一種面向工業(yè)大數(shù)據(jù)的知識表示及其自動化應(yīng)用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于信息處理領(lǐng)域，具體涉及一種面向工業(yè)大數(shù)據(jù)的知識表示及其自動化 應(yīng)用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 以石化、冶金為代表的工業(yè)行業(yè)經(jīng)過多年建設(shè)和發(fā)展，數(shù)字化、信息化已經(jīng)滲透進(jìn) 工業(yè)生產(chǎn)的每個角落，數(shù)據(jù)量的快速增長和深度應(yīng)用已經(jīng)處于量變到質(zhì)變的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，快 速獲取信息能力、及時準(zhǔn)確分析及評估信息的能力成為流程工業(yè)企業(yè)核心競爭要素。
[0003]要發(fā)揮流程工業(yè)大數(shù)據(jù)的價值，需要解決的問題包括：（1)知識建模復(fù)雜，知識模 型異構(gòu)。以石化行業(yè)為例，包括機(jī)理模型、業(yè)務(wù)規(guī)則、專家經(jīng)驗等不同類型的知識，難以集成 使用。（2)知識執(zhí)行過程有較強(qiáng)的時間約束，數(shù)據(jù)處理時效性強(qiáng)。如工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行是以工業(yè) 現(xiàn)場大量的實(shí)時傳感數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的，處理的時限要求高，業(yè)務(wù)的復(fù)雜性和需求變化導(dǎo)致標(biāo) 準(zhǔn)業(yè)務(wù)流程的適應(yīng)能力較弱，需要更為高效的知識應(yīng)用框架。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種面向工業(yè)大數(shù)據(jù)的 知識表示及其自動化應(yīng)用方法。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：
[0006] -種面向工業(yè)大數(shù)據(jù)的知識表示及其自動化應(yīng)用方法，其步驟為：
[0007] 1)對工業(yè)企業(yè)中的每一類知識資源創(chuàng)建一對應(yīng)類別的智能對象，得到一智能對象 庫；
[0008] 2)針對每一設(shè)定業(yè)務(wù)問題定義相應(yīng)的各種判定條件和計算模型，建立該業(yè)務(wù)問題 的知識自動化規(guī)則；
[0009] 3)根據(jù)該業(yè)務(wù)問題的知識自動化規(guī)則和業(yè)務(wù)邏輯，創(chuàng)建該業(yè)務(wù)問題的業(yè)務(wù)流程； [0010] 4)根據(jù)該業(yè)務(wù)流程開始節(jié)點(diǎn)的配置從該工業(yè)企業(yè)實(shí)時信息數(shù)據(jù)中確定出要處理 的事件數(shù)據(jù)，然后根據(jù)該事件數(shù)據(jù)生成事件語句發(fā)送給事件引擎；
[0011] 5)事件引擎根據(jù)收到的事件語句從該業(yè)務(wù)流程中查找匹配的節(jié)點(diǎn)或智能對象進(jìn) 行處理，并保存處理結(jié)果。
[0012] 進(jìn)一步的，所述智能對象為對應(yīng)知識資源的形式化描述，包括屬性、功能、接口的 三元組信息。
[0013] 進(jìn)一步的，所述屬性信息包括名稱、主題域、計算模型信息;所述功能信息用于明 確智能對象的構(gòu)建目標(biāo);所述接口信息包括智能對象的輸入、輸出接口，輸入接口中設(shè)有輸 入變量、輸出接口中設(shè)置有輸出變量。
[0014] 進(jìn)一步的，根據(jù)所述知識自動化規(guī)則中的計算模型從所述智能對象庫中選取所述 業(yè)務(wù)流程中需要調(diào)用的智能對象。
[0015] 進(jìn)一步的，所述業(yè)務(wù)流程包括流程控制節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)源、輸出節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)處理節(jié)點(diǎn)、智 能對象。
[0016] 進(jìn)一步的，所述流程控制節(jié)點(diǎn)包括開始節(jié)點(diǎn)、結(jié)束節(jié)點(diǎn)、if判定節(jié)點(diǎn)、case判定節(jié) 點(diǎn)、and_or判定節(jié)點(diǎn)；所述數(shù)據(jù)處理節(jié)點(diǎn)包括合并節(jié)點(diǎn)、選擇節(jié)點(diǎn)、去重節(jié)點(diǎn)、過濾節(jié)點(diǎn)、排 序節(jié)點(diǎn)、追加節(jié)點(diǎn)。
[0017] 進(jìn)一步的，按照企業(yè)一分廠一裝置的維度對工業(yè)企業(yè)知識資源進(jìn)行分類，創(chuàng)建每 一類知識資源的智能對象。
[0018] 進(jìn)一步的，所述裝置維度的知識資源包括智能對象庫、工藝基礎(chǔ)庫、文檔庫、知識 自動化;以所述工藝基礎(chǔ)庫中的工藝卡片信息設(shè)定所述判斷條件的上、下限值。
[0019] 進(jìn)一步的，通過一可視化組態(tài)環(huán)境創(chuàng)建該業(yè)務(wù)流程;所述智能對象庫設(shè)有一可集 成第三方建模工具構(gòu)建的智能對象的智能對象構(gòu)建模板。
[0020] 進(jìn)一步的，通過WebService或動態(tài)鏈接庫調(diào)用所述智能對象庫中的智能對象。
[0021] 本發(fā)明提供一種面向工業(yè)大數(shù)據(jù)的知識表示及其自動化應(yīng)用方法：
[0022] 從工業(yè)企業(yè)的數(shù)據(jù)源中獲取數(shù)據(jù)，構(gòu)建并維護(hù)智能對象，通過智能對象和規(guī)則抽 象化描述知識資源(如計算模型、操作手冊、工藝卡片等)和動作條件(如數(shù)據(jù)低于設(shè)定值時 報警），進(jìn)而形成智能對象庫，實(shí)現(xiàn)多源異構(gòu)知識管理，進(jìn)一步根據(jù)業(yè)務(wù)需求將規(guī)則與智能 對象組合構(gòu)建業(yè)務(wù)流程來表達(dá)不同業(yè)務(wù)邏輯，實(shí)現(xiàn)知識自動化應(yīng)用。
[0023] 所述智能對象是指工業(yè)企業(yè)中的知識資源在信息系統(tǒng)中的抽象描述，包括設(shè)備智 能對象、算法智能對象、業(yè)務(wù)智能對象等。以業(yè)務(wù)智能對象為例，其根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)形式 化表示為屬性、功能、接口的三元組，反映工業(yè)企業(yè)中典型單元設(shè)備運(yùn)行過程狀態(tài)及操作安 全性和有效性等其他特征；智能對象不局限于自身建模工具，還可通過接口集成第三方建 模工具構(gòu)建的智能對象，具有高度的可擴(kuò)展性。
[0024] 所述知識自動化規(guī)則定義了一個完整的解決設(shè)定業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理的計算服務(wù)流程 模型，它針對具體業(yè)務(wù)問題定義了各種判定條件和計算過程;規(guī)則由用戶定義并進(jìn)行修改， 可以由若干個獨(dú)立的規(guī)則組合成為能夠解決更多問題的規(guī)則;通過添加流程控制節(jié)點(diǎn)（開 始、結(jié)束、if判定、case判定、and_or判定等）、數(shù)據(jù)源(實(shí)時數(shù)據(jù)、關(guān)系數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)等）、輸出 節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)處理節(jié)點(diǎn)(合并、選擇、去重、過濾、排序、追加等）、智能對象(如業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)、算法節(jié) 點(diǎn))進(jìn)行數(shù)據(jù)流程創(chuàng)建、組合、調(diào)度和監(jiān)控，完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理邏輯。
[0025]所述智能對象庫由知識管理器進(jìn)行管理和維護(hù)，提供創(chuàng)建/導(dǎo)入、修改、刪除等操 作類型，以及智能對象更新的版本編號等。根據(jù)企業(yè)、分廠、裝置等不同粒度對各類對象進(jìn) 行管理。
[0026] 所述裝置類別下包含的工藝基礎(chǔ)庫、文檔庫相關(guān)內(nèi)容可根據(jù)模板將資料上傳導(dǎo) 入，實(shí)現(xiàn)對裝置所有相關(guān)知識的管理;構(gòu)建業(yè)務(wù)流程時，以工藝基礎(chǔ)庫中的工藝卡片信息來 設(shè)定規(guī)則的上下限值。
[0027] 所述知識自動化內(nèi)容根據(jù)業(yè)務(wù)需求，通過可視化組態(tài)環(huán)境將智能對象與規(guī)則串聯(lián) 實(shí)現(xiàn);新構(gòu)建的業(yè)務(wù)流程可稱為新的業(yè)務(wù)智能對象存儲在智能對象庫中，實(shí)現(xiàn)智能對象庫 的更新。業(yè)務(wù)流程是根據(jù)具體生產(chǎn)的業(yè)務(wù)處理邏輯構(gòu)建的，新構(gòu)建的業(yè)務(wù)流程可以看做一 個大的業(yè)務(wù)智能對象，一樣可以進(jìn)行調(diào)用，也遵循智能對象三元組的定義（屬性、功能、接 口）。
[0028] -種面向工業(yè)大數(shù)據(jù)的知識表示及其自動化應(yīng)用系統(tǒng)，包括智能對象、知識自動 化規(guī)則、知識庫管理器、知識庫運(yùn)行器四個部分，如圖1。
[0029] 所述智能對象是指工業(yè)企業(yè)中的知識資源在信息系統(tǒng)中的抽象描述，其根據(jù)工業(yè) 生產(chǎn)特點(diǎn)形式化表示為屬性、功能、接口的三元組，反映工業(yè)企業(yè)中典型單元設(shè)備運(yùn)行過程 狀態(tài)及操作安全性和有效性等其他特征;每個智能對象在構(gòu)建過程中定義輸入變量與輸出 變量，智能對象間通過預(yù)定義的輸入與輸出變量的匹配，實(shí)現(xiàn)不同智能對象的關(guān)聯(lián)。
[0030] 所述屬性指智能對象基本信息的描述，包括名稱、主題域、計算模型等信息;所述 功能描述是對智能對象整體功能的概括性描述，明確智能對象的構(gòu)建目標(biāo);所述接口描述 指對該智能對象的輸入、輸出接口進(jìn)行描述和表示，也對智能對象與外部環(huán)境之間的交互 信息進(jìn)行建模。
[0031] 所述知識自動化規(guī)則定義了一個完整的計算服務(wù)流程模型，它針對具體業(yè)務(wù)問題 定義了各種判定條件和計算模型，規(guī)則由用戶定義并進(jìn)行修改，可以由若干個獨(dú)立的規(guī)則 組合成為能夠解決更多問題的規(guī)則;通過可視化環(huán)境根據(jù)規(guī)則和業(yè)務(wù)問題對應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯 選取流程控制節(jié)點(diǎn)[如開始、結(jié)束、if判定(條件判斷）、case判定(多分支判斷）、and_or判定 (邏輯判斷)等]、數(shù)據(jù)源(實(shí)時數(shù)據(jù)、關(guān)系數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)等）、輸出節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)處理節(jié)點(diǎn)(合并、選 擇、去重、過濾、排序、追加等）、智能對象(如業(yè)務(wù)型智能對象、算法型智能對象)創(chuàng)建對應(yīng)業(yè) 務(wù)問題的業(yè)務(wù)流程。
[0032] 所述知識庫管理器是動態(tài)管理和集中協(xié)調(diào)智能對象庫、工藝基礎(chǔ)庫、文檔庫、知識 自動化的平臺，提供基本操作服務(wù)來滿足業(yè)務(wù)活動執(zhí)行的需要，包括創(chuàng)建/導(dǎo)入、修改、刪除 等操作類型，以及智能對象更新的版本編號等。本發(fā)明根據(jù)IEC/IS0 62264標(biāo)準(zhǔn)劃分知識管 理維度。以石化企業(yè)為例，按照"企業(yè)一分廠一裝置"的維度對知識庫內(nèi)容進(jìn)行分類，以裝置 為核心，每個裝置維度下分別包括智能對象庫、工藝基礎(chǔ)庫、文檔庫、知識自動化等內(nèi)容。
[0033] 所述智能對象庫不局限于自身建模工具構(gòu)建的智能對象，通過提供智能對象包 (即智能對象構(gòu)建模