专利名称：用于配置基于状况的健康维护系统的系统和方法
技术领域：
本发明一般地涉及用于基于状况的健康维护系统的体系结构，以及更特别地涉及可被用户灵活地重配置的体系结构，以反映正被监控的资产的物理结构以及该资产正如何被监控。
背景技术：
车辆复杂性上的增加以及伴随的维护成本上的增加已经导致了进入到基于状况的健康管理(CBM)的领域中的产业范围的投资。这些努力已经导致了产业或装备特定过程解决方案的发展。然而，传统的CBM系统通常是被严格配置的，需要用户忍受笨重的性能或支付显著的修改成本。
图I是示例性的多级健康维护过程10的简化框图，该维护过程10在监控复杂系统(未示出)时是有用的。如在此所讨论的复杂系统可以是可利用传感器、换能器或其它数据源来监控复杂系统的各种部件和参数的任何类型的车辆、飞行器、制造过程、或机器。传感器/换能器通常位于部件或过程测量级20以通过各种数据驱动的输入/输出(I/O)设备来测量、收集和传送原始数据。这种原始数据可表示故障指标符、参数值、过程状态和事件、可消耗使用和状态、交互数据等。其它数据源的非限制性示例可包括串行数据文件、视频数据文件、音频数据文件以及内置测试装备。一旦测量到复杂系统的参数，测量数据通常被转发到在处理的提取级30处的更复杂的设备和系统。在提取级30处，会发生诸如倾向和其它症状标记的确定或推导之类的更高级别的数据分析和记录。症状标记被进一步处理并传送到解释级40，在那里适当编程的计算设备可诊断、预测缺省指示或追踪可消耗的使用和消耗。还可确定和追踪原材料和其它使用数据。在解释级40处所综合的数据可接着在动作级50处由维护计划、分析和协调软件应用所编译和组织，以用于报告和与在交互级60处的各种用户进行其它交互。尽管为实现CBM系统而需要的过程正变得更广泛地已知，CBM系统的复杂性的级别依然很高并且开发这些解决方案的成本是相当高的。为产生独立于要被监控的复杂系统的设计的廉价共同CBM解决方案的尝试已经是不太令人满意。这正是因为复杂系统可发生故障的方式的组合和排列以及故障被表明的症状高度依赖于系统设计。由此，期望开发一种健康维护系统体系结构，其足够灵活以支持复杂系统的范围。另外，期望开发一种健康维护系统，其可容易地被用户实时重配置，因此无需昂贵的重编程成本和延迟。此外，结合附图和本发明的此背景，本发明的其它期望的特征和特性将根据本发明的随后的详细说明和所附的权利要求而变得清楚。
发明内容
提供了一种可重配置系统，用于监控复杂系统的健康。该系统可包括，但不限于包括存储器和处理器的计算节点。该处理器可被配置成接收多个标准化可执行应用模块，每个标准化可执行应用模块包含用于执行多个不同的标准化功能之一的指令，接收二进制文件，该二进制文件包括用于当被处理器加载到存储器中时，通过在存储器中创建由该多个标准化可执行应用模块中的至少一个标准化可执行应用模块所使用的至少一个数据结构来配置该标准化可执行应用模块和配置该存储器的指令。提供了一种方法，用于配置监控复杂系统的健康的系统。该方法可包括，但不限于由处理器接收多个标准化可执行应用模块，每个标准化可执行应用模块包含用于执行多个不同的标准化功能之一的指令，由处理器在存储器中存储该多个标准化可执行应用模块，由存储器接收二进制文件，该二进制文件包括用于当被加载到存储器中时，通过在存储器中创建由该多个标准化可执行应用模块中的至少一个标准化可执行应用模块所使用的至少一个数据结构来配置该标准化可执行应用模块和配置该存储器的指令。进一步提供了一种计算节点。该计算节点可包括，但不限于存储器和通信连接到该存储器的处理器。该处理器可被配置成接收多个标准化可执行应用模块，每个标准化可执行应用模块包含用于执行多个不同的标准化功能之一的指令，接收二进制文件，该二进制文件包括用于通过在存储器中创建由该多个标准化可执行应用模块中的至少一个标准 化可执行应用模块所使用的至少一个数据结构来配置该标准化可执行应用模块和配置该存储器的指令。
将在下文结合下列附图来描述本发明，其中相同的数字表示相同的元件，以及 图I是示例性多级健康维护过程的简化框 图2是用于分级结构的实施例的简化功能框 图3是用于优化基于分级状况的维护系统的运行时间性能的示例性可重配置系统的简化示意 图4-6是说明了用于配置分级结构内的计算节点的GUI的示例性屏幕快照；
图7-9是说明了用于配置可执行应用模块的GUI的示例性屏幕快照；
图10是用于配置/重配置正监控复杂系统的各种部件的计算节点的分级结构的示例性方法的流程 图11是示例性计算节点的简化框图；以及图12是示例性计算节点的另一个简化框图。
具体实施例方式下列详细描述本质上仅是示例性的，并且不意在限制本发明或本发明的应用和使用。如在此所使用的，词语“示例性”意思是“用作例子、实例或说明”。因此，在此被描述为“示例性”的任何实施例不必被理解为比其它实施例优选或有利。在此所描述的所有实施例是示例性实施例，其被提供成使本领域技术人员能够制造或使用本发明，并且不限制由权利要求所限定的本发明的范围。此外，不意在由出现在前述技术领域、背景、简要概述或下列详细描述中的任何明示或暗示的理论所限制。本领域技术人员将理解的是，连同在此公开的实施例所描述的各种说明性的逻辑块、模块、电路、以及算法步骤可被实现为电子硬件、计算机软件、或两者的组合。按照功能和/或逻辑块部件(或模块)以及各种处理步骤来在以下描述一些实施例和实现方式。然而，应当理解的是，可以由配置成执行特定功能的任何数量的硬件、软件、和/或固件部件来实现这种块部件(或模块)。为了清楚说明硬件和软件的这种可交换性，一般按照各种说明性部件、块、模块、电路以及步骤的功能性来在此对它们进行描述。这种功能性被实现为硬件还是软件取决于对整个系统所施加的特定应用和设计约束。本领域技术人员可为每个特定应用以变化的方式来实现所描述的功能性，但这种实现判断不应当被解释为引起了从本发明的范围的背离。例如，系统或部件的实施例可采用各种集成电路部件，例如，存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等等，这些部件可在一个或多个微处理器或其它控制设备的控制下执行各种功能。另外，本领域技术人员将理解的是，在此所描述的仅是示例性的实现方式。可用设计成执行在此描述的功能的用通用处理器、控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件部件或其任意组合来实现或执行连同在此公开的实施例所描述的各种说明性的逻辑块、模块、和电路。通用处理器可以是微处理器，但在替代方式中，该处 理器可以是任何传统的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器也可被实现为计算设备的组合，例如以下的组合DSP和微处理器、多个微处理器、结合DSP核的一个或多个微处理器、或任何其它这种配置。在此专门使用词语“示例性”来表示“用作例子、实例或说明”。在此被描述为“示例性”的任何实施例不必被理解为比其它实施例优选或有利。连同在此公开的实施例所描述的方法或算法的步骤可以被直接体现在硬件中、在由处理器所执行的软件模块中、或在两者的组合中。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移除磁盘、CD-ROM、或本领域已知的任何其它形式的存储介质中。示例性存储介质被耦合到处理器，使得处理器可从该存储介质读取信息和对该存储介质写入信息。在替代方式中，存储介质可被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。该ASIC可驻留在用户终端中。在替代方式中，处理器和存储介质可作为用户终端中的离散部件而驻留。在这篇文件中，可单独使用诸如第一和第二等等的相关术语来将一个实体或动作与另一个实体或动作相区分，而不必需要或暗示这种实体或动作之间的任何实际的关系或顺序。诸如“第一”、“第二”、“第三”等的数字序数仅表示多个中的不同的单个，并且不暗示任何次序或顺序，除非由权利要求的语言所特别限定。在任何权利要求中的文本顺序不暗示必须按照这种顺序以时间或逻辑次序来执行过程步骤，除非其由权利要求的语言所特别限定。可在不背离本发明的范围的情况下以任意次序来互换过程步骤，只要这种互换不与权利要求语言相矛盾并且在逻辑上不是无意义的。此外，根据上下文，在描述不同元件之间的关系中所使用的诸如“连接”或“耦合至IJ”的词语不暗示必须在这些元件之间进行直接的物理连接。例如，可通过一个或多个附加元件来将两个元件彼此物理地、电气地、逻辑地、或以任何其它方式相连接。虽然至少一个示例性实施例将在本发明的下列详细描述中被呈现，应当理解的是，存在大量的变形。还应当理解的是，一个或多个示例性实施例仅是示例，并且不意在以任何方式限制本发明的范围、适用性、或配置。而是，下列详细描述将为本领域技术人员提供用于实现本发明的示例性实施例的方便路线图。
图2是用于可由用户定时重配置的分级结构200的实施例的简化功能框图。这可通过经由数据驱动的建模工具171改变一组配置数据180来实现，该数据驱动的建模工具171也可被描述为基于模型的配置装置。配置数据180被存储在静态数据贮存器(例如ROM)、动态数据贮存器(例如RAM)、或两者190中。按照可由在此以下所描述的实施例所监控的复杂系统的过剩和可在复杂系统中的任何点处所期望的功能性的宽范围，下列描述包含在此公开的主题的非限制性示例。对下列示例性实施例进行补充的复杂系统的特定非限制性示例可以是如在与DavidGoldstein共同拥有、共同未决的申请12/493，750中所描述的车辆。为了简短和简单起见，将假设本示例仅具有五个不同的处理级别或“应用层”。应用层(120-160)是被编程到运行时间软件中的一组功能或服务，该运行时间软件驻留在一个或多个计算节点中，该一个或多个计算节点共享特定的分级级别并且被适配成满足涉及 特定健康管理实现的用户的需求。作为非限制性示例，应用层可以是装备健康管理器(EHM)层120、区域健康管理器(AHM)层130、车辆健康管理器(VHM)层140、维护器层150、或企业层 160。然而，在于此所讨论的等效实施例中，分级结构200可具有任何数量的应用层120-160的级别。应用层120-160可包括任何数量的计算节点，这些计算节点是计算设备。节点的数量由复杂系统的复杂度和用户所希望的监控的完善度来确定。在一些实施例中，多个节点120 ’ -160 ’可驻留在一个计算设备中。基于装备的层(EHM层120、AHM层130、VHM层140、维护器层150和企业层160)中的计算节点也被称作EHM 120 ’、AHM层130 ’、VHM层140 '、维护器层150 '和企业层160 '。在于此公开的示例性实施例中，EHM 120 ;是提供了包括分级结构200的最低级的计算机系统的单个部件的状态的综合视图的计算设备。EHM 120丨可具有其他人所喜爱的不同的名称。例如，在等效实施例中，EHM 120 ;也可被称为部件区域管理器(CAM)。复杂系统可能需要大量的EHM 120 ;，每个EHM 120 ;可包括多个时间序列生成源，诸如传感器、换能器、内置测试装备(BITE)等等。EHM 120'优选地位于接近时间序列数据生成源的电子设备中，以便当症状的时间序列模式出现时对它们进行检测。AHM 130 ;是位于分级结构200的下一个更高的分级级别中的计算设备，并且可接收和处理从多个EHM 120 ;和其它节点140 ' -160 ;接收的消息、命令和数据输入。AHM130 ;可报告和接收来自分级结构200的更高级别或更低级别的部件的命令和数据。AHM130'处理数据并提供被监控的复杂系统的单个子系统的健康的综合视图。AHM 130'可具有其他人所喜爱的不同的名称。例如，在等效实施例中，AHM 130 ;也被称为子系统区域管理器(SAM)。VHM 140丨是位于分级结构200的下一个更高的分级级别中的计算设备并且可接收和处理从多个EHM 120 ;和AHM 130 ;接收的消息、命令和数据输入。VHM 140 ;也可报告和接收来自分级结构200的更高级别的部件的命令和数据。VHM 140'处理数据并提供被监控的整个复杂系统的健康的综合视图。VHM 140'可具有其他人所喜爱的不同的名称。例如，在等效实施例中，VHM 140 ;也被称为系统级控制管理器(SLCM)。维护器层150包含一个或多个计算节点150 ',该一个或多个计算节点150r分析从EHM 120 ; , AHM 130 ;、VHM 140 ;中接收的数据，并支持局部域维护活动。维护器级计算系统的非限制性示例是由Intelligent Automation公司(Morristown NJ的Honeywell International的子公司)所生产的基于Window 的个人电脑地面站(PC-GBS)软件；或美国军方的平台士兵任务准备系统(PS-MRS)。该维护器层系统可具有其他人所喜爱的不同的名称。节点150丨也从更高级别的节点160丨接收数据、命令和消息。企业层160包含一个或多个计算节点160 ',该一个或多个计算节点160 '分析从EHM 120 ; , AHM 130 ;、VHM 140 ;和维护器层150中接收的数据。企业层160支持许多资产或资产机群的维护、后勤和操作。企业层160计算系统的非限制性示例是来自Honeywell International的ZING 系统和预测性倾向监控和诊断系统。该企业层系统160丨可具有其它人所喜爱的不同的名称。按照在此公开的主题的规则，分级结构200的每个级别的每个计算节点120丨-160丨可由用户借助于数据驱动的建模工具171来个别地和定时地配置或重配置。数据驱动的建模工具171允许用户直接改变配置数据180，其转而通过模型驱动的⑶I 170(参见图2)来将特定指示和数据提供到(和/或发起)驻留在分级结构200的每个计算节点 120 ’ -160 ’中的一个或多个标准化可执行应用模块(SEAM) 221-223、231-234、241-247、251-256和261-264。在下列描述中，可意思相同地使用术语“配置”和“提供特定指示和数据”。标准化可执行应用模块221-223、231-234、241-247、251-256和261-264的数量不被限制并且可扩展超过在此所讨论的数量。类似地，在此所讨论的标准化可执行应用模块221-223、231-234、241-247、251-256和261-264可在不背离在此公开的范围的情况下，按可能需要的而被组合成更少的模块或被分解成部件模块。标准化可执行应用模块221-223、231-234、241-247、251-256和261-264是从一个或多个再使用库220-260中可选择的一组服务、运行时间软件、固件和知识管理工具，并且随后被指示成满足用户的健康管理实现需求。每个标准化可执行应用模块221-223、231-234、241-247、251-256和261-264包含可执行代码，该可执行代码包括定义了标准化子例程的一组逻辑步骤，该标准化子例程被设计成执行基础功能，该基础功能可在稍后时间被指示和重指示以执行特定功能性。存在在此所讨论的24个示例性标准化可执行应用模块221-223、231-234、241-247,251-256和261-264，这些示例性标准化可执行应用模块被分解成五个非限制性、示例性库 220、230、240、250 和 260。标准化可执行应用 221-223、231_234、241-247、251_256和261-264是基础的不可修改的模块软件对象，其被指示成在将标准化可执行应用模块221-223、231-234、241-247、251-256和261-264填装在分级结构200之内以后，通过配置数据180来完成特定任务。通过将包含配置数据180的配置文件185传递到节点来连同可执行应用221-223、231-234、241-247、251-256和261-264实现配置数据180。一旦被配置，节点内的标准化可执行应用模块221-223、231-234、241-247、251-256和261-264可接着对从复杂系统中收集的数据共同地执行特定的一组功能。特定的一组功能的非限制性示例可包括健康监控算法。作为非限制性示例，测量库220可包括采集模块221。该采集模块221的功能性可提供用于通过体现了外部可调用接口的(图3中所说明的)定制的适配器325将数据输入到计算节点120 ' -160 ;中的主路径。定制的适配器325将数据块推进采集模块221中，该采集模块221接着分析该数据块并将其排队以用于由另一个可执行应用221-223、231-234、241-247,251-256 和 261-264 进行后续处理。测量库220可包括感测模块223。该感测模块223可提供用于通过发起从物理I/0设备(即，串行数据端口、传感器I/O接口等)读取数据的请求的系统将数据输入到计算节点120' -160 ^中的次路径。接着，该感测模块223分析数据块并将其排队以用于由另一个可执行应用221-223、231-234、241-247、251-256和261-264进行后续处理。测量库220还包括解码模块222。该解码模块222可取得由采集模块221或感测模块223所排队的数据，并将该数据转化成其它可执行应用可处理的可使用形式(S卩，症状和/或变量)。解码模块222也可用由采集模块221所排队的数据块填充环形缓冲器，以启用快照功能或数据记录功能。提取库230可包括评估模块231。该评估模块231可基于实时或接近实时的数据来执行复杂系统的状态变量的周期性评定以触发数据收集、设置禁止状况以及检测复杂系 统事件。提取库230还包括记录模块234。该记录模块234可评估已解码的症状和变量以确定何时执行快照/数据记录器功能。如果快照/数据记录功能已经被触发，则记录模块234可创建特定的快照/数据记录并将它们发送到动态数据存储(DDS)文件。通过将二进制文件(在此被称为DDS 350b)加载到计算节点120 ’ -160 ’中来在计算节点120 ’ -160 ’的存储器中创建该DDS文件，如在以下被进一步详细讨论的。快照可由另一个可执行应用221-223、231-234、241-247、251-256 和 261-264 或由外部系统(未示出)所触发。提取库230可包括分析模块232。该分析模块232可使用变量值和倾向数据来运行一个或多个算法，该倾向数据可已经由倾向模块233所组装并被随后存储在DDS文件中，以确定特定症状状态和/或提供感兴趣的未测量的参数值的估计。解释库240可包括分配模块241。该分配模块241可对一组症状执行禁止处理、级联效应去除和时间延迟处理，并接着将症状分配到特定于所监控的设备或子系统的适当的一个或多个故障状况。该分配模块241还可基于与故障状况相关联的任何特定症状中的变化来更新每个故障状况的状态。解释库240可包括诊断模块242。该诊断模块242可为给定的有效故障状况来编排系统用户、所监控的资产和诊断推论之间的相互作用，以减少不明确的故障模式的数量，直到识别维护过程，其将解析该故障状况的根本原因。解释库240可包括分等级模块243。该分等级模块243可在诊断推论已经被完成之后对潜在的故障模式分出等级次序。根据存储在静态数据贮存器(SDS)350a中的预定义的准则将该故障模式、相关的关联动作(CA)和与特定有效故障状况相关联的有关的测试过程分等级。SDS是配置文件185中的静态数据存储位置。解释库240可包括预测模块244。该预测模块244可对存储在DDS文件中的倾向数据运行预测算法，以便确定会发生的潜在的未来故障并提供预测性的时间估计。解释库240可包括消耗监控模块245。该消耗监控模块245可监控消耗指标符和/或可对存储在DDS文件中的倾向数据运行预测算法，该预测算法被配置成追踪复杂系统中的消耗性的/寿命受限的补给材料的消耗并接着预测何时将需要再补给。可由工作流程服务模块310来调用该消耗监控功能性，该工作流程服务模块310是内部可调用接口 300的部件功能性并将在以下进一步被讨论。
解释库240可包括使用监控模块246。该使用监控模块246可监控存储在DDS文件中倾向数据以追踪所监控的设备或子系统的使用，以便估计对预防性的维护和其它维护操作的需求。可由工作流服务模块310来调用该使用监控功能性，该工作流程服务模块310是内部可调用接口 300的部件功能性。解释库240可包括概括模块247。该概括模块247可将从由应用层及其从属从120-160所监控的所有子系统接收的健康数据融合成分级的一组资产状态报告。这种报告可表明供使用的物理或功能可用性。该资产状态报告可在(图3中所说明的)GUI 170上以一系列图形或数据树来显示，⑶I 170以允许用户为更多细节一层一层地向下钻取(drilldown)到CBM中的形式来概括数据的分级性质。可由工作流服务310来调用该概括功能性。可响应表明了诊断结论已经被多个SEAMS 221-223、231-234、241-247、251-256和261-264中的另一个模块所更新的事件来触发该调用。可通过用户接口由用户来调用资产状态的显
/Jn o 动作库250可包括调度模块251。该调度模块251调度最优时间，在该最优时间内，所需要的或推荐的维护动作(MA)应当按照预定义的准则被执行。用于估计该定时的数据包括规定的优先级和诸如维护人员、零件、工具、专门的维护装备以及设备/子系统自身之类的所需要的资产的可用性。可由工作流服务310来调用调度功能性。动作库250可包括协调模块252。该协调模块252在应用层120-160之间以及在层和它们所监控的设备/子系统之间对动作的执行和那些动作的结果的报告进行协调。示例性、非限制性的动作包括发起BITE或快照功能。可使用体现外部可调用接口的(图3中所说明的)定制的适配器325a-d来将动作推进协调模块252中以及将结果从协调模块252中取出。定制的适配器325a-d可以是对称的，使得在沿分级向上传送时可使用与在沿分级向下传送时相同的通信协议。动作库250可包括报告模块253。该报告模块253可生成要被发送到分级中下一个更高的应用和/或发送到外部用户的所规定的数据块。可以由定制的适配器325a_d从报告模块325中取出报告数据。该报告模块253可生成包括所监控的资产的健康状态概要的数据。动作库250还包括追踪模块254。该追踪模块254可与用户相交互以显示用户被分配的动作，并允许工作被完成或再分配。动作库250可包括预报模块255。该预报模块255可确定对材料、劳动力、设施和其它资源的需求，以便支持后勤服务的优化。可由工作流服务310来调用该预告功能性。动作库250可包括记录模块256。该记录模块256可维护所选择的数据项和该数据项如何在所选择的时间段上已被确定的日志。可为任何期望的数据项执行记录。非限制性示例包括维护动作、报告的故障、事件等等。交互库260可包括渲染模块262。该渲染模块262可构造报告、表格化数据、结构化数据和HTML页面以用于显示、输出或传递至用户。交互库260可包括响应模块261。该响应模块261可将用于渲染数据以便向描述了复杂系统的总体健康的用户显示，以及支持详细视图以允许用于概要证据、推荐的动作和对话的显示的“向下钻取”。可由工作流服务310来发起显示数据的渲染；但可通过可调用接口 300从渲染模块262中提出该数据。响应模块261还可接收和处理来自用户的命令，接着将命令路由到适当的节点中的适当的模块以用于执行和处理。可通过可调用接口 300来将该命令推进响应模块261中。交互库260可包括图形模块263。该图形模块263可提供图形数据以供(图3中所说明的)⑶I 170上的用户显示器中的 渲染模块262所使用。该图形数据可包括快照或倾向文件的静态内容，或可动态地更新环形缓冲器中的数据内容。交互库260可包括调用模块264。该调用 模块264可检索要被显示到维护器的文档，或与外部文档服务器系统(未示出)相交互以使外部管理的文档被输入或显示。为重申，以上所讨论的每个标准化可执行应用模块221-223、231-234、241-247、251-256和261-264从不被修改。将标准化可执行应用模块221-223、231_234、241_247、251-256和261-264加载到分级系统200的任何计算节点120 ’ -160 ’，以及可将任何数量的标准化可执行应用模块加载到单个节点。一旦被安装，每个标准化可执行应用模块221-223、231-234、241-247、251-256和261-264可通过改变驻留在数据库190中的配置数据180由用户进行初始化、指示和再指示以执行关于其主机计算设备或平台的特定任务。可调用接口 300促进了节点内的标准化可执行应用模块221-223、231_234、241-247,251-256和261-264之间的通信。可调用接口 300驻留在分级结构200的每个计算节点120 ' -160 ;中。可调用接口 300可具有共同驻留在计算节点120 ' -160 ;的单个计算设备中的若干子模块302-310。可调用接口 300的示例性子模块可包括作为可调用接口 300的部件的框架执行程序301、工作流服务310、错误报告服务302、调试服务303、框架数据存取器304、运行时间共享数据管理器305和共用实用程序306。本领域普通技术人员将认识到，在等效实施例中，“模块”、“子模块”、“服务器”、或“服务”可包括软件、硬件、固件或其组合。计算节点的框架执行程序301提供了对分级结构200内的节点进行整合的功能。该框架执行程序301结合配置文件185协调了每个节点的初始化，该每个节点包括标准化可执行应用模块221-223、231-234、241-247、251-256和261-264以及允许了不被(图3中所说明的)定制的适配器325所触发的功能的执行的其它服务模块301-310。在一些实施例中，在所有应用层中的计算节点可具有框架执行程序301。在其它实施例中，在除了例如EHM层120的大多数应用层中的节点将具有框架执行程序301。在这种实施例中，EHM层120中的计算节点120丨可依赖其主机平台(即，计算设备)操作软件来执行框架执行程序的功倉泛。错误报告服务302提供了用于报告分级结构200内的节点120丨-160丨中的运行时间错误的功能。该错误报告服务302将应用错误转换成症状，该症状随后按任何其它故障症状被处理，将应用错误报告到调试服务303以及将应用错误报告到持久数据管理器(未示出)。调试服务303在测试、整合、验证或高级维护服务期间收集和报告可执行应用模块221-223、231-234、241-247、251-256和261-264的调试状态。该服务器可允许用户为DDS文件中的变量设置值并断言工作流事件。框架数据存取器304通过计算节点120 ' -160 ^中的标准化可执行应用模块221-223、231-234、241-247、251-256 和 261-264 提供对 SDS 350a 的读取访问和对 DDS350b (均存储在存储器190中)的读/写访问。对SDS 350a的写访问通过包括(图3中说明的)⑶I 170的数据建模工具171来实现。运行时间共享数据管理器305管理所有的节点存储器内运行时间消耗性数据结构，其在未存储在DDS文件中的标准化可执行应用模块221-223、231-234、241-247、251-256和261-264之间被共享，但运行时间共享数据管理器305不包括高速缓冲的静态数据。作为消耗性数据结构的非限制性示例可包括I/O队列和环形缓冲器。共用实用程序306可包括共用消息编码/解码、时间戳和表达评估函数，以供由安装在计算节点120 ’ -160 ’中的标准化可执行应用模块221-223、231-234、241-247、251-256 和 261-264 所使用。工作流服务310是标准的一组逻辑指令，其启用了要被节点内的各种标准化可执行应用模块221-223、231-234、241-247、251-256和261-264所执行的计算节点内的数据驱动的任务流。该工作流服务310作为计算节点内的通信控制点，其中与去往或来自一个 可执行应用模块221-223、231-234、241-247、251-256和261-264的程序执行有关的所有通信，通过该节点的工作流服务310被指示。不同地叙述，节点120' -160 ^的工作流服务310在正好驻留在该节点中的各种标准化可执行应用模块221-223、231-234、241-247、251-256和261-264之间编排工作流顺序。在一些实施例中，该工作流服务310可以是状态机。图3是可优化分级结构200的运行时间性能的所配置的分级结构200的简化的、示例性的示意图。图3的示例性实施例特征化了包括五个示例性分级层120-160的分级结构200，尽管在其它实施例中，分级层的数量可从单个层到任何数量的层的范围变动。每个分级层120-160包括一个或多个节点120 ’ -160 ’，其包含了从可再使用的库220-260之一复制和加载到该层中的计算节点120 ' -160 ^的标准化可执行应用模块221-223、231-234、241-247、251-256 和 261-264。每个标准化可执行应用模块 221_223、231_234、241-247,251-256和261-264可通过修改其各自的可加载配置文件185a_e，由用户210所配置。使用数据驱动的建模工具171来构造该可加载配置文件185a_e。为了简单起见，该标准化可执行应用模块221-223、231-234、241-247、251-256和261-264将按照它们各自的库在以下进行讨论。可执行应用221-223、231-234、241-247、251-256和261-264的组合和排列的数量是较大的，以及造成了使用特定的标准化可执行应用模块的讨论不必要地繁重。在EHM层120处，可以存在多个EHM节点120 '，均由特定的主机计算设备所操作，该特定的主机计算设备被耦合到复杂系统的特定部件的一个或多个传感器和/或致动器(未示出)。作为非限制性示例，复杂系统的部件可以是滚柱轴承，该滚柱轴承被温度传感器、振动传感器、内置测试传感器和转速计所监控，每个传感器通信耦合到计算设备(即，节点)。作为非限制性示例，复杂系统的EHM节点120 '的主机计算设备可以是计算机驱动的部件区域管理器(CAM) (S卩，节点)。对于可适于作为EHM节点120 '使用的CAM的非限制性示例，参见与Goldstein共同拥有、共同未决的美国专利申请12/493，750。在本示例中的每个EHM节点120丨主机计算设备由主机软件应用330所操作。该主机软件应用330可以是专有程序、定制设计的程序或现成的(off-the-shelf)程序。除了操作主机设备，主机软件应用还可通过作为EHM节点120 ’之间以及EHM节点120 ’与位于更高级别的其它节点之间的通信接口装置，经由框架服务301e来支持任何和所有标准化可执行应用模块 221-223、231-234、241-247、251-256 和 261-264。图3的示例性实施例说明了 EHM 120 '的主机软件应用330可作为以下模块的主机(即，协同操作)来自测量库220的一个或多个标准化可执行应用模块221-223、来自提取库230的一个或多个标准化可执行应用模块231-234以及来自动作库250的一个或多个标准化可执行应用模块251-256。标准化可执行应用模块220e、230e、和250e与它们的对应应用模块是相同的，该对应应用模块可驻留在分级结构200中的任何其它级别中的任何另一个节点中。仅当被配置文件185e所指示时，标准化可执行应用模块221-223、231-234、241-247,251-256和261-264将在性能上与其对应模块不同，该对应模块已经被配置用于分级结构200中的另一个节点并且驻留在分级结构200中的该另一个节点中。一旦被配置/指示，标准化可执行应用模块221-223、231-234、241-247、251-256和261-264变成专用可执行应用模块。在AHM级130处，可以有多个AHM节点130丨。每个AHM节点130丨与特定的主机计算设备相关联，该主机计算设备可被耦合到复杂系统的一个或多个特定部件或子系统的一个或多个传感器和/或致动器，并且与其它AHM节点130丨、各种EHM节点120丨以及 更高级别的节点(例如，参见图5-6中的501、502、601和602)可操作地通信。作为非限制性的示例，复杂系统的AHM的主机计算设备可以是在其拥有的操作系统(未示出)下操作的计算机驱动的子系统区域管理器(SAM) (S卩，节点)。对于可适于用作为AHM节点的SAM的非限制性示例，参见与Goldstein共同拥有、共同未决的美国专利申请12/493，750。图3的示例性AHM节点130 ’说明了 AHM 130 ’具有附加的解释功能性240d，其在这个示例中尚未被配置到EHM 120 ;中。这不是说EHM 120 ;不能接受或执行来自解释库240的功能，而是系统用户210已经选择不用该通用功能性来填装该EHM节点120 '。另一方面，AHM节点130丨软件作为以下模块的主机来自测量库220的一个或多个标准化可执行应用模块220d、来自提取库230的一个或多个标准化可执行应用模块230d以及来自动作库250的一个或多个标准化可执行应用模块250d。在它们的未配置或未指示的状态中，标准化可执行应用模块220d、230d和250d与它们的对应应用模块是相同的，该对应应用模块可驻留在分级结构200中的任何其它级别中的任何另一个节点中。与示例性EHM节点120 '不同，示例性AHM节点130 '可包括不同的通信接口装置，诸如定制的适配器235d。定制的适配器325是不与任何标准化可执行应用模块(221-223、231-234、241-247、251-256 和 261-264)相关联的一组服务、运行时间软件、硬件和软件工具。定制的适配器325被配置成桥接分级CBM系统软件与操作诸如主机应用软件(未示出)之类的软件的计算设备之间的任何通信或实现间隙。每个计算节点(120 ; -160 ;)可由其拥有的操作系统所操作，该操作系统是其主机应用软件。为清楚起见，图3仅示出了用于EHM 120 ;的主机应用软件330。然而，主机应用软件存在于所有计算节点(120丨-160 ')中。特别地，定制的适配器325在计算节点之间以及不同级别的计算节点之间提供了对称的通信接口(例如，通信协议)。定制的适配器325a-d允许遍及分级结构200从最低的EHM层120到最高的企业层160使用共同的通信协议，也允许与存储器190 —起使用。在VHM层140，可以存在多个VHM节点140 ’，每个VHM节点与特定的主机计算设备相关联，该主机计算设备可通过EHM 120 ^与复杂系统的一个或多个特定部件的一个或多个传感器和/或致动器操作地通信，或操作地通信到复杂系统的多个子系统并且其通过它们各自的AHM 130 ;可操作地通信。作为非限制性示例，VHM 140 ;可以是计算机驱动的系统级控制管理器(SLCM) (S卩，也是节点)。对于可适于用作为VHM节点的SLCM的非限制性示例，参见与Goldstein共同拥有、共同未决的美国专利申请12/493，750。在示例性分级结构200中，可以仅存在一个VHM 140 ;，该VHM 140 ;可以与监控复杂系统的子系统的任何数量的AHM 130 ;和EHM 120 ;相关联。在其它实施例中，可以存在驻留在复杂系统内的多于一个的VHM140 '。作为非限制性示例，复杂系统可以卡车车队，其中每辆卡车中具有一个VHM 140 ;，该VHM 140 ;与每辆卡车中的若干EHM 120 ;和若干AHM 130 ;进行通信。在卡车中的每组EHM 120 ;和AHM 130 ;也可被置于分级结构200 中。图3进一步说明了示例性VHM 140 1具有附加的交互功能性260c，该交互功能性 260c尚未被加载到EHM 120 ;中或加载到AHM 130 ;中。这不是说这些更低级别节点不能接受或执行交互功能性260，而是系统用户210已经选择不用该功能性来填装该更低级别节点。另一方面，例如，VHM 140 ;的主机应用软件作为以下模块的主机来自测量库220的一个或多个标准化可执行应用模块220c、来自提取库230的一个或多个标准化可执行应用模块230c、来自解释库240的一个或多个标准化可执行应用模块240c以及来自动作库250的一个或多个标准化可执行应用模块250c。来自交互库的可执行应用允许系统用户210通过⑶I 170直接访问VHM 140 ;并查看其指示。在它们未被指示的状态中，标准化可执行应用模块220c、230c、240c和250c与它们的对应应用模块是相同的，该对应应用模块可驻留在分级结构200中的任何其它级别中的任何另一个节点中。该标准化可执行应用220c-260c被指示成通过配置文件185c来执行特定功能。与示例性AHM节点130 ’不同，示例性VHM节点140 ’包括定制的适配器325c。该定制的适配器325c也被配置成桥接分级系统软件与对在VHM 140 ;内操作的软件进行操作的计算设备之间的任何通信或实现间隙。在维护器(MNT)层150处，可以有多个MNT节点150 '，每个MNT节点与特定的主机计算设备相关联，该主机计算设备可通过EHM 120 ^与复杂系统的一个或多个特定部件的一个或多个传感器和/或致动器操作地通信，可操作地通信到复杂系统的多个子系统并且其通过它们各自的AHM 130 ;可操作地通信，以及通信到VHM 140 ;。作为非限制性示例，MNT节点150 ’可以是与分级结构200的通信系统9有线或无线通信的膝上型计算机。图3 说明了可具有可执行应用(221-223、231-234、241-247、251-256 和 261-264)中的一些或全部可执行应用的功能性的MNT节点150 '。这不是说这些更低级别节点不能接受或执行任何可执行应用(221-223、231-234、241-247、251-256和261-264)，而是系统用户210已经选择不用该功能性来填装该更低级别节点。与示例性VHM 140 ; 一样，来自交互库的一个或多个可执行应用260b允许系统用户210通过⑶I 170直接访问MNT节点150 ;并且可查看其指示。在它们不被指示的状态中，标准化可执行应用模块220b、230b、240b和250b与它们标准的对应应用模块是相同的，这些标准的对应应用模块可驻留在分级CBM结构200中的任何其它级别中的任何另一个节点中。可执行应用220b-260b可被指示成通过配置文件185b来执行特定功能。与示例性AHM节点130 '和VHM节点140 ' —样，MNT节点150 '包括定制的适配器325b。该定制的适配器也被配置成桥接分级系统软件与对在分级结构200的各种节点内操作的软件进行操作计算设备之间的任何通信实现间隙。在企业(ENT)层160处，可以有多个ENT节点160 '，每个ENT节点与特定的主机计算设备相关联，该主机计算设备可通过EHM 120 ^与复杂系统的一个或多个特定部件的一个或多个传感器和/或致动器操作地通信，可操作地通信到复杂系统的多个子系统并且其通过它们各自的AHM 130 ;和通信到VHM 140 ;以及MNT节点150 '可操作地通信。作为非限制性示例，ENT节点160 ’可以是与分级结构200的通信系统9有线或无线通信的通用计算机。图3还说明了 ENT 160 ;可具有如由用户所选择或配置的可执行应用221-223、231-234、241-247、251-256和261-264中的一些或全部可执行应用的功能性。与示例性VHM节点140 1 一样，来自交互库的一个或多个可执行应用260a允许系统用户210通过⑶I170直接访问ENT 160 ;节点。在它们不被指示的状态中，标准化可执行应用模块220a、230a,240a和250a与它们未被指示的对应应用模块221-223、231_234、241-247、251_256和261-264是相同的，这些未被指示的对应应用模块221-223、231-234、241-247、251-256和261-264可驻留在分级结构200中的任何其它级别中的任何另一个节点中。可执行应用220a-260a可被配置/指示成通过配置文件185b来执行特定功能。与示例性节点130 '、VHM节点140 '和MNT节点150 ' 一样，ENT节点160 '包括定制的适配器325a。该定制的适配器325a也被配置成桥接分级系统软件与在ENT节点 内操作的主机计算设备软件之间的任何通信或实现间隙。在各种实施例中，没有计算节点120 ' -160 '能够直接与彼此通信。因此，所有计算节点120' -160 ^通过定制的适配器325进行通信。在其它实施例中，大多数计算节点120 ' -160 ;可通过定制的适配器325进行通信。例如，一个例外可以是EHM 120 ;，其可通过它的主机执行程序软件330进行通信。与可执行应用(221-223、231-234、241-247、251-256和 261-264) —样，每个定制的适配器325的操作由它拥有的节点的工作流服务310所控制。该工作流服务310将调用标准化可执行应用模块 221-223、231-234、241-247、251-256 和 261-264 和服务 302、303、306中的一个或多个以使数据对于定制的适配器325可用，该定制的适配器325将来自节点的数据提供到通信系统9的数据总线上，并按可执行应用221-223、231-234、241-247、251-256和261-264之一的指示从总线取出数据。例如，采集可执行应用模块221或报告可执行应用模块253执行这些通信功能。通信系统9可以是本领域已知的或在未来被开发的任何合适的有线或无线通信装置。例如，非限制性的通信装置包括CAN总线、以太网总线、火线(firewire)总线、空间线(spacewire)总线、内联网、互联网、蜂窝电话网络、分组切换电话网络等等。通用输入/输出前端接口(未示出)的使用可作为定制的适配器325或除定制的适配器325之外而被包括在每个计算节点(120丨-160 ')中。通用输入/输出(I/O)前端接口的使用使该接口后面的每个节点对于每个节点正进行通信的通信系统是不可知的。通用I/O结构的示例可以在与Fletcher共同拥有的申请12/750，341和12/768，448中找到，并且是通信接口装置的示例。分级结构200的各种计算节点(12(T -160 ;)可使用本领域已知的多个方法来进行填装，其讨论在本公开的范围之外。然而，示例性方法包括通过磁盘或诸如闪速驱动器的其它存储器设备来将预识别的、预选择的标准化可执行应用传输和安装到复杂系统的一个或多个数据加载器。其它方法包括使用可查看的参考模型181、表格生成器183和GUI 170来通过有线或无线网络从远程计算机直接下载和安装可执行应用。数据建模工具171、表格生成器183和⑶I 170可以由本领域已知的任何合适的健康维护系统(HMS)计算机系统的子系统所驱动，或者是该健康维护系统(HMS)计算机系统的子系统。这种HMS系统的非限制性示例是由新泽西Morristown的HoneywellInternational所使用的知识维护系统(KMS)，并且是基于模型的配置装置的非限制性示例。该数据建模工具171允许主题专家对他们的关于输入、输出、接口、错误等的分级系统200进行建模。接着，表格生成器183将系统模型信息压缩成精简的数据集，该精简的数据集在运行时间配置或指示分级系统200的各种标准化可执行应用模块221-223、231-234、241-247,251-256 和 261-264 的功能性。 ⑶I 170向客户渲染多个控制屏幕。该控制屏幕由HMS系统所生成，并为系统用户210提供了接口以将每个标准化可执行应用模块221-223、231-234、241-247、251-256和261-264配置成执行与复杂系统相关联的特定的监控、解释和报告功能(参见例如，图4-9)。图4-7说明了来自示例性的基于KMS模型的配置装置的一组相关的示例性屏幕快照，该基于KMS模型的配置装置可通过GUI向用户渲染，接着可被用来配置分级结构200中的计算节点120 ' -160 ;。例如，通过编辑来自存储在KM主控数据库中的故障模型内容的一个或多个配置文件185 (包括SDS部分350a、DDS部分350b)来配置该EHM 120 ;。在图4-7中，监控泵的压力的EHM 120 ;正被进一步配置成对来自提供到该泵的高压力的噪声进行过滤。图4是可被用来为水压系统VHM 140 ;创建配置文件185的示例性⑶I屏幕快照400。图4的GUI允许用户210对分级结构200中的其它计算节点定义父母关系401和子女关系402。这里所定义的信息可接着被存储在存储器190中的KMS数据库中的适当的位置中。图5是信息查看器的示例性⑶I屏幕快照500，该信息查看器允许用户210查看VHM 140 ;和更低级别EHM 120 ;之间的特定关系501，该更低级别EHM 120 ;间接或直接提供了来自各种传感器的复杂系统症状信息502 (即，操作数据)。VHM 140'可被配置成从分级结构200内的任何源接收报告的症状。图6是图4的VHM 140 ;的示例性⑶I屏幕快照500的续页600。续页600定义了从VHM 140丨发送什么消息601到分级结构200中其它计算节点120-160，以及续页600定义了从分级结构中的其它位置由VHM 140 ;接收什么消息602。例如，VHM 140 ;将周期性状态报告发送到维护器级150。VHM 140丨还从AHM 130丨接收状态报告。图7是用于配置EHM 120 ’的功能性的第一示例性⑶I屏幕快照400，该EHM120 ;监控用于泵的编号为3222的控制器。窗口 705允许了包括表达702的步骤的函数定义701。可从下拉函数列表710中选择该函数定义701。也可从下拉变量列表715中选择要被输入到函数701的变量716、718和719，该下拉变量列表715包括输入变量716、计算的输出变量717、718以及函数常数719。
在图7的示例性屏幕快照中，已经从下拉菜单710中选择了 LowPassFilterTustin函数。该示例性函数使用了输入信号“Signal_l Pump High Pressure Supply_l_Signal Noisy Discrete 2 (信号_1_泵高压供给_1_信号噪声离散2) ”716，常数“PCFreqCut” 和 “Pressure Controller SNR_th (压力控制器 SNR_th)”,并且为变量 “Value_PressureController_LowPassFilter_XO (值 _ 压力控制器 _ 低通滤波器 _X0)” 718 和“PumpHighPressureMeasured_l_Vector_PumpHighPressureSuppIyNoisy_Snapshot_LPF417 (泵高压测量_1_矢量_泵高压供给有噪声_快照_LPF 417)”产生值。图8-9是可由⑶I 170所渲染的示例性屏幕快照，该⑶I 170为系统用户210提供了驻留在存储器190中的KMS数据库中的可查看的配置记录。更特别地，图8-9中的视图呈现了压力控制器的“Pressure Sensor Signal Noisy (压力传感器信号有噪声)”算法的示例性记录。图8是包括窗口 810的示例性⑶I 800，该窗口 810说明了与算法“Pressure Controller Pressure Sensor Signal Noisy (压力控制器压力传感器信号有噪声)”的父母关系。在这个示例中，该算法由压力控制器中的数据快照“ PumpHi ghPressureNo i syPumpHighPressureSupplyNoisy”811所触发。如由窗口 810的检查可见的，该算法也可被配置成由数据倾向所触发。窗口 820 说明了 “PumpHighPressureNoisyPumpHighPressureSupplyNoisy”811的后续算法或子女算法。在这个示例中，存在三个子女算法,“Pressure SensorSignal Noisy” 是父母，诸如 “ PressureContro 11 er_SNR_Computat ion (压力控制器 _SNR_计算)^PressureContro11er_LowPassFIIterNoiseRemovingLow PassFilter NoiseRemoving (压力控制器_低通滤波噪声移除低通滤波噪声移除)”和“PressureController_CompareSNR LE Compare that computed Signal Noise Ratio is less than constant(压力控制器_比较SNR LE比较计算的信噪比小于常数)”。图9是示例性⑶I 900，其说明了来自用于压力控制器的可加载配置文件185的数据并且包括窗口 910,该窗口 910 说明了用于“PressureController_SNR_Computation (压力控制器_SNR_计算)”921子女算法的特定配置数据。窗口 921列出了输入变量、输出变量和算法的顺序。图10是用于配置/重配置分级结构200的示例性方法1000的流程图，该分级结构200包括监控复杂系统的各种部件的计算节点120 ' -160 ;。可以有计算节点的不同类型级别的任何数量和任何组合。在过程1010处,该方法从建立计算节点的分级结构200开始。计算节点的分级结构200由所关注的复杂系统的性质和构造以及所需要的复杂系统的监控的复杂性所确定。如以上所讨论的，在一些实施例中，可以有与每个部件、与每个子系统和/或与总的复杂系统相关联的一个或多个计算节点120 ' -160 ^。另外，可以存在与更高的维护器层150以及与一般的企业层160相关联计算节点12(T -160 ;。一个计算节点12(T -16(T可以在物理上和电子上不同于在相同层120-160上的或在不同级别上的另一个计算节点。在其它实施例中，计算节点可以与所有其它计算节点是相同的。图4是GUI 170 (参见图2)的示例性屏幕快照，该GUI 170允许用户根据复杂系统模型来建立父母和子女节点关系。在过程1040处，用期望的框架服务302-310来创建和定义标准化框架执行程序模块301。该标准化框架服务模块301被填装到所有的分级计算节点120 ' -160 ;。
在过程1020处，开发和建立标准化可执行应用的库220-260。如以上所讨论的，每个标准化可执行功能221-223、231-234、241-247、251-256和261-264被编写成执行诸如采集数据、倾向数据和报告数据之类的功能性的标准类别。在过程1050处，系统用户210用标准化可执行应用221-223、231-234、241-247、251-256和261-264和标准化框架执行程序模块301中的一个或多个来填装每个计算节点120' -160 ^。基于所期望的功能性或潜在的功能性，填装在特定的计算节点120' -160 ^之内的标准化可执行应用的数量和组合完全在系统设计者的自由裁量之内。可以通过本领域已知的任何合适的手段从计算节点120丨-160丨填装或移除标准化可执行应用 221-223、231-234、241-247、251-256 和 261-264。用于填装计算节点 120 ; -160 ;的一些手段的非限制性示例包括维护加载、本地数据加载器以及通过网络和通信系统9进行加载。在过程1030处，将复杂系统建模在数据建模工具171上。每个计算节点120' -160 ;被识别，并且与可被期望实现监控的特定级别的特定部件、子部件和子系统 相关联。每个计算节点120丨-160丨被分配了将被需要来实现该计算节点的期望的监控功能性(参见图4)的特定的一组标准化可执行应用221-223、231-234、241-247、251-256和261-264。在过程1060处，多个配置文件185由用户210所创建。配置文件185包括SDS350a和DDS 350b。配置文件185包含了生成消息和数据的可编辑数据特定逻辑顺序的集合，该消息和数据由工作流服务310用来响应从标准化可执行应用接收数据和消息而执行特定功能。例如，标准化可执行应用模块X传达工作流服务310它已经完成任务。该工作流服务310从配置文件中检索下一个动作，并且接着命令下一个标准化可执行应用模块Y来用特定数据执行它的标准化功能。换而言之，配置文件包含特定数据值和数据值之间的编程关系/函数，以启用/禁用并配置每个标准的可执行应用来实现一个或多个特殊目的。在等效实施例中，包含在配置文件中的可编辑数据特定逻辑顺序可以是状态机的集合。因此，这些配置文件提供了允许标准化可执行应用模块与彼此进行操作和交互的信息。具体地，这种交互通过工作流服务来控制，该工作流服务从配置文件185中获得所有的该工作流服务的指示，以启用或禁用标准化可执行应用模块的功能性以及提供节点120' -160'内数据的处理。因为配置文件185和工作流服务310指示了节点内的标准化可执行应用模块的执行并且提供了在节点间移动功能性的能力，所以可在所有节点中使用相同的标准化可执行应用模块。配置文件185包含每个节点120 ' -160 '的定义。这包括给定节点将处理的信息、该节点如何与其它节点进行交互以及在给定节点内运行的特殊操作。配置文件包含用于处理数据、生成信号、诊断故障、预测故障、监控使用、监控消耗和以其它方式支持维护的信息、操作和数据分析。例如，配置文件规定节点可进行交互的一个或多个其它节点(参见图5，501)、规定节点可处理的信号(参见图5，502)、规定症状(参见图6，601)、规定所传送的数据(参见图6，602)和所接收的数据。配置文件还规定了可由这个节点所执行的算法(参见图9，900)、规定了如何解释和处理数据、规定了要对引入的数据或所处理的数据执行的动作、以及规定了如何与其它节点和用户接口设备进行交互。
因此，用标准化可执行应用221-223、231-234、241-247、251-256 和 261-264 填装的计算节点120' -160 ^成为了特殊目的计算节点，该特殊目的计算节点能够基于它的可执行应用的填装以及配置文件185对这些可执行应用的后续指示来执行各种特定的任务。图4-9是⑶I 170的示例性屏幕快照，该⑶I 170可被系统设计者所使用来配置诸如VHM140 ^的样本计算节点以执行一个或多个特定功能。如果系统用户210期望为分级结构200中的特定计算节点(120 ’ -160 ’ )增加特定功能、删除特定功能或重定义特定功能，则如可在过程1060处所期望的，在KMS主控数据库180中修改用于特定的计算节点(120丨-160丨)中的特定可执行应用(221-223、231-234、241-247、251-256和261-264)的配置文件185，并接着在过程1070处，在该配置文件185的关联的计算节点(120 ’ -160 ’ )处再生和安装该配置文件185。因此，以前驻留在一个计算节点(120 ' -160 ;)中的特定功能性可被增加、删除、修改或其可被移动到儿女和任何其它分级级别中的另一个计算节点。例如，可通过增加标准化“倾向”可执行应用到VHM 140 ;(或通过启用已经在适 当位置的休眠的倾向功能性)并且接着在VHM 140'中配置该倾向可执行应用以执行操作，来将由与特定部件的温度相关联的EHM 120 ;所实现的数据“倾向”功能性从EHM 120 ;转移到VHM 140 ;。为完成该过程，可改变EHM 120 ;中的倾向功能性来移除该温度倾向功能性或禁用该倾向可执行应用。进一步，通过通信系统9来将来自该部件的温度数据重定向到VHM 140 ;。同样，在EHM 120 ;处所倾向的数据仍可在EHM 120 ;处被采集和分析，但接着从EHM发送到VHM 140丨以便进行倾向。图11根据实施例说明了简化的计算节点1100。该计算节点1100可以是计算节点120 ’ -160 ’中的任何计算节点。计算节点1100包括处理器1110和存储器1120。如以上所讨论的，处理器1110可以是微处理器、控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件部件、或其组合。此外，存储器1120可以例如是任何形式的易失性或非易失性存储器，t匕如，RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移除盘、⑶-ROM或其任意组合。在其它实施例中，存储器1120可通过网络连接通信地连接到节点1100。图11 中所说明的计算节点 1100，接收 SEAM 221-223、231-234、241-247、251-256和261-264的任意组合以及包括SDS 350a和DDS 350b的配置文件185。该DDS 350b是不具有符号或固定变量的二进制文件，其为在执行期间运行时间系统所需要的所有值和数据结构分配存储器空间。在接收DDS 350b时(例如在以上所讨论的过程1070中)，根据DDS350b中所定义的结构，该处理器1110将DDS文件350b连同任意的SEAM 221_223、231_234、241-247、251-256和261-264 —起加载到各自的节点1100的存储器1120中。DDS文件350b包括一系列报头。DDS文件350b中的每个报头为由SEAM 1130所使用的数据结构定义了位置和一个或多个属性。由DDS文件350b所定义的数据结构可包括，但不限于变量、变量阵列、队列、缓冲器、或其它数据结构。例如，在一个实施例中，存储器1120可在变量表中存储一系列变量。例如，这些变量可与以下相对应正被传送到当前分级层中的任何信号、评估或分析表达的任何中间或最终计算结果、作为常数存储在变量表中的作为评估或分析表达的输入而给出的常数值。当分析表达产生了是值阵列而不是单个值的中间或最终输出时，该输出将被存储在变量阵列表中，而不是存储在变量表中。例如，在一个实施例中，DDS文件350b可通过将指针与数据结构进行关联来定义由SEAM 1130所使用的每个数据结构的位置。由DDS文件350b所使用的指针可以是自动相关的，使得由该指针所指向的存储器1120中的位置基于在存储器1120中该指针自身的位置和偏移量。由此，数据结构的存储器中的实际位置可以基于指向数据结构的指针的位置而从节点到节点不同。因为数据结构的存储器1120中的位置由配置文件185所控制而不是由用于SEAM 1130自身的代码所控制，因此通过使用自动相关的指针，可在任何时间在不必改变用于SEAM 1130的代码的情况下来重配置用于任何给定节点的DDS文件350b。当 尝试访问数据结构时，处理器1110可读取DDS文件350b以确定该数据结构的存储器1120中的存储器位置。SDS 350a和DDS 350b均提供指向存储在DDS 350b中的每个唯一的数据结构的指针。该文件指针处于为SEAM 221-223、231-234、241-247、251-256和261-264所知的位置中，因此该SEAM 221-223、231-234、241-247、251-256和261-264能够检索该文件指针值，并且接着将该数据存储在该数据结构中。该文件指针考虑了存储在DDS 350b中的数据结构的变化的结构。DDS文件350b还可以基于一系列指针来定义数据结构的位置。例如，DDS文件350b可通过将指针与队列的起点位置相关联以及为队列的末尾关联另一个指针来定义队列。DDS文件350b还可以存储指向队列的当前位置或下一个位置的指针。当尝试访问该队列时，处理器1110可读取DDS文件350b以确定该队列中的当前位置或下一个位置的存储
器位置。例如，在一个实施例中，DDS文件350b还为这些变量和其它数据结构定义了大小。例如，DDS文件350b可以将变量定义为具有一个字节长度、两个字节长度、单词长度或整个单词中的任何任意长度。DDS文件350b还可为一个或多个变量阵列定义结构。例如，该变量阵列也可以是一个字节长度、两个字节长度、单词长度或整个单词中的任何任意长度。如以上所讨论的，DDS文件350b还可以定义与数据结构相关联的属性。例如，DDS文件350b可将队列或缓冲器定义为环形。就是说，当到达队列或缓冲器中的最后的数据条目时，如由各自队列或缓冲器的大小所定义的，任何后续的数据录入将保存在队列或缓冲器中的第一条目之上。在一个不例性实施例中，DSS文件350b关联两个或更多个队列的属性。如在以下进一步详细讨论的，DDS文件350b可建立的多个队列，工作流服务310对该多个队列进行操作。可与数据结构相关联的另一个示例性属性是缺省值。例如，在一个实施例中，DDS文件350b为每个变量和/或变量阵列存储缺省值。由此，当处理器1110加载DDS 350b来配置节点1100时，处理器1110在通过指针与每个变量相关联的存储器中的位置处存储该缺省值。DDS 350b还包含用于存储多个系列的数据(快照缓冲器、协调缓冲器等)、用于运行时间队列的队列结构以及用于检测到的问题和它们关联的信息的故障状况。DDS文件350b还可存储与数据结构相关联的一个或多个动态属性。例如，可在DDS文件350b中存储指示了数据结构最后被更新的时间的时间戳。例如，如果数据结构是快照缓冲器，则除了指向存储器中的开始和结束位置两者的指针外，DDS文件350b可存储最后的快照何时被开始的时间以及最后的快照被完成的时间。
图12是示例性EHM计算节点120的简化框图，该EHM计算节点120已经接收到至少一个 SEAM 221-223、231-234、241-247、251-256 和 261-264 以及配置文件 185。示例性EHM计算节点120丨包括与参照图11中所说明的计算节点1100在以上所讨论的那些部分相似的处理器1110和存储器1120。如以上所描述的，每个计算节点120-160执行其拥有的主机执行程序软件330。该主机执行程序软件330执行主机EHM120 ;的正常操作功能，但也可提供用于作为健康维护功能的主机的平台，该健康维护功能驻留在填装了该计算节点的任何 SEAM 221-223、231-234、241-247、251-256 和 261-264 中。如以上所描述的，存在24个在此公开的SEAM 221-223、231_234、241_247、251-256和261-264。然而，可在未来开发具有附加功能性的其它SEAM。同样，在此的任何讨论都意在扩展到可在未来创建的任何SEAM。然而，为了下列讨论的简短和清楚，SEAM221-223、231-234、241-247、251-256 和 261-264 的数量已经被限制到采集 SEAM 221、解码SEAM 222、评估 SEAM 231、记录 SEAM 234、分析 SEAM 232 J^iJSEAM 244 和诊断 SEAM 242，因为这些SEAM可被看作提供了一些基础功能性，这些基础功能性为驻留在分级的每个计算节点120 ' -160 ;中的每个SEAM所共有。除了接收任何数量的SEAM 221-223、231-234、241-247、251-256 和 261-264，每个计算节点120 ' -160 '还接收配置文件185和工作流服务模块310。配置文件185包括DDS 350b和SDS 350a。如以上所讨论的，虽然DDS 350b包括用于创建多个队列的指令，DDS350b可包括用于创建以上所讨论的数据结构的任意组合的指令。如以上所讨论的，处理器1110将DDS 350b加载到存储器1120中，该DDS 350b被用来配置加载到节点 120 中的任何 SEAM 221-223、231-234、241-247、251-256 和 261-264，并且通过设立要由所加载的SEAM所使用的任何变量、队列、缓冲器或任何其它数据结构来配置该存储器1120。在图12中所说明的示例性实施例中，DDS 350b包括用于创建响应事件队列(REQ) 351、高优先级队列(HPQ) 352、时间延迟队列(TDQ) 353、周期性队列(PQ) 354和异步队列(PQ)355的指令。然而，本领域普通技术人员将理解的是，可定义和重定义队列的数量、队列的分类和队列的优先级来满足特定应用的需要。图12中所说明的DDS 350b还包括用于为已经被填装到EHM 12(T中的每个SEAM221-223、231-234、241-247、251-256和261-264创建至少一个采集输入(消息)缓冲器360的指令。图12中所说明的DDS 350b还包括用于创建记录快照缓冲器370和环形缓冲器380的指令，该记录快照缓冲器370和环形缓冲器380存储了从复杂系统获得的，要为各种计算而被SEAM 221-223、231-234、241-247、251-256和261-264所使用的特定的动态数据值。使用数据访问器304来访问存储在消息缓冲器360、快照缓冲器370和环形缓冲器380中的每个缓冲器中的数据，该数据访问器304可以是本领域已知的任何合适的数据访问器软件对象。虽然已经在本发明的前述详细描述中呈现了至少一个示例性实施例，但应当理解的是，存在大量的变形。还应当理解的是，一个或多个示例性实施例仅是示例，并且不意在 以任何方式限制本发明的范围、适用性、或配置。而是，前述的详细描述将为本领域技术人员提供用于实现本发明的示例性实施例的方便路线图。要理解的是，可在不背离如在所附的权利要求中所阐述的本发明的范围的情况下，在示例性实施例中所描述的元件的功能和布置上做出各种改变。
权利要求
1.一种用于监控复杂系统的健康的可重配置系统，包括 计算节点，包括存储器；以及处理器，通信地连接到该存储器，该处理器被配置成 接收多个标准化可执行应用模块，每个标准化可执行应用模块包含用于执行多个不同的标准化功能之一的指令； 接收包括数据的二进制文件，该二进制文件通过在存储器中创建由多个标准化可执行应用模块中的至少一个标准化应用模块所使用的至少一个数据结构来配置该标准化可执行应用模块和配置该存储器；以及 在存储器中加载该标准化可执行应用模块和二进制文件。
2.权利要求I的可重配置系统，其中，当该处理器在存储器中加载该二进制可执行文件时，该处理器被进一步配置成 基于与该二进制文件中的至少一个数据结构相关联的定义，来在该存储器中的位置处创建至少一个数据结构。
3.权利要求2的可重配置系统，其中，该二进制文件包括与至少一个数据结构中的每个数据结构相关联的指针，该指针指向该数据结构所被创建的存储器中的位置。
4.权利要求3的可重配置系统，其中，存储器中的至少一个数据结构的位置基于与该至少一个数据结构相关联的指针的位置和偏移量。
5.权利要求4的可重配置系统，其中，该处理器被进一步配置成基于与该数据结构相关联的数据结构类型来为每个数据结构确定偏移量。
6.权利要求4的可重配置系统，其中，当标准化可执行应用模块请求访问至少一个数据结构之一时，该处理器被进一步配置成基于指向该二进制文件中的至少一个数据结构的指针来确定该数据结构的位置。
7.权利要求3的可重配置系统，其中，该处理器被进一步配置成将属性与至少一个数据结构相关联，并在该二进制文件中存储该属性。
8.权利要求2的可重配置系统，其中，当该至少一个数据结构是变量时，该处理器被进一步配置成在与至少一个数据结构相关联的存储器中的位置处存储用于该变量的缺省值。
9.权利要求I的可重配置系统，其中，该至少一个数据结构从包括变量、变量阵列、队列和缓冲器的组中选择。
10.一种用于配置包括存储器和处理器的复杂系统的方法，该方法包括 由该处理器接收多个标准化可执行应用模块，每个标准化可执行应用模块包含用于执行多个不同的标准化功能之一的指令； 由该处理器在该存储器中存储该多个标准化可执行应用模块； 由该处理器接收二进制文件，该二进制文件包括用于通过在该存储器中创建由该多个标准化可执行应用模块中的至少一个标准化应用模块所使用的至少一个数据结构来配置该标准化可执行应用模块和配置该存储器的指令；以及 由该处理器在存储器中存储该二进制文件。
全文摘要
本发明提供了用于监控复杂系统的健康的方法和可重配置系统。该系统可包括，但不限于包括存储器和处理器的计算节点。该处理器可被配置成接收多个标准化可执行应用模块，每个标准化可执行应用模块包含用于执行多个不同的标准化功能之一的指令，接收二进制文件，该二进制文件包括用于当由该处理器所加载到存储器中时，通过在存储器中创建由多个标准化可执行应用模块中的至少一个标准化应用模块所使用的至少一个数据结构，来配置该标准化可执行应用模块和配置该存储器的指令。
文档编号G06F19/00GK102799755SQ201210163498
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月24日 优先权日2011年5月25日
发明者J.范德兹维普, D.L.比肖普, T.费尔克, R.科兰达维卢 申请人:霍尼韦尔国际公司