[发明专利]分析工业工厂中操作者动作的影响的方法

说明书

本发明标题为“分析工业工厂中操作者动作的影响的方法”。本发明涉及处理系统的领域，特别是用于工业工厂的处理系统。本发明公开了一种用于确定工业处理系统中的多个元素之间的相互依赖性的方法。该方法包括以下步骤：提供处理系统的拓扑的过程流程图PFD；将PFD转换成有向图，其中将所述多个元素中的每个元素转换成节点，并且将多个元素之间的每个关系转换成有向边缘；从多个节点中选择一个节点作为起始节点；以及构造子图，其中子图由从起始节点前向连接的所有节点组成，因此示出了子图中的多个元素之间的至少一个相互依赖性。

技术领域

本发明涉及处理系统的领域，特别是用于工业工厂的处理系统。本发明还涉及计算机程序产品、计算机可读存储介质以及该方法的用途。

背景技术

在许多情况下，工业工厂是或包含由材料、能量和信息的流连接的复杂元素网络。这些连接使元素相互依赖，并且使一个元素发生变化，例如它的值可能会影响其他元素中的一个或多个，甚至可能影响遥远的元素。因此，对于工厂经营者，尤其是对于不经常采取的动作，可能变得难以预测包括价值变化和/或其他“动作”的影响，包括所谓的“副作用”。此外，可能难以标识不典型的过程值是否对生产过程有相关影响。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于确定处理系统中，特别是工业处理系统中的元素之间的相互依赖性的方法。该目的通过独立权利要求的主题来实现。根据从属专利权利要求和以下描述，另外的实施例是清楚的。

一个方面涉及一种用于确定工业处理系统中的多个元素之间的相互依赖性的方法。该方法包括以下步骤：

提供处理系统的拓扑的过程流程图PFD；

将PFD转换成有向图，其中将多个元素中的每个元素转换成节点，并且将多个元素之间的每个关系转换成有向边缘；

从多个节点中选择一个节点作为起始节点；以及

构造子图，其中子图由从起始节点前向连接的所有节点组成，因此示出了子图中的多个元素之间的至少一个相互依赖性。

处理系统可以是例如在化学和过程工程中使用的工业工厂。处理系统可以配置用于生产和/或制造物质，例如材料和/或化合物。元素的示例可以包括泵、压缩机、容器或压力容器、储罐、热交换器、熔炉、风扇、冷却塔、阀门等。过程流程图可以是管道和仪表图（P＆ID）和/或描述处理系统的元素的另一种图。

将PFD转换成有向图可以例如通过邻接矩阵来完成，该邻接矩阵将多个元素表示为行和列，并且将多个元素之间的关系表示为矩阵条目，从而表示元素之间的有向边。也可以使用有向图的其他表示。一旦有向图可用，则可以选择多个节点中的任意节点作为起始节点。在某些情况下，将可以由操作者触发或以其他方式改变的输入元素作为起始节点可能会很有用。在图中节点的意义上，该“输入元素”可以是开始或停止电动机，或者可以包括改变过程变量。可以针对一个或针对多个所选择的起始节点来完成此操作，例如，对于已知高度相关的过程变量，或甚至对于其效果可能不完全清楚的“非典型”过程变量都是如此。然后，可以构造前向连接节点的子图。因此，在子图中的多个元素之间示出了至少一个相互依赖性——即可以观察到至少一个相互依赖性。拓扑模型的这部分表示具有可能受影响的所有元素的子图。

该方法有利地为操作者提供有关于效果的见解，甚至是关于操作者动作和/或过程变量的所谓“副作用”的见解。“副作用”可能是由操作者尚未计划和/或预见的元素的反应。副作用可能包括正面、负面或可忽略的影响。因此，操作者动作和/或其他变化可能经受深入研究。至少在某些情况下，这可能会导致对动作有更好的了解，和/或在某些情况下，通过防止操作者促使不期望的副作用来提供更安全的过程指导。

在各种实施例中，该方法包括以下另外步骤：为子图输出子图的所有节点和所有关系。输出可以包括生成所有节点的列表，其表示可能受到操作者动作影响的设备和资产，即与起始节点或其值的改变有关的设备和资产。输出可以包括提供操作者动作的效果（包括副作用）的近似或“从语言上”量化。输出可以包括过程工厂内部的因果关系可视化给工程师以便验证，例如作为动态创建的过程图形或因果矩阵。