DE60219821T2

DE60219821T2 - Verfahren und gerät zum wiedergewinnen von zeitreihedaten, die mit einer aktivität in beziehung stehen

Info

Publication number: DE60219821T2
Application number: DE60219821T
Authority: DE
Inventors: Michael J. Holden EMERY; James A. Phoenix STRILICH; Christiaan M. Chandler METS; David F. Phoenix RYBARCZYK
Original assignee: Honeywell International Inc
Current assignee: Honeywell International Inc
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2002-12-17
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2022-12-18
Also published as: ATE360841T1; DE60219821D1; US20030120627A1; US7152068B2; EP1456721B1; WO2003056398A1; EP1456721A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verarbeiten von Zeitreihedaten eines Prozesses. Insbesondere sind das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung mit dem Sammeln, Speichern und Wiedergewinnen von Zeitreihedaten eines Prozesses befasst.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ein Prozess findet über einen Zeitraum hinweg statt. Während des Prozesses finden verschiedenste Ereignisse statt und verändern sich verschiedenste Parameter im Wert. Es besteht eine Notwendigkeit, einen Prozess zu überwachen, um seine Leistung oder jene jeglicher Parameter davon zu analysieren, ob der Prozess nun ein industrieller Prozess für die Handhabung, die Behandlung oder den Fluss von Material oder ein anderer Prozess wie etwa das Verfolgen des Wetters oder von Waren oder von anderen Finanzinstrumenten und dergleichen ist.
Gegenwärtige Überwachungs- und Verarbeitungssysteme überwachen und speichern Ereignisse, die während des Prozesses stattfinden, und zeitabgetastete Werte (Zeitreihedaten) der zeitveränderlichen Parameter des Prozesses. Es ist nötig, die Prozessdaten zur Analyse und für Berichte, zum Beispiel zur Trendverfolgungsanalyse und für -berichte, wiederzugewinnen. Die gegenwärtigen Systeme haben Schwierigkeiten, Ereignisse und Zeitreihedaten eines Prozesses wiederzugewinnen. Im Allgemeinen werden anwendungsspezifische Filtersysteme verwendet, um die Ereignisse und Zeitreihedaten von Interesse zu bestimmen.
Daher besteht ein Bedarf an einem flexiblen und leis tungsfähigen Verfahren und System zum Verarbeiten von Daten, die für einen Prozess von Bedeutung sind.
US 5,802,254 offenbart ein System, in dem eine Vorrichtung zur Verwaltung symbolisierter Daten Zeitreihedaten, die ein Symbol und eine Zeit enthalten, speichert, um symbolisierte Zeitreihedaten zu analysieren und eine kausale Beziehung, die in den Daten enthalten ist, als eine Regel zu extrahieren, die eine Datenstruktur darstellt. Eine Einheit der Beschreibung einer Analyse wird durch eine Fallproduktionsvorrichtung und eine Klassifizierungsvorrichtung bestimmt. Eine Modellextraktionsvorrichtung extrahiert eine Datenstruktur, die in einer Klasse enthalten ist, nach dem Fall und gibt die extrahierte Datenstruktur als eine Regel aus. Analyseergebnisse werden durch die Vorrichtung zur Verwaltung symbolisierter Daten als eine zeitliche Beziehung zwischen einem Fall und einer Regel ausgegeben, wodurch ein Übereinstimmungsgrad zwischen Fällen angegeben wird.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt eine wie in Anspruch 1 definierte Computervorrichtung bereit.
Die Vorrichtung kann die Merkmale eines oder mehrerer der abhängigen Ansprüche 2 bis 6 enthalten.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein wie in Anspruch 7 definiertes Verfahren bereit.
Das Verfahren kann die Merkmale eines oder mehrerer der abhängigen Ansprüche 8 bis 10 enthalten.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung rahmt Zeitreihedaten eines Prozesses mit einer oder mehreren Aktivitäten ein. Eine Aktivität ist etwas, das über einen Zeitraum geschehen ist, geschieht, oder geplant ist, zu geschehen. Der Zeitraum oder das Intervall der Aktivität rahmt Zeitreihe- oder fortlaufende Daten, die mit dem Geschehen verbunden sind, ein. Eine Aktivität kann eine oder mehrere Subaktivitäten aufweisen, die eine oder mehrere Sub-Subaktivitäten aufweisen können, und so weiter, was zu einer Mehrstufenhierarchie führt.
In einer ersten Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung werden die Zeitreihedaten eines Prozesses gesammelt. Die Zeitreihedaten werden nach einer Datenstruktur verarbeitet, die eine Aktivität und ein Intervall davon definiert. Die verarbeiteten Zeitreihedaten werden in einem Speicher gespeichert.
Eine zweite Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung gewinnt Zeitreihedaten eines Prozesses, die in einem Speicher gespeichert sind, wieder. Eine Aktivität des Prozesses und ein zeitveränderlicher Parameter des Prozesses werden identifiziert. Die Aktivität und der zeitveränderliche Parameter werden verarbeitet, um auf den Speicher zuzugreifen, um die Zeitreihedaten wiederzugewinnen. Insbesondere werden die Aktivität und der zeitveränderliche Parameter nach einer Datenstruktur verarbeitet, in der die Aktivität ein Intervall aufweist, das die Zeitreihedaten einrahmt.
Nach einem Gesichtspunkt der ersten und der zweiten Ausführungsform des Verfahrens enthält die Datenstruktur eine Identität oder eine Bezeichnung der Aktivität und ein oder mehrere Attribute der Aktivität. Nach einem anderen Gesichtspunkt der ersten und der zweiten Ausführungsform des Verfahrens identifizieren die Attribute die Anfangs- und die Endzeit der Aktivität. Einige der Attribute identifizieren einen zeitveränderlichen Parameter und/oder einen Gegenstand oder einen Apparat oder eine Einrichtung davon, der bzw. die im Prozess verwendet wird. Für einen anderen Gesichtspunkt der ersten und der zweiten Ausführungsform des Verfahrens enthält die Datenstruktur ein Etikett, das eine Einrichtung identifiziert, die die Zeitreihedaten produzieren wird, wenn der Prozess durchlaufen wird. Nach einem anderen Gesichtspunkt der ersten und der zweiten Ausführungsform des Verfahrens weisen die Attribute Attributwerte auf.
Nach einem anderen Gesichtspunkt der zweiten Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung wird der zeitveränderliche Parameter einfach als ein Gegenstand oder eine Einrichtung identifiziert, der bzw. die die Zeitreihedaten produziert. Ein anderes Attribut identifiziert etwas, das durch den oder im Prozess verwendet wird, zum Beispiel einen Apparat. Das Apparatattribut kann für verschiedene Teile davon verschiedene Attributwerte aufweisen, die mit zeitveränderlichen Parametern und Einrichtungsetiketten verknüpft sein können.
Nach noch einem anderen Gesichtspunkt der zweiten Ausführungsform des Verfahrens wird der zeitveränderliche Parameter mit einem Bezug identifiziert, der im Zusammenhang mit der Aktivität entweder zeitbasiert, direkt oder indirekt besteht. Der zeitbasierte Bezug besteht im Zusammenhang mit einem Parameter, der vom Prozess unabhängig ist. Der direkte Bezug enthält einen Bezug nach der Identität auf die Aktivität. Der indirekte Bezug enthält einen Bezug auf einen Apparat oder eine Einrichtung, der bzw. die während der Aktivität durch den Prozess verwendet wird.
Eine erste und eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung der vorliegenden Erfindung umfassen einen Computer, der das Verfahren der ersten und der zweiten Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung durchführt.
Nach einer dritten Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung rahmt das Aktivitätsintervall die Zeitreihedaten ein. Die Zeitreihedaten werden gemäß der Datenstruktur zur Speicherung in einem Speicher verarbeitet. Die Aktivität und der zeitveränderliche Parameter werden verarbeitet, um auf den Speicher zuzugreifen und die Zeitreihedaten wiederzugewinnen.
Eine dritte Ausführungsform einer Vorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst einen Computer, der das Verfahren der dritten Verfahrensausführungsform der Erfindung durchführt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Andere und weitere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen verstanden werden, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und
1 ein Blockdiagramm eines Systems der vorliegenden Erfindung zum Verarbeiten von Zeitreihedaten ist;
2 ein Blockdiagramm des Computers des Systems von 1 ist;
3 einen beispielhaften Prozess, seine Ereignisse, Zeitreihedaten und Aktivitäten darstellt;
4 ein Aktivitätsdiagramm für den Prozess von 3 darstellt;
5 ein Daten- und Ereignisdiagramm für den Prozess von 3 darstellt;
6 bis 8 Datenstrukturen für aktivitäts-eingerahmte Zeitreihedaten darstellen;
9 bis 11 Datenstrukturen für aktivitäts-eingerahmte Ereignisdaten darstellen;
12 bis 14 Datenstrukturen für aktivitäts-einge rahmte Aktivitätsdaten darstellen; und
15 bis 19 Ablaufdiagramme des Aktivitäts-Einrahmungsprogramms des Computers von 2 sind.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Unter Bezugnahme auf 1 enthält ein System 20 der vorliegenden Erfindung einen Computer 22, eine Überwachungseinrichtung 24 und eine Datenbank 26. Ein Netzwerk 30 verbindet den Computer 22 und die Datenbank 26 wie auch eine Kundeneinrichtung 32. Die Überwachungseinrichtung 24 überwacht einen Prozess 28 und stellt dem Computer 22 Prozessdaten bereit. Der Computer 22 verarbeitet die Daten und speichert die Daten in einem Speicher, wie etwa der Datenbank 26. Der Computer 22 kann über das Netzwerk 30 oder, wie durch die gestrichelte Linie 34 gezeigt, direkt mit der Datenbank 26 kommunizieren.
Die Datenbank 26 kann ein Teil des Speichers des Computers 22 oder, wie in 1 gezeigt, eine separate Datenbank sein. Der Computer 22 kann ein einzelner Computer oder eine Vielzahl von Computern, die durch das Netzwerk 30 verbunden sind, sein. Das Netzwerk 30 kann jedes beliebige geeignete verdrahtete oder drahtlose Kommunikationsnetzwerk sein und kann das Internet, ein Intranet, das öffentliche Fernsprechsystem und dergleichen beinhalten.
Die Kundeneinrichtung 32 kann jede beliebige Computereingabeeinrichtung mit einer Fähigkeit, über das Netzwerk 30 mit dem Computer 22 zu kommunizieren, sein. Wenn das Netzwerk 30 zum Beispiel das Internet ist, weist die Kundeneinrichtung 32 eine Browserfähigkeit für Internetkommunikationen auf. Somit kann die Kundeneinrichtung 32 ein Personalcomputer (PC), eine Arbeitsstation, ein Telefon oder eine andere geeignete Einrichtung sein. In der gleichen Weise würde der Computer 22 mit Internetfähigkeit ausgerüstet sein, um Dateien bereitzustellen und/oder auf andere Weise über das Internet zu kommunizieren.
Unter Bezugnahme auf 2 enthält der Computer 22 einen Prozessor 34, eine Kommunikationseinheit 36, einen Speicher 38 und einen Bus 40. Der Bus 40 verbindet den Prozessor 34, die Kommunikationseinheit 36 und den Speicher 38. Der Speicher 38 enthält ein Betriebssystem 42 und ein Aktivitäts-Einrahmungsprogramm 44. Das Betriebssystem 42 steuert den Prozessor 34, damit dieser das Aktivitäts-Einrahmungsprogramm 44 ausführt, um Daten des Prozesses 28, der durch die Überwachungseinrichtung 24 überwacht wird, zu verarbeiten. Ein Speichermedium 46 (z.B. eine Magnetplatte) enthält eine Kopie des Betriebssystems 42, des Aktivitäts-Einrahmungsprogramms 44 oder von anderer Software, die in den Speicher 38 geladen werden kann. Die Kommunikationseinheit 36 enthält die Fähigkeit, über das Netzwerk 30 zu kommunizieren.
Wenn es ausgeführt wird, gestattet das Aktivitäts-Einrahmungsprogramm 44 einem Kunden, die Kundeneinrichtung 32 zu betreiben, um den Prozess 28 in Form von Ereignissen, zeitveränderlichen Parametern und Aktivitäten zu identifizieren. Ein Ereignis ist etwas, das zu einer bestimmten Zeit geschieht, zum Beispiel das Auslösen eines Alarms. Zeitreihedaten sind fortlaufende Daten eines zeitveränderlichen Parameters, wie etwa der Temperatur, des Drucks, der Fliessgeschwindigkeit und dergleichen. Eine Aktivität ist ein Zeitintervall des Prozesses, zum Beispiel der Betrieb einer Pumpe während des Prozesses.
Wenn es ausgeführt wird, gestattet das Aktivitäts-Einrahmungsprogramm 44, dass die überwachten Zeitreihedaten, Ereignisdaten und/oder Aktivitätsdaten durch definierte Aktivitäten für eine spätere Wiedergewinnung und einen Zugriff auf Basis der definierten Aktivität, von Attributen davon und einem Etikett (einer Identität) der Einrichtung, die die zeitveränderlichen Daten entwickelt, z.B. einem Temperatursensor, eingerahmt werden.
Zum Zweck des Beschreibens der Vorrichtung und des Verfahrens der Erfindung wird zuerst ein beispielhafter Prozess, der ein Material wie etwa Öl aus einem Schiff entlädt, beschrieben werden. Es versteht sich natürlich, dass das System und das Verfahren der Erfindung mit jedem beliebigen Prozess verwendet werden können, der Ereignisse, zeitveränderliche Parameter und/oder Aktivitäten aufweist, die durch eine definierte Aktivität eingerahmt werden können.
Unter Bezugnahme auf 3 ist ein System 50 zur Ausführung eines Prozesses 28 zum Auspumpen von Material aus einem Schiff 52 in ein Paar von Vorratstanks, Tank 1 und Tank 2, gezeigt. Das Schiff 52 weist einen Pegelanzeiger LI001 auf, der den Materialpegel im Schiff 52 während des Auspumpprozesses 28 überwacht. Eine Temperaturüberwachungseinrichtung T101 überwacht die äußere Umgebungstemperatur, da diese die Pumpleistung beeinflussen kann. Material wird aus dem Schiff 52 durch Leitungen herausgepumpt und läuft an einem Dichteanalysator A1001 vorbei. Das Material wird durch ein Paar von Pumpen, P101 und P102, zu Tank 1 und Tank 2 gepumpt. Wenn ein Ventil V101 offen ist, wird das Material durch die Pumpe P101 gepumpt. Wenn ein Ventil V102 offen ist, wird das Material durch die Pumpe P102 gepumpt. Ein Ventil V103 steuert den Fluss des Materials zum Tank 1, und ein Ventil V104 steuert den Fluss des Materials zum Tank 2. Die Fliessgeschwindigkeit zum Tank 1 wird durch einen Flussanalysator FI1001 überwacht und gesteuert. Die Fliessgeschwindigkeit zum Tank 2 wird durch einen Flussanalysator FI1002 überwacht und gesteuert. Ein Pegelanzeiger LI101 überwacht den Pegel des Materials im Tank 1, und ein Pegelanzeiger LI102 überwacht den Pegel des Materials im Tank 2. Ein Motor M101 steuert eine Rühreinrichtung 54 im Tank 1, und ein Motor M102 steuert eine Rühreinrichtung 56 im Tank 2.
Im System 50 gelten die folgenden Beschränkungen:

a. Der Inhalt des Schiffs 52 passt nicht in einen einzelnen Tank.
b. Zu einer Zeit kann nur ein Tank gefüllt werden.
c. Zu einer Zeit kann nur eine Pumpe verwendet werden.

Unter Bezugnahme auf 4 ist für den Prozess des Auspumpens des Schiffs 52 eine Anzahl von Aktivitäten definiert. Die Ausführung der Aktivitäten beginnt zu einer Zeit T0 und ist zu einer Zeit Tn abgeschlossen. Diese Aktivitäten lauten wie folgt:

1) Aktivität Analysieren – Diese Aktivität überwacht den Analysator A1001 während des Auspumpprozesses von der Zeit T1 bis zur Zeit Tn fortlaufend und alarmiert eine Bedienungsperson, wenn die Materialdichte außerhalb eines bestimmten Bereichs liegt.
2) Aktivität Schiffentladen – Diese Aktivität ist ein Vorgang zum Beginnen und Überwachen des Auspumpens des Schiffs 52. Sie ist der Hauptvorgang, der für das Beginnen von Subaktivitäten, Auspumpen1, Auspumpen2, Auspumpen3, Mischen1, und Mischen2, verantwortlich ist.
3) Aktivitäten Auspumpen1, Auspumpen2, Auspumpen3 – Diese drei Auspumpaktivitäten sind von der gleichen Art, doch verwendet jede unterschiedliche Einstellungen. Eine Auspumpaktivität hört auf, wenn ein Tank voll ist oder eine Störung (z.B. eine Pumpenstörung) auftritt. In einem solchen Fall ist die übergeordnete Aktivität Schiffentladen dafür verantwortlich, eine andere Auspumpaktivität mit den passenden Einstellungen zu planen, bis das Schiff 52 leer ist. Die Aktivität Auspumpenl bewegt Material vom Schiff 52 zum Tank 1. Die Aktivität Auspumpen1 hört auf, wenn der Tank 1 voll ist. Die Aktivität Auspumpen2 pumpt Material vom Schiff 52 zum Tank 2. Die Aktivität Auspumpen2 hört auf, wenn die Pumpe P101 versagt. Die Aktivität Auspumpen3 verwendet Pumpe P102 und setzt das Pumpen des Materials zum Tank 2 fort, bis das Schiff 52 leer ist.
4) Aktivität Mischen1 – Diese Aktivität ist ein Vorgang, der für das Aktivieren der Rühreinrichtung 54 für Tank 1 verantwortlich ist. Die Rühreinrichtung 54 startet während der Aktivität Auspumpenl und läuft für einen Zeitraum nach dem Abschluss der Aktivität Auspumpenl.
5) Aktivität Mischen2 – Diese Aktivität ist ein Vorgang, der für das Aktivieren der Rühreinrichtung 56 für Tank 2 verantwortlich ist. Die Rühreinrichtung 56 startet während der Aktivität Auspumpen2 und läuft für einen Zeitraum nach dem Abschluss der Aktivität Auspumpen2.

Diese Aktivitäten können wie in Tabelle 1 gezeigt in einer hierarchischen Reihenfolge von Aktivität, Subaktivität und Sub-Subaktivität ausgedrückt werden. TABELLE 1

Aktivität Schiffentladen

Subaktivität Auspumpen1

Sub-Subaktivität Mischen1

Subaktivität Auspumpen2

Sub-Subaktivität Mischen2

Subaktivität Auspumpen3

Sub-Subaktivität Mischen2
Unter Bezugnahme auf 5 stellt eine Kurve 60 den Materialpegel im Schiff 52 (d.h., die Werte des Pegelsensors LI001) während der Aktivität Schiffentladen dar. Die Kurve 62 stellt den Materialpegel im Tank 1 (d.h., die Werte des Pegelsensors LI101) während der Subaktivität Auspumpen1 dar. Die Kurve 64 stellt den Materialpegel im Tank 2 (d.h., die Werte des Pegelsensors LI102) während der Subaktivität Auspumpen2 dar. Eine Kurve 66 stellt die Umgebungstemperatur (d.h., die Werte des Temperatursensors T101) während der Aktivität Schiffentladen dar. Eine Kurve 68 stellt die durch den Fliessgeschwindigkeitssensor FI1001 überwachte Fliessgeschwindigkeit des Materials während der Subaktivität Auspumpen1 dar. Eine Kurve 70 stellt die durch den Fliessgeschwindigkeitssensor FI1001 überwachte Fliessgeschwindigkeit des Materials während der Subaktivität Auspumpen2 dar. Eine Kurve 72 stellt die durch den Fliessgeschwindigkeitssensor FI1002 überwachte Fliessgeschwindigkeit des Materials während der Subaktivität Auspumpen3 dar. Wie ersichtlich ist, verändern sich die Ausgaben der Pegelsensoren LI001, LI101 und LI102 und der Fliessgeschwindigkeitssensoren FI1001 und FI1002 mit der Zeit, und sind sie fortlaufende oder Zeitreihedaten.
3 bis 5 zeigen die Ausführung der Aktivitäten und Subaktivitäten, die nötig sind, um das Schiff 52 auszupumpen, über einen Zeitraum. Zur Zeit T0 wird ein Aktivitätsfall Schiffentladen geschaffen. Die Bedienungsperson würde dem Fall eine Bezeichnung geben, zum Beispiel ENTLADEN_2001_06_01. Die Bedienungsperson würde dann die Aktivitäten entweder auf eine automatisierte oder auf eine manuelle Weise beginnen.
Wenn die Aktivitäten begonnen werden, zeigen die Prozessdaten eine Vielzahl von Ereignissen 74, 76 und 78, die während des Auspumpprozesses stattfinden. Das Ereignis 74 stellt eine Flussveränderung dar, die durch die Bedienungsperson begonnen wird, um die Fliessgeschwindigkeit während der Subaktivität Auspumpen1 zu erhöhen. Diese Flussveränderung wird durch den Sensor FI1001 überwacht. Das Ereignis 76 stellt einen Temperaturalarm dar, der festgestellt wird, wenn die Umgebungslufttemperatur während der Subaktivität Auspumpen2 unter einen sicheren Pumpenbetriebsbereich fällt. Das Ereignis 78 stellt eine Störung der Pumpe P101 während der Subaktivität Auspumpen2 dar. Als Ergebnis der Störung der Pumpe P101 schaltet der Prozess zur zweiten Pumpe P102 um.
Der Prozess 28 wird anfänglich als eine Datenstruktur definiert, die identifizierte Aktivitäten, Subaktivitäten, Sub-Subaktivitäten, Attribute, Hilfsmittel (z.B. Sensoren) aufweist. Während der Verarbeitung der Aktivitäten, Subaktivitäten, und Sub-Subaktivitäten des Prozesses 28 werden Daten, die diese betreffen, einschließlich Zeitreihedaten und Ereignisdaten, gesammelt. Die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung verwenden die Datenstrukturen der Aktivitäten, Subaktivitäten und Sub-Subaktivitäten, um Zeitreihedaten, Ereignisdaten und Aktivitätsdaten einzurahmen. Die eingerahmten Daten können dann verarbeitet, gespeichert und auf Basis der Identität der Aktivität, Subaktivität oder Sub-Subaktivität, von Attributen davon und/oder des Sensors, der die Daten überwachte, wiedergewonnen werden. Zeitreihedaten können auf Basis der Zeit, eines direkten Bezugs oder eines indirekten Bezugs mit einer Aktivität in Zusammenhang gebracht werden. Dieser Zusammenhang wird unter Bezugnahme auf das Beispiel des Prozesses des Schiffentladens beschrieben werden.
Der Fall von Zeitreihedaten, die auf Basis der Zeit mit einer Aktivität in Zusammenhang stehen, wird unter Bezugnahme auf 6 beschrieben werden. Die Subaktivität Auspumpen 1 weist zwei Attribute auf, nämlich eine Anfangszeit und eine Endzeit. Jedes dieser Attribute weist einen Attributwert auf. Daher ist der Anfangszeitwert der 17. August 2000, 10:00 vormittags, und der Endzeitwert der 17. August 2000, 10:30 vormittags. Die Umgebungstemperatur steht nicht direkt oder indirekt mit der Subaktivität Auspumpenl in Zusammenhang. Sie ist eine allgemeine Ablesung für den gesamten Ort und jede beliebige ausgeführte Aktivität oder jeden beliebigen verwendeten Apparat. Die Zeitreihetemperaturdaten stehen mit der Zeit der Subaktivität Auspumpenl in Zusammenhang. Daher werden die Identitäten der Subaktivität Auspumpenl und des Temperatursensors T101 verwendet, um die Zeitreihetemperaturdaten, die durch den Temperatursensor T101 überwacht werden, zu verarbeiten, zu speichern oder wiederzugewinnen.
Der Fall von Zeitreihedaten, die auf Basis eines direkten Bezugs mit einer Aktivität in Zusammenhang stehen, wird unter Bezugnahme auf 7 beschrieben werden. Eine Aktivität kann ein Attribut aufweisen, das an einen Sensorwert gebunden ist (d.h., der Wert dieses Attributs ist kein einzelner Wert, sondern sein Wert verändert sich im Lauf der Zeit). In 7 weist die Subaktivität Auspumpenl ein zusätzliches Attribut auf, nämlich die Fliessgeschwindigkeit. Die Fliessgeschwindigkeit ist an den Fliessgeschwindigkeitssensor FI1001 gebunden. Die Sensoridentität (FI1001) wird hierin als ein Etikett bezeichnet. Indem einem Attribut eine Bezeichnung (Fliessgeschwindigkeit) und einem Sensor dafür ein Etikett (FI1001) gegeben wird, kann das gleiche Attribut (Fliessgeschwindigkeit) für die Fliessgeschwindigkeitsvariable für eine Anzahl unterschiedlicher Fliessgeschwindigkeitssensoren verwendet werden. Die Zeitreihedaten des Fliessgeschwindigkeitssensors FI1001 stehen durch einen direkten Bezug zu den Identitäten der Subaktivität, des Attributs und des Etiketts des Sensors mit der Subaktivität Auspumpenl in Zusammenhang. Daher werden die Identitäten der Subaktivität, des Fliessgeschwindigkeitsattributs und des Etiketts des Sensors verwendet, um die Zeitreihedaten, die durch den Fliessgeschwindigkeitssensor FI1001 überwacht werden, zu verarbeiten, zu speichern und wieder zugewinnen. Der Fall des direkten Bezugs ist eine Option, die am häufigsten in einem flexiblen System verwendet wird, in dem Einrichtungen auf einer detaillierten Ebene zugeteilt werden (z.B. auf der Pumpenebene, im Gegensatz zu einer Apparateinheitsebene, d.h. mit allen Einrichtungen, die auf dem Apparat aufgebaut sind).
Der Fall von Zeitreihedaten, die auf Basis eines indirekten Bezugs mit einer Aktivität in Zusammenhang stehen, wird unter Bezugnahme auf 8 beschrieben werden. Eine Aktivität kann ein Attribut aufweisen, das den Apparat identifiziert, der durch die Aktivität verwendet wird. An diesem Apparat kann der Benutzer eine Vielzahl von Apparatattributen für unterschiedliche Teile des Apparats definieren, wobei jedes Teilattribut durch ein Etikett an einen Sensor gebunden ist. In 8 weist die Subaktivität Auspumpenl ein Attribut (einen Apparat) auf, das (der) einen Attributwert für einen Apparateteil aufweist, nämlich Tank1. Der Attributwert (Tank 1) bezieht sich auf einen Apparat (Tank 1), der ein Attribut (Pegel) mit einem zugehörigen Etikett (Sensor LI101) aufweist. Daher kann ein indirekter Bezug durch das Apparatattribut und die Subaktivität verwendet werden, um auf Zeitreihedaten eines Teils des Apparats zuzugreifen. Diese Option wird am häufigsten verwendet, wenn eine vollständige Apparateinheit, mit allen darauf aufgebauten Einrichtungen, zur Verwendung durch eine Aktivität, eine Subaktivität und so weiter zugeteilt wird.
Ereignisdaten können ebenfalls auf Basis der Zeit, eines direkten Bezugs oder eines indirekten Bezugs mit einer Aktivität in Zusammenhang stehen. Der Fall von Ereignisdaten, die auf Basis der Zeit mit einer Aktivität in Zusammenhang stehen, wird alle Ereignisse ergeben, die während der Aktivität geschehen sind.
Unter Bezugnahme auf 5 und 9 identifiziert eine zeitbasierte Aufforderung zur Wiedergewinnung von Ereignissen, die während der Aktivität Auspumpen2 geschehen sind, einen Temperaturalarm 76. Die Wiedergewinnung zeigt, dass der Temperaturalarm 76 am 20. August 2000, um 10:20 vormittags, während der Subaktivität Auspumpen2 geschehen ist.
Unter Bezugnahme auf 10 identifiziert eine Aufforderung zur Wiedergewinnung des Ereignisses 74 (5) durch direkten Bezug auf eine Aktivität oder Subaktivität die Subaktivität Auspumpen1 und führt zu einer Wiedergewinnung von Daten für Ereignisse, die während der Subaktivität geschehen sind.
Unter Bezugnahme auf 5 und 11 können das Ereignis 78 (5) und die Aktivität Auspumpen2 indirekt miteinander in Zusammenhang gebracht werden, da sie den gleichen Apparat verwenden (auf den durch eines ihrer Ereignis/Aktivitätsattribute verwiesen wird).
Eine Aktivität kann auch eine oder mehrere andere Aktivitäten einrahmen. Das heißt, eine Aktivität kann eine andere Aktivität zur Gänze oder teilweise überlappen. Auf eine Aktivität kann durch einen zeitbasierten Bezug, einen direkten Bezug oder einen indirekten Bezug zugegriffen werden.
Unter Bezugnahme auf 12 identifiziert eine Aufforderung zur Wiedergewinnung jener Aktivitäten, die durch einen zeitbasierten Bezug mit einer ersten Aktivität in Zusammenhang stehen, die erste Aktivität durch die Bezeichnung (Auspumpen3) und fordert im Wesentlichen Daten von jeglicher Aktivität an, die zur Gänze oder teilweise während der Zeit der Aktivität Auspumpen3 stattfindet. Die Wiedergewinnung identifiziert die Sub-Subaktivität Pumpenreparatur.
Unter Bezugnahme auf 13 identifiziert eine Aufforderung zur Wiedergewinnung einer Aktivität durch direkten Bezug alle Aktivitäten, die einen direkten Bezug dazu aufweisen. Wenn die Aufforderung die Aktivität Schiffentladen identifiziert, werden daher Daten für die Aktivität Analysieren wiedergewonnen.
Unter Bezugnahme auf 14 identifiziert eine Aufforderung zur Wiedergewinnung einer Aktivität durch indirekten Bezug ein Apparatattribut und den Wert des Tanks 1 davon. Die Wiedergewinnung zeigt die Subaktivität Auspumpen1 und die Sub-Subaktivität Mischen1.
Unter Bezugnahme auf 15 gestattet das Aktivitätsprogramm 44 einem Benutzer, einen Prozess in Form der Struktur Aktivität/Ereignis/Zeitreihedaten zu definieren. Zum Beispiel können die definitorischen Daten während einer interaktiven Sitzung zwischen dem Computer 22 und der Kundeneinrichtung 32, die durch den Benutzer betrieben wird, entwickelt und identifiziert werden. Schritt 100 identifiziert die Aktivitäten, Subaktivitäten, Sub-Subaktivitäten und so weiter des Prozesses. Schritt 102 identifiziert Aktivitätsartattribute wie etwa Anfangszeiten und Endzeiten, zeitveränderliche Parameter (z.B. die Fliessgeschwindigkeit), den Apparat und Etiketten. Das heißt, Schritt 102 definiert die Attribute einer Aktivität, die ein Ereignis, einen zeitveränderlichen Parameter oder eine andere Aktivität einrahmt. Schritt 104 akzeptiert Aktivitätsarten, die durch Schritt 100 definiert wurden, und die durch Schritt 102 definierten Attribute zur Eingabe.
Schritt 106 identifiziert Ereignisarten, wie etwa den Temperaturalarm 76. Schritt 108 identifiziert Ereignisartattribute, wie etwa einen Zeitstempel (9). Schritt 110 akzeptiert Ereignisarten, die durch Schritt 106 definiert wurden, und die durch Schritt 108 definierten Attribute zur Eingabe. Schritt 112 identifiziert Etiketten für Sensoren, die Zeitreihedaten überwachen. Schritt 114 akzeptiert die durch Schritt 112 definierten Etiketten. Schritt 116 speichert die Daten, die durch die Schritte 104, 110 und 114 akzeptiert wurden, auf eine Weise in der Datenbank 26, die einen Zugriff durch die Aktivität, das Ereignis, Attribute von beiden und/oder Etiketten gestattet. Zum Beispiel kann die Datenbank 26 durch die Aktivität, das Ereignis, Attribute von beiden und/oder Etiketten physikalisch oder logisch organisiert sein. Wenn sie logisch organisiert ist, würde ein Speicherzugriffsübersetzer verwendet werden, um die Zugriffsdaten auf die Aktivität, das Ereignis, Attribute von beiden und/oder Etiketten in physikalische Speicherinhalte zu übersetzen.
Unter Bezugnahme auf 16 gestattet das Aktivitätsprogramm 44 auch die Sammlung von Daten während der Ausführung des Prozesses, wie etwa des Prozesses 28. Schritt 120 identifiziert, dass der Prozess durch die Bedienungsperson oder automatisch durch ein Steuersystem begonnen wurde. Schritt 122 führt Aktivitäten, wie etwa Auspumpenl (4, 6 bis 10 und 14), aus. Das heißt, Schritt 122 verarbeitet die Aktivität so, dass sie die Zeitreihedaten und Ereignisdaten, die mit einem Intervall der Aktivität gesammelt werden, einrahmt. Schritt 124 bestimmt, wann der Schritt 122 abgeschlossen ist. Schritt 130 beendet die Sammlung der Aktivitätsdaten.
Schritt 126 schafft eine Aufzeichnung der Aktivitätsgeschichte, wie etwa Attributwerte (z.B. Anfangszeit und Endzeit). Schritt 128 sammelt Ereignisgeschehnisse, Zeitstempel und dergleichen für Ereignisse, wie etwa den Temperaturalarm 76. Schritt 132 verarbeitet die Ereignisgeschehnisse und verknüpft sie mit Aktivitäten jeder beliebigen Stufe. Schritt 134 sammelt Zeitreihedaten, die durch die verschiedenen Sensoren des Prozesses überwacht werden.
Schritt 136 speichert die Aktivität, das Ereignis und Zeitreihedaten zur Wiedergewinnung durch die Aktivität, Attribute davon und/oder das Etikett in der Datenbank 26. Schritt 138 gewinnt die Daten durch die Aktivität, das Ereignis, das Attribut und/oder das Sensoretikett zur Verarbeitung oder Analyse wieder.
Unter Bezugnahme auf 17 werden Zeitreihedaten des Prozesses 28 durch das Aktivitäts-Einrahmungsprogramm 44 zum Beispiel über eine interaktive Sitzung mit einem Benutzer, der die Kundeneinrichtung 32 betreibt, aus der Datenbank 26 wiedergewonnen. Schritt 140 identifiziert eine Aktivität, die durch den Benutzer bestimmt wird. Die Aktivität wird mit ihrer Datenstruktur abgestimmt, was das Attribut zeigt, das eine Anfangszeit und eine Endzeit enthält.
Schritt 142 identifiziert einen zeitveränderlichen Parameter des Prozesses 28. Wenn der zeitveränderliche Parameter, zum Beispiel die Umgebungstemperatur, nicht mit den Aktivitäten des Prozesses in Zusammenhang steht, identifiziert ihn ein Etikett. Wenn der zeitveränderliche Parameter direkt mit der identifizierten Aktivität in Zusammenhang steht, wird er ein Attribut der abgestimmten Datenstruktur sein und wird er das zugehörige Etikett für die Einrichtung, die die Zeitreihedaten des identifizierten zeitveränderlichen Parameters überwacht, aufweisen. Alternativ enthält die Datenstruktur ein Apparatattribut, wenn der zeitveränderliche Parameter indirekt mit der Aktivität des Prozesses in Zusammenhang steht. Das Apparatattribut identifiziert einen Apparateteil, den zeitveränderlichen Parameter und das Etikett für die Einrichtung.
Schritt 144 verarbeitet die Aktivität und den zeitveränderlichen Parameter zu einer Form, die für das Zugreifen auf die Zeitreihedaten des zeitveränderlichen Parameters geeignet ist. Wenn der Benutzer zum Beispiel (unter Bezugnahme auch auf 7) die Fliessgeschwindigkeit während der Aktivität Auspumpenl identifiziert, bietet Schritt 144 die Aufforderung in einer Form, die verwendbar ist, um auf die Datenbank 26 zuzugreifen.
Schritt 146 greift dann auf die Datenbank 26 zu, um die Zeitreihedaten der Fliessgeschwindigkeit während der Aktivität Auspumpenl wiederzugewinnen.
Unter Bezugnahme auf 18 werden Ereignisdaten des Prozesses 28 durch das Aktivitäts-Einrahmungsprogramm 44 zum Beispiel über eine interaktive Sitzung mit einem Benutzer, der die Kundeneinrichtung 32 betreibt, aus der Datenbank 26 wiedergewonnen. Schritt 160 identifiziert eine Aktivität, zum Beispiel Auspumpenl oder Auspumpen2, die durch den Benutzer bestimmt wird. Die Aktivität wird mit ihrer Datenstruktur abgestimmt, was das Attribut zeigt, das eine Anfangszeit, eine Endzeit und einen Apparat enthält.
Schritt 162 identifiziert ein Ereignis des Prozesses 28. Wenn Schritt 162 ein Ereignis, das nicht direkt mit dem Prozess 28 in Zusammenhang steht, auf Basis eines Zeitbezugs identifiziert, werden alle derartigen Ereignisse, die während des Intervalls der Aktivität geschehen sind, identifiziert werden. Wenn Schritt 160 zum Beispiel die Aktivität Auspumpen2 identifiziert, wird Schritt 162 dann den Temperaturalarm 76 und die Störung der Pumpe 1 78 als Ereignisse identifizieren, die während des Intervalls Auspumpen2 stattfinden (5 und 9).
Wenn Schritt 162 ein Ereignis wählt, das einen direkten Bezug zur Aktivität aufweist, werden alle Ereignisse ausgewählt werden, die ein Attribut aufweisen, das sich auf die Aktivität bezieht. Wenn Schritt 160 die Aktivität zum Beispiel als Auspumpenl identifiziert und Schritt 162 Ereignisse durch direkte Bezugnahme anfordert, wird Schritt 162 dann das Ereignis der Pumpengeschwindigkeitsänderung 74 (10) identifizieren.
Wenn Schritt 162 ein Ereignis durch indirekten Bezug zur Aktivität wählt, werden alle Ereignisse, die an einem gegebenen Apparat geschehen sind, während dieser durch die Aktivität verwendet wurde, ausgewählt werden. Wenn Schritt 160 zum Beispiel die Aktivität Auspumpen2 identifiziert und Schritt 162 Ereignisse durch indirekte Bezugnahme anfordert, wird das Ereignis der Störung der Pumpe 1 78 identifiziert werden (11).
Schritt 164 verarbeitet die Aktivität und das Ereignis zu einer Form, die für das Zugreifen auf die Ereignisdaten des Ereignisses geeignet ist. Schritt 166 greift auf die Datenbank 26 zu, um die Ereignisdaten des Ereignisses, das während des Intervalls der Aktivität stattfand, wiederzugewinnen.
Unter Bezugnahme auf 19 werden Aktivitätsdaten des Prozesses 28 durch das Aktivitäts-Einrahmungsprogramm 44 zum Beispiel über eine interaktive Sitzung mit einem Benutzer, der die Kundeneinrichtung 32 betreibt, aus der Datenbank 26 wiedergewonnen. Schritt 170 identifiziert eine Aktivität, zum Beispiel Schiffentladen, Auspumpenl oder Auspumpen3 (5 und 12 bis 15), die durch den Benutzer bestimmt wird. Die Aktivität wird an ihre Datenstruktur angepasst, was das Attribut zeigt, das eine Anfangszeit, eine Endzeit und einen Apparat enthält.
Schritt 172 identifiziert eine in Zusammenhang stehende Aktivität der durch Schritt 170 identifizierten Aktivität, die eingerahmt werden soll. Wenn die in Zusammenhang stehende Aktivität mit der Aktivität auf Basis eines Zeitbezugs in Zusammenhang steht, werden alle in Zusammenhang stehenden Aktivitäten, die zur Gänze oder teilweise während des Intervalls der Aktivität geschehen sind, ausgewählt werden. Wenn Schritt 170 zum Beispiel die Aktivität Auspumpen3 (5 und 12) identifiziert und Schritt 172 im Zusammenhang stehende Aktivitäten durch einen zeitbasierten Bezug anfordert, wird Schritt 172 die Aktivität Pumpenreparatur, die teilweise während des Intervalls der Aktivität Auspumpen3 geschehen ist, auswählen (12).
Wenn die Aktivität, die eingerahmt werden soll, direkt mit der durch Schritt 170 identifizierten Aktivität in Zusammenhang steht, werden alle in Zusammenhang stehenden Aktivitäten, die einen Bezug dazu aufweisen, ausgewählt werden. Wenn Schritt 170 zum Beispiel die Aktivität Schiffentladen auswählt, wird die in Zusammenhang stehende Aktivität der Aktivität Analysieren ausgewählt werden (13), da sie einen Attributwert aufweist, der sich auf die Aktivität Schiffentladen bezieht.
Wenn die Aktivität, die eingerahmt werden soll, indirekt mit der durch Schritt 170 identifizierten Aktivität in Zusammenhang steht, werden alle im Zusammenhang stehenden Aktivitäten, die zur Gänze oder teilweise während des Aktivitätsintervalls stattfinden, und die sich auf den gleichen Apparat als den Apparat, auf den durch die Aktivität Bezug genommen wird, beziehen, ausgewählt werden. Wenn Schritt 170 zum Beispiel die Aktivität Auspumpenl, die sich auf Tank 1 bezieht, identifiziert, wird die in Zusammenhang stehende Aktivität Mischen1, die sich ebenfalls auf Tank 1 bezieht, identifiziert werden (14).
Schritt 174 verarbeitet die Aktivität und die in Zusammenhang stehende Aktivität zu einer Form, die für das Zugreifen auf die Daten der in Zusammenhang stehenden Aktivität geeignet ist. Schritt 176 greift auf die Datenbank 26 zu, um die Daten der in Zusammenhang stehenden Aktivität für das Intervall der Aktivität wiederzugewinnen.

Claims

Computervorrichtung (22) zum Zugreifen auf Zeitreihendaten eines Prozesses (28), wobei die Vorrichtung einen Prozessor (34) umfaßt und durch folgendes gekennzeichnet ist: ein Aktivitäts-Einrahmungsprogramm (44), das auf Eingangsdaten reagiert, die von einem Benutzer eingegeben werden, um eine Datenstruktur zu definieren, wobei das Aktivitäts-Einrahmungsprogramm (44) auf die Eingangsdaten reagiert, um die Datenstruktur mit einer Vielzahl von Aktivitäten des Prozesses (140), mindestens einem Attribut einer ersten der Aktivitäten, einer Definition des Attributs und einem Etikett für eine Einrichtung, die mindestens einen Teil der Zeitreihendaten produziert, der während der ersten Aktivität (142) stattfindet, zu definieren, und wobei das Aktivitäts-Einrahmungsprogramm (44) ferner auf eine Anforderung reagiert, die die erste Aktivität und das Etikett identifiziert, indem es die Datenstruktur benutzt, um auf die Zeitreihendaten zuzugreifen, um den Teil der Zeitreihendaten (146) wiederzugewinnen.
Computervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Datenstruktur zusätzlich durch ein Wertattribut (102, 108) definiert wird, das mit der Einrichtung verknüpft ist, und wobei die Anforderung zusätzlich das Wertattribut identifiziert.
Computervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Datenstruktur zusätzlich durch einen Apparat, von dem die Einrichtung ein Teil (170) ist, und ein Attribut des Apparats, das einen mit der Einrichtung verknüpften Wert aufweist, definiert wird und wobei die Anforderung die erste Aktivität und das Apparatattribut identifiziert, ohne die Einrichtung zu identifizieren, um die Zeitreihendaten wiederzugewinnen, die von der Einrichtung produziert und von der ersten Aktivität eingerahmt werden.
Computervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Zeitreihendaten in einer Datenbank gespeichert werden.
Computervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Datenstruktur in der Datenbank oder in einem separaten Speicher gespeichert wird.
Computervorrichtung nach Anspruch 1, wobei jede der Aktivitäten etwas ist, das über einen Zeitraum während des Prozesses geschieht oder geplant ist, zu geschehen.
Verfahren zur Verwendung eines Computers (22) zum Zugreifen auf Zeitreihendaten eines Prozesses (28), mit den folgenden Schritten: Betreiben des Computers (22) mit einem Aktivitäts-Einrahmungsprogramm (44) als Reaktion auf Eingangsdaten, die von einem Benutzer eingegeben werden, um eine Datenstruktur zu definieren, wobei das Aktivitäts-Einrahmungsprogramm (44) auf die Eingangsdaten reagiert, um die Datenstruktur mit einer Vielzahl von Aktivitäten des Prozesses (140), mindestens einem Attribut einer ersten der Aktivitäten, einer Definition des Attributs und einem Etikett für eine Einrichtung, die mindestens einen Teil der Zeitreihendaten produziert, der während der ersten Aktivität (142) stattfindet, zu definieren, und wobei das Aktivitäts-Einrahmungsprogramm (44) ferner auf eine Anforderung reagiert, die die erste Aktivität und das Etikett identifiziert, indem es die Datenstruktur benutzt, um auf die Zeitreihendaten zuzugreifen, um den Teil der Zeitreihendaten (146) wiederzugewinnen.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Datenstruktur zusätzlich durch ein Wertattribut (102, 108) definiert wird, das mit der Einrichtung verknüpft ist, und wobei die Anforderung zusätzlich das Wertattribut identifiziert.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Datenstruktur zusätzlich durch einen Apparat, von dem die Einrichtung ein Teil (170) ist, und ein Attribut des Apparats, das einen mit der Einrichtung verknüpften Wert aufweist, definiert wird und wobei die Anforderung die erste Aktivität und das Apparatattribut identifiziert.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei jede der Aktivitäten etwas ist, das über einen Zeitraum während des Prozesses geschieht oder geplant ist, zu geschehen.