CN103744337A - 用于在分层分布式基于条件的维护系统中执行基于条件的数据采集的方法 - Google Patents

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CN103744337A CN201310756882.XA CN201310756882A CN103744337A CN 103744337 A CN103744337 A CN 103744337A CN 201310756882 A CN201310756882 A CN 201310756882A CN 103744337 A CN103744337 A CN 103744337A
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T·菲尔克
D·L·比肖普
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Abstract

本发明涉及用于在分层分布式基于条件的维护系统中执行基于条件的数据采集的方法。呈现了一种用于累积来自分层系统的故障条件数据的方法，该方法包括监控具有计算节点的组件的操作，该计算节点包括处理器和存储器。该存储器包含配置文件，该配置文件包括故障模式(FM)、症状、识别症状的测试和针对症状的校正动作。该方法还包括利用一个或多个标准化可执行应用模块(SEAM)和工作流服务来填充计算节点的处理器和存储器中的至少一个。该一个或多个SEAM被配置为，通过收集表明症状的所有FM来创建故障条件记录。针对所收集的所有FM，产生独特症状列表。进一步地，从存储设备中确定能够识别所列出的独特症状的所有测试和与表明症状的FM相关联的所有校正动作。

Description

用于在分层分布式基于条件的维护系统中执行基于条件的数据采集的方法
技术领域
本申请包含与其它共同拥有、共同待决的申请中公开的主题相关的主题。照这样，共同拥有、共同待决的申请13/016,601、13/077,276、13/115,690、13/572,518和13/273,984中的每一个均已经被整体地结合到本文中作为参考。
技术领域
本发明总体上涉及用于监控复杂系统的基于条件的健康维护系统的故障模型架构，并且更特别地涉及一种用于累积来自分层监控系统的数据以在特定条件下实时地为另外新经历的症状创建故障条件记录的方法。这样的系统在以下情况下是特别有利的：其中不能人工地或利用传统系统来诊断或识别故障条件，直到系统被校正，并且除非故障条件变成已知的，否则系统不能被校正。
背景技术
车辆复杂性的增加以及伴随的维护成本的增加已经导致到基于条件的健康管理(CBM)的领域中的产业广泛投资。这些努力已经导致了产业或设备特定的过程解决方案的开发。然而，传统的CBM系统通常被严格地配置，需要用户忍受不方便的性能或支付显著的修改成本。
图1是在监控复杂系统(未示出)方面可能有用的示例性多级健康维护过程10的简化框图。如本文中所讨论的复杂系统可以是任何类型的车辆、飞行器、制造过程、或机器，其可以利用传感器、换能器(transducer)或其它数据源以监控复杂系统的各种组件和参数。典型地，传感器/换能器位于组件或过程测量级20处，以测量、收集原始数据并通过各种数据驱动输入/输出(I/O)设备来传送原始数据。该原始数据可以表示故障指示符、参数值、过程状态、操作模式、以及事件、消耗品使用和状态、交互数据等。其它数据源的非限制性示例可以包括串行数据文件、视频数据文件、音频数据文件以及内建测试设备。
一旦测量到复杂系统的参数，典型地就将测量数据转发到在处理的提取级30处的更完善的设备和系统。在提取级30处，可以发生更高级的数据分析和记录，诸如趋势以及其它症状标记的确定或导出。
症状标记进一步被处理并传送到解释级40，其中适当编程的计算设备可以诊断、预测默认指示或跟踪消耗品使用和消耗。原材料和其它使用数据也可以被确定和跟踪。按照惯例，典型地通过将所检测的参数应用到大型集中故障模型41(其中对数据、经处理的数据或融合数据进行分析)来确定诊断、预测和默认指示。
在解释级40处合成的数据可以在动作级50处由维护规划、分析和协调软件应用进行编译和组织，以用于在交互级60处报告和与各种用户的其它交互。
虽然实现CBM系统所需要的过程正变得更加广为人知，但是CBM系统的复杂性水平保持高，并且开发这些解决方案的成本相当高。用于产生廉价的公共CBM解决方案的尝试已经不太令人满意，该公共CBM解决方案与将被监控的复杂系统的设计无关。这样是因为按照其复杂系统可能故障的方式和通过其表明故障的症状的组合和排列高度取决于系统设计以及集中故障模型41的完善化。
按照惯例，如果需要附加的数据来确定故障的原因，则技术人员将人工地编辑数据收集规范(即，子例程)并将其上传到CBM系统以在下一次发生故障时收集数据。然而，在一些情况下，诊断故障所需要的数据不能被重新创建，直到故障被校正。因此，存在一种捕获22场景，其中在没有附加的数据的情况下，技术人员不能解决问题，并且，在未先解决问题的情况下，不能获得数据。用于解决这个问题的一种方法是一直记录所有的信息。虽然这样的方案仅生成必须被处理、存储和在具有有限带宽的总线上传输的无用信息的过剩。然而，存在特定故障模式，对于该特定故障模式而言，监控经历故障模式的资产的CBM节点或者其它CBM节点可以实时地获得附加的数据，其将有助于识别出故障的根本原因和相应的校正动作。这提供了与仅利用所报告的症状(亦称故障代码、维护代码、诊断故障代码等)将是可用的诊断信息相比更高保真度的诊断信息。“在条件下(on condition)”完成这样的辅助数据收集，以便减少数据收集开销、网络带宽、CPU时间、存储器和其它系统资源。其在正确的时间捕获正确的数据。
因此，期望开发一种健康维护系统架构，其足够灵活来支持一系列的复杂系统。另外，期望开发一种健康维护系统，其可以容易地被用户重新配置以在故障发生时允许辅助数据收集，并且基于所检测的症状自动地确定要被收集的必要的补充数据。这样的系统省去了非常高昂的重新编程的成本和延迟。此外，根据与本发明的附图以及该背景进行结合的本发明的后续详细描述和所附权利要求，本发明的其它期望的特征和特性将变得显而易见。
发明内容
提供了一种用于累积来自分层监控系统的故障条件数据的基于条件的方法。该方法包括：监控具有计算节点的复杂系统的组件的操作，该计算节点包括处理器和存储设备，该存储设备包含配置文件，该配置文件包括故障模式(FM)、通过故障模式表明的症状、识别症状中的一种或多种的测试和针对故障模式的校正动作。该方法还包括：利用一个或多个标准化可执行应用模块(SEAM)和工作流服务来填充计算节点的处理器和存储器中的至少一个。一个或多个SEAM不能够与彼此直接通信。此外，该一个或多个SEAM之一被配置为，通过确定来自存储设备的表明新故障条件的症状的所有FM、检查与FM中的每一个相关联的被确定来识别需要来自远程节点的补充故障条件数据的每一个所确定的FM的数据收集规范、以及创建到远程节点的数据收集请求消息，来创建故障条件记录。该方法还包括：从远程节点接收在数据收集请求消息中所请求的补充数据、以及将该补充数据结合到故障条件记录中。
驻留在计算节点内的非瞬态计算机可读存储介质(CRSM)包含用于一个或多个标准化可执行应用模块(SEAM)的指令，其当被执行时执行用于为症状创建故障条件记录的动作。该指令包括：确定来自存储设备的表明新故障条件的症状的所有FM、检查与FM中的每一个相关联的被确定来识别需要来自远程节点的补充故障条件数据的每一个所确定的FM的数据收集规范、以及创建到远程节点的数据收集请求消息。该指令还包括：从远程节点接收在数据收集请求消息中所请求的补充数据、以及将该补充数据结合到故障条件记录中。
附图说明
将在下文中结合以下附图来描述本发明，其中类似的附图标记表示类似的元件，以及
图1是示例性的多级健康维护过程的简化框图；
图2是针对分层结构的实施例的简化功能框图；
图3是用于优化分层的基于条件的维护系统的运行时间性能的示例性可重新配置的系统的简化示意图；
图4是用于配置/重新配置监控复杂系统的各种组件的计算节点的分层结构的示例性方法的流程图；
图5是示例性计算节点的简化框图；
图6是示例性计算节点的另一简化框图；
图7是根据实施例的用于协调计算设备的功能以完成任务的示例性方法的简化逻辑流程图；
图8是基于条件的数据采集的简化示例；
图9是图示出用于累积来自分层监控系统的故障条件数据的示例性基于条件的方法的流程图；以及
图10是由分配SEAM执行的示例性子例程，其用于创建故障条件并累积来自分层监控系统的故障条件数据。
具体实施方式
下面的详细描述实质上仅仅是示例性的，并且不意在限制本发明或本申请以及本发明的使用。如本文中所使用的那样，词语“示例性”意味着“用作示例、实例或说明”。因此，在本文中被描述为“示例性”的任何实施例不必需被解释为比其它实施例优选或有利。在本文中所描述的所有实施例均为被提供以使得本领域技术人员能够制造或使用本发明并且不限制由权利要求限定的本发明的范围的示例性实施例。此外，没有通过在之前的技术领域、背景、简短概要、或下面的详细描述中呈现的任何明确的或暗示的理论来约束的意图。
本领域技术人员将认识到的是，结合本文中公开的实施例描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。在下面根据功能和/或逻辑块组件(或模块)以及各种处理步骤来描述实施例和实现方式中的一些。然而，应当认识到的是，这样的块组件(或模块)可以由被配置成执行指定功能的任何数目的硬件、软件和/或固件组件来实现。为了清楚地说明硬件和软件的此可互换性，在本文中通常根据其功能来描述各种说明性组件、块、模块、电路和步骤。这样的功能是被实现为硬件还是被实现为软件取决于整个系统上所施加的特定应用和设计约束。技术人员可以针对每一个特定应用以不同的方式实现所描述的功能，但是这样的实现方式决策不应当被解释为导致从本发明的范围的偏离。例如，系统或组件的实施例可以采用各种集成电路组件，例如，存储元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等，其可以在一个或多个微处理器或其它控制设备的控制下执行各种功能。另外，本领域技术人员将认识到的是，在本文中所描述的实施例仅仅是示例性实现方式。
可以利用被设计为执行本文中所描述的功能的通用处理器、控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其任何组合来实现或执行结合本文中所公开的实施例来描述的各种说明性逻辑块、模块和电路。通用处理器可以是微处理器，但是在替换方案中，处理器可以是任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器的组合、结合DSP核的一个或多个微处理器的组合、或者任何其它这样的配置的组合。词语“示例性”在本文中被排他地用于意味着“用作示例、实例或说明”。在本文中被描述为“示例性”的任何实施例不必需被解释为比其它实施例优选或有利。
结合本文中所公开的实施例来描述的方法或算法的步骤可以直接被体现在硬件中、由处理器执行的软件模块中、或两者的组合中。软件模块可以驻留在RAM存储器、闪速存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移除磁盘、CD-ROM或本领域中已知的任何其它形式的存储介质中。示例性存储介质被耦合到处理器，这样的处理器可以从存储介质读取信息，并将信息写入到存储介质。在替换方案中，存储介质可以与处理器成为整体。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。该ASIC可以驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可以作为离散组件驻留在用户终端中。处理器(按照当前存在或未来将存在的其所有形式)以及存储介质(按照当前存在和未来将存在的其所有形式)在本文中将被认为是计算机可读存储介质。
在此文件中，相关术语(诸如第一和第二等)可以仅用于将一个实体或动作与另一个实体或动作相区分，而不必需要求或暗示这样的实体或动作之间的任何实际的此类关系或次序。诸如“第一”、“第二”、“第三”等的数值序数仅仅表示多个中的不同单个，并且不暗示任何次序或顺序，除非被权利要求语言明确地限定。权利要求中的任一个中的文本的顺序并不暗示必须以根据这样的顺序的时间或逻辑次序来执行过程步骤，除非其被权利要求的语言明确地限定。可以按照任何次序将过程步骤互换而不偏离本发明的范围，只要这样的互换不与权利要求语言抵触，并且在逻辑上不是荒谬的。
此外，取决于上下文，在描述不同元件之间的关系时使用的词语(诸如“连接”或“耦合到”)并不暗示在这些元件之间必须进行直接的物理连接。例如，可以通过一个或多个附加的元件物理地、电子地、逻辑地或以任何其它方式将两个元件彼此连接。
虽然将在本发明的下面的详细描述中呈现至少一个示例性实施例，但是应当认识到的是，存在大量的变体。还应当认识到的是，一个或多个示例性实施例仅仅是示例，并且不意在以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。相反，下面的详细描述将为本领域技术人员提供用于实现本发明的示例性实施例的方便的道路图。要理解的是，在不偏离如所附权利要求中所阐述的本发明的范围的情况下可以在示例性实施例中描述的元件的功能和布置中进行各种改变。
图2是针对可以由用户及时地重新配置的分层结构200的实施例的简化功能框图。这可以通过经由数据驱动建模工具171(其也可以被描述为基于模型的配置装置)来改变一组配置数据180来完成。配置数据180可以被存储在静态数据存储器(例如ROM)、动态数据存储器(例如RAM)或两者190中。
考虑到可以通过下面在本文中描述的实施例监控的复杂系统的过剩以及可以在复杂系统中的任意点处期望的广泛范围的功能，以下的描述包含在本文中公开的主题的非限制性示例。可以补充以下示例性实施例的复杂系统的特定非限制性示例可以是如David Goldstein的共同拥有、共同待决的申请12/493,750中描述的车辆。
为了简洁和简单起见，本示例将被假设为只有五个不同的处理级或“应用层”。应用层(120-160)是被编程为驻留在共享特定分层级的一个或多个计算节点中且适合于满足关于特定健康管理实现的用户需求的运行时间软件的一组功能或服务。作为非限制性示例，应用层可以是设备健康管理器(EHM)层120、区域健康管理器(AHM)层130、车辆健康管理器(VHM)层140、维护器层150或企业层160。
然而，在本文中所讨论的等效实施例中，分层结构200可以具有任意数目的应用层(120-160)的级。应用层(120-160)可以包括任意数目的计算节点，其为计算设备。节点的数目由复杂系统的复杂性和用户所期望的监控的完善化确定。在一些实施例中，多个节点(120-160)可以驻留在一台计算设备中。基于设备的层(EHM层120、AHM层130、VHM层140、维护器150和企业160)的计算节点也可以被称为EHM120'、AHM130'、VHM140'、维护器节点150’和企业节点160'。
在本文中所公开的示例性实施例中，EHM120'是提供包括分层结构200的最低级的复杂系统的单个组件的状态的完整视图的计算设备。EHM120'可以具有受他人欢迎的不同命名。例如，在等效的实施例中，EHM120'也被称为组件区域管理器(CAM)。复杂系统可能需要大量的EHM(120’)，其中的每一个可以包括多个时间序列生成源，诸如传感器、换能器、内建测试设备(BITE)等。EHM(120’)优选地位于与时间序列数据生成源电子接近的位置，以便当症状时间序列图案出现时检测它们。
AHM130'是位于分层结构200的下一更高分层级中的计算设备，并且可以接收和处理从多个EHM120'和其它节点130'-160'接收的消息、命令和数据输入。AHM130'可以报告和接收来自分层结构200的更高级或更低级组件的命令和数据。AHM130'处理数据并且提供被监控的复杂系统的单个子系统的健康的完整视图。AHM130'可以具有受他人欢迎的不同命名。例如，在等效的实施例中，AHM130'也被称为子系统区域管理器(SAM)。在一些实施例中，AHM130’可以包括节点特定的DDR45。
VHM140'是位于分层结构200的下一更高分层级中的计算设备，并且可以接收和处理从多个EHM120'和AHM130'接收的消息、命令和数据输入。VHM140'也可以报告和接收来自分层结构200的更高级组件的命令和数据。VHM130'处理数据并且提供被监控的整个复杂系统的健康的完整视图。VHM140'可以具有受他人欢迎的不同命名。例如，在等效的实施例中，VHM140'也被称为系统级控制管理器(SLCM)。在一些实施例中，VHM140'可以包括节点特定的DDR45。
维护器层150包含分析从EHM120'、AHM130'和(多个)VHM140'接收的数据的一个或多个计算节点(150')，并且支持局部场维护活动。维护器级计算系统的非限制性示例是由新泽西州莫里森镇的霍尼韦尔国际的子公司Intelligent Automation Corporation(智能自动化公司)生产的基于
Figure BSA0000100268860000071
PC地面的站点(PC-GBS)软件；或者美军平台士兵任务战备系统(PS-MRS)。维护器层系统可以具有受他人欢迎的不同命名。节点150'也从更高级节点160'接收数据、命令和消息。在一些实施例中，维护器节点可以包括节点特定的DDR45。
企业层160包含分析从EHM120'、AHM130'、(多个)VHM140'和维护器层150接收的数据的一个或多个计算节点(160')。企业级支持许多资产或一队资产的维护、后勤及运营。企业层160计算系统的非限制性示例是来自霍尼韦尔国际的ZING TM系统以及预测趋势监控及诊断系统。企业层系统160'可以具有受他人欢迎的不同命名，并且可以包括DDR45。
根据在本文中所公开的主题的规则，分层结构200的每一级的每一个计算节点(120-160)可以由数据驱动建模工具171的用户单独并及时地配置或重新配置。使用模型驱动GUI170(参见图2)，数据驱动建模工具171允许用户直接改变配置数据180，其又经由驻留在分层结构200的每一个计算节点(120-160)中的配置文件185向一个或多个标准化可执行应用模块(SEAM)(221-264)提供特定的指导和数据和/或发起该一个或多个标准化可执行应用模块(SEAM)(221-264)。在以下的描述中，术语“配置”和“提供特定的指导和数据”可以被同义地使用。
在一些实施例中，数据驱动建模工具171可以被用来为一个或多个计算节点(120-160)中的每一个创建配置文件185。这可以通过编辑节点(120-160)的配置文件185以向填充节点的分配SEAM241和协调SEAM252中的每一个提供特定的指导和数据来完成，由此为该节点创建DDR45。特定的指导和数据在如系统设计者所编辑的配置文件185的SDS350a和DDS350b中被找到。此外，关于配置文件、SEAM(220-264)和工作流服务310如何一起工作来向SEAM提供特定的指导和数据的公开可以在共同拥有、共同待决的申请13/077,276和13/273,984(其通过引用被整体地结合到本文中)中被找到。
可能的SEAM(221-264)的数目不被限制，并且可以被扩大到超过本文中所讨论的数目。类似地，在不偏离本文中的公开的范围的情况下如可能需要的那样，在本文中所讨论的SEAM(221-264)可以被组合成更少的模块或者被分解成组件模块。SEAM(221-264)包括一组服务、运行时间软件、固件和知识管理工具，其可选自一个或多个再使用库(220-260)，并且随后指向满足用户的健康管理实现需求。每一个SEAM(221-264)包含可执行代码，该可执行代码包括定义标准化子例程的一组逻辑步骤，所述标准化子例程被设计为执行可以在稍后时间指向和重新指向执行特定功能的基本功能。
存在本文中所讨论的24个示例性SEAM(221-264)，其被分解成五个非限制性的示例性库(220、230、240、250和260)。标准化可执行应用(221-264)是基本不可修改的模块化软件对象，其指向在标准化可执行软件模块(221-264)被填充到分层结构200内之后经由配置数据180来完成特定任务。经由包含配置数据180的配置文件185到节点的递送，结合可执行应用(221-264)来实现配置数据180。一旦被配置，节点内的SEAM(221-264)就可以然后协同地执行关于从复杂系统收集的数据的特定的一组功能。特定的一组功能的非限制性示例可以是健康监控算法。
作为非限制性示例，测量库220可以包括采集模块221。采集模块221功能可以提供主路径，以用于通过体现外部可调用接口的定制适配器325将数据输入到计算节点(120-160)中。定制适配器325将数据块推送到采集模块221中，该采集模块221然后解析数据块并将其排队以用于由另一个可执行应用(222-264)进行的随后处理。
测量库220可以包括感测模块223。感测模块223可以提供次要路径，以便通过用于从物理I/O设备(即，串行数据端口、传感器I/O接口等)读取数据的系统发起的请求将数据输入到计算节点(120-160)中。感测模块223然后解析数据块并将其排队以用于由另一个可执行应用(222-264)进行的随后处理。
测量库220可以包括解码模块222。解码模块222可以采用由采集模块221或感测模块223排队的数据，并且将该数据转化成其它可执行应用能够处理的可用形式(即，症状和/或变量)。解码模块222也可以用由采集模块221排队的数据块来填充循环缓冲器以实现快照(snapshot)或数据记录功能。
提取库230可以包括评估模块231。评估模块231可以执行复杂系统的状态变量的周期估计以触发数据收集、设置禁止条件并基于实时或接近实时数据来检测复杂系统事件。
提取库230可以包括记录模块234。记录模块234可以评估经解码的症状和变量，以确定何时将执行快照/数据记录器功能。如果快照/数据记录功能已经被触发，则记录模块234可以创建特定的快照/数据记录，并且将其发送到动态数据存储器(DDS)350b。可以由另一个可执行应用(221-264)或者由外部系统(未示出)触发快照。
提取库230可以包括分析模块232。分析模块232可以使用可能已经被趋向化模块233汇编并且随后被存储在动态数据存储器(DDS)350b中的变量值和趋势数据来运行一个或多个算法以确定特定的症状状态和/或提供所关心的未测量的参数值的估计。DDS350b是配置文件185中的数据存储位置。
解释库240可以包括分配模块241。分配模块241可以对由复杂系统中的节点检测的一组症状执行禁止处理、级联效应去除和时间延迟处理，并且然后将症状分配给针对被监控的设备或子系统指定的适当的(多个)故障条件。分配模块241还可以基于与故障条件相关联的任何特定症状的值的改变来更新故障条件数据，并且为互斥症状加强一致性。诊断模块242当被相关联的配置文件185适当地配置时可以是节点内的DDR45的组件。
在本文中所公开的主题的各种实施例中，复杂系统的组件的诊断分析是基于“故障条件”的概念，其是被用来收集故障的证据并管理所检测的故障的生命周期的推理结构。在实践中，故障条件是用于诊断、预测或其它分析的一组静态和动态数据值。进行这些分析的数据值被存储在SDS350a和DDS350b中。由如以下进一步所讨论的解释库240中的多个SEAM执行诊断分析。SEAM之间的交互和协调由工作流服务310控制，如在被整体地结合到本文中的共同拥有、共同待决的申请13/077,276中更加充分地描述的那样。
分配模块241的功能是确定症状是否与先前已经检测到的故障条件相关联，或者证据是否指示新故障的存在。如果症状未与本地动态数据存储器(例如，DDS350a，图2)中所存储的有效故障条件中的任一个关联，则创建新的故障条件并且将其存储在本地静态数据存储器(例如，SDS350b，图2)中以备未来使用。
当分配模块241已经完成了处理所检测的故障条件的证据时，其声明指示分配处理已经完成的事件。工作流服务310响应于所声明的事件，如在例如通过引用被整体地结合到本文中的共同拥有、共同待决的美国专利申请13/077,276中所描述的那样。在一些实施例中，对该事件的响应是调用排序模块243。
解释库240可以包括诊断模块242。诊断模块242可以配合被监控的资产和诊断推理之间的交互，以针对给定的有效故障条件减少模糊的故障模式的数目，直到识别出将解决故障条件的根本原因的维护过程。诊断模块242当被相关联的配置文件185适当地配置时可以是节点内的DDR45的组件。
在一些实施例中，诊断模块242的显著功能是管理故障条件的生命周期。基于SDS350a中所存储的配置数据以及DDS350b中所存储的故障条件的内容和属性，诊断模块242针对给定的故障条件计算识别一组所定义的状态中的一个状态的值。故障条件状态值由诊断模块242和其它SEAM使用，以控制诸如用户访问、数据集的内容以及可允许的操作之类的情况。故障条件生命周期管理的另一方面是检测重复故障、检测并执行“故障条件分裂”和“故障条件合并”操作。
由来自解释库240的SEAM执行的计算中的一些是基于“单一故障假设”。单一故障假设假定在与常见故障相关联的多个同时发生的症状存在时，更有可能的是，症状由单一故障引起，而不是从多个同时发生的故障引起。然而，这个假设在同时发生的故障确实发生时可能是成问题的。为了在多个故障情况下减轻简化“单一故障假设”的影响，故障条件分裂操作允许诊断模块242检查尚未被隔离至单一故障模式(例如，故障模式模糊组的大小=1)的故障条件，并且使用统计方法来识别何时更有可能存在对故障条件“所关心症状”列表中的有效症状组有贡献的多于一个故障，以及创建新的故障条件。这些统计计算可以在预编程的公共实用工具(utility)306中被找到，并且可以由诊断模块242调用。
也可能的是，当事实上仅有一个故障存在于被监控的资产中时，故障模型中的保真度的缺乏可能使分配模块241创建新的故障条件。在这种情况下，诊断模块242为被监控的故障检查所有有效故障条件，并且使用统计方法来识别何时多半可能存在对多个故障条件中的有效症状组有贡献的单一故障，并且然后将多个(例如，两个)故障条件合并成单一故障条件。当诊断模块242已经完成了处理故障条件时，其声明指示诊断模块处理已经完成的事件。工作流服务310可以响应于所声明的事件，如在共同拥有、共同待决的美国专利申请13/077,276中所描述的那样。在一些实施例中，对该事件的响应是调用报告模块253，当该报告模块被安装和配置在节点(120-160)中时。
解释库240可以包括排序模块243。排序模块243可以排序故障模式，有关的校正动作(CA)和相关的测试过程(其与特定的有效故障条件相关联)被根据静态数据存储器(SDS)350a中所存储的预定义准则排序。SDS350a是位于配置文件185中的静态数据存储器。排序模块243当被配置文件185适当地配置时可以是节点内的DDR45的组件。
在一些实施例中，排序模块243的显著功能是分析在节点处接收的故障条件的可用证据，并且产生将有助于隔离和校正使证据被表明的故障条件的数据。基于所期望的信息和故障模型架构，由排序模块243执行的特定算法可以是可重新配置的。
在至少一个实施例中，排序模块243可以被配置为计算：特定故障模式可能存在的似然性、可能需要特定修理以校正故障的似然性、收集附加的症状的受益、以及执行附加测试以隔离故障模式或修理的成本/受益比。在其它实施例中，排序模块243可以被配置为产生表示在节点(120-160)处确定的部分诊断结论的数据概要以供更高层计算节点使用。当被工作流服务310调用时，排序模块243可以检查包含“所关心症状”列表中的已更新或新的症状的每一个故障条件。对于列表中的合格故障条件中的每一个，在公共实用工具中或者在框架服务中的其它地方可用的统计分析方法可以被用于计算以下各项：
1.对于与症状相关联的每一个故障模式，该故障模式存在的似然性。
2.对于与故障模式相关联的每一个校正动作，该校正动作将解决故障的似然性。
3.对于与故障模式相关联的每一个症状，在该症状状态已知的情况下实现的平均总成本和净成本受益。
4.对于与由测试产生的症状相关联的每一个诊断测试，执行该测试的平均总成本和净成本受益。
当排序模块已经完成了处理证据时，其声明指示分配处理已经完成的事件。工作流服务310可以响应于所声明的事件，例如，如在共同拥有、共同待决的美国专利申请13/077,276中所描述的那样。在一些实施例中，对该事件的响应是调用诊断模块242。
解释库240可以包括预测模块244。预测模块244可以对DDS350b中所存储的趋势数据运行预测算法以便确定可能发生的潜在未来故障并且提供预测时间估计。
解释库240可以包括消耗监控模块245。消耗监控模块245可以监控消耗指示符和/或可以对DDS350b中所存储的趋势数据运行预测算法，其被配置为跟踪复杂系统中的易消亡/生命有限的供应材料的消耗，并且然后预测何时将需要再供应。消耗监控功能可以被工作流服务模块310调用，其是内部可调用接口300的组件功能，并且将在下面进一步被讨论。
解释库240可以包括使用监控模块246。使用监控模块246可以监控在DDS350b中所存储的趋势数据以跟踪被监控的设备或子系统的使用，以便估计对预防性维护和其它维护操作的需求。使用监控功能可以被工作流服务310调用，其是内部可调用接口300的组件功能。
解释库240可以包括总结模块247。总结模块247可以将从应用层及其下级层(120-160)所监控的所有子系统接收的健康数据融合成分层的一组资产状态报告。这样的报告可以指示物理或功能可用性以供使用。资产状态报告可以在GUI170上被显示成一系列图形或数据树，该GUI170以允许用户为了更多细节而逐层地向下钻到CBM中的方式总结数据的分层性质。总结功能可以被工作流服务310调用。该调用可以响应于指示诊断结论已经被多个模块中的另一个模块更新的事件而被触发。资产状态的显示可以由用户通过用户界面调用。
动作库250可以包括调度模块251。调度模块251调度最佳时间，其中应当根据预定义的准则来执行所需要的或被推荐的维护动作(MA)。用于评估定时的数据包括指定的优先级和所需要的资产的可用性，诸如维护人员、零件、工具、专用维护设备和设备/子系统本身。调度功能可以被工作流服务310调用。
动作库250可以包括协调模块252。协调模块252协调在应用层120-160之间和在多个层与它们被监控的设备/子系统之间的动作的执行以及那些动作的结果的报告。示例性的、非限制性的动作包括发起BIT或快照功能。使用体现外部可调用接口的定制适配器325a-e，可以把动作推送到协调模块252中并且可以从协调模块252处取出结果。定制适配器325a-e可以是对称的，以使得当沿着分层向上通信时可以使用与沿着分层向下通信时相同的通信协议。
动作库250可以包括报告模块253。报告模块253可以生成将被发送到分层中的下一更高应用和/或被发送到外部用户的指定的数据块。报告数据可以通过定制适配器325a-e从报告模块253取出。报告模块253可以生成包括被监控的资产的健康状态概要的数据。
动作库250可以包括跟踪模块254。跟踪模块254可以与用户交互以显示对用户分配的动作并允许工作被完成或重新分配。
动作库250可以包括预报模块255。预报模块255可以确定对材料、劳动、设施及其它资源的需要，以便支持后勤服务的优化。预报功能可以被工作流服务310调用。
动作库250可以包括记录模块256。记录模块256可以维护所选择数据项的日志以及在所选择的时间段内数据项如何已经被确定的日志。可以针对任何所期望的数据项执行记录。非限制性示例包括维护动作、所报告的故障、事件等。
交互库260可以包括呈递模块262。呈递模块262可以构造报告、列成表格的数据、结构数据以及HTML页面，以用于向用户显示、输出或递送。
交互库260可以包括响应模块261。响应模块261可以呈递用于向用户显示的数据(其描述了复杂系统的整体健康)，以及支持详细的视图来允许“向下钻”以显示概要证据、所推荐的动作和对话。显示数据的呈递可以由工作流服务310发起；但是数据可以从呈递模块262经由可调用接口300被取出。响应模块261还可以接收和处理来自用户的命令，然后将命令路由到适当节点中的适当模块以用于执行和处理。可以经由可调用接口300将命令推送到响应模块中。
交互库260可以包括图形模块263。图形模块263可以在GUI170上的用户显示器中提供图形数据以供呈递模块262使用。图形数据可以包括趋势文件和快照的静态内容或者可以动态地更新循环缓冲器中的数据的内容。
交互库260可以包括调用模块264。调用模块264可以检索将向维护器显示的文件或者与外部文件服务器系统(未示出)交互以使在外部管理的文件被导入和显示。
要重申的是，上面讨论的SEAM(221-264)中的每一个决不被修改。SEAM(221-264)被加载到分层系统200的任意计算节点(120-160)中，并且任意数目的SEAM可以被加载到单一节点中。一旦被安装，可以由用户通过改变驻留在数据库190中的配置数据180来初始化、指导和重新指导每一个标准可执行应用模块(221-264)，以经由其相关联的配置文件185执行关于其主机计算设备或平台的特定任务。
节点内的SEAM(221-264)之间的通信由可调用接口300促进。可调用接口300驻留在分层结构200的每一个计算节点(120-160)中。可调用接口300可以具有若干子模块(302-310)，其可以共同驻留在计算节点(120-160)的单一计算设备中。可调用接口300的示例性子模块可以包括作为可调用接口300的组件的框架执行模块301、工作流服务310、错误报告服务器302、调试服务器303、框架数据存取器、运行时间共享的数据管理器305和公共实用工具306。本领域普通技术人员将认识到的是，在等效的实施例中，“模块”、“子模块”、“服务器”或“服务”可以包括软件、硬件、固件或其组合。
计算节点的框架执行模块301提供在分层系统200内集成节点的功能。结合配置文件185的框架执行模块301协调每一个节点的初始化，所述每一个节点包括SEAM(221-264)和允许执行不被定制适配器325触发的功能的其它服务模块301-310。在一些实施例中，所有应用层中的计算节点可以具有框架执行模块301。在其它实施例中，在除了例如EHM层120以外的大多数应用层中的节点将具有框架执行模块301。在这样的实施例中，EHM层120中的计算节点可以依赖于其主机平台(即计算设备)操作软件来执行框架执行的功能。
错误报告服务302提供用于报告分层结构200内的节点(120-160)中的运行时间错误的功能。错误报告服务器302将应用错误转换成然后被处理为任何其它故障症状的症状，向调试服务器303报告应用错误并且向持久数据管理器(未示出)报告应用错误。
在测试、集成、认证或高级维护服务期间，调试服务303收集和报告可执行应用模块(221-264)的调试状态。此服务器可以允许用户针对DDS350b中的变量设置值并且声明工作流事件。
框架数据存取器304通过计算节点(120-160)中的SEAM(221-264)提供对SDS350a的读访问和对DDS350b的读/写访问(均被存储在存储器190中)。经由包括GUI170的数据驱动建模工具171来完成对SDS350a的写访问。
运行时间共享的数据管理器305管理在未存储于DDS350b中的SEAM(221-264)之间共享的所有节点内存运行时间易消亡数据结构，但不包括高速缓存的静态数据。作为易消亡数据结构的非限制性示例可以包括I/O队列和循环缓冲器。
公共实用工具306可以包括公共消息编码/解码、加时间戳和表达式求值功能以供安装在计算节点中的SEAM(221-264)使用。
工作流服务310是标准化的一组逻辑指令，其使得计算节点内的任务的数据驱动流能够被节点内的各种SEAM(221-264)执行。工作流服务310充当计算节点内的通信控制点，其中通过节点的工作流服务310来指导到或来自一个可执行应用模块(221-264)的与程序执行有关的所有通信。换句话说，节点(120'-160’)的工作流服务310配合碰巧驻留于节点中的各种SEAM(221-264)中的工作流序列。在一些实施例中，工作流服务310可以是状态机。
图3是经配置的分层结构200的简化示例性示意图，其可以优化分层结构200的运行时间性能。图3的示例性实施例以分层结构200为特征，该分层结构200包括五个示例性分层的层(120-160)，虽然在其它实施例中，分层的层的数目可以是从单个层到任意数目的层的范围内。每一个分层的层(120-160)包括一个或多个节点(120'-160')，其包含SEAM(221-264)，所述SEAM(221-264)被从可再使用库(220-260)之一复制并加载到层中的计算节点(120'-160’)中。每一个SEAM(221-264)可以由用户210通过修改其相应的可加载配置文件185来配置。使用数据驱动建模工具171来构造可加载配置文件185。
为了简单起见，将在下面按照SEAM(221-264)的相应的库来讨论SEAM(221-264)。可执行应用(221-264)的组合和排列的数目多，并且使得使用特定SEAM的讨论不必要地不方便。
在EHM层120处，可以存在多个EHM节点120'，每一个均由耦合到复杂系统的特定组件的一个或多个传感器和/或致动器(未示出)的特定主机计算设备操作。作为非限制性示例，复杂系统的组件可以是由温度传感器、振动传感器、内建测试传感器和转速计监控的滚柱轴承(roller bearing)，每一个传感器通信地耦合到计算设备(即，节点)。作为非限制性示例，复杂系统的EHM120’的主机计算设备可以是计算机驱动的组件区域管理器(“CAM”)(即，节点)。对于可能适合于作为EHM节点使用的CAM的非限制性示例，参见Goldstein的共同拥有、共同待决的美国专利申请12/493,750。
本示例中的每一个EHM(120')主机计算设备由主机软件应用330操作。主机软件应用330可以是专有程序、定制设计的程序或现成的程序。除了操作主机设备以外，主机软件应用也可以通过充当EHM120'之间以及EHM120'与位于更高级中的其它节点之间的通信接口装置，经由框架服务310来支持SEAM(221-264)中的任一个和全部。
图3的示例性实施例图示出EHM120'的主机软件应用330可以主控(即，协作)来自测量库220的一个或多个SEAM220e、来自提取库230的一个或多个SEAM230e以及来自动作库250的一个或多个SEAM250e。SEAM220e、230e和250e与它们的可以驻留于分层结构200中的任何其它级中的任何另一个节点中的副本应用模块相同。仅当由配置文件185e指导时，(多个)SEAM(221-264)将在性能上与其已经被配置并且驻留于分层结构200中的另一个节点中的副本模块不同。一旦被配置/指导，标准化可执行应用(221-264)变成特殊用途可执行应用模块。
在AHM级130处，可以存在多个AHM节点130'。每一个AHM节点与特定主机计算设备相关联，该特定主机计算设备可以耦合到复杂系统的子系统或(多个)特定组件的一个或多个传感器和/或致动器，并且与其它AHM节点130'、与各种EHM节点120’以及与更高级节点(例如，参见图5-6中的501、502、601和602)在工作时通信。作为非限制性示例，复杂系统的AHM的主机计算设备可以是在其自己的操作系统(未示出)下操作的计算机驱动的子系统区域管理器(“SAM”)(即，节点)。对于可能适合于作为AHM节点使用的SAM的非限制性示例，参见Goldstein的共同拥有、共同待决的专利申请12/493,750。
图3的示例性AHM节点130'图示出AHM130'具有附加的解释功能240d，其在这个示例中尚未被配置到EHM120'中。这不是说EHM120'不能接受或执行来自解释库240的功能，而是系统用户210已经选择了不用该一般功能来填充EHM节点120'。另一方面，AHM节点130'软件主控来自测量库220的一个或多个SEAM220d、来自提取库230的一个或多个SEAM230d和来自动作库250的一个或多个SEAM250d。在它们未被配置或未被指导的状态中，SEAM220d、230d和250d与它们的可以驻留于分层结构200中的任何其它级中的任何另一个节点中的副本应用模块相同。
不同于示例性EHM节点120'，示例性AHM节点130'可以包括不同的通信接口装置，诸如定制适配器325d。定制适配器325是不与SEAM(221-264)中的任一个相关联的一组服务、运行时间软件、硬件和软件工具。定制适配器325被配置为桥接分层CBM系统软件与计算设备操作软件(诸如主机应用软件(未示出))之间的任何通信或实现间隙。每个计算节点(120'-160’)可以由它自己的操作系统操作，所述它自己的操作系统是其主机应用软件。为了清楚起见，图3仅示出用于EHM120'的主机应用软件330。然而，主机应用软件存在于所有计算节点(120'-160’)中。
特别地，定制适配器325在计算节点之间和在不同级的计算节点之间提供对称的通信接口(例如，通信协议)。定制适配器325a-d允许贯穿分层结构200从最低的EHM层120到最高的企业层160使用公共通信协议以及与存储器190一起使用公共通信协议。
在VHM层140处，可以存在多个VHM节点140'，每一个VHM节点与特定主机计算设备相关联，该特定主机计算设备可以经由EHM120'与复杂系统的(多个)特定组件的一个或多个传感器和/或致动器在操作时通信，或者经由它们相应的AHM130'与复杂系统的子系统在操作时通信，所述子系统在操作时处于通信状态。作为非限制性示例，VHM140'可以是计算机驱动的系统级控制管理器(“SLCM”)(即，也是节点)。对于可能适合于作为VHM节点使用的SLCM的非限制性示例，参见Goldstein的共同拥有、共同待决的专利申请12/493,750。
在示例性分层结构200中，可能只存在一个VHM140'，其可以与监控复杂系统的子系统的任何数目的AHM130'和EHM120'节点相关联。在其它实施例中，可以有多于一个VHM140'驻留在复杂系统内。作为非限制性示例，复杂系统可以是一队卡车，每一辆卡车中带有一个VHM140'，该VHM140'与每一辆卡车中的若干EHM120'和若干AHM130'通信。卡车中的每一组EHM120'和AHM130'也可以被设置在分层结构200中。
图3进一步图示出，示例性VHM140'具有尚未被加载到EHM120'中或尚未被加载到AHM130'中的附加的交互功能260c。这并不是说这些更低级节点不能接受或执行交互功能260，而是系统用户210已经选择了不用该功能来填充更低级节点。另一方面，例如，VHM140'的主机软件主控来自测量库220的一个或多个SEAM220c、来自提取库230的一个或多个SEAM230c、来自解释库240的一个或多个SEAM240c以及来自动作库250的一个或多个SEAM250c。来自交互库的可执行应用允许系统用户210直接访问VHM140'并且经由GUI170观察其指导。在它们的未被指导的状态中，SEAM220c、230c、240c和250c与它们的可以驻留于分层结构200中的任何其它级中的任何另一节点中的副本应用模块相同。标准化可执行应用220c-260c指向经由配置文件185c来执行特定功能。
在维护器(MNT)层150处，可以存在多个MNT节点150'，像示例性AHM节点130'一样，示例性MNT节点150'包括定制适配器325c。定制适配器325c也被配置为桥接在VHM140’内操作的计算设备操作软件与分层系统软件之间的任何通信或实现间隙。每一个MNT节点与特定主机计算设备相关联，该特定主机计算设备可以经由EHM120'与复杂系统的(多个)特定组件的一个或多个传感器和/或致动器在操作时通信，经由它们相应的AHM130'与复杂系统的子系统(其在操作时处于通信状态)在操作时通信，以及与VHM140'在操作时通信。作为非限制性示例，MNT节点150'可以是与分层结构200的通信系统9进行有线或无线通信的膝上型计算机。
图3图示出，示例性MNT节点150'可以具有可执行应用(221-264)中的一些应用或全部应用的功能。这并不是说这些更低级节点不能接受或执行可执行应用(221-264)中的任一个，而是系统用户210已经选择了不用该功能来填充更低级节点。像示例性VHM140'一样，来自交互库的(多个)可执行应用260b允许系统用户210直接访问维护器节点150'并且可以经由GUI170观察其指导。在它们的未被指导的状态中，SEAM220b、230b、240b和250b与它们的可以驻留于分层CBM结构200中的任何其它级中的任何另一节点中的标准副本应用模块相同。可执行应用220b-260b指向经由配置文件185b来执行特定功能。
像示例性AHM节点130'和VHM节点140'一样，MNT节点150'包括定制适配器325b。定制适配器也被配置为桥接在分层结构200的各种节点内操作的计算设备操作软件与分层系统软件之间的任何通信实现间隙。
在企业(ENT)层160处，可以存在多个ENT节点160'，每一个ENT节点与特定主机计算设备相关联，该特定主机计算设备可以经由EHM120'与复杂系统的(多个)特定组件的一个或多个传感器和/或致动器在工作时通信，并且经由它们相应的AHM模块130'和VHM140'以及MNT节点150'与复杂系统的子系统(其在操作时处于通信状态)在操作时通信。作为非限制性示例，ENT节点160'可以是与分层结构200的通信系统9进行有线或无线通信的通用计算机。
图3还图示出ENT160'可以具有如由用户选择和配置的可执行应用(221-264)中的一些应用或全部应用的功能。像示例性VHM节点140'一样，来自交互库的(多个)可执行应用260a允许系统用户210经由GUI170直接访问ENT160'节点。在它们的未被指导的状态中，SEAM220a、230a、240a和250a与它们的可以驻留于分层结构200中的任何其它级中的任何另一节点中的未被指导的副本应用模块(221-264)相同。可执行应用220a-260a被配置为/指向经由配置文件185a来执行特定功能。
像示例性AHM节点130'、VHM节点140'和MNT节点150'一样，ENT节点160'包括定制适配器325a。定制适配器325a也被配置为桥接在ENT节点内操作的主机计算设备软件与分层系统软件之间的任何通信或实现间隙。
在各种实施例中，没有计算节点(120'-160')能够与彼此直接通信。因此，所有计算节点(120'-160')经由定制适配器(325)通信。在其它实施例中，大多数计算节点120'-160'可以经由定制适配器(325)通信。例如，一个例外可以是EHM120'，其可以经由其主机执行软件330通信。
像可执行应用(221-264)一样，定制适配器325中的每一个的操作由其自己的节点的工作流服务310控制。工作流服务310将调用SEAM(221-264)和服务(302、303、306)中的一个或多个以使数据可用于定制适配器325，其在可执行应用(221-264)之一的指导下将数据从节点提供到通信系统9的数据总线上并且从总线抽出数据。例如，采集SEAM221或报告模块253执行这些通信功能。
通信系统9可以是本领域中已知或者可以在未来开发的任何适合的有线或无线通信装置。示例性的、非限制性的通信装置包括CAN总线、以太网总线、火线总线(firewire bus)、空间线总线(spacewire bus)、内联网、互联网、蜂窝电话网络、分组交换电话网络等。
作为定制适配器325或除定制适配器325之外，通用输入/输出前端接口(未示出)的使用可以被包括在每一个计算节点(120'-160')中。通用输入/输出(I/O)前端接口的使用使得接口后面的每一个节点对于该节点正通过其进行通信的通信系统不可知。通用I/O接口的示例可以在Fletcher的共同拥有的申请12/750,341和12/768,448中被找到，并且是通信接口装置的示例。
可以使用本领域中已知的多种方法来填充分层结构200的各种计算节点(120'-160')，对其的讨论在本公开的范围之外。然而，示例性方法包括经由磁盘或其它存储设备(诸如闪速驱动器)将预先识别、预先选择的标准化可执行应用传输并安装到复杂系统的一个或多个数据加载器。其它方法包括使用复杂系统模型181、表格生成器183和GUI170从远程计算机通过有线或无线网络直接下载并安装可执行应用。
数据驱动建模工具171、表格生成器183和GUI170可以由本领域中已知的任何适合的HMS计算机系统的子系统驱动，或者是本领域中已知的任何适合的HMS计算机系统的子系统。这样的HMS系统的非限制性示例是由新泽西州莫里森镇的霍尼韦尔国际使用的知识维护系统，并且是基于模型的配置装置的非限制性示例。数据驱动建模工具171允许主题专家关于输入、输出、接口、错误等对它们的分层系统200进行建模。表格生成器283然后将系统模型信息压缩成紧凑的数据集，其在运行时配置或指导分层系统200的各种SEAM(221-264)的功能。
GUI170向用户呈递多个控制屏幕。控制屏幕由HMS系统生成，并为系统用户210提供接口来配置每一个SEAM(221-264)以执行与复杂系统相关联的特定监控、解释和报告功能。
图4是用于配置/重新配置分层结构200的示例性方法1000的流程图，该分层结构200包括监控复杂系统的各种组件的计算节点(120-160)。可以存在任意数目的不同类型的计算节点的级和不同类型的计算节点的级的任意组合。
方法通过在过程1010处建立计算节点的分层结构200而开始。计算节点的分层结构200由所关注的复杂系统的性质和构造以及所需要的复杂系统的监控复杂性确定。如上面所讨论的那样，在一些实施例中，可以存在与每一个组件、与每一个子系统和/或与整体的复杂系统相关联的一个或多个计算节点(120'-160’)。另外，可以存在与更高维护器层(150)以及与一般企业层(160)相关联的计算节点(120'-160')。一个计算节点(120'-160')可以物理地和电子地不同于在同一层(120-160)上或者在不同级上的另一计算节点。在其它实施例中，计算节点可以与所有其它计算节点相同。图4是允许用户根据复杂系统模型来建立父母和孩子节点关系的GUI170(参见图2)的示例性屏幕截图。
在过程1040处，用所期望的框架服务(302-310)来创建和定义标准化框架执行模块301。标准化框架服务模块301被填充到所有分层计算节点(120'-160’)。
在过程1020处，开发和建立标准化可执行应用的库220-260。如上面所讨论的那样，写入每一个标准化可执行功能(221-264)以执行标准的一类功能，诸如采集数据、趋向化数据和报告数据。
在过程1050处，系统用户210用标准化可执行应用(221-264)以及标准化框架执行模块301中的一个或多个来填充每一个计算节点(120'-160’)。被填充于特定计算节点(120'-160’)内的标准化可执行应用的数目和组合完全是在系统设计者基于所期望的功能或潜在功能的自由处理之内。标准化可执行应用(221-264)可以由本领域中已知的任何适合的装置填充或从计算节点(120'-160')去除。用于填充计算节点(120-160)的一些装置的非限制性示例包括维护加载、本地数据加载器以及经由网络和通信系统9的加载。
在过程1030处，用数据驱动建模工具171建模复杂系统。每一个计算节点(120'-160')被识别并且与特定的组件、子组件和子系统相关联，如可能被期望来完成特定级的监控那样。每一个计算节点(120'-160’)被分配特定的一组SEAM(221-264)，其将被需要来完成计算节点的所期望的监控功能(参见图4)。此时，分配SEAM、诊断SEAM和排序SEAM可以被分配给每一个计算节点(120'-160')，根据其与配置文件185一起形成针对每一个节点的DDR45。
在过程1060处，由系统用户210创建多个配置文件185。配置文件185包括静态数据部分(SDS)350a和动态数据部分(DDS)350b。配置文件185包含可编辑数据特定逻辑序列的集合，所述可编辑数据特定逻辑序列生成工作流服务310所使用的消息和数据来响应于来自SEAM的数据和消息的接收以执行特定的功能。例如，SEAM X与已经完成了任务的工作流服务310通信。工作流服务310从配置文件中检索下一个动作，并且然后命令下一个SEAM Y执行其关于特定数据的标准化功能。换句话说，配置文件包含特定数据值以及数据值之间的编程关系/功能以启用/禁用并配置每一个标准可执行应用来完成(多个)特殊用途。在等效的实施例中，被包含在配置文件中的可编辑数据特定逻辑序列可以是状态机的集合。
因此，配置文件185提供允许SEAM操作并与彼此交互的信息。具体来说，此交互经由工作流服务被控制，所述工作流服务从配置文件185获得其所有指示以启用或禁用SEAM的功能，以及提供节点(120-160)内的数据的处理。在所有节点中可以使用相同的SEAM，因为配置文件185和工作流服务310指导节点内的SEAM的执行并提供用于在节点之间移动功能的能力。
配置文件185包含每一个节点(120'-160')的定义。这包括给定节点将处理的信息、节点如何与其它节点交互的信息以及在给定节点内运行的特殊操作的信息。配置文件185包含用于处理数据、生成信号、诊断故障、预测故障、监控使用、监控消耗并以其它方式支持维护、操作和数据分析的信息。因此，通过编辑配置文件以包括复杂系统故障模块的部分来创建DDR45，该复杂系统故障模块可应用于驻留在特定节点(120-160)的监控范围内的复杂系统的组件。因此，被填充有标准化可执行应用(221-264)的计算节点(120'-160’)成为能够基于其可执行应用的填充及其通过配置文件185的随后的指导来执行各种特定任务的特殊用途计算节点。
若系统用户210期望为分层结构200中的特定计算节点(120'-160')添加特定功能、删除特定功能或重新定义特定功能，则在KMS主数据库350内修改针对特定计算节点(120'-160’)中的特定可执行应用(221-264)的配置文件185，如可以在过程1060处所期望并且然后在过程1070处被再生和安装于其相关联的计算节点(120'-160’)处那样。因此，原先驻留于一个计算节点(120'-160')中的特定功能可以被添加、删除、修改或者其可以被移动到任何其它分层级中的另一个计算节点。
例如，通过将标准化的“趋向化”可执行应用添加到VHM140’(或者通过启用已经到位的休眠的“趋向化”功能)，并且然后在VHM中配置“趋向化”可执行应用来执行操作，由与特定组件的温度相关联的EHM120'完成的数据“趋向化”功能可以从EHM120'被转移到VHM140'。为了完成该过程，可以改变EHM120'中的趋向化功能来去除温度趋向化功能或禁用趋向化可执行应用。进一步地，来自该组件的温度数据被经由通信系统9重新指向VHM140'。照这样，在EHM120'处趋向化的数据仍然可以在EHM120'处被采集和分析，但是然后从EHM被发送到VHM140’以用于趋向化。
图5和6是示例性计算节点(120'-160’)的简化框图，所述示例性计算节点(120'-160’)在这里碰巧是EHM120'。每一个计算节点(120'-160’)利用其自己的主机执行软件330。主机执行软件330执行主机EHM120'的正常操作功能，但是也可以提供平台用以主控驻留于填充计算节点的任何SEAM(221-264)中的健康维护功能。
如上所述，存在本文中所公开的24个SEAM(221-264)。然而，可以包括具有附加功能的其它SEAM。照这样，本文中的任何讨论意图延伸到可能在未来被创建的任何SEAM。然而，为了以下讨论的简洁和清楚，多个SEAM(221-264)已经被限制于采集SEAM221、解码SEAM222、评估SEAM231、记录SEAM234和分析SEAM232，因为这些SEAM可以被视为提供与驻留于分层的每一个计算节点(120'-160’)中的每一个SEAM共有的一些基本功能。
除SEAM(221-264)之外，每一个计算节点(120'-160’)还包括配置文件185和工作流服务模块310。配置文件185包括DDS350b和SDS350a。除了其它数据结构以外，DDS350b还可以包括事件队列(EVQ)351、高优先级队列(HPQ)352、时间延迟队列(TDQ)353、周期队列(PQ)354和异步队列(PQ)355。然而，本领域普通技术人员将认识到的是，队列的数目、其分类以及其优先级可以被定义和重新定义来满足特定应用的要求。EVQ351可以被细分成附加子队列(参见应用002.1404)。
参考图6，针对已经被填充到EHM120'中的每一个SEAM(221-264)，DDS350b还可以包括至少一个消息缓冲器360。然而，在一些实施例中，只有测量库内的SEAM可以具有消息缓冲器。DDS350b还可以包括多个记录快照缓冲器370和循环缓冲器380，所述记录快照缓冲器370和循环缓冲器380存储有从复杂系统获得的将被各种SEAM(221-264)用于如配置文件185所提供的各种计算的特定动态数据值。使用数据存取器(304)来访问消息缓冲器360、快照缓冲器370和循环缓冲器380中的每一个中所存储的数据，所述数据存取器(304)可以是本领域中已知的任何适合的数据存取器软件对象。针对消息缓冲器160、循环缓冲器380和快照缓冲器370的特定数据结构和在DDS350b中的位置在运行时被预先确定并建立在存储设备中。
SDS350a是可以被表明或定义为一个或多个状态机361的持久性软件对象，所述一个或多个状态机361将工作流服务模块310所读取的特定事件362从事件队列(EVQ)351映射到特定响应记录363(即，事件/响应关系)。状态机361然后分配响应队列(352-355)，响应记录363将由工作流服务模块310放置到该响应队列(352-355)中，用于通过工作流服务模块310的最终读取和执行。SDS350a中的持久性数据的结构和位置在运行时被预先确定并建立在存储设备中。
响应于来自由计算节点(120'-160')的定制适配器325处理的外部源的消息，事件362可以被接收到EVQ351中，如由主机执行软件330指导的那样。也可以从驻留于计算节点(120'-160’)中的经填充的SEAM(221-264)中的任一个接收事件362，因为它们完成任务并产生事件362。
在更基本的SEAM(诸如感测223、采集221、解码222和评估231)中，存储在SDS350a内的事件/响应关系不倾向于分支或以其它方式包含重要的条件逻辑。照这样，事件362和响应记录363的流相对简单明了。然而，更完善的SEAM(诸如协调252、预报255和响应261)可以利用完善的算法，其导致复杂的消息/响应流，并且为了简洁和清楚，将不在本文中进一步对其进行讨论。
作为操作示例，主机执行软件330可以将从外部源接收到的输入消息推送到EHM120'中。主机执行软件330调用定制适配器325，其又基于消息中所包括的数据来调用驻留于EHM120'中的适当的SEAM(221-264)。例如，被调用的SEAM可以是采集SEAM221。当被调用时，采集SEAM221将输入消息放置到消息缓冲器360(例如，采集输入消息缓冲器)中，生成事件362并将该事件放置到EVQ351中。事件362可以包含来自另一节点或来自本地传感器的关于复杂系统的数据。为了解释的简单和清楚，此第一事件362将被假设为“采集数据”消息，而根据输入消息生成的事件362将在本文中被称为AQe1。在其它实施例中，输入消息AQ1可以由SEAM(221-264)和被SEAM推送到EVQ351中的事件AQe1生成。
一旦输入消息AQ1被放置在消息队列360中并且其对应的事件362被放置到EVQ351中，那么采集SEAM221退出并经由返回消息364将控制返回到工作流服务模块310。在此简单示例中，假设只有一个处理单一命令线程的单一处理器。因此，当处理器正在执行特定的SEAM(221-264)时，工作流服务模块310且没有其它SEAM正在操作。类似地，当工作流服务模块310正由处理器操作时，没有SEAM(221-264)处于操作中。这是由于操作中的所有步骤被顺序地执行。然而，在其它实施例中，可以使用多个处理器，由此使用相同的经填充的一组SEAM(221-264)和相同的配置文件185来允许多个线程(即，多个工作流服务模块310)被并行地操作。
当接收到返回364时(参见图7)，在此示例中，工作流服务模块310再继续操作并首先读取事件AQe1，因为事件AQe1是EVQ351中的第一个事件362。之所以如此是因为EVQ351是最高优先级队列并且因为工作流服务模块310可以按照先入先出(FIFO)方式顺序地读取事件。因此本领域普通技术人员将认识到的是，存储在EVQ351中的任何随后的事件将又被工作流服务器在FIFO的基础上读取。然而，以FIFO方式读取事件仅是示例性的。在等效的实施例中，工作流服务模块可以被配置为以某种其它序数或优先化方式读取事件。
一旦事件AQe1被读取，工作流服务模块310就查阅SDS350a中的持久性数据结构来确定对事件AQe1的所需要的响应记录363。由SDS350a提供的响应记录363例如可以是解码响应记录DECr1，其指导解码SEAM222来处理从输入消息AQ1接收到的数据，该数据现在被存储在DDS350b中的存储位置中。SDS350a还指导工作流服务模块310来将响应记录DECr1放置到响应队列352-355之一(诸如HPQ352)中，并且分配在其中基于所分配的优先级来放置响应的响应队列中的位置。SDS350a可以基于输入消息类型、输入消息中的数据以及诸如优先级数据字段的其它数据来确定适当的队列及其在队列中的优先级位置。工作流服务模块310将响应记录DECr1放置到适当优先化位置处的HPQ352中并且返回以读取EVQ351中的下一事件。
因为EVQ351在此示例中是最高优先级事件/响应队列，所以工作流服务模块310继续读取事件362并发布响应记录363，直至EVQ为空。当EVQ351为空时，工作流服务模块310开始处理以最高优先级响应队列(352-355)开始的响应记录363，其在此示例中是HPQ352。
在此示例中在HPQ352中的第一优先化响应记录是DECr1响应(即，解码响应)。当被读取时，工作流服务模块310调用(经由调用365)用于解码SEAM的解码SEAM222的响应处理器接口，用以对DECr1响应记录363中引用的数据进行操作。
在被工作流服务模块310调用之后，解码SEAM222查阅具有响应记录DECr1的SDS350a以确定其应当对与DECr1相关联的数据执行什么操作并执行该操作。如以上所公开的那样，SDS350a基于消息类型和DECr1内引用的数据将事件DECr1映射到预定义响应记录363。与事件DECr1相关联的数据可以驻留在记录快照缓冲器370、循环缓冲器380中的任一个中，或者可能不得不从位于示例性EHM120'外部的源查询数据。
解码SEAM222对数据进行操作并生成事件362，并将该事件放置到EVQ351中以及将消息放置到消息队列360中。例如，由解码SEAM222生成的响应记录363可以是指示下一过程将由评估SEAM231执行的EVALe1。解码SEAM222然后退出并将返回消息364发送回到工作流服务模块310以再继续其操作。该过程以读取EVQ351的工作流服务模块310重新开始，因为现在存在已经被添加到队列中的新事件(包括EVALe1)。
在正常过程中，工作流服务模块310最终读取事件EVALe1并查阅SDS350a以确定适当的响应记录363、哪个响应队列来放置它以及在响应队列内以什么优先级。在此示例中，响应EVALr1还放置于HPQ352中并处于第一优先级中，因为响应记录DECr1已经被操作并被退出队列。工作流服务然后读取来自EVQ351的下一事件，并且处理继续。
图7是用于协调计算节点(120'-170')内的各种SEAM(221-264)的操作的方法1300的简化流程图。然而，本领域普通技术人员将认识到的是，多个处理器的使用将允许多个线程被并行地处理。
在过程1310处，事件362被定制适配器325或者在一些EHM120'的情况下被主机执行软件330推送到系统中。在一些实施例中，主机执行330可以对SEAM(221-264)进行功能调用1311以接受事件消息，诸如采集SEAM221。在过程1330处，由调用的SEAM(221-264)按照其被接收的次序将事件记录362放置到EVQ351中，并且输入消息被SEAM(221-264)存储在驻留于DDS350b中的队列或消息缓冲器360中。SEAM(221-264)然后将返回命令1312发送到定制适配器325并退出。
假设在此简单示例中，工作流服务模块310没有其它事件或响应记录要处理。因此，工作流服务模块310可以在过程1340处重新启动，虽然其可以在其例程中的任意点处重启。在过程1340处，工作流服务模块310尝试按照FIFO顺序从EVQ351读取下一事件记录。如果在判定点1341处确定EVQ351不为空，那么工作流服务模块310从EVQ读取下一事件362，并且然后查阅具有事件362的SDS350a中的持久性数据(例如，状态机)。
在过程1360处，SDS350a接收事件362作为输入并产生预定义响应记录363。SDS350a还指示响应记录363将被放置于其中的响应队列(352-355)，并为响应队列中的响应记录指示优先级位置。与事件/响应记录相关联的任何数据被存储在DDS350b中的共享数据结构中，诸如在循环缓冲器380中或在记录快照缓冲器370中。
在过程1370处，工作流服务模块310将响应记录363按照其优先级次序存储到所分配的响应队列(352-355)中，并且然后返回到过程1340以读取下一事件362。
当SDS350a分配响应队列时，将最高优先级响应记录363按照其所分配的优先级的次序且不在FIFO基础上放置在HPQ352中。更小的优先级的响应记录363(诸如需要时间延迟的响应记录)可以被放置在TDQ535中。还更小的优先级的响应记录363可以被放置在PQ354中。PQ354中的这种响应记录363可能例如仅在周期性基础上需要被寻址。最小优先级的响应记录363被分配给AQ355并且如更高优先级响应队列允许的那样可以被异步寻址。进一步地，根据由SDS350a分配的处理优先级，响应记录363被放置在响应队列353-355之一中，并且可以或可以不在FIFO基础上被放置。只要在EVQ351中存在事件362，上述循环(1340、1360、1370)就继续。
如果在确定点1341处确定EVQ351为空，那么在过程1350处，工作流服务模块310进入到包含响应记录363的最高优先级响应队列(352-355)并读取最高优先级响应记录(例如，第一或下一响应记录)。当响应记录363被读取时，工作流服务模块310向响应记录363中引用的SEAM(221-264)发出功能调用365来对响应记录363中所指示的数据执行其功能，并且然后退出。
在过程1380处，被调用的SEAM(221-264)查阅SDS350a以确定将由SEAM执行的任务。虽然对于简单的SEAM功能(诸如采集SEAM221)未严格地要求，但是更复杂的SEAM(诸如预报SEAM255或协调SEAM252)例如可以具有可以被执行的各种可替换算法或条件逻辑。照这样，SDS350a可以关于执行哪个明确的功能或算法来指导SEAM。
在过程1390处，指定的SEAM对与响应记录363相关联的数据执行其功能或任务。一旦SEAM221-264执行其功能，方法1300就进入到过程1320，其中新的事件记录被生成并被放置到EVQ351中以及重复方法1300。
图8是通过节点(120-160)处的DDR45的针对故障条件的示例性诊断处理系统1600的概念图(对于关于DDR的细节，参见共同待决的申请13/273,784)。示例性EHM11610和EHM21612是独立的EHM节点120，其通常利用传感器(1605、1605’)来监控组件(S1、S2)的系统变化属性。在此特定示例中，EHM11610检测症状并触发到AHM11615的故障消息1630。
AHM11615接收数据故障消息1630并将数据收集消息1635发送到EHM(1610、1612)中的一个或多个以收集关于正在发生的故障的附加数据。将所收集的数据发送回到数据消息1640中的AHM11615，所收集的数据被分析和/或然后被转发到更高级节点(诸如VHM1620)，用于附加的处理和分析。AHM11615被配置有适当编程的SEAM以分析故障触发、为特别作为目标的节点(120-160)准备数据收集请求并转发所收集数据的分析。
图9是图示出根据实施例的通过节点(120-160)处的DDR45的针对故障条件的示例性诊断处理方法1700的示例性流程图。普通技术人员将认识到的是，方法1700仅是可以由以下讨论的SEAM(221-264)或SEAM中的任一个执行的许多不同的方法实施例中的一个。
方法1700开始于点“A”处，其中工作流服务310从本地传感器1605接收传入的故障消息并创建唤起对症状的响应的事件1330，将该事件1330放置在针对分配SEAM241的事件队列351中来处理。为了简洁，前面关于图7所讨论的用于处理事件和响应记录的步进式过程将被省略，除非要求清楚。
在过程1710处，基于来自工作流服务310的调用，分配模块241从DDS350b请求有效的故障条件列表，其可能被链接到由采集和解码SEAM所检测的症状中的一个或多个。在这一点上，有用的是指出针对来自DDS350b和SDS350a的静态和动态数据的请求分别由数据存取器304执行。数据存取器304可以是本领域中已知或者在未来开发的任何类型的存取器，并且在本文中将不被进一步描述。
在过程1715处，故障条件列表由DDS350b返回。在过程1720处，分配模块241在判定点1720处确定在DDS350b所返回的列表中是否存在属于所报告的(多个)症状的任何故障条件。应当指出的是，在此示例中，分配模块241被描述为执行有限的一组功能。然而，本领域普通技术人员将认识到的是，分配模块241像所有SEAM(221-264)一样可以包含用于执行任意数目的附加特定功能的指令。如果在判定点1720处故障条件被确定为属于所报告的症状，则该过程在过程1790处终止，其中分配SEAM241提供“分配完成”事件，工作流服务310将该事件放置于事件队列351中。
在过程1725处，当不存在符合所检测的症状的故障条件时，创建新的故障条件记录。分配SEAM241在过程1730处向SDS350a查询故障条件模板，该故障条件模板是静态软件对象。SDS350a提供故障条件模板以构造新的故障条件。
图10是发生在过程1725处的示例性方法1800。为了针对所经历的新的/不同的症状创建新的故障条件，分配SEAM首先定位已经被存储在SDS350a中的所有故障模式(FM)，其可能在过程1805处引起所观察的(多个)症状。FM指的是根据它生成的症状、它影响的功能、它的最终原因和去除该原因所需要的校正动作来观察失效或故障的方式或途径。关键问题是，FM是用于描述可能发生在系统中的一类故障条件的概念实体。
在过程1810处，分配SEAM241确定来自SDS350a的在过程1805期间被定位的FM所产生的所有独特症状的列表。任何重复的症状被删除。当已知多于一个FM产生症状时会出现重复的症状。
在过程1815处，分配SEAM241确定能够识别在过程1810中所确定的独特症状中的一个或多个的所有测试(例如，内建测试设备或技术人员执行的测试)，而在过程1820处，分配SEAM确定与过程1815中所识别的FM相关联的所有校正动作。在过程1830处，所确定的FM、症状、诊断测试和校正动作被填充到过程1730处检索的故障条件模板中并被存储在DDS350b中。
返回到图9，该方法然后进入到过程1735，其中故障条件与检测到的症状相关联。生成事件并将其存储在EVQ351中。
在过程1740处，分配SEAM检查新的故障条件中的每一个故障模式以确定它已经被识别为需要补充数据收集的故障模式。在SDS350a中，FM的属性之一识别数据收集规范以在FM需要来自一个或多个远程计算节点的补充数据收集的情况下使用。如果数据收集规范被识别，那么分配SEAM241创建数据收集请求，其识别远程节点应当利用来收集补充数据的数据收集规范。一旦补充数据收集完成，数据收集规范就识别待收集的数据、应当收集数据的(多个)节点、收集周期和用于处理补充数据的指令。
在过程1745处，创建数据收集请求1760并将其存储在DDS350b中，并且通知工作流服务310，如以上关于图7所讨论的那样。分配SEAM根据图7的过程生成针对创建数据收集请求的事件。
在过程1755处，由工作流服务310从EVQ351读取数据收集请求事件，并且随后向SDS350a查阅适当的响应记录361，所述响应记录361被放置到适当的事件响应队列(352-355)或子队列中。对于关于事件和响应队列操作以及配合动作的附加细节，参见共同待决的申请13/572,518。共同待决的申请13/572,518通过引用被整体地结合到本文中。如果不需要补充数据收集，则该方法进入到过程1770，其中分配完成事件被生成并被放置在EVQ351中。
在过程1775处，工作流服务310最终读取数据收集请求响应记录361并调用协调SEAM252。在过程1780处，协调SEAM252将收集请求消息发送到定制适配器用于向复杂系统内的多个其它节点中的任何一个的分发，以生成和/或报告关于所关注的故障条件的相关数据。
由于SEAM(221-264)不具有将信息从一个SEAM直接传递到另一个的能力，所以排序模块243请求与由分配模块241请求或创建的故障条件列表相同的故障条件列表。在过程1620'处，DDS350b将故障条件列表返回至排序模块243。在过程1660处，排序SEAM243执行诊断推理器的排序功能并对故障条件进行排序。基于历史分析、工程分析、故障模式分析或类似分析方法，可以通过一个或多个统计排序方案来完成排序。统计排序的示例可以是特定故障模式的似然性、发生特定测试结果的似然性、故障隔离测试的成本/受益比和/或针对校正动作序列的成本/受益比。一旦故障条件被排序，就在过程1665处生成事件并将其发送到工作流服务310。
虽然已经在本发明的上述详细描述中呈现了至少一个示例性实施例，但是应当认识到的是，存在大量的变体。还应当认识到的是，一个或多个示例性实施例仅仅是示例，并且不意图以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。相反，上述详细描述将为本领域技术人员提供用于实现本发明的示例性实施例的方便的道路图。要理解的是，在不偏离如所附权利要求中所阐述的本发明的范围的情况下可以在示例性实施例中描述的元件的功能和布置中进行各种改变。

Claims (8)

1.一种用于累积来自分层监控系统的故障条件数据的基于条件的方法，其包括：
监控具有计算节点的复杂系统的组件的操作，该计算节点包括处理器和存储设备，该存储设备包含配置文件，该配置文件包括故障模式(FM)、由故障模式表明的症状、识别症状中的一个或多个的测试和针对症状的校正动作；以及
利用一个或多个标准化可执行应用模块(SEAM)和工作流服务来填充计算节点的处理器和存储器中的至少一个，其中该一个或多个SEAM不能够与彼此直接通信；其中进一步地，一个或多个SEAM之一被配置为通过下列步骤来创建故障条件记录：
收集表明症状的所有FM，
针对所收集的所有FM，产生独特症状列表，
确定能够识别所列出的独特症状的所有测试，
确定与表明症状的FM相关联的所有校正动作。
2.根据权利要求1所述的方法，其中该一个或多个SEAM包括分配SEAM和协调SEAM。
3.根据权利要求2所述的方法，其中该协调SEAM被配置为，针对表明症状的所有FM、针对所收集的所有FM、独特症状列表、能够识别所列出的独特症状的所有测试、以及与表明症状的FM相关联的所有校正动作，将数据收集消息传送到其它计算节点。
4.根据权利要求4所述的方法，其中与故障条件相关联的静态数据包括针对静态数据的目的地列表和诊断数据报告格式。
5.一种驻留在计算节点内的非瞬态计算机可读存储介质(CRSM)，其包含用于一个或多个标准化可执行应用模块(SEAM)的指令，该指令当被执行时执行动作来为症状创建故障条件记录，该指令包括：
收集表明症状的所有故障模式(FM)，
针对所收集的所有FM，产生独特症状列表，
确定能够识别所列出的独特症状的所有测试，以及
确定与表明症状的FM相关联的所有校正动作。
6.根据权利要求1所述的方法，其中该一个或多个SEAM包括分配SEAM和协调SEAM。
7.根据权利要求2所述的方法，其中该协调SEAM被配置为，针对表明症状的所有FM、针对所收集的所有FM、独特症状列表、能够识别所列出的独特症状的所有测试、以及与表明症状的FM相关联的所有校正动作，将数据收集消息传送到其它计算节点。
8.根据权利要求4所述的方法，其中与故障条件相关联的静态数据包括针对静态数据的目的地列表和诊断数据报告格式。
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