用于优化过程控制系统的方法和设备与流程

本发明涉及包括工业过程控制系统或其它过程控制系统的控制系统领域。特别地，本发明能够优化工厂或工业中的控制系统内的标准操作流程。

背景技术：

控制系统工程是指处理用于将特定系统或过程的输出维持在所需范围内的架构、机制和算法的工程领域。自动控制系统广泛应用于工业中，并且例如可以使用可编程逻辑控制器(plc)来实现自动控制系统，或者可以在更复杂系统的情况下使用分布式控制系统(dcs)或数据采集和监视控制系统(scada)来实现自动控制系统。

自动控制系统依赖于通信地耦接至一个或多个现场装置的一个或多个控制器。现场装置(例如，传感器、阀、开关、接收器和发射器)位于与控制系统(例如但不限于工业工厂或系统)相对应的过程环境内，并且可以配置为执行物理控制功能或过程控制功能以对在过程环境内受观察的一个或多个组件、过程或变量进行控制。过程控制器可位于该过程环境内，并且可配置为从现场装置接收信号、进行控制决策、产生控制信号以及与现场装置通信。

控制系统的操作依赖于一组标准操作流程(sop)，其规定用于操作所述控制系统的一种或多种方法(即，步骤的序列和/或操作者动作的序列)以及哪一种或哪几种方法对于实现期望的过程状态或过程结果来说是最佳的。对控制系统操作者进行培训，以实施与他们被指定来操作的各个控制系统过程相对应的标准操作流程。

现有的系统实施各种机制，用以确定操作者是否遵从定义的标准操作流程，并且用以在偏离标准操作流程的情况下发出警报或警告。已经发现，这些现有的系统在如下假设情况下工作时是不利的：(i)定义的标准操作流程不能(或不需要)改进，以及(ii)对于定义的标准操作流程的任何偏离(包括可能导致输出或状态优化的偏离)均表示错误。这些假设阻止了操作者改善或优化现有的标准操作流程。

此外，随着时间的流逝以及工厂条件的变化，可能需要偏离定义的标准操作流程来改善或维持输出条件。因此，需要这样一种解决方案，其能够对遵从定义的标准操作流程的操作者进行监控，并且还能够识别和应用相对于较早定义的标准操作流程的改进。

技术实现要素：

本发明提供了一种用于优化控制系统的标准操作流程的方法、系统和计算机程序。

在第一实施例中，本发明是一种用于优化控制系统的标准操作流程的方法。所述方法包括步骤：(i)记录控制系统操作者动作的序列，其中，基于在处理器实现的操作者界面处接收的至少一个操作者输入来检测所记录的控制系统操作者动作的序列内的一个或多个操作者动作；(ii)识别与所记录的控制系统操作者动作的序列相对应的控制系统过程；(iii)确定与所记录的控制系统操作者动作的序列相关联的一组关键性能指标值(kpi值)，其中，所确定的一组kpi值中的一个或多个值是基于在一个或多个控制系统传感器处检测到的状态变化而确定的；(iv)取回与所识别的控制系统过程相关联的标准操作流程，其中，标准操作流程定义了控制系统操作者动作的序列；(v)取回与标准操作流程相关联的一组kpi值；(vi)确定如下(a)与(b)之间的第一组偏差，其中，(a)为所记录的控制系统操作者动作的序列，(b)为由标准操作流程定义的控制系统操作者动作的序列；(vii)确定如下(c)与(d)之间的第二组偏差，其中，(c)为与所记录的控制系统操作者动作的序列相关联的一组kpi值，(d)为与标准操作流程相关联的一组kpi值；以及响应于第一组偏差和第二组偏差中的一者或两者符合预定义修改标准，修改标准操作流程以减小如下(e)和(f)之间的偏差，其中，(e)为所记录的控制系统操作者动作的序列，(f)为由标准操作流程定义的控制系统操作者动作的序列。

在一个实施例中，修改标准操作流程的步骤可以包括：将标准操作流程替换为所记录的控制系统操作者动作的序列。

在另一个实施例中，修改标准操作流程的步骤包括以下步骤之一：(i)将包括在所记录的控制系统操作者动作的序列内的至少一个控制系统操作者动作添加到由标准操作流程定义的控制系统操作者动作的序列中；或者(ii)从由标准操作流程定义的控制系统操作者动作的序列中移除未包括在所记录的控制系统操作者动作的序列中的至少一个控制系统操作者动作。

确定符合预定义修改标准可包括确定以下内容中的一项或多项：(i)在如下(f)和(g)之间存在一个或多个差异，其中，(f)为所记录的控制系统操作者动作的序列，(g)为由标准操作流程定义的控制系统操作者动作的序列；以及(ii)在如下(c)和(d)之间存在一个或多个差异，其中，(c)为与所记录的控制系统操作者动作的序列相关联的一组kpi值，(d)为与标准操作流程相关联的一组kpi值。

在示例性实施例中，响应于以下确定来对与标准操作流程相对应的数据记录进行修改：(h)确定所记录的控制系统操作者动作的序列排除了由标准操作流程定义的一个或多个控制系统操作者动作，并且(i)确定如下(1)与(2)之间的比较确立了所比较的kpi值之间的实质等同性，其中，(1)为与所记录的控制系统操作者的序列相关联的一组kpi值，(2)为与标准操作流程相关联的一组kpi值。在另一示例性实施例中，响应于以下确定来对与标准操作流程相对应的数据记录进行修改：(j)确定所记录的控制系统操作者动作的序列实施了未包括在标准操作流程中的一个或多个控制系统操作者动作，并且(k)确定与所记录的控制系统操作者动作的序列相关联的一组kpi值相比于与标准操作流程相关联的一组kpi值更接近一组目标kpi值。

所述方法还可包括：将操作者警报传送到处理器实现的操作者界面，其中，所述操作者警报是响应于确定第一组偏差和第二组偏差中的一者或两者符合预定义修改标准而生成的。

所记录的控制系统操作者动作的序列可从与控制系统过程相关联的多个所记录的控制系统操作者动作的序列中选择。将多个所记录的控制系统操作者动作的序列相对于彼此进行排名，其中，基于所定义的排名标准来对多个所记录的控制系统操作者动作的序列中的每一个进行排名。从与控制系统过程相关联的多个所记录的控制系统操作者动作的序列中选择所记录的控制系统操作者动作的序列的步骤可包括：(i)在处理器实现的操作者界面处显示多个所记录的控制系统操作者动作的序列中的每一个的排名；以及(ii)在处理器实现的操作者界面处接收至少一个操作者输入，所述操作者输入用于识别要选择的所记录的控制系统操作者动作的序列。

在第二实施例中，本发明可包括一种用于优化包括一个或多个处理器、传感器或致动器的控制系统的标准操作流程的系统。所述系统可包括处理器实现的操作者界面、控制系统过程监控器、关键性能指标监控器以及性能分析器。

所述控制系统过程监控器可配置为：(i)记录控制系统操作者动作的序列，其中，基于在处理器实现的操作者界面处接收到的至少一个操作者输入来检测所记录的控制系统操作者动作的序列内的一个或多个操作者动作；(ii)识别与所记录的控制系统操作者动作的序列相对应的控制系统过程；以及(iii)取回与所识别的控制系统过程相关联的标准操作流程，其中，所述标准操作流程定义了控制系统操作者动作的序列。

所述关键性能指标监控器可配置为：(i)确定与所记录的控制系统操作者动作的序列相关联的一组关键性能指标值(kpi值)，其中，所确定的一组kpi值内的一个或多个值是基于在一个或多个控制系统传感器处检测到的状态变化而确定的；以及(ii)取回与标准操作流程相关联的一组kpi值。

所述性能分析器可配置为：(i)确定如下(a)与(b)之间的第一组偏差，其中，(a)为所记录的控制系统操作者动作的序列，(b)为由标准操作流程定义的所述控制系统操作者动作的序列；(ii)确定如下(c)与(d)之间的第二组偏差，其中，(c)为与所记录的控制系统操作者动作的序列相关联的一组kpi值，(d)为与标准操作流程相关联的一组kpi值；以及(iii)响应于第一组偏差和第二组偏差中的一者或两者符合预定义修改标准，修改所述标准操作流程以减小如下(e)与(f)之间的偏差，其中，(e)为所记录的控制系统操作者动作的序列，(f)为由标准操作流程定义的控制系统操作者动作的序列。

在所述系统的实施例中，修改标准操作流程可包括：将标准操作流程替换为所记录的控制系统操作者动作的序列。

在另一实施例中，修改标准操作流程可包括以下步骤之一：(i)将包括在所记录的控制系统操作者动作的序列内的至少一个控制系统操作者动作添加到由标准操作流程定义的控制系统操作者动作的序列中；或者(ii)从由标准操作流程定义的控制系统操作者动作的序列中移除未包括在所记录的控制系统操作者动作的序列中的至少一个控制系统操作者动作。

在另一个实施例中，确定符合预定义修改标准可包括确定以下内容中的一项或多项：(i)在如下(f)和(g)之间存在一个或多个差异，其中，(f)为所记录的控制系统操作者动作的序列，(g)为由标准操作流程定义的控制系统操作者动作的序列；以及(ii)在如下(c)和(d)之间存在一个或多个差异，其中，(c)为与所记录的控制系统操作者动作的序列相关联的一组kpi值，(d)为与标准操作流程相关联的一组kpi值。

在系统实施例中，响应于以下确定来对与标准操作流程相对应的数据记录进行修改：(h)确定所记录的控制系统操作者动作的序列排除了由标准操作流程定义的一个或多个控制系统操作者动作，并且(i)确定如下(1)与(2)之间的比较确立了所比较的kpi值之间的实质等同性，其中，(1)为与所记录的控制系统操作者的序列相关联的一组kpi值，(2)为与标准操作流程相关联的一组kpi值。

在另一系统实施例中，响应于以下确定来对与标准操作流程相对应的数据记录进行修改：(j)确定所记录的控制系统操作者动作的序列实施了未包括在标准操作流程中的一个或多个控制系统操作者动作，并且(k)确定与所记录的控制系统操作者动作的序列相关联的一组kpi值相比于与所述标准操作流程相关联的一组kpi值更接近一组目标kpi值。

所述性能分析器可配置为将操作者警报传送到处理器实现的操作者界面，其中，所述操作者警报是响应于确定第一组偏差和第二组偏差中的一者或两者符合预定义修改标准而生成的。

所记录的控制系统操作者动作的序列可从与所述控制系统过程相关联的多个所记录的控制系统操作者动作的序列中选择。

所述性能分析可器配置为将多个所记录的控制系统操作者动作的序列相对于彼此而进行排名，其中，所述多个所记录的控制系统操作者动作的序列中的每一个是基于所定义的排名标准而进行排名的。

在本发明的系统实施例中，从与控制系统过程相关联的多个所记录的控制系统操作者动作的序列中选择所记录的控制系统操作者动作的序列可包括：(i)在处理器实现的操作者界面处显示多个所记录的控制系统操作者动作的序列中的每一个的排名；以及(ii)在处理器实现的操作者界面处接收至少一个操作者输入，所述操作者输入用于识别要选择的所记录的控制系统操作者动作的序列。

在第三实施例中，本发明包括一种用于优化控制系统的标准操作流程的计算机程序产品，其包括其中实现有计算机可读程序代码的非暂时性计算机可用介质。所述计算机可读程序代码可包括用于以下操作的指令：(i)记录控制系统操作者动作的序列，其中，基于在处理器实现的操作者界面处接收的至少一个操作者输入来检测所记录的控制系统操作者动作的序列内的一个或多个操作者动作；(ii)识别与所记录的控制系统操作者动作的序列相对应的控制系统过程；(iii)确定与所记录的控制系统操作者动作的序列相关联的一组关键性能指标值(kpi值)，其中，所确定的一组kpi值中的一个或多个值是基于在一个或多个控制系统传感器处检测到的状态变化而确定的；(iv)取回与所识别的控制系统过程相关联的标准操作流程，其中，所述标准操作流程定义了控制系统操作者动作的序列；(v)取回与标准操作流程相关联的一组kpi值；(vi)确定如下(a)与(b)之间的第一组偏差，其中，(a)为所记录的控制系统操作者动作的序列，(b)为由标准操作流程定义的控制系统操作者动作的序列；(vii)确定如下(c)与(d)之间的第二组偏差，其中，(c)为与所记录的控制系统操作者动作的序列相关联的一组kpi值，(d)为与标准操作流程相关联的一组kpi值；以及(viii)响应于第一组偏差和第二组偏差中的一者或两者符合预定义修改标准，修改标准操作流程以减小如下(e)和(f)之间的偏差，其中，(e)为所记录的控制系统操作者动作的序列，(f)为由标准操作流程定义的控制系统操作者动作的序列。

附图说明

图1示出了过程控制系统。

图2示出了根据本发明的用于生成数据记录的方法。

图3示出了用于取回数据记录并显示从取回的数据记录中提取的信息的方法。

图4示出了优化与控制系统过程相关联的标准操作流程的方法。

图5示出了用于从多个数据记录中选择一个数据记录的示例性方法。

图6示出了被配置为实施本发明的方法的示例性过程环境。

图7示出了在其中可以实施本发明的各种实施例的示例性计算系统。

具体实施方式

本发明提供了用于优化与过程控制系统相关联的标准操作流程的方法、系统和计算机程序产品。本发明是以如下理解为前提的：在实施控制系统过程的过程中，操作者可能会时不时地偏离标准操作流程，而且这种偏差实际上可能包括对规定的标准操作流程的改进或改善。本发明力图通过利用由操作者发现或引入的改进来替换/修改所述标准操作流程来优化现有的标准操作流程。

本发明力图通过以下方式来优化现有的标准操作流程：(i)识别操作者引起的相对于预定标准操作流程的偏差，(ii)将所识别的偏差与对应于关键性能指标(kpi)的参数值中的可检测的改进或劣化相关联，和(iii)通过引入已经与对应于kpi的参数值中的可检测改进相关联的偏差来修改标准操作流程，这可被合理地预期为改善控制系统的功能或结果。

图1示出了过程控制系统100。过程控制系统包括多个控制器102和多个现场装置，例如，致动器104和传感器108。控制器102通过过程控制系统内的现场装置来控制过程106。作为示例，传感器108可以向控制器102传达关于一个或多个过程106的状态的反馈。基于接收到的反馈，控制器102可以生成控制信号并将其传达给致动器104以控制正在执行的过程。控制系统100和一个或多个控制器、现场装置和过程可以被配置为与人机界面(hmi)110进行通信。在一个实施例中，人机界面可包括操作者终端或计算机终端，该操作者终端或计算机终端可以被配置为接收用于生成针对控制系统的控制指令的操作者输入，并且还可以被配置为显示关于控制系统的状态的信息或关于来自控制系统的输出的信息。

针对本发明的目的，术语“控制系统过程”应当意指正在由控制系统实施的过程或者是正在控制系统内实施的过程。

针对本发明的目的，术语“kpi参数”应被理解为是指其可确定值可用作关键性能指标(kpi)的一个或多个参数。

针对本发明的目的，术语“关键性能指标”或“kpi”或“kpi值”可以互换使用，并且应被理解为是指这样的一个或多个值，其表示(i)控制系统的效率、(ii)控制系统过程的性能或(iii)控制系统操作者的表现。

示例性kpi和kpi参数可以包括以下内容中的一个或多个：

·与由控制系统内的现场装置监控的一个或多个系统参数相对应的参数值或参数值范围。

·与由控制系统内的现场装置监控的一个或多个系统参数相对应的参数值趋势(即，在一段时间内或在执行控制系统过程的持续时间内的参数值的进展)。

·完成标准操作流程中规定的所有步骤的平均时间。

·完成标准操作流程中规定的所有步骤的最短时间。

·对与标准操作流程相关联的最短完成时间负责的操作者的识别信息。

·最快实现的标准操作流程迭代的开始时间。

·完成标准操作流程中规定的所有步骤所需的最长时间。

·对与标准操作流程相关联的最长完成时间负责的操作者的识别信息。

·最慢实现的标准操作流程迭代的开始时间。

·在执行标准操作流程期间任何操作者所跳过的最大步数。

·在标准操作流程的多次迭代期间操作者所跳过的平均步数。

·在执行标准操作流程期间任何操作者所跳过的最小步数。

·对跳过与标准操作流程相关联的最大步数负责的操作者的识别信息。

·对跳过与标准操作流程相关联的最小步数负责的操作者的识别信息。

·在执行标准操作流程过程中所添加的最大步数。

·在执行标准操作流程过程中所添加的平均步数。

·在执行标准操作流程过程中所添加的最小步数。

·对添加与标准操作流程相关联的最大步数负责的操作者的识别信息。

·对添加与标准操作流程相关联的最小步数负责的操作者的识别信息。

图2示出了本发明的方法实施例。

步骤202包括基于在人机界面处接收的操作者输入来记录操作者动作的序列。针对本发明的目的，应当理解，操作者动作由如下内容构成：由控制系统在人机界面处或作为替代地在控制系统内的现场装置处接收的操作者输入、操作者指令、或者操作者干预(intervention)。所记录的操作者动作的序列可以包括一个或多个操作者动作。步骤202还可以包括记录如下内容中的一种或多种：(i)识别负责的操作者的信息(比如，操作者名称或操作者id)，(ii)操作者动作的序列的开始时间，(iii)操作者动作的序列的结束时间，和(iv)操作者动作的序列中的一个或多个动作的接收时间或执行时间。

步骤204包括(从与控制系统相关联的多个控制系统过程中)识别与所记录的操作者动作的序列相对应的控制系统过程。换句话说，步骤204通过所记录的操作者动作的序列来识别操作者正在启动、实施、执行或控制的控制系统过程。该步骤可以以多种不同的方式来实现，所述多种不同的方式包括通过依靠以下内容中的一项或多项：(i)用于识别与所记录的操作者动作的序列相对应的控制系统过程的系统信息；(ii)识别有关操作者被授权执行的控制系统过程；(iii)识别包括由所记录的操作者动作的序列实现的一个或多个步骤的控制系统过程；或者(iv)鉴于所考虑的控制系统，对本领域技术人员来说是显而易见的任何其它方法。

步骤206包括记录与所记录的操作者动作的序列相关联的一组kpi值。以步骤206为目的而选择的一组kpi参数可以包括被认为与评估所记录的操作者动作的序列的状态、性能、有效性或结果相关联的任何kpi参数，并且在一个实施例中可以包括上面列出的kpi参数中的一个或多个。在本发明的实施例中，基于在与控制系统相关联的一个或多个传感器、致动器或其它现场装置处检测到的状态变化来确定、测量和/或记录与所记录的操作者动作的序列相关联的一个或多个kpi值。

步骤208包括对关于在步骤204处所识别的控制系统过程而规定或定义的标准操作流程进行识别。标准操作流程和其与控制系统过程的关联可以存储在与控制系统相关联的一个或多个数据库或数据存储库中。在一个实施例中，可以通过访问从这样的数据库或数据存储库取回的信息来实现在步骤208处的识别。

步骤210包括识别与已经在步骤208处识别的标准操作流程相关联的一组kpi值。在本发明的实施例中，在步骤210处识别的kpi参数可以与在步骤206处记录的一组kpi值的kpi参数相对应。与关联于控制系统的每个标准操作流程相关联的一组kpi值可以存储在一个或多个数据库或数据存储库中并且从其中取回。

步骤212包括识别第一组差异或偏差，所述第一组差异或偏差包括在步骤202处所记录的操作者动作的序列与在步骤208处识别的标准操作流程中的步骤之间的差异/偏差。应当理解，差异或偏差可以包括如下中的一个或两个：(i)包括在标准操作流程中但在所记录的操作者动作的序列中被操作者遗漏或排除的步骤，以及(ii)未包括在标准操作流程中但在所记录的操作者动作的序列中已由操作者执行的步骤。

步骤214包括识别第二组差异或偏差，所述第二组差异或偏差包括在步骤206处所记录的一组kpi值(即，与所记录的操作者动作的序列相关联的一组kpi值)和在步骤210处所识别的一组kpi值之间的差异/偏差。应当理解，步骤214包括将在步骤206处所记录的一组kpi值和与标准操作流程相关联的一组kpi值(或kpi参数的值的范围)进行比较，以确定所测量的kpi值是否与跟标准操作流程相关联的kpi值一致。在本发明的实施例中，基于在一个或多个传感器、致动器或与控制系统相关联的其它现场装置处记录的kpi数据来确定在步骤206处记录的一组kpi值与在步骤210处识别的一组kpi值之间的差异中的至少一个。

此后，步骤216包括生成数据记录并将所述数据记录与在步骤204处所识别的控制系统过程相关联，其中所生成的数据记录包括如下内容中的一个或多个：(i)来自步骤202的所记录的操作者动作的序列，(ii)与所记录的操作者动作的序列相关联的kpi值，(iii)与在步骤204处所识别的控制系统过程相关联的标准操作流程，(iv)与所述标准操作流程相关联的一组预定义的kpi值(或kpi值的预定义范围)，(v)在步骤212处所确定的第一组偏差，和(vi)在步骤214处所确定的第二组偏差。

根据以上描述可以理解，遵循图2的步骤生成了与跟特定控制系统过程相关联的操作者动作的序列相对应的数据记录，该数据记录同时记录操作者相对于所规定的标准操作流程的偏差(即，第一组偏差)以及这种偏差对与标准操作流程相关联的kpi值的影响(即第二组偏差)。

可使用由图2的方法生成的数据记录和这些数据记录中的信息、而根据下面将描述的方法来优化与控制系统相关联的标准操作流程。

图3示出了这样一种方法，操作者、系统管理员或用户可以利用该方法来取回和显示从与控制系统过程相关联的(根据图2的教导而生成的)数据记录中提取的信息。

步骤302包括从操作者接收用以识别控制系统过程的输入。可以从与控制系统相关联的hmi接收操作者输入。

步骤304包括取回与所识别的控制系统过程相关联的一个或多个数据记录。在步骤304处取回的数据记录可以包括根据图2的步骤216而生成的数据记录。在本发明的实施例中，步骤304可以包括取回与所识别的控制系统过程有关联的所有数据记录。在本发明的另一个实施例中，步骤304可以包括从与所识别的控制系统过程相关联的一组数据记录中选择和取回一个或多个数据记录，其中，所述一个或多个数据记录的选择依照一个或多个预定选择标准。在步骤304的实施例中，依照预定选择标准的选择可以包括基于与每个数据记录相关联的排序(例如，根据下文结合图5所描述的方法的排序)来选择一个或多个相关联的数据记录。

步骤306包括在hmi处显示从在步骤304处取回的一个或多个数据记录的每一个中提取的信息。从一个或多个数据记录的每一个中提取的并且在步骤306处显示的信息可以包括以下内容中的一个或多个：(i)在图2的步骤202处所记录的操作者动作的序列，(ii)与在图2的步骤202处所记录的操作者动作的序列相关联的kpi值，(iii)与在图2的步骤204处所识别的控制系统过程相关联的标准操作流程，(iv)与所述标准操作流程相关联的一组kpi值(或kpi值的预定义范围)，(v)在图2的步骤212处所确定的第一组偏差，(vi)在图2的步骤214处所确定的第二组偏差，和/或(vii)与所记录的操作者动作的序列相关联的kpi值和与标准操作流程相关联的一组kpi值(或kpi值的预定义范围)之间的确定偏差(或显著偏差)的总数量。

在本发明的实施例中，图3的方法还可以包括通过hmi接收一个或多个操作者输入，该方法还可响应于所述一个或多个操作者输入而导致如下动作发生：(i)显示与控制系统过程相关联的一个或多个kpi趋势(即，响应于所定义的变量(例如，时间)的变化来显示一个或多个kpi值的进展)或(ii)显示与可使用有关控制系统过程或负责执行有关控制系统过程的一个或多个操作者相关联的操作者日志。

在hmi处显示从(根据图2的步骤216生成的)数据记录中提取的信息使得操作者能够查看提供关于如下内容的信息的一组或多组数据记录：(i)相对于与控制系统过程相关联的标准操作流程的操作者引起的偏差和(ii)这种操作者引起的偏差对kpi参数的影响。通过评估操作者所引起的偏差对kpi参数的影响，可以确定由操作者引起的相对于标准操作流程的偏差是否能够改进或优化标准操作流程。

图4示出了优化与控制系统过程相关联的标准操作流程的示例性方法。

步骤402包括从操作者接收用以识别与控制系统相关联的控制系统过程的操作者输入。可以在与控制系统相关联的hmi处接收操作者输入。

步骤404包括取回与所识别的控制系统过程相关联的数据记录。在一个实施例中，根据图2的步骤202至步骤216的教导已经生成了所要取回的数据记录。

步骤406包括：在步骤404处取回的数据记录中的信息满足一个或多个预定标准的前提下，利用在步骤404处取回的数据记录中记录的操作者动作的序列来替换与(如在步骤402处所识别的)控制系统过程相关联的标准操作流程。标准操作流程的替换可涉及将在步骤404处取回的数据记录中所记录的操作者动作的序列存储(或保存)在存储库或数据库中。

在特定实施例中，响应于数据记录中的信息满足一个或多个预定标准的确定，本发明可以包括以下附加中间步骤：(i)生成用以确认已满足预定标准的警报或警告，并且向操作者显示(或以任何其它方式传达)该警报或警告；以及(ii)通过hmi接收操作者输入，所述方法响应于该操作者输入而行进到步骤406。

在步骤406的实施例中，在如下前提条件下，将与控制系统过程相关联的标准操作流程替换为在步骤404处取回的数据记录中所记录的操作者动作的序列：

·数据记录中所记录的操作者动作的序列与标准操作流程中的步骤序列或操作者动作的序列不同；以及

·与操作者动作的序列相对应的kpi值中的一个或多个不同于与标准操作流程相关联的一组kpi值内的一个或多个kpi值。

在步骤406的另一个实施例中，在如下前提条件下，将针对(在步骤402处识别的)控制系统过程而规定的标准操作流程替换为(在步骤404处取回的)数据记录中所记录的操作者动作的序列：

·数据记录中所记录的操作者动作的序列从标准操作流程中的步骤序列或操作者动作的序列中排除了一个或多个步骤；以及

·如下的(i)和(ii)之间的比较确立了所比较的kpi值之间的等同性或实质等同性，其中，(i)为与所记录的操作者动作的序列相关联的一组kpi值，(ii)为与标准操作流程相关联的一组kpi值。

在步骤406的另一个实施例中，在如下前提下，将针对(在步骤402所识别的)控制系统过程而规定的标准操作流程替换为在步骤404处所取回的数据记录中所记录的操作者动作的序列：

·数据记录中所记录的操作者动作的序列与标准操作流程中的步骤序列或操作者动作的序列不同；以及

·(根据任何预定标准)对如下(i)和(ii)之间的一个或多个差异或偏差所进行的评估确立了由所记录的操作者动作的序列引起的控制系统过程的性能的改善，其中，(i)为与所记录的操作者动作的序列相关联的一组kpi值，(ii)为与标准操作流程相关联的一组kpi值。在本发明的实施例中，如果与所记录的操作者动作的序列相关联的一组kpi值相比于与所取回的标准操作流程相关联的一组kpi值更接近一组目标kpi值，则可以确定的是：所记录的操作者动作的序列相比于标准操作流程所规定的操作者动作的序列具有性能改进。

用于评估是否已经发生了任何此类改进的示例性非限制性方法和/或标准包括确定如下内容：(i)相比于与标准操作流程相关联的kpi参数的值或平均值，与所记录的操作者动作的序列相关联的kpi值是否更接近所考虑的kpi参数的值的规定/理想范围；(ii)完成所记录的操作者动作的序列的平均时间/最短时间/最长时间是否小于完成标准操作流程的平均时间/最短时间/最长时间；以及(iii)所记录的操作者动作的序列中的步数是否小于标准操作流程中的步数。

在图4的步骤406的实施例中，不将针对(在步骤402所识别的)控制系统处理而规定的标准操作流程替换为在步骤404处所取回的数据记录中所记录的操作者动作的整个序列，而是将其部分地修改为包括来自于所记录的操作者动作的序列的至少一个附加步骤，或者部分地修改为排除不包括在所记录的操作者动作的序列内的至少一个步骤。

在图4中公开的方法的替代实施例中，在如下前提条件下，可以生成警告或警报，并且向操作者显示或通过任何方式传达该警报或警告：

·(i)数据记录中所记录的操作者动作的序列与标准操作流程中的步骤序列或操作者动作的序列不同；以及(ii)如下的(a)和(b)之间的一个或多个差异或偏差满足指示性能下降的一个或多个预定标准，其中，(a)为与所记录的操作者动作的序列相关联的一组kpi值，(b)为与标准操作流程相关联的一组kpi值；或者

·(iii)数据记录中所记录的操作者动作的序列包括了未包括在标准操作流程中的某些附加步骤或操作者动作；以及(iv)如下的(c)和(d)之间的比较确立了所比较的kpi值之间的等同性或实质等同性，其中，(c)为与所记录的操作者动作的序列相关联的一组kpi值，(d)为与标准操作流程相关联的一组kpi值。

响应于在紧挨在前的段落中所描述的类型的警告或警报的显示或传达，可以在标准操作流程中对导致步骤序列或操作者动作的序列偏离标准操作流程的操作者进行再培训。

在本发明的另一实施例中，也可以将结合图4的实施例所讨论的任何警告或警报显示或传达给标准操作流程的系统管理员或评估者。传达这样的警告或警报能够识别或记录“热点”(即，具有显著幅度的kpi偏差或受偏离标准操作流程的偏差影响最大的kpi值)。

在结合图4所讨论的方法的实施例中，在步骤406处使用的用于提取操作者动作的序列(其随后用于替换或修改标准操作流程)的数据记录是从与控制系统过程相关联的若干数据记录中选择的数据记录。图5示出了便于这种从多个数据记录中进行选择的过程的示例性方法。

图5的步骤502包括接收与控制系统过程相关联的至少第一数据记录和第二数据记录。在该方法的实施例中，已经根据图2的步骤202至步骤216生成了所述至少第一数据记录和第二数据记录并且将其与控制系统过程(即正在考虑的控制系统过程)关联。在本发明的一个实施例中，可以从与所述控制系统过程相关联的数据记录的数据库或存储库中取回所述至少第一数据记录和第二数据记录。

步骤504包括提取分别记录在所述至少第一数据记录和第二数据记录内的操作者动作的序列，并且将每个所提取的操作者动作的序列相对于所提取的所有其它操作者动作的序列进行排名。换句话说，步骤504包括针对从在步骤502处接收的数据记录中提取的每个操作者动作序列来生成相对排名。可根据用于排名的一个或多个预定标准对所提取的操作者动作的序列中的每一个进行排名。

用于在步骤504处对操作者动作的序列进行排名的示例性非限制性预定标准包括：(i)与所提取的操作者动作的序列相关联的多个kpi值与所考虑的kpi参数的值的规定/理想的范围之间的可确定偏差的总数，(ii)与所提取的操作者动作的序列相关联的一个或多个kpi值和所考虑的kpi参数的值的规定/理想的范围之间的差异的大小，(iii)完成所提取的操作者动作的序列的平均时间/最短时间/最长时间，和/或(iv)所记录的操作者动作的序列中的步数。

应当理解，根据预定标准对与控制过程系统相关联的操作者动作的各种序列进行排名使得能够在操作者动作的各种备选序列之间进行评估和比较，并且还能够鉴于所述预定标准确定操作者动作的各种备选序列中的哪一个是最佳的。如上所述，这样的排名可以用于(例如，在图3的步骤304的实施例中)选择用于呈现给操作者或用于(例如，在图4的步骤406的实施例中)替换或修改标准操作流程的数据记录。例如，(i)在结合图3所描述的方法的实施例中，可以向操作者呈现由排名靠前的前n个数据记录构成的显示，或者(ii)在结合图4中所描述的方法的实施例中，可以基于已根据图5的方法步骤进行排名的n个操作者动作的序列当中排名最高的操作者动作的序列来替换或修改与控制系统过程相关联的标准操作流程。

图6示出了被配置为实施本发明的方法的示例性过程环境600。控制系统602与工厂信息管理系统(pims)608可通信地耦接，并且还与控制系统过程(csp)监控器604、控制系统过程(csp)历史数据库606和操作者日志数据库610可通信地耦合。应当理解，可以基于一个或多个处理器来实现控制系统602以及控制系统部件602至610中的每一个。

在所示实施例中，pims608是工厂/过程相关信息的存储库，而操作者日志数据库610是由控制系统生成的操作者日志的存储库。

csp监控器604对控制系统过程的执行进行监控，并将与所述控制系统过程相对应的执行数据记录到csp历史数据库606中。由csp监控器604监控和记录的信息包括如下内容中的一个或多个：(i)已经被添加到标准操作流程中或已经从标准操作流程中排除的步骤的标识符和描述，(ii)对所述添加或去除负责的操作者的标识符，(iii)与所述添加或排除相对应的时间戳，(iv)所考虑的控制系统过程的开始时间和结束时间，以及(v)执行控制系统过程的用户/操作者的列表。

csp监控器604和csp历史数据库606均与kpi监控器612可通信地耦接。kpi监控器612配置为监控/记录与每个控制系统过程的每次迭代相对应的kpi值。kpi监控器612可以被配置为监控和记录与过程控制系统相关联的任何或所有kpi值，包括之前在本说明书中所讨论的kpi值。

kpi监控器612和csp历史数据库606与标准操作流程(sop)性能分析器614同时可通信地耦接，标准操作流程性能分析器614可以被配置为进行如下操作中的一个或多个：(i)对一个或多个控制系统过程的各种迭代进行排名；(ii)显示关于如下内容的信息：与控制系统过程的各种迭代相对应的kpi值、kpi趋势、与和标准操作流程相关联的kpi值的偏差、以及这些偏差的影响或意义；(iii)根据之前在本说明书中所描述的各种方法步骤来发出警告或警报；以及(iv)根据之前在本说明书中的所描述的任何方法步骤来更新、修改或替换现有的标准操作流程。

图7示出了可以在其中实施本发明的各实施例的示例性计算系统。

系统702包括至少一个处理器704和至少一个存储器706。处理器704执行程序指令，并且可以是真实的处理器。处理器704也可以是虚拟处理器。计算机系统702不旨在对所描述的实施例的使用范围或功能提出任何限制。例如，计算机系统702可以包括但不限于通用计算机、编程的微处理器、微控制器、集成电路以及能够实施构成本发明方法的步骤的其它装置或各装置的其它布置中的一个或多个。根据本发明的系统702的示例性实施例可以包括一个或多个服务器、台式计算机、笔记本电脑、平板电脑、智能电话、移动电话、移动通信装置、平板电脑、平板手机和个人数字助理。在本发明的实施例中，存储器706可以存储用于实施本发明的各种实施例的软件。计算机系统702可以具有附加组件。例如，计算机系统702包括一个或多个通信通道708、一个或多个输入装置710、一个或多个输出装置712和储存装置714。诸如总线、控制器或网络的互连机构(未示出)将计算机系统702的组件互连。在本发明的各实施例中，操作系统软件(未示出)为在计算机系统702中利用处理器704执行各种软件提供操作环境，并且管理计算机系统702的组件的不同功能。

通信通道708允许通过通信介质与各种其它计算实体进行通信。通信介质提供诸如程序指令或通信介质中的其它数据的信息。通信介质包括但不限于用电、光、rf、红外线、声学、微波、蓝牙或其它传输介质实现的有线或无线方法。

输入装置710可以包括但不限于触摸屏、键盘、鼠标、笔、操纵杆、轨迹球、语音装置、扫描装置或能够向计算机系统702提供输入的任何其它装置。在本发明的实施例中，输入装置710可以是接受模拟或数字形式的音频输入的声卡或类似的装置。输出装置712可以包括但不限于：crt、lcd、led显示器上的用户界面，或与服务器、台式计算机、笔记本电脑、平板电脑、智能电话、移动电话、移动通信装置、平板手机、个人数字助理、打印机、扬声器、cd/dvd刻录机中的任何一个相关联的任何其它显示器上的用户界面：或者提供来自计算机系统702的输出的任何其它装置。

储存装置714可以包括但不限于磁盘、磁带、cd-rom、cd-rw、dvd、任何类型的计算机存储器、磁条、智能卡、打印的条形码或可以用于存储信息并且可被计算机系统702访问的任何其他暂时性或非暂时性介质，在本发明的各实施例中，储存装置714包含用于实施所描述的实施例的程序指令。

在本发明的实施例中，计算机系统702是分布式网络的一部分。

本发明可以以包括系统、方法或计算机程序产品(例如，计算机可读存储介质或者在其中传送来自远程位置的编程指令的计算机网络)的多种方式来实现。

可以将本发明适当地实现为用于与计算机系统702一起使用的计算机程序产品。本文所述的方法通常被实现为包括由计算机系统702或任何其它类似装置执行的一组程序指令的计算机程序产品。该组程序指令可以是存储在诸如计算机可读存储介质(例如，软盘、cd-rom、rom、闪盘驱动器或硬盘)的有形介质上的一系列计算机可读代码，或者是可经由调制解调器或其它接口装置通过有形介质(包括但不限于(多个)光学或模拟的通信通道708)发送到计算机系统702的一系列计算机可读代码。可以以使用无线技术(包括但不限于微波、红外线、蓝牙或其它传输技术)的无形形式将本发明实现为计算机程序产品。这些指令可以被预加载到系统中、或者被记录在诸如cd-rom的存储介质上、或者可以通过诸如互联网或移动电话网络的网络进行下载。一系列计算机可读指令可以体现本文先前描述的全部或部分功能。

尽管在本文中描述和示出了本发明的示例性实施例，但是应当理解，它们仅仅是说明性的。本领域技术人员将理解，在不脱离或违反由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种修改。