JP6901199B2 - ビッグデータによってサポートされたプロセス制御システムにおけるフィールド装置の性能検証、プロセスエレメントアライメント決定方法、及びプロセスエレメントアライメント装置 - Google Patents

ビッグデータによってサポートされたプロセス制御システムにおけるフィールド装置の性能検証、プロセスエレメントアライメント決定方法、及びプロセスエレメントアライメント装置 Download PDF

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Description

本開示は、一般的には、プロセスプラント及びプロセス制御システムに関し、より具体的には、プロセスプラント及びプロセス制御システムにおけるプロセスエレメントのアラインメントの決定に関するものである。
化学、石油、産業またはその他のプロセスプラントにおいて使用されているような分散型プロセス制御システムは、一般には、アナログ、デジタルまたは複合アナログ／デジタルバス、あるいは無線通信リンクまたはネットワークを介して、１つまたは複数のフィールド装置に通信可能に接続された１つまたは複数のプロセス制御器を備えている。フィールド装置、例えば、バルブ、バルブポジショナ、スイッチ及び送信器（例えば、温度、圧力、レベルや流量センサ）はプロセス環境内に設けられ、一般に、プロセスプラントまたはシステム内に１つまたは複数のプロセスの実行を制御するために、バルブの開閉、プロセスパラメータの測定などのような物理的またはプロセス制御機能を実行している。よく知られているフィールドバスプロトコルに準拠するフィールド装置などのスマートフィールド装置も、制御計算、アラーム機能及び一般的に制御器内に実装される他の制御機能を実行できる。また、一般的にプラント環境内に設けられているプロセス制御器は、フィールド装置により生成されたプロセス計測を示す信号及び／またはフィールド装置に関連する他の情報を受信し、例えば、プロセス制御を決定し、受信した情報に基づいて制御信号を生成し、制御モジュールとの調整をし、あるいはＨＡＲＴ（登録商標）、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）、及びＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）Ｆｉｅｌｄｂｕｓフィールド装置などのフィールド装置において実行されることをブロックする、異なる制御モジュールを実行する制御器アプリケーションを実行している。制御器内の制御モジュールは、プロセスプラントまたはシステムの少なくとも一部の動作を制御するために、フィールド装置に通信回線またはリンクを介して制御信号を送信する。例えば、制御器及びフィールド装置は、プロセスプラントまたはシステムによって制御されるプロセスの少なくとも一部を制御する。
フィールド装置及び制御器からの情報は、通常、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装置、データ履歴処理、レポートジェネレータ、集中化データベースあるいは、一般的に、制御室または過酷なプラント環境から離れた他の場所に配置されている他の集中管理用コンピューティング装置などの１つまたは複数の他のハードウェア装置に対して、データハイウェイまたは通信ネットワークを介して利用可能である。これらのハードウェア装置のそれぞれは、一般的には、プロセスプラントまたはプロセスプラントの全体またはその一部分が集中化されている。これらのハードウェア装置は、例えば、オペレータがプロセスの制御及び／またはプロセス制御ルーティン設定の変更、制御器またはフィールド装置内の制御モジュールの動作の修正、プロセスの現在状態の閲覧、フィールド装置及び制御器により生成されるアラームの閲覧、人員の訓練またはプロセス制御ソフトウェアをテストする目的で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維持及び更新などのプロセスプラントの運転に対しての機能を実行可能にするアプリケーションを動作する。ハードウェア装置、制御器及びフィールド装置によって利用されるデータハイウェイは、有線通信経路、無線経路、または有線及び無線の通信経路の組み合わせを備えてもよい。データハイウェイによって使用されるプロトコルは、ＨＡＲＴ、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ、Ｆｉｅｌｄｂｕｓ、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ、ＨＡＲＴ、４〜２０ｍＡループなどの任意の１つまたは複数のプロセス制御ネットワーク通信プロトコル、及び／または１つまたは複数のイーサネットまたはＷｉ−Ｆｉなどの汎用的な通信プロトコルを含んでもよい。
一実施例として、エマソンプロセスマネジメントが販売しているＤｅｌｔａＶ（商標）制御システムは、プロセスプラント内の多様な場所に設けられている異なる装置中に保存され、これにより実行されている複数のアプリケーションを含んでいる。１つまたは複数のワークステーションまたはコンピューティング装置に存在する構成アプリケーションは、ユーザがプロセス制御モジュールを作成または変更するのを可能にし、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経由して専用の分散型制御器にダウンロードするのを可能にしている。一般的には、これらの制御モジュールは、通信相互接続された機能的ブロックから構成されており、この機能的ブロックは制御スキームの入力に基づいて制御スキーム内で機能を実行するオブジェクト指向プログラミングプロトコルにおけるオブジェクトであり、制御スキーム内の他の機能的ブロックに出力を提供する。構成アプリケーションは、構成設計者がオペレータにデータを表示するために表示アプリケーションにより使用されるオペレータインターフェイスの作成または変更を可能にし、オペレータにプロセス制御ルーティン内に設定値などの設定の変更を可能にする。各専用制御器及び、場合によっては、１つまたは複数のフィールド装置は、実際のプロセス制御機能を実現するために、制御モジュールを実行するように割り当てられ、ダウンロードされたそれぞれの制御器アプリケーションを保存し、実行する。１つまたは複数のオペレータワークステーション（またはオペレータワークステーション及びデータハイウェイと通信接続されている１つまたは複数のリモートコンピューティング装置）上で実行できる表示アプリケーションは、データハイウェイを経由して制御器アプリケーションからデータを受信し、このデータをユーザインターフェイスを使用しているプロセス制御システムの設計者、オペレータ、またはユーザに表示し、操作者ビュー、エンジニアビュー、技術者ビューなどの多くの異なるビューのうちのいずれかを提供できる。データ履歴処理アプリケーションは、一般的に、データハイウェイを越えて提供されるデータの一部または全てを収集し保存するデータ履歴処理装置に保存され、これにより実行されている。また、構成データベースアプリケーションは、現在のプロセス制御ルーティン構成及び関連するデータを保存するために、データハイウェイに接続されている更に別のコンピュータで実行されてもよい。代替として、構成データベースは、構成アプリケーションと同一のワークステーションに設けられてもよい。
プロセスプラントまたはプロセス制御システムにおいて、異常な状態または障害の証拠が存在した場合（例えば、アラームが発生したとき、またはプロセス測定またはアクチュエータが過剰な変動を有することが見出されたとき）、オペレータ、装置の技術員またはプロセスエンジニアは、通常、システムによって制御されるプロセスについての知識と、システムを介してフローパスと組み合わせて解析ツールを使用し、異常や故障の証拠に与していると思われる上流の測定値及びプロセス変数を判定しようとする。例えば、オペレータは、異常や故障状態の様々なプロセス変数及び／または測定値の寄与の判定を試みるために、ＤｅＬＴａＶ（商標）バッチ解析物または他の連続的なデータ解析ツールを使用できる。一般的に、オペレータまたはユーザは、プロセスについての知識に基づいて、上流因子の候補（例えば、測定、プロセス変数など）を特定し、これらの候補を解析ツールに提供する。その後、これらのデータ解析ツールには、下流の予測品質パラメータに影響を与える上流因子の候補を特定するために、主成分解析（ＰＣＡ）を利用する。現在市販されているプロセス制御システムは、一般的には、プロセスを通じるフローパスに関する情報、このフローパスに沿った関連する測定及びアクチュエータを提供しない。代わりに、人にこのような情報を解析ツールに入力することを依存している。従って、解析ツールに入力された候補の組み合わせは、人によってフィルタリングされるので、候補のリストは不完全及び／または誤っており、人によって一致しない場合がある。
更に、既知のプロセス制御プラント及びプロセス制御システムのアーキテクチャは、制限された制御器と装置メモリ、通信帯域幅と制御器及び装置プロセッサ能力によって強く影響を受ける。例えば、既知のプロセス制御システムアーキテクチャでは、制御器内の動的及び静的な不揮発性メモリを使用することは、通常、最小化されるか、または、少なくとも、慎重に管理されている。その結果、システム構成中（例えば、事前）に、ユーザは、一般的に、制御器内のどのデータをアーカイブまたは保存、保存される頻度、圧縮が使用されるか否かを選択する必要があり、制御器は、この限定されたデータルールの組み合わせに応じて構成されている。これにより、トラブルシューティング及びプロセス解析に有用であり得るデータは、多くの場合にアーカイブされず、また前述のデータが収集される場合、有用な情報がデータ圧縮のために失われてしまうこともある。
上記の既知のプロセスプラント及びプロセス制御システムの制限及びその他の制限は、例えば、プラントの動作、トラブルシューティング及び／または予測モデリングの際に、プロセスプラントまたはプロセス制御システムの作動中及び最適化中に不必要に発生することがある。例えば、このような制限により、トラブルシューティング及び更新済モデルの生成のデータを取得するために行う必要がある扱い難い長い作業フローが強制され、その後でも、それを生成する入力は、特定のオペレータの経験と知識に依存しているため、トラブルシューティングの結果及びモデルは、不完全あるいは実際のシステムを完全に表していないこともある。
「ビッグデータ」は、一般的に、従来のデータベース管理ツール及び／またはデータ処理アプリケーション（例えば、リレーショナルデータベース及びデスクトップ統計パッケージ）が時間許容量の範囲内で管理ができないほどの大きい、または複雑である１つまたは複数のデータ組み合わせの集合を指している。一般的に、ビッグデータを使用するアプリケーションは、トランザクショナルであり、エンドユーザ向け、あるいは焦点を合わせたものである。例えば、ウェブ検索エンジン、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や小売のアプリケーションは、ビッグデータを利用し対処する。ビッグデータは、近代的なマルチプロセス、マルチコアサーバの並列処理能力を完全に利用可能にする分散型データベースによってサポートすることができる。
プロセスプラントによって制御されているか制御されるプロセスにおけるプロセスエレメントのアラインメントを決定するための手法、システム、装置及び方法は、プロセスプラント内に取り付けられたフィールド装置を性能検証するとともに、ローカルデバイスにおいて、プロセスプラント内のプロセスを制御するために使用している、または使用される他のプロセス装置に対するフィールド装置識別情報及びフィールド装置の相対的なプロセス順序の指示を取得することを含んでいる。識別情報及びフィールド装置の相対的なプロセス順序の指示は、プロセスのプロセスエレメントのアラインメントマップの生成に使用するために提供される。
プロセスにおけるプロセスエレメントをアラインメントするための手法、システム、装置、及び方法は、プロセスプラント内のプロセスの少なくとも一部を制御するための複数のフィールド装置に含まれる各フィールド装置のためのそれぞれのデータを保存するメモリを含み、各フィールド装置のそれぞれのデータは、各フィールド装置及びプロセスのフローの中の少なくとも１つの他のフィールド装置に対して各フィールド装置のそれぞれの識別情報及び各フィールド装置の相対的順序のそれぞれの指示を含んでいる。更に、プロセスエレメントをアラインメントするための手法、システム、装置、及び方法は、複数のフィールド装置の保存された各データに基づいて、プロセスのフロー内のフィールド装置の複数のフィールド装置の順序の表現を生成するように構成されたアラインメント発生器を含み、生成された表現は、プロセスのプロセスエレメントのアラインメントマップの少なくとも一部である。更に、プロセスエレメントをアラインメントするための手法、システム、装置、及び方法は、プロセスエレメントのアラインメントマップの少なくとも一部が提示されるディスプレイと通信する接続を含んでいる。
プロセスにおけるプロセスエレメントをアラインメントするための手法、システム、装置、及び方法は、プロセスプラント内に取り付けられたフィールド装置を性能検証するために使用されるローカルデバイスから、プロセスプラントによって制御されているまたは制御されるプロセスのフロー内のフィールド装置の複数のフィールド装置のそれぞれの識別情報及びそれぞれの相対的順序の指示を取得することを含み、取得されたそれぞれの識別情報及び取得された複数のフィールド装置のそれぞれの相対的順序の指示に基づいて、プロセスのプロセスエレメントのアラインメントマップの少なくとも一部を生成し、プロセスのプロセスエレメントのアラインメントマップの少なくとも一部はプロセスのフロー内の複数のフィールド装置の順序の指示を含んでいる。また、そのプロセスにおけるプロセスエレメントをアラインメントするための手法、システム、装置、及び方法は、プロセスエレメントのアラインメントマップの少なくとも一部の図形的表現をディスプレイ上に提示すことを含み、図形的表現は複数のフィールド装置を通したプロセスフローを指すものである。
プロセスプラントまたはプロセス制御システム内の例示的なプロセスを制御するために使用される一次プロセスエレメントの組み合わせの例を示す図である。 プロセスのプロセスエレメントのアラインメントマップの少なくとも一部を提示する別のフォーマット例をそれぞれ示す図である。 プロセスのプロセスエレメントのアラインメントマップの少なくとも一部を提示する別のフォーマット例をそれぞれ示す図である。 プロセスのプロセスエレメントのアラインメントマップの少なくとも一部を提示する別のフォーマット例をそれぞれ示す図である。 プロセスエレメントまたは装置の性能検証中に取得できる、少なくとも幾つかの例示的な装置固有情報を示す図である。 プロセスエレメントのアラインメントを決定するために利用され得る例示的な装置の簡略化したブロック図を含んでいる。 プロセスエレメントのアラインメントを決定するための例示的な方法のフロー図を含んでいる。 図形表示がプロセスエレメントのアラインメントを決定するために利用されるプロセスプラントの少なくとも一部の例の図形表示をそれぞれ示す図である。 図形表示がプロセスエレメントのアラインメントを決定するために利用されるプロセスプラントの少なくとも一部の例の図形表示をそれぞれ示す図である。 種々のプロセスエレメントまたは装置の性能検証中に取得された装置固有情報を提示する例の図を示すものである。 図形表示がプロセスエレメントのアラインメントを決定するために利用されるプロセスプラントの少なくとも一部の例の図形表示をそれぞれ示す図である。 プロセスプラント内のフィールド装置の相対的な位置の一部の例示的表形式またはチャート図をそれぞれ示すものである。 プロセスプラント内のフィールド装置の相対的な位置の一部の例示的表形式またはチャート図をそれぞれ示すものである。 プロセスプラント内のフィールド装置の相対的な位置の一部の例示的表形式またはチャート図をそれぞれ示すものである。 ビッグデータをサポートするプロセスプラントまたはプロセス制御システムの一例のビッグデータネットワークのブロック図である。 図８のプロセス制御ビッグデータネットワークに含まれる例示的なビッグデータアプライアンスのブロック図である。 図８のプロセス制御ビッグデータネットワークにビッグデータを生成、収集または利用する例示的なビッグデータ装置またはノードを含む例示的なプロセスプラントまたはプロセス制御システムを示すブロック図である。 プロセスエレメントのアラインメントを決定するための例示的な方法のフロー図を示すものである。 プロセスプラントの一部の縮小及び拡大された概観図を示すものである。 プロセスプラントの一部の縮小及び拡大された概観図を示すものである。 プロセスプラントの一部の縮小及び拡大された概観図を示すものである。
プロセスプラントのプロセス内でそのプロセスを制御するために使用されている、または使用されるプロセスエレメントのアライメントを決定するための手法、システム及び方法が本明細書に開示される。一般に、上述の手法、システム及び方法は、プロセスエレメントの性能検証中に取得したデータまたは情報を使用して、プロセスのプロセスフローパスまたはプロセス要素のアラインメントマップを決定または明らかにする。
既知のプロセス制御プラント及びシステムでは、特定のプロセスエレメント（例えば、プロセス装置、プロセス変数、またはプロセス測定）での異常状態、変化または障害の証拠が存在する場合、一般的には、オペレータ、計器の技術員またはプロセスエンジニアは、異常、変化または故障の証拠の存在に与していると思われる上流測定値及びプロセス変数を特定するために、システムによって制御されるプロセスに関する知識と組み合わせて、解析ツールを使用する。異常な状態（例えば、警告またはアラームによって）が警告されると、オペレータは、解析ツールと、この状態に与していると思われる測定値及び／またはプロセス変数の指示を使用して、その状態の原因を特定しようとする。解析ツールは、特定または対象のプロセスエレメントの異常な挙動について、入力測定値及び／またはプロセス変数の相対的影響を決定するための解析を行い、解析ツールは、オペレータが更に状態を調査できるように、オペレータにオペレータが指示したプロセスエレメントの相対的な影響に関する情報を提供する。
このアプローチは、不完全で、面倒であり、かつ、実行する時間を比較的多く必要とする影響を受けることがある。例えば、このアプローチは、特定のオペレータのプロセスに関する知識に依存しており、その知識は、完全で、徹底した、あるいは正確であることも、そうでないこともある。従って、解析ツールによって生成された情報は、変化の実際のソースを反映していない場合があり、そのため、オペレータによって入力されたデータとする限りでは、最も正確であり、または正しい。
一方、包括的で正確なプロセスエレメントのアラインメントマップを決定するための最近の手法としては、前述の米国特許出願第１４／２１２，４１１号に開示されている技術が開発されている。実際、本明細書に開示された任意の数の手法は、前述の米国特許出願第１４／２１２，４１１号に開示された技術の任意の数と関連して動作することができ、特に、プロセスエレメントのアラインメントマップの生成及び利用に対応する技術と関連して動作することができる。一般に、プロセスエレメントのアラインメントマップは、測定を行い、物理的な機能を実行するか、または他の要素に物理的な機能を実行させ、変数を制御し、変数を制御する別のプロセスエレメントに値を提供し、動的データを生成し、動的データを受信及び操作することなどにより、通常の動作中にプロセスを制御するために、実行時間中に積極的な役割を有する全てのプロセスエレメント（例えば、完全なまたは包括的なプロセス変数の組み合わせ、プロセス測定、プロセス装置及び／または他のプロセスエレメント）を示すものである。例示的な実施形態では、プロセスプラントによって制御されるプロセスのプロセスエレメントの完全なまたは包括的な組み合わせは、フィールド装置及び／またはプロセス状態の測定値を提供するプロセスから採取したサンプルの解析結果が含まれており、プロセスを通るフロー（例えば、液体及び／またはガスのフロー）の調整を介して、プラントの運転状態を調節するために使用されるフィールド装置を含んでいる。プロセスの制御及び／または測定において積極的な役割を有するプロセスエレメントのこの完全なまたは包括的な組み合わせは、一般的には、プロセス制御及び／またはプロセス測定の「一次情報源」と言い、または、本明細書では互換的に、プロセスの「一次プロセスエレメント」と言う。例えば、上述した実施形態例では、プロセスエレメントまたは一次プロセスエレメントの組み合わせの各メンバーは、測定及び／またはプロセスの動作状態を調節するのに積極的な役割を有する。例えば、特定の制御器でインスタンスが生成された制御ルーティンの操作及び測定された（ソフトウェアタグ、装置タグ、またはその他の論理識別子などによって識別される）変数は、プロセスを制御中に制御器（必要に応じて、オペレータ）によって使用される一次源であり、一次源としてプロセスエレメントのアラインメントマップに示されている。一方、制御ルーティンのユーザが生成した構成は、例えば、プロセス中の液体及び／またはガスのフローの調整を定義するために、プロセスの制御を自動化するために使用されるツールである。他の例では、制御（例えば、測定及び／または調整）プロセス動作条件に直接リアルタイムの役割を有するセンサ、バルブ及びその他のフィールド装置などの物理的プロセスエレメントの指示及び／またプロセスフロー材料（例えば、液体及び／または気体）がプロセスのフローから抽出できるサンプリングポイントの指示が一次プロセスエレメントとしてプロセスエレメントのアラインメントマップに含まれており、一方、補助の役割を有するエンティティの指示（例えば、プロセスを通るフローの調整を自動化するツール、オペレータ用表示ビュー、診断装置、補助パイプなど）は、プロセスエレメントのアラインメントマップから除外される。
プロセスエレメントアラインメントマップは、例えば、プロセスプラント内のプロセスエレメントの少なくとも一部の性能検証中に、決定されてもよい。一般的に知られているように、物理的プロセスエレメント（例えば、プロセスプラント内のプロセスを制御するために利用されるバルブ、センサなど）は、例えば、パイプ及び計装ダイアグラム（Ｐ＆ＩＤ）及び／または、工場レイアウト及び／またはプロセスレイアウトのその他の計画や「設計図」に従い、プラント内のそれぞれの位置に設置されている。また、サンプル解析器または実験室を使用して解析のためにプロセスフロー材料（例えば、液体及び／または気体）をプロセスのフローから抽出できる、サンプリングポイントであるプロセスエレメントは、プラントのマニュアルに示されている。プロセスエレメントが据え付けられた後、プロセスエレメントの少なくとも一部が性能検証されている。例えば、フィールド装置、サンプリングポイント、及び／または性能検証ができるその他の要素は、性能検証プロセスの対象となる。一般的に、性能検証プロセスは、例えば、ハウジングの外面などプロセスエレメントの外面または、プロセスエレメント上あるいはそれに取り付けられた受動的な、または能動的な物理的タグ、もしくは同様の装置に保存またはそこから入手可能なデータのような、プロセスエレメントに保存、プロセスエレメントの外部から加入可能、またはそれに搭載されているデータ（例えば、識別、記述、及び／または構成情報）をアクセスすることによって、据え付けられた各プロセスエレメントの識別を検証することを含んでいる。例えば、サンプリングポイントであるプロセスエレメントのための物理的なタグまたは同様の装置は、サンプリングポイントで液体または気体試料を抽出するために使用されるプロセスライン上のタップに取り付けられている。このような外部タグや装置に保存されたデータは、通常、プロセスエレメントの装着前のどこかの時点で、プロセスエレメントまたは装置のメーカーにより、外部タグに入力されるか、または設けられている。性能検証中に、装着されたプロセスエレメントの外側のタグに保存されたデータが取得され、そのデータが装着済の要素は、その設置場所にあると期待され、適切な、期待される属性／特性を有していることを確認するために使用される。性能検証時に追加的または代替的に、タグが作成され、装置上及び／またはサンプリングポイントの位置に設置することができる。一般的には、性能検証時のプロセスエレメントまたは装置の検証は、装着された対象プロセスエレメントの近くに配置された、及び／または装着された対象プロセスエレメントあるいは有線または無線リンクにより、その上に配置された外部タグに接続された性能検証装置（例えば、ハンドヘルド装置または他のコンピューティング装置）を操作するユーザによって実行される。性能検証中のプロセスエレメントまたは装置の検証は、安全上の理由のために重要であるだけでなく、規制や品質要件にも適合する。
プロセスエレメントの性能検証プロセス中に含まれ得る他のステップは、アナログの有線フィールド装置及びインストールしたままのデータの記録などのループの整合性チェックを含んでもよい。プロセスエレメントが性能検証された後、プロセスエレメントは、プロセスプラントにおけるオンライン使用前に構成及び校正される。
プロセスエレメントのアラインメントマップは、一般に、識別、プロセスエレメントが装着されているプロセスプラント内の物理的な位置、必要に応じて、他の記述情報などのプロセスエレメント（例えば、一次プロセスエレメント）の特性を示すデータまたは情報に基づいて決定される。プロセスエレメントを示すデータは、実行時にプロセスを制御する動作をしながら、活性化の相対的順序または一次プロセスエレメントの積極的な参加を反映、及び／またはプロセスプラントを通る材料のフローの順序を示すように命令され得る。従って、各一次プロセスエレメントに対して、プロセスエレメントのアラインメントマップは、一次プロセスエレメント（例えば、他の一次プロセスエレメントの参加または活性化の順序に関して）の参加または活性化の順序に関する指示及び／またはプロセスが制御されている間に、プロセスプラント内の材料のフローの順序に関する指示を含み、プロセスエレメントのアラインメントマップ内のこれらの相対的な順序または位置は、それに応じて記述または指示されてもよい。このような「順序」は、本明細書において同じ意味で「プロセス順序」とも言い、順序またはプロセスの順序内の要素は、互いに順序またはプロセス順序内の関係を有する。例えば、最初の処理のためにタンク内に原料投入物質を放出するように制御される第１バルブに対応するプロセスエレメントは、パッケージングを待つ保持エリアに最終生成物またはプロセスの出力を放出するように制御される第２バルブに対応するプロセスエレメントを先（例えば、「上流」である）とプロセスエレメントのアラインメントマップにおいて定められる。逆に、第２バルブは、プロセスのプロセスエレメントのアラインメントマップ内において第１バルブの後または「下流」とするように定められる。
プロセスプラントまたはプロセス制御システムによって制御されている、プロセスのプロセスエレメントのアラインメントマップ、及びプロセスを制御するためにその中に含まれる、参加が命令されたプロセスエレメントの概念を説明するために、図１は、粉末状の洗濯洗剤を製造する、例示的なプロセス１０２を制御するように動作する、例示的なプロセスプラント１００の一次プロセスエレメントのブロック図を示す。図１では、プロセス１０２の制御に使用されるプロセスエレメントは、それぞれのソフトウェアや装置タグにより示されている。ソフトウェアや装置タグは、プロセスエレメントの機能を特定する３桁のループ番号と、２つまたは３つの主要な文字を囲む円とする慣行を使用して図１に示されている。幾つかの装置タグは、タグまたはループの数に添付した１つまたは複数の文字を含んでもよい。
例示的なプロセス１０２は、反応器１１０内に直鎖型アルキルベンゼンスルホン酸１０５及び重炭酸ナトリウム１０８の原料を合成する。その反応は、石鹸と、その他に副生成物として水と二酸化炭素を生成する。化学反応は以下の式で表すことができる。
(Ｓ)ＯＨ＋ＮａＨＣＯ３→(Ｓ)ＯＮａ+Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２
ここで、（S）はスルホン酸基ＨＳＯ２である。副生成物の二酸化炭素は、反応器１１０から通気１１２され、反応器の排出部の少なくとも一部１１５ａ（石鹸と水の両方を含む）は、一時貯蔵のためにサージタンク１１８に移送される。サージタンク１１８は、プロセスプラント１００の異なる部分の間のバッファとして機能するように寸法が決められてもよく、その１つのセクションは反応器１１０において化学反応を実行し、もう１つのセクションはスプレイ乾燥器タワー１２０ａ、１２０ｂに化学反応の出力を処理する。
プロセスプラント１００の後半部分では、サージタンク１１８に保存されている反応器の排出部１３５はスプレイ乾燥器タワー１２０ａ、１２０ｂの両方のトップ１４０ａ、１４０ｂへ噴霧される。放出粒子がスプレイ乾燥器タワー１２０ａ、１２０ｂの長さに沿って落下すると、粒子は、水分を粒子から除去させる空気のそれぞれのホットストリーム１２２a、１２２bに曝される。より乾燥している粒子は、例えば、サイクロン分離器１２３a、１２３bを用いて、スプレイ乾燥器タワー１２０a、１２０bの底部に沈降し、分離される。例示的なプロセスプラント１００では、分離された粒子中に残っている残留水分が検出され、及び／または品質管理、安全性及び／またはプロセス制御のために定量化される。例えば、分離部１２３ａ、１２３ｂの後に粒子中の残留水分は、重量センサＷＴ３１５とＷＴ３２５、及び／または水分センサＡＴ３１４とＡＴ３２４によってそれぞれ検出することができる。分離された粒子、例えば、プロセス１０２によって生成された粉末状洗濯洗剤の最終生成物は、回収され、サイロ１２５a、１２５bに保存され、そこから最終的に包装（非図示）のために除外される。
図１に図示されているように、プロセス１０２のプロセスエレメントのアラインメントマップに沿って様々な点において、制御器は、全体的なプロセス１０２の各部を制御するために、それぞれのアルゴリズムを実行する。例えば、反応器１１０に対応するプロセス１０２の部分に関して、ループ３０１は反応器１１０への直鎖アルキルベンゼンスルホン酸１０５の流量１２８を調整する。具体的には、ループ３０１において、制御器ＦＣ３０１（例えば、フロー制御器）は、入力流量１２８を調整するバルブＦＶ３０１を制御するために、それぞれの制御アルゴリズムを実行し、測定装置またはセンサＦＴ３０１は、酸源１０５に接続されているポンプからの出力流量を決定し、バルブＦＶ３０１の調整を決定するための制御アルゴリズムへの入力として使用するために、制御器ＦＣ３０１への流量の指示を提供する。他のループ３０２は、反応器１１０に提供される重炭酸ナトリウム１３０の量を制御する。具体的には、ループ３０２において、制御器ＦＦＣ３０２は、重炭酸ナトリウムの検出、測定または検知されたストリームＦＴ３０１に基づいて、または反応から取り残された残留固形物、例えば、反応に利用されていなかった固形物の検出、測定または検知ＡＴ３０３に基づいて、重炭酸ナトリウムの投入量を制御するためのそれぞれの制御アルゴリズムを実行する。残留固形物の発生は、例えば、異なるストックの至る所の異なる濃度または多くの入力材料１０５、１０８によって引き起こされることもある。
反応装置１１０に対応するプロセス１０２の部分に更に関しては、ループ３０４で、制御器ＰＣ３０４は、反応器１１０から副産物の二酸化炭素を排出する１１２ためにバルブＰＶ３０４を制御する。制御器ＰＣ３０４は、例えば、圧力センサＰＴ３０４によって検出された反応器１１０の圧力に基づいて、多かれ少なかれ二酸化炭素を排出するバルブＰＶ３０４を調整する。更に、ループ３０７において、反応器１１０内に含まれる反応物質の量またはレベルが制御される。制御器ＬＣ３０７は、例えば、センサＬＴ３０７によって測定または検出された反応器１１０内の反応物のレベルまたは量に基づいて、反応器排出部１３２（例えば、石鹸と化学反応によって生成される水）のサージタンク１１８への流量を変更するには、バルブＬＶ３０７を調整し、従って、反応器１１０内に含まれる反応物のレベルを変化させる。例えば、センサＬＴ３０７によって測定された反応物のレベルが所定のレベルを超えるように上昇した場合、制御器ＬＣ３０７はサージタンク１１８に反応器１３２の排出流量を増加させるためにバルブＬＶ３０７を調整できる。
また、ループ３０５及び３０６は、反応器１１０内に現在含まれる反応物の温度と比較して、プロセス１０２に反応器排出物１１５の温度の監視をまかせる。例えば、センサＴＴ３０５は、現在反応器内に含まれている反応物の温度を測定し、センサＴＴ３０６は、反応器排出物１１５の一部分１１５bの温度を測定する。これらの温度に基づいて、制御器ＴＣ３０６は、制御器ＴＣ３０５と協同して、熱交換器１１６を通る冷却水の流量を決定するために、バルブＴＶ３０６を制御し、反応器１１０に再循環された反応器の排出物１１５ｂを冷却する。
サージタンク１１８に戻ると、ループ３０８において、センサＬＴ３０８は、タンク１１８内に含まれる反応器の排出のレベルを測定し、測定されたレベルに基づいて、制御器ＬＣ３０８は、サージタンク１１８の流入出のバランスを維持するために、特に、２つのスプレイ乾燥タワー１２０ａ、１２０ｂを横切るサージタンク反応器排出物１３５の出力を制御するために、流量制御器ＦＣ３１０及びＦＣ３２０の各々におけるそれぞれの目標流量を設定するために分流器ＬＹ３０８の目標値を操作する。オペレータが手動でいずれかまたは両方のスプレイ乾燥機１２０a、１２０bに流量の設定ができるように、バイアス／利得ステーションＬＹ３０８ＡとＬＹ３０８Ｂが分流器ＬＹ３０８の後と制御器ＦＣ３１０とＦＣ３２０の前に設けられており、バイアス／利得ステーションＬＹ３０８ＡとＬＹ３０８Ｂは、ループ３０８に含まれる乾燥機１２０ａ、１２０ｂに提供される反応器排出物１３８a、１３８bの各ストリームを制御する。
スプレイ乾燥器タワー１２０aの特に関連して、ループ３１０では、制御器ＦＣ３１０が、ポンプ１３９aに接続されている可変速度駆動器ＶＳＤ１を制御しているそれぞれの制御アルゴリズムを実行することにより、タワー１２０aの上部への反応器排出物の噴霧１４０aの流量を調整する。上述したように、制御器ＦＣ３１０は、タワー１２０aに提供されるサージタンク反応器排出物１３５（例えば、ＬＹ３０８Ａによって示されるように）の所望または対象部分の指示を受信し、ポンプ１３９aを制御するＶＳＤ１に提供する適切な制御信号を決定するために、実際に検出、測定及び感知されたサージタンク出力１３５の部分１３８a（例えば、ＦＴ３１０センサによって検出されるように）との組み合わせでこの対象または設定点ＬＹ３０８Ａを利用する。
スプレイ乾燥器タワー１２０aに対応するプロセス１０２の部分の制御に更に関して、ループ３１３では、制御器ＴＣ３１３が、タワー１２０ａへの熱風１２２aの温度を変化する空気加熱器１４２ａ（例えば、ガス空気加熱器または他の適切なタイプの加熱器）を制御するために、それぞれの制御アルゴリズムを実行する。図１に示すように、制御器ＴＣ３１３によって実行される制御アルゴリズムは、入力として、最終生成物に含まれる検出された水分の量（例えば、センサＡＴ３１４によって検出された検出水分の量または割合）に基づいて、ＡＣ３１４によって提供された対象温度の指示、及び（例えば、センサＴＴ３１３によって検出された）タワー１２０ａへの熱風１２２ａのリアルタイムフローの指示を受信する。受信された入力に基づいて、制御器ＴＣ３１３は（例えば、バルブＴＶ３１３を制御することにより）、加熱器１４２ａに提供されるガス、燃料または他のエネルギーの量を調節し、このように、空気加熱器１４２aによって生成され、タワー１２０aに提供される熱風１２２aの実際の温度を制御する。別のループ３１２において、別の制御器ＦＣ３１２は、空気加熱器１４２aに提供される空気１４５aの量を調整する可変速駆動器ＶＳＤ２を制御するために、それぞれの制御アルゴリズムを実行する。例えば、空気扇１４８aによって生成された空気の測定された実際の（例えば、センサＦＴ３１２により検出された）量に基づいて、及び乾燥器１２２aへの液体流量１４０に基づきオペレータによって設定された目標流量（非図示）に基づいて、制御器ＦＣ３１２は、加熱器１４２aに空気扇１４８aによって提供される空気の量を制御するための調整を決定し、この調整の指示を可変速度駆動器ＶＳＤ２に対して提供する。目標流量は、制御器ＦＣ３１２によって実行される制御アルゴリズムに構成することができ、または追加の入力として手動または自動で（非図示）制御器ＦＣ３１２に提供することができる。
時折、乾燥器タワー１２０aに使用されるスプレイノズルは、選択的な動作を越えることがある。例えば、スプレイノズルが部分的に詰まることによって、タワー１２０aへの目標流量を維持するために必要な圧力を増加させる。高圧での動作（例えば、細かすぎる噴霧粒径を生成または幾つかの他の望ましくないアーチファクトを有することになる）を避けるために、ループ３１１は、例えば、圧力センサＰＴ３１１を使用し、制御器ＰＣ３１１への入力として検知された圧力を提供することにより、スプレイタワー１２０aの圧力を感知するために使用される。制御器ＰＣ３１１は、圧力がＰＣ３１１に指定された目標値を超えた場合に、ポンプ１３９aを駆動するドライバＶＳＤ１に対する制御信号の破棄信号を送信するそれぞれの制御アルゴリズムを実行する。一実施例では、制御セレクタＦＹ３１０は、信号が制御器ＰＣ３１１により提供されるたびに、常に制御器ＰＣ３１１によって生成された信号を選択する。追加的または代替的に、感知された圧力が特定の閾値に達したときに（場合によっては、所定の期間にわたって、圧力がこの閾値に維持される）、制御器ＰＣ３１１の出力値は、制御セレクタＦＹ３１０に破棄信号を送信できる。制御セレクタＦＹ３１０は、制御器ＦＣ３１０によって生成されたＶＳＤ１制御信号または制御器ＰＣ３１１によって生成された破棄信号を選択し、スプレイ乾燥器タワー１２０aに提供される反応器排出物１４０aの流れを制御する可変速駆動器ＶＳＤ１に対する選択された入力の指示を提供する。例えば、制御セレクタＦＹ３１０は、デフォルトで駆動器ＶＳＤ１に制御器ＦＣ３１０によって生成されるフロー制御信号を提供し、破棄信号が生成される場合、破棄信号が特定の閾値より大きいまたは小さい場合、及び／または破棄信号が所定の時間に閾値より大きいかまたは小さい場合、駆動器ＶＳＤ１に制御器ＰＣ３１１によって生成された破棄信号の提供を切り替えることができる。状況によっては、制御セレクタＦＹ３１０は、アラームまたは他の警告を発生させることもある。ある実施形態では、制御セレクタＦＹ３１０は、分流器ＬＹ３０８、ＬＹ３０８Ａ、ＬＹ３０８Ｂがサージタンク出力１３５のより高い（またはより低い）割合を他のスプレイタワー１２０bに流用させてもよい。
なお、上記の説明は、主にスプレイ乾燥器タワー１２０aに焦点を当てながら、スプレイ乾燥器タワー１２０ｂはスプレイ乾燥器タワー１２０ａのために説明したものと類似の制御器、センサ、及びその他の装置とエンティティが含まれており、スプレイ乾燥器タワー１２０aと同様に動作する。図１において、スプレイ乾燥器タワー１２０ｂに対する装置と他のエンティティは、スプレイ乾燥器タワー１２０aに用いられた参照番号と同じ参照番号で示されているが、それらの参照番号は添え字「a」の代わりに添え字「ｂ」が付加されている。
上述のことを考慮すると、図１に示すプロセス１０２のプロセスエレメントのアラインメントマップは、一般的に、例えば、ソース１０５、１０８からの入力原料の取得から、反応器１１０に原料の処理、スプレイ乾燥器タワー１２０ａ、１２０ｂ内の反応物質の処理、最終生成物１２５ａ、１２５ｂの保存まで、左から右へ発生し、移動し、流動しまたは順序が定められる。従って、積極的にリアルタイムでプロセス１０２を制御することに関与するプロセスエレメントの相対的順序を示す用語が、本明細書に使用される。本明細書で使用される例として、用語「上流プロセスエレメント」は、一般に、リアルタイムでプロセスを制御するにあたってより早期の積極的に参加する一次プロセスエレメントを指し、用語「下流のプロセスエレメント」は、一般的に、プロセスを制御するにあたって後期の積極的に参加する一次プロセスエレメントを指している。例えば、反応器１１０内の反応物１０５、１０８を組み合わせるプロセスは、スプレイ乾燥器タワー１２０a、１２０ｂでの反応器排出部１３５を乾燥させるプロセスの上流に発生する。このように、反応器１１０に反応物１０５、１０８の放出制御に関与するプロセスエレメント（例えば、プロセスエレメントＡＴ３０３、ＦＴ３０１、ＦＶ３０１、ＰＴ３０４、ＰＶ３０４、ＴＴ３０６、ＴＴ３０５、ＴＶ３０６、ＬＴ３０７、ＬＶ３０７、ＬＴ３０８、及びＳＣ３０２）は、スプレイ乾燥器タワーでの乾燥速度を制御する際に関与するプロセスエレメント（例えば、スプレイ乾燥器タワー１２０aのためのプロセスエレメントＦＴ３１０、ＰＴ３１１、ＴＴ３１３、ＴＶ３１３、ＦＴ３１２、ＶＳＤ１、及びＶＳＤ２）の上流（あるいはその前または以前の順序とされる）にある。サイロ１２５a、１２５bに最終生成物を貯蔵するプロセスは、反応器１１８の下流で発生する。従って、プロセスエレメントＡＴ３１４とＷＴ３１５は、プロセスエレメントのアラインメントマップにおける反応器プロセスエレメントの下流（またはその後の順序とされる）である。
場合によっては、特定のプロセスエレメントの相対的順序は、別の特定のプロセスエレメントの相対的順序に相当することがある。例えば、反応器１１０内に流れる酸の放出を制御するバルブＦＶ３０１は、プロセスアラインメントマップにおいて、反応器１１０内に重炭酸ナトリウムの放出を制御する速度／頻度プロセスエレメントＳＣ３０２に隣接して、順序付けされている。
プロセスエレメントのアラインメントマップは、任意の適切な形式で、例えば、ユーザインターフェイスで表現できる。図２Ａは、例示的な表形式１５０に、図１の破線エリア１５２によって、プロセス１０２の部分１５２に対応する例示的なプロセスエレメントのアライメントマップ表現の部分を表している。図２Ａに示す実施例では、プロセス１０２のフローまたは進行は、表１５０の上部から下部に移動しているため、表１５０の上部付近に示されたプロセスエレメントは、一般的に、表１５０の下部に示されたプロセスエレメントの上流である。しかし、他の実施形態では、プロセス１２０の進行は表形式１５０で下から上に、左から右に、または任意の他の所望の方向に定められることがある。
具体的には、表形式１５０は、エリア（参照１５５a）によるプロセスエレメントの順序やアラインメントを含んでいる。例えば、サージタンク１１８に対応するエリアは、スプレイ乾燥器タワー１に対応するエリアの上流であることが示されている（参考１２０a）。各エリア内では、エリアに関連付けられた容器及びラインの順序やアラインメントは、表１５０に（参照１５５ｂ）に表示されている。例えば、サージタンク１１８のエリア内に、パイプ１３２はタンク１１８の上流にあるものとして示され、タンク１１８がパイプ１３５の上流にある。また、図２Ａでは、サージタンク１１８の出力とそれぞれのプロセスエレメントの分岐から形成されたストリームＡとＢの両方は、サージタンクエリア１６２aから下流にあるとして示されている。更に、各容器やラインについて、積極的にプロセス１０２の制御に関与する一次プロセスエレメントの順序やアラインメントは、例えば、それぞれのソフトウェア／装置タグや定義された論理識別子を使用することにより、表１５０（参照１５５c）に示されている。例えば、パイプ１３２を通るフローは、プロセスエレメントＬＴ３０７とＬＶ３０７を含むループ３０７によって制御される。
表１５０は、選択的に、特定のエリア１５５a、容器またはライン１５５ｂ及び／またはプロセスエレメント１５５ｃについて記述する追加情報１５５ｄへのリンクまたは参照を含み、または提供することができる。例えば、他の情報１５５ｄは、例えば、物理装置であるバルブ、センサ及びその他のフィールド装置、及び装置の画像、モデル及び／またはシリアル番号、及び／または（例えば、全地球測位システム（ＧＰＳ）座標あるいは他の適切な位置識別子を使用して）プロセスプラント内の物理装置の絶対的な物理的位置の指示など任意の一次プロセスエレメント１５５cとして含んでいてもよい。
図２Ｂは、例示的なグラフまたはグラフィックフォーマット１６０において、プロセス１０２の部分１５２に対応する例示的なプロセスエレメントアライメントマップ表現の部分を図示している。図２Ｂに示す実施形態では、プロセス１０２のフローまたは進行は、左から右へ移動するため、グラフ１６０の右側寄りに示すプロセス処理エレメントは、一般的に、グラフ１６０の左側寄りに示すプロセスエレメントの上流にある。しかし、他の実施形態では、プロセス１２０の進行は、右から左に、下から上に、または任意の他の所望の方向に順序されることもある。グラフ形式１６０では、タンク１１８からの流出が、例えば、図２ＢにおいてストリームＡとストリームＢで示すような二つのストリームまたはフローに分割することを示すために、サージタンクエリア１６２a、スプレイ乾燥器タワーエリア１（参照１６２b）、及びスプレイ乾燥器タワーエリア２（参照１６２c）は、破線で分離され、それぞれラベル付けされている。容器及び装置は、グラフィカルな形状で表され、かつラインまたはパイプは制御されたプロセス１０２を介して材料（幾つかの例では、中間材料であってもよい）の方向の流れを示す方向ベクトルまたはラインで表される。特定の容器及びラインに対応付けられたまたは対応するそれぞれのプロセスエレメントの識別子は、特定の容器やラインのグラフィックに近接して配置されている。例えば、グラフ１６０は、サージタンク部１６２aに、中間材料が、サージタンク１１８によって受信されるように、パイプ１３２を通って流れることを示しており、サージタンク１１８への材料のこの流れは、ループ３０７のプロセスエレメントＬＴ３０７及びＬＶ３０７によって制御される。そして、グラフィカル図形及び矢印は、フォーマット１６０において慣行として用いられているが、所望の指向を示すグラフシンボル及び表現が、追加的または代替的に、グラフや図形フォーマット１６０において利用できることが理解される。
図２Ｃを参照すると、別の例示的なフォーマット１７０では、能動的なリンクまたはユーザ制御を含むプロセスエレメントのアラインメントマップ表現の枝分かれした表示が、ユーザインターフェイス上に提供されている。上部または初期表示１７０は、グラフィカル形状及び矢印を使用して、プロセスプラントの様々なエリアを通じて（例えば、サージタンク１１８からスプレイ乾燥器タワー１（参照１２０a）及びスプレイ乾燥器タワーにスプレイ乾燥器タワー２（参照１２０b））、プロセス１０２の部分１５２のアラインメントやフローを示しているが、選択可能なテキストのような所望の慣行が追加的にまたは代替的に、プロセスエレメントを表すために使用され得る。例示的なフォーマット１７０では、ユーザがライン１７２のグラフィック及び／またはサージタンク１１８のグラフィックを選択すると、選択されたアイテム（また必要に応じて、そのアイテムを囲む周辺）の詳細を含む後続のビューが表示されてもよい。例えば、図２Ｃのライン１７２のグラフィック及び／またはサージタンク１１８のグラフィックを選択すると、選択可能な要素を含む図２Ｂのサージタンクのグラフィック１６２aが示されてもよい。そして、ユーザがその後エリアサージタンクグラフィック１６２aに含む特定のグラフィックまたは識別子を選択すると、追加の重ねられた情報が更に示されてもよい。例えば、ユーザは、図２Ｂのエリアサージタンクグラフィック１６２ａ上の識別子ＬＴ３０７を選択すると、物理的なセンサ装置及び／またはプロセスプラント内の特定のセンサのＧＰＳ座標の画像を含むポップアップウィンドウが表示されてもよい。追加的または代替的に、ＬＴ３０７に関連付けられた他の情報が表示されてもよい。
表形式１５０、グラフ形式１６０及び枝分かれした表示フォーマット１７０は、例えばユーザインターフェイスでプロセスエレメントのアラインメントマップの少なくとも一部を提示すことができる、可能なフォーマットの例である。所望のまたは適切なフォーマットは、プロセスエレメントのアラインメントマップの一部または全部を提示すために利用することができる。
更に、プロセスエレメントのアラインメントマップを保存するために、所望のまたは適切な形式を利用することができる。例えば、リアルタイムでプロセス１０２を制御するために使用される特定のプロセスエレメントの指示は、リアルタイムでプロセス１０２を制御するために使用される１つまたは複数の他のプロセスエレメントに対するプロセスアライメントマップの特定のプロセスエレメント関する相対的順序の指示と共に、データベース（または幾つかの他の適切なデータストレージフォーマット）に保存されてもよい。シナリオによっては、特定のプロセスエレメント及び／または特定のプロセスエレメントに対応する他の情報を取り扱う（定義されている場合）制御ブロックを示すメタデータのような特定のプロセスエレメントに対応するメタデータも、また、保存されることがある。例えば、特定のプロセスエレメントの特定のプロセスエレメントの画像、これらの物理的なプロセスプラント内の場所及び／またはこれらへのリンク及び／または他の識別または記述的情報が、プロセスエレメントのアラインメントマップ内の特定のプロセスエレメントに対応するメタデータとして保存されてもよい。プロセスエレメントマップは、プロセスプラントの通信ネットワークと通信可能に接続されている任意の所望のまたは適切なデータストレージエンティティ、または複数のデータストレージエンティティに保存されてもよい。更に、プロセスプラント内のプロセスフロー及び／またはプロセスエレメントが時間の経過とともに変化しながら、対応するメタデータが取得され、タイムスタンプされ、履歴データとして保存される。同様に、装置のヒエラルキーもメタデータとして取得され、タイムスタンプされ、履歴データとして保存される。前述のストレージの詳細な説明は後のセクションで記述される。
プロセスエレメントのアラインメントマップの少なくとも一部上に動作または適用される学習、発見、トレーニング、または解析のアプリケーションは、監視されていないアプリケーション、つまり、ユーザにより入力することなく及び／または独立して開始及び実行することができるアプリケーションである。例えば、監視されていないアプリケーションは、機械学習、予測解析、データマイニング、またはデータ検出アプリケーションであってもよい。プロセスエレメントのアラインメントマップの少なくとも一部上またはそれに対して適用されている幾つかの学習、発見、トレーニング、または解析のアプリケーションは、監視されているアプリケーション、例えば、ユーザコマンドによって開始されるアプリケーション、またはユーザがアプリケーションの実行中に直接にユーザ入力を提供するアプリケーションである。プロセスプラント及びプロセス制御システム内のビッグデータに使用され、本明細書に記述された、いずれかまたは全ての方法、手法及びシステムと協同して動作することができる学習、発見、トレーニング、または解析のアプリケーションの例は、前述の米国特許出願第１３／７８４，０４１号、及び第１４／２１２，４９３号に開示されている。本明細書に記述された方法、手法及びシステム及びその作成または定義のいずれかまたは全てと協同して動作する学習、発見、トレーニング、または解析のアプリケーションのその他の例は、２０１４年１０月６日に出願された「プロセス制御解析のためのデータパイプライン」と題する米国特許出願第６２／０６０，４０８号に開示されており、その内容全体は参照として本明細書に組み込まれる。当然のことながら、本明細書に記述されているいずれかまたは全ての方法、手法及びシステムは、追加的または代替的に、その他の学習、発見、トレーニング、または解析のアプリケーションと協同して動作してもよい。
プロセスプラントに設置された（必要に応じて、性能検証される）プロセスエレメントをこれから考察すると、そのようなプロセスエレメントは、通常、フィールド装置、Ｉ／Ｏ装置、サンプリングまたはサンプルポイントや制御器などのような物理的プロセスエレメントである。考察を簡単にするために、以下の記述は、フィールド装置を指すが、本明細書に記述の概念の一部または全てが制御器、Ｉ／Ｏ装置などの他の物理的プロセスの要素に容易に適用され得ることが理解される。
物理的なタグまたは他の物理的有形装置は、例えば、メーカーによってフィールド装置の外側に添付または装着される。これらの外部に取り付けられる物理的なタグまたは装置は、図１に関して前述されたソフトウェア／装置タグ（例えば、ＦＴ３０１、ＬＶ３０７など）のような特定の装置を識別するために、プロセスプラントによって利用されるソフトウェアや装置のタグとは異なる。従って、本明細書における考察を明確にするために、用語「ソフトウェアタグ」、「装置タグ」、及び「論理タグ」は、プロセスプラント内のプロセスエレメントまたは装置の論理識別子または識別子を指すために互換的に使用される。他方、用語「外部タグ」、「外側タグ」、及び「物理的タグ」は、プロセスエレメントの外面に装着または他の方法で添付されている物理的、有形装置またはオブジェクトを参照するために本明細書において互換的に使用されている 。
フィールド装置上に装着または添付された外部タグは、一般的に、装着または添付された特定のフィールド装置の特性を示すそれぞれの装置固有情報を含んでいる。例えば、フィールド装置の装置固有情報は、フィールド装置に与えられた論理タグの指示、装置の設計された動作範囲、シリアル番号、装置の他の識別情報、及び／または、例えば、フィールド装置の順序が定められたときに指定された情報、あるいはフィールド装置がプロセスプラント内に設置される前に指定されたときに指定された情報のような、事前に指定された他の情報を含んでいる。一般的に、装置固有情報は、識別またはフィールド装置を記述する情報を含んでいる。例示として、図３は、例示的な圧力センサのフィールド装置上に配置されている物理的タグ、または他の装置上に保存または設け得る装置固有情報２００の一例を含んでいる。図３では、圧力センサの装置固有情報２００は、センサをプロセスプラントに対して識別する装置タグまたは論理タグ２０２a、圧力センサが設置されたエリア２０２ｂの表示及びユニット２０２ｃ、シリアル番号２０２ｄ、最高使用圧力２０２e、モデル番号２０２f、校正指示２０２ｇ、センサの送信器２０２ｈのタイプの表示、センサが通信できるプロセス制御プロトコルまたはネットワーク２０２iの表示、プロトコル２０２ｊの改訂またはリリースの表示、圧力センサのタイプ２０２ｋ、圧力範囲２０２ｌ、センサの送信器２０２ｍの出力プロトコルあるいはネットワーク、センサ２０２ｎのコネクタのタイプ、ダイヤフラム２０２oのタイプ、センサフィル２０２ｐのタイプ及び／またはハウジング材料２０２ｑの表示を含んでいる。ある実施形態には、圧力センサ２０２ｒの画像または表現は装置固有情報２００に含まれているものもある。装置固有情報２００は、追加的または代替的に、他の情報を含んでもよい。例えば、温度センサのために、最高温度及び温度範囲は、それぞれの装置固有情報２００に含まれてもよい。
フィールド装置上に装着され、装置固有情報２００が保存されている外部タグは、受動的タグまたは能動的タグであってもよい。一般的に知られているように、受動的タグは、通常、電源を含むことなく、受動的タグの情報を読み取る装置から電力を引き出す。一方、能動的タグは、一般的には、そこに含まれる内部電源（例えば、バッテリ）を使用し、そこから電力を引き出して、タグに保存されている情報が得られる。
幾つかの実施形態では、外側タグは装置固有情報またはデータ２００が保存されているメモリを含み、データ２００が適切な無線または有線通信プロトコルまたはインターフェイスを使用することによって、能動的または受動的方法で得られる。例えば、外部タグのメモリに保存されたデータ２００は、ＮＦＣ（近距離無線通信）、ＲＦＩＤ（無線周波数識別）、または短距離無線インターフェイスの他の適切なタイプを使用して、他の装置により得ることができる。代替的に、外部タグのメモリに保存されたデータは、ＷｉーＦｉまたはＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴなどの短い範囲に限定されない無線インターフェイスの種類を介して他の装置によって得られる。幾つかの例では、外部タグのメモリに保存されたデータ２００は、例えば、有線ＨＡＲＴなどの有線プロセス制御プロトコルまたは接続などの有線接続を使用して、別の装置により得られる。
幾つかの実施形態では、フィールド装置の外部に装着されている外部のタグまたは装置のメモリに保存されることよりも、フィールド装置の装置固有情報２００は、例えば、フィールド装置のハウジング内に設置または配置されたメモリフィールド装置に含まれているメモリに保存される。これらの実施形態では、フィールド装置に含まれるプロセッサは、装置固有情報２００を取得するために内部メモリをアクセスし、有線または無線のインターフェイスなどを介して、別の装置に情報２００を提供する。
ある実施形態には、装置固有情報データ２００が外部タグに保存または設けられており、光学的に他の装置によって取得されるものもある。例えば、データ２００は、ＱＲ（クイックレスポンス）コード、バーコード、または他の適切な機械可読光ラベルを使用して外部タグに保存され、データ２００が光学読取装置またはスキャナを介して他の装置によりアクセスされる。
しかし、装置固有情報２００が、フィールド装置のハウジングの外側（例えば、機械可読光ラベル物理タグ）に保存されているか、またはフィールド装置ハウジング内（例えば、フィールド装置の内部メモリ）に保存されているかどうかにかかわらず、フィールド装置の装置固有情報２００が、プロセスを制御するプロセスプラント内のオンラインのフィールド装置を利用するために必要なレベルにフィールド装置の電力を増強せしめることなく、他の装置により取得またはアクセスできる。例えば、フィールド装置の内部メモリに保存された装置固有情報２００を取得するために、フィールド装置は、部分的にのみ電力増強する必要がある。別の例では、外部タグのメモリまたは光ラベル上に保存された装置固有情報２００を取得するために、フィールド装置の電力増強をする必要は全くない。
ここで、特にフィールド装置の装置固有情報２００を取得または決定するように構成されている装置の記述に移ると、図４は、特に、フィールド装置の装置固有情報２００（及び、もちろん他のプロセスエレメントの装置固有情報２００）の少なくとも一部を取得するように特に構成されている例示的な装置２１２（また、本明細書ではシステムまたは装置２１２とも言う）の簡略ブロック図を示す。状況によっては、装置２１２は、フィールド装置及び他のプロセスエレメントを性能検証するために利用されることもある。装置２１２は、コンピュータまたはコンピューティング装置であってもよいし、装置２１２は、本開示の手法、方法及びシステムをサポートするように特に構成されている他のシステム、装置またはデバイスを含み、幾つかの例を挙げると、携帯電話、スマートフォン、タブレットまたは他の無線装置、パーソナルデジタルアシスタント、メディアプレーヤ、電気用品を含むがこれらに限定されない。しかし、限定目的ではなく、考察を容易にするために、装置２１２は、本明細書ではコンピューティング装置２１２と称する。
例示的なコンピューティング装置２１２は、コンピュータ実行可能命令を実行するプロセッサ２１５、コンピュータ実行可能命令に関連するデータを恒久的に保存するためのプログラムメモリ２１８、コンピュータ実行可能命令に関連するデータを一時的に保存するためのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２２０、及び入力／出力（Ｉ／Ｏ）回路２２２を含み、これらの全てはアドレス／データバス２２５を介して相互接続されている。幾つかの構成では、プロセッサ２１５は、同時処理機能（例えば、量子、細胞、化学物質、光、生物化学的、生物学的な処理技術及び／またはその他の適切な共同処理技術）を持つマルチコアプロセッサまたはプロセッサである。構成によっては、メモリ２１８及び／またはＲＡＭ２２０は、固体駆動メモリ、フラッシュメモリ、半導体メモリ、光メモリ、分子メモリ、生物学的メモリ、またはその他の適切な高密度メモリ技術などの高密度メモリ技術を使用して実行されるものもある。例示的な構成では、コンピューティング装置２１２は、マルチコアプロセッサ及び／または前述の米国特許出願第１３／７８４，０４１号、第１４／１７４，４１３号、第１４／２１２，４９３号、及び第１４／５０７，１８８号に記述されているような高密度メモリ技術を含んでいる。
図４に１つのプロセッサ２１５のみが示されているが、コンピューティング装置２１２は、複数のプロセッサ２１５を含んでもよいことを理解すべきである。同様に、コンピューティング装置２１２のメモリは、複数のＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２２０及び／または複数のプログラムメモリ２１８を含んでもよい。ＲＡＭ２２０及び／またはプログラムメモリ２１８は、例えば、１つまたは複数の半導体メモリ、フラッシュメモリ、磁気的に読み取り可能なメモリ、光学的に読み取り可能なメモリ、生物学的メモリ及び／または他の有形の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体として実現できる。また、Ｉ／Ｏ回路２２２は単一のブロックとして示されているが、Ｉ／Ｏ回路２２２は、Ｉ／Ｏ回路の異なる種類の数を含むことができることを理解すべきである。例えば、第１のＩ／Ｏ回路は、装置２１２のディスプレイ装置２２８に対応し、第１または第２のＩ／Ｏ回路は、装置２１２のユーザインターフェイス２３０に対応できる。ユーザインターフェイス２３０は、例えば、キーボード、マウス、タッチスクリーン、音声起動装置及び／またはその他の公知のユーザインターフェイス装置を含んでもよい。ある実施形態には、ディスプレイ装置２２８とユーザインターフェイス２３０は、一緒に、単一の物理的装置、例えば、タッチスクリーンに組み込まれてもよいものもある。
図４では、コンピューティング装置またはコンピューティング装置２１２は、１つまたは複数のネットワークまたは通信インターフェイス２３２を含み、これらのネットワークまたは通信インターフェイス２３２を介して、１つまたは複数のそれぞれの通信またはデータネットワークにつなぐ１つまたは複数のそれぞれのリンク２３５にアクセスする。通信インターフェイス２３２は、例えば、Ｆｉｅｌｄｂｕｓ、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ、ＨＡＲＴ、４〜２０ｍＡループ、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ、プロセス制御ビッグデータなどの１つまたは複数のプロセス制御の特定の通信及び／またはデータネットワークを含んでもよい。例えば、コンピューティング装置２１２は、前述の米国特許出願第１３／７８４，０４１号、第１４／１７４，４１３号、第１４／２１２，４９３号及び第１４／５０７，１８８号に記述されているようなプロセス制御ビッグデータネットワークへのインターフェイスを含んでいる。追加的または代替的に、通信インターフェイス２３２は、例えば、イーサネット、ＮＦＣ、ＲＦＩＤ、ＷｉーＦｉなどの汎用通信及び／またはデータネットワークにつなぐ１つまたは複数のインターフェイスを含んでいてもよい。通信またはデータネットワークへのリンク２３５は、メモリアクセス機能のような単純なものであってもよく、及び／またはリンク２３５は、有線、無線、または多段接続であってもよい。インターフェイス２３２とリンク２３５の多くのタイプは、ネットワークの技術分野において知られており、コンピューティング装置２１２と組み合わせて使用してもよい。
コンピューティング装置２１２は、コンピューティング装置２１２に保存されている特定のコンピュータ実行可能命令２４０の１つまたは複数の組み合わせを含んでいる。従って、コンピューティング装置２１２は、特に、コンピューティング装置２１２に保存された命令２４０の特定の１つまたは複数の組み合わせで少なくとも部分的に構成されている。本明細書で使用する用語「コンピュータで実行可能な命令」、「コンピュータ実行可能命令」及び「命令」は、互換的に使用される。図４に示すように、命令２４０は、本明細書に記述される方法及び／または手法のいずれかの部分または全部を実行するために、メモリ２１８に保存され、プロセッサ２１５によって実行できる。命令２４０の１つまたは複数の組み合わせは、例えば、画像プロセッサ２４８のような１つまたは複数のエンジン、ルーティンまたはプログラム、１つまたは複数のデータ解析エンジン２５２、性能検証エンジン２５５、アラインメント発生器２６０及び／または他のエンジン、ルーティンまたはプログラムを含んでもよい。コンピュータ実行可能命令２４０に含まれるエンジン２４８、２５２、２５５及び２６０のより詳細な記述、ならびにその他の可能な組み合わせの命令は、後続のセクションで記述されている。
コンピューティング装置２１２は、Ｉ／Ｏ回路２２２に通信可能に接続されている他の要素を含んでもよい。一実施形態では、コンピューティング装置２１２は、１つまたは複数のスキャナまたはリーダ２４２を含み、それぞれがフィールド装置及びその他のプロセスエレメントに保存された装置固有情報またはデータ２００を読み取るあるいはアクセスするように構成されている。一例では、コンピューティング装置２１２は、能動的な外部タグまたは装置に保存されているデータ、受動的な外部タグまたは装置に保存されているデータ及び／または光ラベルに保存されているデータを取得できるリード／ライトスキャナを含んでいる。追加的または代替的に、コンピューティング装置２１２は、能動的な外部タグ、受動的な外部タグまたは及び／または光ラベルに保存されているデータをアクセスするための読み取り専用のスキャナを含んでもよい。例えば、スキャナは、ＮＦＣスキャナであってもよい。ある実施形態には、コンピューティング装置２１２は、フィールド装置の内部メモリに保存されたデータ２００を取得する場合などに、スキャナ／リーダ２４２の少なくとも一部は、プロセッサ２１５、メモリ２１８、２２０、命令２４０及びネットワークインターフェイス２３５によって実現されるものもある。コンピューティング装置２１２は、１つのみのスキャナ／リーダ２４２または複数のタイプスキャナー／リーダ２４２を含んでもよい。
ある実施形態には、コンピューティング装置２１２は画像撮影機能部２４５（例えば、画像撮影エンジンまたは画像撮影機２４５）を含んでいるものもある。画像撮影機能部２４５は、カメラインターフェイスまたは他の適切なインターフェイスを備えており、これらのインターフェイスを介して画像（例えば、高解像度であるデジタル画像）が撮影され、撮影された画像がＲＡＭ２２０に保存される。場合によっては、コンピューティング装置２１２はまた、１つまたは複数の保存された画像を操作するために、１つまたは複数の画像処理機能２４８（例えば、画像処理エンジンまたは画像プロセッサ２４８）を含むこともある。例えば、画像プロセッサ２４８は、単一のパノラマ画像に組み合わせるために、複数の保存された画像上で動作できる。また、画像プロセッサ２４８は、特徴検出、パターン認識、フィルタリング、変換などの他の画像処理機能を含んでもよい。画像プロセッサ２４８は、少なくとも部分的に、プロセッサ２１５によって実行可能にメモリ２１８内に保存されたコンピュータ実行可能命令２４０の組み合わせの１つとして実現され、及び／または画像プロセッサ２４８の少なくとも一部は、撮像撮影機２４５と一体であってもよい。
ある実施形態には、コンピューティング装置２１２は、追加的にまたは代替的に、無線位置センサまたはシステム２５０を含むものもあり、本明細書において無線位置センサまたはシステム２５０と称する。無線位置センサ２５０は、無線技術を使用して、例えば無線ビーコン信号を受信または検出し、処理することによって、コンピューティング装置２１２の現在位置を検出または決定する。無線位置センサ２５０は、ＧＰＳ（全地球測位システム）、及び／または、他のタイプの衛星ナビゲーションシステム、Ｗｉ−Ｆｉベース測位、セルラシステムベース測位及び／またはローカル測位ベースのような任意の数の適切な無線測位技術を使用してもよい。無線位置センサ２５０によって決定されるように、コンピューティング装置２１２の現在の位置は（例えば、地理空間座標に基づいて）絶対位置として表すことができ、または（例えば、別の既知の位置に対して）相対的な位置として表すことができる。実施形態によっては、無線位置センサ２５０の第１の部分は、（例えば、ビーコン信号を受信するために）通信インターフェイス２３２によって少なくとも部分的に実行され、また無線位置センサ２５０の無線部分の別の部分はコンピュータ実行可能命令２４０（例えば、コンピューティング装置２１２の位置を決定するために、ビーコン信号からの情報を処理する）のそれぞれの部分によって少なくとも部分的に実行されるものもある。
ある実施形態には、コンピューティング装置２１２は、追加的にまたは代替的に、実行可能な命令２４０を含み、プロセッサ２１５によって実行可能な１つまたは複数のデータ解析機能部またはエンジン２５２を含んでいるものもある。データ解析機能部２５２は、図１〜３に関連して前述された解析のように、知識を発見、学習または解析するために保存されたデータ２２０に適用されることが可能な１つまたは複数の解析を含んでもよい。一般的に、しかし必ずしも必要ではないが、コンピューティング装置２１２はデータ解析部２５２を含む場合、コンピューティング装置２１２のプロセッサ２１５はマルチコアプロセッサであり、少なくともＲＡＭ２２０の一部は、高密度メモリ技術を含み、コンピューティング装置２１２自体は、それぞれのインターフェイス２３２を介して、プロセス制御ビッグデータネットワークに接続することができるビッグデータノードであってもよい。一実施例では、コンピューティング装置２１２は、前述の米国特許出願第１４／５０７，１８８号に記述されているようなビッグデータノードであり、そこに記述されたビッグデータ解析機能とルーティンのいずれかの任意の数を含むことができる。データ解析部２５２の結果は、コンピューティング装置２１２（例えば、ＲＡＭ２２０内）にローカルに保存することができ、及び／またはプロセス制御ビッグデータネットワーク（例えば、それぞれの通信インターフェイス２３２）を介して、ビッグデータ記憶エリアに送信できる。
コンピューティング装置２１２がプロセスエレメントの性能検証に利用される実施形態では、命令２４０は性能検証エンジン２５５を含み、性能検証エンジン２５５が実行された場合、１つまたは複数の性能検証のアクションを実行するように動作する。例えば、性能検証エンジン２５５は、特定の据え付け対象プロセスエレメントが特定の位置に設置され、他の特定のプロセスエレメントまたは／及びプラント設備に接続されるように意図されたプロセスエレメントであることを検証する構成にされた装置検証エンジンまたは装置検証器２５８を含んでいる。一実施形態では、装置検証器２５８は、据え付けられたプロセスエレメントが予定されたプロセスエレメントであるか否かを決定するために、対象プロセスエレメント（例えば、図２に関して記述された装置固有情報２００の幾つかまたは全てのタイプ）から得られた識別及び／または記述情報をプロセス及び／またはプロセスプラントの計画レイアウトまたは設計図を示すＰ＆ＩＤまたはその他のリソースと比較する。幾つかの状況では、装置検証器２５８及び／または性能検証ルーティン２５５は、コンピューティング装置２１２のディスプレイ装置２２８及び／またはユーザインターフェイス２３０と協同して動作している。もちろん、性能検証エンジン２５５は、ループの完全性チェック、インストールデータとしての記録、及び／またはその他の性能検証の活動のような他の性能検証のアクションを実行するように動作することができ、少なくとも幾つかのアクションはユーザ入力と連動で実行される。
幾つかの構成では、装置２１２は更に、取得されたフィールド装置の装置固有情報２００の少なくとも一部（及び、もちろん、その他のプロセスエレメントの装置固有情報２００）に基づいて、プロセスエレメントアラインメントを決定するために、特に構成されている。例えば、図４では、コンピューティング装置２１２の命令２４０は、アライメント発生器２６０を含み、そのアライメント発生器２６０がプロセッサ２１５によって実行されると、プロセスフロー内の複数のプロセスエレメントのアラインメントを生成するように、コンピューティング装置２１２を動作する。一般的には、プロセスエレメントアラインメントを決定するために、アラインメント発生器２６０は、性能検証中に、少なくとも部分的にプロセスエレメントから得られた記述的データ上で動作し、ならびに、幾つかのプロセスエレメントの相対的順序を表す他のデータ上で動作する。生成されたプロセスエレメントアライメントは、装置２１２のメモリ２２０に保存され、及び／または生成されたプロセスエレメントアライメントは、プロセスプラントをサポートするプロセス制御ビッグデータネットワークのビッグデータノードのような他の装置に提供してもよい。アライメント発生器２６０とその動作及びプロセス制御ビッグデータネットワークは、後のセクションでより詳細に記述される。
もちろん、図４には示されていないが、コンピューティング装置２１２は、追加的または代替的に、命令２４０及び／またはその他のエレメントあるいはコンポーネントのその他の組み合わせを含んでもよい。
図５は、プロセスプラントまたはプロセス制御システム内のプロセスを制御するために使用される（または使用することになる）、プロセスエレメントのアラインメントを決定するための例示的な方法３００のフロー図を示す。方法３００は、図１ー４に関連して考察された手法のいずれかの任意の数と協同して動作でき、例示的であるが非限定的な目的で同時に参照して以下に考察される。
一実施形態では、少なくとも方法３００の一部は、対象のプロセスエレメント（例えば、フィールド装置、制御器、Ｉ／Ｏ装置、または他の物理的プロセスエレメント）に物理的に近接しているローカルデバイスによって実行される。例えば、方法３００の少なくとも一部は、対象のプロセスエレメントに物理的に近接している性能検証装置または他の装置によって実行されてもよい。方法３００の少なくとも一部を実行するローカルデバイスは、対象のプロセスエレメントに通信可能に接続することができ、及び／または対象のプロセスエレメントの外側に取り付けられている物理的タグに通信可能に接続することができる。ローカルデバイス及びプロセスエレメント及び／またはプロセスエレメントの外側に配置された装置または物理的タグとの間の通信接続は、有線接続であってもよく、及び／または無線リンクであってもよい。例示的なシナリオでは、方法３００の少なくとも一部は、図４のコンピューティング装置２１２によって実行され、方法３００は、説明を容易にするために、そのように以下に記述されている。しかし、方法３００の幾つかまたは全ては、その他の適切な装置、システムまたは装置によって実行することができることが分かる。
ブロック３０２では、方法３００は、フィールド装置、制御器、Ｉ／Ｏ装置、またはその他の物理的プロセスエレメントとして、対象のプロセスエレメントの識別情報を取得または決定することを含んでいる。決定または取得した識別情報は、先に図３に関して記述された装置固有情報２００の幾つかまたは全てのタイプを含み、及び／または対象のプロセスエレメントを示すその他の情報を含んでもよい。前述したように、一般的には、装置固有情報２００は、プロセスエレメントの到着及び／またはプロセスプラント内の設置の前に対象のプロセスエレメントにおいて（例えば、プロセスエレメントのメーカーまたはプロバイダによって）事前に保存されている。しかし、装置固有情報２００は、方法３００の実行を開始する前の時点で対象のプロセスエレメントに保存されたと考えてよい。一実施形態では、プロセスエレメントの装置固有情報２００の少なくとも一部が、対象のプロセスエレメントの外側、例えば、プロセスエレメントの外側に添付またはその上に装着された物理的なタグまたは光ラベルに保存されている。追加的または代替的に、プロセスエレメントの装置固有情報２００の少なくとも一部は、対象のプロセスエレメントの内部（例えば、内部メモリのような対象のプロセスエレメントのハウジング内に）に保存されている。しかし、装置固有情報２００がプロセスエレメントのどこに保存または設けられているかにかわらず、プロセスエレメントの識別情報が、装置固有情報２００の読み取り、受信、またはアクセスを取得することによって取得または決定される（ブロック３０２）。一例では、コンピューティング装置２１２は、図４に関して前述された方法で、対象のプロセスエレメントの識別情報は、装置固有情報２００の読み取り、受信、またはアクセスを取得するために（ブロック３０２）、１つまたは複数の通信インターフェイス２３５及び／または１つまたは複数のスキャナ／リーダ２４２を利用する。得られた装置固有情報２００は、例えば、コンピューティング装置２１２のメモリ２２０に取得した識別情報として保存できる。
先に述べたように、対象のプロセスエレメントの識別情報を取得または決定すること（ブロック３０２）は、追加的または代替的に、対象のプロセスエレメントにまたはプロセスエレメント上に保存されている情報以外に、対象のプロセスエレメントを示すまたは記述するその他の情報を取得または決定することを含んでいる。例えば、幾つかの状況では、対象のプロセスエレメントの識別情報を取得する（ブロック３０２）には、例えば、コンピューティング装置２１２の画像撮影機２４５を利用して、対象のプロセスエレメントの画像を取得することを含んでいる。例えば、据え付けられた環境内の対象のプロセスエレメントの写真またはデジタル画像は、画像撮影機２４５によって取得されている。対象プロセスエレメントの取得された画像は、例えば、コンピューティング装置２１２のメモリ２２０に、対象のプロセスエレメントの取得または決定された識別情報として保存される。実際に、メモリ２２０は、複数のそれぞれの装置固有情報２００、画像、及び／またはプロセスエレメントの複数のそれぞれの他の記述する／表す複数の情報を保存するように構成されてもよい。
一実施形態では、方法３００は、必要に応じてプロセスエレメントの性能検証を含んでいる（ブロック３０５）。プロセスエレメントの性能検証（ブロック３０５）は、対象のプロセスエレメントが特定の位置に据え付けが予定された実際のプロセスエレメントであり、予定された特定の属性及び特性を有していることを検証するために、取得された識別情報の少なくとも一部（例えば、論理タグ２０２ａ、エリア２０２ｂ、タイプ２０２ｇなど）を利用する。一実施形態では、プロセスエレメントの性能検証（ブロック３０５）がコンピューティングまたは性能検証装置２１２のメモリ２１８に保存された性能検証エンジン２５５によって実行され、性能検証エンジン２５５の装置検証器２５８は、対象のプロセスエレメントが予定されたプロセスエレメントであることを検証する。
方法３００の幾つかの実施形態においては、ブロック３０２及び３０５の少なくとも一部は、なくてはならないブロックである。例えば、対象プロセスエレメントの識別情報は、対象プロセスエレメントの性能検証（ブロック３０５）をしている間に収集され得る（ブロック３０２）。
ブロック３０８では、方法３００は、対象のプロセスエレメントの相対的順序の指示を得ることを含んでいる。すなわち、方法３００は、フロープロセスの中に利用されている（または利用される）少なくとも１つの他のプロセスエレメントに対して、フロープロセスの中の対象のプロセスエレメントの相対的順序の指示を得ることを含んでいる。対象のプロセスエレメントの相対的順序について取得した指示は、対象のプロセスエレメントの取得した識別情報と一緒に、例えばコンピューティング装置２１２のメモリ２２０に保存される。実際、メモリ２２０は、プロセスフロー内のプロセスエレメントの複数のそれぞれの相対的順序の複数の指示を保存するように構成されてもよい。
幾つかの実施形態では、対象のプロセスエレメントの相対的順序を取得すること（ブロック３０８）は、対象のプロセスエレメントが設置されている物理的な位置（例えば、絶対的な地理空間的位置または相対的な物理的位置）を取得または決定することを含んでいる。一実施例では、対象のプロセスエレメントに近接して配置されている間、コンピューティング装置２１２は、無線位置センサまたはシステム２５０を使用して、現在の地理空間的位置を決定する。他の実施例では、対象プロセスエレメントの地理空間的または物理的位置を示す座標は、例えば、ユーザインターフェイス２３０及び／または通信インターフェイス２３２を介して、コンピューティング装置２１２で受信される。
追加的にまたは代替的に、対象のプロセスエレメントの物理的な位置は、画像や写真から決定することができる。例示的なシナリオでは、コンピューティング装置２１２が対象のプロセスエレメントに近接して配置されている間に、ユーザは、対象プロセスエレメントの画像及び対象のプロセスエレメントが据え付けまたは設置された環境の少なくとも一部を撮影する。撮影された画像は、同じエリアまたは環境内の他のプロセスエレメントの他の撮影された画像と一緒に、コンピューティング装置２１２のメモリ２２０に保存される。コンピューティング装置２１２の画像プロセッサ２４８は、保存された画像をプロセスプラントのエリアの単一のパノラマ画像に結合するために保存された画像上で動作する。単一のパノラマ画像は、共通のオブジェクトまたは機能が２つ以上の画像に撮影された場合、またはプラント環境の一部を重複する複数の画像が撮影された場合に容易に達成できる。このシナリオでは、プロセスエレメントの相対的な物理的位置はパノラマ画像から容易に決定できる。更に、場合によっては、プロセスエレメントの実際の物理的位置は、パノラマ画像から決定されることが可能である。例えば、パノラマ画像に含まれる少なくとも１つのオブジェクトまたはマーカ（プロセスエレメントであってもよいし、プロセスエレメントでなくてもよい）の絶対的な物理的位置は、事前に提供されているか、事前に知られている。例えば、パノラマ画像に示されているプロセスプラントの壁の絶対的な地理空間座標が知られている。その後、壁の既知の物理的位置及びパノラマ画像に示す壁に関して、他のオブジェクトとプロセスエレメントのそれぞれの位置に基づいて、画像プロセッサ２４８及び／またはコンピュータ実行可能命令２４０の他の適切な部分を使用することによって、パノラマ画像に示す他のオブジェクト及びプロセスエレメントのそれぞれの物理的な位置は容易に決定できる。
別の例示的なシナリオでは、プロセスプラントの特定のエリアの画像、地図、図、またはその他の図形的表現は、コンピューティング装置２１２で事前に保存されているか、コンピューティング装置２１２に提供されている。プロセスプラントの特定のエリアの画像、地図、図、またはその他の図形的表現がディスプレイ２２８上に提示される。ユーザは、最近据え付けられた対象のプロセスエレメント（例えば、画像、論理タグ、またはブロック３０２でコンピューティング装置２１２に取得及び保存された他の装置固有情報）の識別子または指示を選択し、選択された対象のプロセスエレメントの識別子をプロセスプラントの特定のエリアの表示されている地図、図、またはその他の図形的表現上の特定の位置または場所にドラッグアンドドロップすることで（または別の適切な選択と配置メカニズムを使用して）、プロセスプラントの特定のエリア内で識別されるプロセスエレメントの相対的な物理的な位置を示す。前述された本実施形態と同様に、エリア図に示された少なくとも１つのオブジェクトまたは機能の絶対的な物理的位置が分かっている場合、例えば、画像プロセッサ２４８またはコンピュータ実行可能命令２４０のその他の適切な部分を用いて、ドラッグアンドドロップされたプロセスエレメントの絶対的な物理的位置が容易に決定される。
特定のエリアに含まれる最近据え付けられた複数のプロセスエレメントの画像が（例えば、複数の画像からパノラマ図を生成することか、またはユーザの選択及び提供された図上の画像の配置によって）エリアの図上に組み込まれた後、ユーザが図上にプロセスフロー内での活性化の順序によるプロセスエレメントの個々の画像を選択し、選択されたプロセスエレメントの相対的順序を示すことができる。相対的順序付けの指示は、例えば、メモリ２２０に保存されてもよい。
方法３００のこれらの概念の幾つかは、図６Ａ〜６Ｄに図示されており、ディスプレイ表示３２０、３２５の例示セットを含んでいる。ディスプレイ表示３２０、３２５は性格的に図形であり、コンピューティング装置２１２のディスプレイ装置２２８に提示される。図形ディスプレイ表示３２０、３２５は、写真、デジタル画像、グラフィック表示、など、任意の適切な図形の形態であってもよい。目的を限定することなく、考察を簡単にするために、図３〜５を同時に参照しながら図６Ａ〜６Ｄについて以下に考察する。
図６Ａは、全体のプロセスプラントの例示的な図形ディスプレイ表示３２０を示している。ディスプレイ表示３２０は鳥瞰図であり、プラントの異なるエリアにラベルが付けられている（例えば、受領、動力棟、反応、及び蒸留）。ディスプレイ表示３２０は、コンピューティング装置２１２のメモリ２２０に事前に保存されてもよく、遠隔からアクセス可能にしてもよい。ディスプレイ表示３２０は、ユーザコマンドに応答して、ディスプレイ２２８上に提示すことができる。
例示的なシナリオでは、所望のエリアの詳細をよりよく確認できるように、ユーザがプラント図３２０の所望のエリアを選択したり、拡大したりする。例えば、プラント図３２０に、ユーザは反応エリアを選択し、その結果として、図６Ｂに示すように、反応エリアの詳細な図３２５がディスプレイ２２８上に提示される。
同時に、図６Ｂ及び６Ｃを参照しながら、またこの例示的なシナリオを続けると、ユーザは、（例えば、ディスプレイ２２８上の別のウィンドウに）プロセスの組み合わせのための装置固有情報または識別情報及び画像３３２a〜３３２dの部分が提示されているディスプレイ表示３３０を呼び出す。図６Ｃに示すように、ディスプレイ表示３３０は、プロセスエレメントの組み合わせがプロセスプラントの反応エリアのボイラー１ユニット内に設置（及び必要に応じて性能検証）されていることを示している。更に、プロセスエレメントの組み合わせの表示された識別情報３３２a〜３３２dは、例えば、ブロック３０２に関して記述された技術のいずれかを使用して、取得され、コンピューティング装置２１２に保存されている。図６Ｃでは、組み合わせの各プロセスエレメントのための表示識別情報３３２a〜３３２dは、論理タグ、メーカーのＩＤ、モデル番号及びプロセスエレメントの画像を含んでいる。
ユーザは、ディスプレイ表示３３０におけるプロセスエレメントのいずれかを選択し、反応エリア内で選択されたプロセスエレメントの物理的位置を示すために、反応エリア表示３２５上の特定の位置に選択されたプロセスエレメントをドラッグアンドドロップする。例えば、図６Ｂに示すように、ユーザはディスプレイ表示３３０（参照３３２b）からプロセスエレメントＰＴ３３０を選択し、反応エリアのボイラーユニット１内の位置ＰＴ３３０を示すために、ディスプレイ表示３２５上の所望の位置３３５ａにプロセスエレメントＰＴ３３０の表示をドラッグアンドドロップした。ディスプレイ表示３３０（及びその他の図）から選択され、反応エリア内の位置／場所がディスプレイ表示３２５上でユーザによって指示されている他のプロセスエレメント３３５ｂー３３５ｊの指示が、図６Ｂにも示されている。
ディスプレイ３２５及びプロセスエレメント３３５a〜３３５jの表示を再び図示する図６Ｄに移ると、その後、指示３３５a〜３３５jに対応するプロセスエレメントがプロセスフローで活性化される順序に従って、指示された位置決めのプロセスエレメント指示３３５a〜３３５jをクリックまたは選択することで、ユーザは、プロセスエレメント３３５a〜３３５jを介するプロセスフローを指示する。例えば、図６Ｄでは、ユーザが次の順序で、プロセスエレメント３３５j、３３５ｉ、３３５ａ、３３５ｈ、３３５b、３３５g、３３５c、３３５d、３３５e、及び３３５fをクリックした。プロセスを通じて得られたフローパスは、反応図３２５（参照３４０）に示されている。プロセスフロー内のプロセスエレメントの指示された相対的順序は、例えば、メモリ２２０に保存されてもよい。
様々なプロセスエレメントが生成されたパノラマビューまたは画像に表示されている状況では、様々なプロセスエレメントがプロセスフローにおいて活性化されるような順序で、ユーザは、同様の手順に従ってパノラマビューまたは画像上に提示された様々なプロセスエレメントをクリックまたは選択する。プロセスを通じて得られたフローパスは、次に、パノラマに示されてもよく、プロセスフロー内のプロセスエレメントの対応する相対的順序は、例えば、メモリ２２０に保存されてもよい。
方法３００のブロック３０８に戻ると、幾つかの実施形態では、プロセスエレメントのグループの相対的順序を取得または決定すること（ブロック３０８）は、プロセスエレメントのグループの性能検証と同時に行われ（ブロック３０５）、例えば、追加的にまたは代替的に、画像または写真に基づいて、相対的順序が決定される。例えば、性能検証中に、プロセスエレメントのグループの各プロセスエレメントに保存された情報（例えば、装置固有情報２００、画像及び／またはグループ内の各プロセスエレメントの他の記述的情報）が、プロセスエレメントのグループの性能検証プロセスの一部としてコンピューティング装置２１２によって、例えば、前述された手段で読み取り、走査、または他の方法で得られる（ブロック３０２）。様々なプロセスエレメントが走査されるように、走査された各プロセスエレメントの指示は、走査された順序でコンピューティング装置２１２のディスプレイ２２８上に提示され、走査されたプロセスエレメントの相対的順序は、性能検証時に決定または取得することができる。
例示的なシナリオを示すために、図７Ａは、プロセスエレメントが、例えば、コンピューティング装置２１２で走査された順序で、種々のプロセスエレメントの論理タグが表示されているディスプレイ表示３５０を表現している。図６Ａ〜６Ｄの図形ディスプレイ表示３２５に対して、図７Ａのディスプレイ表示３５０は、一般的に、非図形的な表現、例えば、テキスト及び／または数値表現、表、グラフなど図６Ａ〜６Ｄと比較して、グラフィックスが少ないまたは最小量の表現である。
図７Ａに示す非図形またはテキストディスプレイ表示３５０は、例えば、コンピューティング装置２１２でディスプレイ表示３５０上のそれぞれの論理タグの位置付けに基づいて、プロセスエレメントが走査された順序を示している。例えば、最初にＬＴ６００が走査され、次にＬＶ６００が走査され、その後ＦＴ６２０が走査されるなどである。従って、ユーザが、プロセスフローのそれぞれの活性化の順序に従ったプロセスエレメントを走査すると、プロセスフロー内のプロセスエレメントの相対的順序は、プロセスエレメントが走査される順序に従って得られる。例えば、図７Ａでは、プロセスフロー内のプロセスエレメントの順序は、画面３５０の上から下に示されている。しかし、プロセスエレメントの組み合わせが走査され、その走査した順序が表示された後で、ユーザが、そう望むのであれば、例えば、ディスプレイ３５０のエラーを修正したり順序を改正したりする変更を行ってもよい。ユーザは、プロセスエレメントの指示を、ディスプレイ表示３５０上の所望の位置に、ドラッグアンドドロップ（または選択して配置すること）によって、任意の所望の変更を行うことができる。例えば、ドラッグアンドドロップまたは他の適切なユーザコマンドを使用することにより、ユーザは、ＦＴ６２０及びＦＶ６２０の相対的順序を切り替えることができる。幾つかの実施形態では、ディスプレイ表示３５０への変更を積極的に手動で指示するユーザの代わりにまたは追加的に、ディスプレイ３５０上に提示されるプロセスエレメントの相対的順序の変更を自動的に決定することができる。一例では、コンピューティング装置２１２のアラインメント発生器２６０は、スクリーン３５０の内容を図形の画像またはディスプレイ表示３２５のような表現と比較し、アラインメント発生器２６０は、ディスプレイ表示３５０上の指示の相対的順序をディスプレイ表示３２５上のプロセスエレメントの画像の相対的順序に適合するように調整する。しかし、修正が手動または自動的に決定または生成されているかどうかにかかわらず、ユーザは、提示された修正案の承認を示してから、その修正が適用、保存、送信などされてもよい。
図７Ａの非図形表示３５０では、ディスプレイ表示３５０上のプロセスエレメントの相対的順序を変更することに加えて、ディスプレイ表示３５０に表示されるプロセスに対するプロセスエレメントの他の側面は、手動で及び／または自動的に変更することができる。例えば、ディスプレイ表示３５０上に提示されるプロセスの特定の部分は、反応器で一緒になる２つの供給ストリームを含んでいる。２つの供給流は、それぞれが２つの別々の列３５２a、３５２bで示され、各ストリームに含まれるプロセスエレメントのそれぞれの活性化の順序の指示を含んでいる。例えば、供給ストリーム３５２ａは、プロセスフロー内の順序で、プロセスエレメントＬＴ６００、ＬＶ６００、ＦＴ６２０、ＦＶ６２０、ＡＴ６２５とＴＴ６３０を活性化し、供給ストリーム３５２bは、プロセスフロー内の順序で、プロセスエレメントＬＴ６５０、ＬＶ６５０、ＦＴ６５５、 ＦＶ６５５、ＡＴ６６０とＴＴ６６５を活性化する。ディスプレイ表示３５０上の矢印３５５は、２つの供給ストリーム３５２ａ、３５２ｂが反応器において合流する点を示し、反応器（参照３５２c）のプロセスフロー下流内で動作している後続するプロセスエレメントの指示は、例えば、ＬＴ６７０、ＬＶ６７０、ＰＴ６７５、ＰＶ６７５、ＴＴ６８０、ＴＶ６８０の活性化の順序で図３５０に表示される。ストリーム３５２ａと３５２ｂがプロセスフロー内で合流する点は変更または調整することができる。例えば、ユーザは、接続点３５５を選択し、２つの供給ストリーム３５２ａ、３５２ｂが合流するプロセスフローの所望の点を示すために、接続をディスプレイ表示３５０上の所望の位置にドラッグアンドドロップする。
追加的にまたは代替的に、ユーザは、ディスプレイ表示３５０上に、プラント装置の特定の部分に関連付けられているプロセスエレメントのグループを定義することができる。例えば、図７Ｂを参照すると、ユーザは、ディスプレイ表示３５０上に、プロセスエレメントＬＴ６７０、ＬＶ６７０、ＰＴ６７５及びＰＶ６７５が装置の特定の部分に関連付けられ、このユーザ定義のグループがボックス３５８によってディスプレイ表示３５０に示されている。ユーザは、次に、ボックス３５８に対応付けられている装置３５９の種類及び対応する論理容器設備タグ（図７Ａには示されていないが、「反応器」ラベル３５９を選択すると、提示すことができる）を選択または定義する。例えば、ユーザは、（図７Ｂの例示的な図３５０に示すように）ボックス３５８によって表わされる容器は、反応器３５９であることを示し、反応器に対応する論理タグならびに反応器を指示する、もしくは記述する他の情報を提供してもよい。
実際には、プロセスエレメントのグループ化を容易にするために、事前に定義された装置の種類、コンポーネント、及びグラフィック図のライブラリーが提供されてもよい。例えば、プロセスエレメントのグループ化を容易にするために、事前に定義された容器の種類のライブラリー（例えば、タンク、反応器、蒸留タワーなど）と対応する図のテンプレートが提供されてもよい。幾つかの例では、ユーザは、装置の一部が他の装置の複数のタイプを含む装置の複合部品であることを定義または指示できる。一実施例では、反応器は、タンク及び加熱器を含むことができ、ユーザは、この構成をディスプレイ表示３５０上に示すことができる。例えば、図７Ｃに示すディスプレイ表示３５０上では、図７Ｃに示す各ボックスによって示されるように、ユーザは、プロセスエレメントＬＴ６７０、ＬＶ６７０、ＰＴ６７５及びＰＶ６７５がタンク３６０に含まれていること、プロセスエレメントＴＴ６８０及びＴＴＴＶ６８０が加熱器３６２に含まれていること、タンク３６０と加熱器３６２が反応器３６５内に含まれていることを示している。
もちろん、図７Ａ〜７Ｃのための上述のプロセスエレメントのユーザ選択の表現、そのグループ化及び定義は単なる例示である。例えば、プロセスエレメントのグループ化は、ボックスによってディスプレイ表示３５０上に表示される必要はなく、代わりに任意の適切なグラフィカル及び／またはグループのテキスト表示を使用してもよい。更に、特定のプロセスエリアの図形的及び非図形的の両方表示または表現が提供される実施形態では、一方に対する変更は、自動的に他にも反映される可能性がある。例えば、表形式の表現（例えば、ディスプレイ表示３５０）に表示されるプロセスフローの一部のプロセスエレメントの相対的順序の変更は、自動的に、同じプロセスフローの一部の同じプロセスエレメントの相対的順序の図形的表現に反映することができ、またその逆もあり得る。実際には、プロセスの特定の部分のために、図形的表現３２５と非図形的表現３５０の両方、図形的表現３２５のみ、または非図形的表現３５０のみが利用または生成されてもよい。
また、性能検証プロセス中のプロセスエレメントの表現は、プロセスエレメントの相対的順序を決定または取得するために（ブロック３０８）、物理的なプロセスプラントの表現（例えば、図６Ａ及び６Ｂそれぞれに示された物理プラントの図形的画像３２０、３２５または図７Ａ〜７Ｃにそれぞれに示された物理プラントの非図形的表現３５０）を有するディスプレイ表示に表示される必要はない。一実施形態（非図示）では、プロセスプラントを通じるプロセスフローの表現（例えば、グラフィカル、ブロック図、またはその他の表現）を提示すディスプレイ表示は、ユーザインターフェイス上に提示され、ユーザが、例えば、前記プロセスエレメントが性能検証されるときに、プロセスフローに沿った様々なプロセスエレメントの表現を位置決めすることができる。プロセスプラントの物理的な構成が複雑である場合に、物理的なプロセスプラントの代わりにプロセスフローのディスプレイ表示を使用することは、特に有用である。しかし、プロセスエレメントの相対的順序は、ディスプレイ表示、またはプロセスプラントまたはその所望の部分の物理的及び／または論理的な表現を使用して、決定及び／または取得することができる（ブロック３０８）。
プロセスエレメントの識別情報とプロセスフロー内のプロセスエレメントの相対的順序に関する指示が取得または決定された（ブロック３０２、３０８）後で図５と方法３００に戻ると、ブロック３１０で方法３００は、追加のプロセスエレメントが処理されるべきかどうか決定することを含んでいる。処理されるべきと決定された場合、方法３００はブロック３０２に戻る。そうでなければ、方法３００は複数のプロセスエレメント（ブロック３１２）の順序を決定する。ここで複数のプロセスエレメントは、ブロック３０２〜３０８で処理されたターゲットプロセスエレメントを含んでいる。複数のプロセスエレメントの順序は、複数のプロセスエレメントがプロセスの少なくとも一部のフロー期間に活性化される（または活性化されることになる）順序を指示する。そうして、複数のプロセスエレメントの順序は、プロセスの少なくとも一部分に対応するプロセスエレメントアライメントマップの一部分を指示し、記述しまたは定義してもよい。更に、複数のプロセスエレメントの順序は、図形的及び／または非図形的ディスプレイ表示に適用されるユーザ入力を受信する、装置固有情報が走査された順序を決定する、画像処理する、物理的な位置を決定するなどのように、既に考察した手法のいずれか１つまたは複数を使用するだけではなく、他に付加され、または代わりのその他の適切な手法を使用して決定されてもよい（ブロック３１２）。場合によっては、複数のプロセスエレメントの順序は、その順序を明示的に指示するユーザ入力を使用しないで、自動的に決定される（ブロック３１２）こともある。例えば、複数のプロセスエレメントの順序は、複数のプロセスエレメントの各々について決められた場所に基づいて、コンピューティング装置２１２によって自動的に決定されてもよい。場合によっては、複数のプロセスエレメントの順序は、例えば、ユーザが順序を自動的に決定されたドラフトに換えるように指示したとき、またはユーザが特定の命令において、プロセスエレメントの組み合わせのメンバーを選択するとき、手動入力によって少なくとも部分的に決定される（ブロック３１２）こともある。一実施形態においては、複数のプロセスエレメントの順序は、コンピューティング装置２１２のアライメント発生器２６０によって決定される（ブロック３１２）。更に、プロセスエレメントの順序は、例えば、コンピューティング装置２１２のメモリ２２０に保存されてもよく、順序の表示は、例えば、ユーザによって検証、修正及び／または承認が許されるように、コンピューティング装置２１２のディスプレイ２２８に提示されてもよい。
ブロック３１５では、方法３００は、プロセスプラントにサービスを提供するビッグデータネットワークのノードに、複数のプロセスエレメントについて決定された順序を提供することを含んでいる。ビッグデータネットワークは、プロセスエレメントアライメントマップのより大きな部分（または全部）を生成するために、複数のプロセスエレメントの順序について（及び、選択的であるが、他のプロセスエレメントの相対的順序についての他の指示について）対処をしてもよい。例えば、ビッグデータネットワークは、プロセスエレメントについて提供された相対的順序と既述の米国特許出願第１４／２１２，４１１号に開示された幾つかのまたは全ての手法を利用して、プロセスエレメントアライメントを決定する１つまたは複数の解析あるいは学習ルーティンを使用できる。状況によっては、ビッグデータネットワークは、プロセスの新しい情報を発見または学習するために、複数のプロセスエレメントについて提供された相対的順序に１つまたは複数の解析ルーティンを適用してもよい。例えば、ビッグデータネットワークは、複数のプロセスエレメントについて提供された相対的順序に基づき、下流プロセスの適応性、特定のプロセスエレメントの適応性における異常変化の根本的な原因などと、上流プロセスエレメントの相関の強度を決定できる。プロセスエレメントアライメントに基づく、これらの事項及びその他の知見と学習の実施例は、既述の米国特許出願第１４／２１２，４１１号に記述されている。
方法３００の実施形態によっては、ブロック３０８及び３１２が一体的に行われるものもあることが分かる。一実施例では、例えば、プロセスエレメントに含まれている各個別のプロセスエレメントの相対的順序が決定される（ブロック３０８）ことに伴って、プロセスフローについて一定数量増加する決定がなされる（ブロック３１２）。従って、この実施例では、ブロック３１２がブロック３１０の前に生じる。
方法３００の実施形態の中には、ブロック３１２が省略されるものもあることが、更に分かる。例えば、コンピューティング装置２１２がプロセスエレメントアライメントマップの一部を決定する、または複数のプロセスエレメントの順序を決定する（ブロック３１２）というより、コンピューティング装置２１２は各プロセスエレメントが性能検証され（ブロック３０５）及び／または各プロセスのそれぞれの相対的順序が決定される（ブロック３０８）につれて、プロセス制御ビッグデータネットワークの各プロセスエレメントのそれぞれの相対的順序についての指示を単に提示してもよい。その後、プロセス制御ビッグデータネットワークは、プロセスエレメントアライメントマップの少なくとも一部を決定するために、複数のプロセスエレメントの複数の受信された個々の相対的順序付けについて対処をしてもよい。
実施形態によっては、方法の少なくとも一部が行われる機器または装置２１２それ自体がプロセス制御ビッグデータネットワークのビッグデータノードであるものもある。例えば、方法３００の少なくとも一部が、例えば、特別方法で、ビッグデータノードとして、プロセス制御ビッグデータネットワークに接続する無線性能検証装置によって実行される。これらの構成において、方法３００の一部が実行されるビッグデータノードは、複数のプロセスエレメントについて決定された順序及び／または学習知識を生成するいずれかの保存データについて、１つまたは複数の解析ルーティン２５２を実行してもよい。
１つまたは複数のプロセスを制御するプロセスプラントまたはプロセス制御システムをサポートする例示のプロセス制御ビッグデータネットワーク４００の簡略ブロック図が図８に図示されている。特に、プロセス制御ビッグデータネットワーク４００は、図４の装置２１２及び／または図５の方法３００の実施形態に関連して対処できる。プロセス制御ビッグデータネットワーク４００は、１つまたは複数のプロセス制御ビッグデータノード４０２〜４１０を備えており、その各々は、プロセス制御ビッグデータを、それぞれ収集し、観察し、生成し、保存し、解析し、アクセスし、送信し、受信し及び／または処理をする。本明細書で互換的に使用されている用語「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、一般的には、生成され、受信され及び／またはプロセス制御システムまたはプラント内に含まれ、関連付けられる装置によって、生成され、受信され及び／または観察される全て（または殆ど全て）のデータを言う。一実施形態において、プロセスプラント内に備えられ、関連付けられている全ての装置によって、生成され、創出され、受信されまたは観察される全てのデータが、プロセス制御ビッグデータネットワーク４００内でビッグデータとして収集され、保存される。
例示のプロセス制御ビッグデータネットワーク４００は、１つまたは複数の別のタイプのプロセス制御ビッグデータノードまたは装置４０２〜４１０を備え、それぞれはプロセスプラントまたはプロセス制御システムによって１つまたは複数のプロセスの制御から、あるいはその制御に基づいて生成されるプロセス制御ビッグデータを収集し、観察し、生成し、保存し、解析し、アクセスし、送信し、受信し及び／または処理をする。各プロセス制御ビッグデータノードまたは装置４０２〜４１０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（図示せず）に接続され、そのバックボーンは１つまたは複数の他のプロセス制御ビッグデータノードと通信するために使用される。従って、プロセス制御ビッグデータネットワーク４００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及びそれと通信可能に接続されているプロセス制御ビッグデータノード４０２〜４１０から構成されている。一実施形態では、プロセス制御ビッグデータネットワーク４００は、複数のネットワーク化された複数のコンピューティング装置、またはいろいろな他の装置、スイッチあるいは当該バックボーンを介して、ネットワーク４００のノードへ／ノードからパケットを伝送する構成とされるスイッチを備えている。
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は、任意の数の有線通信リンクと、例えば、インターネットプロトコル（ＩＰ）スイート（例えば、ＵＤＰ（ユーザデータグラムプロトコル）、ＴＣＰ（送信制御プロトコル）、イーサネットなど）またはその他の適切な伝送プロトコル）に含まれている１つまたは複数の適切な伝送プロトコルをサポートする任意の数の無線通信リンクから構成されている。一実施形態において、バックボーンは、ストリーム制御送信プロトコル（ＳＣＴＰ）及び／またはプロセス制御ビッグデータノード間の、その他の適切なストリーミングプロトコル（例えば、トランスポート）データなどのストリーミングプロトコルをサポートする。例えば、その全ての内容が本明細書に組み込まれるが、２０１４年１０月６日に出願された「プロセス制御システムの解析のためのストリーミングデータ」と題する米国出願第１４／５０６，８６３号は、プロセス制御ビッグデータのストリーミングプロトコルと手法の実施例が記述され、そのうちの１つまたは複数が、ネットワーク４００の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によって利用されてもよい。代表的には、プロセスビッグデータネットワーク４００に含まれている各ノードは、そのバックボーンによってサポートされている伝送プロトコルの適用レイヤ（及び幾つかのノード用付加レイヤ）を少なくともサポートしてもよい。一実施形態では、各プロセス制御ビッグデータノード４０２〜４１０が、例えば、独特のネットワークアドレスによって、プロセス制御システムビッグデータネットワーク４００内で独特な識別がなされている。
一実施形態では、プロセス制御システムビッグデータネットワーク４００の少なくとも一部が特別のネットワークである。そのため、ノード４０２〜４１０（及び／またはユーザインターフェイス装置４３０のような、１つまたは複数の他のノード）の少なくとも幾つかは、特別の態様でネットワークバックボーンと（またはネットワーク４００のその他のノードと）接続してもよい。正に、一実施形態では、ユーザインターフェイス装置４３０は、図３のコンピューティング装置２１２を備え、プロセスエレメントの性能検証に関連するケースによっては、プロセスエレメントの識別情報と相対的順序付けの指示を与えるために、ネットワーク４００と接続する場合がある。更に、シナリオによっては、ユーザインターフェイス装置４３０は、提供された情報が、例えば、プロセスエレメントの性能検証期間に取得されたデータに基づいている場合に、ユーザインターフェイス装置４３０によって決定されているプロセスネットワーク内の複数のプロセスエレメントの順序及び／またはプロセスエレメントアライメントマップの少なくとも一部をネットワーク４００に提供する。
図８はプロセス制御システムビッグデータネットワーク４００における種々のビッグデータノード４０２〜４１０間で通信する接続を図示した簡略図である。そのため、プロセス制御ネットワークバックボーンは明示的に図示されていない。しかし、本明細書で記述された手法のいずれか、または全てについて使用され得るバックボーンの実施例は、既述した米国特許出願第１３／７８４，０４１号に記述されている。もちろん、本明細書で記述されている手法のいずれかまたは全ては、米国特許出願第１３／７８４，０４１号に記述されているバックボーンの使用に限らず、任意の適当な通信ネットワークバックボーンを使用してもよい。
別のタイプのプロセス制御ビッグデータノードまたは装置４０２〜４１０について記述すると、一般的には、ネットワーク４００のプロセス制御ビッグデータノードは、これから記述する「ビッグデータプロバイダ」でもよく、及び／または「ビッグデータアプライアンス」を含んでもよい。
本明細書において互換的に使用されている用語「ビッグデータプロバイダ」、「ビッグデータプロバイダノード」または「プロバイダノード」は、通常、プロセス制御ビッグデータネットワーク４００を使用するプロセス制御に関連するビッグデータを、収集し、生成し、観察し及び／または送るプロセス制御ビッグデータノードを言う。プロバイダノードで生成され、収集され、観察され及び／または送られたプロセス制御ビッグデータは、例えば、制御器、入力／出力（Ｉ／Ｏ）装置などのプロセス制御装置及びフィールド装置によって生成されまたは使用された一次リアルタイム構成データであり、プラント内のプロセス制御に直接使用し、または生成されたデータを含むことができる。追加または代替として、プロセス制御ビッグデータプロバイダノードは、例えば、ビッグデータネットワーク４００及び／またはプラントの他の通信ネットワークのネットワーク制御に関連するデータ、帯域を示すデータ、ネットアクセス試行、診断データなど、一次プロセス制御データ及びプロセスプラント内の他のデータの引き渡しと伝送に関連するデータを生成し、収集し、観察し及び／または送ることができる。更に、プロセス制御ビッグデータプロバイダノードには、結果を示すデータ、学習及び／またはネットワークが収集したプロセス制御ビッグデータを解析することによってプロセス制御ビッグデータネットワーク４００内で学習された情報を生成し、収集し、観察し及び／または送ることができるものもある。一般的には、当該解析結果、学習及び／または学習された情報は、１つまたは複数のプロセス制御ビッグデータノードによって実行された自動的で独立した解析から生成される。
殆どの場合、ビッグデータプロバイダノードは、リアルタイム（例えば、ストリーム）でビッグデータを送受信するマルチコアハードウェア（例えば、マルチコアプロセッサ）を備え、実施形態によっては、プロセス制御ビッグデータネットワーク４００にストリーミング、または引き渡しを用意したリアルタイムビッグデータをキャシングするマルチコアハードウェアを備えているものもある。ビッグデータプロバイダノードは、実施形態によっては、リアルタイムビッグデータキャシングのために高密度メモリをも備えているものもある。送信され、受信され、ストリームされ、キャッシュされ、収集され及び／または観察されてもよいリアルタイムデータの実施例は、測定データ、構成データ、バッチデータ、事象データ及び／または連続データなどのプロセス制御データを含むことができる。例えば、構成、バッチレシピ、セットポイント、出力、速度、制御対応、診断、警告、事象及び／またはそれらの変化が収集されてもよい。リアルタイムデータの他の実施例は、プロセスモデル、統計、状態データ及びネットワークとプラント管理データを含むことができる。実施形態によっては、ビッグデータプロバイダノードは、観察する少なくとも相当の部分のリアルタイムビッグデータをキャッシュせず、その代わりにノードでデータが観察され、受信され、または生成されるときに、１つまたは複数の他のビッグデータノードにキャッシュされないデータを流すものもある。本明細書で記述されるいずれかのまたは全ての手法で使用され得るビッグデータプロバイダノードの実施例は、既述の米国特許出願第１３／７８４，０４１号、第１４／１７４，４１３号及び第１４／２１２，４９３号に見受けられる。もちろん、本明細書で記述されるいずれかのまたは全ての手法が、代替的にまたは追加的に、これらの米国特許出願第１３／７８４，０４１号、第１４／１７４，４１３号及び第１４／２１２，４９３号以外のビッグデータプロバイダノードによって使用されてもよい。
他方、本明細書で互換的に使用されている用語「ビッグデータアプライアンス」、「ビッグデータアプライアンスノード」または「アプライアンスノード」は、一般的には、プロセス制御ビッグデータを受信し、保存し、検索し、解析するプロセス制御ビッグデータノードを言う。それ自体として、プロセス制御ビッグデータアプライアンス（または「ＢＤＡ］）は、一般的には、１つまたは複数のプロセス制御ビッグデータプロバイダノードによって生成されたまたは提供されたビッグデータについて処理をする。場合によっては、ビッグデータアプライアンスは、ビッグデータプロバイダノードに含まれるか、または同一のノードあるいは装置内でビッグデータプロバイダと一体的に共存する。そのような場合、ビッグデータアプライアンスは、アプライアンスがプロバイダノードまたは装置に埋め込まれ、共存ビッグデータプロバイダによって受信され、収集されまたは生成されたデータについて対処するので、「埋め込まれたビッグデータアプライアンス」と称される。一実施例においては、埋め込まれたビッグデータアプライアンスは、知識を発見しまたは学習するために存在するビッグデータプロバイダノードによって、局所的に生成され及び／または提供されるビッグデータを解析する。この学習知識は、埋め込まれたビッグデータアプライアンスに保存され、局所的に埋め込まれたビッグデータアプライアンスによって処理され及び／または他のビッグデータノードに対するビッグデータとして提供されてもよい。本明細書に記述されるいずれかのまたは全ての手法は、他の適切な埋め込まれたビッグデータアプライアンスが追加的にまたは代替として使用され得るが、例えば、既述の米国特許出願第第１４／２１２，４９３号及び／または第１４／５０７，１８８号に記述された埋め込まれたビッグデータアプライアンスに関連して使用されてもよい。更に、ビッグデータプロバイダノードが埋め込まれたビッグデータアプライアンスを備えている実施形態において、埋め込まれたビッグデータアプライアンスがローカルデータ記憶容量を提供するので、ビッグデータプロバイダノードのキャッシュは、規模が縮小されまたは除去されてもよい。
場合によっては、ビッグデータアプライアンスは、プロセス制御ビッグデータネットワーク４００のスタンドアロンビッグデータノードでもよい。つまり、これらの場合、ビッグデータアプライアンスは、ビッグデータプロバイダノードに埋め込まれず、共存もしない。従って、ビッグデータアプライアンスを備えているプロセス制御ビッグデータノードは、それ自体、必ずしもビッグデータのプロバイダである必要はない。
図９は例示のビッグデータアプライアンス４１４の簡略化されたブロック図を図示しており、その実例は図８のプロセス制御ビッグデータネットワーク４００に設けられ得る。図９を参照すると、例示のビッグデータアプライアンス４１４は、受信されたビッグデータの履歴または保存のためのビッグデータストレイジエリア４２０、１つまたは複数のビッグデータアプライアンス受信器４２２及び１つまたは複数のビッグデータアプライアンス要求受信器４２４を備えている。各ビッグデータアプライアンス受信器４２２はビッグデータパケット（他のノードから流されてもよく及び／またはアプライアンス４１４があるビッグデータプロバイダノードによって生成されてもよい）を受信し、独立したデータとそこに運ばれた時刻スタンプを検索するデータパケットを処理し、独立したデータと時刻スタンプを、例えば、時間系列データとして及び、選択的に、またメタデータとしても、アプライアンス４１４のビッグデータストレイジエリア４２０に保存する構成にされている。例えば、データポイントは、メタデータとしてタグされ保存されてもよい。
このビッグデータストレイジエリア４２０は、複数局部及び／または遠隔物理データドライバまたはＲＡＩＤ（独立ディスク冗長アレイ）記憶装置、固体記憶装置、クラウド記憶装置、高密度データ記憶装置及び／またはデータバンクあるいはデータセンタ記憶装置に適した適切なデータ記憶装置技術などの記憶装置のエンティティ及び単一のまたは一元的な論理データ記憶エリアもしくは他のノードに対するエンティティから構成されてもよい。更に、各ビッグデータアプライアンス要求受信器４２４は、時系列データ及び／または、例えば、要求エンティティまたはアプリケーションの要求について、ビッグデータアプライアンスストレイジエリア４２０に保存されるメタデータをアクセスする構成にされている。
場合によっては、ビッグデータアプライアンス４１４は、一般的には、学習解析を開始及び／または実行するためにユーザ入力を使用せずに自動的及び／または独自の態様で、記憶されたビッグデータの少なくとも一部についてそれぞれ解析及び／または学習を行うために１つまたは複数のビッグデータ解析器４２６を備えているものもある。一実施形態において、ビッグデータ解析器４２６は、新しい情報または知識を発見し、検出しまたは学習するために、個々に及び／または一体的に保存データについて大規模なデータ解析を行う（例えば、データマイニング、データ発見など）。例えば、データマイニングは、一般的には、普通ではない記録または複数グループのデータ記録などの新しい、あるいは以前には知られていない興味のあるデータやパターンを引き出すために、多量のデータを調査するプロセスが関与する。ビッグデータ解析器４２６は、保存されたデータ内の暗示的な関係または結論を予測し、計算しまたは識別するために、保存されたデータについて大規模なデータ解析（例えば、マシン学習解析、データモデリング、パターン認識、予測解析、相関解析など）を行うことができる。一実施形態では、複数のビッグデータ解析器４２６（及び／または少なくとも１つのビッグデータ解析器４２６の複数のインスタンス）は、アプライアンス４１４のビッグデータストレイジエリア４２０に保存されたデータを解析するために、平行して及び／または共同して対処する。適切な共同データ解析手法は本開示のいずれかのまたは全ての態様について使用され得るが、本明細書に記述されているいずれかまたは全ての手法によって使用される共同データ解析の実施例は、前述した「プロセス制御システム解析用データパイプライン」と題する米国特許出願第６２／０６０，４０８号及び／または前述した「プロセス制御システムにおける地域的なビッグデータ」と題する米国特許出願第１４／５０７，１８８号において見出される。
一般的には、ビッグデータアプライアンス受信器４２２、ビッグデータアプライアンス要求サービサ４２４及びビッグデータ解析器４２６の各々は、１つまたは複数の非一時的有形的メモリ、またはデータ記憶装置に保存されたそれぞれのコンピュータ可読命令から構成され、１つまたは複数のそれぞれのビッグデータ機能を実行する１つまたは複数のプロセッサによって実行可能である。ある実施形態には、ビッグデータ解析器４２６が、ビッグデータアプライアンス４１４には備えられておらず、その代わりにビッグデータアプライアンス４１４と通信ができる接続になっているものもある。例えば、ストレイジエリア４２０、受信機４２２及びサービサ４２４を備えているビッグデータアプライアンス４１４は、コンピュータが実行できる第１セットの命令によって実行され、ビッグデータ解析器４２６は、コンピュータが実行できる第２セットの命令（第１セットの命令と同じ非一時的、有形のメモリまたはデータ記憶装置に保存されまたはされなくてもよい）によって実行される。様々なタイプのビッグデータアプライアンス及び本明細書に記述されるいずれかのまたは全ての手法によって使用され得るそれらのコンポーネントは、本明細書に記述されている手法が他の適切なビッグデータアプライアンスによって使用され得ると理解されるが、既述の米国特許出願第１３／７８４，０４１号、第１４／１７４，４１３号及び第１４／２１２，４９３号において見出すことができる。
図８を参照すると、プロセス制御ビッグデータネットワーク４００は、種々のレベル、ティアまたは制御器、Ｉ／Ｏ装置、フィールド装置などのプロセス制御装置によって直接生成され、伝送され及び／または使用される第一次または主要プロセスに関する順序で作動するプロセス制御ビッグデータプロバイダノード４０２〜４１０を備えることができる。最低の順序、ティアまたはレベルでは、「ローカル」ビッグデータプロバイダノードまたは装置４０２ａ〜４０２ｎは、入力、運用、プロセス装置の出力及びプロセスプラントの設備に関係する主要プロセスビッグデータを収集し、生成し、観察し及び／または送るために、プロセスに最も近くで作動する。そのため、「ローカルビッグデータプロバイダノードまたは装置」４０２ａ〜４０２ｎは、概して、１つまたは複数のプロセスをプロセスプラントのリアルタイムで制御を受けるため、主要プロセス制御データを生成し、伝送し及び／または受信するノード及び／または装置である。ローカルビッグデータプロバイダノードまたは装置４０２ａ〜４０２０ｎの実施例は、プロセス、例えば、有線及び無線フィールド装置、制御器及びＩ／Ｏ装置の制御のためにプロセス制御データを生成し及び／または運用することに関するものである。これらのプロセス制御装置は、相互に通信可能に接続され及び／または１つまたは複数の分散態様のプロセス制御通信ネットワークと通信可能に接続されている。例えば、１つまたは複数のフィールド装置は、１つまたは複数のＩ／Ｏ装置と通信可能にに接続され、Ｉ／Ｏ装置は１つまたは複数の制御器と通信のために接続され、制御器は１つまたは複数のプロセス制御通信ネットワーク（例えば、ＨＡＲＴ（登録商標）、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）、プロセス制御ビッグデータ、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）Ｆｉｅｌｄｂｕｓなど）と通信できるように結合されている。
ローカルビッグデータプロバイダノードまたは装置４０２ａ〜４０２ｎの他の実施例は、その主要機能がプロセス制御システム（プロセス制御ビッグデータネットワーク４００及び／またはその他の通信ネットワークを備えてもよい）１つまたは複数の通信ネットワークを介して、主要プロセスデータにアクセスし伝送する装置を備えている。そのようなタイプのローカルビッグデータプロバイダノードまたは装置４０２ａ〜４０２ｎの実施例は、アクセスポイント、ルータ、有線制御バスのインターフェイス、無線通信ネットワークへのゲートウエイ、外部またはサンプルの実験解析を提供する実験情報システムなどのシステムへのゲートウエイ及びその他の伝送系統及びネットワーク装置を備えている。更に、ローカルビッグデータプロバイダノードまたは装置４０２ａ〜４０２ｎのその他の実施例は、プロセス制御システム、例えば、オーバーフローキャッシュ、中間端末または伝送系統待ち行列などを通して一時的にビッグデータを保存するように構成された、履歴処理装置などの装置を備えている。
場合によっては、ローカルビッグデータプロバイダノードに埋め込まれたビッグデータアプライアンス４１２ａ〜４１２ｎをそれぞれ備えているノード４０２ａ〜４０２ｎによって図８に図示されているように、それぞれローカルビッグデータアプライアンスを備えているものもある。各局部に埋め込まれたビッグデータアプライアンス４１２ａ〜４１２ｎは、そのそれぞれのプロバイダ４０２ａ〜４０２ｎによって提供される、それぞれのローカルビッグデータを受信し保存する。更に、あるローカルビッグデータプロバイダノード、例えば、ノード４０２ａにおいては、１つまたは複数の解析機能、ルーティン、オペレーションまたはプロセス（円で囲まれたＡ１によって表示されている）は、アプライアンス４１２ａに保存されている少なくとも幾つかのローカルビッグデータについてなされてもよいものもある。一実施例において、解析Ａ１は、図９の１つまたは複数のビッグデータ解析器４２６によってなされる。学習された情報、学習及び／または１つまたは複数の解析はまたローカルビッグデータアプライアンス４１２ａに保存されてもよく、幾つかの学習された情報または結果は、他のビッグデータノード４０６ａ、４０２ｂに提供されてもよい。
あるローカルプロバイダノード、例えば、ノード４０２ｎに図示されている通り、ローカルビッグデータ収集と履歴のためにそれぞれ局所に埋め込まれたビッグデータアプライアンス４１２ｎを備えているものもあるが、レジデントアプライアンス４１２ｎは、最小限度の解析をするか、または全く解析しない。そのため、ノード４０２ｎは単に局所的に保存されたビッグデータを、例えば、解析処理のために、または更に送るために、他のノード４０６ｂに流す（または、そうでなければ、例えば、要求によりまたは適時に送信する）。ローカルビッグデータノードによっては、例えば、ノード４０２ｂは、全くビッグデータアプライアンスを備えていないものもある。当該ノード４０２ｂは、リアルタイムで、またはキャッシュのサポートを受けて、１つまたは複数の他のビッグデータノード４０２a、４０６ｂへ局所的に観察されたビッグデータを流す。
プロセス関連データ、プラント関連データ及びその他のタイプのデータなどのいろいろなタイプのリアルタイムデータが、ビッグデータとして、ビッグデータプロバイダノードまたは装置４０２ａ〜４０２ｎによって、キャッシュされ、収集され、保存され、送信され及び／または流される。プロセス関連データの実施例は、連続、バッチ、測定及びプロセスがプロセスプラント内で制御されている（場合によっては、プロセスのリアルタイムでの実行効果を示している）間に生成される事象データを含んでいる。更に、プロセス関連データは、定義、アレンジメントまたは構成データ及び／またはバッチレシピデータのような設定データ、構成に対応するデータ、プロセス診断の実行や結果などを含むことができる。
プロセスプラントに関連するが、直接構成し、制御し、またはプロセスプラントのプラントを診断するアプリケーションによっては生成されないデータなどのプラント関連データも、また、ビッグデータとして、ビッグデータプロバイダノード４０２ａ〜４０２ｎによって、キャッシュされ、収集され、保存され、送信され及び／または流されてもよい。プラント関連データの実施例は、振動データ、ストリームトラップデータ、プラントの安全に対応するパラメータ値を示すデータ（例えば、腐蝕データ、ガス検出データなど）、プラントの安全に対応する事象を示すデータ、機械の健全性に対応するデータ、プラント設備及び／または装置、設備、機械及び／または装置の診断に関する構成、実施及び結果に対応するデータ及び診断と前兆にとって有用なデータを含んでいる。
更に、ハイウェイトラフィック及びプロセス制御ビッグデータネットワークバックボーンに関連するネットワークマネジメントデータを含む他のタイプのデータと、プロセスプラントの様々な通信ネットワーク、ユーザトラフィック、ログイン試行、クエリ及び命令、テキストデータ（例えば、ログ、オペレーティング手続き、マニュアルなど）、場所データ（例えば、ロケーションベースデータ）及びマルチメディアデータ（例えば、閉回路ＴＶ、ビデオクリップなど）他のタイプのデータが、ビッグデータとして、ビッグデータプロバイダノード４０２a〜４０２ｎによって、キャッシュされ、収集され、保存され、送信され及び／または流される。
実施形態には、動的測定及び制御データが、自動的に、ビッグデータとして、ビッグデータプロバイダノード４０２a〜４０２ｎによって、キャッシュされ、収集され、保存され、送信され及び／または流されるものもある。動的測定及び制御データは、プロセスオペレーションの変化を特定するデータ、セットポイントなどのオペレーティングパラメータの変化を特定するデータ、プロセスの記録とハードウェアラーム及びダウンロードまたは通信障害などの事象などを含んでいる。加えて、制御構成、バッチレシピ、アラーム及び事象などの静的データは、変化が検出されたとき、または制御器あるいは他のエンティティがビッグデータネットワーク４００に最初に付加されたときに、デフォルトによって自動的に収集されてもよい。
更に、また、シナリオによっては、メタデータの変化が検出されたとき、動的制御及び測定データを記述し、または識別する少なくとも幾つかの静的メタデータが、ビッグデータプロバイダノード４０２ａ〜４０２ｎに取り込まれることもある。例えば、制御器によって送られなければならないモジュールまたはユニットの測定や制御データに衝撃を与える制御器構成に変化が生じた場合、関連するメタデータの更新がビッグデータプロバイダノード４０２ａ〜４０２ｎによって自動的に取り込まれる。追加的に、または代替として、外部システムまたはソース、調査データ及び／または他のタイプの監視データから、データをバッファリングするために使用される特別モジュールに関連するパラメータ（例えば、天候予測、公的事象、会社の決定など）が、ビッグデータプロバイダノード４０２ａ〜４０２ｎによって、自動的に取り込まれてもよい。
状況によっては、最終ユーザによって創られた付加パラメータが、ビッグデータプロバイダノード４０２ａ〜４０２ｎに自動的に取り込まれることもある。例えば、最終ユーザがモジュールの専用計算を創作してもよく、または収集が必要とされるユニットにパラメータを加えてもよく、最終ユーザがデフォルトによって通信されない標準の診断パラメータを収集するように求めてもよい。最終ユーザが随意に構成するパラメータが、デフォルトパラメータと同じ態様で通信されてもよい。
図８のネットワーク４００を再び参照すると、１つまたは複数のレベルまたはローカルビッグデータノード４０２ａ〜４０２ｎの上のティアにおいて、プロセス制御ビッグデータネットワーク４００は、１つまたは複数の地域的なビッグデータノード４０６ａ〜４０６ｍを備えてもよい。地域的なビッグデータを実行するために、プロセスプラントまたはプロセス制御システムが、地域的な、物理的な、機能的な、論理的な、いずれかの望ましい態様で、輪郭が描かれた複数の別々のエリアまたは地域を有しながら、検分されてもよい。例示的だが、限定的ではない実施例において、プロセスプラントは、原材料を受け取り、第１中間生成物を生産する第１地域、他の原材料を受け取り、第２中間生成物を生産する第２地域及び第１中間生成物と第２中間生成物を受け取り、出荷製品を生産する第３地域を有してもよい。これらの３つの別々の例示地域は、そのそれぞれの地域によって生成されたビッグデータについて対処するために、それぞれの「地域の」ビッグデータノード４０６a、４０６ｂ、４０６ｍによってサービスを受けてもよい。従って、「地域的ビッグデータノード」は、それぞれのグループまたは地域のローカルビッグデータプロバイダノード４０２によって、場合によっては、他のビッグデータプロバイダノード４０４によって、生成され及び／または提供されるデータのために、ビッグデータサポートとサービスを提供する。他のビッグデータプロバイダノード４０４は、例えば、プラントの地域に対して外部であるビッグデータノード（例えば、ポータブル診断装置またはオフラインシミュレータ）、ユーザインターフェイス装置４３０、またはプロセスプラント全体に対して外部であるデータソース（例えば、材料供給者のコンピューティング装置、天候予測を提供するフィードなど）を備えていてもよい。
図８に示されているように、地域ビッグデータノード４０６a〜４０６ｍによってサービスを受けているそれぞれのグループまたは地域は、１つまたは複数のビッグデータプロバイダノード４０２a〜４０２ｎ及び／またはある地理的、物理的、機能的、論理的またはその他の望ましい態様に従って関連する他のビッグデータノード４０４から構成される。例えば、地域ビッグデータノード４０６ａは、ローカルビッグデータプロバイダノード４０２a及び４０２ｂを含む地域にサービスを提供し、地域ビッグデータノード４０６ｂは、ローカルビッグデータノード４０２ｂ及び４０２ｎ並びにその他のビッグデータノード４０４を含む地域にサービスを提供する。特定の地域に含まれている特定のノード４０２、４０４は、ビッグデータストレイジ、アクセス及び／または解析の目的で、それぞれの地域ビッグデータノード４０６にデータを流し、または引き渡す。更に、いずれかのビッグデータプロバイダノード４０２a〜４０２ｎ及び／またはその他のビッグデータノード４０４は、地域的に利用できるサービスを要求するために、及び／または保存された地域ビッグデータ及びメタデータをアクセスするために、そのような要求ノードが、特定の地域ビッグデータノード４０６a〜４０６ｍの特定地域に含まれているかどうかに係わりなく、特定の地域ビッグデータノード４０６a〜４０６ｍと通信してもよい。
従って、各地域ビッグデータノード４０６a〜４０６ｍは、それを介してビッグデータが受信され、地域ビッグデータとして保存され及びアクセスされ、または要求されるそれぞれの地域ビッグデータアプライアンス４１６a〜４１６ｍを含んでいる。更に、各地域ビッグデータノード４０６a〜４０６ｍは、一般的には、１つまたは複数の解析機能、ルーティン、オペレーションまたは少なくとも幾つかの地域ビッグデータについて、個別に及び／または共同して運用するプロセス（例えば、Ａ２ーＡｗ）を含んでいる。例えば、地域ビッグデータアプライアンス４１６ｂは、プロセスプラントの一部または地域を介して液体の流れを共同して制御するように構成されたローカルプロバイダノード４０２ｂ、４０２ｎからローカルビッグデータを受信することができ、ノード４０６ｂは、プロセスプラントの部分または地域内の液体の平均移送遅延を決定するために、受信データの少なくとも幾つかについて、解析プロセスＡ４を行うことができる。そして、解析プロセスＡ４の結果は、地域ビッグデータアプライアンス４１６ｂ内の追加の地域ビッグデータとして、保存され、または履歴化されてもよい。一実施例においては、解析プロセスＡ２ーＡｗの各々は、それぞれのビッグデータノードに存在する図９の１つまたは複数のビッグデータ解析器４２６によって行われる。
状況によっては、地域ビッグデータノードまたは装置４０６a〜４０６ｍは、受信されたまたは生成されたビッグデータ、学習された知識または情報及び／または解析結果を例えば、ピアとして他の地域ビッグデータノード４０６a〜４０６ｍと通信する。上述の実施例を継続することによって図示すると、地域ビッグデータノード４１６ｂａは、地域ビッグデータノードまたは装置４０６ｂによって実行された分析論解析Ａ４によって生成された学習された情報を受信する。続いて、地域ビッグデータノード４０６ａは、それ自体の地域内のローカルビッグデータノード４０２ａ、４０２ｂから受信されたローカルビッグデータに関連するノード４０６ｂからのピア提供の学習された情報の少なくとも一部に関する１つまたは複数の地域解析Ａ２，Ａ３をそれぞれ実行してもよい。地域解析Ａ２，Ａ３は、地域ビッグデータアプライアンス５１６ｂａの履歴化のために、及び／または他のビッグデータノード４０６ｂ、４０６ｃ、４０８に提供するために、追加の地域ビッグデータを生成してもよい。そうして、ビッグデータノード４０６ａ〜４０６ｍは、シナリオによっては（例えば、結果またはそれによって実行されたいずれかの存在解析の学習に基づき）地域ビッグデータを創出してもよいものもあるので、ビッグデータノード４０６ａ〜４０６ｍは、また、地域ビッグデータプロバイダノードとして作動してもよい。
それぞれの地域ビッグデータノードのもとで、ビッグデータプロバイノード４０２ａー〜４０２ｎのグルーピングは、地理的、物理的、機能的、論理的などのいずれかの望ましい態様に従って、実行されてもよい。例えば、例示的だが限定的ではないシナリオにおいて、プロセスプラントのプロセスは、２つの中間生成物に基づく特定生成物を生産してもよい。そのため、ローカルビッグデータプロバイダノード４０２ａは、第１中間生成物を生産する第１制御ループに相当し、ローカルビッグデータプロバイダノード４０２ｂは、第２中間生成物を生産する第２制御ループに相当する。従って、２つの制御ループ４０２ａ、４０２ｂによって、生成され、収集され、受信されまたは観察される全てのプロセス制御データは、履歴化、保存及び分析のために、地域ビッグデータノード４０６ａに送信される。
同様の態様で、地域ビッグデータノード４０６ｂは、ビッグデータプロバイダノードのそれぞれのグループからデータを受信し解析する。例えば、地域ビッグデータノード４０６ｂは、他のソース４０４によって提供されたビッグデータに関連して、ビッグデータプロバイダノード４０２ｂ、４０２ｎの各々からの中間生成物に基づいた他の生成物の生産に対応するビッグデータの解析を任されているといえる。
地域ビッグデータノード４０６ａにおいては、受信されたビッグデータが、時間及び／または少なくともいくつかの種々のデータセットに関して意味のある関係、パターン、相関、傾向などを記述する学習された知識を創出または生成するために（例えば、１つまたは複数の解析機能またはプロセスＡ２、Ａ３を使用することによって）分析されてもよい。例えば、２つの制御ループ４０２ａ、４０２ｂの特定の事象の組み合わせは、特定生成物が最終的に生産されたとき、劣った製品品質となり得る。劣った製品品質の根本的な原因を決定するために、地域ビッグデータノード４０６ａは、事象の組み合わせによって、またはそれらが起きた少し後で（例えば、事象が生じたことに対応するデータが地域ビッグデータノード４０６ａで受信されたとき）、生成されるデータを解析する。地域ビッグデータノード４０６ａは、これらが起きたことに基づいて、劣った製品品質を予測する学習された知識を生成してもよく、及び／または将来それらが起きた場合及びとき、事象の組み合わせの効果を緩和するために、自動的に調整するか、あるいはリアルタイムにおける１つまたは複数のパラメータを変化してもよい。例えば、地域ビッグデータノード４０６ａは、２つの制御ループ４０２ａ、４０２ｂよりよく制御し管理するために、セットポイントあるいは改定されたパラメータ値を決定してもよい。
一般に、各地域ビッグデータノード４０６ａ〜４０６ｍ（または、そのそれぞれのビッグデータアプライアンス４１６ａ〜４１６ｍ）は、意味のあるパターン、相関、傾向などを決定するために、ビッグデータプロバイダノードのそれぞれのグループまたは地域からのデータを解析する。そして、学習されたパターン、相関、傾向などは、学習された知識として、それぞれの地域ビッグデータアプライアンス４１６ａ〜４１６ｍに保存される。本明細書に使用されているように、用語「学習された知識」または「学習」は、一般的に、ビッグデータについてなされた１つまたは複数の解析の結果として、生成されたデータ、サービス、機能、ルーティン及び／またはアプリケーションを言う。更に、各地域ビッグデータノード４０６ａ〜４０６ｍ（または、そのそれぞれのビッグデータアプライアンス４１６ａ〜４１６ｍ）は、更に学習された知識として、保存される最初の学習知識に基づいて、新しいサービス、機能、ルーティン及び／またはアプリケーションを決定し、あるいは定義し（及び／または、存在しているサービス、機能、ルーティンまたはアプリケーションを修正する）ことができる。
地域ビッグデータノード４０６ａ〜４０６ｍは、階層別の、またはレベル別の学習のために利用されてもよい。例えば、１つまたは複数の地域ビッグデータノードは、各自によって学習された知識及び／または、保存されたデータの複数領域を監視する上流ビッグデータノードに送信してもよい。図８に示されているように、地域ビッグデータノード４０６ｃは、地域ビッグデータノード４０６ａ及び４０６ｂからの学習された知識及び／またはデータを受信することができ、ノード４０６ｃは受信されたビッグデータをそのそれぞれの埋め込まれたアプライアンス４１６ｃに履歴化する。地域ビッグデータノード４０６ｃは、追加の学習された知識（例えば、データパターン、トレンド、相関など、サービス機能ルーティン及び／またはアプリケーション）を生成するために、更に、少なくとも幾つかの受信され、かつ学習された知識及び／またはデータについて（例えば、１つまたは複数の解析機能Ａ8−Ａｗを使用することによって）更に解析または学習することができ、追加の学習された知識は、埋め込まれたアプライアンス４１６ｃ内で追加の地域ビッグデータとして保存され、または他のビッグデータノード４０６ａ、４０６ｂ、４０８に提供されてもよい。
地域ビッグデータアプライアンス及び局所化されたビッグデータアプライアンスの両方が別のそれぞれのビッグデータノード及び／またはプロセスプラントの別のそれぞれのグループまたは地域にサービスを提供するが、全体のプロセスプラントと、そのプロセスの１を超える地域にはサービスを提供しないので、地域ビッグデータアプライアンス及び局所化されたビッグデータアプライアンスの両方は、本明細書では、一般的に、かつ類別的に、「分散型ビッグデータアプライアンス」と称する。一般的に、分散型ビッグデータアプライアンスは、ビッグデータについて複数の他のビッグデータアプライアンスと通信する。例えば、特定のビッグデータプロバイダノードに含まれているローカルビッグデータアプライアンスは、学習された知識及び／またはビッグデータについて、他のビッグデータプロバイダノードに含まれている他の局所化されたビッグデータアプライアンスと通信し、１つまたは複数の地域ビッグデータアプライアンスと通信し、及び／または集中化ビッグデータアプライアンス（後でより詳しく記述される）と通信する。同様に、地域ビッグデータアプライアンスは、１つまたは複数の局所化されたビッグデータアプライアンス及び／またはビッグデータプロバイダノードからビッグデータを受信してもよい。地域ビッグデータアプライアンスは、学習された知識及び／またはビッグデータについて、他の地域ビッグデータアプライアンスと通信し、及び／または集中化ビッグデータアプライアンスと通信する。
上述した通り、プロセス制御ビッグデータネットワーク４００の構成には、少なくともいくつかの地域ビッグデータノードまたは装置４０６ａ〜４０６ｍ、ローカルビッグデータノードまたは装置４０２ａ〜４０２ｎ及び／または他のビッグデータノードまたは装置４０４は、それぞれのビッグデータ解析結果及び／または学習された情報について、集中化ビッグデータノード４０８と通信する。本明細書で言及されている「集中化ビッグデータノード」は、一般的には、プロセスプラントの複数領域にサービスを提供するもので、状況によっては、プロセスプラントの多数または全体にサービスを提供することもある。そのため、集中化ビッグデータノード４０８は、プロセスプラントビッグデータを受信し、保存し、アクセスするために、１つまたは複数の集中化された、埋め込まれたビッグデータアプライアンス４１８を備えている。例えば、集中化ビッグデータアプライアンス４１８は、プロセスプラントによって生成されたビッグデータの殆どまたは全ての包括的な長期間の履歴化を提供してもよく、及び／または集中化ビッグデータアプライアンス４１８は、他のビッグデータに対して、あるいはプロセス制御ビッグデータノードではないプロセスプラント内または外部のコンピューティング装置に対してさえも、プロセスプラントを広く利用できるビッグデータを発表してもよい。
構成によっては、単一の集中化ビッグデータノード４０８またはアプライアンス４１８は、全体のプロセス制御システムまたはプラントにサービスを提供してよいのではなく、プロセス制御システムまたはプラントの１より多い地域にサービスを提供してもよいものもある。例えば、別の集中化ビッグデータノード４０８またはアプライアンス４１８は、セキュリティ及びアクセスの目的のために、仕切りが異なるタイプまたはエリアのビッグデータに対して、単一のプラントまたはシステム内で使用され得る。構成には、単一の集中化ビッグデータノード４０８またはアプライアンス４１８が、全体のプロセスプラントにサービスを提供するものもある。
プロセスプラントにおいては、１つまたは複数の地域ビッグデータノード４０６ａ〜４０６ｍが、幾つかのまたは全ての生成された、または受信され、かつ学習された知識及び／またはデータを集中化ビッグデータノード４０８に流され、もしくは引き渡されるようにしてもよい。例えば、１つまたは複数の地域ビッグデータノード４０６ａ〜４０６ｍが、少なくとも幾つかのそのそれぞれに保存され、かつ学習された知識及び／またはデータを集中化ビッグデータノード４０８に送信する。実施形態には、１つまたは複数の地域ビッグデータノード４０６ａ〜４０６ｍが、少なくとも幾つかのそのそれぞれに保存され学習された知識及び／またはデータを、集中化ビッグデータノード４０８に、周期的な間隔で、集中化ビッグデータノード４０８に押し出すものもある。実施形態には、１つまたは複数の地域ビッグデータノード４０６ａ〜４０６ｍが、少なくとも幾つかのそのそれぞれに保存され学習された知識及び／またはデータを、集中化ビッグデータノード４０８からの要求に応答して、提供するものもある。
集中化ビッグデータノード４０８及び／またはその埋め込まれたアプライアンス４１８が、いずれかのまたは全ての受信された学習知識及び／または地域ビッグデータノード４０６ａ〜４０６ｍから、例えば、１つまたは複数の解析機能Ａｘ−Ａｙを利用することによって、受信されたデータを更に解析するように構成されてもよい。一実施形態においては、解析機能Ａｘ−Ａｙの各々が、それぞれのビッグデータノードに存在する図９の１つまたは複数のビッグデータ解析器４２６によって行われる。１つまたは複数の解析機能Ａｘ−Ａｙは、追加の知識を生成し、各種エンティティの関係を決定するために、受信された学習知識及び／またはデータについて作動し、プロセスプラントの内部及び外部に提供する。追加の知識及び決定された関係は保存され、例えば、埋め込まれたアプライアンス４１８において追加の集中化ビッグデータとして利用されてもよい。場合によっては、集中化ビッグデータノード４０８またはアプライアンス４１８は、プラントの１つまたは複数のプロセスを制御するために、生成された知識及び関係を利用することもある。
実際、ビッグデータネットワーク４００のいずれかのノード４０２〜４０６は、例えば、履歴化または長期の保存のために、集中化ビッグデータアプライアンス４１８にビッグデータを流しまたは提供してもよい。例えば、ローカルビッグデータプロバイダノード４０２は、そのビッグデータを直接集中化ビッグデータノード４０８に流すことができる。同様に、ビッグデータネットワークにおけるいずれかのノード４０２〜４０６は、集中化アプライアンス４１８によって提供されたサービスを要求することができ、及び／またはデータとその中に保存されたメタデータをアクセスする要求をしてもよい。更に、複数の集中化ビッグデータノード４０８またはアプライアンス４１８が単一のプロセスプラントにサービスを提供する実施形態において、複数の集中化ビッグデータノード４０８またはアプライアンス４１８は、地域ビッグデータノード４０６ａ-４０６ｍで記述されたものと同様に、ピアからピアへという態様で通信できる。
また、地域ビッグデータノード４０６ａ〜４０６ｍと同様に、集中化ビッグデータノード４０８は、それ自体、集中化ビッグデータノード４０８によって行われる解析（例えば、１つまたは複数の解析機能Ａｘ−Ａｙ）が、集中化ビッグデータアプライアンス４１８に保存され、他のビッグデータノード４０２〜４０６にとってアクセス可能となる、追加で発見されまたは学習された情報となるときなど、状況によってはビッグデータのプロデューサまたはプロバイダになる場合もある。しかし、一般的には、集中化ビッグデータアプライアンス４１８によって処理され、サービスを受けるビッグデータの量の多数は、他のビッグデータノード４０２〜４０６から受信される。本明細書に記述されたいずれかのまたは全ての手法によって使用される実施例の集中化ビッグデータノード４０８と実施例の集中化ビッグデータアプライアンス４１８は、米国特許出願第１３／７８４，０４１号において見受けられるものでよい。しかし、本明細書に記述されたいずれかのまたは全ての手法は、代替として、または追加として、米国特許出願第１３／７８４，０４１号に記述されたものとは別の集中化ビッグデータアプライアンスによって使用されてもよいことが分かる。
構成によっては、集中化ビッグデータノード４０８は、データと学習された情報について、遠隔のビッグデータノード（例えば、プロセスプラントに関して遠隔にあるビッグデータノード）と、ビッグデータの履歴化、保存、アクセス及び／または解析のために通信する。ここで、「クラウドビッグデータノード４１０」と称するビッグデータノードは、複数の別のプロセスプラントまたはプロセス制御システム１０にサービスを提供してもよい。例えば、複数の別の石油精製を経営する会社は、クラウドビッグデータノード４１０とクラウドビッグデータアプライアンス４２１を、その石油精製の全てに関連するビッグデータをサービスのために提供する。例えば、クラウドビッグデータノード４１０とクラウドビッグデータアプライアンス４２１を介して、特定の精製についての集中化ビッグデータノードは、プロセスプラントのプロセス制御ビッグデータネットワーク４００によって生成され発表されたビッグデータを取得でき、特定の精製のオペレーションのために、取得された刊行ビッグデータを使用してもよい。実施形態によっては、いずれかのビッグデータノード４０２〜４０６が、データをクラウドビッグデータノード４１０に流し、または提供するものもある。同様に、いずれかのビッグデータノード４０２〜４０６が、クラウドビッグデータノード４１０の埋め込まれたアプライアンス４２１によって提供されるサービスを要求し、及び／またはそこに保存されたデータ止めたデータをアクセスしてもよい。図８には図示されていないが、クラウドビッグデータノード４１０は、例えば、図９のビッグデータ解析器４２６によって提供され得るので、１つまたは複数のそれぞれの解析ルーティン、機能またはプロセスをその中に備えている。
更に、全てのタイプのビッグデータノードが、全てのプロセスプラントに備えられているわけではないことに留意すべきである。例えば、特定のプロセスプラントにおけるビッグデータ処理の最高レベルは地域レベルでよく、従って特定プロセスプラントなどは集中化ビッグデータノード４０８を備えることができず、クラウドビッグデータノード４１０に接続され得ない。しかし、一般的には、プロセス制御ビッグデータを実行またはサポートするために、プロセスプラントは少なくとも１つのローカルビッグデータプロバイダノード４０２と少なくとも１つのビッグデータアプライアンス４１２、４１６ｂ、４１８を備えている。
加えて、ある実施形態には、プロセスプラントが、本来ビッグデータサポートを備えていない１つまたは複数のレガシィプロセス制御装置（図示せず）を備えているものもある。これらの実施形態では、プラントのゲートウエイノードまたはレガシィ装置に直接結合されている補助装置が、レガシィ装置によって使用されているプロトコルとプロセス制御ビッグデータネットワークバックボーンによって使用されているプロトコルの間のデータメッセージを変換または翻訳することができ、そのためレガシィ装置とプロセス制御ビッグデータネットワーク４００を通信のために接続している。プロセス制御ビッグデータネットワークによって利用されているレガシィ装置の実施例は、既述の「プロセス制御システムの解析のためのストリーミングデータ」と題する米国特許出願第１４／５０６，８６３号において考察されている。
図８において、ユーザインターフェイス装置４３０は、プロセス制御ビッグデータネットワーク４００に無線で接続されているビッグデータノードに関連して図示されている。構成によっては、１つまたは複数のビッグデータノードまたは装置４０２ー４１０が、例えば、有線または無線の通信リンクの通信によって、あるいはユーザインターフェイス装置４３０をビッグデータノードまたは装置４０２ー４１０のポートにプラグで繋ぐことによって、１つまたは複数のユーザインターフェイス装置４３０と通信する接続にする能力を持ってもよい構成もある。
ユーザインターフェイス装置４３０は、１つまたは複数の一体化されたユーザインターフェイスを備えた装置（例えば、モバイルまたはステイショナリコンピューティング装置、ワークステーション、ハンドヘルド装置、サーフェイスコンピューティング装置、タブレットなど）であり、そのインターフェイスを介して、ユーザまたはオペレータが、プロセスプラントに関連する活動（例えば、性能検証、構成、監督、監視、検査、診断、順序、プラン、スケジュール、注釈及び／または他の活動）を行うために、その装置及びプロセス制御システムまたはプロセスプラントと相互に通信をするものである。装置４３０における一体化されたユーザインターフェイスは、スクリーン、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、バイオメトリックインターフェイス、スピーカ及びマイクロフォン、カメラ及び／またはその他のユーザインターフェイス技術を備えていてもよい。ユーザインターフェイス装置４３０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に直接有線または無線の接続をしてもよく、または、例えば、アクセスポイントまたはゲートウエイを介して、そのバックボーンに間接的に接続してもよい。先に考察した通り、ある実施形態には、ユーザインターフェイス装置４３０は、プロセスエレメントのプロセスエレメントアライメント及び、場合によっては、性能検証プロセスエレメントを決定するために使用される装置２１２を備えているものもある。これらの実施形態においては、ユーザインターフェイス装置４３０は、それを介してターゲットプロセスエレメントで保存されるデータが、例えば、前に考察した態様で、取得され得る有線及び／または無線接続を備えている。この有線及び／または無線接続は、それを介してユーザインターフェイス装置４３０が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に接続される同じ有線及び／または無線接続でよく、または別の接続であってもよい。
また、先に考察した通り、ある実施形態には、ユーザインターフェイス装置４３０が、１つまたは複数の組み込まれた解析性能（図８において円で囲まれたＡｚによって図示されている）を備えてもよいものもある。換言すれば、ユーザインターフェイス装置４３０は、データをダウンロードする及び／または受信するために、任意の数のビッグデータノード及び／またはビッグデータアプライアンスと通信することができ、知識を見つけまたは学習するために、ダウンロードされた／受信されたデータについて局所解析Ａｚを行うことができる。例えば、局所解析Ａｚは、ユーザインターフェイス装置４３０が（例えば、図５のブロック３０２及び／またはブロック３０５において）取得されたデータに適用する１つまたは複数の解析性能２５２を備えることができる。実際、構成によっては、ユーザインターフェイス装置４３０が、それ自体ビッグデータプロバイダノードであってもよく、それ自体、その解析Ａｚの少なくとも幾つかの結果を、ビッグデータとして、１つまたは複数の他の局所的で、地域的で、集中化され、またはクラウドのビッグデータノード４０２ー４１０に提供できるものもある。プロセス制御ビッグデータネットワーク（個々で記述されたいずれかのまたは全ての手法によって使用され得る）におけるユーザインターフェイス装置の使用の実施例は、例えば、既述の米国特許出願第１４／０２８，７８５号に見受けられる。しかし、もちろん、プロセス制御ビッグデータネットワーク４００によってユーザインターフェイス装置を使用する他の手法が、代替的に、または追加として、本明細書に記述されているいずれかのまたは全ての手法に関連して使用され得る。
ここで図１０に移ると、図１０は、本明細書で開示された手法、方法、システム及び装置が実行され、備えられている、様々な実施例の例示態様のプロセスプラントまたはプロセス制御システム４５０を含んでいるブロック図である。一実施例において、少なくとも一部のプロセスプラント４５０は、図８のプロセス制御ビッグデータネットワーク４００などのプロセス制御ビッグデータネットワークによって、サポートされている。しかし、考察を容易にする目的であって、限定する目的ではないが、図８ー９に図示された特徴に関して、プロセスプラント４５０が記述されるが、プロセスプラント４５０は、図８に記述されているものとは別のプロセス制御ビッグデータネットワークを利用でき、またはプロセスプラント４５００はいずれかのプロセス制御ビッグデータネットワーク、ノード及び／または装置を省略してもよいことが分かる。
図１０において、プロセス制御ビッグデータノードまたは装置が、ノードがプロセス制御ビッグデータプロバイダノード、ビッグデータアプライアンスまたは両方を表す「ＢＤ」の参照用語で示されている。例えば、図１０に「ＢＤ」の参照用語で示されているノードまたは装置は、図８を参照すると、ローカルビッグデータプロバイダノード及び／またはアプライアンス４０２ａ〜４０２ｎ、４１２ａ〜４１２ｎ、地域ビッグデータプロバイダノード及び／またはアプライアンス４０６ａ〜４０６ｍ、４１６ｂａ〜４１６ｍ、集中化ビッグデータプロバイダノード４０８及び／またはアプライアンス４１８あるいはその他のタイプのビッグデータノード４０４であってもよい。
図１０において、プロセス制御ビッグデータノードＢＤは、プロセス制御ビッグデータネットワーク５００のノードである。一実施形態において、プロセス制御ビッグデータネットワーク５００は、図８のプロセス制御ビッグデータネットワーク４００であり、ノードＢＤは、ネットワーク４００のノード４０２〜４０８である。図１０において、ノードＢＤ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５０５を介して、ネットワーク５００に通信可能に接続されている。バックボーン５０５は、複数のネットワークされたコンピューティング装置または様々なプロセス制御ビッグデータノードＢＤに／からパケットを送るように構成されている。バックボーン５０５の複数のネットワークされたコンピューティング装置は、任意の数の無線及び／または有線リンクによって相互接続されてもよく、ビッグデータネットワークバックボーン５０５は、ネットワーク４００に関して既に考察した通り、プロセス制御ビッグデータストリーミングプロトコルなどの１つまたは複数の適切なルーティングプロトコルをサポートしてもよい。
図１０に図示されているように、プロセス制御ビッグデータネットワーク５００は、集中化ビッグデータアプライアンス５０８及び複数の他のビッグデータプロバイダノード５１１、５１５、５１６、５１８、５１９、５２０、５２１、５２６、５２８、５３５、５４２ａ、５４２ｂ、５４４、５５２ａ、５５５ａ、５５８、５７２、５７５、５７８を備えている。実施例のビッグデータプロバイダノードの１つは、プロセス制御ネットワークまたはプラント４５０のビッグデータを地域的に収集し、解析し、保存するビッグデータプロセス制御器装置５１１である。制御器５１１は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）カード５２６及び５２８を介して、有線フィールド装置５１５ー５２２と通信のために接続され、無線ゲートウエイ５３５及びプロセス制御ビッグデータネットワークバックボーン５０５を介して、無線フィールド装置５４０ー５４６と通信のために接続されている。（しかし、他の実施形態では、制御器５１１は、任意の数の有線及び／または無線通信リンクを備えたプロセス制御通信ネットワークを使用することなど、ビッグデータバックボーン５０５以外の通信ネットワークを使用する無線ゲートウエイ５３５に通信のために接続されてもよい。）図１０において、制御器５１１は、プロセス制御システムビッグデータネットワーク５００のビッグデータプロバイダノードＢＤであり、プロセス制御ビッグデータネットワークバックボーン５０５に直接接続されている。
制御器５１１は、実施例として、エソンプロセスマネジメントによって販売されたＤｅＬＴａＶ（商標）制御器が、バッチプロセス、または少なくとも幾つかのフィールド装置５１５〜５２２及び５４０〜５４６を使用する連続プロセスを実施するために対処できる。一実施形態において、プロセス制御ビッグデータネットワークバックボーン５０５に通信のために接続されることに加えて、制御器５１１は、所望のハードウェア、ソフトウェア及びもしくは通信リンクまたは、例えば、スタンダード４ー２０ｍＡ装置、Ｉ／Ｏカード５２６、５２８及び／またはＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）、Ｆｉｅｌｄｂｕｓプロトコル、ＨＡＲＴ（登録商標）プロトコル、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）プロトコルなどのいずれかのスマート通信プロトコルに関連付けられたネットワークを使用する少なくとも幾つかのフィールド装置５１５〜５２２及び５４０〜５４６とも、また、通信可能に接続されてもよい。一実施形態において、制御器５１１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５０５を使用している少なくとも幾つかのフィールド装置５１５〜５２２及び５４０〜５４６と通信のために接続されてもよい。図１０において、制御器５１１、フィールド装置５１５〜５２２及びＩ／Ｏカード５２６、５２８は、有線装置であり、フィールド装置５４０〜５４６は無線フィールド装置である。もちろん、有線フィールド装置５１５〜５２２及無線フィールド装置５４０〜５４６は、将来開発される標準またはプロトコルを含め、有線または無線プロトコルなどのその他の望ましい標準またはプロトコルに適合してもよい。
プロセス制御器装置５１１は、１つまたは複数のプロセス制御プロトコルルーティン（例えば、メモリ５３２に保存されている）を実行しまたは監視するプロセッサ５３０を備えており、制御ループを備えてもよい。プロセッサ５３０は、フィールド装置５１５〜５２２、５４０〜５４６及びバックボーン５０５と通信可能に接続されている他のプロセス制御ビッグデータノードＢＤと通信する構成にされている。いずれかの制御ルーティンまたは本明細書で記述されているモジュール（品質予測及び故障検出モジュールまたは機能ブロックを含む）が、別の制御器または他の装置によって、それが求められれば、実施されまたは実行される部分を有することに注意しなければならない。同様に、プロセス制御システム４５０内で実施されるべき、本明細書で記述されている制御ルーティンまたはモジュールは、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェアなどを含め、任意の形式を取ることができる。オブジェクトオリエンテッドプログラミング、ラダーロジック、シーケンシャル機能チャート、機能ブロック図を使用するなど、またはその他のソフトウェアプログラミング言語あるいはデザインパラダイムを使用する、所望のソフトウェアフォーマットで、制御ルーティンは実施してもよい。制御ルーティンは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）またはリードオンリメモリ（ＲＯＭ）などの所望のタイプのメモリに保存してもよい。同様に、制御ルーティンは、１つまたは複数のＥＰＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ，特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）あるいは任意のハードウェアまたはファームウェアエレメントにハードコードにされてもよい。従って、制御器５１１は、制御ストラテジまたは制御ルーティンを所望の態様で実施する構成にされてもよい。
実施形態には、制御器５１１が、機能ブロックと共通に称しているものを使用する制御ストラテジを実行するものもある。ここで、各機能ブロックは、オブジェクトまたは全体の制御ルーティンの他の部分（例えば、サブルーティン）であり、プロセス制御システム４５０内のプロセス制御ループを実行するために、他の機能ブロック（リンクと呼ばれる通信を介して）と関連して対処する。制御を基本とした機能ブロックは、一般的には、送信器、センサまたはその他のプロセスパラメータ測定装置などの入力機能、ＰＩＤを行う制御ルーティン、ファジーロジックなどの制御に関係するような制御機能，または、プロセス制御システム４５０内である物理的機能を実行するために、バルブなどのある装置のオペレーションを制御する出力機能の１つを実行する。もちろん、ハイブリッド及びその他の機能ブロックも存在する。これらの機能がスタンダード４〜２０ｍＡ装置及びＨＡＲＴ装置などのあるタイプのスマートフィールド装置のため、または関連して使用されるときが典型的な場合であるが、機能ブロックは、制御器５１１内に保存され、制御器５１１よって実行されてもよく、あるいは、フィールドバス装置に関連する場合であり得るが、フィールド装置自体に保存され、フィールド装置よって実行されてもよい。制御器５１１は、１つまたは複数の制御ループを実行する１つまたは複数の制御ルーティン５３８を含むことができる。各制御ループは、一般的には、制御モジュールと称され、１つまたは複数の機能ブロックを実行することによって行われ得る。
図１０に図示された有線装置５１１〜５２２は、ビッグデータ有線プロセス制御装置５１５、５１６及び５１８〜５２１ならびにＩ／Ｏ装置５２６、５２８を備えている。図１０は、また、有線レガシ装置５１７及び５２２を図示しており、レガシ装置はプロセスプラント内で優先ビッグデータ装置５１５、５１８〜５２１、５２６、５２８に関連して作動してもよい。Ｉ／Ｏカード５２６、５２８が所望の通信または制御器プロトコルに適合するどのタイプのＩ／Ｏ装置でよいが、有線フィールド装置５１５〜５２２は、センサ、バルブ、送信器、位置決め器などのどのタイプの装置でもよい。図１０において、フィールド装置５１９〜５２２は、フィールドバス通信プロトコルを使用するＩ ／Ｏカード５２８とデジタルバスによって通信する、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）、Ｆｉｅｌｄｂｕｓフィールド装置などのスマート装置であるが、フィールド装置５１５〜５１８は、アナログ回線または組み合わせられたアナログ及びデジタル回線によってＩ／Ｏ装置５２６と通信するスタンダード４〜２０ｍＡ装置またはＨＡＲＴ装置である。実施形態によっては、少なくとも幾つかのビッグデータ有線フィールド装置５１５、５１６及び５１８〜５２１及び／または少なくとも幾つかのビッグデータＩ／Ｏカード５２６、５２８が追加的または代替的にビッグデータネットワークバックボーン５０５を使用した制御器５１１と通信するものもある。
図１０に図示されている無線フィールド装置５４０〜５４６は、無線ビッグデータノードまたは装置ＢＤ（例えば、装置５４２ａ、５４２ｂ、５４４）の実施例を含んでいる。図１０は、また、レガシ無線装置（例えば、装置５４６）の実施例を含んでいる。無線フィールド装置５４０〜５４６は、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴプロトコルなどの無線プロトコルを使用する無線ネットワーク５７０において通信する。そのような無線フィールド装置５４０〜５４６は、無線で通信できる構成にされている（例えば、無線ストリームプロトコルを使用して）プロセス制御ビッグデータネットワーク５００の１つまたは複数の他のビッグデータ装置またはノードＢＤと直接通信してもよい。無線で通信できる構成にされてない１つまたは複数の他のビッグデータノードと通信するために、無線フィールド装置５４０〜５４６は、バックボーン５０５または他のプロセス制御通信ネットワークに接続された無線ゲートウエイ５３５を利用してもよい。ビッグデータをサポートする任意の数の無線フィールド装置が、プロセスプラント４５０において利用されてもよい。
無線ゲートウエイ５３５は、図１０に図示されているように、プロセス制御プラントまたはシステム４５０に備えられているビッグデータノードＢＤの他の実施例であり、無線通信ネットワーク５７０の様々な無線装置５４０〜５５８へ／それらからアクセスを提供する。特に、無線ゲートウエイ５３５は、無線装置５４０〜５５８、有線装置５１１〜５２８及び／またはプロセス制御ビッグデータネットワーク５００の他のノードあるいは装置（図１０の制御器５１１を含む）の間で通信する結合を提供する。例えば、無線ゲートウエイ５３５は、ビッグデータネットワークバックボーン５０５を使用することによって、及び／またはプロセスプラント４５０の１つまたは複数の他の通信ネットワークを使用することによって通信する結合を提供してもよい。
無線ゲートウエイ５３５は、場合によっては、有線または無線プロトコルスタックの共同レイヤを通過しながら、有線または無線プロトコルスタックの下部レイヤに対する伝送、緩衝及びタイミングサービス（例えば、アドレス変換、伝送、パケットセグメンテーション、優先化など）によって通信する結合を提供することもある。他の場合は、無線ゲートウエイ５３５は、プロトコルレイヤを共有しない有線及び無線のプロトコル間のコマンドを翻訳し、無線ゲートウエイ５３５は、無線ネットワーク５７０で実行される無線プロトコルに関連付けられたスケジューリングスキームのタイムスロットとスーパーフレーム（等しい時間間隔が設けられた通信時間スロットのセット）によって使用される同期クロッキングを提供してもよい。更に、無線ゲートウエイ５３５は、リソースマネジメント、実行調整、ネットワーク故障緩和、監視トラフィック、セキュリティなどの無線ネットワーク５７０のために、ネットワークマネジメント及び管理機能を提供してもよい。
有線フィールド装置５１５〜５２２と同様に、無線ネットワーク５７０の無線フィールド装置５４０〜５４６は、例えば、バルブの開閉またはプロセスパラメータの計測を実施する、プロセスプラント４５０内の物理的制御機能を実行してもよい。しかし、無線フィールド装置５４０〜５４６は、ネットワーク５７０の無線プロトコルを使用して通信するように構成されている。そのため、無線ネットワーク５７０の無線フィールド装置５４０〜５４６、無線ゲートウエイ５３５及びその他の無線ノード５５２〜５５８は、無線通信パケットのプロデューサでありコンシューマでもある。
シナリオによっては、無線ネットワーク５７０は、無線ではない装置を備えてもよく、その装置はビッグデータ装置であってもなくてもよい。例えば、図１０のフィールド装置５４８は、レガシ４〜２０ｍＡ装置であってもよく、フィールド装置５５０は、伝統的な有線ＨＡＲＴ装置でもよい。ネットワーク５７０における通信のために、フィールド装置５４８及び５５０は、無線アダプタ（ＷＡ）５５２ａまたは５５２ｂを介して無線ネットワーク５７０に接続されてもよい。図１０において、無線アダプタ５５２ｂは、無線プロトコルを使用して通信するレガシ無線アダプタであるとして図示されており、無線アダプタ５５２ａは、ビッグデータをサポートするものとして図示され、従って、ビッグデータネットワークバックボーン５０５と通信可能に接続されている。追加として、無線アダプタ５５２ａ、５５２ｂは、Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ（登録商標）Ｆｉｅｌｄｂｕｓ、ＰＲＯＦＩＢＵＳ、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔなどの他の通信プロトコルをサポートしてもよい。更に、無線ネットワーク５７０は、１つまたは複数のネットワークアクセスポイント５５５ａ、５５５ｂを備えてもよく、無線ゲートウエイ５３５との有線通信では別々の物理的装置であってよく、また、集積装置として、無線ゲートウエイ５３５が提供されてもよい。図１０において、ネットワークアクセスポイント５５５ｂはレガシアクセスポイントであるが、ネットワークアクセスポイント５５５ａは、ビッグデータ装置ＢＤであるとして図示されている。無線ネットワーク５７０は、また、パケットを無線ネットワーク５７０内の１つの無線装置から他の無線装置に送る１つまたは複数のルータ５５８を備えており、その各々は、プロセス制御システム４５０において、分配されたビッグデータをサポートしてもしなくてもよい。無線装置５４０〜５４６及び５５２〜５５８は、お互いに通信してもよく、無線通信ネットワーク５７０の無線リンク５６０によって無線ゲートウエイ５３５と通信してもよく、及び／または、無線装置が分散され及び／または集中化ビッグデータ装置である場合、ビッグデータネットワークバックボーン５０５を介して通信してもよい。
従って、図１０はプロセス制御システムの様々なネットワークに対して、主としてネットワークルーティングの機能性と管理を提供するために役立つ数例のノードＢＤのビッグデータ装置を備えている。例えば、無線ゲートウエイ５３５、アクセスポイント５５５ａ、及びルータ５５８のそれぞれは無線通信ネットワーク５７０の無線パケットを伝送する機能を備えている。無線ゲートウエイ５３５は、無線通信ネットワーク５７０並びに無線通信ネットワーク５７０と通信する接続になっている有線ネットワークへ、及び有線ネットワークから、ルートトラフィックのためのトラフィック管理と運営機能を実行する。無線通信ネットワーク５７０は、ＷｉｒｅｓｓＨＡＲＴなどのプロセス制御メッセージ及び機能を特にサポートする無線プロセス制御プロトコルを使用してもよい。しかし、図１０に図示されているように、無線通信ネットワーク５７０の装置５３５、５５５ａ、５５２ａ、５４２ａ、５４２ｂ及び５５８は、プロセス制御プラント４５０のビッグデータをサポートし、無線通信ネットワーク５７０の任意の数のどのタイプのノードもプロセスプラント４５０の分散型ビッグデータをサポートしてもよい。
無線プロトコルに使用して通信する他の装置は、プロセス制御ビッグデータネットワーク５００のビッグデータノードまたは装置ＢＤであってもよい。図１０において、１つまたは複数の無線アクセスポイント５７２は、Ｗｉ−Ｆｉや他のＩＥＥＥ ８０２．１１準拠無線ローカルエリアネットワークプロトコルなどの他の無線プロトコル、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）などのモバイル通信プロトコル、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）またはその他のＩＴＵ−Ｒ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ Ｒａｄｉｏｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ）準拠プロトコル、近接界通信（ＮＦＣ）などの短波無線通信及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ、あるいはその他の通信プロトコルを使用するビッグデータ装置ＢＤである。一般的には、そのような無線アクセスポイント５７２は、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装置（例えば、ユーザインターフェイス装置）が、無線ネットワーク５７０とは別の無線ネットワークであり、無線ネットワーク５７０とは別の無線プロトコルをサポートするそれぞれの無線ネットワークによる通信を許容している。シナリオには、ポータブルコンピューティング装置に加えて、１つまたは複数のプロセス制御装置（例えば、制御器５１１、フィールド装置５１５〜５２２または無線装置５３５、５４０〜５５８）も、また、アクセスポイント５７２によってサポートされている無線プロトコルを使用する通信をすることができるものもある。
加えて図１０において、直近のプロセス制御システム４５０（研究情報システム、メンテナンスシステムなど）の外部にある１つまたは複数のゲートウエイ５７５、５７８は、プロセス制御ビッグデータネットワーク５００のビッグデータノードまたは装置ＢＤである。一般的には、そのようなシステムは、プロセス制御システム４５０によって生成される、または対処される情報の顧客または供給者である。例えば、プラントゲートウエイノード５７５は、直近のプロセスプラント４５０（それ自体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５０５を有している）を、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している他のプロセスプラントと通信する接続にしてもよい。他の実施例において、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５０５は、複数のプロセスプラントまたはプロセス制御環境にサービスを提供してもよい。更に、一実施例では、プラントゲートウエイノード５７５は、直近のプロセスプラント４５０をクラウドビッグデータノード４１０及び／またはクラウドビッグデータアプライアンス４２１と通信可能に接続する。
図１０において、プラントゲートウエイノード５７５は、直近のプロセスプラント４５０を、プロセス制御ビッグデータネットワーク５００またはバックボーン５０５を含まないレガシまたは先行技術プロセスプラントに接続する。この実施例では、プラントゲートウエイノード５７５は、プラント４５０のプロセス制御ビッグデータバックボーン５０５によって利用されるプロトコルとレガシシステムで利用される別のプロトコル（例えばイーサネット、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ、Ｆｉｅｌｄｂｕｓ、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔなど）の間のメッセージを変換または翻訳してもよい。１つまたは複数の外部システムゲートウエイノード５７８は、プロセス制御ビッグデータネットワーク５００を実験室システム（例えば、Ｌａｂｏｒｔｏｒｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ＳｙｓｔｅｍまたはＬＩＭＳ）などの外部の公的または私的ネットワーク、オペレータラウンドデータベース、材料処理システム、メンテナンス管理システム、製品在庫制御システム、生産計画システム、天候データシステム、出荷処理システム、パッケージシステム、インターネット、他のプロバイダプロセス制御システムまたは他の外部システムに通信する接続にする。
図１０は、有限数のフィールド装置５１５〜５２２及び５４０〜５４６を有する単一の制御器５１１のみを図示しているが、これは例示的であり、限定的ではない実施態様に過ぎない。任意の数の制御器５１１がビッグデータをサポートし、どの制御器５１１も、プラント４５０のプロセスを制御するために、任意の数の有線または無線のフィールド装置５１５〜５２２及び５４０〜５４６と通信する接続にすることができる。更に、プロセスプラント４５０は、また、任意の数の無線ゲートウエイ５３５、ルータ５５８、アクセスポイント５５５、無線プロセス制御通信ネットワーク５７０、アクセスポイント５７２及び／またはゲートウエイ５７５，５７８を備えることができる。加えて、図１０は、任意の数の集中化ビッグデータアプライアンス４０８を備えることができ、そのアプライアンスは、プロセスプラント４５０のいずれかのまたは全ての装置から、収集されたデータ及び／または生成された学習データまたは知識を受信及び保存することができる。実施形態には、プロセス制御ビッグデータネットワーク５００が、任意の数の地域ビッグデータアプライアンス及びノード（図１０には図示されていない）を備えてもよいものもある。
更に、図１０に図示されている実施例のプロセスプラント４５０に備えられている態様、装置及びコンポーネントの組み合わせは、例示に過ぎない。本明細書に開示されている手法、システム、方法及び装置は、図１０に図示されている０または複数の態様を持ったプロセスプラントにおいて利用され得る。例えば、本明細書に開示されている手法システム、方法及び装置は、集中化ビッグデータアプライアンス４０８のないプロセスプラントあるいは１つまたは複数の地域ビッグデータアプライアンス及び／またはノードを有するプロセスプラントで利用することができる。他の実施例では、本明細書に開示されている手法システム、方法及び装置は、レガシ装置のみを有するプロセスプラントで利用することができる。
実際、性能検証期間にプロセスエレメントアライメントを決定するために、本明細書で考察された装置、システム、方法及び手法は、多くの利益を提供する。プロセスエレメントアライメントマップを決定するための周知の手法は、典型的には、プラント設計資料から情報を抽出し、抽出された情報をプロセスエレメントアライメントマップに編入するが、そのような手続きは、概して、時間が掛かり、費用も掛かる。しかし、本明細書に開示された手法によって、プロセスエレメントアライメントデータは、プロセスエレメントの性能検証期間に簡単に取得され、プロセス制御システムをサポートするビッグデータネットワークに移転され、そこでプロセスエレメントアライメントデータが保存され、プロセスエレメントアライメントマップを決定し、学習、訓練及び発見機能及び／または解析などを実行するための使用に容易に供することができる。プロセスエレメントの性能検証期間に取得されるプロセスエレメントアライメントデータの他の有益な使用は、例えば、プロセスエレメントの撮影画像及びその環境並びにプロセスエレメントが容易に見つけられるようにする決定された物理的な場所を使用すること、フローパス部分の画像の自動発生、そこに含まれるプロセスエレメント、フローパス画像におけるプロセスエレメントの記述的情報の一体化並びに他の利益を含んでいる。
本明細書に開示された手法のこれらの利益と他の利益を更に図示するために、図１１はプロセスプラントによって制御されている、またはこれから制御されるプロセスのプロセスエレメントアライメント決定に関する例示方法６００を図示している。方法６００は、図４、８、９及び／または１０のシステムに関連して利用でき、または他の適切なプロセスエレメントアライメント決定システムに関連して利用できる。追加的または代替的であるが、方法６００は、図５の方法３００に関連して利用でき、または他の適切なプロセスエレメントアライメント決定方法に関連して利用できる。しかし、考察を容易にするためであって限定を目的とはせずに、方法６００は図１〜１０を同時に参照して以下に考察される。
ブロック６０２において、方法６００は、それぞれの指示情報及び複数のフィールド装置の各々についてそれぞれ相対的順序の指示を取得することを含んでいる。複数のフィールド装置はプロセスプラント内で設定され、複数のフィールド装置がオンラインであるとき、複数のフィールド装置はプロセスプラント内のプロセスを制御する。しかし、一般的には、複数のフィールド装置が設定された後、オンラインオペレーションが活性化される前に、ブロック６０２が実行される。それぞれの指示情報及び複数のフィールド装置のそれぞれの相対的順序の指示がローカルデバイス、例えば、装置２１２などによって取得される。一実施例において、無線性能検証装置が複数のフィールド装置の性能検証について使用されていながら、ローカルデバイスは、それぞれの識別情報及び複数のフィールド装置のそれぞれの相対的順序の指示を取得する無線性能検証装置であってもよい。識別情報及び複数のフィールド装置のそれぞれの相対的順序の指示は、一実施例において、図５のブロック３０２及び３０８に関して先に記述されている通りであってもよい。
ブロック６０５において、方法６００は、プロセスのプロセスエレメントアライメントマップの少なくとも一部を生成することを含んでいる。生成されたプロセスエレメントアライメントマップ（またはその一部）は、ブロック６０２において取得された情報の少なくとも一部に基づいており、そのためプロセスのフロー内の複数のフィールド装置の活性化順序を指示する。
プロセスエレメントアライメントマップ（またはその一部）は、任意の適切なフォーマット（例えば、図１及び２Ａ〜２Ｃに図示されているような）を取り得るが、ブロック６０８において、方法６００は、プロセスエレメントアライメントマップ（またはその一部）の図形的表現または表示をディスプレイ上に提示することを含んでもよい。図６Ａ〜６Ｄに関して先に考察されているように、図形的表現は、複数のフィールド装置が設置されているプラントの写真画像及び／またはグラフィック表現を含んでいる。実施形態によっては、図形的表現または表示は、複数のフィールド装置の性能検証期間に取り込まれた画像から生成されたパノラマ画像の少なくとも一部を含んでいるものもある。任意の速度で、プロセスエレメントアライメントマップ（またはその一部）の図形的表現は、複数のフィールド装置のそれぞれの場所と複数のフィールド装置を介するプロセスのフローを表示する。例えば、図６Ｄを参照すると、反応エリアを介するプロセスのフローは、参照符号３４０で表示される。しかし、もちろん、図形的表現の複数のフィールド装置を介するプロセスのフロー表示は、任意の適切な表現を利用してもよい。
実施形態によっては、方法６００が、選択的であるが、プロセスエレメントアライメントマップ（またはその一部）をディスプレイ上に提示すること（ブロック６１０）を含んでいるものもある。先に考察されているように、非図形的表現は、一般的に、最小量のグラフィックを含み、一般的には、図７Ａ〜７Ｃに図示されているような、テキスト及び／または順序され及び／またはグループ化されたアレンジメントを含んでいる。非図形的表現は、また、例えば、テキスト及び／または順序され及び／または番号のアレンジメントによって、及び／またはその他の適切な表示によって、複数のフィールド装置を介するプロセスのフローを表示する。非図形的表現がディスプレイ上に提示されるとき、ユーザは、図形的表現と非図形的表現の間の表示焦点の変更が許容されてもよい。追加的または代替的には、別々のサイズの変更ができるウィンドウに図形的表現と非図形的表現をユーザが同時に見るようにしてもよい。更に、ユーザが図形的表現または非図形的表現に修正をした場合（例えば、フィールド装置またはプロセスエレメントの表示を１つの表示または監視場所から他の場所にドラッグ及びドロップして）、その修正を反映するために、他の表現は自動的に変化され、更新され、または改変される。
これまで、ブロック６０８及び６１０が、複数のフィールド装置が設置されたというシナリオで考察されたが、プロセスのリアルタイム制御のためには、まだ活性化されてはいない。しかし、実施形態によっては、複数のフィールド装置がプロセスを制御するためにオンラインで稼働する間に、ブロック６０８及び／またはブロック６１０が実行されてもよいものもある。これらの実施形態においては、表現またはディスプレイ表示上のフィールド装置の表示は、それらがリアルタイムで稼働している間に、フィールド装置によって観察されまたは生成されるリアルタイムオペレーティング値の表示を含んでいる。図示のため、図１２Ａは、プロセスプラントの鳥瞰的な図形的ディスプレイの鳥瞰図６２０を描いている。概観６２０は、概観６２０の境界内のプロセスプラントに設置されたフィールド装置の性能検証期間に、取得されたデータまたは情報に基づき生成されたと考えてよい。従って、概観６２０は、プロセスプラント内のそれぞれの場所に設置されたフィールド装置６２２、６２５、６２８の表示を含んでいる。図１２Ａにおいて、概観６２０は、プロセスプラントのリアルタイムオペレーション期間に、ディスプレイ（例えば、装置１２のディスプレイ２２８）上に提示されているものである。そのため、設置されたフィールド装置６２２、６２５、６２８の表示は、当該フィールド装置６２２、６２５、６２８によって観察されたリアルタイムオペレーション値の表示を含んでいる。例えば、フィールド装置６２２、６２８は通常状態で稼働し、従って、それらの対応表示６２２、６２８は緑色である。他方、フィールド装置６２０は、警報状態であり、従って、その対応表示６２５は赤色である。もちろん、フィールド装置の異なった状態が概観６２５に異なった色で表示されるが、他の表示が、追加でまたは代替として、点滅、反転強調表示、円描写またはその他の表示などが使用されてもよい。
方法６００は、図形的表現または概観のディスプレイの調整及び／またはユーザコマンド（ブロック６１２）に基づく非図形的表現または概観のディスプレイの調整を含んでいる。例えば、ユーザはプロセスプラントの透視図６２０の警報表示６２５を見て、その警報についてより多くの情報を得たいと思う。ユーザは、透視図６２０の拡大撮影を要求できるので、そうすると所望の拡大撮影されたエリアについて結果として拡大された概観６３０が図１２Ｂに示されている。図１２Ｂに図示されているように、拡大撮影されたエリアのもっと詳細な情報が自動的に概観６３０に表示され得る。例えば、概観６３０は、警報がなされたフィールド装置の表示並びに、拡大された概観６３０の境界内のそれぞれの場所において、他のプロセスエレメント６３２ａ〜６３２ｇ、６３５ａ〜６３５ｃ及び６４０ａ〜６４０ｂの表示を含んでいる。プロセスエレメント６２５、６３２ａ〜６３２ｇ、６３５ａ〜６３５ｃ及び６４０ａ〜６４０ｂによって観察されるリアルタイム値の表示は、プロセスエレメント６２５、６３２ａ-６３２ｇ、６３５ａ〜６３５ｃ及び６４０ａ〜６４０ｂの表示に関連して表示されてもよい。追加として、概観６３０が十分拡大された場合、プロセスフロー６４２の表示はその図の上で表示されてもよい。
図１２Ｃは概観６３０の一部の更に拡大された概観６５０を図示している。例えば、ユーザが概観６３０について、更に拡大撮影の要求をしたときに、更に拡大された概観６５０が表示される。概観６５０については、追加のリアルタイムデータが、それに含まれているプロセスエレメントの少なくとも幾つかのために表示される。例えば、プロセスエレメント６３２ｂ〜６３２ｅの各々によって観察されたそれぞれのリアルタイム温度が、概観６５０上に自動的に表示され、プロセスエレメント６３２ａ、６３２ｆ、６２５及び６３２ｇの各々によって観察されたそれぞれのリアルタイムスループットも、また、概観６５０上に自動的に表示される。
図１２Ｃにおいては、ユーザが、現在０％のスループットであるとディスプレイ概観６５０に表示される警報されたプロセスエレメント６２５を選択している。プロセスエレメント６２５を選択すると、プロセスプラント内の環境に設置されたプロセスエレメント６２５の画像６５８を含んでいるポップアップウィンドウ６５５が提示される。画像６５８は、例えば、ローカルデバイスまたは性能検証装置によって、プロセスエレメント６２５の性能検証期間に取得された、または撮影されたとみることができる。プロセスエレメント６２５の性能検証期間に取得されたプロセスエレメント６２５に対応する他の情報も、また、表示されてもよい６６０。例えば、図１２Ｃにおいて、反応路レベルレンジの指示及び通常のオペレーティングレンジの上部または下部境界（例えは、９５％の及び６０％）が表示される。加えて、図１２Ｃにおいて、プロセス装置６２５によって観察される他のリアルタイム値も、また、例えば、プロセスエレメントの「不良」状態のように表示される。
ユーザが縮小撮影を要求した場合、ユーザはその旨指示すると、より広い概観（以前に表示された外観となることもある）が、ディスプレイ上に提示され得る。更に、プロセスプラントの図１２Ａ〜１２Ｃは、鳥瞰図を図示しているが、それに関するコンセプトは、プロセスプラントの機器または路面レベルの概観などの他のタイプの概観にも容易に適用される。なお更に、図１２Ａ〜１２Ｃは図形的表現または表示を表示するが、それらの図に関して記述されたコンセプトは、非図形的表現または表示に容易に適用される。
本開示において記述された手法の実施形態は、単独でまたは組み合わせて、任意の数の次の態様を含んでいる。
１．プロセスにおけるプロセスエレメントアライメント決定方法であって、その方法は、プロセスプラントに設置されるフィールド装置の性能検証に関連するローカルデバイスにおいて、フィールド装置の識別情報及びプロセスプラントのプロセスを制御するために使用される他のプロセス装置に関するフィールド装置の相対的プロセス順序の指示を取得すること、並びに、プロセスのプロセスエレメントアライメントマップを生成する際使用するために識別情報及びフィールド装置の相対的プロセス順序の表示を提供することを含んでいる上述の方法。
２．前の態様の方法であって、ローカルデバイスはフィールド装置に物理的に近接している無線性能検証装置であり、当該方法は、更に、ローカルデバイスにおいて及び取得された識別情報に基づいてフィールド装置が予定されたフィールド装置であることを検証すること含んでいる上述の方法。
３．前の態様におけるいずれかの１つの方法であって、プロセスエレメントアライメントマップを生成する際に使用するために識別情報及びフィールド装置の相対的順序の表示を提供することは、プロセスプラントにサービスを提供するビッグデータネットワークのノードに識別情報及びフィールド装置の相対的順序の表示を提供することを含んでいる上述の方法。
４．前の態様におけるいずれかの１つの方法であって、フィールド装置の識別情報の取得は、フィールド装置に保存されたデータを取得することを含んでいる上述の方法。
５．前の態様における方法であって、フィールド装置に保存されたデータの取得は、フィールド装置の物理的タグまたは外部に添付されたラベルに保存されたデータを取得すること、あるいはフィールド装置に備えられたメモリからデータを取得することの少なくとも１つを含んでいる上述の方法。
６．前の態様におけるいずれかの１つの方法であって、他のプロセス装置に関するフィールド装置の相対的順序の指示を取得することは、（ｉ）フィールド装置の識別情報及び他のプロセス装置に関するフィールド装置の指示がローカルデバイスで取得される順序、あるいは（ｉｉ）フィールド装置は置かれている環境の画像または表示についてフィールド装置の取得された識別情報の少なくとも幾つかの配置表示の少なくとも１つに基づいている上述の方法。
７．前の態様におけるいずれかの１つの方法であって、他のプロセス装置に関するフィールド装置の相対的プロセス順序の指示を取得することは、次の少なくとも１つを含んでいる。
ローカルデバイスに備えられた位置センサを介してフィールド装置の絶対位置を示すデータを取得すること。
ローカルデバイスに備えられたカメラインターフェイスを介して環境に設けられたフィールド装置の画像から取得すること。
ローカルデバイスに備えられたユーザインターフェイスを介してフィールド装置の相対的順序に関する指示を取得すること。
８．前の態様における方法であって、フィールド装置の相対的順序に関する指示の取得は、次のことを含んでいる。
環境に設けられたフィールド装置の画像から取得すること。
環境に設けられたフィールド装置の画像に表示された他のプロセス装置の位置または環境に設けられたフィールド装置の画像及び重複環境で設けられた他のプロセス装置を含む他の画像の少なくとも１つに基づいてフィールド装置の相対的順序を決定すること。
９．前の態様におけるいずれかの１つの方法であって、フィールド装置の識別情報及び他のプロセス装置に関するフィールド装置の相対的順序の指示を取得することは、複数のフィールド装置の各々についてそれぞれの識別情報を取得すること、並びに、それぞれの識別情報をユーザの選択に基づいて複数のフィールド装置の相対的順序を取得すること。
１０．前の態様におけるいずれかの１つの方法であって、ローカルデバイスで他のプロセス装置に関するフィールド装置の相対的順序の指示を表示すること、並びに、ローカルデバイスのユーザインターフェイスを介して相対的順序を受信することを更に含んでいる上述の方法。
１１．前の態様のいずれかの１つの方法であって、ローカルデバイスで他のプロセス装置に関するフィールド装置の相対的順序の指示を表示すること、並びに、相対的順序の承認の指示を受信することを更に含んでおり、プロセスエレメントアライメントマップを生成する際に使用するためにフィールド装置の相対的順序の表示を提供することは、相対的順序の承認の指示を受信によりプロセスエレメントアライメントマップを生成する際に使用するためにフィールド装置の相対的順序の表示を提供することを含んでいる上述の方法。
１２．プロセスにおけるプロセスエレメントをアライメントし、選択的に、前の態様のいずれかの１つの方法を実行する装置またはシステムであって、次のものを有している。
プロセスプラントのプロセスの少なくとも一部を制御する複数のフィールド装置に含まれている各フィールド装置のそれぞれのデータを保存するメモリと、それぞれのデータは各フィールド装置のそれぞれの識別情報とプロセスのフロー内で少なくとも１つの他のフィールド装置に関する各々のフィールド装置のそれぞれの相対的順序のそれぞれの指示を含んでいる。
複数のフィールド装置の保存されたそれぞれのデータに基づき、プロセスのフロー内で複数のフィールド装置の順序の表現を生成するように構成されたアライメント発生器と、生成された表現は前記プロセスのプロセスエレメントアライメントマップの少なくとも一部である。
プロセスエレメントアライメントマップの少なくとも一部が提示されるディスプレイ。
１３．前の態様の装置であって、各フィールド装置の性能検証期間に各フィールド装置のそれぞれの識別情報に基づき各フィールド装置が予定されたフィールド装置であることを検証する構成にされた装置検証器を更に有しており、各フィールド装置のそれぞれの相対的順序のそれぞれの指示は各フィールド装置の性能検証に関連して取得される上述の装置。
１４．前の態様の装置であって、当該装置が各フィールド装置の前記相対的順序を取得する無線性能検証装置に含まれている上述の装置。
１５．前の態様の装置であって、ユーザインターフェイス、カメラインターフェイス、少なくとも１つの通信インターフェイスまたは各フィールド装置のそれぞれのデータの少なくとも幾つかがこれを介して取得される位置センサの少なくとも１つを更に含んでいる上述の装置。
１６．態様１２〜１５のいずれかの１つの装置であって、各フィールド装置のそれぞれの識別情報が、各フィールド装置に添付のタグまたは各フィールド装置に含まれているメモリの少なくとも１つに保存されたデータを含んでいる上述の装置。
１７．態様１２〜１６のいずれかの１つの装置であって、各フィールド装置の相対的順序のそれぞれの指示が、画像、前記各フィールド装置の絶対位置の指示、または各フィールド装置の上流あるいは下流であるプロセスエレメントの指示の少なくとも１つに基づいて決定される上述の装置。
１８．態様１２〜１７のいずれかの１つの装置であって、ディスプレイは複数のフィールド装置のそれぞれのデータの指示を表示するために更に構成され、アライメント発生器はユーザが選択する複数のフィールド装置のそれぞれのデータの指示の少なくとも一部に基づいているプロセスエレメントアライメントマップの少なくとも一部を生成するように構成されている上述の装置。
１９．前の態様の装置であって、ユーザの選択は注文された選択である上述の装置。
２０．態様１２〜１９のいずれかの１つの装置であって、アライメント発生器は、複数のフィールド装置に保存された相対的順序に基づき、リアルタイムのユーザ入力を使用することなく、プロセスエレメントアライメントマップの少なくとも一部を自動的に生成するように構成されている上述の装置。
２１．態様１２〜２０のいずれかの１つの装置であって、アライメント発生器は、ユーザインターフェイスで受信されたプロセスエレメントアライメントマップの少なくとも一部に対する修正の指示に基づき、プロセスエレメントアライメントマップの少なくとも一部に対して修正するように更に構成されている上述の装置。
２２．態様１２〜２１のいずれかの１つの装置であって、通信インターフェイスを更に備え、通信インターフェイスを介してプロセスエレメントアライメントマップの少なくとも一部が、プロセスプラントをサポートするプロセス制御ビッグデータネットワークのノードに送信される上述の装置。
２３．前の態様の装置であって、複数のフィールド装置は、プロセスプラントに備えられているプロセス制御通信ネットワークを使用して、プロセスの少なくとも一部を制御する上述の装置。
２４．態様１２〜２３のいずれかの１つの装置であって、メモリは第１メモリ、前述の装置は更に第１メモリまたは第２メモリに保存された解析ルーティンを含み、解析ルーティンは学習された知識を生成するために、前記プロセスエレメントアライメントマップの前記少なくとも前記一部について対処をする上述の装置。
２５．プロセスにおけるプロセスエレメントアライメント決定方法であって、その方法は前の態様のいずれかの１つに関連して選択的に対処し、次のことを含んでいる。
プロセスプラントに設置されたフィールド装置と通信するために使用されるローカルデバイスからプロセスプラント内のプロセスのフローにおける複数のフィールド装置のそれぞれの識別情報とそれぞれの相対的順序に関する指示を取得すること。
複数のフィールド装置の取得されたそれぞれの識別情報とそれぞれの相対的順序の取得された指示に基づいて生成し、プロセスエレメントアライメントマップの少なくとも一部はプロセスのフロー内の複数のフィールド装置の順序の指示を含んでいる。
プロセスエレメントアライメントマップの少なくとも一部の図形的表現をディスプレイに表示すること、ここで図形的表現は複数のフィールド装置を介するプロセスフローを指示している。
２６．前の態様の方法であって、プロセスエレメントアライメントマップの少なくとも一部の非図形的表現をディスプレイに表示することから更に含み、非図形的表現はプロセスフローをそれぞれ指示している上述の方法。
２７．前の態様の方法であって、図形的表現の検分と非図形的表現の検分の切り替えをユーザが行えることを更に含んでいる上述の方法。
２８．態様２６〜２７におけるいずれかの１つの方法であって、図形的表現または非図形的表現の１つの修正を受信すること、修正のある図形的表現または非図形的表現の他の１つを自動的に更新することを更に含んでいる上述の方法。
２９．前の態様の方法であって、修正の受信は、ユーザインターフェイスで修正を受信することを含んでいる上述の方法。
３０．態様２５〜２９におけるいずれかの１つの方法であって、図形的表現に指示された特定のフィールド装置の選定を受信すること、選定の指示の受信に応答して、特定のフィールド装置の性能検証に関連してローカルデバイスによって取得された特定のフィールド装置の少なくとも幾つかのそれぞれの識別情報をディスプレイで表示することを更に含んでいる上述の方法。
３１．前の態様の方法であって、特定のフィールド装置の性能検証に関連してローカルデバイスによって取得されたそれぞれの識別情報は、プロセスプラントに設置された特定のフィールド装置の画像を含み、特定のフィールド装置の少なくとも幾つかのそれぞれの識別情報をディスプレイで表示することは、プロセスプラントに設置された特定のフィールド装置の前記画像をディスプレイに表示することである上述の方法。
３２．態様３０ー３１におけるいずれかの１つの方法であって、特定のフィールド装置がプロセスを制御する間に、特定のフィールド装置で生成されたリアルタイム値を特定のフィールド装置の少なくとも幾つかのそれぞれの識別情報に関連するディスプレイに表示することを更に含んでいる上述の方法。
３３．態様２５〜３２におけるいずれかの１つの方法であって、更に、次の１つを含んでいる。
（ｉ）図形的表現の第１部分を拡大撮影する指示を受信し、第１部分を拡大撮影する指示を受信したことに応答して、第１部分の拡大表現をディスプレイに表示すること、拡大表現は第１部分に指示された１つまたは複数のフィールド装置に対応する付加情報を含んでいる。
または（ｉｉ）図形的表現を縮小撮影する指示を受信し、縮小撮影する指示を受信したことに応答して、ディスプレイに表示される図形的表現の寸法を縮小すること及び縮小寸法の図形的表現から少なくとも１つまたは複数のフィールド装置に対応する少なくとも幾つかの以前に表示された情報を除外すること。
３４．態様２５〜３３におけるいずれかの１つの方法であって、次のことを有している。
それぞれの指示情報及び複数のフィールド装置の相対的順序に関する指示を取得し、プロセスプラントに設置された複数のフィールド装置の複数の画像を取得することを含み、複数の画像は複数のフィールド装置の性能検証期間にローカルデバイスによって取得されたものである。
前述の方法は、更に、複数の画像の少なくとも幾つかを組み合わせてパノラマ画像にすることを含んでいる。
プロセスエレメントアライメントマップの少なくとも一部の図形的表現の表示はパノラマ画像の少なくとも一部の表示を含んでいる。
３５．態様２５〜３４におけるいずれかの１つの方法であって、プロセスエレメントアライメントマップの少なくとも一部の図形的表現をディスプレイに表示することは、プロセスエレメントアライメントマップの少なくとも一部の図形的表現をローカルデバイスのディスプレイに表示することを含んでいる上述の方法。
３６．いずれかの１つまたは複数の他の前述の態様の組み合わせのいずれかの１つの前述の態様。
ソフトウェアで実行されるとき、本明細書に記述されたアプリケーション、サービス及びエンジンは、コンピュータまたはプロセッサなどのＲＡＭまたはＲＯＭにおける磁気ディスク、レーザディスク、固体メモリ装置、分子メモリストレイジ装置または他の記憶媒体などの有形で、非一時的コンピュータ可続メモリに保存されてもよい。本明細書に開示された例示のシステムは、他のコンポーネントの間で、ソフトウェア及び／またはハードウェア上で実行されるファームウェアを含んでいるように開示されているが、そのようなシステムは単に例示的なものであると認識されるべきであり、限定しているとして解釈されるべきではない。例えば、これらのいずれかのまたは全てのハードウェア、ソフトウェア及びファームウェアコンポーネントは、ハードウェアのみで実施され、ソフトウェアのみで実施され、またはハードウェアとソフトウエの組み合わせで実施され得ると考えられる。従って、本明細書に記述された例示のシステムは１つまたは複数のプロセッサで実行されるソフトウェアに組み込まれたものとして記述されているが、当該技術分野の当業者は、提示された実施例がそのシステムを実施する唯一の方法ではないことを容易に理解するであろう。
従って、本発明は特定の実施例を参照して記述され、それは例示のみであって、本発明の限定とはならないことを意図しているので、当該技術分野の当業者は、発明の趣旨と範囲を逸脱することなく、開示された実施形態に対する変更や取捨選択がなされることは明らかであろう。

Claims (25)

  1. プロセスのプロセスエレメントアライメント決定方法であって、前記プロセスエレメントアライメント決定方法は、
    プロセスプラントに設置されるフィールド装置の性能検証に関連するローカルデバイスにおいて、前記フィールド装置の識別情報を取得すること、
    前記フィールド装置の性能検証に関連する前記ローカルデバイスが、前記プロセスプラントのプロセスを制御するために使用される他のプロセス装置に関する前記フィールド装置の相対的プロセス順序を決定すること、及び
    前記プロセスのプロセスエレメントアライメントマップを生成する際に使用するために、前記フィールド装置の性能検証に関連する前記ローカルデバイスが、前記識別情報及び前記フィールド装置の前記相対的プロセス順序の指示を提供すること、
    を含み、
    前記プロセスエレメントアライメントマップは、プロセスが制御されている間にプロセスプラント内の材料のフロー内の複数のプロセス要素のそれぞれを活性化する順序を示し、
    前記複数のプロセス要素は、前記フィールド装置及び前記他のプロセス装置を含む、
    プロセスエレメントアライメント決定方法。
  2. 前記ローカルデバイスは前記フィールド装置に物理的に近接している無線性能検証装置であり、
    前記プロセスエレメントアライメント決定方法は、前記ローカルデバイスにおいて及び前記取得された識別情報に基づいて前記フィールド装置が予定されたフィールド装置であることを検証することを更に含む、
    請求項１のプロセスエレメントアライメント決定方法。
  3. 前記フィールド装置の前記識別情報を取得することは、（１）前記フィールド装置の物理的タグまたは外部に添付されたラベルと、（２）前記フィールド装置のメモリに保存されたデータと、の少なくとも１つから前記フィールド装置に保存されたデータを取得することを含む、請求項１又は請求項２のプロセスエレメントアライメント決定方法。
  4. 前記ローカルデバイスで前記他のプロセス装置に関する前記フィールド装置の前記相対的プロセス順序の前記指示を表示すること、及び
    （ｉ）前記ローカルデバイスのユーザインターフェイスを介して前記相対的プロセス順序への修正を受信すること、及び（ｉｉ）前記ローカルデバイスの前記ユーザインターフェイスを介して前記相対的プロセス順序の承認の指示を受信することの少なくとも１つを行うこと、
    を更に含み、
    前記プロセスエレメントアライメントマップを生成する際に使用するために前記フィールド装置の前記相対的プロセス順序の前記指示を提供することは、前記相対的プロセス順序の前記承認の前記指示を受信により前記プロセスエレメントアライメントマップを生成する際に使用するために前記フィールド装置の前記相対的プロセス順序の前記指示を提供することを含む、
    請求項１〜請求項３の何れか１項のプロセスエレメントアライメント決定方法。
  5. 前記他のプロセス装置に関する前記フィールド装置の前記相対的プロセス順序の指示を決定することは、
    前記ローカルデバイスに備えられた位置センサを介して前記フィールド装置の絶対位置を示すデータを取得すること、
    前記ローカルデバイスに備えられたカメラインターフェイスを介して環境に設けられたフィールド装置の画像から取得すること、
    前記ローカルデバイスに備えられたユーザインターフェイスを介して前記フィールド装置の前記相対的プロセス順序の前記指示を取得すること、
    前記フィールド装置の前記識別情報及び前記他のプロセス装置の識別情報が前記ローカルデバイスで取得される順序に基づいて前記他のプロセス装置に関する前記フィールド装置の前記相対的プロセス順序の前記指示を決定すること、及び
    前記フィールド装置が設けられている環境の画像または表示について前記フィールド装置の前記取得された識別情報の少なくとも幾つかの配置の指示に基づいて前記他のプロセス装置に関する前記フィールド装置の前記相対的プロセス順序の前記指示を決定すること、
    の少なくとも１つを含む、請求項１〜請求項４の何れか１項のプロセスエレメントアライメント決定方法。
  6. 前記フィールド装置の前記識別情報を取得することは、複数のフィールド装置の各々の各識別情報を取得することを備え、
    前記他のプロセス装置に関する前記フィールド装置の前記相対的プロセス順序の前記指示を決定することは、前記識別情報のそれぞれのユーザの選択に基づいて前記複数のフィールド装置の各々の前記相対的プロセス順序を決定することを備える、
    請求項１〜請求項５の何れか１項のプロセスエレメントアライメント決定方法。
  7. 他のプロセス装置に関する前記フィールド装置の前記相対的プロセス順序を決定することは、
    環境に設けられた前記フィールド装置の画像を前記ローカルデバイスに含まれるカメラインターフェイスを介してから取得することと、
    前記環境に設けられた前記フィールド装置の前記画像に指示された前記他のプロセス装置の位置と、
    前記環境に設けられた前記フィールド装置の前記画像及び重複環境で設けられた前記他のプロセス装置を含む他の画像との
    少なくとも１つに基づいて、前記フィールド装置の前記相対的プロセス順序を決定することを更に含む、
    請求項１〜請求項６の何れか1項のプロセスエレメントアライメント決定方法。
  8. 前記プロセスエレメントアライメントマップを生成する際に使用するために前記識別情報及び前記フィールド装置の前記相対的プロセス順序の前記指示を提供することは、前記プロセスプラントにサービスを提供するビッグデータネットワークのノードに前記識別情報及び前記フィールド装置の前記相対的プロセス順序の前記指示を提供することを含む、請求項１〜請求項７の何れか１項のプロセスエレメントアライメント決定方法。
  9. プロセスにおけるプロセスエレメントアライメント装置であって、
    プロセスプラントの前記プロセスの少なくとも一部を制御する複数のフィールド装置に含まれている各フィールド装置のそれぞれのデータを保存するメモリと、
    前記各フィールド装置のそれぞれのデータは前記各フィールド装置のそれぞれの識別情報と前記プロセスのフロー内で少なくとも１つの他のフィールド装置に関する前記各フィールド装置のそれぞれの相対的プロセス順序のそれぞれの指示を含んでおり、
    前記複数のフィールド装置のそれぞれの識別情報は、前記複数のフィールド装置の性能検証の間、ローカルデバイスにより、取得され、
    前記相対的プロセス順序は、前記複数のフィールド装置の性能検証の間、前記ローカルデバイスにより、決定され、
    前記複数のフィールド装置の保存されたそれぞれのデータに基づき、前記プロセスが制御されている間、前記プロセスプラント内の材料のフロー内で前記複数のフィールド装置の各々の活性化の順序の表現を生成するように構成されたアライメント発生器と、
    前記生成された表現は前記プロセスのプロセスエレメントアライメントマップの少なくとも一部であり、プロセスエレメントマップの少なくとも前記一部が提示されるディスプレイと、
    を含む、プロセスエレメントアライメント装置。
  10. 前記ローカルデバイスは、無線性能検証装置であり、
    前記無線性能検証装置は、前記各フィールド装置の各性能検証の期間に前記各フィールド装置の前記それぞれの識別情報に基づき前記各フィールド装置が予定されたフィールド装置であることを検証する構成にされた装置検証器を更に含む、
    請求項９のプロセスエレメントアライメント装置。
  11. 前記ディスプレイは前記複数のフィールド装置のそれぞれのデータの指示を表示するために更に構成され、
    前記アライメント発生器は、
    ユーザが選択する前記複数のフィールド装置の前記それぞれのデータの前記表示の少なくとも一部に基づいている前記プロセスエレメントアライメントマップの少なくとも前記一部の少なくとも第１の部分を生成すること、
    リアルタイムのユーザの入力を用いずに、前記複数のフィールド装置の前記保存された前記相対的プロセス順序に基づいて、前記プロセスエレメントマップの少なくとも一部の少なくとも第２の部分を生成すること、及び
    前記プロセスエレメントアライメント装置のユーザインターフェイスで受信された前記プロセスエレメントマップの少なくとも一部に対する修正の指示に基づいて前記プロセスエレメントマップの少なくとも一部を修正すること、
    の少なくとも１つを行うように、構成された請求項９又は請求項１０のプロセスエレメントアライメント装置。
  12. 前記ローカルデバイスは、ユーザインターフェイス、カメラインターフェイス、少なくとも１つの通信インターフェイスまたは前記各フィールド装置の前記それぞれのデータの少なくとも幾つかがこれを介して取得される位置センサの少なくとも１つを含む、請求項９〜請求項１１の何れか１項のプロセスエレメントアライメント装置。
  13. 前記各フィールド装置の前記それぞれの識別情報が、前記各フィールド装置に添付のタグまたは前記各フィールド装置に含まれているメモリの少なくとも１つに保存されたデータを含む、請求項９〜請求項１２の何れか１項のプロセスエレメントアライメント装置。
  14. 前記各フィールド装置の前記相対的プロセス順序の前記それぞれの指示が、画像、前記各フィールド装置の絶対位置の表示、または前記各フィールド装置の上流あるいは下流であるプロセスエレメントの表示の少なくとも１つに基づいて決定される請求項９〜請求項１３の何れか１項のプロセスエレメントアライメント装置。
  15. 通信インターフェイスを更に備え、前記通信インターフェイスを介して前記プロセスエレメントアライメントマップの前記少なくとも前記一部が、前記プロセスプラントをサポートするプロセス制御ビッグデータネットワークのノードに送信される請求項９〜請求項１４の何れか１項のプロセスエレメントアライメント装置。
  16. 前記メモリは第１メモリであり、
    前記プロセスエレメントアライメント装置は前記第１メモリまたは第２メモリに保存された解析ルーティンを更に含み、
    前記解析ルーティンは学習された知識を生成するために、前記プロセスエレメントアライメントマップの前記少なくとも前記一部について対処をする、
    請求項９〜請求項１５の何れか１項のプロセスエレメントアライメント装置。
  17. プロセスにおけるプロセスエレメントアライメント決定方法であって、プロセスプラントに設置されたフィールド装置と通信するために使用されるローカルデバイスから前記プロセスプラント内の前記プロセスのフローにおける複数のフィールド装置のそれぞれの識別情報とそれぞれの相対的プロセス順序に関する指示を取得すること、
    前記複数のフィールド装置の前記取得されたそれぞれの識別情報と前記それぞれの前記相対的プロセス順序の前記取得された指示に基づいて、前記プロセスが制御されている間、前記プロセスプラント内の材料のフロー内の前記複数のフィールド装置の各々の活性化の順序の指示を含むプロセスエレメントアライメントマップの少なくとも一部を生成すること、及び
    前記プロセスエレメントアライメントマップの少なくとも前記一部の図形的表現をディスプレイに表示することを含み、
    前記それぞれの識別情報は、前記複数のフィールド装置の性能検証の間、ローカルデバイスにより、取得され、
    前記相対的プロセス順序は、前記複数のフィールド装置の性能検証の間、前記ローカルデバイスにより、決定され、
    前記図形的表現は前記複数のフィールド装置を介するプロセスフローを表示している、
    プロセスエレメントアライメント決定方法。
  18. 前記図形的表現に表示された特定のフィールド装置の選定の指示を受信すること、及び
    前記選定の前記指示に応答して、前記特定のフィールド装置の各性能検証に関連して前記ローカルデバイスによって取得された前記特定のフィールド装置の少なくとも幾つかの前記それぞれの識別情報を前記ディスプレイに提示すること、
    を更に含む、請求項１７のプロセスエレメントアライメント決定方法。
  19. 特定のフィールド装置が前記プロセスを制御するよう動作する間に、前記特定のフィールド装置で生成されたリアルタイム値を前記特定のフィールド装置の前記少なくとも幾つかの前記それぞれの識別情報に関連する前記ディスプレイに提示することから更に構成された請求項１８のプロセスエレメントアライメント決定方法。
  20. 前記プロセスエレメントアライメントマップの少なくとも前記一部の非図形的表現をディスプレイに提示すること、及び
    前記図形的表現の検分と前記非図形的表現の検分の切り替えをユーザに許可すること、
    を更に含み、
    前記非図形的表現は前記プロセスフローのそれぞれの指示を含む、
    請求項１７〜請求項１９の何れか１項のプロセスエレメントアライメント決定方法。
  21. 前記図形的表現または前記非図形的表現の１つへの修正を、ユーザインターフェイスを介して受信すること、前記修正のある前記図形的表現または前記非図形的表現の他の１つを自動的に更新することを更に含む、請求項２０のプロセスエレメントアライメント決定方法。
  22. 前記それぞれの表示情報及び前記複数のフィールド装置の前記相対的プロセス順序に関する指示を取得することは、前記プロセスプラントに設置された前記複数のフィールド装置の複数の画像を取得することを含み、前記複数の画像は前記複数のフィールド装置の前記性能検証の間に前記ローカルデバイスによって取得されたものであり、
    前記プロセスエレメントアライメント決定方法は、前記プロセスエレメントアライメントマップの前記少なくとも前記一部の前記図形的表現に関連して前記複数のフィールド装置の複数の画像の少なくとも幾つかを前記ディスプレイに提示することを更に含む、
    請求項１７〜請求項２１の何れか１項のプロセスエレメントアライメント決定方法。
  23. 前記複数の画像の少なくとも幾つかを組み合わせてパノラマ画像にすることを更に含み、
    前記プロセスエレメントアライメントマップの前記少なくとも前記一部の前記図形的表現を提示することは、前記パノラマ画像の少なくとも一部を提示することを含む、請求項２２のプロセスエレメントアライメント決定方法。
  24. （ｉ）前記図形的表現の第１部分を拡大撮影する指示を受信し、前記第１部分を拡大撮影する前記指示を受信したことに応答して、前記第１部分の拡大表現を前記ディスプレイに提示すること、前記拡大表現は前記第１部分に表示された１つまたは複数のフィールド装置に対応する付加情報を含んでおり、または
    （ｉｉ）前記図形的表現を縮小撮影する指示を受信し、縮小撮影する前記指示を受信したことに応答して、前記ディスプレイに表示される前記図形的表現の寸法を縮小すること及び縮小寸法図形的表現から少なくとも前記１つまたは複数のフィールド装置に対応する少なくとも幾つかの以前に表示された情報を除外することの１つを更に含む、請求項１７〜請求項２３の何れか１項のプロセスエレメントアライメント決定方法。
  25. 前記プロセスエレメントアライメントマップの少なくとも一部の前記図形的表現を前記ディスプレイに提示することは、前記プロセスエレメントアライメントマップの前記少なくとも前記一部の前記図形的表現を前記ローカルデバイスのディスプレイに提示する請求項１７〜請求項２４の何れか１項のプロセスエレメントアライメント決定方法。
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