数据建模工作室制造技术

一种便于在过程工厂数据库内的知识发现以分析如被存储在过程工厂数据库中的来自过程工厂的过程控制数据来产生输出的计算机实现的方法，该方法包括：经由用户接口设备接收对数据模型的用户选择，其中，数据模型定义要对一个或多个数据源执行的第一处理例程以产生输出；由一个或多个处理器生成数据探索接口，数据探索接口显示在过程工厂的大数据设备上存储的过程控制数据的指示；经由用户接口例程接收对定义要由数据模型进行处理的输入的过程控制数据的选择；由一个或多个处理器对选定的过程控制数据执行数据模型以产生输出；以及经由用户接口设备生成允许用户观看该模型的输出的输出探索接口。

【技术实现步骤摘要】
数据建模工作室本申请是申请号为201480014734.3、申请日为2014年3月17日、专利技术名称为“数据建模工作室”的中国专利技术专利申请的分案申请。
本申请通常涉及过程工厂和过程控制系统，并且更具体地涉及使用数据建模工作室来创建并且执行在过程工厂中和/或在过程控制系统中并且特别是在实现大数据体系结构的过程控制系统中的数据处理模型。
技术介绍
分布式过程控制系统，如在化学、石油或其它过程工厂中使用的那些一般包括经由模拟、数字或组合模拟/数字总线或经由无线通信链路或网络通信地耦合到一个或多个现场设备的一个或多个过程控制器。可以是例如阀、阀定位器、开关和发射机(例如温度、压力、水平和流速传感器)的现场设备位于过程环境内，并且通常执行物理或过程控制功能，例如打开或关闭阀，测量过程参数等，以控制在过程工厂或系统内执行的一个或多个过程。智能现场设备(例如，符合公知的现场总线协议的现场设备)也可以执行控制计算、警告功能和通常在过程控制器内实现的其它控制功能。也一般位于工厂环境内的过程控制器接收指示由现场设备进行的过程测量的信号和/或涉及现场设备的其它信息，并且执行例如运行做出过程控制决策的不同的控制模块的控制器应用，基于所接收的信息生成控制信号，并且与在现场设备(例如，和现场总线现场设备)中执行的控制模块或块进行协调。在控制器中的控制模块通过通信线或链路将控制信号发送到现场设备以从而控制过程工厂或系统的至少一部分的操作。来自现场设备和控制器的信息通常通过数据高速公路对一个或多个其它硬件设备(例如，操作员工作站、个人计算机或计算设备、数据历史库、报告发生器、集中式数据库、或一般放置在控制室中或在远离苛刻的工厂环境的其它位置处的其它集中式管理计算设备)而言变得可用。这些硬件设备中的每一个一般集中在过程工厂或过程工厂的一部分当中。这些硬件设备运行如下应用，其可以例如使操作员能够执行关于控制过程和/或操作过程工厂的功能，例如，改变过程控制例程的设置、修改在控制器或现场设备内的控制模块的操作、观看过程的当前状态、观看由现场设备和控制器生成的警报、出于培训职员或测试过程控制软件的目的而模拟过程的操作、保持并且更新配置数据库等。由硬件设备、控制器和现场设备利用的数据高速公路可以包括有线通信路径、无线通信路径、或有线和无线通信路径的组合。作为示例，由艾默生过程管理公司出售的DeltaVTM控制系统包括存储在位于过程工厂内的不同地方中的不同设备内并且由这些不同设备执行的多个应用。存在于一个或多个工作站或计算设备中的配置应用使用户能够创建或改变过程控制模块，并且经由数据高速公路将这些过程控制模块下载到专用的分布式控制器。一般，这些控制模块由通信地互连的功能块构成，所述功能块是在面向对象的编程协议中的对象，其基于到其的输入来执行在控制方案内的功能，并且向控制方案内的其它功能块提供输出。配置应用也可以允许配置设计者创建或改变由观看应用使用的操作员接口来向操作员显示数据，并且使操作员能够在过程控制例程内改变设置，例如，设置点。每一个专用控制器和在一些情况下一个或多个现场设备存储并且执行相应的控制器应用，所述控制器应用运行被分配和下载到其的控制模块以实现实际的过程控制功能。可以在一个或多个操作员工作站上(或在与操作员工作站和数据高速公路操作地连接的一个或多个远程计算设备上)执行的观看应用经由数据高速公路从控制器应用接收数据，并且显示该数据以使用用户接口来处理控制系统设计者、操作员、或用户，并且可以提供多个不同的视角中的任一个，例如，操作员的视角、工程师的视角、技术员的视角等。数据历史库应用一般存储在收集并且存储通过数据高速公路提供的一些或所有数据的数据历史库设备中，并且由所述数据历史库设备执行，同时配置数据库应用可以在附连到数据高速公路的又一计算机中运行，以存储与其相关的当前过程控制例程配置和数据。可替换地，配置数据库可以位于与配置应用相同的工作站中。当前已知的过程控制工厂和过程控制系统的体系结构强烈地被有限的控制器和设备存储器、通信带宽和控制器及设备处理器能力影响。例如，在当前已知的过程控制系统体系结构中，在控制器中使用动态和静态非易失性存储器通常被最小化或至少谨慎地管理。作为结果，在系统配置(例如，先验)期间，用户一般必须选择在控制器中的哪个数据应被存档或保存、它将被保存的频率、以及是否压缩被使用。其后，控制器相应地配置有数据规则的有限集合。因此，在故障诊断和过程分析中可能有用的数据常常不被存档，并且如果它被收集，则有用的信息可能由于数据压缩而丢失。此外，为了使在当前已知的过程控制系统中的控制器存储器使用最小化，将被存档或保存(如控制器的配置所指示的)的所选择的数据报告给工作站或计算设备以用于存储在适当的数据历史库或数据竖井(datasilo)处。用于报告数据的当前技术拙劣地利用通信资源并且引起过多的控制器负载。此外，由于在通信中和在历史库或竖井处的采样中的时间延迟，数据收集和时间采样常常与实际过程不同步。类似地，在批处理过程控制系统中，为了使控制器存储器使用最小化，控制器配置的批处理配方和快照一般保持存储在集中式管理计算设备或位置处(例如在数据竖井或历史库处)，并且只在需要时被传送到控制器。这样的策略在控制器中和在工作站或集中式管理计算设备与控制器之间的通信中引入相当大的突发负载。此外，当前已知的过程控制系统的关系数据库的能力和性能限制，与磁盘存储装置的以前高成本结合，在将数据取回和存储构造成独立实体或竖井中以满足特定应用的目的中起到极大的作用。例如，在一些当前系统内，过程模型、连续的历史数据和批处理及事件数据的存档保存在三个不同的应用数据库或数据的竖井中。每一个竖井具有不同的接口以访问存储在其中的数据。以这种方式构造数据以访问和使用历史数据的方式创建了障碍。例如，在产品质量中的变化的根本原因可以与存储在这些数据竖井中的多于一个中的数据相关或由所述数据确定。然而，由于竖井的不同文件结构，不可能或至少很不容易提供允许该数据被快速和容易访问以用于分析的工具。此外，审查或同步工具必须被执行以确保在不同竖井当中的数据是一致的。上面讨论的当前已知的过程工厂和过程控制系统的限制和其它限制可能在收集数据以用于数据模型的配置或创建中不合意地显示出来，其可以包括对过程的操作进行建模或估计的任何例程或使用所收集的过程数据或基于来自真实或模拟过程的过程数据来执行过程的某个方面的分析的任何例程。当前已知的系统要求用户选择他们想要的数据，并且配置工厂设备以收集期望的数据。如果用户稍后确定额外的数据是必要的，则用户必须重新配置工厂以收集新数据并且操作工厂来收集新数据，可能花费约几个星期到几个月的过程。因为用户很少知道在创建模型开始时创建过程的模型可能需要的所有数据比在配置工厂的开头少得多，所以当前已知的系统常常使在实际过程内的复杂过程建模变得低效或不实际。即使工厂能够收集所有必要的数据，但是当前已知的系统的存储器和带宽约束通常需要所收集的数据被高度压缩，以低频速率被收集和/或具有变换的或不正确的时间戳。相应地，数据常常可能对于做出关于工厂的操作的复杂预测和确定而言是不准确的、不完整的和不能用的。“大数据”通常指一批一个或多个数据集，其如此大或复杂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便于在过程工厂数据库内的知识发现以分析如被存储在所述过程工厂数据库中的来自过程工厂的过程控制数据来产生输出的计算机实现的方法，所述方法包括：经由用户接口设备接收对数据模型的用户选择，其中，所述数据模型定义要对一个或多个数据源执行的第一处理例程以产生输出；由一个或多个处理器生成数据探索接口，所述数据探索接口显示在所述过程工厂的大数据设备上存储的过程控制数据的指示，所述大数据设备包括具有一个或多个数据存储设备的单一、逻辑的数据存储区域，所述过程控制数据包括：定义在所述过程工厂中使用的硬件和软件模块的配置数据；定义在所述过程工厂中的所述硬件和软件模块之间的一个或多个分层关系的分层数据；定义在所述过程工厂中的所述硬件和软件模块之间的一个或多个互连的连接数据；以及与从所述硬件和软件模块记录的值相对应的过程测量数据；经由用户接口例程接收对定义要由所述数据模型进行处理的输入的过程控制数据的选择；由所述一个或多个处理器对选定的过程控制数据执行所述数据模型以产生所述输出；以及经由用户接口设备生成允许用户观看所述模型的输出的输出探索接口。

【技术特征摘要】
2013.03.15 US 61/798,8201.一种便于在过程工厂数据库内的知识发现以分析如被存储在所述过程工厂数据库中的来自过程工厂的过程控制数据来产生输出的计算机实现的方法，所述方法包括：经由用户接口设备接收对数据模型的用户选择，其中，所述数据模型定义要对一个或多个数据源执行的第一处理例程以产生输出；由一个或多个处理器生成数据探索接口，所述数据探索接口显示在所述过程工厂的大数据设备上存储的过程控制数据的指示，所述大数据设备包括具有一个或多个数据存储设备的单一、逻辑的数据存储区域，所述过程控制数据包括：定义在所述过程工厂中使用的硬件和软件模块的配置数据；定义在所述过程工厂中的所述硬件和软件模块之间的一个或多个分层关系的分层数据；定义在所述过程工厂中的所述硬件和软件模块之间的一个或多个互连的连接数据；以及与从所述硬件和软件模块记录的值相对应的过程测量数据；经由用户接口例程接收对定义要由所述数据模型进行处理的输入的过程控制数据的选择；由所述一个或多个处理器对选定的过程控制数据执行所述数据模型以产生所述输出；以及经由用户接口设备生成允许用户观看所述模型的输出的输出探索接口。2.如权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括经由所述用户接口设备接收对所述分层数据的用户选择，其中，所述分层数据属于包括控制系统级和物理过程工厂级的分层结构。3.如权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括经由所述用户接口设备接收对定义数据源的所述过程控制数据的用户选择，所述数据源提供如在过程工厂中测量的或在过程工厂中生成的在线或历史过程参数数据。4.如权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括由所述一个或多个处理器使用所述数据模型的第一执行的输出作为所述数据模型的第二执行的输入来迭代地执行所述数据模型。5.如权利要求4所述的计算机实现的方法，还包括由所述一个或多个处理器执行知识发现方法的迭代中的至少一个迭代而没有用户交互。6.如权利要求4所述的计算机实现的方法，还包括接收对定义要由所述数据模型处理的第二输入的过程控制数据的第二选择，以及由所述一个或多个处理器对过程控制数据的第二选择执行所述数据模型以产生第二输出。7.如权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括经由用户接口设备接收对指定了下列项中的至少一项的数据模型的用户选择：数据挖掘例程、数据预处理例程、数据合并...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·J·尼克松，T·布莱文斯，D·D·克里斯滕森，P·R·穆斯通，K·贝奥特尔，
申请(专利权)人：费希尔罗斯蒙特系统公司，
类型：发明
国别省市：美国,US