CN108475048B - 配置用于在车间中操作的处理模块 - Google Patents

Abstract

处理模块(110)自动地被配置为在车间(B)中进行操作。在第一操作环境(A)中在第一阶段(1)的所述处理模块(110)的操作期间，通过计算机数据系统(120)接收与所述处理模块(110)有关的操作数据(DATA)。在第二阶段(2)中，当所述处理模块(110)连接至第二操作环境(B)时，再次接收操作数据(DATA)。所述计算机数据系统(120)具有回复功能，所述回复功能接收和处理查询(Q)并且提供响应(R)。处理包括：对在所述第一和第二阶段期间接收的所述操作数据(DATA)进行处理。然后通过使用来源于所述响应(R)的配置参数(150)来配置所述处理模块(110)。

Description

配置用于在车间中操作的处理模块

技术领域

本发明总体上涉及车间中的工业自动化，并且更具体地涉及用于在车间中配置处理模块的系统和方法。

背景技术

生产设施包括各种车间，诸如，加工车间。例如，一些加工车间将原材料(诸如，原油或者天然气)加工成中间产品(诸如，某些酸)，而其它车间继续将其加工成最终产品(诸如，清洁剂、肥料、或者其它化学物质)。加工通常需要一个或者多个加工步骤序列。功能单元(或者处理模块)是专门用于执行特定加工步骤的机器、反应器、工具等。同样的原理也适用于其它车间，例如，制造车间。

在现代工业中，生产设施需要持续在短时间内在不同产品之间进行切换。设施操作者力求通过调节处理模块以便进行更换或者重新配置来实现这种灵活性。处理模块的功能可以随着时间发生改变。例如，处理模块可以通过软件更新来获得功能，处理模块可能会由于老化而失去功能。因此，更换和/或重新配置是越来越复杂的任务。通过使处理模块相互交换数据并且使处理模块基于这些数据在分散级别上做出决策的趋势进一步增加了复杂性。

现代工业中的这种和其它发展提供了机遇，但也面临着挑战。通常在这样的主题(诸如，“工业4.0”或者“物联网”)下对这些发展进行讨论。

从技术角度来看，存在由这些发展引起的许多限制。这些限制直接干扰生产设施的操作，并且可以对成败起决定性作用。

发明内容

根据本发明的实施例，处理模块自动配置为在车间中进行操作。这种方法被描述为计算机实现的方法、计算机系统、和计算机程序产品。

处理模块在不同的操作环境中连续运行。在操作期间，存储功能从处理模块收集数据，诸如，与模块的输入和输出处的物理对象有关的数据。即使环境发生改变，仍会存储收集的数据。回复功能接收查询并且提供响应。由此，回复功能使用该收集的数据。可以使用该响应来配置处理模块的操作。存储功能和回复功能可以由处理模块本身来实现或者由耦合至处理模块的计算机数据系统来实现。

在第一操作环境中在第一阶段的处理模块的操作期间，通过计算机数据系统接收与处理模块有关的操作数据。在第二阶段中，当处理模块连接至第二操作环境时，再次接收操作数据。计算机数据系统具有回复功能，该回复功能接收和处理查询并且提供响应。处理包括：对在第一和第二阶段期间接收的操作数据进行处理。然后通过使用来源于响应的配置参数来配置处理模块。

通过在特定车间中存在的处理模块来限定第一和第二操作环境。处理模块可以在具有不同其它模块的车间与具有不同过程控制系统的车间之间进行物理移动。在替代方案中，处理模块将在物理上保持在同一车间内，但将连接至不同模块或者将断开连接。

操作数据可以是与物理地连接至处理模块的另外处理模块有关的数据。

操作数据可以被存储在物理地连接至处理模块的模块存储器中。模块存储器可以周期性地将操作数据转发至通信地耦合至处理模块的数据库，使得可以从模块存储器删除操作数据。

一种数据系统，该数据系统在具有存储功能和回复功能的计算机系统中自动配置用于在车间中进行操作的处理模块。存储功能，该存储功能适于在第一操作环境中在第一阶段的处理模块的操作期间接收与处理模块有关的操作数据，并且连续地，当处理模块连接至第二操作环境时，在第二操作环境中在第二阶段的处理模块的操作期间接收与处理模块有关的操作数据。回复功能，该回复功能适于接收查询，通过使用在第一和第二阶段期间接收的操作数据对该查询进行处理。回复功能进一步适于通过使用来源于响应的配置参数来提供用于配置处理模块的响应。

存储功能可以由是处理模块的一部分的模块存储器来实现或者由是数据系统的一部分的数据库来实现。存储功能可以被实现为使得操作数据被选择性地存储在模块存储器和数据库二者中。可以将存储功能实施为周期性数据缓冲器，使得处理模块的模块存储器能够收集操作数据并且周期性地将数据转发至数据系统的数据库。数据不需要保留在模块存储器中。

计算机程序产品在被加载到计算机的存储器中并且在由计算机的至少一个处理器执行时，执行计算机实现的方法的步骤。

附图说明

图1图示了具有输入、处理块、和输出的处理模块的简化模型；

图2图示了具有输入、处理块、和输出的处理模块与子模块的简化模型；

图3图示了在不同时间段以不同方式布置并且正在使用相同处理模块的三个车间并且图示了数据系统；

图4A和图4B图示了接收、存储、和处理数据并且处理查询以获取响应的配置功能，其中图4A图示了这些概念，并且图4B图示了实施方式细节；

图5图示了自动配置用于在车间中进行操作的处理模块的方法的流程图；以及

图6图示了可以与此处描述的技术一起使用的通用计算机装置和通用移动计算机装置的示例的示意图。

具体实施方式

本描述通过结合图1和图2对处理模块的模型进行讨论来引入问题和解决方案，结合图3继续进行概述级别处的场景。在场景中，在各种车间处在处理模块的操作期间收集数据DATA。数据系统对查询(Q)进行处理，并且通过使用数据来提供响应(R)。车间中的控制系统使用响应来配置处理模块。本描述进一步结合图4解释了数据系统。本描述结合图5继续描述了方法，并且以结合图6对通用计算机进行描述为结束。

图1图示了具有输入111、处理块112、和输出113的处理模块110的简化模型。该示意图还图示了在操作期间变得可用的数据，诸如，输入数据、处理数据、和输出数据。通过圆形的矩形来图示特定类型的数据。将(处理模块的)输入数据、处理数据、和输出数据中的至少一些加以组合的数据集被称为如虚线“圆”矩形所图示的操作数据(或者DATA，用大写字母表示)。双线箭头表明转发该DATA以进行进一步处理。

更简化的，处理模块110接收物理对象X(输入对象，诸如，材料或者工件)，对物理对象进行处理，并且提供处理后的物理对象Y(输出对象，中间产品)。处理模块110可以具有另外输入(例如，对于能量)和另外输出(例如，对于废料)。下表提供了简化示例。括号内提供了处理块的示例性硬件。

输入和输出数据表示输入和输出对象的物理特性。输入和输出数据包括与对象的数量有关的数据，诸如，特定液体的体积(例如，升、百升)、对象的数量(例如，特定批次的样品数量)、特定材料的重量(例如，千克)等。

输入和输出数据可以包括与多个粒度级别处的质量有关的数据，诸如，材料类型(例如，水、盐)、特定材料(例如，硫酸)的标识、特定批次的标识(例如，化工产品的装载量)、特定分类的标识(例如，有毒材料、可食用或者不可食用肥料)等。

处理数据是表示处理块112的物理特性的数据。处理数据可以包括在操作期间测量得到的并且与操作有关的参数，诸如，操作温度(例如，液体温度)、若干典型移动(例如，具有相同钻头的电路板中的孔的总数)、操作持续时间(例如，在14天期间酿制的啤酒)、非操作持续时间(例如，待机、空闲、修理)。

处理数据可以包括指示状态的参数，例如，关于总故障的状态(例如，禁用了(多个)功能)或者关于部分故障的状态(例如，禁用了冷却功能，而启用了加热功能)、关于辅助器件的状态(例如，控制处理模块的控制器的固件/软件状态；钻头的磨损)。

处理数据还可以包括关于维护的数据(例如，维护记录、维护计划)。

尽管DATA指的是离开处理模块110的数据，但配置参数150指的是控制处理模块110的数据。配置参数150可以与物理对象X(在输入处)有关、与物理对象Y(在输出处)有关、与待执行的处理有关等。配置参数150可以被区分成准备时间参数和处理时间(或者“运行时间”)参数。准备时间参数的示例包括用于执行测试(例如，阀是否适当地打开和关闭？)的指令、用于执行以准备生产步骤(例如，清洁工具)的指令等。运行时间参数的示例包括用于实际操作处理模块(例如，将液体加热到80℃)的指令、用于启用或者禁用功能的指令等。

图2图示了具有输入111’、处理块112’、和输出113’的处理模块110’的一个实施例的简化模型。与图1不同，还图示了子模块。配置参数也被转发至处理模块110’。整体上，可以存在针对处理模块110’的配置参数，并且可以存在针对各个子模块的配置参数。在处理模块110’中，多个子模块彼此互连。例如，处理模块110’可以表示化工生产线，该化工生产线具有将原油精炼成中间产品的多个反应器。DATA还可以包括与子模块之间的连接有关的结构数据(即，内部拓扑模型)。换言之，结构数据表示处理模块110’与其子模块的拓扑。结构数据按照各种细节可以是可用的，诸如，以识别特定子模块和子模块之间的定向连接(例如，输入到1、1到2、2到3、2到4、3到5、4到5、5到6、6到输出)，以识别子模块的类型或者功能(IN到印刷模块，从印刷模块到加热器模块等)。

结构数据可以与描述处理模块的操作的控制算法的形式描述(例如，关于加热或者冷却期间的温度改变的信息)相关联。

结构数据可以进一步包括状态转换方案(例如，加热器“开启”到状态“加热”)。

DATA是关于在处理模块110内发生(或者已经发生)的技术处理的数据。便于对区分成输入数据、处理数据、输出数据或者甚至结构的DATA进行解释。通常，DATA组合这些方面中的一些方面。例如，对于半导体晶片厂中的反应器，DATA包括处理数据，诸如，运行小时数、已经使用了哪些化学物质的指示、在不同状态下操作的时间间隔(例如，处理晶片与清洁反应器的关系)、故障或者缺陷或者维护历史(操作、待机、空闲)的指示、关于晶片的数量的输入/输出数据等。

可以存在可以从处理模块获取数据的测量装置(例如，传感器、天平、温度计、计数器)。结构通常可用于文件或者控制系统(参见图3)中。

但是获取和处理与处理模块(110、110’)有关的DATA示出了许多限制。下面将解释一些限制。注意，所有限制并不一定都会发生。然后将更详细地解释解决方案。

(i)数量

在操作处理模块期间，DATA的数量可以增加。这可能与所谓的运行时间信息、在操作期间变得可用的信息尤为相关。

(ii)质量/异构结构

由于DATA源自各种源，因此DATA可以在技术上以不同数据形式或者数据传输协议使用。可以限制DATA发送者与DATA接收者之间的兼容性。

(iii)结构

数据可以与模块(参见图2)的整体布置的结构以及结构或者拓扑有关。实施加工步骤的特定序列对成败具有决定性作用。例如，不适当的序列可能会导致错误、不兼容的中间产品或者最终产品、以及安全隐患等。例如，处理模块可能会输出不适合后续生产步骤的材料。

(iv)工程数据

DATA可以包括在操作处理模块之前、期间和之后获取的并且主要与处理块的技术实施方式有关的数据。但是这种数据可以由各种人造源(诸如，图纸、计划、程序等)提供。

(v)多种用途

便于对上文对输入、进程、输出或者甚至结构数据的区分进行解释，但从技术角度来看，这种区分并不是必需的。一些处理模块可以与其它模块(例如，用于运输或者材料或者产品)进行通信，使得输出数据可以变成输入数据。一些处理模块可以产生必须处理的物理输出(例如，废料、二氧化碳)，但是与该数据相关(例如，废料或者二氧化碳的数量)。处理模块可能需要物理输入对象或者在许多模块中常见的其它输入，诸如，电能、水、压缩空气、润滑剂等。

(vi)不同的数据消耗目的

DATA的某些部分可以控制处理模块的技术操作(例如，用于稳定温度的控制回路中的温度数据)，或者控制后续生产步骤的处理模块的操作(例如，酸的浓度值)。

(vii)异步数据消耗

可以立即使用DATA的某些部分，诸如，控制技术操作的数据。可以延迟使用某些部分，因而需要存储或者缓冲。

(viii)不同的模块可用性阶段

在模块的生命周期期间，模块通常正在被计划和设计、制造、并且投入使用或者委托。数据在几乎所有阶段期间可用，但可以被存储在不同的系统中。

(ix)产品安全、进程安全

输入、进程、和输出数据(或者甚至结构数据)可以与产品安全有关。例如，处理危险材料(例如，肥料可能是有毒的)可能需要大量的清洁操作，并且对化学反应器进行过度加热可能会损坏该化学反应器。

这些限制通常组合在一起发生，并且会使某些活动复杂化。例如，检索数据受到DATA的数量和结构的限制。

注意，车间操作者(诸如，企业)使用企业资源计划(ERP)系统或者其它计算机系统来追踪数据，但是这些系统通常将重点放在输入/输出效率上。

以下场景不仅图示了其中一些限制，而且还提供了解决方案。

图3图示了在不同时间段(1)、(2)、和(3)以不同方式布置并且正在使用处理模块110的三个阶段A、B、和C。图3还图示了数据系统120。在该实施例中，处理模块110正在由配置参数150配置，通过对DATA进行处理并且通过对引起响应R的查询Q进行处理从数据系统120获取该配置参数150。

车间是模块的操作环境的示例。可以在区域中(诸如，在制造分立产品、装配线、和填充或者封包设施的工厂中)找到其它示例。

在示意图中，时间从左推进至右。水平虚线表示车间之间的边界。边界可以是物理边界(不同建筑物中的车间)，但在车间属于不同的法律实体的情况下也可以是“合法边界”。垂直虚线表示阶段之间的转换。虚线方便地将图3划分成场A(1)、A(2)、…、C(3)。在这些场中，可以将对角布置的字段A(1)、B(2)、和C(3)视作典型场景的聚焦场。

车间A、B、和C使用处理模块110中由方块表示的处理模块。用具有平直线条的箭头表示处理模块110与其它模块之间的材料流(或者其它互连，参见图1至2)。车间A、B、和C配备有过程控制系统11A、11B、和11C。过程控制系统与车间内的模块(平直的水平线，例如，经由总线)交换数据。为了简单起见，控制系统仅针对聚焦场进行说明，但这些聚焦场在相应车间中始终可用。

如图3所图示，过程控制系统发出查询(或者多个查询)并且接收响应(或者多个响应)。换言之，数据系统120接收查询并且提供响应。然而，这并非对于所有实施例都是必需的，可以从其它地方(例如，从用户界面)接收查询，并且可以通过不同实体来接收查询。

处理模块110示出了可在工业中越来越频繁地观察到的特征或者行为。处理模块110在物理上是相同模块，但是在新阶段开始时，处理模块110在物理上连接至其它模块和/或连接至其它控制系统。由此，处理模块110适于新环境(车间、连接等)。这种适应可以包括：该模块接收配置参数(参见图1的150)。可以将这种参数传送至模块，例如，作为来自过程控制系统11A、11B、或者11C的控制指令。然而，例如，也可以由正在读取来自过程控制系统11A、11B、或者11C中的指令的人类操作者手动地传送参数，并且手动地调整参数。

重新连接(或者重新调试)主要可通过两种方式来实现。第一(这是聚焦场景)处理模块110将在车间之间进行物理移动。车间具有不同的其它模块，并且具有不同的过程控制系统。图3通过聚焦场图示了第一场景：处理模块110在阶段(1)中由车间A使用、在阶段(2)中由车间B使用、并且在阶段(3)中由车间C使用。处理模块110可以合法地由分离的实体拥有，该分离的实体根据其需求将模块租借或者出租给车间操作者。在车间B处查看处理模块110，车间A是“前任用户”(或者“先前用户”)，并且车间C是“后继用户”(或者“后续用户”)。

在第二场景(未图示)中，模块2将在物理上保持在同一车间A内，但将连接至不同模块或者将断开连接。

然而，考虑到上述限制，这两种场景都可能会导致技术问题(这将针对处理模块110进行解释)。问题主要与DATA(参照图1至2)有关，该DATA包括在各个阶段期间接收和/或收集的运行时间和工程信息。上文解释的限制趋向于使问题变得更加严重。

(在先用数据与当前使用之间的功能连接)

例如，模块使用数据DATA A(1)是包括在处理模块110在车间A处使用时收集到的运行时间和工程信息的数据。DATA A(1)将被转发至过程控制系统11A。相同的原理适用于DATA B(2)和过程控制系统11B以及DATA C(3)和控制系统11C。换言之，存在当处理模块110移动通过聚焦场景时变得可用的DATA，但该DATA由不同的控制系统捕获。对于B(2)而言，DATA A(1)是先用数据。对于C(3)而言，DATA A(1)连同DATA B(2)是先用数据。

先用数据可以与模块110的操作相关，并且与产品(或者中间产品)相关。根据先用数据，当前使用(例如，在车间B中)可能变得不可能或者受到限制(例如，出于安全考虑)。

(先用数据的非可用性)

先用数据(例如，Data A(1))可以包括与先前用户(例如，车间A的操作者)特别相关的数据，并且，尤其是出于数据保护原因，不可被转发至后/后续用户。例如，车间A可能已经使用了具有高浓度酸(需要特殊清洁)的处理模块110。例如，在控制系统11A与控制系统11B之间存在数据不兼容性。

Data A(1)专门用于车间A以及与其它模块连接(车间专用处理)，但车间B的操作者并不知晓。

作为解决方案，计算机数据系统120(或者简称为“数据系统”)接收来自处理模块110的DATA，并且使其(至少部分地并且是规则驱动的)可在(处理模块110的)进一步使用期间再次供处理模块110和/或控制系统11B和11C使用。可以将数据系统120视作专用车间信息管理系统(PIMS)、过程信息管理系统、数据处理系统、组合数据存储和检索系统等。

在图3的示例中，数据系统120(从在阶段(1)期间在车间A中运行的模块110)接收DATA A(1)，(从在阶段(2)期间在车间B中运行的模块110)接收DATA B(2)，并且(从在阶段(3)期间在车间C中运行的模块110)接收DATA C(3)。数据系统120也可以通过过程控制系统11A、11B、或者11C来接收DATA。数据系统120将是与过程控制系统11A、11B、或者11C分离的系统。

控制系统可以向数据系统120查询(Q)DATA的呈响应(R)的形式的子集。图3图示了控制系统11B和11C的Q/R周期。控制系统使用响应R来导出转发至处理模块110的配置参数150。

图4A和图4B图示了接收、存储、和处理数据并且处理查询以提供响应的配置功能，其中图4A图示了功能概念，并且图4B图示了实施方式细节。

图4A图示了由存储功能105接收、存储、和处理DATA并且由回复功能107处理查询Q以获取响应R的配置功能105/107。这两种功能是相互联系的。存储功能105接收并且存储DATA。回复功能107对DATA进行处理，接收查询Q，并且提供响应R。可以将响应R直接用作配置参数(在图1中的150)或者可以将响应R转发至过程控制系统11A、11B、或者11C(参见图3)，该过程控制系统使用响应R来获取配置参数150。

为了实施配置功能105/107的功能，若干选项都可用。

图4B图示了分布式实施方式中的配置功能105/107，其中功能分布至处理模块110和数据系统120。这些功能在处理模块110和数据系统120中可用、单独地在处理模块110中可用、或者单独地在数据系统120中可用。

为了实施存储功能105，模块存储器115可以是处理模块110的一部分，并且数据库125可以是数据系统120的一部分。

为了实施回复功能107，处理模块110可以具有回复部件117(查询1，响应R1)，并且数据系统120可以具有回复部件127(查询Q2，响应R2)。

可以将回复部件117/127实施为软件中的模块。可以将具有模块存储器115和回复部件117的处理模块110视为数据系统120的卫星子系统。

处理模块110和数据系统120通信地耦合至或者连接以(双向地)交换数据、查询、和/或响应。数据系统120可以耦合至多个模块，例如，耦合至车间(1)、(2)、和(3)中的几乎所有模块(参见图3)。本领域的技术人员可以通过提供模块存储器115的标识(诸如，唯一标识)来实现特定存储器的标识。

数据库125(或者整体上，数据系统120)可以提供DATA处理和Q/R处理，例如，作为软件即服务(SaaS)。例如，在术语“云计算”下，在车间房屋外部实施计算机是可能的并且是已知的。

查询Q到达数据系统120，查询Q还可以到达处理模块110(作为Q1)。排斥性不是必需的，因此查询Q也可以基本上同时到达处理模块110(作为Q1)和数据系统120(作为Q2)。

在数据系统120中，数据库125提供响应R2。同样，处理模块110可以与模块存储器115交互并且可以提供响应R1。响应R2和R1可以是不同的，但出于解释之目的，将响应R2和R1统称为响应R。

存储能力可以是不同的：可以将模块存储器115实施为控制处理模块110的操作的控制器的专门分配的存储器部分。或者，可以将模块存储器115实施为半导体、非易失性存储器，诸如，闪速存储器。数据库125可以由具有备份功能等的常备数据库实施。与作为全局存储器的数据库125相比，模块存储器115是本地存储器。

在数据系统120与处理模块110之间存在计算资源的分布。这种分布还解决了上文提供的一些限制。这种分布作为示例进行解释。

由于存储限制，将所有先用数据存储在(与处理模块110相关联的)模块存储器115中可能是不可行的。因此，DATA被存储在模块存储器115中、被存储在数据库125中、或者被存储在模块存储器115和数据库125二者中。换言之，选择性地存储DATA。例如，将DATA存储在模块存储器115中可以被限制为将数据的标识符(例如，URL)存储在数据库125中。这种标识符将至少在阶段(1)、(2)、(3)(参见图3)内保持不变，并且根据实施方式，将在模块的整个使用寿命保持不变。

将DATA存储在数据库125中可以扩展为存储处理模块110的软件和数据和完整图像(虚拟图像)。

可以由周期性的数据缓冲来实现选择性地存储。可以将DATA收集在模块存储器115中(在处理模块110中)，并且可以将DATA周期性地(例如，每小时或者每天)转发至数据库125(在数据系统120中)，而不保留在模块存储器115中。换言之，将DATA存储在第一存储器(模块存储器是装置上存储器)中并且传输至第二存储器(即，数据库)。这种方法节省了处理模块110中的存储器。

可以通过根据预定义规则对DATA进行分类来实现选择性地存储，一些数据部分可以保持存储在模块存储器115中。

周期性地转发DATA(或者部分)可以在数据库125向模块存储器115请求数据的拉场景中实现。在其中该模块存储器115转发数据而没有接收请求的推送场景也是可能的。

检索也可以进行分布。例如，根据存储位置(模块存储器115或者数据库125)，启动回复部件117或者回复部件127。响应R(或者回复R)可以分别具有来自回复部件117或者127的部分R1和R2。

在下文中，本描述将解释将查询Q处理成响应R的一些方法。本领域的技术人员可以找到最佳分布，但可以在任一侧上实现所有方法。

查询Q可以是人类用户查询，或者可以是计算机查询。例如，人类用户查询可以由正在配置车间的工程师或者由正在监督在使用处理模块的车间中正在进行的生产进程的进程专家提出。查询可以具有多种形式，诸如，具有变量的结构化查询或者自然语言的查询(即，问题)。例如，可以从属于同一车间的不同模块接收计算机查询。

处理查询Q花费时间，但应该使其最小化。而且，出于多种原因(诸如，数据保密)，不需要对每个查询Q进行应答。

回复部件117/127可以使用诸如人工智能的技术(利用图论、神经网络、基于知识的方法、基于规则的方法)来实现决策进程。

例如，在阶段(2)中，查询应为“哪些模块参与填充模块110的储罐？”。回复部件对查询进行分类。在示例中，查询涉及与结构数据(“储罐”是硬件)有关的输入(“填充”与“输入对象”有关，“储罐”与作为液体的对象有关)。回复部件搜索表示车间结构(拓扑)并且表示输入至模块的对象的图形，并且识别作为对象处理链中的前驱的模块。响应是识别到的处理模块的列表。

在不同示例中，查询Q涉及处理模块110与提供输入对象(至模块110)或者(从模块110)接收输出对象的其它模块是否兼容的是/否响应。回复部件117/127的实施方式可以使用状态和状态转换。例如，作为加热器/冷却器(参见上表中的第一行)的处理模块110可以具有“食物被允许”和“食物被拒绝”的状态。可以使用本体将一些输入材料分类为状态改变的触发器。表示诸如“水”或者“巧克力”的输入的数据不会改变状态，但代表输入诸如“清洁液”或者“盐水”的数据确实会将状态改变为“食物被拒绝”。对另一处理模块(例如，巧克力压机)的兼容性的查询Q将导致响应R＝否(因为“食物被拒绝”)。

回复部件可以根据本体(如提到的)或者根据其它预定义规则对查询(或者问题)进行分类。例如，回复部件可以根据发展阶段来区分查询并且可以选择DATA的子集。

(i)如果回复部件识别与车间结构、模块、或者任何子模块有关的查询，则回复部件浏览表示结构的数据(结构数据、从属模型)。

(ii)如果回复部件识别与模块维护有关的查询，则回复部件可以检查维护历史。

(iii)如果回复部件识别与工程有关的查询，则回复部件可以查找历史数据，可以检查状态和其它数据以识别模块提供的功能。

回复部件甚至可以根据上述限制对查询进行分配：查询可以与数量(例如，多少？)有关。查询可以与工程数据有关，使得响应包括处理模块的形式化和计算机可读描述(例如，通过使用XML)，可选地包括其状态(例如，<food>allowed</food>也至少部分地应答可用性)、其历史等。由于约束相互关联，因此组合是可能的。例如，与加热器的最大可能温度有关的查询(T MAX＝？)可能会产生如下回复：

100℃<food>allowed</food>

200℃<food>denied</food>AND<fire hazard>yes</fire hazard>

从而指示处理食物的可用性/非可用性，而且还指示较高温度值的安全相关数据。

在模块110的生命周期期间(诸如，在操作期间)，可以训练回复功能。例如，回复部件117/127可以接收多个查询Q1、Q2等，这些查询略有不同，但达成典型的上下文(“多少度？”、“内部温度是多少？”、“多少摄氏度？”、“达到最大温度？”)。回复部件得知问题，以输出温度值。例如，“摄氏度”和“度”在此处被视作“温度”含义的同义词，通常可以使用模式匹配技术。

回复部件可以反问，以获取关于特定查询的更多细节。

可以使用DATA来提供或者增强文档。文档可以是在任何给定时间点实际描述了特定模块及其环境的文档。文本编辑应用或者内容管理应用(在另一计算机中)可以接收数据(来源于DATA)以完成文档。

(在没有人类交互的情况下)使用模块中的数据可以提高文档的准确性。例如，车间的拓扑是实际运行的车间的拓扑，并且可以记录这种实时运行时间拓扑。

图5图示了自动配置用于在车间中进行操作的处理模块110的方法200的流程图。

在步骤接收210中，在第一操作环境中在第一阶段的处理模块110的操作期间接收与处理模块110有关的操作数据(Data A(1))。这结合图3、环境A中的阶段(1)进行了图示并且解释。环境B中的阶段(2)也适用。

在将处理模块110连接到第二阶段的第二操作环境中时，在步骤接收220中，在第二操作环境中在第二阶段期间接收与模块110有关的操作数据。在图3中，根据具体情况，该操作数据是DATA(2)B或者DATA(3)C。

在步骤接收230中，回复功能107(回复部件117/127)接收查询Q。因此，在步骤处理240中，回复功能107对查询Q进行处理，并且因此提供响应R。

在步骤配置250中，使用响应R来通过配置参数150配置处理模块110。如上文解释的，这直接用作为配置参数的R来实现或者间接用输入至过程控制系统的R来实现。

如提到的，通过在特定车间中存在处理模块110来限定第一和第二操作环境。

可选地，接收210操作数据的步骤可以包括：接收与物理地连接至处理模块的另外处理模块有关的数据DATA。换言之，这涉及DATA的结构方面。

如上文结合图4解释的，存储DATA(参见存储功能105)可以由物理地连接至处理模块110的模块存储器115来实现。可选地，存储可以包括：周期性地将操作数据转发至操作地耦合至处理模块110的数据库125，并且从模块存储器115删除操作数据。还结合图4解释了这种方法的节省存储的方面。

可以通过从过程控制系统(如在图3中，11A、11B、11C)接收查询来执行通过回复功能接收230查询(Q)，并且可以通过将响应转发至过程控制系统来执行配置250处理模块。

图5和图4AB还图示了计算机程序或者计算机程序产品。该计算机程序产品在加载到计算机的存储器中并且在由计算机的至少一个处理器执行时执行计算机实现的方法的步骤。因此，换言之，图5的流程图中的框和图4AB中的功能块代表可由计算机在程序的控制下实现的指令。

图6是示出了可以与此处描述的技术一起使用的通用计算机装置900和通用移动计算机装置950的示例的示意图。计算装置900旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作站、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型主机、和其它适合的计算机。通用计算机装置900可以与图3的计算机数据系统120对应或者与和处理模块110、110’相关联的计算机对应。计算装置950旨在表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字助理、蜂窝电话、智能电话、和其它类似的计算装置。例如，计算装置950可以包括如图1所示的代理装置的数据存储部件和/或处理部件。此处示出的部件、这些部件的连接和关系及其功能仅仅是示例性的，并且不旨在限制本文档中描述和/或要求的本发明的实施方式。

计算装置900包括处理器902、存储器904、存储装置906、连接至存储器904和高速扩展端口910的高速接口908，和连接至低速总线914和存储装置906的低速接口912。各个部件902、904、906、908、910和912通过使用不同的总线互相连接，并且可以安装在公共主板上或者根据需要以其它的方式安装。处理器902可以对在计算装置900内执行的指令进行处理，包括存储在存储器904中或者存储装置906上以在外部输入/输出装置(诸如，耦合至高速接口908的显示器916)上显示GUI的图形信息的指令。在其它实施方式中，若需要，可以将多个处理器和/或多条总线与多个存储器和多种存储器一起使用。同样，可以连接多个计算装置900，各个装置提供部分必要的操作(例如，作为服务器阵列、一组刀片式服务器、或者多处理器系统)。

存储器904存储在计算装置900内的信息。在一种实施方式中，存储器904是一个或者多个易失性存储器单元。在另一种实施方式中，存储器904是一个或者多个非易失性存储器单元。存储器904还可以是另一种形式的计算机可读介质，诸如，磁盘或者光盘。

存储装置906能够为计算装置900提供海量存储装置。在一种实施方式中，存储装置906可以是或者可以包含计算机可读介质，诸如，软盘装置、硬盘装置、光盘装置、或者磁带装置、闪速存储器或者其它类似的固态存储器装置，或者装置的阵列(包括存储区域网络或者其它配置中的装置)。计算机程序产品可以有形地体现为信息载体。计算机程序产品还可以包含指令，该指令在被执行时执行一种或者多种方法，诸如，上文描述的那些方法。信息载体是计算机可读介质或者机器可读介质，诸如，存储器904、存储装置906、或者在处理器902上的存储器。

高速控制器908管理计算装置900的带宽密集型操作，而低速控制器912管理较低的带宽密集型操作。这种功能分配仅仅是示例性的。在一种实施方式中，高速控制器908耦合至存储器904、显示器916(例如，通过图形处理器或者加速器)、和高速扩展端口910，该高速扩展端口910可以接受各种扩展卡(未示出)。在实施方式中，低速控制器912耦合至存储装置906和低速扩展端口914。低速扩展端口1014可以包括各种通信端口(例如，USB、蓝牙、以太网、和无线以太网)，可以通过网络适配器耦合至一个或者多个输入/输出装置，诸如，键盘、指向装置、扫描器、或者组网装置，诸如，交换机或者路由器。

如图所示，可以利用多种不同形式来实施计算装置900。例如，可以将计算装置900实施为标准服务器920，或者多次实施在一组这种服务器中。还可以将计算装置900实施为机架式服务器系统924的一部分。另外，计算装置900可以实施在个人计算机(诸如，膝上型计算机922)中。可替代地，来自计算装置900的部件可以与移动装置(未示出)(诸如，装置950)中的其它部件结合。这些装置中的每一个都可以包含计算装置900、950中的一个或者多个，并且整个系统可以由彼此通信的多个计算装置900、950组成。

除了其它部件之外，计算装置950还包括处理器952、存储器964、输入/输出装置(诸如，显示器954)、通信接口966、以及收发器968。装置950还可以设置有用于提供额外的存储的存储装置，诸如，微型硬盘或者其它装置。各个部件950、952、964、954、966和968通过使用各种总线互相连接，并且一些部件可以安装在公共主板上或者根据需要以其它方式安装。

处理器952可以执行在计算装置950内的指令，包括存储在存储器964中的指令。可以将处理器实施为包括分离的和多个模拟和数字处理器的芯片的芯片集。处理器可以提供，例如，对装置950的其它部件的协调，诸如，对用户界面的控制、由装置950运行的应用、和通过装置950进行的无线通信。

处理器952可以通过耦合至显示器954的控制接口958和显示接口956来与用户通信。例如，显示器954可以是TFT LCD(薄膜晶体管液晶显示器)或者OLED(有机发光二极管)显示器，或者其它适合的显示技术。显示接口956可以包括用于驱动显示器954向用户呈现图形和其它信息的适合的电路系统。控制接口958可以接收来自用户的命令并且对命令进行转换以提交至处理器952。另外，外部接口962可以提供与处理器952的通信，以便使装置950能够与其它装置进行邻近区域通信。例如，外部接口962在一些实施方式中可以提供有线通信，或者在其它实施方式中可以提供无线通信，并且还可以使用多个接口。

存储器964存储在计算装置950内的信息。可以将存储器964实施为一个或者多个计算机可读介质、一个或者多个易失性存储器单元、或者一个或者多个非易失性存储器单元中的一个或者多个。还可以提供扩展存储器984并且通过扩展接口982将扩展存储器984连接至装置950，例如，该扩展接口982可以包括SIMM(单线存储器模块)卡接口。这种扩展存储器984可以为装置950提供附加存储空间，或者还可以存储装置950的应用或者其它信息。具体地，扩展存储器984可以包括用于执行或者补充上文描述的进程的指令，并且还可以包括安全信息。因此，例如，扩展存储器984可以充当装置950的安全模块，并且可以用允许安全使用装置950的指令来对其进行编程。另外，可以经由SIMM卡与附加信息(诸如，按照不可侵入的方式将识别信息放在SIMM卡上)一起来提供安全应用。

如下文讨论的，例如，存储器可以包括闪速存储器和/或NVRAM存储器。在一种实施方式中，计算机程序产品有形地体现为信息载体。计算机程序产品包含指令，该指令在被执行时执行一种或者多种方法，诸如，上文描述的那些方法。信息载体是计算机可读介质或者机器可读介质(诸如，存储器964、扩展存储器984、或者在处理器952上的存储器)，例如，可以通过收发器968或者外部接口962来接收该信息载体。

装置950可以通过通信接口966无线地通信，若需要，该通信接口966可以包括数字信号处理电路系统。通信接口966可以提供在各种模式或者协议下的通信，诸如，GSM语音通话、SMS、EMS、或者MMS消息传送、CDMA、TDMA、PDC、WCDMA、CDMA2000、或者GPRS等。例如，这种通信可以通过射频收发器968发生。另外，短程通信可以通过使用，诸如，蓝牙、WiFi、或者其它这种收发器(未示出)而发生。另外，全球定位系统(GPS)接收器模块980可以向装置950提供附加的与导航和位置有关的无线数据，若合适，该无线数据可以供在装置950上运行的应用使用。

装置950还可以通过使用音频编解码器960进行可听地通信，该音频编解码器960可以接收来自用户的口头信息并且将口头信息转换为可用的数字信息。音频编解码器960还可以为用户生成可听见的声音，诸如例如通过在装置950的听筒中的扬声器。这种声音可以包括来自语音电话的声音，可以包括录制的声音(例如，语音消息、音乐文件等)，并且还可以包括通过在装置950上运行的应用生成的声音。

如图所示，可以利用多种形式来实施计算装置950。例如，可以将计算装置950实施为蜂窝电话980，还可以将计算装置950实施为智能电话982、个人数字助理、或者其它类似的移动装置的一部分。

可以利用数字电子电路系统、集成电路系统、专用ASIC(专用集成电路)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合来实现此处描述的系统和技术的各种实施方式。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以耦合以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

这些计算机程序(也称作程序、软件、软件应用、或者代码)包括可编程处理器的机器指令，并且可以利用高级过程和/或面向对象的编程语言、和/或汇编/机器语言来实施这些计算机程序。如本文使用的，术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何计算机程序产品、设备、和/或装置(例如，磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑装置(PLD))，包括，接收作为机器可读信号的机器指令的机器可读介质。术语“机器可读信号”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何信号。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入、或者触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算装置(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算装置(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算装置(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算装置中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(“LAN”)、广域网(“WAN”)、和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。

已经描述了若干实施例。然而，要理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种修改。

另外，在示意图中描绘的逻辑流程不需要所示的特定顺序或者相继顺序，以实现期望的结果。另外，可以提供其它步骤或者可以从描述的流程删除步骤，并且可以将其它部件添加至描述的系统或者从描述的系统移除其它部件。因此，其它实施例在所附权利要求书的范围内。

Claims (16)

1.一种自动配置用于在车间中操作的处理模块(110)的方法(200)，所述处理模块是具有食物被允许和食物被拒绝的状态的加热器/冷却器，所述方法(200)包括：

在第一车间(A)中的第一操作环境中在第一阶段(1)的所述处理模块(110)的操作期间接收(210)与所述处理模块(110)有关的操作数据(DATA A(1))，所述处理模块在所述第一车间中与高浓度酸一起使用，并且通过存储功能(105)存储所述操作数据；

在将所述处理模块(110)连接到第二车间(B)中的第二操作环境中时，在所述第二操作环境(B)中在第二阶段(2)的所述处理模块(110)的操作期间接收(220)与所述处理模块(110)有关的操作数据(DATA B(2))，并且通过所述存储功能(105)存储所述操作数据；

通过回复功能(107)接收(230)查询(Q)，所述查询(Q)涉及处理模块(110)与提供输入对象的其它模块或者接收输出对象的其它模块是否兼容的响应；

通过所述回复功能(107)对所述查询(Q)进行处理(240)并且提供响应(R)，从而对已在所述第一阶段(1)和所述第二阶段(2)的所述处理模块(110)的操作期间接收的操作数据进行处理，所述处理包括：根据阶段区分所述查询，并且使用本体将输入材料分类作为状态改变的触发器，其中表示第一输入的数据不改变状态，但代表第二输入的数据确实改变状态；以及

通过使用来源于所述响应(R)的配置参数(150)来配置(250)所述处理模块(110)，其中对另一处理模块的兼容性的查询产生食物不被允许用于所述第二输入的响应。

2.根据权利要求1所述的方法(200)，其中在接收(210、220)操作数据的步骤中，通过在特定车间(A、B、C)中存在所述处理模块(110)来限定所述第一操作环境和所述第二操作环境。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200)，其中在接收(210、220)操作数据的步骤中，所述操作数据包括与物理地连接至所述处理模块(110)的另外处理模块有关的数据。

4.根据权利要求1或2所述的方法(200)，其中存储所述操作数据包括：将所述操作数据存储在物理地连接至所述处理模块(110)的模块存储器(115)中。

5.根据权利要求4所述的方法(200)，其中存储包括：周期性地将所述操作数据(DATA A(1))转发至通信地耦合至所述处理模块(110)的数据库(125)，并且从所述模块存储器(115)中删除所述操作数据。

6.根据权利要求1或2所述的方法(200)，其中通过所述回复功能(107)接收(230)所述查询(Q)是通过接收来自过程控制系统(11A、11B、11C)的所述查询来执行的，并且其中配置(250)所述处理模块(110)是通过将所述响应转发至所述过程控制系统(11A、11B、11C)来执行的。

7.根据权利要求1或2所述的方法(200)，其中与所述处理模块(110)有关的所述操作数据是将所述处理模块的输入数据、处理数据、和输出数据中的至少一些数据进行组合的数据集。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一输出是水或者巧克力。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二输出是清洁液或者盐水。

10.一种自动配置用于在车间中操作的处理模块(110)的数据系统(120)，所述处理模块是具有食物被允许和食物被拒绝的状态的加热器/冷却器，所述系统包括：

存储功能(105)，所述存储功能适于在第一车间(A)中的第一操作环境中在第一阶段(1)的所述处理模块(110)的操作期间接收(210)与所述处理模块(110)有关的操作数据(DATA A(1))，并且连续地在第二车间(B)中的第二操作环境中在第二阶段(2)的所述处理模块(110)的操作期间接收(215)与所述处理模块(110)有关的操作数据(DATA B(2))，其中所述处理模块在所述第一车间中与高浓度酸一起使用；以及

回复功能(107)，所述回复功能适于接收(230)查询(Q)、对所述查询(Q)进行处理(240)并且提供响应(R)，以便通过使用来源于所述响应(R)的配置参数(150)来配置(250)所述处理模块(110)，所述查询(Q)涉及处理模块(110)与提供输入对象的其它模块或者接收输出对象的其它模块是否兼容的响应，所述处理包括：根据阶段区分所述查询并且使用本体将输入材料分类作为状态改变的触发器，其中表示第一输入的数据不改变状态，但代表第二输入的数据确实改变状态，对另一处理模块的兼容性的查询产生食物不被允许用于所述第二输入的响应。

11.根据权利要求10所述的数据系统(120)，其中所述存储功能(105)是由作为处理模块(110)的一部分的模块存储器(115)来实现、或者是由作为所述数据系统(120)的一部分的数据库(125)来实现。

12.根据权利要求11所述的数据系统(120)，其中所述存储功能(105)被实现为使得所述操作数据被选择性地存储在所述模块存储器(115)和所述数据库(125)二者中。

13.根据权利要求12所述的数据系统(120)，其中所述存储功能(105)由周期性数据缓冲器来实现，使得所述操作数据被收集在所述处理模块(110)的所述模块存储器(115)中，并且被周期性地转发至所述数据系统(120)的所述数据库(125)，而不保留在所述模块存储器(115)中。

14.根据权利要求10所述的数据系统(120)，其中所述第一输出是水或者巧克力。

15.根据权利要求10所述的数据系统(120)，其中所述第二输出是清洁液或者盐水。

16.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质具有存储在其上的计算机程序，所述计算机程序在被加载到计算机的存储器中并且在由所述计算机的至少一个处理器执行时，执行根据权利要求1至9中任一项所述的计算机实现的方法的步骤。

Images