CN101441467A - 目标资源分配 - Google Patents

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CN101441467A CNA2008101688738A CN200810168873A CN101441467A CN 101441467 A CN101441467 A CN 101441467A CN A2008101688738 A CNA2008101688738 A CN A2008101688738A CN 200810168873 A CN200810168873 A CN 200810168873A CN 101441467 A CN101441467 A CN 101441467A
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K·H·霍尔
C·M·里斯查尔
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Abstract

在一个工业系统中管理多种资源以及其分配的多个系统和多个方法。这样的自动化和动态分配服务可以从多个资源池中分配多种资源到该工业系统，并且因此提供一种有效操作(例如，动态地基于使用的多个加/减资源)。多种资源类型的多个分配规则和/或算法可以预定，和/或通过分配服务动态训练。该工业系统中使用的数据包括来自(多个)“内部”数据流(例如，从工业单元收集的历史数据)的多组数据以及来自“外部”数据流(例如，多个网络服务上的流量数据)的多组数据，部分地基于指定给每个收集阶段的关键程度/重要性标准。

Description

目标资源分配
技术领域
[0001]本主题发明一般地涉及使用多个网络流量分析器(network trafficanalyzer)的工业网络系统，并且更特别地涉及资源的共享，所述资源被内置的历史机(embedded historians)使用以便搜集和处理历史数据。
背景技术
[0002]计算机网络技术的进步不断共享日益高效的和普及的系统之间的信息。这些进步促使对网络系统的越来越多的开发，其中已经出现了包括无线网络的新型传输基础结构。随着网络系统数量、速度和复杂性的提高，出现了相应的网络问题。典型地，连接到通常被称为网络流量分析器的专用、独立、诊断设备的引入可以帮助解决一些网络问题。
[0003]通常，网络流量分析器获取关于网络流量参数的关键信息并能够获取和记录这些数据以提供在网络总线上的通信信息的一个永久记录。基于存在的某些条件，能够控制网络流量网络流量分析器开始和/或结束记录。传统地，网络流量分析器是一个单独的、专用的支持设备。网络流量分析器通常基于PC或为一种专用工具并需要专用网络接口硬件和软件模块以适合特定网络标准或配置。当用户在实时环境中利用网络时，经常需要分析网络和收集诊断信息。诊断网络故障问题要求配置带有适当的网络接口模块和关联软件的网络流量分析器。
[0004]通常，网络流量分析器获取关于网络流量参数的关键信息并能够获取和记录这些数据，以在数据总线上提供通信的永久记录。基于特定条件的出现，能够控制网络流量分析器开始和/或结束记录。传统地，网络流量分析器是单独的、专用的一个支持设备。网络流量分析器通常基于PC或为一种专用工具并需要专用网络接口硬件和软件模块以适合特定网络标准或配置。当用户在实时环境中利用网络时，经常需要分析网络并且收集诊断信息。问题解答网络问题需要配置带有适当的网络接口模块和相关软件的网络流量分析器。
[0005]此外，在工业环境中，厂商尤其需要从全球的多个网站中收集、分析和优化实时数据。记录这些数据的一种已知解决办法包括提供经常占用控制系统底板的插槽的本地记录模块。例如，作为记录历史的设备通过底板能够直接与控制器通信，或者通过网络接口远程通信。此外，该记录的历史能够使能从控制器到存档引擎的数据存档，其中存档引擎提供附加的存储能力。
[0005]在分布式控制系统中，可通过将工业控制器分成多个控制元件以促进控制器硬件配置，每个控制元件能够执行不同的功能。在机架中和/或通过网络或其他通信媒介，控制任务需要的特定控制模块可在底板上被连接在一起。不同控制模块还可以在空间上分布在沿一条公共通信链路的几个位置。这样的模块构造能进一步提供需要不同数目和类型的输入/输出(I/O)电路的不同应用，这些应用可由受控的特定设备或进程决定。这种存储的控制程序实时运行以提供输出到受控进程(例如，电信号到输出例如传动机构等)。
[0006]在公共通信链路或网络上，数据可与这些远程模块相互通信，其中网络上的任意一个或全部模块通过一个公共和/或工业通信协议进行通信。一个控制系统中的多个控制器能够与另外一个、与驻留在其他控制系统中的控制器通信或与系统或控制环境外侧的应用进行通信(例如，与系统和应用相关的事务)。因此，管理过程，例如用于故障控制的诊断/预测方法正变得越来越复杂。
[0007]此外，在这样的环境中，分析和合作尤其需要两种信息流的相互作用，即“内部”数据(从工业单元中收集，例如通过历史记录、日志收集器等等)，和“外部”数据(与为网络服务的数据交通联合)。在常规系统中，这两种信息流独立收集和单独分析——例如，第一套设备/分析器从模块/单元中收集内部数据，第二套设备/分析器收集关于网络流量的数据。通常，这两个数据流之间可用的关系(例如，同步关系、顺序计数等等)并不是迅速显而易见的，并且经常被手动演绎，因此增加系统无效性。此外，在常规系统中，这两个信息流并不同步，它们的收集并不依靠收集阶段的危急程度。进一步，典型地，在这些系统中，系统资源的分配(例如，存储器分配、恢复存储器、和分配的为了数据收集的决定)不依靠双数据流的评测/确定分析。因此，大体上的该系统很可能被过度分配和分配不足消极地压紧，造成数据收集变慢和/或尝试失败。
发明概述
[0008]                                为了提供此处描述的一些方面的基本理解，接下来呈现简化的概述。本概述既不是广泛的综述，也不是意欲识别关键/重要元件或描绘此处描述的不同方面的范围。其唯一的目的就是以简化的形式呈现一些概念，作为后面呈现的详细说明的前序。
[0009]                               本主题创新提供了能够经由确定可利用的资源的分配部件，自动分配和管理一个工业系统内的资源的系统和方法，并进一步管理其分配。例如，可以通过一个平台，基于使用的明确相关(例如，用户设置的预先确定的模型/外部数据源)和/或隐含相关(其是在事件/可能的原因中自动推导出的)，来提供高速率、时间序列、数据存储和利用本地或远程控制处理器恢复。这些工业系统可包括来自“内部”数据流(例如，从工业单元收集的历史数据、自动或过程数据等等)和“外部”数据流(例如，关于一个或多个网络的交通数据、或通信数据等等)其中可部分基于分配到每个收集阶段的危险程度/重要性标准收集数据。
[0010]相应地，各种工业单元(例如，控制器、内置的历史机等等)可以因而相互之间或与分配部件之间通信，其中与每个工业单元相关的资源可以由元数据来描述，并且从概念上汇集起来(例如，在数据库中)紧跟着接下来的分配，根据一个或多个算法(例如，概率论的)。而且，该分配部件可以基于各自源之间存在的依赖性被动态训练，并且从多个工业单元(其可以在过程中自动变化)请求。
[0011]这样的一个自动的和动态的分配装置可以从可用资源池向工业系统分配资源，并因此提供有效运转(例如，基于使用情况自动增加/减少资源)。多个用于不同资源类型的分配规则和/或算法可以预先确定，和/或经由人工智能部件自动就绪。例如，所述分配规则可用包括，多个资源示例的数值平衡(numerical balancing across resource instances)和分组优化算法。当确定资源需求时，这样的规则可以考虑所述工业单元的各单元实际的资源使用情况。
[0012]在一个相关的方法中可以确定可用资源，其中在工业系统的整个操作中，这些资源和相关的分配规则和算法可以重新定义为更有效地利用可用资源以进行分配。例如，要被分配的资源可以在数量、特性和类型(例如，对于像内置的历史这种的单元的可用资源的组合可以变化)方面变化。这种确定的资源池可以在工业系统的运行期间随后被操作(例如，基于使用情况自动增加/减少资源)，以根据所述工业单元和可用资源之间的关系进行管理。
[0013]                                      在相关方面，协调部件能够同时收集和分析“内部”数据流和“外部”数据流。将会理解每个数据流能够进一步包括与工业自动系统关联的多个数据流。协调部件能够同步和维持时间和网络流量之间的定时和顺序关系，因此，例如在该多个数据流中，可以容易地估计/决定看似随机的事件之间的关联或因果关系。同样地，该协调部件能够在多个数据流或内部和外部数据流混合中同步和维持事件间的定时和顺序关系，因此，在多个数据流中，可以容易地估计/决定看似随机的事件之间的关联或因果关系，这其中有些对事件有影响而其他的则没有影响。协调部件能够进一步初始组合数据记录在一起(例如，基于顺序关系，印时戳)和随后基于数据间隔尺寸(例如，毫微秒间隔，毫秒间隔)的预测等级，呈现这些相关数据到用户。在相关方面，在这样的同步的工业定位中，匹配部件能够预定模块/工业区具有预测触发事件。基于已定义的区和/或事件触发器，可以向用户顺序显示数据。
[0014]                                    根据进一步的方面，本主题创新的自动工业系统可以包括分析“内部”数据流和“外部”数据流的识别部件，在影响工业过程的数据趋势中识别模式。该模式识别可以基于：预定模式(例如，在多个前批结果中工厂操作状态比较)，和/或定期更新的中断控制程序。识别部件能够进一步使用复杂关联(例如，由用户/外部数据源设定的预定模块)，和/或在事件/可能的因果链路中动态演绎的简单关联。
[0015]                                此外，在历史数据(例如，内部单元日志)和网络流量分析器数据之间使用同步能力的集中式的或分布式的数据采集系统，能够形成统一的数据库(例如，压缩形式的单一日志文件、平面档案中的二进制数据、不同形式的数据库等等)。相应地，可为将来预测诊断查找问题事件而保留历史数据，其中数据源不在显示等级(例如，在需要间隔尺寸的等级的解码数据)装载，也不在收集阶段。基于数据重要性、使用相似性等等，该与二进制信息流联合的集中数据采集系统能够选择地分解存储数据(例如，逐渐清除)。相应地，能够促进与网络的界面，其中可使用控制网、设备网、以太网、无线网等网络接口的不同配置。
[0016]为了前述和相关目的(ends)的完成，此处联系下文和附图描述了某些示例性的方面。这些方面是可以被实践的不同方式的指示，此处意欲覆盖它们的所有。当结合附图考虑时，从下文详细的说明中其他优点和新颖特点将变得显而易见。
附图简述
[0017]图1示出了根据本主题创新一个方面的工业系统的分配部件的原理框图。
[0018]图2示出了促进本主题创新工业系统的数据收集和管理过程的协调部件的框图。
[0019]图3示出了与能够与本主题创新分配部件相互作用的嵌入的网络流量分析器的网络接口。
[0020]图4示出了作为本主题创新的工业系统一部分的匹配部件。
[0021]图5示出了按照本主题创新的一方面，影响工业过程的数据趋势中识别模式的识别部件。
[0022]图6a和6b示出了各级本主题创新一方面的带有网络分析器的工业系统。
[0023]图7示出了根据本主题创新一个特定方面的分配资源的一个相关方法。
[0024]图8示出了本主题创新一方面的资源分配的进一步方法。
[0025]图9a和9b示出了用于资源分配使用分配部件的示例性工业自动化网络。
[0026]图10示出了能够被用于执行本主题创新不同方面的示例性计算环境。
[0027]图11示出了根据本主题创新一方面的能够使用分配部件的带有底板和关联模块的工业装置。
发明详述
[0028]现在结合附图描述本主题创新的不同方面，其中相同标号表示相同或相应元件。然而，应当理解，与他们相关的附图和说明书详述并非意欲限制权利要求为所公开的特定形式。精确地，本意图是覆盖所有落在权利要求精神和范围内的修改、等价物和替换。
[0029]图1示出了从对于工业系统100来说可以利用的资源131的池自动分配分配资源的分配部件110。分配部件110可以是在一个控制单元(未示出)上运行的应用软件的一部分，其中所述控制单元可以作为该工业网络系统100的管理控制中心。可用资源131可以包括多种资源，这些资源被工业单元的各单元所使用以完成他们的功能。例如，可用资源131可以包括存储空间、数据收集带宽、处理能力、影响数据收集速度的参数、运行特性等等。而且，这样的可用资源131可用用元数据识别/记载，并且概念性地汇集起来成为数据库、表等等。例如，所述资源识别数据可以例如包括：资源名、资源大小、资源能力、资源速度和资源带宽。这样的资源池可用附加标志符，例如可用使用的资源实例数据进一步包括实例(instance)标志符、实例可用状态(例如，资源是否在线)、容量信息(例如，一种资源支持的用户数量)、分配统计(例如，分配到资源的用户数量)、分组信息(例如，资源组，可以使用资源组对资源进行分配)、以及与其他资源的相关情况(例如，分配顺序、密切关系等等)。如示出的，所述用于这种工业系统100的数据组包括来自“内部”数据流102(例如，从一个工业单元收集的历史数据)和“外部”数据流104(例如，网络服务器上的交通数据)的数据组。
[0030]图2图示了能够同时收集和分析“内部”数据流202和“外部”数据流204的协调部件225。该协调部件220能够同步和维持事件和网络流量之间的定时和顺序关系，因此，在两个数据流202，204中，可以容易地估计/决定看似随机的事件之间的关联或因果关系。将会理解该定时和数序关系的同步和维持同样可以出现在多个内部数据流，多个外部数据流等等之间。此外，数据流能够包括涉及控制器警报、事件和审计的数据，其中在该数据流中的警报和事件能够进一步关联系统变化。
[0031]协调部件225能够进一步从内部数据流220和外部数据流204初始组合数据记录在一起(例如基于顺序关系，印时戳)，随后基于数据间隔尺寸(例如，毫微秒间隔，毫秒间隔)的预测等级，呈现这些相关数据到用户。根据本主题创新的一个进一步方面，一个通过250AN(共同地多个资源250)监控多个资源250A1的反馈/监控部件220，并且产生有关多个资源250的反馈信息到分配部件230。该反馈/监控部件220可以监控如下的属性，例如，分布式嵌入历史机210对多个资源250的使用，多个资源250以及嵌入历史网络210之间的互动，多个资源250的分配状态，多个资源250的维护状态，多个资源250以及多个资源250的预测使用之间的负荷平衡，以及其他类似属性。这些信息和多个监控属性可以反馈给分配部件230，其中该部件接下来可以基于反馈的信息有选择性地采取行动。例如，如果反馈/监控部件220确定资源250A1将其95％提供给分布式嵌入历史机210，而一个资源250A2，该资源可以为嵌入的历史机210提供基本上相同的多个资源，正在以其5％的容量运行，分配部件230可以将接下来的资源请求到资源250A2。
[0032]而且，分配部件230也可以从资源250A1向250A2移转移负荷。经由反馈/监控部件220，监测可用资源250可以促进更新例如资源分配规则、资源实例目录、资源依赖关系等等。这种更新可以提高用于自动和动态分配资源的系统200的敏感性，并且降低与静态分配方法相关的问题。反馈/监控部件220也可以接受来自一个外部反馈信息产生器(未示出)的反馈信息，并且与分布式的内置的历史机210中的可用资源250结合使用这些信息。
[0033]图3图示了与能够与本主题创新协调部件相互作用的嵌入的网络流量分析器的网络接口320。通常，多数嵌入的设备具有事件记录机构以跟踪设备中感兴趣的和/或反常行为，其中当问题出现时，为了估计和分析，可下载该事件信息至PC机。同样地，当问题出现时，多个通信和控制网络具有允许捕获或下载网络流量至PC机的流量分析器性能。
[0034]如先前解释的一样，传统系统中这两个数据流分别被收集，通常使用不同的设备和软件。一旦收集以后，常规地，数据流分别被分析和日志中事件和网络流量之间的定时关系被暗示并被手动确定(如果可能这样做的话)。图3图示了执行流量分析器功能性的网络接口、执行时间记录功能性的宿主CPU、共享的印时戳/顺序计数产生器370和保留流量分析器(TA)数据和事件日志数据的外部RAM332之间的关系。与本主题创新工业系统关联的协调能够收集事件日志和网络流量数据流并通过公共印时戳/顺序计数产生器370协调它们之间的关系。该协调维持事件和网络流量之间的定时和顺序关系，为确定两个数据流之间的因果提供机构。不同地将事件记录器和流量分析器共享公共印时戳/顺序计数产生器，为收集的个体数据做标记。通过将数据标记有共同标志以表示被收集过，例如，甚至在事件日志和流量分析器数据流被独立地收集和上传的情况下，由PC中应用软件可重造出现内容的顺序。此外，从多个模块上传的数据流能够被协调、提供同步印时戳/顺序计数发生器(例如，通过IEEE1588)。
[0035]与本主题创新的一个方面一致，网络接口320包括执行标准网络接口协议的不同部件以及需要执行嵌入的网络流量分析器的附加部件。标准部件包括例如接收调制解调器322、接收筛选器/滤波器324(或者以太网寻址)，网络操作控制部件326、存储器界面328和传送调制解调器330。接收调制解调器322可连接到网络总线340以接收由其他设备传送到网络的信号。相似地，传送调制解调器330可连接至网络总线340以传送从包括网络接口的设备出发的信号至网络。尽管接收调制解调器322和传送调制解调器330被图示为独立的部件，应当理解这两个部件可被在一个能够同时传送信息至网络和从网络接收信息的无线电收发机部件中执行。接收调制解调器322可连接至接收筛选器/滤波器324。接收筛选器/滤波器324确定放置在网络上的信息是否计划给该特定设备。网络上的每个设备被代表性地分配一个专有标识符。接收器筛选器/滤波器324识别该专有标识符并确定网络上的该信息是否计划给各自的设备。接收器筛选器/滤波器324能够进一步连接至接收调制解调器322、网络操作控制部件326和存储器界面328。一旦确定网络上的数据计划给所述的设备，随后网络操作控制部件326因此解释和响应该信息。存储器界面328连接至接收筛选器/滤波器324、常规操作控制部件326、传送调制解调器330和外部随机存取存储器(RAM)332。尽管RAM332被图示为在网络接口外部，应当理解RAM同样可以在内部执行，或者RAM332可作为内部存储器和外部存储器的结合被执行。由于受网络操作控制部件326指挥，如果需要，存储器界面328从RAM332上传数据或从RAM332下载数据。如果需要数据随后通过存储器界面328从RAM332传送到传送调制解调器330和网络，或者从接收筛选器/滤波器324通过存储器界面328传送到RAM332。
[0036]带有嵌入的网络流量分析器的网络接口320可作为专用集成电路(ASIC)被执行。该ASIC的特定部件组成因不同的网络标准和协议的需要而不同。尽管图示为在ASIC中执行，应当理解本发明可在标准集成电路上、分立元件、多个ASIC、它们的组合或重复所需功能和本发明计划包括所有这些配置的任意方式。
[0037]通过向网络接口增加附加部件334，任何包括网络与附加部件界面的适合设备均可作为网络流量分析器被使用。附加部件334包括流量分析器滤波器部件336和流量分析器控制部件338。由接收调制解调器322接收网络数据并传送该数据至流量分析器滤波器部件(未示出)。将会理解图3本质上是示例性的，其他包括外部分析器设备的仪器例如外部设备可连接至网络。
[0038]该流量分析器滤波器能够包括例如，媒体存取控制(MAC)标识符(ID)滤波器部件、目标MAC ID滤波器部件、包滤波器部件(定期的，非定期的等等)，以及其他滤波器部件以捕获与网络协议或以太网情况的IP地址/广播地址有关的信息。例如，这些其他滤波器部件可以包括序号滤波器部件、包长度滤波器部件、检查和数据部件和典型地与已知网络协议相关的任意其他信息。所有滤波器的组合允许网络接口确定哪个设备是正在传送的数据源、哪个设备是正在传送数据的终点、正在传送的信息的类型、正在传送的数据的长度和与诊断网络问题有关的其他信息。由流量分析器控制部件338完成网络流量分析器控制。该流量分析器控制部件338进一步包括监控部件、收集起/止部件、存储器配置和状态部件和存储器上传/下载部件。监控部件监控正常设备操作以确定可用处理器和网络流量分析器功能可利用的存储器接入带宽。收集起/止部件确定数据采集将开始和结束的条件。起止条件可由多种不同情况触发，它们包括但并不限于此，时间、持续期、特定条件的出现、包类型、或数据或特定条件的缺失、包类型或数据。存储器配置和状态部件同存储器上传/下载部件一起帮助控制所收集数据进出存储器的管理。
[0039]附加部件包括硬件和固件以实现作为嵌入的网络流量分析器的操作。附加固件包括与网络流量分析器的界面。附加固件包括特定网络的必要信息，包括滤波器配置、存储器配置关联状态、收集起止、网络流量分析器存储器上传。用该附加硬件和固件部件，依照一套规定条件，界面设备能够开始和结束收集、集合和分析数据。
[0040]图4图示了匹配部件410作为本主题创新工业系统400一部分。匹配部件410能够在该同步工业设置中以预定的触发事件预定模块/工业区域，基于不同区域的触发事件促进资源的分配。基于规定区域和/或事件触发器，可随后向用户显示该数据。工业区域411、413、415可被指定和/或识别为工业自动化环境400中的区域。可为区域识别指定任意区域数字(1至m，其中m是整数)，每个区域411、413、415可以为任意形状、尺寸等。和/或与任意机器相连，过程，作为工业系统的一部分，其中每个区域能够一直保持静止，超时改变等等。
[0041]触发事件421、423和425(1至k，k为整数)可包括事件例如：接收消息以执行特定功能模块、为功能模块定位数据输入、为功能模块执行预定指令等等。在相关方面，资源的分配能够自动由触发事件开始关于功能模块的行动开始。同样，数据收集能够基于功能模块的完成自动结束。相应地，可自动收集不同执行阶段的相关数据，尽管用户(例如，单元操作者、设备工程师)不必知道什么数据对于寻址未来故障检修的采集是重要的。
[0042]图5图示了与本主题创新一个方面一致的工业系统500，其进一步包括识别部件。该识别部件510识别影响与本主题创新一个方面一致的工业过程的数据趋势中的模式。此外，识别部件510分析“内部”数据流511和“外部”数据流512，以识别影响工业过程的数据趋势的模式。事件(1至L，L是整数)的模式识别可以基于：预定情况(例如，带有多个前批结果的工厂的操作状态比较)，和/或定期更新的中断控制程序。识别部件510进一步使用详细关联514(例如，由用户/外部数据源设置的预定模块)，和/或在事件/可能的因果链路中动态演绎的简单相关515。
[0043]图6a图示了与本主题创新一方面一致的工业系统，该系统使用嵌入的流量网络分析器——其中通过将附加部件加至带有网络接口的设备，设备可配置为网络流量分析器。系统600包括处理器602和带有与本发明一致的嵌入的网络流量分析器606的网络接口604。嵌入网络流量分析器606进一步包括流量分析器滤波器部件608和流量分析器控制部件610，硬件和辅助固件。当连接至网络时，设备将作为其所连接网络的网络流量分析器。在图6b中图示，其中设备650包括嵌入的网络流量分析器652连接至网络654的网络接口。设备650可以是标准PC，网络打印机、网络扫描仪、或带有已添加网络流量分析器部件的网络接口的任意设备。与本发明一个方面一致，设备650可以不同模式操作。例如，在一种模式中设备650的操作用于正常模式(例如，PC、打印、扫描等)。在另一模式中设备650作为专用网络流量分析器操作。而在另一种模式中，设备650联合正常功能与网络流量分析器功能性。在这种模式中，优先权通常给与设备的正常操作；网络流量分析器功能可利用多余的设备资源例如处理和存储器带宽。在任意模式中，可在后来时间点处执行复杂分类和检索任务，例如由于过去计算机处理操作包括本主题创新，或通过网络由设备收集的数据可被转移至另一个过去处理和分析的处理器。
[0044]图7图示了基于用于工业过程的多个粒度等级来收集数据的相关方法700。当此处示范性方法被图示和描述为代表不同事件的一系列模块，本发明并不受这些模块的排序限制。例如，与本发明一致，一些行为或事件可出现在不同排序中和或与其他行为或事件同时，除去此处图示的排序。此外，不是所示的全部模块、事件或行为，需要执行与本发明一致的方法。此外，将会理解根据本发明的示例性方法和其他方法可结合此处图示和描述的方法，同未图示和描述的其他系统和装置一样执行。
[0045]起初在710，识别至工业系统的可利用的资源。这些资源可以包括例如存储空间、数据收集宽带、处理能力、影响数据收集速度的参数、运行特性等等。接下来在720，这些资源可以以例如目录和/或数据库的形式被概念地汇集在一起。随后在730，可以经由所述分配部件(例如，盖然论的算法、交叉资源实例数值配平和分组优化算法)，确定用于各自作业的工业系统的需求。当确定资源需求时，这些分配算法可以进一步考虑资源的实际使用情况。而且，所述分配部件可以基于在这些资源和多个内置的历史的情况中存在的相关性自动地得到改善。在740，这样的一种安排可以实现所述工业系统的多个单元中资源的分配效率。
[0046]图8示出了根据本主题创新的一方面工业单元内的多中资源的监控和分配相关的方法800。首先在810，可以监控与资源池相关的变化。在820，完成一个确定以核对资源是否被改变，例如处理能力、存储能力的增加等等。如果是这样，方法800进入到动作830，其中可以利用的资源被更新并且接下来在840被分配。否则，方法800返回用于检视资源的步骤810。
[0047]图9a示出了使用基于数据分析分配资源的分配部件965的示例性工业自动化网络，其中所述数据来自内部数据流(例如，来自嵌入的历史记录器)和外部数据流(例如，来自流量分析器)。这样的分配部件965可以分配来自所述工业系统的可用资源池的资源，并因此提供有效运转(例如，基于使用情况自动增加/减少资源)。
[0048]一方面，分配部件可以是模块955的一部分。工业设置900可以进一步包括诸如数据库910、人机界面(HMI)920和可编程逻辑控制器(PLC)930、和管理界面940。分配部件965可以进一步与人工智能(AI)部件950相联系以促进工业系统900内资源的分配。
[0049]例如，与确定具有控制算法的资源分配方式和/或资源分配有关，本主题创新可以使用不同的人工智能方案。用于明确地或暗中地学习是否需要下载历史数据的过程，可以通过自动分类系统和过程得到促进。分类可以使用概率论的或基于统计学的分析(例如，因子分解成分解效用和成本)来预测或推断用户希望能自动完成的动作。例如，可以使用一个支持矢量机器(SVM)分类器。其他分类方法包括贝叶斯定理的(Bayesian)网络、决策、以及倘若可以提供不同独立模型时概率论的分类模型。如本文所使用的分类也是包括统计回归的，用于开发优先权模型。
[0050]正如容易从该说明书主题意识到的，该发明主题可以包括明确的训练(例如，通过普通练习数据)和暗中的训练(例如，通过观察用户行为，接收外来信息)的分类器，以便该分类器可以用于根据预先确定的标准自动确定向一个问题返回哪个答案。例如，关于好理解的支持向量机SVM’s，SVM’s经由一个学习或训练阶段在一个分类器构造器和特征选择模块内被配置。一个分类器是将一个输入属性向量x＝(x1，x2，x3，x4，xn)映射为该输入属于的类的置信度-即f(x)＝置信度(类)的功能。如图9a所示，可以包括人工智能(AI)部件950以促进推断和/或确定何时、何地、怎样改变资源的分配。该AI部件950可以包括多个适当的基于AI方案中的任何一个，如上所述与促进本发明主题的各方面有关。
[0051]此外，管理界面940可以用于从适当的位置例如数据源960、服务器970和/或代理服务器980提供数据。因此，管理界面940可以基于任务和请求者(例如，数据库910、HMI 920、PLC 930等等)的需求(需要)指向一个数据的源。数据库910可以是许多各种类型例如相关的、网络、平面文件或分等级的系统。典型地，这种数据库可以用于与各种企业资源计划(ERP)有关的应用软件相连接，该应用软件可以服务一个公司内许多不同商业相关的过程。例如，ERP应用软件可以与人力资源、预算、预测、购买等等有关。在这点上，特定的ERP应用软件可以要求数据具有与之相关的某些期望的属性。因此，本发明主题的一个方面，管理界面940可以从服务器970向数据库910提供数据，其中服务器970可以提供具有数据库910所期望属性的数据。
[0052]而且，HMI 920可以使用管理界面940以指向位于系统900范围内的数据。HMI 920可以被用于用图形显示一个过程、系统、工厂等的各方面，以提供该系统简单的和/或用户界面友好的视图。因此，指向一个系统的各种数据可以被显示为用图形表示的(例如，位图、JPEG、基于向量的图形、单元逻辑映象处理器(clip)技术等等)，具有期望的配色方案、动画和版面的表示方法。
[0053]HMI 920可以要求数据具有与数据有关的特定的可视化属性，以便于显示到那的这样的数据。例如，HMI 920可以为了具有相关的可视化属性的特定数据点而查询管理界面940。管理界面940可以确定代理服务器980包括具有期望的可视化属性的属性数据点。例如，该属性数据点可以具有特定的图形，该图形是引用的或者是与该数据一起发送的，以便这个图形在HMI环境内代替该数据值或者与该数据值一起出现。
[0054]该PLC 930可以是任意数目的模型，例如艾伦·布拉德利(AllenBradley)Logix、PLC5、SLC-500、MicoLogix以及类似的其他模型。该PLC930通常定义为一个专用装置，用于为一个过程和/或系统提供高速度、低层控制。PLC 930可以用梯形逻辑或一些形式的结构化的语言或者其他适当的语言编程。代表性地，PLC 930可以直接利用来自一个可以是传感器、编码器、测量传感器、开关、阀等的数据源(例如，过程数据源990或数据源960)的过程数据。所述数据源990或960可以向PLC中的寄存器提供数据，并且如果需要，这样的数据可以存储在PLC中。此外，数据可以被更新(例如，基于时钟周期)和/或输出到其他装置以进一步处理。
[0055]图9b示出了一个相关的示例性工业装配901，其可以包括：一个可编程逻辑控制器(PLC)911、一个计算机(PC)921、一个工业网络桥(network bridge)931以及两个带有与他们相关的多个I/O模块的工业网络适配器951和961。这些部件、模块可以通过两个工业自动化网络971和981连接起来。所述分配和AI部件可以布置在一个模块(例如，工业网络桥931)上，并且控制工业网络适配器951的另一模块(例如，工业网络适配器951的历史和流量分析器(TA))的数据收集部件。同样地，PC 921的分配和AI部件可以控制对多个单元，例如PLC911的数据收集部件以及例如工业网络适配器961的资源分配。必须明白的是，分配和AI部件不需要在一个相同的模块/部件内布置在一起。内部和外部数据流收集机构也不需要在一个相同的模块/部件内布置在一起。例如，一个模块(例如，具有历史但不是TA的模块)的内部数据流可以与另一个具有TA的模块的外部数据流相关联。
[0056]图10示出了用于执行本主题创新的各方面的示例性环境1010，其可以包括计算机1012，作为分配部件的一部分。计算机1012包括一个处理单元1014、一个系统存储器1016以及一个系统总线1018。该系统总线1018将系统部件，包括但不限于，所述系统存储器1016耦联到所述处理单元1014。所述处理单元1014可以是各种可利用的处理器中的任何一个。双微处理器和其他微处理器机构也可以作为处理单元1014使用。
[0057]系统总线1018可以是总线结构的几种类型的任何一种，包括存储总线或存储控制器、外围总线或外部总线、和/或使用可利用的总线结构中任一种的局部总线，其中可利用的总线结构包括但不限于9位总线、工业标准结构(ISA)、微通道结构(MSA)、扩展ISA(EISA)、智能驱动电子装置(IDE)、VESA局部总线(VLB)、外围部件互连(PCI)、通用串行总线(USB)、加速图形接口(AGP)、个人计算机存储卡国际协会总线(PCMCIA)、小型计算机系统接口(SCSI)或其他所有的总线。
[0058]系统存储器1016包括易失存储器1020和非易失存储器1022。基本输入输出系统，其中包括多个基本程序以便启动时在计算机1012内部的多个元件之间传输信息，被存储在非易失存储器1022中。例如，非易失存储器1022可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除ROM(EEPROM)、或闪存。易失存储器1020包括随机存取存储器(RAM)，其作为外部高速缓冲存储器。此外，RAM以多种形式使用，例如同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、高速SDRAM(ESDRAM)、同步链接DRAM(SLDRAM)、以及直接的存储器总线(Rambus)RAM(DRRAM)。
[0059]计算机1012还包括可移动的/不可移动的、易失/非易失计算机存储介质。图10示出了例如磁盘存储器1024。磁盘存储器1024包括但不限于类似磁盘驱动器、软磁盘机、磁带驱动器、Jaz驱动器、Zip驱动器(Zip drive)、LS-60驱动器、闪存卡、或记忆棒的装置。此外，磁盘存储器1024可以分离地包括存储介质或与其他存储介质结合，其中其他存储介质包括但不限于例如光盘ROM装置(CD-ROM)的光盘驱动器装置、可记录CD驱动器(CD-R Drive)、可重复写入CD驱动器(CD-RW Drive)或数字通用光盘ROM驱动器(DVD-ROM)。为了简化磁盘存储器1024与系统总线1018之间的连接，典型地使用例如接口1026的可移动的或不可移动的接口。
[0060]必须明白的是，图10描述了担当用户与基本的计算机资源(所述在适当的操作环境1010中)之间的媒介的软件。这种软件包括一个操作系统1028。操作系统1028，可以存储在磁盘存储器1024中，它控制并分配计算机系统1012的资源。系统应用软件1030经由程序模块1032和存储在系统存储器1016或磁盘存储器1024中的程序数据1034，通过操作系统1028利用资源的分配。必须明白的是，本文描述的各种部件可以使用各种操作系统或操作系统的组合。
[0061]用户通过一个或多个输入装置1036向计算机1012输入命令或信息。输入装置1036包括但不限于例如鼠标的定点设备、轨迹球(trackball)、铁笔(stylus)、触摸板、键盘、扩音器、操纵杆、游戏垫、圆盘式卫星电视天线、扫描仪、TV调谐卡、数码相机、数码摄像机、网络照相机等等。这些和其他输入装置经由一个或多个接口端口1038通过系统总线1018连接到处理单元1014。一个或多个接口端口1038包括例如，一个串行端口、一个并行端口、一个游戏端口、和一个通用总线(USB)。一个或多个输出装置1040使用一些与一个或多个输入装置1036相同类型的端口。这样，例如，一个USB端口可以用于向计算机1012提供输入，并且从计算机1012输出信息到输出装置1040。在其他的要求专门适配器的输出装置1040中，提供输出适配器1042以表明有一些输出装置1040，例如监视器、扬声器、打印机。为了举例而不是限制，输出适配器1042包括提供输出装置1040和系统总线1018之间连接的装置——显卡和声卡。需要注意的是，例如一个或多个远程计算机1044的其他装置和/或装置的系统具有输入和输出能力。
[0062]计算机1012可以在利用逻辑连接到一个或多个远程计算机例如远程计算机1044的网络环境下运行。一个或多个远程计算机1044可以是个人计算机、服务器、路由器、网络PC、工作站、基于微处理器的设备、对等装置(peerdevice)或其他共同网络节点等等，并且通常包括一些或所有上述与计算机1012相关的元件。为了简明起见，和一个或多个远程计算机1044一起仅示出了一个存储装置1046。远程计算机1044通过一个网络接口1048逻辑连接到计算机1012，并且然后经由通信连接器1050物理连接到计算机1012。网络接口1048包含通讯网络例如局域网(LAN)和广域网(WAN)。LAN技术包括光纤分布式数据接口(FDDI)、铜分布式数据接口(CDDI)、以太网/IEEE 802.3、令牌网/IEEE802.5等等。WAN技术包括但不限于点到点连接、例如综合服务数字网以及其变体的电路交换网、包交换网络、和数字用户线(DSL)。
[0063]通信连接器1050指用于将网络接口1048连接到总线1018的硬件/软件。虽然为了清楚，示出的通信连接器1050在计算机1012的内部，它也可以在计算机1012的外部。仅为了示意的目的，用于连接到总线1018的必要的硬件/软件包括内部和外部技术，例如，包括多个普通电话级调制解调器的多个调制解调器、多个电缆调制解调器以及DSL调制解调器、多个ISDN适配器以及多个以太网卡。
[0064]如本文所用的，术语“部件”、“系统”等等除了机电装置之外，也可以指与计算机有关的实体，可以是硬件、硬件和软件的组合、软件或在执行的软件。例如，一个部件可以是但不限于是一个在处理器上运行的程序、处理器、一个对象、一个可执行程序、一个线程、一个程序和/或一个计算机。通过示意，计算机上运行的应用软件和计算机都可以是一个部件。一个或多个部件可以属于一个进程和/或线程，并且一个部件可以位于一个计算机上和/或分布与两个或多个计算机之间。词“示例性的”在本文中用于表示作为一个例子、示例或例证。本文中描述为“示例性的”任何方面或设计没有必要解释为优选的或比其他的方面或设计有利。
[0065]图11也示出了一个示例性的环境，该环境可以使用根据本主题创新的不同方面收集数据的分配部件。每个功能模块1114都依靠一个允许模块1114从后连线板1116移除的可分离的接线盒1130附加到后连线板1116上，以便其可以被替换或维修而无需打乱其他模块1114。后连线板1116向模块1114提供到其他模块1114的电源和通信电路。通过后连线板1116与其他模块1114的本地通信通过连接器1130电气连接到后连线板1116的后连线板接口1132来完成。后连线板接口1132监控后连线板1116上的消息，以基于作为该消息一部分并指示消息目的地址的消息地址识别那些用于特定模块1114的消息。后连线板接口1132接收的消息传送到模块1114上的内部总线1134。
[0066]内部总线1134将后连线板接口1132与存储器1136、微处理器1128、前面板电路1138、I/O接口电路1139和通信网络接口电路1141连接起来。微处理器1128可以是一个综合目的的微处理器，提供用于存储器1136内包括的串行或并行执行指令，以及向并且从存储器1136和与内部总线1134相联系的其他装置读数据和写数据。微处理器1128包括提供微处理器1128的时序的时钟电路(未示出)，但也可以与改进的精度的外部时钟1143通信。这个时钟1143可以是晶体振荡器或包括无线链接到外部时间基准的其他时间基准。时钟1143的精确度可以作为一个品质因数记录在存储器1136中。面板电路1138包括例如现有技术中已知的状态指示灯以及例如用于将模块1114锁定在不工作状态的手动操作开关。
[0067]存储器1136可以包括可以由微处理器1128执行的控制程序或例行程序，以提供控制功能以及执行那些程序或例行程序所必需的变量和数据。至于I/O模块，存储器1136也可以包括一个I/O表格，维持通过I/O模块1120从工业控制器1110接收输入或向其传送输出的电流状态，其中I/O模块1120如本文所示例如位于I/O网络1122上。模块1114可以通过硬件配置技术和/或软件编程技术，用于完成本创新的各种方法。
[0068]要认识到，尽管已经以两个数据流之间的关系对不同方面进行了初步说明，但本发明并不局限于此，并且多重的数据流也落在本发明的范围之内。而且，尽管说明了一个内部的数据流和一个外部的数据流，应认识到，数据流可以包括多重内部、多重外部、内部与外部或者多重内部与外部数据流的任意组合。以上所说明的内容包括不同示例性的方面。当然，不可能为了说明这些方面的目的而说明多个部件或者方法的每一个可能的组合，但是本领域的一个普通技术人员都可以认识到，许多进一步的组合与置换是可能的。特别关于由上述多个部件(多个部件、装置、电路、系统等)所执行的不同功能，用于说明这些部件的术语(包括提及的“装置”)是旨在对应于(除非另外指明)执行所述部件(如，功能性的等效物)的所述功能的任何部件，即使在结构上不等同于所披露的结构，但它执行本发明在此所述的示例性的方面的功能。在这方面，还应认识到的是，本发明包括一种系统，以及一种计算机可读的介质，它具有多个计算机可执行的指令，用于执行本创新的不同方法的多个动作和/事件。而且，对于在详细说明或者权利要求中使用的术语“包括(includes)”的含义而言，这一术语是旨在与术语“包括(comprising)”类似的方式成为包含性的，正如当把“包括(comprising)”在权利要求中用作一个过渡性词时的解释。

Claims (10)

1.一种工业自动化系统，包括：
一个协调部件(225)，该协调部件使与该工业自动化系统(100，200，400，500)相关联的多重数据流(102，104，202，204，511，512)同步；以及
一个分配部件(110，230，965)，该分配部件基于在该多重数据流(102，104，202，204，511，512)中识别的模式来分配资源。
2.根据权利要求1所述的工业自动化系统，进一步包括一个反馈和监控部件，该反馈和监控部件监控资源并产生与这些资源相关的反馈信息。
3.根据权利要求1所述的工业自动化系统，进一步包括一个识别部件，该识别部件识别该多重数据流中的趋势。
4.根据权利要求1所述的工业自动化系统，进一步包括一个集中的数据收集，该数据收集存储来自所述多重数据流的一个统一的数据存储库。
5.根据权利要求1所述的工业自动化系统，该多重数据流包括一组多重内部数据流或多重外部数据流或它们的一个组合。
6.根据权利要求1所述的工业自动化系统，进一步包括具有一个嵌入式网络流量分析器(NTA)的一个网络。
7.根据权利要求1所述的工业自动化系统，进一步包括一个匹配部件，该匹配部件以一个工业过程的多个预先确定的触发事件或阶段的来预订多个模块或者工业区。
8.一种收集工业工厂内数据的方法，包括：
识别用于收集多重数据流(102，104，202，204，511，512)的一个过程；
维持多重内部数据(102，202)和外部数据(104，204)流之间的一种次序关系；以及
将用于该工业工厂的多种资源(131)汇集成一个资源池。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括在该工业工厂的多个单元之中分配该资源池。
10.一种工业系统，包括：
用于收集与一个工业过程(100，200，400，500)相关的多重数据流(102，104，202，204，511，512)的收集装置(911)；以及
用于在该工业系统(100，200，400，500)中分配资源的装置(110，230，965)。
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