[发明专利]用于监管和控制工业设施中的机器的装置及包括多个装置的系统

说明书

公开了用于监管工业设施的至少一个机器的操作或者用于监管这种操作并且基于这种监管对至少一个机器进行致动的系统。该系统包括网络，该网络包括服务器以及形成计算集群的多个装置。多个装置中的至少一些装置能够连接到工业设施的机器。至少一些装置中的每个装置包括：第一处理器，其被配置成：利用能够从装置能够连接到的机器获取的数据来实时计算用于解决第一询问的第一处理任务；以及第二处理器，其被配置成：与网络共享其处理能力，并且当由服务器分配了用于解决第二询问的第二处理任务的至少一个线程时，计算所述至少一个线程。服务器被配置成：控制计算集群；将第二处理任务划分成多个线程；并且将多个线程中的一个或更多个线程分配给多个装置中的至少一些装置的第二处理器。还公开了用于监管工业设施的至少一个机器的操作的装置。还公开了工业设施，该工业设施包括：多个机器；用于监管所述多个机器中的至少一个机器的操作或者用于对至少一个机器进行监管并且致动的网络，该网络包括服务器以及形成计算集群的多个装置。

技术领域

本发明涉及用于工业设施中的监管和控制的装置的领域。更具体地，本发明涉及用于在产生大量数据的工业环境中实时捕获和处理数据的高可用性装置。这些装置对于实现智能服务例如工业机械中的能量效率和预测性维护会是特别有利的。本发明还涉及网络、系统以及包括这些装置的工业设施。

背景技术

在九十年代(1990年代)，开发了由智能装置构成的网络的概念，并且创造了用于限定这种概念的术语：“物联网(IoT，Internet of Things)”。IoT是指可以连接到互联网并且能够使用所谓的机器到机器或M2M通信向其他对象或装置标识自己的物理对象或装置。IoT可以被限定为嵌入有电子、软件、传感器和网络连接的物理对象的、使这些对象能够收集和交换数据的网络。可以跨现有网络基础设施远程感测和控制属于IoT的对象。每个“物”都可以通过其嵌入式计算系统被唯一标识，并且可以借助于现有的互联网基础设施进行操作。目前，IoT汇集了多种技术，包括无线和有线通信二者以及网络、传感器以及嵌入式系统和微机电系统(MEMS)二者。IoT能够适用于许多不同的环境，包括家庭(智能家居)、公共基础设施(如智能城市，包括例如环境监管)以及工业(诸如智能电网的狭义的工业或涵盖诸如智能交通的一些公共基础设施的广义的工业)。

当IoT被应用于(最广泛意义上的)工业基础设施时，使用也称为工业4.0的特定术语工业物联网(IIoT)。当工业设备被集成在IIoT中时，机器能够向上级监管系统通知其工作状态，从而实现预测性智能服务，例如由Acatech(德国国家科学与工程研究院)在2014年3月命名的智能服务世界(Smart Service Welt)的实时(RT)质量控制。这又将使工业设备的制造商能够成为高级服务的提供者。

IIoT和IoT之间的主要区别在于，包含IIoT的装置和机器可能是其故障或失效可能导致下述结果中的至少一个的系统(或是该系统的一部分)：设备/财产的损失或严重损坏、环境危害和/或严重的生产损失，等等。从这个意义上讲，工业设施的系统需要特征在于实时响应和在不同机器之间同步的解决方案，以在存在可能导致任何先前事件的任何潜在故障时使这些系统致动。这种系统的非限制性示例是例如核电厂的发电厂、电力传输和运输、炼油厂、天然气加工厂、化学处理厂以及制造生产和装配线。