CN101872442A - 工业能源需求管理和服务 - Google Patents

Abstract

本发明涉及利于工业能源需求管理和服务的系统和/或方法。需求管理和服务部件通过通信网络获得一或多个利用数据元素。利用数据元素是关于制造和/或工厂元素的可持续性、能耗和/或排放的离散数据的实例。需求管理和服务部件分析利用数据元素，并且根据所述分析生成一组用户接口，和/或提供一或多个优化以改进可持续性和/或能源利用。

Description

工业能源需求管理和服务

技术领域

本发明涉及工业控制和自动化，更具体地涉及用于工业能源需求服务和管理的系统和/或方法。

背景技术

制造商越来越关注节省能源和降低排放。不断增长的降低能源需求和温室气体排放的政府和政治压力迫使制造商探索用于降低能源需求和认为有害的排放的产生的各种新技术和可能性。另外，当前的经济形势使得能源节省成为制造业中降低成本和增加利润率的始终吸引人的选择。然而，许多当前方案致力于宏观能源和排放降低技术。

通常，可用解决方案从工厂基础设施有利的角度来解决能源和排放管理。例如，若干技术被调整(geared)用于子站、开关设备、排放监视等等。这些方案对照整个工厂的能源数据提供估计的生产相关信息以推断能源性能。另外，若干其它方案把能源和排放管理聚焦于建筑管理层面，例如数据中心、照明设备、冷却机、锅炉等等。这些方案先天上受其工厂基础设施或建筑管理层面焦点的限制。

当前解决方案通常低效或为若干制造场景提供较少的实际有用信息。例如，如果设备被感知为对其具体过程是整体的，则确定该设备有高能耗的过失是没有价值的。此外，持续用能效更高的设备来替换设备是成本昂贵并且低效的。因此，期望拥有高效和有用的管理工业能耗/排放的技术。

发明内容

下面提供了简化的概要，以便提供对公开实施例的某些方面的基本理解。该概要不是广泛的综述，并且该概要的目的不在于标识这些实施例的关键或重要要素，也不在于描述这些实施例的范围。其目的是以简化形式提供所描述的实施例的某些构思以作为后面提供的更详细描述的开端。

提供利于工业能源需求管理和服务的系统和方法。需求管理和服务部件通过通信网络获得一或多个利用数据元素。利用数据元素是关于制造和/或工厂元素的可持续性、能耗和/或排放的离散数据的实例。需求管理和服务部件分析利用数据元素，并且基于该分析产生一组用户接口和/或提供改进能源利用或降低能源需求的一或多个建议。

利用数据元素的分析包含确定逻辑关系、预报未来能源需求，或确定能源利用趋势。用户接口可以是例如曲线图、表、数据库等等的图形或文本显示，其利于用户解释数据元素和关系中包含的数据。由需求管理和服务部件产生的建议可以包含导致改进能源利用的过程优化、过程修改、过程调节、生产转移等等。接口和建议可以由远程用户通过多个通信协议访问。

本发明的一个实施例是一种能源需求管理和服务系统，包括：至少一个处理器，耦合到保存指令的存储器，所述指令用于：获得部件，其通过通信网络获得至少一个利用数据元素，其中利用数据元素是关于至少一个制造元素或工厂元素的可持续性、能耗或排放的至少之一的离散数据的实例；分析部件，其将利用数据元素用于预报可持续性、能耗或排放，确定可持续性、能耗或排放的至少一个趋势，或识别可持续性、能耗或排放的逻辑数据关系中的至少之一；和接口部件，用于显示利用数据元素、预报、趋势或关系中的至少之一的表示。

系统还可以包括优化部件，其根据利用数据元素、预报、趋势或逻辑数据关系中的至少之一生成用于改进可持续性、降低能源需求或降低排放的至少一个建议。

优化部件也可以自动地实现所述建议。

接口部件也可以生成至少一个接口以显示所述建议。

系统还可以包括检查部件，其进行下述操作的至少之一：查询满足一或多个准则的至少一个利用数据元素的源，或根据一或多个准则认证利用数据元素。

获得部件可以包含安全部件，其进行下述操作的至少之一：加密所述利用数据元素、解密所述利用数据元素或使用公开密钥基础设施。

系统还可以包括人工智能部件，其利于分析部件、优化部件或接口部件中的至少之一的自动化。

可以由第一管理员所维护的控制器或网络设备中的至少之一来初始生成所述利用数据元素。

能源需求管理和服务系统可以由除了第一管理员之外的人员维护。

通信网络可以包含因特网、企业内部互联网、控制和信息协议网络、无线网络、局域网、以太网、DH/DH+、远程I/O、现场总线、Modbus、Profibus或串行协议中的至少之一。

本发明的一个实施例是一种利于可持续性的方法，包括：利用处理器执行计算机可读存储介质上存储的计算机可执行指令以实现以下操作：获得与制造过程或工厂过程中的至少之一相关的至少一个离散数据元素，其中所述离散数据元素涉及可持续性、能耗或排放中的至少之一；分析所述数据元素，其中所述分析包含预测未来可持续性、能耗或排放，确定可持续性、能耗或排放的趋势，或识别可持续性、能耗或排放的数据元素之间的关系中的至少之一；至少部分地根据所述数据元素的分析来生成至少一个建议的优化；和开放至少一个接口，其显示所述数据元素、所述数据元素的分析或所建议的优化的图形或文本表示中的至少之一。

所建议的优化可以包含生产转移、过程修改、生产调节或生产计划修改中的至少之一。

所建议的优化可以被自动使用。

可以从控制器、网络设备或数据存储器中的至少之一获得所述离散数据元素。

方法还可以包括检查数据包、数据存储器、网络、控制器或网络设备以获得具有一或多个预定特性的至少一个离散数据元素。

方法还可以包括允许用户通过通信网络访问所述接口，以及向所述用户要求一组安全证书。

本发明的一个实施例是一种利于能源需求管理和服务的计算机实现的系统，包括：用于查询数据包、数据存储器、网络、控制器或网络设备中的至少之一以获得具有一或多个预定期望特性的至少一个利用数据元素的装置，其中所述利用数据元素是与一组制造元素或一组工厂元素中的至少之一相关的离散数据单元，并且包含关于可持续性、能耗或排放中的至少之一的信息；用于安全地获得所述利用数据元素的至少之一的装置；用于检查所得到的利用数据元素的装置，其中所述检查包含预报未来可持续性、未来能耗或未来排放，确定可持续性、能耗或排放的趋势，或确定可持续性、能耗或排放的关系中的至少之一；用于至少部分地根据所述数据元素的检查来确定至少一个建议的优化的装置；用于通过通信网络显示至少一个接口的装置，所述接口显示所述数据元素、所述数据元素的分析或所建议的优化中的至少之一的图形或文本表示中的至少之一；以及用于要求用户提供一或多个安全证书以通过通信网络访问所述接口的装置。

系统还可以包括用于通过将一组指令传送到控制器或网络设备中的至少之一来自动地实现所建议优化的装置。

所建议的优化可以包含转移生产、修改过程、调节生产或计划生产中的至少之一。

用于安全地获得的装置可以包含加密所述利用数据元素、解密所加密的利用数据元素或使用公开密钥基础设施中的至少之一。

为实现上述和相关目标，一或多个实施例包括此后完整描述并且在权利要求书中具体指出的特征。以下描述和附图详细提供了某些示例性方面，并且指示可以使用实施例的原理的若干不同方式。当结合附图来考虑时，根据下面的详细描述会理解其它优点和新颖特征，并且公开的实施例试图包含所有这些方面及其等同。

附图说明

图1是图解根据本发明一个方面的利于工业能源需求管理和服务的系统的示例性一般部件模块图。

图2是图解根据本发明一个方面的需求管理和服务部件的示例性一般部件模块图。

图3图解了根据本发明一个方面的利于能源需求管理和服务的示例性系统。

图4图解了根据本发明一个方面的优化部件的示例性模块图。

图5图解了根据本发明一个方面的工业需求管理和服务的示例性方法。

图6和7是根据本发明一个方面的示例性图形用户接口。

图8是图解根据本发明一个方面的示例性工业控制器的透视图，该工业控制器具有由通信链路连接的若干机柜中包含的多个功能模块。

图9是图解根据本发明一个方面的示例性单个功能模块的示意模块图，其具有到公共底板和通信链路的连接以与其它模块通信。

图10图解了使用利于使根据本发明的一或多个特征自动化的人工智能部件的系统。

图11是能够与本发明交互的样本计算环境的示意模块图。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明主题，在所有附图中类似附图标记用于表示类似元素。在下面的说明中，为了解释的目的，提供若干具体细节以便彻底地理解本发明主题。然而，可以明白，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明主题的实施例。在其它实例中，以模块图形式图解了众所周知的结构和设备，以利于描述实施例。

如本申请中所使用的，术语″部件″、″系统″、″对象″、″模型″、″策略″等等旨在表示计算机相关实体、任意硬件、硬件和软件的组合、软件、或执行中的软件。例如，部件可以是但不限于在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行程序、执行的线程、程序和/或计算机。作为说明，在服务器上运行的应用程序和服务器可以是部件。一或多个部件可以驻留在执行的进程和/或线程内，并且部件可以位于一个计算机上和/或分布在两个或更多计算机上。此外，这些部件可以从存储有各种数据结构的各种计算机可读介质执行。部件可以通过本地和/或远程过程进行通信，例如根据具有一或多个数据包的信号(例如，来自一个部件的数据，该部件与本地系统、分布式系统中的另一个部件交互，和/或通过例如因特网的网络经由该信号与其它系统交互)。

最初参考图1，根据本发明一个方面示出利于工业能源需求管理和服务的示例性系统100。系统100包含需求管理和服务部件102(例如，DMS部件)，其通过通信网络106接收、得到或获得一或多个利用数据元素104(例如，104a-104c)。网络106可以包含例如因特网、企业内部互联网的公共网络，和例如包含设备网络(DeviceNet)和控制网络(ControlNet)的控制和信息协议(CIP)网络的自动化网络。其它网络包含以太网、DH/DH+、远程I/O、Fieldbus、Profibus、无线网络、串行协议等等。

利用数据元素104是关于包含能耗的可持续性因素的数据的实例。术语″可持续性因素″旨在评估指定过程、产品或工厂元素的可选成本测量。例如，可持续性因素可以包含效用、能源、排放、原材料、废物、污水(例如流体废物)、其它卫生问题、安全、维护负担、部件或子部件寿命、公司责任、公平劳动和/或其它产品、副产品、可持续性的度量或感知等等。另外，能耗旨在表示由一组制造元素、一组工厂元素或其子集使用的资源。例如，制造元素可以包含制造过程、制造步骤、制造设备等等。类似地，一组工厂元素可以包含整个工厂、工厂的区域、工厂过程等等。资源可以包含但不限于水、空气、气体、电和水蒸汽(例如，WAGES)。额外地或可选地，资源的利用也可以适用于例如温室气体等等的排放的产生。

可编程逻辑控制器110可以初始地负责测量利用数据元素104，或获得针对利用数据元素104的测量。如这里所使用的，术语控制器或PLC可以包含在多个部件、系统或网络上共享的功能。例如，一或多个控制器110可以通过网络106与各种网络设备112通信和协作。这基本上可以包含任何类型的控制、通信模块、计算机、I/O设备、传感器、人工机器接口(HMI)，其通过网络通信，网络包含控制、自动化或公共网络。控制器110也可以与例如包含模拟、数字的输入/输出模块、编程/智能I/O模块、其它可编程控制器、通信模块、传感器、输出设备等等的各种其它设备通信和对其进行控制。额外或可选地，DMS部件102可以直接从一或多个网络设备112得到有关数据。

对于所表示的数据类型或各数据类型，利用数据元素104可以具有任何适当的粒度，并且利用数据元素104可以包含具有各种粒度的多个元素。例如，利用数据元素104可以表示一或多个上述元素的能耗的离散实例。额外或可选地，利用数据元素104可以表示一组(例如，批、堆等等)元素的能耗。此外，利用数据元素104可以具有一或多个相关标签108，其中标签108是符号、元数据等等。例如，利用数据元素104a可以具有第一相关标签108a，第一相关标签108a传达与元素有关的一或多个状态，其中状态可以包含但不限于时间、质量、生产速度/生产率等等。另外，利用数据元素可以具有第二标签108b，第二标签108b标识数据所适用的元素或元素组。例如，标签108b可以包含设备标识符、过程标识符、传感器标识符、位置标识符等等。

在得到利用数据元素104之前，DMS部件102可以查询或检查数据元素104的源。例如，数据元素104可以被保持在数据存储器114中，其中DMS部件102可以至少部分地基于标签108检查和/或认证数据元素104。例如，可以通过数据元素104在具体存储器上的存在，或在一或多个标签108中包含的信息上的存在来认证数据元素104。另外，DMS部件102可以确定一或多个数据元素104以进行获得。例如，可能期望在分别的时间获得关于一个过程的不同方面的各组数据元素。因此，DMS部件102可以基于标签108确定涉及所期望方面的数据元素104，并且只获得当前期望的数据元素。额外或可选地，DMS部件102可以不断地或周期性地得到数据元素104，其中DMS部件102基于指示测量或获取的时间的标签108来确定最近数据元素104。

此外，DMS部件102可以分析数据元素104并且基于分析来构造一或多个确定。例如，DMS部件102可以基于数据元素104预报能耗、确定能耗趋势，或确定相关制造或工厂元素(上文所讨论的)的数据关系。另外，DMS部件102可以基于数据元素104产生一或多个显示。例如，DMS部件102可以产生例如表、曲线图、数据库等等、，图解所确定的预报、趋势和/或关系的图形或文本显示。另外，DMS部件102可以基于趋势的分析、能耗的预报或所确定的数据关系，产生建议以降低或改进能源需求。建议可以包含过程优化、过程修改、过程调节、生产转移等等。显示和建议可以由用户通过(下文所讨论的)网络106访问。应当理解，这些只是少数例子；并且本领域的技术人员在不偏离本发明的范围和实质的情况下能够容易地认识到等效的例子。

现在参照图2，根据本发明的一个方面示出示例性需求管理和服务部件102。DMS部件102包含检查部件202、获得部件204、分析部件206、优化部件208和接口部件210。如上文所述，DMS部件102通过通信网络(参见图1)获得一或多个利用数据元素，并且利于改进和/或降低可持续性和能源使用/需求。

检查部件202可以向例如数据存储器的远程位置查询一或多个期望的利用数据元素。例如，如果利用数据元素(例如，数据元素)被保持在数据存储器中，则检查部件202可以向数据存储器查询、搜索或询问满足一或多个准则的数据元素。准则可以包含但不限于与所期望的制造或工厂元素(参见图1)、测量的所期望时间等等的关联。检查部件202可以至少部分地基于与各数据元素相关的一或多个标签(例如，元数据、符号等等)，确定是否期望这些数据元素。例如，第一数据元素可以具有能够描述数据元素的任何特性的一或多个相关标签。标签也可以是用户或系统定义的符号，以便利于数据管理。

额外或可选地，数据元素可以被提供、发送或传输到DMS部件102。在这个例子中，检查部件202可以检查包含一或多个数据元素的所接收数据包，并且确保数据元素是真实可信的，和/或是针对DMS部件102的。例如，控制器(参见图1)可以将包含多个数据元素的数据包全局地广播到在通信网络上工作的多个设备。检查部件202基于数据包的一或多个特性(例如，发送方、元数据等等)，确定数据包是真实可信的，并且确定数据包中包含的一或多个数据元素是针对DMS部件102的。

获得部件204传送(例如，下载、接收等等)所期望的数据元素到DMS部件102。例如，检查部件202可以确定数据存储器中的多个数据元素被期望，并且获得部件204可以通过先前提及的通信网络从数据存储器得到数据元素。应当理解，数据元素可以通过例如互联网的全球通信基础设施在不同经营者之间传输，或可以通过驻留于通常拥有或控制的网络(例如，局域网)的域来传输。例如，制造工厂可以包含多个数据存储器、控制器、网络设备等等，其中DMS部件102是通过因特网从设备得到数据元素的第三方工具。作为可选的例子，DMS部件102可以驻留在局域网上，其中数据元素通过局域网上通常控制的域从设备传送到DMS部件。

获得部件204包含安全部件212，其负责通过通信网络安全地发送和/或接收数据元素。数据元素可以包含被认为是专有、受限或机密的信息，其中安全部件212可以实现一或多个措施以保持所述信息的安全性。例如，安全部件212可以将公开密钥基础设施用于源设备(例如，控制器、数据存储器、网络设备等等)。额外或可选地，安全部件212可以在通过通信网络传输数据元素之前加密它们，或可以解密由DMS部件102接收的加密数据元素。应当理解，这些只是一些例子，并且实际上可以在本发明的范围和实质内应用保护所传输数据的任何技术。

此外，分析部件206可以检查、评估或分析数据元素。例如，分析部件206分析数据元素，并且基于分析来确定数据元素和/或其它因素之间的逻辑关系。例如，分析部件206可以分析关于加热元件的离散能耗的一组数据元素，并且可以将元件的能耗与多个因素，例如时间、温度、过程因素(例如，速率、质量等等)等等相关。另外，分析部件206包含趋势部件214和预报部件216。趋势部件214至少部分地基于所分析的数据元素的汇集，确定涉及数据元素或其子集的趋势。返回到前一例子，趋势部件214可以参考一或多个所确定的逻辑关系确定加热元件的能耗的模式。预报部件216基于所汇集的经分析的数据元素，确定、预测或预报包含能耗的可持续性因素。例如，预报部件216可以基于涉及所述加热元件的所分析数据和一或多个逻辑关系，针对所期望的间隔，预测加热元件的能耗。

优化部件208可以根据由分析部件206确定的逻辑数据关系、趋势或预报，修改过程或建议过程修改(例如，优化)以改进可持续性、能源需求和/或排放产生。优化可以包含但不限于生产转移、过程修改、生产调节、过程/生产计划等等。例如，DMS部件102可以从第一和第二位置得到数据元素，并且根据来自各位置的数据元素的分析，优化部件可以确定把过程的执行从第一位置转移到第二位置(例如，生产转移)会更加有效(例如，根据成本、能源使用、排放生成等等)，或确定在第一位置执行过程的时间，等等。

此外，接口部件210开放一或多个接口，这些接口提供数据元素、分析、预报、趋势或优化的图形或文本表示，其利于用户理解和解释其中包含的信息。另外，接口部件210可以接收各种输入；这些输入可以包含例如来自鼠标选择、键盘选择、语音等等的显式用户输入(例如，配置选择，提问/回答)。接口部件210允许用户与检查部件202、获得部件204、分析部件206或优化部件208中的至少之一交互。可以通过例如一系列图形用户接口(GUI)的多个装置来使能用户交互。例如，接口部件210可以开放一或多个接口，其允许对分析、趋势、预报或优化的修改。

接口部件210可以以包含但不限于图表、曲线图、电子数据表格、表等等的最适当的方式安排、系统化或组织信息。另外，接口部件210允许用户通过通信网络访问接口。例如，可以由DMS部件102通过因特网从第一位置获得一组数据元素，并且接口部件210可以通过因特网在第一位置处向用户提供一或多个接口。接口部件210也可以包含预订部件218，其管理对接口部件210提供的接口的访问。例如，预订部件218可以维护用户必须提供的安全证书(例如，用户名、口令、安全密钥等等)，以便访问接口。另外，预订部件218可以管理支付或需要用户提供的其它授权以便获得访问接口所需的证书。例如，可以以规则间隔要求用户提交产品密钥和/或货币支付以获得对接口的访问。

图3图解了根据本发明一个方面的利于能源需求管理和服务的示例性系统。系统300包含需求管理和服务部件102，其通过通信网络(参见图1)获得一或多个利用数据元素，并且利于改进和/或降低可持续性和能源使用/需求。如先前所述，DMS部件102包含检查部件202，其可以向源查询所期望的数据元素，或认证所接收的数据元素。DMS部件102还包含获得部件204，其通过通信网络获得一或多个数据元素，并且在通过通信网络传输期间负责保护数据元素。分析部件206分析数据元素，并且优化部件208根据分析优化过程或提供优化建议。此外，接口部件210被包含在DMS部件102中，其开放一或多个接口并且利于用户与DMS部件和其子部件交互。

系统300可以额外地包括存储器302，存储器302在操作中耦合到DMS部件102，并且存储涉及数据元素、安全、分析、接口、预订服务的数据元素或信息，和涉及利于需求管理和服务的任何其它适当信息。处理器304可以在操作中被耦合到DMS部件102(和/或存储器302)，以利于存储和/或通信内容等等。应当理解，处理器304可以是专用于获得数据元素、分析和/或生成接口的处理器，控制系统300的一或多个部件的处理器，和/或得到和分析数据元素、生成接口和控制系统300的一或多个部件的处理器。

图4是根据本发明一个方面的优化部件208的示例性模块图。如上所述，优化部件208可以根据所确定的逻辑数据关系、趋势或预报，修改过程或建议过程修改(例如，优化)，其中修改导致改进可持续性、能源需求和/或排放的产生。优化部件208可以至少部分地根据所分析的数据元素生成N个所建议或实现的优化，其中N是整数。例如，优化部件208可以确定第一优化402，从而建议根据一组因素，将过程或生产从第一位置转移到第二位置(例如，生产转移)是有好处的。因素可以包含指定过程在第二位置的效率，或与第一位置相比，在第二位置处的能源的价格。另外，优化部件208可以生成第二优化404，其中第二优化404具体提供会有效改进指定过程的可持续性的一组过程修改。此外，优化部件208可以确定导致调节生产以降低指定过程的能耗的第三优化406。例如，生产调节可以包含根据例如能耗阈值、排放限额等等的一组因素降低和增加生产。类似地，优化部件208可以确定第N个优化408，其中第N个优化可以实际包含由数据元素确定的任何优化，以及对其进行的分析以实现改进可持续性、降低或改进能耗或降低排放中的至少之一。应当理解，这些只是一些例子，并且在本发明的范围和实质内可以想到多个附加或可选的例子。

从上文描述的示例性系统的角度，参照图5的流程图，会更好地理解根据所公开的主题实现的方法。虽然为了说明的简单将这些方法示出和描述为一系列模块，然而根据这里描绘和描述的内容应该明白和理解，要求保护的主题不受模块顺序的限制，某些模块可以以不同顺序执行，和/或与其它模块并行执行。此外，可能不需要所有图解的模块来实现此后描述的方法。

参照图5，根据本发明一个方面示出工业需求管理和服务的示例性方法。在502处，可以认证一或多个数据元素。例如，可以向源查询所期望的数据元素，并且可以根据源中数据元素的存在，或数据元素的一或多个特性来认证数据元素。额外或可选地，可以在数据包中接收一或多个数据元素，并且可以根据数据包的一或多个特性认证数据元素。如果数据元素不能被认证(例如，502处的“否”)，则未获得它们并且方法返回到起始。

如果数据元素被认证(例如，在502处为“是”)，则在504处接收、获得或得到一或多个所期望的数据元素。如上所述，数据元素可以通过例如互联网的全球通信基础设施在不同运营者之间传输，或可以通过驻留于通常拥有或控制的网络(例如，局域网)的域来传输。例如，制造工厂可以包含多个数据存储器、控制器、网络设备等等，其中由第三方通过因特网获得数据元素。作为可选的例子，数据元素可以驻留在局域网上，其中通过局域网上通常控制的域从设备传送数据元素。

数据元素可以包含被认为专有、受限或机密的信息，并且可以实现一或多个安全措施以保护数据元素。例如，公开密钥基础设施可以被用来保护数据元素的保密性。应当理解，这只是用于使说明简洁和清楚的一个例子；实际上可以在本发明的范围和实质内提供保护所发送的数据的任何方法。

在506处，检查、评估或分析数据元素。例如，可以在数据元素间，或数据元素和其它因素之间确定一组逻辑关系。另外，分析数据元素可以包含根据所汇集、分析的数据元素或其子集，确定涉及数据元素或其子集的趋势。此外，分析数据元素可以包含根据所汇集、分析的数据元素或其子集，预报可持续性、能耗或排放。

在508处，至少部分地根据所分析的数据元素，生成和/或提出一或多个优化。通常，可以根据在506处确定的逻辑数据关系、趋势或预报，将优化调整为改进可持续性、降低或改进能源需求和/或改进排放产生。优化可以包含但不限于生产转移、过程修改、生产调节、过程/生产计划等等。

在510处，一或多个接口被开放，这些接口提供数据元素、分析、预报、趋势或优化的图形或文本表示，其利于用户理解和解释其中包含的信息。可以通过各种输入实现与这些接口的交互，各种输入包含例如来自鼠标选择、键盘选择、语音等等的显式用户输入(例如，配置选择，提问/回答)。可以通过例如一系列图形用户接口(GUI)的多个装置使能用户交互。接口可以以包含但不限于图表、曲线图、电子数据表格、表等等的任何适当的方式来安排、系统化或组织信息。另外，可以通过(上文所讨论的)通信网络访问接口。可以通过用户必须提供以访问接口的安全证书(例如，用户名、口令、安全密钥等等)来限制对接口的访问。另外，可以要求用户提交产品密钥、货币支付等等以获得对接口的访问。

图6和7是根据本发明一个方面的示例性图形用户接口。如先前所述，可以开放一或多个接口，这些接口利于用户理解和解释数据元素、分析、预报、趋势或优化中包含的信息。可以通过各种输入实现与这些接口的交互，各种输入包含例如来自鼠标选择、键盘选择、语音等等的显式用户输入(例如，配置选择，提问/回答)。

图6是图解在月历上画出的真实能量需求的确定趋势的示例性接口。在这个例子中，接口允许用户快速地和方便地理解所确定的趋势和相关逻辑关系(例如，日期、日子等等)。另外，接口600包含多个输入(例如，下拉式菜单，选择按钮等等)，其允许用户与数据的不同表示进行交互以及对其进行选择和操作。类似地，图7是图解在周历上画出的真实能量需求的所确定趋势的示例性界面。

参考图8，适用于本发明的分布式工业控制系统10提供第一和第二机柜12A和12B，其分别容纳由沿机柜12A和12B的后端延伸的底板16A和16B电气连接的若干功能模块14。每个模块14可以单独地从机柜12A或12B移除，从而如下所述，将它与其相应底板16断开以进行维修或替换，并且允许定制分布式系统10的配置。

机柜12A内的模块14可以包含例如电源模块18、处理器模块26、两个通信模块24A和24B和两个I/O模块20。电源模块18接收外部电源(未示出)，并且通过底板16A上的导线将校准电压提供给其它模块14。

I/O模块20通过在其前面板上的端子处连接到I/O模块20的电缆22，提供来自外部设备的输入和到外部设备的输出之间的接口(未示出)。I/O模块20将电缆22上的输入信号转换成用于在底板16A上传送的数字字。I/O模块20还将来自底板16A的其它数字字转换成用于控制设备的必要信号电平。

通信模块24A和24B提供底板16A和两个外部高速通信网络27A和27B中的一个之间的相似接口。高速通信网络27A和27B可以连接其它模块14或连接具有I/O模块20的远程机柜等等。在所图解的例子中，高速通信网络27A通过通信模块24A连接底板16A，而高速通信网络27B将通信模块24B与机柜12B中的通信模块24C和24D连接。

处理器模块26根据所存储的程序，处理通过通信模块24A和24B和I/O模块20提供的信息，并且根据所存储的程序和所接收的输入信息，将输出信息提供给通信模块24和I/O模块20。

也参考图9，每个功能模块14通过可分离的电连接器30连接到底板16，其中电连接器30允许从底板16移除模块14以便进行替换或维修而无需干扰其它模块14。底板16给模块14提供电源和到其它模块14的通信信道。

通过经由连接器30电连接底板16的底板接口32实现经由底板16与其它模块14的本地通信。底板接口32监视底板16上的消息，以根据属于消息一部分并且指示消息的目的地的消息地址，识别针对具体模块14的那些消息。由底板接口32接收的消息被传送到模块14中的内部总线34。

内部总线34与存储器36、微处理器28、前面板电路38、I/O接口电路39(如果模块是I/O模块20)和通信网络接口电路41(如果模块是通信模块24)一起加入底板接口32。微处理器28可以是通用微处理器，其用于顺序执行存储器36中包含的指令，并且针对存储器36和与内部总线34相关的其它设备读、写数据。

微处理器28包含内部时钟电路(未示出)，其提供微处理器28的定时，还可以与具有改进精度的外部精确时钟43通信。这个时钟43可以是晶体控制振荡器，或包含到NBS时间标准的无线电链接的其它时间标准。时钟43的精度被作为质量系数记录在存储器36中。面板电路38包含例如本领域众所周知的状态指示灯，和例如将模块14锁定在关闭状态的可人工操作的开关。

存储器36保存由微处理器28执行以提供将被描述的功能的程序，以及保存执行那些程序所需的变量和数据。对于I/O模块20，存储器36还包含I/O表，其保存通过I/O模块20从工业控制器10接收和发送到工业控制10的输入和输出的当前状态。

图10图解了使用人工智能(AI)部件1002的系统1000，所述人工智能(AI)部件1002利于自动化根据本发明的一或多个特征。本发明的实施例(例如，结合推断)可以使用各种基于AI的方案来完成其各个方面。例如，可以通过自动分类器系统和过程来利于分析数据元素或生成优化的过程。

如这里所使用的，术语″推断″通常指从通过事件和/或数据获取的一组观察中推理或推断系统、环境和/或用户的状态的过程。推断可以被用来识别特定上下文或动作，或可以生成状态的概率分布。例如，推断可以是概率性的，即，根据数据和事件的考虑，计算有关状态的概率分布。推断也可以是用于由一组事件和/或数据组成更高级事件的技术。这种推断导致根据一组所观测的事件和/或所存储的事件数据，事件在时间紧密接近方面是否相关，和事件和数据是否来自一个或若干事件和数据源来构造新事件或动作。此外，推断可以基于逻辑模型或规则，从而部件或数据之间的关系由数据的分析和从中提取的结论来确定。例如，通过观察一个用户在网络上与其它用户的子集交互，与从未或很少交互的多个其它用户相反，可以确定或推断这个子集的用户属于该一个用户所期望的有关社会网络。

可以使用有向和非有向模型分类方案，其包含例如naive Bayes、Bayesian网络、决策树、神经网络、模糊逻辑模型和提供独立的不同模式的概率性分类模型。这里使用的分类还包含统计回归，其被用来开发优先模型。

从本说明书容易理解，本发明可以使用分类器，即显式地训练的(例如，通过一般训练数据)和隐式训练的(例如，通过观察用户特性，接收非本征信息)。因而，分类器可以用于自动地学习和执行若干功能，包含但不限于根据预定准则确定何时更新或细化先前推断的模式，根据所处理的数据类型使推断算法的准则更严格(例如，财务对非财务，个人对非个人)，并且在一天中的什么时刻实现更严格的准则控制(例如，在系统性能较少受冲击的晚上)。

现在参照图11，根据本发明图解了示例性计算环境1100的示意模块图。系统1100包含一或多个客户1102。客户1102可以是硬件和/或软件(例如，线程、进程、计算设备)。例如，通过使用本发明，客户1102可以保存有cookie和/或相关上下文信息。

系统1100也包含一或多个服务器1104。服务器1104也可以是硬件和/或软件(例如，线程、进程、计算设备)。例如，通过使用本发明，服务器1104可以容纳线程以执行转换。在客户1102和服务器1104之间的一个可能通信可以具有数据包的形式，该数据包适于在两个或更多计算机进程之间传送。例如，数据包可以包含cookie和/或相关上下文信息。系统1100包含通信框架106(例如，例如因特网的全球通信网)，其可以被用来利于客户1102和服务器1104之间的通信。

可以通过有线(包含光纤)和/或无线技术利于通信。客户1102在操作中被耦合到一或多个客户数据存储器1108，该客户数据存储器可以被用来存储客户1102本地的信息(例如，cookie和/或相关上下文信息)。类似地，服务器1104在操作中被耦合到可以被用来存储服务器1104本地的信息的一或多个服务器数据存储器1110。

上面描述的内容包含本发明的例子。当然，不可能为了描述本发明而描述每个部件或方法的可能组合，但是本领域的普通技术人员可以认识到，可以有本发明的许多其它组合和排列。因此，本发明旨在包含处于所附权利要求书的实质和范围内的所有这种变更、修改和变化。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语″包含″来说，与″包括″在权利要求书中用作转折词时的解释类似，这个术语旨在以类似于术语″包括″的方式表示包含。

Claims (10)

1.一种能源需求管理和服务系统，包括：

至少一个处理器，耦合到保存指令的存储器，所述指令用于：

获得部件，其通过通信网络获得至少一个利用数据元素，其中利用数据元素是关于至少一个制造元素或工厂元素的可持续性、能耗或排放的至少之一的离散数据的实例；

分析部件，其将利用数据元素用于预报可持续性、能耗或排放，确定可持续性、能耗或排放的至少一个趋势，或识别可持续性、能耗或排放的逻辑数据关系中的至少之一；和

接口部件，用于显示利用数据元素、预报、趋势或关系中的至少之一的表示。

2.如权利要求1所述的系统，还包括优化部件，其根据利用数据元素、预报、趋势或逻辑数据关系中的至少之一生成用于改进可持续性、降低能源需求或降低排放的至少一个建议。

3.如权利要求1所述的系统，还包括检查部件，其进行下述操作的至少之一：查询满足一或多个准则的至少一个利用数据元素的源，或根据一或多个准则认证利用数据元素。

4.如权利要求1所述的系统，其中所述获得部件包含安全部件，其进行下述操作的至少之一：加密所述利用数据元素、解密所述利用数据元素或使用公开密钥基础设施。

5.如权利要求1所述的系统，还包括人工智能部件，其利于分析部件、优化部件或接口部件中的至少之一的自动化。

6.一种利于可持续性的方法，包括：

利用处理器执行计算机可读存储介质上存储的计算机可执行指令以实现以下操作：

获得与制造过程或工厂过程中的至少之一相关的至少一个离散数据元素，其中所述离散数据元素涉及可持续性、能耗或排放中的至少之一；

分析所述数据元素，其中所述分析包含预测未来可持续性、能耗或排放，确定可持续性、能耗或排放的趋势，或识别可持续性、能耗或排放的数据元素之间的关系中的至少之一；

至少部分地根据所述数据元素的分析来生成至少一个建议的优化；和

开放至少一个接口，其显示所述数据元素、所述数据元素的分析或所建议的优化的图形或文本表示中的至少之一。

7.如权利要求6所述的方法，其中所建议的优化包含生产转移、过程修改、生产调节或生产计划修改中的至少之一。

8.如权利要求6所述的方法，还包括允许用户通过通信网络访问所述接口，以及向所述用户要求一组安全证书。

9.一种利于能源需求管理和服务的计算机实现的系统，包括：

用于查询数据包、数据存储器、网络、控制器或网络设备中的至少之一以获得具有一或多个预定期望特性的至少一个利用数据元素的装置，其中所述利用数据元素是与一组制造元素或一组工厂元素中的至少之一相关的离散数据单元，并且包含关于可持续性、能耗或排放中的至少之一的信息；

用于安全地获得所述利用数据元素的至少之一的装置；

用于检查所得到的利用数据元素的装置，其中所述检查包含预报未来可持续性、未来能耗或未来排放，确定可持续性、能耗或排放的趋势，或确定可持续性、能耗或排放的关系中的至少之一；

用于至少部分地根据所述数据元素的检查来确定至少一个建议的优化的装置；

用于通过通信网络显示至少一个接口的装置，所述接口显示所述数据元素、所述数据元素的分析或所建议的优化中的至少之一的图形或文本表示中的至少之一；以及

用于要求用户提供一或多个安全证书以通过通信网络访问所述接口的装置。

10.如权利要求9所述的系统，其中用于安全地获得的装置包含加密所述利用数据元素、解密所加密的利用数据元素或使用公开密钥基础设施中的至少之一。

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