用于人機(jī)接口(hmi)設(shè)備的健康評(píng)估的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】一種系統(tǒng)包括人機(jī)接口(HMI)健康顧問系統(tǒng)，該HMI健康顧問系統(tǒng)包括具有處理器的健康顧問套件。健康顧問套件的處理器被配置為接收關(guān)于HMI設(shè)備的操作數(shù)據(jù)，其中操作數(shù)據(jù)包括配置數(shù)據(jù)、日志數(shù)據(jù)或者其組合。處理器也被配置為向操作數(shù)據(jù)應(yīng)用多個(gè)規(guī)則以前攝地確定HMI問題。處理器也被配置為從對(duì)HMI問題的多個(gè)已知解決方案中識(shí)別對(duì)HMI問題的解決方案。處理器還被配置為基于配置數(shù)據(jù)生成用于HMI設(shè)備的配置報(bào)告并且生成用于HMI設(shè)備的健康評(píng)估報(bào)告。此外，健康評(píng)估報(bào)告包括HMI問題和對(duì)HMI問題的解決方案。
【專利說明】用于人機(jī)接口（HMI)設(shè)備的健康評(píng)估的系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 這里公開的主題內(nèi)容涉及工業(yè)控制系統(tǒng)的可靠性并且更具體地涉及工業(yè)控制系 統(tǒng)中的人機(jī)接口（HMI)設(shè)備的可靠性。

【背景技術(shù)】
[0002] 工業(yè)控制系統(tǒng)主要地包括參與控制過程的多種部件和子系統(tǒng)。例如，工業(yè)控制系 統(tǒng)的工業(yè)控制器可以包括一個(gè)或者多個(gè)處理器、I/O子系統(tǒng)、存儲(chǔ)器等。此外，工業(yè)控制器 可以操作地聯(lián)接到多種其它設(shè)備和/或系統(tǒng)以例如控制工業(yè)過程。這樣，工業(yè)控制系統(tǒng)可 能復(fù)雜、包括許多相關(guān)部件和子系統(tǒng)。因而，識(shí)別或者預(yù)測(cè)工業(yè)控制系統(tǒng)操作的可靠性可能 困難和耗時(shí)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 以下概括與原先要求保護(hù)的發(fā)明在范圍上相當(dāng)?shù)哪承?shí)施例。這些實(shí)施例未旨在 于限制所要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是這些實(shí)施例僅旨在于提供本發(fā)明的可能形式的簡(jiǎn) 要概述。實(shí)際上，本發(fā)明可以涵蓋可以與以下闡述的實(shí)施例相似或者不同的多種形式。
[0004] 在一個(gè)實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括人機(jī)接口（HMI)健康顧問系統(tǒng)，該HMI健康顧問系 統(tǒng)包括具有處理器的健康顧問套件。健康顧問套件的處理器被配置為接收關(guān)于HMI設(shè)備的 操作數(shù)據(jù)，其中操作數(shù)據(jù)包括配置數(shù)據(jù)、日志數(shù)據(jù)或者其組合。處理器也被配置為向操作數(shù) 據(jù)應(yīng)用多個(gè)規(guī)則以前攝地確定HMI問題。處理器也被配置為從對(duì)HMI問題的多個(gè)已知解決 方案中識(shí)別對(duì)HMI問題的解決方案。處理器還被配置為基于配置數(shù)據(jù)生成用于HMI設(shè)備的 配置報(bào)告并且生成用于HMI設(shè)備的健康評(píng)估報(bào)告。此外，健康評(píng)估報(bào)告包括HMI問題和對(duì) HMI問題的解決方案。
[0005] 在又一個(gè)實(shí)施例中，一種方法包括經(jīng)由電子設(shè)備的處理器從人機(jī)接口（HMI)設(shè)備 接收配置數(shù)據(jù)、日志數(shù)據(jù)或者二者。該方法也包括經(jīng)由處理器向配置數(shù)據(jù)、日志數(shù)據(jù)或者二 者應(yīng)用多個(gè)規(guī)則以預(yù)測(cè)用于HMI設(shè)備的一個(gè)或者多個(gè)潛在將來維護(hù)問題。該方法也包括經(jīng) 由處理器從針對(duì)用于HMI設(shè)備的一個(gè)或者多個(gè)潛在將來維護(hù)問題的多個(gè)已知解決方案確 定一個(gè)或者多個(gè)對(duì)應(yīng)解決方案。該方法還包括報(bào)告HMI設(shè)備的健康評(píng)估，其中健康評(píng)估包 括用于HMI設(shè)備的一個(gè)或者多個(gè)潛在將來維護(hù)問題和一個(gè)或者多個(gè)對(duì)應(yīng)解決方案。
[0006] 在第三實(shí)施例中，一種非瞬態(tài)、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括電子設(shè)備的處理器可執(zhí)行的 指令。指令包括用于接收用于進(jìn)行人機(jī)接口（HMI)設(shè)備的健康評(píng)估的命令的指令。指令包 括用于接收關(guān)于人機(jī)接口（HMI)設(shè)備的操作數(shù)據(jù)的指令。指令包括用于從健康顧問數(shù)據(jù)庫(kù) 接收多個(gè)規(guī)則的指令。指令包括用于向操作數(shù)據(jù)應(yīng)用多個(gè)規(guī)則以預(yù)測(cè)涉及HMI設(shè)備的將來 難題的指令。指令也包括用于至少部分基于涉及HMI設(shè)備的將來難題從知識(shí)庫(kù)接收多個(gè)已 知解決方案的指令。指令也包括用于提供健康評(píng)估報(bào)告的指令，其中健康評(píng)估報(bào)告包括HMI 設(shè)備的將來難題和多個(gè)已知解決方案中的一個(gè)或者多個(gè)已知解決方案。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]本發(fā)明的這些以及其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將在參照附圖閱讀以下具體描述時(shí)變得 被更好地理解，在附圖中，相似標(biāo)號(hào)代表貫穿附圖的相似部分，在附圖中：
[0008] 圖1是通信地聯(lián)接到工業(yè)控制系統(tǒng)的人機(jī)接口（HMI)的健康顧問的一個(gè)實(shí)施例的 示意圖；
[0009] 圖2是圖不工業(yè)控制系統(tǒng)和關(guān)聯(lián)健康顧問系統(tǒng)的各種部件的不意圖；以及
[0010] 圖3是圖示在健康顧問評(píng)估工業(yè)控制系統(tǒng)的HMI的健康時(shí)的信息流程的混合流程 圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011] 以下將描述本發(fā)明的一個(gè)或者多個(gè)具體實(shí)施例。在努力提供這些實(shí)施例的簡(jiǎn)潔描 述時(shí)，可以未在說明書中描述實(shí)際實(shí)現(xiàn)方式的所有特征。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)，在任何這樣的實(shí)際實(shí)現(xiàn) 方式的開發(fā)中，如在任何工程或者設(shè)計(jì)項(xiàng)目中那樣，必須做出許多為實(shí)現(xiàn)方式所特有的決 策以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的具體目標(biāo)、比如符合可以從一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式到另一實(shí)現(xiàn)方式變化的與系統(tǒng) 有關(guān)和與業(yè)務(wù)有關(guān)的約束。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)，這樣的開發(fā)工作可能復(fù)雜和耗時(shí)、但是對(duì)于從 本公開內(nèi)容中受益的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言卻將是例行設(shè)計(jì)、制作和制造工作。
[0012] 在介紹本發(fā)明的各種實(shí)施例的要素時(shí)，冠詞"一個(gè)/ 一種"、"該"和"所述"旨在于 意味著有要素中的一個(gè)或者多個(gè)要素。術(shù)語"包括"和"具有"旨在于包含并且意味著除了 列舉的要素之外還可以有附加要素。
[0013] 如提到的那樣，工業(yè)控制系統(tǒng)可以控制用于工業(yè)過程和關(guān)聯(lián)機(jī)器、比如燃?xì)鉁u輪 系統(tǒng)、蒸汽渦輪系統(tǒng)、液壓渦輪系統(tǒng)、風(fēng)渦輪系統(tǒng)、氣化器、氣體處理系統(tǒng)（例如酸性氣體去 除系統(tǒng)）、余熱蒸汽發(fā)生器（HRSG)、發(fā)電系統(tǒng)、化學(xué)生產(chǎn)系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)或者其任何組合 的操作的控制。這樣的工業(yè)控制系統(tǒng)可以被實(shí)施為適合用于接收輸入（例如過程輸入）、處 理輸入和得出在控制機(jī)器或者過程（例如發(fā)電過程）時(shí)有用的某些控制動(dòng)作的硬件和軟件 部件的組合。工業(yè)控制系統(tǒng)的一個(gè)部件是人機(jī)接口（HMI)。一般而言，HMI可以允許操作者 可視化并且調(diào)整受控過程的參數(shù)和條件。
[0014] 如同工業(yè)控制系統(tǒng)的其它部件，隨著時(shí)間過去，HMI可能例如由于HMI的硬件和/ 或軟件（例如操作系統(tǒng)、安全補(bǔ)丁、應(yīng)用等）變得陳舊和/或過時(shí)而逐漸地經(jīng)歷可靠性損 失。這一可靠性損失可以被用于HMI的意外維護(hù)事件增加所證實(shí)。盡管糾正維護(hù)（CM)技 術(shù)可以在意外維護(hù)事件已經(jīng)出現(xiàn)之后修復(fù)和/或更新HMI時(shí)有用，但是這樣的技術(shù)未搶先 地防止或者阻止HMI進(jìn)入無功能狀態(tài)。另外，在HMI由于意外維護(hù)事件而無功能時(shí)，操作者 可能丟失工業(yè)控制系統(tǒng)中的裝備和參數(shù)的狀態(tài)。另外，操作者可能直至HMI系統(tǒng)被帶回到 希望的操作條件才能使用HMI以可視化和/或調(diào)整受控過程的參數(shù)和條件，這可能對(duì)于工 業(yè)控制系統(tǒng)造成問題。
[0015]考慮到上述，這里描述可以搶先地識(shí)別潛在HMI問題（例如沖突、故障、軟件錯(cuò)誤、 安全弱點(diǎn)等）并且實(shí)現(xiàn)前攝HMI維護(hù)以預(yù)防地解決這些潛在問題、從而提高HMI和工業(yè)控 制系統(tǒng)的可操作性和開機(jī)時(shí)間的前攝健康評(píng)估技術(shù)。因而，當(dāng)前公開的技術(shù)可以通過預(yù)測(cè) 潛在故障事件、從而可以在它們出現(xiàn)之前將其解決來回避與其它維護(hù)技術(shù)（例如CM)關(guān)聯(lián) 的停機(jī)時(shí)間中的一些或者所有停機(jī)時(shí)間。因而，可以基于公開的HMI健康顧問系統(tǒng)的推薦 在HMI故障之前執(zhí)行HMI維護(hù)動(dòng)作、比如應(yīng)用操作系統(tǒng)補(bǔ)丁、軟件更新、配置調(diào)整、安全增 強(qiáng)、硬件更換、硬件升級(jí)等。另外，在某些實(shí)施例中，當(dāng)前公開的HMI健康顧問系統(tǒng)可以是更 大健康顧問系統(tǒng)或者應(yīng)用的部分，該更大健康顧問系統(tǒng)或者應(yīng)用除了HMI設(shè)備之外還可以 包括配置為評(píng)估工業(yè)控制系統(tǒng)的其它部件的健康的部件。因而，當(dāng)前公開的技術(shù)主要地使 HMI以及工業(yè)控制系統(tǒng)能夠維護(hù)操作狀態(tài)持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間。
[0016] 另外，如以下闡述的那樣，當(dāng)前公開的HMI健康顧問系統(tǒng)主要地利用基于規(guī)則的 系統(tǒng)以分析HMI的操作數(shù)據(jù)和從該操作數(shù)據(jù)得出用于HMI的健康評(píng)估。作為結(jié)果，HMI健康 顧問系統(tǒng)可以輸出關(guān)于HMI的健康的一個(gè)或者多個(gè)報(bào)告。報(bào)告可以包括用于HMI設(shè)備的配 置信息；硬件安裝、去除和/或更換推薦；軟件安裝、卸載和/或更換推薦；安全推薦等。此 夕卜，在某些實(shí)施例中，可以實(shí)時(shí)或者接近實(shí)時(shí)或者在周期基礎(chǔ)上提供HMI健康評(píng)估。例如在 某些實(shí)施例中，可以連續(xù)地得出和使用HMI健康評(píng)估以更新或者改進(jìn)HMI、因此提供HMI的 健康的最新預(yù)報(bào)。
[0017] 考慮到上述并且現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖1，該圖圖示通信地聯(lián)接到HMI設(shè)備12的HMI健康顧 問系統(tǒng)10的一個(gè)實(shí)施例。HMI健康顧問系統(tǒng)10可以包括在機(jī)器可讀介質(zhì)中存儲(chǔ)的并且被 計(jì)算設(shè)備（例如計(jì)算機(jī)、平板電腦、膝上型計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理）用來 實(shí)施這里公開的技術(shù)的非瞬態(tài)代碼或者指令。HMI 12可以例如用來向操作者提供用于可 視化和控制工業(yè)控制系統(tǒng)14的各種參數(shù)的接口。在圖1中，所示工業(yè)控制系統(tǒng)是電廠14。 所示電廠14可以是任何類型的發(fā)電廠14并且可以包括渦輪機(jī)械、比如燃?xì)鉁u輪、蒸汽渦 輪、風(fēng)渦輪、液壓渦輪（hydroturbine)、泵、壓縮機(jī)或者其它適當(dāng)部件。渦輪機(jī)也可以聯(lián)接到 發(fā)電機(jī)以發(fā)電。電廠14也可以例如包括配置為氣化碳質(zhì)給料以產(chǎn)生合成氣體的氣化系統(tǒng) (例如，一個(gè)或者多個(gè)氣化器），該合成氣體可以在由燃?xì)鉁u輪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)使用之前被氣 體處理系統(tǒng)處理。應(yīng)當(dāng)注意，在某些實(shí)施例中，HMI 12可以被操作者用來可視化和/或控 制包括多種適當(dāng)裝備（例如氣化系統(tǒng)、渦輪系統(tǒng)、氣體處理系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)、空氣分離單元、 余熱蒸汽發(fā)生器（HRSG)、自動(dòng)化組裝線路或者其它適當(dāng)工業(yè)裝備）的多個(gè)不同工業(yè)控制系 統(tǒng)14 (例如制造廠、化學(xué)廠、煉油廠或者其它適當(dāng)工業(yè)控制系統(tǒng)）。
[0018] 圖1中所示HMI健康顧問系統(tǒng)10的實(shí)施例包括健康顧問數(shù)據(jù)庫(kù)16、健康顧問套件 (例如軟件和/或硬件工具的套件）18和知識(shí)庫(kù)20。在某些實(shí)施例中，健康顧問套件18、健 康顧問數(shù)據(jù)庫(kù)16和/或知識(shí)庫(kù)20可以包括由相同處理器執(zhí)行（例如被公共機(jī)器、計(jì)算機(jī) 或者服務(wù)器主控）的指令。在其它實(shí)施例中，健康顧問數(shù)據(jù)庫(kù)16、健康顧問套件18和知識(shí) 庫(kù)20中的每個(gè)部件可以被不同處理器分離地執(zhí)行（例如被不同機(jī)器、計(jì)算機(jī)或者服務(wù)器主 控）。
[0019] 一般而言，健康顧問套件18可以控制健康顧問系統(tǒng)10的操作。也就是說，如以下 闡述的那樣，健康顧問套件18可以接收與HMI 12關(guān)聯(lián)的信息（例如配置信息和日志數(shù)據(jù)） 并且隨后利用健康顧問數(shù)據(jù)庫(kù)16中存儲(chǔ)的規(guī)則以分析接收的HMI信息。健康顧問套件18 然后可以利用知識(shí)庫(kù)20中存儲(chǔ)的信息以基于分析的HMI信息確定用于HMI 12的推薦。隨 后，HMI健康顧問套件18可以輸出一個(gè)或者多個(gè)報(bào)告22,該一個(gè)或者多個(gè)報(bào)告的內(nèi)容可以 用于以下闡述的一個(gè)或者多個(gè)機(jī)會(huì)24。例如，健康顧問系統(tǒng)10生成的報(bào)告22可以包括如 下報(bào)告，該報(bào)告具有用于HMI 12的硬件和軟件維護(hù)推薦（例如HMI健康評(píng)估報(bào)告）。在某 些實(shí)施例中，健康顧問系統(tǒng)10生成的報(bào)告22可以附加地或者備選地包括HMI 12的硬件和 /或軟件配置（例如HMI配置報(bào)告）。
[0020] 在某些實(shí)施例中，HMI健康顧問系統(tǒng)10的健康顧問數(shù)據(jù)庫(kù)16可以例如包括基于 規(guī)則的信息，該基于規(guī)則的信息詳述關(guān)于HMI 12的成功配置的專家知識(shí)，以及在做出關(guān)于 HMI 12的健康的推斷或者預(yù)測(cè)時(shí)有用的知識(shí)。此外，在某些實(shí)施例中，健康顧問數(shù)據(jù)庫(kù)16 中的規(guī)則可以基于從其它HMI系統(tǒng)的操作、服務(wù)更新、產(chǎn)品服務(wù)公告、計(jì)算機(jī)安全報(bào)警、計(jì) 算機(jī)安全規(guī)章、北美電力可靠性公司（NERC)推薦、技術(shù)信息通訊（TIL)和/或HMI 12或者 軟件用戶手冊(cè)收集的信息。例如，在某些實(shí)施例中，健康顧問數(shù)據(jù)庫(kù)16可以包括可以用來 預(yù)測(cè)與HMI 12有關(guān)的健康、配置和/或不希望的維護(hù)事件（例如電源的故障、處理器核的 故障、輸入/輸出[I/O]包的故障、存儲(chǔ)器不足、松動(dòng)總線連接、應(yīng)用死鎖或者饑餓、應(yīng)用故 障或者不穩(wěn)定、應(yīng)用沖突或者其它不希望的維護(hù)事件）的出現(xiàn)概率的專家系統(tǒng)規(guī)則（例如 前向鏈?zhǔn)綄＜蚁到y(tǒng)、反向鏈?zhǔn)綄＜蚁到y(tǒng)）、回歸模型（例如線性回歸、非線性回歸）、模糊邏 輯模型（例如預(yù)測(cè)模糊邏輯模型）和其它預(yù)測(cè)模型（例如馬爾科夫鏈模型、貝葉斯模型、支 持向量機(jī)模型）。另外，在某些實(shí)施例中，HMI健康顧問系統(tǒng)10可以在分析這些設(shè)備時(shí)基于 從其它HMI的健康評(píng)估（例如為HMI 12生成的報(bào)告22)中收集的新信息連續(xù)地或者間歇 地更新健康顧問數(shù)據(jù)庫(kù)16中的規(guī)則。
[0021] 按照具體示例，在一個(gè)實(shí)施例中，健康顧問數(shù)據(jù)庫(kù)16可以包括與在HMI 12上安裝 的各種軟件包和/或優(yōu)選版本的軟件的軟件兼容性有關(guān)的規(guī)則。因而，健康顧問數(shù)據(jù)庫(kù)16 可以存儲(chǔ)多個(gè)規(guī)則，這些規(guī)則指示在HMI 12上安裝的軟件包的某些組合可能互不兼容（例 如在被相同處理器執(zhí)行時(shí)造成意外輸出或者終止）。這樣，在向HMI配置信息和/或日志數(shù) 據(jù)應(yīng)用這些規(guī)則時(shí)，健康顧問套件18可以確定在HMI 12上可能存在不兼容軟件（例如兩 個(gè)軟件包的不兼容版本），這使得操作者有必要卸載、更換或者升級(jí)不兼容軟件。以下參照 圖3更具體討論健康顧問數(shù)據(jù)庫(kù)16的規(guī)則。
[0022] 以這一方式，健康顧問套件18可以利用來自健康顧問數(shù)據(jù)庫(kù)16的規(guī)則以分析HMI 12的配置信息和/或日志數(shù)據(jù)并且識(shí)別潛在問題或者難題。一旦已經(jīng)識(shí)別將來問題，健康 顧問數(shù)據(jù)庫(kù)16可以利用知識(shí)庫(kù)20中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)以確定或者識(shí)別對(duì)這些所識(shí)別的問題的解 決方案。這樣，在某些實(shí)施例中，HMI健康顧問系統(tǒng)10的知識(shí)庫(kù)20可以包括對(duì)HMI 12的 已知問題或者顧慮的一個(gè)或者多個(gè)解決方案、例如包括已知有效HMI配置和/或?qū)σ阎狧MI 硬件或者軟件問題的經(jīng)過測(cè)試的解決方案。此外，知識(shí)庫(kù)20可以包括從服務(wù)更新、產(chǎn)品服 務(wù)公告、計(jì)算機(jī)安全報(bào)警、計(jì)算機(jī)安全規(guī)章、NERC推薦、TIL收集的信息和/或從HMI或者軟 件用戶手冊(cè)收集的信息。另外，在某些實(shí)施例中，健康顧問套件18可以在分析這些設(shè)備時(shí) 基于從其它HMI的健康評(píng)估（例如為HMI 12生成的報(bào)告22)收集的新信息連續(xù)地或者間 歇地更新知識(shí)庫(kù)20。另外，在某些實(shí)施例中，知識(shí)庫(kù)20和/或健康顧問數(shù)據(jù)庫(kù)16可以可訪 問（例如經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接），從而客戶可以經(jīng)由其它應(yīng)用或者接口訪問知識(shí)庫(kù)20中存儲(chǔ)的推 薦。
[0023] 健康顧問系統(tǒng)10產(chǎn)生的報(bào)告22(例如HMI健康評(píng)估和/或HMI配置報(bào)告）可以多 種方式使用，如圖1的機(jī)會(huì)24為例說明。例如報(bào)告22可以用來支持新產(chǎn)品介紹（NPI) 28和 /或執(zhí)行根本原因分析（RCA) 30 (例如關(guān)于HMI 12和/或工業(yè)控制系統(tǒng)14的其它部件）。 例如在HMI健康評(píng)估（例如報(bào)告22)中發(fā)現(xiàn)的問題可以輔助識(shí)別與用于HMI 12的新硬件 或者軟件部件的引入或者HMI設(shè)備12的更新版本的引入有關(guān)的問題。所識(shí)別的問題然后 可以用來例如使用故障樹分析、線性回歸分析、非線性回歸分析、馬爾科夫建模、可靠性框 圖（RBD)、風(fēng)險(xiǎn)圖形、保護(hù)層分析（LOPA)或者其它適當(dāng)分析技術(shù)來得出RCA 30。RCA 30然 后可以用來重新工程設(shè)計(jì)或者以別的方式更新HMI 12和/或工業(yè)控制系統(tǒng)14的其它部件 (例如控制器）以解決任何所識(shí)別的問題。
[0024] 又例如，報(bào)告22中包括的HMI健康評(píng)估也可以（例如與知識(shí)庫(kù)20 -起）用來確 定用于HMI 12和/或工業(yè)控制系統(tǒng)14的其它部件的工程機(jī)會(huì)（E0) 32。例如HMI 12的使 用模式（例如處理器使用、存儲(chǔ)器使用、網(wǎng)絡(luò)使用、程序日志、發(fā)現(xiàn)的問題、常見問題等）可 以用來得出用于HMI 12和/或工業(yè)控制系統(tǒng)14的其它部件（例如控制器）的工程改變。 在某些實(shí)施例中，對(duì)于HMI 12而言，對(duì)HMI12的工程改變可以包括改變存儲(chǔ)器分頁方案、存 儲(chǔ)器分配算法、應(yīng)用CPU優(yōu)化（例如指派進(jìn)程優(yōu)先級(jí)、指派線程優(yōu)先級(jí)）、應(yīng)用編程優(yōu)化（例 如識(shí)別和重寫程序瓶頸、調(diào)整用戶接口、使用改進(jìn)的存儲(chǔ)器分配、使用處理器專用指令）、應(yīng) 用聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化（例如改變發(fā)送/接收速率、幀大小、生存時(shí)間（TTL)限制）等。例如工程機(jī)會(huì) 32可以包括修改和改進(jìn)遠(yuǎn)程可部署軟件升級(jí)（RDSU)可以由HMI 12的制造商向客戶周期性 地提供。也就是說，基于報(bào)告22,可以基于在現(xiàn)場(chǎng)（例如在工業(yè)控制系統(tǒng)14)部署RDSU時(shí) 遇到的問題和/或顧慮調(diào)整這些RDSU。
[0025] 又例如，報(bào)告22中包括的HMI健康評(píng)估也可以（例如與知識(shí)庫(kù)20 -起）用來確 定與HMI 12和/或工業(yè)控制系統(tǒng)14的其它部件有關(guān)的收入機(jī)會(huì)（R0) 34。例如HMI健康 評(píng)估24可以詳述對(duì)HMI 12和/或工業(yè)控制系統(tǒng)14的其它部件（例如控制器）的某些升 級(jí)，這些升級(jí)適合用于提高HMI 12和/或工業(yè)控制系統(tǒng)14的性能。這樣的升級(jí)可以包括 軟件更新、比如HMI、分布式控制系統(tǒng)（DCS)、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES)和/或監(jiān)控器控制和數(shù)據(jù) 采集（SCADA)系統(tǒng)的更新版本。升級(jí)也可以包括硬件更新、比如對(duì)輸入/輸出系統(tǒng)（例如 I/O包）、存儲(chǔ)器、處理器、網(wǎng)絡(luò)或者網(wǎng)絡(luò)接口、電源和/或通信總線的升級(jí)。通過使用健康 顧問套件18以得出健康評(píng)估24,這里描述的技術(shù)可以使更高效電廠14成為可能以及減少 的操作成本。
[0026] 圖2是描繪通信地聯(lián)接到HMI健康顧問系統(tǒng)10的工業(yè)控制系統(tǒng)14(例如電廠14) 的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。工業(yè)控制系統(tǒng)14可以包括適合用于執(zhí)行多種控制和監(jiān)視應(yīng)用以 提供操作者接口的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)36、比如HMI 12,工程師或者技術(shù)員可以通過該操作者接口 監(jiān)視工業(yè)控制系統(tǒng)14的部件。因而，計(jì)算機(jī)36包括可以在處理計(jì)算機(jī)指令時(shí)使用的處理 器38以及可以用來存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)指令和其它數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器40。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)36可以包括適 合用于運(yùn)行軟件應(yīng)用的任何類型的計(jì)算設(shè)備、比如膝上型計(jì)算機(jī)、工作站、平板電腦或者手 持便攜設(shè)備（例如個(gè)人數(shù)字助理或者手機(jī)）。實(shí)際上，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)36可以包括多種硬件和 /或操作系統(tǒng)平臺(tái)中的任何硬件和/或操作系統(tǒng)平臺(tái)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，計(jì)算機(jī)36可以主 控其它工業(yè)控制軟件、比如制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES) 44、分布式控制系統(tǒng)（DCS) 46和/或監(jiān)控器 控制和數(shù)據(jù)采集（SCADA)系統(tǒng)48。HMI 12、MES 44、DCS 46和/或SCADA 48可以被存儲(chǔ)為 非瞬態(tài)有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)、比如計(jì)算機(jī)36的存儲(chǔ)器40上的可執(zhí)行代碼指令。例如計(jì)算 機(jī) 36 可以主控從 Schenectady，New York 的 General Electric Co?可獲得的 ControlST? 和/或ToolboxST?軟件。
[0027] 在某些實(shí)施例中，HMI 12可以是適合用于提供故障轉(zhuǎn)移或者冗余操作的冗余設(shè) 備。在這樣的實(shí)施例中，HMI 12(例如主控HMI 12的計(jì)算機(jī)36)可以包括三個(gè)核或者分離 控制器（例如核R、S和T)并且可以稱為三元模塊冗余（TMR)HMI 12。在某些實(shí)施例中，三 個(gè)核中的兩個(gè)核可以在HMI 12被第三個(gè)核執(zhí)行之時(shí)保持空閑。在這樣的實(shí)施例中，第二 和第三空閑核可以在恰當(dāng)?shù)毓ぷ鲿r(shí)被配置為如果執(zhí)行核出故障則無縫地恢復(fù)HMI 12的執(zhí) 行。在其它實(shí)施例中，各種核可以配合以執(zhí)行HMI 12(例如使用輪詢和/或投票技術(shù)）。以 這一方式，HMI 12可以依賴于多個(gè)核以提供可靠系統(tǒng)用于操作者可視化和控制工業(yè)控制系 統(tǒng)14而未考慮硬件（例如核）故障。如以下討論的那樣，當(dāng)前公開的健康顧問系統(tǒng)10能 夠?qū)τ趫?bào)告22評(píng)估HMI12的冗余度。
[0028] 所示HMI健康顧問系統(tǒng)10被計(jì)算機(jī)50 (例如包括處理器51和存儲(chǔ)器52)執(zhí)行，該 計(jì)算機(jī)可以被操作者53用來與健康顧問系統(tǒng)10進(jìn)行接口。因而，計(jì)算機(jī)50可以包括各種 輸入和輸出設(shè)備（例如鼠標(biāo)、鍵盤、監(jiān)視器、觸摸屏、打印機(jī)或者其它適當(dāng)輸入或者輸出設(shè) 備），從而操作者53可以向健康顧問系統(tǒng)10提供命令和從健康顧問系統(tǒng)10接收?qǐng)?bào)告22。 另外，在某些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)50(例如健康顧問系統(tǒng)10)可以通過直接或者間接技術(shù)通信 地聯(lián)接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)36 (例如HMI 12)以便接收關(guān)于HMI 12的操作的信息。例如信號(hào)管 道（例如線纜、無線路由器）可以用來將計(jì)算機(jī)50直接聯(lián)接到計(jì)算機(jī)36。類似地，文件傳 送機(jī)制（例如遠(yuǎn)程桌面協(xié)議（RDP)、文件傳送協(xié)議（FTP)、人工傳送或者其它適當(dāng)機(jī)制）可 以用來間接發(fā)送或者接收數(shù)據(jù)（例如，文件）。另外，可以使用云54計(jì)算技術(shù)，在這些云計(jì) 算技術(shù)中，HMI健康顧問系統(tǒng)10的全部或者部分在云54中駐留（reside)并且與計(jì)算機(jī)系 統(tǒng)36直接或者間接通信（例如經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)或者因特網(wǎng)）。
[0029] 在某些實(shí)施例中，HMI健康顧問系統(tǒng)10可以包括多個(gè)子系統(tǒng)或者部件、比如用戶 接口部件55、數(shù)據(jù)收集部件56、規(guī)則引擎部件57和/或報(bào)告生成器部件58。所示HMI健康 顧問系統(tǒng)10的這些部件可以通過使用非瞬態(tài)機(jī)器可讀介質(zhì)、比如計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、 筆記本電腦、平板電腦、手機(jī)和/或個(gè)人數(shù)字助理（PDA)的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)指令來實(shí) 施。如以下更具體討論的那樣，健康顧問系統(tǒng)10的用戶接口部件55可以主要地向操作者 53提供用于向HMI健康顧問系統(tǒng)10提供命令的接口（例如圖形用戶接口（GUI))。例如 操作者53可以使用HMI健康顧問系統(tǒng)10的用戶接口部件55以向系統(tǒng)提供用于評(píng)估特定 HMI 12、評(píng)估HMI 12的特定特征（例如冗余度校驗(yàn)）、暫停HMI 12的評(píng)估等的命令或者指 令。另外，用戶接口部件55也可以用來向操作者53提供報(bào)告22 (例如HMI健康評(píng)估報(bào)告 和/或HMI配置報(bào)告）（例如經(jīng)由顯示器、打印機(jī)或者類似輸出設(shè)備）。
[0030] 在某些實(shí)施例中，健康顧問系統(tǒng)10可以包括用于收集和存儲(chǔ)與HMI 12有關(guān)的操 作數(shù)據(jù)（例如代表HMI 12的配置、狀態(tài)、健康和操作條件的數(shù)據(jù)）的數(shù)據(jù)收集部件56。數(shù) 據(jù)收集部件56可以連續(xù)地操作或者被周期性地激活并且可以包括在存儲(chǔ)和更新存儲(chǔ)的數(shù) 據(jù)時(shí)有用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)、文件等。例如，如以下闡述的那樣，數(shù)據(jù)收集部件56 可以用來通過從HMI 12 (例如從執(zhí)行HMI 21的計(jì)算機(jī)36的存儲(chǔ)器40)收集一個(gè)或者多個(gè) 配置文件和/或日志文件來收集（例如經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接）HMI 12的軟件和/或硬件部件的各 種配置。
[0031] 在HMI健康顧問系統(tǒng)10的某些實(shí)施例中，規(guī)則引擎部件57可以用來從HMI 12的 操作數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)HMI 12健康的確定，如以下關(guān)于圖3更具體描述的。這些規(guī)則可以包括主要 地對(duì)關(guān)于HMI 12可能在操作期間遇到的潛在問題的專家知識(shí)進(jìn)行編碼的多個(gè)不同類型的 規(guī)則。這樣，在某些實(shí)施例中，規(guī)則引擎部件57可以請(qǐng)求和接收來自健康顧問數(shù)據(jù)庫(kù)16的 多個(gè)規(guī)則、然后向操作數(shù)據(jù)（例如數(shù)據(jù)收集部件54收集的配置和日志文件）應(yīng)用這些規(guī)則 以便預(yù)測(cè)HMI 12可能將來經(jīng)歷的潛在問題。以下關(guān)于圖3更具體討論這些規(guī)則。
[0032] 在健康顧問系統(tǒng)10的某些實(shí)施例中，報(bào)告生成器部件58可以用來產(chǎn)生關(guān)于HMI 12的健康和狀態(tài)的一個(gè)或者多個(gè)報(bào)告22。也就是說，在某些實(shí)施例中，一旦規(guī)則引擎57已 經(jīng)向HMI 12的操作數(shù)據(jù)應(yīng)用規(guī)則以識(shí)別HMI 12可能遇到的潛在問題，報(bào)告生成器部件58 可以生成關(guān)于HMI 12的健康和狀態(tài)的多個(gè)報(bào)告22。在某些實(shí)施例中，健康評(píng)估系統(tǒng)10的 報(bào)告生成器部件58可以請(qǐng)求和接收來自知識(shí)庫(kù)20的對(duì)于HMI 12的被規(guī)則引擎57識(shí)別的 潛在問題的多個(gè)潛在解決方案。因而，報(bào)告生成器部件58可以在報(bào)告22中與潛在問題的 細(xì)節(jié)一起包括這些潛在解決方案中的所有或者一些解決方案。
[0033] 在所示工業(yè)控制系統(tǒng)14中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)36和健康顧問系統(tǒng)10通信地連接到工業(yè) 控制系統(tǒng)14的工廠數(shù)據(jù)高速通道60,該工廠數(shù)據(jù)高速通道適合用于實(shí)現(xiàn)在描繪的計(jì)算機(jī) 36與其它計(jì)算機(jī)50和/或健康顧問系統(tǒng)10之間的通信。實(shí)際上，在某些實(shí)施例中，工業(yè)控 制系統(tǒng)14可以包括通過工廠數(shù)據(jù)高速通道60或者通過其它數(shù)據(jù)總線（例如局域網(wǎng)、廣域 網(wǎng)）互連的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)36。在一個(gè)實(shí)施例中，工業(yè)控制系統(tǒng)14的工業(yè)控制器64可以 包括有助于使工業(yè)控制系統(tǒng)14(例如電廠14)中的多種裝備自動(dòng)化、比如渦輪系統(tǒng)68、溫度 傳感器70、閥72、泵74或者工業(yè)控制系統(tǒng)14的任何其它適當(dāng)部件時(shí)有用的計(jì)算機(jī)指令或 者控制邏輯的處理器66。工業(yè)控制器64還可以包括用于在存儲(chǔ)例如控制代碼（例如計(jì)算 機(jī)指令和其它數(shù)據(jù)）時(shí)使用的存儲(chǔ)器76。例如工業(yè)控制器64可以在控制代碼中存儲(chǔ)在國(guó) 際電工委員會(huì)（IEC)61804語言標(biāo)準(zhǔn)編寫的一個(gè)或者多個(gè)功能塊、順序功能圖（SFC)、梯形 邏輯或者在其它編程語言中編寫的程序。在某些實(shí)施例中，工業(yè)控制器64可以包括配置參 數(shù)、比如實(shí)例化的功能塊（例如用于向存儲(chǔ)器中加載的功能塊）、聯(lián)網(wǎng)參數(shù)、代碼同步和定 時(shí)、I/O配置、待使用的存儲(chǔ)器數(shù)量、存儲(chǔ)器分配參數(shù)（例如存儲(chǔ)器分頁參數(shù)）等。
[0034] 另外，所示工業(yè)控制器64可以與包括但不限于流量計(jì)、pH傳感器、溫度傳感器、振 動(dòng)傳感器、間隙傳感器（例如測(cè)量在旋轉(zhuǎn)部件與靜止部件之間的距離）、壓力傳感器、泵、致 動(dòng)器、閥等的多種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通信。在一些實(shí)施例中，工業(yè)控制器64可以是從Schenectady， New York的General Electric Co?可獲得的三兀模塊冗余（TMNR)Mark? Vie控制器系統(tǒng)。 通過包括三個(gè)處理器，TMR控制器64可以提供冗余或者容錯(cuò)操作。在其它實(shí)施例中，控制 器64可以包括單個(gè)處理器或者雙處理器。
[0035] 在描繪的實(shí)施例中，渦輪系統(tǒng)68、溫度傳感器70、閥72和泵74通過使用適合用于 在I/O網(wǎng)絡(luò)82與H1網(wǎng)絡(luò)84之間進(jìn)行接口的連接設(shè)備78和89來通信地連接到工業(yè)控制 器64和/或健康顧問18。例如連接設(shè)備78和80可以包括從Haar，Germany的Softing AG可獲得的FG-100連接設(shè)備。附加現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備86(例如傳感器、泵、閥、致動(dòng)器）可以例如通 過使用一個(gè)或者多個(gè)輸入/輸出（I/O)包88經(jīng)由I/O網(wǎng)絡(luò)82通信地聯(lián)接到控制器64和/ 或健康顧問18。I/O包88可以各自包括在執(zhí)行實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、比如從Waterloo, Ontario, Canada 的 QNX Software Systems/Research in Motion(RIM)可獲得的QNR?I時(shí)有用的 微處理器90。每個(gè)1/0包88也可以包括用于存儲(chǔ)計(jì)算指令和其它數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器92以及在 監(jiān)視1/0包88中的環(huán)境溫度時(shí)有用的一個(gè)或者多個(gè)傳感器94、比如溫度傳感器。在其它實(shí) 施例中，渦輪系統(tǒng)68、溫度傳感器70、閥72、泵74和/或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備86可以通過使用直接線 纜敷設(shè)（例如經(jīng)由終端塊）或者間接連接（例如文件傳送）來連接到控制器64。
[0036] 如描繪的那樣，連接設(shè)備78和80可以分別包括在執(zhí)行計(jì)算機(jī)指令時(shí)有用的處理 器96和98并且也可以包括在存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)指令和其它數(shù)據(jù)時(shí)有用的存儲(chǔ)器100和102。在一 些實(shí)施例中，I/O網(wǎng)絡(luò)82可以是100兆比特（MB)高速以太網(wǎng)（HSE)網(wǎng)絡(luò)，并且H1網(wǎng)絡(luò)84可 以是31. 25千比特/秒網(wǎng)絡(luò)。因而，通過I/O網(wǎng)絡(luò)82傳輸和接收的數(shù)據(jù)又可以被H1網(wǎng)絡(luò)84 傳輸和接收。也就是說，連接設(shè)備78和80可以充當(dāng)在I/O網(wǎng)絡(luò)82與H1網(wǎng)絡(luò)84之間的網(wǎng) 橋。例如I/O網(wǎng)絡(luò)82上的更高速數(shù)據(jù)可以被緩沖、然后在H1網(wǎng)絡(luò)84上以適當(dāng)速度被傳輸。 例如現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備68、70、72和74可以包括或者可以是工業(yè)設(shè)備、比如Fieldbus Foundation? 設(shè)備，這些設(shè)備包括對(duì)于Foundation HI雙向通信協(xié)議的支持?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備68、70、72、74和 86也可以包括對(duì)于其它通信協(xié)議、比如在HART? Communications Foundation(HCF)協(xié) 議和Profibus Nutzer Organization e.V. (PN0)協(xié)議中發(fā)現(xiàn)的通信協(xié)議的支持。
[0037] 圖3是圖示用于過程120的一個(gè)實(shí)施例的信息流程的混合流程圖，HMI健康顧問 系統(tǒng)10通過該過程評(píng)估工業(yè)控制系統(tǒng)14的HMI12的健康。所示過程120可以通過使用非 瞬態(tài)機(jī)器可讀介質(zhì)、比如計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、平板電腦、手機(jī)和/或個(gè)人數(shù) 字助理（PDA)的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)指令來實(shí)施。對(duì)于所示過程120,健康顧問系統(tǒng)10 首先接收（塊122)用于開始HMI健康評(píng)估的命令。在某些實(shí)施例中，操作者53還可以另 外命令HMI健康顧問系統(tǒng)10如以下討論的那樣執(zhí)行HMI冗余度校驗(yàn)。在某些實(shí)施例中，操 作者53可以利用聯(lián)接到執(zhí)行健康顧問套件18的處理器（例如計(jì)算機(jī)36)的一個(gè)或者多個(gè) 輸入設(shè)備以與HMI健康顧問系統(tǒng)10的用戶接口部件55交互。例如在某些實(shí)施例中，這一 用戶接口部件55可以使健康顧問系統(tǒng)10的操作者能夠選擇工業(yè)控制系統(tǒng)14中的待評(píng)估 的特定HMI 12、選擇將對(duì)HMI 12執(zhí)行的特定分析（例如冗余度校驗(yàn)）以及向HMI健康顧問 系統(tǒng)10提供用于開始和/或暫停HMI 12的評(píng)估的命令。
[0038] 一旦健康顧問系統(tǒng)10已經(jīng)接收用于進(jìn)行HMI 12的健康評(píng)估的指令，健康顧問系 統(tǒng)10 (例如數(shù)據(jù)收集部件56)可以收集關(guān)于HMI12的操作數(shù)據(jù)124。例如操作數(shù)據(jù)124可 以包括與HMI 12的配置（例如設(shè)置、變量、安裝的硬件/軟件等）或者操作（例如在操作 期間遇到的硬件和/或軟件事件、比如錯(cuò)誤、難題、警告）有關(guān)的配置文件、日志文件、存儲(chǔ) 器轉(zhuǎn)儲(chǔ)或者其它適當(dāng)數(shù)據(jù)。例如在某些實(shí)施例中，HMI健康顧問系統(tǒng)10可以利用數(shù)據(jù)收集 部件56以通過適當(dāng)網(wǎng)絡(luò)連接（例如工廠數(shù)據(jù)高速通道60)從HMI 12取回操作數(shù)據(jù)124。 此外，健康顧問系統(tǒng)10的數(shù)據(jù)收集子系統(tǒng)54可以主要地以高效方式（例如以單通和/或 在HMI 12的活動(dòng)減少時(shí)段期間）從HMI12收集操作數(shù)據(jù)以便基本上不干擾HMI 12的操 作。在某些實(shí)施例中，操作者53可以利用HMI健康顧問系統(tǒng)10的前述用戶接口部件55以 從HMI 12向HMI健康顧問系統(tǒng)10提供操作數(shù)據(jù)124 (例如通過操作者53從HMI 12人工 地收集）。例如操作者53可以利用用戶接口部件55以使HMI健康顧問系統(tǒng)10指向加載在 存儲(chǔ)用于HMI 12的操作數(shù)據(jù)124的存儲(chǔ)介質(zhì)（例如CD、DVD、閃卡、拇指驅(qū)動(dòng)、硬驅(qū)動(dòng)或者 其它適當(dāng)存儲(chǔ)介質(zhì)）上的用于分析的一個(gè)或者多個(gè)文件。
[0039] 按照具體示例，在一個(gè)實(shí)施例中，用于HMI 12的操作數(shù)據(jù)124可以包括用于在操 作期間在HMI 12上安裝的和/或被HMI 12使用的一些或者所有軟件（例如軟件工具、操 作系統(tǒng)、聯(lián)網(wǎng)軟件、固件、微代碼、顯示驅(qū)動(dòng)程序、聲音驅(qū)動(dòng)程序、網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序、1/0系統(tǒng)驅(qū) 動(dòng)程序）的細(xì)節(jié)。例如在一個(gè)實(shí)施例中，細(xì)節(jié)可以包括操作系統(tǒng)（0S)版本、0S服務(wù)包版本、 安裝的軟件和0S補(bǔ)丁、驅(qū)動(dòng)程序版本、應(yīng)用版本、應(yīng)用服務(wù)包版本或者其組合。另外，在某 些實(shí)施例中，用于HMI 12的操作數(shù)據(jù)124可以包括用于在操作期間在HMI12上安裝的和/ 或被HMI 12使用的所有硬件的細(xì)節(jié)（例如硬件部件類型、硬件部件版本、硬件部件銷售商 等）。在某些實(shí)施例中，操作數(shù)據(jù)124包括日志數(shù)據(jù)，該日志數(shù)據(jù)存儲(chǔ)關(guān)于HMI 12的狀態(tài)的 細(xì)節(jié)（例如存儲(chǔ)器使用、處理器使用、可用存儲(chǔ)空間等）以及HMI 12在操作期間經(jīng)歷的多 個(gè)硬件事件、軟件事件、用戶事件或者其組合。
[0040]一旦HMI健康顧問系統(tǒng)10已經(jīng)直接（例如從HMI 12)或者間接（例如從操作者 53提供的存儲(chǔ)介質(zhì)）接收操作數(shù)據(jù)124,健康顧問系統(tǒng)10就可以利用來自健康顧問數(shù)據(jù)庫(kù) 的規(guī)則126以分析（塊128) HMI 12的操作數(shù)據(jù)124并且前攝地識(shí)別潛在問題。在某些實(shí)施 例中，規(guī)則126可以包括"如果...則"規(guī)則而"如果"部分被設(shè)置為先行條件并且"則" 部分被設(shè)置為先行條件的結(jié)果。規(guī)則126也可以包括模糊邏輯規(guī)則、專家系統(tǒng)規(guī)則（例如 前向鏈?zhǔn)綄＜蚁到y(tǒng)、反向鏈?zhǔn)綄＜蚁到y(tǒng)）、遞推規(guī)則（例如Prolog規(guī)則）、貝葉斯推理規(guī)則、 動(dòng)態(tài)邏輯規(guī)則（例如模態(tài)邏輯）、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)則、基因算法規(guī)則或者其組合。可以通過向在 現(xiàn)場(chǎng)中的一個(gè)或者多個(gè)專家、比如HMI健康專家咨詢或者自動(dòng)地、比如通過使用機(jī)器學(xué)習(xí) 技術(shù)（例如加強(qiáng)學(xué)習(xí)、決策樹學(xué)習(xí)、歸納邏輯編程、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練、聚類、支持向量機(jī)）得出 規(guī)則126。除了這些規(guī)則126之外或者取代這些規(guī)則，也可以使用其它統(tǒng)計(jì)和歷史分析技 術(shù)、比如故障樹分析、線性回歸分析、非線性回歸分析、馬爾科夫建模、RBD、風(fēng)險(xiǎn)圖形、L0PA、 泊松分布模型、威布爾分析和/或馬爾科夫鏈建模。
[0041] 在已經(jīng)分析（塊128)來自HMI 12的操作數(shù)據(jù)124之后，健康顧問系統(tǒng)10使用來 自知識(shí)庫(kù)20的推薦130以至少部分基于HMI 12的操作數(shù)據(jù)124的（例如在塊128中執(zhí)行 的）分析來確定（塊132)適當(dāng)推薦。例如前攝地識(shí)別的HMI問題可以包括通過操作數(shù)據(jù) 124的分析來識(shí)別兩款不兼容軟件（例如HMI 12和MES 44)。因而，HMI健康顧問系統(tǒng)10 可以確定用于問題的多個(gè)潛在解決方案（例如將HMI 12或者EMS 44移向分離設(shè)備或者處 理器、將HMI 12升級(jí)成更新版本、將MES 44升級(jí)成更新版本等）。如以下討論的那樣，在某 些實(shí)施例中，來自知識(shí)庫(kù)20的潛在解決方案可以被部分地或者完全地包括在HMI健康顧問 系統(tǒng)10生成的報(bào)告22中。
[0042] 在確定適當(dāng)推薦之后，HMI健康顧問系統(tǒng)10(例如健康顧問系統(tǒng)10的報(bào)告生成器 部件58)可以生成（塊134)和輸出用于HMI 12的HMI健康評(píng)估報(bào)告136和HMI配置報(bào)告 138。HMI配置報(bào)告138可以包括HMI 12的配置的細(xì)節(jié)。配置細(xì)節(jié)可以包括HMI 12使用的 所有軟件和硬件部件的列表（例如包括圖2的工業(yè)控制系統(tǒng)14的部件12、38、40、44、46和 /或48的細(xì)節(jié)）。細(xì)節(jié)可以包括關(guān)于HMI12使用的硬件和軟件部件的細(xì)節(jié)、比如用于每個(gè) 部件的版本信息（例如硬件版本、固件版本、軟件版本、微代碼版本等）。HMI配置報(bào)告124 也可以用可視方式（例如使用圖形、圖表、框圖或者其它適當(dāng)可視演示）圖示HMI 12的硬 件和/或軟件部件。另外，在某些實(shí)施例中，可以在非專家格式中生成HMI配置報(bào)告138,在 該非專家格式中，HMI 12的非專家可能一般不理解的某些術(shù)語可以被替換為HMI 12的非 專家可以更容易理解的術(shù)語或者措詞。例如取代陳述HMI 12是"TMR HMI"，配置報(bào)告138 可以代之以陳述HMI 12具有等于三的"冗余度水平"值。
[0043] 如提到的那樣，HMI健康評(píng)估報(bào)告136可以包括關(guān)于用于HMI12的修改和改進(jìn)的推 薦。例如可以推薦用于HMI 12的某些硬件和軟件升級(jí)或者添加（例如基于來自知識(shí)庫(kù)20 的推薦）。硬件升級(jí)可以包括存儲(chǔ)器升級(jí)、網(wǎng)絡(luò)裝備升級(jí)、處理器升級(jí)、HMI 12的部件更換、 線纜敷設(shè)的更換、電源的更換等。HMI健康評(píng)估報(bào)告136也可以包括用于添加或者去除某 些部件和有關(guān)子系統(tǒng)以例如實(shí)現(xiàn)更快控制和/或更快數(shù)據(jù)處理的推薦。軟件推薦可以包括 升級(jí)、去除或者重定位計(jì)算機(jī)36的某些過時(shí)軟件部件（例如HMI 12、MES 44、DCS46、SCADA 48)、操作系統(tǒng)、軟件工具、固件、微代碼、應(yīng)用等。HMI健康評(píng)估報(bào)告136還可以包括問題清 單，這些問題可能造成不希望的條件、比如HMI 12的意外維護(hù)事件或者停用。例如HMI健康 評(píng)估報(bào)告136可以包括關(guān)于不充足存儲(chǔ)器40、HMI 12的冗余度損失、有限容量或者帶寬、處 理器38的不充分處理能力、計(jì)算機(jī)36的部件中的任何部件的故障、軟件錯(cuò)誤、硬件錯(cuò)誤、安 全錯(cuò)誤等的警告。因而，HMI健康顧問系統(tǒng)10可以確定用于問題的多個(gè)潛在解決方案（例 如將HMI 12或者M(jìn)ES 44移向分離設(shè)備或者處理器、將HMI 12升級(jí)成更新版本、將MES 44 升級(jí)成更新版本等）。在某些實(shí)施例中，HMI健康顧問系統(tǒng)10可以從知識(shí)庫(kù)20僅選擇最適 當(dāng)解決方案用于包括在HMI健康評(píng)估報(bào)告136中。在其它實(shí)施例中，健康顧問系統(tǒng)10可以 在HMI健康評(píng)估報(bào)告136中包括所有推薦并且還可以至少部分基于HMI 12中前攝地識(shí)別 的問題與來自知識(shí)庫(kù)20的解決方案對(duì)應(yīng)的問題的相似性對(duì)個(gè)別解決方案評(píng)級(jí)（例如基于 0% -100%分?jǐn)?shù)）。
[0044]另外，在涉及到冗余HMI (例如TMR HMI)的某些實(shí)施例中，HMI健康評(píng)估報(bào)告136 也可以包括HMI的冗余度的有效性的測(cè)量。例如HMI健康評(píng)估報(bào)告136可以包括TMR HMI 12的條件、包括任何檢測(cè)到的故障條件、基于報(bào)警記入數(shù)據(jù)的報(bào)警報(bào)告、基于錯(cuò)誤記入數(shù)據(jù) 的錯(cuò)誤報(bào)告并且也可以從操作數(shù)據(jù)124得出總?cè)哂喽鹊挠行曰蛘呷菀锥榷攘?。例如容?度度量可以詳述用于HMI 12的近似百分比容易度或者穩(wěn)定性水平（例如0% -100%)，其 中用于百分比容易度或者穩(wěn)定性的更高數(shù)可以指示HMI 12更適合用于繼續(xù)的操作，而用 于百分比容易度或者穩(wěn)定性的更低數(shù)可以指示HMI 12較不適合用于繼續(xù)的操作。百分比 容易度可以通過使用規(guī)則127中的某些規(guī)則來得出，這些規(guī)則聚焦于確定HMI 12的冗余度 特征在操作中工作的有效性如何。在某些實(shí)施例中，百分比容易度也可以通過使用基于輸 入的統(tǒng)計(jì)或者歷史分析、比如泊松分布模型、線性回歸分析、非線性回歸分析、威布爾分析、 故障樹分析、馬爾科夫鏈建模等來發(fā)現(xiàn)。
[0045]一旦被生成，HMI健康評(píng)估報(bào)告136和HMI配置報(bào)告138可以被提供給操作者53 和/或其它用戶角色（例如系統(tǒng)管理員、工廠操作者、試運(yùn)行工程師、管理者、程序員、控制 工程師、采購(gòu)人員、會(huì)計(jì)人員）以及例如存儲(chǔ)于知識(shí)庫(kù)20中。操作者53然后可以使用提供 的報(bào)告136和138以改進(jìn)HMI 12和/或工業(yè)控制系統(tǒng)14。例如，HMI 12或者計(jì)算機(jī)36的 部件可以基于報(bào)告136和138來更換、添加或者升級(jí)。類似地，NPI 28和RCA 30、E0 32和 /或R0 34可以被得出和用來更高效地工程設(shè)計(jì)和操作HMI 12和/或工業(yè)控制系統(tǒng)14。
[0046] 本技術(shù)的技術(shù)效果包括收集和分析HMI操作數(shù)據(jù)124 (例如配置和/或日志文件） 以得出用于HMI 12的健康評(píng)估而基本不破壞HMI 12的操作。本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)HMI操作數(shù)據(jù) 124的基于規(guī)則的分析以前攝地識(shí)別HMI 12可能在將來操作期間遇到的潛在難題。通過 使用公開的基于規(guī)則的方式，規(guī)則中編碼的專家知識(shí)可以在一隊(duì)HMI設(shè)備內(nèi)被快速地應(yīng)用 以診斷HMI問題而未實(shí)際地需要直接專家注意，并且與這些HMI問題有關(guān)的知識(shí)和解決方 案可以在該隊(duì)內(nèi)容易被共享和測(cè)試。公開的實(shí)施例提供一個(gè)或者多個(gè)報(bào)告22、比如HMI健 康評(píng)估報(bào)告136和HMI配置報(bào)告138,該一個(gè)或者多個(gè)報(bào)告可以包括配置信息以及用于HMI 12的被前攝地識(shí)別的難題和推薦的解決方案。公開的實(shí)施例也可以包括可以基于這些報(bào)告 22周期性地更新的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部件、比如健康顧問數(shù)據(jù)庫(kù)16和知識(shí)庫(kù)20從而連續(xù)地?cái)U(kuò)展健 康顧問系統(tǒng)10的能力。另外，使用報(bào)告22, HMI健康顧問系統(tǒng)10可以實(shí)現(xiàn)HMI 12的健康 的最新預(yù)報(bào)并且可以用來得出用于HMI12和/或工業(yè)控制系統(tǒng)14的NPI 28、RCA30、工程 設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)32和/或收入機(jī)會(huì)34。
[0047]這一書面描述使用示例以公開本發(fā)明、包括最佳實(shí)施方式并且也使本領(lǐng)域任何技 術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明、包括制成和使用任何設(shè)備或者系統(tǒng)并且執(zhí)行任何結(jié)合的方法。本 發(fā)明的可專利范圍由權(quán)利要求限定并且可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。這樣的 其它示例旨在于如果它們具有未與權(quán)利要求的字面語言不同的結(jié)構(gòu)單元或者如果它們包 括具有與權(quán)利要求的字面語言的非實(shí)質(zhì)不同的等效結(jié)構(gòu)單元?jiǎng)t在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種系統(tǒng)，包括： 人機(jī)接口（HMI)健康顧問系統(tǒng)，所述人機(jī)接口（HMI)健康顧問系統(tǒng)包括： 包括處理器的健康顧問套件，所述處理器被配置為： 接收關(guān)于HMI設(shè)備的操作數(shù)據(jù)，其中所述操作數(shù)據(jù)包括配置數(shù)據(jù)、日志數(shù)據(jù)或者其組 合； 向所述操作數(shù)據(jù)應(yīng)用多個(gè)規(guī)則以前攝地確定HMI問題； 從對(duì)HMI問題的多個(gè)已知解決方案中識(shí)別對(duì)所述HMI問題的解決方案； 基于接收的所述配置數(shù)據(jù)生成用于所述HMI設(shè)備的配置報(bào)告；以及 生成用于所述HMI設(shè)備的健康評(píng)估報(bào)告，其中所述健康評(píng)估報(bào)告包括所述HMI問題和 對(duì)所述HMI問題的所述解決方案。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述配置數(shù)據(jù)包括關(guān)于在所述HMI設(shè)備上 安裝的多個(gè)硬件和軟件部件的細(xì)節(jié)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，關(guān)于在所述HMI設(shè)備上安裝的所述軟件部 件的所述細(xì)節(jié)包括操作系統(tǒng)（0S)版本、0S服務(wù)包版本、驅(qū)動(dòng)程序版本、應(yīng)用版本、應(yīng)用服務(wù) 包版本或者其組合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，關(guān)于在所述HMI設(shè)備上安裝的所述硬件部 件的所述細(xì)節(jié)包括硬件部件類型、硬件部件版本、硬件部件銷售商或者其組合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述日志數(shù)據(jù)包括關(guān)于所述HMI設(shè)備在操 作期間經(jīng)歷的多個(gè)硬件事件、軟件事件、用戶事件或者其組合的細(xì)節(jié)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述健康顧問套件被配置為從所述HMI健 康顧問系統(tǒng)的操作者接收關(guān)于所述HMI設(shè)備的所述操作數(shù)據(jù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述HMI健康顧問系統(tǒng)包括健康顧問數(shù)據(jù) 庫(kù)，所述健康顧問數(shù)據(jù)庫(kù)被配置為： 存儲(chǔ)所述多個(gè)規(guī)則； 向所述健康顧問套件提供所述多個(gè)規(guī)則； 從所述健康顧問套件接收所述配置報(bào)告、所述健康評(píng)估報(bào)告或者二者；以及 基于所述配置報(bào)告、所述健康評(píng)估報(bào)告或者這二者更新存儲(chǔ)的所述多個(gè)規(guī)則。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述健康顧問數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的所述多個(gè)規(guī) 則包括多個(gè)"如果...貝U "規(guī)則，并且所述健康顧問套件被配置為向接收的操作數(shù)據(jù)應(yīng) 用所述多個(gè)"如果...貝U "規(guī)則以前攝地確定所述HMI問題。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述HMI健康顧問系統(tǒng)包括知識(shí)庫(kù)，所述 知識(shí)庫(kù)被配置為： 存儲(chǔ)對(duì)HMI問題的多個(gè)已知解決方案； 向所述健康顧問套件提供所述多個(gè)已知解決方案； 從所述健康顧問套件接收所述配置報(bào)告、所述健康評(píng)估報(bào)告或者這二者；以及 基于接收的所述配置報(bào)告、所述健康評(píng)估報(bào)告或者二者更新存儲(chǔ)的所述多個(gè)已知解決 方案。
10. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括所述HMI設(shè)備，其中所述HMI設(shè) 備被配置為提供用于操作者可視化和控制工業(yè)控制系統(tǒng)的接口，并且工業(yè)系統(tǒng)包括氣化系 統(tǒng)、渦輪系統(tǒng)、氣體處理系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)或者其任意組合。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述健康顧問套件被配置為周期性地接 收關(guān)于所述HMI設(shè)備的更新的操作數(shù)據(jù)、至少部分基于所述更新的操作數(shù)據(jù)生成用于所述 HMI的更新的健康評(píng)估報(bào)告。
12. -種方法，包括： 經(jīng)由電子設(shè)備的處理器從人機(jī)接口（HMI)設(shè)備接收配置數(shù)據(jù)、日志數(shù)據(jù)或者這二者； 經(jīng)由所述處理器向所述配置數(shù)據(jù)、所述日志數(shù)據(jù)或者這二者應(yīng)用多個(gè)規(guī)則以預(yù)測(cè)用于 所述HMI設(shè)備的一個(gè)或者多個(gè)潛在將來維護(hù)問題； 經(jīng)由所述處理器從針對(duì)用于所述HMI設(shè)備的所述一個(gè)或者多個(gè)潛在將來維護(hù)問題的 多個(gè)已知解決方案中確定一個(gè)或者多個(gè)對(duì)應(yīng)解決方案；以及 報(bào)告所述HMI設(shè)備的健康評(píng)估，其中所述健康評(píng)估包括用于所述HMI設(shè)備的所述一個(gè) 或者多個(gè)潛在將來維護(hù)問題和所述一個(gè)或者多個(gè)對(duì)應(yīng)解決方案。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，包括從健康顧問數(shù)據(jù)庫(kù)接收所述多個(gè) 規(guī)則和從知識(shí)庫(kù)接收所述多個(gè)解決方案。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，包括至少部分基于所述健康評(píng)估來更 新所述健康顧問數(shù)據(jù)庫(kù)中的所述多個(gè)規(guī)則和更新來自所述知識(shí)庫(kù)的所述多個(gè)解決方案。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，基于從所述HMI設(shè)備接收的所述配置數(shù) 據(jù)生成用于所述HMI設(shè)備的配置報(bào)告，其中所述配置報(bào)告包括關(guān)于在所述HMI設(shè)備上安裝 的多個(gè)硬件和軟件部件的細(xì)節(jié)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述健康評(píng)估包括所述HMI設(shè)備與一個(gè) 或者多個(gè)產(chǎn)品手冊(cè)、產(chǎn)品服務(wù)公告、計(jì)算機(jī)安全報(bào)警、北美電力可靠性公司（NERC)推薦或 者其組合的相符性的測(cè)量。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述HMI設(shè)備是具有冗余度的HMI設(shè) 備，并且所述HMI健康評(píng)估包括所述HMI設(shè)備的所述冗余度的評(píng)估。
18. -種包括電子設(shè)備的處理器可執(zhí)行的指令的非瞬態(tài)、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述指令包 括用于以下操作的指令： 接收用于進(jìn)行人機(jī)接口（HMI)設(shè)備的健康評(píng)估的命令； 接收關(guān)于人機(jī)接口（HMI)設(shè)備的操作數(shù)據(jù)； 從健康顧問數(shù)據(jù)庫(kù)接收多個(gè)規(guī)則； 向所述操作數(shù)據(jù)應(yīng)用所述多個(gè)規(guī)則以預(yù)測(cè)涉及所述HMI設(shè)備的將來難題； 至少部分基于涉及所述HMI設(shè)備的所述將來難題從知識(shí)庫(kù)接收多個(gè)已知解決方案； 提供健康評(píng)估報(bào)告，其中所述健康評(píng)估報(bào)告包括所述HMI設(shè)備的所述將來難題和所述 多個(gè)已知解決方案中的一個(gè)或者多個(gè)已知解決方案。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的介質(zhì)，其特征在于，所述指令包括用于以下操作的指令： 接收用于進(jìn)行所述HMI設(shè)備的冗余度評(píng)估的命令； 向所述操作數(shù)據(jù)應(yīng)用所述多個(gè)規(guī)則以便確定所述HMI設(shè)備的冗余度的有效性的測(cè)量； 以及 提供所述健康評(píng)估報(bào)告，其中所述健康評(píng)估報(bào)告包括所述HMI設(shè)備的所述冗余度的所 述有效性的所述測(cè)量。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的介質(zhì)，其特征在于，所述操作數(shù)據(jù)從所述HMI設(shè)備被取回而 基本上不中斷所述HMI設(shè)備的操作。
【文檔編號(hào)】G05B23/02GK104412190SQ201380035046
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2013年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月24日
【發(fā)明者】K.T.麥卡錫, R.P.拉徹帕利, A.斯里瓦斯塔瓦, G.班納吉 申請(qǐng)人:通用電氣公司