Системы и способы разработки и оптимизации приложений для управления иерархическими интеллектуальными активами

Изобретение относится к управлению технологическим процессом. В способе оптимизации интегрированной системы управления интеллектуальными активами, выполняемом контроллером системы, осуществляют доступ к группировке интеллектуальных активов, разрабатывают и оценивают многогранные динамические ограничения технологического процесса. Определяют оптимизированную рабочую точку технологического процесса для модели многогранных динамических ограничений. Определяют действие управления иерархическими активами с использованием оптимизированной рабочей точки технологического процесса. Сообщают действие управления иерархическими активами множеству дочерних элементов оборудования и управляют иерархическими активами. Повышается эффективность управления. 3 н. и 44 з.п. ф-лы, 50 ил.

 

Перекрестные ссылки на родственные заявки

[0001] Данная заявка притязает на приоритет и выгоду следующих предварительных заявок на патент: (1) предварительной заявки на патент (США) серийный номер US 62/354667, озаглавленной "Cyber Physical Systems" поданной 24 июня 2016 года, (2) предварительной заявки на патент (США) серийный номер US 62/240742, озаглавленной "Architecture For Connecting Objects In The Industrial Internet Of Things", поданной 13 октября 2015 года, (3) предварительной заявки на патент (США) серийный номер US 62/279224, озаглавленной "System And Methods For Device To Enterprise Level Intrinsic Control", поданной 15 января 2016 года, (4) предварительной заявки на патент (США) серийный номер US 62/406926, озаглавленной "Systems And Methods Of Hierarchical Asset Control Application Development and Optimization", поданной 11 октября 2016 года. Все содержимое вышеуказанных заявок на патент явно содержится по ссылке в данном документе.

Уровень техники

[0002] Существующие системы управления технологическими процессами совершенствуются из пневматических и электронных аналоговых систем управления, которые предшествовали им. Эти ранние системы управления спроектированы с возможностью предоставлять функции управления технологическими процессами для контура управления или ряда связанных контуров управления процесса производства автономным или полуавтономным, но координированным способом, при этом координация зачастую достигается через соответствующие настройки контрольных значений для множества контроллеров. По сути, архитектура ранних систем управления совмещена с потоком процесса для процесса производства, при этом каждое управление типично ограничено управлением очень небольшим компонентом полного производственного потока операции. Как результат, каждый контроллер может обоснованно применяться к компоненту операции, за управление которым он отвечает.

[0003] С введением цифровой компьютерной технологии в качестве механизма доставки для управления технологическими процессами, потенциальный объем координированного автоматического управления резко возрастает. Но чтобы обеспечивать соответствие требованиям этого появляющегося рынка цифровых систем управления, они запрограммированы с возможностью непосредственно реплицировать функциональность и архитектуру аналоговых систем, которые предшествовали им. Чтобы добиваться этого, одно решение предоставляет программное окружение конфигурирования для управления технологическими процессами на основе "программных блоков", чтобы выполнять точные функции компонентов аналоговых систем управления. В связи с этим, архитектуры систем управления, которые совершенствуются после начального введения цифровых технологий, совмещены с потоками процесса производственной эксплуатации и в силу этого спроектированы с возможностью конфигурироваться для управления с процессно-ориентированной перспективы. Это совмещение и архитектура достаточно хорошо работают в последние 60 лет и представляют собой основу проектирования программного обеспечения системы управления технологическими процессами с того времени.

[0004] Первоначально, работу по конфигурированию функций управления технологическими процессами в этих процессно-ориентированных автоматизированных системах фактически осуществлялось инженерами на промышленных предприятиях, которые конфигурировали традиционные аналоговые системы управления. Это обусловлено тем, что управляющее программное обеспечение было спроектировано с возможностью реплицировать функциональность и компоненты аналоговых систем управления. Переход знаний от аналогового к цифровому управлению является очень эффективным.

[0005] Объем управления множества предыдущих цифровых систем управления типично представляет собой идентичный объем, который реализован в аналоговых системах. Возможно, это обусловлено этим фактом, что технические требования систем управления задаются с такой идеей, что используется аналоговая система управления, либо возможно, это обусловлено уровнем комфортности инженеров, имеющих опыт использования аналоговых систем. В любом случае, при вводе цифровых систем, объем управления не имел тенденцию расширяться до потенциала, предлагаемого посредством цифровых систем управления. В ходе этой фазы, ограничения процессно-ориентированного проектирования не становятся очевидными.

[0006] Со временем, по мере того, как инженеры управления технологическими процессами становились более опытными и уверенными в отношении использования цифровых систем управления технологическими процессами, возникает естественное стремление к тому, чтобы иметь возможность интегрально управлять все более крупными рабочими областями одной автоматизированной системой. В 80-х годах, существовало стремление управлять всеми технологическими модулями координированно. Со временем, появилось желание управлять всеми площадями, производственными линиями завода и даже всеми заводами с использованием одной координированной стратегии управления. Считалось, что чем более унифицированной и координированной может быть стратегия управления для более крупных рабочих областей, тем более эффективной должна быть работа. Тем не менее, появилось значительное ограничение на процессно-ориентированное проектирование автоматизированных систем, которое привело к неосуществимости реализации такой стратегии. Процессно-ориентированная перспектива нескольких контуров управления или, возможно, даже всего технологического модуля кажется управляемой, но по мере увеличения объема, сложность возрастает экспоненциально. Процессно-ориентированный вид в крупных рабочих областях представляет комплексные и серьезные сложности координированного управления, как проиллюстрировано посредством примерной схемы 100 магистралей и инструментов режима работы с ограничениями, проиллюстрированного на фиг. 1. Фактически, сложность процессно-ориентированной перспективы была настолько экстремальной, что только промышленные операции с широкими централизованными инжиниринговыми функциями продолжали перемещаться к координированному управлению для крупных областей. Большинство промышленных операций продолжало управлять своими заводами фактически идентично тому, как они делали в течение периода использования аналоговых систем управления. Как результат, большая часть потенциальной выгоды перехода от аналогового к цифровому управлению не была реализована.

[0007] Новый класс системы управления, известной как корпоративная система управления (ECS), спроектирован в попытке обеспечивать координированное управление для крупных областей посредством комбинирования традиционной технологии цифровых систем управления с открытым промышленным программным обеспечением. Хотя комбинированная архитектура была шагом вперед, процессно-ориентированный подход к проектированию стратегий управления по-прежнему ограничивал эффективный объем координированных стратегий управления.

[0008] Процессно-ориентированное проектирование традиционного управляющего программного обеспечения оставалось в качестве предпочтительного способа для того, чтобы разрабатывать стратегии управления посредством поставщиков систем промышленной автоматизации. Когда стратегии периодичного управления стали доступными, это помогло упростить некоторые сложности процессно-ориентированных систем автоматизации и управления. Стратегии периодичного управления требуют более низкого уровня управления процессами и логикой для базового оборудования и контуров на заводе. Но поверх этого базового управления, предусмотрен верхний уровень периодичного управления, на котором управление ориентировано на технологические модули, производственные линии, площади и продукты, производимые в них. Хотя стратегии периодичного управления были гораздо более простыми, чем если бы они осуществлялись через строгую процессно-ориентированную перспективу, уровень сложности, ассоциированный с инжинирингом, эксплуатацией и обслуживанием системы автоматизации и управления, остается относительно высоким. Кроме того, стратегии периодичного управления также не разрешают различные сложности, связанные с надежностью и целостностью системы, например, в случае сбоя.

Краткое описание чертежей

[0009] Фиг. 1 является схемой, иллюстрирующей различные элементы оборудования, ассоциированные с промышленной системой.

[0010] Фиг. 2A является схемой, иллюстрирующей различные варианты осуществления ANSI/ISA-88-стандарта для описания элементов оборудования нижнего уровня и соответствующих группировок процессов/процедур.

[0011] Фиг. 2B является схемой, иллюстрирующей промышленную топологию элементов оборудования.

[0012] Фиг. 2C является схемой, иллюстрирующей расширенную примерную иерархию физического оборудования/упаковочных линий по ANSI/ISA-88-стандарту.

[0013] Фиг. 3A является схемой, иллюстрирующей компоненты киберфизической системы (CPS) в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0014] Фиг. 3B является схемой, иллюстрирующей примерные компоненты или модули контроллера для настраиваемого агента в CPS, ассоциированной с интеллектуальным активом или группировкой интеллектуальных активов в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0015] Фиг. 3C является схемой, иллюстрирующей элементы интеллектуального актива в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0016] Фиг. 4A является схемой, иллюстрирующей расширенную иерархию управления для реализаций приложений для управления иерархическими активами видов управления рабочими ограничениями/целями в реальном времени в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0017] Фиг. 4B является схемой, иллюстрирующей компоненты, управляющие рентабельностью в реальном времени приложения для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0018] Фиг. 4C является схемой, иллюстрирующей упрощенное представление проблемы многоцелевой оптимизации, включающее в себя компоненты по фиг. 4B.

[0019] Фиг. 4D является схемой, иллюстрирующей контур управления в реальном времени, чтобы повышать операционную рентабельность приложения для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0020] Фиг. 4E является схемой, иллюстрирующей примерные механизмы достижения управления приложением для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0021] Фиг. 5A является схемой, иллюстрирующей реализацию интегрированной системы управления интеллектуальными активами (ISACS) в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0022] Фиг. 5B является схемой, иллюстрирующей реализацию интегрированной системы управления интеллектуальными активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0023] Фиг. 6 является примером элементов промышленного оборудования, которые могут управляться и интегрироваться с приложением для управления иерархическими активами (приложениями для управления иерархическими активами) и соответствующими управляющими аппаратными средствами, чтобы создавать интегрированную систему управления интеллектуальными активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия .

[0024] Фиг. 7 является блок-схемой последовательности операций, иллюстрирующей способ разработки и интеграции приложений для управления иерархическими активами и соответствующих управляющих аппаратных средств, чтобы создавать интегрированную систему управления интеллектуальными активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0025] Фиг. 8A является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей определение списка оборудования системы для разработки приложения для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0026] Фиг. 8B является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей определение списка интеллектуальных активов для разработки приложения для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0027] Фиг. 8C является иллюстрацией шаблона настраиваемых активов, используемого для того, чтобы определять список интеллектуальных активов для разработки приложения для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0028] Фиг. 8D является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей проверку достоверности и моделирование приложения для управления иерархическими активами и соответствующих управляющих аппаратных средств в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0029] Фиг. 8E является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей создание аппаратного экземпляра приложения для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0030] Фиг. 9A является схемой, иллюстрирующей пример ячейки производственного процесса в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0031] Фиг. 9B является схемой, иллюстрирующей элементы оборудования, управляемые системой управления иерархическими активами для одной ячейки производственного процесса в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0032] Фиг. 10 является схемой, иллюстрирующей различные аспекты примера обработки списка оборудования системы, чтобы разрабатывать приложение для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0033] Фиг. 11 является схемой, иллюстрирующей различные аспекты примера разработки иерархии настраиваемых агентов для приложения для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0034] Фиг. 12 является схемой, иллюстрирующей различные аспекты примера моделирования и проверки достоверности для приложения для управления иерархическими активами и соответствующих управляющих аппаратных средств в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0035] Фиг. 13 является схемой, иллюстрирующей пример модели системы управления для оптимизации целей и динамических ограничений приложения для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0036] Фиг. 14A является блок-схемой, иллюстрирующей определение ограничения риска для безопасности, связанного с активами в приложении для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0037] Фиг. 14B является логической блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей определение ограничения риска для безопасности, связанного с активами в приложении для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0001] Фиг. 15A является блок-схемой, иллюстрирующей определение ограничения риска для окружающей среды, связанного с активами в приложении для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0002] Фиг. 15B является логической блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей определение ограничения риска для окружающей среды, связанного с активами в приложении для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0003] Фиг. 16A является блок-схемой, иллюстрирующей определение ограничения риска для надежности, связанного с активами в приложении для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0004] Фиг. 16B является логической блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей определение ограничения риска для надежности, связанного с активами в приложении для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0005] Фиг. 17A является блок-схемой, иллюстрирующей определение ограничения риска нарушения безопасности, связанного с активами в приложении для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0006] Фиг. 17B является логической блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей определение ограничения риска нарушения безопасности, связанного с активами в приложении для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0007] Фиг. 18A является блок-схемой, иллюстрирующей нормализацию ограничений, связанных с активами в приложении для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0008] Фиг. 18B является логической блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей нормализацию ограничений, связанных с активами в приложении для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0009] Фиг. 19A является схемой, иллюстрирующей технологию радарной визуализации для одновременного управления множеством целей и результатами приложения для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0010] Фиг. 19B является схемой, иллюстрирующей технологию радарной визуализации для одновременного управления множеством ограничений и результатом в виде производственной прибыли приложения для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0011] Фиг. 19C является схемой, иллюстрирующей пересечение динамических ограничений, чтобы формировать рабочую границу и точку оптимизации приложения для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0012] Фиг. 20A является блок-схемой, иллюстрирующей структуру связи для ограничений в виде риска из актива с набором и из набора с модулем приложения для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0013] Фиг. 20B является логической блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей структуру связи для ограничений в виде риска из актива с набором и из набора с модулем приложения для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0014] Фиг. 21A является блок-схемой, иллюстрирующей структуру связи при управлении активами из модуля с набором и из набора с активом приложения для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0015] Фиг. 21B является логической блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей структуру связи при управлении активами из модуля с набором и из набора с активом приложения для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0016] Фиг. 22 является схемой, иллюстрирующей вид аналитики системы для приложения для управления иерархическими активами в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0017] Фиг. 23 является схемой, иллюстрирующей различные аспекты примера разработки иерархии настраиваемых агентов для приложения для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0018] Фиг. 24 является схемой, иллюстрирующей различные аспекты примера разработки иерархии настраиваемых агентов для приложения для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0019] Фиг. 25 является схемой, иллюстрирующей различные аспекты примера разработки иерархии настраиваемых агентов для приложения для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0020] Фиг. 26 является схемой, иллюстрирующей различные аспекты примера разработки иерархии настраиваемых агентов для приложения для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0021] Фиг. 27 показывает схематическое представление машины в примерной форме компьютерной системы, в которой может выполняться набор инструкций, для инструктирования машине выполнять любые одну или более технологий, поясненных в данном документе.

Осуществление изобретения

[0022] Варианты осуществления способа процесса разработки приложений для управления иерархическими активами могут содержать осуществление доступа к списку оборудования; идентификацию элементов промышленного оборудования; выбор шаблона настраиваемых активов из библиотеки шаблонов настраиваемых активов, чтобы создавать экземпляр настраиваемого агента для элемента оборудования; заполнение выбранного шаблона данными рабочих ограничений и рабочих целей; и итеративное соединение настраиваемого агента, экземпляр которого создан, чтобы разрабатывать приложение для управления иерархическими активами.

[0023] В некоторых вариантах осуществления способа, заполненный выбранный шаблон настраиваемых активов включает в себя информацию создания экземпляров настраиваемых агентов, проверка достоверности выполняется для приложения для управления иерархическими активами, моделирование выполняется для приложения для управления иерархическими активами, соответствующие требования к управляющим аппаратным средствам основаны на разработанном приложении для управления иерархическими активами, разработанное приложение для управления иерархическими активами и соответствующие требования к управляющим аппаратным средствам интегрируются с элементами оборудования, чтобы создавать интегрированную систему управления интеллектуальными активами, и/или интегрированная система управления интеллектуальными активами включает в себя более одного уровня управления интеллектуальными активами.

[0024] В других вариантах осуществления, способ дополнительно может содержать агрегирование одного или более шаблонов настраиваемых активов, чтобы создавать экземпляр настраиваемого агента для объединения с интеллектуальным активом, создание экземпляра шаблона настраиваемых активов для группировки интеллектуальных активов, поскольку экземпляр шаблона настраиваемых активов создается для набора интеллектуальных активов, и/или шаблон настраиваемых активов выполнен с возможностью включать в себя конкретные для приложения данные.

[0025] В других вариантах осуществления, способ дополнительно может содержать определение типа рабочей библиотеки активов и требований по умолчанию к приложениям иерархического управления конкретной отрасли, приложение настраиваемых активов разработано в качестве настраиваемого агента для конкретной модели управления элементами оборудования, шаблон настраиваемых активов включает в себя параметры данных, включающие в себя в себя предлагаемые взаимные соединения активов с активами, рабочие ограничения, рабочие цели, параметр высокой доступности/критичности или отраслевые промышленные приложения, шаблон настраиваемых активов включает в себя информацию о модели конкретного устройства производителя, и/или шаблон настраиваемых активов включает в себя рабочие параметры из моделей для общих типов устройств.

[0026] В других вариантах осуществления, способ дополнительно может содержать определение параметров рабочих ограничений, включающих в себя надежность, окружающую среду или безопасность, определение параметров рабочих целей, включающих в себя затраты на электроэнергию, затраты на материалы, стоимость продукции или рентабельность, определение параметров эффективности эксплуатации, итеративное соединение включает в себя группировку связанных интеллектуальных активов в группировки интеллектуальных активов, которые задают управляющую взаимосвязь «родитель/потомок» для интеллектуальных активов, и/или моделирование приложения для управления иерархическими активами, заключающее в себе генерацию данных виртуализированных элементов оборудования и выполнение элементов управления технологическими процессами.

[0027] Варианты осуществления системы процесса разработки приложений для управления иерархическими активами могут содержать осуществление доступа, с помощью процессора, к списку оборудования; идентификацию, с помощью процессора, элементов промышленного оборудования; выбор, с помощью процессора, шаблона настраиваемых активов из библиотеки шаблонов настраиваемых активов, чтобы создавать экземпляр настраиваемого агента для элемента оборудования; заполнение, с помощью процессора, выбранного шаблона данными рабочих ограничений и рабочих целей; и итеративное соединение, с помощью процессора, настраиваемого агента, экземпляр которого создан, чтобы разрабатывать приложение для управления иерархическими активами.

[0028] В некоторых вариантах осуществления системы, заполненный выбранный шаблон настраиваемых активов включает в себя информацию создания экземпляров настраиваемых агентов, проверка достоверности выполняется для приложения для управления иерархическими активами, моделирование выполняется для приложения для управления иерархическими активами, соответствующие требования к управляющим аппаратным средствам основаны на разработанном приложении для управления иерархическими активами, разработанное приложение для управления иерархическими активами и соответствующие требования к управляющим аппаратным средствам интегрируются с элементами оборудования, чтобы создавать интегрированную систему управления интеллектуальными активами, и/или интегрированная система управления интеллектуальными активами включает в себя более одного уровня управления интеллектуальными активами.

[0029] В других вариантах осуществления, система дополнительно может содержать агрегирование одного или более шаблонов настраиваемых активов, чтобы создавать экземпляр настраиваемого агента для объединения с интеллектуальным активом, создание экземпляра шаблона настраиваемых активов для группировки интеллектуальных активов, поскольку экземпляр шаблона настраиваемых активов создается для набора интеллектуальных активов, и/или шаблон настраиваемых активов выполнен с возможностью включать в себя конкретные для приложения данные.

[0030] В других вариантах осуществления, система дополнительно может содержать определение типа рабочей библиотеки активов и требований по умолчанию к приложениям иерархического управления конкретной отрасли, приложение настраиваемых активов разработано в качестве настраиваемого агента для конкретной модели управления элементами оборудования, шаблон настраиваемых активов включает в себя параметры данных, включающие в себя в себя предлагаемые взаимные соединения активов с активами, рабочие ограничения, рабочие цели, параметр высокой доступности/критичности или отраслевые промышленные приложения, шаблон настраиваемых активов включает в себя информацию о модели конкретного устройства производителя, и/или шаблон настраиваемых активов включает в себя рабочие параметры из моделей для общих типов устройств.

[0031] В других вариантах осуществления, система дополнительно может содержать определение параметров рабочих ограничений, включающих в себя надежность, окружающую среду или безопасность, определение параметров рабочих целей, включающих в себя затраты на электроэнергию, затраты на материалы, стоимость продукции или рентабельность, определение параметров эффективности эксплуатации, итеративное соединение включает в себя группировку связанных интеллектуальных активов в группировки интеллектуальных активов, которые задают управляющую взаимосвязь «родитель/потомок» для интеллектуальных активов, и/или моделирование приложения для управления иерархическими активами, заключающее в себе генерацию данных виртуализированных элементов оборудования и выполнение элементов управления технологическими процессами.

[0032] Другие варианты осуществления способа процесса разработки приложений для управления иерархическими активами могут содержать осуществление доступа к списку оборудования; идентификацию элементов промышленного оборудования; выбор шаблона настраиваемых активов из библиотеки шаблонов настраиваемых активов, чтобы создавать экземпляр модели приложения управления активами для элемента оборудования; заполнение выбранного шаблона данными рабочих ограничений и рабочих целей; итеративное соединение моделей приложения управления активами, экземпляры которых созданы, чтобы разрабатывать приложение для управления иерархическими активами; и при этом заполненный выбранный шаблон настраиваемых активов включает в себя информацию создания экземпляров настраиваемых агентов.

[0033] Варианты осуществления способа оптимизации интегрированной системы управления интеллектуальными активами могут содержать осуществление доступа к параметрам рабочего процесса автоматизации активов, ассоциированным для актива в интегрированной системе управления интеллектуальными активами; разработку многогранных динамических ограничений технологического процесса с учетом рабочих ограничений, ассоциированных с рабочим процессом автоматизации; оценку модели многогранных динамических ограничений технологического процесса, чтобы балансировать рабочие ограничения технологического процесса и цели технологического процесса; определение оптимизированной рабочей точки технологического процесса для многогранных динамических ограничений технологического процесса; определение действия управления иерархическими интеллектуальными активами с использованием оптимизированной рабочей точки технологического процесса; и выполнение действия управления иерархическими интеллектуальными активами, чтобы переходить от текущих рабочих значений к рабочим значениям, чтобы достигать сбалансированных рабочих ограничений.

[0034] В других вариантах осуществления, способ может содержать, при этом рабочие ограничения разработаны посредством интеллектуального актива, ассоциированного с группой интеллектуальных активов в интегрированной системе управления интеллектуальными активами, действия управления иерархическими активами осуществляют смену режима управления интеллектуальным активом, ассоциированным с интегрированной системой управления интеллектуальными активами, определение оптимизированной рабочей точки технологического процесса основано на рабочих ограничениях технологического процесса по надежности, безопасности или окружающей среде, определение оптимизированных рабочих точек технологического процесса достигается на основе агрегирования ограничений по активам через каждый интеллектуальный актив в группировке интеллектуальных активов, ограничение по надежности определяется для набора интеллектуальных активов, определяется с использованием модели риска для надежности, ограничение по надежности в реальном времени задается: RT-риск для надежности=MAX (рабочий риск для надежности, условный риск для надежности, риск для безопасности с точки зрения надежности), ограничение по окружающей среде определяется для набора интеллектуальных активов, определяется с использованием модели риска для окружающей среды, ограничение по надежности в реальном времени задается: RT-риск для окружающей среды=MAX (рабочий риск для окружающей среды, условный риск для окружающей среды, риск для окружающей среды с точки зрения надежности), ограничение по безопасности определяется для набора интеллектуальных активов, определяется с использованием модели риска для безопасности, ограничение по надежности в реальном времени задается: RT-риск для безопасности=MAX (рабочий риск для безопасности, условный риск для безопасности, риск для безопасности с точки зрения надежности), доступ к интеллектуальному активу динамически управляется на основе агрегированных данных безопасности в реальном времени, и/или агрегированные данные безопасности в реальном времени включают в себя как конкретные для интегрированной системы управления интеллектуальными активами, так и внешние данные безопасности.

[0035] В других вариантах осуществления, способ может содержать то, что определение оптимизированной рабочей точки технологического процесса извлекается с использованием линейного анализа, разработка многогранного ограничения технологического процесса извлекается с использованием нелинейного анализа, действие управления иерархическими интеллектуальными активами задает параметрическое рабочее состояние для интеллектуального актива или группы интеллектуальных активов, действие управления иерархическими интеллектуальными активами задает параметрическое рабочее контрольное значение для интеллектуального актива или группы интеллектуальных активов, действие управления иерархическими интеллектуальными активами задает пороговое значение параметрического рабочего ограничения для интеллектуального актива или группы интеллектуальных активов, параметры рабочего процесса автоматизации интеллектуальных активов для осуществления доступа, ассоциированные с системой/группой иерархических интеллектуальных активов извлекаются из хранилища данных, и/или параметры рабочего процесса включают в себя статистические данные или данные реального времени.

[0036] В других вариантах осуществления, способ может содержать агрегирование рабочих данных интеллектуальных активов; и использование рабочих данных интеллектуальных активов, чтобы улучшать эффективные или перспективные выборы команд управления технологическим процессом.

[0037] Варианты осуществления системы оптимизации интегрированной системы управления интеллектуальными активами могут содержать осуществление доступа, с помощью процессора, к параметрам рабочего процесса автоматизации активов, ассоциированным для актива в интегрированной системе управления интеллектуальными активами; разработку, с помощью процессора, многогранных динамических ограничений технологического процесса с учетом рабочих ограничений, ассоциированных с рабочим процессом автоматизации; оценку, с помощью процессора, модели многогранных динамических ограничений технологического процесса, чтобы балансировать рабочие ограничения технологического процесса и цели технологического процесса; определение, с помощью процессора, оптимизированной рабочей точки технологического процесса для многогранных динамических ограничений технологического процесса; определение, с помощью процессора, действия управления иерархическими интеллектуальными активами с использованием оптимизированной рабочей точки технологического процесса; и выполнение, с помощью процессора, действия управления иерархическими интеллектуальными активами, чтобы переходить от текущих рабочих значений к рабочим значениям, чтобы достигать сбалансированных рабочих ограничений.

[0038] В других вариантах осуществления, система может содержать, при этом рабочие ограничения разработаны посредством интеллектуального актива, ассоциированного с группой интеллектуальных активов в интегрированной системе управления интеллектуальными активами, действия управления иерархическими активами осуществляют смену режима управления интеллектуальным активом, ассоциированным с интегрированной системой управления интеллектуальными активами, определение оптимизированной рабочей точки технологического процесса основано на рабочих ограничениях технологического процесса по надежности, безопасности или окружающей среде, определение оптимизированных рабочих точек технологического процесса достигается на основе агрегирования ограничений по активам через каждый интеллектуальный актив в группировке интеллектуальных активов, ограничение по надежности определяется для набора интеллектуальных активов, определяется с использованием модели риска для надежности, ограничение по надежности в реальном времени задается: RT-риск для надежности=MAX (рабочий риск для надежности, условный риск для надежности, риск для безопасности с точки зрения надежности), ограничение по окружающей среде определяется для набора интеллектуальных активов, определяется с использованием модели риска для окружающей среды, ограничение по надежности в реальном времени задается: RT-риск для окружающей среды=MAX (рабочий риск для окружающей среды, условный риск для окружающей среды, риск для окружающей среды с точки зрения надежности), ограничение по безопасности определяется для набора интеллектуальных активов, определяется с использованием модели риска для безопасности, ограничение по надежности в реальном времени задается: RT-риск для безопасности=MAX (рабочий риск для безопасности, условный риск для безопасности, риск для безопасности с точки зрения надежности), доступ к интеллектуальному активу динамически управляется на основе агрегированных данных безопасности в реальном времени, и/или агрегированные данные безопасности в реальном времени включают в себя как конкретные для интегрированной системы управления интеллектуальными активами, так и внешние данные безопасности.

[0039] В других вариантах осуществления, система может содержать то, что определение оптимизированной рабочей точки технологического процесса извлекается с использованием линейного анализа, разработка многогранного ограничения технологического процесса извлекается с использованием нелинейного анализа, действие управления иерархическими интеллектуальными активами задает параметрическое рабочее состояние для интеллектуального актива или группы интеллектуальных активов, действие управления иерархическими интеллектуальными активами задает параметрическое рабочее контрольное значение для интеллектуального актива или группы интеллектуальных активов, действие управления иерархическими интеллектуальными активами задает пороговое значение параметрического рабочего ограничения для интеллектуального актива или группы интеллектуальных активов, параметры рабочего процесса автоматизации интеллектуальных активов для осуществления доступа, ассоциированные с системой/группой иерархических интеллектуальных активов извлекаются из хранилища данных, и/или параметры рабочего процесса включают в себя статистические данные или данные реального времени.

[0040] В других вариантах осуществления, система может содержать агрегирование рабочих данных интеллектуальных активов; и использование рабочих данных интеллектуальных активов, чтобы улучшать эффективные или перспективные выборы команд управления технологическим процессом.

[0041] Другие варианты осуществления способа оптимизации интегрированной системы управления интеллектуальными активами могут содержать осуществление доступа к параметрам рабочего процесса автоматизации интеллектуальных активов; разработку многогранных динамических ограничений на уровне интеллектуальных активов с учетом рабочих ограничений, ассоциированных с рабочим процессом автоматизации; оценку модели многогранных динамических ограничений технологического процесса для интеллектуального актива, чтобы балансировать рабочие ограничения технологического процесса и цели технологического процесса; определение оптимизированной рабочей точки технологического процесса для интеллектуального актива для многогранных динамических ограничений технологического процесса; передачу запроса на элементы данных посредством родительского элемента, используемого частично посредством родительского элемента для того, чтобы определять действие управления интеллектуальными активами для дочернего интеллектуального актива; прием действия управления интеллектуальными активами, сгенерированного из оптимизированной рабочей точки технологического процесса; и выполнение действия управления иерархическими интеллектуальными активами, чтобы переходить от текущих рабочих значений к рабочим значениям, чтобы достигать сбалансированных рабочих ограничений.

1. Разработка приложений для управления иерархическими активами

[0042] Работа/технологический процесс на основе промышленного оборудования фундаментально представляет собой группировку элементов оборудования, организованных конкретным образом для совместной работы, чтобы выполнять процесс. ANSI/ISA-88-стандарт представляет собой одну технологию для организации заводского оборудования. В отличие от процессно-ориентированной модели, поясненной выше, в соответствии с настоящим раскрытием, иерархический вид работы/технологического процесса может быть разработан в качестве иерархической совокупности активов, а не одного "процесса" управления. Посредством моделирования отдельных активов и групп активов через иерархию, значительные усиления в эффективности и полезном действии могут достигаться через увеличенное разрешение детализированного управления. Такой ориентированный на активы вид управления упрощает разработку и выполнение унифицированной стратегии управления для работы/технологического процесса на основе промышленного оборудования без недостатков традиционного процессно-ориентированного подхода к разработке систем управления.

[0043] Нижеприведенное описание чертежей иллюстрирует то, как элементы базового оборудования для промышленной системы используются для того, чтобы разрабатывать приложение для управления иерархическими активами и соответствующие управляющие аппаратные средства. После того, как приложение для управления иерархическими активами и соответствующие управляющие аппаратные средства проходят проверку достоверности, они могут интегрироваться с элементами базового оборудования, чтобы создавать интегрированную систему управления интеллектуальными активами, которая эффективно и продуктивно выполняет производственный процесс через иерархическое управление группировок интеллектуального актива и интеллектуального актива. В некоторых реализациях, интегрированная система управления интеллектуальными активами может контролироваться и управляться с возможностью оптимизировать множество рабочих ограничений и/или целей.

[0044] Фиг. 2A иллюстрирует различные аспекты ANSI/ISA-88-стандарта для описания оборудования и технологического процесса, процедур управления технологическими процессами и оборудования 200. Проиллюстрирована общая взаимосвязь между моделью 210 технологического процесса, моделью процедурного управления и физической моделью 230. Технологический процесс 212 представляет собой последовательность активностей для действия, которое должно предприниматься для материала или энергии. Стадия 214 технологического процесса представляет собой часть процесса, который, в общем, работает независимо от других стадий технологического процесса. Операция 216 технологического процесса представляет собой активность по обработке, которая обычно приводит к изменению существенного обрабатывания. Незначительные активности по обработке, которые комбинируются, представляет собой действие 218 технологического процесса. Процедура 222 представляет собой самый верхний уровень в иерархии модели 220 управления процедуры и задает стратегию выполнения обработки. Модульные процедуры 224 состоят из упорядоченного набора операций. Операция 226 представляет собой упорядоченный набор фаз, который задает последовательность обработки. Наименьший элемент процедурного управления представляет собой фазу 228. Ячейка 232 технологического процесса допускает оркестровку всех активностей по обработке. Модули 234 координируют функции объектов нижнего уровня. Модули 236 оборудования координируют функции других модулей оборудования. Модули 238 управления представляют собой группу оборудования самого нижнего уровня, которая может выполнять управление.

[0045] Фиг. 2B является схемой, иллюстрирующей типичную промышленную топологию 250 примерной работы/технологического процесса на основе промышленного оборудования в соответствии с настоящим раскрытием. Обычно, топология 250 является уникальной для промышленной эксплуатации, поскольку она описывает активы базового оборудования, вовлеченные в операцию, и то, как эти активы взаимодействуют для того, чтобы выполнять свои функции и производить бизнес-вывод. Как проиллюстрировано, топология 250 является иерархической и включает в себя первичные активы на самом нижнем уровне. Эти первичные активы комбинируются в наборы активов, которые в свою очередь комбинируются в более сложные наборы активов и т.д. Например, первичные активы могут комбинироваться в наборы активов в виде гибких производственных ячеек (или технологические модули) на один уровень вверх. Наборы активов в виде гибких производственных ячеек в свою очередь могут комбинироваться в наборы активов в виде площадей/производственных линий на один уровень вверх. Наборы активов в виде площадей/производственных линий дополнительно комбинируются в наборы верхнего уровня, называемые наборами активов завода. Наборы активов завода комбинируются в наборы активов комплекса, которые в свою очередь комбинируются в наборы активов предприятия и, в завершение, в наборы активов стоимостной цепочки.

[0046] Фиг. 2C, иллюстрирует, что проиллюстрирована примерное соответствие иерархии 275 элементов физического оборудования с иерархией 280 упаковочных линий по ANSI/ISA-88-стандарту.

[0047] В соответствии с настоящим раскрытием, приложение для управления иерархическими активами и соответствующие управляющие аппаратные средства разработаны для того, чтобы упрощать оптимизированное детализированное управление интеллектуальными активами (описано ниже) в отличие от типичной топологии 200 промышленного оборудования. Другими словами, архитектура автоматизированных систем может быть разработана для каждой промышленной эксплуатации таким способом, который обеспечивает архитектуру для архитектора, и топология автоматизированной системы тесно соответствует или совпадает с архитектурой и топологией промышленной эксплуатации. Это совмещение между двумя архитектурами упрощает задачи проектирования и обслуживания автоматизированных систем релевантными пользователями (например, инженерами, специалистами по техническому обслуживанию и операторами), поскольку эти пользователи не должны понимать и согласовывать два различия в архитектурах 200 базового оборудования и разработке приложения для управления иерархическими активами и соответствующих управляющих аппаратных средств, которые располагаются поверх и интегрируются с типичной топологией 200 промышленного оборудования. Схемы примеров интегрированной системы управления интеллектуальными активами для интеллектуальных активов, разработанной в соответствии с вариантами осуществления раскрытия, проиллюстрированы на фиг. 5A и 5B и разработаны с использованием компоновочных блоков интеллектуальных активов, проиллюстрированных на фиг. 3A, 3B и 3C и подробнее описанных ниже.

[0048] Промышленная эксплуатация, в соответствии с настоящим раскрытием, может рассматриваться в качестве совокупности иерархических интеллектуальных активов, а не одного "процесса". Такой ориентированный на иерархические интеллектуальные активы вид упрощает разработку и выполнение унифицированной стратегии управления для промышленной эксплуатации без недостатков традиционного процессно-ориентированного подхода. Фиг. 3A, 3B и 3C иллюстрируют аспекты интеллектуальных активов, которые представляют собой компоновочные блоки, ассоциированные с разработкой приложения для управления иерархическими активами и соответствующих управляющих аппаратных средств, которые упрощают детализированное управление и оптимизацию, к примеру, аспекты, описанные относительно примера по фиг. 4A, 4B и 4C.

[0049] Один аспект разработки приложения для управления иерархическими активами и соответствующих управляющих аппаратных средств в соответствии с настоящим раскрытием заключает в себе использование киберфизической системы (CPS) в качестве элемента для компоновочных блоков. CPS представляет собой автономную или полуавтономную систему управления, включающую в себя датчики и/или актуаторы и ассоциированные аппаратные средства (например, процессор или компьютер), допускающие выполнение программного кода/модулей в форме настраиваемых агентов (IA) или "аватаров", реализующих функции измерения и управления. Фиг. 3A является схемой, иллюстрирующей примерные компоненты CPS в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего раскрытия. Как проиллюстрировано, CPS 300 может включать в себя один или более датчиков 305, один или более актуаторов 310, блок 320 контроллера и модуль 315 связи, в числе других компонентов. В некоторых вариантах осуществления, датчик 305 и актуатор 310 могут быть осуществлены в одном устройстве или модуле. Актуаторы 310 могут встраиваться или объединяться в сеть в интеллектуальный актив. Один или более настраиваемых агентов 325 в блоке 320 контроллера могут реализовывать стратегию или алгоритм управления, чтобы преобразовывать вводы, такие как данные измерений из одного или более датчиков 305 и все контрольные значения, в выходной сигнал, чтобы повышать эффективность эксплуатации и/или другие характеристики интеллектуального актива. Модуль 315 связи может упрощать прием данных из одного или более датчиков 305 и отправку выходного сигнала в один или более актуаторов 310. В некоторых вариантах осуществления, модуль 315 связи может включать в себя сетевой интерфейс, который предоставляет поток данных между CPS 300 и другими CPS и/или наборами активов верхнего уровня в интегрированной системе управления интеллектуальными активами. Сетевой интерфейс может включать в себя один или более из сетевой адаптерной платы, беспроводной сетевой интерфейсной платы (например, SMS-интерфейс, Wi-Fi-интерфейс, интерфейсы для различных поколений стандартов мобильной связи, в том числе, но не только, 1G, 2G, 3G, 3.5G, 4G, LTE и т.д.), Bluetooth, маршрутизатора, точки доступа, беспроводного маршрутизатора, коммутатора, многоуровневого коммутатора, преобразователя протоколов, шлюза, моста, моста-маршрутизатора, концентратора, цифрового мультимедийного приемного устройства и/или повторителя. В некоторых вариантах осуществления, модуль 315 связи может использовать данные Интернета вещей (IoT) для того, чтобы комбинировать с другими CPS, которые являются частью интегрированной системы управления интеллектуальными активами, которые обмениваются данными с элементами, отличными от базового промышленного оборудования, приложения для управления иерархическими активами и соответствующих управляющих аппаратных средств.

[0050] Расширенные аспекты управления интегрированной системы управления интеллектуальными активами могут группироваться в две общих категории управления в реальном времени в качестве (1) рабочие цели и (2) рабочие ограничения. Например, предоставление управления в реальном времени для базовых целей бизнеса, к примеру, рентабельность, операционная рентабельность и эффективность эксплуатации может быть одной категорией рабочих целей. Вторая категория рабочих ограничений может предоставлять управление в реальном времени для динамических ограничений на цели, таких как риск для безопасности, риск для окружающей среды и риск нарушения безопасности. Фиг. 3B иллюстрирует примерные компоненты аватара или настраиваемого агента 325 в CPS, ассоциированной с интеллектуальным активом или набором интеллектуальных активов, для предоставления управления в реальном времени базовых целей бизнеса и динамических ограничений целей (т.е. управление в реальном времени по рентабельности, надежности, технологической эффективности, риску для безопасности, риску для окружающей среды и риску нарушения безопасности). В некоторых вариантах осуществления, настраиваемый агент 325 может включать в себя контроллер 330 RT-рентабельности, контроллер 335 технологической эффективности в реальном времени, контроллер 355 риска для надежности в реальном времени, контроллер 345 риска для окружающей среды в реальном времени и контроллер 350 риска для безопасности в реальном времени. В других вариантах осуществления, настраиваемый агент 325 также может включать в себя контроллер 360 риска нарушения безопасности в реальном времени. Следует отметить, что в некоторых вариантах осуществления, настраиваемый агент 325 может включать в себя большее или меньшее число контроллеров (или модулей управления), за счет этого предоставляя управление для большего или меньшего числа областей в зависимости от конкретной реализации. В некоторых вариантах осуществления, модуль-координатор 340 может быть включен в настраиваемый агент 325 для координирования выполнения контроллеров согласно иерархии управления, ассоциированной с интегрированной системой управления интеллектуальными активами, к примеру, эта, описанная в отношении фиг. 5B. В других вариантах осуществления, настраиваемый агент 325 может включать в себя другие модули, за исключением контроллеров в реальном времени. Примеры таких модулей могут включать в себя, но не только, модуль 365 формирования статистических данных и механизм 370 анализа малых (или больших) данных. Виды управления в реальном времени, упрощенные посредством настраиваемого агента 325, обеспечивают возможность детализированного управления интеллектуальными активами или группировками интеллектуальных активов для интегрированной системы управления интеллектуальными активами, они также упрощают рабочую оптимизацию интегрированной системы управления интеллектуальными активами и управление системой.

[0051] Один аспект разработки интегрированной системы управления интеллектуальными активами заключается в быстрой реализации аватаров/настраиваемых агентов, соответствующих базовому уровню для элементов заводского оборудования. Заводы состоят из большого числа элементов оборудования, которые должны отслеживаться и управляться. Для аватаров/настраиваемых агентов, чтобы полностью отслеживать/управлять данные, ассоциированные с различными аспектами элементов заводского оборудования, (к примеру, безопасность, безопасность, окружающая среда, надежность, производительность, рентабельность, данные и/или т.п.), число атрибутов, ассоциированных с каждым интеллектуальным активом, может рассматриваться и управляться посредством аватаров/настраиваемого агента. В некоторых вариантах осуществления, аватары/настраиваемые агенты разработаны посредством использования общих шаблонов, разработанных на основе предоставленных производителем эксплуатационных технических требований, рабочие характеристики могут создаваться в качестве библиотеки и предоставляться для типов активов заводского оборудования, которые обеспечивают возможность пользователю быстро соединять элементы оборудования с кибераватарами/настраиваемыми агентами, экземпляры которых созданы, чтобы разрабатывать приложение для управления иерархическими активами. В некоторых реализациях, шаблоны настраиваемых активов верхнего уровня могут соединять интеллектуальные активы нижнего уровня вместе, чтобы формировать группировку интеллектуальных активов верхнего уровня, чтобы продолжать разработку приложений для управления иерархическими активами.

[0052] Фиг. 3C является схемой, которая иллюстрирует примерные компоненты интеллектуального актива 375 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего раскрытия. Интеллектуальный актив 375 может включать в себя CPS 300, описанную в отношении фиг. 3A и других электрических компонентов 385 (например, коммутаторов), систему 380 электропитания и элемент 390 базового оборудования (например, механические аппаратные средства, такие как насос, компрессор и т.д.). С помощью датчиков, актуаторов, контроллера, включающего в себя настраиваемый агент, модуля связи, интеллектуальный актив 375 через настраиваемый агент может автономно или полуавтономно отслеживать и управлять своей производительностью и операцией. В некоторых вариантах осуществления, интеллектуальный актив 375 может использовать модуль связи, включающий в себя сетевой интерфейс для того, чтобы соединяться с сетью связи, чтобы обмениваться данными с другими интеллектуальными активами и наборами интеллектуальных активов и/или сообщать данные активов, данные технологического процесса, работоспособность активов, аварийные сигналы и события и/или другие данные надлежащим образом для конкретного приложения, в удаленную компьютерную или серверную систему.

[0053] CPS и настраиваемые агенты предоставляют проектирование и разработку приложения для управления иерархическими активами и соответствующих управляющих аппаратных средств, которое может интегрироваться с элементами оборудования типичной промышленной топологии, чтобы создавать интегрированную систему управления интеллектуальными активами. При снижении требований по цене и мощности и соответствующем увеличении характеристик запоминающего устройства и вычислений и возможности работы в сети, CPS/настраиваемые агенты могут интегрироваться с каждым элементом оборудования фрагмента типичной промышленной топологии в уровнях интеллектуальных активов и/или группировки интеллектуальных активов, чтобы создавать, эффективно и рационально управлять, управлять и, в некоторых случаях, оптимизировать интегрированную систему управления интеллектуальными активами. Посредством совмещения CPS/настраиваемых агентов с интеллектуальными активами и группировками интеллектуального актива, общая проблема управления промышленной эксплуатации может сегментироваться на множество меньших проблем управления для множества компонентов автономных или полуавтономных систем управления, которые могут быть объединены в сеть между собой в гибких комбинациях. Это разбиение проблемы управления на меньшие управляемые фрагменты значительно уменьшает сложность общей проблемы управления и предоставляет различные другие преимущества, которые пояснены в ходе этого раскрытия. Такая общая система управления с использованием базовой линии элементов оборудования из типичной промышленной топологии интегрируется с иерархией интеллектуальных активов и наборов интеллектуальных активов, каждый из которых включают в себя автономную или полуавтономную систему, содержащую настраиваемый агент, чтобы предоставлять управление в реальном времени для интеллектуального актива, набора интеллектуальных активов или другой группировки интеллектуальных активов, задается в данном документе в качестве интегрированной системы управления интеллектуальными активами (ISACS). Фиг. 5A и 5B иллюстрирует примеры организации иерархических интеллектуальных активов в интегрированной системе управления интеллектуальными активами и описывается подробнее ниже.

Расширенная иерархия управления

[0054] Расширенная иерархия управления, к примеру, иерархия управления, проиллюстрированная на фиг. 4A, может быть разработана для приложения управления в реальном времени в промышленных операциях. После того, как интеллектуальные активы создаются и реализуются в качестве приложения для управления иерархическими активами в соответствии с вариантами осуществления раскрытия, описанными в данном документе, интеллектуальное управление и оптимизация значительно улучшаются, и может быть реализовано детализированное управление и оптимизация рабочих целей и рабочих ограничений. Фиг. 4A иллюстрирует спектр рабочего ограничения/переменные рабочей цели 400, который может управляться/оптимизироваться для интеллектуальных активов/групп интеллектуальных активов 375. Следует понимать, что в зависимости от рабочих характеристик, ассоциированных с конкретной реализацией, также возможны другие приоритезированные спектры. Также можно иметь переменные 400 рабочих ограничений и целей, равномерно распределенные для каждого интеллектуального актива, каждый интеллектуальный актив имеет способность управлять всеми переменными 400 рабочих ограничений и целей надлежащим образом. Как проиллюстрировано на фиг 4A, вариант осуществления приоритезированных оперативных ограничений/целей может управляться для каждого из уровней в иерархии либо распределяться и разбиваться для различных уровней иерархии. Например, распределенное управление ограничениями/целями, проиллюстрированное на фиг. 4A, заключает в себе риск нарушения безопасности, представляющий собой необходимую предпосылку, и по сути контролируется, управляется и оптимизируется на самом нижнем уровне в иерархии. Риск для безопасности и риск для окружающей среды расположены на следующих самых нижних уровнях иерархии, соответственно вследствие критического характера этих двух рисков. Вышеуказанные риск для безопасности и риск для окружающей среды представляют собой риск для надежности активов, поскольку уменьшение надежности может приводить к уменьшенной производительности активов или даже к сбою активов, что серьезно ограничивает стоимость актива. Вышеуказанная надежность может представлять собой традиционное управление технологическими процессами на предмет эффективности. В завершение, если контекстуально подходит, оно представляет собой управление рентабельностью в реальном времени. При введении каждого компонента промышленных операций в риск для безопасности, риск для окружающей среды, риск для надежности, управление эффективностью и рентабельностью может помогать обуславливать максимальное значение из каждого интеллектуального актива и формировать один способ для того, чтобы оптимизировать приложение для управления иерархическими активами и соответствующие управляющие аппаратные средства. Приложение для управления иерархическими активами и соответствующие управляющие аппаратные средства, в некоторых вариантах осуществления, применяет расширенные виды управления в реальном времени к каждому активу оборудования, модулю/гибкой производственной ячейке, площади/производственной линии, заводу, комплексу, корпоративной и/или стоимостной цепочке. Соответственно, каждый интеллектуальный актив и набор интеллектуальных активов или другая группировка интеллектуальных активов могут работать безопасным и оптимальным с точки зрения финансов и окружающей среды образом. Таким образом, все предприятие и стоимостные цепочки могут переходить к управлению в реальном времени и упрощают оптимизацию контроля и управления в реальном времени для нескольких рабочих ограничений/рабочих целей.

2. Расширенное управление в реальном времени

[0055] Приложение для управления иерархическими активами (HACA), как описано выше не только разрешает сложности, ассоциированные с управлением эффективностью эксплуатации промышленных операций, но также и упрощает реализацию унифицированной стратегии управления. Помимо эффективности эксплуатации, другие новые области нуждаются в эффективном управлении в реальном времени. В некоторых вариантах осуществления, приложение для управления иерархическими активами может расширяться, чтобы эффективно управлять этими новыми областями, к примеру, но не только: риск для надежности, риск для безопасности, риск для окружающей среды и рентабельность.

[0056] Следует принимать во внимание, в то время как различные типы и числа ограничений, к примеру, риск для безопасности и различные типы и числа целей, к примеру, производственная прибыль в реальном времени описываются в данном документе, отсутствуют ограничения касательно типа и числа ограничений или целей, предположенных в данном документе.

[0057] Традиционно, большинство переменных, ассоциированных с измерением и управлением рентабельностью промышленных операций, изменяется нечасто. Например, в прошлом менеджмент промышленного предприятия типично может разрабатывать договора с их поставщиками электроэнергии, которые эффективно задают цену за единицу электричества для до года. Если цена является постоянной за год в это время, отсутствует необходимость пытаться управлять им. Сегодня, в силу отмены регулирования энергосистем во всем мире, цена на электроэнергию может и зачастую изменяться гораздо чаще. Например, в открытой электроэнергетической сети в Соединенных Штатах, цена может изменяться каждые 15 минут. В Соединенном Королевстве, цена может изменяться каждые 20 минут. Таким образом, эта бизнес-переменная (т.е. цена на электроэнергию или затраты на электроэнергию), которая была более или менее постоянной в прошлом, теперь подвергается варьированию в реальном времени. Это также является истинным во многих областях мира для стоимости природного газа, сырья и продукции (стоимости продуктов, произведенных в промышленной эксплуатации). Традиционный подход к попытке управлять этими бизнес-переменными с ежемесячными данными, сгенерированными посредством отчетов системы планирования ресурсов предприятия (ERP), более не является достаточным. Приложение для управления иерархическими активами может упрощать этот переход в промышленности от возможности управлять бизнес-переменными транзакционным способом к управлению в реальном времени посредством обеспечения возможности расширенного управления в реальном времени в интеллектуальных активах и наборах интеллектуальных активов или других группировках интеллектуального актива.

[0058] В некоторых вариантах осуществления, некоторые бизнес-переменные промышленных операций, подвергающихся переменности в реальном времени, включают в себя, но не только: затраты на электроэнергию (затраты энергии на используемый модуль), материальные затраты (затраты на сырье в расчете на потребляемый модуль) и стоимость продукции (стоимость в расчете на единицу произведенных продуктов). Поскольку эти три составных переменные имеют тенденцию бороться друг с другом, они могут управляться между собой, чтобы максимизировать операционную рентабельность в качестве схемы водопадной обработки на фиг. 4B иллюстрирует. Все четыре компонента в этой схеме водопадной обработки испытывают определенную степень переменности в реальном времени и, по сути, представляют собой возможные варианты для эффективных видов управления в реальном времени в соответствии с приложением для управления иерархическими активами.

[0059] Компоненты схемы водопадной обработки, проиллюстрированной на фиг. 4B, представляют проблему ограниченной многоцелевой оптимизации, как показано на упрощенной схеме по фиг. 4C. Хотя эта модель представляет собой грубое упрощение фактической сложности оптимизации, она служит для того, чтобы демонстрировать некоторые характеристики расширенной области управления. Например, три компонента рентабельности в реальном времени типично ограничены посредством составного объекта из риска для безопасности, риска для окружающей среды и пределов по оборудованию с точки зрения максимальной производительности эксплуатации и надежности. Поскольку максимальная производительность эксплуатации, в общем, является фиксированным значением, которое не может управляться, когда операция выполняется, ограничения, которые, в общем, могут управляться, представляют собой риск для безопасности, рабочий риск и надежность оборудования, называемую риском для надежности. Комбинация этих моделей показывает то, как управление технологическими процессами, в реальном времени может расширяться за пределы просто традиционного подхода к управлению для повышения эффективности эксплуатации, который включает в себя управление в реальном времени риском для безопасности, риском для окружающей среды, надежностью и рентабельностью в приложении для управления иерархическими активами.

[0060] Приложение управления в реальном времени к цели, такой как повышение операционной рентабельности, проиллюстрировано на фиг. 4D. Необходимая предпосылка для управления такой целью представляет собой способность измерять переменные, которые должна управляться. В этом случае, она заключает в себе измерение операционной рентабельности через учет использования ресурсов в реальном времени (RTA). RTA подробно описывается в патенте (США) № 7685029, озаглавленном "Method for Real-Time Activity-Based Accounting", который полностью содержится в данном документе по ссылке. После того, как измерения проведены, информация и RTA могут собираться и отображаться на инструментальных панелях поддержки принятия решений в реальном времени для учета посредством персонала, отвечающего за рассматриваемую секцию операции. С использованием этой информации, персонал может контролировать автоматическое управление рентабельностью в некоторых вариантах осуществления. В других вариантах осуществления, направление вручную управления рентабельностью способом, аналогичным ручному управлению технологическим процессом, также возможно. В других вариантах осуществления, также возможна комбинация автоматического управления и ручной работы. В случае подхода на основе автоматического управления, может реализовываться автоматический контроллер прибыли. Подход на основе автоматического управления может быть предпочтительным по подходу управления вручную в случаях, когда, скорость, сложность анализа и повторяемость являются важными соображениями. Таким образом, рентабельность в реальном времени операции может управляться.

[0061] Как отмечено выше, рентабельность в реальном времени ограничивается посредством ограничений риска для надежности, риска для безопасности и риска для окружающей среды рассматриваемой секции операции. Рентабельность операции может повышаться посредством эффективного управления этими рисками. Чтобы управлять этими рисками, автономная или полуавтономная система управления может измерять каждую из этих переменных ограничения в реальном времени, уполномочивая соответствующий персонал с помощью информации измерений в реальном времени. В некоторых вариантах осуществления, информация измерений в реальном времени наряду с любыми другими вводами может использоваться посредством автономной или полуавтономной системы управления, чтобы управлять каждой переменной в свою очередь. Приложение управления в реальном времени к этим переменным ограничений может приводить к подъему ограничений, обеспечивающему большую операционную рентабельность безопасным и экологически устойчивым способом, что является важным для большинства производственных и технологических операций.

Модель управления в реальном времени

[0062] При использовании в данном документе, управление в реальном времени включает решения на основе измерений, чтобы оказывать влияние на желаемый результат во временном промежутке, ассоциированном с постоянной времени рабочего процесса или бизнес-процесса. Управление в реальном времени может включать в себя автоматическое управление и управление вручную, выполняемое для измерений с обратной связью или прогнозирующих измерений, как проиллюстрировано на фиг. 4E.

[0063] Применение расширенного управления посредством приложения для управления иерархическими активами включает в себя использование измерений в реальном времени, доступных в приложений для управления иерархическими активами, чтобы применять виды управления в реальном времени, чтобы улучшать правила безопасности, риск для безопасности, риск для окружающей среды, риск для надежности, эффективность (традиционное управление технологическими процессами) и рентабельность в реальном времени. Аналогично традиционному управлению технологическими процессами, которое применяется для того, чтобы повышать эффективность эксплуатации, фактические переменные с прямым управлением могут быть переменными более низкого уровня, чем переменные цели для управления. Например, для цели повышения эффективности эксплуатации, фактическое прямое управление может выполняться для переменных или рабочих параметров, таких как поток, уровень, температура и давление активов. Улучшение управления этими переменными до значений, которые повышают эффективность эксплуатации, достигает цели в некоторых вариантах осуществления. То же является истиной для таких целей, как цель по риску нарушения безопасности, риску для безопасности, риску для окружающей среды, риску для надежности и рентабельности.

[0064] Соответствующие механизмы для управления приложением для управления иерархическими активами могут классифицироваться по двум размерностям, как проиллюстрировано на фиг. 4E. Управление может быть ручным или автоматическим, и оно может быть основано на технологиях с обратной связью, прогнозирующих технологиях и/или любых подходящих технологиях. Все четыре категории в схеме представляют допустимые варианты для применения различных видов управления к приложению для управления иерархическими активами. Одно примерное развитие может осуществляться от управления с обратной связью вручную к автоматическому управлению с обратной связью, к прогнозирующему управлению вручную, к автоматическому прогнозирующему управлению. Этот порядок может варьироваться в различных реализациях. Затраты управления с обратной связью типично значительно меньше затрат прогнозирующего управления, и в силу этого если значительное инкрементное значение не может быть реализовано посредством применения прогнозирующего управления, большинство промышленных операций могут использовать подходы с обратной связью.

[0065] Управление вручную является типично наиболее подходящим подходом, когда инженеры пытаются распознавать динамику системы, чтобы лучше характеризовать или моделировать систему, чтобы разрабатывать и применять автоматическое управление. Поскольку многие переменные целей, переводимые под управление через расширенную характеристику управления систем управления активами, не измерены или характеризованы в реальном времени ранее, подходы управления вручную могут использоваться до тех пор, пока характеристики переменных целей не будут пониматься в точке, в которой может быть эффективно разработано автоматическое управление.

[0066] Виды автоматического управления реализованы двумя базовыми способами в промышленных операциях. Первый представляет собой логическое управление, которое разработано для машинных управляющих приложений, но используется во многих других приложениях. Второй представляет собой алгоритмическое управление технологическими процессами, которое разработано для приложений более непрерывного управления технологическим процессом. Комбинации этих двух традиционных подходов управления могут использоваться для того, чтобы предоставлять автоматическое управление целей по рентабельности, риска для надежности, риска для безопасности, риска для окружающей среды и/или правил безопасности для всей ISCAS из интеллектуального актива и набора интеллектуальных активов или других группировок интеллектуального актива полностью на уровень предприятия в некоторых вариантах осуществления настоящего раскрытия.

[0067] Фиг. 5A иллюстрирует приложение для управления иерархическими активами и соответствующие управляющие аппаратные средства в качестве интегрированной системы 500 управления интеллектуальными активами для примерной работы/технологического процесса на основе промышленного оборудования в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего раскрытия. Работа/технологический процесс на основе промышленного оборудования может содержать первичные (или базовые) интеллектуальные активы 501 с интегрированными функциями на самом нижнем уровне. В случае нефтеперерабатывающего завода, например, первичные интеллектуальные активы 501 могут представлять собой такое оборудование, как насос, который заставляет сырую нефть перемещаться в конкретном направлении, и теплообменники, чтобы нагревать поступающую сырую нефть. Каждый из этих первичных интеллектуальных активов 501 может автономно или полуавтономно управляться посредством киберфизической системы (CPS), имеющей настраиваемый агент, чтобы обеспечивать работу в оптимальном режиме или эффективную работу, как описано выше, или связываться в качестве группировки интеллектуальных активов, также управляемой в качестве элемента в приложении для управления иерархическими активами и соответствующих управляющих аппаратных средствах.

[0068] Как проиллюстрировано, в некоторых вариантах осуществления, каждая CPS в интегрированной системе управления интеллектуальными активами совмещается с интеллектуальным активом и имеет собственную автономную или полуавтономную систему управления, включающую в себя аватар или настраиваемый агент (IA), который задает и выполняет стратегию управления, конкретную для интеллектуального актива и, в некоторых случаях, для интеллектуального актива в качестве части приложений для управления иерархическими активами и соответствующих управляющих аппаратных средств. Например, приложения для управления иерархическими активами и соответствующие управляющие аппаратные средства и элементы базового оборудования, взаимодействующие, чтобы формировать интегрированную систему 500 управления интеллектуальными активами, проиллюстрированную на фиг. 5A, каждый из низкоуровневых интеллектуальных активов (например, первичных активов) может иметь CPS, включающую в себя настраиваемый агент, который отвечает за автономное или полуавтономное управление интеллектуальным активом. Аналогично (как показано на фиг. 5B), интеллектуальные активы верхнего уровня (например, наборы интеллектуальных активов) могут иметь свои собственные настраиваемые агенты, которые фактически включают интеллектуальные активы и/или наборы интеллектуальных активов нижнего уровня и/или координируют активности настраиваемых агентов на нижних уровнях. Например, настраиваемые агенты, управляющие полным модулем/гибкой производственной ячейкой, могут быть включены в настраиваемые агенты, управляющие производственными линиями/площадями. Настраиваемые агенты производственных линий/площадей могут быть включены в настраиваемые агенты завода, которые могут быть включены в настраиваемые агенты комплекса, которые в свою очередь могут быть включены в настраиваемые агенты предприятия и, в завершение, в настраиваемые агенты стоимостной цепочки. Другими словами, в приложениях для управления иерархическими активами и соответствующих управляющих аппаратных средствах и соответствующей интегрированной системе управления интеллектуальными активами, стратегия управления на верхнем уровне относится к категориям стратегий управления на нижних уровнях, упрощенных посредством таких характеристик настраиваемого агента, как полиморфизм, наследование, поздняя привязка, инкапсуляция и/или т.п.

[0069] В некоторых вариантах осуществления, система управления, ассоциированная с каждым виды CPS-управления функции в ассоциированном активе и передаче любой информации, запрошенной из других CPS или требуемой отправляться в другие CPS. Поскольку система управления в каждой CPS предоставляет соответствующее управление для данных датчиков, ассоциированных с интеллектуальным активом, большинство базовых данных, сгенерированных в каждой CPS, используются в стратегии управления для CPS, и к ним не должен осуществляться доступ больше нигде в общей системе завода. Кроме того, эффективное автономное или полуавтономное управление первичными активами посредством настраиваемых агентов до их присоединения к стратегии управления наборами иерархических интеллектуальных активов означает, что управление на уровне наборов интеллектуальных активов или других группировок интеллектуальных активов становится гораздо более простым в проектировании и компоновке.

[0070] Таким образом, система управления интеллектуальными активами вводит все предприятия и стоимостные цепочки в управление в реальном времени, чтобы предоставлять улучшения унифицированной и координированной работы видов промышленного бизнеса, чтобы обуславливать значительные реалистичные улучшения. Кроме того, при использовании этой архитектуры, управление может быть расширено до уровня корпоративной системы управления и даже до уровня системы управления стоимостной цепочки. Эта ориентированная на активы перспектива промышленных операций и предприятий не только упрощает проектирование, реализацию и выполнение стратегий управления, ассоциированных с ними, она фактически представляет способ, которым промышленные компании воспринимают свои базовые операции. Например, инженеры в промышленных операциях типично понимают и описывают операцию с точки зрения актива. Это естественное совмещение со способом, которым производственный персонал понимает свои операции и задания, улучшает их понимание автоматизированной системы, поскольку система совмещается с их точкой зрения.

[0071] Следует отметить, что помимо самого нижнего (первичных интеллектуальных активов) уровня архитектуры, проиллюстрированной на фиг. 5A или 5B, который соединяется с CPS, топология интегрированной системы управления интеллектуальными активами может задаваться посредством программного обеспечения и разрабатываться в качестве приложения для управления иерархическими активами и соответствующих управляющих аппаратных средств. В связи с этим, результирующая интегрированная система управления интеллектуальными активами в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего раскрытия имеет программно-определяемую архитектуру в качестве приложения для управления иерархическими активами.

[0072] Фиг. 5B иллюстрирует интегрированную систему управления интеллектуальными активами для примера в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего раскрытия. В этом варианте осуществления, наборы активов верхнего уровня также могут иметь ассоциированную CPS, имеющую настраиваемый агент 550. Например, как проиллюстрировано на фиг. 5B, каждый первичный интеллектуальный актив 551, наборы интеллектуальных активов модуля/гибкой производственной ячейки 552, площади/производственной линии 553, завода 554, комплекса, предприятия и стоимостной цепочки могут иметь ассоциированную CPS, включающую в себя настраиваемый агент. В связи с этим, топология интегрированной системы управления интеллектуальными активами, как проиллюстрировано на фиг. 5B, может задаваться посредством комбинации аппаратных средств и программного обеспечения в качестве приложения для управления иерархическими активами и соответствующих управляющих аппаратных средств. В некоторых вариантах осуществления, CPS, ассоциированная с набором интеллектуальных активов, может иметь отличающийся набор компонентов от CPS, ассоциированной с интеллектуальным активом. Например, типы датчиков и актуаторов в CPS, ассоциированной с первичным интеллектуальным активом, могут отличаться от типов датчиков и актуаторов в CPS, ассоциированной с набором интеллектуальных активов. Компоненты, такие как конкретные типы датчиков и актуаторов, могут выбираться на основе окружающей среды, в которой работают интеллектуальный актив или набор интеллектуальных активов. Фиг. 7-8E подробнее поясняют то, как могут быть разработаны приложения для управления иерархическими активами и соответствующие управляющие аппаратные средства.

[0073] Фиг. 6 иллюстрирует другой пример работы/технологического процесса на основе базового промышленного оборудования, в качестве основы при котором, приложение для управления иерархическими активами и соответствующие управляющие аппаратные средства может применяться к иерархии физического оборудования в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0074] Фиг. 6 иллюстрирует дистилляционную колонну 600 (например, на нефтеперерабатывающем заводе). После конфигурирования в качестве интеллектуальных активов/группировок интеллектуальных активов, объединяющих CPS и компоненты настраиваемых агентов, дистилляционная колонна может считаться модульным набором активов в приложениях для управления иерархическими активами. В примере, оборудование может разбиваться на три базовых секции: подача, донные осадки, дистиллят. Секция донных осадков состоит из совокупности оборудования, включающего в себя насосы, клапаны, измерительные устройства и т.д. Система управления интеллектуальными активами разрабатывается и предоставляет для каждого из трех модулей оборудования киберфизическую систему (CPS), включающую в себя аватар/настраиваемый агент, который отвечает за предоставление функций отслеживания и управления для базового оборудования. Аппаратные средства приложения для управления иерархическими активами и управления системой также предоставляют для набора интеллектуальных активов дистилляционной колонны настраиваемый агент, который может координировать настраиваемые агенты нижнего уровня, ассоциированные и управляющими тремя модулями оборудования. В некоторых вариантах осуществления, интегрированная система управления интеллектуальными активами или система управления интеллектуальными активами может предоставлять CPS в набор интеллектуальных активов дистилляционной колонны, а также в три модуля оборудования.

[0075] Как пояснено более подробно, на фиг. 7-8E, разработка приложений для управления иерархическими активами и соответствующих управляющих аппаратных средств заключает в себе осуществление доступа к библиотеке шаблонов настраиваемых активов, экземпляры которых созданы в качестве экземпляров аватара интеллектуального актива /настраиваемого агента. Например, дистилляционная колонна, описанная на фиг. 6, может соответствовать шаблону настраиваемых активов (подробнее описан на фиг. 8C). В некоторых реализациях, элементы оборудования по фиг. 6 также может использоваться для того, чтобы задавать и идентифицировать соответствующие шаблоны настраиваемых активов, чтобы разрабатывать приложение для управления иерархическими активами для компонентов дистилляционной колонны, а также самой дистилляционной колонны. Шаблоны настраиваемых активов могут включать в себя данные и управляющие действия, связанные с безопасностью, безопасностью, окружающей средой, надежностью, производительностью, рентабельностью и т.п. (примерный шаблон показан на фиг. 8C и подробнее описан ниже). Операторы могут взаимодействовать с системой управления иерархическими активами на низких уровнях и/или на верхних уровнях. Шаблоны/библиотеки аватаров обеспечивают возможность автоматической отправки высокоуровневых регулирований оператора в качестве команд в заводские активы нижнего уровня, упрощенные через элементы управления эффективностью активов шаблона и разработанные приложения для управления иерархическими активами.

[0076] Разработка приложений для управления иерархическими активами

[0077] Фиг. 7 является блок-схемой последовательности операций, иллюстрирующей способ разработки и интеграции приложений для управления иерархическими активами и соответствующих управляющих аппаратных средств, чтобы создавать интегрированную систему управления интеллектуальными активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия. Следует понимать, что в зависимости от реализации и приложение, которое система упрощает и различные аспекты признака и функционально описанный в данном документе, может реализовываться через любое число реализации вычислительных устройств некоторые компоненты, проиллюстрированные на фиг. 27. Например, разработка приложений для управления иерархическими активами, идентификационные данные управляющих аппаратных средств, аспекты интеграции интегрированных систем управления интеллектуальными активами, оптимизации в среде выполнения и/или управления и/или контроля системы могут реализовываться как настольное приложение, мобильные приложения, облачные вычислительные приложения и/или любое другое число компьютерных элементов или реализаций. Элементы полной последовательности операций для разработки приложения для управления иерархическими активами подробнее описаны на фиг. 8A-8E. Фиг. 9-12 иллюстрируют аспекты разработки и интеграции приложений для управления иерархическими активами и соответствующих управляющих аппаратных средств, чтобы создавать интегрированную систему управления интеллектуальными активами согласно примеру, предусматривающему элементы оборудования экзотермического реактора.

[0078] Как проиллюстрировано на фиг. 7, процесс 700 разработки приложений для управления иерархическими активами заключает в себе определение сначала элементов промышленного оборудования списка, которые должны управляться, и, в некоторых случаях, контекста, в котором элементы оборудования должны управляться 710, чтобы упрощать рабочее промышленное приложение. Из списка элементов оборудования выбирается первый элемент оборудования, и система выполняет запрос в библиотеку 725 шаблонов настраиваемых активов, чтобы выбирать один или более шаблонов настраиваемых активов 720. Система создает экземпляр шаблона настраиваемого агента для интеллектуального актива (или группы интеллектуальных активов) 730. После создания экземпляра, данные настраиваемых агентов, включающие в себя рабочие характеристики, данные целей и ограничений, вводятся в действие и разрабатываются из соответствующих источников данных или баз данных 740. Один элемент данных настраиваемых агентов заключает в себе управляющую информацию “родитель/потомок” интеллектуальных активов, а также информацию взаимосоединяемости интеллектуальных активов. Эта информация используется для того, чтобы разрабатывать управляющие взаимосвязи “родитель/потомок” интеллектуальных активов по мере того, как разрабатывается приложение для управления иерархическими активами 750. Приложение для управления иерархическими активами проходит проверку достоверности 760 и, если подтверждается, используется для того, чтобы разрабатывать соответствующие требования к управляющим аппаратным средствам согласно реализации. Интегрированная система управления интеллектуальными активами может быть разработана в качестве приложения для управления иерархическими активами; любые элементы соответствующих управляющих аппаратных средств интегрируются с элементами базового промышленного оборудования 770. В завершение, соответствующие управляющие аппаратные средства и элементы оборудования интегрируются таким образом, чтобы формировать интегрированную систему управления интеллектуальными активами, с тем чтобы разрабатывать иерархическую систему управления производственным процессом под ключ 780 (например, как проиллюстрировано на фиг. 5B).

[0079] Фиг. 8A является блок-схемой последовательности операций способа, подробнее иллюстрирующей аспекты определения и верификации элементов оборудования в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия. Эта логическая последовательность операций представляет различные процессы, которые соответствуют перечислению элементов оборудования и характеристических параметров, которые описывают это оборудование 710. Получается список оборудования 800, который может соответствовать всей или части промышленной системы, которая должна преобразовываться в виртуальную промышленную систему. Получение этого списка оборудования может быть ручным или автоматическим по характеру и необязательно должно представлять собой перечень оборудования для полной системы. После получения, элемент оборудования в списке выбирается 802. В зависимости от конкретной реализации, может быть предусмотрено несколько способов, посредством которых можно выбирать этот первый элемент оборудования. Он может выбираться на основе критичности, размера, известных ассоциированных дочерних активов либо любой другой характеристики или любой комбинации. Любое оборудование может выбираться при условии, что оно представляет собой часть системы, которая должна анализироваться. Когда элемент оборудования анализируется на предмет собственных характеристик, любое оборудование, определенное в качестве "дочернего элемента" для этого оборудования, также захватывается в характеризации 804. Следует принимать во внимание, что одно "родительское" оборудование может иметь несколько взаимосвязей с "дочерним" оборудованием, и участники раскрытия предоставляют обратное. Система должна выполнять запрос на предмет каждого элемента оборудования, который идентифицирован 806, и если нет, каждый элемент оборудования из всего списка идентифицируется 808 и анализируется. Верификация того, что каждый элемент оборудования обработан 810, должна выполняться после того, как последний элемент оборудования в списке оборудования обработан.

[0080] Определение оборудования может создаваться посредством автоматизированных или направляемых пользователем способов либо посредством доступа в библиотеке оборудования, либо посредством некоторой комбинации означенного. После ввода, система может выполнять запрос относительно каждого логического местоположения для указанного элемента оборудования и принимать информацию, описывающую различные характеристики устройства. Автоматизированные способы могут включать в себя функциональность "поискового робота", в которой с учетом последовательности логических адресов, непосредственно система может выполнять запрос относительно каждого логического местоположения для указанного элемента оборудования и принимать информацию, описывающую различные характеристики этого элемента оборудования.

[0081] После того, как список комплектного оборудования определен, обрабатывается соответствие оборудования, в котором каждый фрагмент физического оборудования увязывается с одним или более шаблонов настраиваемых активов 720. Пример шаблона настраиваемых активов и соответствующих элементов 840 данных проиллюстрирован на фиг. 8C. Чтобы помогать в увязке каждого фрагмента физического оборудования, к библиотеке 725 шаблонов настраиваемых активов осуществляется доступ для каждого элемента оборудования. Если определено то, что одна или более характеристик физического оборудования совпадают с характеристиками виртуального шаблона настраиваемых активов, формируется соответствие.

[0082] Следует принимать во внимание то, что соответствие физического оборудования с шаблоном настраиваемых активов не должна обязательно представлять собой взаимосвязь "один-к-одному". Взаимосвязь "многие-к-одному" может существовать как частично определенная посредством относительной сложности характеристик, ассоциированных с физическим оборудованием. Следует принимать во внимание, что настраиваемый агент может создаваться для каждого интеллектуального актива, группы интеллектуальных активов, организованных в качестве набора интеллектуальных активов, группы наборов интеллектуальных активов, организованных в качестве модуля интеллектуальных активов, либо интеллектуальный актив может состоять из одного или более элементов оборудования. Дополнительно, принципы этого раскрытия предполагают то, что более одного шаблона настраиваемых активов могут использоваться для того, чтобы описывать одни элементы оборудования, или более одного настраиваемого агента могут использоваться для того, чтобы описывать один интеллектуальный актив или один набор интеллектуальных активов, или другую группировку интеллектуальных активов.

[0083] Когда соответствие завершается для каждого фрагмента физического оборудования, структура данных настраиваемых активов создается для каждого элемента оборудования 730. Существует несколько возможных взаимосвязей между шаблонами настраиваемого агента и элементами оборудования. Они включают в себя взаимосвязь "один-к-одному" между элементом оборудования и шаблоном настраиваемых активов, а также взаимосвязь "многие-к-одному" между элементом оборудования и шаблоном настраиваемых активов. Следует принимать во внимание, что каждый элемент оборудования преобразуется в виртуальный интеллектуальный актив, который представляет каждый экземпляр физического оборудования.

[0084] Чтобы разрабатывать точную виртуальную модель элементов оборудования для присоединения к приложению для управления иерархическими активами, несколько характеристик разработаны и заполнены в структуру данных настраиваемых агентов для каждого элемента оборудования 740. Объемы данных и типы, содержащиеся в структуре данных настраиваемых агентов, могут включать в себя идентификационные данные активов, данные промышленного приложения активов, данные физического моделирования, включающие в себя, но не только, ограничения по доступности, платформе и безопасности, а также аппаратные и системные характеристики, чтобы подробно описывать элемент оборудования.

[0085] Этот процесс продолжается для всего элемента оборудования в промышленном приложении до тех пор, пока предложенная иерархическая компоновка управляющих взаимосвязей родительских и дочерних активов не будет разработана 750. Это соответствие дополнительно разрабатывает виртуальные структуры данных настраиваемых агентов каждого элемента оборудования, чтобы формировать полную виртуальную иерархию характеризованных активов, представляющих элемент физического оборудования, ассоциированный с промышленной системой.

[0086] Эта полная виртуальная иерархия характеризованных активов может либо подвергаться проверке достоверности 760, либо моделироваться, чтобы подтверждать что виртуальное представление приложения для управления иерархическими активами работает ожидаемым способом. Это полное приложение для управления иерархическими активами затем может предоставляться в систему для работы соответствующей физической промышленной системы.

[0087] Фиг. 8B является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей определение шаблона настраиваемых активов и идентификация настраиваемого шаблона данных в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия. Эта логическая последовательность операций представляет различные процессы, которые соответствуют выбору одного или более шаблонов настраиваемых активов 720, созданию экземпляров настраиваемых агентов 730 и разработке и заполнению настраиваемого агента 740, проиллюстрированного на фиг. 7. Для каждого верифицированного элемента оборудования, который обработан, соответствующий экземпляр настраиваемого агента задается 820 на основе списка оборудования и доступных записей в библиотеке 822 настраиваемых активов. Как только экземпляр настраиваемого агента задается для данного интеллектуального актива 820, экземпляры интеллектуальных активов задаются для любых известных дочерних интеллектуальных активов 824 только что заданного родительского актива 820.

[0088] Следует принимать во внимание, что могут быть предусмотрены шаблоны настраиваемых активов в библиотеке 822 настраиваемых активов, которые не являются полными частично или вообще не представлены. Это раскрытие предполагает эти возможности и предоставляет возможность последующей характеризации интеллектуальных активов, чтобы обновлять библиотеку 822 настраиваемых активов. Таким образом, библиотека 822 настраиваемых активов должна улучшаться во времени с каждым последующим использованием системы. Это раскрытие также предполагает использование "общих" шаблонов настраиваемых активов, которые могут быть доступны из таких организаций, как ASME или IEEE. Такие шаблоны настраиваемых активов могут не содержать некоторую информацию, полезную для процесса, описанного в данном документе, тем не менее, могут быть полезными в описании некоторых базовых характеристик элементов оборудования (например, насоса охладителя и т.д.).

[0089] Для каждого экземпляра интеллектуального актива, если определено то, что одна или более характеристик физического оборудования совпадают с характеристиками шаблона настраиваемых активов, формируется соответствие. Следует принимать во внимание то, что соответствие интеллектуального актива с шаблоном настраиваемых активов не должно обязательно представлять собой взаимосвязь "один-к-одному", взаимосвязь "многие-к-одному" может существовать как частично определенная посредством относительной сложности характеристик, ассоциированных с элементом оборудования. Когда соответствие завершается для каждого интеллектуального актива, структура данных настраиваемых агентов создается для каждого интеллектуального актива 826. Существует взаимосвязь "один-к-одному" между элементом оборудования и интеллектуальным активом. Каждый интеллектуальный актив может служить в качестве виртуального представления элемента оборудования в конструкции разработанного приложения для управления иерархическими активами.

[0090] Чтобы разрабатывать точную виртуальную модель элемента оборудования, несколько характеристик могут быть разработаны и заполнены в структуру данных настраиваемых агентов для каждого физического актива. Чтобы помогать в определении функциональных характеристик конкретного интеллектуального актива, для конкретного промышленного приложения, характеристики, такие как ограничения, задаются для каждого интеллектуального актива 828. Эти ограничения могут включать в себя, но не только, ограничения по окружающей среде, надежности и безопасности, заданные для каждого актива. Следует принимать во внимание, что хотя могут быть предусмотрены общие элементы оборудования, то, как этот элемент оборудования используется для конкретного промышленного приложения, может существенно затрагивать характер одного или более рабочих ограничений в качестве рабочих характеристик интеллектуального актива. В качестве одного из множества примеров, насос, который должен работать непрерывно, чтобы перемещать питьевую воду между местоположениями, может иметь существенно меньший срок службы, чем идентичный насос, работающий только два раза в день, чтобы перемещать кремовый зефир между сосудами вследствие периодичного характера операции. В таком случае, факторы надежности, безопасности и окружающей среды для идентичных элементов оборудования (например, насоса) могут варьироваться практически для любого числа промышленных приложений. Каждое из этих рабочих ограничений задается 828 для интеллектуального актива и включается в настраиваемый агент на основе интеллектуального актива (или, в некоторых случаях, для группировки интеллектуальных активов) 830. Каждое виртуальное представление актива может обладать различными характеристическими данными, которые должны частично определять то, как конкретное промышленное приложение должно взаимодействовать с поддерживаемым оборудованием. Следует принимать во внимание, что матрица данных ограничений может быть включена в каждый актив. В различных вариантах осуществления интеллектуальных/настраиваемых активов, наборы, поднаборы и, в некоторых случаях, ограничение могут иметь нулевое значение или значение, которое должно определяться после того, как интегрированная система управления интеллектуальными активами является рабочей. Хотя рабочие ограничения, к примеру, ограничения по безопасности, надежности, окружающей среде и кибербезопасности, пояснены в данном документе, следует принимать во внимание, что могут реализовываться огромное количество типов ограничений и базовых данных.

[0091] Управляющие взаимосвязи “родитель/потомок” создаются 831, чтобы разрабатывать иерархию интеллектуальных активов и аспекты соответствующих видов управления, которые являются возможными для интегрированной системы управления интеллектуальными активами. После того, как все характеристики задаются для актива, в том числе все заданные данные ограничений 828, структура данных настраиваемых активов заполняется для актива 832 и сохраняется в базе 834 данных настраиваемых активов для многократного использования по мере необходимости. Примеры этого многократного использования могут представлять собой последующий ввод в действие актива или последовательность активов для аналогичного промышленного приложения. Дополнительно, следует принимать во внимание, что при повторном использовании точность структур данных настраиваемых активов для того, чтобы характеризовать активы в различных промышленных приложениях, может повышаться, за счет этого содействуя одной из установленных целей промышленного проектирования, чтобы делать систему хорошо характеризуемой и повторяющейся. Этот процесс повторяется для всех интеллектуальных активов в промышленной системе 836. После того, как каждый интеллектуальный актив задается после создания экземпляра/ввода в действие в качестве настраиваемого агента, список 838 интеллектуальных активов полной системы должен быть доступен для последующей обработки.

[0092] Фиг. 8C является иллюстрацией шаблона настраиваемых активов и примеров структуры 840 данных, которая может содержаться в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия. Чтобы разрабатывать точную виртуальную модель физического актива, несколько характеристик разработаны и заполнены в структуру данных настраиваемых агентов для каждого элемента оборудования 740. Объемы данных и типы, содержащиеся в структуре данных настраиваемых агентов, являются различными, но могут включать в себя идентификационные данные активов, данные промышленного приложения активов, данные физического моделирования, включающие в себя, но не только, ограничения по доступности, платформе и безопасности, а также аппаратные и системные характеристики, с тем чтобы подробно описывать физический актив. Следует принимать во внимание, что типы и объем данных различаются на основе конкретного промышленного приложения и соответствующего поддерживаемого оборудования.

[0093] Фиг. 8D является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей проверку достоверности и моделирование приложения для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия. В зависимости от конкретной реализации системы, любой из этих этапов может опускаться или становиться необязательным. Когда список интеллектуальных активов полной системы доступен 842 и обработан от элемента оборудования до структуры данных настраиваемых активов, необязательная проверка достоверности и/или необязательное моделирование могут выполняться до того, как предложенное решение приспосабливается в физической промышленной системе. Когда управляющие взаимосвязи “родитель/потомок” увязаны для каждого интеллектуального актива, возникает проверка достоверности, чтобы верифицировать то, что каждый тракт связи и управления существует и является применимым 844. Если определено то, что проблемы, связанные с этими трактами связи между родительскими/дочерними субъектами, существуют 846, исправление предпринимается 848 и продолжается до решения 852. Исправление может включать в себя, но не только, изменение списка оборудования, списка интеллектуальных активов и/или структуры данных настраиваемых агентов. Может быть преимущественным, что эта проверка достоверности возникает до того, как возникает фактическое аппаратное управление в промышленном приложении, чтобы предотвращать вероятность очень серьезных результатов. После того, как взаимосвязь родительских/дочерних активов проходит проверку достоверности, приложение для управления иерархическими активами существует.

[0094] Тем не менее, до приложения или создания экземпляра для аппаратной системы, моделирование полного прошедшего проверку достоверности приложения для управления иерархическими активами 850, хотя и необязательное 862, может быть полезным, чтобы определять то, существует или может возникать либо нет какое-либо условие, которое демонстрирует неожиданные или нежелательные результаты в аппаратной промышленной системе. Аналогично проверке достоверности 844, все приложение для управления иерархическими активами моделируется 850. Если определено то, что существуют 854 какие-либо проблемы, связанные с моделированной операцией приложения для управления иерархическими активами, исправление может предприниматься 856 и может продолжаться до разрешения 858.

[0095] После завершения, прошедшее проверку достоверности и моделированное приложение для управления иерархическими активами существует и может использоваться 860, чтобы разрабатывать соответствующие требования к управляющим аппаратным средствам. Соответствующие управляющие аппаратные средства приложения для управления иерархическими активами затем могут использоваться для того, чтобы интегрировать управляющие аппаратные средства/программное обеспечение с элементами базового оборудования, чтобы в конечном счете создавать интегрированную систему управления интеллектуальными активами (например, как проиллюстрировано на фиг. 5B). В некоторых реализациях, интегрированная система управления интеллектуальными активами или соответствующие управляющие аппаратные средства приложения для управления иерархическими активами могут быть проверены с использованием инструментального средства моделирования перед фактической аппаратной интеграцией и/или выполнения в среде выполнения по мере того, как рабочее промышленное приложение возникает.

[0096] Фиг. 8E является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей создание аппаратного экземпляра приложения для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия. После того, как прошедшее проверку достоверности и моделированное приложение для управления иерархическими активами существует и извлекается посредством системы 870, запрос может быть выполнен автоматически из самой системы или ввода от пользователя, чтобы запрашивать резервные мощности запрещенных хост-ресурсов 872. После завершения, список требуемых аппаратных платформ может генерироваться 874, и требования по платформе для всех интеллектуальных активов могут сохраняться в базе данных настраиваемых агентов. Тип аппаратной платформы выбирается 875, и назначение настраиваемых агентов, требующих аппаратную платформу, для целевой машины продолжается 876. Каждый настраиваемый агент может включать в себя начало списка с одним экземпляром целевой машины для каждого требуемого типа аппаратной платформы, выбор одного типа аппаратной платформы, выбор настраиваемого агента для того типа аппаратной платформы, сбор требований к доступности и ресурсам для промышленного приложения настраиваемых агентов, идентификацию числа целей, требуемых для приложения, добавление еще одной целевой аппаратной платформы по мере необходимости, попытку устанавливать приложение на требуемом числе целевых машин, сверку характеристик приложения с оставшимися доступными мощностями целевой аппаратной платформы.

[0097] Варианты осуществления этого раскрытия предполагают балансировку доступных ресурсов, которые могут заключать в себе рассмотрение того, используется или нет более одного аппаратного типа, и того, удовлетворяет или нет приложение требованию по резервным мощностям, чтобы определять соответствующий альтернативный ресурс. Если ресурс превышает мощности, система может удалять ресурсы из цели, а в противном случае генерировать новые целевые машины и вычитать ресурсы из ранее обозначенных целевых машин. Этот процесс может продолжаться до тех пор, пока все настраиваемые агенты не будут обработаны на конкретной платформе 880 и для всех агентов 882. После того, как все настраиваемые активы обрабатываются 882, и различные характеристики развертывания создания аппаратного экземпляра прошедшей проверку достоверности системы/приложения иерархических промышленных активов определены, сводный отчет генерируется 886, который сравнивает варианты с системным проектировщиком и задает предпочтительную конфигурацию. В этот момент, система или пользователь системы может выбирать и регулировать различные параметрические варианты 886, чтобы регулировать существующую конфигурацию заданных запрещенных хост-ресурсов 874. Эти регулирования могут влиять на работу промышленной системы, и любые из них могут регулироваться, чтобы обеспечивать попеременную работу системы.

[0098] Один пример такого условия заключается в том, чтобы регулировать систему до требуемого оптимального состояния, чтобы максимизировать по конкретной характеристике, такой как прибыль, среда выполнения или безопасность. Множество таких регулирований являются возможными и предполагаются в различных вариантах осуществления в пределах этого раскрытия. После того, как различные регулирования осуществляются, при необходимости, окончательный аппаратный проект отправляется в репозиторий, к примеру, в базу 888 данных определений системы для использования в дальнейшем.

[0099] Следует принимать во внимание, что экземпляр системы, описанной на фиг. 8E, может создаваться с использованием нескольких конфигураций вычислительных ресурсов. Примеры могут включать в себя ресурсы, описанные на фиг. 28. Принципы раскрытия предполагают распределение любых вычислительных ресурсов, чтобы достигать выгоды распределенных точек сбоев, сокращенных затрат инфраструктуры, модульности, портативности или другой выгоды, конкретной для конкретного промышленного приложения.

3. Примерная обработка

[0100] Фиг. 9A является схемой, иллюстрирующей примеры организации оборудования ячеек производственного процесса в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия. Проиллюстрирована примерная ячейка, которая содержит три реакторных блока 900. В зависимости от реализации системы, приложение для управления иерархическими активами может разрабатываться для одного блока и реплицироваться надлежащим образом для конкретной ячейки и выполняться независимо и/или координированно. Реакторный блок A 904, реакторный блок B 905 и реакторный блок C 906 соединены с резервуаром 901 для охлажденной воды, который совместно используется для всех реакторных блоков, предоставляемых посредством насоса 902 в ячейке 900 технологического процесса. Индикатор 903TI температуры и индикатор 903FI расхода предоставляют измерение температуры и потока эффлюента, выходящего из завода. Позиционер 903FV клапана управляет потоком охлаждающей воды, которая идет непосредственно в эффлюент, чтобы уменьшать температуру эффлюента.

[00101] Следует принимать во внимание, что фиг. 9A является одним представлением оборудования, которое может управляться посредством интегрированной системы управления интеллектуальными активами, которая может находиться на уровне активов в виде модулей/гибких производственных ячеек, а фиг. 9B может находиться на уровне интеллектуальных активов, как описано на фиг. 5B. Полный реакторный блок 905 по фиг. 9B может соответствовать реакторному блоку A 904 на фиг. 9A. Один или оба из них могут представлять собой структуры интегрированной системы управления интеллектуальными активами в зависимости от конкретного промышленного приложения. Разработка приложения для управления иерархическими активами предполагается для различных иерархических уровней всей структуры.

[00102] Фиг. 9B является схемой, иллюстрирующей примеры производственного процесса в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[00103] Проиллюстрирован полный реакторный блок 905, который включает в себя корпус 910 реактора и определенное число датчиков и позиционеров клапана. Индикатор 910PI давления, индикатор 910TI температуры и индикатор 910LI уровня предоставляют измерения в корпусе реактора. Охлаждающая рубашка 911 реактора с ассоциированным клапаном 911FV регулирования расхода управляет расходом охлаждающей воды в охлаждающую рубашку 911 реактора. Позиционер 915FV клапана управляет потоком теплой воды из охлаждающей рубашки 911 реактора в эффлюент завода и отслеживается посредством датчика 915FI индикатора расхода и индикатора 915TI температуры, чтобы предоставлять измерение температуры и потока эффлюента, выходящего из реакторного блока 910.

[00104] Мешалка 912 реактора размешивает реагенты, чтобы обеспечивать необратимую реакцию. "Продукт C" имеет ассоциированные насос 913 и клапан 913FV регулирования расхода. Аварийный охлаждающий сборник 914 продуктов реакции и ассоциированный клапан 914FV регулирования расхода доступны для того, чтобы прекращать реакцию, и должны обеспечивать затвердевание реагентов и делать корпус 910 реактора непригодным.

[00105] Теплообменник 920, который управляет температурой охлаждающей воды, накачанной в рубашку 911 реактора, ассоциирован с последовательностью датчиков и позиционеров клапана. Индикатор 920TI температуры, индикатор 920FI расхода и позиционер 921FV клапана измеряют и поддерживают охлажденную воду в теплообменнике 920. Насос 940 для подачи пресной воды накачивает пресную воду в теплообменник. Именно пресная вода накачивается в рубашку 911 реактора, чтобы удалять тепло из корпуса 910 реактора. Позиционер клапана, ассоциированный с этим насосом 940FV для подачи пресной воды, управляет расходом охлаждающей воды, входящей в теплообменник 920.

[00106] Насос для подачи "реагента A" 950 накачивает материал реагента в корпус 910 реактора. С насосом связаны датчик 950FI расхода и позиционер клапана 950FV. Аналогичная структура существует для "реагента B", в которой насос 960 накачивает реагент в корпус 910 реактора. С насосом связаны датчик расхода 960FI и позиционер 960FV клапана.

[00107] Контрольный клапан 970 сброса давления открывается для вентиляции, когда давление в корпусе 910 реактора превышает предел. Он вентилируется в дымовую трубу, которая является открытой во внешнюю среду.

[00108] В настоящем примере, подача через охладитель и резервуар 980 используется для того, чтобы охлаждать воду для бытовых целей до требуемой температуры и накачивать 985 в охлаждающую рубашку 911 реактора. Дополнительно, в аномально высоком температурном режиме, она может накачиваться непосредственно в охлаждающую рубашку 911 реактора, чтобы быстро замедлять или прекращать реакцию при сохранении корпуса реактора. Эта охлажденная вода также может добавляться непосредственно в эффлюент, чтобы уменьшать выбросы в BTU, выпускаемые в окружающую среду.

[00109] Фиг. 10 является схемой, иллюстрирующей аспекты примера начальной обработки элементов базового оборудования, чтобы начинать разработку приложения для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия. В проиллюстрированной промышленной системе экзотермического реактора 1000, список оборудования определяется и получен 1040, чтобы описывать элементы оборудования и их соответствующие параметры, который содержит реакторную промышленную систему 1000. Этот список должен состоять из различных элементов оборудования, проиллюстрированных и описанных на фиг. 9. Первый элемент оборудования выбирается 1050, чтобы начинать обработку списка оборудования. В настоящем примере, экзотермический реактор 910 выбирается. Как отмечено выше, любой элемент оборудования может выбираться, чтобы начинать процесс. Экзотермический реактор 910 выбран в этом случае, поскольку он представляет собой фундаментальный элемент оборудования в системе и, как известно, имеет различные взаимосвязи “родитель/потомок” с группировками активов, такими как клапан 913FV регулирования расхода и любое ассоциированное оборудование для "продукта C" 1010, группировка 1020 активов теплообменника, клапан 960FV регулирования расхода, ассоциированный с группировкой 1030 активов "реагента B". Каждый дочерний элемент экзотермического реактора 910 ставится в очередь для обработки и помечается в качестве потенциального управляющего элемента родительских/дочерних субъектов для последующей обработки. Например, в список потенциального дочернего управляющего оборудования добавляется элемент, соединенный с родительским активом, -экзотермический реактор 910. Каждый элемент оборудования обрабатывается в списке до тех пор, пока все элементы оборудования не будут обработаны 1060. В настоящем примере, теплообменник 920 может обрабатываться, и все дочерние элементы относительно теплообменника 920 могут идентифицироваться, к примеру, насос 940 для подачи пресной воды и клапаны 940FV и 921FV регулирования расхода. Аналогично начальному родительскому активу, отсутствует конкретный порядок касательно того, как должен обрабатываться каждый актив оборудования при условии, что все оборудование обрабатывается.

[00110] Фиг. 11 является схемой, иллюстрирующей различные аспекты примера разработки иерархии настраиваемых агентов для приложения для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[00111] Со всем оборудованием, заданным в реакторной промышленной системе 1100, система теперь задает экземпляр актива на основе списка оборудования 820 и создает настраиваемые агенты для каждого интеллектуального актива. Аналогично обработке списка оборудования, система может выбирать любую точку в качестве процесса. В настоящем примере, экзотермический реактор 910 выбирается, и в качестве актива экземпляр задается 820 на основе характеристик, заданных в списке оборудования. Чтобы помогать в определении шаблонов настраиваемых активов, может использоваться библиотека 822 настраиваемых активов, которая содержит различные шаблоны настраиваемых активов, чтобы начинать характеризовать интеллектуальный актив. Примерный шаблон настраиваемых активов показан на фиг. 8C. Следует принимать во внимание, что имеется высокая степень гибкости касательно объема и типа данных, которые могут заполняться в такие шаблоны настраиваемых активов. Данные интеллектуальных активов/настраиваемых агентов для заполнения могут извлекаться из рабочих статистических данных использования/рабочих характеристик, они могут предоставляться посредством производителя компонента, они могут извлекаться в качестве общих компонентных моделей (например, типичный теплообменник имеет кривую надежности, и т.д. ).

[00112] После того, как элемент оборудования увязывается с шаблоном настраиваемых активов и задается, компоненты шаблонов настраиваемых активов выбираются 824, и структура данных настраиваемых агентов создается для каждого интеллектуального актива 1110 в подготовке к тому, чтобы заполнять другие характерные данные. В настоящем примере, шаблон настраиваемых активов, соответствующий экзотермическому реактору, создается и заполняется доступной информацией, которая может включать в себя, но не только, название, категорию, модель, порядковый номер экзотермического реактора и тип приложения, в котором используется экзотермический реактор. Эти данные становятся доступными при начальной обработке списка оборудования и заполняются в структуру данных настраиваемых активов при выборе и создании структуры данных настраиваемых активов, в частности, для экзотермического реактора 910.

[00113] Когда интеллектуальный актив и промышленное приложение идентифицированы, задается характеристика ограничений актива 828, в этом примере экзотермического реактора 910. Хотя могут существовать различные ограничения, в конкретном примере, предполагаются ограничения по безопасности, окружающей среде и надежности. Примерное ограничение по безопасности может заключаться в том, что экзотермический реактор может работать только до абсолютного максимума 500 мПа, как указано посредством манометра 910PI. Нарушение этого ограничения может приводить к катастрофическому сбою экзотермического реактора 910 и представлять существенную угрозу безопасности. Пример ограничения по окружающей среде может заключать в себе температуру воды в рубашке 911 экзотермического реактора вследствие экзотермической реакции в реакторе. Например, теплая вода из рубашки может вытесняться в локальный водопровод только при температуре 100 Фаренгейтов, как указано посредством термометра 910TI. Невозможность соблюдать это ограничение в виде рабочего риска может приводить к регулирующим штрафам и вреду для локальной окружающей среды. В завершение, пример ограничения по надежности может быть разработан таким образом, что экзотермический реактор 910 имеет максимум срока службы в 100000 часов для поддержки непрерывной обработки материалов. Превышение этого ограничения может приводить к уменьшенной эффективности экзотермического реактора 910 и/или риску сбоя в работе элементов реактора, причем и то, и другое оказывает влияние на управление, управление и оптимизацию интегрированной системы управления интеллектуальными активами и процесс, ассоциированный с интегрированной системой управления интеллектуальными активами. Каждое из этих и любых других ограничений заполняется в структуру данных настраиваемых активов 832 для данного элемента оборудования, в этом примере, для экзотермического реактора 910. Эта, теперь полная, структура данных настраиваемых агентов экзотермического реактора может сохраняться в базу 834 данных настраиваемых активов. Этот процесс создания структур данных настраиваемых агентов повторяется для всего оборудования, к примеру, группировка оборудования насоса 913 для подачи "продукта C" и клапана 913FV, группировка 1020 оборудования теплообменника и группировка 1030 оборудования "реагента B".

[00114] После того, как все ограничения вычислены, и основа интеллектуального актива, любая оптимизация для любой переменной, заданной посредством системы или пользователем системы, такой как производственная прибыль в реальном времени, извлекается, и создание оптимизации для каждого актива 1120 выполняется и сохраняется в настраиваемом агенте для каждого интеллектуального актива. Этот процесс продолжается до тех пор, пока структуры данных настраиваемых активов не будут созданы для каждого элемента физического оборудования, и список активов полной системы/приложения существует 838 для реакторной промышленной системы 1100, и каждый интеллектуальный актив имеет заполненный соответствующий настраиваемый актив с относительными ограничениями, целями и решением по оптимизации 1130.

[00115] Фиг. 12 является схемой, иллюстрирующей различные аспекты примера моделирования и проверки достоверности для приложения для управления иерархическими активами и соответствующих управляющих аппаратных средств в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[00116] Эта проверка достоверности может включать в себя проверку достоверности как самих интеллектуальных активов, так и иерархии, сформированной посредством композиции интеллектуальных активов. Поскольку список интеллектуальных активов полной системы/приложения существует 842 для реакторной промышленной системы 1200, каждый тракт связи и управления родительских/дочерних активов проходит проверку достоверности 844. Существуют различные способы для того, чтобы проверять достоверность таких трактов, в том числе, но не только, связь внутри актива, к примеру, пакет данных "проверки досягаемости" или другие более формальные протокольные процедуры установления связи, такие как, но не только, TCP/IP-адресация. Проверка достоверности примерной промышленной системы может включать в себя использование списка активов, чтобы начинать проверку достоверности и определение того, что каждый родительский субъект может обмениваться данными с каждым дочерним субъектом. В настоящем примере, теплообменник 920, который управляет температурой охлаждающей воды, накачанной в рубашку 911 реактора, должен проверять достоверность своих дочерних активов, включающих в себя индикатор 920TI температуры, чтобы предоставлять измерение температуры охлаждающей воды, индикатор 920FI расхода, который предоставляет измерение расхода охлаждающей воды, позиционер 920FV клапана управляет потоком охлаждающей воды, и позиционер 921FV клапана управляет расходом охлажденной воды в теплообменник. Этот процесс продолжается до тех пор, пока весь список интеллектуальных активов не будет оценен, проверен на достоверность в качестве как отдельного интеллектуального актива, так и связи в пределах иерархии управления, сформированной посредством совокупности активов в качестве приложения для управления иерархическими активами. Запрос выполняется посредством системы с тем, чтобы определять то, существуют либо нет проблемы или аномалии при проверке достоверности родительских/дочерних элементов 846. Если проблемы существуют, они исправляются 848, и как только исправление завершается 852 или если проблемы не существуют, процесс переходит к этапу моделирования полной прошедшей проверку достоверности иерархической промышленной системы/приложения.

[00117] С учетом примера полной прошедшей проверку достоверности иерархической структуры промышленных активов для реакторной промышленной системы 1200, до ввода в действие системы управления, моделирование приложения 1220 для управления иерархическими активами может выполняться, чтобы дополнительно подтверждать то, что предложенное промышленное решение должно иметь ожидаемое поведение при создании экземпляра в аппаратных средствах. Если моделирование управляющего приложения иерархических приложений выполняется 1230, и определяется то, что существует проблема, проблема может представляться для исправления. Например, насос 985, отвечающий за предоставление охлажденной воды из охладителя и резервуара 980, формирующего актив 1210 охладителя, не имеет соответствующего типа для таких характеристик, как расход, физический размер или любой другой параметр, определенный посредством системы или пользователем системы, проблема может исправляться 856 до развертывания аппаратной системы.

[00118] Такое исправление может включать в себя, но не только, регулирование шаблона актива для конкретного актива, регулирование структуры данных настраиваемых активов, чтобы приспосабливать для других факторов, или замену конкретного оборудования, в этом случае насоса 985, на элемент оборудования, более подходящий для промышленного приложения. После того, как эта замена завершена, весь процесс определения списка оборудования 710, выбора одного или более шаблонов актива 720, создания структуры данных настраиваемых агентов 730, разработки настраиваемого агента 740 и проверки достоверности и моделирования полной системы должен повторяться, чтобы полностью проверять достоверность всей интегрированной системы управления интеллектуальными активами.

[00119] После того, как полностью прошедшее проверку достоверности приложение для управления иерархическими активами доступно, аппаратный экземпляр поддерживающей системы управления может создаваться 1240, развертываться и интегрироваться с элементами базового оборудования в сочетании с любыми управляющими аппаратными средствами, требуемыми для того, чтобы преобразовывать иерархическое управляющее приложение приложения, как описано на фиг. 8E, в интегрированную систему управления интеллектуальными активами, например, как проиллюстрировано на фиг. 5B.

[00120] Расширенные аспекты управления приложения для управления иерархическими активами фактически сегментируются на две общих категории управления в реальном времени. Первое представляет собой предоставление управления в реальном времени для целей основы бизнеса, который может включать в себя, но не только, рентабельность, операционную рентабельность, эффективность эксплуатации и надежность активов. Второй представляет собой предоставление управления в реальном времени для динамических ограничений на цели, таких как, но не только, риск для безопасности, риск для окружающей среды и правила безопасности. Схема, проиллюстрированная на фиг. 13, отображает пример базовой функциональность оптимизации модели системы для целей и динамических ограничений приложения для управления иерархическими активами. Каждый прямоугольник на схеме представляет один аспект общей системы управления. "Управление технологическими процессами для повышения эффективности эксплуатации" заключает в себе управление технологическими процессами, ассоциированное с целевым активом. Далее отдельно описывается каждая из других функций в отношении фиг. 13 и 3B в нижеприведенном описании.

Компоненты систем управления

[00121] Расширенные аспекты управления приложения для управления иерархическими активами могут сегментироваться на две общих категории управления в реальном времени. Например, предоставление управления в реальном времени для базовых целей бизнес-целей, таких как рентабельность, операционная рентабельность, эффективность эксплуатации и надежность активов, может представлять собой одну категорию. Вторая категория может представлять собой предоставление управления в реальном времени для динамических ограничений на цели, таких как риск для безопасности, риск для окружающей среды и правила безопасности. Схема, проиллюстрированная на фиг. 13, иллюстрирует пример модели системы управления для целей и динамических ограничений системы. Каждый блок на схеме представляет один аспект или компонент общей системы управления. Фиг. 3B иллюстрирует примерные компоненты настраиваемого агента 325 в CPS, ассоциированной с интеллектуальным активом или набором интеллектуальных активов или другой группировкой интеллектуальных активов для предоставления управления в реальном времени базовых целей бизнеса и динамических ограничений целей (т.е. управление в реальном времени по рентабельности, надежности, технологической эффективности, риску для безопасности, риску для окружающей среды и правилам безопасности). В некоторых вариантах осуществления, настраиваемый агент 325 может включать в себя контроллер 330 рентабельности в реальном времени (RT), контроллер 335 технологической RT-эффективности, контроллер 355 RT-надежности, контроллер 345 RT-риска для окружающей среды и контроллер 350 RT-риска для безопасности. Следует отметить, что в некоторых вариантах осуществления, настраиваемый агент 325 может включать в себя большее или меньшее число контроллеров, за счет этого предоставляя управление для большего или меньшего числа областей. В некоторых вариантах осуществления, модуль-координатор 340 может быть включен в настраиваемый агент для координирования работы контроллеров согласно иерархии управления. В еще одних других вариантах осуществления, настраиваемый агент 325 может включать в себя другие модули, за исключением RT-контроллеров. Примеры таких модулей могут включать в себя, но не только: модуль 365 формирования статистических данных и механизм 370 анализа малых данных.

[00122] Ссылаясь на фиг. 3B, настраиваемый агент 325 может включать в себя другие модули, такие как модуль 365 формирования статистических данных и механизм 370 анализа малых данных в некоторых вариантах осуществления. Модуль 365 формирования статистических данных может генерировать статистические данные, ассоциированные с активом или набором активов. Такие статистические данные могут включать в себя измерения датчиков, контрольные значения, отклонения от контрольных значений, предпринимаемые корректирующие действия и/или т.п., и могут предоставлять снимок экрана состояния или работоспособности актива либо набора активов в момент времени. Статистические данные могут сообщаться в наборы активов верхнего уровня (например, для вычислений) и/или экспортироваться в другие системы, к примеру, в механизм 2205 анализа больших данных, описанный в отношении фиг. 22. Механизм 370 анализа малых данных может локально собирать и анализировать данные, ассоциированные с активом или набором активов, и сообщать результаты в механизм 2205 анализа больших данных по фиг. 22 непосредственно или через настраиваемый агент верхнего уровня.

[00123] Ссылаясь на фиг. 13, этап 1315 представляет функцию управления технологическими процессами в соответствии с автоматизированными системами для управления технологическими процессами, ассоциированными с целевым активом. Функция управления технологическими процессами может реализовываться посредством контроллера 335 технологической RT-эффективности, проиллюстрированного на фиг. 3B. Далее отдельно описывается каждая из других функций в нижеприведенном описании.

I. Управление рентабельностью в реальном времени для повышенной операционной рентабельности

[00124] В некоторых вариантах осуществления, функция управления рентабельностью в реальном времени может сегментироваться на два компонента, соответствующие этапам 1305 и 1300, как показано в модели, проиллюстрированной на фиг. 13. Эти функции управления на уровне интеллектуальных активов или наборов интеллектуальных активов, которые могут представляться посредством базы 1325 промышленных активов или другой структуры, заданной в данном документе, включающей в себя приложения для управления иерархическими активами или интегрированные системы управления интеллектуальными активами, могут реализовываться посредством контроллера 330 RT-рентабельности, в частности, контроллера 330a бизнес-рентабельности и контроллера 330b операционной рентабельности, проиллюстрированных на фиг. 3B. При использовании в данном документе, операционная рентабельность задается как рентабельность, созданная для бизнеса на основе решений, принимаемых в промышленной эксплуатации, в то время как бизнес-рентабельность задается в качестве рентабельности, созданной для бизнеса на основе решений, принимаемых выше промышленной эксплуатации. Функции операционной рентабельности направлены посредством функций бизнес-рентабельности.

[00125] Функция 1300 управления бизнес-рентабельностью представляет управляющие решения, которые заключают в себе бизнес-решения на уровне выше операций. Эти решения могут включать в себя такие вещи, как планирование производства на основе договорных обязательств. Например, обязательства по договору могут заключать в себе производство заданной величины продукта к заданной дате доставки. Договор, возможно, принят в момент времени, в котором выполнение обязательства в пределах нормальных производственных эксплуатаций не представило значительный риск. Если что-то должно происходить в операции, которая увеличивает риск, что договор не может удовлетворяться, решения, возможно, должны приниматься на этом уровне, чтобы управлять ответом. Например, если система определяет то, что надежность актива, требуемая для того, чтобы удовлетворять производственным планам, уменьшается с неожиданным темпом, и то, что интеллектуальному активу, возможно, требуется техобслуживание, решение на этом уровне, возможно, должно приниматься, чтобы определять то, состоит или нет оптимальное бизнес-решение в том, чтобы рисковать и продолжать работу до тех пор, пока не будут достигнуты намеченные показатели, или завершать работу для техобслуживания. Сегодня это управляющее решение типично принимается вручную (управление вручную) высококвалифицированными руководителями производства, но может приниматься автоматически (автоматическое управление), как только получены достаточные знания через опыт с новыми показателями производительности работы. Подходящая система автоматического управления может быть экспертной системой, которая эмулирует процессы принятия решений наилучших руководителей производства. Вывод функции 1300 управления бизнес-рентабельностью может каскадироваться в функцию управления рентабельностью в реальном времени операции 1305, и совместно эти виды управления могут давать представление (контрольные значения, автоматические/вручную и т.д.) в стратегии управления рентабельностью в реальном времени.

[00126] В некоторых вариантах осуществления, целесообразно рассматривать управление рентабельностью в реальном времени в качестве первичного контура стратегии каскадного регулирования, при этом вторичные контуры представляют собой контуры управления технологическими процессами, традиционно ассоциированные с повышенной эффективностью эксплуатации. С этой точки зрения, выводы контроллеров рентабельности в реальном времени должны представлять собой контрольные значения контроллеров, спроектированные с возможностью повышения эффективности эксплуатации. Каждое контрольное значение в системе управления технологическими процессами должна задаваться равной конкретному значению или в пределах диапазона значений для операции, чтобы максимизировать операционную рентабельность. Контроллеры рентабельности в реальном времени могут задавать эти контрольные значения соответствующим образом.

[00127] С точки зрения управления вручную, способ, которым выполняется управление рентабельностью в реальном времени, заключается в том, что оператор, отвечающий за задание контрольных значений контроллеров операции, просматривает показатели рентабельности в реальном времени для этой операции и модифицирует контрольные значения в пределах допустимых значений для каждого из них. Оператор затем проверяет показатели рентабельности в реальном времени, чтобы определять то, они увеличены, снижены или остаются неизменными. Если они увеличены, оператор должен продолжать изменять контрольные значения в направлении, которое вызывает увеличение. Если они снижены, оператор должен откатывать контрольные значения, чтобы реверсировать снижение, а если они не изменены, оператор может пробовать некоторые другие контрольные значения. Со временем операторы должны узнавать то, какие контрольные значения предоставляют наилучшую выгоду во время каждой фазы работы, и должны приоритезировать манипуляции с контрольными значениями соответствующим образом. Поскольку рентабельность в реальном времени процесса является динамической, операторы должны постоянно модифицировать контрольные значения, чтобы определять то, существуют или нет регулярные возможности для улучшений.

[00128] Автоматический контроллер прибыли в реальном времени может быть разработан посредством автоматизации подхода оператора через технологии на основе экспертных систем. Со временем и по мере приобретения опыта с управлением рентабельностью вручную соответствующие приоритеты контрольных значений, значения и направления изменения могут определяться для различных фаз операции. Контроллер экспертной системы может быть разработан с возможностью непосредственно и автоматически выполнять самые прибыльные модификации контрольных значений непрерывно и может реализовываться с использованием компонентов, проиллюстрированных на фиг. 28.

[00129] Альтернативно, интегральный контроллер может реализовываться для показателей рентабельности в реальном времени, ассоциированных с каждой частью операций. Контрольное значение в контроллер рентабельности в реальном времени может задаваться равной высокому диапазону на основе предшествующего опыта по рентабельности в реальном времени. Вывод интегрального контроллера может устанавливаться таким образом, что обуславливать инкрементный сигнал на основе отклонения от контрольного значения, что сигнал может присоединяться к каждому из контрольных значений контроллера процесса направленно компенсированным способом с возможностью суммировать или вычитать инкрементные значения из каждого контрольного значения управления технологическими процессами, чтобы обуславливать рентабельность в соответствующем направлении. Интегральное управление является подходящим выбором в этом случае, поскольку это не требует физически определенного периода собственного колебания контура управления, чтобы работать корректно. Некоторые контуры управления прибылью в реальном времени могут не ограничиваться постоянным периодом, поскольку они могут быть определенной человеческой транзакцией.

[00130] Следует понимать, что для целей нижеприведенных примеров, как проиллюстрировано посредством чертежей, признаки и функциональность достигаются и выполняются посредством рабочей интегрированной системы управления интеллектуальными активами, разработанной из приложений для управления иерархическими активами и соответствующих управляющих аппаратных средств, разработанных для элементов базового оборудования.

[00131] Измерение рентабельности в реальном времени спроектировано с возможностью определять влияние прибыли компонента в реальном времени из интеллектуального актива или набора интеллектуальных активов, или других группировок интеллектуального актива в промышленной эксплуатации за конечный период времени. В некоторых вариантах осуществления, это измерение может задаваться посредством уравнения нижеприведенного примера:

RT-рентабельность=Стоимость продукции - (Затраты на потребленную электроэнергию * Энергопотребление+Материальные затраты * Расход материалов) Δt

[00132] В этом отношении, стоимость продукции является текущей стоимостью произведенных продуктов, умноженной на количество продуктов, произведенных за временной промежуток, с учетом (Δt). Стоимость произведенных продуктов может устанавливаться рядом способов в зависимости от клиента. Например, стоимость произведенных продуктов может представлять собой трансферную цену, если клиент использует механизм трансфертного ценообразования. В качестве другого примера, стоимость может представлять собой текущую рыночную стоимость продуктов, когда они производятся, даже если они не могут фактически продаваться по этой стоимости. Именно от клиента зависит то, как эта переменная должна реализовываться, поскольку это представляет собой человеческое, а не научное решение. Затраты на потребленную электроэнергию являются эквивалентными стоимости по времени электроэнергии времен потребления количества потребления электроэнергии. Материальные затраты являются эквивалентными материальным затратам по времени времен потребления количества потребленного материала.

Определение ограничений риска для безопасности для активов в реальном времени

[00133] Фиг. 14A является блок-схемой, и фиг. 14B является логической блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей определение ограничения риска для безопасности, связанного с активами в приложении для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[00134] Риск для безопасности представляет собой измерение вероятности того, что актив может быть вовлечен в имманентный инцидент в сфере безопасности, умноженной на ожидаемую серьезность инцидента в сфере безопасности, которая основана на прошлом опыте, экстраполяции или на комбинации означенного. Заданное измерение риска для безопасности может быть практически идентичным измерению других ограничений, таких как измерение надежности.

[00135] Первичный аспект различения риска для безопасности представляет собой серьезность ассоциированных последствий. Сбои в сфере надежности могут выключать и повреждать оборудование, но ожидание серьезности повреждения ниже порогового значения обеспечения безопасности. Риск для безопасности подразумевает, что степень повреждения оборудования может быть более высокой, и что может возникать риск для людей и промышленных сооружений. Каждая промышленная эксплуатация может оценивать уровень последствия, необходимый для того, чтобы рассматривать риск как риск для безопасности по сравнению только с риском для надежности.

[00136] Полный RT-риск для безопасности для приложения для управления иерархическими активами может задаваться посредством максимума извлеченного риска для безопасности с точки зрения надежности, рабочего риска для безопасности и условного риска для безопасности. Максимальное значение риска для безопасности с точки зрения надежности, рабочего риска для безопасности и условного риска для безопасности выбирается, поскольку оно предоставляет способ для того, чтобы квалифицировать наиболее значимый риск из трех рисков, ассоциированных с рабочим процессом в данное время.

[00137] Модуль 1402 ввода риска для безопасности с точки зрения надежности определяет риск для безопасности с точки зрения надежности и является значением, определенным посредством взаимосвязи:

[00138] Риск для безопасности=MAX (p₁S(t)*E₁, p₂S(t)*E₂,..., p_nS(t)*E_n).

[00139] В этом отношении: pS_i(t) является вероятностью инцидента I в сфере безопасности, возникающего во время t, и E_i является ожидаемым последствием, если инцидент I возникает.

[00140] Предусмотрено два базовых аспекта для типа инцидентов в сфере безопасности, которые могут происходить в приложении для управления иерархическими активами. Первый представляет собой сбой актива, который приводит к инциденту в сфере безопасности. Второй представляет собой сбой процесса, соответствующего активу или набору активов, которые могут приводить к сбою в сфере безопасности.

[00141] Прежде всего, член piS(t) по существу является эквивалентным вероятности сбоя оборудования с точки зрения измерения надежности. Член E_i является ожидаемым уровнем последствия, который получается в результате такого сбоя. Поскольку риск для безопасности, в общем, представляет собой критическую проблему в промышленных операциях, может быть целесообразным и желательным задавать E_i равным максимальному ожидаемому последствию, ассоциированному с заданным сбоем в сфере безопасности. Следует принимать во внимание, что другие значения могут задаваться и предполагаются в качестве части этого раскрытия. Решение задавать E_i в качестве ожидаемого уровня последствия либо максимального уровня последствия является ответственностью менеджмента завода или другой стороны. Подход и вычисление на основе измерения риска для безопасности в любом случае должны работать идентично. После того, как оценка в форме измерения надежности активов завершена для интеллектуального актива, оценку в форме измерения риска для безопасности для интеллектуальных активов проводить достаточно просто. Единственная информация, которая должна добавляться, является значением ожидаемого последствия для каждого потенциального инцидента с риском для безопасности.

[00142] Второй тип сбоя в сфере безопасности получается в результате сбоя в сфере безопасности технологического процесса, который может заключать в себе одновременное изменение множества переменных, которые вместе приводят к инциденту в сфере безопасности. Вероятность инцидента в сфере безопасности технологического процесса, возникающего в интеллектуальном активе или наборе интеллектуальных активов или другой группировке интеллектуальных активов, может определяться посредством анализа предыдущих инцидентов, которые возникают, посредством использования статистических данных в настоящих или аналогичных активах, чтобы идентифицировать комбинацию опережающих индикаторов предыдущих инцидентов в сфере безопасности. Постанализ использует любые опережающие индикаторы для того, чтобы определять то, передают или нет текущие рабочие условия в активе имманентную вероятность повторного инцидента в сфере безопасности технологического процесса аналогичного типа.

[00143] Это определение может быть выполнено посредством использования потоков обработки в реальном времени, спроектированных с возможностью распознавать опережающие индикаторы. Это должно выполняться для всех предыдущих инцидентов в сфере безопасности технологического процесса, ассоциированных с активом. pS_i(t) для рисков для безопасности технологического процесса может устанавливаться посредством определения среднего времени между предыдущими опережающими индикаторами и возникновениями инцидентности в сфере безопасности и экстраполяции того времени к t в анализе вероятности. При анализе рисков безопасности может оказаться целесообразным задавать вероятность равным высокому значению непосредственно после появления опережающих индикаторов. Типично это представляет собой ответственность менеджмента завода или другой ответственной стороны. Следует отметить, что не может быть достаточной частоты инцидентов в сфере безопасности в приложении для управления иерархическими активами, чтобы получать базу для всестороннего анализа риска для безопасности технологического процесса. В этих случаях, анализ частоты инцидентов в сфере безопасности, которая возникает в других похожих или аналогичных операциях, может помогать предоставлять базу статистической информации, необходимой для надежного анализа. Библиотека таких похожих или аналогичных данных безопасности приложений для управления иерархическими активами может быть доступна из множества источников.

[00144] Эффективность измерения риска для безопасности коррелируется со значением ожидаемого последствия инцидента в сфере безопасности, E_i. Ожидаемое значение последствия инцидента в сфере безопасности, E_i, является цифровым индикатором степени ущерба, вреда здоровью или смерти, которая может ожидаться от инцидента прогнозированного типа. Поскольку серьезность является комбинированным качественным и количественным показателем, E_i может выражаться как нормализованное значение, чтобы устанавливать более сильную относительную оценку риска для безопасности через потенциальные инциденты. Для E_i может быть уместным быть наибольшей потенциальной серьезностью худшего из прошедших событий идентичного типа, а не ожидаемой серьезностью. Это может лучше представлять осторожность, которая должна применяться к риску для безопасности в промышленных операциях. С другой стороны, то, используется или нет ожидаемая серьезность из наибольшей потенциальной серьезности, является ответственностью менеджмента завода или другой ответственной стороны.

[00145] Модуль 1404 ввода рабочего риска для безопасности определяет рабочий риск для безопасности и является значением, определенным посредством таких характеристик, как тщательность и своевременность проверок безопасности. Эти проверки могут задаваться оператором промышленных приложений, как задано местными стандартами или эквивалентным контролирующим органом, таким как OSHA. Команда по безопасности на месте или другая ответственная сторона выполняет определение в отношении рабочего риска для безопасности.

[00146] Модуль 1406 ввода условного риска для безопасности определяет условный риск для безопасности и является значением, определенным посредством распознавания опережающих индикаторов потенциальной инцидентности в сфере безопасности как определено из анализа предыдущей инцидентности в сфере безопасности. Если опережающие индикаторы потенциального инцидента в сфере безопасности распознаются, значение условного риска для безопасности задается согласно ожидаемому времени и серьезности возникновения инцидента на основе прошлого опыта. Команда по безопасности на месте или другая ответственная сторона выполняет определение в отношении условного риска для безопасности.

[00147] Чтобы оценивать полный риск для безопасности, технологический процесс принимает информацию 1410 риска для безопасности с точки зрения надежности, информацию 1411 рабочего риска для безопасности и информацию 1412 условного риска для безопасности. Эта информация может вводиться от пользователя в систему либо из самой системы в реальном времени из устройства хранения данных в систему 1403, либо из репозитория за пределами системы, такого как облако.

[00148] С помощью этих вводов и вводов монитора 1405 потоков обработки условного риска для безопасности, система должна определять риск для безопасности с точки зрения надежности 1413, рабочий риск для безопасности 1414 и условный риск для безопасности 1415, как задано выше. Полный RT-риск для безопасности для приложения для управления иерархическими активами оценивается 1416 посредством максимума извлеченного риска для безопасности с точки зрения надежности, рабочего риска для безопасности и условного риска для безопасности.

[00149] Как результат оценки полного RT-риска для безопасности 1416 должен анализироваться вывод полного риска для безопасности 1408 и применяться все правила действия, которые должны оцениваться 1417 на основе полного RT-риска для безопасности. Модуль 1407 выдачи уведомлений должен предоставлять уведомление 1419 пользователю системы или в саму систему, и модуль 1409 инициирования потоков обработки и проведения корректирующих действий инициирует потоки обработки 1418, запрещенные для системы, чтобы поддерживать или исправлять наблюдаемые и определенные условия.

[00150] Этот полный RT-риск для безопасности 1416 может использоваться посредством функции 1320 управления безопасностью в реальном времени и предоставляет ограничение для функций управления 1315 эффективностью в реальном времени и управления 1305 рентабельностью в реальном времени. Функция управления для риска для безопасности в реальном времени заключает в себе два подхода. Первое представляет собой безопасное управление процессом производства через эффективные стратегии управления технологическими процессами, спроектированные, чтобы управлять процессом в безопасных пределах. Второй представляет собой оценку текущего риска для безопасности в реальном времени и изменение риска для безопасности за заданный период времени, ассоциированный с каждым активом и набором активов, чтобы определять то, достигает или нет профиль риска для безопасности недопустимого уровня. Недопустимый риск уровня безопасности может задаваться клиентом (например, менеджментом и командой специалистов по эксплуатации). Если контроллер риска для безопасности определяет то, что риск для безопасности приближается к недопустимому уровню, контроллер может определять соответствующее действие и отправлять сообщение в соответствующие контроллеры системы управления технологическими процессами и/или системы управления рентабельностью в реальном времени для действия. Например, если риск для безопасности приближается к недопустимому уровню, начальное управляющее действие риска для безопасности может заключаться в том, чтобы отправлять сообщение в функцию управления рентабельностью в реальном времени, которая может предпринимать действие, чтобы замедлять производство, чтобы уменьшать риск для безопасности в реальном времени. Если риск для безопасности в реальном времени является более критичным, управляющее действие риска для безопасности может заключаться в том, чтобы отправлять управляющее сообщение в систему управления технологическими процессами либо для того, чтобы непосредственно сокращать производство посредством изменения контрольных значений, чтобы уменьшать риск для безопасности, либо для того, чтобы прекращать работу части или всего процесса, чтобы не допускать инцидента в сфере безопасности, либо для некоторой комбинации означенного.

[00151] В некоторых вариантах осуществления, управление риском для безопасности в реальном времени может реализовываться посредством контроллера 350 RT-риска для безопасности, проиллюстрированного на фиг. 3B. В некоторых вариантах осуществления, контроллер для управления за риском для безопасности в реальном времени может быть основан на экспертной системе или автоматическом потоке обработки, который эмулирует ответ эксперта по безопасности и отправляет соответствующие выводы либо в функцию управления рентабельностью в реальном времени, либо в функцию управления технологическими процессами, либо в обе надлежащим образом. В других вариантах осуществления, управление риском для безопасности в реальном времени может реализовываться вручную, например, специалистом по безопасности.

Определение ограничений риска для окружающей среды для активов в реальном времени

[00152] Фиг. 15A является блок-схемой, и фиг. 15B является логической блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей определение ограничения риска для окружающей среды, связанного с активами в приложении для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[00153] Риск для окружающей среды является частным случаем риска для безопасности, в котором ожидаемое повреждение может возникать за пределами границ завода. Риск для окружающей среды представляет собой измерение вероятности того, что актив вовлечен в имманентной инцидент в сфере окружающей среды, умноженной на ожидаемую серьезность инцидента в сфере окружающей среды на основе прошлого опыта, экстраполяции или на основе комбинации означенного.

[00154] Полный RT-риск для окружающей среды для приложения для управления иерархическими активами может задаваться посредством максимума извлеченного риска для окружающей среды с точки зрения надежности, рабочего риска для окружающей среды и условного риска для окружающей среды. Максимальное значение риска для безопасности с точки зрения окружающей среды, рабочего риска для безопасности и условного риска для безопасности выбирается, поскольку оно предоставляет способ для того, чтобы квалифицировать наиболее значимый риск из трех рисков, ассоциированных с рабочим процессом в данное время.

[00155] Модуль 1521 ввода риска для окружающей среды с точки зрения надежности определяет риск для окружающей среды с точки зрения надежности и является значением, определенным посредством взаимосвязи:

[00156] Риск для окружающей среды=MAX (p₁E(t)*E₁, p₂E(t)*E₂,..., p_nE(t)*E_n)

[00157] В этом отношении: pE_i(t) является вероятностью инцидента I в сфере окружающей среды, возникающего во время t, и E_i является ожидаемым последствием, если инцидент I возникает.

[00158] Предусмотрено два базовых аспекта для типа инцидентов в сфере окружающей среды, которые могут происходить в промышленной эксплуатации. Первый представляет собой сбой актива, который приводит к инциденту в сфере окружающей среды. Второй представляет собой сбой процесса для актива или набора активов, который может приводить к сбою в сфере окружающей среды.

[00159] Прежде всего, член piS(t) по существу является эквивалентным вероятности сбоя оборудования с точки зрения измерения надежности. Член E_i является ожидаемым уровнем последствия, который получается в результате такого сбоя. Поскольку риск для окружающей среды, в общем, представляет собой критическую проблему в промышленных операциях, может быть целесообразным и желательным задавать E_i равным максимальному ожидаемому последствию, ассоциированному с заданным сбоем в окружающей среды. Следует принимать во внимание, что другие значения могут задаваться и предполагаются в качестве части этого раскрытия. Решение задавать E_i в качестве ожидаемого уровня последствия либо максимального уровня последствия является ответственностью менеджмента завода или другой стороны. Подход и вычисление на основе измерения риска для окружающей среды в любом случае должны работать идентично. После того, как оценка в форме измерения надежности активов завершена для актива, оценку в форме измерения риска для окружающей среды для активов проводить достаточно просто. Единственная информация, которая должна добавляться, является значением ожидаемого последствия для каждого потенциального инцидента с риском для окружающей среды.

[00160] Второй тип сбоя в сфере окружающей среды получается в результате сбоя в сфере окружающей среды для технологического процесса, который может заключать в себе одновременное изменение множества переменных, которые вместе приводят к инциденту в сфере окружающей среды. Вероятность инцидента в сфере окружающей среды для технологического процесса, возникающего в активе или наборе активов, может определяться посредством анализа предыдущих инцидентов, которые возникают, посредством использования статистических данных в настоящих или аналогичных активах, чтобы идентифицировать комбинацию опережающих индикаторов предыдущих инцидентов в сфере окружающей среды. Постанализ использует любые опережающие индикаторы для того, чтобы определять то, передают или нет текущие рабочие условия в активе имманентную вероятность повторного инцидента в сфере окружающей среды для технологического процесса аналогичного типа.

[00161] Это определение может быть выполнено посредством использования потоков обработки в реальном времени, спроектированных с возможностью распознавать опережающие индикаторы. Это должно выполняться для всех предыдущих инцидентов в сфере окружающей среды для технологического процесса, ассоциированных с активом. pS_i(t) для рисков для окружающей среды процесса может устанавливаться посредством определения среднего времени между предыдущими опережающими индикаторами и возникновениями инцидентности в сфере окружающей среды и экстраполяции того времени к t в анализе вероятности. При анализе рисков для окружающей среды может оказаться целесообразным задавать вероятность равным высокому значению непосредственно после появления опережающих индикаторов. Типично это представляет собой ответственность менеджмента завода или другой ответственной стороны. Следует отметить, что не может быть достаточной инцидентности в сфере окружающей среды в приложении для управления иерархическими активами, чтобы получать базу для всестороннего анализа риска для окружающей среды процесса. В этих случаях, анализ инцидентности в сфере окружающей среды, которая возникает в других похожих или аналогичных операциях, может помогать предоставлять базу статистической информации, необходимой для надежного анализа. Библиотека таких похожих или аналогичных данных окружающей среды приложения для управления иерархическими активами может быть доступна из множества источников.

[00162] Эффективность измерения риска для окружающей среды коррелируется со значением ожидаемого последствия инцидента в сфере окружающей среды, E_i. Ожидаемое значение последствия инцидента в сфере окружающей среды, E_i, является цифровым индикатором степени ущерба, вреда здоровью или смерти, которая может ожидаться от инцидента прогнозированного типа. Поскольку серьезность является комбинированным качественным и количественным показателем, E_i может выражаться как нормализованное значение, чтобы устанавливать более сильную относительную оценку риска для окружающей среды через потенциальные инциденты. Для E_i может быть уместным быть наибольшей потенциальной серьезностью худшего из прошедших событий идентичного типа, а не ожидаемой серьезностью. Это может лучше представлять осторожность, которая должна применяться к риску для окружающей среды в промышленных операциях. С другой стороны, то, используется или нет ожидаемая серьезность из наибольшей потенциальной серьезности, является ответственностью менеджмента завода или другой ответственной стороны.

[00163] Модуль 1523 ввода рабочего риска для окружающей среды определяет рабочий риск для окружающей среды и является значением, определенным посредством таких характеристик, как тщательность и своевременность проверок окружающей среды. Эти проверки могут задаваться оператором промышленных приложений, как задано местными стандартами или эквивалентным контролирующим органом, таким как OSHA или EPA. Команда по защите окружающей среды на месте или другая ответственная сторона выполняет определение в отношении рабочего риска для окружающей среды.

[00164] Модуль 1525 ввода условного риска для окружающей среды определяет условный риск для окружающей среды и является значением, определенным посредством распознавания опережающих индикаторов потенциальной инцидентности в сфере окружающей среды, определенных из анализа предыдущей инцидентности в сфере окружающей среды. Если опережающие индикаторы потенциального инцидента в сфере окружающей среды распознаются, значение условного риска для окружающей среды задается согласно ожидаемому времени и серьезности возникновения инцидента на основе прошлого опыта. Команда по защите окружающей среды на месте или другая ответственная сторона выполняет определение в отношении условного риска для окружающей среды.

[00165] Чтобы оценивать полный риск для окружающей среды, технологический процесс принимает информацию 1530 риска для окружающей среды с точки зрения надежности, информацию 1531 рабочего риска для окружающей среды и информацию 1532 условного риска для окружающей среды. Эта информация может вводиться от пользователя в систему либо из самой системы в реальном времени из устройства хранения данных в систему 1522, либо из репозитория за пределами системы, такого как облако.

[00166] С помощью этих вводов и вводов монитора 1524 потоков обработки условного риска для окружающей среды, система должна определять риск для окружающей среды с точки зрения надежности 1533, рабочий риск для окружающей среды 1534 и условный риск для окружающей среды 1535, как задано выше. Полный RT-риск для окружающей среды для приложения для управления иерархическими активами оценивается 1536 посредством максимума извлеченного риска для окружающей среды с точки зрения надежности, рабочего риска для окружающей среды и условного риска для окружающей среды.

[00167] Как результат оценки полного RT-риска для окружающей среды 1536 должен анализировать вывод полного риска для окружающей среды 1527 и применять все правила действия, которые должны оцениваться 1537 на основе полного RT-риска для окружающей среды. Модуль 1526 выдачи уведомлений должен предоставлять уведомление 1539 пользователю системы или в саму систему, и модуль 1528 инициирования потоков обработки и проведения корректирующих действий инициирует потоки обработки 1538, запрещенные для системы, чтобы поддерживать или исправлять наблюдаемые и определенные условия. Измерение анализа риска для окружающей среды должно указываться 1540.

[00168] Риск для окружающей среды в реальном времени может считаться частным случаем риска для безопасности в реальном времени. Функция 1320 управления риском для окружающей среды в реальном времени предоставляет ограничение для функций управления 1315 эффективностью в реальном времени и управления 1305 рентабельностью в реальном времени. Функция управления для риска для окружающей среды в реальном времени может заключать в себе два подхода. Первое представляет собой непрерывное регулирование выбросов в окружающую среду (газообразных, жидких и твердых) из процесса посредством приложения эффективных стратегий управления технологическими процессами, спроектированных, чтобы управлять выбросами в безопасных пределах. Это заключает в себе прямые измерения выбросов в потоках газа и жидкости и, в меньшей степени, в твердых отходах. Второй представляет собой оценку текущего риска для окружающей среды в реальном времени и изменение риска для окружающей среды за заданный период времени, ассоциированный с каждым активом и набором активов, чтобы определять то, приближается или нет профиль риска для окружающей среды к недопустимому уровню. Недопустимый уровень риска для окружающей среды может задаваться посредством предприятия (например, менеджмента и профессиональной команды эксплуатации) и/или внешних агентств. В некоторых вариантах осуществления, функция 1320 управления риском для окружающей среды в реальном времени может реализовываться посредством контроллера 345 RT-риска для окружающей среды, проиллюстрированного на фиг. 3B. Если контроллер риска для окружающей среды определяет то, что недопустимый уровень встречается, это выявляет соответствующее действие и отправляет сообщение в соответствующие контроллеры системы управления технологическими процессами и/или системы управления рентабельностью в реальном времени для действия. Например, если риск для окружающей среды приближается к недопустимому уровню, начальное управляющее действие риска для окружающей среды может заключаться в том, чтобы отправлять сообщение в функцию управления рентабельностью в реальном времени, которая может предпринимать действие, чтобы замедлять производство, чтобы снижать риск для окружающей среды в реальном времени. Если риск для окружающей среды в реальном времени является более критичным, контроллер может отправлять управляющее сообщение в систему управления технологическими процессами либо для того, чтобы непосредственно сокращать производство посредством изменения контрольных значений, чтобы снижать риск для окружающей среды, либо для того, чтобы прекращать работу части или всего процесса, чтобы не допускать инцидента в сфере безопасности или некоторой комбинации обоих.

[00169] В некоторых вариантах осуществления, контроллер RT-риска для окружающей среды может быть основан на экспертной системе или автоматическом потоке обработки, чтобы эмулировать ответ эксперта по защите окружающей среды и отправлять соответствующие выводы или в функцию управления рентабельностью в реальном времени или в функцию управления технологическими процессами или в обе функции надлежащим образом. В других вариантах осуществления, функция управления риском для окружающей среды в реальном времени может реализовываться вручную, например, специалистом-экологом.

[00170] При анализе условных и рабочих инцидентов в сфере окружающей среды, вероятности представляют собой функцию конкретного актива относительно потенциала инцидента в сфере окружающей среды.

[00171] Потенциальная серьезность инцидента может определяться посредством серьезности (с точки зрения затрат, ущерба, вреда здоровью и смерти) худшего из прошедших событий идентичного типа. Поскольку конкретные показатели затрат с точки зрения вреда здоровью и смерти являются субъективны, потенциальная серьезность может нормализоваться таким образом, что она включает в себя эти качественные факторы.

Определение ограничений риска надежности для активов в реальном времени

[00172] Фиг. 16A является блок-схемой, и фиг. 16B является логической блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей определение ограничения риска надежности, связанного с активами в приложении для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[00173] Полный RT-риск для надежности для приложения для управления иерархическими активами может задаваться посредством максимума извлеченного риска для надежности, рабочего риска для надежности и условного риска для надежности. Максимальное значение риска для безопасности с точки зрения надежности, рабочего риска для безопасности и условного риска для безопасности выбирается, поскольку оно предоставляет способ для того, чтобы квалифицировать наиболее значимый риск из трех рисков, ассоциированных с рабочим процессом в данное время.

[00174] Предусмотрено два показателя в реальном времени, которые предоставляют различные аспекты текущей надежности рассматриваемого актива. Первое представляет собой "Вероятность сбоя активов" (пФ), заданный в качестве вероятности того, что актив сбоит за период t времени. Второй представляет собой "Поддерживаемое состояние Актива" (MS), заданная в качестве показателя максимальной производительности активов в текущем состоянии по сравнению с идеальной максимальной производительностью. Эти два показателя предоставляют различные, но связанные показатели надежности актива, и оба могут управляться, чтобы повышать полную надежность активов. Каждый актив или набор активов должен моделироваться на основе своих конкретных характеристик, при этом существуют общие факторы в активах и наборах активов, которые служат в качестве основы для вычисления надежности в реальном времени, заданной посредством взаимосвязи:

[00175] MS=Текущая производительность актива/Ожидаемая производительность актива

[00176] Текущая производительность актива может измеряться в качестве функции выработки актива по сравнению с тем, что ожидается, если актив работает надлежащим образом. Ожидаемая производительность актива может определяться посредством анализа вводов энергии и/или материалов в актив и определения того, какими должен быть вывод актива, если актив работает согласно расчетам. Для базовых активов оборудования, таких как насосы, электромоторы, компрессоры и трубы, ожидаемая производительность актива должна определяться посредством производителя оборудования через кривые производительности, разработанные на стадиях проектирования или тестирования разработки оборудования. Эти кривые производительности могут встраиваться в модели программного обеспечения для оборудования, и модели могут использоваться для того, чтобы определять фактическую ожидаемую производительность актива в ходе работы.

[00177] Поскольку производительность любого актива может не быть линейной в рабочем диапазоне, поддерживаемое состояние актива может отличаться в различных точках вдоль рабочего диапазона. Дополнительно, производительность актива может варьироваться согласно типу материалов, обрабатываемых через актив, таких как высококоррозионные материалы или высоковязкие материалы и т.п. В этих случаях, могут быть предусмотрены различные кривые производительности, ассоциированные с различными характеристиками материала.

[00178] Для более сложных наборов активов, состоящих из множества базовых активов оборудования, таких как технологический модуль или гибкая производственная ячейка, поддерживаемое состояние может определяться практически таким же образом, как для базовых активов оборудования. В этом случае, может быть необходимым использовать проектные модели, используемые в фазе проектирования завода, чтобы определять ожидаемое значение производительности набора активов.

[00179] Модуль 1641 ввода риска для надежности определяет риск для надежности и является значением, определенным посредством взаимосвязи:

[00180] Сбой активов в сфере надежности=MAX (p_msf(t), p_c1f(t),..., p_cnf(t))

[00181] В этом отношении: p_msf(t) является вероятностью сбоя вследствие поддерживаемого состояния актива, и p_cif(t) является вероятностью сбоя вследствие измеренного условия i. Измеренные условия включают в себя такие переменные, как температура, время работы, число запусков и/или т.п., ассоциированные с активом.

[00182] Вероятность сбоя определяется посредством взаимосвязи:

[00183] pf(t)=1-e^ut,

[00184] где u является частотой сбоев за время t.

[00185] Для базовых активов оборудования, вероятность сбоя на основе каждого из измеренных условий актива, включающих в себя поддерживаемое состояние в качестве особого условия, должна определяться из технических требований изготовителей оборудования и информации тестирования. Большинство производителей оборудования определяют эту информацию во время проектирования и тестирования. К сожалению, эта информация обычно не используется для того, чтобы определять вероятность сбоя в реальном времени. Эта информация может загружаться в модуль анализа вероятности сбоев активов в форме моделей. Эти модели оборудования должны анализироваться и сравниваться с текущим рабочим режимом, чтобы определять вероятность сбоя, получающуюся в результате каждого условия. Полная вероятность сбоя для актива должна определяться в качестве максимума вероятностей сбоя на основе условия.

[00186] В некотором оборудовании, может возникать дополнительная вероятность сбоев на основе процесса, выполняемого в оборудовании, которая не может определяться посредством отдельной вероятности сбоя на основе условия, скорее, возможно, должен определяться посредством анализа комбинаций условий. В этих случаях, производитель оборудования может иметь комбинационные модели, которые могут использоваться для того, чтобы определять вероятность сбоя из условий технологического процесса в оборудовании со многими переменными. Альтернативно, комбинационные сбои технологического процесса могут иметь возможность прогнозироваться посредством анализа предыдущих инцидентов, которые возникают в этих или аналогичных операционных активах, чтобы идентифицировать опережающие индикаторы предыдущих сбоев, затем использования этих опережающих индикаторов, чтобы определять то, передают или нет текущие рабочие условия в активе имманентную вероятность сбоя.

[00187] Для активов верхнего уровня (модуля, гибкой производственной ячейки, площади, завода, предприятия), практически идентичный анализ вероятности сбоев может быть разработан посредством анализа поддерживаемых вероятностей сбоя каждого актива оборудования (или активов следующего нижнего уровня), которые являются частью актива верхнего уровня, и определения вероятности сбоя актива верхнего уровня в качестве максимума вероятностей сбоя активов следующего нижнего уровня.

[00188] Могут быть предусмотрены условные вероятности сбоев в технологическом процессе в активах верхнего уровня, практически идентично активам оборудования. Они могут определяться практически идентичным способом с вероятностью сбоев на основе технологического процесса для базовых активов оборудования. Данные из серверов архивных данных технологических процессов должны помогать идентифицировать вероятности сбоев на основе технологического процесса посредством использования опережающих индикаторов предыдущих сбоев идентичного типа.

[00189] Поскольку прямые измерения в реальном времени надежности типа, описанного в данном документе, традиционно не выполняются для промышленных активов, отсутствует предыстория ответа по измерениям и взаимодействия для конкретных промышленных активов в этот момент времени. Всецело ожидается, что со временем и предысторией, более конкретное уравнение должно быть разработано для отдельных активов и классов активов, которые могут обобщенно применяться. В этом отношении:

[00190] Модуль 1643 ввода риска при проверках на работоспособность определяет рабочий риск для надежности и является значением, определенным посредством таких характеристик, как тщательность и своевременность проверок надежности. Эти проверки могут задаваться оператором промышленных приложений, как задано местными стандартами или эквивалентным контролирующим органом, таким как OSHA. Команда обеспечения надежности на месте или другая ответственная сторона выполняет определение в отношении рабочего риска для надежности.

[00191] Модуль 1645 ввода условного риска для надежности определяет условный риск для надежности и является значением, определенным посредством распознавания опережающих индикаторов потенциальной инцидентности в сфере надежности как определено из анализа предыдущей инцидентности в сфере надежности. Если опережающие индикаторы потенциального инцидента в сфере надежности распознаются, значение условного риска для надежности задается согласно ожидаемому времени и серьезности возникновения инцидента на основе прошлого опыта. Команда технического обслуживания на месте или другая ответственная сторона выполняет определение в отношении условного риска для надежности.

[00192] Чтобы оценивать полный риск для надежности, технологический процесс принимает информацию 1650 риска для надежности, информацию 1651 рабочего риска для надежности и информацию 1652 условного риска для надежности. Эта информация может вводиться от пользователя в систему либо из самой системы в реальном времени из устройства хранения данных в систему 1642, либо из репозитория за пределами системы, такого как облако.

[00193] С помощью этих вводов и вводов монитора 1644 потоков обработки условного риска для надежности, система должна определять риск для надежности (т.е. риск сбоя активов) 1653, рабочий риск для надежности 1654 и условный риск для надежности 1655, как задано выше. Полный RT-риск для надежности для приложения для управления иерархическими активами оценивается 1656 посредством максимума извлеченного риска для надежности, рабочего риска для надежности и условного риска для надежности.

[00194] Как результат оценки полного RT-риска для надежности 1656 должен анализировать вывод полного риска для надежности 1647 и применять все правила действия, которые должны оцениваться 1657 на основе полного RT-риска для окружающей среды. Модуль 1646 выдачи уведомлений должен предоставлять уведомление 1659 пользователю системы или в саму систему, и модуль 1648 инициирования потоков обработки и проведения корректирующих действий инициирует потоки обработки 1658, запрещенные для системы, чтобы поддерживать или исправлять наблюдаемые и определенные условия. Результирующее полное измерение анализа RT-риска для надежности должно предоставляться 1660 в приложение или пользователям.

[00195] Следует принимать во внимание, что имеется множество способов оказывать влияние на надежность промышленных активов в реальном времени. Например, первый способ может состоять в том, чтобы изменять рабочие уровни активов (например, замедлять компрессор), чтобы уменьшать ухудшение эксплуатационных характеристик со временем. Второй способ может состоять в том, чтобы выполнять конкретные действия по техническому обслуживанию, которые должны улучшать поддерживаемое состояние и уменьшать вероятность сбоя (надежность в реальном времени). Управление надежностью в реальном времени может не быть настолько простым, как управление рентабельностью в реальном времени, поскольку как эффективность эксплуатации, так и операционная рентабельность напрямую затрагиваются посредством надежности в реальном времени и поддерживаемого состояния актива. Следовательно, управление надежностью в реальном времени может заключать в себе бизнес-решение для операций. Например, наилучшее действие для бизнеса операции может заключаться в том, чтобы замедлять производство посредством некоторой процентной доли, чтобы уменьшать вероятность сбоя в ходе производственной серии, даже если мгновенная рентабельность в реальном времени может снижаться на мгновение, чтобы гарантировать полную серию.

[00196] В некоторых вариантах осуществления, функция 1310 управления надежностью в реальном времени, проиллюстрированная на фиг. 13, рассматривает как показатель надежности в реальном времени, так и показатель поддерживаемого состояния для каждого актива. Оба из них могут использоваться в комбинации, чтобы обуславливать наилучшие результаты надежности. В некоторых вариантах осуществления, функция 1310 управления надежностью в реальном времени может реализовываться посредством контроллера 355 RT-надежности, проиллюстрированного на фиг. 3B.

[00197] С точки зрения управления вручную, способ, которым выполняется управление надежностью в реальном времени, заключается в том, что оператор, отвечающий за задание контрольных значений контроллеров операции, просматривает показатели надежности в реальном времени и поддерживаемого состояния для активов этой операции и либо модифицирует контрольные значения, ассоциированные с оперативным управлением актива, в пределах допустимых значений для каждого из них, либо запрашивает действие по техническому обслуживанию, либо выполняет и то, и другое. Если оператор определяет то, что или поддерживаемое состояние или надежность в реальном времени уменьшаются за пределы того, что может ожидаться и хотеться, он может оценивать критичность производства для производственного плана и из этого предпринимать действие. Одно действие может заключаться в том, чтобы замедлять процесс, чтобы снижать уровень ухудшения. Другое действие может заключаться в том, чтобы планировать действие по техническому обслуживанию.

[00198] В некоторых вариантах осуществления, автоматический контроллер надежности в реальном времени может использоваться для управления надежностью в реальном времени. Контроллер может автоматизировать подход оператора через технологии на основе экспертных систем, хотя это может быть сложнее, чем через автоматический контроллер рентабельности в реальном времени, поскольку соответствующее действие зачастую связывается с решением по управлению бизнес-рентабельностью. Со временем и по мере приобретения опыта с управлением надежностью вручную соответствующее контрольное значение и действия по техническому обслуживанию могут определяться для актива и могут реализовываться в экспертной системе, которая автоматически эмулирует действия оператора аналогичным образом в управление рентабельностью в реальном времени. Но оптимизация производительности операции может требовать реализации еще более высокоуровневой экспертной системы (или автоматический или вручную), которая принимает вводы надежности в реальном времени из контроллера надежности в реальном времени и выполняет набор правил, чтобы определять то, каким должно быть наилучшее действие для бизнеса на основе текущего производства, производственных планов, кривых ухудшения поддерживаемого состояния и вероятности сбоев. Это представляется посредством функции управления бизнес-рентабельностью в схеме, проиллюстрированной на фиг. 13. Этот высокоуровневый эксперт в функции управления бизнес-рентабельностью может определять самое рентабельное действие, например: продолжать текущее производство, чтобы заканчиваться текущую серию, затем выполнять техобслуживание; замедлять производство, чтобы уменьшать снижение надежности в реальном времени, чтобы иметь возможность заканчивать текущую серию затем выполнять техобслуживание; и завершать работу, чтобы выполнять техобслуживание, затем продолжать производство. Следует принимать во внимание это раскрытие предполагает другие способы.

[00199] Поскольку производительность любого актива может не быть линейной в рабочем диапазоне, поддерживаемое состояние актива может отличаться в различных точках вдоль рабочего диапазона. В связи с этим, альтернативно, отношение максимальной текущей производительности к максимальной идеальной производительности может использоваться для того, чтобы выявлять поддерживаемое состояние актива.

[00200] В некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере, некоторые вычисления, связанные с измерением надежности актива, могут быть основаны на IEC 61508-стандарте для функциональной безопасности электрических/электронных/программируемых связанных с электронной безопасностью систем, который полностью содержится в данном документе по ссылке.

Определение ограничений риска нарушения безопасности для активов в реальном времени

[00201] Фиг. 17A является блок-схемой, и фиг. 17B является логической блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей определение ограничения риска нарушения безопасности, связанного с активами в приложении для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[00202] Функция 630 управления риском нарушения безопасности в реальном времени, проиллюстрированная на фиг. 6A, управляет рисками кибербезопасности. Риск нарушения безопасности в реальном времени представляет собой показатель вероятности того, что инцидент нарушения кибербезопасности является неизбежным в управляющем окружении, ассоциированном с управлением активом или набором активов. В некоторых вариантах осуществления, функция управления риском нарушения безопасности в реальном времени может включать в себя определение, когда вероятность возникновения события кибербезопасности является высокой или серьезной, и осуществление одного или более действий (например, перевод затронутого актива или набора активов оффлайн, уведомление персонала). Функция управления риском нарушения безопасности в реальном времени может реализовываться посредством контроллера 675 RT-риска нарушения безопасности, проиллюстрированного на фиг. 6B, в некоторых вариантах осуществления.

[00203] Модуль 1761 ввода риска нарушения безопасности определяет риск нарушения безопасности и является значением, определенным посредством взаимосвязи:

[00204] RT-риск кибербезопасности=f(число неожиданных/неидентифицированных кибервводов) Δt

[00205] Поскольку ожидаемое число неожиданных/неидентифицированных кибервводов равно 0, p (инцидент нарушения кибербезопасности) может задаваться высоким (>50%) при возникновении любых неожиданных/неидентифицированных инцидентов, и серьезным (>90%) при множестве неожиданных/неидентифицированных кибервводах за данный период времени. Параметр настройки может быть периодом времени.

[00206] В некоторых вариантах осуществления, риск нарушения безопасности может определяться с использованием внутренней системы обнаружения проникновений (IDS), внешней информации из таких источников, как Министерство национальной безопасности, частные охранные предприятия или комбинация вышеозначенного. Внутренний IDS может предоставлять показатели в отношении частоты попыток внешних атак и проникновений внутри защитного слоя. Внешние данные могут предоставлять информацию относительно атак, возникающих в другом месте, которые повышают уровень угрозы.

[00207] Некоторые неограничивающие примеры управляющих действий, которые могут предприниматься динамически в ответ на увеличенную угрозу: изменять аутентификацию от пароля до комбинации пароля и биометрических параметров входа в систему; уменьшать, заменять и/или удалять авторизации людей или ролей; отключать и/или предоставлять шифрование для данных в движении и/или данных в покое; изменять длину ключа для шифрования; увеличивать и/или снижать частоту изменений сертификата в системе; изменять разрешения сетевого доступа и/или открывать и/или закрывать порты связи; отсоединять часть завода от Интернета или от других площадей завода; и другие показатели, чтобы повышать устойчивость уровней безопасности.

[00208] Поскольку существует минимальный опыт промышленной эксплуатации с использованием показателей в реальном времени типа, предписываемого в данном документе, показатели могут становиться более стандартными через активы и классы активов со временем и по мере приобретения опыта с использованием этих показателей.

[00209] Следует отметить, что управление этими показателями, аналогично управлению технологическими процессами для повышения эффективности эксплуатации, может заключать в себе фактическое прямое управление конкретных показателей, которые способствуют высокоуровневым показателям. Например, применение управления технологическими процессами для повышения эффективности эксплуатации типично заключает в себе прямое управление физическими показателями, такими как поток, уровень, температура и давление, по сравнению с прямым управлением любого показателя эффективности эксплуатации. В случае управления надежностью в реальном времени, например, фактическое управление может выполняться для скорости рассматриваемого актива (например, насоса, компрессора), который имеет прямое влияние на надежность в реальном времени актива.

[00210] Модуль 1763 ввода риска при проверках на работоспособность определяет рабочий риск нарушения безопасности и является значением, определенным посредством таких характеристик, как тщательность и своевременность проверок нарушения безопасности. Эти проверки могут задаваться оператором промышленных приложений, как задано местными стандартами или эквивалентным контролирующим органом, таким как OSHA. Команда обеспечения безопасности на месте или другая ответственная сторона выполняет определение в отношении рабочего риска нарушения безопасности.

[00211] Модуль 1765 ввода условного риска нарушения безопасности определяет условный риск нарушения безопасности и является значением, определенным посредством распознавания опережающих индикаторов потенциальной инцидентности в сфере нарушения безопасности как определено из анализа предыдущей инцидентности в сфере нарушения безопасности. Если опережающие индикаторы потенциального инцидента в сфере нарушения безопасности распознаются, значение условного риска нарушения безопасности задается согласно ожидаемому времени и серьезности возникновения инцидента на основе прошлого опыта. Команда технического обслуживания на месте или другая ответственная сторона выполняет определение в отношении условного риска нарушения безопасности.

[00212] Чтобы оценивать полный риск нарушения безопасности, технологический процесс принимает информацию 1770 риска нарушения безопасности, информацию 1771 рабочего риска нарушения безопасности и информацию 1772 условного риска нарушения безопасности. Эта информация может вводиться от пользователя в систему либо из самой системы в реальном времени из устройства хранения данных в систему 1762, либо из репозитория за пределами системы, такого как облако.

[00213] С помощью этих вводов и вводов монитора 1764 потоков обработки условного риска нарушения безопасности, система должна определять риск 1773 нарушения безопасности (т.е. риск сбоя активов), рабочий риск 1774 нарушения безопасности и условный риск 1775 нарушения безопасности, как задано выше. Полный RT-риск 1776 нарушения безопасности для приложения для управления иерархическими активами оценивается посредством максимума извлеченного риска нарушения безопасности, рабочего риска нарушения безопасности и условного риска нарушения безопасности.

[00214] Как результат оценки полного RT-риска 1776 нарушения безопасности должен анализировать вывод полного риска 1767 нарушения безопасности и применять все правила действия, которые должны оцениваться 1777 на основе полного RT-риска для окружающей среды. Модуль 1766 выдачи уведомлений должен предоставлять уведомление 1779 пользователю системы или в саму систему, и модуль 1768 инициирования потоков обработки и проведения корректирующих действий инициирует потоки обработки 1778, запрещенные для системы, чтобы поддерживать или исправлять наблюдаемые и определенные условия. Результирующее полное измерение анализа RT-риска нарушения безопасности должно предоставляться 1780 в приложение или пользователям.

[00215] Следует принимать во внимание, что имеется множество способов оказывать влияние на безопасность промышленных активов в реальном времени. Например, первый способ может состоять в том, чтобы изменять рабочие уровни активов (например, замедлять компрессор), чтобы уменьшать ухудшение эксплуатационных характеристик со временем. Второй способ может состоять в том, чтобы выполнять конкретные действия по техническому обслуживанию, которые должны улучшать поддерживаемое состояние и уменьшать вероятность сбоя (безопасность в реальном времени). Управление безопасностью в реальном времени может не быть настолько простым, как управление рентабельностью в реальном времени, поскольку как эффективность эксплуатации, так и операционная рентабельность напрямую затрагиваются посредством безопасности в реальном времени и поддерживаемого состояния актива. Следовательно, управление безопасностью в реальном времени может заключать в себе бизнес-решение для операций. Например, наилучшее действие для бизнеса операции может заключаться в том, чтобы замедлять производство посредством некоторой процентной доли, чтобы уменьшать вероятность сбоя в ходе производственной серии, даже если мгновенная рентабельность в реальном времени может снижаться на мгновение, чтобы гарантировать полную серию.

[00216] В некоторых вариантах осуществления, функция 1330 управления безопасностью в реальном времени, проиллюстрированная на фиг. 13, рассматривает как показатель обеспечения безопасности в реальном времени, так и показатель поддерживаемого состояния для каждого актива. Оба из них могут использоваться в комбинации, чтобы обуславливать наилучшие результаты безопасности. В некоторых вариантах осуществления, функция 1310 управления безопасностью в реальном времени может реализовываться посредством контроллера 360 RT-безопасности, проиллюстрированного на фиг. 3B.

Нормализация факторов ограничения для расширенных переменных управления

[00217] Фиг. 18A является блок-схемой, а фиг. 18B является логической блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей нормализацию ограничений и определение целей, связанных с активами в приложении для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[00218] Традиционно, оптимизация, независимо от того, линейная или нелинейная и статическая или динамическая, применяется к промышленным операциям. Эти подходы оптимизации типично основаны на выборе одной целевой функции и преобразовании всех других целевых функций в функции ограничения, которые должны добавляться в реальные ограничения на цели. Вычислительные ресурсы для того, чтобы выполнять эти оптимизаторы, являются очень существенными, зачастую ограничивая выполнение оптимизаторов часами или даже днями. Хотя очень хорошие результаты могут достигаться в силу использования оптимизаторов, по мере того, как скорость бизнеса продолжает расти, оптимизаторы становятся менее эффективными. Причина этого заключается в том, что ко времени, когда оптимизатор выполнил и произвел результат, результат более не совпадает с оптимизируемым состоянием бизнеса. Следовательно, оптимизатор не оптимизирует цель. Во-вторых, по мере того, как сложность промышленного бизнеса постоянно увеличивается с множеством одновременных целей, эффективность одноцелевой оптимизации уменьшается.

[00219] По мере того, как скорость и сложность промышленного бизнеса продолжает увеличиваться в будущем, отсутствие эффективности традиционных одноцелевых оптимизаторов может быть проблемой для промышленности. В соответствии с настоящим раскрытием, динамическое решение этой ситуации может включать в себя сбалансированное управление переменными верхнего уровня, которое обеспечивает возможность одновременного управления множеством целей и ограничений, чтобы непрерывно обуславливать оптимальные результаты. Визуализация этих целей может достигаться через радарную визуализацию видов, проиллюстрированных на фиг. 19A и фиг. 19B. Радарная визуализация обеспечивает возможность каждому пользователю в операции видеть баланс между различными динамическими целями и ограничениями, чтобы обуславливать каждую стратегию управления таким образом, который обеспечивает ему возможность вручную управлять постоянно оптимальным способом.

[00220] Фиг. 19A иллюстрирует визуализацию и текущего и оптимального показателя для приложения для управления иерархическими активами с множеством ограничений и множеством целей. В других вариантах осуществления, она может представлять собой визуализацию в качестве части человеко-машинного интерфейса, который также может упрощать проверку достоверности, моделирование и/или другие действия оператора. В этом примере, в то время как цель по прибыли является оптимальной или почти оптимальной, цель по эффективности и ограничения по надежности и безопасности являются субоптимальными. Дополнительно, ограничение по окружающей среде является супероптимальным и может демонстрировать снижение эффективности или даже возможно нарушение рабочих границ.

[00221] Фиг. 19B иллюстрирует визуализацию и текущего и оптимального показателя для приложения для управления иерархическими активами с множеством ограничений и множеством целей. В других вариантах осуществления, она может представлять собой визуализацию в качестве части человеко-машинного интерфейса, который также может упрощать проверку достоверности, моделирование и/или другие действия оператора. В этом примере, цель по прибыли приближается к пределу технологического процесса, который представляет собой ограничение риска для окружающей среды, и при этом ограничения риска для безопасности и надежности находятся внутри предела технологического процесса. Такие визуализации могут предоставлять оператору приложения для управления иерархическими активами мгновенную обратную связь в отношении того, как полная система работает относительно установленных целей и ограничений.

[00222] В некоторых вариантах осуществления, автоматическое сбалансированное управление расширенных переменных управления может реализовываться как опыт использования со сбалансированным управлением вручную, достигается со временем. Автоматическое сбалансированное управление может достигаться через экспертную систему, которая эмулирует действия эксперта-оператора в балансировке различных переменных управления. Такой экспертная система может взвешивать каждую из переменных управления надлежащим образом на основе целей операции и оценивать ошибку между фактическим значением и требуемым значением для каждой из областей управления, чтобы определять компромиссные действия, чтобы выполняться посредством системы автоматического сбалансированного управления.

[00223] Показатели в реальном времени, как задано ранее, могут предоставлять точки данных для текущей ситуации. Идеальная ситуация может либо статически вычисляться для актива и использоваться в качестве цели для отображения, либо динамически вычисляться в функции 1300 управления бизнес-рентабельностью верхнего уровня, описанной в отношении фиг. 13. В любом случае, бизнес операций может осуществляться на уровне управления в реальном времени, что приводит к оптимизированным результатам в реальном времени.

[00224] Нормализация ограничений, таких как безопасность, надежность и окружающая среда, может выражаться посредством следующей взаимосвязи:

[00225] Нормализованные ограничения=1 - [(предел ограничения - фактическое значение)/предел ограничения]

[00226] Нормализация операционной прибыли в реальном времени может выражаться посредством следующей взаимосвязи:

[00227] Нормализованная операционная прибыль=1 - [(оптимальная производственная прибыль - текущая производственная прибыль)/оптимальная производственная прибыль]

[00228] Следует принимать во внимание, что хотя вышеприведенные примеры детализируют производственную прибыль в реальном времени в качестве переменной цели, которая оптимизирована, любая другая переменная цели может использоваться для модуля или параметра рабочей оптимизации в реальном времени.

[00229] Фиг. 19C является схемой, иллюстрирующей пересечение динамических ограничений, чтобы формировать рабочую границу и точку оптимизации приложения для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[00230] Чтобы определять ограниченные границы технологических процессов, как проиллюстрировано на фиг. 19A и 19B, область 1940 приложений для управления иерархическими активами и точку оптимизации для производственной прибыли 1950 в реальном времени, используются нормализованные ограничения, такие как окружающая среда 1910, безопасность 1920 и надежность 1930. Следует принимать во внимание, что эти ограничения являются динамическими по характеру, в силу этого приводит к тому, что как приложение 1940 для управления иерархическими активами, так и точка оптимизации для производственной прибыли 1950 в реальном времени, являются динамическими по характеру.

[00231] Фиг. 18A описывает различный функциональный блок, отвечающий за нормализацию различных ограничений и целей. Нормализация входных данных 1880, ввод 1883 операционной рентабельности, данные 1884 ограничений риска для безопасности или окружающей среды, данные 1885 ограничений риска для надежности оцениваются. К любым данным целей и/или ограничений, которые должны сохраняться или извлекаться 1882, может осуществляться доступ. Модуль 1886 выдачи уведомлений должен предоставлять уведомления пользователям или в систему и управлять анализом 1887, и инициирования потоков 1888 обработки должны выполняться в качестве части анализа.

[00232] Процесс нормализации может начинаться с приема нормализованной информации 1890 рабочей надежности, а также информации 1891 нормализованных ограничений. Должны определяться пределы 1892 ограничения для приложения для управления иерархическими активами, а также разность от текущего рабочего значения до оптимального 1893. Текущие и будущие рабочие контрольные значения/пороговые значения и/или состояния оцениваются для того, чтобы определять необходимые улучшения 1894.

[00233] После определения, правила действия применяются более из текущего состояния в оптимальное состояние 1895. Все необходимые потоки обработки инициируются 1896, и уведомление выдается 1897 соответствующим пользователям или системам. В завершение, предоставляется новое измерение целевых значений 1898.

[00234] Из этого анализа с нормализацией ограничений и целей, должны быть известны сведения в реальном времени относительно приложения для управления иерархическими активами, к примеру: текущая операция приложения (указывается посредством пунктирной линии на фиг. 19B); пределы технологического процесса, ассоциированные с приложением (указываются посредством сплошной линии на фиг. 19B); приложение 1940 для рабочей области и точка оптимизации для производственной прибыли 1950 в реальном времени.

[00235] С учетом желательного характера реального времени для определения ограничений и целей, а также осуществления изменений в потенциально крупных приложениях для управления иерархическими активами, многоуровневый подход проиллюстрирован, чтобы обеспечивать надежный мониторинг и обработку активов, развернутых в приложении, чтобы с тем извлекать цели и ограничения в реальном времени. В дополнение к осуществлению управления для того, чтобы выполнять миграцию приложения из текущего состояния в оптимальное состояние, управление активами также развертывается многоуровневым способом.

[00236] Фиг. 20A является блок-схемой, а фиг. 20B является логической блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей структуру связи для ограничений в виде риска из актива с набором и из набора с модулем, (или другая перекрестная связь группировки интеллектуальных активов), для приложения для управления иерархическими активами, ассоциированного с интегрированной системой управления интеллектуальными активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия. В зависимости от характера реализации, интеллектуальные активы могут группироваться в управление в любом числе конструкций на основе того, что подходит для конкретного приложения. Например, группы активов могут формироваться на множестве уровней иерархии интеллектуального актива.

[00237] Ограничения в виде риска определяются (как пояснено выше в этой заявке) на уровне интеллектуальных активов иерархии. Интеллектуальные активы включают в себя оборудование или группы оборудования, которые выполняют функцию согласно приложению для управления иерархическими активами и управляющим аппаратным средствам, которые формируют интегрированную систему управления интеллектуальными активами. Пример которого может представлять собой корпус реактора и ассоциированные датчики, такие как температурный датчик. Фиг. 20A иллюстрирует определенное число интеллектуальных активов 2020, 2022, 2024, 2026. Эти интеллектуальные активы должны непосредственно, с использованием настраиваемого агента, определять все ограничения относительно себя. Следует принимать во внимание, что то, какое ограничение является релевантным для какого интеллектуального актива, основано на характеристиках актива, а также приложении, в числе прочего. Каждый из этих интеллектуальных активов 2020, 2022, 2024, 2026 обрабатывается на уровне активов иерархии 2030. В это время определяется то, какие ограничения применяются к каждому отдельному активу 2032.

[00238] После того, как ограничения определяются, каждый актив передает данные в родительский актив на уровне наборов иерархии 2034. Тракты связи на уровне 2021, 2023, 2025, 2027 активов и взаимосвязях “родитель/потомок” ранее разработаны во время создания интегрированной системы управления интеллектуальными активами. Проверка достоверности проводится, чтобы гарантировать то, что все интеллектуальные активы обработаны на уровне активов 2036.

[00239] После завершения, интеллектуальные активы на уровне 2010, 2014 наборов обрабатываются 2038, чтобы определять их отдельные ограничения 2040. В свою очередь эти интеллектуальные активы набора передают свои данные 2042 из каждого актива 2010, 2014 набора, через соответствующие тракты 2011, 2015 связи в соответствующий родительский актив на уровне 2000 модулей. Аналогично уровню активов, проверка достоверности проводится, чтобы гарантировать то, что все интеллектуальные активы обработаны на уровне наборов 2044 согласно одной реализации. Следует понимать, что возможна другая реализация, и этот тип функционально может представлять собой реализацию для поднабора интегрированных систем управления интеллектуальными активами.

[00240] В завершение, все интеллектуальные активы на уровне 2000 модулей обрабатываются 2046. В подготовке к тому, чтобы разрабатывать управление, чтобы четко формулировать приложение к извлеченной точке операционной прибыли в реальном времени.

[00241] Фиг. 21A является блок-схемой, и фиг. 21B является логической блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей структуру связи при управлении активами из модуля с набором и из набора с активом приложения для управления иерархическими активами в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[00242] Чтобы определять параметры рабочих и контрольных ограничений, все интеллектуальные активы 2100 на уровне модулей обрабатываются 2150, чтобы определять рабочие контрольные значения или параметры ограничения каждого дочернего актива на уровне наборов иерархии 2152. После завершения, эти модульные интеллектуальные активы 2100 передают свои данные 2154 через соответствующие тракты 2111, 2115 связи в соответствующий дочерний актив на уровне 2110, 2114 наборов. Проверка достоверности проводится, чтобы гарантировать то, что все интеллектуальные активы обработаны на уровне модуля 2156. Следует понимать, что возможна другая реализация, и этот тип функционально может представлять собой реализацию для поднабора интегрированных систем управления интеллектуальными активами.

[00243] После завершения, интеллектуальные активы на уровне 2110, 2114 наборов обрабатываются 2158, чтобы определять их параметры рабочих и контрольных ограничений для их соответствующих дочерних интеллектуальных активов 2160. В свою очередь эти интеллектуальные активы набора передают свои данные 2162 из каждого актива 2110, 2114 набора через соответствующие тракты 2121, 2113, 2125, 2127 связи в соответствующий родительский актив на уровне 2120, 2122, 2124, 2126 активов. Аналогично уровню наборов, проверка достоверности проводится, чтобы гарантировать то, что все интеллектуальные активы обработаны на уровне наборов 2164. В завершение, После завершения, по мере того, как все интеллектуальные активы на уровне 2120, 2122, 2124, 2126 активов обрабатываются 2166, каждый уровень приложения для управления иерархическими активами должен иметь параметры рабочих и контрольных ограничений, чтобы работать при контрольном значении операционной рентабельности в реальном времени.

[00244] Аналитика малых и больших данных

[00245] В некоторых вариантах осуществления, система управления активами может включать в себя компонент анализа или механизм для управления информацией и анализа, чтобы постоянно оптимизировать производительность промышленной эксплуатации со временем. Механизм анализа может работать параллельно с системой управления в реальном времени, но без ограничений в реальном времени. Фиг. 22 является схемой, иллюстрирующей вид аналитики системы управления активами в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего раскрытия. Как показано, каждая CPS, ассоциированная с активом, может использовать возможности сетевых подключений, чтобы прямо или косвенно сообщать данные, сгенерированные и/или принятые посредством настраиваемого агента в CPS (например, предыстории технологических процессов, измеренные данные, предпринимаемые действия) в механизм 2205 анализа больших данных. Например, в некоторых случаях, CPS первичных активов могут сообщать данные непосредственно в механизм 2205 анализа больших данных. В других случаях, настраиваемый агент наборов активов в виде модулей/гибких производственных ячеек может собирать данные из первичных интеллектуальных активов, за которые это отвечает, и сообщайте данные в набор активов верхнего уровня или механизм 2205 анализа больших данных. Механизм 2205 анализа больших данных может собирать и обрабатывать сообщенные данные, чтобы извлекать понимание, которое может использоваться для того, чтобы оптимизировать эффективность эксплуатации и/или другие функции управления, поясненные выше. В некоторых вариантах осуществления, каждый настраиваемый агент, ассоциированный с интеллектуальным активом или набором интеллектуальных активов или другими группировками интеллектуального актива, может включать в себя механизм анализа малых данных (например, механизм 370 анализа малых данных по фиг. 3B), который может локально собирать и анализировать данные, ассоциированные с активом или набором активов, и сообщать результаты в механизм 2205 анализа больших данных непосредственно или через настраиваемый агент верхнего уровня.

4. Примерная обработка

[00246] Фиг. 23 является схемой, иллюстрирующей примеры производственного процесса в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия. Примерный экзотермический реакторный блок, который используется для заявок на патент и других проектных документов.

[00247] Проиллюстрирован полный реакторный блок 2300, который включает в себя корпус 2310 реактора и определенное число датчиков и позиционеров клапана. Индикатор 2310PI давления, индикатор 2310TI температуры и индикатор 2310LI уровня предоставляют измерения в корпусе реактора. Охлаждающая рубашка 2311 реактора с ассоциированным клапаном 2311FV регулирования расхода управляет расходом охлаждающей воды в охлаждающую рубашку 2311 реактора. Позиционер 2315FV клапана управляет потоком теплой воды из охлаждающей рубашки 2311 реактора в эффлюент завода и отслеживается посредством датчика 2315FI индикатора расхода и индикатора 2315TI температуры, чтобы предоставлять измерение температуры и потока эффлюента, выходящего из реакторного блока 2310.

[00248] Мешалка 2312 реактора размешивает реагенты, чтобы обеспечивать необратимую реакцию. "Продукт C" имеет ассоциированные насос 2313 и клапан 2313FV регулирования расхода. Аварийный охлаждающий сборник 2314 продуктов реакции и ассоциированный клапан 234FV регулирования расхода доступны для того, чтобы прекращать реакцию, и должны обеспечивать затвердевание реагентов и делать корпус 2310 реактора непригодным.

[00249] Теплообменник 2320, который управляет температурой охлаждающей воды, накачанной в рубашку 2311 реактора, ассоциирован с последовательностью датчиков и позиционеров клапана. Индикатор 2320TI температуры, индикатор 2320FI расхода и позиционер 2320FV клапана измеряют и поддерживают охлажденную воду в теплообменнике 2320. Насос 2340 для подачи пресной воды накачивает пресную воду в теплообменник. Именно пресная вода накачивается в рубашку 2311 реактора, чтобы удалять тепло из корпуса 2310 реактора. Позиционер клапана, ассоциированный с этим насосом 2340 для подачи пресной воды, управляет расходом охлаждающей воды, входящей в теплообменник 2320.

[00250] Насос 2350 для подачи "реагента A" накачивает материал реагента в корпус 2310 реактора. С насосом связаны датчик 2350FI расхода и позиционер 2350FV клапана. Аналогичная структура существует для "реагента B", в которой насос 2360 накачивает реагент в корпус 2310 реактора. С насосом связаны датчик расхода 2360FI и позиционер клапана 2350FV.

[00251] Контрольный клапан 2370 сброса давления открывается для вентиляции, когда давление в корпусе 2310 реактора превышает предел. Он вентилируется в дымовую трубу, которая является открытой во внешнюю среду.

[00252] В настоящем примере, подача через охладитель и резервуар 2380 используется для того, чтобы охлаждать воду коммунальной сети до требуемой температуры и накачивать 2385 в охлаждающую рубашку 2311 реактора. Дополнительно, в аномально высоком температурном режиме, она может накачиваться непосредственно в охлаждающую рубашку 2311 реактора, чтобы быстро замедлять или прекращать реакцию при сохранении корпуса реактора. Эта охлажденная вода также может добавляться непосредственно в эффлюент, чтобы уменьшать выбросы в BTU, выпускаемые в окружающую среду.

[00253] Фиг. 24 является схемой, иллюстрирующей примеры производственного процесса в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия. Примерный экзотермический реакторный блок, который используется для заявок на патент и других проектных документов. В качестве одного из многих примеров, экзотермический реактор 2310, рубашка 2311 реактора, индикатор 2310TI и 2310LI температуры представляет собой оборудование, которое содержат один актив, называемый реакторным активом. Другие интеллектуальные активы существуют, как проиллюстрировано на фиг. 23, и идентифицированы и характеризованы в качестве части интегрированной системы управления интеллектуальными активами, которая для примерных целей включает в себя актив 2380 охладителя, актив 2320 теплообменника, реагент A 2350 и B 2360, продукт C 2313, аварийный охлаждающий сборник 2314, мешалку 2312 и актив эффлюента 2315. Следует понимать, что для целей нижеприведенных примеров, как проиллюстрировано посредством чертежей, признаки и функциональность достигаются и выполняются посредством рабочей интегрированной системы управления интеллектуальными активами, разработанной из приложений для управления иерархическими активами, и соответствующих управляющих аппаратных средств, разработанных для элементов базового оборудования, поясненных относительно фиг. 23.

[00254] В качестве части текущей оптимизации в реальном времени всего приложения для управления иерархическими активами, ограничения для безопасности 2410, надежности 2420 и окружающей среды 2430 определяются для каждого отдельного актива. Параметры для каждого ограничения по активам извлекаются пользователем или посредством системы, как описано выше, и являются конкретными для оборудования, которое составляет актив, приложение и данные реального времени и статистические данные. В качестве одного из многих возможных примеров, ограничения по окружающей среде для вывода воды в эффлюент могут требовать, согласно EPA-инструкциям, диапазон температур в 35-65 градусов Цельсия и максимум 5 галлонов в минуту. Все ограничения извлекаются на уровне активов для реакторного актива и всех других интеллектуальных активов в приложении. Как подробно указано на фиг. 20A и 20B, каждый отдельный набор ограничений по активам извлекается и передается в родительский актив вплоть до актива на уровне модулей.

[00255] Оптимальная точка цели вводится в систему. Пример может быть должен производить 10000 фунтов продукта C в день с использованием непрерывного режима работы. Для настоящего примера, цель, которая должна быть оптимизирована, представляет собой прибыль, которая может вычисляться при знании различных параметров, к примеру, различных параметров относительно операционных накладных расходов и прибыли в расчете на фунт продукта C.

[00256] В дополнение к цели, которая должна быть оптимизирована, пределы ограничения для оптимальных значений вводятся в систему. Текущая рабочая точка и текущие ограничения теперь извлечены. Каждое ограничение и цель известны системе, нормализация всех ограничений и целей необходима, чтобы выполнять оптимизацию. После того, как эта нормализация завершена, зона работы приложения известна, как и точка оптимизации для приложения в конкретный момент времени, когда проведены измерения из приложения.

[00257] С теперь известными текущим состоянием и оптимальным состоянием, может извлекаться оптимизация. Фиг. 25 является схемой, иллюстрирующей различные примеры определения оптимизации набора иерархических промышленных активов в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[00258] После того, как все ограничения извлечены и введены в приложение для управления иерархическими активами 2510 на основе мониторинга в реальном времени всего приложения и нормализованы 2520, как описано на фиг. 18A и 18B, текущее состояние, рабочая область технологического процесса и оптимальное состояние известны, и оптимизация для данных ограничений и целей может извлекаться 2530.

[00259] Фиг. 26 является схемой, иллюстрирующей различные примеры регулирования набора иерархических промышленных активов, чтобы осуществлять изменение приложения в оптимальную рабочую точку. В настоящем примере, извлеченная оптимизация может включать в себя введение охлажденной воды из актива охладителя 2380 в рубашку 2311 реактора, поскольку температура в экзотермическом реакторе является слишком высокой, чтобы удовлетворять ограничению по окружающей среде, в расчете на индикатор 2310TI температуры. Дополнительно, актив мешалки 2312 может активироваться для эффлюента рубашки 2311 реактора, очищаемого через клапан 2315FV регулирования расхода, чтобы дополнительно гарантировать то, что температура эффлюента находится в пределах диапазоне ограничения. В завершение, чтобы удовлетворять требованию по числу галлонов в минуту, должны слеживаться как температура 2315TI, так и расход 2315FI, и эффлюент должен блокироваться через клапан 2315FV по мере необходимости.

[00260] Оптимизированная характеристика извлечена 2610 и передается по всем интеллектуальным активам, группам интеллектуальных активов или другим группировкам интеллектуальных активов. Из вышеприведенного примера, оптимизация управления для интегрированной системы управления интеллектуальными активами 2620 может включать в себя управление таким образом, чтобы накачивать охлажденную воду 2385 со скоростью 5 галлонов в минуту при открытии клапана 2311FV регулирования расхода рубашки реактора, чтобы обеспечивать возможность более теплой воде в рубашке реакции очищаться через ассоциированный клапан 2115FV регулирования расхода. Этой оптимизации, например, может разрешаться продолжаться в течение определенного периода времени, и она верифицироваться как оптимальная 2630 посредством анализа в реальном времени полной интегрированной системы управления интеллектуальными активами.

[00261] Таким образом, как предполагается в вариантах осуществления этого раскрытия, интегрированная система управления интеллектуальными активами может работать и быть оптимизирована в реальном времени для любого выбранного набора целей и ограничений пока оператор производственного процесса, бизнес или постоянно развивающаяся отрасль определяет его преимущественным.

5. Примерные признаки или аспекты системы управления активами

[00262] Ниже предоставляются различные примерные признаки или аспекты системы управления активами в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[00263] В некоторых вариантах осуществления, система управления активами предоставляет полную автономную или полуавтономную систему управления для каждого актива в промышленных предприятиях.

[00264] В некоторых вариантах осуществления, системы управления активами оборудования нижнего уровня предварительно конфигурируются посредством поставщиков оборудования.

[00265] В некоторых вариантах осуществления, система автоматического управления из систем, сконфигурированных в качестве аватаров или настраиваемых агентов на нижних уровнях, автоматически соединяется и превращается в аватары на верхних уровнях.

[00266] В некоторых вариантах осуществления, конфигурация упрощается за счет того, что конфигурация на каждом уровне предусматривает только в себе конкретную функциональность на этом уровне.

[00267] В некоторых вариантах осуществления, управление от управления технологическими процессами в реальном времени для повышения эффективности расширяется до управления технологическими процессами в реальном времени для эффективности, надежности, риска для безопасности, риска для окружающей среды, риска нарушения безопасности и повышения рентабельности.

[00268] В некоторых вариантах осуществления, системность принудительно обеспечивается в каждом аватаре или настраиваемом агенте верхнего уровня.

[00269] В некоторых вариантах осуществления, каждый настраиваемый агент предоставляет полный комплект функциональности, ассоциированной с уровнем актива или набора активов, ассоциированного с настраиваемым агентом, включающей в себя, но не только: отслеживание, контекстную аналитику, управление производительностью активов, оптимизацию активов, безопасность активов и/или предыстория активов (рабочие, техобслуживание, производительность).

[00270] В некоторых вариантах осуществления, динамические бизнес-процессы (рентабельность и т.д.) обрабатываются таким же образом, как динамические физические процессы.

[00271] В некоторых вариантах осуществления, степень детализации управления уменьшается до одного, и такая одна степень детализации контура дает беспрецедентную масштабируемость.

[00272] В некоторых вариантах осуществления, система управления активами имеет одну целостность контура, и любой сбой должен только одному дублеру контура.

[00273] В некоторых вариантах осуществления, потребности в питании предоставляются посредством собирателей энергии, которые могут представлять собой компонент интеллектуального актива или CPS. Собиратели энергии могут извлекать энергию из окружающей среды (например, через вибрацию).

[00274] В некоторых вариантах осуществления, система управления активами самоидентифицируется и конфигурируется. В системе управления активами, каждый актив оборудования может содержать CPS и ассоциированный настраиваемый агент посредством поставщика оборудования. Когда настраиваемый агент соединен с более крупной системой управления активами, он предоставляет логический и уникальный идентификатор настраиваемого агента, который идентифицирует его для системы.

[00275] В некоторых вариантах осуществления, контроль и управление активами встраиваются в фактический актив, а не "прилепляются в нагрузку", что является типичным для традиционного управления технологическими процессами.

[00276] В некоторых вариантах осуществления, физические технологические устройства или интеллектуальные активы моделируют себя. Отсутствует искусственная модель оборудования, которая требуется для того, чтобы имитировать интеллектуальные активы. Интеллектуальные активы моделируют себя.

[00277] В некоторых вариантах осуществления, актив становится "управляемым" как актив в обычном случае.

[00278] В некоторых вариантах осуществления, необходимое считывание/измерение комбинируется с управлением, выводом/приведением в действие и управлением активами в идентичном ресурсе в самом активе.

[00279] В некоторых вариантах осуществления, контроль и управление активами "кластеризуются" (в общем "тумане" связи) вокруг кластеров технологических устройств, поскольку они существуют естественным образом.

[00280] В некоторых вариантах осуществления, производители устройств предоставляют алгоритмы управления и управление производительностью активов для своих интеллектуальных активов оборудования. Неинтеллектуальным технологическим устройствам или интеллектуальным активам можно давать интеллектуальность, чтобы и управлять собой и отслеживать собственную работоспособность. Это может применяться к устройствам или интеллектуальным активам в качестве песочной раковины в качестве простой длины трубы. В некоторых вариантах осуществления, любому активу может предоставляться эта интеллектуальность через технологии, раскрытые в настоящем раскрытии.

[00281] В некоторых вариантах осуществления, "управление" продается с самим оборудованием, а не в качестве "добавленной стоимости".

[00282] В некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере, настраиваемый агент может загружаться на интеллектуальные активы позднее.

[00283] В некоторых вариантах осуществления, интеллектуальность производительности активов предоставляется посредством производителя.

[00284] В некоторых вариантах осуществления, межсоединение для возможностей подключения, а также организации сетей полностью устраняется.

[00285] В некоторых вариантах осуществления, определение "управления" расширяется на оперативное управление, чтобы задавать и удовлетворять показателям финансового прогноза точно так же, как контур управления за исключением того, что управляются показатели эффективности бизнеса, а не просто параметры технологического процесса.

[00286] В некоторых вариантах осуществления, управление распределено в устройства или активы и питается посредством собранной мощности, обмена данными в беспроводном облаке комбинированных ячеистых сетей, работающих в инфраструктуре систем унификации.

[00287] В некоторых вариантах осуществления, управление более не "прилепляется в нагрузку". По сути, оно представляет собой часть процесса.

[00288] В некоторых вариантах осуществления, завод моделирует себя, и управление представляет фактический завод.

[00289] В некоторых вариантах осуществления, система управления активами предоставляет максимальную надежность и способность к восстановлению после сбоев в наименьших возможных затратах.

[00290] В некоторых вариантах осуществления, управление расширяется от процесса до бизнеса.

[00291] В некоторых вариантах осуществления, Интернет вещей применяется к управлению производственным процессом для функциональности, а не просто возможностей подключения.

6. Компьютерная систематизация

[00292] Фиг. 27 показывает схематическое представление машины в примерной форме компьютерной системы, в которой может выполняться набор инструкций, для инструктирования машине выполнять любые одну или более технологий, поясненных в данном документе.

[00293] В примере по фиг. 27, компьютерная система 2700 включает в себя процессор, основное запоминающее устройство, энергонезависимое запоминающее устройство и интерфейсное устройство. Различные общие компоненты (например, кэш-память) опускаются для иллюстративной простоты. Компьютерная система 2700 имеет намерение иллюстрировать аппаратное устройство, на котором любой из компонентов и способов иллюстрировал в этом раскрытии. Например, процессор 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, проиллюстрированный на фиг. 14A, 15A, 16A, 17A, 18A, соответственно, может представлять собой аппаратное устройство, такое как процессор или компьютерная система, допускающая выполнение расчетов, вычислений, обработки и/или т.п., чтобы выполнять задачи, описанные в данном документе. Компьютерная система 2700 может иметь любой применимый известный или удобный тип. Компоненты компьютерной системы 2700 могут соединяться вместе через шину или через некоторое другое известное или удобное устройство.

[00294] Процессор, например, может представлять собой традиционный микропроцессор, такой как микропроцессор Intel Pentium или микропроцессор Motorola Power PC. Специалисты в данной области техники должны признавать, что термины "машиночитаемый носитель (хранения данных)" или "компьютерночитаемый носитель (хранения данных)" включают в себя любой тип устройства, которое является доступным посредством процессора.

[00295] Запоминающее устройство соединяется с процессором, например, посредством шины. Запоминающее устройство может включать в себя, в качестве примера, но без ограничения, оперативное запоминающее устройство (RAM), к примеру, динамическое RAM (DRAM) и статическое RAM (SRAM). Запоминающее устройство может быть локальным, удаленным или распределенным.

[00296] Шина также соединяет процессор с энергонезависимым запоминающим устройством и модулем накопителя. Энергонезависимое запоминающее устройство зачастую представляет собой магнитный гибкий или жесткий диск, магнитооптический диск, оптический диск, постоянное запоминающее устройство (ROM), такое как CD-ROM, EPROM или EEPROM, магнитную или оптическую карту либо другую форму устройства хранения данных для больших объемов данных. Некоторые из этих данных зачастую записываются, посредством процесса прямого доступа к памяти, в запоминающее устройство во время выполнения программного обеспечения в компьютере 2800. Энергонезависимое устройство хранения данных может быть локальным, удаленным или распределенным. Энергонезависимое запоминающее устройство является необязательным, поскольку системы могут создаваться со всеми применимыми доступными данными в запоминающем устройстве. Типичная компьютерная система должна обычно включать в себя, по меньшей мере, процессор, запоминающее устройство и устройство (например, шину), соединяющее запоминающее устройство с процессором.

[00297] Программное обеспечение типично сохраняется в энергонезависимом запоминающем устройстве и/или модуле накопителя. Фактически, для больших программ, может быть невозможным даже сохранять всю программу в запоминающем устройстве. Тем не менее, следует понимать, что для выполнения программного обеспечения, при необходимости, оно перемещается в машиночитаемое местоположение, подходящее для обработки, и в качестве иллюстрации, что местоположение упоминается как запоминающее устройство в данной работе. Даже когда программное обеспечение перемещается в запоминающее устройство для выполнения, процессор типично должен использовать аппаратные регистры для того, чтобы сохранять значения, ассоциированные программным обеспечением, и локальный кэш. В идеале, это служит для того, чтобы ускорять выполнение. При использовании в данном документе, программа предположительно сохраняется в любом известном или удобном местоположении (от энергонезависимого устройства хранения данных до аппаратных регистров), когда программа упоминается как "реализованная в машиночитаемом носителе". Процессор считается "сконфигурированным с возможностью выполнять программу", когда, по меньшей мере, одно значение, ассоциированное с программой, сохраняется в регистре, считываемом посредством процессора.

[00298] Шина также соединяет процессор с сетевым интерфейсным устройством. Интерфейс может включать в себя одно или более из модема или сетевого интерфейса. Следует принимать во внимание, что модем или сетевой интерфейс может считаться частью компьютерной системы. Интерфейс может включать в себя аналоговый модем, ISDN-модем, кабельный модем, интерфейс по протоколу маркерного кольца, интерфейс спутниковой передачи (например, Direct PC) или другие интерфейсы для связи компьютерной системы с другими компьютерными системами. Интерфейс может включать в себя одно или более устройств ввода и/или вывода. Устройства ввода-вывода могут включать в себя, в качестве примера, но без ограничения, клавиатуру, мышь или другое указательное устройство, накопители на дисках, принтеры, сканер и другие устройства ввода и/или вывода, включающие в себя устройство отображения. Устройство отображения может включать в себя, например, электронно-лучевую трубку (CRT), жидкокристаллический дисплей (ЖК-дисплей) или некоторое другое применимое известное или удобное устройство отображения. Для простоты, предполагается, что контроллеры любых устройств (не проиллюстрированы) постоянно размещаются в соответствующем интерфейсе.

[00299] При работе, компьютерная система 2700 может управляться посредством программного обеспечения операционной системы, которое включает в себя систему управления файлами, к примеру, дисковую операционную систему. Один пример программного обеспечения операционной системы с ассоциированным системным программным обеспечением управления файлами представляет собой семейство операционных систем, известных как Windows®, компании Microsoft Corporation, Redmond, Washington, и ассоциированных систем управления файлами. Другой пример программного обеспечения операционной системы с ассоциированным системным программным обеспечением управления файлами представляет собой операционную систему Linux и ассоциированную систему управления файлами. Система управления файлами типично сохраняется в энергонезависимом запоминающем устройстве и/или модуле накопителя и инструктирует процессору выполнять различные этапы, требуемые посредством операционной системы для того, чтобы вводить и выводить данные и сохранять данные в запоминающем устройстве, что включает в себя сохранение файлов на энергонезависимом запоминающем устройстве и/или в модуле накопителя.

[00300] Некоторые части нижеприведенного подробного описания представляются на основе алгоритмов и символьных представлений операций с битами данных в компьютерном запоминающем устройстве. Эти алгоритмические описания и представления являются средством, используемым специалистами в области обработки данных для того, чтобы наиболее эффективно передавать суть своей работы другим специалистам в данной области техники. Алгоритм представлен здесь и, в общем, задуман как непротиворечивая последовательность этапов (инструкций), приводящая к требуемому результату. Эти операции представляют собой операции, требующие физической обработки физических величин. Обычно, хотя и не обязательно, эти величины принимают форму электрических или магнитных сигналов, допускающих сохранение, передачу, комбинирование, сравнение и иную обработку. Оказалось, что удобно периодически, преимущественно по причинам стандартного применения, упоминать эти сигналы как биты, значения, элементы, символы, знаки, термины, числа и т.п.

[00301] Тем не менее, следует принимать во внимание, что все эти и аналогичные термины должны быть ассоциированы с соответствующими физическими величинами и являются просто удобными обозначениями, применяемыми к этим величинам. Если прямо не указано иное, как очевидно из нижеприведенного пояснения, следует принимать во внимание, что во всем описании, пояснения с использованием таких терминов, как "обработка" или "расчет", или "вычисление", или "определение", или "отображение" и т.п., означают действие и процессы компьютерной системы или аналогичного электронного вычислительного устройства, которое обрабатывает и преобразует данные, представленные в качестве физических (электронных) величин в регистрах и запоминающих устройствах компьютерной системы, в другие данные, аналогично представленные в качестве физических величин в запоминающих устройствах или регистрах компьютерной системы или в других таких устройствах хранения, передачи или отображения информации.

[00302] Алгоритмы и экраны, представленные в данном документе, по сути, не связаны ни с одним конкретным компьютером или другим устройством. Различные системы общего назначения также могут использоваться для программ в соответствии с идеями в данном документе, либо может быть удобным конструировать более специализированное устройство, чтобы осуществлять этапы способа. Требуемая структура для множества этих систем должна быть очевидной из нижеприведенного описания. Помимо этого, технологии не описываются со ссылкой на какой-то конкретный язык программирования, и различные варианты осуществления в силу этого могут реализовываться с использованием множества языков программирования.

[00303] В альтернативных вариантах осуществления, машина работает в качестве автономного устройства или может быть соединена (например, по сети) с другими машинами. В сетевом развертывании, машина может работать в качестве серверной или клиентской машины в клиент-серверном сетевом окружении или в качестве равноправной машины в сетевом окружении с равноправными узлами (или распределенном сетевом окружении).

[00304] Машина может представлять собой серверный компьютер, клиентский компьютер, персональный компьютер (PC), планшетный PC, переносной компьютер, абонентскую приставку (STB), персональное цифровое устройство (PDA), сотовый телефон, iPhone, Blackberry, процессор, телефон, устройство для доступа на основе веб-технологий, сетевой маршрутизатор, коммутатор или мост либо любую машину, допускающую выполнение набора инструкций (последовательных или иных), которые указывают действия, которые должны предприниматься посредством этой машины.

[00305] Хотя машиночитаемый носитель или машиночитаемый носитель хранения данных показан в примерном варианте осуществления в качестве одного носителя, термин "машиночитаемый носитель" и "машиночитаемый носитель хранения данных" должен рассматриваться как включающий в себя один носитель или множество носителей (например, централизованную или распределенную базу данных и/или ассоциированные кэши и серверы), которые сохраняют один или более наборов инструкций. Термин "машиночитаемый носитель" и "машиночитаемый носитель хранения данных" также должен рассматриваться как включающий в себя любой носитель, который допускает хранение, кодирование или перенос набора инструкций для выполнения посредством машины, и который инструктирует машине выполнять любую одну или более технологий для текущей раскрытой технологии и новшества.

[00306] В общем, процедуры, выполняемые для того, чтобы реализовывать варианты осуществления раскрытия, могут реализовываться как часть операционной системы или конкретного приложения, компонента, программы, объекта, модуля или последовательности инструкций, называемой в качестве "компьютерных программ". Компьютерные программы типично содержат один или более наборов инструкций в различные времена в различных запоминающих устройствах и устройствах хранения данных в компьютере, которые, при считывании и выполнении посредством одного или более модулей обработки или процессоров в компьютере, инструктируют компьютеру выполнять операции, чтобы выполнять элементы, заключающие в себе различные аспекты раскрытия.

[00307] Кроме того, хотя варианты осуществления описываются в контексте полнофункциональных компьютеров и компьютерных систем, специалисты в данной области техники должны принимать во внимание, что различные варианты осуществления допускают распространение в качестве программного продукта во множестве форм, и что раскрытие применяется одинаково независимо от конкретного типа машино- или компьютерночитаемых носителей, используемых для того, чтобы фактически осуществлять распространение.

[00308] Дополнительные примеры машиночитаемых носителей хранения данных, машиночитаемых носителей или компьютерночитаемых носителей (хранения данных) включают в себя, но не только, записываемые носители, такие как энергозависимые и энергонезависимые запоминающие устройства, дискеты и другие съемные диски, жесткие диски, оптические диски (например, постоянное запоминающее устройство на компакт-дисках (CD-ROM), универсальные цифровые диски (DVD) и т.д.), в числе других, и передающие среды, к примеру, цифровые и аналоговые линии связи.

[00309] Если контекст в явной форме не требует иного, во всем описании и в формуле изобретения слова "содержит", "содержащий" и т.п. должны быть истолкованы во включающем, в отличие от исключающего или исчерпывающего смысла; т.е. в смысле "включает в себя, но не только". При использовании в данном документе, термины "соединенный", "связанный" или всех их разновидности, означают любое соединение или связывание, прямое либо косвенное, между двумя или более элементами; связывание соединения между элементами может быть физическим, логическим либо комбинацией вышеозначенного. Дополнительно, слова "в данном документе", "выше", "ниже" и слова аналогичного смысла, при использовании в этой заявке, должны относиться к этой заявке в целом, а не к каким-либо конкретным частям этой заявки. Если позволяет контекст, слова в вышеприведенном "Осуществлении изобретения" с использованием единственного или множественного числа также могут включать в себя множественное или единственное число соответствующим образом. Слово "или" в отношении списка из двух или более элементов охватывает все из следующих интерпретаций слова: любой из элементов в списке, все элементы в списке и любая комбинация элементов в списке.

[00310] Вышеприведенное подробное описание вариантов осуществления раскрытия не имеет намерение быть полным или ограничивать идеи точной формой, раскрытой выше. Хотя конкретные варианты осуществления и примеры для раскрытия описываются выше в качестве иллюстрации, различные эквивалентные модификации являются возможными в пределах объема раскрытия, как должны признавать специалисты в данной области техники. Например, хотя процессы или блоки представляются в данном порядке, альтернативные варианты осуществления могут выполнять процедуры, имеющие этапы, или использовать системы, имеющие блоки в другом порядке, и некоторые процессы или блоки могут удаляться, перемещаться, добавляться, подразделяться, комбинироваться и/или модифицироваться, чтобы предоставлять альтернативу или субкомбинации. Каждый из этих процессов или блоков может реализовываться множеством различных способов. Кроме того, хотя процессы или блоки время от времени показываются как выполняемые последовательно, эти процессы или блоки вместо этого могут выполняться параллельно либо могут выполняться в различные моменты времени. Дополнительно, любые конкретные числа, указанные в данном документе, являются только примерами: альтернативные реализации могут использовать отличающиеся значения или диапазоны.

[00311] Идеи раскрытия, предоставленные в данном документе, могут применяться к другим системам, не обязательно к системе, описанной выше. Элементы и этапы различных вариантов осуществления, описанных выше, могут комбинироваться с тем, чтобы предоставлять дополнительные варианты осуществления.

[00312] Все патенты и заявки и другие ссылочные документы, указанные выше, в том числе любые из них, которые могут быть перечислены в прилагаемых подаваемых документах, содержатся в данном документе по ссылке. Аспекты раскрытия могут модифицироваться, при необходимости, чтобы использовать системы, функции и принципы различных ссылочных документов, описанных выше, с тем чтобы предоставлять еще одни дополнительные варианты осуществления раскрытия.

[00313] Эти и другие изменения могут быть внесены в раскрытие в свете вышеуказанного "Подробного описания". Хотя вышеприведенное описание описывает конкретные варианты осуществления раскрытия и описывает предполагаемый наилучший режим, неважно, насколько подробно они излагаются в тексте, идеи могут осуществляться на практике множеством способов. Подробности системы могут значительно варьироваться по подробностям реализации при одновременном охватывании посредством предмета изобретения, раскрытого в данном документе. Как отмечено выше, конкретная терминология, используемая при описании определенных признаков или аспектов раскрытия, не должна рассматриваться как подразумевающая то, что терминология переопределяется в данном документе таким образом, что она ограничивается какими-либо конкретными характеристиками, признаками или аспектами раскрытия, с которыми ассоциирована эта терминология. В общем, термины, используемые в нижеприведенной формуле изобретения, не должны истолковываться как ограничивающие раскрытие конкретными вариантами осуществления, раскрытыми в подробном описании, если только вышеприведенный раздел "Подробное описание" не задает в явном виде такие термины. Соответственно, фактический объем раскрытия охватывает не только раскрытые варианты осуществления, но также и все эквивалентные способы осуществления на практике или реализации раскрытия согласно формуле изобретения.

[00314] Из вышеизложенного, следует принимать во внимание, что конкретные варианты осуществления описаны в данном документе в целях иллюстрации, но могут вноситься различные модификации без отступления от сущности и объема вариантов осуществления. Следовательно, настоящее раскрытие не ограничено ничем, кроме как прилагаемой формулой изобретения.

1. Способ оптимизации интегрированной системы управления интеллектуальными активами, выполняемый контроллером системы и содержащий этапы, на которых:

осуществляют доступ к группировке интеллектуальных активов, которая задает множество управляющих взаимосвязей ʺродитель/потомокʺ между элементами оборудования из интегрированной системы управления интеллектуальными активами;

разрабатывают, используя родительский элемент оборудования, многогранные динамические ограничения технологического процесса с использованием множества параметров рабочих ограничений и множества параметров рабочих целей, ассоциированных с интегрированной системой управления интеллектуальными активами;

оценивают, используя родительский элемент оборудования, модель многогранных динамических ограничений технологического процесса, чтобы балансировать рабочие ограничения технологического процесса на основе одной или более целей технологического процесса;

определяют, используя родительский элемент оборудования, оптимизированную рабочую точку технологического процесса для модели многогранных динамических ограничений технологического процесса;

определяют, используя родительский элемент оборудования, действие управления иерархическими активами с использованием оптимизированной рабочей точки технологического процесса;

сообщают действие управления иерархическими активами с использованием родительского элемента оборудования множеству ассоциированных с ним дочерних элементов оборудования; и

выполняют, используя множество ассоциированных дочерних элементов оборудования, действие управления иерархическими активами, чтобы переходить от текущих рабочих значений к рабочим значениям для достижения сбалансированных рабочих ограничений.

2. Способ по п. 1, в котором рабочие ограничения разработаны посредством интеллектуального актива, ассоциированного с группой интеллектуальных активов в интегрированной системе управления интеллектуальными активами.

3. Способ по п. 1, в котором действия управления иерархическими активами осуществляют смену режима управления интеллектуальным активом, ассоциированным с интегрированной системой управления интеллектуальными активами.

4. Способ по п. 1, в котором определение оптимизированной рабочей точки технологического процесса основано на рабочих ограничениях технологического процесса по надежности, безопасности или окружающей среде.

5. Способ по п. 4, в котором оптимизированная рабочая точка технологического процесса определяется на основе агрегирования ограничений по активам для каждого интеллектуального актива в группировке интеллектуальных активов.

6. Способ по п. 4, в котором рабочее ограничение технологического процесса по надежности определяется для набора интеллектуальных активов с использованием модели риска для надежности.

7. Способ по п. 6, в котором ограничение по надежности задается следующим образом: RT-риск для надежности = MAX (рабочий риск для надежности, условный риск для надежности, риск для безопасности с точки зрения надежности).

8. Способ по п. 4, в котором ограничение по окружающей среде определяется для набора интеллектуальных активов с использованием модели риска для окружающей среды.

9. Способ по п. 8, в котором ограничение по надежности задается следующим образом: RT-риск для окружающей среды = MAX (рабочий риск для окружающей среды, условный риск для окружающей среды, риск для окружающей среды с точки зрения надежности).

10. Способ по п. 4, в котором ограничение по безопасности определяется для набора интеллектуальных активов с использованием модели риска для безопасности.

11. Способ по п. 10, в котором ограничение по надежности задается следующим образом: RT-риск для безопасности = MAX (рабочий риск для безопасности, условный риск для безопасности, риск для безопасности с точки зрения надежности).

12. Способ по п. 4, в котором доступ к интеллектуальному активу динамически управляется на основе агрегированных данных безопасности.

13. Способ по п. 12, в котором агрегированные данные безопасности включают в себя как индивидуальные для интегрированной системы управления интеллектуальными активами, так и внешние данные безопасности.

14. Способ по п. 1, в котором определение оптимизированной рабочей точки технологического процесса делается с использованием линейного анализа.

15. Способ по п. 1, в котором разработка многогранного ограничения технологического процесса делается с использованием нелинейного анализа.

16. Способ по п. 1, в котором действие управления иерархическими активами задает параметрическое рабочее состояние для интеллектуального актива или группы интеллектуальных активов.

17. Способ по п. 1, в котором действие управления иерархическими активами задает параметрическое рабочее контрольное значение для интеллектуального актива или группы интеллектуальных активов.

18. Способ по п. 1, в котором действие управления иерархическими активами задает пороговое значение параметрического рабочего ограничения для интеллектуального актива или группы интеллектуальных активов.

19. Способ по п. 1, в котором доступ к множеству параметров рабочих ограничений и множеству параметров рабочих целей, ассоциированных с системой/группой иерархических интеллектуальных активов, осуществляется с извлечением из хранилища данных.

20. Способ по п. 19, в котором параметры рабочего процесса включают в себя статистические данные или данные реального времени.

21. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором используют агрегированные рабочие данные интеллектуальных активов для повышения эффективности и обработки выборов команд.

22. Способ по п. 1, в котором интегрированная система управления интеллектуальными активами представляет собой ассоциированную иерархическую компоновку оптимизируемых при работе управляющих взаимосвязей между активами для приложения управления иерархическими активами.

23. Способ по п. 1, в котором интегрированная система управления интеллектуальными активами интегрирована с одним или более активами и их соответствующими управляющими аппаратными средствами.

24. Система оптимизации интегрированной системы управления интеллектуальными активами, выполняемой контроллером системы, при этом система содержит:

осуществление, с помощью процессора, доступа к группировке интеллектуальных активов, которая задает множество управляющих взаимосвязей ʺродитель/потомокʺ между элементами оборудования из интегрированной системы управления интеллектуальными активами;

осуществление, с помощью процессора с использованием родительского элемента оборудования, доступа к множеству параметров рабочих ограничений и множеству параметров рабочих целей, ассоциированных с активом в интегрированной системе управления интеллектуальными активами;

разработку, с помощью процессора с использованием родительского элемента оборудования, многогранных динамических ограничений технологического процесса с использованием множества параметров рабочих ограничений и множества параметров рабочих целей, ассоциированных с интегрированной системой управления интеллектуальными активами;

оценку, с помощью процессора с использованием родительского элемента оборудования, модели многогранных динамических ограничений технологического процесса, чтобы балансировать рабочие ограничения технологического процесса на основе одной или более целей технологического процесса;

определение, с помощью процессора с использованием родительского элемента оборудования, оптимизированной рабочей точки технологического процесса для модели многогранных динамических ограничений технологического процесса;

определение, с помощью процессора с использованием родительского элемента оборудования, действия управления иерархическими интеллектуальными активами с использованием оптимизированной рабочей точки технологического процесса;

сообщение, с помощью процессора, действия управления иерархическими интеллектуальными активами с использованием родительского элемента оборудования множеству ассоциированных с ним дочерних элементов оборудования; и

выполнение, с помощью процессора с использованием множества ассоциированных дочерних элементов оборудования, действия управления иерархическими интеллектуальными активами, чтобы переходить от текущих рабочих значений к рабочим значениям для достижения сбалансированных рабочих ограничений.

25. Система по п. 24, в которой рабочие ограничения разработаны посредством интеллектуального актива, ассоциированного с группой интеллектуальных активов в интегрированной системе управления интеллектуальными активами.

26. Система по п. 24, в которой действия управления иерархическими интеллектуальными активами осуществляют смену режима управления интеллектуальным активом, ассоциированным с интегрированной системой управления интеллектуальными активами.

27. Система по п. 24, в которой определение оптимизированной рабочей точки технологического процесса основано на рабочих ограничениях технологического процесса по надежности, безопасности или окружающей среде.

28. Система по п. 27, в которой оптимизированная рабочая точка технологического процесса определяется на основе агрегирования ограничений по активам для каждого интеллектуального актива в группировке интеллектуальных активов.

29. Система по п. 27, в которой рабочее ограничение технологического процесса по надежности определяется для набора интеллектуальных активов с использованием модели риска для надежности.

30. Система по п. 29, в которой ограничение по надежности задается следующим образом: RT-риск для надежности = MAX (рабочий риск для надежности, условный риск для надежности, риск для безопасности с точки зрения надежности).

31. Система по п. 27, в которой ограничение по окружающей среде определяется для набора интеллектуальных активов с использованием модели риска для окружающей среды.

32. Система по п. 31, в которой ограничение по надежности задается следующим образом: RT-риск для окружающей среды = MAX (рабочий риск для окружающей среды, условный риск для окружающей среды, риск для окружающей среды с точки зрения надежности).

33. Система по п. 27, в которой ограничение по безопасности определяется для набора интеллектуальных активов с использованием модели риска для безопасности.

34. Система по п. 33, в которой ограничение по надежности задается следующим образом: RT-риск для безопасности = MAX (рабочий риск для безопасности, условный риск для безопасности, риск для безопасности с точки зрения надежности).

35. Система по п. 27, в которой доступ к интеллектуальному активу динамически управляется на основе агрегированных данных безопасности.

36. Система по п. 35, в которой агрегированные данные безопасности включают в себя как индивидуальные для интегрированной системы управления интеллектуальными активами, так и внешние данные безопасности.

37. Система по п. 24, в которой определение оптимизированной рабочей точки технологического процесса делается с использованием линейного анализа.

38. Система по п. 24, в которой разработка многогранного ограничения технологического процесса делается с использованием нелинейного анализа.

39. Система по п. 24, в которой действие управления иерархическими интеллектуальными активами задает параметрическое рабочее состояние для интеллектуального актива или группы интеллектуальных активов.

40. Система по п. 24, в которой действие управления иерархическими интеллектуальными активами задает параметрическое рабочее контрольное значение для интеллектуального актива или группы интеллектуальных активов.

41. Система по п. 24, в которой действие управления иерархическими интеллектуальными активами задает пороговое значение параметрического рабочего ограничения для интеллектуального актива или группы интеллектуальных активов.

42. Система по п. 24, в которой доступ к множеству параметров рабочих ограничений и множеству параметров рабочих целей, ассоциированных с системой/группой иерархических интеллектуальных активов, осуществляется с извлечением из хранилища данных.

43. Система по п. 42, в которой параметры рабочего процесса включают в себя статистические данные или данные реального времени.

44. Система по п. 24, дополнительно содержащая использование агрегированных рабочих данных интеллектуальных активов для повышения эффективности и обработки выборов команд.

45. Система по п. 24, при этом интегрированная система управления интеллектуальными активами представляет собой ассоциированную иерархическую компоновку оптимизируемых при работе управляющих взаимосвязей между активами для приложения управления иерархическими активами.

46. Система по п. 24, при этом интегрированная система управления интеллектуальными активами интегрирована с одним или более активами и их соответствующими управляющими аппаратными средствами.

47. Способ оптимизации интегрированной системы управления интеллектуальными активами, выполняемый контроллером системы и содержащий этапы, на которых:

осуществляют доступ к множеству параметров рабочих ограничений и множеству параметров рабочих целей, ассоциированных с активом в интегрированной системе управления интеллектуальными активами;

разрабатывают многогранные динамические ограничения на уровне интеллектуальных активов с использованием множества параметров рабочих ограничений и множества параметров рабочих целей, ассоциированных с интегрированной системой управления интеллектуальными активами;

оценивают модель многогранных динамических ограничений технологического процесса для интеллектуального актива, чтобы балансировать рабочие ограничения технологического процесса на основе одной или более целей технологического процесса;

определяют оптимизированную рабочую точку технологического процесса для интеллектуального актива для модели многогранных динамических ограничений технологического процесса;

передают запрос элементов данных посредством родительского субъекта, используемый отчасти родительским субъектом для того, чтобы определять действие управления интеллектуальными активами для ассоциированного дочернего интеллектуального актива;

принимают действие управления интеллектуальными активами, сгенерированное из оптимизированной рабочей точки технологического процесса; и

выполняют действие управления иерархическими интеллектуальными активами, чтобы переходить от текущих рабочих значений к рабочим значениям для достижения сбалансированных рабочих ограничений.