本公開涉及使過程工廠的至少一部分自動(dòng)化。特別地，所公開的實(shí)施方式涉及一種基于代理的過程自動(dòng)化，并且具體地，涉及一種用于基于代理的過程自動(dòng)化中代理之間的優(yōu)先級(jí)排序的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、過程工廠自動(dòng)化可能通常涉及記錄來自物理過程的測(cè)量信號(hào)，評(píng)估自動(dòng)化邏輯（閉環(huán)控制和開環(huán)控制，包括序列和聯(lián)鎖），以及向過程工廠的執(zhí)行器發(fā)送對(duì)應(yīng)的命令。自動(dòng)化軟件可以在集中式自動(dòng)化服務(wù)器上運(yùn)行。

2、在傳統(tǒng)的過程工廠自動(dòng)化中，自動(dòng)化軟件可以由具有對(duì)應(yīng)經(jīng)驗(yàn)的人員手動(dòng)工程設(shè)計(jì)，或者通過使用適當(dāng)?shù)墓こ坦ぞ邅碜詣?dòng)工程設(shè)計(jì)。在手動(dòng)工程設(shè)計(jì)的情況下，可能需要大量的工程工作。但即使在自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)的情況下也難免要對(duì)生成的工程結(jié)果進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整。例如，如果物理工廠的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)被改變，例如，通過添加或移除某些傳感器或執(zhí)行器，則自動(dòng)化軟件的工程設(shè)計(jì)也必須相應(yīng)地進(jìn)行更改。如果像規(guī)程這類自動(dòng)化工廠操作的要求被修改，則前述結(jié)論同樣適用。此外，如果某些傳感器或執(zhí)行器脫離，那么當(dāng)前的工程設(shè)計(jì)可能不再有效。因此，在開始時(shí)以及對(duì)于后續(xù)工廠配置的任何改變，都可能需要大量的工程工作。此外，工廠靈活性和可用性也可能會(huì)受到限制。

3、此外，在硬件方面也可能需要對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。例如，可能需要準(zhǔn)備包含自動(dòng)化服務(wù)器和其他自動(dòng)化技術(shù)部件的自動(dòng)化機(jī)柜。配置過程工廠的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備到這些自動(dòng)化機(jī)柜的布線/連接也可以是包括在自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件工程設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要步驟。

4、新開發(fā)的用于自動(dòng)化系統(tǒng)架構(gòu)的方法、諸如namur開放式架構(gòu)（noa）和open?group仍需要中央服務(wù)器，自動(dòng)化軟件在這些中央服務(wù)器上運(yùn)行，并可以通過這些中央服務(wù)器執(zhí)行對(duì)過程工廠的部件的編排。這些方法還需要如上所描述的自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件和軟件工程設(shè)計(jì)，面臨著至少一些或全部上述技術(shù)挑戰(zhàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、簡(jiǎn)而言之，本公開的各方面提供了一種基于代理的過程自動(dòng)化，包括用于基于代理的過程自動(dòng)化中代理之間的優(yōu)先級(jí)排序的機(jī)制。

2、本公開的第一方面提供了一種使過程工廠的至少一部分自動(dòng)化的方法，過程工廠包括被配置為自組織代理的多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)部件，其中每個(gè)代理被配置為與相鄰物理連接的代理進(jìn)行通信。該方法包括由請(qǐng)求代理生成與請(qǐng)求代理的相應(yīng)當(dāng)前需求相對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求。該方法還包括在每種情況下經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)路徑將每個(gè)請(qǐng)求從相應(yīng)的請(qǐng)求代理轉(zhuǎn)發(fā)至能夠?qū)φ?qǐng)求作出反應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)責(zé)任代理，其中路徑被定義為相鄰物理連接的代理的鏈。該方法還包括由基于優(yōu)先級(jí)排序機(jī)制分配的責(zé)任代理對(duì)請(qǐng)求作出反應(yīng)。優(yōu)先級(jí)排序機(jī)制是通過過程使用過程工廠的拓?fù)浔硎窘⒌?，該過程包括：為每個(gè)請(qǐng)求分配懲罰值，通過取決于請(qǐng)求的類型和/或代理的類型在轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求或?qū)φ?qǐng)求作出反應(yīng)的每個(gè)代理處評(píng)估懲罰值的遞增，來經(jīng)由通過拓?fù)浔硎径x的一個(gè)或多個(gè)路徑轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求，由此創(chuàng)建懲罰矩陣，該懲罰矩陣指示若由給定的責(zé)任代理對(duì)特定請(qǐng)求作出反應(yīng)，將會(huì)引起多少懲罰，以及使用懲罰矩陣將請(qǐng)求分配給責(zé)任代理，使得總懲罰值被最小化。

3、本公開的第二方面提供了一種用于利用模擬服務(wù)器使過程工廠的至少一部分自動(dòng)化的方法。該方法包括由模擬服務(wù)器模擬過程工廠的被配置為自組織代理的多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)部件，其中每個(gè)代理被配置為與相鄰物理連接的代理進(jìn)行通信。該方法還包括從過程工廠獲取傳感器信號(hào)。該方法還包括，在模擬中，由請(qǐng)求代理生成與請(qǐng)求代理的相應(yīng)當(dāng)前需求相對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求，該需求導(dǎo)出于從過程工廠獲取的傳感器信號(hào)。該方法還包括，在模擬中，在每種情況下經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)路徑將每個(gè)請(qǐng)求從相應(yīng)的請(qǐng)求代理轉(zhuǎn)發(fā)至能夠?qū)φ?qǐng)求作出反應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)責(zé)任代理，其中路徑被定義為相鄰物理連接的代理的鏈。該方法還包括，在模擬中，基于優(yōu)先級(jí)排序機(jī)制將請(qǐng)求分配給責(zé)任代理。優(yōu)先級(jí)排序機(jī)制是通過過程使用過程工廠的拓?fù)浔硎窘⒌?，該過程包括：為每個(gè)請(qǐng)求分配懲罰值，通過取決于請(qǐng)求的類型和/或代理的類型在轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求或?qū)φ?qǐng)求作出反應(yīng)的每個(gè)代理處評(píng)估懲罰值的遞增，來經(jīng)由通過拓?fù)浔硎舅x的一個(gè)或多個(gè)路徑轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求，由此創(chuàng)建懲罰矩陣，該懲罰矩陣指示若由給定的責(zé)任代理對(duì)特定請(qǐng)求作出反應(yīng)，將會(huì)引起多少懲罰，以及使用懲罰矩陣將請(qǐng)求分配給責(zé)任代理，使得總懲罰值被最小化。該方法還包括，基于使用模擬的請(qǐng)求到責(zé)任代理的經(jīng)優(yōu)先級(jí)排序的分配，響應(yīng)于從過程工廠獲取的傳感器信號(hào)而生成適當(dāng)?shù)膱?zhí)行器信號(hào)。

4、本公開的另外一方面涉及一種用于實(shí)現(xiàn)上述方法的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

5、通過本公開的技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)額外的技術(shù)特征和益處。本公開的實(shí)施方式和方面在本文中進(jìn)行了詳細(xì)描述，并被視為所要求保護(hù)的主題的一部分。為了更好地理解，請(qǐng)參閱詳細(xì)說明和附圖。

技術(shù)特征：

1.一種用于使過程工廠的至少一部分自動(dòng)化的方法，所述過程工廠包括被配置作為自組織代理的多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)部件，其中，每個(gè)代理被配置為與相鄰物理連接的代理進(jìn)行通信，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，被配置作為代理的所述多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)部件包括傳感器、執(zhí)行器和管道節(jié)點(diǎn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1和2中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述請(qǐng)求代理包括傳感器，并且其中，每個(gè)請(qǐng)求基于測(cè)量值與設(shè)定點(diǎn)的偏差來生成，其中，所述設(shè)定點(diǎn)由所述過程工廠的操作員定義，或者以自動(dòng)化方式由所述過程工廠的上級(jí)系統(tǒng)定義。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述責(zé)任代理包括執(zhí)行器。

5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述過程工廠的所述管道節(jié)點(diǎn)中的至少一些被配置作為代理，所述代理能夠轉(zhuǎn)換從相鄰物理連接的代理接收的所述請(qǐng)求，并且能夠?qū)⒔?jīng)轉(zhuǎn)換的請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)至其他相鄰物理連接的代理，

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，包括在以下情況下通過更新所述懲罰矩陣來自適應(yīng)地建立所述優(yōu)先級(jí)排序機(jī)制：

7.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項(xiàng)所述的方法，其中，取決于所述請(qǐng)求的類型和/或所述代理的類型在轉(zhuǎn)發(fā)所述請(qǐng)求或?qū)λ稣?qǐng)求作出反應(yīng)的每個(gè)代理處評(píng)估所述懲罰值的遞增包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在由所述拓?fù)浔硎径x的每個(gè)路徑中，在能夠?qū)φ?qǐng)求作出反應(yīng)的執(zhí)行器處停止所述請(qǐng)求的轉(zhuǎn)發(fā)，其中，如果出現(xiàn)以下情況，則執(zhí)行器被視為能夠?qū)λ稣?qǐng)求作出反應(yīng)：

9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在由所述拓?fù)浔硎径x的每個(gè)路徑中，在找到能夠?qū)φ?qǐng)求作出反應(yīng)的n個(gè)執(zhí)行器之后停止所述請(qǐng)求的轉(zhuǎn)發(fā)，n是大于1的自然數(shù)，其中，如果出現(xiàn)以下情況，則執(zhí)行器被視為能夠?qū)λ稣?qǐng)求作出反應(yīng)：

10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述優(yōu)先級(jí)排序機(jī)制被實(shí)現(xiàn)為在所述過程工廠的上級(jí)系統(tǒng)上、或在邊緣設(shè)備上、或在所述過程工廠的所述現(xiàn)場(chǎng)部件之一上運(yùn)行的軟件模塊。

11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法，其中，將請(qǐng)求分配給責(zé)任代理包括使用懲罰作為混合整數(shù)優(yōu)化例程的輸入，以受制于以下約束來導(dǎo)出所述請(qǐng)求到所述責(zé)任代理的最優(yōu)分配以使所述總懲罰值最小化：

12.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法，其中，將請(qǐng)求分配給責(zé)任代理包括：

13.根據(jù)權(quán)利要求11和12中任一項(xiàng)所述的方法，其中，使用所述懲罰矩陣將請(qǐng)求分配給責(zé)任代理是由每個(gè)責(zé)任代理在代理級(jí)進(jìn)行的，并且其中，在所述代理級(jí)發(fā)生沖突分配的情況下觸發(fā)所述混合整數(shù)優(yōu)化例程。

14.一種用于利用模擬服務(wù)器使過程工廠的至少一部分自動(dòng)化的方法，所述方法包括：

15.一種非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，包括指令，所述指令當(dāng)由模擬服務(wù)器處理時(shí)，將所述模擬服務(wù)器配置為執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
一種用于使過程工廠自動(dòng)化的方法，包括將過程工廠的現(xiàn)場(chǎng)部件配置作為自組織代理集群，其中每個(gè)代理與相鄰物理連接的代理進(jìn)行通信。該方法包括由基于使用過程工廠的拓?fù)浔硎窘⒌膬?yōu)先級(jí)排序機(jī)制所分配的責(zé)任代理對(duì)由請(qǐng)求代理所生成的請(qǐng)求作出反應(yīng)。該優(yōu)先級(jí)排序機(jī)制通過以下建立：為每個(gè)請(qǐng)求分配懲罰值，以及通過取決于請(qǐng)求和/或代理的類型在轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求或?qū)φ?qǐng)求作出反應(yīng)的代理處遞增懲罰值，來使用拓?fù)浔硎窘?jīng)由一個(gè)或多個(gè)路徑轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求。由此，創(chuàng)建出懲罰矩陣，指示若由給定的責(zé)任代理對(duì)特定請(qǐng)求作出反應(yīng)，將會(huì)引起多少懲罰。該懲罰矩陣被用于將請(qǐng)求分配給責(zé)任代理，以使總懲罰值最小化。

技術(shù)研發(fā)人員：納雷什庫(kù)馬爾·南多拉,克勞斯·文德爾貝格爾
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西門子股份公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30