JP2017079057A - 分散型工業パフォーマンス監視及び分析 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2015年10月9日に出願された、DISTRIBUTED INDUSTRIAL PERFORMANCE MONITORING AND ANALYTICSと題される、米国仮出願第32/239,620号の利益を主張し、この仮出願の全体が、ここに、参照により本明細書に明示的に組み込まれる。本出願は、(i)2013年3月4日に出願された、「BIG DATA IN PROCESS CONTROL SYSTEMS」と題される米国出願第13/784,041号、(ii)2014年2月6日に出願された、「COLLECTING AND DELIVERING DATA TO A BIG DATA MACHINE IN A PROCESS CONTROL SYSTEM」と題される米国出願第14/174,413号、(iii)2014年8月11日に出願された、「SECURING DEVICES TO PROCESS CONTROL SYSTEMS」と題される米国出願第14/456,763号、(iv)2014年3月17日に出願された、「DATA MODELING STUDIO」と題される米国出願第14/216,823号、(v)2014年1月31日に出願された、「MANAGING BIG DATA IN PROCESS CONTROL SYSTEMS」と題される米国出願第14/169,965号、(vi)2014年3月14日に出願された、「DETERMINING ASSOCIATIONS AND ALIGNMENTS OF PROCESS ELEMENTS AND MEASUREMENTS IN A PROCESS」と題される米国出願第14/212,411号、(vii)2014年3月14日に出願された、「DISTRIBUTED BIG DATA IN A PROCESS CONTROL SYSTEM」と題される米国出願第14/212,493号、(viii)2014年10月6日に出願された、「STREAMING DATA FOR ANALYTICS IN PROCESS CONTROL SYSTEMS」と題される米国出願第14/506,863号、(ix)2014年10月6日に出願された、「REGIONAL BIG DATA IN PROCESS CONTROL SYSTEMS」と題される米国出願第14/507,188号、(x)2014年10月6日に出願された、「DATA PIPELINE FOR PROCESS CONTROL SYSTEM ANALYTICS」と題される米国出願第62/060,408号、及び(xi)2014年10月6日に出願された、「AUTOMATIC SIGNAL PROCESSING−BASED LEARNING IN A PROCESS PLANT」と題される米国出願第14/507,252号に関連し、これらの出願の全開示が、ここに、参照により本明細書に明示的に組み込まれる。
上で考察したように、本明細書に記載される新規の分散型工業プロセス監視及び分析技法の少なくとも一部を含むかあるいは支持する、プロセスプラント、プロセス制御システム、またはプロセス制御環境は、1つ以上の工業プロセスをリアルタイムで制御するように運転する。したがって、本プロセスプラントまたは制御システムは、その中に、物理的機能(バルブの開放または閉鎖、温度、圧力、ならびに/または他のプロセスパラメータ及び/もしくは環境パラメータの測定等)を実行して、プロセスプラントまたはシステム内で実行中のプロセスを制御する、1つ以上の有線もしくは無線プロセス制御デバイス、構成要素、または要素を含み得る。本プロセスプラントまたはプロセス制御システムは、例えば、1つ以上の有線通信ネットワーク及び/または1つ以上の無線通信ネットワークを含み得る。本プロセスプラントまたは制御システムは、連続データベース、バッチデータベース、及び他の種類のヒストリアンデータベース等の集中データベースを含み得る。
図2Aは、分散型工業プロセスパフォーマンス監視/分析用の例示的システム100のブロック図を含み、このシステムは本明細書においては交換可能にData Analytics System(DAS)とも呼ばれる。DAS100は、例えば図1のプロセスプラント5と共に運転してもよく、例証の簡便性のために本明細書ではそのように考察する。しかしながら、DAS100の少なくとも一部分は、プロセスプラント5以外の他のプロセスプラント及び/またはプロセス制御システムと共に運転してもよいことが理解される。
概して、工業制御システムのパフォーマンス監視及び分析は、サブジェクト制御システムによって、(例えば、システムが動作して1つまたはプロセスを制御している間に、リアルタイムで)生成されたデータを集めることと、1つ以上の分析機能もしくはオペレーションを、集めたデータの少なくとも一部に実施して、制御システムがどの程度良好に機能しているかについての知識を決定すること、または一部の場合においては、システムのパフォーマンスを向上するために取り得るアクションを決定することを含む。工業プロセス制御システムのデータ分析は、3つの一般的なカテゴリ、すなわち記述的分析、予測的分析、及び規定的分析において考慮され得る。これらのカテゴリの分析についての一般的な考察が後に続く。
ここで、分散型の、工業パフォーマンス分散型データ監視及び/または分析エンジン102xに注目すると、概して、分散型データエンジン102xは、1つ以上のデータソースによって、例えばデータエンジン102xが埋め込まれているデバイスもしくは構成要素によって、またはデータエンジン102xが連結もしくは接続されている構成要素(複数可)によって、生成または別様に観察される、全てまたは大部分のプロセス制御に関するデータ(例えば、ビッグデータ)を収集、観察、回収、受信、処理、記憶、キャッシュ、及び/または分析する、データ分析通信ネットワーク112のノードであり得る。一部の状況においては、分散型エンジン102xは、追加的なデータ(例えば、それが実施する分析の結果)を生成し得、かつ/またはデータ分析ネットワーク112の他のノードに選択されたデータを送信もしくは転送し得る。本明細書で交換可能に使用する場合、用語「プロセス制御ビッグデータ」、「プロセスビッグデータ」、及び「ビッグデータ」は概して、プロセス制御システムまたはプラント(例えば、プロセス制御システムまたはプラント5)内に含まれ、それと関連付けられるデバイス及び/または構成要素(例えば、プロセス制御デバイス/構成要素と、分析デバイス/構成要素との両方)によって生成、受信、及び/または観察される全て(またはほぼ全て)のデータを指し、特に、全て(またはほぼ全て)のデータは、プロセス制御システムまたはプラントがリアルタイムで1つ以上のプロセスを制御するように実行している間に生成、受信、及び/またはされるものである。ある実施形態においては、プロセスプラント5内に含まれ、それと関連付けられる全てのデバイスによって生成され、それによって作成され、そこで受信され、またはそれによって別様に観察される全てのデータ(全てのプロセスデータ及び全ての分析データを含む)は、データ分析通信ネットワーク112内にビッグデータとして収集及び記憶される。プロセスプラント及びプロセス制御環境においては、時間の範囲及び特定のデータ点の存在または脱落は重大であり得るため、このビッグデータの収集及び分析は、安全性、信頼性、及び経済性の向上にとって重要である。例えば、ある特定の時間間隔内に、特定のデータ値が、プロセスプラントの受信側の構成要素に送達されない場合、プロセスは無制御になり得、これは火事、爆発、設備の損失、及び/または人命損失につながり得る。更に、プロセスプラント内で動作し、かつ/あるいはプロセスプラントの外部で動作する、異なる構成要素、エンティティ、及び/またはプロセス間の、複数及び/または複雑な時間基準の関係性が、動作効率、製品品質、及び/またはプラントの安全性に影響を及ぼし得る。
先述したように、データ分析システム、すなわちDAS100は、1つ以上のユーザインターフェイスアプリケーションを含み得、これを介して、データに関連する人間−機械の相互作用が行われる。これらのユーザアプリケーションの例示的インスタンスの存在が、参照120a〜120dによって図2Aに描写されている。本開示の本節及び図4A〜4Qは、工業パフォーマンス監視/分析用のユーザインターフェイスアプリケーションについてより詳細に説明する。このユーザインターフェイスアプリケーションは、例えば、図1のプロセスプラントもしくはシステム5、図2Aの工業パフォーマンス監視/分析システム100、ならびに/または図3の監視及び分析エンジン150によって提供されるか、それらと共に運転し得る。しかしながら、本明細書に記載される工業パフォーマンス監視/分析用ユーザインターフェイスアプリケーションは、プロセス制御システム用の他の工業パフォーマンス監視及び分析システムによって提供されるか、あるいはそれらと共に運転してもよい。しかし、考察の容易さのために、工業パフォーマンス監視/分析ユーザインターフェイスアプリケーションは、図1、2、及び3を同時に参照しながら下において考察される。加えて、読解の容易さのために、Industrial Performance Monitoring/Analytics User Interface Applicationは、本明細書においては、一般的な目的及び/または他のユーザインターフェイスアプリケーションと区別するために大文字を用いて呼称され、また、本明細書においては、交換可能に、「Data Analytics User Application」、「Data Analytics User Interface Application」、「Data Analytics Application」、「DDE User Interface Application」、または「User Interface Application」とも呼ばれる。
データモジュールの例示的ダイアグラム(オフラインかオンラインかに関わらず)は、概して、複数のデータブロックと、様々なブロックを一緒に相互接続して1つ以上のデータフローパイプラインを形成するワイヤとを含む。先述したように、データブロックは概して、ユーザがデータセットに対して適用したいと欲する機能またはオペレーションの抽象化である。例えば、ある特定のブロックは、データ記憶またはディスク上のファイルからデータセットをロードしてもよく、別の特定のブロックは、データセット内の全ての欠測値(例えば、別のパラメータ/変数が測定値を有する時間に対応する時間において、測定値を有さない値)を取り除いてもよく、更に別の特定のデータブロックは、ランダムフォレスト分析を実施してもよい。典型的には、異なるデータブロックは、データセットに対して実施され得る異なる機能またはオペレーションに対応し、したがって、様々なデータブロックはそれぞれ、対応する種類または名称、例えば「Load」、「Query」、「Fill」、「Columns」、「PCA(Principal Component Analysis(主構成要素分析))」、「PLS(Partial Least Squares(部分最小二乗法))」、「Explore」、「Write」等を有し得る。
先述したように、DDE User Interface Applicationのオペレーションのモードのうちの1つがData Analytics Studioである。Data Analytics Studioは、データモデルを設計、開発、閲覧、及び探査するために、ユーザによって活用され得る。図4Bは、Data Analytics Studio240によって呈示される例示的ユーザインターフェイスを描写し、これは、ナビゲーションバー242と、ワークスペースまたは描画キャンバス245とを含む。ナビゲーションバー242は、制御部及びインジケータを提供し、これらの制御部及びインジケータを介して、ユーザは、オフライン及びオンラインデータモジュールを管理することができる。これは、例えば、新しいオフラインデータモジュールの作成、現在開放されており、キャンバス245に示されているオフラインまたはオンラインデータモジュールの特定、現在開放されており、キャンバス245に示されているデータモジュールのステータス(例えば、オフラインまたはオンライン)の容易な閲覧、現在開放されており、キャンバス245に示されているオフラインデータモジュールの保存/記憶、オフラインモジュールのオンラインデータモジュールへの転換、データモジュールのオフラインデータダイアグラムとオンラインデータダイアグラムとの間での閲覧の切り替え、オフラインデータモジュールの評価、オンラインデータモジュールの展開、他のデータモジュールへのブラウズ、及び他のそのようなモジュール管理機能等のアクションの、ユーザによる実施が可能になったことによるものである。したがって、Data Analytics Studio240は、多数のユーザ制御部及びインジケータ248a〜248nをその上に含み、限定されるものではないが:
・ユーザによる他のデータモジュールの検索及びブラウズを可能にする、モジュールナビゲーション制御部248a;
・キャンバス245で現在開放されているデータモジュールの識別子248b;
・キャンバス245で現在開放されているデータモジュールのビューがオフラインビューであるかオンラインビューであるかを示す、1つ以上のインジケータ248c、248d;
・ユーザが、キャンバス245で現在開放されているデータモジュールのオンラインビューとオフラインビューとを切り替えることができる、1つ以上の制御部248e、248f;
・ユーザが、キャンバス245で現在開放されているデータモジュールのプロパティを閲覧及び/もしくは定義することができる、ユーザ制御部248g;
・ユーザが、現在開放されているデータモジュールを保存することができる、ユーザ制御部248h;
・ユーザが、現在開放されているデータモジュールの少なくとも一部分を評価することができる、ユーザ制御部248i
・ユーザが、現在開放されているデータモジュールを展開することができる、ユーザ制御部248j
・現在開放されているモジュールのオペレーションのステータスを示す、インジケータ248k;ならびに/または
・1つ以上の他のユーザ制御部及び/もしくはインジケータ(図示せず)等が挙げられる。
Data Analytics Studio240においては、描画キャンバスまたはワークスペース245は、オフラインデータモジュールを開発、定義、及び評価することができる領域である。例えば、描画キャンバスまたはワークスペース245において、ユーザは、DDE User Interface Applicationのブロック定義ライブラリに(例えば、ユーザ制御部248mを介して)アクセスして、その中に記憶されている様々なデータブロック定義を選択し、選択したブロック定義を相互接続(例えば、ワイヤでつなげる)して、データモデルのデータダイアグラムを形成することができる。加えて、描画キャンバスまたはワークスペース245において、ユーザは、特定のデータブロックインスタンスのプロパティの編集;評価の進行及びその結果を閲覧することを含む、一部分のドラフトデータモデルの評価;ならびに/またはオフラインデータモジュールに関する他のアクションの実施を行うことができる。
ここで図4Bに戻ると、データモデルのオフラインデータダイアグラムが、Data Studioにおいて、ユーザの思い通りに完成及び評価された後、このオフラインデータダイアグラムは、相当するそのオンライン形態へと翻訳または変換することができる。オフラインデータダイアグラムをそのオンライン形態へと転換するためには、ユーザは、ナビゲーションバー242のオンライン切り替え部またはユーザ制御部248fを選択またはアクティブ化し、それによって、DDE User Interface Applicationに、オフラインデータダイアグラムをそのオンライン相当物のデータダイアグラムへと転換させ、データモデルのオンラインデータダイアグラムをキャンバス245上に表示させればよい。ある特定のオフラインデータブロックは、オンライン相当物の定義を有する場合があり(例えば、「Load」データブロックのオフライン及びオンラインバージョン)、他のオフラインデータブロックは、異なるオンライン相当物を必要としない場合があるが、それでもなおオンラインデータモジュールに含まれ(例えば、「FillNaN」ブロックまたは「PCA_NIPALS」ブロック)、一方で、更に他のオフラインデータブロックは、オンラインデータモジュールにおいては省略される(例えば、「Explore」ブロック)。オフラインダイアグラムのそのオンライン相当物への転換中に実施される、インフラストラクチャ及びアクションは、Data Analytics Servicesによって提供される。例えば、ユーザ制御部248fのアクティブ化は、Data Analytics Servicesを呼び出して、オフラインデータダイアグラムの、その対応するオンラインデータダイアグラムへの転換を実施させる。Data Analytics Servicesがこの転換をいかに実施するかについてのより詳細な説明は、下のData Analytics Servicesの説明において提供される。
典型的には、オンラインデータモジュールは、オフラインデータモジュールの場合に可能であったように、非同期的には評価されない。むしろ、オンラインデータモジュールは、まず構成され(例えば、ライブデータソース及び/または1つ以上のデータコンシューマ/受信側にバインドされ)、次いで、連続的に実行され、オンラインプロセス制御システムと相互作用するように全体として展開される。ユーザは、例えば、ナビゲーションバー242の「展開」ユーザ制御部248jをクリックまたはアクティブ化して、それにより、Data Analytics Servicesにオンラインデータモジュールの展開を処理するように通知することで、データモジュールをオンラインプロセス制御システムに展開する。データモジュールを展開するために使用されるインフラストラクチャ及びアクションは、Data Analytics Servicesの説明においてより詳細に説明される。しかし、概して、オンラインデータモジュールが展開されるとき、オンラインデータモジュールは、例えば図4Iに例証されるような、評価されているオフラインデータモジュールの場合と同様の、コンパイル及び実行プロセスに従う。しかしながら、オンラインデータモジュールのターゲット環境(複数可)は、その対応するオフラインデータモジュールのターゲット環境(複数可)とは異なる場合があり、オンラインデータモジュールは、プロセス制御システムまたはプラント内のライブで他ソースにバインドされる。
先に考察したように、DDE User Interface Applicationは、オペレーションの第2のモード、Data Analytics Dashboardを含む。Dashboardは、典型的には、(i)評価されているオフラインデータモジュール(例えば、ドラフトデータモデル)、及び/または(ii)オンラインプロセス制御システムまたはプラントに展開されているオンラインデータモジュールであるモジュールを閲覧及び/または管理するために、ユーザによって活用される。視覚的及び他の表現を用いて、Dashboardは、ユーザに、オフラインデータモデルの評価に対応するステータス及び他の情報の所見、ならびに展開されたオンラインデータモジュールの所見及びオンラインデータモジュールによって生成されているリアルタイムまたはライブ情報を提供する。概して、Data Analytics Dashboardモードは、ユーザに、ユーザがオンライン及びオフラインデータモジュールを監視及び管理できるインターフェイスを提供する。ユーザはまた、任意のオフラインデータモジュールの評価及び任意のオンラインデータモジュールの実行を、Dashboardから終結することもできる。概して、必ずしもそうではないが、Data Analytics Dashboardに表示される情報のうちの少なくとも一部は、DDE User Interface ApplicationのData Analytics Servicesによって、Dashboard350に提供される。
図1〜3及び4A〜4N−2の考察において見られるように、分散型工業プロセスパフォーマンス監視及び/または分析システム、すなわちDAS100は、工業プロセスプラトに関する、データ分析構成、データモデリング、データモデル実行、データビジュアリゼーション、及びストリーミングサービスをサポートするプラットフォームを提供する。先に考察したように、監視及び分析システム100の様々なノードがプロセス制御システムまたはプラント5内に埋め込まれるものの、典型的には、分析プラットフォーム100のデータ通信ネットワーク112は、プロセスプラント5の既存のDCS、PLS、衛生監視、及び他のシステムの外側に(また、それらから独立して)存在する。ある例示的構成においては、データ分析ネットワーク112は、プロセスプラント5の上にオーバーレイされ、それによって、プロセスプラント5の従来型のプロセス制御通信ネットワーク10、70等の大部分または全てからネットワーク112は分離される。従来型のプロセス制御通信ネットワークは、プラント5のプロセス及びオペレーションの制御部を制御、管理、及び/または監督するために、プロセス制御データの送信を継続するが、一方で、データ分析ネットワーク112は、プロセスプラント5のオペレーションに関する知識、例えば記述的知識、予測的知識、及び/または規定的知識の発見のために、分析データ(これは、従来型プロセス制御通信ネットワークを通じて送信されるデータのコピーを含み得る)を送信する。データ分析システム100のアーキテクチャは、データ分析システム100を、既存のレガシであるプロセスプラント5に容易に追加または統合させる。
Data Studioによる、オフラインデータダイアグラムのオンラインデータダイアグラムへの転換、オフライン及びオンラインブロック及びモジュールの両方の実行、ならびにダイアグラムによって表される分析の機能性は、データ分析システム(DAS)100等の工業パフォーマンス監視/分析システムによって提供される、Analytics Serviceによって実現される。Analytics Serviceは、本明細書においては交換可能に、「Service」、「Services」、または「Analytics Services」と呼ばれる。本明細書に記載されるAnalytics Servicesのいずれかの部分または全ての部分が、図1、2、3、及び/または4A〜4Qのいずれかの部分または全ての部分と併せて、かつ/あるいは図1、2、3、及び/または4A〜4Qにそれぞれ対応する本開示の節に記載される任意の数の特色及び/または技法と併せて動作し得る。
図5Dは、ブロック604a〜604g及びワイヤ606a〜606hを含む、構成されたオフラインダイアグラム602をその上に有する、例示的キャンバス600を描写する図である。図5Aを再度参照すると、キャンバス600は、ウェブクライアントプロセス502によって表示され、特に、アプリケーションエンティティ514と協働する表示エンティティ510によって表示される。アプリケーションエンティティ514は、データサービスエンティティ516を介して、データ(ブロック定義ライブラリ252を含む)を受信するが、このデータサービスエンティティ516は、サーバ通信エンティティ518を介して、ウェブサーバプロセス540と連通している。
Offlineダイアグラムを扱っている、DDE User Interface Applicationのユーザは概して、以下の2つのうちの一方、または両方を行うことを期待している。(1)様々なデータのセットを探査して、様々なデータセット及び/または事象間の関係性を探究及び発見すること、ならびに(2)リアルタイムの連続的予測能力を実装することを目的として、それらの関係性のモデルを作成すること。後者を実現するには、前者への取り組みに費やされた時間の何らかの尺度が必要となる。すなわち、(全てではないが)多くの事例においては、ユーザは、データセットを探査して、様々な分析ツール(主構成要素分析、フーリエ解析、回帰分析等)を用いてデータ間の関係性を見つけ、予測値を有するように考えられる関係性が見つかった場合、ユーザは、その分析をモデルとして実装し、それをプロセスのリアルタイム連続分析に採用する。
無論、発見された関係性をプロセスのオペレーションの改善に向けて採用し得る1つの方法は、発見された関係性を用いて、リアルタイム連続予測を実施することによるものである。具体的には、値の1つのセットを、別の値(複数可)(または何らかの事象(複数可)の発生)を予測するために使用できるように、プロセスの履歴データにおいて、プロセス値間または他のデータ間の1つ以上の関係性を発見することで、発見された関係性を使用して、プロセスからのリアルタイムデータを見て、同じ値(複数可)(または同じ事象(複数可)の発生)を予測することができる。DDE User Interface Application及びAnalytic Servicesが、下に記載されるように、予測的分析を実施するための、発見された関係性の使用を容易にする。
工業パフォーマンス監視/分析システム100が動作する、プロセス制御システムまたは環境と関連付けられるデータソースは、典型的には時系列データを提供するが、他の種類のデータも使用され得る(例えば、1つ以上のプロセスプラント5において別個に実行される複数のバッチからの横断的データ)。時系列データは、フィールドデバイス15〜22及び40〜46を含む、プロセスプラント5内の様々な種類の測定デバイスからの様々な種類のデータ測定値を含み得る。データソースは、それらのフォーマットにおいて、一般的に知られているものから著作権のあるフォーマット、例えば、OSISoft PI、DeltaV Historian、SEEQ、FF3、及び/またはスプレッドシートに手動で捕捉されたフォーマットに至るまで、広い範囲にわたって異なり得る。一部のデータソースがリレーショナルデータベースを含み得る一方で、他のデータソースは非リレーショナル(NoSQL)データベースを含み得る。なおも更なるデータソースは、データベースではない場合があり、代わりにファイルディレクトリまたはドキュメント(例えば、XMLドキュメント)内のテキストを用いてデータを記憶する。クエリ構文における差異に加えて、データソースの多様性が、データが記憶される方法の差異により、根本的に異なるクエリ構造を必要とし得る。例えば、Mongo等のドキュメント指向非リレーショナルデータベースは、MySQL等のリレーショナルデータベースにおける、SQLクエリを通じてアクセス可能な表形式ではなく、ドキュメントに基づいてデータを記憶する。したがって、異なる種類のデータソースに記憶されるデータについてのクエリは、フォーマット及び構文の差異に加えて、別個の構造及び規則を採用する。様々なデータソースの下のクエリメカニズムの各々を使用して、その中に記憶されるデータにアクセスするのではなく、本明細書に記載される工業パフォーマンス監視/分析システム及び技法(ならびに、特に、DDE User Interface Application)は、図6Aに示されているように、標準化クエリを活用して、データソース702a〜702fの各々とインターフェイスで接続する。
新規データ分析技法または機能(例えば、分散型工業プロセスパフォーマンス監視/分析システムまたはDAS100によって提供され得る)は、プロセスプラント5等のプロセス制御システムまたはプラントにおける早期警戒故障検出のための、周波数分析の分析技法である。該新規周波数分析の分析技法または機能は、本明細書においては、「ローリング高速フーリエ変換」または「ローリングFFT」と呼ばれ、本明細書に記載されるシステム、アーキテクチャ、方法、及び技法のうちのいずれかと併せて活用できる。例えば、ローリングFFT用のデータブロック定義が、データブロック定義ライブラリ252内に記憶され、また、オフラインで実行され、かつ/あるいはオンラインで実行されるデータモジュールにおいて活用できるようにユーザに対して利用可能にされ得る。追加的または代替的に、1つ以上の分散型データエンジン102xが、1つ以上のDDE102xにおいて獲得されたデータに対してローリングFFTを実行してもよい。しかし、ローリングFFTは、本明細書に記載されるシステム、アーキテクチャ、方法、及び技法と併せて使用することのみに限定されず、時系列データを生成する任意のシステム、アーキテクチャ、方法、及び/または技法と併せて活用してもよい。下に示されるように、ローリングFFT分析技法または機能は、記述的分析及び予測的分析両方の組み合わせである。
Claims (82)
- 分散型工業プロセス監視及び分析システムであって、
プロセスを制御するように動作しているプロセスプラント内に埋め込まれた、複数の分散型データエンジン(DDE)であって、前記DDEの各々が、前記プロセスプラントによって制御されている前記プロセスの結果としてデータを生成している、それぞれの1つ以上のデータソースに連結され、前記DDEの各々が、前記それぞれの1つ以上のデータソースによって生成されている前記データを記憶する、複数の分散型データエンジンと、
前記複数の分散型データエンジン間の分析データのストリーミング、及び前記複数のDDEにおいて記憶されるデータに関するクエリの送信をサポートする、データ分析ネットワークと、を備える、システム。 - 前記データ分析ネットワークが、前記プロセスプラントの他のプロセス制御通信ネットワークをオーバーレイする、請求項1に記載のシステム。
- 前記データ分析ネットワークが、前記プロセスプラントの他のプロセス制御通信ネットワークと並列に配置される、請求項1に記載のシステム。
- 前記複数のDDEのうちの少なくとも1つのDDEが、前記プロセスを制御するように動作しているプロセス制御デバイスと一体である、請求項1に記載のシステム。
- 前記プロセス制御デバイスが、前記プロセスを制御するように、プロセス制御通信ネットワークを通じて別のプロセス制御デバイスに信号を送信する、請求項4に記載のシステム。
- 前記複数のDDEにおいて記憶されるデータに関するクエリが、前記DDE、ユーザインターフェイス、またはアプリケーションのうちの1つ以上によって生成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記複数のDDEにおいて記憶される前記データに関する前記クエリが、2つ以上のDDEにまたがって記憶されるデータに関するクエリを含む、請求項6に記載のシステム。
- 前記複数のDDEにおいて記憶される前記データが、前記データ分析ネットワークを介して、分析データヒストリアンに定期的に移送される、請求項1に記載のシステム。
- 前記分析データヒストリアンが、前記プロセスプラントのプロセス制御通信ネットワークを介してアクセス可能なプロセス制御データヒストリアンから独立する、請求項8に記載のシステム。
- 前記DDEの各々が、前記それぞれの1つ以上のデータソースによって生成される前記データを記憶するデータ記憶領域に加えて、キャッシュを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記複数のDDEのうちの第1のDDEが、前記第1のDDEに連結される前記それぞれの1つ以上のデータソースが登録するクラスタを告知する、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1のDDEに連結される前記それぞれの1つ以上のデータソースが、前記第1のDDEによって告知される前記クラスタに、制御されている前記プロセスの結果として、前記それぞれの1つ以上のデータソースによって生成されている前記データを公開する、請求項11に記載のシステム。
- 前記第1のDDEによって公開されるデータが、前記第1のDDEに連結される前記それぞれの1つ以上のデータソースによって生成されるデータの少なくとも一部を用いて前記第1のDDEによって実施される、データ分析の結果を含む、請求項11に記載のシステム。
- 前記第1のDDEによって告知される前記クラスタがローカルクラスタであり、第2のDDEが、前記第1のDDEが登録し、かつ前記第1のDDEがデータを公開するリージョナルクラスタを告知する、請求項11に記載のシステム。
- 前記リージョナルクラスタに対応する前記第2のDDEが、別のリージョナルクラスタとのデータ交換を確立するために使用される、ロケーションサービスまたはデータディクショナリのうちの少なくとも1つを提供する、請求項14に記載のシステム。
- 1つ以上の追加的なローカルクラスタに対応する1つ以上の追加的なDDEが、前記リージョナルクラスタに登録され、前記リージョナルクラスタにデータを公開する、請求項14に記載のシステム。
- 第3のDDEが、前記第2のDDEが登録し、かつ前記第2のDDEがデータを公開する集中型クラスタを告知する、請求項14に記載のシステム。
- 前記第2のDDEが、前記データ分析ネットワークを介して前記集中型クラスタに、前記第2のDDEにおいて記憶される前記データの少なくとも一部分を公開する、請求項17に記載のシステム。
- 前記第2のDDEによって前記集中型クラスタに公開される前記データが、前記第2のDDEにおいて受信される別のDDEからのデータを用いて前記第2のDDEによって実施される、データ分析の結果を含む、請求項17に記載のシステム。
- 1つ以上の追加的なリージョナルクラスタに対応する1つ以上の追加的なDDEが、前記集中型クラスタに登録され、前記集中型クラスタにデータを公開する、請求項17に記載のシステム。
- 前記集中型クラスタが、クラウドコンピューティング環境にホストされる、請求項17に記載のシステム。
- 前記プロセスプラントが、第1のプロセスプラントであり、かつ他のプロセスプラントに対応する他のクラスタが、前記集中型クラスタに登録され、前記集中型クラスタにデータを公開する、請求項17に記載のシステム。
- 前記集中型クラスタが、前記データ分析ネットワークに関する規則のセットを記憶し、前記規則のセットが、複製またはバックアップのうちの少なくとも1つに対応する規則を含む、請求項17に記載のシステム。
- 前記データ分析ネットワークに関する規則のセットを管理するためにユーザインターフェイスを更に含み、前記規則のセットが、複製またはバックアップのうちの少なくとも1つに対応する規則を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記DDEのうちの少なくとも1つが、前記データ分析ネットワークに、前記DDEのうちの前記1つに対応する前記それぞれの1つ以上のデータソースによって生成されている前記データの少なくとも一部を公開する、請求項1に記載のシステム。
- 前記DDEのうちの別の1つが、前記DDEのうちの前記1つに対応する前記それぞれの1つ以上のデータソースによって生成されており、前記DDEのうちの前記1つによって公開されている前記データの前記少なくとも一部をサブスクライブする、請求項25に記載のシステム。
- 前記DDEのうちの前記別の1つが、前記サブスクライブされるデータに対して1つ以上のデータ分析機能を実施する、請求項26に記載のシステム。
- 前記DDEのうちの前記別の1つによって実施される前記1つ以上のデータ分析機能の結果が、前記データ分析ネットワークに公開される、請求項27に記載のシステム。
- 前記データ分析ネットワークにおいて実行されて、前記1つ以上のDDEにおいて記憶されるデータを獲得し、前記獲得したデータに対して1つ以上のデータ分析機能を実施して分析出力を生成する、データ分析モデルを更に備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記1つ以上のデータ分析機能が、記述的分析機能を含み、かつ前記分析出力が、前記記述的分析機能を実施することによって決定される、前記プロセスプラントの特性を含む、請求項29に記載のシステム。
- 前記1つ以上のデータ分析機能が、予測的分析機能を含み、かつ前記分析出力が、前記予測的分析機能を実施することによって決定される、1つ以上の予測値を含む、請求項29に記載のシステム。
- 前記1つ以上の予測値が、予測されるパフォーマンスを示す値、予測される故障もしくは破損を示す値、予測される時間間隔を示す値、または前記プロセスプラントの少なくとも一部分の別の特性を示す値のうちの少なくとも1つを含む、請求項31に記載のシステム。
- 前記1つ以上のデータ分析機能が、規定的分析機能を含み、かつ前記分析出力が、前記プロセスプラントに関する1つ以上の規定的アクションを含む、請求項29に記載のシステム。
- 前記1つ以上の規定的アクションが、前記プロセスプラント内の故障または破損の影響を軽減する、請求項33に記載のシステム。
- 前記1つ以上の規定的アクションが、予測される事象または状態の発生の可能性を低下させ、前記予測される事象または状態が、前記プロセスプラントの少なくとも一部分の故障、破損、パフォーマンスのレベル、または劣化のレベルに対応する、請求項33に記載のシステム。
- データ分析ユーザインターフェイスアプリケーションを更に備え、これを介して、ユーザが、1つ以上のDDEにおいて記憶されるデータを獲得し、前記1つ以上のDDEから獲得した前記データに基づいて、前記プロセスプラントの1つ以上の値を予測する、データ分析モデルを開発する、請求項1に記載のシステム。
- 前記データ分析モデルによって前記1つ以上のDDEから獲得される前記データが、前記プロセスを制御している間に前記プロセスプラントによって生成される、連続的にアップデートされるデータを含み、かつ
前記データ分析モデルが、前記1つ以上のDDEから獲得される前記連続的にアップデートされるデータに対して連続的に実行され、それによって連続出力を生成し、前記連続出力が、前記プロセスプラントの前記1つ以上の予測値に対する連続アップデートを含む、請求項36に記載のシステム。 - 前記データ分析モデルによって前記1つ以上のDDEから獲得される前記連続的にアップデートされるデータが、前記1つ以上のDDEから前記データ分析モデルに前記データ分析ネットワークを介してストリーミングされるデータを含む、請求項37に記載のシステム。
- 前記データ分析モデルが、前記データ分析ネットワークを介して、前記連続的にアップデートされるデータを獲得するように、前記1つ以上のDDEにクエリを送信する、請求項37に記載のシステム。
- 前記データ分析モデルによって生成される前記連続出力が、連続的にアップデートされるグラフィカルビジュアリゼーションを用いて、ユーザインターフェイスに表示される、請求項37に記載のシステム。
- 前記1つ以上の予測値の前記連続的にアップデートされるグラフィカルビジュアリゼーションが、前記プロセスプラントによって生成され、かつ前記1つ以上の予測値に対応する、1つ以上の実測値の連続的にアップデートされるグラフィカルビジュアリゼーションと併せて、前記ユーザインターフェイスに表示される、請求項40に記載のシステム。
- 前記データ分析モデルの精度の指標を呈示することを更に含み、前記精度が、前記1つ以上の予測値と、前記1つ以上の実測値との比較に基づく、請求項41に記載のシステム。
- 前記データ分析モデルによって生成される前記連続出力が、前記複数のDDEのうちの少なくとも1つにストリーミングされる、請求項37に記載のシステム。
- ユーザインターフェイスが、前記複数のDDEのうちのいずれかにおいて記憶されるデータを獲得するための、ユーザインターフェイスを更に備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記データ分析ネットワークを介してストリーミングされる前記分析データが、前記複数のDDEによって実施されるデータ分析機能の結果と、前記プロセスプラント内の前記プロセスを制御している間にプロセス制御デバイスによって生成されるデータ、ヒストライズされたデータ、及び他のデータのうちの少なくとも1つとを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記複数のDDEによって実施される前記データ分析機能の前記結果が、別のデータ分析機能によって生成される新しい分析機能を含む、請求項45に記載のシステム。
- 前記プロセスプラント内の前記プロセスを制御している間にプロセス制御デバイスによって生成される前記データが、(i)前記プロセスを制御するように、1つ以上のプロセス制御通信ネットワークを通じて送信され、(ii)前記データ分析ネットワークを通じて送信され、かつ
前記ヒストライズされたデータが、(iii)1つ以上のプロセス制御通信ネットワークを通じて、ストレージのために、プロセス制御データヒストリアンに送信され、(iv)前記データ分析ネットワークを通じて、ストレージのために、分析データヒストリアンに送信される、請求項45に記載のシステム。 - 前記DDEのうちの少なくとも一部が、前記それぞれの1つ以上のデータソースによって生成されている前記データを、異なるフォーマットを用いてそれぞれ記憶する、請求項1に記載のシステム。
- プロセスを制御するように動作しているプロセス制御プラントのデータ分析ネットワーク内に含まれるクラスタによって、前記クラスタの存在を告知することと、
前記告知に対して応答し、前記プロセス制御プラントにおける前記プロセスの前記制御から得られる連続データを生成するデータソースを、前記クラスタによって、登録することと、
前記データソースによって生成された前記連続データを、前記クラスタによって、受信することと、
前記データソースによって生成された前記連続データの少なくとも一部を、前記データ分析ネットワークを介して、前記クラスタによって、データコンシューマへとストリーミングすることと、を含む、方法。 - 前記データコンシューマが、前記データソースにバインドされる、請求項49に記載の方法。
- 前記データ分析ネットワークが、前記プロセスを制御するようにプロセスプラントにおいて活用される全ての他のプロセス制御通信ネットワークをオーバーレイする、請求項49に記載の方法。
- 前記データソースが、前記プロセスを制御するようにプロセス制御通信ネットワークを通じて前記連続データを送信する、プロセス制御デバイスであり、かつ
前記プロセス制御デバイスによって生成された前記連続データを受信することが、前記プロセスを制御するように前記プロセス制御通信ネットワークを通じて前記プロセス制御デバイスによって送信された前記連続データの内容の少なくとも一部のコピーを、前記データ分析ネットワークを介して受信することを含む、請求項49に記載の方法。 - 前記データソースによって生成された前記連続データを受信することが、前記データソースによって生成され、前記クラスタに公開されているデータを受信することを含む、請求項49に記載の方法。
- 前記データソースによって生成された前記連続データを、前記クラスタにおいて、記憶することと、
前記データソースによって生成された前記連続データの少なくとも一部分を、前記クラスタにおいて、キャッシュすることと、を更に含む、請求項49に記載の方法。 - 前記クラスタにおいて記憶されるデータを、前記データ分析ネットワークを介して分析データヒストリアンに送信することを含む、前記クラスタにおいて記憶される前記データを定期的にヒストライズすることを更に含む、請求項54に記載の方法。
- 前記データコンシューマから前記データ分析ネットワークを介して、前記データソースによって生成された前記連続データの前記少なくとも一部に関するクエリを受信することを更に含み、前記データソースによって生成された前記連続データの前記少なくとも一部を前記データコンシューマにストリーミングすることが、前記クエリに基づく、請求項49に記載の方法。
- 前記連続データの前記少なくとも一部を前記データコンシューマにストリーミングすることが、前記連続データの前記少なくとも一部をユーザインターフェイスにストリーミングすることを含む、請求項49に記載の方法。
- 前記連続データの前記少なくとも一部を前記データコンシューマにストリーミングすることが、前記連続データの前記少なくとも一部を、データ分析機能への入力として使用されるように、データ分析アプリケーションにストリーミングすることを含む、請求項49に記載の方法。
- 前記クラスタがローカルクラスタであり、前記方法が、
リージョナルまたは集中型クラスタによって生成される告知を、前記ローカルクラスタによって検出することと、
前記ローカルクラスタを、前記リージョナルまたは集中型クラスタに、前記ローカルクラスタによって登録することと、
前記ローカルクラスタに対応する分析データを、前記データ分析ネットワークを介して、前記リージョナルまたは集中型クラスタに、前記ローカルクラスタによってストリーミングすることと、を更に含む、請求項49に記載の方法。 - 前記ローカルクラスタに対応する前記分析データを、前記リージョナルまたは集中型クラスタにストリーミングすることが、前記ローカルクラスタに対応する前記分析データを、前記リージョナルまたは集中型クラスタに公開することを含む、請求項59に記載の方法。
- 前記データソースによって生成された前記連続データの少なくとも一部分に対して、前記ローカルクラスタによって、1つ以上のデータ分析機能を実施することを更に含み、
前記ローカルクラスタに対応する前記分析データを、前記リージョナルまたは集中型クラスタにストリーミングすることが、前記データソースによって生成された前記連続データの前記少なくとも一部分に対して実施された前記1つ以上のデータ分析機能の結果を、前記リージョナルまたは集中型クラスタにストリーミングすることを含む、請求項59に記載の方法。 - 前記データソースによって生成された前記連続データの前記少なくとも一部分に対して、前記1つ以上のデータ分析機能を実施することが、前記データソースによって生成された前記連続データの前記少なくとも一部分、及び前記ローカルクラスタに登録された別のデータソースによって生成されたデータに対して、前記1つ以上のデータ分析機能を実施することを含む、請求項61に記載の方法。
- 前記クラスタが、プロセスプラント内に埋め込まれ、かつ前記データ分析ネットワークに連結される、複数の分散型データエンジン(DDE)のうちの1つ以上を含む、請求項49に記載の方法。
- データ分析ネットワーク内に含まれる集中型クラスタによって、前記集中型クラスタの存在を告知することと、
前記告知に対して応答し、プロセス制御プラント内のプロセスを制御する結果として生成される連続データを記憶及びストリーミングするように構成されるローカルクラスタを、前記集中型クラスタによって登録することであって、前記ローカルクラスタが、プロセスプラント内に埋め込まれ、前記プロセスを制御するように動作しながら、前記連続データの少なくとも一部分を生成する1つ以上のデータソースと通信可能に連結される、登録することと、
前記ストリーミングされる連続データの少なくとも一部分を、前記ローカルクラスタから前記集中型クラスタによって受信することと、
前記ローカルクラスタから受信した前記ストリーミングされた連続データの前記少なくとも一部分に対して、1つ以上のデータ分析機能を実施することと、
前記1つ以上のデータ分析機能の出力を、データ分析ネットワークを介して、データコンシューマにストリーミングすることと、を含む、方法。 - 前記データコンシューマが、前記集中型クラスタにバインドされる、請求項64に記載の方法。
- 前記データ分析ネットワークが、前記プロセスを制御するように前記プロセスプラントにおいて活用される全ての他のプロセス制御通信ネットワークをオーバーレイする、請求項64に記載の方法。
- 前記ローカルクラスタと通信可能に連結する前記1つ以上のデータソースが、プロセス制御デバイスを含み、かつ前記ストリーミングされる連続データの前記少なくとも一部分が、前記ローカルクラスタから、前記データ分析ネットワークを介して前記集中型クラスタにおいて受信され、前記プロセスを制御するようにプロセス制御通信ネットワークを通じて前記プロセス制御デバイスによって送信されるデータの内容の少なくとも一部のコピーを含む、請求項64に記載の方法。
- 前記ローカルクラスタから前記ストリーミングされる連続データの前記少なくとも一部分を受信することが、前記ローカルクラスタによって前記集中型クラスタに公開されているデータを受信することを含む、請求項64に記載の方法。
- 前記ローカルクラスタから受信した前記ストリーミングされる連続データの前記少なくとも一部分、及び前記1つ以上のデータ分析機能の前記出力を、前記集中型クラスタにおいて記憶することを更に含む、請求項64に記載の方法。
- 前記集中型クラスタにおいて記憶されるデータを、前記データ分析ネットワークを介して分析データヒストリアンに送信することを含む、前記集中型クラスタにおいて記憶される前記データを定期的にヒストライズすることを更に含む、請求項69に記載の方法。
- 前記データコンシューマから前記データ分析ネットワークを介して、前記1つ以上のデータ分析機能の前記出力に関するクエリを受信することを更に含み、前記1つ以上のデータ分析機能の前記出力の前記ストリーミングが、前記クエリに基づく、請求項64に記載の方法。
- 前記1つ以上のデータ分析機能の前記出力が、連続出力である、請求項64に記載の方法。
- 前記1つ以上のデータ分析機能の前記出力を、前記データコンシューマにストリーミングすることが、前記1つ以上のデータ分析機能の前記出力を、ユーザインターフェイスにストリーミングすることを含む、請求項64に記載の方法。
- 前記1つ以上のデータ分析機能の前記出力を、前記データコンシューマにストリーミングすることが、前記1つ以上のデータ分析機能の前記出力を、前記データ分析ネットワークにおいて実行されるデータ分析アプリケーションにストリーミングすることを含む、請求項64に記載の方法。
- 前記1つ以上のデータ分析機能の前記出力を、前記データコンシューマにストリーミングすることが、前記1つ以上のデータ分析機能の前記出力を、サブスクライバにストリーミングすることを含む、請求項64に記載の方法。
- 1つ以上の追加的なローカルクラスタを前記集中型クラスタに登録することと、前記1つ以上の追加的なローカルクラスタからそれぞれのデータを受信することとを更に含み、
前記ローカルクラスタから受信した前記ストリーミングされる連続データの前記少なくとも一部分に対して、前記1つ以上のデータ分析機能を実施することが、前記ローカルクラスタから受信した前記ストリーミングされる連続データの少なくとも一部分、及び前記1つ以上の追加的なローカルクラスタから受信した前記それぞれのデータに対して、前記1つ以上のデータ分析機能を実施することを含む、請求項64に記載の方法。 - 前記集中型クラスタによって、別の集中型クラスタと共に前記集中型クラスタを登録することを更に含み、
前記1つ以上のデータ分析機能の前記出力を、前記データコンシューマにストリーミングすることが、前記1つ以上のデータ分析機能の前記出力を、他方の集中型クラスタにストリーミングすることを含む、請求項64に記載の方法。 - 前記他方の集中型クラスタが、クラウドコンピューティング環境にホストされる、請求項77に記載の方法。
- 前記集中型クラスタが、クラウドコンピューティング環境にホストされる、請求項64に記載の方法。
- 前記集中型クラスタが、前記プロセスプラント内に埋め込まれる、複数の分散型データエンジン(DDE)のうちの1つ以上を含む、請求項64に記載の方法。
- クラスタ間の分析データ交換を確立するために使用される、ロケーションサービスまたはデータディクショナリのうちの少なくとも1つを、前記集中型クラスタによって提供することを更に含む、請求項64に記載の方法。
- 前記集中型クラスタによって、インターフェイスを提供することを更に含み、これを介して、ユーザが、前記データ分析ネットワーク内の複製及びバックアップに関する規則のセットを管理する、請求項64に記載の方法。
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