JP6768262B2 - プロセス制御システムにおけるビッグデータ - Google Patents

Description

本開示は、主に処理プラントおよびプロセス制御システムに関し、より詳細には、処理プラントおよびプロセス制御システムにおけるビッグデータの利用に関する。

例えば化学、石油または他の処理プラントに用いられる分散プロセス制御システムは典型的には、１つ以上のプロセスコントローラを含む。これらのプロセスコントローラは、アナログ、デジタルまたは組み合わされたアナログ／デジタルバスを介してまたは無線通信リンクまたはネットワークを介して１つ以上のフィールドデバイスへ通信可能に接続される。フィールドデバイスは、例えば、弁、弁ポジショナ、スイッチおよび送信器であり得（例えば、温度、圧力、レベルおよび流量センサー）、プロセス環境内に配置され、物理的またはプロセス制御機能（例えば、弁の開閉、プロセスパラメータの測定）を主に行って、処理プラントまたはシステム中において実行している１つ以上のプロセスを制御する。スマートフィールドデバイス（例えば、周知のフィールドバスプロトコルに適合するフィールドデバイス）は、制御計算、警告機能およびコントローラ内において一般的に実行される他の制御機能も行い得る。プロセスコントローラはまた、典型的にはプラント環境内に配置されることが多く、フィールドデバイスによって行われたプロセス測定を示す信号および／またはフィールドデバイスに関する他の情報を受信し、例えばプロセス制御決定を行う異なる制御モジュールを実行するコントローラアプリケーションを実行し、受信された情報に基づいて制御信号を生成し、フィールドデバイス中において行われている制御モジュールまたはブロック（例えば、ＨＡＲＴ（登録商標）、無線ＨＡＲＴ（登録商標）、およびＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）フィールドバスフィールドデバイス）と協働する。コントローラ中の制御モジュールは、制御信号を通信線またはリンクを介してフィールドデバイスへと送り、これにより、処理プラントまたはシステムのうち少なくとも一部の動作を制御する。

フィールドデバイスおよびコントローラからの情報は、データハイウェイを介して、１つ以上の他のハードウェアデバイス（例えば、オペレータワークステーション、パーソナルコンピュータまたはコンピューティングデバイス、データヒストリアン、報告生成器、中央データベースまたは（典型的には制御室またはより過酷なプラント環境から離隔位置にある他の場所に配置された）他の中央管理コンピューティングデバイス）へと利用可能にされることが多い。これらのハードウェアデバイスはそれぞれ、典型的には、処理プラント上に集中的に配置されるかまたは処理プラントの一部上に集中的に配置される。これらのハードウェアデバイスは、例えばプロセスの制御および／または処理プラントの操作（例えば、プロセス制御ルーチンの設定変更、コントローラまたはフィールドデバイス内の制御モジュールの動作の変更、プロセスの現状の視認、フィールドデバイスおよびコントローラから生成された警告の視認、人員の訓練またはプロセス制御ソフトウェアの試験の目的のためのプロセスの動作のシミュレーション、構成データベースの保持および更新）についての機能をオペレータが行うことを可能にするアプリケーションを実行する。ハードウェアデバイス、コントローラおよびフィールドデバイスによって用いられるデータハイウェイは、有線通信経路、無線通信経路、または有線通信経路および無線通信経路の組み合わせを含み得る。

一例として、ＤｅｌｔａＶ（商標）制御システム（Ｅｍｅｒｓｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔから販売）は、処理プラント内の多様な位置に配置された異なるデバイス内に保存されかつこれらの異なるデバイスによって実行される複数のアプリケーションを含む。構成アプリケーションは、１つ以上のワークステーションまたはコンピューティングデバイス中に常駐し、ユーザがプロセス制御モジュールの生成または変更を行い、これらのプロセス制御モジュールをデータハイウェイを介して専用分散コントローラへとダウンロードすることを可能にする。典型的には、これらの制御モジュールは、オブジェクト指向プログラミングプロトコル中のオブジェクトである通信可能に相互接続された機能ブロックによって構成される。これらのオブジェクトは、自身への入力に基づいて制御スキーム内の機能を行い、制御スキーム内の他の機能ブロックへ出力を提供する。構成アプリケーションにより、構成設計者がオペレータインターフェースの生成または変更を行うことも可能になる。これらのインターフェースは、視認用アプリケーションによってデータをオペレータへ表示することおよびオペレータによる設定の変更（例えば、設定点）をプロセス制御ルーチン内において可能にすることのために、用いられる。各専用コントローラおよび場合によっては１つ以上のフィールドデバイスは、各コントローラアプリケーションを保存および実行する。各コントローラアプリケーションは、制御モジュールを実行する。制御モジュールは、実際のプロセス制御機能を実行するために各コントローラアプリケーションへ割当およびダウンロードされる。視認用アプリケーションは、１つ以上のオペレータワークステーション上（またはオペレータワークステーションおよびデータハイウェイとの通信可能な接続を有する１つ以上の遠隔コンピューティングデバイス）上において実行され得、コントローラアプリケーションからのデータをデータハイウェイを介して受信し、このデータをユーザインターフェースを用いてプロセス制御システム設計者、オペレータまたはユーザへ表示し、複数の異なるビュー（例えば、オペレータのビュー、技術者のビュー、専門家のビュー）のうち任意のものを提供し得る。データヒストリアンアプリケーションは典型的には、データヒストリアンデバイス中に保存され、データヒストリアンデバイスによって実行される。データヒストリアンデバイスは、データハイウェイを介して提供されたデータのうち一部または全体を収集および保存する。構成データベースアプリケーションは、データハイウェイに取り付けられたさらなるコンピュータ内において実行して、現在のプロセス制御ルーチン構成とこの現在のプロセス制御ルーチン構成と関連付けられたデータとを保存する。あるいは、構成データベースは、構成アプリケーションと同じワークステーション内に配置してもよい。

現在公知のプロセス制御プラントおよびプロセス制御システムのアーキテクチャは、限られたコントローラおよびデバイスメモリ、通信帯域幅およびコントローラおよびデバイスプロセスまたは能力による影響を強く受ける。例えば、現在公知のプロセス制御システムアーキテクチャにおいて、コントローラ中における動的および静的不揮発性メモリの使用が通常最小化されるかまたは少なくとも注意深く管理される。その結果、システム構成（例えば、先験的なシステム構成）時において、ユーザは典型的には、コントローラ中のデータのうちアーカイブまたは保存すべきものと、そのデータが保存される頻度と、圧縮を用いるか否かとを選択しなければならないため、コントローラは、この限られた１組のデータ規則と共に構成される。その結果、トラブルシューティングおよびプロセス分析において有用なデータがアーカイブされなくなることが頻繁にあり、このデータが収集された場合、有用な情報がデータ圧縮に起因して失われる場合がある。

さらに、現在公知のプロセス制御システムにおけるコントローラメモリ使用量を最小化するために、アーカイブまたは保存すべき選択された（コントローラの構成によって示すような）データをワークステーションまたはコンピューティングデバイスへ報告して、適切なデータヒストリアンまたはデータサイロ中へ保存する。データの報告に用いられている現在の技術の場合、通信リソースの利用が不十分であるため、過度のコントローラローディングを誘発させる。さらに、ヒストリアンまたはサイロにおける通信およびサンプリングの時間遅延に起因して、データ収集および時間スタンピングと実際のプロセスとの同期状態が崩れる場合が往々にしてある。

同様に、バッチプロセス制御システムにおいて、コントローラメモリ使用量の最小化のために、コントローラ構成のバッチレシピおよびスナップショットは典型的には、データ中央管理コンピューティングデバイスまたは位置（例えば、データサイロまたはヒストリアンにおけるもの）を保存したままであり、必要な場合のみにコントローラへと転送される。このような戦略に起因して、コントローラや、ワークステーションまたは中央管理コンピューティングデバイスとコントローラとの通信におけるバーストロードが多大になる。

さらに、現在公知のプロセス制御システムの関係データベースの能力および性能は限られており、さらに、ディスク保存には従来から高いコストもかかるため、特定のアプリケーションの目的を満たすためにデータを独立したエンティティまたはサイロに構築する作業において大きな影響が出る。例えば、ＤｅｌｔａＶ（商標）システム内において、プロセスモデルのアーカイブ、連続的履歴データ、およびバッチおよびイベントデータが３つの異なるアプリケーションデータベースまたはデータサイロ中に保存される。各サイロは、サイロ中に保存されたデータへのアクセスのための異なるインターフェースを有する。

このようにしてデータを構築した場合、履歴データへのアクセスおよび使用の際に障壁が発生する。例えば、製品品質が変動する根本的原因は、これらのデータサイロよりもデータに関連し得る。しかし、サイロのファイル構造は異なるため、分析のためこのデータに迅速かつ容易にアクセスすることを可能にするツールを提供することができていない。さらに、異なるサイロ上のデータを一貫させるためには、監査機能または同期機能を行う必要もある。

上記した現在公知の処理プラントおよびプロセス制御システムの制約および他の制約は、例えばプラント操作、トラブルシューティングおよび／または予測モデリング時において、処理プラントまたはプロセス制御システムの操作および最適化において発生してしまう場合がある。例えば、このような制約に起因して、トラブルシューティングのためのデータ入手およびモデル更新の生成のために、煩雑かつ冗長な作業フローを行う必要を余儀なくされる。さらに、データ圧縮、不十分な帯域幅または時間スタンプのシフトに起因して、入手されたデータが不正確になり得る。

「ビッグデータ」とは、余りにも大きいかまたは複雑であるため、従来のデータベース管理ツールおよび／またはデータ処理アプリケーション（例えば、関係データベースおよびデスクトップ統計パッケージ）が許容される長さの時間内に管理することが不可能な１つ以上のデータセットの収集を主に指す。典型的には、ビッグデータを用いるアプリケーションは、トランザクションおよびエンドユーザ向けである。例えば、ウェブサーチエンジン、ソーシャルメディアアプリケーション、マーケティングアプリケーションおよび小売りアプリケーションにおいて、ビッグデータを利用および操作することができる。ビッグデータは、現代のマルチプロセス、マルチコアサーバの並列処理能力のフル活用を可能にする分散データベースによってサポートされ得る。

プロセス制御システムまたはプラントのためのプロセス制御システムビッグデータネットワークまたはシステムにより、プロセスデータの大規模データマイニングおよびデータ分析をサポートする基盤が得られる。実施形態において、プロセス制御ビッグデータネットワークまたはシステムは、プロセス制御システムまたはプラント内に含まれかつプロセス制御システムまたはプラントと関連付けられたデバイスによって生成、受信および／または観測されたデータのうち全て（またはほとんど全て）を収集および保存するための複数のノードを含む。詳細には、プロセス制御ビッグデータネットワークのノードのうち１つは、プロセス制御システムビッグデータ装置であり得る。プロセス制御システムビッグデータ装置は、統一論理データ記憶領域を含み得る。この統一論理データ記憶領域は、プロセス制御システムによって生成されるかまたはプロセス制御システムに関連する、処理プラント、および処理プラントによって制御されている１つ以上のプロセスに関連する複数の種類のデータを共通フォーマットを用いて保存するように構成される。例えば、統一論理データ記憶領域は、構成データ、連続データ、イベントデータ、プラントデータ、ユーザアクションを示すデータ、ネットワーク管理データ、およびプロセス制御システムまたはプラントの外部のシステムから提供されたデータまたはプロセス制御システムまたはプラントの外部のシステムへ提供されたデータを記憶し得る。

従来技術のプロセス制御システムと異なり、プロセス制御システムビッグデータネットワークのノードにおいて収集されるべきデータの識別情報を先験的にノード中に定義または構成する必要は無い。さらに、データの収集およびノードからのデータ送信が行われる速度も、先験的に構成、選択または定義する必要がない。その代わりに、プロセス制御ビッグデータシステムは、ノードにおいて生成されたか、受信されたか、または入手された全データを（データが生成、受信または入手された速度で）自動収集することができ、また、収集されたデータを高い忠実性で保存対象であるプロセス制御システムビッグデータ装置へと送達することができる（例えば、オリジナルの情報の損失の原因となる損失の多いデータ圧縮または任意の他の技術を用いることなく送達することができる）（そして、任意選択的にネットワークの他のノードへ送達することができる）。

また、プロセス制御システムビッグデータシステムは、保存されたデータの任意の部分の高度なデータおよびトレンド分析を提供することができる。例えば、プロセス制御ビッグデータシステムは、任意の先験的構成無しにかつ任意の形式変換または変換無しに、プロセスデータに対する自動データ分析を提供することができる（このような自動データ分析は、従来技術のプロセス制御システムにおいては、異なるデータベースサイロ中に設けられる）。これらの分析に基づいて、プロセス制御システムビッグデータシステムは、詳細な知識発見を自動的に提供することができ、プロセス制御システムについて変更を提案するかまたはまたはさらなるエンティティを提案することができる。追加的にまたは代替的に、プロセス制御システムビッグデータシステムは、知識発見に基づいて、アクション（例えば、規範的アクション、予測的アクションまたは両方）を行い得る。プロセス制御システムビッグデータシステムはまた、ユーザが手動の知識発見を行うことと、処理プラントおよび関連付けられたリソースの計画、構成、作動、維持および最適化を行うこととを可能化および支援することができる。

プロセス制御プラントまたは環境内の知識発見およびビッグデータ技術は、従来のビッグデータ技術とは固有に異なる。典型的には、従来のビッグデータアプリケーションは単一のトランザクションであり、エンドユーザ指向であり、また、厳しい時間要求または依存性は持たない。例えば、ウェブ小売り業者は、ブラウズされた製品、購入された製品および顧客プロフィールに関するビッグデータを収集し、この収集されたデータを用いて、顧客が小売り業者のウェブサイトをナビゲートしている際に広告およびより高額な商品を売るための提案を個々の顧客に合わせて個別調整する。特定の小売りトランザクション（例えば、特定のデータ点）が不慮に小売り業者のビッグデータ分析から省略された場合において、特に分析されたデータ点数が極めて大きい場合、この省略による影響はごく小さい。最悪の場合には、特定の顧客に対して広告またはより高額な商品を売るための提案を、省略されたデータ点が小売り業者のビッグデータ分析に含まれていた場合に可能であった場合ほど個別にきめ細かく行うことができない可能性がある。

しかし、処理プラントおよびプロセス制御環境においては、時間の次元ならびに特定のデータ点の存在または省略は極めて重要となる。例えば、特定のデータ値が処理プラントの受信側コンポーネントへ特定の時間間隔内に送達されない場合、プロセスが制御不能となり得、その結果、火災、爆発、装置の損失および／または人命喪失に繋がり得る。さらに、処理プラント内において作動しかつ／または処理プラントの外部にある異なるコンポーネント、エンティティおよび／またはプロセス間の複数のおよび／または複雑な時間ベースの関係に起因して、動作効率、製品品質および／またはプラント安全性に影響が発生し得る。本明細書中に記載されるプロセス制御システムビッグデータ技術によって得られる知識発見により、このような時間ベースの関係の発見および利用が可能になり、これにより、より効率的かつ安全でありかつより高品質の製品の製造が可能な処理プラントを得ることが可能になる。

例えば、本明細書中に記載される技術は、特定の入力材料特性、特定の線における周囲空気圧力および特定の予期しないイベントの組み合わせに起因して、製品品質がＸ％だけ劣化し得ることを自動的に発見することができる。これらの技術はまた、当該予期しないイベントから３０分後に実行される異なるプロセスのパラメータを調節することにより製品品質劣化の可能性を軽減できることを自動的に決定することができ、また、パラメータを相応に調節するステップを自動的にとることができる。よって、本明細書中に記載される知識発見およびプロセス制御システムビッグデータ技術により、以下により詳細に説明するように、このような関係およびアクションを発見し、処理プラントまたはプロセス制御環境内において作用させることが可能になる。

処理プラントまたはプロセス制御システムのための例示的ビッグデータネットワークのブロック図である。 図１のプロセス制御システムビッグデータネットワーク中に含まれるプロバイダノードの例示的配置構成を示すブロック図である。 図１のプロセス制御システムビッグデータ電化製品においてデータの保存および履歴化を行うための電化製品データ受信器の例示的使用を示すブロック図である。 図１のプロセス制御システムビッグデータ電化製品に保存された履歴化データへアクセスするための電化製品リクエストサービサーの例示的使用を示すブロック図である。 図１のプロセス制御システムビッグデータスタジオの例示的実施形態のブロック図である。 図１のプロセス制御システムビッグデータスタジオによって提供される構成および調査環境と、処理プラントまたはプロセス制御システムの実行時間環境との間の例示的結合のブロック図である。 プロセス制御システムまたは処理プラント内においてビッグデータをサポートするための例示的方法のフロー図である。

図１は、処理プラントまたはプロセス制御システム１０のための例示的ビッグデータネットワーク１００のブロック図である。例示的プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００は、プロセス制御システムビッグデータ装置または電化製品１０２と、プロセス制御システムビッグデータネットワークバックボーン１０５と、複数のノード１０８とを含む。複数のノード１０８は、バックボーン１０５へ通信可能に接続される。プロセス関連データ、プラント関連データ、および他の種類のデータを複数のノード１０８において収集およびキャッシュすることができ、データをネットワークバックボーン１０５を介してプロセス制御システムビッグデータ装置または電化製品１０２へと長期保存（例えば、「履歴化」）および処理のために送達することができる。実施形態において、例えばプロセス制御をリアルタイムに行うために、データのうち少なくとも一部をネットワーク１００のノード間において送達することができる。

プロセス制御システム１０に関連する任意の種類のデータを、プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２において収集および保存することができる。実施形態において、プロセスデータを収集および保存することができる。例えば、プロセスが処理プラント１０において制御されている際生成され（かつ場合によってはプロセスのリアルタイム実行の効果を示す）リアルタイムプロセスデータ（例えば、連続、バッチ、測定およびイベントデータ）を収集および保存することができる。プロセス定義、配置構成または設定データ（例えば、構成データおよび／またはバッチレシピデータ）を収集および保存することができる。構成、実行およびプロセス診断結果に対応するデータを収集および保存することができる。他の種類のプロセスデータも収集および保存され得る。

実施形態において、バックボーン１０５および処理プラント１０の他の多様な通信ネットワークのデータハイウェイトラフィックおよびネットワーク管理データを収集および保存することができる。実施形態において、ユーザ関連データ（例えば、ユーザトラフィック、ログイン試行、クエリおよび命令に関連するデータ）を収集および保存することができる。テキストデータ（例えば、ログ、操作手順、マニュアル）、空間データ（例えば、位置ベースのデータ）およびマルチメディアデータ（例えば、閉回路ＴＶ、ビデオクリップ）を収集および保存することができる。

実施形態において、処理プラント１０に関連するデータ（例えば、処理プラント１０中に含まれる物理的設備（例えば、機械およびデバイス）に関連するデータ）のうち、プロセスを直接的に構成、制御または診断するアプリケーションによって生成されていないものを収集および保存することができる。例えば、振動データおよび蒸気トラップデータを収集および保存することができる。プラント安全性データを収集および保存することができる。例えば、プラント安全性に対応するパラメータ値を示すデータ（例えば、腐食データ、ガス検出データ）を保存することができ、あるいは、プラント安全性に対応するイベントを示すデータを保存することができる。機械、プラント設備および／またはデバイスの健康状態に対応するデータを収集および保存することができる。例えば、設備データ（例えば、振動データおよび他のデータに基づいて決定されたポンプ健康状態データ）を収集することができる。設備、機械および／またはデバイス診断の構成、実行および結果に対応するデータを収集および保存することができる。

いくつかの実施形態において、処理プラント１０の外部のエンティティによって生成または送信されたデータ（例えば、原材料、部品または設備の予測到着時間、天候データおよび他の外部データのコストに関連するデータ）を収集および保存することができる、実施形態において、ネットワークバックボーン１０５へ通信可能に接続された全ノード１０８によって生成、受信または観測された全データを収集することができ、その後、プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２において保存させることができる。

実施形態において、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００は、プロセス制御システムビッグデータスタジオ１０９を含む。プロセス制御システムビッグデータスタジオ１０９は、構成およびデータ調査のための主要インターフェース（例えば、他のアプリケーションによって用いられるユーザインターフェースまたはインターフェース）をプロセス制御システムビッグデータネットワーク１００中へ提供するように構成される。プロセス制御システムビッグデータスタジオ１０９は、プロセス制御システムビッグデータネットワークバックボーン１０５を介してビッグデータ電化製品１０２へ接続してもよいし、あるいは、プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２へ直接接続してもよい。

プロセス制御ビッグデータネットワークノード

プロセス制御ビッグデータネットワーク１００の複数のノード１０８は、ノード１１０〜１１５のいくつかの異なるグループを含み得る。ノード１１０の第１のグループ（本明細書中「プロバイダノード１１０」または「プロバイダデバイス１１０」と呼ぶ）は、１つ以上のノードまたはデバイスを含み得る。これら１つ以上のノードまたはデバイスは、プロセス制御データの生成、経路設定および／または受信を行って、処理プラント環境１０中におけるプロセスのリアルタイム制御を可能にする。プロバイダデバイスまたはノード１１０の例を挙げると、プロセス（例えば、有線および無線フィールドデバイス、コントローラ、または入力／出力（Ｉ／Ｏデバイス））を制御するためのプロセス制御データを生成および／またはプロセス制御データにより動作するようにされた主要機能を有するデバイスがある。プロバイダデバイス１１０の他の例を挙げると、主要機能がプロセス制御システムの１つ以上の通信ネットワーク（そのうち１つとして、プロセス制御大型ネットワーク１００がある）を通じてアクセスまたは経路設定を提供するデバイスがある（例えば、アクセスポイント、ルータ、有線制御バスへのインターフェース、無線通信ネットワークへのゲートウェイ、外部ネットワークまたはシステムへのゲートウェイ、および他のこのような経路設定およびネットワーキングデバイス）。プロバイダデバイス１１０のさらに他の例を挙げると、主要機能がプロセスデータおよびプロセス制御システム１０全体に蓄積された他の関連データを一時的に保存し、一時保存されたデータを履歴化のためにプロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２へ送信することであるデバイスがある。

実施形態において、プロバイダデバイス１１０のうち少なくとも１つを通信可能にプロセス制御ビッグデータネットワークバックボーン１０５へ直接的に接続することができる。実施形態において、プロバイダデバイス１１０のうち少なくとも１つを通信可能にバックボーン１０５へ間接的に接続することができる。例えば、無線フィールドデバイスは、ルータ、およびアクセスポイントおよび無線ゲートウェイを介して通信可能にバックボーン１０５へ接続され得る。典型的には、プロバイダデバイス１１０は一体ユーザインターフェースを持たないが、プロバイダデバイス１００のうちいくつかは、例えば有線または無線通信リンクを介した通信またはユーザインターフェースデバイスをプロバイダデバイス１１０のポートにプラグインするすることにより、ユーザコンピューティングデバイスまたはユーザインターフェースとの通信可能な接続を持つ能力を持ち得る。

ノード１１２の第２のグループ（本明細書中「ユーザインターフェースノード１１２またはユーザインターフェースデバイス１１２」と呼ぶ）は、１つ以上のノードまたはデバイスを含み得る。これら１つ以上のノードまたはデバイスはそれぞれ、一体ユーザインターフェースを有する。一体ユーザインターフェースを介して、ユーザまたはオペレータがプロセス制御システムまたは処理プラント１０と相互作用して、処理プラント１０に関連する活動を行う（例えば、構成、ビュー、監視、試験、分析、診断、注文、計画、スケジュール、注釈、および／または他の活動）。これらのユーザインターフェースノードまたはデバイス１１２の例を挙げると、モバイルまたは固定型コンピューティングデバイス、ワークステーション、ハンドヘルドデバイス、タブレット、サーフェスコンピューティングデバイス、およびプロセッサ、メモリおよび一体ユーザインターフェースを有する任意の他のコンピューティングデバイス、がある。一体型ユーザインターフェースは、画面、キーボード、キーパッド、マウス、ボタン、タッチスクリーン、タッチパッド、生体インターフェース、スピーカおよびマイクロフォン、カメラおよび／または任意の他のユーザインターフェース技術を含み得る。各ユーザインターフェースノード１１２は、１つ以上の一体型ユーザインターフェースを含み得る。ユーザインターフェースノード１１２は、プロセス制御ビッグデータネットワークバックボーン１０５への直接接続を含み得るか、または、例えばアクセスポイントまたはゲートウェイを介したバックボーン１０５への間接接続を含み得る。ユーザインターフェースノード１１２は、通信可能にプロセス制御システムビッグデータネットワークバックボーン１０５へ有線的におよび／または無線的に接続され得る。いくつかの実施形態において、ユーザインターフェースノード１１２は、ネットワークバックボーン１０５へアドホック的に接続され得る。

もちろん、プロセス制御ビッグデータネットワーク１００の複数のノード１０８は、プロバイダノード１１０およびユーザインターフェースノード１１２のみに限定されない。１つ以上の他の種類のノード１１５は、複数のノード１０８内に設けてもよい。例えば、処理プラント１０の外部のシステム（例えば、研究室システムまたは材料取り扱いシステム）のノードをシステム１００のネットワークバックボーン１０５へ通信可能に接続することができる。ノードまたはデバイス１１５を直接的または間接的接続を介してバックボーン１０５へ通信可能に接続することができる。ノードまたはデバイス１１５は、有線または無線接続を介してバックボーン１０５へ通信可能に接続され得る。いくつかの実施形態において、他のノード１１５のグループをプロセス制御システムビッグデータネットワーク１００から省略してもよい。

実施形態において、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００のノード１０８のうち少なくとも一部は、一体型ファイアウォールを含み得る。さらに、任意の数のノード１０８（例えば、ゼロ個のノード、１個のノードまたは１個よりも多くのノード）はそれぞれ、タスク、測定、イベントおよび他のデータをリアルタイムで保存またはキャッシュするための各メモリ記憶部（図１中、アイコンＭ_Ｘによって示す）を含み得る。実施形態において、メモリ記憶部Ｍ_Ｘは、高密度メモリ記憶部技術を含み得る（例えば、ソリッドステートドライブメモリ、半導体メモリ、光学メモリ、分子メモリ、生物メモリ、または任意の他の適切な高密度メモリ技術）。いくつかの実施形態において、メモリ記憶部Ｍ_Ｘは、フラッシュメモリも含み得る。メモリ記憶部Ｍ_Ｘ（および場合によってはフラッシュメモリ）は、各ノード１０８において生成されたか、受信されたか、または観測されたデータを一時的に保存またはキャッシュするように構成され得る。ノード１０８のうちいくつか（例えば、コントローラデバイス）のフラッシュメモリＭ_Ｘは、ノード構成、バッチレシピおよび／または他のデータのスナップショットを保存することもでき、これにより、通常の操作時または停電後またはノードのオフラインの原因となる他のイベント後においてこの情報を用いる際の遅延が最小化される。プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００の実施形態において、ノード１１０および１１２ならびに任意の数のノード１１５は全て、高密度メモリ記憶部Ｍ_Ｘを含み得る。異なる種類または技術の高密度メモリ記憶部Ｍ_Ｘを１組のノード１０８上においてまたはこの１組のノード１０８に含まれるノードのサブセット上において用いることが可能であることが理解される。

実施形態において、任意の数のノード１０８（例えば、ゼロ個のノード、１個のノードまたは１個よりも多くのノード）はそれぞれ、各マルチコアハードウェアを含み得る（例えば、マルチコアプロセッサまたは別の種類の並列プロセッサ）（例えば、図１中にアイコンＰ_ＭＣＸによって示すようなもの）。ノード１０８のうち少なくとも一部は、ノードにおけるリアルタイムデータをキャッシュするために（およびいくつかの実施形態においてキャッシュされたデータをプロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２における保存のために送信させるために）、各プロセッサＰ_ＭＣＸのコアのうち１つを指定し得る。追加的にまたは代替的に、ノード１０８のうち少なくとも一部は、各マルチコアプロセッサＰ_ＭＣＸの複数のコアのうち１つよりも多くをリアルタイムデータのキャッシュのために指定し得る。いくつかの実施形態において、リアルタイムデータをキャッシュする（および場合によってはキャッシュされたデータをビッグデータ電化製品１０２に保存する）ための１つ以上の指定されたコアは、そのように排他的に指定され得る（例えば、１つ以上の指定されたコアは、ビッグデータのキャッシュおよび送信に関連する処理以外の処理を行わない）。実施形態において、ノード１０８のうち少なくともいくつかは、処理プラント１０におけるプロセスを制御するための動作を行うものとしてコアの１つを指定し得る。実施形態において、１つ以上のコアがプロセス制御動作を行うものとして排他的に指定され得、これらのコアは、ビッグデータのキャッシュおよび送信には用いることはできない。異なる種類または技術のマルチコアプロセッサＰ_ＭＣＸを１組のノード１０８上または１組のノード１０８のノードのサブセット上において用いることが可能であることが理解される。プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００の実施形態において、ノード１１０および１１２ならびに任意の数のノード１１５は、いくつかの種類のマルチコアプロセッサＰ_ＭＣＸを含み得る。

しかし、図１においては各ノード１０８をマルチコアプロセッサＰ_ＭＣＸおよび高密度メモリＭ_Ｘ双方を含むものとして図示しているが、各ノード１０８にマルチコアプロセッサＰ_ＭＣＸおよび高密度メモリＭ_Ｘ双方を設ける必要は無い点に留意されたい。例えば、ノード１０８のうちいくつかにはマルチコアプロセッサＰ_ＭＣＸのみを設け、高密度メモリＭ_Ｘは設けなくてもよく、ノード１０８のうちいくつかに高密度メモリＭ_Ｘのみを設け、マルチコアプロセッサＰ_ＭＣＸは設けなくてもよく、ノード１０８のうちいくつかにマルチコアプロセッサＰ_ＭＣＸおよび高密度メモリＭ_Ｘ双方を設けてもよく、かつ／または、ノード１０８のうちいくつかにマルチコアプロセッサＰ_ＭＣＸまたは高密度メモリＭ_Ｘ双方を設けなくてもよい。

プロバイダノードまたはデバイス１１０によるキャッシュまたは収集が可能なリアルタイムデータの例を挙げると、測定データ、構成データ、バッチデータ、イベントデータおよび／または連続データがある。例えば、構成、バッチレシピ、設定点、出力、速度、制御アクション、診断、警告、イベントおよび／またはその変更に対応するリアルタイムデータを収集することができる。リアルタイムデータの他の例を挙げると、プロセスモデル、統計、状態データおよびネットワークおよびプラント管理データがある。

ユーザインターフェースノードまたはデバイス１１２によるキャッシュまたは収集が可能なリアルタイムデータの例を挙げると、例えば、ユーザログイン、ユーザクエリ、ユーザが（例えばカメラ、オーディオまたはビデオ記録デバイスによって）キャプチャしたデータ、ユーザコマンド、ファイルの生成、改変または削除、ユーザインターフェースノードまたはデバイスの物理的または空間位置、ユーザインターフェースデバイス１１２によって行われた診断または試験の結果、およびユーザインターフェースノード１１２との相互作用するユーザによって開始されたかまたはユーザインターフェースノード１１２と相互作用するユーザに関連する他のアクションまたは活動がある。

収集されたデータは、動的データまたは静的データであり得る。収集されたデータを挙げると、例えば、データベースデータ、ストリーミングデータ、および／またはトランザクションデータ。一般的には、ノード１０８によって生成、受信または観測された任意のデータを、対応する時間スタンプまたは収集／キャッシュ時間の通知と共に収集またはキャッシュすることができる。好適な実施形態において、ノード１０８によって生成、受信または観測された全データは、各データの収集／キャッシュ時間の各通知（例えば、時間スタンプ）と共にメモリ記憶部（例えば、高密度メモリ記憶部Ｍ_Ｘ）中に収集またはキャッシュされる。

実施形態において、ノード１１０および１１２それぞれ（ならびに任意選択的にはその他のノード１１５のうち少なくとも１つ）は、リアルタイムデータを自動的に収集またはキャッシュすることと、収集／キャッシュされたデータをビッグデータ電化製品１０２および／または他のノード１０８へ送達することとを（損失の多いデータ圧縮、データサブサンプリングまたはデータ収集目的のためのノードの構成を必要とすることなく）行うように、構成され得る。従来技術のプロセス制御システムと対照的に、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００のノードまたはデバイス１０８において収集されたデータの識別情報は、先験的にデバイス１０８中に構成する必要が無い。さらに、ノード１０８からデータを収集および送達する速度も構成、選択または定義する必要が無い。すなわち、プロセス制御ビッグデータシステム１００のノード１１０および１１２（ならびに任意選択的にその他のノード１１５のうち少なくとも１つ）は、ノードによって生成、受信または入手された全データをデータが生成、受信または入手されたときの速度で自動収集することができ、収集されたデータを高忠実性を以て（例えば、オリジナルの情報の損失を招く可能性のある損失の多いデータ圧縮または任意の他の技術を用いることなく）をプロセス制御ビッグデータ電化製品１０２へと送達させることができ、また任意選択的にネットワーク１００の他のノード１０８へ送達させることができる。

プロセス制御ビッグデータネットワークバックボーン１０５へ接続された例示的プロバイダノード１１０の詳細なブロック図を図２に示す。既述したように、プロバイダノード１１０は、処理プラント環境１０（例えば、プロセスコントローラ、フィールドデバイスおよびＩ／Ｏデバイス）内におけるプロセスをリアルタイムで制御する機能を実行するために用いられるプロセス制御データを自動的に生成および／または受信する主要機能を有するデバイスを含み得る。処理プラント環境１０において、プロセスコントローラは、フィールドデバイスによって行われたプロセス測定を示す信号を受信し、この情報を処理して制御ルーチンを実行し、プラント１０内のプロセスの動作を制御するために有線または無線通信リンクを介して他のフィールドデバイスへと送られる制御信号を生成する。典型的には、少なくとも１つのフィールドデバイスは、物理的機能（例えば、弁の開閉、温度の増減）を行ってプロセスの動作を制御し、いくつかの種類のフィールドデバイスは、Ｉ／Ｏデバイスを用いてコントローラと通信し得る。プロセスコントローラ、フィールドデバイスおよびＩ／Ｏデバイスは有線または無線であり得、有線プロセスコントローラおよび無線プロセスコントローラ、フィールドデバイスおよびＩ／Ｏデバイスの任意の数および組み合わせが、プロセス制御ビッグデータネットワーク１００のノード１１０となり得る。

図２に示すコントローラ１１は、通信可能に入力／出力（Ｉ／Ｏ）カード２６および２８を介して有線フィールドデバイス１５〜２２へ接続され、通信可能に無線ゲートウェイ３５およびネットワークバックボーン１０５を介して無線フィールドデバイス４０〜４６へ接続される。（しかし、別の実施形態において、バックボーン１０５以外の通信ネットワークを用いて（例えば、別の有線または無線通信リンクを用いて）コントローラ１１を通信可能に無線ゲートウェイ３５へ接続してもよい）。図２において、コントローラ１１がプロセス制御システムビッグデータネットワーク１００のノード１１０となっている様子が図示されており、プロセス制御ビッグデータネットワークバックボーン１０５へ直接接続されている。

コントローラ１１は、例えばＤｅｌｔａＶ（商標）コントローラ（販売元：Ｅｍｅｒｓｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）であり得、フィールドデバイス１５〜２２および４０〜４６のうち少なくともいくつかを用いてバッチプロセスまたは連続プロセスを実行するように動作することができる。コントローラ１１は、例えば標準的な４〜２０ｍａデバイス、Ｉ／Ｏカード２６および２８ならびに／または任意のスマート通信プロトコル（例えば、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）フィールドバスプロトコル、ＨＡＲＴ（登録商標）プロトコル、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）プロトコル）と関連付けられた任意の所望のハードウェアおよびソフトウェアを用いて、通信可能にフィールドデバイス１５〜２２および４０〜４６へ接続され得る。実施形態において、コントローラ１１は、追加的にまたは代替的に、フィールドデバイス１５〜２２および４０〜４６のうち少なくともいくつかと通信可能にビッグデータネットワークバックボーン１０５によって接続され得る。図２に示す実施形態において、コントローラ１１、フィールドデバイス１５〜２２ならびにＩ／Ｏカード２６および２８は有線デバイスであり、フィールドデバイス４０〜４６は無線フィールドデバイスである。もちろん、有線フィールドデバイス１５〜２２および無線フィールドデバイス４０〜４６は、任意の他の所望の標準的な（単数または複数）またはプロトコル（例えば、任意の有線または無線プロトコル（例えば、将来開発される任意の基準またはプロトコル））に適合し得る。

図２のコントローラ１１は、プロセッサ３０を含む。プロセッサ３０は、（メモリ３２中に保存された）１つ以上のプロセス制御ルーチンを実行または監視する。これら１つ以上のプロセス制御ルーチンは、制御ループを含み得る。プロセッサ３０は、フィールドデバイス１５〜２２および４０〜４６ならびに通信可能にバックボーン１０５へ接続された他のノード（例えば、ノード１１０、１１２、１１５）と通信し得る。所望であれば、本明細書中に記載される任意の制御ルーチンまたはモジュール（例えば、品質予測および障害検出モジュールまたは機能ブロック）の部分を異なるコントローラまたは他のデバイスによって実行してもよい点に留意されたい。同様に、本明細書中に記載される、プロセス制御システム１０によって実行されるべき制御ルーチンまたはモジュールは、任意の形態をとり得る（例えば、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア）。制御ルーチンは、任意の所望のソフトウェアフォーマットで（例えば、オブジェクト指向プログラミング、はしご論理、連続的機能チャート、機能ブロック図を用いてまたは任意の他のソフトウェアプログラミング言語または設計パラダイムを用いて）実行することができる。これらの制御ルーチンは、任意の所望の種類のメモリ（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）またはリードオンリーメモリ（ＲＯＭ））中へ保存され得る。同様に、これらの制御ルーチンを、例えば１つ以上のＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）または任意の他のハードウェアまたはファームウェア要素中にハードコード化することができる。よって、コントローラ１１を制御戦略または制御ルーチンを任意の所望の様態で実行するように構成することができる。

いくつかの実施形態において、コントローラ１１は、いわゆる機能ブロックを用いて制御戦略を実行する。各機能ブロックは、制御ルーチン全体のオブジェクトまたは他の部分（例えば、サブルーチン）であり、（リンクと呼ばれる通信を介して）他の機能ブロックと共に動作して、プロセス制御ループをプロセス制御システム１０内において実行する。制御ベースの機能ブロックは典型的には、入力機能（例えば、送信器、センサーまたは他のプロセスパラメータ測定デバイス）、制御機能（例えば、ＰＩＤ、ファジー論理、制御を行う制御ルーチンと関連付けられたもの）またはいくつかのデバイス（例えば、弁）の動作を制御していくつかの物理的機能をプロセス制御システム１０内において行わせるための出力機能のうちの１つを行う。もちろん、ハイブリッドおよび他の種類の機能ブロックも存在する。機能ブロックは、コントローラ１１によって保存および実行され得る。そのような場合としては、これらの機能ブロックが標準的な４〜２０ｍａデバイスおよびいくつかの種類のスマートフィールドデバイス（例えば、ＨＡＲＴデバイス）のために用いられるかまたは標準的な４〜２０ｍａデバイスおよびいくつかの種類のスマートフィールドデバイス（例えば、ＨＡＲＴデバイス）と関連付けられる場合があり、あるいは、フィールドデバイスそのものに保存されかつフィールドデバイスによって実行される場合があり、フィールドバスデバイスの場合も同様である。コントローラ１１は、１つ以上の制御ループを実行し得る１つ以上の制御ルーチン３８を含み得る。各制御ループは典型的には制御モジュールと呼ばれ、機能ブロックのうち１つ以上を実行することにより行われ得る。

有線フィールドデバイス１５〜２２は、任意の種類のデバイス（例えば、センサー、弁、送信器、ポジショナ）であり得る。Ｉ／Ｏカード２６および２８は、任意の所望の通信またはコントローラプロトコルに適合する任意の種類のＩ／Ｏデバイスであり得る。図２に示す実施形態において、フィールドデバイス１５〜１８は、標準的な４〜２０ｍａデバイスまたはＨＡＲＴデバイスであり、アナログ線または組み合わされたアナログおよびデジタル線を介してＩ／Ｏカード２６と通信し、フィールドデバイス１９〜２２は、スマートデバイス（例えば、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）フィールドバスフィールドデバイス）であり、デジタルバスを介してフィールドバス通信プロトコルを用いてＩ／Ｏカード２８と通信する。しかし、いくつかの実施形態において、有線フィールドデバイス１５〜２２のうち少なくともいくつかならびに／またはＩ／Ｏカード２６および２８のうち少なくともいくつかは、ビッグデータネットワークバックボーン１０５を用いてコントローラ１１と通信し得る。いくつかの実施形態において、有線フィールドデバイス１５〜２２のうち少なくともいくつかならびに／またはＩ／Ｏカード２６および２８の少なくともいくつかは、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００のノードであり得る。

図２に示す実施形態において、無線フィールドデバイス４０〜４６は、無線プロトコル（例えば、無線ＨＡＲＴプロトコル）を用いて無線ネットワーク７０において通信する。このような無線フィールドデバイス４０〜４６は、プロセス制御ビッグデータネットワーク１００の無線的に（例えば無線プロトコルを用いて）通信するように構成された１つ以上の他のノード１０８と直接的に通信し得る。無線的に通信するように構成されていない１つ以上の他のノード１０８と通信する場合には、無線フィールドデバイス４０〜４６は、バックボーン１０５または別のプロセス制御通信ネットワークへ接続された無線ゲートウェイ３５を用いることができる。いくつかの実施形態において、無線フィールドデバイス４０〜４６のうち少なくともいくつかは、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００のノードであり得る。

無線ゲートウェイ３５は、無線通信ネットワーク７０の多様な無線デバイス４０〜５８へのアクセスを提供することが可能なプロバイダデバイス１１０の一例である。詳細には、無線ゲートウェイ３５は、無線デバイス４０〜５８、有線デバイス１１〜２８および／またはプロセス制御ビッグデータネットワーク１００の他のノード１０８（例えば、図２のコントローラ１１）間に通信可能な結合を提供する。例えば、無線ゲートウェイ３５は、ビッグデータネットワークバックボーン１０５を用いることおよび／または処理プラント１０の１つ以上の他の通信ネットワークを用いることにより、通信可能な結合を提供することができる。

無線ゲートウェイ３５は、いくつかの場合において、有線および無線プロトコルスタックの１つまたは複数の共有層をトンネルしつつ、有線および無線プロトコルスタックの層を下降させるための経路設定、バッファリングおよびタイミングサービス（例えば、アドレス変換、経路設定、パケットセグメント化、優先順位付け）により、通信可能な結合を提供する。他の場合において、無線ゲートウェイ３５は、任意のプロトコル層を共有していない有線プロトコルおよび無線プロトコル間のコマンドを変換し得る。プロトコルおよびコマンド変換に加えて、無線ゲートウェイ３５によって提供される同期クロッキングは、無線ネットワーク７０内において実行される無線プロトコルと関連付けられたスケジューリングスキームの時間スロットおよびスーパーフレーム（時間において均等に間隔を空けて配置された通信時間スロットの組）によって用いられる。さらに、無線ゲートウェイ３５は、無線ネットワーク７０のためのネットワーク管理および管理機能を提供することができる（例えば、リソース管理、性能調節、ネットワーク障害軽減、トラフィック監視、セキュリティ）。無線ゲートウェイ３５は、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００のノード１１０であり得る。

有線フィールドデバイス１５〜２２と同様に、無線ネットワーク７０の無線フィールドデバイス４０〜４６は、処理プラント１０内において物理的制御機能を行うことができる（例えば、弁の開閉またはプロセスパラメータの測定）。しかし、無線フィールドデバイス４０〜４６は、ネットワーク７０の無線プロトコルを用いて通信するように構成される。よって、無線フィールドデバイス４０〜４６、無線ゲートウェイ３５および無線ネットワーク７０の他の無線ノード５２〜５８は、無線通信パケットの生成者でありかつ消費者である。

いくつかのシナリオにおいて、無線ネットワーク７０は、非無線デバイスを含み得る。例えば、図２のフィールドデバイス４８はレガシー４〜２０ｍＡデバイスであり得、フィールドデバイス５０は従来の有線ＨＡＲＴデバイスであり得る。ネットワーク７０内において通信するために、フィールドデバイス４８および５０は、無線アダプタ（ＷＡ）５２ａまたは５２ｂを介して無線通信ネットワーク７０へと接続され得る。さらに、無線アダプタ５２ａおよび５２ｂは、他の通信プロトコル（例えば、Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ（登録商標）フィールドバス、ＰＲＯＦＩＢＵＳ、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ）をサポートし得る。さらに、無線ネットワーク７０は、１つ以上のネットワークアクセスポイント５５ａおよび５５ｂを含み得る。１つ以上のネットワークアクセスポイント５５ａおよび５５ｂは、無線ゲートウェイ３５と有線通信する別個の物理的デバイスであってもよいし、あるいは、一体デバイスとして無線ゲートウェイ３５を備えていてもよい。無線ネットワーク７０はまた、１つ以上のルータ５８を含み得る。１つ以上のルータ５８は、１つの無線デバイスのからのパケットを無線通信ネットワーク７０内の別の無線デバイスへ転送する。無線デバイス３２〜４６および５２〜５８は、無線通信ネットワーク７０の無線リンク６０を介して相互にそして無線ゲートウェイ３５と通信することができる。

よって、図２は、ネットワーク経路設定機能および管理をプロセス制御システムの多様なネットワークへ提供する機能を主に果たすプロバイダデバイス１１０のいくつかの例を含む。例えば、無線ゲートウェイ３５、アクセスポイント５５ａおよび５５ｂならびにルータ５８は、無線通信ネットワーク７０中の無線パケットを経路設定する機能を含む。無線ゲートウェイ３５は、無線ネットワーク７０のためのトラフィック管理および管理機能を行い、無線ネットワーク７０と通信可能な接続状態にある有線ネットワークに対するトラフィックを経路設定する。無線ネットワーク７０は、プロセス制御メッセージおよび機能（例えば、無線ＨＡＲＴ）を特異的にサポートする無線プロセス制御プロトコルを用い得る。

しかし、プロセス制御ビッグデータネットワーク１００のプロバイダノード１１０は、他の無線プロトコルを用いて通信する他のノードも含み得る。例えば、プロバイダノード１１０は、他の無線プロトコルを用いた１つ以上の無線アクセスポイント７２を含み得る（例えば、ＷｉＦｉまたは他のＩＥＥＥ８０２．１１に適合する無線ローカルエリアネットワークプロトコル、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）等のモバイル通信プロトコル、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）または他のＩＴＵ−Ｒ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ Ｒａｄｉｏｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ）に適合するプロトコル、短波長無線通信（例えば、近接場通信（ＮＦＣ）およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ）、または他の無線通信プロトコル）。典型的には、このような無線アクセスポイント７２により、ハンドヘルドまたは他のポータブルコンピューティングデバイス（例えば、ユーザインターフェースデバイス１１２）が（無線ネットワーク７０と異なりかつ無線ネットワーク７０以外の異なる無線プロトコルをサポートする）各無線ネットワークと通信することが可能になる。いくつかのシナリオにおいて、ポータブルコンピューティングデバイスに加えて、１つ以上のプロセス制御デバイス（例えば、コントローラ１１、フィールドデバイス１５〜２２、または無線デバイス３５、４０〜５８）も、アクセスポイント７２によってサポートされる無線を用いて通信することができる。

追加的にまたは代替的に、プロバイダノード１１０は、中間プロセス制御システム１０の外部にあるシステムに対する１つ以上のゲートウェイ７５および７８を含み得る。典型的には、このようなシステムは、プロセス制御システム１０上において生成または操作される情報の顧客または供給業者である。例えば、プラントゲートウェイノード７５は、（各固有のプロセス制御ビッグデータネットワークバックボーン１０５を有する）直接関係のある処理プラント１０と、各固有のプロセス制御ビッグデータネットワークバックボーンを有する別の処理プラントとを通信可能に接続し得る。実施形態において、単一のプロセス制御ビッグデータネットワークバックボーン１０５が、複数の処理プラントまたはプロセス制御環境を提供し得る。

別の例において、プラントゲートウェイノード７５は、直接関係のある処理プラント１０を、プロセス制御ビッグデータネットワーク１００またはバックボーン１０５を含まないレガシーまたは従来技術の処理プラントへ通信可能に接続し得る。この例において、プラントゲートウェイノード７５は、プラント１０のプロセス制御ビッグデータバックボーン１０５によって用いられるプロトコルとレガシーシステムによって用いられる別のプロトコル（例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ、フィールドバス、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ）との間においてメッセージを変換または形式変換し得る。

プロバイダノード１１０は、１つ以上の外部システムゲートウェイノード７８を含み得る。これらの外部システムゲートウェイノード７８により、プロセス制御ビッグデータネットワーク１００が外部の公的システムまたは私的システム（例えば、研究所システム（例えば、研究所情報管理システムまたはＬＩＭＳ）、オペレータ巡回データベース、材料取り扱いシステム、メンテナンス管理システム、製品在庫制御システム、製造スケジューリングシステム、天候データシステム、出荷取り扱いシステム、パッケージングシステム、インターネット、別のプロバイダのプロセス制御システム、または他の外部システム）のネットワークへと通信可能に接続され得る。

図２においては有限数のフィールドデバイス１５〜２２および４０〜４６と共に単一のコントローラ１１のみを図示しているが、これはあくまで例示であり、非限定的な実施形態である。任意の数のコントローラ１１をプロセス制御ビッグデータネットワーク１００のプロバイダノード１１０中に設けることができ、コントローラ１１のうち任意のものが任意の数の有線または無線フィールドデバイス１５〜２２および４０〜４６と通信して、プラント１０内のプロセスを制御することができる。さらに、処理プラント１０は、任意の数の無線ゲートウェイ３５、ルータ５８、アクセスポイント５５、無線プロセス制御通信ネットワーク７０、アクセスポイント７２ならびに／またはゲートウェイ７５および７８を含み得る。

既述したように、プロバイダノード１１０のうち１つ以上は、各マルチコアプロセッサＰ_ＭＣＸ、各高密度メモリ記憶部Ｍ_Ｘ、または各マルチコアプロセッサＰ_ＭＣＸおよび各高密度メモリ記憶部Ｍ_Ｘ双方（図２中アイコンＢＤによって示す）を含み得る。各プロバイダノード１００は、自身のメモリ記憶部Ｍ_Ｘ（および（いくつかの実施形態において）自身のフラッシュメモリ）を用いて、データを収集およびキャッシュし得る。ノード１１０はそれぞれ、キャッシュされたデータをプロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２へと送信させ得る。例えば、ノード１１０は、自身のキャッシュ中のデータのうち少なくとも一部をビッグデータ電化製品１０２へ定期的に送信させ得る。代替的または追加的に、ノード１１０は、自身のキャッシュ中のデータのうち少なくとも一部をビッグデータ電化製品１０２へストリーミングさせ得る。実施形態において、プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２は、キャッシュまたは収集されたデータをノード１１０から送達するストリーミングサービスの加入者であり得る。実施形態において、プロバイダノード１１０は、ストリーミングサービスをホストし得る。

ノード１１０がバックボーン１０５との直接接続を有する場合（例えば、コントローラ１１、プラントゲートウェイ７５、無線ゲートウェイ３５）、各キャッシュまたは収集されたデータを、実施形態において、ノード１１０からバックボーン１０５を介してプロセス制御ビッグデータ電化製品１０２へ直接送ることができる。しかし、ノード１１０のうち少なくともいくつかについて、収集および／またはキャッシュをレベル付けまたは層化することにより、ノードにおいてキャッシュまたは収集されたデータのうちプロセス制御ビッグデータ電化製品１０２からさらに下流にある（例えば、さらに離隔方向にある）ものを、さらに上流にある（例えば、ビッグデータ電化製品１０２のより近隣にある）ノードにおいて中間キャッシュする。

層化またはレベル付けされたデータキャッシュを例示するため、例示的シナリオを示す。この例示的シナリオにおいて、図２を参照して、フィールドデバイス２２は、生成または受信したプロセス制御データをキャッシュし、そのキャッシュの内容をフィールドデバイス２２とプロセス制御ビッグデータ電化製品１０２との間の通信経路内に含まれる「上流」デバイス（例えば、Ｉ／Ｏデバイス２８またはコントローラ１１）へと送達させる。例えば、フィールドデバイス２２は、そのキャッシュの内容をＩ／Ｏデバイス２８へストリーミングしてもよいし、あるいは、フィールドデバイス２２がそのキャッシュの内容をＩ／Ｏデバイス２８へ定期的に送ってもよい。Ｉ／Ｏデバイス２８は、Ｉ／Ｏデバイス２８が直接生成、受信および観測した他のデータと共に、フィールドデバイス２２から受信された情報を自身のメモリＭ_５中にキャッシュし（また、いくつかの実施形態において、他の下流フィールドデバイス１９〜２１から受信されたデータを自身のメモリＭ_５中にキャッシュする）。その後、Ｉ／Ｏデバイス２８において収集およびキャッシュされたデータ（例えば、フィールドデバイス２２のキャッシュの内容）を定期的に上流コントローラ１１へ送信および／またはストリーミングすることができる。同様に、コントローラ１１のレベルにおいて、コントローラ１１は、下流デバイスから受信された情報（例えば、Ｉ／Ｏカード２６および２８ならびに／またはフィールドデバイス１５〜２２のうち任意のもの）を自身のメモリＭ_６中にキャッシュし、コントローラ１１自身が直接生成、受信および観測したデータと共に下流データを自身のメモリＭ_６に集計する。その後、コントローラ１１は、集計された収集またはキャッシュデータをプロセス制御ビッグデータ電化製品１０２へ定期的に送達および／またはストリーミングし得る。

層化またはレベル付けされたキャッシュの第２の例示的シナリオにおいて、コントローラ１１は、有線フィールドデバイス（例えば、デバイス１５〜２２のうち１つ以上）および少なくとも１つの無線フィールドデバイス（例えば、無線フィールドデバイス４４）を用いてプロセスを制御する。この第２の例示的シナリオの第１の実施形態において、無線デバイス４４におけるキャッシュまたは収集されたデータを無線デバイス４４から（例えば、ビッグデータネットワーク１０５を介して）コントローラ１１へと直接送達および／またはストリーミングし、コントローラ１１の下流にある他のデバイスまたはノードからのデータ共にコントローラキャッシュＭ_６へと保存する。コントローラ１１は、自身のキャッシュＭ_６中に保存されたデータをプロセス制御ビッグデータ電化製品１０２へ定期的に送達またはストリーミングし得る。

この第２の例示的シナリオの別の実施形態において、無線デバイス４４においてキャッシュまたは収集されたデータを、別のレベル付けされたまたは層化された経路を介して（例えば、デバイス４２ａ、ルータ５２ａ、アクセスポイント５５ａおよび無線ゲートウェイ３５を介して）最終的にプロセス制御ビッグデータ電化製品１０２へ送達する。この実施形態において、別の経路のノード４１ａ、５２ａ、５５ａまたは３５のうち少なくともいくつかは、下流ノードからのデータをキャッシュし、自身のキャッシュデータをさらに上流にあるノードへと定期的に送達またはストリーミングし得る。

よって、異なる層化またはレベル付け配置構成を用いて、異なる種類のデータをプロセス制御システムビッグデータネットワーク１００の異なるノードにおいてキャッシュすることができる。実施形態において、主要機能が制御であるプロバイダデバイス１１０（例えば、フィールドデバイス、Ｉ／Ｏカード、コントローラ）を用いて、プロセスの制御に対応するデータを層化された様態でキャッシュおよび送達することができる。一方、主要機能がトラフィック管理であるプロバイダデバイス１１０（例えば、ルータ、アクセスポイントおよびゲートウェイ）を用いて、ネットワークトラフィック測定に対応するデータを層化された様態でキャッシュおよび送達することができる。実施形態において、主要機能が（およびいくつかのシナリオにおいて唯一の機能が）下流デバイスからのデータの収集およびキャッシュであるプロバイダノードまたはデバイス１１０（本明細書中「ヒストリアンノード」と呼ぶ）を介してデータが送達され得る。例えば、ヒストリアンノードまたはコンピューティングデバイスのレベル付けされたシステムをネットワーク１００全体に配置することができ、各ノード１１０は、例えばバックボーン１０５を用いて、キャッシュされたデータを同様のレベルのヒストリアンノードへと定期的に送達またはストリーミングすることができる。下流ヒストリアンノードは、キャッシュされたデータを上流ヒストリアンノードへと送達またはストリーミングし得、プロセス制御ビッグデータ電化製品１０２のすぐ下流にあるヒストリアンノードは、最終的に各キャッシュデータをプロセス制御ビッグデータ電化製品１０２における保存のために送達またはストリーミングすることができる。

実施形態において、層化されたキャッシュは、プロセス制御システムビッグデータネットワークバックボーン１０５を用いて相互に通信するノード１１０によって行われ得る。実施形態において、ノード１１０のうち少なくともいくつかは、別の通信ネットワークおよび／または他のプロトコル（例えば、ＨＡＲＴ、無線ＨＡＲＴ、フィールドバス、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ、ＷｉＦｉ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、または他のプロトコル）を用いて、キャッシュデータを異なるレベルで他のノード１１０へ通信し得る。

もちろん、レベル付けされたかまたは層化されたキャッシュについてプロバイダノード１１０について述べてきたが、これらの概念および技術は、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００のユーザインターフェースノード１１２および／または他の種類のノード１１５にも均等に適用することができる。実施形態において、ノード１０８のサブセットは、レベル付けされたまたは層化されたキャッシュを行い得、ノード１０８の別のサブセットは、キャッシュ／収集されたデータを（キャッシュされるかまたは中間ノード中に一時的に保存されること無く）プロセス制御ビッグデータ電化製品１０２へ直接送達させることができる。いくつかの実施形態において、ヒストリアンノードは、複数の異なる種類のノード（例えば、プロバイダノード１１０およびユーザインターフェースノード１１２）からデータをキャッシュすることができる。

プロセス制御システムビッグデータネットワークバックボーン

図１に戻って、プロセス制御システムビッグデータネットワークバックボーン１０５は、複数のネットワークされたコンピューティングデバイスまたはスイッチを含み得る。これらの複数のネットワークされたコンピューティングデバイスまたはスイッチは、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００の多様なノード１０８へのおよびプロセス制御システムビッグデータネットワーク１００の多様なノード１０８からのパケットならびにプロセス制御ビッグデータ電化製品１０２へのパケットおよびプロセス制御ビッグデータ電化製品１０２からのパケットを経路設定するように構成される（プロセス制御ビッグデータ電化製品１０２そのものは、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００のノードである）。バックボーン１０５の複数のネットワークされたコンピューティングデバイスを任意の数の無線および／または有線リンクによって相互接続することができる。実施形態において、プロセス制御システムビッグデータネットワークバックボーン１０５は、１つ以上のファイアウォールデバイスを含み得る。

ビッグデータネットワークバックボーン１０５は、１つ以上の適切な経路設定プロトコル（例えば、インターネットプロトコル（ＩＰ）スイート（例えば、ＵＰＤ（ユーザデータグラムプロトコル）、ＴＣＰ（通信制御プロトコル）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔなど）に含まれるプロトコル、あるいは他の適切な経路設定プロトコル）をサポートし得る。実施形態において、ノード１０８のうち少なくともいくつかは、ストリーミングプロトコル（例えば、ストリーミング制御通信プロトコル（ＳＣＴＰ））を用いて、ノードからのキャッシュデータをネットワークバックボーン１０５を介してプロセス制御ビッグデータ電化製品１０２へとストリーミングする。典型的には、プロセスデータビッグデータネットワーク１００内に設けられた各ノード１０８は、バックボーン１０５によってサポートされた経路設定プロトコル（単数または複数）の少なくともアプリケーション層（およびいくつかのノードの場合はさらなる層）をサポートし得る。実施形態において、各ノード１０８は、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００内において（例えば、一意のネットワークアドレスによって）一意に特定される。

実施形態において、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００のうち少なくとも一部は、アドホックネットワークであり得る。そのため、ノード１０８のうち少なくともいくつかは、ネットワークバックボーン１０５（またはネットワーク１００の別のノード）へとアドホックに接続し得る。実施形態において、ネットワーク１００への参加をリクエストしている各ノードの認証が必要になる。認証については、後でさらに詳述する。

プロセス制御システムビッグデータ電化製品

さらに図１を参照して、例示的なプロセス制御システムビッグデータプロセス制御ネットワーク１００において、プロセス制御ビッグデータ装置または電化製品１０２は、ネットワーク１００内の中央に設けられ、（例えば、ストリーミングを介しておよび／またはいくつかの他のプロトコルを介して）データをネットワーク１００のノード１０８から受信し、受信されたデータを保存するように、構成される。そのため、プロセス制御ビッグデータ装置または電化製品１０２は、ノード１０８から受信されたデータの履歴化および保存のためのデータ記憶領域１２０と、複数の電化製品データ受信器１２２と、複数の電化製品リクエストサービサー１２５とを含み得る。プロセス制御ビッグデータ電化製品１０２のこれらのコンポーネント１２０、１２２および１２５それぞれについて、以下により詳細に説明する。

プロセス制御システムビッグデータ記憶領域１２０は、複数の物理的データドライブまたは記憶エンティティを含み得る（例えば、ＲＡＩＤ（独立したディスクの冗長アレイ）記憶装置、クラウド記憶装置、またはデータバンクまたはデータセンター記憶装置に適した任意の他の適切なデータ記憶装置技術）。しかし、ネットワーク１００のノード１０８に対し、データ記憶領域１２０は、単一のまたは統一論理データ記憶領域またはエンティティの外観を有する。そのため、データ記憶装置１２０をプロセス制御ビッグデータネットワーク１００または処理プラント１０のための中央ビッグデータ記憶領域１２０とみなすことができる。いくつかの実施形態において、単一の論理中央データ記憶領域１２０は、複数の処理プラント（例えば、処理プラント１０および別の処理プラント）にサービスを提供することができる。例えば、中央データ記憶領域１２０は、エネルギー会社のいくつかの精製機にサービスを提供することができる。実施形態において、中央データ記憶領域１２０は、バックボーン１０５へ直接的に接続され得る。いくつかの実施形態において、中央データ記憶領域１２０は、少なくとも１つの高帯域幅通信リンクを介してバックボーン１０５へと接続され得る。実施形態において、中央データ記憶領域１２０は、一体ファイアウォールを含み得る。

実施形態において、統一論理データ記憶領域１２０の構造は、プロセス制御システム関連データ全ての記憶装置をサポートする。例えば、データ記憶装置エンティティの各エントリ、データ点または観測は、データの識別情報（例えば、ソース、デバイス、タグ、位置）、データの内容（例えば、測定、値）、ならびにデータの収集、生成、受信または観測が行われた時期を示す時間スタンプ、の通知を含み得る。よって、これらのエントリ、データ点または観測を本明細書中において「時系列データ」と呼ぶ。このデータは、例えばスケーラブルな記憶装置、ストリーミングされたデータおよび低遅延クエリをサポートするスキーマを含む共通フォーマットを用いて、データ記憶領域１２０へ保存され得る。

実施形態において、スキーマは、複数の観測を各行中に保存することと、行鍵をカスタムハッシュと共に用いて、行中のデータをフィルタリングすることとを含み得る。実施形態において、ハッシュは、時間スタンプおよびタグに基づく。例えば、ハッシュは時間スタンプの丸め値であり得、タグは、プロセス制御システムのイベントまたはエンティティであるかまたはプロセス制御システムに関連し得る。実施形態において、各行または行グループに対応するメタデータもデータ記憶領域１２０中に保存され得、時系列データと一体にまたは時系列データと別個に保存され得る。例えば、メタデータは、スキーマレスに時系列データと別個に保存され得る。

実施形態において、電化製品データ記憶装置１２０におけるデータ保存に用いられるスキーマは、ノード１０８のうち少なくとも１つのキャッシュＭ_Ｘ中のデータの保存にも用いられる。そのため、本実施形態において、データをノード１０８のローカル記憶領域Ｍ_Ｘからバックボーン１０５を通じてプロセス制御システムビッグデータ電化製品データ記憶装置１２０へと送る際、スキーマが保持される。

データ記憶装置１２０に加えて、プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２は、１つ以上の電化製品データ受信器１２２を含み得る。これら１つ以上の電化製品データ受信器１２２はそれぞれ、バックボーン１０５からのデータパケットを受信することと、データパケットを処理して実質的なデータおよびその内部の時間スタンプを取り出すことと、実質的なデータおよび時間スタンプをデータ記憶領域１２０中に保存することとを行うように構成される。電化製品データ受信器１２２は、例えば複数のコンピューティングデバイスまたはスイッチ上に常駐し得る。実施形態において、複数の電化製品データ受信器１２２（および／または少なくとも１つのデータ受信器１２２の複数のインスタンス）は、複数のデータパケット上において並列に動作し得る。

受信されたデータパケットがプロセス制御ビッグデータ電化製品データ記憶領域１２０によって用いられるスキーマを含む実施形態において、電化製品データ受信器１２２は、データ記憶領域１２０のさらなるエントリまたは観測をスキーマ情報でポピュレートする（また、所望であれば、対応するメタデータを任意選択的に保存する）。プロセス制御ビッグデータ電化製品データ記憶領域１２０によって用いられるスキーマが受信されたデータパケット中に含まれない実施形態において、電化製品データ受信器１２２は、パケットを復号化し、プロセス制御ビッグデータ電化製品データ記憶領域１２０の時系列データ観測またはデータ点（ならびに任意選択的に対応するメタデータ）を相応にポピュレートする。

さらに、プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２は、１つ以上の電化製品リクエストサービサー１２５を含み得る。これら１つ以上の電化製品リクエストサービサー１２５はそれぞれ、例えばリクエストした側のエンティティまたはアプリケーションのリクエストに従って、プロセス制御システムビッグデータ電化製品記憶装置１２０中に保存された時系列データおよび／またはメタデータへアクセスするように構成される。電化製品リクエストサービサー１２５は、例えば複数のコンピューティングデバイスまたはスイッチ上に常駐し得る。実施形態において、電化製品リクエストサービサー１２５および電化製品データ受信器１２２のうち少なくともいくつかは、１つまたは複数の同じコンピューティングデバイス上（例えば、一体デバイス上）に常駐するか、または、一体アプリケーション中に含まれる。

実施形態において、複数の電化製品リクエストサービサー１２５（および／または少なくとも１つの電化製品リクエストサービサー１２５の複数のインスタンス）は、複数のリクエストした側のエンティティまたはアプリケーションからの複数のリクエスト上において並列に動作し得る。実施形態において、単一の電化製品リクエストサービサー１２５は、複数のリクエスト（例えば、単一のエンティティまたはアプリケーションからの複数のリクエストまたはアプリケーションの異なるインスタンスからの複数のリクエスト）にサービスを提供し得る。

図３および図４は、プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２の電化製品データ受信器１２２および電化製品リクエストサービサー１２５を用いて達成することが可能な、より詳細な概念および技術を示す例示的ブロック図である。

図３は、プロセス制御ビッグデータネットワーク１００のノード１０８からビッグデータ電化製品１０２へ保存および履歴化のためにデータ転送（例えば、データストリーミング）を行うための電化製品データ受信器１２２の使用を示す例示的ブロック図である。図３において、図１の４つの例示的ノード１０８が図示される（すなわち、コントローラ１１、ユーザインターフェースデバイス１２、無線ゲートウェイ３５、およびサードパーティ機械またはネットワーク７８に対するゲートウェイ）。しかし、図３について述べる技術および概念は、任意の種類および任意の数のノード１０８にも適用可能である。さらに、図３中においては３つの電化製品データ受信器１２２ａ、１２２ｂおよび１２２ｃのみ図示しているが、図３に対応する技術および概念は、任意の種類および任意の数の電化製品データ受信器１２２に適用可能である。

図３に示す実施形態において、ノード１１、１２、３５および７８はそれぞれ、ノード１１、１２、３５および７８によって生成、受信または観測されたデータをキャプチャする各スキャナＳ_１１、Ｓ_１２、Ｓ_３５およびＳ_７８を含む。実施形態において、各スキャナＳ_１１、Ｓ_１２、Ｓ_３５およびＳ_７８の機能は、各ノード１１、１２、３５および７８の各プロセッサＰ_ＭＣＸによって実行され得る。スキャナＳ_１１、Ｓ_１２、Ｓ_３５およびＳ_７８に起因して、キャプチャされたデータおよび対応する時間スタンプが例えば上記したような様態で各ローカルメモリＭ_１１、Ｍ_１２、Ｍ_３５およびＭ_７８中に一時的に保存されたまたはキャッシュされ得る。よって、キャプチャされたデータは、時系列データまたはリアルタイムデータを含む。実施形態において、キャプチャされたデータは、プロセス制御ビッグデータ記憶領域１２０によって用いられるスキーマを用いて各メモリＭ_１１、Ｍ_１２、Ｍ_３５およびＭ_７８それぞれに保存またはキャッシュされる。

各ノード１１、１２、３５および７８は、例えばネットワークバックボーン１０５を用いることにより、キャッシュされたデータのうち少なくとも一部を１つ以上の電化製品データ受信器１２２ａ〜１２２ｃへと送信し得る。キャッシュが特定の閾値まで満たされている場合、例えば、少なくとも１つのノード１１、１２、３５および７８は、データのうち少なくとも一部を自身の各メモリＭ_Ｘから押し出し得る。キャッシュの閾値は、実施形態において調節可能である。実施形態において、リソース（例えば、ネットワーク１０５の帯域幅、プロセッサＰ_ＭＣＸ、またはいくつかの他のリソース）が充分に利用可能である場合、少なくとも１つのノード１１、１２、３５および７８は、少なくとも一部のデータを自身の各メモリＭ_Ｘから押し出し得る。特定のリソースの利用可能性閾値は、実施形態において調節可能である。

いくつかの実施形態において、少なくとも１つのノード１１、１２、３５および７８は、メモリＭ_Ｘに一定間隔で保存されたデータのうち少なくとも一部を押し出し得る。データを押し出す際に用いられる特定の時間間隔の周期性は、データの種類、押し出すノードの種類、押し出すノードの位置および／または他の基準に基づき得る。実施形態において、特定の時間間隔の周期性は、調節可能である。いくつかの実施形態において、少なくとも１つのノード１１、１２、３５および７８は、リクエスト（例えば、プロセス制御ビッグデータ電化製品１０２からのリクエスト）に応答してデータを提供することができる。

いくつかの実施形態において、少なくとも１つのノード１１、１２、３５および７８は、各ノード１１、１２、３５および７８によるデータの生成、受信または観測時において、当該データのうち少なくとも一部をリアルタイムでストリーミングし得る（例えば、ノードは、データを一時的に保存またはキャッシュするのではなく、ノードがデータをストリーミングのために処理している間だけ当該データを保存し得る）。例えば、ストリーミングプロトコルを用いることにより、データのうち少なくとも一部を１つ以上の電化製品データ受信器１２２へとストリーミングすることができる。実施形態において、ノード１１、１２、３５および７８はストリーミングサービスをホストし得、データ受信器１２２および／またはデータ記憶領域１２０のうち少なくとも１つは、ストリーミングサービスに加入し得る。

よって、送信されたデータは、例えばネットワークバックボーン１０５を介して１つ以上の電化製品データ受信器１２２ａ〜１２２ｃによって受信され得る。実施形態において、特定の電化製品データ受信器１２２が、１つ以上の特定のノードからのデータを受信するように指定され得る。実施形態において、特定の電化製品データ受信器１２２が、１つ以上の特定の種類のデバイス（例えば、コントローラ、ルータまたはユーザインターフェースデバイス）のみからデータを受信するように指定され得る。いくつかの実施形態において、特定の電化製品データ受信器１２２が、１つ以上の特定の種類のデータ（例えば、ネットワーク管理データのみまたはセキュリティ関連データのみ）を受信するように指定され得る。

電化製品データ受信器１２２ａ〜１２２ｃににより、データがビッグデータ電化製品記憶領域１２０中に保存または履歴化され得る。例えば、電化製品データ受信器１２２ａ〜１２２ｃそれぞれによって受信されたデータは、プロセス制御ビッグデータスキーマを用いてデータ記憶領域１２０中に保存され得る。図３に示す実施形態において、時系列データ１２０ａが対応するメタデータ１２０ｂと別個に保存されている様子が図示されているが、いくつかの実施形態において、メタデータ１２０ｂのうち少なくとも一部を時系列データ１２０ａと共に保存してもよい。

実施形態において、複数の電化製品データ受信器ｓ１２２ａ〜１２２ｃによって受信されたデータを一体にして、複数のソースからのデータを組み合わせてもよい（例えば、データ記憶領域１２０の同一グループの列とすることができる）。実施形態において、複数の電化製品データ受信器１２２ａ〜１２２ｃを介して受信されたデータをクリーニングすることにより、ノイズおよび矛盾するデータを除去する。電化製品データ受信器１２２は、受信されたデータのうち少なくとも一部に対してデータクリーニングおよび／またはデータ統合を行った後、受信されたデータは保存され、実施形態において、かつ／または、プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２は、実施形態において受信されたデータが記憶領域１０２中に保存された後、受信されたデータのうち一部または全体をクリーニングし得る。実施形態において、デバイスまたはノード１１０、１１２および１１５により、データ内容に関連するさらなるデータが送信され得、電化製品データ受信器１２２および／またはビッグデータ電化製品記憶領域１２０は、このさらなるデータを用いてデータクリーニングを行う。実施形態において、少なくとも一部のデータが（少なくとも部分的に）ノード１１０、１１２および１１５によってクリーニングされ得、その後、ノード１１０、１１２および１１５により、データは保存のためにビッグデータ電化製品記憶領域１２０へと送られる。

ここで図４を参照して、図４は、電化製品リクエストサービサー１２５を用いて、ビッグデータ電化製品１０２のデータ記憶領域１２０に保存された履歴化データへアクセスする様子を示す例示的ブロック図である。図４は、１組の電化製品リクエストサービサーまたはサービス１２５ａ〜１２５ｅを含む。これら１組の電化製品リクエストサービサーまたはサービス１２５ａ〜１２５ｅはそれぞれ、リクエストした側のエンティティまたはアプリケーション（例えば、データリクエスタ１３０ａ〜１３０ｃまたはデータ分析エンジン１３２ａ〜１３２ｂ）のリクエストに応じて、時系列データ１２０ａおよび／またはメタデータ１２０ｂにアクセスするように構成される。図４中において５個の電化製品リクエストサービサー１２５ａ〜１２５ｅと、３つのデータリクエスタ１３０ａ〜１３０ｃと、２つのデータ分析エンジン１３２ａおよび１３２ｂとを示しているが、本明細書中において図４について述べた技術および概念は、任意の数および任意の種類の電化製品リクエストサービサー１２５、データリクエスタ１３０、および／またはデータ分析エンジン１３２へ適用され得る。

実施形態において、電化製品リクエストサービサー１２５のうち少なくともいくつかはそれぞれ、プロセス制御ビッグデータ記憶領域１２０中に保存されたデータのうち少なくとも一部へのアクセスを必要とする特定のサービスまたはアプリケーションを提供する。例えば、電化製品リクエストサービサー１２５ａはデータ分析サポートサービスであり得、電化製品リクエストサービサー１２５ｂはデータトレンドサポートサービスであり得る。プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２によって提供され得るサービス１２５の他の例を挙げると、構成アプリケーションサービス１２５ｃ、診断アプリケーションサービス１２５ｄおよび高度制御アプリケーションサービス１２５ｅがある。高度制御アプリケーションサービス１２５ｅを挙げると、例えば、モデル予測制御、バッチデータ分析、連続データ分析、またはモデル構築および他の目的のために履歴化データを必要とする他のアプリケーションがある。他のリクエストサービサー１２５をプロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２中に設けて、他のサービスまたはアプリケーションをサポートすることも可能である（例えば、通信サービス、管理サービス、設備管理サービス、プランニングサービス、および他のサービス）。

データリクエスタ１３０は、プロセス制御システムビッグデータ電化製品記憶領域１２０中に保存されているデータへのアクセスをリクエストするアプリケーションであり得る。データリクエスタ１３０のリクエストに基づいて、対応するデータをプロセス制御ビッグデータ記憶領域１２０から取り出し、リクエスタ１３０による利用が可能なデータ形態に変換および／または統合することができる。実施形態において、１つ以上の電化製品リクエストサービサー１２５は、リクエストされたデータのうち少なくとも一部に対して、データ検索および／またはデータ変換を行い得る。

データリクエスタ１３０のうち少なくとも一部および／またはリクエストサービサー１２５のうち少なくとも一部は、ウェブサービスまたはウェブアプリケーションであり得、プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２によってホストされ、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００のノードによるアクセスが可能である（例えば、ユーザインターフェースデバイス１１２またはプロバイダデバイス１１０）。そのため、デバイスまたはノード１０８のうち少なくともいくつかは、実施形態において、データリクエスタ１３０またはリクエストサービサー１２５に対応するウェブブラウザ、ウェブクライアントインターフェースまたはプラグインをサポートする各ウェブサーバを含み得る。例えば、ユーザインターフェースデバイス１１２においてホストされるブラウザまたはアプリケーションは、ビッグデータ電化製品１０２において保存されたデータまたはウェブページのソースを明示し得る。特に、ユーザインターフェースデバイス１１２に対しては、データリクエスタ１３０またはリクエストサービサー１２５は、実施形態において、ユーザインターフェース（ＵＩ）サービス層１３５を通じて表示および保存データを引き出し得る。

データ分析エンジン１３２はアプリケーションであり得、電化製品記憶領域１２０中に保存された時系列データ点のうち少なくとも一部に対して計算分析を行って、知識を生成する。そのため、データ分析エンジン１３２は、新規の１組のデータ点または観測を生成し得る。この新規の知識または新規のデータ点により、処理プラント１０の局面の帰納的分析（例えば、診断またはトラブルシューティング）が可能になり、かつ／または、処理プラント１０に対応する先験的予測（例えば、予測）が可能になる。実施形態において、データ分析エンジン１３２は、保存されたデータ１２０の選択されたサブセットに対してデータマイニングを行い、マイニングされたデータに対してパターン評価を行って、新規の知識または新規の１組のデータ点または観測を生成する。いくつかの実施形態において、複数のデータ分析エンジン１３２またはそのインスタンスが協働して、新規の知識または新規の１組のデータ点を生成し得る。

新規の知識または１組のデータ点は、電化製品記憶領域１２０中に保存（例えば、追加）され得、例えば、追加的にまたは代替的に１つ以上のユーザインターフェースデバイス１１２において提示され得る。いくつかの実施形態において、新規の知識は、処理プラント１０中において動作する１つ以上の制御戦略中に採用され得る。ユーザによって（例えばユーザインターフェースデバイス１１２を介して）通知された場合に特定のデータ分析エンジン１３２が実行され得、かつ／または、特定のデータ分析エンジン１３２がプロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２によって自動的に実行され得る。

一般的には、プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２のデータ分析エンジン１３２は、保存されたデータ上において作動して、処理プラント１０の内部および外部の多様なエンティティおよびプロバイダ間の時間ベースの関係を決定することができ、この決定された時間ベースの関係を用いて、プラント１０の１つ以上のプロセスを相応に制御することができる。そのため、プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２により、１つ以上のプロセスを他のプロセスと協調させることおよび／または条件および要素の変化に応じて経時的に調節することが可能になる。いくつかの実施形態において、協調および／または調節は、条件およびイベントの発生時においてプロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２の指示の下自動的に決定および実行され得るため、従来技術の公知の制御システムと比べて効率が大幅に増加し、生産性も最適化される。

データ分析エンジン１３２の知識発見技術が豊富な可能なシナリオの例を示す。１つの例示的シナリオにおいて、製品が最終的に遅れて生産された場合（例えば、イベントの組み合わせの発生後数時間経過後に生産された場合）、当該イベントの特定の組み合わせに起因して製品品質の低下が発生する。オペレータは、イベント発生と製品品質との関係について認識していない。（公知のプロセス制御システムにおいて現在行われているように）製品品質低下を数時間検出および決定してその後トラブルシューティングを行って製品品質低下の根本的原因を決定する代わりに、プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２の場合においては（詳細には、その内部のデータ分析エンジン１３２の１つ以上においては、）、例えばイベント発生に対応するデータが電化製品１０２へと送られた際に、イベントの組み合わせをその発生と同時またはその発生後すぐに自動的に検出することができる。データ分析エンジン１３２は、これらのイベントの発生に基づいて製品品質の低下を予測し、予測についてオペレータに警告を出し、かつ／または１つ以上のパラメータまたはプロセスをリアルタイムで自動的に調節または変更して、当該イベントの組み合わせによる影響を軽減することができる。例えば、データ分析エンジン１３２は、修正された設定点または修正されたパラメータ値を決定し、これらの修正された値を処理プラント１０のプロバイダデバイス１１０に用いさせることができる。このようにして、プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２により、問題の発見および軽減の可能性を現在公知のプロセス制御システムと比較してずっと迅速かつ効率的に得ることが可能になる。

別の例示的シナリオにおいて、データ分析エンジン１３２のうち少なくとも一部を用いて、製品作動の変化を検出することができる。例えば、データ分析エンジン１３２は、特定の通信速度の変化ならびに／または（システム動的が変化している可能性を示し得る）１つまたは複数のセンサーから受信されたパラメータ値の経時的変化またはパターンからの変化を検出し得る。さらに別の例示的シナリオにおいて、データ分析エンジン１３２を用いて、プロセスの挙動およびプラント１０および時間について特定のバッチに関連する警告の発生に基づいて、弁または他の供給業者設備の特定のバッチに障害があることを診断および決定することができる。

別の例示的シナリオにおいて、データ分析エンジン１３２のうち少なくともいくつかは、製品能力（例えば、ワクチン有効性）を予測し得る。さらに別の例示的シナリオにおいて、データ分析エンジン１３２は、処理プラント１０に関連するセキュリティ問題の可能性を監視および検出することができる（例えば、ログインパターン、リトライおよびその各位置の増加）。さらに別の例示的シナリオにおいて、データ分析エンジン１３２は、処理プラント１０および１つ以上の他の処理プラント上において集計または保存されたデータを分析し得る。このようにして、プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２により、複数の処理プラントを所有または操作する企業が診断および／または予測的情報を領域、産業または会社ベースで収集することが可能になる。

プロセス制御システムビッグデータスタジオ

図１について既述したように、プロセス制御システムビッグデータスタジオ１０９は、構成およびデータ調査のためのインターフェースを例示的プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００中に設けることができる。よって、プロセス制御ビッグデータスタジオ１０９を、プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２の１つ以上の電化製品データ受信器１２２および／またはプロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２の１つ以上の電化製品リクエストサービサー１２５と通信可能な接続状態にすることができる。実施形態において、プロセス制御ビッグデータスタジオ１０９は、１つ以上のコンピューティングデバイス上に常駐し得、そのうちゼロ以上が、プロセス制御ビッグデータ電化製品１０２の別のコンポーネントが常駐するコンピューティングデバイスとなり得る（例えば、電化製品リクエストサービサー１２５、電化製品データ受信器１２２、または別のコンポーネント）。一般的には、プロセス制御システムビッグデータスタジオ１０９により、構成およびデータ調査がオフライン環境において行うことが可能になり、スタジオ１０９によって生成された任意の出力をプロセス制御プラント１０の実行時間環境中にインスタンス化することができる。本明細書中用いられる「オフライン」という用語は、構成およびデータ調査活動が作動プラント１０から分離されているため、プラント１０そのものが作動しているかまたはオンラインであっても、構成およびデータ調査活動の実行を処理プラント１０の作動に影響を与えずに行うことが可能であることを示す。

図１〜図４を参照して説明したプロセス制御システムビッグデータスタジオ１０９の実施形態のブロック図を図５に示す。プロセス制御システムビッグデータスタジオ１０９は、構成およびデータ調査を可能にするための１つ以上の構成または調査アプリケーションまたはツール１４５を提供し得る。例えば、アプリケーションまたはツール１４５は、ダッシュボードエディタ１５０、モデルエディタ１５２、データエクスプローラ１５５、分析エディタ１５８および／または１つ以上の他のツールまたはアプリケーション１６０を含み得る。これらのツール１５０〜１６０それぞれの説明については後述する。

ツール１５０〜１６０はそれぞれ、保存された時系列データ１２０のうち少なくともいくつかの上および／またはプロセス制御システムビッグデータスタジオ１０９にとって利用可能な１つ以上の定義１６２の上において動作することができる。これらの定義１６２は、プロセス制御システム１０に関連する構築コンポーネントを記述し得る。これらのコンポーネントがツール１４５によって組み合わされてより複雑なコンポーネントが生成され、後でインスタンス化され得る。実施形態において、定義１６２は、プロセス制御システムビッグデータ記憶領域１２０中に保存されるか、または、ビッグデータスタジオ１０９からのアクセスが可能ないくつかの他の記憶装置位置中に保存される。

ツール１４５にとって利用可能な定義１６２を挙げると、例えば、多様な表示アイコン、テキスト、グラフィックおよびビューをデータユーザインターフェースに提示することを可能にするコンポーネントを定義または記述する１つ以上の表示コンポーネント定義１６５がある。これらの表示コンポーネント定義を挙げると、例えば、表示要素定義、表示ビューまたは視覚化定義、結合定義などがある。

これらの定義１６２は、１つ以上のモデリング定義１６８を含み得る。モデリング定義１６８は、例えば、製品（例えば、処理プラント１０によって生成されている製品）の定義、設備またはデバイス（例えば、処理プラント１０内に含まれる設備またはデバイス）の定義、パラメータ定義、計算、機能ブロック、実行時間モジュールおよび（プロセスを制御しかつ処理プラント１０および／または他のエンティティ定義を操作、管理または最適化するために用いられる）他の機能の定義を定義または記述し得る。モデリング定義は、インスタンス化されると、プロセス制御プラント１０および／またはその内部において制御されるプロセスのうち少なくとも一部の構成、動作および／または管理に関連するプロセス制御モデルまたは他のモデル中へ採用され得る。

定義１６２は、実施形態において、１つ以上のデータ定義１７０を含み得る。データ定義１７０は、モデル、例えば、プロセス制御モデル、データ分析モデル、または（プロセス制御プラント１０および／またはその内部において制御されるプロセスのうち少なくとも一部の構成、動作、管理および／またはまたは分析に関連する）任意の他のモデル中へ入力され得るかまたは当該モデルを出力し得るデータの種類を定義し得る。一般的には、定義されたデータの入力先または出力先となるモデルは、定義がモデリング定義１６８中に含まれる１つ以上のエンティティから生成され得る。

よって、データ定義１７０は、処理プラント１０内において通信、生成、受信および／または観測されるデータの多様な（構築されたかつ／または未構築の）データ種類、文脈および／または境界条件を定義または記述し得る。データ定義１７０は、データベースデータ、ストリーミングデータ、トランザクションデータ、および／または（プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００を介して通信されかつプロセス制御システムビッグデータ記憶装置１２０中へ保存または履歴化された）任意の他の種類のデータに関連し得る。例えば、データストリーミング定義１７０は典型的には、温度Ａ〜温度Ｂの範囲内であると予測される温度（℃）を含むものとして特定のデータストリーミングを記述し得る。データストリーミング定義１７０は、特定の無線アクセスポイントにおけるデバイスの接続時間および識別情報を含むものとして別のストリーミングデータを記述し得る。データストリーミング定義１７０は、特定の種類のコントローラにおける警告イベントを含むものとしてさらに別のストリーミングデータを記述し得る。よって、データストリーミング定義１７０は、データ関係の定義または記述も含み得る。例えば、データストリーミング定義１７０は、警告イベントデータがコントローラ、センサーまたはデバイスによって生成され得ることまたはデータストリーミング定義が入力材料中の純度パーセンテージによる特定の線の出力品質への影響を示す関係を含み得ることを示す関係を含み得る。

実施形態において、データ定義１７０は、データ種類、文脈および／または表示、分析および処理プラント１０に関連する他のアプリケーションによって用いられるデータの境界条件の定義および記述を含み得る。例えば、データ定義１７０は、ブール数、科学的記数法、変数表記、異なる言語のテキスト、暗号鍵などを記述し得る。

さらに、定義１６２は、１つ以上の分析またはアルゴリズム定義１７２を含み得る。分析定義１７２は、例えば、１組のデータに対して（例えば、保存されたデータ１２０の選択されたサブセットに対して）行うことが可能な計算分析を定義または記述し得る。分析定義１７２の例を挙げると、データ分析がある（例えば、平均、グラフ、ヒストグラム、分類技術）、確率および／または統計機能（例えば、回帰、部分最小二乗法、条件付き確率）、時間ベースの分析（例えば、時系列、フーリエ分析、）、視覚化（例えば、棒グラフ、散布図、円グラフ）、発見アルゴリズム、データマイニングアルゴリズム、データトレンドがある。実施形態において、分析定義１７２のうち少なくともいくつかをネストすることができ、かつ／または、分析定義１７２のうち少なくともいくつかを相互依存させてもよい。

もちろん、上記した定義１６５〜１７２に加えてまたは上記した定義１６５〜１７２の代わりに他の定義１７５をプロセス制御システムビッグデータスタジオ１０９のツール１４５によって用いてもよい。実施形態において、定義１６２少なくともいくつかは、プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２によって自動的に生成および保存され得る。実施形態において、定義１６２のうち少なくともいくつかは、ユーザインターフェース１１２においてユーザによって生成および保存され得る。

よって、例示的プロセス制御システムビッグデータスタジオ１０９はインターフェースまたはポータル１８０を含み、その各インスタンスは、各ユーザインターフェースデバイス１１２において提示され得る。例えば、プロセス制御ビッグスタジオ１０９は、ウェブブラウザ、プラグインまたはウェブクライアントインターフェースを介してユーザインターフェースデバイス１１２においてアクセスすることが可能なポータル１８０に対応するウェブサービスまたはウェブアプリケーションをホストし得る。別の例において、ビッグデータスタジオ１０９のユーザインターフェースは、ユーザインターフェースデバイス１１２においてクライアントアプリケーションを含み得る。ユーザインターフェースデバイス１１２は、ポータル１８０に対応するプロセス制御ビッグデータスタジオ１０９においてホストまたはサーバアプリケーションと通信する。実施形態において、ユーザにとって、プロセス制御システムビッグデータスタジオポータル１８０は、ユーザインターフェースデバイス１１２上のナビゲート可能な表示のようにみえる。

実施形態において、データスタジオ１０９のアクセスマネージャ１８２は、セキュアなアクセスをデータスタジオ１０９へ提供し得る。ユーザ、ユーザインターフェースデバイス１１２および／またはアクセスアプリケーションは、ビッグデータスタジオ１０９へのアクセスを得ようとする場合、アクセスマネージャ１８２に認証してもらわなければならない。実施形態において、ユーザは、データスタジオポータル１８０にログインするためには、ユーザ名およびパスワードまたは他のセキュアな識別子（例えば、生体識別子）を提供することを要求され得る。追加的にまたは代替的に、ユーザ、ユーザインターフェースデバイス１１２および／またはアクセスアプリケーションは、例えば公開鍵基盤（ＰＫＩ）暗号化アルゴリズムまたは他のアルゴリズムを用いることにより、認証されることを必要とし得る。実施形態において、ユーザインターフェースデバイス１１２によって利用されるＰＫＩ暗号化アルゴリズムの認証の証明を、少なくとも１つのパラメータ（例えば、空間位置または地理的位置、アクセス時間、アクセス文脈、ユーザの識別情報および／またはユーザの雇用主、プロセス制御プラント１０の識別情報、ユーザデバイス１１２の製造業者、またはいくつかの他のパラメータ）に基づいて生成することができる。実施形態において、証明および共有鍵に対応する一意の種は、パラメータのうち１つ以上に基づき得る。

認証後、データスタジオポータル１８０により、ユーザ、ユーザインターフェースデバイス１１２および／またはアクセスアプリケーションは、プロセス制御ビッグデータスタジオ１０９のツールまたは機能１４５へアクセスすることができる。実施形態において、各ツールまたは機能１５０〜１６０に対応するアイコンをユーザインターフェースデバイス１１２において表示することができる。特定のツール１５０〜１６０が選択されると、ユーザによる選択されたツールの利用を可能にするために、一連の表示ビューまたは画面が提示され得る。

モデルエディタ１５２ツールにより、プロセス制御システム１０中のプロセスを制御するためのモデルをユーザが構成（例えば、生成または改変することが可能になる）。例えば、ユーザは、多様なモデリング定義１６８（および場合によってはデータストリーミング定義１７０）を選択および接続して、モデルを生成または変更することができる。

分析エディタ１８２により、ユーザは、プロセス制御システム１０に関連するデータの分析のためのデータ分析機能（例えば、データ分析エンジン１３２のうちの１つ）を構成（例えば、生成または改変することができる）。例えば、ユーザは、１つ以上の分析定義１７２（および場合によってはデータストリーミング定義１７０のうち少なくともいくつか）から複雑なデータ分析機能を構成することができる。

ユーザは、データエクスプローラ１５５を用いて、履歴化または保存されたデータ１２０を探索することができる。データエクスプローラ１５５により、データストリーミング定義１７０（および場合によっては分析定義１７２のうち少なくともいくつか）に基づいて、保存されたデータ１２０のうち少なくとも一部をユーザが視認または可視化することが可能になる。例えば、データエクスプローラ１５５により、ユーザが特定のｖａｔの温度データを特定の期間から引き出すことと、トレンド分析を適用して当該期間における温度変化を視認することとが可能になる。別の例において、データエクスプローラ１５５により、ユーザが回帰分析を行って、ｖａｔ温度に影響を与える独立変数または従属変数を決定することが可能になる。

実施形態において、ダッシュボードエディタ１５０により、ユーザがダッシュボード表示または表示ビューを構成することが可能になる。本明細書中において用いられる「ダッシュボード」は一般的には、多様なユーザインターフェースデバイス１１２上に表示される処理プラント１０の実行時間環境のユーザインターフェース表示を指す。ダッシュボードは、プラント１０中において制御されているプロセスの一部の動作のリアルタイムビューを含み得、あるいは、例えば処理プラント１０の動作に関連する他のデータ（例えば、ネットワークトラフィック、専門家位置、部品の順序、作業命令スケジューリング）のビューを含み得る。いくつかの実施形態において、実行時間ダッシュボードは、ユーザによる構成実行を可能にするためのデータスタジオポータル１８０へアクセスするためのユーザ制御を含み得る。

もちろん、上記においてはツール１４５にアクセスするユーザについて述べてきたが、いくつかの実施形態において、ユーザインターフェースデバイス１１２および／またはアクセスアプリケーションは、ツール１４５のうち任意のものに類似の方法でアクセスすることができる。

ツール１５０〜１６０はそれぞれ、各出力２００を生成し得る。生成された出力２００に対応する定義を、例えば自動的にまたはユーザコマンドに応答してその他の定義１６２と共に保存することができる。実施形態において、ツール１５０〜１６０の出力２００の対応する定義を、例えば時系列データ１０２ａの種類および（任意選択的に）対応するメタデータ１０２ｂとしてプロセス制御ビッグデータ記憶領域１０２中に保存する。

少なくともいくつかの出力２００が、プロセス制御システム１０の実行時間環境中にインスタンス化され得る。例えば、モデルエディタ１５２は、モデル２０２（例えば、プロセス制御モデル、ネットワーク管理モデル、診断モデル）を生成し得るか、または、１つ以上のプロバイダデバイスまたはノード１１０へダウンロードすることが可能な既存のモデル２０２に対する変更を生成し得る。実施形態において、生成されたモデルおよび／またはモデル変更２０２の対応する定義がモデリング定義１６８中に保存され得る。

ダッシュボードエディタ１５０は、１つ以上の表示または表示コンポーネント２０５を生成し得る（例えば、動作、構成および／または診断表示、データ分析表示、ならびに／またはユーザインターフェースデバイス１１２において提示することが可能なグラフィックまたはテキスト）。ダッシュボードエディタ１５０は、表示または表示コンポーネント２０５の対応する結合２０６をさらに生成し得、これにより、コンポーネント２０５を実行時間環境においてインスタンス化することができる。実施形態において、生成された表示／表示コンポーネント２０５の対応する定義およびその各結合２０６を表示コンポーネント定義１６５中に保存することができる。

分析エディタ１５８は、プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２によって用いられるべきデータ分析機能、計算、有用性またはアルゴリズム２０８を生成し得る（例えば、図４に示すデータ分析１３２のうち１つ以上）。生成された分析２０８の対応する分析定義を例えば分析定義１７２中に保存することができる。

特にデータエクスプローラツール１５５について、データエクスプローラ１５５は、プロセス制御システムビッグデータ記憶領域１０２中に保存された履歴化データへのアクセスを提供し得る。この履歴化データは、時系列データ点１２０ａを含み得る。これらの時系列データ点１２０ａは、プロセス制御システム１０の実行時間時において収集され、（任意の対応するメタデータ１２０ｂと共に）プロセス制御システムビッグデータ記憶領域１２０中に保存される。例えば、履歴化データは、例えば処理プラント１０の動作時において用いられたモデル、パラメータおよびパラメータ値、バッチレシピ、構成などの表示を含み得、履歴化データは、処理プラント１０の動作または関連活動時において発生したユーザアクションの表示を含み得る。

データエクスプローラ１５５を用いて、実施形態において、保存されたデータ１２０のうち少なくとも一部の多様な視覚化を行うことができる。例えば、データエクスプローラ１５５は、１つ以上のデータ分析定義１７２を用いて、データスタジオインターフェースまたはポータル１８０においてデータ視覚化の生成および提示を行うことができる。この視覚化を見た後、ユーザ１１２は、以前の未知のデータ関係２１０を発見し得る。例えば、ユーザ１１２は、特定のイベント、雰囲気温度および製造ライン歩留まり間のデータ関係を発見し得る。よって、発見されたデータ関係２１０は、データエクスプローラ１５５の出力２００であり得、例えばデータ定義１７０として保存され得る。

実施形態において、ユーザ１１２は、発見された関係２１０によって影響を受け得る任意のモデル１６８を特定せよと、プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２へ（例えば、データスタジオポータル１８０における分析エディタ１５８を介して）命令し得る。例えば、ユーザ１１２は、分析エディタ１５８を用いて、発見された関係２１０上に（および任意選択的に、さらなる保存されたデータ１２０と共に）作動する１つ以上のデータ分析エンジン１３２を選択し得る。ユーザ命令に応答して、プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２は、発見されたデータ関係２１０による影響を受け得る１つ以上のモデル１６８を特定し得る。実施形態において、プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２はまた、影響を受けるモデル１６８について、更新されたパラメータ値２１２および／または新規パラメータ２１５を発見されたデータ関係２１０に基づいて決定し得、影響を受けるモデル１６８を自動的に相応に更新し得る。実施形態において、プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２は、発見されたデータ関係２１０に基づいて、新規モデル２０２を自動的に生成し得る。プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２は、実施形態において、更新されたおよび／または新規モデル２０２、パラメータ２１５、パラメータ値２１５などを対応する定義１６２として保存し得る。実施形態において、特定されたモデル１６８、２０２、パラメータ２１５、パラメータ値２１２などのうち任意のものを例えばポータル１８０を介してユーザ１１２へ提示することができる。自動的に変更を実行する代わりにデータ電化製品１０２は、ユーザによる命令があった場合のみに上記の提示を行い得る。

いくつかの実施形態において、ユーザによって指令された知識発見に依存する代わりに、プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２は、履歴化データを自動的に分析することにより、知識発見を自動的に行い得る。例えば、プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２の１つ以上のデータ分析エンジン１３２は、データの１つ以上の実行時間ストリーミングの自動分析および／または探索をバックグラウンドで実行し得る。例えば、プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２は、データエクスプローラ１５５および／または分析エディタ１５８のインスタンスをバックグラウンドで実行し得る。バックグラウンド調査および分析に基づいて、データ分析エンジン１３２は、以前から未知のデータ関係２１８を発見し得る。データ分析エンジン１３２は、発見されたデータ関係２１８を例えばデータ定義１７０中に保存し得る。実施形態において、プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２（例えば、データスタジオ１０９、電化製品データ受信器１２２または他のコンポーネント）は、発見されたデータ関係２１８について（例えばポータル１８０を介して）ユーザに警告または通知し得る。

実施形態において、プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２は、保存されたモデル、自動的に発見されたデータ関係２１８によって影響を受け得るパラメータおよび／またはパラメータ値１６８を自動的に特定し得、更新されたまたは新規パラメータ値２１２、更新されたまたは新規モデル２０２、ならびに／あるいは発見されたデータ関係２１８に基づいてとられるべき他のアクション２２０を決定し得る。実施形態において、プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２は、更新された／新規パラメータ２１５、パラメータ値２１２、モデル２０２および／または他のアクション２２０を例えばポータル１８０を介してユーザ１１２へ提案し得る。例えば、プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２は、新規の警告制限を提案し得、弁の交換を提案し得、またはプラント１０の新規領域を取り付けた後に出力が最適化されるように動作可能となる予測時期を提案し得る。実施形態において、プロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２は、新規のまたは更新されたモデル、パラメータ、パラメータ値、またはアクションを（ユーザ１１２への通知無く）自動的に適用し得る。

実施形態において、プロセス制御ビッグデータ電化製品１０２は、改変または生成すべき候補モデル、パラメータ、パラメータ値および／またはアクションを仮定し得、この仮説をオフラインで、例えば履歴化データ１２０のより大きなサブセットに対して試験し得る。この実施形態において、有効なモデル、パラメータ、パラメータ値および／またはアクションのみをユーザへ提案し、定義１６２中に保存し、かつ／または自動的にシステム１０に適用することができる。

ここで図６を参照して、図６は、プロセス制御システムビッグデータスタジオ１０９によって提供される構成および調査環境（例えば、オフライン環境）２２０と、処理プラントまたは制御システム１０においてインスタンス化される実行時間環境２２２との間の結合の実施形態を示すブロック図である。この結合は、実施形態において、１つ以上のスクリプト２２５を通じて行われる。

これらのスクリプト２２５により、例えば、構成および調査環境２２０からのモデル１６８の定義１６２、データ結合およびダッシュボード情報１６５、データ関係１７０、および／または他の態様に対応する実行ファイル２２８を１つ以上のノード１０８の実行時間環境２２２中へダウンロードする能力が１つ以上得られる。よって、スクリプト２２５により、オフラインフェーズ時において（例えば、データスタジオ１０９のツール１４５を用いることにより）展開された１つ以上のコンポーネント１６２へのオンラインアクセスが可能になる。実施形態において、スクリプト２２５により、実行時間環境２２２において構成および調査環境２２０に対して生成された情報をノード１０８がアップロードする能力がさらに得られる。例えば、新規または改変されたモデル、パラメータ、分析またはユーザインターフェースデバイス１１２において生成された他のエンティティを、新規または改変された定義１６２としてアップロードすることができる。

実施形態において、スクリプト２２５は、１つ以上のノード１０８に対する選択された定義１６２に対応する実行ファイル２２８をダウンロードし得る。特定のダウンロードスクリプト２２５をユーザ命令に応答して行うことができ、あるいはプロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２によって自動的に行うことができる。実行時間環境２２２において、実行時間エンジン２３０（例えば、プロセッサＰ_ＭＣＸなどのプロセッサによって実行されるもの）は、実行ファイル２２８上において動作して、選択された定義１６２に対応するエンティティをインスタンス化することができる。実施形態において、各ノード１０８は、ダウンロードされた実行ファイル２２８上において動作する各実行時間エンジン２３０を含み得る。

特に、ダッシュボード表示に対応する実行ファイル２２８について、各ダウンロードスクリプト２２５は、データ定義１７０および／またはモデル定義１６８をダッシュボード定義１６５と結合させて、対応するダッシュボード実行ファイル２２８を生成し得る。いくつかの実施形態において、対応するダッシュボード表示２３２および実行時間環境２２２中の対応するデータおよび／またはモデル記述をユーザインターフェースデバイス１１２においてロードする前に、事前処理をダッシュボード実行ファイル２２８に行う必要があり得る。実施形態において、実行時間ダッシュボードサポートエンジン２３５は事前処理および／またはローディングを実行時間環境２２２内において行い得る。実行時間ダッシュボードサポートエンジン２３５は、例えば、実行時間エンジン２３０と通信可能な接続を持つアプリケーションであり得る。実行時間ダッシュボードサポートエンジン２３５は、例えば、プロセス制御ビッグデータ電化製品１０２においてホストされ、ユーザインターフェースデバイス１１２においてホストされ、またはプロセス制御ビッグデータ電化製品１０２において少なくとも部分的ににおいてホストされ、かつユーザインターフェースデバイス１１２において少なくとも部分的ににおいてホストされる。いくつかの実施形態において、実行時間エンジン２３０は、実行時間ダッシュボードサポートエンジン２３５のうち少なくとも一部を含む。

図７は、プロセス制御システムまたは処理プラント中においてビッグデータをサポートするための例示的方法３００のフロー図である。方法３００は、図１のプロセス制御システムビッグデータネットワーク１００において実行され得、あるいは、プロセス制御システムまたは処理プラント中においてビッグデータをサポートする任意の他の適切なネットワークまたはシステムにおいて実行され得る。実施形態において、方法３００は、図１のプロセス制御システムビッグデータ電化製品１０２によって実行される。（非限定的な）例示目的のため、方法３００について、図１〜図６を参照しながら以下に説明する。

ブロック３０２において、データが受信され得る。例えば、データは、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００のビッグデータ電化製品１０２によって（例えば１つ以上のデータ受信器１２２によって）受信され得る。このデータは、処理プラントおよび／または処理プラントによって制御されているプロセスに対応し得る。例えば、データは、処理プラントにおけるプロセスの制御時に生成されたリアルタイムデータ、構成データ、バッチデータ、処理プラント中に含まれる多様なネットワークのネットワーク管理およびトラフィックデータ、ユーザまたはオペレータアクションを示すデータ、プラントに含まれる設備およびデバイスの動作および状態に対応するデータ、処理プラントの外部のエンティティによって生成されたデータおよびそのようなエンティティへ送信されたデータ、ならびに他のデータを含み得る。

データは、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００と通信可能な接続状態にある１つ以上のノード１０８から受信され得る。例えば、データは、プロバイダノード１１０、ユーザインターフェースノード１１２、および／またはプロセス制御システムビッグデータネットワーク１００へ通信可能に接続された別のノード１１５から受信され得る。受信されたデータは、時系列データを含み得る（例えば、各ノード１０８においてデータ点が収集された時間を示す時間スタンプと共に各データ点が受信されたとき）。

実施形態において、ストリーミングサービスを用いて、データのうち少なくとも一部を受信することができる。実施形態において、ストリーミングサービスは、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００のノード１０８によってホストされ得、ビッグデータ電化製品１０２またはビッグデータ電化製品１０２内に含まれるデータ受信器１２２は、ノード１０８によってホストされるストリーミングサービスへ加入することができる。

ブロック３０５において、受信されたデータを、統一論理ビッグデータ記憶領域（例えば、プロセス制御システムビッグデータ電化製品記憶領域１２０、またはいくつかの他の適切なデータ記憶領域）中に保存させることができる。統一論理ビッグデータ記憶領域は、全ての種類の受信されたデータに会った共通フォーマットを用いてデータを保存し得る。詳細には、共通フォーマットにより、保存されたデータのリアルタイム検索および調査をタイムリーかつ効率的に行うことが可能になる。実施形態において、受信されたデータは、対応するメタデータと共に統一論理ビッグデータ記憶領域中に保存される。

ブロック３０８において、統一論理ビッグデータ記憶領域中に保存されたデータのうち少なくとも一部に対し、サービスが行われ得る。実施形態において、ビッグデータ電化製品１０２またはビッグデータ電化製品１０２の電化製品リクエストサービサー１２５により、サービスが実行され得る。このサービスは、ユーザリクエストに応答して行ってもよいし、あるいはサービスを自動的に実行させてもよい。実施形態において、ビッグデータ電化製品１０２は、行われるべきサービスを選択し得る。

実施形態において、サービスは、計算分析（例えば、回帰分析、クラスター分析、データトレンド分析、または他の計算分析）であり得る。例えば、計算分析は、統一論理ビッグデータ記憶領域中に保存されたデータの第１のサブセット上に対して行われ得、データの第２のサブセットを含む結果を生成し得る。実施形態において、結果は、ユーザインターフェースにおいてユーザへ提示され得る。実施形態において、結果は、１つ以上の提案（例えば、実行することが望ましいさらなる計算分析、とられるべき特定のユーザアクション、特定のユーザアクションがとられるべき時間の提案）と共にユーザへ提示され得る。

データの第２のサブセットは、データ定義または関係を含み得る。例えば、データの第２のサブセットは、プロセス制御システムまたはプラントと関連付けられた既存のエンティティに対する変更を示し得、あるいは、プロセス制御システムまたはプラントと関連付けられるべき新規のエンティティを示し得る。変更されたまたは新規エンティティは、例えば、ダッシュボード表示コンポーネント、プロセスモデル、機能ブロック、データ関係、パラメータまたはパラメータ値、結合または計算分析であり得る。

ブロック３１０において、第２の１組のデータが保存され得る。例えば、第２の１組のデータは、統一論理ビッグデータ記憶領域中に保存され得る。

いくつかの実施形態において、ブロック３０８において、計算分析に加えたまたは計算分析の代わりのサービスが行われ得る。例えば、サービスは、構成サービス、診断サービス、制御アプリケーションサービス、通信サービス、管理サービス、設備管理サービス、プランニングサービス、またはいくつかの他のサービスであり得る。

モバイル制御室

プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００により、ダッシュボード表示２３２およびデータスタジオポータル１８０が、任意の認証されたユーザインターフェースデバイス１１２において利用可能とされ得る。さらに、ユーザインターフェースデバイス１１２は、モバイルデバイスであり得る。よって、ワークステーションのみによって従来技術の制御システム内の固定制御室位置に配置されたユーザインターフェースおよびディスプレイが、プロセス制御システムビッグデータネットワーク電化製品１０２によってサポートされたシステム１０中のモバイルユーザインターフェースデバイス１１２において利用可能とされ得る。実際、プロセス制御システムビッグデータネットワーク電化製品１０２によってサポートされたシステム１０のいくつかの構成において、処理プラント１０に関連する全てのユーザインターフェースが全て、１組のモバイルユーザインターフェースデバイス１１２（例えば、「モバイル制御室」）において提供され得、処理プラント１０は、固定された制御室を全く含まなくてよくなる。実施形態において、固定された制御室機能（例えば、モデルの構成およびダウンロード、アプリケーションおよびユーティリティの生成および起動、ネットワーク管理、セキュアなアクセス、システム性能評価、製品品質制御に関連する活動の実行）を何か行う際には、ユーザインターフェースデバイス１１２を認証することが必ず必要になる。例えば、ユーザインターフェースデバイス１１２は、プロシージャ（例えば、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００におけるデバイスおよびノードの認証について既述したもの）を用いて認証され得る。

このようなモバイル制御室をサポートするために、プロセス制御システムビッグデータネットワーク電化製品１０２は、１つ以上のモバイル制御室サービスを提供またはホストし得る。モバイル制御室サービスは、例えば特定の種類のデータリクエスタ１３０であってもよいし、あるいは別のアプリケーションであってもよい。実施形態において、ウェブサーバを各ユーザインターフェースデバイス１１２において提供して、ウェブベースのブラウザ、ウェブベースのアプリケーション、または電化製品１０２によってホストされるモバイル制御室サービスとインターフェースをとるプラグインをサポートすることができる。

モバイル制御室サービスの一例は、設備認識サービスを含み得る。この例において、モバイルワーカーが自身のユーザインターフェースデバイス１１２をプラント１０内において移動させると、多様なプロバイダデバイスまたはノード１１０が固定位置において、例えば無線通信プロトコル（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１に適合する無線ローカルエリアネットワークプロトコル、モバイル通信プロトコル（例えば、ＷｉＭＡＸ）、ＬＴＥまたは他のＩＴＵ−Ｒ適合プロトコル、短波長無線通信プロトコル（例えば、近接場通信（ＮＦＣ）またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ)、プロセス制御無線プロトコル（例えば、無線ＨＡＲＴ）、またはいくつかの他の適切な無線通信プロトコル）を用いることにより、ユーザインターフェースデバイス１１２に対して自動的に自己同定し得る。ユーザインターフェースデバイス１１２および固定プロバイダデバイス１１０は、（例えば、ユーザインターフェースデバイス１１２およびデータスタジオ１０９について既述した様態で）セキュアな暗号接続を自動的に認証および形成し得る。実施形態において、設備認識サービスに起因して、固定プロバイダデバイス１１０に特に関連する１つ以上のアプリケーションがユーザインターフェースデバイス１１２において自動的に起動され得る（例えば、作業命令、診断、分析、または他のアプリケーション）。

別の例示的モバイル制御室サービスは、位置および／またはスケジューリング認識サービスであり得る。この例において、位置および／またはスケジューリング認識サービスは、例えばモバイルワーカーの認証されたユーザインターフェースデバイス１１２に基づいて、モバイルワーカーの位置、スケジュール、スキルセットおよび／または作業アイテム進捗を追跡し得る。この追跡に基づいて、電化製品１０２における位置および／またはスケジューリング認識サービスにより、プラントマップ、設備写真またはビデオ、ＧＰＳ座標およびワーカーの位置に対応する他の情報をユーザインターフェースデバイス１１２上に自動的に決定および表示することにより、モバイルワーカーをナビゲーションおよび設備同定において支援することができる。追加的にまたは代替的に、モバイルワーカーは特定のスキルセットを持ち得るため、位置および／またはスケジューリング認識サービスは、スキルセットおよび／またはユーザインターフェースデバイス１１２の位置に基づいて、ワーカーのダッシュボード２３２の外観を自動的にカスタマイズすることができる。別のシナリオにおいて、位置および／またはスケジューリング認識サービスは、自身の近隣にありかつモバイルワーカーが対処することが認定されている設備の一部に関連する新規に開けられた作業アイテムについて、モバイルワーカーにリアルタイムで通知することができる。さらに別のシナリオにおいて、位置および／またはスケジューリング認識サービスに起因して、モバイルワーカーの位置および／またはスキルセットに特に関連する１つ以上のアプリケーションをユーザインターフェースデバイス１１２において自動的に起動させることができる。

さらに別の例示的モバイル制御室サービスは、モバイルワーカーコラボレーションサービスであり得る。モバイルワーカーコラボレーションサービスにより、セキュアなコラボレーションセッションを少なくとも２つのユーザインターフェースデバイス１１２間において確立させることが可能になる。実施形態において、２つのデバイス１１２が相互に近隣に移動し、相互に存在を認識した場合、例えば設備認識サービスについて既述したような無線プロトコルを用いることにより、セキュアなコラボレーションセッションを自動的に確立させることができる。セッションの確立後、コラボレーションワークセッション時におけるユーザインターフェースデバイス１１２間のデータ同期を行うことができる。

さらに別の例示的モバイル制御室サービスは、モバイルワーカーアプリケーション同期サービスであり得る。このサービスにより、モバイルワーカーは、自身の仕事の状態を多様なアプリケーションにおいて保持しつつ、自身の仕事を異なるハードウェアプラットフォーム（例えば、モバイルデバイス、ワークステーション、家庭用コンピューティングデバイス、タブレット）間で位相させることができる。実施形態において、２つの異なるハードウェアプラットフォームデバイス１１２が相互に近隣に移動し、例えば無線プロトコル（例えば、設備認識サービスについて述べたもの）を用いることにより相互に存在を認識した場合、アプリケーション同期が自動的に行われ得る。例えば、モバイルワーカーは、自身のタブレットをオフィスデスクトップコンピュータの近隣へと移動させるだけで、現場において開始された作業をシームレスに継続することができる。

もちろん、本明細書中に記載されたもの以外にも、他のモバイル制御室サービスが可能であり、プロセス制御システムビッグデータ電化製品ネットワーク１００によってサポートすることが可能である。

本開示中に記載される技術の実施形態は、任意の数の以下の態様を単独または組み合わせで含み得る。

１．プロセス制御プラント中のビッグデータをサポートするためのシステムであって、１つ以上のデータ記憶装置を含む統一論理データ記憶領域であって、１つ以上のデータ記憶装置は、処理プラントまたは処理プラントにおいて制御されるプロセスのうち少なくとも１つへ対応するデータを共通フォーマットを用いて保存するように構成され、データは、複数の種類のデータと、構成データ、連続データおよびプロセスに対応するイベントデータを含む１組の種類のデータとを含む、統一論理データ記憶領域を含む。このシステムは、１つ以上の他のデバイスからデータを受信するように、および、受信されたデータが統一論理データ記憶領域中に保存されるように構成される１つ以上のデータ受信器コンピューティングデバイスをさらに含む。

２．上記態様のシステムにおいて、データは時系列データを含む。

３．上記態様のうち任意のシステムにおいて、統一論理データ記憶領域中に保存された時系列データのデータエントリは内容および時間スタンプを含み、時間スタンプは、データエントリの内容が生成された時間を示す。

４．上記態様のうち任意のシステムにおいて、統一論理データ記憶領域は、データに対応するメタデータを保存するようにさらに構成される。

５．上記態様のうち任意のシステムにおいて、データは、共通構造化フォーマットを用いて保存され、メタデータは、非構造化フォーマットを用いて保存される。

６．上記態様のうち任意のシステムにおいて、データは、処理プラント内に含まれる機械の健康状態を示すデータ、処理プラント中に含まれる特定の設備の一部の健康状態を示すデータ、処理プラントに含まれる特定のデバイスの健康状態を示すデータ、または処理プラントの安全性に関連するパラメータに対応するデータのうち少なくとも１つをさらに含む。

７．上記態様のうち任意のシステムにおいて、データは、１つ以上の他のデバイスのうち１つにおいて入力されたユーザ入力を記述するデータ、処理プラントの通信ネットワークを記述するデータ、処理プラントの外部のコンピューティングシステムから受信されたデータ、または別の処理プラントから受信されたデータのうち少なくとも１つをさらに含む。

８．上記態様のうち任意のシステムにおいて、処理プラントの通信ネットワークを記述するデータは、通信ネットワークの性能、リソースまたは構成のうち少なくとも１つを記述するデータを含む。

９．上記態様のうち任意のシステムにおいて、１つ以上のデータ記憶装置は、データバンク、ＲＡＩＤ記憶装置システム、クラウドデータ記憶装置システム、分散ファイルシステム、または他の大量データ記憶装置システムのうち少なくとも１つに設けられる。

１０．上記態様のうち任意のシステムにおいて、データのうち少なくとも一部は、１つ以上の他のデバイスのうち少なくとも１つによってホストされるストリーミングサービスを用いてストリーミングされ、統一論理データ記憶領域または１つ以上のデータ受信器コンピューティングデバイスのうち少なくとも１つは、ストリーミングサービスの加入者である。

１１．上記態様のうち任意のシステムにおいて、１つ以上の他のデバイスは、処理プラントにおけるプロセスを制御するように通信可能に接続されたフィールドデバイスおよびコントローラと、ユーザインターフェースデバイスまたはネットワーク管理デバイスのうち少なくとも１つとを含む。

１２．上記態様のうち任意のシステムにおいて、１つ以上の他のデバイスのうち少なくとも１つによって生成および受信された全データは、統一論理データ記憶領域において保存される。

１３．上記態様のうち任意のシステムにおいて、システムは、統一論理データ記憶領域中に保存されたデータのうち少なくとも一部を用いて１つ以上のサービスを行うように構成された１組のリクエストサービサーコンピューティングデバイスをさらに含み、１つ以上のサービスは、計算分析を含む。

１４．上記態様のうち任意のシステムにおいて、少なくとも１つのデータ受信器コンピューティングデバイスおよび少なくとも１つのリクエストサービサーコンピューティングデバイスは、一体型コンピューティングデバイスである。

１５．上記態様のうち任意のシステムにおいて、リクエストサービサーコンピューティングデバイスのうち少なくとも１つは、計算分析の実行に基づいて、処理プラント内に含まれる構成されたエンティティへの変更を決定するようにさらに構成される。

１６．上記態様のうち任意のシステムにおいて、リクエストサービサーコンピューティングデバイスのうち少なくとも１つは、（ｉ）決定された変更をユーザインターフェースにおいて提示することまたは（ｉｉ）変更を構成されたエンティティへ自動的に適用することのうち少なくとも１つのためにさらに構成される。

１７．上記態様のうち任意のシステムにおいて、１つ以上のサービスは、処理プラントの実行時間環境においてインスタンス化することが可能な１組のエンティティに対応する１組の定義を生成するサービスをさらに含む。

１８．上記態様のうち任意のシステムにおいて、１組のエンティティは、構成可能なデバイス、診断アプリケーション、表示ビューアプリケーション、制御モデルまたは制御アプリケーションのうち少なくとも１つを含む。

１９．上記態様のうち任意のシステムにおいて、１組の定義は、処理プラントのオフライン環境において生成され、システムは１組のスクリプトをさらに含み、１組のスクリプトは、１組の定義に含まれる少なくとも１つの定義を変換し、変換された少なくとも１つの定義を処理プラントの実行時間環境中にロードする。

２０．上記態様のうち任意のシステムにおいて、少なくとも１つの定義は、ユーザ入力に応答してオフライン環境内において生成される。

２１．上記態様のうち任意のシステムにおいて、少なくとも１つの定義は、オフライン環境において自動的に生成される。

２２．上記態様のうち任意のシステムにおいて、１つ以上のサービスのうち少なくとも１つはウェブサービスである。

２３．本明細書中に記載される態様のうち任意のもののシステムのうち任意のものによって実行される、プロセス制御プラント中のビッグデータをサポートする方法。この方法は、１つ以上のデータ受信器コンピューティングデバイスにおいて、プロセス制御プラントまたはプロセス制御プラントによって制御されるプロセスのうち少なくとも１つに対応するデータを受信することと、受信されたデータを共通フォーマットを用いて統一論理データ記憶領域中に保存することであって、統一論理データ記憶領域は、共通フォーマットを用いて複数の種類のデータを保存するように構成された１つ以上のデータ記憶装置と、構成データ、連続データおよびプロセスに対応するイベントデータを含む１組の種類のデータとを含む、こととを含み得る。

２４．上記態様の方法において、データを受信することは、データのうち少なくとも一部をストリーミングサービスを用いて受信することを含む。

２５．上記態様のうち任意の態様の方法は、ストリーミングサービスに加入することをさらに含む。

２６．上記態様のうち任意の態様の方法において、データを受信することは、処理プラントに含まれる１つ以上の他のデバイスからデータを受信することを含み、１つ以上のデバイスは、プロセスを制御するようにフィールドデバイスと通信可能な接続状態にあるコントローラを含む。

２７．上記態様のうち任意の態様の方法は、統一論理データ記憶領域中に保存されたデータのうち少なくとも一部を用いてサービスを行わせることをさらに含む。

２８．上記態様のうち任意の態様の方法において、サービスを行わせることは、計算分析を行わせることを含む。

２９．上記態様のうち任意の態様の方法において、計算分析を行わせることは、ユーザリクエストに応答して計算分析を行わせることを含む。

３０．上記態様のうち任意の態様の方法において、計算分析を行わせることは、計算分析をシステムによって自動的に選択および実行させることを含む。

３１．上記態様のうち任意の態様の方法において、統一論理データ記憶領域中に保存されたデータのうち少なくとも一部は第１の１組のデータであり、方法は、第１の１組のデータに対する計算分析の実行に基づいて第２の１組のデータを生成することをさらに含む。

３２．上記態様のうち任意の態様の方法は、第２の１組のデータを統一論理データ記憶領域中に保存することをさらに含む。

３３．上記態様のうち任意の態様の方法において、第２の１組のデータを保存することは、表示コンポーネント定義、結合定義、プロセスモデル定義、データ定義、データ関係または別の計算分析の定義のうち少なくとも１つを保存することを含む。

３４．コンピュータで実行可能な命令を保存する、１つ以上の有形の非一時的なコンピュータで読み出し可能な記憶装置メディアであって、コンピュータで実行可能な命令がプロセッサによって実行されると、上記態様のうち任意の態様の方法を実行する。

３５．任意の数の上記態様を含むシステム。このシステムは、プロセス制御システムであり得、プロセス制御システムにおけるプロセスを制御するように構成されたコントローラと、コントローラへ通信可能に接続されたフィールドデバイスであって、フィールドデバイスは、プロセス制御システムにおけるプロセスを制御するための物理的機能を行うように構成され、フィールドデバイスは、物理的機能に対応するリアルタイムデータのコントローラへの送信または物理的機能に対応するリアルタイムデータのコントローラからの受信を行うように構成される、フィールドデバイスと、プロセス制御システムビッグデータ装置とをさらに含み得る。このプロセス制御システムビッグデータ装置は、１つ以上のデータ記憶装置を含む統一論理データ記憶領域であって、１つ以上のデータ記憶装置は、共通フォーマットを用いて、コントローラおよびリアルタイムデータに対応する構成データを保存するように構成される、統一論理データ記憶領域と、リアルタイムデータを受信することと、受信されたデータを統一論理データ記憶領域中に保存させることとを行う１つ以上のデータ受信器コンピューティングデバイスとを含む。コントローラは、プロセス制御システムビッグデータネットワークの第１のノードであり得、プロセス制御システムビッグデータ装置は、プロセス制御システムビッグデータネットワークの第２のノードであり得る。

３６．上記態様のうち任意のシステムにおいて、プロセス制御システムビッグデータネットワークは、有線通信ネットワークまたは無線通信ネットワークのうち少なくとも１つを含む。

３７．上記態様のうち任意のシステムにおいて、プロセス制御システムビッグデータネットワークは、少なくとも部分的にアドホックネットワークである。

３８．上記態様のうち任意のシステムにおいて、プロセス制御システムビッグデータネットワークは第１の通信ネットワークであり、フィールドデバイスは、第１の通信ネットワークと異なる第２の通信ネットワークを介してコントローラへ通信可能に接続される。

３９．上記態様のうち任意のシステムにおいて、プロセス制御システムビッグデータネットワークは１つ以上の他のノードをさらに含み、１つ以上の他のノードは、ユーザインターフェースデバイス、ゲートウェイデバイス、アクセスポイント、経路設定デバイス、ネットワーク管理デバイス、またはコントローラまたは別のコントローラへ接続された入力／出力（Ｉ／Ｏ）カードのうち少なくとも１つを含む。

４０．上記態様のうち任意のシステムにおいて、コントローラは、リアルタイムデータをキャッシュするように構成され、リアルタイムデータの識別情報の表示は、コントローラの構成から排除される。

４１．上記態様のうち任意のシステムは、プロセス制御システムビッグデータユーザインターフェースをさらに含む。プロセス制御システムビッグデータユーザインターフェースは、ユーザがユーザインターフェースデバイスを介して少なくとも１つのユーザアクションを１組のユーザアクションから行うことを可能にするように構成され、１組のユーザアクションは、統一論理ビッグデータ記憶領域中に保存されたデータのうち少なくとも一部を視認することと、行われるべきサービスをリクエストすることであって、サービスは、統一論理ビッグデータ記憶領域中に保存されたデータのうち少なくとも一部を要求する、ことと、サービスの性能の結果を視認することと、プロセス制御システム内に含まれるエンティティを構成することと、エンティティをプロセス制御システム中においてインスタンス化させることと、さらなるサービスを構成することとを含む。ユーザインターフェースデバイスは、プロセス制御システムビッグデータネットワークの第３のノードであり得る。

４２．上記態様のうち任意のシステムにおいて、プロセス制御システムビッグデータユーザインターフェースは、ユーザまたはユーザインターフェースデバイスのうち少なくとも１つを認証するように構成され、１組のユーザアクションに含まれる１つ以上のユーザアクションは、認証に基づいて選択されるように、ユーザへ利用可能となる。

ソフトウェアにおいて実行された場合、本明細書中に記載されるアプリケーション、サービスおよびエンジンのうち任意のものを、例えば、任意の有形の非一時的なコンピュータで読み出し可能なメモリ（例えば、磁気ディスク、レーザディスク、ソリッドステートメモリデバイス、分子メモリ記憶部デバイス、または他の記憶装置媒体）内、コンピュータまたはプロセッサのＲＡＭまたはＲＯＭ内に保存することができる。本明細書中に開示される例示的システムは、他のコンポーネントのうちソフトウェアおよび／またはハードウェア上において実行されるファームウェアを含むものとして開示しているが、このようなシステムはひとえに例示であり、制限的なものではない点に留意されたい。例えば、これらのハードウェア、ソフトウェアおよびファームウェアコンポーネントのうち任意または全てを排他的にハードウェアとして、排他的にソフトウェアとして、またはハードウェアおよびソフトウェアの任意の組み合わせとして具現化することが可能であることが企図される。よって、本明細書中に記載される例示的システムについて、１つ以上のコンピュータデバイスのプロセッサ上において実行されるソフトウェアとして実行されるものとして記載しているが、当業者であれば、記載の例は、このようなシステムを実行するための唯一の方法ではないことを容易に理解する。

このように、本発明について特定の例を参照して述べてきたが、これらの例はひとえに例示的なものであり、本発明を制限するものではない。当業者であれば、これらの開示の実施形態において、本発明の意図および範囲から逸脱することなく変更、追加または省略が可能であることを理解する。

Claims (31)

1. プロセス制御プラント中のビッグデータをサポートするためのシステムであって、
   １つ以上のデータ記憶装置を含む統一論理データ記憶領域であって、前記１つ以上のデータ記憶装置は、前記プロセス制御プラントまたは前記プロセス制御プラントにおいて制御されるプロセスのうち少なくとも１つへ対応するデータを保存するように構成された、統一論理データ記憶領域と、
   前記データをプロセス制御ビッグデータネットワークを介して１つ以上の他のデバイスから受信することと、受信された前記データを前記統一論理データ記憶領域中に保存させることとを行うように構成された１つ以上のデータ受信器コンピューティングデバイスと、
   を含み、
   前記１つ以上の他のデバイスの少なくとも１つは、前記プロセス制御ビッグデータネットワークとは異なるもう１つの通信ネットワークを介して、前記プロセス制御プラント内の１つ以上のフィールドデバイスと通信し、
   前記１つ以上の他のデバイスの各々は、前記プロセス制御ビッグデータネットワークのノードであり、
   前記ノードは、
   前記ノードの各々によって生成されたデータを収集し、
   収集されたデータが生成されたか、受信されたか、または取得された速度で、前記収集されたデータの識別情報とは無関係に、前記収集されたデータを前記プロセス制御ビッグデータネットワークを介して前記１つ以上のデータ受信器コンピューティングデバイスへ送信し、
   受信された前記データは、前記プロセス制御プラントの前記もう１つの通信ネットワークに対応するデータを含み、
   前記１つ以上の他のデバイスは、前記プロセス制御プラントにおける前記プロセスを制御するように前記もう１つの通信ネットワークを介して通信可能に接続されたフィールドデバイス及びコントローラ、を含む、
   システム。
2. 前記データは時系列データを含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記統一論理データ記憶領域中に保存された前記時系列データのデータエントリは内容および時間スタンプを含み、前記時間スタンプは、前記データエントリの内容が生成された時間を示す、請求項２に記載のシステム。
4. 前記１つ以上の他のデバイスは、
   ユーザインターフェースデバイスまたはネットワーク管理デバイスのうち少なくとも１つ、
   を含む、請求項３に記載のシステム。
5. 前記データのうち少なくとも一部は、前記１つ以上の他のデバイスのうち少なくとも１つによってホストされるストリーミングサービスを用いてストリーミングされ、前記統一論理データ記憶領域または前記１つ以上のデータ受信器コンピューティングデバイスのうち少なくとも１つは、前記ストリーミングサービスの加入者である、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載のシステム。
6. 前記統一論理データ記憶領域は、前記データに対応するメタデータを保存するようにさらに構成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載のシステム。
7. 前記データは、第１フォーマットを用いて保存され、前記メタデータは、前記第１フォーマットとは異なる第２フォーマットを用いて保存される、請求項６に記載のシステム。
8. 前記システムは、前記統一論理データ記憶領域中に保存されたデータのうち少なくとも一部を用いて１つ以上のサービスを行うように構成された１組のリクエストサービサーコンピューティングデバイスをさらに含み、前記１つ以上のサービスは、計算分析を含む、 請求項１〜７のいずれか１項に記載のシステム。
9. 前記リクエストサービサーコンピューティングデバイスのうち少なくとも１つは、
   前記計算分析の実行に基づいて、前記プロセス制御プラント内に含まれる構成されたエンティティへの変更を決定することと、
   （ｉ）前記決定された変更をユーザインターフェースにおいて提示すること、（ｉｉ）前記変更を前記構成されたエンティティへ自動的に適用すること、のうち少なくとも１つと、
   を行うようにさらに構成される、請求項８に記載のシステム。
10. 前記１つ以上のサービスは、前記プロセス制御プラントの実行時間環境においてダウンロードされることが可能な１組のエンティティに対応する１組の定義を生成するサービスをさらに含み、
    前記１組のエンティティは、デバイス、診断アプリケーション、表示ビューアプリケーション、制御モデルまたは制御アプリケーションのうち少なくとも１つを含む、
    請求項８または９に記載のシステム。
11. 前記１組の定義は、前記プロセス制御プラントのオフライン環境において生成され、
    前記システムは１組のスクリプトをさらに含み、
    前記１組のスクリプトは、前記１組の定義に含まれる少なくとも１つの定義を変換し、前記変換された少なくとも１つの定義を前記プロセス制御プラントの実行時間環境中にロードする、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記少なくとも１つの定義は、ユーザ入力に応答して前記オフライン環境内において生成される、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記少なくとも１つの定義は、前記オフライン環境において自動的に生成される、請求項１１に記載のシステム。
14. 前記１つ以上のサービスのうち少なくとも１つはウェブサービスである、請求項８〜１３のいずれか１項に記載のシステム。
15. 前記データは、
    前記プロセス制御プラント内に含まれる機械の健康状態を示すデータと、
    前記プロセス制御プラント内に含まれる特定の設備の一部の健康状態を示すデータと、
    前記プロセス制御プラント内に含まれる特定のデバイスの健康状態を示すデータと、
    前記プロセス制御プラントの安全性に関連するパラメータに対応するデータと、
    のうち少なくとも１つをさらに含む、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のシステム。
16. 前記データは、
    前記１つ以上の他のデバイスのうち１つにおいて入力されたユーザ入力を記述するデータ、
    前記プロセス制御プラントの特定の通信ネットワークを記述するデータであって、前記特定の通信ネットワークの性能、リソースまたは構成のうち少なくとも１つを記述するデータを含む、データ、
    前記プロセス制御プラントの外部のコンピューティングシステムから受信されたデータ、または
    別のプロセス制御プラントから受信されたデータ、
    のうち少なくとも１つをさらに含む、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のシステム。
17. 前記１つ以上のデータ記憶装置は、データバンク、ＲＡＩＤ記憶装置システム、クラウドデータ記憶装置システム、分散ファイルシステム、または他の大量データ記憶装置システムのうち少なくとも１つに設けられる、請求項１に記載のシステム。
18. プロセス制御プラント中のビッグデータをサポートする方法であって、
    １つ以上のデータ受信器コンピューティングデバイスにおいて、プロセス制御ビッグデータネットワークの１つ以上のノードの各々から前記プロセス制御プラントまたは前記プロセス制御プラントによって制御されるプロセスのうち少なくとも１つに対応するデータを受信することと、
    前記受信されたデータを統一論理データ記憶領域中に保存することであって、前記統一論理データ記憶領域は、複数の種類のデータを保存するように構成された１つ以上のデータ記憶装置を含むこと、
    を含み、
    前記１つ以上のノードの少なくとも１つは、前記プロセス制御ビッグデータネットワークとは異なるもう１つの通信ネットワークを介して、前記プロセス制御プラント内の１つ以上のフィールドデバイスと通信し、
    受信された前記データは、前記プロセス制御プラントの前記もう１つの通信ネットワークに対応するデータを含み、
    前記プロセス制御ビッグデータネットワークの前記１つ以上のノードは、前記プロセスを制御するように前記もう１つの通信ネットワークを介して通信可能に接続されたフィールドデバイスおよびコントローラ、を含み、
    前記ノードの各々から受信されたデータは、プロセスが実行される間に前記ノードの各々によって生成されたデータを含み、
    前記ノードの各々は、前記データが生成されたか、受信されたか、または取得された速度で、前記データの識別情報とは無関係に、前記データを送信する、
    方法。
19. 電化製品リクエストサービサーによって、前記統一論理データ記憶領域中に保存されたデータのうち少なくとも一部を用いてユーザのためにサービスを行わせることをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
20. 前記サービスを行わせることは、計算分析を行わせることを含む、請求項１９に記載の方法。
21. 前記サービスを行わせることは、ユーザリクエストに応答して前記サービスを行わせることを含む、請求項１９または２０に記載の方法。
22. 前記サービスを行わせることは、前記サービスを自動的に選択かつ実行させることを含む、請求項１９または２０に記載の方法。
23. 前記統一論理データ記憶領域中に保存されたデータのうち少なくとも一部は第１の組のデータであり、前記方法は、前記第１の組のデータに対する前記サービスの実行に基づいて第２の組のデータを生成することをさらに含む、請求項１９〜２２のいずれか１項に記載の方法。
24. 前記第２の組のデータを前記統一論理データ記憶領域中に保存することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
25. 前記データを受信することは、前記データのうち少なくとも一部をストリーミングサービスを用いて受信することを含む、請求項１８〜２４のいずれか１項に記載の方法。
26. プロセス制御システムであって、
    前記プロセス制御システムにおけるプロセスを制御するように構成されたコントローラと、
    前記コントローラへ通信可能に接続されたフィールドデバイスであって、前記フィールドデバイスは、前記プロセス制御システム内のプロセスを制御するための物理的機能を行うように構成され、前記フィールドデバイスは、前記物理的機能に対応するリアルタイムデータの前記コントローラへの送信または前記物理的機能に対応する前記リアルタイムデータの前記コントローラからの受信を行うように構成される、フィールドデバイスと、
    プロセス制御システムビッグデータ装置と、を含み、
    前記プロセス制御システムビッグデータ装置は、
    １つ以上のデータ記憶装置を含む統一論理データ記憶領域であって、前記１つ以上のデータ記憶装置は、前記リアルタイムデータを保存するように構成される、統一論理データ記憶領域と、
    前記リアルタイムデータを受信することと、前記受信されたデータを前記統一論理データ記憶領域中に保存させることとを行う１つ以上のデータ受信器コンピューティングデバイスと、
    を含み、
    前記コントローラは、プロセス制御システムビッグデータネットワークの第１のノードであり、前記プロセス制御システムビッグデータ装置は、前記プロセス制御システムビッグデータネットワークの第２のノードであり、
    前記フィールドデバイスまたは前記コントローラの少なくとも１つは、前記リアルタイムデータが生成されたか、受信されたか、または取得された速度で、前記リアルタイムデータの識別情報とは無関係に、前記リアルタイムデータを送信し、
    前記コントローラは、前記プロセス制御システムビッグデータネットワークとは異なるもう１つの通信ネットワークを介して、前記プロセス制御プラントにおける前記プロセスを制御するように前記フィールドデバイスと通信し、
    受信された前記リアルタイムデータは、前記もう１つの通信ネットワークに対応するデータを含む、
    プロセス制御システム。
27. 前記プロセス制御システムビッグデータネットワークは１つ以上の他のノードをさらに含み、前記１つ以上の他のノードは、ユーザインターフェースデバイス、ゲートウェイデバイス、アクセスポイント、経路設定デバイス、ネットワーク管理デバイス、または前記コントローラまたは別のコントローラへ接続された入力／出力（Ｉ／Ｏ）カードのうち少なくとも１つを含む、請求項２６に記載のプロセス制御システム。
28. 前記コントローラは、前記リアルタイムデータをキャッシュするように構成される、請求項２６または２７に記載のプロセス制御システム。
29. プロセス制御システムビッグデータユーザインターフェースをさらに含み、前記プロセス制御システムビッグデータユーザインターフェースは、ユーザがユーザインターフェースデバイスを介して１組のユーザアクションの少なくとも１つのユーザアクションを行うことを可能にするように構成され、前記１組のユーザアクションは、
    前記統一論理データ記憶領域中に保存された前記データのうち少なくとも一部を視認することと、
    行われるべきサービスをリクエストすることであって、前記サービスは、前記統一論理データ記憶領域中に保存された前記データのうち少なくとも一部を要求することと、
    前記サービスの性能の結果を視認することと、
    前記プロセス制御システム内に含まれるエンティティを構成することと、
    構成されたエンティティを前記プロセス制御システム中においてダウンロードさせることと、
    さらなるサービスを構成すること、
    を含み、
    前記ユーザインターフェースデバイスは、前記プロセス制御システムビッグデータネットワークの第３のノードである、
    請求項２６〜２８のいずれか１項に記載のプロセス制御システム。
30. 前記プロセス制御システムビッグデータネットワークは、有線通信ネットワークまたは無線通信ネットワークのうち少なくとも１つを含む、請求項２６〜２９のいずれか１項に記載のプロセス制御システム。
31. 前記プロセス制御システムビッグデータネットワークは、少なくとも部分的にアドホックネットワークである、請求項２６〜３０のいずれか１項に記載のプロセス制御システム。

Images