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VERWANDTE
ANMELDUNGEN
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Dies
ist eine Teilweiterverfolgung der US-Patentanmeldung Nr. 10/123,445
mit dem Titel „Web-Services
Based Communications for Use With Process Control Systems", eingereicht am
15. April 2002, deren gesamte Offenbarung hiermit ausdrücklich hier
mit aufgenommen wird, und ist eine Teilweiterverfolgung des US-Patentanmeldung
Nr. 09/953,811 mit dem Titel „Fusion
of Process Performance Monitoring with Process Equipment Monitoring
and Control"; eingereicht
am 17. September 2001, deren gesamte Offenbarung hiermit ausdrücklich hier
mitaufgenommen wird, welche die Priorität unter 35 U.S.C § 119(e)
der vorläufigen
US-Anmeldung mit der laufenden Nr. 60/273,164 mit dem Titel „Asset
Utilization in a Process Control Plant"; eingereicht am 1. März 2001,
beansprucht, deren gesamte Offenbarung hiermit ausdrücklich hier
mitaufgenommen wird. Außerdem
beansprucht diese Anmeldung die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 60/491,066,
welche am 30. Juli 2003 eingereicht wurde, deren gesamte Offenbarung
hiermit ausdrücklich hier
mitaufgenommen wird.
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TECHNISCHES
GEBIET
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Diese
Erfindung bezieht sich allgemein auf Prozesssteuerungssysteme und
im Spezielleren auf den Einsatz von Wirtschaftlichkeitsberechnungen
zur erleichterten oder besseren Steuerung eines Prozesses oder einer
Anlage.
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Prozesssteuerungssysteme
wie diejenigen, die in Chemie-, Erdöl- oder anderen Prozessen verwendet
werden, umfassen typischerweise einen oder mehrere, kommunikativ
miteinander, mit mindestens einem Haupt- oder BedienerArbeitsplatzrechner
und mit einem oder mehreren Feldgeräten über analoge, digitale oder
kombinierte analoge/digitale Busse gekoppelte/n zentrale/n Controller.
Die Feldgeräte,
bei denen es sich beispielsweise um Ventile, Ventilsteller, Schalter
und Messwertgeber (z.B. Temperatur-, Druck- und Fließratensensoren)
handeln kann, erfüllen
Funktionen im Rahmen des Prozesses wie Öffnen und Schließen von
Ventilen und Messen von Prozessparametern. Der Prozesscontroller
empfängt Signale,
die für
Prozessmessungen stehen, die von den Feldgeräten durchgeführt werden,
und/oder andere, die Feldgeräte
betreffende Daten, verwendet diese Daten, um ein Steuerprogramm
in Gang zu setzen, und erzeugt dann Steuersignale, die über die Busse
oder andere Kommunikationsleitungen an die Feldgeräte geschickt
werden, um den Ablauf des Prozesses zu steuern. Daten aus den Feldgeräten und
den Controllern werden typischerweise einer oder mehreren Anwendung/en
zur Verfügung
gestellt, die vom BedienerArbeitsplatzrechner ausgeführt wird/werden,
um einen Bediener jede gewünschte
Funktion hinsichtlich des Prozesses wie Überwachung des augenblicklichen
Prozessstadiums, Abändern
des Prozessablaufs, etc. durchführen zu
lassen.
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Typischerweise
läuft ein
Prozesssteuerungssystem in einem Geschäftsunternehmen, das mehrere
Prozesssteuerungsanlagen, Lieferanten und Kunden für Bauteile
und/oder Dienstleistungen umfassen kann, die alle über ein
großes
geographisches Gebiet oder in manchen Fällen sogar über die ganze Welt verteilt
sein können.
Die Prozesssteuerungsanlagen, Lieferanten und Kunden können unter
Verwendung mannigfacher Kommunikationsmedien und -technologien oder
-plattformen miteinander kommunizieren, wie beispielsweise das Internet,
Satellitenverbindungen, erdgebundene drahtlose Übertragungssysteme, Telefonleitungen,
etc. Natürlich
wurde das Internet zu einer bevorzugten Kommunikationsplattform
für viele Geschäftsunternehmen,
weil die Kommunikationsinfrastruktur bereits besteht, wodurch die
Kommunikationsinfrastrukturkosten für ein Unternehmen sich auf annähernd Null
belaufen, und die Technologien, die eingesetzt werden, um Information über das
Internet zu kommunizieren, hinlänglich
bekannt, stabil, sicher, etc. sind.
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Eine
Prozessanlage in einem Unternehmen kann ein oder mehrere Prozesssteuerungssystem/e sowie
eine Anzahl von anderen geschäftsbezogenen oder
informationstechnischen Systemen umfassen, welche zur Unterstützung und
Aufrechterhaltung benötigt
werden, oder eingesetzt werden, um den Betrieb der Prozessanlage
zu bewerk stelligen. Im Allgemeinen können die informationstechnischen
Systeme in einer Prozessanlage Fertigungsausführungssysteme umfassen, wie
beispielsweise ein Instandhaltungs- oder Wartungsmanagementsystem, und können auch
Betxiebsmittelplanungssysteme umfassen, wie beispielsweise Dispositions-,
Abrechnungs- und Beschaffungssysteme. Obwohl diese informationstechnischen
Systeme sich physikalisch innerhalb oder in der Nähe der Anlage
befinden können,
können
in manchen Fällen
einige oder möglicherweise alle
dieser Systeme im Hinblick auf die Anlage entfernt angeordnet sein
und unter Verwendung des Internets oder irgendeiner anderen geeigneten
Kommunikationsverbindung mit der Anlage kommunizieren.
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Jede
Prozessanlage kann auch Benutzerdialoganwendungen umfassen, die
auf einem Server oder Arbeitsplatzrechner ablaufen, der kommunikativ mit
einem oder mehreren Servern, Arbeitsplatzrechnern oder anderen Computern
gekoppelt ist, um die Aktivitäten
des Prozesssteuerungssystems in der Anlage zu koordinieren und durchzuführen. Solche Benutzerdialoganwendungen
können
Aktionsmanagement-, Stammdatenmanagement-, Wirtschaftsgüterverwaltungs-,
Chargenmanagement-, Diagnosefunktionen, etc. erfüllen. Zudem kann jedes der Prozesssteuerungssysteme
in einer Anlage Prozessmanagementanwendungen umfassen, die beispielsweise, Übermittlungen
und Bereitstellen von Information verwalten können, die sich auf ein Alarm-
oder anderes Prozessereignis bezieht, Information oder Daten bezüglich des
Zustands des Prozesses oder der Prozesse liefern, der/die gerade
von der Prozessanlage ausgeführt
wird/werden, Information oder Daten bezüglich des Zustands oder der
Leistung von Geräten
liefern, die mit der Prozesssteuerungsanlage zusammenhängen, etc.
Insbesondere können Prozessmanagementanwendungen
Schwingungsüberwachungs-,
Echtzeitoptimierungs-, Expertensystem-, Instandhaltungsvorhersage-,
Regelschleifenüberwachungs-
oder irgendwelche andere Anwendungen umfassen, die sich auf die
Regelung/Steuerung, Überwachung
und/oder Wartung eines Prozesssteuerungssystems oder einer Prozesssteuerungsanlage beziehen.
Darüber
hinaus kann eine Prozessanlage oder ein Prozessunternehmen noch
eine oder mehrere Kommunikationsanwendungen umfassen, die dazu eingesetzt
werden kann/können,
einem Benutzer über
verschiedene unterschiedliche Kommunikationsmedien und -plattformen
Information aus dem Prozesssteuerungssystem oder der Prozessteuerungsanlage
zukommen zu lassen. Beispielsweise können diese Kommunikationsanwendungen E-mail-,
Funkruf-, Sprachnachrichten-, Anwendungen auf Dateibasis, etc. umfassen,
die alle dazu ausgelegt werden können,
Information über
ein drahtloses oder drahtgebundenes Medium an einen Tischcomputer,
einen Laptop, ein Notebook, ein Zellulartelefon oder einen Personenrufempfänger oder
eine andere Art von Gerät
oder Hardwareplattform zu verschicken.
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Trotz
der komplexen informationstechnischen Systeme, die nun typischerweise
mit Prozessanlagen und dem weiten Datenfeld, das damit verbunden
ist, zusammenhängen,
bauten die Verfahren zur Steuerung von Anlagen, um den Anlagenausstoß zu optimieren,
typischerweise auf denselben Prinzipien auf, und zwar, den Durchsatz
der Anlage innerhalb bestimmter Qualitätsgrenzen anzuheben. Während herkömmlicher
Weise versucht wird, die Anlage vom Rentabilitäts- oder Wirtschaftlichkeitsstandpunkt her
optimal zu betreiben, war dies schwierig umzusetzen, weil die Rentabilitätsanalyse
unter Verwendung von kaufmännischer
und Buchhaltungsinformation und anderen Daten, d.h. rückwärts blickend, durchgeführt wurde.
Beispielsweise werden Rentabilität,
Kosten, Bestandsaufnahmen, Betriebsproduktivität, Ausschuss, Fertigungsabfall,
Qualität
und andere industrielle Verwaltungsinformationen oftmals erst zwei
Wochen bis einen Monat nach der in Frage kommenden Ausführung als
Ganzes offengelegt. Im Ergebnis ist diese Information nicht zeitkorreliert
oder mit anderen Messwerten und -analysen oder externen Umwelt-,
Marktfaktoren oder -daten zusammengefasst verfügbar. Somit liefert die gegenwärtige Anlagensteuerungsmethodik
wenig oder gar keine Unterstützung
für Online-
oder minutengenaues Prozess- oder Betriebsmanagement, und es fehlt
das Konzept der Regelschleifensteuerung und Optimierung irgendeines
Teils oder Gesichtspunkts der zu verwaltenden Entitäten.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein
Prozesssteuerungssystem umfasst Wirtschaftlichkeitsmodelle, die
in Kommunikation mit Prozesssteuerungsbausteinen sowie mit Quellen
von Wirtschaftlichkeitsdaten angeordnet sind, und setzt die Wirtschaftlichkeitsmodelle
ein, um nützliche
Wirtschaftlichkeitsparameter oder Wirtschaftlichkeitsinformationen
zu bestimmen, die mit dem aktuellen Betrieb der Prozessanlage in
der Zeit, in der die Anlage in Betrieb ist, zusammenhängen. Die
Wirtschaftlichkeitsmodelle können
dazu verwendet werden, Finanzstatistiken wie Rentabilität, Kosten
des gefertigten Produkts, etc. in Echtzeit basierend auf dem aktuellen,
im Ablauf befindlichen Betriebszustand des Prozesses und den Geschäftsdaten
bereitzustellen, die mit dem Endprodukt, Rohmaterialien, etc. zusammenhängen. Diese
Finanzstatistiken können
dazu verwendet werden, Alarm- und Warnmeldungen im Prozessnetz auszulösen, können als
Eingaben in Optimierungsprogramme etc. verwendet werden, um eine
bessere oder optimalere Steuerung des Prozesses und eine bessere
Einsicht in die Bedingungen bereitzustellen, die zu einer maximalen
Rentabilität der
Anlage führen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Blockschema einer
Prozessanlage mit einem Prozesssteuerungssystem, Prozessausrüstungsüberwachungssystem
und Geschäftssystemen,
die kommunikativ zusammengeschaltet sind, um für Online-Finanzberechnungen
und -analysen innerhalb der Anlage zu sorgen;
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2 ist ein Datenflussdiagramm,
das den Datenfluss innerhalb der Anlage von 1 darstellt;
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3 ist ein Schema einer Vielzahl
von Datenquellen, die mit einer Vielzahl von Datenbenutzern über ein
Kommunikationsablaufplanungssystem kommunikativ zusammengeschaltet
sind;
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4 ist ein Datenflussdiagramm,
das den Datenfluss innerhalb der Anlage von 3 darstellt;
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5 ist ein Funktionsblockschema,
das eine Art und Weise zeigt, in der Geschäftssysteme kommunikativ mit
Prozesssteuerungs- und Prozessüberwachungssystemen
zusammengeschaltet werden können,
die bei der Bereitstellung von Online-Finanzberechnungen und -analysen innerhalb
einer Prozessanlage verwendet werden sollen;
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6 ist ein erstes Beispiel
einer Bildschirmansicht, die von einer Diagnoseanwendung im Prozesssteuerungssystem
von 1 bereitgestellt
wird und die Art und Weise darstellt, auf welche kaufmännische
oder Wirtschaftlichkeitsdaten verwendet werden können, um einem Benutzer eine
Prozesssteuerungsdiagnoseinformation bereitzustellen;
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7 ist ein weiteres Beispiel
einer Bildschirmansicht, die einem Benutzer durch eine der grafischen
Benutzeroberflächen
der Anlage von 1 angezeigt
werden kann, um dem Benutzer Online-Finanzinformation bereitzustellen,
die bei der Steuerung der Prozessanlage von 1 verwendet werden soll;
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8 ist ein Beispiel einer
Bildschirmansicht, die einem Benutzer durch eine der grafischen Benutzeroberflächen der
Anlage von 1 bereitgestellt
werden kann, um es dem Benutzer zu ermöglichen, den Betrieb der Anlage
unter Verwendung von Wirtschaftlichkeitsdaten zu verändern oder
zu bewirken, die zu dem gegenwärtig
im Ablauf befindlichen Prozess generiert wurden; und
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9 ist ein weiteres Beispiel
einer Bildschirmansicht, die einem Benutzer durch eine der grafischen
Benutzeroberflächen
der Anlage von 1 bereitgestellt
werden kann, um den optimalen Betriebszustand einer Anlage anzusehen,
die Wirtschaftlichkeitsdaten verwendet, die zum gegenwärtig ablaufenden
Prozess generiert wurden.
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BESCHREIBUNG
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Nunmehr
umfasst mit Bezug auf 1 eine Prozessteuerungsanlage 10 eine
Anzahl von Geschäfts-
oder anderen Computersystemen, die über ein oder mehrere Kommunikationsnetz/e
mit einer Anzahl von Steuer- und Instandhaltungssystemen miteinander
verbunden sind. Die in 1 dargestellte
Prozesssteuerungsanlage 10 umfasst ein oder mehrere Prozesssteuerungssystem/e 14,
bei dem/denen es sich beispielsweise um verteilte Prozesssteuerungssysteme
oder irgendeine andere gewünschte
Art von Prozesssteuerungssystem handeln kann. Das Prozesssteuerungssystem 14 umfasst eine
oder mehrere Benutzeroberfläche/n 14A,
die über
einen Bus wie einen Ethernet-Bus mit einem oder mehreren verteilten
Controller/n 14B gekoppelt sind. Bei den Controllern 14B kann
es sich zum Beispiel um die von Emerson Process Management vertriebenen
Controller DeltaVTM oder um irgendeinen anderen
gewünschten
Controllertyp handeln. Die Controller 14B sind über E/A-Geräte an ein
oder mehrere Feldgeräte 16 angeschlossen,
wie beispielsweise HART- oder FOUNDATION Fieldbus-Feldgeräte oder
irgendwelche anderen intelligenten oder auch nicht intelligenten
Feldgeräte
einschließlich
beispielsweise denjenigen, die eines der Protokolle PROFIBUS®,
WORLDFIP®,
AS-Interface und
CAN verwenden. Bekanntlich können
die Feldgeräte 16 den
Controllern 14B analoge und digitale Information bereitstellen,
die sich auf Prozessvariablen sowie andere Geräteinformation bezieht. Die
Benutzeroberflächen 14A können Tools
abspeichern und ausführen,
die dem Prozesssteuerungsbediener zur Verfügung stehen, um den Ablauf
des Prozesses zu steuern, die beispielsweise Steueroptimierungsprogramme,
Diagnoseexpertenprogramme, neuronale Netze, Tuner, etc. umfassen.
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Darüber hinaus
können
noch Instandhaltungssysteme wie Computer, wie das von Emerson Process
Management vertriebene AMS-System (AMS -Asset Management Solutions)
oder irgendein anderes Gerät
oder irgendeine andere Ausrüstung und
irgendwelche andere Kommunikationsanwendungen an das Prozesssteuerungssystem 14 oder die
darin vorhandenen einzelnen Geräte
angeschlossen sein, um Instandhaltungs- und Überwachungstätigkeiten
durchzuführen.
Zum Beispiel können
Instandhaltungsanwendungen wie die AMS-Anwendung in einer oder mehreren
der zum verteilten Prozesssteuerungssystem 14 gehörenden Benutzeroberfläche/n 14A eingebaut
sein und von diesen ausgeführt
werden, um Instandhaltungs- und Überwachungsaufgaben
zu erfüllen,
einschließlich
Datenerfassung, die sich auf den Betriebszustand der Geräte 16 bezieht.
Natürlich
können
diese Instandhaltungsanwendungen auch in anderen Computern oder Oberflächen innerhalb
der Prozessanlage 10 implementiert werden.
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Die
Prozesssteuerungsanlage 10 umfasst verschiedene drehende
Ausrüstungen 20 wie
Turbinen, Motoren, etc., welche über
eine ständige
oder zeitweilige Kommunikati onsverbindung (wie einen Bus, ein drahtloses
Kommunikationssystem oder Handgeräte, die am Gerät 20 zur
Abnahme vom Messwerten angeschlossen und dann wieder entfernt werden)
an einen Instandhaltungscomputer 22 angeschlossen sind.
Der Instandhaltungscomputer 22 kann beispielsweise bekannte Überwachungs- und
Diagnoseanwendungen 23, die beispielsweise von CSi Systems
bereitgestellt werden, oder irgendwelche andere bekante Anwendungen
abspeichern und ausführen,
die dazu verwendet werden, den Betriebszustand der drehenden Ausrüstungen 20 zu
diagnostizieren, zu überwachen
und zu optimieren. Das Instandhaltungspersonal verwendet die Anwendungen 23 für gewöhnlich,
um die Leistungsfähigkeit der
drehenden Ausrüstung 20 in
der Anlage 10 aufrechtzuerhalten und zu überwachen,
um Probleme bei der drehenden Ausrüstung 20 zu bestimmen,
und um zu bestimmen, wann und ob die drehende Ausrüstung 20 repariert
oder ausgetauscht werden muss. In einigen Fällen können externe Berater oder Dienstleistungsunternehmen
zeitweilig Daten erfassen oder messen, welche die Ausrüstung 20 betreffen,
und diese Daten dazu einsetzen, um Analysen für die Ausrüstung 20 zu erstellen,
um Probleme, schlechte Leistung oder andere Belange aufzudecken,
welche die Ausrüstung 20 beeinträchtigen.
In diesen Fällen
können
die Computer, auf denen die Analysen ablaufen, nicht oder nur zeitweise über eine Kommunikationsleitung
an den Rest des Systems 10 angeschlossen sein.
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Auf ähnliche
Weise ist ein zur Anlage 10 gehörendes Stromerzeugungs- und
Stromverteilungssystem 24 mit einer Stromerzeugungs- und
Stromverteilungsausrüstung 25 beispielsweise über einen Bus
an einen anderen Computer 26 angeschlossen, welcher den
Betrieb der Stromerzeugungs- und Stromverteilungsausrüstung 25 in
der Anlage 10 ablaufen lässt und überwacht. Der Computer 26 kann bekannte
Leistungssteuerungs- und Diagnoseanwendungen 27 ausführen, wie
diejenigen, die beispielsweise von Liebert oder ASCO oder anderen Dienstleistungsgesellschaften
bereitgestellt werden, um die Stromerzeugungs- und Stromverteilungsausrüstung 25 zu
steuern und am Laufen zu halten. Wieder können in einigen Fällen externe
Berater oder Dienstleistungsunternehmen zeitweilig Daten erfassen
oder messen, welche die Ausrüstung 25 betreffen,
und diese Daten dazu einsetzen, um Analysen für die Ausrüstung 25 zu erstellen,
damit Probleme, schlechte Leistung oder andere Belange aufgedeckt werden,
welche die Ausrüstung 25 beeinträchtigen. In
diesen Fällen
können
die Computer (wie der Computer 26), welche die Analysen
ablaufen lassen, über eine
Kommunikationsleitung an den Rest des Systems 10 angeschlossen
werden, oder können
nur zeitweise angeschlossen werden.
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Wie
in 1 dargestellt ist,
kann die Anlage 10 auch Geschäftssystemcomputer und Instandhaltungsplanungscomputer 35 und 36 umfassen,
welche beispielsweise eine Betriebsmittelplanungs- (ERP – Eneterprise
Resource Planning, Materialmittelplanungs(MRP – Material Resource Planning, Leistungsvorlagenprozessmodell-,
Buchhaltungs-, Produktions- und Kundenauftragssystem-, Instandhaltungsplanungssystem-
oder irgendwelche andere gewünschte
Geschäftsanwendungen
ausführen
können
wie Teile-, Nachschub- und Rohmaterialbestellanwendungen, Produktionsplanungsanwendungen, etc.
Ein anlagenweites LAN 37, ein firmeneigenes WAN 38 und
ein Computersystem 40, das eine Fernüberwachung der oder Kommunikation
mit der Anlage 10 aus entfernten Örtlichkeiten ermöglicht,
kann über
einen Bus 42 an das Geschäftssystem 35 und 36 angeschlossen
sein. ` Selbstverständlich könnten auch irgendwelche anderen
Ausrüstungen
und Prozesssteuerungsvorrichtungen an die Anlage 10 angebunden
oder Teil davon sein, und das hier beschriebene System ist nicht
auf die speziell in 1 dargestellte
Ausrüstung
beschränkt,
sondern kann statt dessen oder zusätzlich irgendwelche andere
Arten von Prozesssteuerungsausrüstungen
oder -vorrichtungen, Geschäftssysteme,
Datenerfassungsysteme, etc. umfassen.
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Wie
in 1 dargestellt ist,
kann ein Computersystem 45 kommunikativ über den
Bus oder eine andere Kommunikationsverbindung an die Prozesssteuerungs-
und/oder Prozessinstandhaltungsoberflächen 14A des dezentralen
Prozesssteuerungssystems 14, den Instandhaltungscomputer 22 für die drehende
Ausrüstung,
den Stromerzeugungs- und Stromverteilungscomputer 26 und
die Geschäftssysteme
angeschlossen sein. Das Kommunikationssystem oder die Kommunikationsverbindung 45 kann zur
Bereitstellung von Kommunikation das Protokoll jedes gewünschten
oder geeigneten lokalen Datennetzes (LAN) oder überregionalen Datennetzes (WAN)
verwenden. Natürlich
könnte
das Computersystem 45 an diese unterschiedlichen Teile
der Anlage über
andere Kommunikationsverbindungen angeschlossen sein, einschließlich feststehender
oder nur sporadisch bestehender Verbindungen, drahtgebundener oder
drahtloser Verbindungen oder irgendeines physikalischen Mediums
wie ein Medium, das verdrahtet, unverdrahtet, ein Koaxialkabel,
ein Telefonmodem, ein Lichtwellenleiter, ein optisches, ein Meteorscatter,
ein Satellit ist und ein Kommunikationsprotokoll wie Fieldbus, IEEE802.3,
Bluetooth, X.25 oder X.400 verwendet.
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In
der Vergangenheit waren die verschiedenen Prozesssteuerungssysteme 14 und
Geschäftssysteme 35, 36,
etc. nicht so miteinander oder mit Geschäftssystemen zusammengeschaltet,
dass sie auf eine nutzbringende Weise gemeinsam Daten nutzen konnten,
die in jedem dieser Systeme generiert oder erfasst wurden. Im Ergebnis
arbeiteten die Prozesssteuerungsfunktionen mit den Annahmen, dass der
rentabelste Betriebszustand der Anlage einer ist, der irgendeine
Variable wie den Durchsatz maximiert. In manchen Fällen wurden
Systeme auf einer Rentabilitätsbasis
betrieben, die maschinell oder anderweitig auf der Basis früher ermittelter
oder erfasster Daten berechnet wurde, wie etwa Daten die mit einem Wochen
zurückliegenden
Prozessablauf zusammenhingen, und nicht mit Daten, die mit dem gegenwärtig im
Ablauf befindlichen Prozess zu tun hatten.
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Um
dieses Problem in den Griff zu bekommen, wurden bestimmte Rentabilitäts- oder Wirtschaftlichkeitsmodelle
entwickelt und kommunikativ in das Prozesssteuerungsnetz eingebunden,
um online Rentabilitätsanalysen
durchzuführen.
Die Wirtschaftlichkeitsmodelle kommunizieren automatisch mit dem
Prozesssteuerungssystem, um auf Prozesssteuerungsdaten zuzugreifen
und sie zu verwenden, und sind so konfiguriert, dass sie automatisch
Wirtschaftlichkeitsdaten bezüglich
des Prozesssteuerungssystems aus den Geschäftssystemen oder anderen Datenquellen
empfangen, die in der Vergangenheit nicht zur Verfügung gestellt
wurden, um die Rentabilität
des Prozesssteuerungssystems auf einer Online-Basis zu bestimmen.
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Die
Wirtschaftlichkeitsmodelle können
an jeder beliebigen Stelle im Prozess 10 vorgesehen werden,
sind aber in 1 als Modell 55 in
der Benutzeroberfläche
oder einem anderen Computer 14A des Prozesssteuerungssystems
dargestellt. Darüber hinaus
ist ein Datenkommunikationssystem 59, welches hier noch
ausführlicher
beschrieben wird, im Computer 45 vorgesehen, bei dem es
sich um irgendeine Art von Computer wie einen Server handeln kann.
Das Datenkommunikationssystem 59 ist so konfiguriert, dass
es kaufmännische
oder andere Geschäfts-
oder Rentabilitätsdaten
aus verschiedenen Quellen dieser Daten erhält und diese Daten den Wirtschaftlichkeitsmodellen 55 im
Prozesssteuerungscomputer 14A zur Verfügung stellt. Die Wirtschaftlichkeitsmodelle 55,
welche selbständige
oder in andere Anwendungen wie Diagnose- oder Optimierungsanwendungen
integrierte Modelle sein können, verwenden
diese Daten zusammen mit Daten aus dem Prozesssteuerungssystem 14,
um die Rentabilität
der Anlage 10 online zu bestimmen.
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Obwohl
das Datenkommunikationssystem 59 als im Computer 45 vorgesehen
dargestellt ist, kann es an zahlreichen Stellen im gesamten Prozessnetz 10 vorgesehen
und implementiert werden, um Daten aus irgendeiner Datenquelle wie
den Controllersystemen 14, den Überwachungssystemen 22 und 26,
den kaufmännischen
Systemen 35, 36, etc. zu erfassen und zu verarbeiten.
Das Datenkommunikationssystem 59 kann auch Daten aus verschiedenen
anderen Datenquellen, wie etwa aus PDAs oder anderen Handgeräten oder
Taschencomputern, aus chronologischen Datenaufzeichnungen oder aus
irgendeiner anderen elektronischen Datenquelle erfassen, insbesondere
rentabilitätsbezogene
Daten wie diejenigen die mit dem Verkaufspreis der in Herstellung
befindlichen Waren zusammenhängen,
Vertragspreise und -mengen, mit der Herstellung von Waren zusammenhängende Kosten
wie den Kosten von Rohmaterialien, Energie (wie Elektrizität, Gas, Kohle,
etc), Gemeinkosten, Anlagenbetriebskosten, etc.
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Ist
das Datenkommunikationssystem 59 im Computer 45 untergebracht,
kann es Daten aus verschiedenen Datenquellen empfangen, wie etwa
den Controllern, Ausrüstungsüberwachungs-
und Finanzanwendungen, die getrennt verschiedene Datenformate oder
ein gemeinsames Format verwenden. In einer Ausführungsform findet die Kommunikation über den
Bus 42 unter Verwendung des XML-Protokolls statt, wie nach-stehend
noch ausführlicher
erläutert
wird. Hier werden die Daten aus jedem der Rechner 14A, 22, 26, 35, 36,
etc. in einer XML-Verpackung verpackt und an einen XML-Datenserver geschickt,
der sich beispielsweise im Computer 45 befinden kann. Weil
XML eine deklarative Programmiersprache ist, kann der Computer 45 jede
Art von Daten verarbeiten. Falls nötig werden die Daten im Computer 45 ein
zweites Mal verpackt und in eine neue XML-Verpackung umgesetzt, d.h. die Daten werden
aus einem XML-Schema in ein oder mehrere andere XML-Schemata umgesetzt,
welche für
jede der Empfangsanwendungen erstellt werden. Ein Verfahren zur
Bereitstellung dieser Kommunikation ist in der gleichzeitig anhängigen US-Anmeldung
mit der laufenden Nr. 09/902,201 beschrieben, die am 10. Juli 2001
mit dem Titel „Transactiorial
Data Communications für
Process Control Systems" eingereicht wurde,
welche dem Übernehmer
dieser Anmeldung zugeteilt ist, und welche hiermit ausdrücklich durch Bezugnahme
hier mitaufgenommen wird. Mit diesem System kann jeder Datenschöpfer seine
Daten unter Verwendung eines Schemas verpacken, das für diese
Vorrichtung oder Anwendung gedacht oder geeignet ist, und jede Empfangsanwendung
kann die Daten in einem anderen Schema empfangen, das für die Empfangsanwendung
verwendet bzw. von ihr verstanden wird. Der Computer 45 ist
so konfiguriert, dass er ein Schema in ein anderes Schema je nach Ursprung
und Bestimmungen) der Daten umsetzt. Falls gewünscht kann der Computer 45 auch
bestimmte Datenverarbeitungsfunktionen oder andere Funktionen basierend
auf dem Datenempfang übernehmen.
Die Umsetzungs- und Verarbeitungsfunktionsregeln werden vor dem
Ablauf einer Folge von hier beschriebenen Datenintegrationsanwendungen aufgestellt
und im Computer 45 gespeichert. Auf diese Weise können Daten
von einer Anwendung an eine oder mehrere andere Anwendung/en geschickt werden.
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Allgemein
ausgedrückt
besteht das Ziel des hier beschriebenen Systems darin, in der Lage
zu sein, genaue und aktualisierte Rentabilitäts- oder andere Wirtschaftlichkeitsberechnungen
bereitzustellen, die eine bessere Gewinninformation liefern sollen,
auf der sich Entscheidungen beim Steuern des Betriebs der Anlage 10 aufbauen.
Diese Wirtschaftlichkeitsberechnungen kombinieren Prozessmesswerte
mit Softwarekomponenten und Geschäftsttansaktionsdiensten, um
ein Online-, Echtzeitfinanz-, Buchhaltungs- und Qualitätsmanagementsystem
unter Nutzung von Datenüberprüfung, -freigabe,
-abgleich, -archivierung, Alarm- und Unterstützungs analysen, Berichten oder
Listen, Anzeigen, Abfrage- und Suchfunktionen für den Prozess bereitzustellen.
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Eine
während
des Entwurfs einer Steuerstrategie oft angestellte Annahme ist,
dass ein Höchstdurchsatz
einem Höchstgewinn
gleichkommt. Obwohl diese Annahme manchmal zutrifft, besonders wenn
der Prozess durch ein spezielles Ausrüstungsteil gewissen Randbedingungen
unterliegt, trifft sie nicht immer zu. Um eine bessere wirtschaftliche
Information bereitzustellen, kann das hier beschriebene System die
Rentabilität
basierend auf allen oder den meisten der aktuell mit dem zur gegenwärtigen Zeit
in Fertigung befindlichen Produkt zusammenhängenden Kosten berechnen.
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Nun
stellt mit Bezug auf 2 ein
Datenflussdiagramm 65 den Datenfluss zu verschiedenen Entitäten in einem
System dar, das es ermöglicht, dass
Wirtschaftlichkeitsberechnungen in ein Prozesssteuerungsnetz integriert
und darin verwendet werden können,
um den Betrieb des Prozesssteuerungsnetzes zu leiten oder steuern.
Insbesondere sammeln verschiedene Datenquellen einschließlich Wirtschaftlichkeitsdatenquellen 66 und
Prozesssteuerungsdatenquellen 68 unterschiedliche Datenarten und
stellen diese einem Datenmanipulationsmodul oder -block 70 zur
Verfügung.
Die Wirtschaftdatenquellen 66 können alle Arten von Wirtschaftlichkeitsdaten
bereitstellen, während
die Prozesssteuerungsdatenquellen 68 jede Art typischer
Prozesssteuerungsdaten wie Geräte- und Controllerdaten
bereitstellen können,
die beispielsweise für
den Zustand der Prozesssteuerungsvorrichtungen, -einheiten, -schleifen,
etc., sowie Prozessparameter und für irgendwelche andere Daten
stehen, die im Prozesssteuerungssystem erfasst werden.
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Die
Daten können
direkt online aus der Prozessausrüstung, aus Reglern, Sensoren,
Sendern, Laborgeräten,
Analysatoren, Videoausrüstung,
bildgebender Ausrüstung,
Mikrophonen und Datenbanken wie einer Datenbank für Markt
und Waren, Ausgangsmaterialien, Rohmaterialien erfasst werden, und
können
beispielsweise Flüsse,
Temperaturen, Drücke,
Zusammensetzungen oder andere Variable symbolisieren, die von den
Prozess- oder Ausrüstungsmesswerken
oder -diensten gemessen oder bestimmt werden. Bei den Wirtschaftlichkeitsdaten kann
es sich beispielsweise um Nachschubkosteninformation, Absatz- und
Verkaufspreisinformation, Steuer-, Abgaben-, Versand- und Abwicklungskosten,
etc., Personalstand und Standort, etc. handeln, wie sie für die zu
verwaltende Entität
gegeben sind.
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Falls
gewünscht,
kann eine lokale Datenarchivierungsspeicherung verwendet werden
(z.B. im Datenerfassungsystem), um sicherzustellen, dass die Daten
nicht verloren gehen, falls Kommunikations- oder andere Systemkomponenten
ausfallen oder aus irgendeinem Grunde nicht zur Verfügung stehen.
Die Daten können
vom Datenerfassungssystem auch unter Verwendung irgendeines gewünschten
Datenkomprimierungsverfahrens lokal komprimiert werden, wie etwa
Schwingtürübertragung
oder Übertragung unter
Ausnahme rekursiver Wavelets, Datentransformation, Filterung, etc.,
um die erforderliche Bandbreite zu reduzieren und die Geschwindigkeit
und Ansprechempfindlichkeit des Systems zu erhöhen, während gleichzeitig der Archivierungsspeicherbedarf
minimiert wird.
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Der
Datenmanipulationsblock 70, welcher optional ist, kann
eine oder mehrere Anwendung/en umfassen, die Daten aus verschiedenen
Quellen zu verschiedenen Zwecken übermittelt/übermitteln. Zum Beispiel kann
der Datenmanipulationsblock 70 neuronale Netze oder andere
Modellier- oder Schätzverfahren
einsetzen, um fehlende Daten bereitzustellen, d.h. Daten, die aufgrund
fehlender oder schlecht funktionierender Messungen, Analysatoren
oder Instrumentierung nicht vorliegen, oder Messdaten, die in sich
nicht direkt messbar sind. Obwohl die Datenmanipulationsstufe 70 als
nach der Datenerfassung stattfindend angegeben ist, kann sie teilweise
oder ganz lokal in Sendern, Analysatoren, intelligenten Geräten oder
anderen Vorrichtungen eintreten, die Daten messen oder anderweitig
ermitteln.
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Wie
in 2 dargestellt ist,
werden die Daten, nachdem sie verarbeitet wurden, einem oder mehreren
Modell/en 72 bereitgestellt, welches/welche unterschiedlichen
Wirtschaftlichkeitsberechnungen an den Wirtschaftlichkeits- und
Prozessdaten vornehmen können,
um Information zu liefern, die einem oder mehreren Diensten oder
Dienstanwendungen 74 bereitgestellt und von diesen verwendet
werden können,
welche später
noch ausführlicher
beschrieben werden. Die Aufgabe der Modelle 72 besteht
darin, beispielsweise einen Messwert zu ersinnen, der bestimmt,
welcher Prozentsatz der Fertigungs- und Versorgungsbetriebsmittel
von jeder Schicht/Tag und/oder jedem Produkt verbraucht wird. Als
einfaches Beispiel müssen
Produktläufe
entsprechend den Betriebsmitteln bestückt werden, die zur Zeit, in
der das Produkt läuft,
verbraucht werden (und nicht erst am Ende des Monats, nachdem die
Kosten pauschal zusammengefasst und wieder aufgeteilt wurden). Gleichermaßen müssen Kosten
zwischen Kostenstellen für
unfertige und fertige Produkte übertragen
werden, wenn Produkte fertig sind, oder wenn Produkte entweder als
unfertige oder fertige Produkte verkauft werden.
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Natürlich gibt
es viele Faktoren, die beim Aufbau von Modellen abzuwägen und
zu berücksichtigen
sind, um den wirtschaftlichen Zustand des Prozesses genau wiederzugeben.
Es gibt nämlich
viele Faktoren, die sich auf Kosten auswirken, beispielsweise Materialkosten,
Wirkungsgrad der Ausrüstung, Versorgungskosten
(Heizung mit Gas, Öl,
wiederaufbereiteten Stoffen), etc. Die Modelle 72 können verwendet
werden, um diese Wirkungsgradzahlen und die Kosten bereitzustellen
oder zu bestimmen, die als Teil des Prozesssteuerungssystems dazu
eingesetzt werden sollen, den Ablauf des Prozesses zu überwachen
und zu ändern,
um ihn rentabler zu machen. Idealerweise müssen Gewinn berechnungen den Preis
beinhalten, der für
einen bestimmten Kundenauftrag bezahlt wird, und die Kosten zum
Fertigungszeitpunkt für
das laufende Produkt.
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Natürlich gibt
es eventuell viele unterschiedliche Gesichtpunkte bei der Bestimmung
von Gewinn. Beispielsweise erfordern Gewinnberechnungen eine detaillierte
Kenntnis des Preises, der vom Kunden bezahlt wird. Ist ein Fertigungslos
an einen Kundenauftrag gebunden, dann kann der Gewinn aus diesem
Verkaufspreis berechnet werden. Ist die Produktion kontinuierlich,
kann der Gewinn auf dem Produktpreis aufbauen. Natürlich schwanken
Kosten- und Gewinnberechnungen jeweils je nach den Umständen und
der Beschaffenheit des in Herstellung befindlichen Produkts sowie
der eingesetzten Marketing- und Verkaufsstrategie. Allgemein ausgedrückt sind
die Modelle 72 jedoch so aufgebaut, dass Veränderlichkeit,
Betriebszwänge,
Energie- und Materialbilanzen berechnet werden, um den wirtschaftlichen,
finanziellen und den Wirkungsgrad der Systemgesundheit online für eine schnelle
Entscheidungsunterstützung,
Steuerung und andere Einsätze zu
bestimmen. Die Modelle 72 können auch die Rentabilität, den Kosten-
und Geldmittelumsatz für
jedes Produkt, Qualität,
Aktions- oder Chargenlauf bereitstellen und dabei Gesamtableitungen
verwenden, um Veränderungen
aus einem Grundwert kritischer Kosten oder kritischen Gewinns zu
schätzen.
Dieses Verfahren ist als Zusatz zu einer direkten Berechnung der
gewünschten
Variablen anwendbar, wenn die Messfehler schlimmer oder die Messgeschwindigkeit
schlechter werden oder das Ergebnis verlangsamen. Solch eine Gesamtableitungsverfahrensweise
lässt eine
schnelle und genaue Berechnung von Abweichungen bei der gewünschten
Variablen von den gemessenen Veränderungen
bei den Komponentenvariablen zu. Falls gewünscht, können die Modelle 72 Berechnungen
abgleichen, um Abschlussfehler zu minimieren (d.h., die Berechnungen
mit tatsächlich
erwirtschaftetem Gewinn zu vergleichen und die Berechnungen zu verändern, um
den Fehler zwischen dem berechneten und dem tatsächlichen Gewinn zu minimieren).
-
Falls
gewünscht,
können
die Modelle 72 mit einer Controller-Maschine 76 gekoppelt
werden, die absichtliche Störungen
in den Elementen oder Schleifen im Prozesssteuerungssystem herbeiführen kann,
um Messwerte, Analysatoren, Sensoren, etc. sowie Betriebskosten-,
Rentabilitäts-,
Qualitäts-
und Systemgesundheitsdaten zu überprüfen, freizugeben und
abzugleichen. Auf diese Weise kann eine bekannte Störung (mit
damit einhergehenden bekannten Veränderungen in der Rentabilität) dazu
eingesetzt werden, zu überprüfen und
zu bestimmen, ob eines oder mehrere der Modelle 72 dieselben
oder eine ähnliche
Veränderung
bei der Rentabilität
berechnet/berechnen, um zu bestimmen, wie die Rentabilitätsmesswerte
mit den von den Modellen 72 aufgestellten Berechnungen
abgeglichen werden können.
-
Zusätzlich können, falls
gewünscht,
ein Datenmanipulationsblock 70 und eines oder mehrere Wirtschaftlichkeitsmodelle 72,
wie in 2 gezeigt, in
einem einzelnen Prozessmodul 73 miteinander verbunden werden.
Während
in 2 nur ein Prozessmodul 73 dargestellt
ist, könnte
jede beliebige Anzahl unterschiedlicher Prozessmodule geschaffen und
in der Prozessanlage betrieben werden, wobei jedes Prozessmodul
verschiedene Wirtschaftlichkeitsmodelle in sich trüge und an
dieselbe Datenquelle oder unterschiedliche Datenquellen 66 und 68 angeschlossen
wäre. Gleichermaßen können die
Prozessmodule 73 in einem Prozessor an jeder beliebigen
Stelle in der Prozessanlage gespeichert und ausgeführt werden,
wie einer Benutzeroberfläche,
einem Controller, oder sogar einem Feldgerät. Allgemein ausgedrückt sind
die Prozessmodule 73 in sich abgeschlossene oder einzelne
Objekte, wie Objekte in einer objektorientierten Programmiersprache,
die so arbeiten, dass sie unter Verwendung der Wirtschaftlichkeitsmodelle 72 die
Funktionen des Datenerfassens und -verarbeitens erfüllen. Falls
gewünscht, können die
Prozessmodule 73 automatisch mit den Datenquellen 66 und 68 und
den Diensten 74 unter Verwendung vorher hergestellter Kommunikationsverbindungen
kommunizieren, die bei der Konfiguration der Prozessmodule aufgebaut
werden. Darüber hinaus
können
die Prozessmodule 73 so aufgebaut werden, dass sie anderen
Programmierblöcken ähneln, die
in einer Bedieneroberfläche,
einem Controller, etc. ausgeführt
werden. Im Ergebnis können
die Prozessmodule Betriebsarten, Ausführungsraten, Alarme, etc, umfassen,
und können
an der Steuerungsbandbreite teilhaben (z.B. Sicherheitszwängen unterworfen
sein), etc. Da die Prozessmodule 73 einzelne Einheiten
sind, die an jeder geeigneten Stelle in der Prozessanlage ausgeführt werden
können,
sind sie leicht zu implementieren, um die hier beschriebenen wirtschaftlichen
Funktionen zu erfüllen.
-
Die
Dienste oder Dienstanwendungen 74 können irgendeine Anzahl unterschiedlicher
Anwendungen umfassen, welche die Information oder Wirtschaftlichkeitsberechnungen
verwenden, die von den Modellen 72 hervorgebracht werden.
Beispielsweise können
die Dienstanwendungen 74 eine oder mehrere Listenerstellungsanwendung/en 80 umfassen,
die auf jede gewünschte
Weise Benutzern Berichte oder Listen liefern können. Die Listen können die
Form von Echtzeit-Tabellenblättern
annehmen, die es ermöglichen,
dass Daten analysiert, auf Tendenzen hin untersucht, grafisch dargestellt,
protokolliert und einem Benutzer dargeboten werden, um eine Entscheidungsunterstützung basierend
auf gegenwärtiger
und vergangener Information sowie auf abgeleiteten Messgrößen wie
Kosten, Rentabilität,
Investitionsertrag, Systemgesundheit, Qualität, etc. zuzulassen. Die Listen
können
vergangene, gegenwärtige und
vorausgesagte relative Systemgesundheit, Zuverlässigkeit, Sicherheit, Qualität, Kosten,
Rentabilität,
Durchsatz, Geldmittelnutzung, Bestände, Forderungen, Verbindlichkeiten,
Tage bei Barzahlung, Verzinsung auf Geldanlagen, Kassenzufluss und/oder andere
Parameter der Entitäten
des Prozess steuerungssystems umfassen, die mit anderen Entitäten, Instandhaltungseinrichtungen,
Gesellschaften, Prozessen, Anlagenstandorten, Einheiten, etc. sowohl auf
aktuelle Zustände
als auch vergangene und vorhergesagte zukünftige Leistung hin überwacht
werden. Falls gewünscht,
können
diese Listen in Form von beispielsweise Tabellenblättern in
Ablauf-Regler, -Geräte,
-Ausrüstung
eingebettet werden, und Benutzer können die Tabellenblätter auf
jede Weise gestalten, die gegenwärtig
im Stand der Technik zum Erstellen von Listen verwendet wird. Diese
Listenerstellungsanwendungen können
dann in das Echtzeitsystem eingebettet ablaufen gelassen werden,
um die gewünschten
Berichte oder Listen automatisch herzustellen.
-
Die
Dienstanwendungen 74 können
auch eine oder mehrere Vorhersageanwendungen 82 irgendeiner
gewünschten
Art umfassen. Hochentwickelte Vorhersageverfahren wie ARIMA, Bewegtfenster-Fourier
oder andere Vorgehensweisen zur Datentransformation, statistische
Tendenzbeurteilung, Berechnung zukünftigen Verhaltens basierend auf
früheren
Aktionen, gegenwärtigen
Messwerten und Echtzeitmodellen (wie Prozessmodellen) können dazu
eingesetzt werden, um zukünftige
Werte irgendwelcher Messungen, Zusammensetzungen, Gesundheitsdaten,
Kosten, Rentabilität,
etc. zu berechnen. Diese vorhergesagten zukünftigen Daten können Controllern,
Alarmauslöseanwendungen,
etc. zur Verfügung
gestellt werden, um vorgreifendes Alarmauslöse-, Steuerungs- und Notfallverhalten, etc.
zu ermöglichen,
was gegenwärtige
Verfahren oder Systeme nicht zulassen.
-
Darüber hinaus
können
noch eine Diagnoseanwendung oder mehrere Diagnose anwendungen vorgesehen
sein, um Diagnoseprozeduren unter Verwendung von Wirtschaftlichkeitsdaten
auf eine Weise durchzuführen,
die eine vollständigere
diagnostische Analyse bereitstellt. In einem Beispiel kann die Diagnoseanwendung
auf dynamische Parameter zugreifen, die mit Funktionsblöcken oder
anderen Steuerblöcken
im Steuerungssystem zusammenhängen, wie
Delta V- und Fieldbus-Funktionsblöcke, und eine Schnellanalyse
an diesen Daten vornehmen. In dieser Anwendung kann auf eine ausgewählte Anzahl von
Parametern während
oder nach jedem Ausführungszyklus
eines Steuermodul- oder Funktionsblocks zugegriffen werden. Die
Diagnoseanwendung kann diese Werte einer Tendenzbeurteilung unterziehen
oder diese Werte unter Verwendung irgendwelcher Leistungsspektrums-,
Korrelations- und Statistikverfahren analysieren. Auch kann es die
Diagnoseanwendung einem Benutzer ermöglichen, direkt auf andere
Diagnoseanwendungen zuzugreifen, die von anderen Diagnoseanwendungen
wie dem AMS-Diagnosesystem bereitgestellt werden. Bei Steuerblöcken kann
die Diagnoseanwendung auf Diagnosedaten zugreifen, die beispielsweise
mit Abstimmungsanwendungen, etc. zusammenhängen.
-
Natürlich kann
die Diagnoseanwendung zusätzliche
Analyse-Tools bereitstellen, wie etwa diejenigen, die eine Leistungsspektrums-,
Kreuzkorrelations- und Autokorrelationsanalyse an irgendwelchen gewünschten
Variablen durchführt.
Die Diagnoseanwendung kann darüber
hinaus noch den Benutzer zu der angemessenen Lösung führen, wie etwa einer oder mehreren
Abstimmanwendungen, etc., kann hochschnelle Daten nutzen, die von
Fieldbus-Zukunftsobjekten oder virtuellen Zukunftsobjekten basierend
auf einer herkömmlichen
Ein-/Ausgabe (E/A) in den Controller bereitgestellt werden, kann
bei Bedarf Tendenzinformation erfassen oder irgendwelche anderen
Prozeduren ablaufen lassen.
-
Falls
gewünscht,
können
die Diagnoseanwendungen eine kontinuierliche Überwachung und Erfassung unregelmäßiger Zustände unterstützen, die
in Steuerblöcken
und Ein-/Ausgabeblöcken
oder anderen Blöcken
im Prozesssteuerungssystem vorkommen können. Solch eine Diagnoseanwendung
ist im US-Patent Nr. 6,298,454 beschrieben und dargestellt, das
hiermit ausdrücklich
durch Bezug hier mitaufgenommen wird. Mittels dieses Verfahrens
ist es möglich,
Blöcke
zu identifizieren, die länger
als einen festgelegten zeitlichen Prozentsatz einen unregelmäßigen Zustand
oder mehrere unregelmäßige Zustände enthalten.
Zusätzlich
können
die E/A- oder Steuerblöcke
identifiziert werden, die eine hohe Veränderlichkeit aufweisen.
-
Im
Allgemeinen kann diese Anwendung Tools umfassen, die es einem Benutzer
ermöglichen, die
Kosten der Prozessveränderlichkeit
basierend beispielsweise auf Abweichungen von der Summe und Leistungsfähigkeit,
benutzerdefinierten Grenzen und den Kosten des Produkts zu quantifizieren.
Die Anwendung kann auch vorgegebene Listen generieren, die von einem
Benutzer direkt verwendet werden können, um eine Verbesserung
der Steuerung zu begründen.
Wie im US-Patent Nn. 6,298,454 beschrieben ist, kann dieses Tool
einen Zustandsparameter umfassen, der die Erfassung unregelmäßiger Zustände zulässt, die
außer
Kraft gesetzt werden sollen, wenn etwa das Modul nicht in Gebrauch
ist, um zu verhindern, dass beim Hochfahren, etc. falsche Alarme
erzeugt werden, wenn ein Prozess offline ist. Dieses Tool kann auch
ermöglichen,
dass Anlagenleistung und -nutzung durch einen chronologischen Datenaufzeichner
eingespart werden können,
um eine Kurven- bzw. grafische Darstellung pro Monat, Jahr, etc.
zu unterstützen,
wobei diese Daten pro Anlagenbereich, Prozesszelle oder eine andere
logische Entität
verfügbar
sind. Die Diagnoseanwendung kann selbstverständlich auch vorgegebene Listen bereitstellen,
die schlechte Zustände
zusammenfassen und einzeln aufführen,
sog. „Dynamos" bereitstellen, die
es ermöglichen,
dass Zustände
und Wirtschaftlichkeitsberechnungen für eine Einheit oder eine andere
Entität
auf einem Bedienerbildschirm problemlos zusammengefasst werden können, und kontextsensitive
Hilfe für
die Prozessanalyse bereitstellen.
-
Die
Dienstanwendungen 74 von 2 können darüber hinaus
noch eine oder mehrere Steuer- oder hochentwickelte Steuer-/Regelanwendungen umfassen.
Beispielsweise kann eine multivariable Steuer-/Regelanwendung wie
eine MPC-Anwendung die erfassten vergangenen und/oder gegenwärtigen und/oder
vorhergesagten Daten, einschließlich
Wirtschaftlichkeitsdaten, verwenden, um eine fortschrittliche Gewinn- und/oder Kostensteuerung
für die
multivariable Steuerungssituation zu bestimmen. Gleichermaßen kann
eine bekannte Art oder können mehrere
bekannte Arten von Optimierungsprogrammen die bestimmten Wirtschaftlichkeitsdaten
verwenden, um online eine Optimierung von Kosten, Gewinn, Qualität, Verfügbarkeit,
Sicherheit, Durchsatz, etc. zu bewerkstelligen. Solch ein Optimierungsprogramm
kann Daten verwenden, die aus dem aktuellen realen Prozess, dem
Produkt, der Ausrüstung,
dem Maschinenpark, der Anlage, dem Einheitsbetrieb, dem Bereich,
dem Unternehmen, den Materialien, dem Ausgangsmaterial, Zwischenprodukten, Entitäten oder
Teilen oder Gruppierungen davon ermittelt werden, oder Simulationen
einiger oder aller dieser Entitäten
oder beides verwenden, um eine Optimierung durchzuführen.
-
Diese
hochentwickelten Steuer-/Regelanwendungen können auch eine Ablaufplanungsanwendung
umfassen, die online vergangene und/oder gegenwärtige und/oder vorhergesagte
Daten zusammen mit Ausrüstungszustand
und/oder Auftragsbestand und/oder Wirtschaftlichkeitsdaten und/oder Umweltdaten
und/oder Vorschriftendaten und/oder Marktdaten und/oder Wettbewerbsdaten,
etc. verwendet, um die herzustellenden Produkte oder Qualitäten, die
zu erbringende Leistung bzw. die Ausrüstung oder Anordnung von Ausrüstung, die
eingesetzt werden soll, um ein Produkt auf wirtschaftlichste Weise
herzustellen, auszuwählen
und/oder planmäßig festzulegen.
-
Die
Dienstanwendungen 74 können
auch eine Alarm-/Warnanwendung umfassen, die dazu eingesetzt werden
kann, Alarm- oder Warnmeldungen basierend auf der Ausgabe der Modelle 72 bereitzustellen.
Insbesondere kann die Alarm-/Warnanwendung bestimmte wirtschaftliche
Variable wie Rentabilität,
etc. mit festen oder voreingestellten Bereichen oder Werten vergleichen
und eine Alarm- oder Warnmeldung abgeben, falls die Rentabilität oder eine
andere wirtschaftliche Variable aus dem Bereich bzw. unter oder über den
voreingestellten Wert fällt. Diese
Alarmmeldungen (oder Warnmeldungen) können an jeden gewünschten
Benutzer auf jede gewünschte
Weise geschickt werden, wie etwa drahtlos, über das Prozesssteuerungskommunikationsnetz,
das Geschäftsnetz,
ein Personenrufnetz, E-mail, etc. Als Teil dieses Prozesses kann
eine Diagnoseanwendung einen Agenten umfassen, der hochentwickelte
Steuer-Tools empfiehlt, die verwendet werden sollten, um sich Problembereichen
zuzuwenden. Darüber
hinaus kann es die Alarm- oder Warnanwendung noch einem Benutzer
ermöglichen, den
Mess- oder Steuerblöcken
unterschiedliche Prioritäten
zuzuteilen. In diesem Fall kann eine Warnmeldung, eine Mailnachricht
oder Mitteilung über
Personenruf abgegeben werden, wenn ein unregelmäßiger Zustand in einem Block
in einer aktiven Einheit mit der vom Benutzer gesetzten oder basierend
auf der vom Benutzer gesetzten Priorität entdeckt wird.
-
Obwohl
es in 2 nicht speziell
dargestellt ist, können
die Datenquellen 66, der Datenmanipulationsblock 70,
die Modelle 72 und die Dienstanwendungen 74 so
konfiguriert sein, dass sie auf jede gewünschte Weise miteinander kommunizieren,
indem sie jede gewünschte
Kommunikationsinfrastruktur verwenden, um den Prozess, die Anlage,
den Einheitsbetrieb, den Bereich, das Produkt, die Qualität, den Durchlauf,
die Rentabilität,
Kosten, Zinsen auf Investitionskapital und andere Messgrößen zu bestimmen.
Allgemein ausgedrückt
können
die Daten und/oder Ergebnisse über
drahtgebundene, drahtlose, Lichtwellenleiter-, optische oder andere
Einrichtungen zur Archivierung, Zusammenstellung, Vorlage, Analyse,
Entscheidungsunterstützung,
Steuerung oder einen anderen Gebrauch übertragen werden. Fall gewünscht, kann
ein globales Positionierungssystem (GPS) oder eine andere physikalische Online-Ortsbestimmungsstruktur
als Systemeingabe zur Berechnung und Steuerung sowie zum Ermöglichen
der Unterstützung
von mobilen Mess- und Analysekomponenten verwendet werden. Falls
gewünscht,
kann es sich bei den zur Datenerfassung verwendeten Sensoren um
Analysatoren, bildgebende Vorrichtungen, etc. handeln, die berührungsfrei oder
von entfernt angeordneter Beschaffenheit sein können. Darüber hinaus können die
Daten- und Informationstransfervorgänge durch Fehlererfassung, Korrekturcodes
oder andere Verfahren wie BCH, redundante Übertragung, n-Pegel-Firecoding,
etc. geschützt
werden. Die Daten können
auch unter Verwendung irgendeines gewünschten oder geeigneten Verfahrens
bei der Erfassung, Übertragung,
Speicherung oder Verwendung verschlüsselt werden. Darüber hinaus
können
die Datenerfassungs- oder andere Datenmanipulationsentitäten wie
die Modelle 72 und Dienstanwendungen 74 zwischen
mehreren physikalischen Örtlichkeiten
verstreut angeordnet werden, wenn das so gewünscht wird.
-
Während 2 die verschiedenen Elemente des
kombinierten Wirtschaftlichkeits- und
Prozesssteuerungssystems darstellt, kann die gesamte Funktionalität eher als
eine Dienstleistung als ein Fremdsystem vorgesehen sein. In diesem
Fall würde ein
Kunde eine Dienstleistung erwerben, welche die geeigneten oder gewünschten
Modelle und Dienste in einer Prozessanlage installieren und betreiben würde, um
für irgendwelche
der zuvor beschriebenen Einsatzfälle
integrierte Wirtschaftlichkeits- und Prozesssteuerungsdaten bereitzustellen.
Diese Dienstleistung würde
es ermöglichen,
dass Kunden und Benutzer, die ansonsten nicht in der Lage wären, sich ein
solches System zu leisten oder es zu unterhalten, weitgefasstere
Systeme verwenden könnten.
Die Dienstleistung könnte
natürlich
auf einer Nutzungsgebührenbasis
abgerechnet werden und, falls gewünscht, könnte die Ausrüstung und/oder
ihre Installation, ihre Inbetriebnahme, ihr Betrieb und ihre Wartung
auf einer Leasing-, Miet- oder Nutzungsbasis bereitgestellt werden.
Darüber
hinaus kann noch als Teil dieser Dienstleistung ein Online-Beratungsdienst vorgesehen
werden, wobei die Daten für
ein Prozesssystem einem Berater zur Verfügung gestellt werden, der die
Modelle und Dienste (z.B. Analyse-Tools und Expertensysteme) ablaufen
lässt und online
oder offline Beratungs- und/oder Vertragsdienste bietet, die sich
um Leistung und Leistungsbelange in der Prozessanlage kümmern.
-
Nun
ist mit Bezug auf 3 ein
auf Web-Diensten basierendes Kommunikationssystem, das dazu verwendet
werden kann, die Kommunikation und das Sichten von Information zu
erleichtern, die mit dem Prozesssteuerungssystem oder der Prozesssteuerungsanlage
zusammenhängt,
einschließlich
Geschäfts-
oder kaufmännischer
Information, in einem logischen Format dargestellt. Dieses auf Web-Diensten
basierende Kommunikationssystem kann beispielsweise im Computer
oder Server 45 von 1 angeordnet
sein und dazu verwendet werden, Information aus den Finanz- oder
Geschäftssystemen
zu beschaffen und diese Information den Modellen 72 von 2 zur Verfügung zu
stellen (welche sich beispielsweise im Prozesssteuerungssystem 14 von 1 befinden können). Natürlich können sich das
auf Web-Diensten basierende Kommunikationssystem, die Modelle 72 und
die Dienstanwendungen 74 auch in irgendeinem anderen gewünschten
Teil oder irgendwelchen anderen gewünschten Teilen der Anlage 10 befinden.
-
Im
Spezielleren umfasst das hier beschriebene, auf Web-Diensten basierende
Kommunikationssystem und -verfahren eine Kommunikationsmaschine,
die Meldungslenkungs-, Planungs- und Konfigurationsfunktionen für mehrere
Kunden oder Web-Dienste
erfüllt,
und um für
diesen besonderen Zweck Online- oder aktualisierte Finanz- oder Gewinndaten
dem Prozesssteuerungssystem 14 von 1 zur Verwendung bei der computermäßig oder anderweitig
berechneten aktuellen Rentabilität
der Prozessanlage oder zur Verwendung bei der Änderung des Betriebs der Anlage,
damit sie rentabler ist, bereitzustellen.
-
Das
hier beschriebene, auf Web-Diensten basierende Kommunikationssystem
und -verfahren kann eine grafische Bedieneroberfläche umfassen, die
es einem oder mehreren Benutzern ermöglicht, Web-Dienste zu konfigurieren
und/oder zum System hinzuzufügen
und ein höchst
personalisiertes Profil zu schaffen, das die Kommunikationsmaschine
dazu veranlasst, ausgewählte
Prozesssteuerungsinformation und andere Information, die dem Benutzer über die
grafische Bedieneroberfläche
angezeigt werden soll, auf eine vom Benutzer gewünschte Weise zu lenken. Dieses
Merkmal macht es möglich,
dass eine Vielzahl unterschiedlicher Rentabilitätsdaten, die mit unterschiedlichen
Anlagenumgebungen zusammenhängen,
dem Prozesssteuerungssystem für
Online-Rentabilitätszwecke
zur Verfügung
gestellt werden können.
-
Auf
jeden Fall können
die Web-Dienste, die Kommunikationsmaschine und die grafische Bedieneroberfläche über ein
Netz wie beispielsweise das Internet miteinander kommunizieren,
indem sie eine erweiterbate Auszeichnungssprache (z.B. XML) oder irgendeine
andere ähnliche
Sprache verwenden, die es Anwendungen, Diensten und/oder Systemen
ermöglicht,
miteinander zu kommunizieren, ohne die Entwicklung von Kundenkommunikationsschnittstellen
oder -treibern nötig
zu machen.
-
Allgemein
ausgedrückt,
können
die hier beschriebenen Web-Dienste Datendienste oder -quellen, bei
denen es sich um Geschäftssysteme
handeln kann, die Daten erfassen und abspeichern, die gebraucht
werden, um aktuelle Rentabilitätsanalysen anzustellen,
und Datenabonnenten oder -verbraucher umfassen, bei denen es sich
beispielsweise um Anwendungen handeln kann, die im Prozesssteuerungs-
oder Prozessinstandhaltungssystem implementiert sind, um online
Rentabilitätsberechnungen durchzuführen. Andererseits
können
die Datendienste oder -quellen Prozesssteuerungssysteme oder -anwendungen,
Wirtschaftsgüterverwaltungssysteme
oder -anwendungen, Ausrüstungszustandsüberwachungssysteme
oder -anwendungen, Diagnosesysteme oder -anwendungen, oder irgendein
anderes System oder irgendeine andere Anwendung sein, das oder die
Information oder Daten erfasst oder generiert, die mit dem Betrieb
eines Prozesssteuerungssystems oder einer Prozesssteuerungsanlage sowie
Geschäftssystemen
oder Kaufmännische
Datenquellen zu tun haben. Gleichermaßen kann es sich bei den Datenabonnenten
oder -verbrauchern um benutzerinteraktive Anwendungen handeln, wie beispielsweise
Diagnoseanwendungen, Steuerungsoptimierungsanwendungen, Mitteilungssysteme
einschließlich
Personenrufsysteme oder -anwendungen, E-mail-Systeme oder -Anwendungen,
Dateierstellungssysteme oder -anwendungen, etc.
-
Selbstverständlich können die
Datendienste bzw. Datenverbraucher eine Anwendung oder ein System
sein, das eine Web-Diensteschnittstelle umfasst. Wie hinlänglich bekannt
ist, kann eine Web-Diensteschnittstelle eine erweiterbare Auszeichnungssprache
wie XML zusammen mit einem Mitteilungsübermittlungsprotokoll wie beispielsweise dem
SOAP-Protokoll (SOAP – Simple
Object Access Protokoll) und einem Kommunikationstransportprotokoll
wie beispielsweise dem HTTP-Protokoll (HTTP – Hypertext Transport Protocol)
verwenden. Weil Web-Dienste von ihrer Natur her in gewisser Weise generisch
sind (d.h., das Verhalten oder die Eigenschaften der Kommunikationen über eine
Web-Serverschnittstelle
von keiner zugrundeliegenden Anwendung bzw. keinem zugrundeliegenden
System abhängen),
können
Datendienste und Datenverbraucher problemlos mit der Kommunikationsmaschine verbunden
werden (d.h. mit ihr kommunizieren), ohne Kundenkommunikationsschnittstellen
schaffen zu müssen,
was typischerweise bei früheren
Systemen der Fall war. Überdies
kann die Kommunikationsmaschine problemlos dazu ausgelegt werden, Web-Dienste
(entweder automatisch oder unter der Anleitung eines Benutzers)
auf- bzw. herauszufinden, die für
eine Einwahl in die Kommunikationsmaschine zur Verfügung stehen.
Beispielsweise kann die Kommunikationsmaschine ein Auffindungs-Tool oder
einen Auffinddienst für
Web-Dienste wie beispielsweise Universal Discovery Description and
Integration (UDDI) oder irgendein anderes Auffindungs-Tool oder
irgendeinen anderen Auffinddienst für Web-Dienste verwenden, um
verfügbare Web-Dienste zu identifizieren.
-
Darüber hinaus
liefert das hier beschriebene, auf Web-Diensten basierende Kommunikationssystem
und -verfahren noch eine Systemarchitektur, die zu einer leistungsstarken
und widerstandsfähigen Datenerfassung,
Datenanalyse und Datenkommunikation führt. Insbesondere kann die
Kommunikationsmaschine Daten aus den Datendiensten abfragen, wenn
sie von der Kommunikationsmaschine gebraucht werden. Alternativ
kann einer oder können mehrere
Datendienste so konfiguriert sein, dass sie es der Kommunikationsmaschine
asynchron mitteilen, wenn neue Daten oder neue Information verfügbar werden.
In jedem Fall kann ein wirkungsvoller Gebrauch der Kommunikationsbetriebsmittel
(z.B. Kommunikationsverbindungen, Verarbeitungskapazität innerhalb
der Kommunikationsmaschine, etc.) durch das hier beschriebene System
und Verfahren erzielt werden. Insbesondere werden nur neu verfügbare Daten
und/oder Daten, die von der Kommunikationsmaschine benötigt werden,
zwischen den verschiedenen Datendiensten und der Kommunikationsmaschine übertragen,
im Gegensatz zur Erfassung aller verfügbarer Daten aus den Datenquellen,
ungeachtet dessen, ob die Daten benötigt werden, wie es bei früheren Systemen
der Fall war.
-
Darüber hinaus
können
mit dem hier beschriebenen, auf Web-Diensten basierenden Kommunikationssystem
und -verfahren die Datendienste komplexe Analysen durchführen und
die Analyseergebnisse (zusätzlich
zu Rohdaten, falls gewünscht) der
Kommunikationsmaschine und wiederum der grafischen Benutzeroberfläche und/oder
anderen Datenverbrauchern mitteilen. Weil das hier beschriebene,
auf Web-Diensten basierende Kommunikationssystem und -verfahren
dazu ausgelegt ist, nur die angeforderten und/oder neu verfügbaren Daten
und, falls gewünscht,
nur Analyseergebnisse zu übertragen
(im Gegensatz zu allen Daten, die erforderlich sind, um die Analyse
an einer zentralen Stelle wie der Kommunikationsmaschine oder der
grafischen Benutzeroberflächenanwendung
durchzuführen),
erleichtert somit das hier beschriebene, auf Web-Diensten basierende
Kommunikationssystem und -verfahren eine höchst effiziente Nutzung der verfügbaren Kommunikationsnetzbandbreite.
-
Das
hier beschriebene, auf Web-Diensten basierende Kommunikationssystem
und -verfahren sorgt für
einen hohen Grad an Datenfestigkeit. Insbesondere kann jeder der
Web-Dienste für
Datensicherung, Speichern der Datenhistorie, etc. verantwortlich sein.
-
Im
Ergebnis führt
ein Kommunikations- und/oder Stromausfall in der Kommunikationsmaschine
und/oder der grafischen Benutzeroberfläche zu keinem katastrophalen
Datenverlust, und eine Wiederherstellung des Systems kann beim Wiedereinsetzen
von Strom und/oder Verbindungen zur Kommunikationsmaschine und/oder
der grafischen Benutzeroberfläche
schnell und problemlos bewerkstelligt werden. Ebenso führt auch
ein Ausfall eines bestimmten Web-Dienstes nicht zu einem katastrophalen
Ausfall des gesamten Systems, und wenn der ausgefallene Web-Dienst
wiederhergestellt ist, kann das System problemlos mit dem Web-Dienst
zu kommunizieren beginnen, ohne neu konfiguriert oder wieder hochgefahren,
etc. werden zu müssen.
-
3 stellt ein Funktionsblockschema
dar, das allgemein ein Beispiel eines auf Web-Diensten basierenden
Kommunikationssystems 100 veranschaulicht, das mit einer
Prozesssteuerungsanlage oder einem Prozesssteuerungssystem wie der
oder dem von 1 verwendet
werden kann. Wie in 3 gezeigt
ist, umfasst das System 100 mehrere Datendienste 102 – 106,
mehrere Datenverbraucher 108 – 112, einen Informationsserver 114,
eine grafische Benutzeroberfläche 116 und
einen Auffinddienst 118, wovon alle an dasselbe oder verschiedene
Netze 120 angeschlossen sein können. Im Allgemeinen sind die
Datendienste 102 – 106 Systeme oder
Anwendungen, die Datenerfassungs-, Datengenerierungs- und/oder Datenanalyseaktivitäten durchführen. Die
Datendienste 102 – 106 können beispielsweise
Prozessmanagementanwendungen, Geschäftsanwendungen, Finanz- oder
Buchhaltungsdienste oder -datenbanken oder andere Arten von Anwendungen
oder Datenbanken sein, die mit einem Prozesssteuerungssystem oder
einer Prozessteuerungsanlage zusammenhängen, die von einem oder mehreren
Servern oder anderen Computern im Prozesssteuerungssystem oder der
Prozesssteuerungsanlage ausgeführt
werden. Natürlich
können
die Datendienste 102 – 106 einem
einzelnen Prozesssteuerungssystem oder einer einzelnen Prozesssteuerungsanlage
oder mehr als einem Prozesssteuerungssystem oder einer Prozesssteuerungsanlage entsprechen.
-
Jeder
der Datendienste 102 – 106 kann
Feldgeräte,
Controller, Arbeitsplatzrechner, etc. umfassen, die über ein
Kommunikationsnetz oder mehrere Kommunikationsnetze und/oder andere
Arten von Kommunikationsverbindungen kommunikativ verbunden sind.
Falls gewünscht
oder notwendig, kann jeder der Datendienste 102 – 106 Prozesssteuerungsaktivitäten durchführen, wie
beispielsweise das Ausführen
von Regelschleifen, kann Diagnoseaktivitäten durchführen, kann Wirtschaftsgüterverwaltungsaktivitäten für eine Sammlung
von Geräten
und Vorrichtungen durchführen,
die mit einer bestimmten Prozessanlage oder einem Teil einer Prozessanlage zusammenhängen. Darüber hinaus
kann auch jeder der Datendienste 102 – 106 noch die Funktionen
eines chronologischen Datenaufzeichners erfüllen, kann redundante oder
ausfallsichere Vorrichtungen umfassen, kann Datenanalyseaktivitäten durchführen, wovon
alle im Stande der Technik hinreichend bekannt sind und somit hier
nicht ausführlicher
beschrieben werden. Darüber
hinaus können
zu den hier erläuterten
Zwecken die Datendienste 102 – 106 noch Computer
oder andere Datenerfassungsvorrichtungen irgendeines Typs umfassen,
die kaufmännische
Daten erfassen, speichern, generieren, etc., die zur Aufstellung
von Gewinnermittlungen in einer Prozessanlage benötigt werden.
-
Vorzugsweise
umfassen die Datendienste 102 – 106 Kommunikationsschnittstellen 122 – 126 für die jeweiligen
Web-Dienste, welche es den Datendiensten 102 – 106 ermöglichen,
innerhalb des Systems 100 als Web-Dienste zu kommunizieren,
wenn sie mit dem Netz 120 verbunden sind. Die Kommunikationsschnittstellen 122 – 126 für die Web-Dienste können unter
Verwendung von XML-Nachrichten implementiert werden, die unter Verwendung
von SOAP oder irgendeinem anderen gewünschten Nachrichtenprotokoll
formatiert und für
eine Übertragung
unter Verwendung eines Netztransportprotokolls wie beispielsweise
HTTP neu verpackt wurden.
-
Im
Allgemeinen sind die Datenverbraucher 108 – 112 Systeme
oder Anwendungen, die Aktivitäten
oder Funktionen durchführen,
die Prozesssteuerungsdaten verbrauchen und/oder die Daten oder Information übertragen,
die von den Datendiensten 102 – 106 Systembenutzern
oder -bedienern zur Verfügung
gestellt werden. In diesem Beispiel kann es sich bei den Datenverbrauchern 108 – 112 um
die Modelle 72 von 2 handeln.
Einer oder mehrere der Datenverbraucher 108 – 112 kann
primär
Kommunikationsfunktionen erfüllen,
die unter Verwendung eines bestimmten Kommunikationsmediums und
einer bestimmten Kommunikationsplattform Daten oder Information
zu Systembenutzern oder -bedienern leiten können. Beispielsweise können Daten von
einem oder mehreren der Datenverbraucher 108 – 112 unter
Verwendung von draht-gebundenen oder drahtlosen Medien und unter
Verwendung irgendeiner gewünschten
System- oder Hardwareplattform wie beispielsweise einem Laptop,
einem Notebook, E-mail, etc. versandt werden. Alternativ oder zusätzlich kann
einer oder können
mehrere der Datenverbraucher 108 – 112 primär benutzerinteraktive
Aktivitäten
durchführen,
wie beispielsweise Chargenbestimmungs- und Aktionsmanagementaktivitäten und/oder
kann andere primär
geschäftsbezogene Aktivitäten durchführen wie
beispielsweise Auftragsbearbeitungsaktivitäten, Buchhaltungsaktivitäten, Produktversand-
und Produktverwaltungsaktivitäten, ProduktbestandSteuer-/Regelarbeiten,
Qualitätssicherungsaktivitäten, Beschaffungsaktivitäten, etc. Wie
die Datendienste 102 – 106 umfassen
auch die Datenverbraucher 108 – 112 Kommunikationsschnittstellen 128 – 132 für die jeweiligen
Web-Dienste, welche
es den Datenverbrauchern 108 – 112 ermöglichen,
als Web-Dienste innerhalb des Systems 100 zu kommunizieren.
-
Wie
in 3 dargestellt, umfasst
der Informationsserver 114 eine Ablaufsteuerung 134,
einen Router 136 und eine Datenbank 138, die kollektiv
als Kommunikationsma schine 140 fungieren, die Nachrichtenlenkungs-
und Nachrichtenablaufsteuerungsfunktionen sowie Systemkonfigurationsaktivitäten durchführt, die
später
noch ausführlicher
beschrieben werden. Die Kommunikationsmaschine 140 kann
eine Vielzahl von Datendienstverbindungen 142 – 146 herstellen,
wovon jede einem der Datendienste 102 – 106 entspricht,
und kann ebenso eine Vielzahl von Datenverbraucherverbindungen 148 – 152 herstellen,
die den Datenverbrauchern 108 – 112 entsprechen.
Die Kommunikationsmaschine 140 kann die Verbindungen 142 – 152 dynamisch
herstellen, wenn sie benötigt
werden, um mit den Datendiensten 102 – 106 und den Datenverbrauchern 108 – 112 über ihre
jeweiligen Schnittstellen 122 – 126 und 128 – 132 zu
kommunizieren.
-
Im
Allgemeinen führt
der Router 136 Nachrichtenlenkungsfunktionen aus, die Nachrichten
von einem oder mehreren Web-Diensten empfangen, welche die Datendienste 102 – 106 und
die Datenverbraucher 108 – 112 umfassen, über die
Verbindungen 142 – 152 an
das Netz 120 angeschlossen sind und diese empfangenen Nachrichten
an geeignete Bestimmungsorte weiterleiten, welche irgendwelche der
an das Netz 120 angeschlossene Web-Dienste sein können (z.B.
die Datendienste 102 – 106 und
die Datenverbraucher 108 – 112). Im Spezielleren
kann der Router 136 ähnlich
oder genauso arbeiten wie ein XML-Transaktionsserver. Der Router 136 kann
Eingabe-/Ausgabeschemata zusammen mit Geschäftsregeln, Datenmanipulationen,
etc. verwenden, die alle in der Datenbank 138 gespeichert
sein und daraus abgerufen werden können, oder von einem anderen
der an das Netz 120 angeschlossenen Web-Dienste bereitgestellt
werden können,
um die aus einem oder mehreren der an das Netz 120 angeschlossenen
Web-Dienste eingegangenen XML-Nachrichten an einen anderen oder
mehrere andere der Web-Dienste weiterzuleiten.
-
Beispielsweise
kann der Datendienst 102 Alarm- oder Warninformation generieren,
die an den Datenverbraucher 112 übertragen werden muss, welcher
eine Kommunikationssystem oder eine Kommunikationsanwendung wie
ein E-mail-System oder eine E-mail-Anwendung sein kann. Wird die
Warn- oder Alarminformation generiert, benutzt der Datendienst 102 seine
Web-Diensteschnittstelle 122, um die Warn- oder Alarmfunktion
in ein XML-Schema zu verpacken, um eine XML-Nachricht zu bilden,
verpackt die XML-Nachricht unter Verwendung von HTTP erneut und
schickt die XML-Nachricht an das Netz 120. Das Netz 120 verwendet
die HTTP-Verpackung, um die XML-Nachricht unter Verwendung bekannter
Verfahren an eine geeignete der Datendienstverbindungen 142 – 146 weiterzuleiten,
die im Informationsserver zur Verfügung steht. Die Kommunikationsmaschine 140 empfängt die
XML-Nachricht aus dieser einen der Datendienstverbindungen 142 – 146,
welche die XML-Nachricht empfing, und der Router 136 benutzt
eine geeignetes (aus der Datenbank 138 abgerufenen) Eingabeschema,
um die XML-Nachricht
zu decodieren. Aufbauend auf dem Inhalt der decodierten Nachricht
und einer oder mehreren Regeln und/oder Datenmanipulationen kann der
Router 136 dann den Inhalt (oder einen Teil des Inhalts)
der Nachricht in ein geeignetes Ausgabeschema umsetzen, das mit
der Bestimmung (d.h. dem Datenverbraucher 112) zusammenhängt und auch
aus der Datenbank 138 abgerufen werden kann. Der Router 136 kann
dann die umgesetzte Alarm- oder Warnmeldung (bei welcher es sich
auch um eine XML-Nachricht handelt) unter Verwendung von HTTP erneut
verpacken und die neuverpackte Nachricht über eine der Datenverbraucherverbindungen 148 – 152,
die mit dem Datenverbraucher 112 und dem Netz 120 zusammenhängen, an
den Datenverbraucher 112 verschicken. Der Datenverbraucher 112 empfängt dann
die Warn- oder Alarminformation über
seine Web-Diensteschnittstelle 132 und
kann eine E-mail-Nachricht generieren, welche die Warn- oder Alarminformation
an ein oder mehrere bestimmte Systeme oder Anwendungen überträgt.
-
Somit
ist der Router 136 dazu ausgelegt, Nachrichten zu verarbeiten,
welche vorzugsweise, aber nicht unbedingt, unter Verwendung von
XML oder irgendeiner anderen erweiterbaren Auszeichnungssprache
formuliert sind und aus mehreren Web-Diensten, wie beispielsweise
Datendiensten, über
ein Kommunikationsnetz eingehen, und verschickt oder leitet diese
Nachrichten an andere Web-Dienste weiter, die auch an das Kommunikationsnetz
angeschlossen sind. Weil alle Datengenerierungs- und Datenverbrauchsanwendungen
oder -systeme, die das System 100 ausmachen, so konfiguriert
sind, dass sie als Web-Dienste kommunizieren, kann der Informationsserver 114 und
im Spezielleren die Kommunikationsmaschine 140 dynamisch Verbindungen
mit irgendwelchen Datengenerierungs- und Datenverbrauchsanwendungen
oder -systemen herstellen, indem Verbindungen (z.B. die Verbindungen 142 – 152)
hinzugefügt
oder entfernt werden, ohne dass dabei irgendwelche Kundenkommunikationsschnittstellen
oder – treiber
geschaffen werden müssten,
und ohne die Betriebsabläufe
der Kommunikationsmaschine 140 anzuhalten (d.h. Verbindungen
zu Anwendungen können
hergestellt werden, ohne die Kommunikation zwischen bereits verbundenen
Web-Diensten und der Kommunikationsmaschine 140 zu stören). Weil
hingegen jeder der Datendienste 102 – 106 und jeder der
Datenverbraucher 108 – 112 eine
Web-Diensteschnittstelle umfasst, und weil die Kommunikationsmaschine 140 dazu
ausgelegt ist, mit den Web-Diensten zu kommunizieren, muss der Informationsserver 114 oder
irgendeiner der mit dem Netz 120 verbundenen Web-Dienste,
um Information zwischen den Web-Diensten über den Informationsserver 114 austauschen
zu können,
keine detaillierte Kenntnis über den
Betrieb der Systeme oder Anwendungen haben, die von irgendwelchen
der anderen Web-Dienste ausgeführt werden.
-
Im
Allgemeinen erfüllt
die Ablaufsteuerung 134 Ablaufsteuerungsfunktionen, die
es der Kommunikationsmaschine 140 ermöglichen, periodische Information
aus einem oder mehreren der Datendienste 102 – 106 abzufragen.
Genauer ausgedrückt
kann die Ablaufsteuerung 134 periodische Abfragen nach Information
oder Daten aus einem oder mehreren der Datendienste 102 – 106 stellen,
insbesondere dann, wenn die abgefragte Information von einer Art
ist, die kein Ereignis begründen
würde.
Benötigt
beispielsweise einer der Datenverbraucher 108 – 112 periodisch
Information oder Daten wie mit Ausgangsmaterialien oder fertigen
Produkten zusammenhängende Kosten
oder Preise von einem der Datendienste 102 – 106,
kann die Ablaufsteuerung 136 so konfiguriert werden, dass
periodisch Nachrichten, welche diese Daten anfordern, an den einen
oder die mehreren der Datendienste 102 – 106, welche die
Daten abgespeichert oder Zugriff dazu haben, geschickt werden. Der eine
oder die mehreren der Datendienste 102 – 106, der/die die
Anforderung erhält/erhalten,
kann anschließend
die Daten in Form einer HTTP-verpackten XML-Nachricht an den Informationsserver 114 verschicken,
welche dann vom Router 136 zu dem geeigneten Datenverbraucher
oder den geeigneten Datenverbrauchern 108 – 112,
wie einem der Modelle 72, über das Netz 120 weitergeleitet
wird.
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Der
Auffinddienst 118 kann auch eine Web-Diensteschnittstelle 154 umfassen,
die es dem Auffinddienst 118 ermöglicht, wie gewünscht mit
dem Informationsserver 114, den Datendiensten 102 – 106 und/oder
den Datenverbrauchern 108 – 112 zu kommunizieren.
Der Auffinddienst 118 kann ein Web-Diensteverzeichnis oder
ein Web-Diensteregisterdienst
wie beispielsweise UDDI oder irgendein ähnliches oder anderes Web-Diensteverzeichnis oder
-register sein. Wie hinlänglich
bekannt ist, ermöglicht
es UDDI einem Web-Dienst, Schnittstellen- und/oder Kommunikationsinformation über einen
anderen Web-Dienst aufzufinden und zu ermitteln, welche dann vom
auffindenden Web-Dienst oder -Server hergenommen werden kann, um
automatisch Kommunikationsverbindungen mit dem aufgefundenen Web-Dienst
herzustellen.
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Das
System 100 kann den Auffinddienst 118 dazu verwenden,
um automatisch oder dynamisch Kommunikationsverbindungen zwischen
dem Informationsserver 114, den Datendiensten 102 – 106 und den
Datenverbrauchern 108 – 112 herzustellen,
ohne dass dabei ein Systembenutzer oder -bediener, ein Programmierer,
etc. eingreifen müsste.
Nur beispielsweise kann beim anfänglichen
Hochfahren oder Einschalten des Systems 100 der Informationsserver 114 und
insbesondere die Kommunikationsmaschine 140 mit dem Auffinddienst 118 kommunizieren,
um zu bestimmen, welche Web-Dienste mit dem Netz 120 verbunden
sind und für
einen Gebrauch durch das System 100 zur Verfügung stehen. Die
Kommunikationsmaschine 140 kann verfügbare Web-Dienste und zu den
verfügbaren
Web-Diensten gehörende
Kommunikationsschnittstelleninformation in der Datenbank 138 abspeichern.
Die Information, die sich auf die verfügbaren Web-Dienste bezieht,
kann dann automatisch und periodisch von der Kommunikationsmaschine
aktualisiert werden, so dass, wenn ein Web-Dienst unverfügbar wird,
verfügbar
wird, und/oder wenn sich Kommunikationsschnittstelleninformation,
die sich auf irgendeinen verfügbaren
Web-Dienst bezieht, ändert,
eine solche Information in der Datenbank 138 wiedergespiegelt werden
kann, um von der Kommunikationsmaschine 140 beim Weiterleiten
und bei der Ablaufsteuerung von Kommunikationsverbindungen verwendet
zu werden.
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Jeder
der Web-Dienste, der aufgefunden wird, (falls gewünscht) zugelassen
wird und über
das Netz 120 mit dem Informationsserver verbunden ist, kann
eine damit verbundene unverwechselbare Dienstekennung (SID – Service
Identifier) haben. Auf diese Weise kann die Kommunikationsmaschine 140 Kommunikationsschnittstelleninformation
und andere Information, die jeweils zu den verfügbaren Web-Diensten gehört, in einer
Tabelle oder irgendeiner anderen Datenstruktur in der Datenbank 138 abspeichern.
Die Tabelle oder die andere Datenstruktur kann anschließend vom
Router 136 und der Ablaufsteuerung 134 verwendet
werden, um von bestimmten Diensten eingehende Nachrichten weiterzuleiten, und
um eine Ablaufsteuerung an Informationsanforderungen aus bestimmten
Diensten vorzunehmen.
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Die
grafische Benutzeroberfläche 116 erfüllt Funktionen,
die es einem Systembenutzer oder -bediener ermöglichen, selektiv Information
zu sichten, die von den Datendiensten 102 – 106 und/oder
den Datenverbrauchern 108 – 112 bereitgestellt
wird, Kommunikationsverbindungen im System 100 zu konfigurieren
(z.B. den Ablauf von Informationsanforderungen zu steuern, Weiterleitungen
herzustellen, etc.) und/oder allgemein mit Anwendungen oder Diensten
zu interagieren, die über
den Informationsserver 114 mit dem Netz 120 verbunden
sind. Die Informationsart, die von der grafischen Benutzeroberfläche 116 dargestellt
wird, und die Art und Weise, auf welche die Information von der
grafischen Benutzeroberfläche 116 dargestellt
werden kann, kann sich von Benutzer zu Benutzer basierend auf Profilen ändern, die
von den Benutzern festgelegt und in der Datenbank 138 gespeichert
werden. Beispielsweise kann ein Benutzer zu Anfang über die
grafische Benutzeroberfläche 116 mit
dem System 100 interagieren, um ein Profil und die Information
oder den Inhalt festzulegen, die er angezeigt haben möchte. Das Profil
eines bestimmten Benutzers kann Information beinhalten, die mit
der Rolle des Benutzers im Unternehmen (z.B. Geschäftsführer, Ingenieur,
leitender Angestellter, etc.), den Arbeitsstunden des Benutzers (z.B.
die Schicht des Benutzers), den persönlichen Präferenzen des Benutzers, der
Art und Weise und den Zeiten, an denen der Benutzer nicht vor Ort
oder vor Ort kontaktiert werden kann, zusammenhängt, etc. Zusätzlich kann
die Benutzerprofilinformation von der grafischen Benutzeroberfläche 116
zum Informationsserver 114 geschickt werden, welcher die Benutzerprofilinformation
in der Datenbank 138 speichern kann.
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Außerdem kann
außer
der Benutzerprofilinformation auch noch Konfigurationsinformation,
die mit jedem Benutzer zusammenhängt,
in der Datenbank 138 gespeichert werden. Ein Benutzer kann
mit der grafischen Benutzeroberfläche 116 interagieren, um
die Art und Weise festzulegen, auf welche er Information aus den
Datendiensten 102 – 106
und den Datenverbrauchern 108 – 112 sichten möchte, die
Art und Weise, auf welche der Benutzer die Information zwischen
den verschiedenen, mit dem Netz 120 verbundenen Web-Diensten übertragen
haben möchte, etc.
Um Konfigurationsinformation für
jeden Benutzer abzuspeichern, kann in der Datenbank 138 eine
Tabelle so erstellt werden, dass jedem Benutzer eine unverwechselbare
Kennung oder eine Benutzer-ID (UID – User ID) zugeteilt wird und
die von einem Benutzer gewünschte
Konfiguration für
jeden der verfügbaren
Web-Dienste zusammen mit der UID und den SIDs der Dienste abgespeichert
wird.
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Wenn
sich beispielsweise ein Benutzer in der grafischen Benutzeroberfläche 116 anmeldet,
kann er sich mittels seines Benutzernamens und Passworts authentifizieren.
Benutzername und Passwortinformation können wiederum dazu verwendet
werden, eine Sicherheitskennung (z.B. die UID) zu erzeugen oder
damit zu verbinden. Die grafische Benutzeroberfläche 116 kann die UID
für diesen
Benutzer an den Informationsserver 114 schicken, welcher dann
das Profil und die Konfigurationsinformation, die mit dieser UID
zusammenhängen,
aus der Datenbank 138 abruft. Das Profil und die Konfigurationsinformation
können
dann von der Kommunikationsmaschine 140 dazu hergenommen
werden, die Art und Weise, auf welche Nachrichten weitergeleitet
werden, die Art und Weise, auf welche die Ablaufsteuerung 134 Information
aus den Datendiensten 102 – 106 anfordert, die
Art und Weise, auf welche die Information von der grafischen Benutzeroberfläche 116 angezeigt
wird, etc., festzulegen, während
dieser Benutzer (oder zumindest die UID dieses Benutzers) die Kontrolle über die
grafische Benutzeroberfläche 116 behält.
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Obwohl
die grafische Benutzeroberfläche 116 (und
die damit zusammenhängende/n
Softwareanwendung oder -anwendungen) in 3 als in einem separaten System, Server,
Arbeitsplatzrechner oder Computer ausgeführt dargestellt ist, kann die grafische
Benutzeroberfläche 116 statt
dessen auch, falls gewünscht,
im Informationsserver 114 oder irgendeinem anderen Server
oder Computersystem instanziiert werden, der/das mit dem Netz 120 verbunden
ist. Natürlich
können
auch zusätzliche
grafische Benutzeroberflächen,
die der grafischen Benutzeroberfläche 116 ähnlich oder
gleich sind, mit dem Netz 120 verbunden sein, wodurch es
mehreren Benutzern möglich
wird, gleichzeitig oder zu unterschiedlichen Zeiten mit dem System 100 zu
interagieren. Darüber
hinaus sollte festgehalten werden, dass, obwohl das in 2 gezeigte beispielhafte System
das Netz 120 als Einzelnetz, wie beispielsweise das Internet
darstellt, das alle Komponenten des Systems 100 verknüpft, statt
dessen auch mannigfaltige andere Netzstrukturen verwendet werden können. Beispielsweise
können
einige oder alle Datendienste 102 – 106 über ein
Ethernet-Netz kommunikativ mit dem Informationsserver 114 verbunden sein,
während
einige oder alle der Datenverbraucher 108 – 112 kommunikativ über ein
anderes, gesondertes Netz mit dem Informationsserver 114 verbunden sein
können,
welches auf Ethernet oder irgendeinem anderen Protokoll oder Standard
basieren kann. Selbstverständlich
können
die Web-Dienste und andere Komponenten (z.B. die grafische Benutzeroberfläche 116),
die mit dem Informationsserver 114 kommunizieren, unter
Verwendung irgendeiner gewünschten
Kombination von Netztypen (z.B. Ethernet, Internet, etc.), unter
Verwendung irgendeiner Kombination drahtgebundener oder drahtloser
Kommunikationsmedien kommunizieren.
-
4 ist ein beispielhaftes
Blockschema 200 der Art und Weise, auf welche das in 3 gezeigte, auf Web-Diensten
basierende Kommunikationssystem 100 zum Gebrauch mit einer
Prozesssteuerungsanlage oder einem Prozesssteuerungssystem angepasst
werden kann. Das in 4 gezeigte
beispielhafte System 200 umfasst den Informationsserver 114,
die grafische Benutzeroberfläche 116,
den Auffinddienst 118 und das Netz 120, die in 3 gezeigt sind. Das System 200 umfasst
jedoch Arten von Web-Diensten, die typischerweise einer Prozesssteuerungsanlage
oder einem Prozesssteuerungssystem zugeordnet würden. Wie in 4 gezeigt, kann das System 200 einen
Web-Dienst 202 für
Wirtschaftsgüterverwaltung,
einen Web-Dienst 204 für
hochentwickelte Steuerungs- und
Zustandsüberwachung,
einen Web-Dienst 205 für
Geschäfts- oder
Finanzinformation und einen Web-Dienst 206 für Diagnose
umfassen. Die Web-Dienste 202 – 206 können jeweils
allgemein den in 3 gezeigten
Datendiensten 102 – 106 entsprechen.
Zusätzlich
können
die Dienste 202 – 206 jeweils
eine Anwendung oder Anwendungen umfassen, die von verschiedenen
Servern, Arbeitsplatzrechnern oder anderen Computersystemen in einer
bestimmten Prozesssteuerungsanlage oder einem bestimmten Prozesssteuerungssystem
ausgeführt
werden. Beispielsweise kann der Web-Dienst 202 für Wirtschaftsgüterverwaltung
einen Server umfassen, der eine oder mehrere Softwareanwendungen
für Wirtschaftsgüterverwaltung
für eine
bestimmte Prozesssteuerungsanlage ablaufen lässt. Diese Wirtschaftsgüterverwaltungsanwendungen
können
Prozessoptimierungsaktivitäten
durchführen,
welche die Anlagenrentabilität basierend
auf einem weiten Bereich an Information einschließlich beispielsweise
Prozesssteuerungsparameter, Wartungsinformation, Geschäftsinformation,
etc. zu maximieren sucht. Der hochentwickelte Web-Dienst 204 für Steuerungs-
und Zustandsüberwachung
kann Alarm- oder Warnfunktionen erfüllen, Prozesszustandsüberwachungsfunktionen,
wie beispielsweise Schleifenüberwachungsfunktionen, Echtzeitoptimierungsfunktionen,
Expertensystemfunktionen, etc., und Ausrüstungszustandsüberwachungsfunktionen,
wie beispielsweise Schwingungs überwachungsfunktionen,
Wartungsvorhersagefunktionen, etc. Der Geschäfts- oder Finanzinformationsdienst 205 kann
Anwendungen umfassen, die Ablaufsteuerung, Einkauf, Buchführung, Speicherung von
Kosten, Preisen, Umsätzen,
etc., durchführen, während der
Diagnosedienst 206 Anwendungen umfassen kann, die irgendwelche
gewünschten
Arten von Diagnosen durchführen.
Auf jeden Fall können die
Web-Dienste 202 – 206 als
Datendienste gekennzeichnet werden, weil sie Anwendungen umfassen, die
Daten erfassen und/oder Datenanalyseaktivitäten vornehmen, die Analyse-
oder Ergebnisdaten hervorbringen.
-
Das
in 4 gezeigte System 200 umfasst auch
eine Vielzahl von Web-Diensten, die als Datenverbraucher gekennzeichnet
werden können.
Beispielsweise umfasst das System 200 eine E-mail-Web-Dienst 208,
einen Personenruf-Web-Dienst 210, einen Web-Dienst 212 für ein computerisiertes
Instandhaltungsmanagementsystem (CMMS – Computerized Maintenance
Management System), einen Personaldatenassistenten-Web-Dienst 214,
einen Dateisystem-Web-Dienst 216, einen Aktionsmanagement-Web-Dienst 218,
einen Diagnose-Web-Dienst 220, einen Optimierungsprogramm-Web-Dienst 221,
etc. Der E-mail-Web-Dienst 208 kann dazu ausgelegt werden,
E-mail-Nachrichten basierend auf Nachrichten zu erstellen, die von
einem Datendienst oder mehreren Datendiensten eingehen, wie beispielsweise
dem Webdienst 202 für
Wirtschaftsgüterverwaltung,
dem Web-Dienst 204 für
hochentwickelte Steuerungs- und Zustandsüberwachung und dem Diagnose-Web-Dienst 208.
Der E-mail-Web-Dienst 208 kann diese E-mail-Nachrichten
an beispielsweise eine Benutzeroberfläche oder mehrere Benutzeroberflächen schicken,
welche gleich oder ähnlich
der grafischen Benutzeroberfläche 116 sein
kann/können,
und/oder an irgendein anderes Computersystem, auf das Benutzer zugreifen
können.
Auf eine ähnliche
Weise kann der Personenruf-Web-Dienst 210 über den
Informationsserver 114 und das Netz 120 Nachrichten
empfangen, die beispielsweise eine Alarm- oder Warninformation von
einem anderen Web-Dienst im System 200 enthalten, und kann
die den Alarm oder die Warnung betreffende Information an ein Personenrufgerät oder mehrere
Personenrufgeräte übertragen,
die einem Benutzer oder mehreren Benutzer (z.B. Wartungspersonal,
Techniker, etc.) oder anderen Personen zugeordnet sind, die mit dem
System 200 zu tun haben. Falls gewünscht, können die Modelle 72 von 2 in die Datenverbraucher-Web-Dienste
wie die Diagnoseanwendungen 220, die E-mail-Mitteilungsanwendungen 208,
die Aktionsmanagementanwendungen 218, die Optimierungsprogrammanwendungen 221,
etc. integriert werden.
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Der
Personaldatenassistenten-Web-Dienst 214 kann Nachrichten
empfangen, die Information aus Datenquellen wie den Web-Diensten 202 – 206 enthalten,
und kann die in diesen Nachrichten enthaltene Information an einen
oder mehrere Personaldatenassistentencomputer übertragen, wovon jeder von
einer anderen Person oder einem anderen Benutzer mit sich geführt bzw.
bedient wird. Auf diese Weise kann ein Systembenutzer, falls gewünscht, das
System 200 so konfigurieren, dass es ausgewählte Detailinformation über den
Betrieb einer Prozesssteuerungsanlage oder eines Prozesssteuerungssystems
einschließlich
beispielsweise Diagnose-, Gewinn-, Kosten-, hochentwickelte Steuerungs- und Zustandsüberwachungs-,
Wirtschaftsgüterverwaltungs-
oder irgendeine andere Information an seinen Personaldatenassistentencomputer
schickt.
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Der
Dateisystem-Web-Dienst 216 kann Nachrichten, die Prozesssteuerungs-,
Diagnose-, Gewinn- oder Wirtschaftlichkeitsdaten, etc. enthalten,
von einem oder mehreren der Web-Dienste 202 – 203 über den
Informationsserver 114 und das Netz 120 empfangen,
und kann die darin enthaltene Information in einer Datei oder mehreren
Dateien abspeichern, auf die anschließend zugegriffen werden kann,
die gesendet, ausgedruckt, angezeigt, etc. werden können.
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Der
CMMS-Web-Dienst 212, der Aktionsmanagement-Web-Dienst 218,
der Diagnose-Web-Dienst 220 und der Optimierungsprogramm-Web-Dienst 221 können als
benutzerinteraktive Anwendungen oder Dienste gekennzeichnet werden.
Der CMMS-Web-Dienst 212 kann
es Benutzern beispielsweise ermöglichen,
die Art und Weise zu konfigurieren, auf welche Warn- oder Alarminformation
an sie übertragen
werden sollte. Zusätzlich kann
der CMMS-Web-Dienst 212 Funktionen erfüllen, die Arbeitsanweisungen
(entweder in elektronischer oder Papierform) erstellen, die an einer
zentralen Stelle in der Prozessanlage, wie beispielsweise der Wartungsabteilung,
ausgedruckt oder angezeigt werden können, die direkt an die Personen übertragen
werden können,
die dafür
zuständig
sind, auf die Arbeitsanweisungen zu reagieren, etc. Darüber hinaus
kann der CMMS-Web-Dienst 212 noch
Bestellungen zum Austausch von Teilen erstellen, die gebraucht werden
können,
um eine mit dem System 200 zusammenhängende Prozesssteuerungsanlage zu
reparieren oder anderweitig in Stand zu halten. Die Teilebestellungen,
die vom CMMS-Web-Dienst 212 erstellt werden, können wiederum
in Form einer HTTP-verpackten XML-Nachricht an ein Geschäftssystem
wie beispielsweise ein (nicht gezeigtes) Beschaffungssystem geschickt
werden, das kommunikativ mit dem Netz 120 verbunden ist.
-
Der
Aktionsmanagement-Web-Dienst 218 kann jede gewünschte/n
Aktionsmanagementanwendung oder -anwendungen umfassen, die ein-gesetzt wird/werden,
um die Ausführung
eines oder mehrerer Chargenprozesse in einer Prozesssteuerungsanlage festzulegen
und zu verwalten. Der Diagnose-Web-Dienst 220 kann eine
Anwendung oder mehrere Anwendungen umfassen, die so arbeitet/arbeiten,
dass sie unter Verwendung der Gewinndaten oder Gewinnberechnungen,
die online in der Prozessanlage aus beispielsweise einem oder mehreren Geschäftsdatensystem/en
ermittelt wurden, eine Diagnose im Prozesssteuerungssystem durchführt/durchführen. Der
Optimierungsprogramm-Web- Dienst 221 umfasst
eine oder mehrere Optimierungsprogrammanwendungen, die dazu verwendet
werden, die Steuerung der Prozessanlage basierend auf besonderen
Randbedingungen und optimierten Variablen zu optimieren, bei denen
es sich im vorliegenden Fall um gewinnbezogene Variable handeln
kann. Die Aktionsmanagement- wie auch die Optimierungsprogrammanwendungen
sind hinlänglich
bekannt und werden deshalb hier nicht ausführlicher beschrieben.
-
Es
ist wichtig, zu wissen, dass Daten oder Information typischerweise
ausgehend von den Web-Diensten wie dem Wirtschaftsgüteranlagen-Webdienst 202,
dem Web-Dienst 204 für hochentwickelte
Steuerung und Zustandsüberwachung und
dem Geschäfts-
oder Finanzinformations-Web-Dienst 205, wovon alle typischerweise
Daten erfassen, analysieren und Analyseergebnisdaten generieren,
primär
zu den datenverbrauchenden Web-Diensten, wie beispielsweise dem E-mail-Web-Dienst 208,
dem Personenruf-Web-Dienst 210, dem CMMS-Web-Dienst 212, dem
Personaldatenassistenten-Web-Dienst 214, dem Dateisystem-Web-Dienst 216,
dem Aktionsmanagement-Web-Dienst 218,
dem Diagnose-Web-Dienst 220 und dem Optimierungsprogramm-Web-Dienst 221 fließt/fließen. Dennoch
kann aber auch jeder der Web-Dienste 202 – 221,
der Auffinddienst 118 und die grafische Benutzeroberfläche 116 über das
Netz 120 und den Informationsserver 114 Nachrichten
an einen oder mehrere der anderen Web-Dienste 202 – 221,
den Auffinddienst 118 und die grafische Benutzeroberfläche 116 schicken
oder damit austauschen.
-
Im
Betrieb kann das System 200 zu Anfang keine Kenntnis über irgendeinen
der Web-Dienste 202 – 221 haben,
keine Benutzerkonfigurationen oder -profile im Informationsserver 114 abgespeichert
haben, und somit anfangs keine Nachrichten aus irgendeiner der Datenquellen
(d.h. den Web-Diensten 202 – 206) an irgendeinen
der Datenverbraucher (d.h. den Web-Diensten 208 – 221)
weiterleiten. Der Informationsserver 114 kann dann den Auffinddienst 118 verwenden,
um jeweils die verfügbaren
Web-Dienste 202 – 221,
welche mit dem Netz 120 verbunden sind, herauszufinden.
Insbesondere kann der Informationsserver 114 Kommunikationsschnittstelleninformation
(z.B. Schemainformation, Netzadresseninformation, etc.) aus dem
Auffinddienst 118 abrufen und diese Information zusammen mit
den SIDs, die jeden der aufgefundenen Web-Dienste unverwechselbar
kennzeichnen, in seiner Datenbank 138 (3) abspeichern. Hat der Informationsserver 114 erst
einmal die Kommunikationsschnittstellen- und weitere Konfigurationsinformation,
die mit den aufgefundenen Web-Diensten zusammenhängt, erhalten, kann der Router 136 (3) dann den Austausch von
Nachrichten zwischen den Web-Diensten 202 – 221 und
der grafischen Benutzeroberfläche 116 freigeben.
-
Benutzer
können
mit der grafischen Benutzeroberfläche 116 interagieren,
um Benutzerprofile und -konfigurationen zu schaffen, welche zusammen mit
einer UID für jeden
Benutzer in der Datenbank 138 gespeichert werden. Die Benutzerprofile
und – konfigurationen
können
von der grafischen Benutzeroberfläche 116 dazu verwendet
werden, die Art und Weise zu steuern, auf welche Daten jedem einzelnen
Benutzer angezeigt werden, und können
vom Informationsserver 114 dazu verwendet werden, die Art
und Weise zu steuern, auf welche Nachrichten zwischen den Web-Diensten 202 – 221 weitergeleitet werden.
Wenn somit ein bestimmter Benutzer seine Authentifizierungsinformation
(z.B. Benutzername und Passwort) in die grafische Benutzeroberfläche 116 eingibt,
ruft der Informationsserver 114 die unverwechselbare Sicherheitskennung
(d.h. die UID) ab, die mit diesem Benutzer zusammenhängt. Der
Informationsserver 114 kann dann die UID dazu verwenden,
um aus der Datenbank 138 die mit der UID dieses Benutzers
zusammenhängende
Konfigurationsinformation abzurufen, und konfiguriert den Router 136 und
die Ablaufsteuerung 134 so, dass Nachrichten automatisch
auf die Weise an die grafische Benutzeroberfläche 116 übertragen
werden, die durch die Konfiguration und/oder das Profil dieses Benutzers
oder durch die Anwendung, auf die der Benutzer zugreift, festgelegt
ist. In dem Falle, dass die grafische Benutzeroberfläche 116 mittels
einer Internet-Browseranwendung implementiert wird, basieren die
vom Informationsserver 114 an die grafische Benutzeroberfläche 116 übertragenen
Daten vorzugsweise auf der Hypertext-Auszeichnungssprache (HTML)
und nicht auf XML, so dass eine herkömmliche Browseranwendung verwendet
werden kann, um dem Benutzer die Information im gewünschten
Format anzuzeigen. Wenn sich andere Benutzer in die grafische Benutzeroberfläche 116 einloggen,
leitet der Informationsserver 114 Nachrichten automatisch auf
eine Weise weiter, welche die Information so an die grafische Benutzeroberfläche 116 liefert,
wie durch die Konfiguration dieses Benutzers festgelegt wurde. Somit
wird, wenn jeder einzelne Benutzer die grafische Benutzeroberfläche 116 verwendet,
das Format und der Inhalt der angezeigten Information automatisch
so abgeändert,
dass es der Konfiguration und/oder dem Profil oder der Anwendung
dieses Benutzers entspricht.
-
Während sich
der Inhalt und das Format der in der grafischen Benutzeroberfläche 116 angezeigten
Information verändern
kann, wenn sich unterschiedliche Benutzer in die grafische Benutzeroberfläche 116 einloggen
oder diese verwenden, können die
verschiedenen Nachrichtenlenkungssysteme, die mit den datenverbrauchenden
Web-Diensten (z.B. den Web-Diensten 208 – 221)
zusammenhängen,
für jedes
der in der Datenbank 138 gespeicherten Benutzerprofile
aktiv bleiben. Somit können
Benutzer, die sich nicht in die grafische Benutzeroberfläche 116 (oder
irgendeine andere Oberfläche
im System 100) eingewählt
haben, trotzdem weiterhin Nachrichten über den E-mail-Web-Dienst 208,
den Personenruf-Web-Dienst 210 oder irgendeinen anderen Web-Dienst
empfangen, der durch ihr abgespeichertes Profil festgelegt ist.
-
Genauso
können
Anwendungen wie die Datenverbraucheranwendungen, die so konfiguriert sind,
dass sie Information aus anderen Web-Diensten empfangen, dies auf
eine kontinuierliche Weise tun, ungeachtet dessen, ob sich ein Benutzer
eingewählt
hat oder nicht. Beispielsweise kann eine Warn- oder Alarmmeldung
durch ein Prozesssteuerungssystem oder eine Modell- oder Alarmanwendung
generiert werden, die beispielsweise auf einer Gewinnanalyse beruht,
und die Alarmanwendung kann die Alarm- oder Warnmeldung in eine
XML-Nachricht umwandeln, diese mittels HTTP verpacken und die Nachricht über das
Netz 120 an den Informationsserver 114 schicken.
Der Informationsserver 114 kann dann die eingegangene Alarm-
oder Warnnachricht verarbeiten, und kann dadurch unter Verwendung der
in der Datenbank 138 gespeicherten Benutzerprofile und
-schemata bestimmen, an wen und in welcher Weise die Alarmnachricht
verschickt werden sollte. Der Informationsserver 114 veranlasst
dann den Router 136 (3),
die Warn- oder Alarmnachricht unter Verwendung eines oder mehrerer
der datenverbrauchenden Web-Dienste (z.B. die Web-Dienste 208 – 221)
an einen oder mehrere Benutzer zu schicken. Insbesondere kann der
Router 136 die Warn- oder Alarmnachricht über den E-mail-Web-Dienst 208 und
den Personenruf-Web-Dienst 210 an einen Benutzer schicken
(basierend auf dem Profil dieses Benutzers), kann die Warn- oder
Alarmnachricht über
den Personenruf-Web-Dienst 210 und den Personaldatenassistenten-Web-Dienst 214 an
einen anderen Benutzer schicken, und kann die Warn- oder Alarmnachricht
auch an die grafische Benutzeroberfläche 116 schicken, damit
sie einem Benutzer angezeigt wird, der eine Konfiguration eingegeben
hat, welche die Anzeige solcher Alarm- und Warnmeldungen anfordert,
wenn dieser Benutzer in die grafische Benutzeroberfläche 116 oder
irgendeine ähnliche
oder gleiche Benutzeroberfläche
innerhalb des Systems 100 eingewählt ist.
-
5 ist ein im Detail dargestelltes
Funktionsblockschema des in 3 gezeigten
Web-Dienstes 204 für
hochentwickelte Steuerungs- und Zustandsüberwachung, der besonders dazu
ausgelegt ist, Finanzinformation aus Geschäftssystemen an Anwendungen
in einem typischen Prozesssteuerungssystem einer Anlage zu liefern,
die zum Optimieren des Betriebs der Anlage basierend auf der Finanzinformation
verwendet werden sollen. Wie in 5 gezeigt
ist, umfasst der Web-Dienst 204 für hochentwickelte Steuerungs- und Zustandsüberwachung
einen Eingabe/Ausgabe- (E/A-) Teilsystemeblock 250 einschließlich Hardwaregruppen
in der Prozessanlage wie Einheiten, Ausrüstung, Geräte, etc. Der E/A-Teilsystemeblock 250 ist
an einen Steuerungsteilsystemeblock 252 angeschlossen,
der herkömmliche
Steuerprogramme, Bedieneroberflächen,
Alarm- und Ereignisanwendungen, Diagnoseanwendungen, Online-Erfassung
und -Speicherung von Daten, etc. umfasst. Ein eingebetteter hochentwickelter
Steuerungs- und Zustandsüberwachungsblock 254 ist
auch enthalten und als Alarm- und Ereignisüberwachungs-, Pxozesszustandsüberwachungs-
und Ausrüstungszustandsüberwachungsanwendungen
aufweisend dargestellt. Die Blöcke 250, 252 und 254 bilden
zusammen ein Prozesssteuerungssystem 255.
-
Zusätzlich umfasst
der Web-Dienst 204 für hochentwickelte
Steuerungs- und Zustandsüberwachung
einen Web-Diensteblock 256 und eine Web-Diensteschnittstelle 258,
die beide so arbeiten, dass sie es dem Prozesssteuerungssystem 255 ermöglichen, über das
Netz 120 (1 und 2) und den Informationsserver 114 (1 und 2) Information oder Nachrichten mit anderen
Web-Diensten auszutauschen. Wie insbesondere in 5 dargestellt ist, ermöglicht es
die Web-Diensteschnittstelle 258 dem Prozesssteuerungssystem 255,
Information aus dem Geschäfts-
oder Finanzdienst 260 auszutauschen oder zu erhalten, die
mit der Anlage zusammenhängt.
In diesem Fall ist der Finanzdienst 260 so dargestellt,
dass er ein Wartungsmanagementsystem (MMS – Maintenance Management System) 262,
ein Produktbestandkontrollsystem 264, ein Produktionsablaufsteuerungssystem 266 sowie
weitere Finanzanwendungen 268 umfasst, die alle über eine
LAN- oder Internet-Kommunikationsverbindung an einen XML-Transaktionsserver 270 angeschlossen
sind. Der XML-Transaktionsserver 270 ist mit der Schnittstelle 258 verbunden.
-
Wie
klar wird, umfasst der E/A-Teilsystemeblock 250 Regler,
E/A-Geräte,
Feldgeräte,
die an ihn angeschlossen sind. Der Prozesssteuerungsteilsystemeblock 252 wird
vorzugsweise, aber nicht unbedingt, unter Verwendung einer oder
mehrerer Softwareprogramme oder -anwendungen implementiert, die
in einem oder mehreren Arbeitsplatzrechner/n oder anderen Computersystemen
ablaufen können.
Beispielsweise kann der Prozesssteuerungsteilsystemeblock 252 Softwareprogramme
oder -anwendungen umfassen, die Steuerungs-/Regelungsfunktionen,
Bedieneroberflächenfunktionen, Alarm-
und Ereignisverarbeitungsfunktionen, Echtzeitdatenverarbeitungsfunktionen
oder irgendwelche andere gewünschten
Funktionen durchführen.
-
Der
eingebettete hochentwickelte Steuerungs- und Zustandsüberwachungsblock 254 kann unter
Verwendung einer Vielzahl von Softwareprogrammen oder -anwendungen
implementiert werden, die Daten oder andere Informationen verarbeiten,
die mit dem Betrieb, dem Zustand, etc. eines Prozesssteuerungssystems
wie beispielsweise dem Prozesssteuerungssystem 14 von 1 zu tun haben. Beispielsweise
kann der eingebettete hochentwickelte Steuer- und Zustandsüberwachungsblock 254 Diagnoseanwendungen,
Alarm- und Ereignisüberwachungsanwendungen,
Ausrüstungszustandsüberwachungsanwendungen
sowie Listenerstellungsanwendungen, Echtzeitoptimierungsprogramme
oder -anwendungen, Expertensystemprogramme oder -anwendungen oder
irgendwelche anderen gewünschten
Programme oder Anwendungen zur Datenanalyse und -verarbeitung einschließlich irgendeines
der anderen im Zusammenhang mit 2 beschriebenen
Dienste 74 umfassen. Natürlich kann eine/s oder mehrere
der Programme oder Anwen dungen, die vom eingebetteten hochentwickelten
Steuerungs- und Zustandsüberwachungsblock 254 ausgeführt werden,
innerhalb desselben Computersystems oder Arbeitsplatzrechners ablaufen,
das/der zum Ausführen
der Programme oder Anwendungen verwendet wird, die mit dem Prozesssteuerungssystemteilsystemeblock 252 zusammenhängen. Alternativ kann
eine/s oder können
mehrere der Programme und Anwendungen, die mit dem eingebetteten
hochentwickelten Steuerungs- und Zustandsüberwachungsblock 254 zusammenhängen, in
irgendeinem anderen Arbeitsplatzrechner oder Computersystem ablaufen,
der/das kommunikativ mit dem Prozesssteuerungssystemteilsystemeblock 252 verbunden
ist.
-
Wie
in 5 dargestellt ist,
kann der Web-Diensteblock 256 verschiedene Mithörer- oder Schnittstellenblöcke 266, 268, 270 und 272 umfassen,
die alle kommunikativ mit den jeweiligen Anwendungen im Block 254 verbunden
sein können.
Allgemein ausgedrückt
ermöglicht
es der Web-Diensteblock 256, dass Information oder physikalische
Daten, die mit Alarmen oder Ereignissen, Prozess- und Ausrüstungszuständen in
einem Prozesssteuerungssystem zusammenhängen, an den und aus dem Informationsserver 114 (3 und 4) übertragen
werden können.
Im Spezielleren liefert der Web-Diensteblock 256 einen
Teil eines Web-Dienstegerüsts
oder einer Web-Dienstearchitektur, das/die systeminterne Kommunikationsverbindungen
begünstigt,
weil herkömmliche
und allgemein verwendete Transportprotokolle wie beispielsweise HTTP
und Datensprach- und Datenformatprotokolle wie beispielsweise XML
und SOAP verwendet werden können,
um Prozesssteuerungsinformation an den Informationsserver 114 zu übertragen.
-
Wie
später
noch ausführlich
beschrieben wird, können
die Web-Diensteclients 266 – 272 ankommende Nachrichten
empfangen, die Dienstleistungsabrufe enthalten, diese ankommenden
Nachrichten lexikalisch analysieren, und die Dienstleistungsabrufe
an geeignete Verfahren weiterreichen, die im Web-Diensteblock 256 zur
Verfügung
stehen. Vorzugsweise, aber nicht unbedingt, empfangen die Web-Dienstemithörer 266 – 272 Dienstleistungsabrufe
und sprechen auch darauf an. Zusätzlich übertragen
die Web-Dienstemithörer 266 – 272 vorzugsweise,
aber nicht unbedingt, Alarm- und Ereignisdaten, Prozesszustandsdaten
und Ausrüstungszustandsdaten
unter Verwendung von XML.
-
Die
Web-Diensteschnittstelle 258 verwaltet die Kommunikation
zwischen den verschiedenen Web-Diensten im Web-Diensteblock 256 und
Informationsserver 114, welcher mit einem Prozesssteuerungssystem über den
Web-Dienstschnittstellenblock 258 als Web-Client kommunizieren
kann. Im Allgemeinen stellt der Web-Diensteschnittstellenblock 258 eine
Hosting- oder Web-Serverumgebung (d.h. eine gemeinsame Schnittstelle)
bereit, die es ermöglicht,
dass eine Vielzahl von technisch relativ verschiedenartigen Informationssystemen
wie beispielsweise Fertigungsorganisationssysteme, Betriebsmittelplanungssysteme,
Geschäftssysteme,
Einzelcomputer, PDAs, Zellulartelefone, Personen rufgeräte, etc.,
oder irgendein anderes System, das mit einer Prozessanlage, einem
Kunden, einem Lieferanten, etc. zusammenhängt, Prozesssteuerungsinformation oder
-daten an den Prozesssteuerungsteilsystemeblock 252 und
den fortschrittlichen eingebettetenen Steuerungs- und Zustandsüberwachungsblock 250 schicken
und von dort empfangen kann. Insbesondere ist die Web-Diensteschnittstelle 258 dazu ausgelegt,
ankommende HTTP-Abrufe abzuhören, Sicherheitschecks
durchzuführen,
die auf eine Benutzerauthentifizierung/-überprüfung hinauslaufen, Verbindungsinformation
nachzuschlagen und zulässige
HTTP-Abrufe zu versenden, um eine Verbindung mit einem geeigneten
der Web-Diensteclients 266 – 272 herzustellen,
der im Web-Diensteblock 256 zur Verfügung steht, die automatische
Wiederherstellung nach Dienste-, Hostingumgebungs- und Systemausfällen zu
erleichtern, und administrative Mittel bereitzustellen, um Dienste-
und Verwaltungsbetriebsmittel wie beispielsweise Prozesse, Teilprozesse
und Status in der Gemeinschaft für
jeden Dienst zu verteilen, zu überwachen
und zu steuern.
-
In
Beantwortung der auf HTTP beruhenden Abrufe kann die Web-Diensteschnittstelle 258 die
abrufende Entität
(z.B. einen anderen Web-Dienst) als richtigen Clienten des Web-Diensteblocks 256 authentifizieren.
Eine Client-Authentifizierung kann auf der Identität eines
Benutzers (d.h. der UID und/oder irgendeiner anderen Kennung basieren),
der Identität der
abrufenden Entität
selbst, einem Datenstationsstandort oder irgendeinem anderen geeigneten
Identifizierungsverfahren beruhen. Wird die abrufende Entität als richtiger
Client authentifiziert, stellt die Web-Diensteschnittstelle 258 eine
Verbindung mit einem geeigneten der Web-Dienstmithörer 266 – 272 im
Web-Diensteblock 256 her. Falls beispielsweise die abrufende
Entität
an Geschäftsinformation
aus dem Wartungsmanagementsystem MMS 262 interessiert ist,
kann die Web-Diensteschnittstelle 258 eine Verbindung mit
einem Web-Dienst herstellen, der mit dem Web-Dienstmithörer, dem XML-Transaktionsserver 270,
zusammenhängt.
Ist eine solche Verbindung erst einmal hergestellt, kann jede Art
von aus dem MMS 262 und an den Server 270 übertragenen
Geschäfts-
oder Wartungssystemdaten erhalten und unter Verwendung von HTTP-Paketen,
die XML-formatierte Daten enthalten, über einen der Web-Dienstclients 272 – 276 an
das Prozesssteuerungssystem übermittelt
werden.
-
Wenn
andererseits eine Vorrichtung im E/A-Teilsystemeblock 250 eine
Gerätewarnmeldung oder
einen Gerätealarm
wie beispielsweise eine Prozesssteuerungswarnmeldung generiert,
die einen Abfall unter die annehmbare Rentabilität anzeigt, schickt der diese
Alarmanwendung enthaltende Block 254 diese Warnmeldung
an den Web-Diensteblock 256. Der mit dem Web-Dienstmithörer 272 zusammenhängende Web-Dienst
konvertiert wiederum den eingegangenen Wartungsalarm in ein XML-Format
und schickt dann die XML-formatierte/n Warninformation oder -daten über das
Netz 120 an einen Benutzer. Der Benutzer kann sich im Geschäftssystem 260 oder
einem der anderen Datenbenutzer, wie einem PDA, einem Personenrufgerät, etc. aufhalten.
Natürlich
müssen,
wie vorstehend beschrieben, geeignete Eingabe- und Ausgabeschemata
vorhanden sein, um die Gerätealarminformation
aus dem Informationsserver 114 im Block 256 an die
geeigneten datenverbrauchenden Anwendungen oder Web-Dienste zu übertragen.
-
Es
sollte festgehalten werden, dass das Web-Dienstegerüst oder
die Web-Dienstearchitektur, die
von der Web-Diensteschnittstelle 258 und dem Web-Diensteblock 256 bereitgestellt
wird, es jedem authentifizierten Client ermöglicht, Information oder Daten
an den E/A-Teilsystemeblock 250 und den Prozesssteuerungssystemteilsystemeblock 252 unter
Verwendung von auf XML basierenden Mitteilungen, die in HTTP-Paketen verpackt
sind, zu schicken oder damit auszutauschen. Somit kann jedes Gerät, das eine
Internet-Browseranwendung ausführen kann, über die
Web-Diensteschnittstelle 258 und den Web-Diensteblock 256 mit
dem Prozesssteuerungssystem 255 kommunizieren. Beispielsweise
kann ein Fernterminal oder ein Taschencomputergerät, das zur
Ausführung
einer Browseranwendung ausgelegt ist, über das Internet oder irgendeine
andere herkömmliche
oder geeignete Kommunikationsverbindung mit dem Steuerungssystem 255 kommunizieren.
-
In
einem Ausführungsbeispiel
kann eine Diagnoseanwendung so konfiguriert sein, dass sie Geschäfts- oder
kaufmännische
Daten empfängt
und verwendet, um eine bessere oder genauere Diagnose für ein Prozesssteuerungssystem
basierend auf der Rentabilität
des Prozesssteuerungssystems bereitzustellen. Insbesondere kann
die Diagnosemaschine, die im US-Patent Nr. 6,298,454 beschrieben ist,
welches hiermit ausdrücklich
durch Bezugnahme hier mit aufgenommen wird, als Diagnosemaschine für ein Prozesssteuerungssystem
verwendet werden. Wie im US-Patent Nr. 6,298,454 erläutert ist,
kann die Diagnosemaschine in einer der Bedieneroberflächen des
Prozesssteuerungsnetzes ausgeführt
werden und so konfiguriert sein, dass sie die geeigneten Daten aus
dem Prozesssteuerungsnetz, welche den Online-Betrieb der Geräte, Controller,
etc. im Prozesssteuerungssystem betreffen, empfängt. Eben diese Diagnoseanwendung
kann aber auch ein oder mehrere Wirtschaftlichkeitsmodell/e umfassen
oder kommunikativ mit solchen Wirtschaftlichkeitsmodellen (wie den
in 2 dargestellten)
verbunden sein, welche die Rentabilität des Prozesssteuerungsnetzes
beispielsweise auf einer Stunden-, Schicht-, Tages-, Wochenbasis,
etc. bestimmen. Wie weiter vorn im Hinblick auf die 2 – 5 beschrieben, können diese
Wirtschaftlichkeitsmodelle so konfiguriert sein, dass sie über die
vorstehend beschriebenen Web-Diensteanwendungen automatisch Geschäfts- oder
kaufmännische
Daten empfangen, die verschiedene Kosten, Belastungen, Verkaufspreise,
etc. betreffen. Die Wirtschaftlichkeitsmodelle können auch so konfiguriert sein,
dass sie geeignete Prozesssteuerungs- oder Diagnoseinformation empfangen,
wie Durchsatz, Fortschritt, Nutzung, oder andere ermittelte oder
bestimmte Prozessparameter, sowie Variabilitäts-, Betriebsart-, Abweichungs-
und Statusangaben, die im US-Patent Nr. 6,298,454 beschrieben sind.
Natürlich
kann jedes gewünschte
oder geeignete Wirtschaftlichkeitsmodell oder können jede gewünschten
oder geeigneten Wirtschaftlichkeitsmodelle verwendet und so konfiguriert
werden, dass sie irgendwelche geeigneten Geschäfts- und Prozesssteuerungsdaten sowie andere
gewünschte
Daten empfangen, um online Wirtschaftlichkeitsberechnungen anzustellen,
die den gegenwärtigen
Betrieb des Prozesssteuerungssystems betreffen. Die genaue Konfiguration
des Wirtschaftlichkeitsmodells wird natürlich von der Art der Prozessanlage,
in der die Modelle eingesetzt werden, sowie der Art der Wirtschaftlichkeitsanalyse
abhängen,
die durchgeführt
werden soll.
-
Jedenfalls
kann das Wirtschaftlichkeitsmodell oder können die Wirtschaftlichkeitsmodelle
eine oder mehrere Datenausgabe/n bestimmen, welche einen Wirtschaftlichkeitsparameter
begründet/begründen, der
mit dem Betrieb der Prozessanlage zusammenhängt, wie beispielsweise finanzielle
oder monetäre
Gesichtspunkte, die mit dem Betrieb der Prozessanlage zu tun haben,
einschließlich
Berechnungs- und Berichtseffizienz, Kosten, Einsparungen, Gewinne,
etc., entweder insgesamt gesehen oder basierend auf Veränderungen
im Betrieb der Anlage. Beispielsweise kann in der im US-Patent Nr. 6,298,454
beschriebenen Diagnoseanwendung ein Wirtschaftlichkeitsmodell verwendet
werden, um den guten Zustand und die Leistungsfähigkeit des Werkzeug- und Maschinenparks
zu beurteilen. Dies kann durch Erfassung unregelmäßiger Zustände und
Veränderlichkeit
bei Feldgeräten
und Bestimmung der Kosten oder des Verlusts an Leistungsfähigkeit
erfolgen, die sich aus solchen unregelmäßigen Zuständen ergibt, um einen Prozesssteuerungsoperator
in die Lage zu versetzen, die unregelmäßigen Zustände zu bestimmen, welche sich
auf die Grundlinie der Anlage vom finanziellen Standpunkt her am
direktesten oder signifikantesten auswirken.
-
Wie
in 2 dargestellt ist,
kann das Wirtschaftlichkeitsmodell (oder die Diagnoseanwendung, wenn
das Wirtschaftlichkeitsmodell darin enthalten ist) seine Ausgabedaten
einer Prozesssteuerungsanwendung wie einer Optimierungsprogrammanwendung,
einem Online-Steuerprogramm, einer Steueranzeigeanwendung, einer
Alarmgenerierungsanwendung und dergleichen zur Verfügung stellen.
Diese Anwendungen können
die Ausgabedaten eines Wirtschaftlichkeitsmodells oder mehrerer
Wirtschaftlichkeitsmodelle verwenden, um beispielsweise Optimierungs-,
Online-Steuer- und Benutzeranzeigefunktionen in der Prozessanlage
zu erfüllen.
Insbesondere kann ein Optimierungsprogramm den/die Wirtschaftlichkeitsparameter,
der/die von dem oder den Wirtschaftlichkeitsmodell/en bestimmt wurde/n,
verwenden, um einen Satz von Steuerzielen zu bestimmen, die an ein
Steuerprogramm zur Verwendung bei der Durchführung einer Online-Steuerung
der Prozessanlage geschickt werden sollen. Auf diese Weise kann
das Optimierungsprogramm den Betrieb der Anlage basierend auf dem/den
Wirtschaftlichkeitsparameter/n optimieren, der/die von einem oder
mehreren der Wirtschaftlichkeitsmodelle bestimmt wurde/n. Gleichermaßen kann
ein Online-Steuerprogramm den/die Wirtschaftlichkeitsparameter verwenden, der/die
von einem Wirtschaftlichkeitsmodell oder mehreren Wirtschaftlichkeitsmodellen
als Feedback auf die Durchführung
der Online-Steuerung von Feldgeräten
in der Prozessanlage entwickelt wurde/n, um dadurch zum Beispiel
auf den Durchsatz der Anlage, den Einsatz eines bestimmten Rohmaterials,
den Gewinn der Anlage, die Herstellung eines bestimmten Produkts
in der Anlage, etc. Einfluss zu nehmen. Darüber hinaus kann noch eine Anzeigeanwendung den/die
Wirtschaftlichkeitsparameter anzeigen, der/die von einem oder mehreren
Wirtschaftlichkeitsmodell/en entwickelt wurde/n, um einen aktuellen oder
zukünftigen
Zustand der Prozessanlage im Hinblick auf irgendeine wirtschaftliche
Messgröße (Kosten,
Einsparungen, Gewinn, Durchsatz, etc.) anzuzeigen. Darüber hinaus
kann eine Alarmgenerierungsanwendung die Ausgabedaten des Wirtschaftlichkeitsmodells
oder der Wirtschaftlichkeitsmodelle verwenden, um Alarmmeldungen
(einschließlich Warnmeldungen),
die einem oder mehreren Benutzer/n zugeschickt werden sollen, basierend
auf einem Betriebszustand der Anlage, der bestimmten (oder voreingestellten)
wirtschaftlichen Messgrößen nicht
erfüllt,
zu generieren.
-
Natürlich kann
der (z.B. automatische) Einsatz der Wirtschaftlichkeitsparameter,
die von den Wirtschaftlichkeitsmodellen bei der Steuerung/Regelung
der Prozessanlage (z.B. bei der automatischen Steuerung/Regelung
der Prozessanlage) entwickelt werden, auf die von der Diagnoseanwendung
bestimmten Diagnosevariablen Einfluss nehmen, um dadurch die von
der Diagnoseanwendung aufgedeckten Probleme zu reduzieren oder abzuschaffen. Wie
aus dem US-Patent Nr. 6,298,454 klar wird, sind einige beispielhafte
Diagnosevariablen, die verwendet werden können, Veränderlichkeitsparameter (wie die
Veränderlichkeit
von Signalen in Regelschleifen), eine Betriebsartanzeige, die mit
der Betriebsart eines Regelblocks oder mehrerer Regelblöcke in einer
Regelschleife zusammenhängt,
eine Grenzanzeige, die anzeigt, dass ein oder mehrere Signal/e in
einer Regelschleife eine voreingestellte Grenze erreicht hat/haben,
etc.
-
Wie
im US-Patent Nr. 6,298,454 festgehalten ist, kann ein Parameter
zu den E/A- und
Steuerblöcken
hinzugefügt
werden, um eine Vorbeugung gegen falsches Erfassen unregelmäßiger Zustände, wenn
ein Prozess offline, beim Hochfahren, etc. ist, zu unterstützen. Das
Aktivieren und Deaktivieren von Elementen der Prozesssteuerungssystemlisten-erstellung
kann auf einer Einheits-, Ausrüstungs-,
Zellen-, Bereichs- oder Systemebene durchgeführt werden und kann unter Verwendung
einer Exploreransicht erfolgen, um den Posten auszuwählen, der
in einem Konfigurationsmenü aktiviert
oder deaktiviert werden soll. Natürlich kann die Listenerstellung
für Aktivierungs-
und Deaktivierungsparameter unregelmäßiger Zustände zu Modulen hinzugefügt werden, die
zur Erfassung und Listenerstellung für Einheiten, Zellen, Bereiche,
Systeme, etc. konfiguriert sind. Der Parameter Aktivierung/Deaktivierung
kann auch in andere Anwendungen oder Blöcke eingeschrieben werden,
um die Erfassung und Listenerstellung ein- oder auszuschalten. Darüber hinaus
kann die Diagnoseanwendung oder eine Listenerstellungsanwendung
auch noch eine Online-Dokumentation bereitstellen, um Kosten aufzulisten,
die mit der Prozessveränderlichkeit
zusammenhängen.
-
Als
Beispiel kann ein Kunde unter Verwendung der im US-Patent Nr. 6,298,454
beschriebenen Diagnoseanwendung, die so modifiziert ist, dass sie die
hier beschriebenen Wirtschaftlichkeitsmodelle und die hier beschriebene
Listenerstellung umfasst (z.B. mit den Wirtschaftlichkeitsmodellen
kommuniziert), vordefinierte Berechnungen konfigurieren, um die
Einsparungen zu bestimmen, die beispielsweise durch eine Senkung
der Prozessveränderlichkeit
erzielt werden. Die Kosteneinsparungen können die Standardabeichung
von Summe und Leistungsfähigkeit
verwerten, die von der Diagnoseanwendung bestimmt wurde, und die
berechneten Einsparungen können über einen
vom Benutzer gewählten
Zeitrahmen gesehen werden (der von der Diagnoseanwendung unterstützt wird,
z.B. eine Stunde, eine Schicht, ein Tag, etc.). Die berechneten
Einsparungen können auch
mit einer grafischen Darstellung angezeigt werden, welche die gegenwärtige Standardabweichung, den
besten Betriebspunkt oder die beste Betriebsgrenze und die Verschiebung
bei der Veränderlichkeit
und dem Betriebspunkt zeigt, die mit einer besseren Steuerung und
den damit verbundenen Kosteneinsparungen möglich ist.
-
Die
Berechnungen, die konfiguriert wurden, können in einer dem Explorer ähnlichen
Ansicht gesichtet werden, und man kann leicht auf sie zugreifen,
oder können
automatisch in ein Benutzer- oder Bedienerdisplay aufgenommen werden.
Kosteneinsparungen, die mit dem Abweichen vom besten Betriebspunkt
zusammenhängen,
können
auch basierend auf der Benutzerkonfiguration des gesteuerten Parameters,
des Einheitsdurchsatzes, dem besten Betriebspunkt und den Kosten
pro Durchsatzeinheit, die mit der Abweichung beim gesteuerten Parameter zusammenhängen, automatisch
berechnet werden. Kosteneinsparungen, die mit der Abweichung von
einer Höchst-
oder Mindestgrenze zusammenhängen, können basierend
auf der Benutzerkonfiguration des gesteuerten Parameters, des Grenzwerts,
des Einheitsdurchsatzes und der Kosten pro Durchsatzeinheit, die
mit der Abweichung beim gesteuerten Parameter zusammenhängen, berechnet
werden.
-
Die
Diagnoseanwendung kann automatisch auf die in einer Berechnung konfigurierten
Durchsatz- und gesteuerten Parameter zugreifen und ihren Durchschnittswert über jede
der Listenerstellungsperioden bestimmen, die von der Diagnoseanwendung unterstützt werden.
Eine Übersichtsliste
aller Kosteneinsparungsberechnungen kann für einen ausgewählten Zeitrahmen
ausgedruckt werden, und diese Liste kann die Standard abweichung,
die geschätzte Verbesserung
bei der Standardabweichung und die Kosteneinsparung für jede Schleife
zusammenfassen. Für
jede Berechnung kann eine detaillierte Liste ausgedruckt werden,
welche die Standardabweichung und Verbesserung zusammen mit den
Einsparungen grafisch darstellt.
-
6 stellt eine beispielhafte
Bildschirmansicht 280 dar, die von der vorstehend beschriebenen Diagnoseanwendung
erzeugt werden kann, um einem Benutzer Zahlen des Anlagenwirkungsgrads
basierend auf den eingegangenen Prozesssteuerungs- und kaufmännischen
Daten bereitzustellen. Insbesondere stellt die Bildschirmansicht 280 von 6 dar, dass die Diagnoseanwendung 38 Module
im falschen Modus und ein Modul in einem eingeschränkten Steuermodus
entdeckt hat. Darüber
hinaus gibt es einen mit dem Prozesssteuerungssystem zusammenhängenden
Berateralarm. Als Ergebnis dieser Zustände und wie aus der Information,
die den wie vorstehend beschriebenen Diagnoseanwendungen zur Verfügung gestellt
wird, bestimmt wird, zeigt die Bildschirmansicht 280 von 6 an, dass, obwohl die Leistung
der Anlage bei 99,9 Prozent liegt, der Anlagenwirkungsgrad nur bei
89,1 Prozent liegt, wobei diese Prozentangaben von den Wirtschaftlichkeitsmodellen
für die
Anlage bestimmt wurden, die wie zuvor beschrieben konfiguriert sind,
um mit den Geschäftssystemen
wie auch dem Prozesssteuerungssystem zu kommunizieren, um sowohl
kaufmännische
als auch Prozesssteuerungsdaten zu erhalten. In einer Ausführungsform
kann ein gesondertes Wirtschaftlichkeitsmodell verwendet werden,
um den Anlagenwirkungsgrad und die Anlagenauslastung zu bestimmen,
und diese Modelle können
jegliche benötigte
Online-Information aus den anderen Abschnitten der Anlage erhalten,
wie Geschäftsanwendungen
und -datenbanken, Wartungsanwendungen und -datenbanken, etc. Natürlich können auch andere
Anlagenparameter bestimmt werden, indem andere Modelle einschließlich Modellen
verwendet werden, die auf Wirtschaftlichkeitsdaten angewiesen sind
oder diese anderweitig verwenden.
-
7 stellt eine weitere beispielhafte
Bildschirmanzeige 285 dar, die von der vorstehend beschriebenen
Diagnose- oder Optimierungsanwendung erzeugt werden kann, um dem
Benutzer basierend auf eingegangenen Prozesssteuerungs- und kaufmännischen
Daten eine Produktkosteninformation bereitzustellen. Insbesondere
zeigt die Bildschirmansicht 285 von 7, dass die Diagnoseanwendung 8 Module
im falschen Modus und 1 Modul im eingeschränkten Steuermodus entdeckt
hat, und dass ein Berateralarm und ein Geräteausfallalarm im Zusammenhang
mit dem Prozesssteuerungssystem vorliegt. Die Bildschirmansicht 285 von 7 zeigt auch an, dass die
berechnete gegenwärtige
Leistung der Anlage bei 100 Prozent liegt, und dass die gegenwärtigen Produktkosten
(d.h. für
die momentan in Fertigung befindlichen Produkte) 17,3 Dollar pro Pfund
beträgt.
Diese Produktkosten, die von einem anderen Modell hervorgebracht
sein können,
das so konfiguriert ist, dass es wie vorstehend erörtert sowohl
Prozesssteuerungs- als auch kaufmännische Daten erhalten kann,
kann auch einer Listenerstellungsanwendung, die eine Liste mit dieser
Information erstellen kann, einer Alarmanwendung, die eine Alarm- oder Warnmeldung
verschicken kann, wenn die Produktkosten über einen vorbestimmten Betrag steigen,
einer Optimierungsanwendung, welche die Prozessanlage basierend
auf den Produktkosten optimieren kann, oder irgendeiner anderen
Anwendung zur Verfügung
gestellt werden, wie einer der zuvor im Hinblick auf 2 beschriebenen Dienstanwendungen 74.
-
8 stellt eine beispielhafte
Bildschirmansicht 290 dar, die einem Benutzer von der vorstehend erläuterten
Diagnoseanwendung bereitgestellt werden kann, um die Berechnungen
von Einsparungen zu konfigurieren, die als Ergebnis dessen erzielt
wurden, dass Änderungen
am Prozesssteuerungssystem vorgenommen wurden. Insbesondere umfasst die
Bildschirmansicht 290 von 8 einen
Menübereich 300,
der in diesem Fall die Regelblöcke
auflistet, die überwacht
und eventuell verändert
werden. In 8 sind zwei
PID-Regelblöcke
FIC101/PID1 und LIC10/PID2 dargestellt. Der Benutzer kann einen
dieser Regelblöcke
auswählen,
um für
diesen die Einsparungsberechnungen zu konfigurieren. Danach kann
der Benutzer einen gesteuerten Parameter und einen Durchsatzparameter
festlegen (indem er diese in die Kästchen 302 und 304 eintippt
oder durch Browsen im Konfigurationssystem nach diesen Parametern
sucht), die zur Steuerung oder Optimierung des Prozesssteuerungssystem
verwendet werden sollen. Der Benutzer kann auch ein Betriebsziel
oder -limit, den Gewinn oder die Kosten pro Produktionseinheit und
die Veränderung
der Produktion pro Einheitsveränderung
beim gesteuerten Parameter in den Kästchen 306, 308 und 310 festlegen.
Das Prozesssteuerungssystem kann eine Optimierungs- oder Steueranwendung
umfassen, die diese Werte sowie die Rückmeldung aus Wirtschaftlichkeitsmodellen
nutzt, welche den tatsächlichen
Gewinn oder die tatsächlichen
Kosten pro Produktionseinheit berechnen, um die Steuerung der Anlage
so zu verändern,
dass sie optimal ist, d.h. mit dem vom Benutzer ausgewählten Betrieb übereinstimmt.
Der Benutzer kann die Einheit oder das Modul anweisen, mit dem besten
Ziel oder mit dem Limit zu arbeiten, indem er eines der Kästchen 312 oder 314 wählt. Dieser
Benutzer kann durch Wählen
eines der Kästchen 316 oder 318 diese
Konfiguration sichern oder löschen.
-
Nachdem
eine Einsparungsansicht oder -berechnung konfiguriert wurde, und
nach dem Ablauf des Prozesses, kann die Diagnoseanwendung die benötigten Prozesssteuerungs-
und kaufmännischen Daten
auf die zuvor beschriebene Weise sammeln und die Einsparungskonfiguration
dazu verwenden, um einem Benutzer eine Online-Einsparungsansicht wie diejenige von 9 zu präsentieren. Wie in 9 angegeben ist, zeigt eine
Einsparungsansicht 320 für das Modul LIC10/PID2 an,
dass während
der letzten Betriebsstunde die Temperatur (d.h. die gesteuerte Variable)
auf einem statischen Mittel von 473 Grad (Fahrenheit) mit einer
Abweichung von 10 lag. Dieser Vorgang ist in der grafischen Darstellung 322 von 9 mit einer durchgezogenen
Linie eingezeichnet. Die Zieltemperatur (wie sie vom Benutzer in der
Konfigurationsbildschirmmaske gewählt wurde) beträgt jedoch
475 Grad mit einer Abweichung von 5. Dieses Ziel ist in der grafischen
Darstellung 322 von 9 auch
mit einer unterbrochenen Linie eingezeichnet. Die Bildschirmansicht 320 stellt
auch die durchschnittliche Produktionsrate (423 Gallonen
pro Minute) und die Einsparungen dar, die mit dem Wechsel vom tatsächlichen
Betriebspunkt zum Zielbetriebspunkt zusammenhängen, welcher in diesem Fall
als 523 Dollar pro Stunde dargestellt ist. Natürlich können die geschätzten Einsparungen
aus dem Vornehmen der Änderung
an der Zielproduktionsrate mittels eines Wirtschaftlichkeitsmodells
berechnet werden, das tatsächliche
Kostendaten aus den kaufmännischen
oder anderen Anwendungen in der Anlage, die Zugriff auf diese Daten
haben, erhält.
Falls gewünscht,
kann ein Filter verwendet werden, um einen anderen Zeitrahmen auszuwählen, über welchen die
Einsparungsberechnungen durchgeführt
werden sollen. Auf jeden Fall ist die Einsparungsansicht wie diejenige
von 9 für einen
Benutzer bei der Bestimmung sehr vorteilhaft, wie ein Prozesssteuerungsschema
oder eine Prozesssteuerungskonfiguration verändert werden soll, oder was
in einer Prozesssteuerungsanlage festgelegt werden soll, um die größtmögliche finanzielle
Wirkung zu erhalten.
-
Darüber hinaus
kann jede Information wie Einsparungsinformation, Anlagenwirkungsgradinformation,
etc. dem Anlagenpersonal und der Anlagenleitung unter Verwendung
der Einrichtungen, die als Teil des Steuerungssystems zur Verfügung stehen (z.B.
grafische Bildschirme, Ereignis- und Alarm- und Listenerstellungsanwendungen,
etc.) oder über
einen anderen Computer oder Bildschirm (wie Taschencomputer, Personenrufgeräte, PDAs,
etc.) unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Datenkommunikationssystems
aufgelistet mitgeteilt werden.
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Obwohl
eine Diagnoseanwendung vorstehend als Modelle umfassend beschrieben
wurde, die so konfiguriert sind, dass sie kaufmännische Daten erhalten, um
Wirtschaftlichkeitsberechnungen in einem Prozesssteuerungssystem
anzustellen, können natürlich auch
andere Arten von Anwendungen für viele
andere Zwecke diese oder andere Modelle verwenden. Beispielsweise
können
Optimierungs-, Listenerstellungs- und Alarmanwendungen Wirtschaftlichkeitsmodelle
verwenden, um vom Standpunkt der Maximierung des tatsächlichen
Gewinns in der Anlage eine bessere Leistung und Listenerstellung
für ein Prozesssteuerungssystem
bereitzustellen. Gleichermaßen
könnten
andere Diagnoseanwendungen die kaufmännische Information auch aus
anderen Gründen
verwenden, um zum Beispiel andere kaufmännische Messgrößen außer denjenigen,
die hier explizit erläutert
wurden, zu bestimmen.
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Darüber hinaus
könnten,
falls gewünscht,
die Dienstanwendungen 74 (2)
zusammen mit den Prozessmodulen 73 (2) in ein intelligentes Prozessmodul
gepackt werden, wie demjenigen, das in der am 22. Oktober 2002 eingereichten
US-Patentanmeldung mit der laufenden Nr. 10/278,469 mit dem Titel „Smart
Process Modules and Objects in Process Plants" beschrieben ist, deren Offenbarung hiermit
ausdrücklich
durch Bezugnahme hier mitaufgenommen wird. In diesem Fall können die
intelligenten Prozessobjekte beispielsweise die Bildschirmanzeigen
von 8 und 9 basierend auf der Wirtschaftlichkeitsinformation
anlegen, die den darin enthaltenen Prozessmodulen 73 zur
Verfügung
gestellt und von diesen ermittelt wird.
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Obwohl
das auf Web-Diensten basierende Kommunikationssystem und die hier
beschriebenen Wirtschaftlichkeitsmodelle und Prozesssteuerungsanwendungen
als so implementiert beschrieben wurden, dass sie einen Server auf
XML-Basis verwenden, kann dieses kombinierte System unter Verwendung
irgendeiner anderen geeigneten Transaktionsdatensprache in irgendeiner
geeigneten Hardwareplattform implementiert werden. Darüber hinaus
können,
obwohl die Funktionen des hier beschriebenen Informationsservers
hier als primär
als Software implementiert beschrieben sind, einige oder alle dieser Funktionen
in Hardware, Firmware, etc. implementiert werden. Somit kann das
hier beschriebene, auf Web-Diensten basierende Kommunikationssystem und
-verfahren in einem standardmäßigen Universalprozessor
oder, falls gewünscht,
mittels speziell aufgebauter Hard- oder Firmware implementiert werden. Wenn
sie in Software implementiert sind, können die hier erläuterten
Softwareprogramme in einem maschinenlesbaren Speicher wie auf einer
Magnetplatte, einer Laserplatte oder einem anderen Speichermedium,
in einem RAM oder ROM eines Computers oder Prozessors, etc. gespeichert
werden. Gleichermaßen
kann die Software einem Benutzer oder Prozesssteuerungssystem über irgendein
bekanntes oder gewünschtes Übergabeverfahren übergeben werden,
einschließlich
beispielsweise auf einer maschinenlesbaren Platte oder einer anderen
transportierbaren Computerspeichereinrichtung, oder über einen
Kommunikationskanal wie eine Telefonleitung, das Internet, etc.
(welche als dasselbe wie die Bereitstellung bzw. als austauschbar
mit der Bereitstellung einer solchen Software über ein transportierbares Speichermedium
angesehen werden).
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Obwohl
darüber
hinaus die Wirtschaftlichkeitsmodellanalyse hier im Allgemeinen
als ein Computermodell aufweisend beschrieben wurde, das den wirtschaftlichen
Betrieb einer Prozessanlage basierend auf Wirtschaftlichkeits- und
Prozesssteuerungsdaten bei der Prozessanlage modellhaft nachvollzieht,
könnte
ein Diensteanbieter gegen Gebühr
eine Dienstleistung zum Sammeln der Prozesssteuerungsdaten (oder
anderer Prozessanlagendaten) und der Wirtschaftlichkeitsdaten der
Prozessanlage auf einer regelmäßigen Basis
(z.B. einer periodischen, regelmäßig zeitlich
festgelegten Basis) anbieten, und dann ein Computermodell verwenden,
um Ausgabedaten zu erzeugen, die sich auf den Betrieb der Anlage
beziehen. Die Ausgabedaten könnten
auf irgendeine vorstehend beschriebene Weise analysiert oder verwendet
werden, um eine oder mehrere Maßnahme/n
zu bestimmen, die in der Prozessanlage ergriffen oder durchgeführt werden
sollte/n, einschließlich
irgendeiner der vorstehend erläuterten Maßnahmen
zur Steuerung, Alarmmeldung, Listenerstellung, Diagnose, Optimierung,
etc. Diese eine oder diese mehreren Maßnahmen, welche umfassen könnten, dass
dem Anlagenpersonal Information angezeigt wird, könnten dann
zur Prozessanlage zurück übertragen
werden, um bei der geeigneten Person oder dem geeigneten Entscheidungsträger wie einem
Steuerungsbediener, einem Geschäftsführer, einer
Wartungsperson, etc. implementiert oder angezeigt zu werden. Der
Diensteanbieter kann auf jede gewünschte Weise kommunikativ mit
der Prozessanlage verbunden sein, wie etwa dem Internet, World Wide
Web, einer LAN- oder WAN-Verbindung,
einer Telefonverbindung, etc. Fall gewünscht, könnte ein Server oder könnten mehrere
Server so aufgebaut sein, dass sie die Wirtschaftlichkeitsdaten
und die Prozessanlagen- oder Prozesssteuerungsdaten wie vorstehend
angegeben sammeln und diese Daten dann automatisch zur Analyse an
den Standort des Diensteanbieters weiterleiten oder schicken. Natürlich kann
der Diensteanbieter eine Gebühr
berechnen für
das Sammeln der Daten und/oder Betreiben des Computermodells und/oder
Analysieren der Ausgabedaten des Modells, um eine oder mehrere Maßnahme/n
zu bestimmen, die in der Prozessanlage ergriffen werden soll/en,
und um diese Maßnahmen dann
der Prozessanlage zur Anzeige oder Umsetzung mitzuteilen. Es wird
klar, dass das Computermodell oder eine andere Software am Diensteanbieterstandort
(welcher sich, falls gewünscht,
in der Prozessanlage oder entfernt davon befinden kann), jede der
vorstehend im Hinblick auf die 2 bis 9 beschriebenen Funktionen
erfüllen
kann.
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Während die
vorliegende Erfindung mit Bezug auf spezielle Beispiele beschrieben
wurde, welche nur darstellend sein und die Erfindung nicht einschränken sollen,
wird dem Durchschnittsfachmann klar sein, dass Änderungen, Hinzufügungen oder Weglassungen
an den offenbarten Ausführungsformen
vorgenommen werden können,
ohne dass dabei der Aussagegehalt und Rahmen der Erfindung verlassen
würde.