(57)【要約】      （修正有）【課題】制御システムオペレータにコンテキストベースの支援を提供する。【解決手段】制御システムイベントの第1のインスタンスを検出するステップと、制御システムイベントの第1のインスタンスに対応するイベント複雑性を判定するステップと、イベント複雑性が事前定義の複雑性しきい値を超えることに応答して制御システムイベントの検出された第2のインスタンスに応答して制御システムにおいて受け取られたオペレータ入力のセットを取り出すステップであって制御システムイベントの第2のインスタンスは制御システムイベントの検出された第1のインスタンスより前に検出されたステップと、制御システムオペレータに制御システムイベントの検出された第1のインスタンスに応答するためのオペレータ入力のセットを識別する情報を伝達するステップであって識別されたオペレータ入力はオペレータ入力の取り出されたセットのサブセットであるステップとを含む。【選択図】図６
2018010608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御システムオペレータにコンテキストベースの支援を提供する方法であって、
制御システムイベントの第1のインスタンスを検出するステップと、
前記制御システムイベントの前記第1のインスタンスに対応するイベント複雑性を判定するステップであって、イベント複雑性の前記判定は、イベント複雑性を確かめるための事前定義のルールのセットに基づく、ステップと、
前記制御システムイベントの前記第1のインスタンスに対応するイベント複雑性が事前定義の複雑性しきい値を超えるとの判定に応答して、
前記制御システムイベントの検出された第2のインスタンスに応答して制御システムにおいて受け取られたオペレータ入力のセットを取り出すステップであって、前記制御システムイベントの前記第2のインスタンスは、前記制御システムイベントの前記検出された第1のインスタンスより時間的に前に検出された、ステップと、
前記制御システムオペレータに、前記制御システムイベントの前記検出された第1のインスタンスに応答するためのオペレータ入力のセットを識別する情報を伝達するステップであって、前記識別されたオペレータ入力は、オペレータ入力の前記取り出されたセットのサブセットである、ステップと
を含む方法。
【請求項２】
イベント複雑性の前記判定は、前記制御システムオペレータによって以前に体験された前記制御システムイベントのインスタンスに関する情報に基づく、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
イベント複雑性の前記判定は、
前記制御システムオペレータが前記検出された制御システムイベントのインスタンスを以前に体験した回数、
前記検出された制御システムイベントの以前に体験されたインスタンスに応答する、前記制御システムオペレータによるオペレータベストプラクティスからの逸脱、および
検出された警報イベントの数
のうちの1つまたは複数に基づく、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
イベント複雑性の前記判定は、オペレータのストレスおよびオペレータの疲労の一方または両方の判定に基づく、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
イベント複雑性の前記判定は、
前記制御システムオペレータが監視している制御システムプロセスの数、
同時に発生する警報またはイベント通知の数、
前記制御システムオペレータがシフトについていた時間の長さ、
前記制御システムオペレータがシフト中に対処した事前に定義されたタイプの制御システムイベントの総数、
前記制御システムオペレータに対応する生理学的情報、および
事前定義の時間ウィンドウ内で前記制御システムオペレータによって行われた休息または身体活動を記述する情報
のうちの1つまたは複数に基づく、請求項4に記載の方法。
【請求項６】
前記制御システムオペレータに伝達された前記情報内で識別されるオペレータ入力の遵守に関して前記制御システムオペレータから受け取られるオペレータ入力を監視するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項７】
前記制御システムイベントの前記検出された第1のインスタンスに応答するためのオペレータ入力を識別する補足情報を伝達することによって、前記監視されるオペレータ入力と前記制御システムオペレータに伝達される前記情報内で識別される前記オペレータ入力との間の逸脱に応答するステップを含む、請求項6に記載の方法。
【請求項８】
前記制御システムオペレータに情報を伝達するための通信のモードは、前記制御システムイベントの前記第1のインスタンスに対応する前記判定されたイベント複雑性に基づいて選択される、請求項1に記載の方法。
【請求項９】
前記制御システムイベントの前記検出された第2のインスタンスに応答して前記制御システムにおいて受け取られたオペレータ入力の前記セットは、資格の事前定義のセットを有する制御システムオペレータから前記制御システムにおいて受け取られた入力である、請求項1に記載の方法。
【請求項１０】
1つまたは複数のプロセッサ、センサ、またはアクチュエータを含む制御システムの制御システムオペレータにコンテキストベースの支援を提供するシステムであって、
プロセッサで実施されるオペレータインターフェースと、
制御システムイベントの第1のインスタンスを検出するように構成された制御システムイベントモニタと、
前記制御システムイベントの前記第1のインスタンスに対応するイベント複雑性を判定するように構成された複雑性アナライザであって、イベント複雑性の前記判定は、イベント複雑性を確かめるための事前定義のルールのセットに基づく、複雑性アナライザと、
前記制御システムイベントの検出された第2のインスタンスに応答して前記制御システムにおいて受け取られたオペレータ入力のセットを取り出すことであって、前記制御システムイベントの前記第2のインスタンスは、前記制御システムイベントの前記検出された第1のインスタンスより時間的に前に検出された、前記取り出すこと、および
前記制御システムオペレータに、前記制御システムイベントの前記検出された第1のインスタンスに応答するためのオペレータ入力のセットを識別する情報を伝達することであって、前記識別されたオペレータ入力は、オペレータ入力の前記取り出されたセットのサブセットである、前記伝達すること
によって、前記制御システムイベントの前記第1のインスタンスに対応するイベント複雑性が事前定義の複雑性しきい値を超えるとの判定に応答するように構成された支援コントローラと
を含むシステム。
【請求項１１】
前記複雑性アナライザは、前記制御システムオペレータによって以前に体験された前記制御システムイベントのインスタンスに関する情報に基づいてイベント複雑性を判定するように構成された、請求項10に記載のシステム。
【請求項１２】
前記複雑性アナライザは、
前記制御システムオペレータが前記検出された制御システムイベントのインスタンスを以前に体験した回数、
前記検出された制御システムイベントの以前に体験されたインスタンスに応答する、前記制御システムオペレータによるオペレータベストプラクティスからの逸脱、および
検出された警報イベントの数
のうちの1つまたは複数に基づいてイベント複雑性を判定するように構成された、請求項11に記載のシステム。
【請求項１３】
前記複雑性アナライザは、オペレータのストレスおよびオペレータの疲労の一方または両方の判定に基づいてイベント複雑性を判定するように構成された、請求項10に記載のシステム。
【請求項１４】
前記複雑性アナライザは、
前記制御システムオペレータが監視している制御システムプロセスの数、
同時に発生する警報またはイベント通知の数、
前記制御システムオペレータがシフトについていた時間の長さ、
前記制御システムオペレータがシフト中に対処した事前に定義されたタイプの制御システムイベントの総数、
前記制御システムオペレータに対応する生理学的情報、および
事前定義の時間ウィンドウ内で前記制御システムオペレータによって行われた休息または身体活動を記述する情報
のうちの1つまたは複数に基づいてイベント複雑性を判定するように構成された、請求項13に記載のシステム。
【請求項１５】
前記制御システムオペレータに伝達された前記情報内で識別されるオペレータ入力の遵守に関して前記制御システムオペレータから受け取られるオペレータ入力を監視するようにさらに構成された、請求項10に記載のシステム。
【請求項１６】
前記支援コントローラは、前記制御システムイベントの前記検出された第1のインスタンスに応答するためのオペレータ入力を識別する補足情報を伝達することによって、前記監視されるオペレータ入力と前記制御システムオペレータに伝達される前記情報内で識別される前記オペレータ入力との間の逸脱に応答するように構成された、請求項15に記載のシステム。
【請求項１７】
前記制御システムオペレータに情報を伝達するための通信のモードは、前記制御システムイベントの前記第1のインスタンスに対応する前記判定されたイベント複雑性に基づいて選択される、請求項10に記載のシステム。
【請求項１８】
前記制御システムイベントの前記検出された第2のインスタンスに応答して前記制御システムにおいて受け取られたオペレータ入力の前記セットは、資格の事前定義のセットを有する制御システムオペレータから前記制御システムにおいて受け取られた入力である、請求項10に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業または他のプロセス制御システムを含む制御システムの分野に関する。具体的には、本発明は、プラントまたは産業における制御システム内でのオペレータ支援のコンテキストベースの提供を可能にする。
【背景技術】
【０００２】
制御システム工学は、特定のシステムまたはプロセスの出力を所望の範囲内に維持するアーキテクチャ、機構、およびアルゴリズムを扱う工学の領域である。自動化管理システムは、産業内で広範囲に使用され、たとえば、プログラマブル論理コントローラ(PLC)を使用して、またはより複雑なシステムの場合には分散制御システム(DCS)もしくは監視制御およびデータ収集システム(supervisory control and data acquisition system、SCADA)を使用して実施され得る。
【０００３】
自動化管理システムは、1つまたは複数のフィールド機器に通信可能に結合された1つまたは複数のコントローラに依存する。フィールド機器(たとえば、センサ、弁、スイッチ、受信器、および送信器)は、制御システムに対応するプロセス環境(たとえば、産業プラントまたはシステムであるがこれに限定はされない)内に配置され、プロセス環境内で観察される1つまたは複数のコンポーネント、プロセス、または変数を制御するための物理制御機能またはプロセス制御機能を実行するように構成され得る。プロセスコントローラは、プロセス環境内に配置され得、フィールド機器から信号を受信し、制御判断を行い、制御信号を生成し、フィールド機器と通信するように構成される。
【０００４】
制御システムの操作は、しばしば、制御システムを操作する1つまたは複数の方法(すなわち、ステップおよび/またはオペレータアクションのシーケンス)を規定し、その1つまたは複数の方法が所望のプロセス状態またはプロセス結果を達成するために最適と考えられる、標準操作手順(SOP)のセットに依存する。制御システムオペレータは、彼らが操作を指定されるそれぞれの制御システムプロセスに対応する標準操作手順を実施するために訓練される。
【０００５】
標準操作手順の提供にもかかわらず、経験のあるオペレータが、通常、標準操作手順の遵守および警報、障害、または他の異常なイベントなどの制御システムイベントへの応答において、新人または無経験のオペレータよりよく実行することが観察された。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、経験のあるオペレータに関する限り、組織は、従業員辞任および従業員定年という複数の課題に直面し、これは、組織内の経験プール全体をだめにし、組織への新人または無経験のオペレータの定期的な導入を必要とする。したがって、組織が価値のある経験と無価値な経験との間で区別し、回復可能な形で価値のあるオペレータ経験を系統的に貯える、系統的な形でオペレータ経験を保持できる必要がある。
【０００７】
さらに、ある種のプラントまたは産業システムは、不規則なインターバルで実行される必要がある操作を実施し、したがって、適用可能な標準操作手順において訓練されるにもかかわらず、長い時間のインターバルの後でそのような操作を実行するオペレータは、規定された標準操作手順の遵守を保証するために、支援またはガイダンスを必要とする可能性がある。
【０００８】
さらに、無経験のオペレータに関する限り、組織は、オペレータによる標準操作手順の遵守を監視するために、システムおよび方法を実施する必要がある。したがって、オペレータ入力自体の分析に基づくのではなく、制御システム状態変化(ヒューマンマシンインターフェースを介して受け取られたオペレータ入力の結果として発生する)に基づくオペレータ遵守の監視を可能にする解決策の必要がある。
【０００９】
また、イベントまたはタスクの複雑性または緊急性が高まるにつれて、無経験のオペレータのパフォーマンスが、対応して劣化することがわかった。したがって、無経験のオペレータは、普通の状況の下では制御システムを満足に操作できる可能性があるが、同一のオペレータが、複雑なイベントまたは緊急状況に応答する間に誤りまたは遅れを犯す可能性があり、この誤りまたは遅れが、制御システムの劣化しつつある状態をより深刻にまたはよりすばやく劣化させる可能性がある。したがって、制御システムの状態および/またはオペレータ状態に関連するコンテキストを査定し、査定されたコンテキストに基づくオペレータ支援またはオペレータガイダンスの提供を可能にする方法およびシステムの必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、制御システムの分野に関し、プラントまたは産業内の制御システム内でのオペレータ支援のコンテキストベースの提供を可能にする。
【００１１】
一実施形態において、本発明は、制御システムオペレータにコンテキストベースの支援を提供する方法を提供する。この方法は、(i)制御システムイベントの第1のインスタンスを検出するステップと、(ii)制御システムイベントの第1のインスタンスに対応するイベント複雑性を判定するステップであって、イベント複雑性の前記判定は、イベント複雑性を確かめるための事前定義のルールのセットに基づく、ステップと、(iii)制御システムイベントの第1のインスタンスに対応するイベント複雑性が事前定義の複雑性しきい値を超えるとの判定に応答して、(a)制御システムイベントの検出された第2のインスタンスに応答して制御システムにおいて受け取られたオペレータ入力のセットを取り出すステップであって、制御システムイベントの第2のインスタンスは、制御システムイベントの検出された第1のインスタンスより時間的に前に検出された、ステップと、(b)制御システムオペレータに、制御システムイベントの検出された第1のインスタンスに応答するためのオペレータ入力のセットを識別する情報を伝達するステップであって、識別されたオペレータ入力は、オペレータ入力の取り出されたセットのサブセットである、ステップとを含む。本発明の一実施形態において、制御システムオペレータは、検出された制御システムイベントが複雑なイベントを伴いまたは含むと判定されない限り、支援またはガイダンスを提供されない。
【００１２】
この方法の一実施形態において、イベント複雑性の判定は、制御システムオペレータによって以前に体験された制御システムイベントのインスタンスに関する情報に基づく。イベント複雑性の判定は、(i)制御システムオペレータが検出された制御システムイベントのインスタンスを以前に体験した回数、(ii)検出された制御システムイベントの以前に体験されたインスタンスに応答する、制御システムオペレータによるオペレータベストプラクティスからの逸脱、および(iii)検出された警報イベントの数のうちの1つまたは複数に基づくものとされ得る。
【００１３】
一実施形態において、イベント複雑性の判定は、オペレータのストレスおよびオペレータの疲労の一方または両方の判定に基づくものとされ得る。イベント複雑性の判定は、(i)制御システムオペレータが監視している制御システムプロセスの数、(ii)同時に発生する警報またはイベント通知の数、(iii)制御システムオペレータがシフトについていた時間の長さ、(iv)制御システムオペレータがシフト中に対処した事前に定義されたタイプの制御システムイベントの総数、(v)制御システムオペレータに対応する生理学的情報、および(vi)事前定義の時間ウィンドウ内で制御システムオペレータによって行われた休息または身体活動を記述する情報のうちの1つまたは複数に基づくものとされ得る。
【００１４】
この方法は、制御システムオペレータに伝達された情報内で識別されるオペレータ入力の遵守に関して制御システムオペレータから受け取られるオペレータ入力を監視するステップをさらに含むことができる。一実施形態において、この方法は、制御システムイベントの検出された第1のインスタンスに応答するためのオペレータ入力を識別する補足情報を伝達することによって、監視されるオペレータ入力と制御システムオペレータに伝達される情報内で識別されるオペレータ入力との間の逸脱に応答するステップを含むことができる。
【００１５】
制御システムオペレータに情報を伝達するための通信のモードは、制御システムイベントの第1のインスタンスに対応する判定されたイベント複雑性に基づいて選択され得る。
【００１６】
方法の実施形態において、制御システムイベントの検出された第2のインスタンスに応答して制御システムにおいて受け取られたオペレータ入力のセットは、資格の事前定義のセットを有する制御システムオペレータから制御システムにおいて受け取られた入力を含むことができる。
【００１７】
本発明は、さらに、1つまたは複数のプロセッサ、センサ、またはアクチュエータを含む制御システムの制御システムオペレータにコンテキストベースの支援を提供するシステムを提供する。このシステムは、(i)プロセッサで実施されるオペレータインターフェースと、(ii)制御システムイベントの第1のインスタンスを検出するように構成された制御システムイベントモニタと、(iii)制御システムイベントの第1のインスタンスに対応するイベント複雑性を判定するように構成された複雑性アナライザであって、イベント複雑性の前記判定は、イベント複雑性を確かめるための事前定義のルールのセットに基づく、複雑性アナライザと、(iv)(a)制御システムイベントの検出された第2のインスタンスに応答して制御システムにおいて受け取られたオペレータ入力のセットを取り出すことであって、制御システムイベントの第2のインスタンスは、制御システムイベントの検出された第1のインスタンスより時間的に前に検出された、前記取り出すこと、および(b)制御システムオペレータに、制御システムイベントの検出された第1のインスタンスに応答するためのオペレータ入力のセットを識別する情報を伝達することであって、識別されたオペレータ入力は、オペレータ入力の取り出されたセットのサブセットである、前記伝達することによって、制御システムイベントの第1のインスタンスに対応するイベント複雑性が事前定義の複雑性しきい値を超えるとの判定に応答するように構成された支援コントローラとを含む。
【００１８】
複雑性アナライザは、制御システムオペレータによって以前に体験された制御システムイベントのインスタンスに関する情報に基づいてイベント複雑性を判定するように構成され得る。複雑性アナライザは、(i)制御システムオペレータが検出された制御システムイベントのインスタンスを以前に体験した回数、(ii)検出された制御システムイベントの以前に体験されたインスタンスに応答する、制御システムオペレータによるオペレータベストプラクティスからの逸脱、および(iii)検出された警報イベントの数のうちの1つまたは複数に基づいてイベント複雑性を判定するように構成され得る。
【００１９】
複雑性アナライザは、オペレータのストレスおよびオペレータの疲労の一方または両方の判定に基づいてイベント複雑性を判定するように構成され得る。一実施形態において、複雑性アナライザは、(i)制御システムオペレータが監視している制御システムプロセスの数、(ii)同時に発生する警報またはイベント通知の数、(iii)制御システムオペレータがシフトについていた時間の長さ、(iv)制御システムオペレータがシフト中に対処した事前に定義されたタイプの制御システムイベントの総数、(v)制御システムオペレータに対応する生理学的情報、および(vi)事前定義の時間ウィンドウ内で制御システムオペレータによって行われた休息または身体活動を記述する情報のうちの1つまたは複数に基づいてイベント複雑性を判定するように構成され得る。
【００２０】
一実施形態において、このシステムは、制御システムオペレータに伝達された情報内で識別されるオペレータ入力の遵守に関して制御システムオペレータから受け取られるオペレータ入力を監視するようにさらに構成され得る。
【００２１】
支援コントローラは、制御システムイベントの検出された第1のインスタンスに応答するためのオペレータ入力を識別する補足情報を伝達することによって、監視されるオペレータ入力と制御システムオペレータに伝達される情報内で識別されるオペレータ入力との間の逸脱に応答するように構成され得る。制御システムオペレータに情報を伝達するための通信のモードは、制御システムイベントの第1のインスタンスに対応する判定されたイベント複雑性に基づいて選択され得る。
【００２２】
システムの実施形態において、制御システムイベントの検出された第2のインスタンスに応答して制御システムにおいて受け取られたオペレータ入力のセットは、資格の事前定義のセットを有する制御システムオペレータから制御システムにおいて受け取られた入力である。
【００２３】
本発明は、さらに、そこに具現化されたコンピュータ可読プログラムコードを有する非一時的コンピュータ使用可能媒体を含む、制御システムオペレータにコンテキストベースの支援を提供するコンピュータプログラム製品を提供する。コンピュータ可読プログラムコードは、(i)制御システムイベントの第1のインスタンスを検出するための命令と、(ii)制御システムイベントの第1のインスタンスに対応するイベント複雑性を判定するための命令であって、イベント複雑性の前記判定は、イベント複雑性を確かめるための事前定義のルールのセットに基づく、命令と、(iii)制御システムイベントの第1のインスタンスに対応するイベント複雑性が事前定義の複雑性しきい値を超えるとの判定に応答して、(a)制御システムイベントの検出された第2のインスタンスに応答して制御システムにおいて受け取られたオペレータ入力のセットを取り出すための命令であって、制御システムイベントの第2のインスタンスは、制御システムイベントの検出された第1のインスタンスより時間的に前に検出された、命令と、(b)制御システムオペレータに、制御システムイベントの検出された第1のインスタンスに応答するためのオペレータ入力のセットを識別する情報を伝達するための命令であって、識別されたオペレータ入力は、オペレータ入力の取り出されたセットのサブセットである、命令とを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】プロセス制御システムを示す図である。
【図２】オペレータベストプラクティスを生成する方法を示す図である。
【図３】コンテキストベースのオペレータガイダンスおよび監視を提供する方法を示す図である。
【図４Ａ】オペレータガイダンスを提供するために、制御システムの状態および/またはオペレータ状態に関連するコンテキストを確かめる方法を示す図である。
【図４Ｂ】オペレータガイダンスを提供するために、制御システムの状態および/またはオペレータ状態に関連するコンテキストを確かめる方法を示す図である。
【図５】コンテキストベースのオペレータガイダンスおよび監視のために、オペレータベストプラクティスの生成を実施し、オペレータベストプラクティスを適用する方法を示す図である。
【図６】本発明の方法を実施するように構成された例示的なプロセス環境を示す図である。
【図７】本発明の様々な実施形態がその中で実施され得る例示的なコンピューティングシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明は、オペレータベストプラクティスを記録することによってオペレータ経験を保持し、制御システムイベントもしくは制御システム状態の監視および/または前記制御システムイベントもしくは制御システム状態の複雑性の監視に基づいて制御システムオペレータにガイダンスを提供する方法、システム、およびコンピュータプログラム製品を提供する。
【００２６】
本発明は、経験のあるオペレータがより良い操作判断を行い、経験のあるオペレータによるアクションは、無経験のオペレータをガイドするためのベストプラクティスとしての使用に適するという観察を前提とする。本発明は、さらに、制御システム状態、制御システムイベント、および/またはオペレータ状態のうちの1つまたは複数が、オペレータがガイダンスまたは支援を必要とするかどうかの判断に関係し、検出された制御システム状態、制御システムイベント、またはオペレータ状態に応答してオペレータによって要求されるガイダンスまたは支援のタイプおよび度合を選択することに関するという理解を前提とする。
【００２７】
本発明は、オペレータが経験のあるオペレータまたは無経験のオペレータのどちらであるのかを判定すること、および特定の制御システムイベントまたは制御システム状態に応答して実施されるベストプラクティスとして経験のあるオペレータによって行われるオペレータアクションを記録することによって、オペレータベストプラクティスを生成することを目指す。本発明は、さらに、(i)制御システム状態、制御システムイベント、またはオペレータ状態のうちの1つまたは複数の検出、および(ii)イベントまたは状態の複雑性を確かめるためのルールの事前定義のセットに従う、識別されたイベントまた状態が複雑な状態であるかどうかの判定、に基づいて、オペレータガイダンス/支援を提供すべきかどうか、および提供されるオペレータガイダンス/支援のタイプおよび度合を決定する。
【００２８】
本発明において、用語「複雑なイベント」は、十分に高い度合の困難さを有するイベントを意味し、その発生時には、オペレータはガイダンスまたは支援を必要とすると理解される。
【００２９】
本発明において、用語「複雑性しきい値」は、それを超えると制御システムイベントが複雑なイベントと考えられ、これによって制御システムオペレータへのガイダンスまたは支援の提供をトリガする、イベントの困難さまたはイベント複雑性の度合を意味する。
【００３０】
本発明において、用語「制御システムパラメータ」は、その決定可能な値が制御システムおよび/または制御操作の状態のインジケータとして使用され得る1つまたは複数のパラメータを指すと理解される。
【００３１】
本発明において、用語「制御システムプロセス」は、制御システムによってまたは制御システム内で実施されるプロセスを意味する。
【００３２】
本発明において、用語「セットポイント」は、制御システムに関連する変数またはパラメータの所望の値またはターゲット値を意味する。
【００３３】
本発明において、用語「タグ」は、制御システム内の特定の機能ブロックに関連しまたはこれにアクセスするために使用され得る一意識別子と理解される。DCSまたはSCADAなどの制御システム内では、タグは、タグが割り当てられたコンポーネントまたは機能ブロックにアクセスしまたはこれを制御するために使用され得る一意の名前、変数、またはメモリアドレスを単に含む。制御システム内の物理コンポーネントに関連するタグは、「物理タグ」と呼ばれる場合があり、データ変数、計算、論理操作、または順次操作に関連する(物理コンポーネントを識別しない)タグは、「仮想タグ」と呼ばれる場合がある。
【００３４】
図1に、プロセス制御システム100を示す。プロセス制御システムは、複数のコントローラ102と、たとえばアクチュエータ104およびセンサ108などの複数のフィールド機器とを含む。コントローラ102は、プロセス制御システム内のフィールド機器を介してプロセス106を制御する。例として、センサ108は、1つまたは複数のプロセス106の状態に関するフィードバックをコントローラ102に伝達することができる。受け取られたフィードバックに基づいて、コントローラ102は、制御信号を生成し、実行中のプロセスを制御するためにアクチュエータ104に伝達することができる。制御システム100ならびにコントローラ、フィールド機器、およびプロセスのうちの1つまたは複数は、ヒューマンマシンインターフェース(HMI) 110と通信するように構成され得る。ヒューマンマシンインターフェースは、一実施形態において、制御システムへの制御命令を生成するためにオペレータ入力を受け取るように構成され、制御システムの状況または制御システムからの出力に関する情報を表示するようにも構成されたオペレータ端末またはコンピュータ端末を含むことができる。
【００３５】
図2に、制御システムまたは制御システムプロセスに対応するベストプラクティスを識別し、記録する方法を示す。図2の方法は、制御システム内のヒューマンマシンインターフェース(HMI)またはフィールド機器において受け取られたオペレータ入力またはオペレータアクションに応答して実施可能である。本発明において、オペレータ入力またはオペレータアクションは、すべてのオペレータログイン情報、オペレータ命令、またはオペレータアクションを含むと理解される。
【００３６】
ステップ202は、受け取られたオペレータ入力の責任を負うオペレータに対応するオペレータプロファイルを識別することと、前記オペレータプロファイルをデータベースから取り出すことと、受け取られたオペレータ入力の責任を負うオペレータの専門技術を判定するために取り出されたオペレータプロファイルを分析することとを含む。
【００３７】
本発明の一実施形態において、取り出されたオペレータプロファイルは、(i)オペレータ識別子(ID)、(ii)組織、場所、プラント、プラントユニット、機器、特定の機器コンポーネントもしくはデバイス、HMI、制御システム、または制御システムプロセスのうちの1つまたは複数に関する操作においてオペレータによって費やされた時間に関する情報、(iii)特定のHMI、制御システムプロセス、または制御システムイベントに関連してオペレータによって受けられた訓練、(iv)特定のプラントユニット、機器、コンポーネントもしくはデバイス、HMI、制御システム、または制御プロセスに関してオペレータによって獲得されたすべての専門化、(v)特定の制御システムの製造業者または売り手によって提供される制御システムHMIに関するオペレータ経験に関する情報、および(vi)すべてのプラントにおけるオペレータとしての経験のうちの1つまたは複数を含むことができる。一般的な原理として、経験を確かめるためのパラメータは、関連する操作において費やされた年、日、もしくは時間、獲得された学歴、またはオペレータが参加した訓練プログラムのうちの1つまたは複数を含むことができる。
【００３８】
ステップ202における分析は、さらに、オペレータが熟練オペレータとして資格を得るかどうかを判定するための、ルールの事前定義のセットに基づく、判定されたオペレータ専門技術の分析を含むことができる。ルールの事前定義のセットは、費やされた時間の事前定義の長さ(制御システムプロセスに対してまたはHMIにおいて費やされた最小時間数など)またはオペレータに熟練者としての資格を与える、オペレータによって獲得された資格の最小のセットを指定するルールを含むことができる。
【００３９】
オペレータが熟練者であるとの判定に応答して、ステップ204は、HMIにおいて受け取られたオペレータ入力またはHMIにおいて実施されたオペレータアクションを記録することを含み、記録されたオペレータ入力またはオペレータアクションは、ベストプラクティスデータベース内に記憶され、その後、オペレータベストプラクティスとして扱われ得る。記録されたオペレータ入力は、(i)熟練オペレータによって行われた一連のアクション、および(ii)前記一連のアクションの過程において熟練オペレータによってセットされまたは実施された1つまたは複数のプロセス値または制御システムパラメータのうちの1つまたは複数を表す情報として記憶され得る。記録されたオペレータ入力またはオペレータアクションは、制御システム警報もしくは制御システムイベントの記録されたスナップショット、HMIのウィンドウ、フェースプレート、もしくは他のインターフェース要素を介するオペレータによるナビゲーションのスナップショット、および/またはHMIを介してオペレータによって実装されたセットポイント値を含むことができる。一実施形態において、記録される情報は、各記録された入力またはアクションに対応するタイムスタンプ情報をも含むことができ、このタイムスタンプ情報は、ベンチマーク、分析、または比較のために使用され得る。
【００４０】
ステップ206は、記録されたオペレータ入力を、制御システムイベント、制御システムプロセス、制御システムコンポーネント、制御システムバッチ、または制御システムHMIのうちの1つまたは複数に関連付けることを含み、記録されたオペレータ入力は、その後、前記制御システムイベント、制御システムプロセス、制御システムコンポーネント、制御システムバッチ、または制御システムHMI(または上記のいずれかの組合せ)に関してオペレータによって採用されるベストプラクティス(またはベストプラクティスのセット)として扱われ得る。例として、特定の警報イベントに応答して経験のあるオペレータによって実装されるオペレータ入力のセットは、ベストプラクティスとして記録され得、同一の警報イベントが将来に発生する時に、オペレータ(たとえば、無経験のオペレータ)が前記警報イベントに関連するオペレータベストプラクティスを実施するようにガイドされ得るようにするために、そのような警報イベントに関連付けられ得る。記録されたオペレータ入力と制御システムイベント、制御システムプロセス、制御システムコンポーネント、制御システムバッチ、または制御システムHMIのうちの1つまたは複数との間の関連付けは、例示的な実施形態においてリレーショナルデータベース、グラフデータベース、またはその両方の組合せを介して含む、任意の数のやり方で達成され得る。
【００４１】
図3に、本発明による、制御システムオペレータにオペレータガイダンスまたは支援を提供する方法を示す。一実施形態において、図3の方法は、制御システムのオペレータにコンテキストベースの支援(またはオペレータガイダンス)を提供し、制御システムのオペレータの監視を提供する。
【００４２】
ステップ302は、制御システムイベントを検出することを含む。本発明において、制御システムイベントは、制御システムの状態のすべての変化を含むことができる。例示的な制御システムイベントは、(i)警報イベント、(ii)通知イベント、(iii)オペレータ入力イベント、または(iv)制御システムコントローラ、フィールド機器、アクチュエータ、センサ、もしくは他の制御システムコンポーネント内のすべての他の検出可能な状態変化のうちの任意の1つまたは複数を含むことができる。
【００４３】
本発明において、検出される制御システムイベントは、(i)イベントソース(すなわち、制御システムイベントが発生する制御システム内のハードウェアコンポーネントまたはソフトウェアコンポーネントに関連するタグ)、(ii)イベントの時刻、(iii)イベントカテゴリ(たとえば、プロセスイベント、システムイベント、またはバッチイベント)、(iv)イベント重大度(たとえば、OPC標準規格に従って1と1000との間のスケール上でレーティングされたイベント重大度)、および(v)オペレータID (すなわち、制御システムイベントの原因がその人にあるとされ得るオペレータのオペレータID)という制御システムイベントパラメータのうちの1つまたは複数に関して定義され得る。
【００４４】
本発明において、オペレータ入力イベントは、(i)オペレータのログイン、(ii)オペレータIDの入力、(iii)制御システムパラメータの増加、減少、もしくは任意の他の変化、(iv)警報の肯定応答、(v)特定のタグまたは入出力の検索の実施、または(vi)制御システムセットポイントの変更のうちの任意の1つまたは複数を実施するためにHMIを介してオペレータから受け取られた入力を含むことができる。
【００４５】
その後、ステップ304は、検出されたイベントが複雑なイベントであるかどうかを確かめるために事前定義のルールのセットを使用することを含む。イベント複雑性に関する判定は、複数の異なる形で実行され得、ルールの1つまたは複数の事前定義のセットに基づくものとされ得る。本発明の一実施形態において、イベント複雑性に関する判定は、以下で図4Aおよび図4Bに関連して議論される方法のうちの1つまたは複数に基づいて実施され得る。
【００４６】
検出されたイベントが複雑なイベントであることの確認に応答して、ステップ306は、検出されたイベントに関連する1つまたは複数のベストプラクティスを識別し、取り出すことを含む。本発明の一実施形態において、検出されたイベントに関連するベストプラクティスの識別は、図2に関連して前に議論された方法に従う、ベストプラクティスデータベース内に記憶された複数のベストプラクティスの中からのベストプラクティスの選択を用いることができる。一実施形態において、ステップ306は、検出された制御システムイベントの以前に発生したインスタンスに応答して、制御システムにおいて制御システムオペレータから受け取られたオペレータ入力のセットを取り出すことを含む。
【００４７】
複数のベストプラクティスの中からのベストプラクティスの選択は、検出された制御システムイベント(または、1つまたは複数の同一の制御システムイベントパラメータを有する制御システムイベント)に以前に関連付けられた(たとえば、方法のステップ206の教示に従って)1つまたは複数のベストプラクティスを識別することに基づくものとされ得る。本発明の一実施形態において、複数のベストプラクティスは、検出された制御システムイベントとの関連性(または関連の強度)に従ってランキングされ得、1つまたは複数のベストプラクティスが、そのようなランキングに基づいてランキングされた複数のベストプラクティスから選択され得る。一実施形態において、ランキング上位n個のベストプラクティスが選択され得、より特定の実施形態において、最高ランキングのベストプラクティスが、ステップ306において選択され得る。
【００４８】
その後、ステップ308は、検出された制御システムイベントに応答するためのガイダンスをオペレータに提供することを含み、このガイダンスは、オペレータによって実施される次のステップに関する1つまたは複数の推奨を含むことができる。ガイダンスによって提供される推奨される次のステップは、推奨されるオペレータ入力またはアクションを含むことができ、推奨される入力またはアクションは、ステップ306において選択された1つまたは複数のベストプラクティスから取り出され得、その後、HMIを介してオペレータによって実施される提案される次のアクション、矯正アクション、または救済アクションに関して識別され、そのようなアクションとしてオペレータに提示され得る。本発明の一実施形態において、推奨されるオペレータ入力またはオペレータアクションは、ステップ306において選択された取り出された1つまたは複数のベストプラクティスを含むオペレータ入力のセットのサブセットを含むことができる。
【００４９】
1つまたは複数の選択されたベストプラクティスに基づいてオペレータにガイダンスを提供する方法は、後でより詳細に議論される。
【００５０】
ステップ310は、さらに、ステップ308において提供されたガイダンスの、オペレータによる遵守を監視することを含むことができる。本発明の一実施形態において、ステップ310は、オプションのステップである。ステップ308において提供されたガイダンスの、オペレータによる遵守を監視するステップは、HMIにおいてオペレータから受け取られたオペレータ入力をステップ308において推奨されたオペレータ入力またはオペレータアクションと比較することを含むことができる。推奨されるオペレータ入力またはオペレータアクションに関する検出された非遵守の場合に、ステップ308は、オペレータに以前のガイダンスを繰り返すこと、追加のもしくはより粒度の細かい情報/ガイダンス(変更されたまたは補足のオペレータガイダンスを含む)を提供すること、またはオペレータが従うべき異なる救済アクションもしくは矯正アクションを提供することをさらに含むことができる。一実施形態において、そのような追加のまたはより粒度の細かいガイダンスは、ガイダンスの配送に関する追加のまたは代替のモードを選択すること(後でより詳細に説明される)、またはオペレータが矢印またはハイライトなどのオンスクリーン視覚情報を使用してある種のセッティング/タグを突き止めることを可能にするヘルプ情報またはポップアップアラートなどの追加情報を提供することを含むことができる。
【００５１】
上記に基づいて、制御システムイベントの検出または制御システムの状態の変化の検出が、オペレータガイダンスを提供するためのトリガとして働くことができることを理解されたい。本発明が、制御システム入力妥当性検査を許容しない(たとえば、セキュリティの懸念または制約されたアクセスパーミッションに起因して)制御システム内で実施される実施形態において、オペレータガイダンスを提供する方法は、(i)警報イベント、(ii)通知イベント、または(iii)制御システムコントローラ、フィールド機器、アクチュエータ、センサ、もしくは他の制御システムコンポーネントにおける任意の他の検出可能な状態変化のうちの1つまたは複数を検出することに応答してトリガされる。
【００５２】
図4Aに、図3のステップ304において、検出された制御システムイベントが複雑なイベントであるかどうかを判定するための方法の実施形態を示す。
【００５３】
ステップ402aは、関係する制御システム、制御システムコンポーネント、またはHMIを監視するオペレータに対応するオペレータプロファイルを取り出すことを含む。本発明の一実施形態において、オペレータプロファイルは、たとえばオペレータのシフトの始めに、オペレータがHMIを介して制御システムにログインする時に取り出され得る。関連するオペレータプロファイルは、ログインプロセス中にオペレータによって提供されるオペレータIDに基づいて識別されまたは選択され得る。
【００５４】
ステップ404aは、制御システムイベントのインスタンスを検出することを含む。図3に関連して前に説明された方法の場合と同様に、制御システムイベントは、制御システムの状態のすべての変化を含むことができ、警報イベント、通知イベント、オペレータ入力イベント、または、制御システムコントローラ、フィールド機器、アクチュエータ、センサ、もしくは他の制御システムコンポーネント内のすべての他の検出可能な状態変化のうちの1つまたは複数を含むことができる。
【００５５】
その後、ステップ406aは、オペレータプロファイルに基づいて、制御システムイベントの同一のインスタンス(すなわち、制御システムイベントの検出されたインスタンスの制御システムイベントパラメータと一致する制御システムイベントパラメータを有する制御システムイベントのインスタンス)に応答する、関係するオペレータの以前のパフォーマンスに関する履歴情報を取り出すことを含む。制御システムイベントの同一のインスタンスに応答するオペレータの以前のパフォーマンスに関する情報が、オペレータが制御システムイベントのインスタンスを以前に体験した回数、オペレータが制御システムイベントに関連するベストプラクティスから逸脱したインスタンスの数、そのような以前の逸脱の範囲、オペレータが制御システムイベントに関連するベストプラクティスに従った回数、および制御システム(またはその一部)または制御システムプロセスを異常な状態から正常な状態にするために、制御システムイベントの以前に体験したインスタンスにおいてオペレータが要した時間のうちの1つまたは複数を含む複数のパラメータに関する情報を含むことができることを理解されたい。
【００５６】
検出された制御システムイベントに関連する関係するオペレータの以前のパフォーマンスを正確に判定するために、本発明の方法が、プラント階層情報に依存することができることを理解されたい。一実施形態において、2つ以上の検出された制御システムイベント(たとえば、警報イベント)が、プラント内の単一のプロセスユニット(または、単一のプラントサブシステムもしくは制御サブシステム)から生じる場合に、検出された制御システムイベントのこのグループは、関係するオペレータが制御システムイベントの同一の組合せに直面したかどうかを確かめ、そうである場合に、イベントの同一の組合せに応答するオペレータの以前のパフォーマンスを確かめるために、一緒に考慮され得る。別の実施形態において、制御システムイベントが、2つ以上のプロセスユニット(または2つ以上の別個のプラントサブシステムもしくは制御サブシステム)に共通するコンポーネントまたはタグの状態変化の結果として生じる場合に、前記制御システムイベントは、オペレータが同一の制御システムイベントに以前に直面したかどうかを確かめ、そうである場合に、そのような制御システムイベントに応答する彼のパフォーマンスを確かめるために、前記2つ以上のプロセスユニット(または2つ以上の別個のプラントサブシステムもしくは制御サブシステム)のそれぞれまたは両方に対応する事前定義の数の以前に検出されたイベントと組み合わされ得る。
【００５７】
ステップ408aは、取り出された履歴情報およびルールの事前定義のセットに基づいて、制御システムイベントの検出されたインスタンスの複雑性を判定することを含む。本発明の一実施形態において、制御システムイベントの検出されたインスタンスの複雑性に関する判定は、
・関係するオペレータが同一の制御システムイベントのインスタンスを体験した回数が、事前定義のしきい値回数未満であるかどうか、および、そうである場合に、制御システムイベントの検出されたインスタンスを複雑なイベントとして扱うこと、
・関係するオペレータが、前記オペレータが同一の制御システムイベントを体験した以前のインスタンスにおいてオペレータベストプラクティスから逸脱したかどうか、および、そうである場合に、そのような逸脱の回数もしくは範囲またはそのような逸脱の結果が、許容可能なまたは受け入れ可能な逸脱に関する事前定義の判断基準と一致するかどうか。そのような逸脱の回数または範囲が、許容可能なまたは受け入れ可能な逸脱に関する事前定義の判断基準の範囲外である場合には、検出されたイベントは、複雑なイベントとして扱われ、または、
・複数の警報イベントが、同一のHMIまたはプロセスユニットに関連して検出されたかどうか
のうちの1つまたは複数を確かめることを含むことができる。
【００５８】
図4Bに、図3のステップ304において、検出された制御システムイベントが複雑なイベントであるかどうかを判定するための別の方法の実施形態を示す。
【００５９】
ステップ402bは、制御システムイベントのインスタンスを検出することを含む。図3に関連して説明された方法と同様に、制御システムイベントは、制御システムの状態のすべての変化を含むことができ、警報イベント、通知イベント、オペレータ入力イベント、または、制御システムコントローラ、フィールド機器、アクチュエータ、センサ、もしくは他の制御システムコンポーネント内のすべての他の検出可能な状態変化のうちの1つまたは複数を含むことができる。
【００６０】
その後、ステップ404bは、1つまたは複数の測定されたパラメータに基づいて、オペレータのストレスまたはオペレータの疲労のレベルを確かめることを含む。オペレータのストレスまたはオペレータの疲労のレベルは、複数の要因のうちの1つまたは複数に基づいて判定され得る。オペレータのストレスまたはオペレータの疲労のレベルを判定するために使用され得る例示的な要因は、
・オペレータが同時に監視している制御システムプロセスまたはHMIの数
・オペレータの注意を同時に要求する警報または制御システムイベントの数
・関係するオペレータがシフトについていた時間の長さ
・関係するオペレータが進行中のシフト中に以前に対処した警報または複雑な制御システムイベントの総数
・オペレータの生理学的情報(たとえば、心拍、脈、呼吸、その他など)を測定するように構成されたハードウェアセンサから受け取られた情報
・脳電図(EEG)信号パターン、行ったステップ、歩いた距離、燃焼したカロリー、上った階数、活動の持続時間および強度、被験者が最近有した睡眠の質および長さなどのうちの1つまたは複数を含む様々なパラメータに基づいて被験者の身体状態に関する情報を提供するように構成されたハードウェアセンサ(たとえば、リストバンド活動量計、またはEEGデバイスなど)から受け取られる情報
・事前定義の時間ウィンドウ内で制御システムオペレータによって行われた休息または身体活動を記述する情報
のうちの1つまたは複数を含むことができる。
【００６１】
本発明において、ハードウェアセンサから受け取られた生理学的情報またはストレスもしくは疲労に関する情報に依存する実施形態は、さらに、原因結果分析のためおよび制御システムイベント複雑性または重大度を判定するためのルールを定義するために、警報イベントと生理学的パラメータ変動性との間の相関に依存することができる。例として、原因結果分析は、ある種の生理学的な症状または状態(たとえば、事前定義のしきい値を超える心拍数)が、あるタイプのまたはある回数を超える警報イベントが通知される統計的に有意な数の事例において見出されることを確定することができ、その事例において、この事前定義のしきい値を超えるかその境界の外部にあるオペレータ生理学的状態の検出は、本発明の教示によるオペレータガイダンスのトリガとして使用され得る。
【００６２】
上記パラメータのうちの任意の1つまたは複数が事前定義の限度を超えることがわかる場合には、オペレータのストレスまたはオペレータの疲労のレベルが受け入れ可能なレベルを超えたと結論することができ、したがって、制御システムイベントの検出されたインスタンスは、オペレータガイダンスの提供(たとえば、図3のステップ308に関連して前に説明された形での)を必要とするために十分な複雑性のイベントとして扱われる必要がある。
【００６３】
イベント複雑性および図3の教示に従ってオペレータガイダンスを提供すべきかどうかに関する判定が、図4Aまたは図4Bのいずれかに関連して説明された例示的な方法の実施形態に基づくものとされ得、あるいは、そのような方法のステップの組合せに基づくものとされ得ることを理解されたい。
【００６４】
図3のステップ308に戻って、ベストプラクティスベースのガイダンスは、HMIを介してオペレータに提供されるテキストベースもしくはグラフィックスベースの命令、ポップアップアラート、HMIを介してオペレータに提供されるオーディオベースもしくは音声ベースの命令もしくは支援、またはHMIを介してオペレータに提供されるビデオベースの命令もしくは支援のうちの1つまたは複数によるものを含む、任意の数の配送モードにおいてオペレータに提供され得る。
【００６５】
オペレータガイダンスを伝達するための配送モードの選択は、制御システムタイプ、HMIタイプ、オペレータプロファイル情報、オペレータの嗜好、HMIを介して受け取られたオペレータ入力のタイプまたは品質、オペレータの経験または力量、検出されたアラームまたは制御システムイベントのタイプ、制御システムイベントの判定された複雑性、オペレータが同時に直面する複雑な制御システムイベントの数、オペレータの判定されたストレスレベルまたは疲労レベル、およびすでに伝達されたガイダンスの、オペレータによる遵守のレベルまたは品質を含む、複数の判断基準のうちの任意の1つに基づくものとされ得る。
【００６６】
本発明の一実施形態において、オペレータガイダンスを配送するモードは、1つまたは複数の「アバター」すなわち人間のアシスタントの表現に依存することができる。アバターは、音声ベース(すなわち、音声の命令またはコメントを使用するオーディオガイダンスの提供を含むことができる)またはビデオベース(すなわち、オーディオベースまたはテキストベースの命令またはコメントを同時に提供する間にHMI上に現れる個人またはキャラクタのビデオ表現またはイメージを使用するビデオガイダンスの提供を含むことができる)とされ得る。ビデオベースのアバターに使用されるイメージまたは性格は、一実施形態において、オペレータの嗜好に基づいて選択され得る。
【００６７】
本発明の一実施形態において、(i)ポップアップアラートまたはテキストベースのアラートは、低い複雑性および/もしくは低い重大度の制御システムイベントの検出に応答してガイダンスを提供するために使用され得、(ii)ビデオベースのガイダンスは、低い複雑性および/もしくは低い重大度の制御システムイベントに関して提供され得、ならびに/または(iii)オーディオベースのガイダンスは、検出された制御システムイベント複雑性または重大度が上昇する時もしくは関係するオペレータのストレスレベルもしくは疲労レベルが事前定義のしきい値を超えたことがわかる時に提供され得る。
【００６８】
本発明において、オペレータガイダンスは、実施されるべき後続ステップ、後続ステップを実行するためにオペレータから要求される追加情報もしくは入力、またはオペレータ入力の受け取り時(またはオペレータによるステップの完了時)にHMIにおいて情報または状況メッセージを表示することの形でオペレータに提供される命令を含むことができる。
【００６９】
図5に、図2、図3、図4A、および図4Bの教示に従って様々な方法のステップを実施する、本発明の教示による方法の好ましい実施形態を示す。
【００７０】
図5のステップ502は、制御システム内の状態変化を検出することを含む。検出された状態変化は、オペレータアクションまたはヒューマンマシンインターフェースもしくは制御システム内のフィールド機器において受け取られたオペレータ入力などのオペレータ入力イベントを含むことができる。代替案では、検出された状態変化は、警報イベント、通知イベント、または制御システムコントローラ、フィールド機器、アクチュエータ、センサ、もしくは他の制御システムコンポーネント内での任意の他の検出可能な状態変化など、オペレータ入力イベント以外の任意の検出された制御システムイベントを含むことができる。
【００７１】
ステップ502において検出された状態変化がオペレータアクション(またはオペレータ入力イベント)を含むとの判定に応答して、ステップ504は、受け取られたオペレータ入力の責任を負うオペレータに対応するオペレータプロファイルを識別することと、前記オペレータプロファイルをデータベースから取り出すことと、受け取られたオペレータ入力の責任を負うオペレータの専門技術を判定するために取り出されたオペレータプロファイルを分析することとを含む。
【００７２】
オペレータが熟練者であるとの判定に応答して、ステップ506は、HMIにおいて受け取られたオペレータ入力または実施されたオペレータアクションを記録することを含み、記録されたオペレータ入力またはオペレータアクションは、ベストプラクティスデータベース内に記憶され、その後、オペレータベストプラクティスとして扱われ得る。
【００７３】
ステップ508は、制御システムイベント、制御システムプロセス、制御システムコンポーネント、制御システムバッチ、または制御システムHMIのうちの1つまたは複数に、記録されたオペレータ入力を関連付けることを含み、記録されたオペレータ入力は、その後、前記制御システムイベント、制御システムプロセス、制御システムコンポーネント、制御システムバッチ、または制御システムHMI (または上記のいずれかの組合せ)に関してオペレータによって採用されるベストプラクティス(またはベストプラクティスのセット)として扱われ得る。
【００７４】
図5のステップ504から508が、図2のステップ202から206に対応し、ステップ202から206に関連して前に説明された様々な特定の実施形態が、同様に、図5のステップ504から508に関連して適用可能であり、実施可能であることを理解されたい。
【００７５】
ステップ502において検出された状態変化が、オペレータアクション以外の制御システムイベントを含むとの判定に応答して、その後、ステップ510は、検出されたイベントが複雑なイベントであるかどうかを確かめるために事前定義のルールのセットを使用することを含む。イベント複雑性に関する判定は、複数の異なる形で実行され得、ルールの1つまたは複数の事前定義のセットに基づくものとされ得る。本発明の一実施形態において、イベント複雑性に関する判定は、図4Aおよび図4Bに関連して前に議論された方法のうちの1つまたは複数に基づいて実施され得る。
【００７６】
検出されたイベントが複雑なイベントであることが確かめられることに応答して、ステップ512は、検出されたイベントに関連する1つまたは複数のベストプラクティスを識別し、取り出すことを含む。本発明の一実施形態において、検出されたイベントに関連するベストプラクティスの識別は、方法のステップ504から508(または、図2に関連して前に議論された方法)に従って、ベストプラクティスデータベース内に記憶された複数のベストプラクティスの中からベストプラクティスを選択することを含むことができる。
【００７７】
その後、ステップ514は、検出された制御イベントに応答するためのガイドラインをオペレータに提供することを含み、ガイダンスは、オペレータによって実施される次のステップに関する1つまたは複数の推奨を含むことができる。ガイダンスによって提供される推奨される次のステップは、推奨されるオペレータ入力またはアクションを含むことができ、推奨されるオペレータ入力またはアクションは、ステップ512において選択された1つまたは複数のベストプラクティスから取り出され得、その後、HMIを介してオペレータによって実施される提案される次のアクション、矯正アクション、または救済アクションに関して識別され、そのようなアクションとしてオペレータに提示され得る。本発明の一実施形態において、推奨されるオペレータ入力またはオペレータアクションは、ステップ512において選択された取り出された1つまたは複数のベストプラクティスを含むオペレータ入力のセットのサブセットを含むことができる。
【００７８】
ステップ516は、さらに、ステップ514において提供されたガイダンスの、オペレータによる遵守を監視することを含むことができる。本発明の一実施形態において、ステップ516は、オプションのステップである。ステップ514において提供されたガイダンスの、オペレータによる遵守を監視するステップは、HMIにおいてオペレータから受け取られたオペレータ入力をステップ514において推奨されたオペレータ入力またはオペレータアクションと比較することを含むことができる。推奨されるオペレータ入力またはオペレータアクションに関する検出された非遵守の場合に、ステップ516は、オペレータに以前のガイダンスを繰り返すこと、追加のもしくはより粒度の細かい情報/ガイダンス(変更されたまたは補足のオペレータガイダンスを含む)を提供すること、またはオペレータが従うべき異なる救済アクションもしくは矯正アクションを提供することをさらに含むことができる。
【００７９】
図5のステップ510から516が、図3のステップ304から310に対応し、ステップ304から310に関連して前に説明された様々な特定の実施形態が、同様に、図5のステップ510から516に関連して適用可能であり、実施可能であることを理解されたい。
【００８０】
図6に、本発明の方法を実施するように構成された例示的なプロセス環境600を示す。制御システム602は、HMI 604、ベストプラクティスデータベース606、オペレータログデータベース608、およびイベントモニタ614に通信可能に結合される。プロセス環境600は、複雑性アナライザ610、オペレータパフォーマンスアナライザ612、およびオペレータ支援コントローラ616をさらに含む。制御システム602ならびに制御システムコンポーネント604から616のうちの1つまたは複数が、1つまたは複数のプロセッサを使用して実施され得ることを理解されたい。
【００８１】
図示の実施形態において、HMI 604は、オペレータが制御システム内の1つまたは複数のコンポーネントを監視し、制御することを可能にするように構成されたヒューマンマシンインターフェースを含む。
【００８２】
ベストプラクティスデータベース606は、オペレータベストプラクティスのリポジトリを含むことができ、このオペレータベストプラクティスは、本明細書内で上で図2に関連して議論された方法のステップに従って判定され、記憶されたものとされ得る。
【００８３】
オペレータログデータベース608は、制御システム602によって生成されたオペレータログのリポジトリを含むことができ、特定の制御システム、制御サブシステム、制御システムコンポーネント、またはタグに関連するオペレータの経験およびパフォーマンスに関するオペレータプロファイル情報および/または履歴情報の取り出しを可能にする。
【００８４】
イベントモニタ614は、制御システム内の1つまたは複数のコンポーネントまたはタグの状態の変化を検出するように構成されたプロセッサ駆動の監視エンジンを含む。イベントモニタ614は、状態変化を検出するために制御システム602に通信可能に結合され得、さらに、検出された状態変化に関する情報をオペレータに提供するためにHMI 604に通信可能に結合され得る。本発明の一実施形態において、イベントモニタ614は、制御システム内の1つまたは複数のコントローラ、フィールド機器、センサ、および/またはアクチュエータに通信可能に結合され得、前記1つまたは複数のコントローラ、フィールド機器、センサ、および/またはアクチュエータから受け取られた情報に基づいて制御システムイベントを監視することができる。
【００８５】
オペレータパフォーマンスアナライザ612は、(i)オペレータ専門技術判定のためにオペレータのプロファイルを分析すること、(ii)熟練オペレータによって実施されたオペレータアクションをベストプラクティスデータベース606内にベストプラクティスとして記録すること、(iii)記録されたベストプラクティスを、制御システムイベント、制御システムプロセス、制御システムコンポーネント、制御システムバッチ、または制御システムHMIのうちの1つまたは複数に関連付けること、(iv)検出された制御システムイベントに関連するベストプラクティスに基づくガイダンスをオペレータが必要とするかどうかを判定するために、イベントモニタ614において検出されたオペレータアクションまたは状態変化をベストプラクティスデータベース606から取り出されたベストプラクティスと比較すること、および(v)オペレータに提供されるガイダンスの、オペレータによる遵守をリアルタイムで判定すること、のうちの少なくとも1つのために構成されたプロセッサ駆動の分析エンジンを含むことができる。
【００８６】
複雑性アナライザ610は、イベント複雑性を判定するための1つまたは複数のルールに従って1つまたは複数の検出された制御システムイベントの複雑性を判定するように構成されたプロセッサ駆動の分析エンジンを含むことができる。一実施形態において、複雑性アナライザ610は、図4Aまたは図4Bに関連して含めて、本明細書内で上で説明された方法のうちの1つまたは複数に基づいてイベント複雑性を判定するように構成され得る。
【００８７】
HMI 604、複雑性アナライザ610、オペレータパフォーマンスアナライザ612、およびイベントモニタ614のそれぞれは、オペレータ支援コントローラ616に通信可能に結合され得る。オペレータ支援コントローラ616は、一実施形態において、本明細書内で上で説明された方法のいずれかに従って、オペレータガイダンスをトリガし、HMI 604を介してオペレータにこれを提供するための、プロセッサで実施されるエンジンを含むことができる。
【００８８】
図7に、本発明の様々な実施形態がその中で実施され得る例示的なコンピューティングシステムを示す。
【００８９】
システム702は、少なくとも1つのプロセッサ704および少なくとも1つのメモリ706を含む。プロセッサ704は、プログラム命令を実行し、実プロセッサとされ得る。プロセッサ704は、仮想プロセッサとされることも可能である。コンピュータシステム702は、説明される実施形態の使用または機能の範囲に関する限定を提案することを意図されたものではない。たとえば、コンピュータシステム702は、汎用コンピュータ、プログラムされたマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、集積回路、および本発明の方法を構成するステップを実施することのできる他のデバイスまたはデバイスの配置のうちの1つまたは複数を含むことができるが、これに限定はされない。本発明によるシステム702の例示的な実施形態は、1つまたは複数のサーバ、デスクトップ、ラップトップ、タブレット、スマートフォン、携帯電話機、モバイル通信デバイス、ファブレット、および携帯情報端末を含むことができる。本発明の一実施形態において、メモリ706は、本発明の様々な実施形態を実施するソフトウェアを記憶することができる。コンピュータシステム702は、追加のコンポーネントを有することができる。たとえば、コンピュータシステム702は、1つまたは複数の通信チャネル708、1つまたは複数の入力デバイス710、1つまたは複数の出力デバイス712、およびストレージ714を含む。バス、コントローラ、またはネットワークなどの相互接続機構(図示せず)が、コンピュータシステム702のコンポーネントを相互接続する。本発明の様々な実施形態において、オペレーティングシステムソフトウェア(図示せず)が、プロセッサ704を使用してコンピュータシステム702内で実行する様々なソフトウェアのためのオペレーティング環境を提供し、コンピュータシステム702のコンポーネントの異なる機能を管理する。
【００９０】
通信チャネル708は、通信媒体を介する様々な他のコンピューティングエンティティへの通信を可能にする。通信媒体は、プログラム命令または他のデータなどの情報を通信媒体内で提供する。通信媒体は、電気媒体、光媒体、RF媒体、赤外線媒体、音響媒体、マイクロ波媒体、Bluetooth(登録商標)媒体、または他の伝送媒体を用いて実施される有線または無線の方法論を含むが、これに限定はされない。
【００９１】
入力デバイス710は、タッチスクリーン、キーボード、マウス、ペン、ジョイスティック、トラックボール、音声デバイス、スキャニングデバイス、またはコンピュータシステム702に入力を提供することができる任意の別のデバイスを含むことができるが、これに限定はされない。本発明の一実施形態において、入力デバイス710は、サウンドカードまたはアナログ形式もしくはデジタル形式でのオーディオ入力を受け入れる同様のデバイスとされ得る。出力デバイス712は、サーバ、デスクトップ、ラップトップ、タブレット、スマートフォン、携帯電話機、モバイル通信デバイス、ファブレット、携帯情報端末のいずれかに関連するCRTディスプレイ、LCDディスプレイ、LEDディスプレイ、または任意の他のディスプレイ上のユーザインターフェース、プリンタ、スピーカ、CD/DVDライタ、またはコンピュータシステム702からの出力を提供する任意の他のデバイスを含むことができるが、これに限定はされない。
【００９２】
ストレージ714は、磁気ディスク、磁気テープ、CD-ROM、CD-RW、DVD、任意のタイプのコンピュータメモリ、磁気ストライプ、スマートカード、印刷されたバーコード、または、情報を記憶するために使用され得、コンピュータシステム702によってアクセスされ得る任意の他の一時的または非一時的な媒体を含むことができるが、これに限定はされない。本発明の様々な実施形態において、ストレージ714は、説明される実施形態を実施するためのプログラム命令を含む。
【００９３】
本発明の一実施形態において、コンピュータシステム702は、分散ネットワークの一部である。
【００９４】
本発明は、システム、方法、または、コンピュータ可読記憶媒体もしくはプログラミング命令が遠隔の場所から伝達されるコンピュータネットワークなどのコンピュータプログラム製品を含む多数の形で実施され得る。
【００９５】
本発明は、コンピュータシステム702と共に使用するためのコンピュータプログラム製品として適切に実施され得る。本明細書内で説明される方法は、通常、コンピュータシステム702または任意の他の同様のデバイスによって実行されるプログラム命令のセットを含むコンピュータプログラム製品として実施される。プログラム命令のセットは、コンピュータ可読記憶媒体、たとえばディスケット、CD-ROM、ROM、フラッシュドライブ、もしくはハードディスクなどの有形の媒体上に記憶され、または光もしくはアナログの通信チャネル708を含むがこれに限定されない有形の媒体を介してモデムまたは他のインターフェースデバイスを介してコンピュータシステム702に伝送可能な、一連のコンピュータ可読コードとされ得る。コンピュータプログラム製品としての本発明の実施態様は、マイクロ波、赤外線、Bluetooth(登録商標)、または他の伝送技法を含むがこれに限定されない無線技法を使用する非有形の形とされ得る。これらの命令は、システムに事前にロードされ、CD-ROMなどの記憶媒体上に記録され、またはインターネットもしくは携帯電話網などのネットワークを介するダウンロードのために使用可能にされ得る。一連のコンピュータ可読命令は、本明細書内で前に説明された機能のすべてまたは一部を実施することができる。
【００９６】
上記から、本発明が、以前に存在する技術的現状を超える複数の利点を提供することを理解されたい。具体的には、本発明は、オペレータの経験および/または力量の判定に基づくオペレータベストプラクティスの自動化された識別、記憶、および取り出しを可能にし、これによって、従業員再編成の問題ならびに低頻度でまたはまれに実施される制御プロセスに関するオペレータガイダンスの必要に対処する。本発明は、さらに、標準操作手順および/またはベストプラクティスのオペレータによる遵守の監視を可能にし、制御システムオペレータにガイダンスを提供するためのインテリジェントで効率的なコンテキストベースのトリガ機構を提供する。
【００９７】
本発明の例示的実施形態が、本明細書内で説明され、図示されるが、これらが、単に例示的であることを了解されたい。形態および詳細における様々な変更が、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の思想および範囲から逸脱せず、これを損なうことなく、行われ得ることが、当業者によって理解される。
【符号の説明】
【００９８】
100  プロセス制御システム
102  コントローラ
104  アクチュエータ
106  プロセス
108  センサ
110  ヒューマンマシンインターフェース(HMI)
600  プロセス環境
602  制御システム
604  HMI
606  ベストプラクティスデータベース
608  オペレータログデータベース
610  複雑性アナライザ
612  オペレータパフォーマンスアナライザ
614  イベントモニタ
616  オペレータ支援コントローラ
702  コンピュータシステム
704  プロセッサ
706  メモリ
708  通信チャネル
710  入力デバイス
712  出力デバイス
714  ストレージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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