 —起被包括，并且也可以 被獲取部件102獲得。而且，應(yīng)當理解，能耗數(shù)據(jù)104可以涉及關(guān)于單個的特定自動化過程 106或者其子過程的WAGES 214的使用(或排放或可持續(xù)性因素)，而先前的基于能源的解 決方案或組件關(guān)注于作為整體的車間或工廠并因此缺乏用以提供此處描述的許多特征的 必需細微性。繼續(xù)圖1的描述，系統(tǒng)100可以進一步包括分析部件116，其可以檢查能耗數(shù)據(jù) 104并且可以基于能耗數(shù)據(jù)104的檢查進一步輸出經(jīng)處理的數(shù)據(jù)118。經(jīng)處理的數(shù)據(jù)118 可以牽涉自動化過程106的操作參數(shù)，并且可以基本上與原始能耗數(shù)據(jù)104相似和/或相 關(guān)或者基于原始能耗數(shù)據(jù)104，盡管通過適當?shù)姆绞竭M行了處理，諸如解析、聚集、變換、格 式化等。而且，給定潛在用途的廣泛應(yīng)用，分析部件116可以進一步選擇可應(yīng)用于特定應(yīng)用 的能耗數(shù)據(jù)104的相關(guān)部分，將此處描述的選擇結(jié)果當作經(jīng)處理的數(shù)據(jù)118。更詳細地，在要求保護的主題內(nèi)容的一個或更多個方面，操作參數(shù)可以是運行時 參數(shù)(例如，溫度、速度、持續(xù)時間、原料...)，其涉及結(jié)合自動化過程106使用的工業(yè)控制 配置202的設(shè)備、機器或部件的配置。同樣地，在一個或更多個方面，操作參數(shù)可以是過程 調(diào)度參數(shù)，其建立關(guān)于結(jié)合自動化過程106使用的工業(yè)控制配置202的設(shè)備、機器或部件的 接合的時間表。作為另一示例，操作參數(shù)可以是生產(chǎn)調(diào)節(jié)參數(shù)(例如，所期望的輸出或其數(shù) 量、所期望的質(zhì)量或特征...)，其可以涉及自動化過程106或其預(yù)定調(diào)度的修改。操作參數(shù) 可以是上述示例的組合或者其他適當?shù)膮?shù)。進一步地，系統(tǒng)100還可以包括報告部件120，其可以生成與能耗數(shù)據(jù)104和/或 經(jīng)處理的數(shù)據(jù)118關(guān)聯(lián)的過程敘述122。過程敘述122意在抽象地表示與分析部件116 (或者此處描述的其他部件，諸如結(jié)合圖4討論的最優(yōu)化部件402)關(guān)聯(lián)的或者由其確定或推斷 的基本上任何數(shù)據(jù)輸出。因此，過程敘述122可以包括所有或部分經(jīng)處理的數(shù)據(jù)118以及 能耗數(shù)據(jù)104。因此，可以根據(jù)多種不同的目的或目標來生成過程敘述122。例如，過程敘 述122可以是信息性的(例如，警報、通知或報告)或操作性的(例如，命令或指示)或者 既是信息性的也是操作性的。在要求保護的主題內(nèi)容的一個或更多個方面，過程敘述122可以是材料清單或構(gòu) 成材料清單的部分，其可以包括關(guān)于自動化過程106的能耗的欄。更具體地，該材料清單 可 以逐條記載與所有或部分指定產(chǎn)品(例如，產(chǎn)品208)、服務(wù)(例如，服務(wù)210)或輸出(例 如，其他輸出212)的生產(chǎn)關(guān)聯(lián)的能耗數(shù)據(jù)104。在繼續(xù)圖1的討論之前現(xiàn)在可以簡要地參 照圖3，圖3提供了與自動化過程的結(jié)果(例如，產(chǎn)品208)關(guān)聯(lián)的示例性材料清單的圖形顯 示300。在所提供的說明中，材料清單302包括零件編號欄304，其可以列出所需用于制造 或提供該結(jié)果的組成零件(或組成過程)。盡管以前的材料清單通常列出所需用于制造產(chǎn) 品的諸如原料、子部件、過程時間和數(shù)量的項目，但是以前的材料清單未包括關(guān)于產(chǎn)品制造 的能耗的細目分類。事實上，現(xiàn)有系統(tǒng)或其提供商仍必須考慮和/或?qū)崿F(xiàn)該信息能夠易化 的潛在的當前和未來的使用，不論該信息用作材料清單還是結(jié)合過程敘述122的其他方面 來使用。然而，不同于傳統(tǒng)的材料清單，材料清單302可以包括前述能耗方面，其由列306 示出。用于構(gòu)成列306的各行的數(shù)據(jù)可以獲得自能耗數(shù)據(jù)104。接著，列308可以涉及來自 列306的關(guān)聯(lián)的能源使用的價格，其基于典型地與公用事業(yè)公司關(guān)聯(lián)的尖峰需求計算。與 列308關(guān)聯(lián)的值可以包括在經(jīng)處理的數(shù)據(jù)118中并且可以通過例如，查找關(guān)于尖峰需求價 格結(jié)構(gòu)的適當?shù)膬r格值并且使該值乘以列306中列出的量，來確定或得到與列308關(guān)聯(lián)的 值。因此，材料清單302的消費者可以立即識別關(guān)于自動化過程106或其部件的任何給定 輸出的能源成本方面的價格，除在傳統(tǒng)的材料清單中突出的材料和/或勞動的成本以外。相似地，如列310處示出的二氧化碳的示例所說明的，材料清單302還可以包括與 排放關(guān)聯(lián)的信息。關(guān)于列310的每行的值可以提供作為列306的關(guān)聯(lián)的行的函數(shù)(例如， 將已知的值應(yīng)用于在kw-h耗電量的生產(chǎn)中由水電氣提供者排放的二氧化碳)，或者借助于 例如通過傳感器112在自動化過程106期間對各種排放的直接監(jiān)控來提供。應(yīng)認識到，二 氧化碳僅是一個示例，而在材料清單302上可以提供其他類型的排放(例如，氧化氮、二氧 化硫...)。此外，如列312示出的，材料清單302還可以包括各種其他可持續(xù)性因素。如 此處使用的，“可持續(xù)性因素”意在廣泛地涉及能耗或水消耗，并且可以包括例如，能源、水、 排放、能源來源或提供商、能源類型、原料、材料的碳足跡、廢物、廢液、工人安全、企業(yè)政策、 勞動政策、法規(guī)要求等。結(jié)合圖4更詳細地描述了排放和其他可持續(xù)性因素。而且，應(yīng)認識 至IJ，可以直接從能耗數(shù)據(jù)104獲得關(guān)于排放或其他可持續(xù)性因素(例如，列310、312等)的 值，或者可以由分析部件116來處理和/或檢索該值，作為經(jīng)處理的數(shù)據(jù)118。回來參照圖1，要求保護的主題內(nèi)容的范圍和優(yōu)點應(yīng)是更加明顯的。例如，遍布全 球的企業(yè)受到來自許多國家的政府要求減少能源需求和溫室氣體排放的日益增加的壓力。 這些政府壓力將可能迫使制造商研究節(jié)省車間底層的能源?，F(xiàn)今，影響工業(yè)能耗的最主要 兩個因素是(1)產(chǎn)出和(2)環(huán)境變化。根據(jù)此處描述的觀點，可以通過能源跟蹤產(chǎn)品或建筑 物自動化系統(tǒng)來測量、趨勢分析和控制關(guān)于工廠能耗的環(huán)境變化(例如，空氣溫度、濕度、天時)。在歷史上，通常僅估計產(chǎn)出改變的能耗影響。然而，結(jié)合要求保護的主題內(nèi)容，可以 精確地測量產(chǎn)出對能耗的影響，這可以導(dǎo)致在效率和資源保護方面的許多機會。例如，以前由于不能針對產(chǎn)量來測量能耗，因此在車間底層不存在極大減少能耗 的直接動機。相反地，能源成本通常是固定配給，一般按每平方英尺每月來定價。例如，如 果車間管理員期望從現(xiàn)有設(shè)備按月多產(chǎn)出15個單位，則他或她在月末接收到賬單之前將 不會了解額外的能耗。另一方面，在歷史上，生產(chǎn)直接與利潤的核算 度量連結(jié)，從而即便不 是普遍的信念，也仍會固有地以為增加的生產(chǎn)將總是導(dǎo)致更高的利潤。然而，由于增加的能 源成本、對密集能源使用的懲罰性定價以及當前和未來的法規(guī)要求，可能并非總是贊成這 “'fn 念 ο實際上，隨著能源價格的升高，各類制造商在進行關(guān)于他們現(xiàn)今沒有采取的許多 調(diào)度決策時將需要解決能耗。當前，低效的調(diào)度選擇正每年耗費各個生產(chǎn)商即使未達到數(shù) 十萬美元，也仍有數(shù)萬美元在需求罰金和稅費上，即使這些生產(chǎn)商并不了解這一點。作為公 用事業(yè)公司堅持的常見尖峰需求定價方案的結(jié)果，由于一天之中采取的臨時動作，一些罰 金可能在原處保持超過12個月。大部分現(xiàn)有的能源或排放管理解決方案或產(chǎn)品以自頂向下的方式來處理該領(lǐng)域， 檢查工廠基礎(chǔ)設(shè)施(例如，變電站、開關(guān)設(shè)備、排放監(jiān)控器)方面的問題。這些解決方案針 對整體工廠能源數(shù)據(jù)應(yīng)用生產(chǎn)相關(guān)信息以推斷能源性能。其他解決方案將能源和排放管理 集中在建筑物管理層級，例如，集中在數(shù)據(jù)中心、照明設(shè)備、冷卻器和鍋爐。這些現(xiàn)有的方法 均不能提供結(jié)合要求保護的主題內(nèi)容提供的多功能性、能力和效率，除其他之外，要求保護 的主題內(nèi)容可涉及1)獲取從設(shè)備或過程層級處的車間底層提取的能耗數(shù)據(jù)104以及使該 數(shù)據(jù)與產(chǎn)出相關(guān)；2)把生產(chǎn)建模工具應(yīng)用于生產(chǎn)能源、排放和/或可持續(xù)性因素的預(yù)測和 最優(yōu)化；和/或3)將現(xiàn)有的工廠需求管理系統(tǒng)擴展為包括生產(chǎn)。而且，可以提供對現(xiàn)有系 統(tǒng)或基礎(chǔ)設(shè)施和法規(guī)要求(例如，上限和交易(Cap and Trade))的入口。根據(jù)要求保護的主題內(nèi)容，生產(chǎn)底層上的能源監(jiān)控可以與此處描述的能源跟蹤解 決方案連結(jié)，該能源跟蹤解決方案可以使產(chǎn)出與所消耗的能源相關(guān)。例如，可以對能源進行 計量并且可以將經(jīng)驗結(jié)果添加到如上文討論的生產(chǎn)材料清單302，或者按照如下文將描述 的另一方式使用。而且，如參照圖4進一步討論的，可以提供生產(chǎn)模擬和預(yù)測工具以及精益 六西格瑪(lean six sigma)工具的使用，以針對諸如能源、費率表、排放或其他可持續(xù)性因 素的另外的變量使生產(chǎn)最優(yōu)化。此外，此處描述的特征具有進一步的益處，其在于，在許多情況中，對于制造商而 言，可以在硬件和軟件方面以非常小的代價實現(xiàn)與現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的集成。例如，大部分自動 化生產(chǎn)線監(jiān)控關(guān)于啟動文件、保持配方最優(yōu)化或者用于符合法規(guī)的某種水平的能源使用。 不幸地，傳統(tǒng)的系統(tǒng)典型地放棄該數(shù)據(jù)。因此制造商，例如，通過應(yīng)用簡單的監(jiān)控技術(shù)或者 最少的硬件或軟件，可以有能力通過使用標準的生產(chǎn)模擬工具、針對能源需求進行調(diào)度、預(yù) 測或最優(yōu)化的選擇。這些制造商可以操控調(diào)度以使消耗大量能源的次序移動遠離尖峰定價 (負載均衡)。再者，在解除能源管制的區(qū)域中，制造商將能夠基于制造調(diào)度進行更明智的 選擇。在報告或軟件方面，現(xiàn)有的應(yīng)用大量地僅需要改變度量單位。例如，可以將欄或目錄 容易地修改，使得傳統(tǒng)的材料清單中列出的或者關(guān)于執(zhí)行摘要、關(guān)鍵性能指示符(KPI)等 的小時或分鐘可被替換為(或者附加)千瓦-小時等，這可以通過例如報告部件120來完成，并且作為過程敘述122輸出。如前面討論的，可以根據(jù)多種不同的目的或目標來生成過程敘述122，該過程敘述122例如是指示性的或信息性的。因此，報告部件120可以針對多種不同的應(yīng)用對過程敘 述122進行格式化，并且可以進一步向多種不同的接收方輸出過程敘述122，通過附圖標記 124描述了其一些示例。例如，工業(yè)控制配置202中包括的或耦合的控制器110可以是基于 原始能耗數(shù)據(jù)104的信息或指示的接收方。該信息或指示或者過程敘述122的其他內(nèi)容還 可以被提供給數(shù)據(jù)存儲器114，用于以后訪問或取回。同樣地，所有或部分過程敘述122可 以在諸如局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng)(WAN)或此兩者的網(wǎng)絡(luò)126上傳播；或者被輸出到諸如人 機接口(HMI) 128的接口。因此，報告部件120可被配置為對過程敘述122進行格式化并且 借助例如，電子郵件、電子消息、打印機將過程敘述122輸出，或輸出到顯示器或應(yīng)用程序。 例如，過程敘述可以被傳送到授權(quán)網(wǎng)絡(luò)地址(例如，借助電子郵件或短消息服務(wù)(SMS)將警 報傳送到車間管理員的賬戶或設(shè)備)，傳送到與HMI 128關(guān)聯(lián)的圖形顯示器(例如，能耗的 實時顯示器)，或者傳送到?jīng)Q策樹或控制器(參照圖5更詳細地描述)、或者最優(yōu)化部件或 模塊，以便于例如，易化關(guān)于自動化過程106或者工業(yè)控制配置202的其他方面的基于能源 的智能，這將結(jié)合圖4進一步描述。應(yīng)當注意，與系統(tǒng)100關(guān)聯(lián)的部件可以包括能夠跨越網(wǎng)絡(luò)交互的各種計算機或網(wǎng) 絡(luò)部件，諸如服務(wù)器、客戶機、控制器、工業(yè)控制器、可編程邏輯控制器(PLC)、批次控制器或 服務(wù)器、分布式控制系統(tǒng)(DCS)、通信模塊、移動計算機、無線部件、控制部件等。相似地，如 此處使用的術(shù)語“控制器”或“PLC”可以包括能夠跨越多個部件、系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)共享的功能。 例如，一個或更多個控制器可以跨越網(wǎng)絡(luò)與各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通信和協(xié)作。這可以包括經(jīng)由包 括控制、自動化或公共網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)進行通信的基本上任何類型的控制、通信模塊、計算機、 I/O設(shè)備、傳感器、人機接口(HMI)?？刂破鬟€可以與各種其他設(shè)備通信和控制該各種其他 設(shè)備，諸如包括模擬、數(shù)字、編程/智能I/O模塊的輸入/輸出模塊，其他可編程控制器，通 信模塊，傳感器，輸出設(shè)備等。網(wǎng)絡(luò)可以包括諸如互聯(lián)網(wǎng)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的公共網(wǎng)絡(luò)，以及諸如包括DeviceNet和 ControlNet的控制和信息協(xié)議(CIP)網(wǎng)絡(luò)的自動化網(wǎng)絡(luò)。其他網(wǎng)絡(luò)包括以太網(wǎng)、DH/DH+、 遠程I/0、Fieldbus、Modbus、Profibus、無線網(wǎng)絡(luò)、串行協(xié)議等。此外，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以包括各 種可能性(硬件或軟件部件)。這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括諸如具有虛擬局域網(wǎng)(VLAN)能力的交換 機、LAN、WAN、代理服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)、路由器、防火墻、虛擬專用網(wǎng)(VPN)設(shè)備、服務(wù)器、客戶機、 計算機、配置工具、監(jiān)控工具或其他設(shè)備的部件。參照圖4，示出了系統(tǒng)400，其可以基于能耗、過程控制和/或環(huán)境因素動態(tài)更新自 動化過程。通常，系統(tǒng)400可以包括最優(yōu)化部件402，該最優(yōu)化部件402也可以是報告部件 120遞送的敘述122的接收方。最優(yōu)化部件402可以使用操作參數(shù)(例如，結(jié)合經(jīng)處理的數(shù) 據(jù)118的產(chǎn)生由分析部件116測量的操作參數(shù))和過程控制算法404，以便于確定針對自 動化過程106的更新。更新406可以基于能耗數(shù)據(jù)104的狀態(tài)，該能耗數(shù)據(jù)104可以與經(jīng) 處理的數(shù)據(jù)118 —起包括在敘述122中。換言之，基于當前的能耗數(shù)據(jù)104，或者基于排放 數(shù)據(jù)410或可持續(xù)性因素412，最優(yōu)化部件402可以調(diào)整自動化過程106以易化例如，提高 效率、保護資源、降低成本、廢物管理等。在要求保護的主題內(nèi)容的一個或更多個方面中，更 新406可以進一步基于空氣溫度、濕度、天氣、時間或日期或者其他環(huán)境因素408。如所示出的，過程控制算法404和環(huán)境因素408可由工業(yè)控制配置202的部件傳送，但是情況不需要 必須如此，因為該數(shù)據(jù)的其他源也是可用的。作為一個示例，更新406可以涉及生產(chǎn)需求管理或生產(chǎn)調(diào)節(jié)。例如，典型的用電清 單具有關(guān)于消耗、千瓦_小時、和需求、預(yù)先限定的時段上的平均功率的組成部分。通過將 消耗量乘以每kW-H的適用費率來計算消耗費用。該費率可以是恒定的或者可以基于天時、 周天、季節(jié)、或解除管制的市場中當前可用費率而改變。水電氣的使用者(例如，制造工廠) 可以通過提高工廠系統(tǒng)效率或者通過將使用移至具有每kW-H的較低費率的時間周期中來 實現(xiàn)消耗成本節(jié)約。需求費用計算方法因公用事業(yè)公司的不同而變化，但是幾乎所有方法 均基于測量典型地15或30分鐘的時段上的平均功率。在一些情形中，公用事業(yè)公司提供 指示離散時段的開始或結(jié)束的信號，而在一些情形中，該時段是連續(xù)滾動窗口。隨后使用最 大的所記錄的需求來設(shè)定需求費用。該費用可能僅應(yīng)用于其中招致該費用的月份，或者可 以應(yīng)用于相當長的，可能隨后的12個月。因此，控制需求費用是更加復(fù)雜的過程。該控制嘗試可以包括設(shè)定尖峰需求限制， 使用者期望保持低于該尖峰需求限制。隨后必須實時地連續(xù)測量實際需求。所測量的需求 可用于預(yù)計時間段的結(jié)束時的平均功率是什么樣的。如果所預(yù)計的需求等于或超過使用者 限定的尖峰需求限制，則需要采取動作。該動作可以簡單地是手動關(guān)掉一個或更多個負載 直至下一個時段開始，或者可以包括自動過程。由于手動干預(yù)有時可能是延時的或不可用 的，因此自動過程通常是優(yōu)選的。自動過程通常包括識別可被短時間關(guān)閉的各種負載并且 對它們進行優(yōu)先排序。自動化系統(tǒng)隨后可以從最低優(yōu)先級的負載開始拋棄負載，直至所預(yù) 計的需求低于限制。一旦新的時段開始，則自動化系統(tǒng)可以典型地以相反的順序重新施加 負載，以允許正常系統(tǒng)操作。在工業(yè)工廠中，生產(chǎn)設(shè)備通常未被視為可拋棄的負載，原因在 于這將使制造過程中斷。相反地，更常見地，所選擇的負載包括諸如采暖通風(fēng)與空調(diào)裝置 (HVAC)或制冷裝置的蓄熱器、諸如空氣壓縮機的蓄能器、或者照明負載。以上策略可以成功地減少工廠的電費，但是另外的方面可以進一步提高效率。例 如，以上方法固有地假設(shè)供電是不受限制的，可達到所連接的配電設(shè)備的容量，并且對于正 在生產(chǎn)的產(chǎn)品，不一定有助于使單位成本最優(yōu)化。為了改進該技術(shù)，諸如上文詳細描述的， 需要系統(tǒng)的另外的計量。該另外的計量必須提供足夠的細微性，以使工廠測量多種操作條 件下的特定自動化過程106或工廠系統(tǒng)中的各種元件使用的能源。利用該信息以及可適用 的水電氣費率結(jié)構(gòu)和稅費信息，工廠現(xiàn)在可以構(gòu)造關(guān)于工廠產(chǎn)出的每單位的真實成本的更 加完整的細目分類。因此，現(xiàn)在可以構(gòu)造包括原料成本、資本設(shè)備折舊、房屋面積、勞動、優(yōu) 先生產(chǎn)要求、以及能源、排放或其他可持續(xù)性因素的數(shù)學(xué)模型。模型的輸出(例如，過程敘 述122)可以易化進行控制選擇，該選擇在使公司或特定工廠的經(jīng)濟收益最優(yōu)化的同時管 理產(chǎn)出要求和能源使用。關(guān)于工廠或其制造線或過程的各種部件的能源要求剖析的可用性還可以實現(xiàn)對 關(guān)聯(lián)的自動化過程106的增強。例如，如上文敘述的，用于控制能源成本的典型方法是簡單 地開啟或關(guān)掉工廠的各個部分。然而，在許多情況中，存在可能更加期望的另一替選方案。 不同于將可控元件視為打開或關(guān)閉的，可以控制它們連續(xù)地在這兩種狀態(tài)之間來回操作。 換言之，可以基于數(shù)學(xué)模型來調(diào)節(jié)生產(chǎn)線或過程?，F(xiàn)在提供簡單示例以便于說明這一概念。 考慮生產(chǎn)如下產(chǎn)品(例如，產(chǎn)品208的)工廠，該產(chǎn)品必須在爐中加熱特定量的時間以便于固化或烹調(diào)。在以前的系統(tǒng)中，當能源的成本或可用性不是重要的關(guān)注點并且通常甚至不 被了解達到指定的細微度時，系統(tǒng)將被設(shè)計為在保持可接受的質(zhì)量的同時，在最少量的時 間中生產(chǎn)盡可能最多的完成產(chǎn)品。這通常為所支出的成本提供最佳的收益，或者至少在考 慮沒有能源成本的直接分類的核算的范圍內(nèi)，可提供最佳的收益。在當前的更高的能源成 本的環(huán)境中，這可能不再是真實的。相反，在許多情況中，當能源成本較高時，現(xiàn)在更好的經(jīng) 濟決策可能是，減少爐中的溫度并增加時間。該系統(tǒng)調(diào)節(jié)可能在每單位時間中生產(chǎn)較少的 產(chǎn)品。然而，如果通過數(shù)學(xué)模型適當驅(qū)動，則可以通過解決能源成本的方式使投資收益最 大。此外或可替選地，為了解決任何減少的產(chǎn)量，在以后可能在低需求的時間期間，可以使 該過程加速。而且，能源提供前景正在迅速改變，很可能出現(xiàn)在不久的將來可能生效的許多新 的提議以及其他提議，即使這些提議現(xiàn)今是未知的。因此，通過使用此處描述的特征或方 面，企業(yè)可以更好地定位，以在該不可預(yù)知的環(huán)境中適應(yīng)、進行必需的轉(zhuǎn)變或者甚至是卓越 的。例如，一個快要到來的改變是所謂的“智能電網(wǎng)”的出現(xiàn)。智能電網(wǎng)是對公用事業(yè)公司 配電過程的增強，其允許公用事業(yè)公司之間的以及公用事業(yè)公司和消費者之間的迅速的雙 向通信。智能電網(wǎng)的目的在于提高效率、提高可靠性、降低電生產(chǎn)所消耗的能源、以及降低 關(guān)聯(lián)的排放。部分該過程將是自動化需求響應(yīng)。自動化需求響應(yīng)將需要所提供的能源的使 用者實時地對可用的供應(yīng)做出反應(yīng)。智能電網(wǎng)可以向工廠指示，需要將消耗降低至某個水 平或者特定的百分比。打算提供充分提前的通知以允許工廠做出適當?shù)恼{(diào)整，并且即使在 該情況中，作為激勵，將按較低的費率對使用者進行計費；這對使用者提出了許多挑戰(zhàn)。最 優(yōu)化部件402可以使用上述模式作為確定更新406時的另一輸入。這里調(diào)節(jié)概念還可被 應(yīng)用于在仍確保最佳的經(jīng)濟收益的同時實現(xiàn)所需的生 產(chǎn)水平。即使在降低的費率下，不同 于在設(shè)備被關(guān)閉時使工人閑置，該調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程的概念還可以使工人保持是積極的或勤勉 的。而且，除了與更新406關(guān)聯(lián)的許多方面外，應(yīng)認識到，可以結(jié)合過程敘述122提供 新的方法或特征，諸如例如，向過程敘述122提供電子批次記錄和/或?qū)⑦^程敘述122與電 子批次記錄組合。以前，已使用電子批次記錄來跟蹤包括材料、來源、必需的或所利用的設(shè) 備或工廠等的配方?；诖颂幟枋龅姆矫?，電子批次記錄現(xiàn)在可以與能耗數(shù)據(jù)104組合，并 且特別地與在此處被描述為可持續(xù)性因素412的數(shù)據(jù)組合，以跟蹤如關(guān)于供應(yīng)鏈管理的碳 足跡。作為另一示例，通過組合能耗數(shù)據(jù)104，特別地與WAGES 214關(guān)聯(lián)的排放因素410和 /或能耗數(shù)據(jù)104可被提供給最優(yōu)化部件402 (或者分析部件116或建模部件)，以便于高 效地或智能地對調(diào)度或生產(chǎn)進行優(yōu)先排序或者使其最優(yōu)化。此外，除了對內(nèi)部生產(chǎn)決策能耗數(shù)據(jù)104的潛在改進外，特別地可以使排放因素 410和可持續(xù)性因素412與完成的產(chǎn)品關(guān)聯(lián)以改變外部影響，諸如來自消費者或管理機構(gòu) 的影響。例如，通過如此處詳細描述的跟蹤、測量或保持各種可持續(xù)性因素412，接口或者基 于搜索的產(chǎn)品或應(yīng)用可以使得使用者能夠基于這些可持續(xù)性因素412進行查詢。例如，通 過如下(或相似)查詢可以立即返回結(jié)果“為我找到X價格范圍之間的一雙鞋，其具有低 于Y的排放因素，并且不包括來自允許童工的國家的部件”?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖5，提供了系統(tǒng)500，其可以使用關(guān)于更新工業(yè)控制配置的命令。特別 地，如上文所述，除其他之外，涉及與自動化過程106關(guān)聯(lián)的能耗的各種相關(guān)信息可被提供給自動化過程106中的各種參與方?？梢杂扇缟衔乃龅膱蟾娌考?20借助過程敘述122 來提供該相關(guān)信息，其可被遞送到HMI 128或者與如車間管理員或其他適當人員關(guān)聯(lián)的 HMI 128的顯示器，或者被遞送到?jīng)Q策控制器506。與實際的實現(xiàn)細節(jié)無關(guān)，系統(tǒng)500可以 進一步包括輸入部件502，其可以從網(wǎng)絡(luò)126、HMI 128、決策控制器506中的任何部件，或者 從另一源，獲得命令504。命令504可以牽涉如上文討論的更新406，并且可以是能耗數(shù)據(jù) 104、排放因素410或可持續(xù)性因素412 的函數(shù)，更新406針對自動化過程106和/或與工 業(yè)控制配置202關(guān)聯(lián)的操作參數(shù)。換言之，最優(yōu)化部件402提供的更新406可以基于來自 其他源的指示或推薦。此外，系統(tǒng)500還用于示范關(guān)于過程敘述122的各種其他應(yīng)用。例如，可以把具有 嵌入在工業(yè)控制配置202的設(shè)備或機械中的或者位于遠程位置的顯示設(shè)備的HMI 128用于 各種信息性目的，諸如呈現(xiàn)實時能耗數(shù)據(jù)104或者提供搜索或過濾功能，或者甚至提供預(yù) 測特征，潛在地基于指定標準。如上文提及的，與預(yù)測關(guān)聯(lián)的特征以及針對自動化過程106 的自動化改變(例如，更新406)可以潛在地調(diào)用決策處理器506。除了此處描述的其他特征外，決策處理器506可以提供各種推論或決定或在各種 推論或決定中提供幫助。該推論可以潛在地基于例如，貝葉斯概率或置信度度量或者基于 涉及歷史分析、反饋和/或先前的其他決定或推論的機器學(xué)習(xí)技術(shù)。據(jù)此，決策處理器506 可以檢查全部可用數(shù)據(jù)或可用數(shù)據(jù)的子集并且可以提供從經(jīng)由事件和/或數(shù)據(jù)捕獲的一 組觀察信息來推理或推斷系統(tǒng)、環(huán)境和/或使用者的狀態(tài)?？梢允褂猛普搧碜R別特定的背 景或動作，或者可以生成例如關(guān)于狀態(tài)的概率分布。推論可以是概率性的，即，基于對數(shù)據(jù) 和事件的考慮計算關(guān)于感興趣的狀態(tài)的概率分布。推論還可以涉及用于從一組事件和/或 數(shù)據(jù)組成高層級的事件的技術(shù)。該推論可以導(dǎo)致從一組觀察到的事件和/或存儲的事件數(shù)據(jù)構(gòu)造新的事件或動 作，與事件是否在時間上有緊密接近的相互關(guān)系無關(guān)，并且與事件和數(shù)據(jù)是否來自一個或 數(shù)個事件和數(shù)據(jù)源無關(guān)。根據(jù)要求保護的主題內(nèi)容，結(jié)合執(zhí)行自動和/或推斷的動作，可以 使用各種分類(顯式和/或隱式訓(xùn)練)方案和/或系統(tǒng)(例如，支持向量機、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專 家系統(tǒng)、貝葉斯信念網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、數(shù)據(jù)融合引擎···)。分類器可以是將輸入屬性向量χ = (xl,x2, x3, x4, xn)映射到該輸入屬于某個類 的置信度的函數(shù)，即，f (X) = confidence (class)。該分類可以使用概率性和/或基于統(tǒng)計 的分析(例如，分解為分析水電氣和成本)以預(yù)測或推斷使用者期望自動執(zhí)行的動作。支 持向量機(SVM)是可以使用的分類器的示例。SVM通過尋找在可能輸入的空間中的超表面 (hyper-surface)而操作，其中超表面嘗試從非觸發(fā)事件分離觸發(fā)標準。直觀地，這使得分 類是正確的，用于測試接近的但是與訓(xùn)練數(shù)據(jù)不同的數(shù)據(jù)。其他定向和非定向模型分類方 法包括例如，樸素貝葉斯、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、決策樹、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯模型，并且可以使用提 供不同的獨立性模式的概率性分類模型。如此處使用的分類還包括用于開發(fā)優(yōu)先模型的統(tǒng) 計回歸。圖6和7示出了根據(jù)要求保護的主題內(nèi)容的各種方法。盡管出于使解釋簡單的目 的將方法示出和描述為一系列動作，但是應(yīng)當理解和認識到，要求保護的主題內(nèi)容不限于 該動作順序，因為一些動作可以按不同的順序發(fā)生和/或與來自此處示出和描述的動作中 的其他動作同時發(fā)生。例如，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解和認識到，方法可替選地可被表示為諸如狀態(tài)圖中的一系列相關(guān)的狀態(tài)或事件。而且，可能不需要所有所示出的動作來實現(xiàn)根 據(jù)要求保護的主題內(nèi)容的方法。此外，應(yīng)進一步認識到，后面公開的以及本說明書通篇的方 法能夠存儲在制造物品上，以易化將該方法運送和傳輸?shù)接嬎銠C。如此處使用的術(shù)語“制造 物品”意在涵蓋可從任何計算機可讀設(shè)備、載體或介質(zhì)訪問的計算機程序。 現(xiàn)在參照圖6，提供了用于易化能耗、水消耗或其他可持續(xù)性因素的利用報告和處 理的示例性的計算機實現(xiàn)的方法600。通常，在附圖標記602處，可以使用數(shù)據(jù)處理器來執(zhí) 行存儲在計算機可讀介質(zhì)上的并且通過附圖標記604至608描述的隨后的指示。即，在附 圖標記604處，第一存儲的指示涉及訪問描述工業(yè)自動化過程的過程層級的能源或水消耗 數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。特別地，可以訪問在一個或更多個設(shè)備或部件上執(zhí)行工業(yè)自動化過程時收集 的涉及這些部件的能耗數(shù)據(jù)。在附圖標記606處將描述的是，指示可以涉及將用于工業(yè)自動化過程的部件的穩(wěn) 態(tài)分析的過程層級的能耗數(shù)據(jù)描述為能耗狀態(tài)的函數(shù)。更詳細地，可以基于數(shù)據(jù)值、基于數(shù) 據(jù)類型、基于與其他數(shù)據(jù)的比較等，描述過程層級的能耗數(shù)據(jù)的特征。進一步地，如附圖標 記608描述的，指示可以涉及將特征化的過程層級能耗數(shù)據(jù)存儲在存儲器中。因此，此所存 儲的信息對于其他應(yīng)用可以是立即可用的并且可被維持用于以后訪問或取回。參照圖7，示出了用于提供關(guān)于易化能耗、水消耗和其他可持續(xù)性因素的利用報 告、分析或處理的另外的特征的方法700。在附圖標記702處，指示可以涉及結(jié)合過程層級 的能耗數(shù)據(jù)使工業(yè)自動化過程最優(yōu)化。例如，可以基于過程層級的能耗數(shù)據(jù)的當前度量來 動態(tài)改變或調(diào)整自動化過程，典型地用以招致提高的效率或降低能源利用水平。此外，可以 基于一個或更多個環(huán)境因素來動態(tài)改變自動化過程。進一步地，在附圖標記704處，指示可以涉及易化受到與工業(yè)自動化過程關(guān)聯(lián)的 可持續(xù)性益處影響的、對冷卻器操作或工業(yè)自動化過程的子集的實時過程修改。特別地，該 過程修改可以依各種排放數(shù)據(jù)或可持續(xù)性因素而定，用以例如，在通過對工業(yè)自動化過程 的其他部件或方面的影響最小的方式潛在地共同執(zhí)行該過程修改的同時，改進所選擇的因 素。在另一方面，在附圖標記706處，指示可以涉及將至少一部分過程層級的能耗數(shù)據(jù)輸出 到用于工業(yè)自動化過程的輸出的材料清單報告。因此，材料清單可以包括逐條記載能耗、能 源成本、排放以及其他相關(guān)的可持續(xù)性因素的列或描述?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖8，說明800呈現(xiàn)了關(guān)于車間或工廠的示例性功率質(zhì)量和能源監(jiān)控架 構(gòu)的示意性框圖。如所示出的，能源計量和功率質(zhì)量可以跨越車間底層的自動化和工廠基 礎(chǔ)設(shè)施(例如，數(shù)據(jù)中心、采暖通風(fēng)與空調(diào)裝置(HVAC)、照明裝置...)，并且可以監(jiān)控其中 包括的各種部件。特別地，可以監(jiān)控WAGES計量、智能計量、諧波、功率因數(shù)、下降/上升、和 /或瞬變。應(yīng)認識到，工廠基礎(chǔ)設(shè)施中的建筑物系統(tǒng)控制器可以包括或涉及樓宇管理解決方 案(QBMS)、冷卻器Op等。同樣地，工廠基礎(chǔ)設(shè)施中包括的現(xiàn)場發(fā)電控制器包括傳統(tǒng)形式的 能源以及替選形式的能源。進一步地，所有計量或監(jiān)控以及所示出的部件之間的所有或部 分通信或交互可以符合制造設(shè)備標準的通信和控制的通用模型(GEMS)?，F(xiàn)在參照圖9，示出了示例性能源管理架構(gòu)900。自底向上工作，可以通過第三方 可編程邏輯控制器(PLC)和/或各種其他控制器和設(shè)備來監(jiān)控WAGES，而可以通過第三方功 率監(jiān)控器來監(jiān)控嚴格的能耗。該數(shù)據(jù)可被饋送到LAN并且由用于過程控制的對象鏈接和嵌 入(OPC)服務(wù)器和/或能源管理數(shù)據(jù)庫服務(wù)器來接收。可以借助WAN向管理或標準客戶機傳送數(shù)據(jù)。圖10呈現(xiàn)了關(guān)于計量的數(shù)據(jù)和環(huán)境因素的示例性用戶界面1000。具體地，所示出 的曲線涉及與趨勢分析關(guān)聯(lián)的示例性輸出。應(yīng)當理解，可以借助過程敘述122提供用于組 成曲線的數(shù)據(jù)，而可以結(jié)合HMI 128顯示所示出的輸出，它們之前都被詳細地討論了。該趨 勢分析在本質(zhì)上可以是信息性的，以及可以用于例如，預(yù)測或最優(yōu)化。在該情況中，在環(huán)境 溫度測量結(jié)果旁邊繪制了與能耗數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的趨勢。自然地，上述內(nèi)容意在本質(zhì)上僅是示例 性的并且可以使用許多其他參數(shù)。上文已描述的內(nèi)容包括各種實施例的示例。當然，不可能出于描述實施例的目的 而描述部件或方法的所有可設(shè)想的組合，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)認識到，許多進一 步的組合和置換是可能的。因此，詳細的描述意在涵蓋在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的 所有該替選、修改和變化。特別地，并且對于由上述部件、設(shè)備、電路、系統(tǒng)等執(zhí)行的各種功能，除非另外指 出，否則用于描述該部件的術(shù)語(包括稱為“裝置”)意在對應(yīng)于執(zhí)行所描述的部件的特定 功能的任何部件(例如，功能等同物)，即使其在結(jié)構(gòu)上并不等同于所公開的結(jié)構(gòu)，其執(zhí)行 此處說明的實施例的示例性方面中的功能。在這一點上，還將認識到實施例包括系統(tǒng)以及 具有用于執(zhí)行各種方法的動作和/或事件的計算機可執(zhí)行指令的計算機可讀介質(zhì)。此外，通常，程序模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、 組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。而且，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到，本發(fā)明的方法可以利用其他計算機 系統(tǒng)配置來實踐，包括單處理器或多處理器計算機系統(tǒng)、小型計算機、大型計算機、以及個 人計算機、手持計算設(shè)備、基于微處理器的或可編程的消費者電子裝置等，它們均可操作性 耦合至一個或更多個關(guān)聯(lián)的設(shè)備。要求保護的主題內(nèi)容的所說明的方面也可以在分布式計算環(huán)境中實踐，其中通過 遠程處理設(shè)備執(zhí)行某些任務(wù)，該遠程處理設(shè)備通過通信網(wǎng)絡(luò)鏈接。在分布式計算環(huán)境中，程 序模塊可以位于本地和遠程存儲器存儲設(shè)備兩者中。計算機典型地包括多種計算機可讀介質(zhì)。計算機可讀介質(zhì)可以是能夠由計算機訪 問的任何可用介質(zhì)，并且包括易失性和非易失性介質(zhì)、可移除的和不可移除的介質(zhì)。作為示 例而非限制，計算機可讀介質(zhì)可以包括計算機存儲介質(zhì)和通信介質(zhì)。計算機存儲介質(zhì)可以 包括按照用于存儲諸如計算機可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其他數(shù)據(jù)的信息的任何方 法或技術(shù)實現(xiàn)的易失性和非易失性、可移除的和不可移除的介質(zhì)。計算機存儲介質(zhì)包括，但 不限于RAM、ROM、EEPR0M、閃速存儲器或其他存儲器技術(shù)，CD-ROM、數(shù)字多功能盤(DVD)或 其他光盤存儲，磁卡、磁帶、磁盤存儲或其他磁存儲設(shè)備，或者可用于存儲所期望的信息并 且可由計算機訪問的任何其他介質(zhì)。通信介質(zhì)典型地將計算機可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其他數(shù)據(jù)具體化在諸 如載波或其他運送機制的調(diào)制數(shù)據(jù)信號中，并且包括任何信息遞送介質(zhì)。術(shù)語“調(diào)制數(shù)據(jù) 信號”意指如下信號，其具有一個或更多個其特性的集合或者以用于對信號中的信息編碼 的方式而改變。作為示例而非限制，通信介質(zhì)包括諸如有線網(wǎng)絡(luò)或直接布線連接的有線介 質(zhì)，以及諸如聲、射頻(RF)、紅外和其他無線介質(zhì)的無線介質(zhì)。任何上述介質(zhì)的組合也應(yīng)包 括在計算機可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。此外，盡管可能已經(jīng)針對數(shù)個實現(xiàn)方案中的僅一個實現(xiàn)方案公開了特定的特征，但是該特征可以與其他實現(xiàn)方案的一個或更多個其他特征組合，這對于任何給定的或特定 的應(yīng)用可能是所期望的和有利的。進一步地，就說明書或權(quán)利要求中使用術(shù)語“包括”及其 變化形式的程度而言，這些術(shù)語按照與術(shù)語“包含”類似的方式意在是內(nèi)含性的。再者，要求保護的主題內(nèi)容可被實現(xiàn)為使用標準的編程和/或工程技術(shù)來產(chǎn)生軟 件、固件、硬件或其任何組合以控制計算機實現(xiàn)所公開的主題內(nèi)容的方法、裝置或制造物 品。如此處使用的術(shù)語“制造物品”意在涵蓋可從任何計算機可讀設(shè)備、載體或介質(zhì)訪問的 計算機程序。例如，計算機可讀介質(zhì)可以包括但不限于，磁存儲設(shè)備(例如，硬盤、軟盤、磁 條...)、光盤(例如，壓密盤(CD)、數(shù)字多功能盤(DVD)...)、智能卡和閃速存儲設(shè)備(例 如，卡、棒、密鑰驅(qū)動器...)。此外，應(yīng)認識到，可以使用載波來承載計算機可讀電子數(shù)據(jù)，諸 如在傳送和接收電子郵件時或者在訪問諸如互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)(LAN)的網(wǎng)絡(luò)時使用的數(shù)據(jù)。 當然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到，在不偏離要求保護的主題內(nèi)容的范圍和精神的前提下 可以對該配置進行許多修改。
而且，此處使用的詞“示例性”意指用作示例、實例或說明。此處被描述為“示例 性”的任何方面或設(shè)計不一定被解釋為較之其他方面或設(shè)計是優(yōu)選的或有利的。相反地，詞 “示例性”的使用意在以具體方式呈現(xiàn)概念。如說明書中使用的術(shù)語“或”意在指內(nèi)含性的 “或”而非排他性的“或”。因此，除非另外指定或者通過上下文而是清楚的，否則“X使用A 或B”意在指任何自然地內(nèi)含性的置換。即，如果X使用A ；X使用B ；或者X使用A和B兩 者，則在任何前述情形下滿足“X使用A或B”。此外，如說明書和所附權(quán)利要求中使用的冠 詞“一個”，除非另外指定或者通過上下文而清楚地指向單數(shù)形式，否則通常應(yīng)被解釋為意 指“一個或更多個”。
權(quán)利要求
一種能夠基于工業(yè)控制配置實現(xiàn)的系統(tǒng)，包括獲取部件，獲得跨越用于生產(chǎn)特定的產(chǎn)品、服務(wù)或輸出的自動化過程的執(zhí)行期間或完成時的多個位置的能耗數(shù)據(jù)；分析部件，檢查所述能耗數(shù)據(jù)以及輸出有關(guān)所述自動化過程的操作參數(shù)的經(jīng)處理的數(shù)據(jù)；以及報告部件，生成與所述能耗數(shù)據(jù)或所述經(jīng)處理的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的過程敘述。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述自動化過程包括離散過程或批次過程。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述操作參數(shù)是以下中的至少之一涉及所述自動 化過程期間使用的機器的配置的運行時參數(shù)、建立用于在所述自動化過程期間機械的接合 的時間表的過程調(diào)度參數(shù)、涉及所述自動化過程或其預(yù)定調(diào)度的修改的生產(chǎn)調(diào)節(jié)參數(shù)、它 們的組合。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述過程敘述是逐條記載與所述特定的產(chǎn)品、服務(wù) 或輸出的所有或部分的生產(chǎn)關(guān)聯(lián)的所述能耗數(shù)據(jù)的材料清單。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述報告部件對所述過程敘述進行格式化并且借 助電子郵件、電子消息、打印機或人機接口(HMI)輸出所述過程敘述。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述過程敘述被傳送到以下中的至少之一授權(quán)網(wǎng) 絡(luò)地址、與所述HMI關(guān)聯(lián)的圖形顯示器、數(shù)據(jù)存儲器、所述工業(yè)控制配置的決策樹。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括最優(yōu)化部件，使用所述操作參數(shù)和過程控制 算法以基于所述能耗數(shù)據(jù)的狀態(tài)來確定針對所述自動化過程的更新。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述最優(yōu)化部件進一步基于至少一種環(huán)境因素來 確定所述更新。
9.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述最優(yōu)化部件進一步基于關(guān)于所述自動化過程 的至少一種排放因素來確定所述更新。
10.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述最優(yōu)化部件進一步基于關(guān)于所述自動化過程 的可持續(xù)性因素來確定針對所述自動化過程的所述更新。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述可持續(xù)性因素與以下中至少之一有關(guān)能源 提供商、原料、廢物、廢液、工人安全、企業(yè)政策、公平勞動政策、法規(guī)要求。
12.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括輸入部件，獲得作為所述能耗數(shù)據(jù)、排放因 素或可持續(xù)性因素的函數(shù)的、有關(guān)針對所述自動化過程的更新的命令，其中所述命令自HMI 設(shè)備或決策控制器獲得。
13.一種能夠基于工業(yè)控制配置實現(xiàn)的方法，包括使用數(shù)據(jù)處理器，該數(shù)據(jù)處理器用于執(zhí)行存儲在計算機可讀介質(zhì)上的如下指示訪問描述與一個或更多個工業(yè)自動化過程的多個部件關(guān)聯(lián)的過程層級的能耗數(shù)據(jù)的 數(shù)據(jù)；將用于所述一個或更多個工業(yè)自動化過程的所述多個部件的穩(wěn)態(tài)分析的所述過程層 級的能耗數(shù)據(jù)特征化為能耗狀態(tài)的函數(shù)；以及將特征化的過程層級能耗數(shù)據(jù)存儲在存儲器中。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，進一步包括結(jié)合所述過程層級的能耗數(shù)據(jù)使所述一個 或更多個工業(yè)自動化過程最優(yōu)化。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，進一步包括使受到與所述工業(yè)自動化過程關(guān)聯(lián)的可持 續(xù)性益處的影響的、對所述一個或更多個工業(yè)自動化過程的子集的實時過程修改更容易。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，進一步包括輸出所述過程層級的能耗數(shù)據(jù)或水消耗數(shù) 據(jù)的至少一部分，作為用于所述工業(yè)自動化過程的輸出的材料清單報告。
17.一種能夠基于工業(yè)控制配置實現(xiàn)的系統(tǒng)，包括用于獲取關(guān)于一組設(shè)備的設(shè)備層級的能耗或水消耗數(shù)據(jù)的裝置，所述設(shè)備層級的能耗 數(shù)據(jù)涉及自動化過程運行期間的工業(yè)控制配置的輸出；用于向接收方報告受到應(yīng)用或所述接收方的責(zé)任的影響的所述設(shè)備層級的能耗數(shù)據(jù) 的相關(guān)部分的裝置；用于根據(jù)所述應(yīng)用或所述接收方的責(zé)任來選擇所述相關(guān)部分的裝置。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，進一步包括用于根據(jù)所述應(yīng)用或所述接收方的責(zé)任來 變換所述設(shè)備層級的能耗數(shù)據(jù)的裝置。
19.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，進一步包括用于調(diào)節(jié)所述自動化過程或全異的自動化 過程以易化設(shè)備層級的能耗的所期望的改變的裝置。
20.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，進一步包括用于接收描述所述所期望的改變或所述自 動化過程的所述調(diào)節(jié)的輸入的裝置。
全文摘要
要求保護的主題內(nèi)容涉及一種架構(gòu)，其能夠易化關(guān)于與自動化過程關(guān)聯(lián)的能耗數(shù)據(jù)和/或排放或可持續(xù)性因素的分析、處理或報告。特別地，該架構(gòu)可以獲得在自動化過程的執(zhí)行期間收集的過程層級的或者機器或設(shè)備層級的能耗數(shù)據(jù)。可以分析或處理該數(shù)據(jù)，將通用的或者針對特定應(yīng)用的結(jié)果輸出到指定的接收方和/或根據(jù)通用的或針對特定應(yīng)用的方案進行格式化(例如，解析、過濾或變換)。本發(fā)明還涉及實時能耗分析和報告。
文檔編號G05B19/418GK101872190SQ20101017144
公開日2010年10月27日 申請日期2010年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日
發(fā)明者菲利普·約翰·考夫曼, 馬西婭·伊萊恩·沃克 申請人:洛克威爾自動控制技術(shù)股份有限公司