用于利用监控数据与关键程度评估数据执行加工厂中的功能的方法和装置

具体实施方式

现在参照图1，加工厂10包括通过一个或更多通信网络与许多控制和维护系统互相连接的许多商业和其它计算机系统。加工厂10包括一个或更多过程控制系统12和14。过程控制系统12可以是传统的过程控制系统，例如PROVOX或RS3系统或者其它任何DCS，过程控制系统12包括操作员界面12A，该操作员界面12A连接到控制器12B和输入/输出(I/O)卡12C，该输入/输出(I/O)卡依次连接到各种现场设备，例如模拟和高速可寻址远程传感器(HART)现场设备15。可以是分布式过程控制系统的过程控制系统14，包括一个或更多操作员界面14A，操作员界面14A通过例如以太网总线的总线，连接到一个或更多分布式控制器14B。控制器14B可以是，例如由德克萨斯州奥斯汀市的费舍-柔斯芒特系统股份有限公司出售的DeltaV^TM控制器或者其它任何所需类型的控制器。控制器14B通过I/O设备连接到一个或更多现场设备16，例如HART或Fieldbus现场设备或者其它任何智能或非智能现场设备，其包括，例如那些使用PROFIBUS、WORLDFIP、Device-Net、AS-Interface以及CAN协议中任一个协议的设备。如已知的，现场设备16可以向控制器14B提供与过程变量以及与其它设备信息有关的模拟或数字信息。操作员界面14A可以存储并执行对该过程控制操作员来说可用的工具，用于控制包括例如控制优化器、诊断专家、神经网络、调谐电路等在内的过程的操作。

而且进一步地，维护系统，例如执行诸如费舍-柔斯芒特系统股份有限公司出售的AMS设备管理器之类的AMS应用程序或者其它任何设备监控和通信应用程序的计算机，可以连接到过程控制系统12和14或者连接到其中的各个设备，以执行维护和监控活动。例如，通过任何所需的通信线路或网络(包括无线或便携式设备网络)，维护计算机18可以连接到控制器12B和/或设备15，以便进行通信，并且在某些情况下，对设备15重配置或执行其它维护活动。类似地，维护应用程序，例如AMS应用程序，可以安装在与分布式过程控制系统14有关的一个或更多用户界面14A中，并由其运行，以执行维护和监控功能，包括采集与设备16的运行状况有关的数据。

加工厂10还包括各种转动设备20，例如涡轮、电机等，它们通过一些永久性的或暂时性的通信链路(例如，连接到设备20以进行读取并在之后移除的总线、无线通信系统或便携式设备)连接到维护计算机22。维护计算机22可以存储并执行已知的监控和诊断应用程序23，例如由田纳西州诺克斯维尔市的CSi系统出售的RBMwareTM、费舍-柔斯芒特系统股份有限公司出售的AMS机器管理器或其它任何已知的用于诊断、监控以及优化转动设备20的运行状态的应用程序。维护人员通常使用应用程序23来维护并检查工厂10中转动设备20的性能，以确定转动设备20的问题并确定何时以及是否必须要修理或替换转动设备20。

类似地，具有与加工厂10有关的发电和配电设备25的发电和配电系统24，通过例如总线连接到其它计算机26，计算机26运行并检查加工厂10中的发电和配电设备25的操作。计算机26可以执行已知的电力控制和诊断应用程序27，例如那些由Liebert以及ASCO或其它公司提供的应用程序，以控制和维护发电和配电设备25。

提供了计算机系统30，它通信连接至与工厂10中的各种功能系统有关的计算机或接口，所述功能系统中包括过程控制功能12和14、诸如在计算机18、14A、22和26中实现的那些功能之类的维护功能，以及商业功能。特别地，计算机系统30通过总线32通信连接至传统的过程控制系统12以及与该控制系统有关的维护接口18、连接至分布式过程控制系统14的过程控制和/或维护接口14A、连接至转动设备维护计算机22以及发电和配电计算机26。总线32可以利用任何所需的或适当的局域网(LAN)或广域网(WAN)协议来提供通信。可替换地或附加地，计算机系统30、过程控制系统12、分布式过程控制系统14、维护接口18、过程控制和/或维护接口14A、转动设备维护计算机22和/或发电和配电计算机26可以通过互联网互相连接并且通过兼容互联网的协议进行通信。因此，通过一个或更多用于查看和控制工厂10中的各种系统、计算机和例程的远程设施，工厂10可以提供有查看和控制功能。

另外，远程监控设施可以通过因特网通信连接至工厂10，以访问附加的分析和诊断资源。在一个示例中，工厂10可以连接至故障防御计划系统，该故障防御计划系统包括分析各种工厂资产并根据这些资产对工厂或对工厂中系统的重要性区分资产的优先级，从而提供关键程度数据。

如图1所示，计算机30还通过相同或不同的网络总线32连接至商业系统计算机和维护计划计算机35和36，所述计算机35和36可以执行例如企业资源计划(ERP)、材料资源计划(MRP)、包括例如费舍-柔斯芒特系统股份有限公司出售的SAP和Maximo之类的工作订单生成和跟踪工具的计算机维护管理系统(CMMS)、会计、生产和客户订购系统、维护计划系统，或其它任何所需的商业应用程序，例如零件、供给和原材料订购应用程序、生产调度应用程序等。工作订单和零件订单生成和追踪工具的一个示例公开在已于2002年2月28日递交的题为“Automatic Work Order/Parts OrderGeneration and Tracking(自动工作订单/零件订单生成和跟踪)”的美国专利申请No.10/086,159中，并且通过引用特别将该申请合并于此。计算机30还可以通过例如总线32连接至工厂级LAN 37、公司WAN 38以及计算机系统40，该计算机系统40能够远程监控工厂10或者实现与工厂10的远程通信。

在一个实施例中，总线32上的通信利用XML/XSL协议发生。此处，来自计算机12A、18、14A、22、26、35、36等中的每个计算机的数据在XML/XSL包装器中包装并且发送至可以位于例如计算机30中的XML/XSL数据服务器。由于XML/XSL是描述性语言，服务器可以处理任何类型的数据。在服务器处，如果有必要的话，数据利用新的XML/XSL包装器封装，也就是说，该数据从一种XML/XSL模式映射到其它一种或更多的被创建来用于每个接收应用程序的XML/XSL模式。因此，每个数据始发方都能利用那种设备或应用程序理解或便利的模式包装它的数据，并且每个接收应用程序都能接收处于该接收应用程序使用或理解的不同模式下的数据。依据数据源和数据目的，服务器被配置成将一种模式映射到另一种模式。如果需要的话，服务器还可以基于数据的接收来执行某种数据处理功能或其它功能。在此处所描述的系统操作之前，创建映射和处理功能规则并将其存储在服务器中。以这种方式，可以将数据从任一应用程序发送至其它一个或更多的应用程序。

一般而言，计算机30存储并执行资产利用专家50，该资产利用专家50采集由过程控制系统12和14、维护系统18、22和26以及商业系统35和36所生成的数据和其它信息，还采集在这些系统的每一个系统中所执行的数据分析工具所生成的信息。资产利用专家50可以以例如目前由NEXUS提供的OZ专家系统为基础。不过，资产利用专家50可以是其它任何所需类型的专家系统，包括例如任何类型的数据挖掘系统。资产利用专家的示例公开在Eryurek等人(于2004年11月2日出版)的美国专利No.6,813,532中，由此通过引用特别将该申请合并于此。

资产利用专家50作为加工厂10中的数据和信息交换所运行，并且能够调整从一个诸如维护区域之类的功能区域到诸如过程控制或商业功能区域的另一功能区域的数据或信息的分配。资产利用专家50还可以利用所采集的数据来生成新的信息或数据，这种新的信息或数据能被分配到一个或更多与工厂10中的不同功能有关的计算机系统。再进一步地，资产利用专家50可以执行其它的利用所采集的数据来生成加工厂10中待使用的新型数据的应用程序或者检查这些应用程序的执行。

特别地，资产利用专家50可以包括或执行指标生成软件51，该指标生成软件创建与诸如过程控制设备和仪表设备、发电设备、转动设备之类的设备、单元、区域有关的指标，或者与工厂10中的诸如环路之类的过程控制实体有关的指标。然后，能将这些指标提供给过程控制应用程序以帮助优化过程控制，并且提供给商业软件或商业应用程序以给经营人员提供与工厂10的操作有关的更完整或更能理解的信息。资产利用专家50还能将维护数据(例如设备状态信息)和商业数据(例如与调度订单、期限等有关的数据)提供给与例如过程控制系统14有关的控制专家52，以帮助操作员进行诸如优化控制之类的控制活动。控制专家52可以位于例如用户界面14A中或其它任何与控制系统14有关的计算机中，或者如果需要的话可以位于计算机30内。

在一个实施例中，控制专家52可以是例如Schleiss等人(于2001年10月2日出版)的美国专利No.6,298,454和Schleiss等人(于2003年10月14日出版)的美国专利No.6,633,782中所描述的控制专家，由此通过引用特别将这两个申请合并于此。不过，在由这些控制专家执行的决策生成中，这些控制专家可以另外地并入和利用与加工厂10中的设备或其它硬件的状态有关的数据。特别地，在过去，软件控制专家通常只利用过程变量数据和一些有限的设备状态数据来给过程操作员提供决策或建议。利用资产利用专家50所提供的通信，尤其是与诸如由计算机系统18、14A、22和26以及与在这些计算机系统上实现的数据分析工具所提供的设备状态信息之类的设备状态信息有关的通信，控制专家52能接收设备状态信息，例如健壮性、性能、利用率和变化性信息，并将这些信息连同过程变量信息并入决策生成中。

另外，资产利用专家50能将与工厂10中控制活动的操作和设备的状态有关的信息提供给商业系统35和36，在这些商业系统处，例如诸如计算机维护管理系统之类的工作订单生成应用程序或程序54能基于工厂10中检测出的问题自动生成工作订单和零件订单，或者能基于正在进行的工作定购供应。类似地，资产利用专家50所检测到的控制系统中的变化可能使得商业系统3 5或36运行用于利用例如程序54执行调度和提供订单的应用程序。以相同的方式，能将客户订单等的变化输入到商业系统35或36之中，并且能将该数据发送至资产利用专家50并发送至控制例程或控制专家52，以引起控制中的变化，从而例如开始制造新定购的产品或者实现商业系统35和36中所进行的改变。当然，如果需要的话，每个连接至总线32的计算机系统可以在内部具有应用程序，这些应用程序从计算机中的其它应用程序获取适当数据并将该数据发送至例如资产利用专家50。

另外，资产利用专家50能将信息发送至工厂10中的一个或更多优化器55。例如，控制优化器55能位于计算机14A中，并且能运行一个或更多控制优化例程55A、55B等。可附加或可替换地，优化器例程55A可以存储在计算机30或其它任何计算机中，并且由这些计算机执行，因此所需要的数据可以由资产利用专家50来发送。资产优化器的一个示例是由费舍-柔斯芒特系统股份有限公司出售的AMS优化器。如果需要的话，工厂10还可以包括用于对工厂10的某些方面进行建模的模型56，并且这些模型56能由资产利用专家50或者诸如控制专家52之类的控制或其它专家执行，从而执行建模功能，其目的将在这里进行更详细地描述。不过，一般而言，模型56能用于确定设备、区域、单元、环路等的参数、检测故障传感器或其它故障设备、作为优化器例程55的部分，生成诸如用于工厂10中的性能指标和利用率指标之类的指标、执行性能或状况监控以及用于其它许多用途中。模型56可以是诸如由位于英国堤斯德(Teeside)的MDC技术公司制造和出售的模型之类的模型，或者是其它任何所需类型的模型。当然，还有其它许多位于工厂10中并能利用来自资产利用专家50的数据的应用程序，并且此处所描述的系统不局限于此处具体提到的应用程序。不过，总的来说，资产利用专家50通过在工厂10的所有功能区域之间实现数据分享和资产调整来帮助优化工厂10中所有资产的使用。

资产利用专家50在通过例如加工厂10中的总线32或其它任何通信网络在数据产生或以一定周期时间产生时接收数据。此后，周期性地或按需要地，资产利用专家50将所述数据再分配给其它应用程序，或者使用该数据产生其它在加工厂10的控制或操作的不同方面有用的信息并将该信息提供给工厂10中的其它功能系统。特别地，资产利用专家50可以供给数据以使指标生成例程51创建一系列与加工厂10中的一个或更多设备、单元、环路、区域或其它实体有关的复合指标，例如性能指标、利用率指标、健壮性指标和变化性指标。此处会更详细地描述这些指标。

模型的使用给商业应用程序、过程控制应用程序及资产维护和监控应用程序提供了许多新类型的数据或信息。特别地，这些模型能用于执行性能监控并生成用于指示工厂中设备、单元、区域等的相关性能的性能指标。该性能指标可以是与实体的可能性能有关的对该实体性能的测量结果。在设备和单元模型进行建模和执行的同时，可以对诸如环路、单元之类的过程控制实体的类似模型进行建模和执行，从而另外给这些类型的实体提供性能测量结果和优化标准。而且，在一些情况下，模型可以用于测量或指示某些设备或其它实体的健壮性，并提供表示这些实体的健壮性指标。例如，由用于某些模型的回归分析所确定的某些输入和输出传感器的误差测量结果，可以用作这些设备健壮性的指示或者转换成这些设备健壮性的指示。而且，其它无法以另外方式用于过程控制器的信息，例如模型参数和基于模型的虚拟传感器测量结果，可以提供给过程控制器或者经营人员，以各种方式使用。

除了性能和健壮性指标之外，资产利用专家50能帮助指标生成例程51创建其它类型的指标，例如利用率指标和变化性指标。变化性指标指示输入到设备、环路、单元等中或从其中输出的某一信号或者与设备、环路、单元等有关的某一其它参数与该信号或参数的期望变化程度相比的变化程度。创建该变化性指标需要的数据可以由资产利用专家50来采集，并在任何所需时刻或方便时刻提供至指标生成例程51。当然，信号或参数的正常变化量可以由对实体熟悉的制造商、工程师、操作员或维护人员来设置，或者可以以与工厂内的该实体或其它类似实体相关的统计测量值(例如平均值、标准偏差等)为基础，并且这种正常偏差或期望偏差可以由指标生成例程51来存储或者在指标生成例程51中更新。

利用率指标以一种形式或以另外的形式追踪或反映各个设备、单元、环路或其它实体的利用率，并且可以基于先前确定的基准点或运行目标提供一些关于这些实体是被过利用还是没有被过利用的指示。利用率指标能基于所测量到的实际设备的使用状态来生成。例如，可以测量设备在过程中的使用频繁程度或该设备处于空闲的频繁程度，并且可以将该指标与该实体的期望利用率进行比较，以确定该实体是被过利用还是没有被过利用。利用率指标可以识别那些不象它们本来可以或应该使用那么频繁地使用或者从另一方面来说被使用的太多从而被过使用的设备、单元、环路等。在一些情况下，利用率指标可以基于针对特定设备的适当使用或所需使用而作出的商业决策来确定。

此外，一般而言，一个或更多用户界面例程58能存储在工厂10的一个或更多计算机中，并且由所述一个或更多计算机来实现。例如，计算机30、用户界面14A、商业系统计算机35或其它任何计算机可以运行用户界面例程58。每个用户界面例程58能接收或定制来自资产利用专家50、AMS应用程序、维护计算机18和20、商业计算机35和36、故障防御计划评估等的信息，并且同一集合或不同集合的数据可以被发送至每个用户界面例程58。用户界面例程58中的任一个能使用不同的屏幕向不同的用户提供不同类型的信息。例如，用户界面例程58中的一个可以提供一个屏幕或一组屏幕给控制操作员或经营人员，以使此人能够设置约束条件或选择最优变量以用于标准控制例程或控制优化器例程中。用户界面例程58可以提供控制指导工具，该控制指导工具使用户能够获取关于设备状态、控制环路状态、单元状态等的信息，例如有关状态和关键程度的信息，并且在该信息由加工厂10中的其它软件检测到时，该控制指导工具使得用户能够容易地观看有关这些实体问题的信息。此外，控制指导工具允许操作员或其它任何人查看与解决所检测到的或预测到的工厂资产问题有关的状态和修改维护程序，包括由CMMS所提供的维护程序和校正措施，诸如工作订单、零件订单或其它校正措施。

用户界面例程58还可以利用工具23和27、诸如AMS应用程序的维护程序、其它任何维护程序所提供或生成的或者由模型和资产利用专家50协力生成的性能监控数据来提供性能监控屏幕。当然，用户界面例程58可以给任何用户提供访问工厂10的任一或所有功能区域中所用的优选项或其它变量的机会，并且使用户能够改变这些优选项或其它变量。

现在参照图2，提供了用于示出资产监控和维护系统60与其它数据工具或数据源之间的某一数据流的数据流程图。具体地，资产监控和维护系统60可以从若干数据采集器或数据源接收监控信息，所述数据采集器或数据源例如多路复用器、变送器、传感器、手持设备、控制系统、射频(RF)收发机、在线控制系统、在线监控系统、网络服务器、历史数据库、加工厂10中的控制模块或其它控制应用程序、诸如用户接口和I/O接口之类的接口以及诸如总线(例如Fieldbus、HART和以太网总线)、阀、收发机、传感器、服务器和控制器之类的数据服务器以及其它诸如过程仪表、转动设备、电气设备、发电设备、变速驱动器之类的工厂资产。这种数据能以该数据如何由其它功能系统生成或使用为基础采取任何所需的形式。更进一步地，这种数据可以利用任何所需或适当的诸如以上所述的XML协议之类的数据通信协议和通信硬件被发送至资产监控和维护系统60。不过，一般而言，工厂10会被配置成使得资产监控和维护系统60从一个或更多的数据源自动接收特定种类的数据。

而且，资产监控和维护系统60从诸如当今所提供的典型维护数据分析工具之类的数据分析工具、诸如那些与设备有关的性能追踪工具、以及如同以上所述美国专利No.6,298,454和No.6,633,782中所描述的用于过程控制系统的性能追踪工具接收信息。数据分析工具还可以包括例如，用于检测特定类型问题的根本原因的根本原因应用程序，例如美国专利No.6,017,143中所描述的事件检测，例如通过引用特别合并于此的Eryurek等人(于2002年5月28日出版)的美国专利No.6,387,114所公开的调节环路诊断，例如通过引用特别合并于此的Eryurek等人(于2003年11月25日出版)的美国专利No.6,654,697所描述的脉冲线路堵塞检测应用程序，其它堵塞线路检测应用程序，设备状态应用程序，在线监控设备，设备配置应用程序，设备存储器、历史数据库和信息显示工具，诸如AMS设备管理器和AMS机器管理器之类的在线监控工具，以及资源管理器(Explorer)应用程序和跟踪记录应用程序。可以进一步从资产利用专家50接收监控数据和分析数据，包括从上述使用指标接收监控数据和分析数据。

进一步地，资产监控和维护系统60能从维护应用程序66接收与加工厂10中的维护活动有关的维护数据，包括从CMMS和其它工作订单生成例程54接收。例如，资产监控和维护系统60可以接收与维护应用程序66所生成的工作订单和零件订单有关的数据，包括有关订单的细节，诸如订单需求之类、订单状态、有关人员、有关零件、资产维护程序、订单生成的时间和日期、等等。资产监控和维护系统60所接收到的另外信息包括与资产的问题或预测到的问题有关的细节以及用于提示订单的告警或报警。

更进一步地，资产监控和维护系统60能从例如先进控制专家52的过程控制数据分析工具、例如通过引用特别合并于此的Wojsznis等人(于2004年4月13日出版)的美国专利No.6,721,609所描述的以及通过引用特别合并于此的Blevins等人(于2002年9月3日出版)的美国专利No.6,445,963所描述的模型预测控制过程例程、调谐例程、模糊逻辑控制例程和神经网络控制例程接收数据和任何信息，以及从虚拟传感器接收数据和任何信息，所述虚拟传感器例如为通过引用特别合并于此的Qin等人的美国专利No.5,680,409所描述的，并且该虚拟传感器可以位于工厂10中。

更进一步地，资产监控和维护系统60可以从数据分析工具、油分析中接收信息，所述数据分析工具与例如转动设备的在线振动、RF无线传感器和手持数据采集单元有关，所述油类分析与转动设备、热成像、超声波系统以及激光校正和平衡系统有关，所有这些均可以与加工厂10中转动设备的检测问题或状态有关。这些工具目前在本领域中是已知的，因此不在此处进行进一步的描述。

更进一步地，资产监控和维护系统60可以接收与电力管理和电力设备以及电源有关的数据，例如图1中的应用程序23和27，其可以包括任何所需的电力管理和电力设备监控和分析工具。资产监控和维护系统60可以从中接收数据的另外数据源包括：控制例程62，其可以位于过程控制器或与这些控制器有关的接口中，并且可以提供除了以上所提供数据之外的过程控制数据；优化器55，其可以提供优化数据；模型56，其可以提供以上所述的指标和过程性能数据；商业应用程序64；等等。

此外，资产监控和维护系统60可以接收来自故障防御计划评估68的关键程度数据，该故障防御计划评估68可以经由工厂10中的数据库提供或者作为远程服务来提供。一般而言，故障防御计划评估通常以资产由其它资产组成这样的层次来构造。例如，加工厂中的各种设备或装置可以以物理和/或逻辑组的方式互连，以创建诸如控制环路之类的逻辑过程。同样地，控制环路可以与其它控制环路和/或设备互连，以创建子单元。子单元可以与其它子单元互连以创建单元，而该单元也可以与其它单元互连以创建区域。加工厂一般包括互连区域，而商业实体一般包括可以互连的加工厂。结果，加工厂包括若干级别的具有互连资产的层次，而商业企业可以包括互连的加工厂。这种结构允许用户查看和管理工厂10并且维护工厂10中的系统和资产的活动。相应的关键程度数据与工厂10中资产的重要性有关，并且在查看状态信息和进行维护决策时很有用。

关键程度数据可以作为由维修人员所做的现场评估的结果来提供，例如田纳西州诺克斯维尔市的CSi系统所提供的故障防御计划服务，其包括评估工厂中各种资产以及确定这些资产对工厂中其它操作的影响，所述操作包括但不局限于过程控制操作、商业功能和维护功能。例如，某个设备(例如，处于关键位置的阀)被认为是较之该设备是其中部件的较大的环路、子单元、单元、区域、工厂等更重要。如果所述设备出了故障，则较之其它设备(例如转动设备)出故障的情况，会对所述环路、子单元、单元、区域等有更大的影响。因此，这种设备会得到超过其它设备的优先权。这样，其余设备在所述环路、子单元、单元或区域中可以具有不同的重要程度。这些现场评估得出以下结论：这种设备具有更大的影响，从而在工厂中更重要。这种设备的关键程度数据反映了这样的事实：该设备比其它设备更重要，并且可以被表示成诸如维护优先权指标之类的定量解释。

在一个示例中，资产监控和维护系统60使用从以上数据源接收的数据来检查工厂10或商业实体中各种处于不同层次的资产的状态。特别是，通过将资产状态信息和关键程度数据从完全不同的源采集到一公共源，资产监控和维护系统60允许多个用户结合关键程度数据来查看设备的状态信息，从而提供设备对环路、子单元、单元、区域、工厂等重要性的改进性理解。由于资产监控和维护系统60允许用户查看处于不同层次的资产，因此用户可以进一步结合环路的重要性来查看该环路的状态、以及结合子单元的重要性来查看该子单元的状态，等等。这样，用户能够响应于各种资产的状态来制定具有更多信息的决策。

更进一步地，资产监控和维护系统60可以将数据提供给企业资源计划工具，例如通常用于商业解决方案或商业计算机35和36中的那些工具。这些应用程序可以包括：用于控制产品计划和原料资源计划的产品计划工具；用于自动生成商业应用程序中所用的零件订单、工作订单或供应订单的工作订单生成工具54；等等。当然，可以利用资产监控和维护系统60自动完成零件订单、工作订单和供应订单的生成，如下文进一步描述的那样，这样减少了识别出资产需要被修理所需要的时间以及接收提供与维护问题有关的校正行为所需要的零件所花费的时间。

资产监控和维护系统60还可以将信息提供给维护系统应用程序66，从而不仅立即向维护人员警告有关问题，还采取校正问题所需要的诸如定制工作、零件等的校正措施。更进一步地，新模型56可以利用多种类型的信息来生成，所述信息可用于资产监控和维护系统60但是先前不可用于任一系统。当然，从图2将会理解的是，资产监控和维护系统60不仅从数据模型和分析工具接收信息或数据，而且从企业资源工具、维护工具和过程控制工具接收信息并将信息提供给这些工具。例如，资产监控和维护系统60可以将数据返回提供给控制专家52、资产利用专家50、商业应用程序64、优化器55、维护系统66、控制例程62、模型56和工厂10中的其它系统和应用程序，从而对加工厂10中任一级别的层次执行改进的诊断和分析、优化、维护决策、商业决策、过程控制决策等。例如，资产利用专家50、优化器55、控制专家52、控制例程62和过程控制操作员可以通过更好地理解工厂资产相对其重要性的状态，来制定与工厂10中的优化有关的改进决策。同样地，维护系统66、工作订单生成例程54和维护人员可以制定改进的维护决策，例如修理或维护资产的顺序、工作订单或零件订单的生成和适宜性，等等。商业应用程序64和商业人员可以使用来自资产监控和维护系统60的数据来制定与产品、供应订单等有关的改进的商业决策。

此外，资产监控和维护系统60检查(并且可以实际执行)工厂10中的校正措施，包括CMMS、工作订单生成例程54、维护系统应用程序66等所提供的校正措施。如上所述，维护人员可以制定与待维修的资产有关的改进决策，包括区分工作订单和零件订单优先次序以用于补救资产的问题。此外，维护人员或其它用户可以查看CMMS、工作订单生成例程54、维护系统应用程序66等所生成的工作订单和零件订单的状态，并且基于这些订单的状态制定决策。基于资产的关键程度，已经生成但仍未执行的工作或零件订单可与被给予新的优先权，例如加快状态不佳的重要资产的订单，或者另外基于相应资产的重要性重新调度订单。进一步，订单的细节可以由用户基于资产的状态和重要性进行修改，包括定制另外的或不同的部件、另外的工作、修改维护活动的频率、指派另外或不同的维护人员来修理资产，等等。因此，用户不仅可以追踪工厂10中的维护活动，而且可以更好地优化工厂10中的维护活动，并且不仅可以基于资产的状态而且还可以基于资产对环路、子单元、单元、区域或工厂的重要性来指导维护活动。

在一个示例中，资产监控和维护系统60可以包括专家机，该专家机可以包括一组利用状态数据、维护数据和/或关键程度数据来执行以上活动的规则，所述活动包括监控现有订单或其它维护活动、修改现有维护活动、启动新维护活动、重新区分维护活动的优先次序，等等。在一个示例中，资产监控和维护系统60的专家机可以与工作订单生成例程54类似。结果，具有不佳状态指示的重要资产可以自动引起问题的分析，以确定原因并生成解决方案。所述解决方案可以由CMMS或其它维护应用程序66在之前开发并从中接收到的维护程序为基础。这样，资产监控和维护系统60可以自动生成指向问题细节的适当工作订单和/或零件订单，包括给所述问题指派特定维护人员、定制特定零件来解决所述问题等，以及将订单传送给适当人员、部件供应商等。作为替换地，由CMMS或工作订单生成例程54在之前生成的工作订单或零件订单可以由资产监控和维护系统60进行自动修改，从而提供对工厂10中问题的更优响应并且更好地利用维护资源。

而且，一个或更多协同的用户界面例程58可以与资产监控和维护系统60以及工厂10中的其它任何应用程序通信，以给操作员、维护人员、经营人员等提供帮助以及可视化。操作员和其它用户可以使用协同的用户监控例程58来执行或实现预测控制、改变工厂10的设置，查看工厂10中的帮助，或者执行其它任何与资产监控和维护系统60所提供的信息有关的活动。如上所述，用户界面例程58可以包括操作员指导工具，该工具接收来自资产监控和维护系统60的信息，该消息能由操作员或其它用户使用，以帮助执行许多诸如查看过程或过程中设备的状态之类的功能，以及查看校正措施的状态、启动新校正措施、修改现有校正措施等。更进一步地，用户界面例程58可以用于查看数据或者通过例如资产利用专家50和故障防御计划评估68从加工厂10其它部件中的任一工具获取数据。例如，管理者可能想要知道过程中正在发生的事情或者可能需要有关加工厂10的高级信息以进行战略计划。

用户界面例程58提供与此处所述的资产监控和维护系统60集成在一起的图形用户界面(GUI)，以便于用户与资产监控和维护系统60所提供的各种监控和维护功能进行交互。不过，在更详细地论述GUI之前，应该认识到的是，GUI可以包括一个或更多利用任何适合的编程语言和技术实现的软件例程。进一步，构成GUI的这些软件例程可以在单个处理站或单元中，例如工厂10中的工作站、控制器等中进行存储和处理，作为替换地，GUI的软件例程可以分布式方式利用多个在资产监控和维护系统60中彼此通信连接的处理单元进行存储和执行。例如，用户界面例程58和GUI可以作为基于网络的软件例程的一部分进行合并，以允许用户通过网络连接，例如通过工厂级LAN 37、因特网或其它通信系统来查看状态、关键程度和维护数据，从而允许用户在远离设备、环路、单元、区域等的位置，或者甚至远离加工厂10的位置查看有关设备、环路、单元、区域等的状态、关键程度和任何相关的校正措施。例如，可以将报告或者其概述发送至电话、寻呼机、电子邮件等。这在时间对于报告来说重要的(例如设备故障报警)情况下可能尤其有用。可允许用户通过连接至寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理、电子邮件地址、膝上型计算机、台式计算机或其它任何类型的设备或硬件平台的通信系统查看数据的方法和系统的示例，可以参见已于2002年4月15日递交的题为“Web Services-Based Communications For Use With ProcessControl Systems(与过程控制系统一起使用的基于网络服务的通信)”的美国专利申请No.10/123,445，此申请通过引用特别合并于此。

优选地，但不是必需地，GUI可以利用类似的基于图形窗口的结构和外观来实现，其中多个互连图形视图或页面包括一个或更多下拉菜单，该菜单使得用户能够以所需的方式导航所述页面，从而查看和/或检索特定类型的信息。上述资产监控和维护系统60的特征和/或功能可以通过GUI的一个或更多相应页面、视图或显示进行表示、访问、调用等。而且，构成GUI的各种显示可以以逻辑方式互连，以便于用户快速和直观地导航所述显示，从而检索特定类型的信息或者访问和/或调用资产监控和维护系统60的特定功能。

一般而言，此处所述GUI提供关于商业实体、加工厂10、过程控制区域、单元、环路、设备等的直观图形描述或显示。这些图形显示中的每一个均可以包括与GUI正显示的特定视图有关的数字和/或描述性状态信息和关键程度信息。例如，描述过程控制区域的显示可以提供一组反映该区域(即，过程控制系统处于特定级别设备层次的部分)状态的指标以及维护优先权指标或该区域关键程度的其它数量化表示。另一方面，描述设备的显示可以提供一组状态指标以及与该特定设备有关的关键程度指标。在任何情况下，用户可以使用任何视图、页面或显示中所显示的状态信息和关键程度信息来快速评估该显示中所描述的任一设备、环路等中是否存在问题以及评估所述问题的最优响应。

此外，此处所述GUI可以自动或者可以响应于用户的请求将维护信息提供给用户。维护信息可以由资产监控和维护系统60的任一部分来提供。类似地，GUI可以显示报警信息、过程控制信息等，这些信息也可以由资产监控和维护系统60来提供。更进一步，GUI可以结合工厂10中已发生的问题或者将要发生的问题将消息提供给用户。这些消息可以包括图形和/或文本信息，其描述问题、提出可以被执行以缓解当前问题或者可以被执行以避免潜在问题的对系统的可能改变、描述试图校正或避免问题的措施的过程，等等。

图3是可以由GUI提供的图形显示的示范性描述，以提供状态、关键程度和校正措施数据给用户从而快速分析商业实体或工厂10中已经被确定为具有高优先级维护活动的资产。如图3所示，GUI可以图形化地描述具有高优先级维护活动的资产。特别地，GUI提供有关资产的细节100，包括唯一标识工厂中该资产的文字数字式标识符(例如CR-2000)。每个资产都可以利用资产的相应描述进行显示，资产的类型、制造商和模型也可以在显示中被提供。

对于每种相应的资产，资产的关键程度如同通过故障防御计划评估所提供的那样进行显示。如图3所示，关键程度作为定量的数字值102加以提供，不过应该认识到的是，可以利用不同的关键程度表示，例如文字数字表示、表示不同程度的关键程度的各种颜色或明暗，或者其它任何可视化表示方式。理想地，这种表示被提供以使用户能够快速确定资产的关键程度。

同样地，每个资产的状态被显示为具有相应颜色和明暗的定量值104，以快速确定设备的状态。仅通过示例的方式，显示出高优先级资产的健壮性指标值。不过，可以按所需的那样，显示任一资产的不同状态信息，这种示例已经提供在该公开的内容的全文中。如同从图3所示的显示中能理解的那样，用户能快速确定工厂10中的哪些资产需要立即注意，哪些资产可能引起特定问题和/或需要加快的校正措施。应该注意到的是，虽然不是所有的资产都具有特别不佳的健壮性，但是关键程度值102还是可以指示出需要维护的资产，从而优化所述资产是其一部分的环路、子单元、单元、区域或工厂，这是因为健壮性的降低，即使相对较小，也可能对所述环路、子单元、单元、区域或工厂等具有相当大的影响。

与资产有关的另外状态信息106的概述被显示出来，包括各种可能已经针对资产执行的诊断或分析(例如，油分析、超声分析、振动分析、红外热成像分析、校准等)的指示。每种分析的状态或结果可以通过相应的文字数字式和/或颜色/明暗指示来描述，不过应该认识到的是，也可以使用其它各种图形描述。如上面所公开的那样，诸如工件和零件订单之类的订单可以由CMMS或工作订单生成例程54来生成。如果有的话，则为每个资产显示所述订单的状态108。

通过查看图3的GUI，还将理解的是，用户可以被提供有资产的工厂级视图和工厂中级别越来越低的实体的连续视图，并且被提供有与这些不同实体或视图中的每一个有关的状态信息。因此，例如用户可以查看工厂的视图，并且看到所述工厂的状态信息。然后，用户可以例如通过选择工厂视图中的一个资产来关注该资产，并且看到有关该资产是设备、环路、子单元、单元、或者是区域等的状态信息。用户可以使用鼠标点击资产或者相关的文字数字化标识符，或者作为替换地，可以通过键盘输入标识符，以请求新窗口或弹出窗口来显示该资产的状态信息。例如，用户可以使用鼠标点击区域来显示该区域的状态信息。类似地，通过点击所显示区域中的单元，可以查看到不同单元的状态信息。同样地，环路、子单元、设备等的状态信息随后可以通过从这些低级实体所在的实体视图中关注这些不同实体而被查看到。以这种方式，用户能快速地找到处于工厂的任何点或任何级别的问题或潜在问题的原因、找到处于工厂的任何级别的维护活动、识别处于工厂的任何级别的高优先级资产，等等。

显示中所列的每个资产、状态信息、描述、关键程度信息和校正措施可以被设置成允许用户请求与状态详细和/或实体有关的进一步的详细信息。例如，所列出的资产、状态信息、描述、关键程度信息和相关校正措施可以是用户所选择的图标，该图标与网页中的超链接类似，并链接到对与所选实体或状态信息有关的详细信息进一步特征化的另一报告。响应于用户行为或请求(例如点击链接)，图3的显示可以被更详细的信息代替，或者作为替换地，新窗口可以出现有关所选资产或视图的更详细状态信息的报告。例如，用户可以选择一个高优先级资产来立即查看工厂10中的高优先级问题，或者用户可以选择工厂级视图(标有“Dashboard(仪表板)”)。另外的选择包括工厂中事件的跟踪记录(“事件历史”)、工厂10中的所有活跃的报警、工厂10中所有资产的列表、以及用于找到特定资产的浏览/搜索功能。

图4-8是可以由GUI提供的图形显示的示例性描述，以使用户能够查看与图3的显示中所列出的高优先级资产(例如，CR-2000)有关的进一步信息。注意到的是，GUI使得用户能够导航加工厂10中的各种资产，并且查看工厂的各种状态信息、关键程度信息和维护信息以及工厂的任何资产，从而提供加工厂10中所有资产的综合报告。如图4-8所示，用户被提供有加工厂10中各种资产的树级视图200。树级视图200允许用户容易地导航查看与加工厂10中的不同资产有关的状态、关键程度和维护信息。在该具体示例中，树级视图200根据工厂10中资产、商业实体中各种工厂以及关于所选资产的各种状态信息(例如压缩机结果)进行设置。不过，树级视图200可以根据用户的喜好按照任何所需的方式进行设置。因此，树级视图200可以根据加工厂10中的各种级别、工厂10中的资产、用于提供GUI所显示信息的数据源或者其它任何所需的配置进行设置。

在树级视图200的旁边，有与所选资产有关的进一步细节的表示。例如，在图4中，示出了压缩机CR-2000的概述，其具有与运行时段或运行时段中的效率有关的细节。如同树级视图200一样，该概述可以是用户可配置的，以列出与所选资产有关的各种状态信息、关键程度信息或维护信息。例如，图4的显示允许用户查看与压缩机CR-2000有关的运行时段和所述运行时段中的相应效率数据的概述。响应于用户行为或请求(例如，点击链接)，图4的显示可以被所指示出的报告时段中的压缩机的效率(图5)或多变效率(图6)代替。

每个所列出的资产或状态信息可以是用户可选择的，以例如通过利用与每个所列出的资产、数据源等有关的动态链接，提出与该资产有关的更详细的信息。响应于用户请求(例如点击文字数字式标识符)，与压缩机CR-2000的细节有关的状态信息可以显示在图7所示的概述中。然后，任何或所有与压缩机CR-2000有关的细节，包括识别信息(例如，名称、位置、制造商、模型)、校准状态、分析、运行时段、效率等可以显示在单独的窗口或同一窗口中。进一步，物理设备的图片210或其表示被提供，以提供所关注资产的清晰可视化表示。物理设备被显示在图形测量或计量212(即，百分率图)的旁边，从而使得用户能够快速确定有关资产的状态(例如，健壮性)。进一步，提供了关键程度信息、维护状态和数据源。将理解的是，所显示的特定状态信息、关键程度信息或校准措施信息不局限于任何特定的类型、细节数量或级别。相反，如下文更全面描述地那样，可能被显示的信息能依据用户的需要和/或喜好而改变。

如图8所示，通过从树级视图200选择相应的商业企业视图，用户可以请求而且GUI可以显示概括商业企业中各工厂的信息。因此，每个工厂10的概述均可以是包括相应运行时段、资产、资产细节等在内的显示。

图9-17是图形显示的进一步示例性描述，所述图形显示可以响应于用户对查看处于加工厂10的不同级别的不同资产的状态、关键程度和维护信息的请求，而由GUI提供。例如，响应于用户请求来显示图3的显示中的工厂级视图(“Dashboard(仪表板)”)。注意的是，树级视图300根据工厂10中的不同级别并根据不同数据源进行显示和设置。因此，菜单300使得用户容易地导航查看与工厂10中不同级别和实体有关的状态信息，包括与工厂10自身有关的状态信息，其中所述实体例如设备、环路、单元、区域等。菜单300进一步根据可以查看到的多种类型的信息进行设置，并且可以根据其它任何所需的配置进行设置。

图9是可以由GUI提供的显示的示例性描述，以使用户能够查看工厂10的概述，包括工厂资产的列表、活跃报警、按严重性的活跃报警、有关近来事件的信息以及结合工厂的集合指标。除了指标，所述显示中的每一个都是用户可配置的，以选择工厂级报警、资产、事件等的不同视图。用户可以使用鼠标点击给定资产、事件、报警等，以请求相应的信息。以这种方式，用户能查看与工厂10的任何方面有关的其它详细信息。

以上所列出的工厂10的状态信息多数是用户可选择的图标，以响应于用户的提出进一步详细状态信息的行为。这些用户可选择的图标(或“标签”)反映了可用信息的概述视图，并且沿着显示的顶部设置，从而允许操纵进一步可用的状态信息。例如，如图10所示，用户可以通过选择“Assets(资产)”标签来查看工厂10中所有资产。所产生的显示包括工厂10中所有资产列表连同相应的状态信息、关键程度信息和有关校准措施。

如图11所示，用户可以通过选择“Active Alerts(活跃报警)”标签来查看有关工厂10的所有当前报警或事件。所产生的活跃报警信息的显示可以列出当前具有问题的每一个资产连同有关报警的细节，例如日期/时间、资产标识、报警严重性、资产关键程度、位置等。与相关资产(例如CR-2000)的活跃报警有关的任何或所有细节，可以显示成以上图7的显示中所示的那样。所示细节可以进一步包括对给定状态信息采取的推荐措施(例如，维护)，连同资产的当前状态的程度(例如，严重性、紧急度等)或描述及其阐述(例如，目前运行在所限定的界限之外)。

如图12所示，历史概述或跟踪记录可以响应于用户对“事件历史”的请求进行显示。在该特定示例中，有关工厂10中所有资产的历史被显示，以允许用户快速评估每个资产的状态和相应历史的进展。所示历史概述可以进一步用于显示给定位置中所有实体的历史、特定实体的历史、特定类型故障的历史，等等。每个历史入口可以进一步是用户可选择的，以显示有关特定事件的细节。可以列出的一些这种细节的示例包括事件的日期和时间、事件的类型、事件的简要描述、事件位置，等等。

利用树级视图300，用户可以查看工厂10中不同级别和数据源以及与每个级别或数据源有关的相应信息。例如，通过参照图14-17，用户可以利用树级视图300来查看工厂10中的区域(图14)、具体数据源(图15)、按照位置的数据源(图16和17)。每个相应的视图包括有关每个所选视图的状态信息的概述，例如相应资产、报警、事件等。注意的是，利用每个显示，以上所述的标签被提供，以显示资产信息、报警信息和用户所需的历史事件信息。

虽然资产监控和维护系统60以及其它过程元件已经描述成优选地利用软件来实现，不过也可以利用硬件、固件等进行实现，并且可以利用与过程控制系统10有关的其它任何处理器进行实现。因此，此处所描述的元件可以利用标准多用途CPU实现，或者在特别设计的硬件或固件，例如专用集成电路(ASIC)或所需的其它硬布线设备上进行实现。在利用软件进行实现时，软件例程可以存储在任何计算机可读存储器中，例如磁盘、激光盘或其它存储介质中，或者存储在计算机或处理器的RAM或ROM中，或者存储在任何数据库中，等等。同样地，该软件可以通过任何已知或所需的传送方法，包括例如通过计算机可读盘或其它便携式计算机存储机构，或者通过诸如电话线、因特网、无线通信之类的通信信道(被看作是等同于通过便携式存储介质提供这种软件或者可与其互换)传送给用户或加工厂。而且，虽然资产监控和维护系统60被描述成可能是基于规则的专家，不过也可以使用其它类型的专家机，包括使用其它已知数据挖掘技术的那些专家机。

因此，虽然已经参照具体示例对本发明进行了描述，不过其意图仅在于示例性地而不是用于限制本发明，对本领域普通技术人员来说显而易见的是，可以对所公开的实施例进行改变、增加或删除，而不偏离本发明的精神和范围。