本發(fā)明涉及用于執(zhí)行在自動(dòng)化系統(tǒng)上運(yùn)行的應(yīng)用（特別地，監(jiān)視和/或控制應(yīng)用）的配置或重配置的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

設(shè)立自動(dòng)化系統(tǒng)要求標(biāo)準(zhǔn)控制和監(jiān)視應(yīng)用關(guān)于客戶特定要求的配置、重配置或定制。這些應(yīng)用可以包括多種多樣的不同應(yīng)用，諸如計(jì)劃應(yīng)用、控制應(yīng)用或診斷應(yīng)用。在包括多個(gè)自動(dòng)化實(shí)體的復(fù)雜自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)的這些應(yīng)用的配置和/或重配置是耗時(shí)且耗力的。而且，復(fù)雜自動(dòng)化系統(tǒng)的工程化、配置和/或重配置由于以下事實(shí)而是復(fù)雜的：自動(dòng)化系統(tǒng)配置或定制要求用戶具有特定技術(shù)領(lǐng)域的深入領(lǐng)域知識(shí)，以及要求用戶具有關(guān)于自動(dòng)化系統(tǒng)的自動(dòng)化實(shí)體和在自動(dòng)化系統(tǒng)的自動(dòng)化實(shí)體上運(yùn)行的組件或軟件組件的技術(shù)專(zhuān)業(yè)知識(shí)。包括具有不同經(jīng)驗(yàn)的不同用戶的這樣的多學(xué)科團(tuán)隊(duì)的協(xié)作增加配置或定制過(guò)程的復(fù)雜度，并且還造成技術(shù)上欠佳的解決方案或配置。一旦針對(duì)底層自動(dòng)化系統(tǒng)的用戶要求確實(shí)改變，當(dāng)更新自動(dòng)化系統(tǒng)的軟件組件時(shí)自動(dòng)化系統(tǒng)及其多個(gè)自動(dòng)化實(shí)體的復(fù)雜度要求高努力。

因此，本發(fā)明的目的是提供用于執(zhí)行自動(dòng)化系統(tǒng)的配置或重配置的方法和系統(tǒng)，其克服以上提到的缺陷并且其允許由具有關(guān)于自動(dòng)化系統(tǒng)的自動(dòng)化實(shí)體的有限領(lǐng)域知識(shí)和/或技術(shù)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的用戶對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的相對(duì)快速且可靠的配置和/或重配置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

該目的通過(guò)包括權(quán)利要求1的特征的用于執(zhí)行自動(dòng)化系統(tǒng)的配置或重配置的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供了一種用于執(zhí)行自動(dòng)化系統(tǒng)的配置或重配置的方法，包括以下步驟：

基于用戶的用戶本體（untology）和自動(dòng)化系統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)本體而處理關(guān)注自動(dòng)化系統(tǒng)的控制和/或監(jiān)視功能性的由用戶輸入的用戶要求的至少一個(gè)自然語(yǔ)言陳述以生成正式要求規(guī)范，以及

匹配所生成的正式要求規(guī)范和從組件庫(kù)讀取的正式組件規(guī)范以導(dǎo)出配置部署，所述配置部署包括具有滿足所輸入的用戶要求的配置的一個(gè)或若干合適組件。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法底層的想法是將基于模型的自然語(yǔ)言工程化應(yīng)用于自動(dòng)化系統(tǒng)軟件。

在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法的可能實(shí)施例中，自然語(yǔ)言陳述由用戶經(jīng)由用戶接口以寫(xiě)入的（written）語(yǔ)言來(lái)輸入。

在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法的另外的可能實(shí)施例中，自然語(yǔ)言陳述由用戶經(jīng)由用戶接口以說(shuō)出的（spoken）語(yǔ)言來(lái)輸入。

在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法的再另外的可能實(shí)施例中，組件庫(kù)包括軟件組件，每一個(gè)軟件組件具有描述相應(yīng)軟件組件的功能性和/或約束的元數(shù)據(jù)。

在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法的再另外的可能實(shí)施例中，用戶本體包括由用戶用于制定（formulate）自然語(yǔ)言陳述的用戶詞匯。

在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法的另外的可能實(shí)施例中，自動(dòng)化系統(tǒng)本體包括描述元件和/或自動(dòng)化系統(tǒng)的元件和/或?qū)嶓w之間的關(guān)系的系統(tǒng)詞匯。

在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法的再另外的可能實(shí)施例中，所生成的正式要求規(guī)范包括sparql查詢。

在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法的再另外的可能實(shí)施例中，所生成的正式要求規(guī)范包括使用owl本體正式化的陳述。

在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法的再另外的可能實(shí)施例中，所導(dǎo)出的配置部署包括從組件庫(kù)讀取的至少一個(gè)經(jīng)適配的或參數(shù)化的軟件組件和/或滿足所輸入的用戶要求的至少一個(gè)所生成的可執(zhí)行軟件組件。

在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法的再另外的可能實(shí)施例中，由用戶輸入的自然語(yǔ)言陳述的處理包括：

將自然語(yǔ)言陳述拆分成句法標(biāo)記和令牌，

將令牌與用戶的用戶本體中的條目和/或與自動(dòng)化系統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)本體中的條目匹配以提取在自然語(yǔ)言陳述中提到的自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)體的信息，以及

使用所提到的自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)體的所提取的信息來(lái)生成正式要求規(guī)范。

在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法的再另外的可能實(shí)施例中，如果在用戶本體中和/或在自動(dòng)化系統(tǒng)本體中沒(méi)有找到針對(duì)令牌的條目，則對(duì)照存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的詞典中的條目來(lái)檢查相應(yīng)令牌。

在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法的再另外的可能實(shí)施例中，如果在詞典中沒(méi)有找到針對(duì)相應(yīng)令牌的條目，令牌的可能同義詞被導(dǎo)出并且對(duì)照詞典中的條目被檢查。

在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法的再另外的可能實(shí)施例中，在令牌或其同義詞在詞典中的標(biāo)識(shí)之后，對(duì)應(yīng)的正式規(guī)則被提取和在sparql查詢主體中與從用戶本體和/或自動(dòng)化系統(tǒng)本體提取的信息合并以生成正式要求規(guī)范。

在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法的再另外的可能實(shí)施例中，經(jīng)由用戶接口向用戶可視化自動(dòng)化系統(tǒng)的經(jīng)配置或重配置的應(yīng)用。

在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法的再另外的可能實(shí)施例中，在用戶的所輸入的自然語(yǔ)言陳述的基礎(chǔ)上標(biāo)識(shí)特定用戶或特定用戶群組，并且從數(shù)據(jù)庫(kù)加載對(duì)應(yīng)的用戶本體。

在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法的再另外的可能實(shí)施例中，配置部署的至少一個(gè)組件計(jì)算自動(dòng)化系統(tǒng)的關(guān)鍵性能指示符和/或從自動(dòng)化系統(tǒng)的自動(dòng)化實(shí)體檢索數(shù)據(jù)和/或向自動(dòng)化系統(tǒng)的自動(dòng)化實(shí)體供給數(shù)據(jù)。

本發(fā)明還提供了根據(jù)第二方面的包括權(quán)利要求14的特征的配置系統(tǒng)。

相應(yīng)地，本發(fā)明提供了一種配置系統(tǒng)，其被適配成執(zhí)行由自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的應(yīng)用的配置或重配置，

所述配置系統(tǒng)包括：

處理單元，其被適配成基于用戶的用戶本體和/或自動(dòng)化系統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)本體而處理關(guān)注所述自動(dòng)化系統(tǒng)的控制和/或監(jiān)視功能性的由用戶輸入的用戶要求的至少一個(gè)自然語(yǔ)言陳述以生成正式要求規(guī)范；以及

匹配單元，其被適配成匹配所生成的正式要求規(guī)范和從組件庫(kù)讀取的正式組件規(guī)范以導(dǎo)出配置部署，所述配置部署包括具有滿足所輸入的用戶要求的配置的一個(gè)或若干合適組件。

本發(fā)明還提供了根據(jù)第三方面的包括權(quán)利要求15的特征的自動(dòng)化系統(tǒng)。

本發(fā)明相應(yīng)地提供了一種自動(dòng)化系統(tǒng)，包括多個(gè)自動(dòng)化實(shí)體和配置系統(tǒng)，所述配置系統(tǒng)被適配成執(zhí)行由自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的應(yīng)用的配置或重配置，其中配置系統(tǒng)包括

處理單元，其被適配成基于存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的用戶的用戶本體和/或自動(dòng)化系統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)本體而處理關(guān)注自動(dòng)化系統(tǒng)的控制和/或監(jiān)視功能性的由用戶經(jīng)由用戶接口輸入的用戶要求的至少一個(gè)自然語(yǔ)言陳述以生成正式要求規(guī)范，以及

匹配單元，其被適配成匹配所生成的正式要求規(guī)范和從組件庫(kù)讀取的正式組件規(guī)范以導(dǎo)出配置部署，所述配置部署包括具有滿足所輸入的用戶要求的配置的一個(gè)或若干合適組件，

其中所導(dǎo)出的配置部署的至少一個(gè)組件被適配成計(jì)算自動(dòng)化系統(tǒng)的關(guān)鍵性能指示符和/或從自動(dòng)化系統(tǒng)的自動(dòng)化實(shí)體檢索數(shù)據(jù)和/或向自動(dòng)化系統(tǒng)的自動(dòng)化實(shí)體供給數(shù)據(jù)。

本發(fā)明還提供了根據(jù)第四方面的用于自動(dòng)化系統(tǒng)的配置工具，其被適配成執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法。

附圖說(shuō)明

參照隨附各圖更加詳細(xì)地描述本發(fā)明的不同方面的實(shí)施例。

圖1示出用于圖示根據(jù)本發(fā)明的一方面的自動(dòng)化系統(tǒng)的可能的示例性實(shí)施例的框圖；

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的另外的方面的用于執(zhí)行自動(dòng)化系統(tǒng)的配置或重配置的方法的可能的示例性實(shí)施例的流程圖；

圖3示出根據(jù)本發(fā)明的另外的方面的配置系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的示意圖；

圖4示出針對(duì)用于圖示由根據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)執(zhí)行的自然語(yǔ)言陳述的處理的使用情況的示例性概覽；

圖5圖示了正式要求規(guī)范從用戶的示例性自然語(yǔ)言陳述的生成；

圖6示出用于提供正式要求規(guī)范的正式規(guī)則的示例；

圖7圖示了如由根據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)提供的簡(jiǎn)化的sparql實(shí)例的示例；

圖8圖示了響應(yīng)于由用戶輸入的自然語(yǔ)言陳述而由根據(jù)本發(fā)明的方法和/或系統(tǒng)顯示的示例性結(jié)果表示。

圖9圖示了由根據(jù)本發(fā)明的方法和/或系統(tǒng)使用的示例性自動(dòng)化系統(tǒng)本體；

圖10圖示了由根據(jù)本發(fā)明的方法和/或系統(tǒng)使用的示例性用戶本體，

圖11圖示了針對(duì)如由根據(jù)本發(fā)明的方法和/或系統(tǒng)執(zhí)行的配置部署的示例。

具體實(shí)施方式

圖1示意性地圖示了復(fù)雜的自動(dòng)化系統(tǒng)1的示例性實(shí)施例，自動(dòng)化系統(tǒng)1可以包括多個(gè)自動(dòng)化實(shí)體2-1,2-2，……，2-n，其中自動(dòng)化實(shí)體中的至少一些運(yùn)行或執(zhí)行自動(dòng)化組件3-1,3-2，……，3-n。這些組件3-i是軟件組件，其可以執(zhí)行自動(dòng)化系統(tǒng)1中的控制和/或監(jiān)視功能性。自動(dòng)化實(shí)體2-i可以例如由控制器、傳感器、致動(dòng)器或其它實(shí)體形成。由自動(dòng)化實(shí)體2-i運(yùn)行的應(yīng)用可以執(zhí)行不同的功能，諸如從自動(dòng)化系統(tǒng)1檢索數(shù)據(jù)或提供供給到自動(dòng)化系統(tǒng)1的自動(dòng)化實(shí)體2-i的數(shù)據(jù)。

自動(dòng)化系統(tǒng)1包括或連接到配置系統(tǒng)4，如圖1中所圖示的。配置系統(tǒng)4包括處理單元5，其被適配成基于存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的用戶的用戶本體uo和/或自動(dòng)化系統(tǒng)1的自動(dòng)化系統(tǒng)本體aso而處理關(guān)注自動(dòng)化系統(tǒng)1的控制和/或監(jiān)視功能性的由用戶u輸入的用戶要求的至少一個(gè)自然語(yǔ)言nl陳述以生成正式要求規(guī)范frs。本體是概念化的規(guī)范。它覆蓋概念表示及其關(guān)系。它可以被評(píng)估為抽象級(jí)別上的知識(shí)表示。配置系統(tǒng)4還包括匹配單元6，其被適配成匹配所生成的正式要求規(guī)范frs和從組件庫(kù)cl讀取的正式組件規(guī)范fcs以導(dǎo)出配置部署cd，所述配置部署cd包括具有滿足用戶要求ur的輸入的配置的一個(gè)或若干合適組件。frs和fcs二者是用戶本體uo的子集，所述用戶本體uo定義關(guān)于要求或者在稍后的情況中關(guān)于組件（即哪個(gè)組件涉及哪些其它組件、產(chǎn)品、組裝件或傳感器）的概念和關(guān)系。

如圖1中所示，用戶u可以經(jīng)由連接到處理單元5的用戶接口ui輸入至少一個(gè)自然語(yǔ)言陳述。這樣的自然語(yǔ)言nl陳述可以是由用戶u輸入到鍵盤(pán)中或到圖形用戶接口中的寫(xiě)入的自然語(yǔ)言陳述。在另外的可能實(shí)施例中，自然語(yǔ)言陳述可以是輸入到用戶接口ui的麥克風(fēng)中的說(shuō)出的語(yǔ)言。處理單元5具有對(duì)用戶的用戶本體uo和自動(dòng)化系統(tǒng)1的自動(dòng)化系統(tǒng)本體aso的訪問(wèn)。圖9圖示了作為自動(dòng)化系統(tǒng)本體aso的示例的渦輪機(jī)本體。圖10示出作為示例的形成服務(wù)工程師的用戶本體的部分的診斷本體。用戶本體uo包括由相應(yīng)用戶或用戶群組用于制定自然語(yǔ)言陳述的用戶詞匯。自動(dòng)化系統(tǒng)本體aso包括描述自動(dòng)化系統(tǒng)1的元件和/或元件之間的關(guān)系的系統(tǒng)詞匯。

圖9中所示的示例性渦輪機(jī)本體被設(shè)計(jì)成詳述器具的內(nèi)部組織。存在表示在渦輪機(jī)本體中的兩個(gè)主要方面：

（i）器具結(jié)構(gòu)（即其組件和子組件）的規(guī)范，

（ii）每一個(gè)組件的功能目的。

渦輪機(jī)本體包含近似60個(gè)類(lèi)、15個(gè)對(duì)象和數(shù)據(jù)性質(zhì)，如圖9中所示。為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，部分地示出渦輪機(jī)本體，因?yàn)檎归_(kāi)所有類(lèi)使該圖明顯超負(fù)荷和復(fù)雜化。

中央類(lèi)系統(tǒng)元件（systemelement）包含三個(gè)子類(lèi)：渦輪機(jī)、組件和功能單元（functionalunit）。

–子類(lèi)渦輪機(jī)對(duì)產(chǎn)品家族進(jìn)行建模并且包含作為個(gè)體的渦輪機(jī)。將產(chǎn)品家族表示為渦輪機(jī)類(lèi)的子類(lèi)，并且將其特性（諸如功率生成、發(fā)射和其它特性）存儲(chǔ)為數(shù)據(jù)性質(zhì)（例如具有功率生成（haspowergeneration）、沒(méi)有發(fā)射（hasnoxemissions））。

–子類(lèi)組件使用諸如具有部分（haspart）、具有直接部分（hasdirectpart）和其相反物之類(lèi)的關(guān)系來(lái)描述渦輪機(jī)主要部分及其層級(jí)結(jié)構(gòu)。關(guān)系具有部分是指示一個(gè)組件是另一個(gè)的部分的傳遞（transitive）關(guān)系，而關(guān)系具有直接部分用于指示一個(gè)組件包括若干子組件。該關(guān)系是非傳遞的。

–子類(lèi)功能單元向組件指派功能含義。一些組件構(gòu)成器具的重要功能塊，諸如氣體路徑（gaspath）、氣體燃料系統(tǒng)（gasfuelsystem）、液體燃料系統(tǒng)（liquidfuelsystem）和其它組件。

該本體中的定理實(shí)施機(jī)器系統(tǒng)的片段的確切結(jié)構(gòu)。例如，要求器具不能是任何其它事物的組件或部分：

另一方面，除其它組件和單元之外，每一個(gè)渦輪機(jī)必須包含控制系統(tǒng)、電力發(fā)電機(jī)和潤(rùn)滑油系統(tǒng)：

類(lèi)似的定理用于實(shí)施元件和功能單元的結(jié)構(gòu)：

圖10中所示的示例性診斷本體被設(shè)計(jì)成正式化關(guān)于渦輪機(jī)事件和故障的信息。存在本體中表示的兩個(gè)主要方面：

（i）診斷信息，諸如由監(jiān)視設(shè)備觀察到的特定事件之間的連接，以及渦輪機(jī)的不同故障的典型癥狀，

（ii）關(guān)于觀察的元信息，諸如表示做出觀察的時(shí)刻的時(shí)間戳、測(cè)量與所導(dǎo)出的事件之間的關(guān)系等。

診斷本體在圖10上示出。診斷本體包括近似30個(gè)類(lèi)和10個(gè)性質(zhì)。核心類(lèi)是觀察和診斷。

–觀察具有指代觀察類(lèi)型的三個(gè)子類(lèi)：測(cè)量、事件或癥狀。子類(lèi)測(cè)量包括傳感器觀察并且用關(guān)系已檢測(cè)到（hasdetected）與感測(cè)設(shè)備（sensingdevice）類(lèi)連接以指示哪個(gè)傳感器測(cè)量到某個(gè)值的，其中。子類(lèi)事件包括由渦輪機(jī)的控制單元生成的消息，其細(xì)分成指示消息內(nèi)容的不同類(lèi)別。癥狀是在渦輪機(jī)的某個(gè)診斷上進(jìn)行指示的觀察（事件或測(cè)量）。

–診斷用關(guān)系在診斷處指示（indicatesatdiagnosis）及其相反物與癥狀子類(lèi)連接以用于列出針對(duì)每一個(gè)診斷的某些表征癥狀。該類(lèi)還用關(guān)系具有診斷（hasdiagnosis）與系統(tǒng)類(lèi)連接以指示具有該診斷的渦輪機(jī)或其單元。

診斷本體具有實(shí)施其結(jié)構(gòu)的若干定理。例如，每一個(gè)診斷必須被指派到某個(gè)系統(tǒng)元件，即到渦輪機(jī)或其單元：

每一個(gè)診斷必須由一些癥狀所支持：

在可能的實(shí)施例中，所生成的正式要求規(guī)范frs可以包括sparql查詢或使用owl（web本體語(yǔ)言）本體正式化的陳述。sparql是資源描述框架rdf查詢語(yǔ)言，其允許查詢包括三重模式，合?。╟onjunction）、析?。╠isjunction）和可選模式。圖1中圖示的所導(dǎo)出的配置部署cd可以包括從組件庫(kù)cl讀取的至少一個(gè)經(jīng)適配或參數(shù)化的軟件組件和/或滿足由用戶u輸入的所輸入的用戶要求ur的至少一個(gè)所生成的可執(zhí)行軟件組件。在可能的實(shí)施例中，經(jīng)由用戶接口ui向用戶u可視化經(jīng)配置或重配置的應(yīng)用。在可能的實(shí)施例中，由處理單元5在用戶u的所輸入的自然語(yǔ)言陳述的基礎(chǔ)上標(biāo)識(shí)特定用戶或用戶群組，并且從數(shù)據(jù)庫(kù)加載對(duì)應(yīng)適應(yīng)的用戶本體uo。由匹配單元6輸出的配置部署cd的所述至少一個(gè)組件可以被適配成計(jì)算自動(dòng)化系統(tǒng)1的關(guān)鍵性能指示符kpi。另外，配置部署cd還可以被適配成從自動(dòng)化系統(tǒng)1的自動(dòng)化實(shí)體2-i檢索數(shù)據(jù)和/或向自動(dòng)化系統(tǒng)1的自動(dòng)化實(shí)體2-i供給數(shù)據(jù)，特別地，控制數(shù)據(jù)。配置部署cd可以通過(guò)所謂的分析下推（pushdown）而實(shí)例化。為了給出示例，如圖11中所圖示的，用戶能夠定義/編寫(xiě)r（數(shù)學(xué)軟件組件——開(kāi)源）腳本/模式，其可以被“下推”到系統(tǒng)配置。一旦被激活，其被配置和部署在后端中以用于捕獲和/或檢測(cè)事件。即，腳本可以是“溫度差（temperaturedifference）”=實(shí)際溫度（actualtemperature）-最佳溫度（optimaltemperature）。該腳本被部署在系統(tǒng)的配置內(nèi)（下推）。實(shí)際配置改變，因?yàn)閞-解釋器被激活/部署并且由功能的輸出導(dǎo)出的事件確實(shí)/可以具有分析（即根本原因分析）的影響。

自動(dòng)化系統(tǒng)1可以是不同技術(shù)領(lǐng)域的自動(dòng)化系統(tǒng)。例如，自動(dòng)化系統(tǒng)1可以是渦輪機(jī)監(jiān)視和診斷系統(tǒng)（諸如ads）或自動(dòng)化系統(tǒng)工程化工具（諸如tia）。針對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)1的其它示例是制造智能解決方案系統(tǒng)（諸如simaticitoee）或電網(wǎng)監(jiān)視系統(tǒng)（諸如siguarddsa）或艦隊(duì)監(jiān)控系統(tǒng)（諸如bas平臺(tái)或ct監(jiān)控系統(tǒng)）。

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一方面的方法的示例性實(shí)施例的流程圖。所圖示的方法被適配成執(zhí)行自動(dòng)化系統(tǒng)（諸如圖1中圖示的自動(dòng)化系統(tǒng)1）的配置和/或重配置。

在第一步驟s1中，基于用戶u的加載的用戶本體uo和/或自動(dòng)化系統(tǒng)1的自動(dòng)化系統(tǒng)本體aso而處理關(guān)注自動(dòng)化系統(tǒng)1的控制和/或監(jiān)視功能性的由用戶輸入的用戶要求的至少一個(gè)自然語(yǔ)言陳述以生成正式要求規(guī)范frs。

在另外的步驟s2中，匹配所生成的正式要求規(guī)范frs與從組件庫(kù)cl讀取的正式組件規(guī)范fcs以導(dǎo)出配置部署cd，所述配置部署cd包括具有滿足所輸入的用戶要求ur的配置的一個(gè)或若干合適組件。

圖2中圖示的方法可以由用于自動(dòng)化系統(tǒng)的配置工具實(shí)現(xiàn)。

圖3示出用于圖示根據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的示意圖。

如可以在圖3中看到的，所圖示的系統(tǒng)包括形成要求規(guī)范元件的處理單元5、形成基于模型的工程化元件的匹配單元6和執(zhí)行元件7。如圖3的實(shí)施例中圖示的配置系統(tǒng)1還包括模型管理器8。

處理單元5被適配成從自然語(yǔ)言用戶要求輸入生成正式要求規(guī)范frs，其可以關(guān)注特定自動(dòng)化軟件控制或監(jiān)視功能性。該用戶要求ur可以包括以寫(xiě)入的（written）語(yǔ)言或說(shuō)出的語(yǔ)言（sl-ur）的至少一個(gè)自然語(yǔ)言陳述。在可能的實(shí)施例中，對(duì)于用戶u而言還可能的是直接輸入結(jié)構(gòu)化用戶要求sur，例如經(jīng)由向?qū)iz。由處理單元5輸出的所得到的正式要求規(guī)范frs可以是例如sparql查詢、使用owl本體正式化的陳述或以任何其他定義明確的正式語(yǔ)言的陳述。

形成基于模型的工程化元件的匹配單元6具有對(duì)組件庫(kù)cl的訪問(wèn)，組件庫(kù)cl可以包含由包括所有配置可能性的底層自動(dòng)化軟件提供的每一個(gè)控制或監(jiān)視功能性的正式描述。組件庫(kù)cl可以包括用于計(jì)算自動(dòng)化系統(tǒng)1的關(guān)鍵性能指示符kpi的軟件組件、用于從自動(dòng)化系統(tǒng)1的自動(dòng)化實(shí)體2-i檢索數(shù)據(jù)或向特定自動(dòng)化實(shí)體3-i（諸如自動(dòng)化系統(tǒng)1的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備）供給數(shù)據(jù)或控制指令的軟件組件。匹配單元6確實(shí)訪問(wèn)通信庫(kù)cl并且被適配成執(zhí)行所接收的正式要求規(guī)范frs與從組件庫(kù)cl讀取的正式組件規(guī)范fcs的匹配以導(dǎo)出配置部署cd，所述配置部署cd包括具有滿足所輸入的用戶要求ur的配置的一個(gè)或若干合適軟件組件。在可能的實(shí)施例中，組件庫(kù)cl的軟件組件包括描述可以用于與正式要求規(guī)范frs匹配的相應(yīng)軟件組件的元數(shù)據(jù)。元數(shù)據(jù)可以覆蓋組件實(shí)例和同義詞的描述。所導(dǎo)出的配置部署cd可以包括配置部署計(jì)劃，其包括具有所導(dǎo)出的配置以滿足用戶要求ur的一個(gè)或若干合適組件。執(zhí)行計(jì)劃ep或配置部署可以被部署在執(zhí)行組件7處，執(zhí)行組件7可以由自動(dòng)化系統(tǒng)1的一個(gè)或若干自動(dòng)化實(shí)體2-i形成。所導(dǎo)出的配置部署或部署執(zhí)行計(jì)劃ep可以包括從組件庫(kù)cl讀取的至少一個(gè)經(jīng)適配或參數(shù)化的軟件組件和/或滿足所輸入的用戶要求ur的所生成的可執(zhí)行軟件組件。配置部署cd還可以用于自動(dòng)化軟件適配asa。

在可能的實(shí)施例中，配置系統(tǒng)4還包括模型管理器8，如圖3中所圖示的。模型管理器8可以負(fù)責(zé)捕獲用戶以及自動(dòng)化系統(tǒng)詞匯的正式模型或本體的管控。模型管理器8可以包括映射發(fā)現(xiàn)元件md，其用于自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)自動(dòng)化系統(tǒng)模型或自動(dòng)化系統(tǒng)本體aso以及用戶模型或用戶本體uo的詞匯以提供詞匯或模型映射mm。在可能的實(shí)施例中，映射可以在每一次更新用戶本體uo和/或自動(dòng)化系統(tǒng)本體aso中的詞匯定義時(shí)手動(dòng)執(zhí)行。如圖1、2和3中圖示的方法和系統(tǒng)允許經(jīng)由自然語(yǔ)言陳述工程化、配置和定制自動(dòng)化系統(tǒng)1中的控制和監(jiān)視應(yīng)用，所述自然語(yǔ)言陳述基于包括正式本體的背景模型而被自動(dòng)翻譯成系統(tǒng)配置。

針對(duì)用戶u的自然語(yǔ)言陳述的示例是關(guān)鍵詞陳述，諸如“在鋼輥處添加用于加熱系統(tǒng)的pid控制器（addpid-controllerforheatingsystematsteelroll）”。在該示例中，用戶u的輸入陳述生成標(biāo)準(zhǔn)pid控制碼，其可以被部署在自動(dòng)化系統(tǒng)1內(nèi)的鋼輥加熱系統(tǒng)的plc處。在可能的實(shí)施例中，用戶u不輸入一個(gè)自然語(yǔ)言陳述，而是以交互式方式的若干自然語(yǔ)言陳述。例如，在已經(jīng)接收到關(guān)鍵詞陳述之后，對(duì)話窗可以出現(xiàn)以用于pid控制器的參數(shù)化。在可能的實(shí)施例中，已經(jīng)從底層背景本體生成大多數(shù)參數(shù)和代碼片段，底層背景本體例如標(biāo)識(shí)正確的鋼輥、其加熱系統(tǒng)和對(duì)應(yīng)的plc。

由用戶u經(jīng)由用戶接口ui的用戶輸入的另外的示例性自然語(yǔ)言陳述可以是例如：“示出oee和針對(duì)行x的異常（showoeeandanomaliesforlinex）”。以自然語(yǔ)言的該輸入關(guān)鍵詞陳述可以例如生成向用戶顯示的儀表盤(pán)元件，其示出隨時(shí)間的kpi總體裝備效率（oee）。在可能的實(shí)施例中，可以基于數(shù)據(jù)的歷史分析來(lái)標(biāo)記異常。

如圖3中圖示的配置系統(tǒng)1的模型管理器8可以通過(guò)解析自動(dòng)化系統(tǒng)1的本體論表示來(lái)實(shí)例化正式知識(shí)表示模型或本體。知識(shí)表示可以由此被模型管理器8拆分成另外的基于互連的本體論表示的列表。例如，這些基于互連的本體論表示可以包括渦輪機(jī)本體、傳感器本體和診斷本體。

在示例性自動(dòng)化系統(tǒng)1中，如圖9中圖示的渦輪機(jī)本體可以指定渦輪機(jī)及其元件的表示，即渦輪機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。傳感器本體可以指定傳感器及其設(shè)備的表示，即其可以是安裝在相應(yīng)渦輪機(jī)處的測(cè)量設(shè)備的分類(lèi)。診斷本體可以例如指定控制實(shí)體與感測(cè)設(shè)備或傳感器之間的關(guān)系。

在可能的實(shí)施例中，可以實(shí)例化公共用戶詞匯表示。該知識(shí)表示可以捕獲和指定自然語(yǔ)言接口的初始映射范式，諸如使用辭典和同義詞字典，所述辭典和同義詞字典允許實(shí)例化對(duì)相應(yīng)渦輪機(jī)、傳感器和診斷本體的約束、概念和實(shí)例的參考。

圖4示出用于圖示通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的自然語(yǔ)言陳述的處理的示例性工作流。在所示示例中，用戶經(jīng)由用戶接口ui將自然語(yǔ)言陳述輸入到處理單元5中，其中該自然語(yǔ)言nl查詢讀作：“為我示出所述最近3個(gè)月內(nèi)渦輪機(jī)1和渦輪機(jī)2的所述可處置性?。╯howmethedisposabilityofturbine1andturbine2inthelast3months!）”。該自然語(yǔ)言陳述由用戶在圖4中所示的步驟s41中輸入或錄入。所輸入的自然語(yǔ)言陳述在步驟s42中在兩個(gè)綜合標(biāo)記物sm（停止詞語(yǔ)）和令牌t之間拆分，如圖4中所示。經(jīng)拆分的令牌t包括詞語(yǔ)：“可處置性、渦輪機(jī)1、渦輪機(jī)2、最近和3個(gè)月”。經(jīng)拆分的綜合標(biāo)記物sm包括：“示出、我、所述（the）、的、和、內(nèi)、所述（the）”。在另外的步驟s43中，通過(guò)詞干化（stemming）、數(shù)據(jù)解析和標(biāo)點(diǎn)移除而在經(jīng)拆分的令牌t的基礎(chǔ)上執(zhí)行查詢解釋以提取經(jīng)預(yù)處理的令牌t'，如圖4中所圖示的。如可以看到的，經(jīng)預(yù)處理的令牌t'沒(méi)有數(shù)據(jù)指示。在另外的步驟s44中利用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的至少一個(gè)本體檢查經(jīng)預(yù)處理器的令牌t'。本體包括自動(dòng)化系統(tǒng)本體aso和/或所標(biāo)識(shí)的用戶u的用戶本體uo。在步驟s45中，匹配概念、個(gè)體、關(guān)系和性質(zhì)以提取指定渦輪機(jī)的渦輪機(jī)標(biāo)簽。如果在用戶本體uo和/或自動(dòng)化系統(tǒng)本體aso中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)針對(duì)令牌t'的條目，則在步驟s45中對(duì)照數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的詞典l中的條目檢查相應(yīng)令牌t'。如果在詞典l中可能也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)相應(yīng)令牌t'，則在步驟s46中請(qǐng)求skos信息以標(biāo)識(shí)可能的同義詞，并且對(duì)照所存儲(chǔ)的詞典l中的條目再次檢查所導(dǎo)出的同義詞。在給定示例中，發(fā)現(xiàn)作為針對(duì)使用在用戶u的自然語(yǔ)言nl陳述中的“可處置性”的同義詞的“可用性”。在已經(jīng)標(biāo)識(shí)了本體或詞典中的令牌或其同義詞之后，在步驟s47中提取對(duì)應(yīng)的spin規(guī)則，如圖4中圖示的。在最后的步驟s48中，將來(lái)自spin規(guī)則的所定義的sparql主體與從用戶本體uo和/或自動(dòng)化系統(tǒng)本體aso提取以及從步驟s43中采用的數(shù)據(jù)解析器接收的附加信息合并，如圖4中所圖示的。如可以在圖4中看到的，將步驟s41中的用戶輸入的自然語(yǔ)言nl陳述變換成由通過(guò)處理單元5輸出到匹配單元6的sparql查詢形成的正式要求規(guī)范frs。

圖5示出用于將自然語(yǔ)言nl陳述變換成正式要求規(guī)范frs的另外的示例。在給定示例中，將自然語(yǔ)言nl陳述的關(guān)鍵詞kw“多少（kw1）、錯(cuò)誤（kw2）、類(lèi)型abc（kw3）、最近一周（kw4）、渦輪xyz（kw5）”變換成正式要求規(guī)范frs，其包括若干信息字段f。字段包括用于聚合功能的指示符（計(jì)數(shù)）f1、用于診斷本體的實(shí)體（查詢聚焦）f2、作為針對(duì)類(lèi)別的同義詞的類(lèi)型（篩選器）f3、時(shí)間指定（篩選器）f4和用于渦輪機(jī)xyz的指示符（篩選器）f5。

正式要求規(guī)范frs應(yīng)用于匹配單元6。匹配單元6實(shí)例化詞匯、規(guī)則和執(zhí)行計(jì)劃以用于監(jiān)視和/或控制功能性。在可能的實(shí)施例中，匹配單元6可以包括spin中注釋的正式規(guī)則的列表，其指定參考給定本體的關(guān)鍵性能指示符kpi或總體裝備效率oee的計(jì)算。匹配單元6允許例如基于諸如持續(xù)時(shí)間、檢查約束和執(zhí)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證之類(lèi)的其他性質(zhì)而計(jì)算性質(zhì)的值。另外，匹配單元6允許隔離要在某些條件之下執(zhí)行的規(guī)則集合，例如以僅使用對(duì)計(jì)算oee有效的規(guī)則。另外，可能的是定義復(fù)雜的sparql功能以計(jì)算關(guān)鍵性能指示符kpi，即數(shù)學(xué)表達(dá)式及其關(guān)系。另外，可能的是將現(xiàn)有規(guī)則和執(zhí)行計(jì)劃翻譯成sparql請(qǐng)求，即從規(guī)則到正式請(qǐng)求。匹配單元6可以通過(guò)利用映射到用戶輸入請(qǐng)求的最合適的軟件組件來(lái)導(dǎo)出和驗(yàn)證針對(duì)給定輸入查詢的配置部署計(jì)劃。

圖6示出計(jì)算其中發(fā)生特定事件文本值的事件消息的數(shù)目的簡(jiǎn)化的spin規(guī)則的示例。

處理單元5實(shí)現(xiàn)要求規(guī)范元件使得能夠?qū)⑺鶚?biāo)識(shí)的系統(tǒng)約束的列表轉(zhuǎn)換成經(jīng)驗(yàn)證的sparql請(qǐng)求。處理單元5可以將從本體論參考（例如對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)1的某個(gè)渦輪機(jī)x或傳感器y的參考）汲取并且針對(duì)數(shù)據(jù)約束（例如“在最近一周內(nèi)（withinlastweek）”）可選的信息與kpi驅(qū)動(dòng)的查詢構(gòu)造（例如特定艦隊(duì)的oee）組合。

圖7示出如響應(yīng)于用戶查詢：“為我示出來(lái)自渦輪機(jī)1和渦輪機(jī)2的前10個(gè)事件（showmethetop10eventsfromturbine1andturbine2）”而構(gòu)造的簡(jiǎn)化的sparql實(shí)例的示例。

如圖3中圖示的執(zhí)行組件7可以執(zhí)行如通過(guò)之前步驟對(duì)照諸如基于rdf的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù)之類(lèi)的特定知識(shí)庫(kù)構(gòu)造的正式請(qǐng)求frs。在給定配置部署計(jì)劃cd的基礎(chǔ)上，結(jié)果可以向用戶u圖形地可視化，如例如圖8中圖示的。

圖8示出作為結(jié)果表示的示例，其示出參考如經(jīng)由用戶接口ui向用戶u顯示的不同渦輪機(jī)的參考的kpi“可用性”。用于執(zhí)行自動(dòng)化系統(tǒng)1的配置或重配置的方法和系統(tǒng)確實(shí)使用本體的正式背景知識(shí)來(lái)解釋由用戶u輸入的寫(xiě)入的或說(shuō)出的自然語(yǔ)言nl陳述并且將此翻譯成自動(dòng)化系統(tǒng)1的底層控制或監(jiān)視應(yīng)用的重配置。根據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)提供了一種基于自然語(yǔ)言輸入的用于自動(dòng)化系統(tǒng)控制或自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)視的動(dòng)態(tài)配置或重配置機(jī)制。利用根據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)，可能的是在自動(dòng)化系統(tǒng)1的壽命期間添加附加的要求。可能的是在工程化期間以及在自動(dòng)化系統(tǒng)1的運(yùn)行時(shí)期間制定要求。例如，可以在自動(dòng)化系統(tǒng)1的運(yùn)行時(shí)期間動(dòng)態(tài)地添加用于kpi監(jiān)視的儀表盤(pán)元件。

根據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)關(guān)于底層控制或監(jiān)視應(yīng)用是通用的。雖然向?qū)П仨氠槍?duì)每一個(gè)應(yīng)用具體地實(shí)現(xiàn)，但是如本發(fā)明所使用的基于本體的自然語(yǔ)言系統(tǒng)可以僅實(shí)現(xiàn)一次并且通過(guò)改變?cè)~匯定義而適配于不同的應(yīng)用。

根據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)對(duì)于任何種類(lèi)的用戶u是直觀的，特別是沒(méi)有自動(dòng)化系統(tǒng)1（特別是自動(dòng)化系統(tǒng)1的自動(dòng)化軟件和自動(dòng)化硬件）的深入知識(shí)的最終用戶或領(lǐng)域?qū)＜?。最終用戶可以使用其自身的詞匯，該詞匯可以自動(dòng)映射到系統(tǒng)詞匯。如果用戶要求附加的詞匯，可以在自動(dòng)化系統(tǒng)1的運(yùn)行時(shí)期間動(dòng)態(tài)地添加擴(kuò)展。

由于客戶或用戶要求到自動(dòng)化系統(tǒng)配置的映射可以通過(guò)本發(fā)明的方法自動(dòng)完成，因此重工程化不造成任何附加努力。