[发明专利]从工程数据源中自动提取资产数据

说明书

用于控制工业工厂的系统和方法包括：输入工业工厂的单元的工程图，该工程图包括表示该工业工厂的资产的符号；使用机器学习从该工程图中提取一个或多个资产以识别该一个或多个资产，该一个或多个资产包括设备、仪器、连接器和线路，该线路将设备、仪器和连接器彼此相关；使用机器学习确定设备、仪器、连接器和线路彼此之间的一个或多个关系来识别该一个或多个关系；和根据设备、仪器、连接器和线路以及设备、仪器、连接器和线路之间的关系创建流程图。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2019年3月25日提交的，题为“Systems and Methods forPerforming Industrial Plant Diagnostics and Operations”的第62/823,469号美国临时申请的优先权；2019年5月3日提交的，题为“Systems and Methods for PerformingIndustrial Plant Diagnostics”的第62/842,929号美国临时申请的优先权；以及2019年3月25日提交的，题为“Systems and Methods for Detecting and Predicting Faults inan Industrial Process Automation System”的第62/823,377号美国临时申请的优先权，并通过引用将上述临时申请并入本文。本申请的主题还与2018年6月28日提交的，题为“Machine Learning Analysis of Piping and Instrumentation Diagrams”的第16/021,867号美国非临时申请相关，并通过引用结合将该申请并入本文。

技术领域

本公开的方面一般涉及工业过程(process)自动化和控制系统。更具体地，本公开的方面涉及用于以下的系统和方法：从工程图和其他工程数据源中提取工厂资产(asset)；根据工厂资产创建工厂资产层级结构(hierarchy)；根据工厂资产层级结构和与其他资产的资产关联关系来构建本体(ontological)知识库；以及基于工厂资产层级结构和本体知识库提供用于控制工业过程自动化和控制系统的人机界面(“HMI”)。

背景技术

工厂操作员的任务是确保工厂正常运行。例如，这需要监视和解决由工厂组件(例如，泵、阀、罐、传感器)触发的警报，对工厂组件执行操作(例如，关闭组件和启动组件)，并且通常监督工厂的正确运行。为了执行这些任务，工厂操作员可以使用HMI，该HMI为工厂操作员提供工厂组件和从工厂组件收集的数据的可视化表示。HMI可以允许工厂操作员与工厂组件交互(例如，执行诸如关闭组件的操作)。

可以针对特定工厂设计HMI，以捕获工厂内的组件，显示用来运行工厂的数据，并提供用于启动工厂操作员可能需要的操作的界面。设计HMI可能既昂贵又耗时，并且可能需要工厂和过程工程的专业知识。如今，工厂HMI是使用以过程为中心的方法创建的，该方法关注于过程定义。另一方面，工厂操作员对工厂具有以资产为中心的视角，其关注于自动化控制定义(例如，工厂、区域、单元、设备、装置、特定设备的设定点等)。因此，工厂操作员可能会发现当前的工厂HMI不直观且难以使用。

因此，在工业工厂调试和运行的领域中需要改进。

发明内容

本公开的实施例提供了用于控制工业过程自动化和控制系统的系统和方法。该方法和系统自动地并且通过使用机器学习(machine learning，ML)模型和算法，从工程图和其他工厂工程数据源中提取工厂资产；建立资产关系以创建工厂资产注册表(registry)并根据工厂资产来构建资产层级结构；根据工厂资产层级结构来生成本体知识库；以及基于工厂资产层级结构和本体知识库提供用于控制工业过程的HMI。