CN106233217A - 用于提供广义化连续性能指示符的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种方法包括使用至少一个处理设备（210）、获得（1105）与工业过程系统的至少一部分相关联的多个诊断指示符，并将诊断指示符组合（1110—1125）而形成广义化指示符。每个诊断指示符具有值，并且广义化指示符与连续标度（410、600、1000、1010）上的位置相关联。该连续标度可以包括色彩梯度，并且该方法可以包括基于广义化指示符的位置用色彩沿着色彩梯度显示（1130）广义化指示符。可以在环面或圆（800、900）内显示与过程系统的多个部分相关联的多个广义化指示符，并且环面或圆的不同部分（805—820、905—915）可以与过程系统的不同部分相关联。不同的同心环面或圆（905—915）可以与不同的时间段相关联，并且至少一个同心环面或圆可以识别过程系统的预测行为。

Description

用于提供广义化连续性能指示符的装置和方法

技术领域

本公开一般地涉及工业控制和自动化系统。更具体地，本公开涉及一种用于提供广义化连续性能指示符的装置和方法。

背景技术

工业过程控制器具有许多不同的配置并在许多不同的应用中被使用。控制器可被安装在控制室中，或者可以是分布式控制系统的一部分。控制器常常被设计成将过程变量保持在称为设定点的期望参考点处。被设计成控制过程变量的系统可被称为控制环路。

控制环路可能经历导致过程变量的不良控制的问题。问题可能发生在最终控制元件、传感器、控制器的调谐参数或别的东西。如果控制环路被隔离或者仅仅是少数控制环路中的一个，则有经验的控制工程师通常可以在合理的时间段内确定问题是什么。然而，在大型工业设施中，具有数百个或数千个具有其关联控制器的控制环路并不罕见。在此类工业设施中，常常难以确定哪些控制环路正在经历问题，尤其是当一个控制环路中的问题不利地影响其它控制环路时。

在典型的情形中，可针对多个关键性能指示符（KPI）来对每个控制环路的性能进行评级（rate）。然而，经常存在要针对工业设施中的所有控制环路进行监视的许多指示符。

发明内容

本公开提供了一种用于提供广义化连续性能指示符的装置和方法。

在第一实施例中，一种方法包括使用至少一个处理设备，获得与工业过程系统的至少一部分相关联的多个诊断指示符，并将诊断指示符组合而形成广义化指示符。每个诊断指示符具有值，并且广义化指示符与连续标度上的位置相关联。

在第二实施例中，一种装置包括至少一个存储器，其被配置成存储识别与工业过程系统的至少一部分相关联的多个诊断指示符的信息。该装置还包括至少一个处理设备，其被配置成将诊断指示符组合而形成广义化指示符。每个诊断指示符具有值，并且广义化指示符与连续标度上的位置相关联。

在第三实施例中，一种非临时计算机可读介质包含计算机程序。该计算机程序包括用于获得与工业过程系统的至少一部分相关联的多个诊断指示符的计算机可读程序代码。该计算机程序还包括用于将诊断指示符组合而形成广义化指示符的计算机可读程序代码。每个诊断指示符具有值，并且广义化指示符与连续标度上的位置相关联。

根据以下各图、描述以及权利要求，其它技术特征对于本领域的技术人员而言可以是显而易见的。

附图说明

为了更完整地理解本公开，现在对结合附图进行的以下描述进行参考，在所述附图中：

图1图示出根据本公开的示例性工业过程控制和自动化系统；

图2图示出根据本公开的用于在工业控制和自动化系统中实现广义化指示符工具的示例性设备；

图3图示出根据本公开的示例性指示符表；

图4图示出根据本公开的示例性非连续带和示例性连续标度；

图5A至5C图示出根据本公开的示例性连续性能指数（CPI）系统；

图6图示出根据本公开的示例性连续色彩标度；

图7图示出根据本公开的示例性进展；

图8和9图示出根据本公开的示例性工厂进展；

图10A和10B图示出根据本公开的用于触发警报的示例性实例；以及

图11图示出根据本公开的用于分析过程系统的至少一部分的示例性方法。

具体实施方式

下面讨论的图1至11以及用来在本专利文献中描述本本发明的原理的各种实施例仅仅作为示例且不应以任何方式被解释成限制本发明的范围。本领域的技术人员将理解的是可在任何类型的适当布置的设备或系统中实现本发明的原理。

图1图示出根据本公开的示例性工业过程控制和自动化系统100。如图1中所示，系统100包括促进至少一个产品或其它材料的生产或处理的各种部件。例如，系统100在这里被用来促进对一个或多个工厂（plant）101a—101n中的部件的控制。每个工厂101a—101n表示一个或多个处理设施（或其一个或多个部分），诸如用于产生至少一个产品或其它材料的一个或多个制造设施。一般地，每个工厂101a-101n可实现一个或多个过程，并且可单独地或共同地称为过程系统。过程系统一般地表示被配置成以某种方式处理一个或多个产品或其它材料的任何系统或其部分。

在图1中，使用过程控制的Purdue模型来实现系统100。在Purdue模型中，“层级0”可包括一个或多个传感器102a和一个或多个致动器102b。传感器102a和致动器102b表示可执行各种各样功能中的任何功能的过程系统中的部件。例如，传感器102a可以测量过程系统中的各种各样的特性，诸如温度、压力、水平（level）或流速率。并且，致动器102b可以改变过程系统中的各种各样的特性。传感器102a和致动器102b可以表示任何适当过程系统中的任何其它或另外的部件。传感器102a中的每个包括用于测量过程系统中的一个或多个特性的任何适当结构。致动器102b中的每个包括用于对过程系统进行操作或影响过程系统中的一个或多个条件的任何适当结构。

至少一个网络104被耦合到传感器102a和致动器102b。网络104促进与传感器102a和致动器102b的交互。例如，网络104可以传输来自传感器102a的测量数据，并向致动器102b提供控制信号。网络104可以表示任何适当的网络或网络组合。作为特定示例，网络104可以表示以太网、电信号网络（诸如HART或FOUNDATION FIELDBUS网络）、气动控制信号网络或任何其它或附加（多个）类型的（多个）网络。

在Purdue模型中，“层级1”可包括一个或多个控制器106，其被耦合到网络104。除其它事物之外，每个控制器106可使用来自一个或多个传感器102a的测量结果来控制一个或多个致动器102b的操作。例如，控制器106可以从一个或多个传感器102a接收测量数据并使用该测量数据来生成用于一个或多个致动器102b的控制信号。每个控制器106包括用于与一个或多个传感器102a相交互并控制一个或多个致动器102b的任何适当结构。每个控制器106可以例如表示简单的比例积分导数（PID）控制器，其是分布式控制系统、多变量控制器或诸如模型预测控制器之类的高级控制器的一部分。作为特定示例，每个控制器106可以表示运行实时操作系统的计算设备。

两个网络108被耦合到控制器106。网络108诸如通过向和从控制器106传送数据来促进与控制器106的交互。网络108可以表示任何适当的网络或网络的组合。作为特定示例，网络108可以表示一对以太网或冗余的一对以太网，诸如来自霍尼韦尔国际公司的容错以太网（FTE）网络。

至少一个交换机/防火墙110将网络108耦合到两个网络112。交换机/防火墙110可从一个网络向另一个传送业务。交换机/防火墙110还可阻止一个网络上的业务到达另一网络。交换机/防火墙110包括用于提供网络之间的通信的任何适当结构，诸如霍尼韦尔控制防火墙（CF9）设备。网络112可以表示任何适当的网络，诸如一对以太网或FTE网络。

在Purdue模型中，“层级2”可包括一个或多个机器级控制器114，其被耦合到网络112。机器级控制器114执行各种功能以支持控制器106、传感器102a以及致动器102b（其可以与特定的一台工业设备（诸如锅炉或其它机器）相关联）的操作和控制。例如，机器级控制器114可以记录（log）由控制器106收集或生成的信息，诸如来自传感器102a的测量数据或用于致动器102b的控制信号。机器级控制器114还可以执行控制控制器106的操作的应用程序，从而控制致动器102b的操作。另外，机器级控制器114可以提供对控制器106的安全访问。机器级控制器114中的每个包括用于提供对机器或其它单独的一台设备的访问、其控制或与其有关的操作的任何适当结构。机器级控制器114中的每个可以例如表示运行MICROSOFT WINDOWS操作系统的服务器计算设备。虽然未示出，但可以使用不同的机器级控制器114来控制过程系统中的不同的各台设备（其中，每台设备与一个或多个控制器106、传感器102a以及致动器102b相关联）。

一个或多个操作员站116被耦合到网络112。操作员站116表示提供对机器级控制器114的用户访问的计算或通信设备，其然后可以提供对控制器106（和可能的传感器102a和致动器102b）的用户访问。作为特定示例，操作员站116可以允许用户使用由控制器106和/或机器级控制器114收集的信息来回顾传感器102a和致动器102b的操作历史。操作员站116还可以允许用户调整传感器102a、致动器102b、控制器106或机器级控制器114的操作。另外，操作员站116可以接收并显示由控制器106或机器级控制器114生成的警告、警报或其它消息或显示。操作员站116中的每个包括用于支持系统100中的一个或多个部件的用户访问和控制的任何适当结构。操作员站116中的每个可以例如表示运行MICROSOFT WINDOWS操作系统的计算设备。

至少一个路由器/防火墙118将网络112耦合到两个网络120。路由器/防火墙118包括用于提供网络之间的通信的任何适当结构，诸如安全路由器或组合路由器/防火墙。网络120可以表示任何适当的网络，诸如一对以太网或FTE网络。

在Purdue模型中，“层级3”可包括一个或多个单元级控制器122，其被耦合到网络120。每个单元级控制器122通常与过程系统中的单元相关联，该单元表示一起操作以实现过程的至少一部分的不同机器的集合。单元级控制器122执行各种功能以支持较低层级中的部件的操作和控制。例如，单元级控制器122可以记录由较低层级中的部件收集或生成的信息，执行控制较低层级中的部件的应用程序，并提供对较低层级中的部件的安全访问。单元级控制器122中的每个包括用于提供对过程单元中的一个或多个机器或其它各台设备的访问、其控制或与其有关的操作的任何适当结构。单元级控制器122中的每个可以例如表示运行MICROSOFT WINDOWS操作系统的服务器计算设备。虽然未示出，但可以使用不同的单元级控制器122来控制过程系统中的不同单元（其中，每个单元与一个或多个机器级控制器114、控制器106、传感器102a以及致动器102b相关联）。

对单元级控制器122的访问可由一个或多个操作员站124提供。操作员站124中的每个包括用于支持系统100中的一个或多个部件的用户访问和控制的任何适当结构。操作员站124中的每个可以例如表示运行MICROSOFT WINDOWS操作系统的计算设备。

至少一个路由器/防火墙126将网络120耦合到两个网络128。路由器/防火墙126包括用于提供网络之间的通信的任何适当结构，诸如安全路由器或组合路由器/防火墙。网络128可以表示任何适当的网络，诸如一对以太网或FTE网络。

在Purdue模型中，“层级4”可包括一个或多个工厂级控制器130，其被耦合到网络128。每个工厂级控制器130通常与工厂101a—101n中的一个相关联，其可包括实现相同、类似或不同过程的一个或多个过程单元。工厂级控制器130执行各种功能以支持较低层级中的部件的操作和控制。作为特定示例，工厂级控制器130可以执行一个或多个制造执行系统（MES）应用程序、调度应用程序或其它或附加工厂或过程控制应用程序。工厂级控制器130中的每个包括用于提供对过程工厂中的一个或多个过程单元的访问、其控制或与其有关的操作的任何适当结构。工厂级控制器130中的每个可以例如表示运行MICROSOFT WINDOWS操作系统的服务器计算设备。

对工厂级控制器130的访问可由一个或多个操作员站132提供。操作员站132中的每个包括用于支持系统100中的一个或多个部件的用户访问和控制的任何适当结构。操作员站132中的每个可以例如表示运行MICROSOFT WINDOWS操作系统的计算设备。

至少一个路由器/防火墙134将网络128耦合到一个或多个网络136。路由器/防火墙134包括用于提供网络之间的通信的任何适当结构，诸如安全路由器或组合路由器/防火墙。网络136可以表示任何适当的网络，诸如企业范围的以太网或其它网络或者较大网络（诸如因特网）的全部或一部分。

在Purdue模型中，“层级5”可包括一个或多个企业级控制器138，其被耦合到网络136。每个企业级控制器138通常能够执行用于多个工厂101a—101n的规划操作并控制工厂101a—101n的各种方面。企业级控制器138还可以执行各种功能以支持工厂101a-101n中的部件的操作和控制。作为特定示例，企业级控制器138可以执行一个或多个订单处理应用程序、企业资源规划（ERP）应用程序、高级规划和调度（APS）应用程序或任何其它或附加企业控制应用程序。企业级控制器138中的每个包括用于提供对一个或多个工厂的访问、其控制或与其控制有关的操作的任何适当结构。企业级控制器138中的每个可以例如表示运行MICROSOFT WINDOWS操作系统的服务器计算设备。在本文中，术语“企业”指代具有要管理的一个或多个工厂或其它处理设施的组织。请注意，如果要管理单个工厂101a，则可以将企业级控制器138的功能结合到工厂级控制器130中。

对企业级控制器138的访问可以由一个或多个操作员站140提供。操作员站140中的每个包括用于支持系统100中的一个或多个部件的用户访问和控制的任何适当结构。操作员站140中的每个可以例如表示运行MICROSOFT WINDOWS操作系统的计算设备。

在本示例中历史学家142还被耦合到网络136。历史学家142可以表示存储关于系统100的各种信息的部件。历史学家142可以例如存储在生产调度和优化期间使用的信息。历史学家142表示用于存储和促进信息取回的任何适当结构。虽然被示为耦合到网络136的单个集中式部件，但历史学家142可以位于系统100中的别处，或者可以将多个历史学家分布在系统100中的不同位置上。

在特定实施例中，图1中的各种控制器和操作员站可表示计算设备。例如，控制器和操作员站中的每一个可以包括一个或多个处理设备；一个或多个存储器，其用于存储（多个）处理设备所使用、生成或收集的指令和数据；以及一个或多个接口，其用于与外部设备或系统通信（诸如一个或多个以太网接口）。

如上所述，常规工业设施可以包括具有其关联控制器的数百个或数千个控制环路。因此，常常难以确定哪些控制环路正在经历问题，尤其是当一个控制环路中的问题不利地影响其它控制环路时。可以在控制环路监视工具中使用广义化指数（index）而基于各种关键性能指示符（KPI）（其也可称为诊断指示符）的值来提供总体环路性能的定性指示（诸如优秀、中等、差等）。由于此指示是定性的，所以给予操作员的信息的性质仅仅是在某些不连续（discrete）层级中。并且，不同于单独的KPI，由于其定性性质，此广义化指数不能在分级结构中被逐渐增加（roll up）至高水平。因此需要总体环路性能的定量度量以解决各种问题。

根据本公开，系统100的至少一个部件实现或者另外提供广义化指示符工具144。广义化指示符工具144帮助提供控制环路中的设备的状态的更好指示。

在某些实施例中，广义化指示符工具144可向用户提供总体环路性能状态的更好可视化，简化了控制环路监视。例如，广义化指示符工具14可提供与控制环路的总体性能相关联的定量度量，从而提供关于环路的性能的连续状态（被称为连续性能指数或CPI）。该标度可以被归一化，诸如从“0”至“1”（其中“1”指示环路的优秀行为，并且“0”指示环路的差行为）。此外，可以向定量度量添加色彩梯度信息，诸如绿色用于优秀到红色用于差，以便向操作员提供更好的视觉描绘。广义化指示符工具144可提供总体环路性能的基于色彩梯度的累进指示，使得操作员在时间段内获得关于环路的正在进行中性能的思想。这还可以帮助分析在时间段内完成的动作/改变的影响。在特定实施例中，可以针对环路中的每个KPI提供基于色彩梯度的累进指示，使得操作员可以在时间段内监视每个KPI的行为，并且基于变坏的KPI而采取特定动作。

广义化指示符工具144可以支持各种其它特征。例如，广义化指示符工具144可基于正在进行中的性能退化的速率而向相关当局提供关于即将发生的劣化的机制以给出早期警告，从而使得能够采取修正动作。作为另一示例，广义化指示符工具144可提供用以显示在不久将来的环路的预测性能的机制，从而使得操作员能够采取抢先措施以避免进一步退化。作为第三示例，广义化指示符工具144可在工厂分级结构中的所有层级处（诸如从单元级至企业级）提供广义化CPI，以便向相关当局提供总体性能的更好指示。

对于其中过程模型可以显著地朝着任何环路的性能有所贡献的高级过程控制应用，广义化指示符工具144可以给出模型的总体质量。本公开的实施例例如可以用来将现有的模型质量度量（诸如模型质量指数/阶段指数）组合以导出广义化模型质量指数。另外，广义化模型指数的累进指示可以对用户有帮助，以便在时间段内监视模型的质量并在模型质量正在退化的情况下启用抢先动作。

对于其中目标是管理在工厂内生成的警报的警报管理应用而言，广义化指示符工具可以提供总体警报性能的连续状态。工厂的总体警报性能的基于色彩梯度的累进指示使得能够在逐渐退化的情况下进行抢先动作。

可以使用任何适当的硬件或硬件和软件/固件的组合来实现广义化指示符工具144。例如，可以使用由控制器或操作员站的（多个）处理设备执行的软件应用程序来实现广义化指示符工具144。

虽然图1图示出工业过程控制和自动化系统100的一个示例，但可对图1进行各种改变。例如，控制系统可以包括任何数目的传感器、致动器、控制器、服务器、操作员站、网络以及广义化指示符工具。并且，图1中的系统100的组成和布置仅仅用于举例说明。根据特别需要，可以以任何其它适当配置添加、省略、组合或放置部件。此外，特别的功能已被描述为由系统100的特别部件执行。这仅仅用于举例说明。 一般地，过程控制系统是高度可配置的，并且可以根据特别的需要以任何适当方式配置。另外，图1图示出其中可以使用广义化指示符工具的示例性环境。可以在任何其它适当设备或系统中使用此功能。

图2图示出根据本公开的用于在工业控制和自动化系统中实现广义化指示符工具的示例性设备200。特别地，图2图示出示例性计算设备200。计算设备200可以例如表示图1中的控制器或操作员站。

如图2中所示，计算设备200包括总线系统205，其支持至少一个处理设备210、至少一个存储设备215、至少一个通信单元220以及至少一个输入/输出（I/O）单元225之间的通信。

处理设备210执行可加载到存储器230中的指令。处理设备210可包括采取任何适当布置的任何适当（多个）数目和（多个）类型的处理器或其它设备。处理设备210的示例性类型包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列、专用集成电路以及分立电路。

存储器230和持久性储存器235是存储设备215的示例，其表示能够存储和促进信息（诸如数据、程序代码和/或在临时或永久基础上的其它适当信息）的取回的任何（多个）结构。存储器230可表示随机存取存储器或任何其它适当的（多个）易失性或非易失性存储设备。持久性储存器235可以包含支持数据的长期存储的一个或多个部件或设备，诸如只读存储器、硬驱、闪存或光盘。

通信单元220支持与其它系统或设备的通信。例如，通信单元220可以包括促进通过网络的通信的网络接口卡或无线收发机。通信单元220可支持通过任何（多个）适当的物理或无线通信链路的通信。

I/O单元225允许数据的输入和输出。例如，I/O单元225可提供用于通过键盘、鼠标、键区、触摸屏或其它适当输入设备的用户输入的连接。I/O单元225还可将输出发送到显示器、打印机或其它适当输出设备。

如下面更详细地描述的，设备200可以用来执行广义化指示符工具144以便将总体性能指示符提供为连续定量值。为了更好的视觉解释，连续值可以与不同的色彩相关联。这可以例如通过关联标准RGB色彩的各种组合以随着广义化CPI的值从“1”变成“0”而定义用于广义化CPI的色彩梯度（绿色至红色）来完成。所获得的总体环路性能表示可以在控制分级结构中被容易地逐渐增加至所有较高层级的定量度量。

虽然图2图示出用于在工业控制和自动化系统中实现广义化指示符工具144的设备200的一个示例，但可对图2进行各种改变。例如，可以将图2中的各种部件组合、进一步细分或省略，并且可以根据特别的需要添加另外的部件。并且，计算设备可以以各种各样的配置到来，并且图2不使本公开局限于计算设备的任何特定配置。

图3图示出根据本公开的示例性指示符表300。如图3中所示，指示符表300可包括控制器种类305、相对性能指数（RPI）范围310、振荡指数（OSI）范围315以及误差标准偏差（std-dev）范围320。振荡指数元素用输入标签数据来产生振荡的度量。振荡指数元素可以是零与一之间的值，其中，接近于零的值表示较少的振荡，并且接近于一的值表示较多的振荡和规则的较多振荡。相对性能指数是基准响应速度与实际响应速度之间的比。误差标准偏差是控制器中的变化性的度量，其可以提供控制器有多积极的指示。在某些实施例中，可以使用控制器的误差信号在24小时时段内的误差标准偏差，其中非常高的值指示高控制器动作。OSI、RPI以及误差标准偏差可以是关键性能指示符（KPI）。

在某些实施例中，指示符表300可将这些KPI组合成定性指示符，诸如优秀、良好、中等、差等。每个KPI可以与定义其可接受操作范围的带相关联。例如，KPI的可接受范围可以是在0.0—0.5之间的OSI、0.4—2.5之间的RPI以及在PV平均值的0—2%之间的std-dev。在其它实施例中，这些范围可以不同。

在任何时间点，可以基于这些指示符中的哪一个在其可接受操作范围内来确定用于控制环路的总体性能评级。在指示符表300中，只要全部的三个KPI在其可接受范围内，则用于在观察中的环路的总体性能评级仍是优秀的。在这种方法中，表300并未区别例如其中OSI是0.12或0.38的情形。

虽然图3图示出指示符表300的一个示例，但可对图3进行各种改变。例如，图3中的范围仅仅是示例。

图4图示出根据本公开的示例性非连续带405和示例性连续标度410。如图4中所示，非连续带405可包括识别优秀、良好、中等和差条件的非连续指示符415—430。非连续带405因此可简单地是非连续指示符列表，诸如图3的指示符表300中所示的那个。例如，性能指示符可以由于不同KPI的特性而是中等的。

相反地，连续标度410可包括从“1”至“0”的值（当标度被归一化时）。在其它实施例中，连续标度410可能未被归一化，并且连续标度410可以跨越其它值范围。图4的连续标度410中的“1”值可表示来自非连续带405的优秀条件。同样地，图4的连续标度410中的“0”值可表示来自非连续带405的差条件。连续标度410的其余部分可以是优秀与差之间的变化等级。如可以看到的，连续标度410提供性能指示符方面的逐渐变化，而非连续带405提供更陡峭的变化。

虽然图4图示出非连续带405的一个示例和连续标度410的一个示例，但可对图4进行各种改变。例如，连续标度410可以跨越可以包含任何数目的非连续条件的值的任何范围。

图5A至5C图示出根据本公开的示例性连续性能指数（CPI）系统500。如图5A中所示，CPI系统500包括输入505—515、模糊逻辑块520以及输出525。

输入505—515可以是KPI，诸如RPI、OSI以及误差标准偏差值。输入505—515被模糊逻辑块520处理。每个输入可以根据其预定义可接受范围被处理。例如，如上所示，OSI在0与0.5之间可以是可接受的。模糊逻辑块520进行操作以生成广义化CPI值作为输出525。可以基于总体性能评级的现有非连续层级来定义广义化CPI。可以选择输入和输出函数的类型（诸如三角、高斯等）以适应相应指数的性质。可以使任何数目的KPI与单个广义化CPI相关联。

在某些实施例中，模糊逻辑块520可以使用在图5B中所示的模糊联合存储器（FAM）表530。FAM表530定义管理总体实现逻辑的规则，诸如“如果-则（if - then）”规则。例如，如果RPI 535是良好的，OSI 540是良好的，并且std-dev 545是良好的，则广义化CPI 550是优秀的。在某些实施例中，可以在定义模糊规则的同时考虑各种输入指数朝向总体性能评级的重要性。例如，规则536指示OSI 540指数在定义控制环路的总体性能时比其它两个指数更加关键。在其它示例中，其它KPI可能更加重要。

在某些实施例中，模糊逻辑块520基于最小-最大隐含方案而使用基于Mamdani的模糊逻辑来将用于每个规则1—8的输入560—570组合，如图5C中所示。一旦针对每个规则1—8将输入560—570组合，则可将结果575中的每个组合，并且模糊逻辑块520可以使用最大值平均值（MOM）的去模糊方法来导出广义化CPI 576。

在任何时间点，基于单独KPI的当前值，可以启动如在FAM表530中定义的各规则。每个输入函数连同最小-最大隐含方案的激活层级可定义要去模糊的相应区域。最后，基于所使用的去模糊方法，可以获得广义化CPI的去模糊值。

虽然图5A至5C图示出CPI系统500的一个示例，但可对图5A至5C进行各种改变。例如，可以使用其它方法来定义广义化CPI值。

图6图示出根据本公开的示例性连续色彩标度600。如图6中所示，连续色彩标度600可被归一化并包括从“1”至“0”的值。连续色彩标度600可沿着标度605改变色彩。标度605可以是从“1”至“0”的归一化标度，诸如当用沿着标度的色彩变化的梯度用绿色表示“1”、用红色表示“0”且用黄色表示标度的中间时。

虽然图6图示出连续色彩标度600的一个示例，但可对图6进行各种改变。例如，可以使用任何适当的色彩和梯度。

图7图示出根据本公开的示例性进展700。如图7中所示，进展700可以是时间段的过程内的广义化CPI的表达。进展700可在沿着时间线705的每个时间点处沿着对应于广义化CPI的值的时间线705改变色彩。例如，在某些实施例中，时间线705可以以第一日期710开始并以第二日期715结束。第一日期710与第二日期715之间的时间可以是例如三天。在特定实施例中，第一天可以以绿色所表示的优秀的广义化CPI开始，然后移动至黄色所表示的第二天的中等，并且然后返回到绿色所表示的第三天的优秀。

虽然图7图示出进展700的一个示例，但可对图7进行各种改变。例如，进展700可以跨越任何时间长度，并且包括任何数目的改变。

图8和9图示出根据本公开的示例性工厂进展。如图8中所示，工厂进展800可以是时间段的过程内的工厂的所有区域的广义化CPI的表达。

在本示例中，用环面来表示工厂进展800。然而，请注意，可用其它形状来表示工厂进展800，诸如圆、椭圆、正方形或八边形。环面被分离成四个区段805—820，其中的每一个可表示工厂的区域。每个区域本身可表示一个或多个单元，并且每个区段805—820可示出用于所表示的区域的进展。

在图8中，时间线可在环面的中心开始并随时间推移而向外移动。然而，请注意时间可以以其它方式进展，诸如向外（outward in）。工厂进展800可在沿着时间线的每个时间点处沿着对应于广义化CPI的值的时间线改变色彩。

例如，区段805可表示以优秀广义化CPI（如朝向环面内部的用绿色表示的）开始但然后变成中等（如朝向环面周界的用黄色表示的）的区域。在其它实施例中，用单个色彩来表示每个区段805—820且其表示单个时间点。请注意，工厂进展800可处于机器级、单元级、工厂级、企业级等。

如图9中所示，工厂进展900可以是时间段的过程内的工厂的所有区域的广义化CPI的表达。该时间段可包括过去、当前以及未来事件。

在本示例中，用环面来表示工厂进展900，然而可以使用其它形状。环面被分段成四个区段，类似于如图8中所示的工厂进展800。每个区段可表示工厂的不同区域，并且每个区域可表示多个单元。每个区段可被进一步分离成同心环面905—915，其表示不同的时间段。例如，环面905可表示前一天、环面910可表示当天，并且环面915可将次日表示为预测值（predictor）。

在某些实施例中，时间线可在环面的中心开始并随时间推移而向外移动，然而时间可以以其它方式进展。工厂进展900可在沿着时间线的每个时间点处沿着对应于广义化CPI的值的时间线705改变色彩。请注意，工厂进展900可处于机器级、单元级、工厂级、企业级等。

在某些实施例中，进展800和900可以用来帮助分析时间段内的工厂或其一部分的状态，发布初始警告，并且使得能够在逐渐退化的情况下进行抢先动作。

虽然图8和9图示出工厂进展800和900的示例，但可对图8和9进行各种改变。例如，进展800和900可以跨越任何时间长度，包括任何数目的变化，并且具有任何数目的区段和环面。

图10A和10B图示出根据本公开的用于触发警报的示例性实例。如图10A和10B中所示，连续色彩标度1000和连续色彩标度1010可被归一化，并且包括从“1”至“0”的值。在图10A中，在标记1005处，系统的退化可达到在该处诸如用警报或警告来通知操作员的点。请注意，可以将标记1005设置成任何适当的一个或多个点。

在图10B中，在连续色彩标度1010中，系统可以快速地退化到足以诸如用警报或警告来通知操作员。例如，距离1015可表示单日的时段内的系统退化，并且可以将此距离与阈值相比较，以识别问题。如果例如距离1015处的退化是22%的百分比，则如果阈值是20%，则系统可向操作员报警。然而，请注意，可使用其它距离、阈值以及时间段。

虽然图10A和10B图示出用于触发警报的实例的示例，但可对图10A和10B进行各种改变。例如，可以使用这些方法中的一个或两个。

图11图示出根据本公开的用于分析过程系统中的至少一部分的示例性方法1100。为了便于说明，方法1100被描述为由在图1的系统100中操作的图2的设备200执行。然而，方法1100可以被任何适当的设备使用并在任何适当的系统中使用。

如图11中所示，在操作1105处，设备接收用于过程系统的至少一部分的多个诊断指示符。每个诊断指示符具有值，并且该值可表示关键性能指示符的值。在操作1110处，设备识别用于所述多个诊断指示符的每个结果的一组规则。在某些实施例中，规则可与图5C的规则1—8相同或类似。

在操作1115处，设备针对该组规则的每个规则以最小-最大隐含方案来执行模糊逻辑以形成一组结果。在操作1120处，设备将该组结果组合而形成组合结果。在操作1125处，设备对组合结果执行最大值平均值去模糊方法而形成广义化指示符。在操作1130处，设备显示广义化指示符，其表示连续标度上的值。连续标度可以包括色彩梯度，并且特定广义化指示符可表现为基于沿着色彩梯度的广义化指示符的位置的色彩。

虽然图11图示出用于分析过程系统的至少一部分的方法1100的一个示例，但可对图11进行各种改变。例如，虽然被示为一系列步骤，但图11中的各种步骤可以重叠、并行地发生、按照不同顺序发生或者发生多次。

在某些实施例中，上文所述的各种功能由计算机程序实现或被其支持，该计算机程序由计算机可读程序代码形成且被包含在计算机可读介质中。短语“计算机可读程序代码代码”包括任何类型的计算机代码，包括源代码、目标代码以及可执行代码。短语“计算机可读介质”包括能够被计算机访问的任何类型的介质，诸如只读存储器（ROM）、随机存取储器（RAM）、硬盘驱动器、压缩磁盘（CD）、数字视频磁盘（DVD）或任何其它类型的存储器。“非临时”计算机可读介质不包括传送临时电或其它信号的有线、无线、光学或其它通信链路。非临时计算机可读介质包括其中可以永久地存储数据的介质和其中可以存储数据并在稍后覆写的介质，诸如可重写光盘或可擦除存储器设备。

阐述遍及本专利文献所使用的某些单词和短语的定义可能是有利的。术语“耦合”及其派生词指代两个或更多元件之间的任何直接或间接通信，无论那些元件是否相互进行物理接触。术语“应用程序”和“程序”指代适于用适当的计算机代码（包括源代码、目标代码或可执行代码）实现的一个或多个计算机程序、软件部件、指令集、程序、函数、对象、类、实例、相关数据或其一部分。术语“接收”和“通信”以及其派生词包含直接和间接通信两者。术语“包括”和“包含”以及其派生词意指没有限制的情况下的包括。术语“或”是包括性的，意指和/或。短语“与……相关联”以及其派生词可意指包括、被包含在……内、与……互连、包含、被包含在……内、连接到……或与……连接、耦合到或与……耦合、与……可通信、与……合作、交错、并置、接近于、束缚于或被用……束缚、具有、具有……的性质、与或和……具有关系等。短语“……中的至少一个”在被与一列项目一起使用时意指可使用所列项目中的一个或多个的不同组合，并且可能仅需要列表中的一个项目。例如，“A、B和C中的至少一个”包括以下组合中的任何一个：A、B、C、A和B、A和C、B和C以及A和B和C。

虽然本公开已描述了某些实施例和一般地关联的方法，但这些实施例和方法的变更和替换对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。因此，示例性实施例的以上描述并未定义或约束本公开。在不脱离如由以下权利要求定义的本公开的精神和范围的情况下，其它改变、替换以及变更也是可能的。

Claims (15)

1.一种方法，包括：

使用至少一个处理设备（210）：

获得（1105）与工业过程系统的至少一部分相关联的多个诊断指示符；以及

将诊断指示符组合（1110—1125）而形成广义化指示符；

其中，每个诊断指示符具有值；并且

其中，所述广义化指示符与连续标度（410、600、1000、1010）上的位置相关联。

2.权利要求1的方法，其中，将诊断指示符组合包括：

识别（1110）与所述多个诊断指示符的结果相关联的一组规则；

针对该组规则用最小-最大隐含方案执行（1115）模糊逻辑以形成一组结果；

将该组结果组合（1120）以形成组合结果；以及

对组合结果执行（1125）最大值平均值去模糊方法以识别广义化指示符。

3.权利要求1的方法，其中：

所述连续标度包括色彩梯度；以及

所述方法还包括基于广义化指示符的位置用色彩沿着色彩梯度显示（1130）广义化指示符。

4.权利要求1的方法，还包括：

将连续标度和广义化指示符归一化。

5.权利要求1的方法，其中，对用于工业过程系统的多个部分的多个广义化指示符求平均以形成用于过程系统的总体广义化指示符。

6.权利要求1的方法，还包括：

在环面或圆（800、900）内显示与工业过程系统的多个部分相关联的多个广义化指示符；

其中，环面或圆的不同部分（805—820、905—915）与工业过程系统的不同部分相关联。

7.权利要求6的方法，其中：

所述环面或圆包括多个同心环面或圆（905—915）；

每个同心环面或圆与时间段相关联；以及

同心环面或圆中的至少一个识别工业过程系统的预测行为。

8.一种装置，包括：

至少一个存储器（215、230、235），其被配置成存储识别与工业过程系统的至少一部分相关联的多个诊断指示符的信息；以及

至少一个处理设备（210），其被配置成将诊断指示符组合而形成广义化指示符；

其中，每个诊断指示符具有值；并且

其中，所述广义化指示符与连续标度（410、600、1000、1010）上的位置相关联。

9.权利要求8的装置，其中，所述至少一个处理设备被配置成通过以下各项将诊断指示符组合：

识别与所述多个诊断指示符的结果相关联的一组规则；

针对该组规则用最小-最大隐含方案执行模糊逻辑以形成一组结果；

将该组结果组合以形成组合结果；以及

对组合结果执行最大值平均值去模糊方法以识别广义化指示符。

10.权利要求8的装置，其中：

所述连续标度包括色彩梯度；以及

所述至少一个处理设备进一步被配置成基于广义化指示符的位置用色彩沿着色彩梯度显示广义化指示符。

11.权利要求8的装置，其中，所述至少一个处理设备被进一步配置成将连续标度和广义化指示符归一化。

12.权利要求8的装置，其中，所述至少一个处理设备被进一步配置成对用于工业过程系统的多个部分的多个广义化指示符求平均以形成用于过程系统的总体广义化指示符。

13.权利要求8的装置，其中：

所述至少一个处理设备被进一步配置成在环面或圆（800、900）内显示与工业过程系统的多个部分相关联的多个广义化指示符；以及

环面或圆的不同部分（805-820、905-915）与工业过程系统的不同部分相关联。

14.权利要求13的装置，其中：

所述环面或圆包括多个同心环面或圆（905—915）；

每个同心环面或圆与时间段相关联；以及

同心环面或圆中的至少一个识别工业过程系统的预测行为。

15.一种包含计算机程序的非临时计算机可读介质，该计算机程序包括用于以下各项的计算机可读程序代码：

获得（1105）与工业过程系统的至少一部分相关联的多个诊断指示符；以及

将诊断指示符组合（1110—1125）而形成广义化指示符；

其中，每个诊断指示符具有值；并且

其中，所述广义化指示符与连续标度（410、600、1000、1010）上的位置相关联。