CN111722705A - 过程监视 - Google Patents

Abstract

本发明题为“过程监视”。本发明提供了用于在处理位置处与过程进行交互的移动过程交互设备和相关的交互方法，设备具有用于接受由过程产生的数据的输入模块、用于提供用户信息的输出模块，并且其中过程交互设备包括被布置用于在处理位置处通过人机界面进行通信的移动可穿戴电子交互设备。

Description

过程监视

技术领域

本发明涉及处理环境和位于环境中的操作者与过程的交互，并且具体地涉及监视和/或控制的目的。

背景技术

在处理环境内，通常要求操作者出于监视和/或控制的目的与过程进行交互，并且最常见地通过人机界面(HMI)终端来实现此类交互。

为了允许完整地监视/控制整个过程，通常在处理环境内提供多个HMI 终端，并且每个HMI终端均允许在各种位置/时间处在感兴趣的过程内进行所需的交互。

然而，由于为了进行每个相关的监视/控制交互，操作者通常需要通过登录过程来分开地访问每个HMI终端，当前在处理环境/设施内提供多个 HMI终端可表明是限制性的且不利的。每个HMI终端通常被固定到其与过程的阶段相关的相应位置。

这不利地限制了操作者可参与过程的灵活性和效率，并且还增大了在 HMI终端中的一者处出现影响整个监视/控制操作的故障的可能性。通过多个HMI终端进行的交互还可表明是一个耗时且过于复杂的不利地过程。

发明内容

本发明致力于提供以优于已知的用于过程交互的装置和方法的方式进行此类过程交互的装置和方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于在处理位置处与过程进行交互的移动过程交互设备，该设备具有用于接受由过程产生的数据的输入模块、用于提供用户信息的输出模块，其中所述移动过程交互设备包括被布置用于在所述处理位置处通过人机界面进行通信的移动可穿戴电子交互设备。

由于就过程内的实际参与点和操作者在每个参与点处与过程进行交互的容易程度两者而言，可穿戴设备增强了操作者可参与过程的灵活性，本发明可表明是有利的。

因此，本发明在处理环境内提供的连接性可有利地仅需要单个HMI 终端，而可穿戴设备的移动性允许用户从处理环境内的任何位置并且从与该过程的任何交互点与该单个终端进行通信。

有利地，可穿戴设备允许出于控制和/或数据输入或检索的目的与过程进行交互。

作为另外的优点，所述输入模块可被布置用于被动地、主动地并且通过无线连接和/或检查以任何合适的格式从所述过程接受数据。

根据一个特定特征，设备可被布置用于出于监视和/或控制所述过程的各阶段的目的进行目视检查。

有利地，所述输入模块可包括图像捕获功能。

输出模块可有利地被布置用于将信息输出提供给穿戴者和/或远程位置以根据需要进行存储和/或进一步分析。

作为另外的优点，使用链接到所述HMI终端的可穿戴设备允许操作者在处理位置周围移动，同时通过所述HMI终端保持虚拟地连接到过程。

可穿戴设备可被布置用于在处理位置处与位置内的HMI终端进行所述通信，或者通过HMI功能与远离处理位置的位置进行所述通信。

因此，在允许将信息作为穿戴者与过程进行的交互的一部分直接提供给穿戴者和/或允许将过程相关的信息提供给所述远程位置用于以与过程本身分开的方式进行进一步分析方面，设备可表明是有利的。

有利地，设备被布置为具有访问控制功能，以允许穿戴者根据需要选择性地控制所调查的过程的不同部分。

优选地，设备被布置用于根据需要以视觉格式、听觉格式、触觉格式和/或触感格式中的任何一者或多者向穿戴者递送信息。

有利地，可穿戴设备允许对信息格式的选择。具体地，可穿戴设备可被布置为使得对信息格式的所述选择响应于所调查的过程的至少一个特性。

有利地，可穿戴设备可被布置为使得通过从过程检索到的处理信息来确定所述至少一个特性的存在。具体地，可通过图像识别装置来进行对与所述至少一个特性相关的信息的检索。

此外，可穿戴设备还可被布置用于检测与潜在地有问题和/或危险的处理参数相关联的特性。这样，可穿戴设备可有利地被布置用于作为监视功能的过程的一部分识别非期望处理参数。

可穿戴设备可被布置用于将通过所述输出模块输出的信息呈现给穿戴者和/或传输此类信息以用于远程处理。

输入模块可有利地被布置用于识别安全工作条件和/或危险状况。

有利地，可穿戴设备可包括传感器功能，该传感器功能用于确定环境条件的变化以感测温度、气体、噪声和/或运动中的任一者或多者。

本发明尤其用于危险环境中，并且还或附加地用于洁净室环境中。

作为特定的优点，可穿戴设备包括本安型可穿戴设备。

因此，应当理解，本发明还允许在处理设施的初始设计阶段期间具有较大的灵活性，因为不需要HMI终端的预先确定的位置。

在已知的系统中，HMI终端及其位置必须是预先确定的并且通常是固定的。如果有必要改变处理设施/环境的配置，这可表明是特别昂贵的和破坏性的且耗时的。此外，如果操作者希望在处理设施内移动，则存在以下危险：操作者可能会失去HMI可见性，至少直到操作者的移动使其与另一HMI终端形成潜在连接。

利用可穿戴设备诸如体现本发明的可穿戴设备，不需要操作者在任一 HMI终端处保持物理连接。仅需要提供一个HMI终端，并且操作者可从处理设施内的任何位置并因此从任何过程位置与该HMI终端保持连接。

然而，在一个实施方案中，可穿戴设备本身可包括HMI终端功能。

可在可穿戴设备上提供多种用户输入/输出设备、其他虚拟设备等，这可导致另外处理设施的影响和成本降低，具有与持续维护相关的相关联优点。

根据本发明的另一方面，提供了一种过程交互系统，该过程交互系统包括如上定义的可穿戴电子界面设备和相关联的HMI终端。

如果合适，HMI终端可被提供有KVM扩展器。

有利地，HMI终端可被布置用于进一步的无线连接，以进一步增强/ 扩展终端的功能。

附图说明

下文仅以举例的方式结合附图进一步描述本发明，其中：

图1是根据本发明的一个实施方案的处理设施和相关系统的示意图，在该处理设施处，正在运行过程并且将通过可穿戴设备来监视该过程；并且

图2是根据本发明的实施方案的可穿戴设备的示例的更详细的示意图。

具体实施方式

首先转到图1，该图以示意形式示出了处理设施10，在该处理设施内进行了需要通过例如监视和/或控制进行的交互的过程12。

此类处理设施的一个特定示例是洁净室和/或包括危险环境的设施。

以分离的阶段14、16、18、20和22示意性地示出在设施10中运行的过程12，这些阶段可包括：过程中的特定分离的步骤，这通常发生在不同的位置处；和/或过程中的时间分离的阶段，这可发生在相同或类似的物理位置处。

为了便于参考和说明，将结合具有固定位置14、16、18、20和22的过程12和相关处理装置来考虑图1所示的实施方案，在这些位置处，期望操作者出于任何所需目的(诸如，控制、监视、维护、故障检测和/或结果最后数据收集)与过程进行交互。

如上文结合当前技术所讨论的，已知的过程交互布置需要在每个位置 14、16、18、20和22处提供单独的人机界面终端，这导致上述的相关联缺点。

根据本发明以及图1所示的实施方案，提供了具有固有移动性的可穿戴电子界面设备24，并将该可穿戴电子界面设备与单个HMI终端32相关联。

因此，将显而易见的是，本发明有助于减少当前所需的HMI界面终端的数量，并导致操作者(穿戴可穿戴设备24)可与过程12进行交互的灵活性和方式增加。

尽管在例示的实施方案中，单个HMI终端32被示出为独立终端，但本发明不因此受到限制，并且也可在可穿戴设备上提供HMI功能。

在任何情况下，本发明均表明是有利的，因为利用链接到HMI终端 32的可穿戴设备24，操作者现在能够根据需要在设施10周围移动，并且通过可穿戴设备24的过程交互功能，操作者可在任何特定阶段14、16、 18、20和22处实现与过程的虚拟连接，或者事实上选择在其他阶段(图1中未示出)处与过程进行交互，而无需单独的登录/HMI连接活动。

如下文进一步所述的，可穿戴设备24包括输入模块26，通过该输入模块可接受来自过程12的数据/信息，即，根据需要以任何方式接收和/ 或检索该数据/信息。此外，可穿戴设备24包括用于以任何合适的格式将数据/信息提供给穿戴者的输出模块。例如，提供给穿戴者的数据/信息可以是视觉格式、音频格式、触觉格式和/或触感格式，或者实际上是此类格式的组合。

可穿戴设备24可被进一步布置为使得可由用户选择从可穿戴设备24 的输出模块28输出的数据/信息的格式。除此之外或在另选方案中，该格式可自动确定，并且可响应于过程的特性和/或与正在进行的过程的特定交互的性质。

可穿戴设备24包括用于与HMI终端32进行通信的合适形式的通信功能30，该HMI终端本身也具有通信功能34。

HMI终端32的通信功能34可进一步被布置用于通过专用通信链路、专用通信网络或公共通信网络诸如互联网(未示出)与远离处理设施10 的位置进行无线通信。

作为另选或附加的布置，可穿戴设备24的通信功能30可同样被布置用于通过专用通信链路、专用通信网络或公共通信网络诸如互联网(未示出)与远离处理设施10的位置无线连接。

在本发明的一个特定实施方案中，可穿戴设备可包括任何合适形式的眼镜诸如一副眼镜、防护眼镜或护目镜，该眼镜被布置用于从过程12的相关阶段14、16、18、20、22接受信息/数据两者，并且用于向穿戴者显示相关数据/信息。

在此类实施方案中，可容易地提供通过图像识别进行的数据接受并且具体地是数据捕获，以及通过图像显示器向操作者进行的数据/信息的显示。

如果需要，可穿戴设备24可包括增强现实功能，使得通过所述增强来增强被显示用于供操作者查看的数据/信息以强调和/或阐明正提供给操作者的数据/信息的特定方面。

利用涉及图像捕获和向操作者显示视觉数据/信息的布置，向操作者呈现用于有助于查看/扫描过程12的各方面/特性的装置。可容易地将另外的控制功能结合到可穿戴设备24中，以便仅在满足或超过阈值(例如，预先确定的条件或风险水平)时发起向用户呈现数据/信息。

可同样地采用可穿戴设备24的控制功能，以便预先确定特定可穿戴设备24仅能够访问过程12的阶段14、16、18、20和22中的特定一者或特定多者，即，与该特定一者或特定多者进行交互。

如果需要，HMI终端32的通信功能34可被提供有KVM扩展器，或者软件控制可被提供在HMI终端32内以经由例如wi-fi扩展终端能力。

此外，可穿戴设备24可被布置用于以有助于可穿戴设备24(并因此当然有助于穿戴者)与过程12进行交互的方式来运行用于辅助该可穿戴设备与HMI终端32的通信链路的应用程序。此类通信链接将有利地不影响用于结合远程终端应用程序布置过程12的控制软件。然而，对于远程客户端应用程序，可采用对过程的补偿改变。

以本发明提出的方式采用可穿戴技术在允许多个用户同时访问数据并且在需要时输入与过程12有关的变量方面提供了另外的优点。本发明有利地允许操作者在处理设施10周围移动，而不损害操作者与过程12的任何允许/所需阶段和由HMI终端32提供的功能进行交互的能力。

此外，采用本发明可允许多个过程运行并且允许不同用户对一个或多个过程容易地进行受控访问。如上所述的对用户访问权限的控制，可有利地被采用以便仅允许特定控制定义的可穿戴设备具有仅限于对过程的选定部分的访问，这可有利地采用多个访问控制功能中的一者或多者，该多个访问控制功能为诸如但不限于语音、视网膜、指纹和/或徽章识别。

具体地，输入模块和/或输出模块可有利地适于并采用为上文所述的此类访问控制功能的一部分。

另外的优点是易于记录所有用户动作和过程交互，用于在需要时进行后续的详细分析。

现在转到图2，该图更详细地提供了参考图1所示的可穿戴界面设备的实施方案24的示意图。

除上文所述的输入模块26、输出模块28和通信功能30之外，可穿戴设备24同样包括用户界面模块36，该用户界面模块可被布置为GUI，并且提供输入装置的虚拟表示。除此之外或在另选方案中，用户界面模块36 可提供音频数据输入、触觉数据输入和/或触感数据输入中的任一者或多者。

提供此类用户界面模块36有利于穿戴可穿戴设备24的操作者可与过程12进行交互的程度和灵活性。

可穿戴设备24还包括处理功能38和存储功能40，以辅助接受和分析 /处理来自输入模块26的信息/数据以及在输出模块28处输出的合适数据/ 信息。存储器功能40还用于辅助此类处理，但也可提供用于生成过程分析数据库的存储功能，该过程分析数据库可在后续的过程分析步骤期间采用，例如用于验证目的。

应当理解，本发明不限于前述例示实施方案的细节。例如，采用任何所需的数据/信息输入/输出格式的任何所需形式的可穿戴设备可用于与任何所需过程或串行/并行过程进行交互。

此外，尽管可根据需要将HMI终端32功能集成到可穿戴设备24中，但应当理解，根据本发明的系统然后可包括各自本身具有在公共处理设施 10内操作的HMI功能的多个此类可穿戴设备。然后将不需要单独的独立 HMI终端32，并且如果需要，多个可穿戴设备中的一者或多者可共享对相应集成HMI功能的访问。

Claims (23)

1.一种用于在处理位置处与过程进行交互的过程交互设备，所述设备具有用于接受由所述过程产生的数据的输入模块、用于提供用户信息的输出模块，其中所述过程交互设备包括被布置用于在所述处理位置处通过人机界面进行通信的移动可穿戴电子交互设备。

2.根据权利要求1所述的设备，并且所述设备被布置用于出于控制和/或数据输入或检索的目的与所述过程进行交互。

3.根据权利要求1或2所述的设备，并且所述设备被布置用于被动地、主动地、通过无线连接和/或检查以任何合适的格式从所述过程接收数据。

4.根据前述权利要求中任一项或多项所述的设备，并且所述设备被布置用于出于监视和/或控制所述过程的各阶段的目的进行目视检查。

5.根据前述权利要求中任一项或多项所述的设备，其中所述输入模块包括图像捕获功能。

6.根据前述权利要求中任一项或多项所述的设备，其中所述输出模块被布置用于将信息输出提供给穿戴者和/或远程位置以根据需要进行存储和/或进一步分析。

7.根据前述权利要求中任一项或多项所述的设备，并且所述设备被布置用于在所述处理位置处与位于所述位置内的HMI终端进行通信。

8.根据权利要求1至6中任一项或多项所述的设备，并且所述设备包括HMI功能。

9.根据前述权利要求中任一项或多项所述的设备，并且所述设备被布置为具有访问控制功能，以允许所述穿戴者根据需要对所调查的所述过程的不同部分进行选择性受控访问。

10.根据权利要求9所述的设备，其中所述选择性控制自动响应于所述过程的特性或特征和/或从所述过程接收的所述数据/信息的特性或特征。

11.根据前述权利要求中任一项或多项所述的设备，并且所述设备被布置用于以视觉格式、听觉格式、触觉格式和/或触感格式中的任何一者或多者向所述穿戴者递送信息。

12.根据权利要求11所述的设备，并且所述设备被布置用于允许对所述信息格式进行选择。

13.根据权利要求12所述的设备，并且所述设备被布置为使得对所述信息格式进行所述选择响应于所调查的所述过程和/或从所述过程接受的所述数据/信息的至少一个特性。

14.根据权利要求13所述的设备，并且所述设备被布置为使得通过从所述过程检索到的处理信息来确定所述至少一个特性的存在。

15.根据权利要求13所述的设备，并且所述设备被布置为使得通过图像识别来进行对与所述至少一个特性相关的信息的所述检索。

16.根据前述权利要求中任一项或多项所述的设备，并且所述设备被布置用于选择性地将通过所述输出模块输出的信息呈现给所述穿戴者和/或传输此类信息以用于远程处理。

17.根据前述权利要求中任一项或多项所述的设备，并且所述设备包括用于确定环境条件变化的传感器功能。

18.根据权利要求17所述的设备，其中所述传感器功能被布置用于感测温度、气体、噪声和/或运动中的任一者或多者。

19.根据前述权利要求中任一项或多项所述的设备，并且所述设备被布置用于在危险环境和/或洁净室环境中使用。

20.根据前述权利要求中任一项或多项所述的设备，并且所述设备包括本安型可穿戴设备。

21.一种过程交互系统，包括根据前述权利要求中任一项或多项所述的可穿戴电子界面设备和相关联的HMI终端。

22.一种用于在处理位置处与过程进行交互的过程交互方法，并且所述方法包括在输入模块处接收由所述过程产生的数据，向输出模块提供用户信息，其中通过同样在所述处理位置处通过人机界面提供通信的移动可穿戴电子交互设备进行用户信息的所述接受和所述提供。

23.根据权利要求22所述的方法，并且所述方法包括用于提供根据权利要求1至20中任一项或多项所述的设备的所述功能的步骤。

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