用于修订功能或向自动化设备添加功能的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于在自动化系统领域中修订功能或向自动化设备添加功能的方法。根据本发明专利技术，提供语义表示作为用于表示要修订或添加的功能的基础。甚至进一步地，用于在语义上表示功能的语义模型不仅是可解释的，而且是可执行的。语义方案实现了能够进行基于机器的功能发现的形式表示，且同时实现了由设备自身进行的机器解释和执行。根据本发明专利技术，机器解释和执行分别由语义推理器和事件处理引擎实施，所述语义推理器和所述事件处理引擎两者都是在所述设备上实现的运行时环境的一部分。本发明专利技术方案有利地消除了由工程师实现代码框架的需要。取而代之，所述语义模型可以直接地在具有嵌入式运行时间的设备中利用推理能力执行。

Method for revising functions or adding functions to automation equipment

The invention relates to a method for modifying functions or adding functions to automation equipment in the field of automation systems. According to the present invention, semantic representation is provided as a basis for expressing functions to be revised or added. Even further, the semantic model used to semantically represent functions is not only interpretable, but also executable. The semantic scheme implements the formal representation of machine-based function discovery, and implements machine interpretation and execution by the device itself. According to the present invention, machine interpretation and execution are implemented by a semantic inference engine and an event processing engine, both of which are part of the runtime environment implemented on the device. The scheme of the invention advantageously eliminates the need for an engineer to implement a code framework. Instead, the semantic model can be directly executed in devices with embedded runtime using reasoning capabilities.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于修订功能或向自动化设备添加功能的方法
所公开的实施例涉及用于在自动化设备上修订功能或用于向自动化设备添加功能的方法和计算机程序产品。具体地，所公开的实施例涉及用于表示、发现和执行专用于自动化目的的功能的方法。
技术介绍
可由通过各种联网接口进行通信的电子设备发现、监视、控制或与其交互的物理对象的系统通常被称为“物联网（WebofThings）”。在工业领域中，具体地在自动化设施的领域中，物联网技术被认为推出了革命性的概念，其常常被称为“工业4.0”。根据物联网概念，设备或“物”连接到web，并且它们自主地能够通过安装一款软件来扩展或更新它们的功能。由于自动化设施不可避免地比一般的“物”更复杂，因此用于标示自动化设施的术语“系统网（WebofSystem）”与常见的“物联网”范例相比是优选的。常常在自动化设施中找到的未充分使用的设备资源可以提供增强的或新的利用机会，只要该设备资源支持模块化软件的创建、发现和部署的直接可能性即可。自动化设施在工业领域中通常包括一个或多个设备，特别地，嵌入式设备。这种嵌入式设备被配置成执行下述软件：其连续地收集与输入设备的状态有关的数据，以便控制输出设备的状态。嵌入式设备典型地包括：处理器，包括易失性存储器；非易失性存储器，包括应用程序；以及输入/输出端口，用于连接到其他设备或自动化设施。在下文中，自动化设施和自动化设施的部分被称为自动化设备或自动化系统领域中的设备。尽管模块化软件（根据移动app的常见理解，其常被称为“app”）在移动通信设备（诸如，智能电话和平板计算机）的领域中是已知的，但是这种模块化软件概念在自动化系统领域中仍是缺乏的。以与当前已知的移动app相同的方式在自动化设备上启用新功能遇到了相当大的挑战。首先，设备或“物”典型地是明显具有比智能电话更高的复杂度的更大系统的部分。当提供新功能时，需要考虑大量的性质、能力和现有功能：-因此，最初的挑战是发现新功能将基于的现有功能。-第二个挑战是利用最小的人为努力来创建新功能，从而提供关于目标设备是否具有就所要求的性质、硬件等而言部署新功能的能力的自动检查。-更进一步地，功能必须在嵌入式自动化设备上利用最小的努力加以管理。管理功能可以包括相应模块化软件的部署、重新配置和移除的过程。根据当前采用的方法，在自动化设备上实现新功能的任务是由基于模型驱动的设计的软件工程来实现的。根据该模型驱动的设计，工程师指定模型中的字段函数或数据点。随后，用于定义功能的代码生成阶段的长期阶段出现，其中代码设计要求遵守已经嵌入在设备中的运行时环境。在代码的编译和实例化的过程之后，提供服务框架，由此，服务框架应当实现函数或数据点。最后，工程师必须在设备的运行时环境中部署服务框架并启动该框架，以便实施广泛的测试。尽管这些方法能够实现新功能，但是它们耗时、繁琐且关于它们的灵活性尤其受限制，这是因为它们不提供基于机器的能力发现。相应地，在本领域中存在对于在嵌入式自动化设备上以自动化方式可部署且可执行的软件模块（其在概念上与模块化app有关）的需要。例如，自动化函数或服务可能需要基于其自身的功能性或非功能性的性质（包括这种设备的能力、可用性时间或位置）而被识别和发现。更进一步地，在本领域中存在对于针对嵌入式自动化设备提供增强的或新的利用机会的软件模块的需要，所述软件模块支持针对所述模块化软件的创建、发现和部署的直接可能性。再进一步地，在本领域中存在对于针对软件模块的数字分布平台的需要，该数字分布平台通常被称为“市场”。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于在自动化系统领域中修订功能或向自动化设备添加功能的方法，所述方法包括下述步骤：1）在所述自动化设备上提供至少一个第一语义模型，所述第一语义模型在语义上表示所述设备；2）提供用于在语义上表示所述功能的至少一个第二语义模型，所述第二语义模型包括事件部分和语义部分；3）在所述设备内部署所述第二语义模型；4）由语义推理器解释所述第二语义模型的语义部分，并且将所述第二语义模型的要求与所述第一语义模型的设备能力进行匹配；以及5）由事件处理引擎执行所述第二语义模型的事件部分。根据本专利技术，提供语义表示作为用于表示要修订或添加的功能的基础。甚至进一步地，用于在语义上表示功能的语义模型不仅是可解释的而且是可执行的。语义方案实现了能够进行基于机器的功能发现的形式表示，且同时实现了由设备自身进行的机器解释和执行。根据本专利技术，所述机器解释和执行分别由语义推理器和事件处理引擎实施，所述语义推理器和所述事件处理引擎两者都是在所述设备上实现的运行时环境的一部分。专利技术方案有利地消除了由工程师实现代码框架的需要。取而代之，所述语义模型可以直接地在具有嵌入式运行时间的设备中利用推理能力执行。有利地，以下述这样的方式在语义上描述自动化系统中的设备或自动化函数和服务：机器或其他设备能够理解并解释语义描述，以便自主地分配适当的自动化资源。借助于语义推理器，设备能够基于其语义来发现功能并动态地安装功能。随着设计与部署阶段之间的人类作用减少，这提高了自动化系统的自主性。本专利技术允许附加值功能或app的更快开发。尽管有新语义方案，但本专利技术仍与模型驱动的设计兼容。换言之，本专利技术扩展了实践的当前状态。附图说明本专利技术的目的以及进一步优势将从结合附图做出的优选实施例的以下描述中变得更加显而易见且容易领会，在附图中：图1示出了根据一实施例的用于表示设备的语义模型的框图；图2示出了针对温度传感器的示例性设备描述的框图；图3示出了根据一实施例的用于在语义上表示功能的语义模型的框图；图4示出了根据一实施例的用于在语义上表示功能的语义模型的事件部分的框图；图5示出了根据一实施例的用于在语义上表示用于递送平均温度的功能的语义模型的框图；图6示出了设备的构建块的框图；图7示出了用于在新功能的动态添加之前和之后表征设备功能的资源树；以及图8示出了市场的基本构建块的框图。具体实施方式在下文中，本专利技术的实施例由示例性使用情况说明。根据该示例性使用情况，自动化系统包括每10秒提供温度测量结果的设备。出于定期操作或测试目的，现在要求该设备提供递送平均温度的功能，该平均温度是温度测量结果的平均值的结果，例如在30分钟时间段内平均的结果。尽管设备不能提供平均温度，但是它应当能够安装模块化软件（还被称为app）以用于扩展由递送温度测量结果的平均值的功能递送离散温度测量结果的当前可用的功能。安装实现期望功能的模块化软件的该能力是本专利技术的目的。另一个目的是提供快速app环境，其中可以利用最小的努力（即，在不需要手动实现、安装、配置和测试每个设备上的功能的情况下）开发、验证和使用该新功能。使用所提出的实施例，工程师创建语义模型，其满足关于函数、时间窗口、位置和其他性质的期望功能要求。在所选的设备中部署语义模型，从而立即提供新功能。根据本专利技术的第一特征，提供了在语义上表示设备的至少一个语义模型。语义模型一般被理解为与特定领域（这里，自动化系统领域）有关的术语和概念的形式规范以及这些概念之间的关系。语义模型提供了对特定于给定领域的信息的本质的见解，且对达成对相关概念的共享理解的任何尝试来说是必需的。取决于领域，可以以各种级别的复杂度和形式指定它们。图1示出了用于表示设备的语义模型的结构。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在自动化系统领域中修订功能或向自动化设备添加功能的方法，所述方法包括下述步骤：1）在所述自动化设备上提供至少一个第一语义模型，所述第一语义模型在语义上表示所述设备；2）提供用于在语义上表示所述功能的至少一个第二语义模型，所述第二语义模型包括事件部分和语义部分；3）在所述设备内部署所述第二语义模型；4）由语义推理器解释所述第二语义模型的语义部分，并且将所述第二语义模型的要求与所述第一语义模型的设备能力进行匹配；以及5）由事件处理引擎执行所述第二语义模型的事件部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在自动化系统领域中修订功能或向自动化设备添加功能的方法，所述方法包括下述步骤：1）在所述自动化设备上提供至少一个第一语义模型，所述第一语义模型在语义上表示所述设备；2）提供用于在语义上表示所述功能的至少一个第二语义模型，所述第二语义模型包括事件部分和语义部分；3）在所述设备内部署所述第二语义模型；4）由语义推理器解释所述第二语义模型的语义部分，并且将所述第二语义模型的要求与所述第一语义模型的设备能力进行匹配；以及5）由事件处理引擎执行所述第二语义模型的事件部分。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一语义模型和所述第二语义模型包括以升序层级排序的至少第一层和第二层，并且其中所述第二层具有更高程度的语义丰富性和领域依赖性。3.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述第一语义模型和所述第二语义模型包括设备描述层（101，301）。4.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述第一语义模型和所述第二语义模型包括用于提供领域独立上下文信息的领域独立模型层（102，302）。5.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述第一语义模型和所述第二语义模型包括用于提供领域依赖上下文信息的领域依赖模型层（103，303）。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：D阿尼西克，AS图卢瓦，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE