用于基于工業(yè)自動化流的數(shù)據(jù)處理的信息平臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于基于工業(yè)自動化流的數(shù)據(jù)處理的信息平臺。提供了一種工業(yè)自動化環(huán)境中的預(yù)測設(shè)備的將來行為的裝置。該裝置包括：非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其被配置成存儲程序指令；以及程序指令，其存儲在該非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上。程序指令指示基于流的處理系統(tǒng)內(nèi)的處理器從第一制造數(shù)據(jù)源接收第一原始數(shù)據(jù)流，并且針對與第一制造數(shù)據(jù)源相對應(yīng)的行為數(shù)據(jù)來分析第一原始數(shù)據(jù)流。程序指令還指示處理器基于對第一原始數(shù)據(jù)流和對應(yīng)于第一制造數(shù)據(jù)源的行為數(shù)據(jù)的分析來預(yù)測與第一制造數(shù)據(jù)源相關(guān)聯(lián)的一個或更多個設(shè)備的將來行為，并且基于所述一個或更多個設(shè)備的所預(yù)測的將來行為來執(zhí)行動作。
【專利說明】用于基于工業(yè)自動化流的數(shù)據(jù)處理的信息平臺
[0001] 相關(guān)申請
[0002] 本申請?jiān)诖艘笥?013年6月20日提交的、標(biāo)題為"INFORMATION PLATFORM FOR INDUSTRIAL AUTOMATION STREAM-BASED DATA PROCESSING"的第61/837, 339號美國臨時專 利申請的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)，并且其全部內(nèi)容通過引用并入本文中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地涉及用于基于工業(yè)自動化流的數(shù)據(jù)處理 的信息平臺。

【背景技術(shù)】
[0004] 工業(yè)自動化環(huán)境在正常操作期間通常產(chǎn)生大量的原始數(shù)據(jù)如操作條件。該數(shù)據(jù)被 用于確定在工業(yè)自動化環(huán)境中的處理如何進(jìn)行操作。通常，工程師和操作者將會周期性地 分析數(shù)據(jù)組，以確定該設(shè)備是否在期望限值范圍內(nèi)進(jìn)行操作。
[0005] 例如，工程師使用控制圖來分析關(guān)鍵參數(shù)如膜厚度、溫度、壓力等的趨勢。當(dāng)檢測 到趨勢時，工程師們可以在有缺陷的產(chǎn)品被生產(chǎn)之前選擇調(diào)節(jié)、修理或更換該設(shè)備。軟件工 具可以幫助生成以及分析控制圖和其它數(shù)據(jù)分析工具。通常，這些軟件工具被配置成在原 始數(shù)據(jù)已被收集并存儲在計(jì)算機(jī)之后周期性地分析原始數(shù)據(jù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 在一個實(shí)施方式中，提供了一種在工業(yè)自動化環(huán)境中預(yù)測設(shè)備的將來行為的裝 置。該裝置包括：非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其被配置成存儲程序指令；以及程序指令， 其存儲在該非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上。
[0007] 該程序指令指示基于流的處理系統(tǒng)內(nèi)的處理器從第一制造數(shù)據(jù)源接收第一原始 數(shù)據(jù)流，并且針對與第一制造數(shù)據(jù)源相對應(yīng)的行為數(shù)據(jù)來分析第一原始數(shù)據(jù)流。該程序指 令還指示處理器基于對第一原始數(shù)據(jù)流和對應(yīng)于第一制造數(shù)據(jù)源的行為數(shù)據(jù)的分析來預(yù) 測與第一制造數(shù)據(jù)源相關(guān)聯(lián)的一個或更多個設(shè)備的將來行為，并且基于所述一個或更多個 設(shè)備的所預(yù)測的將來行為來執(zhí)行動作。
[0008] 在另一個實(shí)施方式中，提供了一種在工業(yè)自動化環(huán)境中，用于操作基于流的處理 引擎以預(yù)測設(shè)備的將來行為的方法。該方法包括：從第一制造數(shù)據(jù)源接收第一原始數(shù)據(jù)流； 以及針對與第一制造數(shù)據(jù)源相對應(yīng)的行為數(shù)據(jù)來分析第一原始數(shù)據(jù)流。該方法還包括：基 于對第一原始數(shù)據(jù)流和對應(yīng)于第一制造數(shù)據(jù)源的行為數(shù)據(jù)，預(yù)測與第一制造數(shù)據(jù)源相關(guān)聯(lián) 的一個或更多個設(shè)備的將來行為；以及基于所述一個或更多個設(shè)備的所預(yù)測的將來行為來 執(zhí)行動作。
[0009] 在又一個實(shí)施方式中，提供了一種基于流的處理引擎。該基于流的處理引擎包括： 輸入設(shè)備，其被配置成從制造數(shù)據(jù)源接收原始數(shù)據(jù)流；以及存儲系統(tǒng)，其被耦接到被配置成 存儲行為數(shù)據(jù)和程序指令的輸入端口。
[0010] 該基于流的處理引擎還包括：處理器，其被配置成執(zhí)行程序指令。響應(yīng)于程序指 令，該處理器被配置成針對與所述制造數(shù)據(jù)源相對應(yīng)的行為數(shù)據(jù)來分析原始數(shù)據(jù)流；基于 對原始數(shù)據(jù)流和對應(yīng)于制造數(shù)據(jù)源的行為數(shù)據(jù)的分析，預(yù)測與制造數(shù)據(jù)源相關(guān)聯(lián)的一個或 更多個設(shè)備的將來行為；以及基于所述一個或更多個設(shè)備的所預(yù)測的將來行為來執(zhí)行動 作。基于流的處理引擎還包括耦接到處理器的顯示器，該顯示器被配置成向用戶顯示與該 動作有關(guān)的信息。
[0011] 提供本概述以簡化形式介紹概念的選擇，下面在技術(shù)公開內(nèi)容中對此進(jìn)一步描 述。應(yīng)當(dāng)理解的是，本概述并不旨在識別所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨 在用于限制所要求保護(hù)的主題的范圍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1示出了工業(yè)自動化環(huán)境中的預(yù)測設(shè)備的將來行為的基于流的處理引擎的操 作。
[0013] 圖2示出了工業(yè)自動化環(huán)境中的預(yù)測設(shè)備的將來行為的基于流的處理引擎的框 圖。
[0014] 圖3示出了工業(yè)自動化環(huán)境中的預(yù)測設(shè)備的將來行為的基于流的處理引擎中使 用的客戶設(shè)備的矩陣。
[0015] 圖4示出了工業(yè)自動化環(huán)境中的預(yù)測設(shè)備的將來行為的基于流的處理引擎的框 圖。
[0016] 圖5示出了工業(yè)自動化環(huán)境中的預(yù)測設(shè)備的將來行為的基于流的處理引擎內(nèi)的 示例性數(shù)據(jù)流的框圖。
[0017] 圖6示出了工業(yè)自動化環(huán)境中的執(zhí)行包括預(yù)測設(shè)備的將來行為的復(fù)雜事件檢測 的基于流的處理引擎內(nèi)的示例性數(shù)據(jù)流的框圖。
[0018] 圖7示出了工業(yè)自動化環(huán)境中的執(zhí)行包括預(yù)測設(shè)備的將來行為的復(fù)雜事件檢測 的基于流的處理引擎的框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面的描述和相關(guān)聯(lián)的附圖教導(dǎo)本發(fā)明的最佳模式。為了教導(dǎo)發(fā)明原理，可以簡 化或省略最佳模式的一些常規(guī)方面。下面的權(quán)利要求指定本發(fā)明的范圍。注意，如權(quán)利要 求所指定的那樣，最佳模式的一些方面可能沒有落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員將會理解根據(jù)在本發(fā)明的范圍內(nèi)的最佳模式的變型。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會 理解，可以以各種方式組合以下描述的特征來形成本發(fā)明的多種變型。作為結(jié)果，本發(fā)明并 不限于以下描述的【具體實(shí)施方式】，而是僅受限于權(quán)利要求及其等同物。
[0020] 圖1示出了工業(yè)自動化環(huán)境中的預(yù)測設(shè)備的將來行為的基于流的處理引擎的操 作。在工業(yè)自動化環(huán)境中的操作基于流的處理引擎以預(yù)測設(shè)備的將來行為的方法的示例 性實(shí)施方式中，使用一個或更多個基于流的處理引擎來處理第一原始數(shù)據(jù)流。該方法的各 種操作可以由一個或更多個處理引擎來執(zhí)行，并且由于通用計(jì)算機(jī)可以被配置成如能夠執(zhí) 行本文所描述的方法的操作那樣進(jìn)行操作，所以不需要將任何操作束縛于任何特定處理引 擎。
[0021] 基于流的處理引擎從第一制造數(shù)據(jù)源接收第一原始數(shù)據(jù)流（操作100)。第一原始 數(shù)據(jù)流通過如設(shè)備或機(jī)器在它們的操作中制造數(shù)據(jù)源而產(chǎn)生，并且被推送到基于流的處理 引擎，而不需要針對來自基于流的處理引擎的數(shù)據(jù)的任何請求。
[0022] 設(shè)備可以包括但不限于包括機(jī)器、控制器、工業(yè)控制部件、電機(jī)控制設(shè)備、感應(yīng)設(shè) 備、安全技術(shù)設(shè)備、安全設(shè)備、驅(qū)動器、軟件以及傳感器的任何工業(yè)設(shè)備。設(shè)備還可以包括制 造設(shè)備、處理機(jī)、處理設(shè)備以及計(jì)量設(shè)備，所有這些都可以是潛在的數(shù)據(jù)源。通常，設(shè)備包括 被配置成移動、測量、處理、存儲、工作、輔助或以其它方式執(zhí)行任務(wù)的任何機(jī)械裝置。同樣 地，制造數(shù)據(jù)源可以包括以上描述的任何設(shè)備或能夠產(chǎn)生原始數(shù)據(jù)流的任何設(shè)備。
[0023] 在該示例中，基于流的處理引擎針對與第一制造數(shù)據(jù)源相對應(yīng)的行為數(shù)據(jù)來分析 第一原始數(shù)據(jù)流（操作102)。由于原始數(shù)據(jù)流被實(shí)時創(chuàng)建，基于流的處理引擎接收原始數(shù) 據(jù)流。針對與第一制造數(shù)據(jù)源相對應(yīng)的行為數(shù)據(jù)來分析該流。這個操作中所使用的行為數(shù) 據(jù)可以采取任意各種形式。在一個簡單的示例中，行為數(shù)據(jù)可以包括設(shè)備或機(jī)器的操作限 值，并且將原始數(shù)據(jù)流與這些操作限值相比，以確定設(shè)備或機(jī)器何時在其操作限值之外操 作。
[0024] 行為數(shù)據(jù)的其它示例可以包括來自第一制造源或者來自與第一制造源類似的其 它源的歷史數(shù)據(jù)。例如，在多個相同設(shè)備或機(jī)器使用處，行為數(shù)據(jù)可以包括來自除了對應(yīng)于 第一原始數(shù)據(jù)流的設(shè)備或機(jī)器之外的所有設(shè)備或機(jī)器的歷史數(shù)據(jù)。這些設(shè)備或機(jī)器可以在 物理上位于各種不同的地理位置處的各種不同的工作操作環(huán)境中。
[0025] 行為數(shù)據(jù)還可以包括類似設(shè)備和機(jī)器何時經(jīng)歷故障的指示，并且當(dāng)設(shè)備表明行為 與其它設(shè)備在發(fā)生故障之前所表明的行為類似時，基于對第一原始數(shù)據(jù)流的分析，可以使 用該行為數(shù)據(jù)來發(fā)信號。這允許在實(shí)際發(fā)生故障之前修理或更換設(shè)備。
[0026] 基于對第一原始數(shù)據(jù)流和行為數(shù)據(jù)的分析，預(yù)測與第一制造數(shù)據(jù)源相關(guān)聯(lián)的一個 或更多個設(shè)備的將來行為（操作104)。設(shè)備的將來行為的這種預(yù)測可以用于預(yù)期維護(hù)、修 理或更換設(shè)備，而不需要等待設(shè)備實(shí)際上發(fā)生故障。
[0027] 基于一個或更多個設(shè)備的所預(yù)測的將來行為，基于流的處理引擎執(zhí)行動作（操作 106)。這個動作可以包括：顯示或發(fā)出警告或報(bào)警、顯示經(jīng)處理的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、觸發(fā)報(bào)警或警 報(bào)等。
[0028] 在其它實(shí)施方式中，可以同時接收并分析兩個或更多個原始數(shù)據(jù)流。例如，在包括 兩個相同設(shè)備或機(jī)器的工業(yè)自動化環(huán)境中，可以針對與兩個設(shè)備或機(jī)器相關(guān)的行為數(shù)據(jù)或 與多個類似機(jī)器相關(guān)的行為數(shù)據(jù)來同時分析它們的原始數(shù)據(jù)流。在配置成從多個客戶所擁 有的多個機(jī)器接收原始數(shù)據(jù)流的實(shí)施方式中，可以針對來自其它客戶所使用的類似設(shè)備的 行為數(shù)據(jù)來分析原始數(shù)據(jù)流。在這樣的示例中，通過多個基于流的處理引擎將原始數(shù)據(jù)流 收集在數(shù)據(jù)中心處。行為數(shù)據(jù)可以從多個客戶進(jìn)行編譯并且可以用于對輸入的原始數(shù)據(jù)的 分析，而不需要各個客戶對來自其它客戶的數(shù)據(jù)的任何訪問。
[0029] 這允許在中央數(shù)據(jù)中心的基于流的處理引擎將集合的行為數(shù)據(jù)用于輸入的原始 數(shù)據(jù)流的分析中，以預(yù)測相關(guān)聯(lián)的設(shè)備或機(jī)器的將來表現(xiàn)，而不需要各個客戶必須共享任 何機(jī)密數(shù)據(jù)?？蛇x地，可以針對原始數(shù)據(jù)流來更新行為數(shù)據(jù)，以包括原始數(shù)據(jù)流內(nèi)所包含的 任意期望的歷史數(shù)據(jù)或操作數(shù)據(jù)。
[0030] 現(xiàn)在參照圖2,基于流的處理引擎200及相關(guān)聯(lián)的討論意在提供對在其中可以實(shí) 施圖1中所示的過程的合適計(jì)算環(huán)境的簡要且概括的描述?？梢圆捎糜?jì)算設(shè)備和軟件計(jì)算 系統(tǒng)的許多其它配置，以實(shí)施用于在人機(jī)界面上顯示多個錯誤的系統(tǒng)。
[0031] 基于流的處理引擎200可以是任意類型的計(jì)算系統(tǒng)如服務(wù)器計(jì)算機(jī)、客戶端計(jì)算 機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備或其任意組合或變型。隨后更詳細(xì)地討論的圖4提供了示例性的基于流的 處理引擎的更詳細(xì)的圖示。實(shí)際上，基于流的處理引擎200可以實(shí)施成單個計(jì)算系統(tǒng)，但還 可以以分布方式跨越多個計(jì)算系統(tǒng)實(shí)施。例如，基于流的處理引擎200可以代表服務(wù)器系 統(tǒng)（未示出），在該服務(wù)器系統(tǒng)內(nèi)，運(yùn)行軟件206的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（未示出）可以通信，以能夠 使基于流的處理系統(tǒng)起作用。然而，基于流的處理引擎200還可以代表運(yùn)行軟件206的計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)。實(shí)際上，基于流的處理引擎200作為通用計(jì)算系統(tǒng)的示例被提供，其在執(zhí)行圖1 中所示的方法時成為能夠作為基于流的處理引擎進(jìn)行操作的專用系統(tǒng)，以預(yù)測在工業(yè)自動 化環(huán)境中的設(shè)備的將來行為。
[0032] 基于流的處理系統(tǒng)200包括處理器202、存儲系統(tǒng)204以及軟件206。處理器202 與存儲系統(tǒng)204以通信方式耦接。存儲系統(tǒng)204存儲數(shù)據(jù)和基于流的處理軟件206,其在 由處理器202執(zhí)行時指示基于流的處理引擎200如在圖1中所示的方法所描述的來進(jìn)行操 作。
[0033] 還參考圖2,處理器202可以包括微處理器和其它電路，其它電路從存儲系統(tǒng)204 對基于流的處理軟件206進(jìn)行檢索并執(zhí)行。處理器202可以在單個處理設(shè)備中實(shí)施，但還 可以跨以執(zhí)行程序指令協(xié)作的多個處理設(shè)備或子系統(tǒng)分布。處理器202的示例包括通用中 央處理單元、專用處理器和圖形處理器，以及任意其它類型的處理設(shè)備。
[0034] 存儲系統(tǒng)204可以包括處理器202可讀的并且能夠存儲數(shù)據(jù)和基于流的處理軟件 206的任意存儲介質(zhì)。存儲系統(tǒng)204可以包括以任意方法或技術(shù)實(shí)施的用于存儲信息的易 失性和非易失性、可移除和不可移除的介質(zhì)如計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其它 數(shù)據(jù)。存儲系統(tǒng)204可以實(shí)施成單個存儲設(shè)備，但還可以跨多個存儲設(shè)備或子系統(tǒng)實(shí)施。存 儲系統(tǒng)204可以包括能夠與處理器202通信的附加元件如控制器。
[0035] 存儲介質(zhì)的示例包括隨機(jī)存取存儲器、只讀存儲器、磁盤、光盤和閃存，以及其任 意組合或變型或任意其它類型的存儲介質(zhì)。在一些實(shí)施中，存儲介質(zhì)可以是非暫態(tài)存儲介 質(zhì)。在一些實(shí)施中，存儲介質(zhì)的至少一部分可以是暫態(tài)的。應(yīng)當(dāng)理解，存儲介質(zhì)不可能是傳 送的信號。
[0036] 基于流的處理軟件206包括計(jì)算機(jī)程序指令、固件或具有圖1中示出的方法的至 少一些部分嵌入其中的一些其它形式的機(jī)器可讀處理指令?；诹鞯奶幚碥浖?06可以實(shí) 施成單個應(yīng)用，但還可以實(shí)施成多個應(yīng)用?；诹鞯奶幚碥浖?06可以是獨(dú)立的應(yīng)用，但還 可以在分布在多個設(shè)備上的其它應(yīng)用內(nèi)實(shí)施，包括但不限于其它基于流的處理軟件和操作 系統(tǒng)軟件。
[0037] 通常，基于流的處理軟件206可以在被加載到處理器202中并被執(zhí)行時，如通過圖 1中示出的方法和其相關(guān)聯(lián)的討論所描述的將處理器202和基于流的處理引擎200整體從 通用計(jì)算系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成客戶化的專用計(jì)算系統(tǒng)，以作為基于流的處理引擎起作用。
[0038] 對基于流的處理軟件206進(jìn)行編碼還可以轉(zhuǎn)變存儲系統(tǒng)204的物理結(jié)構(gòu)。在該描 述的不同實(shí)施中，物理結(jié)構(gòu)的具體轉(zhuǎn)變可以取決于各種因素。這樣的因素的示例可以包括 但不限于：用于實(shí)施存儲系統(tǒng)204的存儲介質(zhì)的技術(shù)，而不考慮計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)以一級存 儲還是二級存儲等為特征。
[0039] 例如，如果計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)被實(shí)施成基于半導(dǎo)體的存儲器，則當(dāng)其中軟件被編碼 時基于流的處理軟件206可以轉(zhuǎn)變半導(dǎo)體存儲器的物理狀態(tài)。例如，基于流的處理軟件206 可以對構(gòu)成半導(dǎo)體存儲器等的晶體管、電容器或其它分立的電路元件的狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)變。
[0040] 針對磁介質(zhì)或光學(xué)介質(zhì)可以發(fā)生類似的轉(zhuǎn)變。在不脫離本描述的范圍的情況下， 物理介質(zhì)的其它轉(zhuǎn)變是可以的，而提供前述示例僅以幫助這個討論。
[0041] 再次參照圖1和圖2,通過基于流的處理引擎200采用基于流的處理軟件206的操 作，對原始數(shù)據(jù)流208進(jìn)行轉(zhuǎn)變，從而導(dǎo)致動作210。作為示例，通過其中所包含的圖形誤差 數(shù)據(jù)的各種元素的轉(zhuǎn)變，原始數(shù)據(jù)流208可以被認(rèn)為從一個狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一個狀態(tài)。
[0042] 基于流的處理引擎200可以具有另外的設(shè)備、特征或功能?？蛇x地，基于流的處理 引擎200可以具有輸入設(shè)備如鍵盤、鼠標(biāo)、語音輸入設(shè)備或觸摸輸入設(shè)備以及類似的輸入 設(shè)備。輸出設(shè)備如顯不器、揚(yáng)聲器、打印機(jī)和其它類型的輸出設(shè)備也可以被包括在內(nèi)。基于 流的處理引擎200還可以包含通信連接裝置和設(shè)備，該通信連接裝置和設(shè)備允許基于流的 處理引擎200如基于分布式計(jì)算和通信環(huán)境中的有線或無線網(wǎng)絡(luò)與其它設(shè)備進(jìn)行通信。這 些設(shè)備在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的，因此不需要在此詳細(xì)討論。
[0043] 圖3示出了工業(yè)自動化環(huán)境中的預(yù)測設(shè)備的將來行為的基于流的處理引擎中所 使用的客戶設(shè)備矩陣300。在這個示例中，十個不同的客戶在它們的各種工業(yè)自動化環(huán)境中 具有六種不同設(shè)備的各種組合。在矩陣內(nèi)，各種識別標(biāo)簽用于設(shè)備中的每個設(shè)備。每個識 別標(biāo)簽對應(yīng)于通過基于流的處理引擎200接收的一個或更多個原始數(shù)據(jù)流。
[0044] 在這個示例中，客戶A、B、E、G和J各自具有生產(chǎn)中設(shè)備A的至少一個示例。對應(yīng) 于ID AA、ID BA、ID EA、ID GA和ID JA的數(shù)據(jù)流可以用來生成行為數(shù)據(jù)，然后，可以針對來 自設(shè)備A的每個示例的每個單獨(dú)數(shù)據(jù)流來分析該行為數(shù)據(jù)，以預(yù)測當(dāng)前設(shè)備的將來行為。 沒有客戶可以看到來自其它客戶中的每個客戶的數(shù)據(jù)，但所有的數(shù)據(jù)均被用于編譯行為數(shù) 據(jù)。
[0045] 針對行為數(shù)據(jù)來對原始數(shù)據(jù)的流的分析可以采取許多不同的形式。在一個簡單用 例中，行為數(shù)據(jù)包含操作限值，并且將原始流數(shù)據(jù)與該操作限值進(jìn)行比較，并且當(dāng)原始流數(shù) 據(jù)超過那些限值時，對原始流數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記。另外，更復(fù)雜的用例可以提供與設(shè)備的將來表 現(xiàn)有關(guān)的更多信息。這些不同的用例被實(shí)施成基于流的規(guī)則和操作碼（operator)，該基于 流的規(guī)則和操作碼在基于流的處理引擎200上運(yùn)行并且作為軟件206被存儲在存儲系統(tǒng) 204中。這提供了深的對稱性，以允許在那三個層中使用相同的技術(shù)組。用例處理軟件模塊 可以認(rèn)為是配置成與通用的基于流的處理引擎200耦接的可互換模塊。每個用例處理軟件 模塊可以被設(shè)計(jì)成對原始數(shù)據(jù)流208和行為數(shù)據(jù)執(zhí)行特定分析，并且多個用例處理軟件模 塊可以用于單個應(yīng)用中。隨著通過通用的基于流的處理引擎200接收原始數(shù)據(jù)流208,這些 用例處理軟件模塊對原始數(shù)據(jù)流208進(jìn)行實(shí)時操作。
[0046] 多種不同的用例處理模塊可以被配置成對原始數(shù)據(jù)流208執(zhí)行各種分析。例如， 用例處理模塊可以被配置成用于數(shù)據(jù)清除和/或異常檢測，其中，基于聚類分析或時間序 列異常檢測來去除數(shù)據(jù)點(diǎn)異常。這個用例處理模塊可以用于降低噪聲。
[0047] 另一用例處理模塊可以被配置成用于數(shù)據(jù)驗(yàn)證和/或傳感器診斷，其中，引擎確 定由傳感器返回的值是否超出了傳感器的最小/最大范圍。其還可以確定從附接至罐的多 個溫度傳感器獲取的值是否與可能的溫度分布是一致的。
[0048] 另一用例處理模塊可以被配置成用于統(tǒng)計(jì)過程控制，其中，引擎使用統(tǒng)計(jì)過程控 制方法如由對連續(xù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行操作的西方電氣規(guī)則（Western Electric rule)所示出的 那些方法來檢測過程不穩(wěn)定性。
[0049] 另一用例處理模塊可以被配置成用于設(shè)備故障檢測，其中，引擎檢測電機(jī)在何時 由于沒有負(fù)載而導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)過快。此外，引擎還關(guān)聯(lián)多個值如確定通過閥的流量是否大于零 (或小的閾值），即使閥表明其是閉合的（針對"閥打開"情況使用相反的邏輯）。此外，引擎 還基于時間周期來觀測情況，如確定閥是否花費(fèi)比預(yù)期長的時間以從閉合改變到打開或從 打開改變到閉合，或者在電機(jī)啟動之后的一段給定時間，電動機(jī)是否已達(dá)到最小期望速度。
[0050] 另一用例處理模塊可以被配置成用于對不正確的使用模式的檢測。不正確的使用 模式如過于頻繁且連續(xù)的電機(jī)啟動可能表示設(shè)備故障。這個引擎可以用于生成顯示有關(guān)保 修索賠的設(shè)備的誤用的證據(jù)。該引擎還可以用于通過檢測電壓峰值的數(shù)值來確定輸入到設(shè) 備的電源的質(zhì)量，并且可以通過持續(xù)時間和高度對電壓峰值進(jìn)行加權(quán)。
[0051] 另一用例處理模塊可以被配置成用于預(yù)測性維護(hù)和分析，例如通過監(jiān)視過濾器的 正面與背面之間的壓差隨著時間而增大的速率，其表示何時需要替換過濾器。如果設(shè)備是 新的，則引擎可以被配置成應(yīng)用不同的規(guī)則，并且根據(jù)原料的供應(yīng)商來應(yīng)用不同的規(guī)則。
[0052] 更復(fù)雜的使用包括：配置用例處理模塊，以提供嵌套報(bào)警或者在報(bào)警之前提供警 告。由于對原始數(shù)據(jù)流208進(jìn)行實(shí)時處理，所以該模塊可以配置成確定原始數(shù)據(jù)流208高 于或低于閾值的持續(xù)時間。
[0053] 用例處理模塊還可以被配置成用于時間周期檢測，以基于批（batch)開始和批結(jié) 束兩個事件來建立批記錄。在批結(jié)束上，引擎等待一段時間，然后收集基于批覆蓋時間周期 上的集合。這個引擎還可以被配置成允許簡單或復(fù)雜的變化規(guī)則（shift rule)，該變化規(guī) 則包括法定節(jié)假日等的特殊情況。引擎可以被配置成基于各個值轉(zhuǎn)變?nèi)缜短椎腖oLo、Lo、 Hi、HiHi報(bào)警層級來提供嵌套的狀態(tài)管理。
[0054] 另一用例處理模塊可以被配置成用于確定總體設(shè)備效率（OEE)?？梢匀缦碌仁絹?計(jì)算總體設(shè)備效率：

【權(quán)利要求】
1. 一種在工業(yè)自動化環(huán)境中預(yù)測設(shè)備的將來行為的裝置，包括： 非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其被配置成存儲程序指令；以及 程序指令，其存儲在所述非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上，所述程序指令指示基于流的 處理系統(tǒng)內(nèi)的處理器以進(jìn)行以下步驟： 從第一制造數(shù)據(jù)源接收第一原始數(shù)據(jù)流； 針對與所述第一制造數(shù)據(jù)源相對應(yīng)的行為數(shù)據(jù)來分析所述第一原始數(shù)據(jù)流； 基于對所述第一原始數(shù)據(jù)流和對應(yīng)于所述第一制造數(shù)據(jù)源的所述行為數(shù)據(jù)的分析，預(yù) 測與所述第一制造數(shù)據(jù)源相關(guān)聯(lián)的一個或更多個設(shè)備的將來行為；以及 基于預(yù)測的所述一個或更多個設(shè)備的將來行為來執(zhí)行動作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，存儲在所述非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上的所 述程序指令進(jìn)一步指示所述基于流的處理系統(tǒng)內(nèi)的所述處理器以進(jìn)行以下步驟： 基于所述第一原始數(shù)據(jù)流來更新所述行為數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一制造數(shù)據(jù)源是來自與所述第一制造數(shù) 據(jù)源相關(guān)聯(lián)的所述一個或更多個設(shè)備的控制器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一制造數(shù)據(jù)源是來自與所述第一制造數(shù) 據(jù)源相關(guān)聯(lián)的所述一個或更多個設(shè)備的傳感器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述行為數(shù)據(jù)包括來自所述第一制造數(shù)據(jù)源的 歷史數(shù)據(jù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述行為數(shù)據(jù)包括來自多個制造數(shù)據(jù)源的歷史 數(shù)據(jù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，當(dāng)預(yù)測的所述一個或更多個設(shè)備的將來行為包 括故障時，所執(zhí)行的動作是警報(bào)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，存儲在所述非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上的所 述程序指令進(jìn)一步指示所述基于流的處理系統(tǒng)內(nèi)的所述處理器以進(jìn)行以下步驟： 從第二制造數(shù)據(jù)源接收第二原始數(shù)據(jù)流； 針對與所述第一制造數(shù)據(jù)源和所述第二制造數(shù)據(jù)源相對應(yīng)的行為數(shù)據(jù)來分析所述第 一原始數(shù)據(jù)流和所述第二原始數(shù)據(jù)流； 基于對所述第一原始數(shù)據(jù)流和所述第二原始數(shù)據(jù)流以及與所述第一制造數(shù)據(jù)源和所 述第二制造數(shù)據(jù)源相對應(yīng)的行為數(shù)據(jù)的分析，預(yù)測與所述第一制造數(shù)據(jù)源和所述第二制造 數(shù)據(jù)源相關(guān)聯(lián)的一個或更多個設(shè)備的將來行為；以及 基于預(yù)測的所述一個或更多個設(shè)備的將來行為來執(zhí)行動作。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述第一制造數(shù)據(jù)源和所述第二制造數(shù)據(jù)源處 在分開的物理位置處的不同工業(yè)自動化環(huán)境內(nèi)。
10. -種用于在工業(yè)自動化環(huán)境中操作基于流的處理引擎以預(yù)測設(shè)備的將來行為的方 法，所述方法包括： 從第一制造數(shù)據(jù)源接收第一原始數(shù)據(jù)流； 針對與所述第一制造數(shù)據(jù)源相對應(yīng)的行為數(shù)據(jù)來分析所述第一原始數(shù)據(jù)流； 基于對所述第一原始數(shù)據(jù)流和對應(yīng)于所述第一制造數(shù)據(jù)源的所述行為數(shù)據(jù)的分析，預(yù) 測與所述第一制造數(shù)據(jù)源相關(guān)聯(lián)的一個或更多個設(shè)備的將來行為；以及 基于預(yù)測的所述一個或更多個設(shè)備的將來行為來執(zhí)行動作。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括基于所述第一原始數(shù)據(jù)流來更新所述行為數(shù) 據(jù)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述第一制造數(shù)據(jù)源是來自與所述第一制造 數(shù)據(jù)源相關(guān)聯(lián)的所述一個或更多個設(shè)備的控制器。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述第一制造數(shù)據(jù)源是來自與所述第一制造 數(shù)據(jù)源相關(guān)聯(lián)的所述一個或更多個設(shè)備的傳感器。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述行為數(shù)據(jù)包括來自所述第一制造數(shù)據(jù)源 的歷史數(shù)據(jù)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述行為數(shù)據(jù)包括來自多個制造數(shù)據(jù)源的歷 史數(shù)據(jù)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，當(dāng)預(yù)測的所述一個或更多個設(shè)備的將來行為 包括故障時，所執(zhí)行的動作是警報(bào)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括： 從第二制造數(shù)據(jù)源接收第二原始數(shù)據(jù)流； 針對與所述第一制造數(shù)據(jù)源和所述第二制造數(shù)據(jù)源相對應(yīng)的行為數(shù)據(jù)來分析所述第 一原始數(shù)據(jù)流和所述第二原始數(shù)據(jù)流； 基于對所述第一原始數(shù)據(jù)流和所述第二原始數(shù)據(jù)流以及與所述第一制造數(shù)據(jù)源和所 述第二制造數(shù)據(jù)源相對應(yīng)的行為數(shù)據(jù)的分析，預(yù)測與所述第一制造數(shù)據(jù)源和所述第二制造 數(shù)據(jù)源相關(guān)聯(lián)的一個或更多個設(shè)備的將來行為；以及 基于預(yù)測的所述一個或更多個設(shè)備的將來行為來執(zhí)行動作。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述第一制造數(shù)據(jù)源和所述第二制造數(shù)據(jù)源 處在分開的物理位置處的不同工業(yè)自動化環(huán)境內(nèi)。
19. 一種基于流的處理引擎，包括： 輸入設(shè)備，其被配置成從制造數(shù)據(jù)源接收原始數(shù)據(jù)流； 存儲系統(tǒng)，其被耦接到配置成存儲行為數(shù)據(jù)和程序指令的輸入端口； 處理器，其被配置成執(zhí)行程序指令，并且響應(yīng)于所述程序指令以進(jìn)行以下步驟： 針對與所述制造數(shù)據(jù)源相對應(yīng)的行為數(shù)據(jù)來分析所述原始數(shù)據(jù)流； 基于對所述原始數(shù)據(jù)流和對應(yīng)于所述制造數(shù)據(jù)源的所述行為數(shù)據(jù)的分析，預(yù)測與所述 制造數(shù)據(jù)源相關(guān)聯(lián)的一個或更多個設(shè)備的將來行為；并且 基于預(yù)測的所述一個或更多個設(shè)備的將來行為來執(zhí)行動作；以及顯示器，其被耦接到 所述處理器，并且所述顯示器被配置成向用戶顯示與所述動作有關(guān)的信息。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的基于流的處理引擎，其中，所述行為數(shù)據(jù)包括來自多個制 造數(shù)據(jù)源的歷史數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G06Q50/04GK104238491SQ201410280845
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月20日
【發(fā)明者】賴納·赫斯梅爾 申請人:洛克威爾自動控制技術(shù)股份有限公司