CN102768511A - 一种流程行业故障事件的原因搜索方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明一种流程行业故障事件的原因搜索方法和系统，根据预先设定的故障事件及其故障事件之间的逻辑和/或时序关系自动搜索、查找导致故障发生的根本原因，并及时呈现给监控人员，从而更加有效地指导生产。

Description

一种流程行业故障事件的原因搜索方法和系统

技术领域

本发明涉及在流程行业产品生产过程中，一种对故障事件发生根源的搜索方法和系统。

背景技术

流程行业主要通过对原材料进行混合、分离、粉碎、加热等物理或化学方法操作，使原材料增值。它包括化工、造纸、钢铁、食品、制药等行业，最终产品类型有固体、液体、气体以及各种形式的能量，通常以批量或连续的方式进行生产。

流程行业产品生产过程具有如下特点：

1)产品生产过程按工艺可划分为不同的工序；

2)各工序内存在相应的故障事件，如物料成分指标不合格、重要工艺参数异常、重要设备运行故障、生产操作不符合要求等，这些故障事件不仅对本工序内的生产产生影响，还会导致后工序内故障事件的发生，以致引起最终产品的质量出现问题。

3)产品生产过程中所发生的故障事件除了在逻辑上存在某种对应关系，同时在时序上也存在着联系。

目前，流程行业查找故障事件发生根源的方法通常采用人工方式进行，当某个故障事件发生后，维护人员或工艺人员需要查阅包括物料方面、工艺条件方面、生产操作方面等大量的生产过程数据才能查找到引起故障发生的根本原因，这个过程往往既耗时，又费力，同时对维护人员或工艺人员的专业知识要求也很高，既要熟悉产品生产的工艺，又要有非常丰富的现场生产操作经验。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对故障事件发生根源的搜索方法和系统，通过预先设定的故障事件与发生原因的逻辑和/或时序关系，当执行故障事件原因搜索机制的触发条件满足，系统自动搜索查找到引起故障发生的根本原因，并及时呈现给监控人员，从而更加有效地指挥生产。

一种流程行业故障事件原因搜索系统，可以包括：系统数据平台，实时数据库，历史数据库，数据处理服务器，网络服务器，客户端；

所述系统数据平台可以通过通信网络与现场的生产过程控制系统相连，用于采集和管理生产过程数据；

所述实时数据库与所述系统数据平台相连，存储并监视所述系统数据平台自动采集的所述生产过程数据；并将临时保存的生产过程数据按照设定时间进行归档成历史数据后，传输到历史数据库进行存储，或也可以由所述系统数据平台按照设定时间，将实时数据库临时保存的生产过程数据传输到历史数据库进行存储；

所述历史数据库用于存储和管理所述实时数据库和/或所述系统数据平台发来的历史数据；

所述数据处理服务器与所述实时数据库和所述历史数据库相连，可以包括存储单元、执行单元和通讯单元，所述存储单元用于存储各种配置文件、故障事件之间的逻辑和/或时序关系、故障事件原因搜索机制、生产工艺流程数据的标准值、以及判断发生故障事件的触发条件，所述配置文件包括各种故障事件的配置文件；所述故障事件是生产过程中各种可能存在的各种故障事件；所述执行单元与所述存储单元和所述通讯单元连接，将由通讯单元取得的历史数据库和/或实时数据库中的生产过程数据和/或网络服务器的输入数据根据所述触发条件判断是否发生故障事件，当所述数据满足触发条件时，系统认为发生了该触发条件对应的故障事件，从而执行相应的故障事件原因搜索机制；所述故障事件原因搜索机制是指在所述触发条件满足时，系统根据故障事件之间的逻辑和/或时序关系自动搜索、查找到存储单元中与所述故障事件相关联的故障事件，并将执行结果通过通讯单元发送到与其相连的网络服务器；

所述网络服务器可以与所述数据处理服务器和所述客户端相连。

进一步地，所述故障事件可以分为顶层事件和其下的至少一层其它的故障事件，根据故障事件的层次在各种故障事件之间建立故障关系；所述顶层事件是人为指定的故障事件，所述触发条件是指生产过程数据触发所述顶层事件的条件，所述故障关系是指顶层事件与导致其发生的各层故障事件之间的逻辑和/或时序关系；当满足所述顶层事件的所述触发条件时，执行相应的故障事件原因搜索机制；执行故障事件原因搜索机制是指当满足顶层事件的触发条件时，根据故障关系逐个检验故障关系有关的故障事件是否发生，并记录执行结果。

进一步地，所述配置文件还可以包括：故障关系配置文件、顶层事件配置文件；所述故障事件包括物料成分指标不合格、重要工艺参数异常、重要设备运行故障、生产操作不符合要求；所述生产过程数据标准值包括生产过程物料成分标准值，重要工艺参数标准值，重要设备正常运行涉及的判断参数的标准值，生产操作进行规范操作的标准值。

进一步地，每个顶层事件配置文件可以对应一个故障关系配置文件，每个故障关系配置文件可以对应至少一个故障事件配置文件，故障事件配置文件可以关联实时数据库和/或历史数据库中相应的生产过程数据；执行故障事件原因搜索机制可以是指当发生顶层事件配置文件配置的故障事件时，根据故障关系配置文件关联相关的故障事件配置文件，逐个检验故障事件配置文件中的故障事件是否发生，并记录执行结果。

进一步地，在发生故障事件的情况下，相关的顶层事件配置文件、故障关系配置文件和/或故障事件配置文件向本地和/或网络服务器和/或客户端发送并存储所述故障事件的相关信息。

进一步地，所述系统数据平台、所述实时数据库、所述历史数据库、所述数据处理服务器、所述客户端、所述网络服务器中的任意两个或多个可以在同一台计算机上。

进一步地，所述的流程行业故障事件原因搜索系统，还可以包括人机界面，所述客户端根据用户级别及职务对用户分配权限，所述人机界面向用户显示由用户权限限定的信息。

一种流程行业故障事件原因搜索方法，包括以下步骤：

1)基于工艺和先验知识，预设生产过程中可能存在的各种故障事件并形成故障事件配置文件，预设判定发生各故障事件的触发条件；确定故障事件之间的逻辑和/或时序关系，预设故障事件原因搜索机制；确定生产工艺流程数据的标准值；

2)获取产品生产工艺流程中的生产过程数据，所述生产过程数据包括现场的实时数据、定期采集或录入的批量数据和/或ERP和/或MES结果记录数据；

3)判断生产过程数据是否满足故障事件的触发条件，在满足所述触发条件时执行相应的故障事件原因搜索机制，根据故障事件之间的逻辑和/或时序关系自动搜索、查找与所述故障事件相关联的所有故障事件，并将执行结果显示。

进一步地，在第1)步，还可以配置顶层事件和故障关系；所述顶层事件是人为指定的故障事件，所述触发条件是指生产过程数据触发所述顶层事件的条件，所述故障关系是指顶层事件与导致其发生的各层故障事件之间的逻辑和/或时序关系；在第3)步，还可以包括：所述执行相应的故障事件原因搜索机制是指：判断是否满足所述顶层事件的触发条件，当满足所述触发条件时，逐个检验故障关系对应的故障事件是否发生，并记录执行结果。

进一步地，在第1)步中，还可以包括：每个顶层事件对应建立一个顶层事件配置文件；建立顶层事件与导致其发生的各层故障事件之间的逻辑和/或时序关系，形成故障关系配置文件；每个顶层事件配置文件对应一个故障关系配置文件，每个故障关系配置文件对应至少一个故障事件配置文件，故障事件配置文件关联实时数据库和/或历史数据库中相应的生产过程数据；所述故障事件包括物料成分指标不合格、重要工艺参数异常、重要设备运行故障、生产操作不符合要求；所述生产过程数据标准值包括生产过程物料成分标准值，重要工艺参数标准值，重要设备正常运行涉及的判断参数的标准值，生产操作进行规范操作的标准值；所述第3)步中，所述执行相应的故障事件原因搜索机制可以指：当顶层事件配置文件配置的故障事件发生时，根据故障关系配置文件关联相关的故障事件配置文件，逐个检验故障事件配置文件中的故障事件是否发生，并记录执行结果。

进一步地，第3)步具体还可以包括如下各步：

3a)在生产过程中，根据生产过程数据，实时检测所述顶层事件配置文件配置的故障事件是否发生；

3b)当检测到所述顶层事件配置文件配置的故障事件发生，触发执行所述故障事件原因搜索机制；

3c)故障事件原因搜索机制向故障关系配置文件指定的故障事件配置文件发送消息；相应的故障事件配置文件接收到顶层事件或上层故障事件发送的消息后，根据故障关系配置文件配置的“时间偏差”属性，自动计算更新该层故障事件的“搜索起始日期”，然后获取历史数据库中从“搜索起始日期”开始的指定数据长度的表征该故障事件的相关生产过程数据，执行故障识别单元以检验是否发生所述故障事件，并记录于故障状态位；

3d)逐个判断顶层事件的故障关系中第一层配置的故障事件是否发生故障；若均未发生故障，结束搜索；若配置的故障事件发生故障，则判断发生故障的故障事件类型，若发生的故障事件为基本事件，则记录该故障事件，并搜索同层次的下一个故障事件；若为中间事件，则由此中间事件的相应故障关系配置文件向下一层配置的故障事件进行搜索并判断是否发生故障，直到搜索完该中间事件在故障关系配置文件中相关的基本事件，然后搜索并判断该中间事件同层次的下一个故障事件；或者按照故障关系配置文件中所涉及的所有故障事件的编码而不论基本事件还是中间事件均依次进行搜索和判断；所述基本事件是指从逻辑和/或时序上而言不能找到导致其发生的故障事件的故障事件；所述中间事件是指从逻辑和/或时序上而言仍能找到导致其发生的故障事件的故障事件；

3e)重复步骤3c)、3d)直至搜索到所述顶层事件的故障关系配置文件配置的所有故障事件；

3f)故障事件原因搜索机制执行完成，在发生故障事件的情况下，相关的顶层事件配置文件、故障关系配置文件和/或故障事件配置文件向本地和/或网络服务器和/或客户端发送并存储所述故障事件的相关信息。

进一步地，在所述故障关系或故障关系配置文件中可以依据逻辑和/或时序关系对故障事件配置文件分层和编码。

本发明的技术效果

本发明一种流程行业故障事件原因搜索系统和方法，通过预先定义在计算机中的故障事件及其触发条件和相互关系，系统在检测到故障事件时能够自动、迅速的查找到与该故障事件相关的故障事件，从而提高了查找故障事件的效率。

本发明的进一步方案对故障事件进行了分层并建立了故障事件层次上的故障关系，使得系统在发生顶层事件时能够根据故障关系自动、迅速查找到导致其发生的故障事件，从而大大提高了查找故障事件的效率。

附图说明

图1a是流程行业故障事件原因搜索系统结构图。

图1b是数据处理服务器结构与连接图。

图2a是一个实施例的故障事件原因搜索系统内部结构示意图。

图2b是另一个实施例的故障事件原因搜索系统内部结构示意图。

图3是一个实施例的故障事件配置模板数据结构。

图4是一个实施例的顶层事件配置模板数据结构。

图5是一个实施例的故障关系配置模板数据结构。

图6是故障事件之间逻辑关系的编码规则的一个实施例。

图7是故障事件之间时序关系的实施例的示意图。

图8是故障事件原因搜索方法实施例的结构示意图。

附图标记如下：

1-网络服务器，2-数据处理服务器，3-客户端，4-实时数据库，5-历史数据库，6-系统数据平台。

具体实施方式

结合附图的具体实施例对本发明详述如下。

为了自动、高效的查找、搜索产品生产过程中故障事件发生的根本原因，建立了流程行业故障事件的原因搜索系统，如图1a所示，包括：网络服务器1、数据处理服务器2、客户端3、实时数据库4、历史数据库5、系统数据平台6。上述各种设备的任意两个或多个可以在同一台计算机上，也可以分别是不同的设备。

系统数据平台6是指取得现场生产过程数据的平台，它可以通过通信网络(比如工业以太网)与现场的生产过程控制系统(比如DCS或PLC)相连，它的作用是采集和统一管理现场生产过程控制系统中的生产过程数据。所述的生产过程数据包括现场的实时数据、定期采集或录入的批量数据和/或ERP和/或MES结果记录数据等，当然也可以包括其它生产过程中实时产生的生产过程数据；这些生产过程数据按照时间划分为实时数据和历史数据分别存入实时数据库4和历史数据库5。所述实时数据库4与所述系统数据平台6相连，通过所述系统数据平台6自动采集实时的生产过程数据，并对其进行存储和监视；并将临时保存的生产过程数据按照设定时间进行归档成历史数据后，传输到历史数据库5进行存储，或由所述系统数据平台6按照设定时间，将实时数据库4临时保存的生产过程数据传输到历史数据库5进行存储。所述历史数据库5用于存储所述实时数据库4和/或所述系统数据平台6发来的历史数据。

数据处理服务器2与所述实时数据库4和所述历史数据库5相连，包括存储单元、执行单元和通讯单元，如图1b所示。所述存储单元用于存储各种配置文件、故障事件之间的逻辑和/或时序关系、故障事件原因搜索机制、生产工艺流程数据的标准值、以及判断发生故障事件的触发条件，所述配置文件包括各种故障事件的配置文件。所述故障事件是生产过程中各工段内可能存在的各种故障事件，可以是诸如物料成分指标不合格、重要工艺参数异常、重要设备运行故障、生产操作不符合要求等，当然还可以包括其它引起生产事故或产品质量的故障事件。所述生产工艺流程数据的标准值可以对应于故障事件，包括生产过程物料成分标准值，重要工艺参数标准值，重要设备正常运行涉及的判断参数的标准值，生产操作进行规范操作的标准值等，当然也可以包括其它标准值，比如各工段、各设备运行过程中可能发生故障的影响因素的值及其规定范围。

所述执行单元与所述存储单元和所述通讯单元连接，将由通讯单元取得的历史数据库5和/或实时数据库4中的生产过程数据和/或网络服务器1的输入数据根据所述触发条件判断是否发生故障事件，当所述数据满足触发条件时，认为发生了该触发条件对应的故障事件，从而执行相应的故障事件原因搜索机制；所述故障事件原因搜索机制可以指在所述触发条件满足时，系统根据故障事件之间的逻辑和/或时序关系自动搜索、查找到存储单元中与所述故障事件相关联的故障事件，并将执行结果通过通讯单元发送到与其相连的网络服务器1。其处理结果通常以故障分析报告的形式存储和/或传输到网络服务器1，当然也可以是其它形式比如各种表格、文本等。本实施例中的网络服务器1是WEB网络服务器，用于提供网络服务向客户端3显示故障分析报告。由于本发明的故障事件原因搜索系统是通过事件触发而执行的，对实时性的要求并不是很高，所以也可以是FTP服务器或mail服务器。

所述网络服务器1与所述数据处理服务器2和所述客户端3相连，可以存储上述故障事件原因搜索系统的执行结果，并可以通过客户端3的显示器(人机界面)或打印机等方式向用户提供，当然也可以只是存储在客户端3中。也可以根据用户需求或实验数据，由用户在客户端3输入数据和/或执行故障事件原因搜索机制的指令，并通过所述网络服务器1向所述数据处理服务器2发出所述数据和/或指令，判断是否满足触发条件，进而启动相应的故障事件原因搜索机制。

可以根据用户级别及职务对用户分配权限，用户可根据被分配的权限查看网络服务器1发布的网页。当然在企业组织结构比较简单的情况下也可以不对用户分配权限。

在故障事件较多的情况下可以对故障事件分层，将故障事件分为顶层事件和顶层事件之下的至少一层其它故障事件。所述顶层事件通常是指重大的、关键的故障事件，一般是指根据用户需要、用户经验而人为指定或自定义的故障事件，比如生产过程中的重要指标超标或产品质量不合格等。根据故障事件的层次在各种故障事件之间建立故障关系，故障关系是指顶层事件与导致其发生的各层故障事件之间的逻辑和/或时序关系。顶层事件、其它层故障事件以及故障关系详见图8。由此可见，每个故障关系关联至少二个故障事件，此处的故障事件包括顶层事件。

对顶层事件和故障关系可以通过配置文件的形式存储在存储单元中，分别形成顶层事件配置文件和故障关系配置文件。顶层事件配置文件是根据顶层事件建立的、记载了顶层事件的必要信息和/或重要信息的文件；而故障关系配置文件是根据故障关系建立的、记载了顶层事件与其它故障事件之间逻辑和/或时序关系的文件。但是应当指出，顶层事件和故障关系也可以通过其它形式表征，比如顶层事件可以由带有可识别信息，并具有编码、解码规则的可识别的标记或数据串等方式表征，而故障关系也可以通过比如具有编码、解码规则的、带有将顶层事件与导致其发生的各层故障事件相联系的信息的标记或字符串等方式表征，因此顶层事件和故障关系不应被限制为只能以顶层事件配置文件和故障关系配置文本的方式表征。

对于顶层事件和各层的其它故障事件，根据其逻辑上和/或时序上的关系，即故障关系，可以分为基本事件和中间事件，所述基本事件是指从逻辑和/或时序上而言不能找到导致其发生的故障事件的故障事件；所述中间事件是指从逻辑和/或时序上而言仍能找到导致其发生的故障事件的故障事件，如图8中圆圈代表基本事件，矩形框代表中间事件。通常一个中间事件对应下一层的至少一个中间事件或基本事件，若一个中间事件对应其下一层的故障事件超过一个时，那么下一层的故障事件可能是“或”的逻辑关系(如图8所示)，也可能是“与”的逻辑关系(图8未示出)。若是“或”的关系，代表下一层的两个或两个以上故障事件只要发生其中之一即发生其上一层的中间事件；若是“与”的关系，则需要同时发生该两个或两个以上故障事件才能发生其上一层的中间事件。对应于“与”和“或”两种逻辑关系，在故障关系或故障关系配置文件中均可以有所标记，比如在故障关系配置文件中以“逻辑关系”位标记，标记方式不限，既可以是二进制的“1”和“0”，也可以是文字的“与”和“或”，还可以是逻辑运算符的“and”和“or”表征“与”和“或”两种关系。执行故障事件原因搜索机制的目的之一是找到指定的顶层事件的所有相关基本事件，并通过故障分析报告记录和/或发送给用户，如图2b所示。由于顶层事件是人为选定的，作为一种极端情况，所选定的顶层事件若是基本事件，即不能再找到导致所述顶层事件发生的故障事件时，其内部结构简化为如图2a所示，因此如图2a所示的实施例也在本发明的保护范围之内。

在本发明的至少一个实施例中以配置文本的形式表征故障事件、顶层事件和故障关系，这种情况下，每个故障事件可以对应一个所述故障事件配置文件，每个故障关系可以对应一个所述故障关系配置文件，每个顶层事件可以对应一个所述顶层事件配置文件。此时，每个顶层事件配置文件可以对应一个故障关系配置文件，每个故障关系配置文件可以对应至少一个故障事件配置文件，故障事件配置文件可以关联实时数据库和/或历史数据库中相应的生产过程数据。在以配置文本的形式表征故障事件、顶层事件和故障关系的情况下，执行故障事件原因搜索机制可以指当发生顶层事件配置文件配置的故障事件时，根据故障关系配置文件关联相关的故障事件配置文件，通过故障事件配置文件所关联的实时数据库和/或历史数据库中的相关生产过程数据与故障事件的对比，逐个检验这些故障事件配置文件中的故障事件是否发生，并记录执行结果。

图2b显示了通常的故障事件原因搜索系统的内部结构示意图。由图可见，系统从文档配置上可以看作主要由配置文件、系统数据平台和故障分析报告组成。所述配置文件包括上述的故障事件配置文件、故障关系配置文件、顶层事件配置文件。每个故障事件配置文件关联系统数据平台中的生产过程数据。本例中，故障事件配置文件还可以包含故障识别单元用于将所述各种标准值与生产过程数据进行对比，以判断是否发生故障事件。当然也可以通过其它方式判断是否发生故障事件，比如用包含设定阈值的不等式的判断结果为“真”或“假”的逻辑结果表征是否发生触发事件，因此各种判断故障事件的表征方式均应在权利要求的保护范围内。在执行故障事件原因搜索机制过程中，当顶层事件配置文件配置的故障事件的触发条件被满足后，触发故障关系配置文件执行故障事件原因搜索机制，并向下关联各个故障事件配置文件执行其故障识别单元以检验是否发生所述故障事件，并可以记录于其故障状态位，当然也可以直接记录在故障分析报告中，也可以直接或在记录同时将故障事件情况直接发送到数据处理服务器2本地或通过网络发送到网络服务器1。在所述的将发生的故障事件记录于故障事件配置文件的故障状态位或其它配置文件的故障状态位(图中未示出该种情况)的情况下，在故障事件原因搜索机制执行完成后，在发生故障事件的情况下，相关的顶层事件配置文件、故障关系配置文件和/或故障事件配置文件向数据处理服务器2本地和/或网络服务器1和/或客户端3发送并存储所述故障事件的相关信息。

在上述流程行业故障事件原因搜索系统的基础上，可以实现故障事件原因搜索方法，包括以下步骤：

1)基于工艺和先验知识，预设生产过程中可能存在的各种故障事件并形成故障事件配置文件，预设判定发生各种故障事件的触发条件；确定故障事件之间的逻辑和/或时序关系，预设故障事件原因搜索机制；确定生产工艺流程数据的标准值。在进一步的实施例中，还可以配置上述的顶层事件和故障关系。所述的顶层事件和故障关系可以通过配置文件的形式表征。但是应当指出，顶层事件和故障关系也可以通过其它形式表征，比如顶层事件可以由带有可识别信息，并具有编码、解码规则的可识别的标记或数据串等方式表征，而故障关系也可以通过比如具有编码、解码规则的、带有将顶层事件与导致其发生的各层故障事件相联系的信息的标记或字符串等方式表征，因此顶层事件和故障关系不应被限制为只能以顶层事件配置文件和故障关系配置文本的方式表征。

2)获取产品生产工艺流程中的生产过程数据，所述生产过程数据包括现场的实时数据、定期采集或录入的批量数据和/或ERP和/或MES结果记录数据。

3)判断生产过程数据是否满足故障事件或进一步实施例中的顶层事件的触发条件，在满足所述触发条件时执行相应的故障事件原因搜索机制，根据故障事件之间的逻辑和/或时序关系自动搜索、查找与所述故障事件相关联的所有故障事件，或进一步实施例中逐个检验故障关系对应的故障事件是否发生，将执行结果显示。在采用配置文件形式表征顶层事件和故障关系时，所述的执行相应的故障事件原因搜索机制是指：当顶层事件配置文件配置的故障事件发生时，根据故障关系配置文件关联相关的故障事件配置文件，通过故障事件配置文件所关联的实时数据库和/或历史数据库中的相关生产过程数据与故障事件的对比，逐个检验故障事件配置文件中的故障事件是否发生(比如上述的故障标识单元)，并记录执行结果。

在一个实施例中，对上述第3)步进行了一种详细描述，当然保护范围不应限制于该种描述的方式。第3)步具体可以包括如下各分步骤：

3a)在生产过程中，根据生产过程数据，实时检测所述顶层事件配置文件配置的故障事件是否发生；

3b)当检测到所述顶层事件配置文件配置的故障事件发生，触发执行所述故障事件原因搜索机制；

3c)故障事件原因搜索机制向故障关系配置文件指定的故障事件配置文件发送消息；相应的故障事件配置文件接收到顶层事件或上层故障事件发送的消息后，根据故障关系配置文件配置的“时间偏差”属性，自动计算更新该层故障事件的“搜索起始日期”，然后获取历史数据库5中从“搜索起始日期”开始的指定数据长度的表征该故障事件的相关生产过程数据，执行故障识别单元以检验是否发生所述故障事件，并记录于故障状态位；

3d)逐个判断顶层事件的故障关系中第一层配置的故障事件是否发生故障；若均未发生故障，结束搜索；若配置的故障事件发生故障，则判断发生故障的故障事件类型，若发生的故障事件为基本事件，则记录该故障事件，并搜索同层次的下一个故障事件；若为中间事件，则由此中间事件的相应故障关系配置文件向下一层配置的故障事件进行搜索，直到搜索完该中间事件在故障关系配置文件中相关的基本事件，然后搜索该中间事件同层次的下一个故障事件；或者也可以按照故障事件的编码而不论基本事件还是中间事件均依次进行搜索和判断；所述基本事件是指从逻辑和/或时序上而言不能找到导致其发生的故障事件的故障事件；所述中间事件是指从逻辑和/或时序上而言仍能找到导致其发生的故障事件的故障事件；

3e)重复步骤3c)、3d)直至搜索到所述顶层事件的故障关系配置文件配置的所有故障事件；

3f)故障事件原因搜索机制执行完成，在发生故障事件的情况下，相关的顶层事件配置文件、故障关系配置文件和/或故障事件配置文件向本地2和/或网络服务器1和/或客户端3发送并存储所述故障事件的相关信息。

在另一个实施例中，对故障事件原因搜索方法的实现进行了更详细的解释。具体如下：

(1a)结合工艺和先验知识，提取生产过程中可能存在的各种故障事件，并按图3所示模板配置故障事件配置文件。将“故障名称”(即故障事件名称)、“故障识别单元名称”输入故障事件模板，形成故障事件配置文件。每个故障事件可以配置一个故障事件配置文件，也可以所有故障事件配置在一个故障事件配置文件或故障事件配置模板中。故障识别单元用以判断故障事件配置文件对应的生产过程数据所表征的故障事件是否发生。所述故障事件可以包括成分指标不合格、重要工艺参数异常、重要设备运行故障、生产操作不符合要求等，如上所述。通过在故障事件配置文件中设置故障识别单元的名称从而建立与外部故障识别单元的链接关系，这样就可以将所有的故障识别单元作为一个数据库文件统一管理，再通过所述故障识别单元名称调用相关的故障识别单元，当然这只是一种调用故障识别单元的方法，除此之外的方式只要在本发明的精神之内也应在保护范围之内。故障事件模板的“位号”、“搜索起始时间”和“数据长度”属性，用来关联表征该故障事件的生产过程数据。故障事件模板还包括故障状态位，以记录是否发生该故障事件，记录方式不限，既可以是二进制的“1”和“0”，也可以是文字的“是”和“否”，还可以是逻辑运算符的“Yes”和“No”表征“发生故障”和“未发生故障”两种状态等等。

(1b)配置顶层事件，如图4所示，通过配置“顶层事件名称”形成顶层事件配置文件，通过配置“故障名称”、“发生时间”属性关联具体的某个故障事件，“搜索执行”位，以记录是否触发执行故障事件原因搜索机制，记录方式不限，既可以是二进制的“1”或“0”，也可以是文字的“是”或“否”，还可以是逻辑运算符的“Yes”或“No”等等。

(1c)配置故障关系配置文件，如图5所示，通过填写故障关系配置模板形成故障关系配置文件，建立起顶层事件与导致其发生的各工段内故障事件之间的逻辑和/或时序关系。将“故障关系名称”输入配置模板，形成故障关系配置文件，“故障名称”用于关联步骤(1a)中已配置完成的故障事件配置文件，“编码”、“事件类型”属性用于配置故障事件之间的逻辑关系，“时间偏差”属性用于配置故障事件之间的时序关系。应当注意的是，本实施例为了解释之用对于故障事件之间的关系既建立了逻辑关系又建立了时序关系。在实际工作中也可以对故障事件之间的关系只建立逻辑关系或时序关系。

对于各层次故障事件及同层次间的故障事件需要对其编码以便标识和查询，本实施例中通过所述“编码”属性对其编码，编码规则可以采用了如图6所示的编码规则。

顶层事件通常不需配置编码，当然也可以对其编码，比如在通用的故障事件编码体系中的固定编码或利用其简写、代号等方式的特定编码。自顶层事件向下分多层结构进行配置。以下示例的给出了一种编码方式，如图6、图8所示：

第一层可配置的故障事件的编码格式可以为两位，形式如下：

01，02，03，……，xy，(x代表十位，x＝0～9，y代表个位，y＝0～9，下同)。用户可自定义添加、删除，最大可配置故障事件99个(排除00)，是引起顶层事件的故障发生的直接原因；

第二层可配置的故障事件的编码格式根据需要可以为四位，前两位与其对应的第一层的编码相同，后两位代表可关联配置的故障事件的个数；形式如下：

0101，0102，0103，……，01xy，用户可自定义添加、删除，最大可关联配置故障事件99个，是引起第一层故障事件编码为01故障发生的直接原因；

0201，0202，0203，……，02xy，用户可自定义添加、删除，最大可关联配置故障事件99个，是引起第一层故障事件编码为02故障发生的直接原因；

0301，……，xy01，向下关联配置的故障事件以此类推；

第三层可配置的故障事件的编码格式为六位，前四位继承第二层的编码，后两位代表可关联配置的故障事件的个数；形式如下：

010101，010102，010103，……，0101xy，用户可自定义添加、删除，最大可关联配置故障事件99个；是引起第二层故障事件编码为0101故障发生的直接原因；

010201，010202，010203，……，0102xy，用户可自定义添加、删除，最大可关联配置故障事件99个；是引起第二层故障事件编码为0102故障发生的直接原因；

010301，010x01，……，020101，……，02xy01，向下关联配置的故障事件以此类推；

若有第四层、第n层的话，以此向下类推。

当然也可以用其它编码方式，比如代表层数的字母与代表故障事件序数的数字的组合等方式。

所述“事件类型”属性用于表征所述故障事件的状态，分为中间事件和基本事件，所述基本事件是指从逻辑和/或时序上而言不能找到导致其发生的故障事件的故障事件；所述中间事件是指从逻辑和/或时序上而言仍能找到导致其发生的故障事件的故障事件；对基本事件和中间事件的“事件类型”记录方式不限，既可以是二进制的“1”和“0”，也可以是文字的“是”和“否”，还可以是逻辑运算符的“Yes”和“No”表征“中间事件”和“基本事件”两种状态等等。

所述“时间偏差”属性的配置如图7所示，结合工艺知识，将“时间偏差”输入故障关系配置模板。

所述“时间偏差”＝第n层故障事件的“搜索起始日期”-第n-1层故障事件“搜索起始日期”(或顶层事件的“发生时间”)。上式记为公式1。

例如：图7中顶层事件配置的故障事件“发生时间”为2010.3.10  12:00，第一层故障事件1配置的“时间偏差”为“-3”，那么，在故障事件原因搜索机制执行过程，故障事件1接收到顶层事件发送过来的消息“发生时间”后，根据公式1变换后，第一层故障事件1的“搜索起始日期”＝“时间偏差”+顶层事件的“发生时间”，自动计算得到第一层故障事件1的“搜索起始日期”2010.3.10  9:00＝-3+2010.3.10  12:00，然后获取历史数据库5中从2010.3.10  9:00开始的指定数据长度的与表征该故障事件1相关的生产过程数据。

(1d)制定故障事件的原因搜索机制。

(2)获取产品生产工艺流程中的生产过程数据，所述生产过程数据包括现场的实时数据、定期采集或录入的批量数据和/或ERP和/或MES结果记录数据；

(3)参照图8描述故障事件原因搜索机制执行过程(图中圆圈内数字代表基本事件，矩形框内数字代表中间事件)：

(3a)在生产过程中，故障事件原因搜索系统根据实时获得的生产过程数据实时检测所述顶层事件配置文件配置的故障事件是否发生，即故障事件原因搜索系统实时检测所述顶层事件配置文件配置关联的生产过程数据，并与系统配置文件预先定义好的产品生产工艺流程数据的标准值进行比较(关于标准值的范围如上所述)。若生产过程数据超出规定的“标准值”，则进行下述步骤。

(3b)系统检测到顶层事件配置的故障事件发生后，顶层事件配置模板的配置文件的“搜索执行”位根据其设置数值的类型，设定为表示执行故障事件原因搜索机制的状态，同时触发执行所述故障事件原因搜索机制。“搜索执行”位可以是多种形式，比如以二进制的“1”和“0”或文字的“是”和“否”或逻辑运算符的“Yes”和“No”表征搜索机制开始执行和未执行。

(3c)故障事件原因搜索机制根据故障关系配置文件向指定故障事件配置文件发送消息(如顶层事件的“发生时间”或上层故障事件的“搜索起始时间”)。相应的故障事件配置文件接收到顶层事件或上层故障事件发送的消息“发生时间”或“搜索起始时间”后，根据故障关系配置文件配置的“时间偏差”属性，自动计算更新该层故障事件的“搜索起始日期”(如图7所示)，然后获取历史数据库5中从“搜索起始日期”开始的指定数据长度的表征该故障事件的相关生产过程数据，执行相应配置文件的故障识别单元以检验是否发生所述故障事件，并记录于故障状态位。

(3d)逐个判断第一层配置的故障事件(01、02、03、04、05)是否发生故障；若均未发生故障，跳转到“搜索结束”标识处；若存在配置的故障事件发生故障，接下来判断发生故障的故障事件类型，若为基本事件(比如02、03、04、05)，跳转到“搜索结束”标识处；若为中间事件(比如01)，则由此关联向下一层配置的故障事件搜索。

(3e)重复步骤(3c)、(3d)直至搜索到故障关系配置的最底层，所述最底层即所配置的故障事件均为基本事件。具体如下：

第二层配置的故障事件接收到第一层故障事件发送的消息“搜索起始日期”后，根据故障关系配置文件配置的“时间偏差”属性，自动计算更新该层故障事件的“搜索起始日期”(如图7所示)，然后获取历史数据库5中从“搜索起始日期”开始的指定数据长度的表征该故障事件的相关生产过程数据，执行故障识别单元以检验是否发生所述故障事件，并记录于故障状态位。

逐个判断第二层配置的故障事件(0101、0102、0103、0104、0105)是否发生故障；若未发生故障，跳转到“搜索结束”标识处；若存在配置的故障事件发生故障，接下来判断发生故障的故障事件类型，若为基本事件(比如0102、0103、0104)，跳转到“搜索结束”标识处；若为中间事件(比如0101、0105)，则由此关联向下一层配置的故障事件搜索(比如对应于0101的基本事件为010101和010102)。

故障事件的原因搜索机制向下执行以此类推，直至搜索到故障关系配置的最底层，所述最底层即所配置的故障事件均为基本事件，图8中第三层即为故障关系配置的最底层。

当然，也可以按照故障关系配置文件中所涉及的所有故障事件的编码而不论基本事件还是中间事件均依次进行搜索和判断。因此针对故障关系配置文件的搜索方式均应在本发明的保护范围之内。

(3f)故障事件原因搜索机制执行完成，复位顶层事件配置模板的“搜索执行”位，同时，在发生故障的情况下，顶层事件配置文件、故障关系配置文件和/或故障事件配置文件均可以向故障分析报告传输所述发生的故障事件的相关信息以便显示和保存。

上述顶层事件配置文件、故障关系配置文件、故障事件配置文件、故障事件原因搜索机制等均可以存储在故障事件原因搜索系统的数据处理服务器2和/或网络服务器1和/或客户端3中。

值得注意的是，为了方便理解，本实施例和图8只使用了下层故障事件的“或”的逻辑关系，但下层故障事件的“与”的逻辑关系也应在本发明的保护范围之内。

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明专利的保护范国当中。

Claims (12)

1.流程行业故障事件原因搜索系统，包括：系统数据平台，实时数据库，历史数据库，数据处理服务器，网络服务器，客户端；

所述系统数据平台通过通信网络与现场的生产过程控制系统相连，用于采集和管理生产过程数据；

所述实时数据库与所述系统数据平台相连，存储并监视所述系统数据平台自动采集的所述生产过程数据；并将临时保存的生产过程数据按照设定时间进行归档成历史数据后，传输到历史数据库进行存储，或由所述系统数据平台按照设定时间，将实时数据库临时保存的生产过程数据传输到历史数据库进行存储；

所述历史数据库用于存储和管理所述实时数据库和/或所述系统数据平台发来的历史数据；

所述数据处理服务器与所述实时数据库和所述历史数据库相连，包括存储单元、执行单元和通讯单元，所述存储单元用于存储各种配置文件、故障事件之间的逻辑和/或时序关系、故障事件原因搜索机制、生产工艺流程数据的标准值、以及判断发生故障事件的触发条件，所述配置文件包括各种故障事件的配置文件；所述故障事件是生产过程中各种可能存在的各种故障事件；所述执行单元与所述存储单元和所述通讯单元连接，将由通讯单元取得的历史数据库和/或实时数据库中的生产过程数据和/或网络服务器的输入数据根据所述触发条件判断是否发生故障事件，当所述数据满足触发条件时，系统认为发生了该触发条件对应的故障事件，从而执行相应的故障事件原因搜索机制；所述故障事件原因搜索机制是指在所述触发条件满足时，系统根据故障事件之间的逻辑和/或时序关系自动搜索、查找到存储单元中与所述故障事件相关联的故障事件，并将执行结果通过通讯单元发送到与其相连的网络服务器；

所述网络服务器与所述数据处理服务器和所述客户端相连。

2.根据权利要求1所述的流程行业故障事件原因搜索系统，其特征在于，所述故障事件分为顶层事件和其下的至少一层其它的故障事件，根据故障事件的层次在各种故障事件之间建立故障关系；所述顶层事件是人为指定的故障事件，所述触发条件是指生产过程数据触发所述顶层事件的条件，所述故障关系是指顶层事件与导致其发生的各层故障事件之间的逻辑和/或时序关系；当满足所述顶层事件的所述触发条件时，执行相应的故障事件原因搜索机制；执行故障事件原因搜索机制是指当满足顶层事件的触发条件时，根据故障关系逐个检验故障关系有关的故障事件是否发生，并记录执行结果。

3.根据权利要求2所述的流程行业故障事件原因搜索系统，其特征在于，所述配置文件还包括：故障关系配置文件、顶层事件配置文件；所述故障事件包括物料成分指标不合格、重要工艺参数异常、重要设备运行故障、生产操作不符合要求；所述生产过程数据标准值包括生产过程物料成分标准值，重要工艺参数标准值，重要设备正常运行涉及的判断参数的标准值，生产操作进行规范操作的标准值。

4.根据权利要求3所述的流程行业故障事件原因搜索系统，其特征在于，每个顶层事件配置文件对应一个故障关系配置文件，每个故障关系配置文件对应至少一个故障事件配置文件，故障事件配置文件关联实时数据库和/或历史数据库中相应的生产过程数据；执行故障事件原因搜索机制是指当发生顶层事件配置文件配置的故障事件时，根据故障关系配置文件关联相关的故障事件配置文件，逐个检验故障事件配置文件中的故障事件是否发生，并记录执行结果。

5.根据权利要求4所述的流程行业故障事件原因搜索系统，其特征在于，在发生故障事件的情况下，相关的顶层事件配置文件、故障关系配置文件和/或故障事件配置文件向本地和/或网络服务器和/或客户端发送并存储所述故障事件的相关信息。

6.根据权利要求1至5之一所述的流程行业故障事件原因搜索系统，其特征在于，所述系统数据平台、所述实时数据库、所述历史数据库、所述数据处理服务器、所述客户端、所述网络服务器中的任意两个或多个在同一台计算机上。

7.根据权利要求1至6之一所述的流程行业故障事件原因搜索系统，其特征在于，还包括人机界面，所述客户端根据用户级别及职务对用户分配权限，所述人机界面向用户显示由用户权限限定的信息。

8.一种流程行业故障事件原因搜索方法，包括以下步骤：

1)基于工艺和先验知识，预设生产过程中可能存在的各种故障事件并形成故障事件配置文件，预设判定发生各故障事件的触发条件；确定故障事件之间的逻辑和/或时序关系，预设故障事件原因搜索机制；确定生产工艺流程数据的标准值；

2)获取产品生产工艺流程中的生产过程数据，所述生产过程数据包括现场的实时数据、定期采集或录入的批量数据和/或ERP和/或MES结果记录数据；

3)判断生产过程数据是否满足故障事件的触发条件，在满足所述触发条件时执行相应的故障事件原因搜索机制，根据故障事件之间的逻辑和/或时序关系自动搜索、查找与所述故障事件相关联的所有故障事件，并将执行结果显示。

9.根据权利要求8所述的流程行业故障事件原因搜索方法，其特征在于，

在第1)步，还配置顶层事件和故障关系；所述顶层事件是人为指定的故障事件，所述触发条件是指生产过程数据触发所述顶层事件的条件，所述故障关系是指顶层事件与导致其发生的各层故障事件之间的逻辑和/或时序关系；

在第3)步，还包括：所述执行相应的故障事件原因搜索机制是指：判断是否满足所述顶层事件的触发条件，当满足所述触发条件时，逐个检验故障关系对应的故障事件是否发生，并记录执行结果。

10.根据权利要求9所述的流程行业故障事件原因搜索方法，其特征在于，

在第1)步中，还包括：每个顶层事件对应建立一个顶层事件配置文件；建立顶层事件与导致其发生的各层故障事件之间的逻辑和/或时序关系，形成故障关系配置文件；每个顶层事件配置文件对应一个故障关系配置文件，每个故障关系配置文件对应至少一个故障事件配置文件，故障事件配置文件关联实时数据库和/或历史数据库中相应的生产过程数据；所述故障事件包括物料成分指标不合格、重要工艺参数异常、重要设备运行故障、生产操作不符合要求；所述生产过程数据标准值包括生产过程物料成分标准值，重要工艺参数标准值，重要设备正常运行涉及的判断参数的标准值，生产操作进行规范操作的标准值；

所述第3)步中，所述执行相应的故障事件原因搜索机制是指：当顶层事件配置文件配置的故障事件发生时，根据故障关系配置文件关联相关的故障事件配置文件，逐个检验故障事件配置文件中的故障事件是否发生，并记录执行结果。

11.根据权利要求10所述的流程行业故障事件原因搜索方法，其特征在于，第3)步具体包括如下各步：

3a)在生产过程中，根据生产过程数据，实时检测所述顶层事件配置文件配置的故障事件是否发生；

3b)当检测到所述顶层事件配置文件配置的故障事件发生，触发执行所述故障事件原因搜索机制；

3c)故障事件原因搜索机制向故障关系配置文件指定的故障事件配置文件发送消息；相应的故障事件配置文件接收到顶层事件或上层故障事件发送的消息后，根据故障关系配置文件配置的“时间偏差”属性，自动计算更新该层故障事件的“搜索起始日期”，然后获取历史数据库中从“搜索起始日期”开始的指定数据长度的表征该故障事件的相关生产过程数据，执行故障识别单元以检验是否发生所述故障事件，并记录于故障状态位；

3d)逐个判断顶层事件的故障关系中第一层配置的故障事件是否发生故障；若均未发生故障，结束搜索；若配置的故障事件发生故障，则判断发生故障的故障事件类型，若发生的故障事件为基本事件，则记录该故障事件，并搜索同层次的下一个故障事件；若为中间事件，则由此中间事件的相应故障关系配置文件向下一层配置的故障事件进行搜索并判断是否发生故障，直到搜索完该中间事件在故障关系配置文件中相关的基本事件，然后搜索并判断该中间事件同层次的下一个故障事件；或者按照故障关系配置文件中所涉及的所有故障事件的编码而不论基本事件还是中间事件均依次进行搜索和判断；所述基本事件是指从逻辑和/或时序上而言不能找到导致其发生的故障事件的故障事件；所述中间事件是指从逻辑和/或时序上而言仍能找到导致其发生的故障事件的故障事件；

3e)重复步骤3c)、3d)直至搜索到所述顶层事件的故障关系配置文件配置的所有故障事件；

3f)故障事件原因搜索机制执行完成，在发生故障事件的情况下，相关的顶层事件配置文件、故障关系配置文件和/或故障事件配置文件向本地和/或网络服务器和/或客户端发送并存储所述故障事件的相关信息。

12.根据权利要求9至11之一所述的流程行业故障事件原因搜索方法，其特征在于，在所述故障关系或故障关系配置文件中依据逻辑和/或时序关系对故障事件配置文件分层和编码。

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