CN112534450A

CN112534450A - 用于提供基于情境的人工制品访问的方法

Info

Publication number: CN112534450A
Application number: CN201980053618.5A
Authority: CN
Inventors: M·博切; S·伯格; A·辛格
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2018-06-15
Filing date: 2019-06-14
Publication date: 2021-03-19
Also published as: US20210255612A1; WO2019238907A1; EP3582157A1; US11971708B2; EP3794525A1

Abstract

一种用于向云计算系统（1）的租户提供基于情境的人工制品访问的方法，所述方法包括以下步骤：接收（S1）用于访问部署在云计算系统（1）上的人工制品的请求，其中所述请求包括租户标识符和人工制品标识符；基于租户标识符确定（S2）与人工制品相关联的情境数据CD；从存储在云计算系统（1）的数据库（6）中的人工制品存储库检索（S3）与人工制品相关联的情境数据CD；基于在与租户相关联的设备上的检索到的与人工制品相关联的情境数据CD，提供对人工制品的访问（S4）。

Description

用于提供基于情境的人工制品访问的方法

本发明涉及用于向云计算系统的租户（tenant）提供基于情境（context）的人工制品（artefact）访问的方法和系统，该方法和系统使能对被用于访问云服务的人工制品的端到端管理。

云计算系统可以使能人工制品的开发、验证、部署和/或供应。这些人工制品可以例如包括软件应用API、数字孪生数据模型（digital twin data model）、固件等等。租户可以使用人工制品来调试（commission）、监视、控制和/或维护工业设施。工业设施可以包括多个资产或组件，特别是被连接或组装以形成工业设施的硬件和/或软件组件。工业设施或工业设备（plant）可以包括多个子系统，所述子系统本身由分层结构中的组件组成。

US 2017/0351226 A1涉及一种基于云的诊断和维护系统，该系统便于发现和索引存在于跨多个工业设施的各种数据平台上的设备范围（plant-wide）数据。该系统包括索引系统，该索引系统自动对位于整个设施的工业设备和其他数据源进行编目（inventory），并标识每个数据源上的可用数据条目。此外，该系统使用联合（federate）数据模型，并且它使用数据历史、编目信息和位置数据以及配置数据。

随着增加的数量的资产被连接到云计算系统，云计算系统需要托管多个人工制品。因此，对人工制品的管理变得越来越困难。

因此，存在对提供用于管理与工业设施的资产的人工制品有关的情境数据的方法和装置的需要。

本发明的目的是提供一种用于云计算系统的装置和方法，该装置和方法提供对与工业设施的资产的人工制品有关的情境数据的更高效管理。

根据本发明的第一方面，该目的通过包括权利要求1的特征的方法来实现。

根据第一方面，本发明提供了一种用于向云计算系统的租户提供基于情境的人工制品访问的方法，

所述方法包括以下步骤：

接收用于访问部署在云计算系统上的人工制品的请求，

其中所述请求包括租户标识符和人工制品标识符；

基于租户标识符确定与人工制品相关联的情境数据CD；

从存储在云计算系统的数据库中的人工制品存储库检索与人工制品相关联的情境数据CD；

基于在与租户相关联的设备上的检索到的与人工制品相关联的情境数据CD，提供对人工制品的访问；其中

情境数据被关联到（linked to）由存储在所述云计算系统的数据库中的相应工业设施的结构化资产数据模型ADM的实体表示的至少一个工业设施的资产的人工制品，工业设施的资产数据模型ADM反映工业设施的分层结构和拓扑；并且其中

资产的人工制品包括云应用、数字孪生数据模型或用于调试、监视、控制和/或维护工业设施的相应资产的固件。

在根据本发明的第一方面的方法的可能的实施例中，由云计算系统经由情境递送服务API来提供情境递送服务CDS。

在该方法的又进一步的可能的实施例中，至少一个工业设施的结构化资产数据模型ADM的实体用元数据和/或用情境数据来丰富，所述情境数据由情境递送服务CDS关联到工业设施的结构化资产数据模型ADM的相应实体。

在根据本发明的第一方面的方法的进一步可能的实施例中，用户设备经由网络被连接到云计算系统的云接口，以将情境数据从用户设备上传到云计算系统，情境数据由云计算系统的情境递送服务自动关联到存储在云计算系统的数据库中的结构化资产数据模型ADM的对应实体。

在根据本发明的第一方面的方法的又进一步的可能的实施例中，用户设备经由网络被连接到云计算系统的云接口，以响应于接收到的查询Q，将存储在云计算系统的数据库中的结构化资产数据模型ADM的实体的情境数据下载到由情境递送服务CDS选择的用户设备。

在根据本发明的第一方面的方法的进一步的可能的实施例中，关联到属于由工业设施的结构化资产数据模型ADM中的相关联实体表示的资产的人工制品的情境数据包括关于工业设施本身和/或关于存储在所述云计算系统的数据库中的工业设施的结构化资产数据模型ADM的信息数据。

在根据本发明的第一方面的方法的进一步的可能的实施例中，结构化资产数据模型ADM包括本体（ontological）资产模型。

在根据本发明的第一方面的模型的又进一步的可能的实施例中，情境数据包括文本文档和/或图像数据和/或音频数据，所述文本文档和/或图像数据和/或音频数据提供关于组装在工业设施中的特定资产和/或工业设施本身的信息，特别是相应资产或工业设施的位置和/或用途、包括区域语言、国家、时区的区域设置、使用的度量和/或技术标准。

在根据本发明的第一方面的方法的进一步的可能的实施例中，情境数据由用户通过经由网络连接到云计算系统的用户设备的用户接口输入，并且由用户设备经由网络上传到云计算系统。

在根据本发明的第一方面的方法的又进一步的可能的实施例中，情境数据由用户设备从集成在相应资产或工业设施中的本地存储器检索，并且由用户设备经由网络上传到云计算系统。

在根据本发明的第一方面的方法的又进一步的可能的实施例中，关联到人工制品的情境数据以加密形式存储在云计算系统的数据库中和/或存储在针对不同工业设施和/或租户的分离的存储空间中。

在根据本发明的第一方面的方法的又进一步的可能的实施例中，情境递送服务CDS提供用于根据情境数据的当前状态来处置信息数据的工作流。

在根据本发明的第一方面的方法的又进一步的可能的实施例中，情境递送服务CDS根据提交查询Q的用户设备的当前位置和/或根据工业设施的位置，自动转换关联到工业设施的资产的人工制品的情境数据。

在根据本发明的第一方面的方法的又进一步的可能的实施例中，情境递送服务CDS的转换模块适于根据用户设备的检测到的当前位置和/或根据用户的用户简档将情境数据从源语言自动转换成目标语言。

根据第二方面，本发明进一步提供了包括权利要求13的特征的情境递送引擎。

根据第二方面，本发明提供了一种用于云计算系统的情境递送引擎，其中情境递送引擎包括适于提供情境递送服务的处理器，所述情境递送服务将情境数据关联到由存储在云计算系统的数据库中的相应工业设施的结构化资产数据模型的实体表示的至少一个工业设施的资产的人工制品，其中情境数据CD由情境递送服务CDS关联到由存储在云计算系统的数据库中的相应工业设施的结构化资产数据模型（ADM）的实体表示的至少一个工业设施的资产的人工制品，工业设施的资产数据模型ADM反映工业设施的分层结构和拓扑；并且其中资产的人工制品包括云应用、数字孪生数据模型或用于调试、监视、控制和/或维护工业设施的相应资产的固件。

在下文中，方法和系统的可能示例性实施例用于向云计算系统的租户提供基于情境的人工制品访问。

图1示出了根据本发明的一个方面的包括情境递送引擎的云计算系统的可能示例性实施例的框图；

图2示出了根据本发明的一个方面的用于向云计算系统的租户提供基于情境的人工制品访问的方法的可能示例性实施例的流程图；以及

图3示出了根据本发明的情境递送引擎的可能示例性实施例的示意性框图。

如在图1的框图中可以看到的那样，云计算系统1可以经由网络2被连接到一个或多个工业设施3。每个工业设施3可以包括多个资产4-1、4-2、4-3、……，所述资产包括包含硬件和/或软件组件的子系统。不同用户或租户的用户设备5-1、……、5-n也可以经由网络2被连接到云计算系统1，如图1中所图示的那样。用户设备5可以是包括膝上型计算机或平板计算机的便携式用户设备，如图1中所示的那样。用户设备5还可以包括连接到网络2的固定终端。云计算系统1可以包括至少一个数据库或存储库6。在图1的所图示的实施例中，云计算系统1包括用于经由网络2与用户设备5-i以及可能与工业设施3的控制器交换数据的云接口7。在所图示的框图中，云计算系统1包括具有由图1中所图示的框8表示的操作系统OS的云硬件。此外，云计算系统1提供云平台9，如图1中所示的那样。此外，根据本发明的一方面的情境递送引擎10也形成云计算系统1的部分。

情境递送引擎10被提供用于管理与工业设施3内的资产的人工制品有关的情境数据。云计算系统1的情境递送引擎10适于提供情境递送服务CDS，情境递送服务CDS可以被用于将情境数据关联到由存储在云计算系统1的数据库6中的相应工业设施3的结构化资产数据模型ADM的实体表示的至少一个工业设施3的资产的人工制品。提供的情境递送服务CDS可以包括情境递送服务CDS API。情境递送服务CDS可以使得用户或租户能够将情境信息或情境数据添加到人工制品，诸如要经由API部署在云平台上的云应用。工业设施3的资产4的人工制品可以包括例如云应用、数字孪生数据模型或例如用于调试、监视、控制和/或维护或修理工业设施3的相应资产的固件。

图2示出了根据本发明的一个方面的用于向云计算系统的租户提供基于情境的人工制品访问的方法的可能示例性实施例的流程图。在所图示的示例性实施例中，该方法包括四个主要步骤。

在第一步骤S1中，接收用于访问部署在云计算系统1上的人工制品的请求。所接收的请求包括租户标识符和人工制品标识符。

在下一步骤S2中，基于接收到的请求的租户标识符来确定与人工制品相关联的情境数据。

在进一步的步骤S3中，从存储在云计算系统的数据库中的人工制品存储库检索与人工制品相关联的情境数据。

在进一步的步骤S4中，基于在与租户相关联的设备上的接收到的与人工制品相关联的情境数据，提供对人工制品的访问。

在可能的实施例中，工业设施3的结构化资产数据模型ADM可以包括本体资产模型。工业设施3的资产数据模型ADM可以反映工业设施3的分层结构和拓扑。在可能的实施例中，工业设施3的结构化资产数据模型ADM的实体可以用元数据和/或用由情境递送服务CDS关联到工业设施3的结构化资产数据模型ADM的相应实体的情境数据来丰富。

针对工业设施3可能已经存在的资产数据模型ADM被用于提供复杂的情境递送系统CDS，从而提供对云计算系统1的租户的基于情境的人工制品访问。这可以通过将人工制品关联到表示物理工业设施3的真实资产4的ADM的实体来实现。

如图1中所图示的设备5-i可以经由网络2被连接至云计算系统1的云接口7，以将情境数据从用户设备上传至云计算系统1，其中上传的情境数据被由云计算系统1的情境递送引擎10提供的情境递送服务CDS自动关联到存储在云计算系统1的数据库6中的结构化资产数据模型ADM的对应实体。此外，设备5-i可以被用于响应于由租户通过其设备5经由网络2向云计算系统1提交的查询Q，下载存储在云计算系统1的数据库6中的结构化资产数据模型ADM的实体的情境数据。云计算系统1可以包括查询引擎，该查询引擎包括处理器，该处理器适于响应于接收到的查询Q来处理存储在数据库6中的结构化资产数据模型ADM，以提供关联到在接收到的查询Q中指定的结构化资产数据模型ADM中的相应实体的匹配情境数据。例如，在现场中工作以执行维护过程的技术人员可以在查询Q中请求以获得位于特定国家（例如沙特阿拉伯）情境中的工业设施内的机器的特定资产4（诸如阀门），例如服务指南。

关联到属于由工业设施的结构化资产数据模型ADM中的相关联实体表示的资产的人工制品的情境数据可以包括关于工业设施3本身和/或关于存储在云计算系统1的数据库6中的工业设施3的结构化资产数据模型的信息数据。情境信息或情境数据可以包括例如文档（例如，电机的规格）、图像、位置信息、语言信息等。因此，如果租户基于人工制品的相关联的情境信息来利用人工制品，则他可以理解效果。在可能的实施例中，资产数据模型ADM可以从表示设施的资产之间关系的知识图自动导出。知识图可以被存储在系统1的数据库6中。知识图包括节点和边。节点可以表示资产，特别是设施3的子系统的组件。知识图的边表示关系，诸如包含关系、关系的部分等。

情境数据可以包括文本文档和/或图像数据和/或音频数据，该文本文档和/或图像数据和/或音频数据提供关于工业设施3内的特定资产4-i或工业设施3本身的信息。情境数据可以提供信息，特别是关于工业设施3或整个工业设施3的资产的位置和/或用途的信息。情境数据可以包括区域设置，区域设置包括区域语言、国家、时区、使用的度量和/或使用的技术标准。在可能的实施例中，可以由租户通过经由云计算系统1的网络2连接的其设备5-i的用户接口来输入情境数据。输入情境数据被上传到云计算系统1，并且可以通过由情境递送引擎10提供的情境递送服务CDS自动关联到由结构化资产数据模型ADM的实体（例如，节点或块）表示的资产4的人工制品。还可能的是，情境数据可以由设备5-i从集成在相应资产4或工业设施3中的本地存储器检索，并且然后上传到云计算系统1。在优选实施例中，关联到人工制品的情境数据可以使用对称或非对称加密过程来加密，并且然后以加密形式存储在云计算系统1的数据库6中。此外，可能的是关联到资产的人工制品的情境数据被存储在针对不同工业设施和/或租户的分离的存储空间中。

由云计算系统1的情境递送引擎10提供的情境递送服务CDS可以由云平台9经由API来使能。情境递送服务CDS可以被配置成导入资产结构和/或物联网（IoT）数据模型以创建结构化内容。对于用户来说可能的是，将元数据添加到存储的内容，以使数据可用于不同的使用情况。在优选实施例中，数据以加密的形式被安全地存储在云平台数据库中。在可能的实施例中，可以提供工作流模块来处置情境数据、特别是情境文档的不同状态。这些不同的状态可以例如指示相应的文档是否已经发布、正在复查（in review）或已经转换。

如图3的示例性实施例所图示的那样，情境递送引擎10可以包括工作流模块11，该工作流模块11适于提供用于根据情境数据的当前状态来处置信息数据的工作流。在图2的所图示的实施例中，情境递送引擎10进一步包括转换模块12，该转换模块12适于根据向情境递送引擎10提交查询Q的用户或租户设备5-i的当前位置和/或根据工业设施3的位置，自动转换关联到工业设施3的资产的人工制品的情境数据。在可能的实施例中，转换模块12适于根据用户设备5的检测到的当前位置和/或根据提交查询Q的相应用户的用户简档，将情境数据从源语言自动转换成目标语言。

利用根据本发明的系统，使用例如比如国家、语言、度量等的区域设置来丰富资产或IoT模型实体是可能的。使用转换API来对比如UI术语或文档的内容进行定位（localize）是可能的。在进一步的实施例中，云计算系统1进一步包括搜索引擎，该搜索引擎适于使用由情境递送引擎10提供的情境递送服务CDS来搜索文档或内容。使用情境递送引擎10将应用数据与CDS内容相联系是可能的。系统1提供用户接口以管理情境数据。它提供了存储和管理平台，该平台可以被用于对数据进行定位，所述数据诸如合同（contract）、提供提供商的详细信息的文档或通知模板。此外，情境递送服务CDS可以提供区域信息，诸如关于人工制品的日期或时间或区域详细信息。可能的是，创建单独的元数据集合，该集合被情境递送服务CDS使用来提供到情境内容值的情境关联。系统1可以使用本体数据模型来创建适合特定工业、工业设备和/或基于系统的结构的数据集。在可能的实施例中，云计算系统1的云平台9可以提供特定于情境的定制的可下载对象，诸如文档、IoT数据等。开发者可以在系统的云平台9上开发期间用多语言内容来丰富应用。

此外，应用的提供商可以提供产品（offerings）的内容的版本，例如销售信息、产品数据或多语言文本。提供商可以在相应的应用中进一步提供可审计的信息，并且可以将标准化的区域数据用于产品。

提供商可以将IoT数据添加到诸如服务文档或配置的附加内容。在可能的实施例中，提供商可以向租户提供IoT数据和情境化文档。可以通知提供商关于其他意识领域（mindsphere）服务，以提高特定情境中的生产力，所述情境包括国家、州或城市等。提供商可以向特定区域（即情境数据指示国家、州、城市等的地方）中的客户提供任何服务，诸如针对工业设施的紧急维护服务。

服务提供商可以与客户和同行（colleagues）合作，以调整（align）信息数据或内容数据，诸如文档复查过程和验收（acceptance）。提供商可以添加附加的语言或发布IoT数据。

租户有可能将他的信息和文档安全地存储并且可能加密地存储在系统1的数据库6中。

在可能的实施例中，云平台9提供了情境递送服务API，该API使得用户或租户能够关联附加文档、数据、多媒体资产或任何其他内容，以将资产数据、IoT模型实体或应用特征丰富到人工制品，并且此后在应用的执行期间具有对情境信息的安全访问。

由云计算系统1的情境递送引擎10提供的情境递送服务CDS可以为具有强烈隐私忧虑的租户提供分离的存储空间。它允许基于情境数据下载内容。此外，情境递送服务CDS可以基于不同的目标组提供固件更新，诸如关于不同国家具有不同设置和元数据版本的固件更新。情境递送服务CDS可以提供到版本文档（比如元数据、资产文档或固件版本）的IoT数据映射。系统1还便于租户管理向其他感兴趣的各方销售版本化IoT时间系列数据。时间系列数据可以由工业设施3的传感器资产生成。

可以由情境递送服务CDS提供可审计的数据或文档，比如保存分析结果，诸如关于不同位置、设置、元数据和/或固件的一些资产的每日能耗。

此外，由情境递送引擎10提供的情境递送服务CDS可以提供情境维护服务，比如基于资产地理位置的协商服务，以用于资产的紧急维护。前提是相应的服务提供商向云计算系统1注册。

Claims

1.一种用于向云计算系统（1）的租户提供基于情境的人工制品访问的方法，

所述方法包括以下步骤：

（a）接收（S1）用于访问部署在云计算系统（1）上的人工制品的请求，

（a1）其中所述请求包括租户标识符和人工制品标识符；

（b）基于租户标识符确定（S2）与人工制品相关联的情境数据CD；

（c）从存储在云计算系统（1）的数据库（6）中的人工制品存储库（ADM）检索（S3）与人工制品相关联的情境数据CD；

（d）基于在与租户相关联的设备上的检索到的与人工制品相关联的情境数据CD，提供对人工制品的访问（S4）；以及

（e1）其中情境数据CD由情境递送服务（10）CDS关联到由存储在所述云计算系统（1）的数据库（6）中的相应工业设施（3）的结构化资产数据模型ADM表示的至少一个工业设施（3）的资产（4；4-1、4-2、4-3）的人工制品，工业设施（3）的资产数据模型ADM反映工业设施的分层结构和拓扑；并且其中

（e2）资产（4）的人工制品包括云应用、数字孪生数据模型或用于调试、监视、控制和/或维护工业设施（3）的相应资产（4）的固件。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，由云计算系统（1）经由情境递送服务CDS API来提供情境递送服务CDS。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，至少一个工业设施（3）的结构化资产数据模型（ADM）的实体用元数据和/或用情境数据CD来丰富，所述情境数据CD由情境递送服务CDS关联到工业设施（3）的结构化资产数据模型（ADM）的相应实体。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，用户设备（5）经由网络（2）被连接到云计算系统（1）的云接口（7），以将情境数据从用户设备（5）上传到云计算系统（1），所述情境数据由云计算系统（1）的情境递送服务CDS自动关联到存储在云计算系统（1）的数据库（6）中的结构化资产数据模型（ADM）的对应实体，和/或以响应于接收到的查询Q，将存储在云计算系统（1）的数据库（6）中的结构化资产数据模型（ADM）的实体的情境数据下载到由情境递送服务CDS选择的用户设备（5）。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，关联到属于由工业设施（3）的结构化资产数据模型（ADM）中的相关联实体表示的资产（4）的人工制品的情境数据包括关于工业设施本身和/或关于存储在所述云计算系统（1）的数据库（6）中的工业设施（3）的结构化资产数据模型的信息数据。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，结构化资产数据模型（ADM）包括本体资产模型。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，情境数据包括文本文档和/或图像数据和/或音频数据，所述文本文档和/或图像数据和/或音频数据提供关于组装在工业设施（3）中的特定资产（4）和/或工业设施（3）本身的信息，特别是相应资产或工业设施（3）的位置和/或用途、包括区域语言、国家、时区的区域设置、使用的度量和/或技术标准。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，情境数据由用户通过经由网络（2）连接到云计算系统（1）的用户设备（5）的用户接口输入并且上传到云计算系统（1），和/或情境数据由用户设备（5）从集成在相应资产（4）或工业设施（3）中的本地存储器检索。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，关联到人工制品的情境数据以加密形式存储在云计算系统（1）的数据库（6）中和/或存储在针对不同工业设施和/或租户的分离的存储空间中。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，情境递送服务CDS提供用于根据情境数据的当前状态来处置信息数据的工作流。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，情境递送服务CDS根据提交查询Q的用户设备（5）的当前位置和/或根据工业设施（3）的位置，自动转换关联到工业设施（3）的资产的人工制品的情境数据。

12.根据权利要求12所述的方法，其中，情境递送服务CDS适于根据用户设备（5）的检测到的当前位置和/或根据用户的用户简档将情境数据从源语言自动转换成目标语言。

13.一种用于云计算系统（1）的情境递送引擎（10），其中情境递送引擎（10）包括适于提供情境递送服务CDS的处理器，所述情境递送服务CDS将情境数据CD关联到由存储在所述云计算系统（1）的数据库（6）中的相应工业设施（3）的结构化资产数据模型（ADM）的实体表示的至少一个工业设施（3）的资产（4）的人工制品，其中情境数据CD由情境递送服务CDS关联到由存储在云计算系统（1）的数据库（6）中的相应工业设施（3）的结构化资产数据模型ADM的实体表示的至少一个工业设施（3）的资产（4）的人工制品，工业设施（3）的资产数据模型ADM反映工业设施的分层结构和拓扑；并且其中资产（4）的人工制品包括云应用、数字孪生数据模型或用于调试、监视、控制和/或维护工业设施（3）的相应资产（4）的固件。