CN103217935B - 用于访问和传递数据的、集成且可扩展的架构 - Google Patents
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Abstract
公开了用于访问和传递数据的、集成且可扩展的架构。提供了一种分布式可扩展数据历史存储装置框架，其使得能够在工业企业的各个级有效地包含历史存储装置功能。该框架包括历史存储装置数据接口系统，该历史存储装置数据接口系统提供单个接口和公共协议，该单个接口和公共协议用于配置、管理和查看遍及分布在工业企业上的历史存储装置网络的历史存储装置数据。历史存储装置数据接口系统利用对企业以及历史存储装置数据的源进行建模的数据模型，来便利快速有效地取回期望的历史存储装置数据。通过将分布式历史存储装置统一在公共框架下，数据模型可以便利对历史存储装置数据收集和存储的企业级管理。
Description
相关申请
本申请要求2011年11月11日提交的题为“INTEGRATED ANDSCALABLEARCHITECTURE FOR ACCESSING AND DELIVERINGDATA”（用于访问和传递数据的、集成的且可扩展的架构）的美国临时专利申请61/558,798的权益，该申请的全部内容通过引用合并到本文中。
技术领域
本发明总体上涉及工业控制系统，并且更具体地涉及集成的且可扩展的架构，该架构提供用于在工业控制器环境中捕获和管理历史数据的公共数据模型。
背景技术
工业控制器是用于控制工业处理、制造设备和其他工厂自动化（诸如数据采集或网络系统）的专用计算机。逻辑处理器（例如，可编程逻辑控制器（PLC）或基于PC的控制器）处于工业控制系统的核心。工业控制器通常由系统设计人员编程，以通过用户设计的逻辑程序或用户程序来操作制造处理。用户程序存储在存储器中，并且，尽管指令跳跃（instructionhopping）、循环和中断例程也很常见，但是用户程序通常可以以顺序的方式被工业控制器执行。通常，用户程序与向控制器操作和程序提供动态的多个存储元件、寄存器和/或变量相关联。不同类型的工业控制器经常通过控制器能够处理的输入和输出（I/O）的数量、存储器的量、控制器的指令选用板（instruction palette）所支持的指令的数量和类型、以及控制器的中央处理单元（CPU）的速度来区分。
工业控制器与工厂底层上的现场设备进行交互，以控制与诸如产品制造、材料处理、批处理、管理控制的目的以及其他这种应用有关的自动化过程。工业控制器存储并执行用户定义的控制程序，以结合受控处理进行决策制定。这种程序可以包括但不限于梯形逻辑（ladder logic）、顺序功能图（sequential function chart）、功能框图、结构化文本或其他这样的平台。
在与控制器有关的更宏观的意义上，商业已经变得越来越复杂，这是由于较高级的商业系统或计算机往往需要与这样的工业控制器交换数据。例如，工业自动化企业可以包括在不同的位置的几个工厂。在诸如提高效率、生产率提高以及成本降低的考虑的驱动下，制造商们变得对收集、分析和优化来自全球生产基地的数据和指标更加感兴趣。例如，一家食品公司可以拥有位于全球各地的用于生产某种品牌的食品的数家工厂。在过去，这些工厂是独立的并且通常彼此孤立，致使数据收集和设施之间的指标比较变得困难。在当今的网络世界，制造商需要来自其工厂的实时数据，以推动优化和生产率。
此外，制造商面临着日益增长的、遵守规定的记录保存和报告的义务（例如，美国食品和药物管理局的CFR卷11（CFR Part11）要求、排放报告、质量报告等）。一些工业系统还必须利用（leverage）历史数据以执行处理分析，例如，将当前的处理状态与以前的状态相比较（例如，批量比较、处理优化等），随着时间分析产品或机器指标，创建总加器（totalizer）（例如，均值、最大值等），使用历史数据执行高级分析以实时地优化当前处理，或其他这样的操作。为了收集这种分析所必需的工业数据，一些系统采用PC-历史存储装置（PC-historian），PC-历史存储装置是被配置为从工业控制器捕获数据的工业用计算机。
然而，现有的数据收集和存储方案存在缺点。例如，传统的PC-历史存储装置不是与标准控制系统紧密集成的，限制了整体数据采集性能和能力。PC-历史存储装置通常被应用于系统设计的后端，并且因此被松散地耦合或集成在控制架构的框架内。历史存储装置和控制系统之间的相对松散的集成可能致使配置和部署更加复杂和昂贵。这也可能使用于识别哪组数据应该或不应该被捕获的处理变得复杂。
还存在与将历史存储装置映射和集成到较大的企业相关联的困难。例如，企业可以采用通用的方案，该方案定义工业系统的底层控制组件的安全性。由于当前的历史存储装置系统传统地应用在控制系统框架之外，因此历史存储装置部件充其量可提供其自己的安全实施，但不能与其他类似地设置的组件（包括处于企业的更高级的企业控制组件）一起集成在企业的安全框架中。
当今的工业控制系统的上述不足之处仅仅意在提供传统系统的一些问题的概述，而并非意在穷举。传统系统的其他问题以及本文中描述的各种非限制性实施方式的相应的优点可在仔细阅读下面的描述时更加明显。
发明内容
下面给出了简要的发明内容部分以便提供本文所描述的一些方面的基本的了解。这个发明内容部分不是详尽的概述，也不是旨在识别关键/重要的元件，或描绘本文所描述的各个方面的范围。它的唯一目的是以简单的形式提出一些概念，作为后面给出的更详细的描述的前序。
本公开内容的一个或多个实施方式涉及到一种分布式的且可扩展的框架，该框架使得能够在分层架构中有效地包含和管理数据历史存储装置功能。为此，提供了一种历史存储装置数据接口系统，该系统使用单个接口并且使用公共的协议来便利分布式的历史存储装置数据的配置、管理和查看。历史存储装置数据接口系统利用对工业企业以及跨企业的多个级（level）分布的、历史存储装置数据的源进行建模的数据模型。数据模型向企业的其他组件公开背景（context）和历史存储装置数据，并使接口系统能够确定遍布整个企业的、不同的历史存储装置标签之间的相互关联。数据模型也可以便利数据的聚集以促进高效的存储、访问和取回，其中聚集可以是数据的相关性、年龄、冗余、历史访问模式等的函数。
历史存储装置数据接口系统可以利用历史存储装置标签或其它标识符以便利跨历史存储装置池的数据访问和存储。公共的接口可以提供单个统一的接口，该接口使用户能够在不具有数据在企业内的位置的在先知识的情况下，定位和查看所期望的历史存储装置数据。该系统使要从任何合适的设备访问的历史存储装置数据可操作地耦合至公共的接口。
其他特征还包括关于历史存储装置组件的警报和事件通知，跨组织的历史存储装置组件的单点客户端编程，以及在组织的不同的级提供收集和报告历史存储装置数据的服务。
为了完成前述和相关的目的，结合下面的描述和附图在本文中描述某些说明性方面。这些方面指示可以实践的各种方法，本文中意在覆盖所有的这些方法。当结合附图考虑时，其他优点和新颖特征可以根据下面的详细描述而变得明显。
附图说明
图1为示例性工业企业的高级概况，该工业企业具有处于多个分级的级（hierarchicallevel）的历史存储装置。
图2为示例性历史存储装置数据接口系统的框图，该历史存储装置数据接口系统可提供用于访问分布式历史存储装置数据的公共接口和协议。
图3为分布式且可扩展的框架的高级概况，该框架使数据历史存储装置功能能够被有效地包含在企业的各个级。
图4示出了示例性的组织层级（organizational hierarchy），该组织层级可以用作历史存储装置数据模型的基础。
图5为被配置成对历史存储装置数据进行索引和高速缓存的示例性历史存储装置数据接口系统的框图。
图6示出了作为时间的函数的、机器的操作状态的示例性曲线图。
图7示出了取回的历史存储装置数据的示例性的标签云可视化。
图8示出了包括历史存储装置数据接口系统的示例性架构，该历史存储装置数据接口系统提供公共接口，该公共接口用于位于企业的处在两个不同位置处的两个设施的历史存储装置数据。
图9示出了可以作为历史存储装置数据模型的基础的示例性的一般架构。
图10示出了示例性历史存储装置数据接口系统，其对跨工业系统的多个组件分布的历史存储装置数据进行相互关联、管理、和查看。
图11示出了用于配置和查看利用历史存储装置数据的趋势图表的示例性的显示屏。
图12示出了结合历史存储装置数据的存储、管理和提供来利用云计算平台的示例性的架构。
图13示出示例性的基于云的历史存储装置系统架构。
图14为用于请求和取回历史存储装置数据的示例方法的流程图。
图15为用于使用统一的协议来管理数据历史存储装置池的示例方法的流程图。
图16为用于迁移历史存储装置数据以改进对数据取回请求的响应的示例方法的流程图。
图17为用于在历史存储装置的网络内布置历史存储装置数据的示例方法的流程图。
图18为用于在基于云的框架中虚拟本地历史存储装置组和历史存储装置数据的示例方法的流程图。
图19是示例性计算环境。
图20是示例性网络环境。
图21是可以与所公开的主题相互作用的示例计算环境的示意性框图。
具体实施方式
现参照附图描述本公开内容，其中同样的附图标记用于指代同样的元件。在下面的描述中，为了解释的目的，提出大量具体细节以提供对此的透彻理解。然而，将明显的是，没有这些具体细节的情况下也可以实践本公开内容。在其他情况下，以框图形式示出公知的结构和设备以便于对它们的描述。
正如本申请中所使用的，术语“组件”、“系统”、“平台”、“层”、“控制器”、“终端”、“站”、“节点”、“接口”意在指代计算机相关的实体或者与具有一个或多个特定功能的操作装置相关的或是该操作装置的一部分的实体，其中，这样的实体可以是硬件、硬件和软件的结合、软件、或者执行中的软件。例如，组件可以是，但不限于：在处理器上运行的处理，处理器，硬盘驱动器，包括固定的（例如，旋拧或以螺栓固定）或可移动固定的固态存储驱动器的（光或磁存储介质）的多个存储驱动器；对象；可执行文件；执行的线程；计算机可执行程序和/或计算机。通过举例的方式，在服务器上运行的应用和服务器都可以是组件。一个或多个组件可以驻留在处理和/或执行的线程内，并且组件可以被局部化在计算机上和/或分布在两台或多台计算机之间。此外，本文中所描述的组件可以从各种其上存储有各种数据结构的各种计算机可读存储介质中执行。组件可以通过本地和/或远程处理例如按照具有一个或多个数据包的信号来通信（例如，经由该信号，来自一个组件的数据与本地系统、分布式系统中的另一组件进行交互和／或跨网络（例如互联网）与其他系统进行交互）。作为另一示例，组件可以是具有由机械部件提供的特定功能的装置，这些机械部件由通过由处理器执行的软件或固件应用来操作的电气或电子电路来操作，其中，该处理器可以在装置的内部或外部，并且至少执行软件或固件应用的一部分。作为又一示例，组件可以是在没有机械部件的情况下通过电子组件提供特定功能的装置，该电子组件可以包括在其中执行软件或固件的处理器，该软件或固件可以至少提供电子组件的部分功能。作为再一示例，接口可以包括输入／输出（I/O）组件、以及相关联的处理器、应用、或应用编程接口（API）组件。尽管上述示例涉及组件的各个方面，但是所例举的方面或特征也适用于系统、平台、接口、层、控制器、终端等。
正如本文中所使用的，术语“推断（to infer，inference）”一般是指根据通过事件或/或数据捕获的一组观察，推出或推断系统、环境、和/或用户的状态的过程。推断可以用于识别特定的内容或动作，或者例如，可以关于状态生成概率分布。推断可以是概率性的，即，基于考虑的数据和事件关于感兴趣的状态的概率分布的计算。推断也可以指用于根据一组事件和/或数据构成更高级的事件的技术。这种推断导致根据一组观察的事件和/或存储的事件数据构建新的事件或动作，而不管事件是否在时间接近性上紧密相关以及事件或动作是来自一个还是几个事件和数据资源。
此外，术语“或”是指包容性的“或”而不是排他性的“或”。即，除非另有说明或从上下文中清楚的，否则短语“X使用A或B”是指任何自然的包容性排列。即，短语“X使用A或B”满足任何以下实例：X使用A；X使用B；或X使用A和B两者。此外，除非另行指明，或根据上下文清楚地涉及单数形式，否则在本申请中和所附权利要求中使用的冠词“一个（a，an）”一般应解释为意指“一个或多个”。
而且，本文中所采用的术语“集合”不包括空集，例如，其中没有元素的集合。因此，本公开内容中的“集合”包括一个或多个元素或实体。作为例子，控制器的集合包括一个或多个控制器；数据源的集合包括一个或多个数据源；等等。类似地，本文中使用的术语“组”指代一个或多个实体的集合；例如，一组节点指代一个或多个节点。
将以系统的方式来给出多个方面或特征，这些系统可以包括大量的设备、组件、模块等。要理解的是：各个系统可以包括额外的设备、组件、模块等，和/或可以不包括所有的结合附图讨论的设备、组件、模块等。也可以使用这些方案的组合。
图1示出了示例性工业企业100的高级概况，该工业企业100具有处于各个分级的级的数据存储设备（例如，历史存储装置）。示例性工业企业100包括较低的控制和感测级、中间控制级和企业级。然而，可以理解的是：本文中描述的集成的架构适合用于包括企业级的任意配置的任意工业环境中。
较低的控制和感测级包括由工业控制器1121-N监测和控制的工业设备1161-N和1181-N。工业设备1161-N和1181-N可以包括现场设备和系统，这些现场设备和系统结合在工厂底层上执行的一个或多个工业处理的监测和控制而向工业控制器1121-N提供数据或从工业控制器1121-N接收数据。因此，工业设备1161-N和1181-N可以包括诸如传感器、遥测设备、仪表等的控制器输入设备。工业设备1161-N和1181-N也可以包括控制器输出设备，例如致动器、电机驱动器和接触器，或其他这样的可控设备。工业设备1161-N和1181-N也可以包括低级的控制系统，例如视觉系统（visionsystem）、条码标记系统、变频驱动、工业机器人等，这些视觉系统（visionsystem）、条码标记系统、变频驱动、工业机器人执行部分工业处理的局部控制或者具有其自己的局部控制系统，但是辅助于中间控制级上的工业控制器1121-N。
工业控制器1121-N可以是例如可编程逻辑控制器（PLC）或其他可编程自动化控制器（PAC），并且通过工业设备1161-N和1181-N来便利一个或多个工业自动化系统的监测和控制。示例性自动化系统可以包括但不限于批量控制系统（例如，混合系统）、连续控制系统（例如，PID控制系统）或离散控制系统。控制器使用本地硬件I/O或通过工厂网络（例如以太网/IP、数据高速公路（Data Highway Plus）、控制网（ControlNet），设备网（DeviceNet）等）与工业设备1161-N和1181-N交换数据。工业控制器1121-N通常从工业设备1161-N和1181-N接收表示设备的当前状态及其相关联的处理（例如，温度、位置、部件存在或不存在、液位等）的数字或模拟信号的任意组合，并且执行用户定义的控制程序，这些控制程序基于接收的信号来针对受控处理执行自动的决策制定。然后，工业控制器1121-N根据控制程序所制定的决策向工业设备1161-N和1181-N输出数字和／或模拟控制信令。这些输出可以包括设备启动信号、温度或位置控制信号、运动控制命令、机械加工或物料搬运机器人的操作命令、混合器控制信号等。控制程序可以包括任何合适类型的代码，以用于处理被读入工业控制器1121-N的输入信号并控制由工业控制器1121-N生成的输出信号，该代码包括但并不限于梯形逻辑、顺序功能图、功能框图、结构化文本、或其他这种平台。
在示例性企业100中，工业控制器1121-N存在于工厂网络114上，该工厂网络114在控制器1121-N之间提供网络连接。一个或多个工业设备1161-N和1181-N也可以存在于工厂网络114上。工厂网络114可以利用任意合适的网络架构和协议，包括但不限于控制和信息协议（Control and Information Protocol，CIP）、以太网、以太网/IP、数据高速公路（DataHighway Plus）、控制网（ControlNet），设备网（DeviceNet）等。
企业级（enterprise level）可以包括企业的事务性部门（business side），并且可以包括诸如财务分析、市场营销、销售、订单管理、长期商业规划、资源管理、库存管理等的商业操作。企业级也可以包括充分利用由工厂底层级（plant floor level）生成以及从工厂底层级接收的数据的系统，例如报告系统106、企业资源规划（ERP）系统108、制造以及执行（MES）系统122。这些企业级系统相互关联，并且基于工厂底层操作来管理高级的商业功能。办公室网络110可以使用合适的办公室网络协议（例如，以太网上的TCP/IP）来使位于企业级上的一个或多个办公系统相互连接。例如，办公网络110可以将员工台式机或笔记本电脑计算机互连到办公服务器、打印设备或其他办公设备。
办公室网络110也可以连接至工厂网络114（例如，通过路由器或防火墙）以便利在企业级聚集来自工厂底层的数据。因此，示例性企业100可以包括企业历史存储装置104，企业历史存储装置104对从一个或多个包括该企业的设施收集的工厂底层的或商业侧的数据提供长期的企业级的存储。
中间控制级上的设备和较低的控制和感测级可以生成与一个或多个工业自动化系统的控制和监测有关的大量数据。因此，工厂历史存储装置120可以设置在工厂网络114上，以聚集并存储由一个或多个工业控制器1121-N和/或工业设备1161-N和1181-N生成的数据。而且，任意的工业控制器1121-N和／或工业设备1161-N和1181-N可以与各个嵌入式历史存储装置（也称为微历史存储装置（例如，历史存储装置H1-H6））相关联。微历史存储装置H1-H6作为用于各个设备所生成的数据的本地存储设备。
如图1所示，历史存储装置H1-HN跨越工业企业的各级而分布，以便利跨越组织层级的数据收集。历史存储装置H1-HN中每一个均可提供平台，该平台提供高速的、时间序列的数据存储以及从多个控制器或设备中的数据取回。历史存储装置H1-HN可通过标准的网络接口或跨过各控制器的各个的背板（backplane）来与工业控制器1121-N以及工业设备1161-N和1181-N通信。在一些实施中，各个历史存储装置H1-HN可以将数据存档至用于提供额外的存储能力的存档引擎（Archive Engine）。
在一些实施方式中，一个或多个历史存储装置H1-HN可以包括实时数据服务器（live data server），这些实时数据服务器保存实时（live）（例如，接近实时（real-time））数据，然后该实时数据可以被作为历史而存储（historized）至其他用于存档存储的长期历史存储装置。由这样的实时数据服务器维护的实时数据可以包括例如由工业控制器1121-N和/或工业设备1161-N和1181-N所生成的、近实时的遥测或状态数据。在示范性实施中，可以将这样的实时数据从多个控制器或设备聚集到公共的实时数据服务器，该公共的实时数据服务器提供访问和查看实时数据的手段。然后，实时数据可以被移动到工厂级或企业级历史存储装置以进行更长期的存储。如将在下面更详细地解释的，历史存储装置数据接口系统以及相关联的模型可以提供对来自公共接口的实时数据组件和历史数据组件两者的访问。
本公开内容的一个或多个实施方式提供用于在历史存储装置H1-HN中对跨越一个企业而存储的数据进行相互关联、查看和管理的工具。为此，历史存储装置数据接口系统102可以为分布式历史存储装置H1-HN提供公共接口，该接口允许用户访问历史存储装置数据，便利有意义的数据视图的创建，并且提供要在本文中更详细地描述的其他功能。历史存储装置数据接口系统102可以使存在于企业的多个级的各个历史存储装置H1-HN相互关联，使得可以从公共接口或通过公共协议无缝地访问存储在任意历史存储装置上的数据。
图2为示例性历史存储装置数据接口系统的框图，该示例性历史存储装置数据接口系统可提供用于访问分布式历史存储装置数据的公共接口和协议。在本公开内容中说明的系统、装置或处理的各方面可以构成嵌入在机器中的（例如，嵌入在与一个或多个机器相关联的一个或多个计算机可读介质中的）机器可执行组件。这样的组件在由一个或多个机器（例如，计算机、计算设备、自动化设备、虚拟机等）执行时，可以使机器执行所描述的操作。
历史存储装置数据接口系统202可以包括接口组件204、访问组件206、迁移组件208、报告组件210、高速缓存组件212、一个或多个处理器214、以及存储器216。在各种实施方式中，历史存储装置数据接口组件204、访问组件206、迁移组件208、报告组件210、高速缓存组件212、一个或多个处理器214、以及存储器216中的一个或多个可以电耦合到和／或通信上耦合到彼此，以执行历史存储装置数据接口系统202的一个或多个的功能。在一些实施方式中，组件204、206、208、210和212可以包括存储在存储器216中且由处理器214执行的软件指令。历史存储装置数据接口系统202也可以与图2中未示出的其他硬件和／或软件组件互相作用。例如，处理器214可以与一个或多个外部用户接口设备（诸如键盘、鼠标、显示器、触摸屏或其他的这样的接口设备）互相作用。
接口组件204可以被配置成通过接口设备接收对所选择的历史存储装置数据的访问请求并且提交所请求的数据。访问组件206可以被配置成对存储在数据历史存储装置的网状网络中的、所期望的历史存储装置数据进行定位和取回，包括确定所期望的数据与请求发起者之间的最有效的路径。迁移组件208可以被配置成将数据迁移到不同的存储位置，以提高数据的存储和取回的效率。报告部件210可以被配置成基于历史存储装置数据、相关联的报警、通知等生成报告。高速缓存组件212可以被配置成选择性地存储历史存储装置数据，以促进服务于对数据的高速请求。一个或多个处理器214可以参照公开的系统和／或方法来执行本文中描述的功能中的一个或多个。存储器216可以是存储计算机可执行指令和／或信息的计算机可读存储介质，这些计算机可执行指令和/或信息用于参照公开的系统和/或方法执行本文中描述的功能。在一些实施方式中，存储器216可以是由云平台提供的基于云的存储装置，该云平台维护并执行基于云的历史存储装置数据接口系统202。
图3示出了分布式的且可扩展的框架300，该分布式的且可扩展的框架300使数据历史存储装置功能能够被有效地包含在企业的各级。与图1中所示的历史存储装置类似，历史存储装置H1-HN跨越工业企业（例如，图1的企业100）的多个级而分布。历史存储装置数据接口系统302提供允许将历史存储装置H1-HN管理为网状网络312的公共接口和访问协议，由此使各个历史存储装置H1-HN相互关联，使得可以从公共接口无缝地访问其上存储的数据。虽然本文中在历史存储装置的背景（例如，历史存储装置的网状网络）中描述各种实施方式，但是可以理解的是：这些实施方式并不限于历史存储装置，而是可应用于任何合适的存储设备。
由历史存储装置数据接口系统302管理的框架300利用公共的数据模型310，该数据模型310允许历史存储装置H1-HN向企业的其他组件暴露他们的背景（context）和数据，并且允许历史存储装置H1-HN自动识别和收集相关的数据（例如，用于存档、系统恢复的目的等等）。在一个或多个实施方式中，数据模型310可以根据多个分级的级来表示工业企业，其中每级包括企业的被组织成类型实例的单元以及它们的属性。示例性类型可以包括例如资产（例如，泵、挤压机、罐、充填器、焊接单元、度量工具(Utility Meter)等）、结构（例如，生产线、生产区、工厂、企业、生产计划、操作者等）和处理（例如，质量审核、维修、测试／检验、批次、产品参数、班次等）。
简单地转向图4，示出了可以用作数据模型310的基础的示例性的组织层级。在这个示例性的组织模型中，分级的级可以包括（从最低到最高）：工作单元（workcell）级402、线（line）级404、区域级406、站（site）级408和企业级410。可以针对这种分级结构的各个级来定义上面描述的类型实例（表示企业的单位）。在一个或多个实施方式中，本文中描述的历史存储装置数据接口系统可以提供类型的标准集合，该类型的标准集合允许用户根据这些标准的类型来对工业企业建模。历史存储装置数据接口系统也可以允许创建定制的类型，从而允许用户使用标准类型和用户定义类型的组合来表示他们的特定业务或制造处理。
数据模型310允许根据这些分级的级来描述且识别自动化系统的设备、其相关的历史存储装置和存储在其中的数据项，从而允许在整个企业中使用公共的术语来识别设备和与这些设备相关联的历史存储装置数据。因此，当被集成到框架300中时，历史存储装置数据的个别项（例如，存储在控制器标签中的实时模拟值和数字值、存储在历史存储装置寄存器或其他长期数据存储设备中的存档的数据值等）能够通过由数据模型310定义的独特的历史存储装置标签、经由接口组件306被识别和查看。例如，通过附接至数据模型310，历史存储装置网状网络312内的给定数据项可被以历史存储装置标签或标识符来识别，该历史存储装置标签或标识符表示组织层级内的、该数据项的起源或背景（例如，Socal:DieCastArea＃1HeadlineMachine:DowntimeTracking:Downtime Minutes）。310数据模型可以将工业控制器、设备、机器或处理表示为该组织层级内的数据结构（例如，类型实例），以提供在企业的各处生成并存储的数据的、相对于作为一个整体的企业的背景。在图5中示出了基于针对数据模型310而定义的企业单元的、可浏览的层级500。因此，数据模型310提供了背景增强，该背景增强取代了可能会在个别的历史存储装置内使用的平面名称结构。
可以根据大量的不同的类型实例而在数据模型中描述的企业的给定资产。依据示例，考虑服务中的泵作为工业处理的一部分。该泵可以与多种不同类型的数据相关联，在数据模型中由各个类型实例表示。例如，以基本上实时的方式来测量关于泵的实时数据（例如，压力、流量、速度等）。这样的数据可以保持在人机接口或工业控制器的数据标签中。此外，维护管理系统可以记录关于泵的性能或维护统计数据，例如运行时间、性能规格、制造商数据、可利用的备件或维护数据。此外，企业资源规划（ERP）系统或MES系统可以记录关于泵的质量保证数据，例如批记录、泄漏测试数据、实验室样品结果等。也可以由一个或多个历史存储装置针对泵来存档历史数据。这可以包括例如所抽取的材料量、产品产量、操作历史、消耗的功率等。此外，资产数据库可以记录关于泵的资产信息（例如，购买数据、价格、保修期、制造商、工程规格、相关的数据、振动数据等）。310数据模型可以便利对这些不同的泵信息的多个源的相互关联。
310数据模型也可以为这样的结构的自动发现和创建作准备。例如，如果新的设备或历史存储装置被添加到系统中，则历史存储装置数据接口系统302可以自动检测新设备并且确定该设备在由数据模型310建模的组织层级内的背景。然后，数据模型310可以重新配置其自身，以将新添加的设备包含在组织层级内的适当的位置，并且历史存储装置数据接口系统302可以在网状网络312内自动配置新的设备或操作。这可以包括识别在新设备内可得到的数据标签以及建立这些数据标签与已经被系统识别的其他历史存储装置标签之间的适当的相关性。
在历史存储装置数据接口系统302的指导下，框架300允许历史存储装置H1-HN被连接到数据模型310以及其相关联的寻址模式，从而使历史存储装置数据能够自动地且有效地在组织的各层之间、跨越组织边界被交换，或在较低级控制实体与组织的较高级之间被交换。在一些实施方式中，数据模型310可以跨越控制系统和组织的其他组件（例如，商业计算机）而分布，为历史存储装置提供整个系统背景的高水平的知识并且使历史存储装置能够自动地通过统一的框架而彼此通信。框架300也可以包括目录和位置服务，以实现历史存储装置H1-HN的配置并便利组织的各级处的自动化集成。
数据模型310提供对存储在分布式历史存储装置H1-HN中的数据的统一的查看，允许用户通过接口组件306查看和取回所选择的、历史存储装置数据的子集。例如，接口组件306可以被配置成接收对存储在历史存储装置H1-HN当中的历史存储装置数据的特定子集的访问请求，并且以用户选择的格式提交结果。为了便利对用户所请求的、历史存储装置数据的子集的定位，访问组件304可以利用数据模型310，以基于提供给接口组件306的请求标准来定位所期望的历史存储装置数据。在一个或多个实施方式中，访问组件304可以基于数据的位置和数据请求的起源来确定最有效的或最快的、到达所期望的数据的路径。以这种方式，不管数据存储在哪里、并且无需用户知道数据的位置，接口组件306、访问组件304以及数据模型310可以允许用户访问和取回存储在一个或多个历史存储装置H1-HN处的数据。
为了便利自任何位置从历史存储装置网状网络312快速地且高效地取回数据，历史存储装置数据接口系统302可以包括被配置成根据一个或多个迁移标准将数据迁移到不同的存储位置的迁移组件308。例如，历史存储装置数据的子集（例如，与特定的控制器标签组相关联的数据）可以最初位于并且存储在历史存储装置网状网络312的历史存储装置H4处。然而，基于诸如对数据的该子集的请求量或请求频率和/或此类请求的起源位置的因素，迁移组件308可以确定：将数据的子集搬迁到历史存储装置H1将更好地安置数据，以响应于未来的请求进行更快的且更有效的取回。迁移组件308可以基于以下确定而进行这个决策：确定历史存储装置H1（相对于H4）物理上更接近对数据的该子集的大部分请求起源的位置，或者历史存储装置H1相对于H4已经提高了存储和处理能力，使得H1较有能力来比H4更快地服务于数据取回请求。因此，将数据的子集从H4迁移到H1将允许系统更迅速地并且具有更少处理开销地将数据提供给接口组件306。依靠由历史存储装置数据接口系统310提供的标签相互关联特征，这种迁移可对最终用户是透明的。例如，当用户通过经由接口组件306选择与历史存储装置H4相关联的相关数据标签来选择所迁移的、数据的子集以进行取回时，历史存储装置接口系统302将会知道数据在历史存储装置H1的新位置并且从该新位置取回数据。
在一些实施方式中，迁移组件308可以了解对数据的子集的请求模式，并且基于这些了解到的请求模式动态地迁移所选择的数据的子集。在典型的情况下，迁移组件308可以监测对存储在历史存储装置H4中的数据的子集的访问请求，并且了解到：来源于企业级上的特定的用户工作站或服务器的对数据的请求在2：30和3：00之间显著增加（例如，作为在此期间执行的每日报告的结果）。基于这种确定，迁移组件308将会早于预计请求要增加的时间而在2:15把所请求的数据从历史存储装置H4移动到位于组织的企业级的历史存储装置（例如，图1的历史存储装置H7）。以这种方式，当来自企业级工作站的对数据的请求如预期那样在2:30和3:00之间增加时，该数据将位于更容易被工作站访问的历史存储装置。迁移组件308可以至少部分地基于对数据模型310的参照来确定关于迁移操作的合适的目的地历史存储装置，其中数据模型310包括在企业中的每个历史存储装置H1-HN的信息，该信息包括组织内的各个历史存储装置的位置。
在一些历史存储装置网络中，存在这样的可能性：重复的数据将被收集和存储在历史存储装置网状网络312内的多个位置中。例如，两个或多个工业控制器可以从公共的遥测设备（例如，流量计、温度或压力传感器、变频驱动器等）中读取测量结果，并且将该数据存储在各自的相关联的历史存储装置中，导致历史存储装置网状网络312内的多个位置中的计量数据重复。因此，为了充分优化由存储的数据所消耗的存储空间，迁移组件308可以识别和删除整个历史存储装置网状网络312中的相同数据的多余的实例。迁移组件308也可以被配置成在定义的时间周期后自动删除数据实例。
迁移组件308的一个或多个实施方式可以结合决定在何处以及多久地存储特定位置处的特定数据的集合、以及在历史存储装置网状网络312内的哪个位置存储特定位置处的特定数据的集合，来采用称重（weighting）算法。例如，通过接口组件306，用户可以对历史存储装置H1-HN内的所选择的数据标签分配优先级等级。然后，迁移组件308可以基于不同的基于时间的称重算法而将不同的数据维护例程应用于各种优先级等级。例如，迁移组件308将允许被指定为具有高优先级的历史存储装置数据的第一集合在删除前比分配较低的优先级的数据集合在系统中存储更长的持续时间。为此，迁移组件308可以对历史存储装置数据的第一集合应用第一称重算法，使得数据的所计算的值相对于被应用至较低优先级的历史存储装置数据的第二集合的第二称重算法而言，随着时间更慢地减小。在这两种情况下，当各自的称重算法表示数据的计算值已经下降到低于作为时间函数的预定的设定点时，迁移组件308将删除或迁移数据的集合。用户可以（通过接口组件306）定义数据的集合是否将被删除，或者可替代地，数据的集合是否将被迁移到不同的、具有较慢的读/写访问能力的长期存储位置。
也可以基于所了解到的对数据的访问模式，维护关于历史存储装置数据的称重算法。例如，基于数据标签被请求的频率、数据标签经常被从企业的哪个级（例如，机器级、工厂级、站级、企业级等）请求，称重算法可以提供对特定的数据标签的称重。基于该称重，迁移组件308可确定与数据标签相关联的数据应该存储在哪里。这可以包括确定企业的哪一级和该级上的哪个历史存储装置（例如，具有快速访问性的实时数据服务器相对于具有较慢的取回时间的远程长期存储装置）。称重算法可以基本上在新的信息（例如，额外的访问模式数据）变得可用时被实时地重新评估，使得当数据的采用值变化时，迁移组件308可以使用算法在一个存储器与另一存储器之间移动数据。
迁移组件308也可以被配置成基于时间跨度而从低级历史存储装置向更高级的历史存储装置执行数据迁移。例如，在很多情况下，实时数据（即，具有最小的时间跨度的数据）被工厂底层上的机器级数据标签（例如工业控制器或HMI中的那些）所收集。机器级历史存储装置可以将来自控制器标签的该实时数据存档至位于机器级历史存储装置中的历史存储装置标签。然后，当机器级历史存储装置数据达到定义的年龄（age）时，这个机器级数据可以被聚集在较高级的历史存储装置（例如，工厂级历史存储装置或企业级历史存储装置）处，以用于长期存储。因此，迁移组件308可以被配置成监测机器级历史存储装置上的历史存储装置数据的年龄，并在数据到达预定的年龄（例如，一个星期）时自动地将历史存储装置数据迁移到更高级的历史存储装置，并且该数据可以从机器级历史存储装置删除。以这种方式，历史存储装置网络保持工业控制器上的实时数据、机器级历史存储装置上的具有中等时间跨度的历史存储装置数据、以及更高级的历史存储装置上的具有长时间跨度的历史存储装置数据。随后，当从与历史存储装置数据接口系统302相关联的客户端请求特定的数据时，可以指明所寻求的主要时间跨度，以快速识别数据资源和包含所请求的数据的级。
历史存储装置数据接口系统302的一个或多个实施方式还可以包括安全组件314，该安全组件314利用数据模型310来控制对存储在历史存储装置H1-HN中的大量历史存储装置数据的访问。安全组件314可以拒绝、提供或撤销对历史存储装置和/或其相关联的数据的访问。安全组件314也可以允许用户通过接口组件306定义对所选择的历史存储装置数据的子集的访问的范围。例如，通过接口组件306，系统管理员可以浏览到各个历史存储装置或控制器标签，并且单独地对标签分配访问权限。安全组件314还可以利用由其上运行历史存储装置数据接口系统302的操作系统所提供的本地安全机制。例如，安全组件314可以支持组安全性，它允许用户或客户端应用程序被分配到组，其中该组与对特定的文件、数据或应用程序的访问权限相关联。分配给组也可以赋予权利来调用、安装、或注销服务。因此，当用户或应用程序试图访问历史存储装置数据的子集时，与用户或应用相关联的组身份和/或其他标记可以被确定，并且安全组件314将基于该身份而给予合适的访问权限（例如，读取、写入、执行...）。可以根据本公开内容来使用的安全技术的示例包括但不限于因特网协议安全（IPsec）、安全套接字层（SSL）、简单认证和安全层（SASL）、Kerberos，轻量级目录访问协议（LDAP），NT LAN管理器（NTLM），活动目录（Active Directory）或其他身份验证机制。此外，安全组件314可以对传输至框架300的指令、存储在框架300中的指令、或从框架300获得的指令进行保护和/或格式化。例如，可以对这些指令进行加密、数字签名、编码、压缩、密码保护等。此外，将历史存储装置H1-HN捆绑到数据模型使得历史存储装置能够自动集成在统一的安全方案下。这种统一的安全方案允许安全性变化被传播到来自系统的其他组件的历史存储装置。
历史存储装置数据接口系统302提供用于配置历史存储装置网状网络312中的历史存储装置、以收集所期望的数据的统一的机制。通过将历史存储装置H1-HN统一在附接至数据模型310的公共的接口下，历史存储装置数据接口系统302可以使用户能够标记要被收集用于历史存储装置目的的、所选择的控制数据项。例如，接口组件306可以给出分布在整个企业的控制器标签（例如，位于图1的工业控制器1121-N内的控制器标签）的可浏览的分级视图，其中控制器标签表示被各个控制器监测或生成的数据项（例如，计量值、机器状态、生产量等）。控制器标签的分级查看可以与数据模型310一致，其定义组织的分级的级和包括每个级的单元。用户可以与这个统一的表示进行交互，以浏览控制器标签并标记所选择的标签，以由一个或多个的历史存储装置H1-HN进行收集。历史存储装置数据接口系统302会向适当的历史存储装置传播此配置的信息，命令历史存储装置记录所标记的数据。接口组件306也可以允许所选择的数据项（例如，数据标签）被配置用于发布和订阅功能，由此，所选择的数据响应于数据结构中的变化而被记录、或在数据达到定义的状态时被记录，而不是连续地被记录。
通过将历史存储装置H1-HN整合在公共的数据模型310下，历史存储装置数据接口系统302可以允许用户将组织的各部分配置为合作执行历史数据收集的整体方案。例如，位于组织的中间控制级（例如，图1的控制器1121-N）的PLC和在较低的控制和感测级的传感器组件可以通过接口组件306被配置为共享数据收集任务或将收集到的数据提供到组织的更高级（例如，企业级上的设备）。在这种示例性情况下，较低级的收集部分可以包括安装在机架（rack）上的历史存储装置，这些历史存储装置在工业控制器机架中操作并且通过控制器的背板而与机架上的其他模块通信。这些安装在机架上的历史存储装置可以从背板中收集数据，并且跨越局域网共享数据。历史存储装置也可以与远程系统共享数据，例如操作一个或多个网页的远程网络浏览器。这样的网页或其他远程接口也可以被用于跨越本地和/或远程网络来配置历史存储装置功能（例如，如果历史存储装置数据接口系统302位于通过远程的或基于Web的接口可访问的Web服务器上）。
此外，数据模型310将数据收集处理的全球性的、企业级查看提供给历史存储装置数据接口系统302，允许系统响应于变化的条件来动态修改当前的数据收集方案。例如，接口系统302可以以实时方式监测由历史存储装置H1-HN执行的数据收集处理，并且可以确定设备或级已经被数据收集处理变得负担过重。响应于这一确定，接口系统302可以命令有关的历史存储装置将数据收集任务从负担过重的设备或级转移到具有足够的存储和处理资源来执行额外的数据收集负担的另一设备或级，由此更有效地使用系统范围的资源。历史存储装置数据接口系统302可以部分地基于待收集的数据、相对于所收集的数据的各个历史存储装置的位置（如由数据模型310所确定的）、以及各个历史存储装置所看到的当前的数据收集负荷而确定要执行新的数据收集任务的合适的历史存储装置。
为了便利上面所讨论的历史存储装置数据管理特征中的一个或多个，历史存储装置数据接口系统302和其主干可以监视和跟踪历史存储装置数据的各个项的位置。例如，历史存储装置数据接口系统302可以实施作为框架300的一部分的爬行器（crawler），该爬行器在包括网状网络312的各种历史存储装置上爬行，以识别历史存储装置数据项、它们各自的位置和数据类型、以及历史存储装置标签之间的相互关联。爬行器可以识别例如历史存储装置标签与其相关联的、控制系统内的（例如，工业控制器上的）实时标签之间的相互关联。爬行器可以在本地高速缓冲存储器中的不断更新的标签字典中对该信息（包括标签相关性信息）进行索引，以便利对所请求的数据的适当资源的快速识别。历史存储装置数据接口系统302可以使用引用或指针以便利对历史存储装置数据的存储和取回，并且数据模型310可以公开历史存储装置标签，以为跨历史存储装置网状网络312或其他存储设备定位数据做准备。
图6示出了被配置成对历史存储装置数据进行索引和高速缓存的示例性历史存储装置数据接口系统。历史存储装置数据接口系统602包括数据模型506（类似于图3的数据模型310）和高速缓存组件604。在本示例中，数据模型606包括索引组件610和连接组件612。索引组件610被配置成对与历史存储装置620及其相关联的历史存储装置数据以及设备614有关的信息进行索引，其中设备614包括企业的一个或更多个工业自动化系统622。历史存储装置数据接口系统602可以采用任意合适的机制来采集关于历史存储装置及其可用数据的信息。例如，历史存储装置数据接口系统602可以实现爬行器（如上所述），该爬行器在历史存储装置620的网络上“爬行”，以识别历史存储装置H1-HN、它们的可用数据项、它们的各个位置、各个数据项的数据类型、数据标签之间（例如，复制数据标签之间，或者实时数据标签和它们的相应的历史存储装置标签之间）的相互关联、以及其他这样的信息。索引组件可以在本地高速缓冲存储器624中（例如，在连续更新的标签字典中）对爬行器所采集的信息进行索引。接口组件626（类似于图2和图3各自的接口组件204和306）可以结合对所接收的历史存储装置数据请求进行服务来利用这个索引信息。接口组件626还可以使用这个索引信息来提供历史存储装置620的网络上分布的数据的可浏览视图。
连接组件612被配置成结合所请求的历史存储装置数据的取回和提供，并且结合迁移、存储、高速缓存等，在历史存储装置数据项之间进行数据连接。具体地，连接组件612可以利用数据模型606，以确定历史存储装置数据项之间的关系，并且基于这些确定的关系，在所选择的数据项之间建立数据库连接。例如，基于在数据模型606中编码的组织层级，连接组件612可以确定位于第一历史存储装置（例如，H2）中的电机速度值与如下工业压印机（industrial stamping press）相关联：该工业压印机的当前或历史状态位于第二历史存储装置（例如，H4）中。基于该确定，连接组件612可以在以下历史存储装置标签之间创建数据连接：用于位于历史存储装置H2中的电机速度值的历史存储装置标签、与用于例如位于历史存储装置H4中的压印操作模式（或者与该压印相关联的其它有关数据项）的历史存储装置标签。连接组件612可以在高速缓冲存储器624中创建该连接的记录。此后，响应于在接口组件626处接收的对与压印机有关的数据的请求，历史存储装置数据接口系统可以部分地基于由连接组件612创建的数据连接，快速地取回有关数据，并且通过接口组件626以所选查看格式提供数据。
本文中所描述的框架的一个或更多个实施方式还可以将历史存储装置数据选择性地高速缓存到本地存储装置，以便利对数据请求进行高速服务。例如，基于对历史存储装置网络中的数据的集合的相对重要性的确定（例如，所分配的优先级或所观察到的访问数量），历史存储装置数据接口系统602可以将所选择的数据的集合迁移至高速缓冲存储器624，使得响应于取回请求，可以更快地并且更有效地递送具有相对较高的重要性的数据。因此，高速缓存组件604可以选择性地存储所选历史存储装置数据，以便利对针对数据的高速请求进行服务。关于是否高速缓存数据的某个集合的决策可以基于被指定给各个历史存储装置标签的明确的优先级值。例如，用户可以通过接口组件626浏览与历史存储装置620相关联的历史存储装置标签组，并将所选择的历史存储装置标签标记为具有高的优先级。替选地，或者此外，如以上结合迁移组件308（参见图3）所描述的，历史存储装置数据接口系统602可以基于所了解的对各个历史存储装置标签的访问模式，推断历史存储装置标签的相对优先级。例如，迁移组件308可以监视对历史存储装置数据的各个项的访问请求，并且了解到以超过所定义的频率设定值的频率请求了数据项的特定子集。因此，历史存储装置数据接口系统602将把与所识别的数据项相关联的历史存储装置标签标记为具有高的优先级。基于这些优先级分配，高速缓存组件604将把所标记的历史存储装置数据高速缓存至高速缓冲存储器624，以便于响应于由接口组件626接收的请求而更快地取回数据。
在一个或更多个实施方式中，高速缓存组件604可以根据期望的优先级粒度程度来高速缓存数据项。也就是说，历史存储装置数据接口系统602可以支持多个重要性水平（例如，高重要性、一般重要性、低重要性等），使得可以将历史存储装置标签进行分类在多个重要性水平中的一个重要性水平下。为了确保使得高速缓存的数据以与数据的重要性相称的速度可用，高速缓存组件604可以高速缓存历史存储装置数据，使得各个数据项被分配给多个高速缓存层618中的一个，其中，每个高速缓存层618对应于一个重要性水平。可以根据要求的访问速度对每个高速缓存层618施加负荷。例如，高速缓存组件604将会把被标记为具有最高重要性水平的历史存储装置数据高速缓存在提供最快访问速度的层，而将较低优先级数据高速缓存在提供较低访问速度的层。通过根据这些粒度层对历史存储装置数据进行高速缓存，历史存储装置数据接口系统602可以通过按照数据集合的相对重要性在不同的高速缓冲数据集合之间分配这样的资源，而更有效地利用处理资源。
高速缓冲层618还可以提供历史存储装置数据表示的、渐进的类JPG提供，使得最初可以快速地提供粗略表示（用最高速度层表示），以便为所选择的历史存储装置数据的集合提供背景，并且，在接着提供较低层时，可以逐渐地提供精细粒度的细节，以呈现对历史存储装置数据的更全面的查看和理解。例如，用户可以请求在所选择的时间间隔内查看历史存储装置数据点的集合的图形表示。图形表示可以是趋向历史存储装置数据点的集合的线图，但是其他类型的图形表示也是可能的并且在本公开内容的范围内。当请求图形表示时，被高速缓存在具有最高访问速度的层的历史存储装置数据值的子集（其可以对应于具有最高重要性的数据点）将会被首先取回并且呈现在趋势图上，从而提供最重要的数据点组成的趋势图的初始视图。随着时间的推移，来自其他高速缓存层（具有渐进地更低的访问速度）的历史存储装置数据值将会以与各个高速缓存层的访问速度相称的速度被取回并且合并到趋势图中，使得趋势图随着时间的流逝而逐渐变得更详细。
通过历史存储装置数据的自动迁移连同由历史存储装置数据接口系统602提供的自动的数据标签相互关联和跟踪，可以以动态方式来充分地优化使历史数据存储，而不需要对利用该数据的自动化的报告进行更新以使得该报告知晓数据的新位置。例如，自动生成的报告以及班次的结束可以被配置成从特定的历史存储装置标签取回数据，以包括在该报告中。传统上，这样的报告被预配置成指向历史存储装置标签，期望能够从该特定的标签获得数据。然而，历史存储装置数据接口系统602的相互关联特征和自动迁移可以便利将这样的历史存储装置数据迁移至提供对数据的较快访问的源，同时自动将原始历史存储装置标签与新的源相互关联。因此，自动化的报告可以继续从原始历史存储装置标签请求数据，并且，历史存储装置数据接口系统将会基于标签相互关联而自动从新的源取回数据。
历史存储装置数据接口系统602还可以包括报告组件608，报告组件608被配置成生成利用历史存储装置数据（即，高速缓存在高速缓冲存储器624中的历史存储装置数据和／或专门位于历史存储装置网络620上的非高速缓存的历史存储装置数据）的报告。这些报告可以包括但不限于日常生产概要、事件或警报日志、图形趋势、图表等。图7和图8描绘了可以由报告组件608提供（例如，通过接口组件626）的历史存储装置数据的两个示例性图形查看。图7示出了作为时间的函数的机器的操作状态的示例性曲线700。报告组件608可以响应于在接口组件626处接收的请求输入而生成该曲线700。该请求输入可以包括例如机器的标识、对所请求的数据的类型的选择（例如，机器状态）、对报告类型的选择（例如，时间曲线）和要生成报告的时间范围。响应于该输入，访问组件628（类似于访问组件304）将会访问数据模型606和／或存储在高速缓冲存储器624中的索引信息（通过索引组件610），以便确定哪个历史存储装置标签的子集包含所选机器的工作模式数据、以及与所识别的历史存储装置标签相关联的历史存储装置数据的位置。访问组件628还可以确定从报告请求的起源到所识别的历史存储装置数据的最有效或最快的路径。如果所识别的历史存储装置数据项之一位于历史存储装置网络620内的多个位置处，则访问组件628将会确定距报告请求的起源最近的位置，并且从所选位置取回复制的数据项。如果所识别的数据项中的一个或更多个已经被高速缓存在高速缓冲存储器624中（如上所述），则访问组件628将会从高速缓冲存储器624中的这些数据项各自的高速缓存层618取回这些数据项。
一旦访问组件628从期望的历史存储装置数据的各个位置处取回了期望的历史存储装置数据，则报告组件608将会利用数据以生成曲线700，其描绘了在所请求的时间范围中机器的工作模式（“空闲”、“运行”、“受限”或“服务”）。报告组件608还可以支持将所取回的历史存储装置数据的可视化为标签云800，如图8所示。例如，对所取回的历史存储装置数据的分析可以确定从1:00至7:00，机器经历了四个操作状态——“空闲”、“运行”、“受限”和“服务”。具体地，历史存储装置数据可以表示“空闲”占用115分钟，“运行”占用178分钟，“受限”占用2分钟，而“服务”占用65分钟。如曲线700所示，这些状态可以不必连续。相反，对于感兴趣的时间段，某些机器状态可能在该时间段期间出现了多次（例如，在感兴趣的时间段期间，有四个“运行”持续时间、五个“空闲”持续时间、一个“受限”持续时间和一个“服务”持续时间）。报告组件608可以基于这些个体持续时间来确定机器在每个状态上所花费的时间的总量。
基于该信息，报告组件608将会生成标签云（tag cloud）800，其以字符串形式描绘工作模式，该字符串的字体大小是所选时间段内机器处于各个模式的时间的相对量的函数。在本示例中，标签云800示出了在该时间段的最大百分比内机器处于“运行”模式，按照降序，之后是“空闲”模式、“服务”模式和“受限”模式。以这种方式，标签云800提供了机器的健康的概述，其可以快速地向操作者传达应当关注哪里。接口组件626可以使得用户能够按期望在这两个视图（时间曲线700和标签云800）之间切换。虽然示例性标签云800根据字体尺寸区分机器状态的相对持续时间，然而，报告组件608还可以使用其它字符串特征来传达相对状态持续时间（例如，字体颜色）。此外，取决于被查看的数据，报告组件608可以生成传达其它类型的信息的标签云，如用于给定班次的不同机器的相对生产量或者其它这样的信息。
应当理解，本文中所描述的历史存储装置数据接口系统不限于单个工厂设施内的历史存储装置数据管理。相反，本文中所描述的实施方式可以提供将企业的多个设施中的历史存储装置数据标签进行统一和相互关联的框架，并且提供用于配置数据收集以及查看被分布在多个设施中的历史存储装置数据的公共接口。图9示出了如下示例性架构，其中，历史存储装置数据接口系统902提供公共接口，通过该公共接口，可在两个不同的位置处配置、管理和查看企业的两个设施的历史存储装置数据。类似于之前的示例，历史存储装置数据接口系统902利用数据模型904（类似于数据模型218、310或606）来提供对分布在企业的多个级上的多个数据历史存储装置中所存储的历史存储装置数据的统一的访问。在本示例中，历史存储装置数据接口系统902位于企业的第一设施（设施1）处。类似于图1的企业100，设施1包括多个级，包括工业设备9101-N位于其上的控制级（或微级）。工业设备9101-N可以具有与其相关联的各个历史存储装置（H2和H3）。设施1还包括历史数据库906，历史数据库906位于包括另一数据历史存储装置（H1）的、比控制级高的级（例如，工厂级）。
设施2是处于相对于设施1的远程位置处的、企业的第二工厂设施，并且也包括在控制级上的一个或更多个工业设备9161-M和在工厂级上的历史数据库918，其中，工业设备9161-M和历史数据库918与各个历史存储装置H4-H6相关联。设施1和2穿过防火墙908和914、通过外部网络（如因特网）而在通信上连接。
历史存储装置数据接口系统902能够通过以下方式来共同地管理和查看分布在多个级和多个工厂设施上的多个历史存储装置：将两个位置处的历史存储装置作为共同的网状网络（类似于图3中的网状网络312）来对待。为此，数据模型904可以相应地对多级的、多设施的企业进行建模。
图10示出了用数据模型904表示的示例性数据模型架构1000。在1010处，最高的数据收集级被称为企业级。在某些情况下，该级对从较低级诸如从工厂级1020（表示设施1和2）和机器或控制级1030（表示工业设备9101-N和9161-M）收集的数据进行聚集。虽然数据模型结构1000包括历史存储装置系统的三个示例级，然而，应当理解，可以在数据模型904中配置多于或少于三个级。例如，可以使图10中描绘的任意级进一步被细化为包括另外的级（例如，图4中描绘的一个或更多个级）。通过利用数据模型904执行以上结合图2-图8描述的历史存储装置数据管理功能，历史存储装置数据接口系统902使得分布在两个设施处的历史存储装置能够被视为横跨机器、工厂和企业的、统一的历史存储装置网络。
现在，转向图11，结合示例系统1100描述各种历史存储装置数据管理功能。在本示例中，历史存储装置数据接口系统1102用于管理和观看分布在工业系统的多个组件上的数据。工业系统包括具有数据标签（标签A）的控制器1118，该数据标签表示由控制器1118结合监视或控制工业处理而测得或生成的实时数据值（例如，温度值、生产量、机器状态等）。实时数据服务器1116（位于工厂底层上或者企业的商业级）监视控制器1118中的标签A，以将标签A的实时值读入到其自己的数据标签（标签LDA）中。位于工厂底层上并且与企业的机器级（例如，图10的机器级1030）相关联的机器历史存储装置1120捕获与特定机器有关的时序历史数据，包括工业处理。因此，机器历史存储装置1120还监视控制器1118中的标签A，并且将标签A的时变值存储在一系列历史标签中（为了简洁，机器历史存储装置1120中仅描绘了两个这样的时序标签——标签A2和标签A3）。此外，位于高于控制级的级（例如，图10的工厂级1020）上的工厂历史存储装置1114对从工厂底层选择的数据的集合进行聚集，以用于历史收集。为此，工厂历史存储装置1114监视实时数据服务器1116中的实时数据标签LD A，并且存储实时数据的历史值（例如，在标签LDA1中）。工厂历史存储装置还监视机器历史存储装置1120中的标签A2和A3，并且在其自己的历史标签（例如，标签ME A2和标签ME A3）中复制这些值。由于该配置，实时数据服务器1116、机器历史存储装置1120和工厂历史存储装置1114表示三个不同的历史存储装置，这三个不同的历史存储装置具有各自的数据标签，某些包含复制数据（例如，标签ME A2和标签A2），某些包含相同数据的各个实时版本和历史版本（例如，标签LD A和标签LD A1）。
历史存储装置数据接口系统1102（类似于历史存储装置数据接口系统202、302、602或902）可以这些分布式数据标签将互相关联，使得当数据标签中存储的数据的子集被请求时，历史存储装置数据接口系统1102做出关于所请求的数据的最好的源的确定。历史存储装置数据接口系统1102可以使得这样的事务对于用户基本上是透明的，以使得用户能够从单个参考点访问期望的数据。因此，历史存储装置数据接口系统1102将标签A2与标签ME A2相互关联为具有相同的历史数据，并且类似地将标签A3和标签ME A3相互关联。历史存储装置数据接口系统还将标签LD A和标签LD A1相互关联，分别作为控制器1118中的标签A的实时版本和历史版本。
图11示出了由历史存储装置数据接口系统1102（例如，通过接口组件204）提供的历史存储装置数据标签的示例性分级视图。在表示层级中的最高节点的接口连接器节点1104下，历史存储装置数据接口系统1102将数据标签分类在实时数据节点1106或者历史存储装置节点1108下。实时数据节点1106显示与工业系统上的一个或更多个实时数据服务器（例如，实时数据服务器1116）相关联的数据标签，而历史存储装置节点1108显示与一个或更多个历史存储装置（例如，机器历史存储装置1120和工厂历史存储装置1114）相关联的标签。如图11所示，历史存储装置节点1108包括两个下部节点——对应于工厂历史存储装置1114的工厂历史存储装置节点1110和对应于机器历史存储装置1120的机器历史存储装置节点1112。扩展节点1106、1110或1112显示与所选节点相关联的数据标签。
在本示例中，工厂历史存储装置1114上的标签ME A2与机器历史存储装置1120上的标签A2表示相同的数据。因此，历史存储装置数据接口系统1120将会自动将这两个数据标签相互关联。因此，当历史存储装置数据接口系统处的用户选择表示标签ME A2的历史存储装置标签1122时，历史存储装置数据接口系统1102将（例如，使用访问组件206）基于诸如以下各项的考虑来确定哪个数据源（工厂历史存储装置1114处的标签ME A2还是机器历史存储装置1120处的标签A2）能够更快地提供所请求的数据项：相对于历史存储装置数据接口系统1102而言的数据源的物理位置、各个数据源当前所看到的处理负荷、各个数据源的硬件规范等。因此，当数据项作为历史被记录在多个历史存储装置中时，历史存储装置数据接口系统1102响应于对数据的请求，确定数据项的最佳源。
历史存储装置数据接口系统1102可以以各种方式利用标签相互关联，以提高历史存储装置数据呈现的效率和速度。例如，如果历史存储装置数据接口系统1102的用户从标签层级中选择历史存储装置标签以包括在图形趋势中，并且所选数据在处于历史存储装置网络上的其它地方的、较高速度的历史存储装置上的替选标签中（或者，如果之前高速缓存了所选数据，则在高速缓冲存储器624中）可用，则历史存储装置数据接口系统1102可以选择替选标签作为用于进行趋向的目的的数据的源。在另一个示例中，如果所选历史存储装置标签已经被添加至实时数据趋势图，并且，历史存储装置标签或其相关联的历史存储装置变得不可用，则历史存储装置数据接口系统1102可以基于之前确定的历史存储装置标签相互关联，来定位另一数据源。在又一个示例性情况下，如果用户创建的数据趋势图是来自所选历史存储装置标签的趋向数据，并且历史存储装置数据接口系统1102确定具有所选数据的较新版本的另一个历史存储装置数据标签变得可用，则历史存储装置数据接口系统1102可以自动将数据趋势图的源从之前选择的历史存储装置标签替换成新的可用数据标签。
历史存储装置数据接口系统1102还可以便利自动的数据聚集。例如，响应于对所聚集的历史存储装置数据的集合的请求（如，当生成报告从多个历史存储装置要求数据时），历史存储装置数据接口系统1102可以确定这样的请求可以由特定的历史存储装置更快且更有效地处理。因此，历史存储装置数据接口系统1102可以自动将这样的请求转送给所识别的历史存储装置以进行处理。这可以减小接口服务器上的计算负荷，以使得能够在被确定为提供最佳性能的那个服务器处处理聚集。
历史存储装置数据接口系统1102还可以便利对在各种分布式历史存储装置中可用的数据进行基于角色的访问。例如，具有管理员权限的用户可以使用历史存储装置数据接口系统1102来将各个历史存储装置、多组历史存储装置或者数据标签与访问权限的特定级别相关联，并且，将用户与各个访问级别相关联。这些访问级别可以基于用户在企业中的角色（例如，操作员、工厂管理人员、会计等）。于是，通过其自己的客户端接口访问历史存储装置网络的用户将会根据他们的角色和针对他们各自的访问级别限定的访问权限，被提供对历史存储装置和相关联的数据的访问。访问级别可以限定例如用户被允许查看哪些数据集合（例如，与特定的生产区域相关联的数据集合）、用户是否被授权对数据的写入权限（例如，以便可以用正确的值重写不正确的历史存储装置值）等。因此，在企业的所有级的用户都可以根据他们各自的角色来查看位于企业层级的各处的历史存储装置数据。
为了提供或有助于本文中所描述的大量的确定或推断（例如，推断要访问的最佳历史存储装置数据或历史存储装置标签），框架的组件可以检查其被授权访问的数据的全部或子集，并且可以提供根据通过事件和/或数据捕获的一组观察来推理或推断系统、环境等的状态。例如，可以采用推断来识别具体的背景或动作，或者可以生成各种状态的概率分布。推断可以是概率的，即，基于数据和事件的考虑的、对感兴趣的状态的概率分布的计算。推断还可以指代用于根据一组事件和/或数据来构成更高级的事件的技术。
这样的推断可以导致根据一组观察事件和/或存储事件数据来构造新的事件或动作，而不管事件是否以很近的时间接近性相互关联，并且不管事件和数据是来自一个还是若干事件和数据源。可以将各种分类（明显和／或隐含地经过训练的）方案和／或系统（例如，支持矢量机、神经网络、专家系统、贝叶斯信任网络、模糊逻辑、数据融合引擎等）与执行如下的自动和/或推断动作相结合地应用：这些自动和/或推断动作与要求保护的主题相结合。
分类器可以将输入属性矢量x=(x1,x2,x3,x4,xn)映射至置信度，使得输入属于某个类，例如根据f(x)=confidence(class)。这样的分类可以采用概率的和／或基于统计的分析（例如，分解成分析实体和代价的因子），以预测或推断用户期望自动执行的动作。支持矢量机（SVM）是可以采用的分类器的示例。SVM通过在可能的输入的空间中寻找超表面来工作，其中，超表面尝试使触发标准与非触发事件分离。直观地，这使得对于处于训练数据附近、但是不同于训练数据的测试数据的分类是正确。其它直接和间接模型分类方法包括例如朴素贝叶斯、贝叶斯网络、决策树、神经网络、模糊逻辑模型，并且，可以采用提供不同模式的独立性的概率分类模型。本文中所使用的分类还包括用于开发优先级模型的统计回归（statistical recession）。
图12示出了用于配置趋势图的、由历史存储装置数据接口系统的一个或更多个实施方式提供的示例性屏幕。示例性接口屏幕1200包括用于选择要被包括在趋势图上的数据点的第一部分1202。可以使用用于点名称、点源和点类型的搜索域，作为用于在历史存储装置的网络当中定位期望的数据点的搜索标准。基于所输入的搜索标准，历史存储装置数据接口系统将会在显示部分1206中显示与标准匹配的可用数据点（历史存储装置标签）的列表。历史存储装置数据接口系统可以通过参考数据模型（例如，数据模型606）、通过轮询历史存储装置的可用数据标签、或者其它合适的技术，基于对高速缓冲存储器中的索引信息的搜索，构造匹配数据点的列表。接着，用户可以通过在“选择”栏中选择期望的点来向趋势图添加期望的点。在一个或更多个实施方式中，历史存储装置数据接口系统还可以使得用户能够通过与图11所示的历史存储装置数据标签接口相互作用来浏览期望的数据标签，并且通过从层级中拖拽历史存储装置标签并将其拖曳到趋势图中（或者，通过在分级表示中标记要被用于进行趋向的数据标签）来将所选数据标签添加到趋势图。在任一种情况下，当已经选择了数据标签用于进行趋向的时候，历史存储装置数据接口系统将会选择用于所选数据值的最佳源，其可以是或者可以不是由用户选择的特定历史存储装置标签。例如，如果用户选择图11的标签A2用于进行趋向，则历史存储装置数据接口系统可以确定标签ME A2（位于工厂历史存储装置1114上）将会比机器历史存储装置1120上的标签A2更快地提供相同数据。如果数据的当前源突然变得不可用，或者如果数据的更快的源变得可用，则历史存储装置数据接口系统还可以在进行趋向期间改变数据点的源。
此外，用户可以与图形趋势相互作用，以叠加附加的相关信息，并且，历史存储装置数据接口系统可以利用预先确定的历史存储装置标签相互关联，以便利附加数据的定位和显示。例如，当数据点被用于进行趋向时，请求者可以点击趋势图上的按钮以叠加警报信息。作为响应，历史存储装置数据接口系统将基于历史存储装置标签相互关联来确定有关的历史存储装置和历史存储装置标签，并且取回用于指定的时间跨度和所显示的标签的有关警报。
本文中所描述的历史存储装置数据接口系统的一个或更多个实施方式还可以包括用于便利将历史存储装置数据迁移至云平台的特征。图13示出了结合历史存储装置数据的存储、管理和提供来利用云平台的示例性架构。如之前的示例中所描述的，历史存储装置数据接口系统1310可以包括用于便利历史存储装置网络1320的配置和管理的数据模型1316（类似于数据模型218、310、606和904）。历史存储装置网络1320包括分布在企业的多个级和/或分布在企业的多个工厂设施上的多个数据历史存储装置。历史存储装置数据接口系统1310还包括高速缓冲存储器1318（类似于图6的高速缓冲存储器624），高速缓冲存储器1318包含与遍及历史存储装置网络1320的各种数据标签的位置、内容和关系有关的索引信息。高速缓冲存储器1318（或者与历史存储装置数据接口系统1310相关联的其它存储器）上还可以存储有已经被标记为具有特定重要性的、所选择的历史存储装置数据的子集的高速缓冲值，使得可以响应于对数据的请求而更快速地取回高速缓冲数据。
在本示例中，历史存储装置数据接口系统1310还包括云接口组件1312，其可以便利将历史存储装置信息迁移至云平台1302。可以迁移至云平台1302的历史存储装置信息包括历史存储装置标签数据、历史存储装置配置信息、数据模型1316或者其它历史存储装置信息。云平台1302可以是使得具有云能力的设备能够访问和利用基于云的存储器和/或计算服务的任意结构。云平台1302可以是具有因特网连接以及访问云平台1302的合适的授权的设备能够通过因特网访问的公共云。在某些情况下，云平台1302可以被云提供者提供为“平台即服务”（platform as a service，PaaS），使得用户能够根据期望利用云存储和处理资源。替选地，云平台1302可以是由企业内部操作的专用云。示例性专用云可以包括一组服务器，其提供（host）云存储和处理资源并且位于由防火墙保护的企业网络。
提供具有云能力的历史存储装置数据接口系统1310可以特别地向工业自动化提供大量优点。例如，由云平台1302提供的基于云的存储可以很容易地被扩展（scale），以容纳由工业企业日常生成的大量数据。此外，在不同地理位置的多个工业设施可以将它们各自的历史存储装置数据迁移至云，以进行聚集、校验（collation）、总体分析和企业级报告，而不需要在设施之间建立专用网络。在另一个示例性应用中，基于云的诊断应用可以在整个工厂中或者在构成企业的多个工业设施中监视各个自动化系统或者其相关联的工业设备的健康。可以使用基于云的分批管理应用来通过其生产阶段跟踪一件产品，并且在其经过每个阶段时收集每一件的生产数据（例如，条码标识符、生产的每个阶段的生产统计数据、质量测试数据、异常标志等）。这些工业云计算应用仅意在是示例性的，并且，本文中描述的系统和方法不限于这些具体应用。
迁移组件1314可以被配置成将所选择的历史存储装置数据的集合迁移或复制到云平台1302上的云存储装置1306。这可以包括将高速缓冲存储器1318的内容复制到云存储装置1306、迁移或复制分布在历史存储装置网络1320上的所选历史存储装置标签的内容等。迁移组件1314可以被配置成周期性地（例如，每天、每周等）或者根据需要执行这些迁移。迁移组件1314还可以将数据模型1316复制到云平台，以得到复制的数据模型1304，其可以被基于云的历史存储装置数据接口系统所利用，以用于远程访问和管理历史存储装置网络1320（以下将详细描述）。以这种方式，可以在基于云的框架上虚拟本地历史存储装置组和历史存储装置数据，以提供对历史存储装置数据和配置的可靠备份，以及使得能够通过云平台1302远程访问历史存储装置数据。
已经复制或迁移至云存储装置1306的历史存储装置数据可以由具有云能力（cloud-capable）的客户端设备1308远程访问，如移动电话、平板电脑、台式电脑或者其它合适的设备。复制的数据模型1304可以使得能够在整个层级的背景中在客户端设备1308上查看数据。
此外，可以将本文中所描述的历史存储装置数据接口系统的一个或更多个实施方式实现为基于云的历史存储装置系统。图14示出了用于这样的基于云的历史存储装置系统的示例性结构。在本示例中，历史存储装置数据接口系统1404位于云平台1302上并且在云平台1302上执行基于云的服务。在某些情况下，可以向客户提供对云平台1402和历史存储装置数据接口系统1404的访问，作为预订服务。替选地，历史存储装置数据接口系统1404可以由终端用户拥有和维护，并且在属于或者提供给用户的云平台上执行。如果云平台1402是基于web的云，则工厂级的设备（如包括历史存储装置网络1414的历史存储装置H1-HN）可以直接或者通过因特网与历史存储装置数据接口系统1404相互作用。在示例性配置中，历史存储装置H1-HN可以通过云网关设备（未示出）与历史存储装置数据接口系统1404相互作用，其中，历史存储装置H1-HN通过物理的或无线的局域网或者无线电链路来连接至云网关。在另一种示例性配置中，历史存储装置H1-HN可以使用各个集成云接口来直接访问云平台1402。
基于云的历史存储装置数据接口系统1404包括数据模型1406（类似于数据模型218、310、606、904或1316），并且可以执行任意上述配置、管理、查看和报告功能，但是远离云平台1402进行这些功能。例如，历史存储装置数据接口系统1404可以向具有因特网能力和合适的访问权限的客户端设备1412提供公共的历史存储装置接口。因此，历史存储装置数据接口系统1404包括客户端接口组件1410，客户端接口组件1410被配置成从客户端设备1412接收数据取回请求，并且响应于请求而将所选择的历史存储装置数据的子集提供给客户端设备1412。通过客户端接口组件1410，历史存储装置数据接口系统1404可以向客户端设备1412（如图11和图12描绘的接口）递送任意的预先配置的接口屏幕，并且使得用户能够通过与这些屏幕的相互作用而远程地请求和查看历史存储装置H1-HN中存储的历史存储装置数据。历史存储装置数据接口系统1404还可以便利通过云平台1402远程地配置历史存储装置H1-HN。
由于历史存储装置数据可以用于不用类型的客户端设备（例如，台式电脑、移动电话、平板电脑、膝上型电脑、HMI终端、电视监视器等），因此客户端接口组件1410可以以适合在调用该屏幕的客户端设备上显示的格式、并且以使得能够有效地使用设备的资源的方式来提供给定的显示屏。例如，如果客户端接口组件1410从蜂窝电话接收到对历史存储装置显示屏的请求，则客户端接口组件1410可以以适合电话的显示能力的格式将所请求的显示屏递送至蜂窝电话（例如，以适于在移动电话的屏幕上显示的显示比例和分辨率）。
在另一个示例实现中，迁移组件1408可以被配置成将所选择的历史存储装置数据的集合从历史存储装置H1-HN复制或迁移至云平台1402上的云存储装置，使得客户端设备1412能够快速地取回数据。迁移组件1408还可以根据需要将位于云存储装置上的历史存储装置数据复制回历史存储装置H1-HN，从而提供用于历史存储装置数据的、可靠的、基于云的备份存储的机制。为了便利访问级别粒度，可以将与云平台1402相关联的云存储装置进行划分，使得可以对各方选择性地掩盖或暴露云存储装置的各个部分。利用以这种方式划分的云存储装置，迁移组件1408可以被配置成将历史存储装置数据的第一子集迁移或复制到具有完全公开访问设置的第一部分，并且将历史存储装置数据的第二子集迁移或复制到被设置为专用的第二部分，其中，仅对具有合适的访问权限的用户授权对第二部分上的历史存储装置数据进行访问。
在某些实施方式中，基于云的历史存储装置数据接口系统1404还可以被配置成对历史存储装置H1-HN中存储的历史存储装置数据执行云侧（cloud-side）分析，并且基于这些分析的结果生成报告、警报或通知。例如，历史存储装置数据接口系统1404可以包括通知组件1416，通知组件1416被配置成响应于确定历史存储装置H1-HN中存储的历史存储装置数据的子集已遇到一个或更多个预定义情况，而向所选客户端设备1412发出通知。这些情况可以包括例如检测到特定处理值已经超过所定义的设定值、检测到转变至特定机器状态、检测到警报情况、确定已经实现指定的生产目的、或者可通过对历史存储装置数据的分析而检测到的其它这样的情况。
当通知组件1416在历史存储装置数据内检测到可行动情况时，其可以识别要接收通知的一个或更多个具体工厂员工、以及标识要被通知的每个人的用户通知设备、电话号码或邮箱地址的信息。通知组件1416例如可以通过交叉引用配置文件（未示出）来确定该通知信息，该配置文件识别在给定类型的情况下要通知哪些人员、每个被通知的人的一个或更多个通知方法和／或其它有关信息。通知组件1416可以访问该配置文件以确定例如应当通知哪些人员、哪些用户设备应当接收通知、接收者要采用的所要求的动作、动作的到期日、通知的格式和/或其它有关信息。配置文件可以维持分别与不同类型的可动作情况相关联的、多个单独的人员列表。在某些实施方式中，针对给定通知而选择的人员列表可以至少部分地是与历史存储装置数据相关联的背景的函数，这由数据模块1406确定。例如，如果历史存储装置数据的子集表示处理参数已经超过设定值，则通知组件1416可以基于与该处理参数有关的设施、区域和／或工作单元来识别要接收通知的人员列表。
应当理解，本文中所描述的公共接口和框架可以被很多类型的设备访问和利用，包括但不限于台式电脑、机器、设备、移动设备、手机、可编程逻辑控制器（PLC）、控制器、服务器、移动电话、平板电脑等。公共接口和框架还可以实现为用户接口、浏览器、网页等的一部分。
图15-图19示出了根据本应用的一个或更多个实施方式的各种方法。为了说明的简洁，本文中所示出的一个或更多个方法被示出和描述为一系列动作，然而，应当明白和理解，本发明不受动作的顺序的影响，某些动作可以以不同的顺序出现和/或与不同于本文中示出和描述的动作同时出现。例如，本领域技术人员可以明白和理解，替选地，方法可以表示为一系列相关的状态或事件，如状态图。此外，并非需要所有示出的动作来实现根据创新的方法。此外，当不同的实体展现方法的不同的部分时，相互作用图可以表示根据本公开内容的方法。另外，可以彼此组合地实现所公开的示例方法中的两个或多个，以实现本文中所描述的一个或更多个特征或优点。
图15示出了用于请求和取回历史存储装置数据的示例方法1500。开始，在1502处，接收对历史存储装置数据的子集的请求。在1504处，通过公共接口、框架或数据模型处理该请求，并且确定历史存储装置数据的子集的一个或更多个位置。例如，如以上结合图6所述，可以通过参考高速缓冲存储器中存储的数据连接和索引信息来确定期望的历史存储装置数据的位置。此外，可以采用哈希表、查找表等来便利定位期望的历史存储装置数据。这些技术可以使得能够在大量的历史存储装置上对所指定的历史存储装置数据进行定位，这些历史存储装置分布在组织层级的多个级上，并且分布在企业的多个地域上不同的设施上。在1506处，向请求者提供所请求的数据。方法1500可以使得免于要求请求者在先知道期望的历史存储装置数据位于分布式历史存储装置网络内的何处。
图16示出了用于使用统一协议管理数据历史存储装置池的示例性方法1600。开始，在1602处，将工业企业及其相关联的历史存储装置建模为组织层级。所得到的数据模型可以以多个分层的级的形式表示工业企业，包括例如工作单元级、线级、区域级、站级和企业级。数据模型可以将历史存储装置、工业控制器、设备、机器或装置表示为该组织层级内的数据结构，以提供遍及整个企业而生成和存储的数据的、相对于作为整体的组织而言的背景。
在1606处，识别与分布在工业企业上的各个历史存储装置相关联的历史存储装置标签。这可以通过例如访问各个历史存储装置并确定能够从各个历史存储装置取回的可用数据项（例如，数据标签）来实现。历史存储装置标签可以包括机器或工厂历史存储装置内的历史数据标签、工业控制器或实时数据服务器内的实时数据标签、智能计量仪（smartmeter）内的数据寄存器、或者其它这样的数据源。
在1608处，可以部分地基于模型而建立在1606处识别的历史存储装置标签之间的相互关联。例如，基于由数据模型提供的背景，可以确定表示温度值的第一数据标签与特定机器有关。因此，可以将第一数据标签与有关同一机器的其它标签（例如，机器状态标签）相互关联。在另一个示例中，可以基于数据模型而确定位于不同历史存储装置上的多个不同数据标签表示相同的数据项。因此，可以使这些数据标签相互关联为表示相同的数据。数据模型使得可以独立于各个标签的物理位置来建立历史存储装置标签之间的相互关联。即，可以在位于不同历史存储装置上的标签之间或者在位于不同设施处的标签之间进行相互关联。
在1610处，至少部分地基于在步骤1608处建立的相互关联来管理多个历史存储装置的功能。例如，如果在公共历史存储装置接口处请求特定的数据项，并且相互关联表示所请求的数据项能从多个不同的历史存储装置标签处获得，则可以确定从其取回所请求的数据项的最佳源（例如，基于哪个历史存储装置最接近请求的起源、哪个历史存储装置具有最可用的处理资源等）。在另一个示例中，如果当前用于收集特定数据项的历史存储装置正由于处理任务变得过载而经历性能下降，则可以基于数据模型识别能够收集数据项的备用历史存储装置，并且可以将收集数据项的责任从原历史存储装置转移至备用历史存储装置。
图17示出了用于迁移历史存储装置数据以改进对数据取回请求的响应的示例性方法1700。初始，在1702处，将工业数据存储在分布在工业企业的一个或更多个级的历史存储装置池的第一历史存储装置中。在1704处，确定第一历史存储装置中存储的工业数据的子集被进行大量取回请求。该确定可以基于诸如以下各项的因素进行：数据的子集的所接收的请求的粗略数量、这样的请求的频率、数据的子集将会被频繁地取回（例如，为了向基于每小时或基于工作班次而生成报告的报告应用程序提供数据）的明确表示、或者其它这样的准则。
响应于在1704处进行的确定，在1706处识别能够比第一历史存储装置更快地服务于大量数据取回请求的第二历史存储装置。该确定可以至少部分地基于企业的数据模型，该数据模型保存有历史存储装置池中的各个历史存储装置的标称和／或实际处理能力。在1708处，将历史存储装置数据的子集从第一历史存储装置迁移至第二历史存储装置，从而改进了系统对于对数据的子集的请求的响应。
图18示出了用于在历史存储装置的网络内定位历史存储装置数据的示例性方法1800。开始，在1802处，识别在历史存储装置的分布式网络上可获得的历史存储装置数据项。在1804处，在高速缓冲存储器中对与历史存储装置数据项及其在组织层级内的各个位置有关的信息进行索引。该索引信息可以包括例如历史存储装置的标识和它们的可用历史存储装置数据、可用数据的数据类型等。索引信息还可以包括与企业的、包括一个或更多个工业控制系统的设备有关的信息。可以使用任意合适的机制来采集索引信息。例如，可以实现爬行器，爬行器在历史存储装置的网络上爬行以发现它们的可用数据项、它们的各个位置、各个数据项的数据类型和其它这样的信息。
在1806处，基于所确定的、数据项之间的关系，建立历史存储装置数据项之间的数据连接。例如，可以参考数据模型（例如，数据模型606）以确定历史存储装置数据项之间的关系，并且基于这些确定的关系在所选历史存储装置数据项之间建立数据库连接。在1808处，利用在步骤1804和1806处创建的索引和连接信息来在历史存储装置的网络内定位历史存储装置数据。
图19示出了用于在基于云的框架中虚拟本地历史存储装置组和历史存储装置数据的示例性方法1900。在1902处，维持本地历史存储装置组和历史存储装置数据。本地历史存储装置组可以包括例如分布在工业企业的一个或更多个级上的历史存储装置的网状网络，其中，可用历史存储装置数据分布在该网络上。在1904处，在基于云的框架中生成历史存储装置及其相关联的历史存储装置数据的虚拟表示。这可以包括例如在云平台上创建或复制本地历史存储装置组的数据模型表示。在1906处，使本地历史存储装置组和历史存储装置数据与相应的基于云的虚拟同步。
本文中所描述的实施方式、系统和组件、以及可以实现在本说明中提出的各个方面的工业控制系统和工业自动化环境可以包括计算机或网络组件，诸如能够通过网络相互作用的服务器、客户端、可编程逻辑控制器（PLC）、自动化控制器、通信模块、移动计算机、无线组件、控制组件等。计算机和服务器包括一个或更多个处理器（采用电信号来执行逻辑操作的电子集成电路），该处理器被配置成执行介质（如随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、硬盘驱动器以及可移除存储器设备等）中存储的执行指令，可移除存储器设备可以包括存储器条、存储器卡、闪存驱动器、外部硬盘驱动器等。
类似地，本文中所使用的术语PLC或自动化控制器可以包括可以在多个组件、系统和／或网络上共享的功能。例如，一个或更多个PLC或自动化控制器可以通过网络与各种网络设备通信或合作。这可以包括基本上任意类型的、通过网络进行通信的控制、通信模块、计算机、输入／输出（I/O）设备、传感器、致动器和人机接口（HMI），其中网络包括控制、自动化和／或公共网络。PLC或自动化控制器还可以与各种其它设备通信并且对其进行控制，各种其它设备例如I/O模块（I/O模块包括模拟、数字、编程/智能I/O模块）、其它可编程控制器、通信模块、传感器、致动器、输出设备等。
网络可以包括：公共网络，如因特网、内部网络；以及自动化网络，如控制和信息协议（CIP）网络（包括设备网、控制网和以太网/IP）。其它网络包括以太网、DH／DH+、远程I/O、现场总线（Fieldbus）、Mod总线（Modbus）、过程现场总线（Profibus）、CAN、无线网络、串口协议等。此外，网络设备可以包括各种可能的组件（硬件和／或软件组件）。这些包括如下组件，如具有虚拟局域网（VLAN）能力的交换机、LAN、WAN、代理、网关、路由器、防火墙、虚拟专用网络（VPN）设备、服务器、客户端、计算机、配置工具、监视工具和／或其他设备。
为了给所公开的主题的各个方面提供背景，图20和图21以及以下讨论意在对可以实现所公开的主题的各个方面的合适环境提供简要的大体的描述。
参考图20，用于实现上述主题的各个方面的示例环境2010包括计算机2012。计算机2012包括处理单元2014、系统存储器2016和系统总线2018。系统总线2018将系统组件（包括但不限于系统存储器2016）耦接至处理单元2014。处理单元2014可以是各种可用处理器中的任意处理器。也可以采用两个微处理器或其它的多处理器架构作为处理单元2014。
系统总线2018可以是若干类型的总线结构中的任意一种，包括存储器总线或存储器控制器、外围总线或外部总线、和/或使用各种可用总线结构中的任一种的本地总线，包括但不限于8位总线、工业标准结构（ISA）、微信道结构（MSA）、扩展ISA（EISA）、智能驱动电子器件（Intelligent Drive Electronics,IDE）、VESA本地总线（VLB）、外围设备互连（PCI）、通用串行总线（USB）、高级图形端口（AGP）、个人计算机存储器卡国际联合总线（PCMCIA）和小型计算机系统接口（SCSI）。
系统存储器2016包括易失性存储器2020和非易失性存储器2022。基本输入/输出系统（BIOS）包含用于诸如在开机期间在计算机2012内的元件之间传递信息的基本例程，被存储在非易失性存储器2022中。例如而非限制，非易失性存储器2022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PROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器1920包括随机存储存储器（RAM），其用作外部高速缓冲存储器。例如而非限制，RAM以很多形式可用，如同步RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链接DRAM（Synchlink DRAM,SLDRAM）和直接RambusRAM（direct Rambus RAM,DRRAM）。
计算机2012还包括可移除/非可移除、易失性/非易失性计算机存储介质。图20示出了例如磁盘存储装置2024。磁盘存储装置2024包括但不限于如磁盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、Jaz驱动器、Zip驱动器、LS-100驱动器、闪存卡或存储器条等设备。此外，磁盘存储器2024还可以包括与其它存储介质分离或组合的存储介质，包括但不限于光盘驱动器，如光盘ROM设备（CD-ROM）、CD可记录驱动器（CD-R驱动器）、CD可写驱动器（CD-RW驱动器）或数字多功能盘ROM驱动器（DVD-ROM）。为了便于磁盘存储装置2024连接至系统总线2018，通常使用可移除或者非可移除接口作为接口2026。
应当理解，图20描述了用作合适的操作环境2010中描述的基本计算机资源和用户之间的媒介物的软件。这样的软件包括操作系统2028。可以存储在磁盘存储装置2024上的操作系统2028用于控制和分配计算机2012的资源。系统应用程序2030通过系统存储器2016中或磁盘存储装置2024上存储的程序模块2032和程序数据2034、通过操作系统2028来利用对资源的管理。应当理解，可以用各种操作系统或操作系统的组合来实现本公开内容的一个或更多个实施方式。
用户通过输入设备2036向计算机2012中输入命令或信息。输入设备2036包括但不限于指示设备（如鼠标）、跟踪球、定位笔、触摸板、键盘、麦克风、游戏杆、游戏垫、碟形卫星天线、扫描仪、电视调谐卡、数字照相机、数字视频摄像机、网络照相机等。这些和其它输入设备经由接口端口2038通过系统总线2018连接至处理单元2014。接口端口2038包括例如串行端口、并行端口、游戏端口和通用串行总线（USB）。输出设备940使用同一类型的端口中的某个作为输入设备2036。因此，例如，USB端口可以用于向计算机2012提供输入，并且从计算机2012向输出设备2040输出信息。输出适配器2042被提供用于说明存在需要专门的适配器的某些输入设备（例如，监视器、扬声器和打印机以及其他输出设备等）。输出适配器2042包括但不限于在输出设备2040和系统总线2018之间提供连接手段的视频卡和声卡。应当注意，其它设备和/或设备的系统提供输入和输出能力（如远程计算机2044）。
计算机2012可以使用与一个或更多个远程计算机（如远程计算机2044）的逻辑连接来在连网环境下工作。远程计算机2044可以是个人计算机、服务器、路由器、网络个人计算机、工作站、基于微处理器的器件、同等设备或其它公共网络节点等，并且通常包括关于计算机2012描述的很多或所有元件。为了简洁，仅示出了远程计算机2044的存储器存储设备2046。远程计算机2044通过网络接口1948逻辑连接至计算机2012，接着经由通信连接2050物理连接。网络接口2048围绕通信网络，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、铜线分布式数据接口（CDDI）、以太网/IEEE802.3、令牌环/IEEE802.5等。WAN技术包括但不限于点到点连接、电路交换网络（如综合业务数字网络（ISDN）及其变体）、分组交换网络和数字用户线路（DSL）。
通信连接2050是指用于将网络接口2048连接至总线2018的硬件/软件。虽然通信连接2050为了清楚而被示出为在计算机2012内部，然而，其也可以在计算机2012外部。仅作为示例性目的，用于连接至网络接口2048所必需的硬件／软件包括内部和外部技术，如调制解调器（包括常规电话级调制解调器、电缆调制解调器和DSL调制解调器）、ISDN适配器和以太网卡。
图21是可以与所公开的主题相互作用的示例计算环境2100的示意性框图。示例计算环境2100包括一个或更多个客户端2102。客户端2102可以是硬件和／或软件（例如，线程、处理、计算设备）。示例计算环境2100还包括一个或更多个服务器2104。服务器2104也可以是硬件和／或软件（例如，线程、处理、计算设备）。例如，服务器2104可以容置线程以通过采用本文中所描述的一个或更多个实施方式来执行转换。客户端2102与服务器2104之间的一种可能的通信可以是适于在两个或多个计算机处理之间发送的数据包的格式。示例计算环境2100包括通信框架2106，其可以用于便于客户端2102与服务器2104之间的通信。客户端2102可操作地连接至可以用于存储客户端2102的本地信息的一个或更多个客户端数据存储装置2108。类似地，服务器2104可操作地连接至可以用于存储服务器2104的本地信息的一个或更多个服务器数据存储器2110。
上述内容包括本发明的示例。当然，不可能为了描述所公开的主题而描述组件或方法的所有可想到的组合，但是，本领域技术人员可以认识到，本发明的很多另外的组合和置换是可能的。因此，所公开的主题意在包括落入所附权利要求的精神和范围内的所有这样的替选、修改和变化。
具体地，关于由上述组件、设备、电路、系统等执行的各种功能，用于描述这样的组件的术语（包括涉及“装置”）除非另行指出，否则意在对应于执行所述组件的具体功能的任意组件（例如，功能上的等同），该组件即使结构上不等同于所公开的结构，但执行所公开的主题的本文中示出的示例性方面中的功能。关于这点，还应当认识到，所公开的主题包括系统以及具有计算机可执行指令的计算机可读介质，这些计算机可执行指令用于执行所公开的主题的各种方法的动作和／或事件。
此外，尽管可能只关于若干实现中的一个实现来公开了所公开的主题的具体特征，然而，在有利于特定或具体应用或者被特定或具体应用所需要的情况下，这样的特征可以与可以想到的其它实现的一个或更多个其它特征相组合。此外，就术语“包括（includes）”和“包括（including）”及其变体在详细描述或权利要求中的使用而言，这些术语意在以类似于术语“包括（comprising）”的方式是包括性的。
在本申请中，词语“示例性”用于表示用作示例、例子或说明。本文中描述为“示例性”的任意方面或设计并不一定要被理解为相比于其它方面或设计是优选的或有利的。相反，词语“示例性”的使用意在以具体的方式表示概念。
本文中所描述的各种方面和特征可以实现为方法、装置、或使用标准编程和/或工程技术的制造物。本文中所使用的术语“制造物”意在包括能够从任意计算机可读设备、载体或介质访问的计算机程序。例如，计算机可读介质可以包括但不限于磁存储设备（例如，硬盘、软盘、磁条……）、光盘（例如，致密盘（CD）、数字多功能盘（DVD）……）、智能卡和闪存设备（例如，卡、条、键驱动器……）。
Claims (20)
1.一种用于访问和取回数据的系统，其特征在于，所述系统包括：
用于维持下述数据模型的装置：所述数据模型定义工业企业的多个分级的级，并根据所述多个分级的级对历史存储装置组上所存储的历史存储装置数据之间的相互关联进行建模；
用于接收访问所述历史存储装置数据的数据项的请求的装置；
用于基于所述数据模型所建模的相互关联来识别所述历史存储装置组中的、存储有所述数据项的复制实例的至少两个历史存储装置的装置；
用于基于所述至少两个历史存储装置相对于所述请求的起源位置的各个位置来选择所述至少两个历史存储装置中的下述历史存储装置的装置：要从该历史存储装置取回所述数据项；以及
用于显示从所选择的历史存储装置取回的数据项的装置。
2.根据权利要求1所述的用于访问和取回数据的系统，还包括：迁移装置，所述迁移装置用于将存储在第一历史存储装置处的、所述历史存储装置数据的一部分搬迁至第二历史存储装置，其中，所述第一历史存储装置和所述第二历史存储装置包括在所述历史存储装置组中。
3.根据权利要求2所述的用于访问和取回数据的系统，其中，所述迁移装置响应于确定对所述历史存储装置数据的所述部分的访问请求的频率超过所定义的频率，搬迁所述历史存储装置数据的所述部分。
4.根据权利要求3所述的用于访问和取回数据的系统，其中，所述迁移装置基于所述访问请求的起源位置来选择所述第二历史存储装置。
5.根据权利要求1所述的用于访问和取回数据的系统，还包括：高速缓存装置，所述高速缓存装置根据以下中的至少一个来高速缓存所述历史存储装置数据的子集：访问请求的量、所述访问请求的频率、所述访问请求的起源位置、或者针对所述历史存储装置数据的所述子集而确定的各个重要性水平。
6.根据权利要求5所述的用于访问和取回数据的系统，其中，所述高速缓存装置对所述历史存储装置数据的所述子集评级，并且根据评级将所述历史存储装置数据的所述子集高速缓存在分级的层中。
7.根据权利要求6所述的用于访问和取回数据的系统，还包括：用于从所述分级的层取回所述历史存储装置数据的所述子集、并且随着所述历史存储装置数据的所述子集被从各个分级的层取回而将所述历史存储装置数据的所述子集显示为随时间逐渐更新的图形表示的装置。
8.根据权利要求1所述的用于访问和取回数据的系统，还包括：用于将所述历史存储装置数据的至少一部分同步到云平台上的所述历史存储装置组的虚拟表示的装置。
9.根据权利要求1所述的用于访问和取回数据的系统，其中，所述数据模型、用于接收的所述装置、用于识别的所述装置、用于选择的所述装置、或用于显示的所述装置中的至少一个位于云平台上。
10.根据权利要求1所述的用于访问和取回数据的系统，其中，用于显示的所述装置提供所述历史存储装置数据的子集的标签云表示，所述标签云表示包括操作状态指示器组，并且所述操作状态指示器组中的操作状态指示器的尺寸是如下持续时间的函数：针对由所述历史存储装置数据的所述子集表示的时间段，与该操作状态指示器对应的操作状态在该持续时间内有效。
11.根据权利要求1所述的用于访问和取回数据的系统，其中，所述多个分级的级至少包括企业级、工厂级和机器级。
12.根据权利要求1所述的用于访问和取回数据的系统，还包括：用于基于所述数据模型来发现所述历史存储装置组中的第一历史存储装置上的第一数据标签和所述历史存储装置组中的第二历史存储装置上的第二数据标签之间的关系的装置，其中，用于维持数据模型的所述装置基于所述关系而在所述数据模型中创建所述第一数据标签和所述第二数据标签之间的数据连接的记录。
13.一种用于取回数据的方法，其特征在于，所述方法包括：
使用至少一个处理器，所述处理器执行包含在至少一个非易失性计算机可读介质上的计算机可执行指令以执行操作，所述操作包括：
定义工业企业的多个分级的级；
根据所述多个分级的级，对与历史存储装置数据相关联的数据标签之间的相互关联进行建模，以得到数据模型，其中所述历史存储装置数据位于分布在所述工业企业的一个或更多个级上的多个历史存储装置上；
接收对与数据标签中的一个数据标签相关联的、历史存储装置数据的子集的请求；
响应于接收到所述请求，基于所述数据模型所建模的相互关联，确定所述历史存储装置数据的所述子集在所述多个历史存储装置中的至少两个历史存储装置上重复；
基于所述至少两个历史存储装置的位置相对于从其接收到对所述历史存储装置数据的所述子集的请求的位置的比较，选择所述至少两个历史存储装置中的下述历史存储装置：要从该历史存储装置取回所述历史存储装置数据的所述子集；以及
从所选择的历史存储装置取回所述历史存储装置数据的所述子集。
14.根据权利要求13所述的用于取回数据的方法，所述操作还包括：
响应于确定对存储在所述多个历史存储装置中的第一历史存储装置上的、所述历史存储装置数据的一部分的访问请求的量超过所定义的设定值，而将所述历史存储装置数据的所述部分从所述第一历史存储装置迁移至所述多个历史存储装置中的第二历史存储装置。
15.根据权利要求14所述的用于取回数据的方法，所述操作还包括：基于所述第二历史存储装置相对于所述访问请求的起源位置的位置来选择所述第二历史存储装置。
16.根据权利要求13所述的用于取回数据的方法，所述操作还包括基于以下中的至少一个来高速缓存所述历史存储装置数据的所选择的子集：访问请求的数量、所述访问请求的频率、接收所述访问请求的位置、或者所述历史存储装置数据的所述子集的各个重要性。
17.根据权利要求16所述的用于取回数据的方法，所述操作还包括：
对所述历史存储装置数据的所选择的子集评级；以及
根据评级将所述历史存储装置数据的所选择的子集高速缓存在高速缓存层之中。
18.根据权利要求13所述的用于取回数据的方法，所述操作还包括：在云平台上生成所述多个历史存储装置的虚拟表示。
19.一种用于取回数据的方法，其特征在于，所述方法包括：
通过包括至少一个处理器的系统来生成数据模型，所述数据模型根据多个历史存储装置所位于的工业企业的多个分级的级，表示所述多个历史存储装置以及存储在所述多个历史存储装置上的历史存储装置数据之间的相互关联；
通过所述系统，接收取回与数据标签相关联的、所述历史存储装置数据的一部分的请求；
通过所述系统，基于由所述数据模型所表示的相互关联，识别所述历史存储装置数据的所述部分在所述多个历史存储装置中的两个或更多个历史存储装置上重复；
通过所述系统，基于所述两个或更多个历史存储装置相对于从其接收到所述请求的位置的各个位置，选择所述两个或更多个历史存储装置中的下述历史存储装置：要从该历史存储装置取回所述历史存储装置数据的所述部分；以及
通过所述系统，从所选择的历史存储装置取回所述历史存储装置数据的所述部分。
20.根据权利要求19所述的用于取回数据的方法，还包括：
通过所述系统，确定对所述历史存储装置数据的所述部分的请求的量超过所定义的设定值；
通过所述系统，识别所述多个历史存储装置中的、能够比所述两个或更多个历史存储装置更快地对所述请求进行服务的可用历史存储装置；以及
通过所述系统，响应于所述确定，将所述历史存储装置数据的所述部分从所述两个或更多个历史存储装置搬迁到所述可用历史存储装置。
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