處理控制系統中的資產管理的制作方法

處理控制系統中的資產管理的制作方法
【專利摘要】本發明公開了處理控制系統中的資產管理.一種用于改進處理控制系統的生產的系統，包括：處理器；連接到處理控制系統中的一個或多個資產的傳感器，人?機接口以及存儲器，其存儲在處理器上執行的指令.該系統通過傳感器接收處理數據，并確定一個或多個資產的輸入成本和一個或多個資產的輸出價值。該系統基于所確定的輸入成本和輸出價值提供一個或多個資產的凈產值.該系統在存儲器中存儲輸入成本、輸出價值和凈產值，并通過人?機接口在操作中向用戶提供輸入成本、輸出價值以及凈產值連同關于每個資產和資產組的資產價值、資產性能和機會成本的關鍵資產性能信息。
【專利說明】處理控制系統中的資產管理
【背景技術】
[0001] 通常由維護小組負責保持工業處理運營中的資產，而由運營小組負責運營所述資 產。所述維護和運營小組工作的對象是共同的資產，并且該兩個組織功能需要十分緊密的 協作以最大化所述工業資產的性能。不幸的是，事實并非總是如此。在很多工業組織中，該 兩個小組并不相互協作，反而似乎相互競爭。這導致工業組織的性能不是最滿意的。
[0002] 運營小組和維護小組之間的沖突背后的初級原因是兩個小組的初級性能測量傾 向于彼此相反。所述維護小組的初級性能測量是典型的資產可用性，然而運營小組的初級 性能測量是典型的資產利用。資產可用性是指通過最大化資產的"可使用時間"來保持資產 對于運營來說可用。資產利用是指最大化所述資產的生產量。最大化工業資產的資產可用 性的一個關鍵驅動因素是不要激烈的使用資產。然而，運營小組通常要求盡可能激烈的運 營所述資產，以達到生產量要求。這意味著資產可用性和資產利用具有相反關系，以及運營 小組和維護小組之間的沖突是這種相反關系的直接后果。
[0003] 自動實時產生針對工業處理的性能測量、考慮到工廠維護小組和運營小組兩者的 目標并且還自動發起處理活動(例如基于性能測量的維護）的系統可確保小組之間的緊密 合作，提高正常運行時間期間的生產率并最小化停機時間導致的中斷。

【發明內容】

[0004] 簡要的說，本發明的方面允許對處理控制系統中資產的管理和控制。在此描述的 系統為處理控制系統中的多個資產計算資產的性能測量，并基于所計算的資產性能測量發 起處理活動，例如資產維護或運營生產率。所述資產性能測量包括關于運行資產的成本，所 述資產使用的原材料成本以及所述資產生產的產品的價值的數據。
[0005] 在一種形式中，描述了改進處理控制系統的生產的系統。該系統包括處理器、連接 到處理控制系統的一個或多個資產的傳感器、人-機接口、以及存儲資產信息和在處理器上 運行的指令的存儲器。該系統通過所述傳感器接收處理數據并確定所述一個或多個資產的 輸入成本和輸出價值。該系統基于所述確定的輸入成本和輸出價值提供所述一個或多個資 產的凈產值。該系統將所述輸入成本、輸出價值以及凈產值存儲在存儲器中，并通過人-機 接口將所述輸入成本、輸出價值以及凈產值提供給用戶。該系統使得用戶能夠通過人-機接 口以凈產值增加的方式改變所述一個或多個資產的性能。
[0006] 在另一種形式中，軟件指令被存儲在一個或多個有形的非易失性計算機可讀介質 中，并由處理器執行。在另一種形式中，提供一種處理器可執行方法。
[0007] 其他特征將是部分顯而易見的，并且部分將在后續被指出。
【附圖說明】
[0008] 圖1是示出實施本發明的方面的處理控制系統的方框圖。
[0009] 圖2是出現在圖1所示的處理控制系統的示例性控制器中的多個模塊的框圖。
[0010]圖3是根據本發明一個實施例的示例性流程圖，其示出了采集數據，計算資產性能 以及基于計算的性能改變圖1所示系統的處理。
[0011] 圖4是示出根據本發明一個實施例的組成資產性能測量系統的多個模塊的方框 圖。
[0012] 圖5是根據本發明一個實施例的資產可用性和資產利用之間的關系的示意圖。
[0013] 圖6是根據本發明一個實施例的基礎工業資產的示意圖。
[0014] 圖7是根據本發明一個實施例的一組工業資產的示意圖。
[0015] 圖8是根據本發明一個實施例的計算輸入成本和輸出價值的系統的示意圖。
[0016] 圖9是根據本發明一個實施例的計算機會成本和資產性能的系統的示意圖。
[0017] 圖10是圖9所示系統的示意圖，其包括在歷史數據庫中存儲計算值。
[0018] 圖11是圖4所示的資產性能測量系統連接到原油蒸餾裝置(Crude Unit)的框圖。
[0019] 在所有附圖中，相同的附圖標記代表相同的部件。
【具體實施方式】
[0020] 圖1顯示了一個示例性處理控制系統100的基本框架。在一個實施例中，處理102與 控制器104及傳感器106通信連接。所示處理具有輸入108及110,所述輸入包括所述處理產 生輸出112必要的輸入。在一個實施例中，所述輸入108包括為處理102提供動力的能量并且 輸入110包括所述處理102中所使用的物理或化學原材料。所述輸出112包括來自所述處理 的物理或化學產品或以電力或類似形式產生的能量。
[0021] 所述控制器104發送數據到處理102,以根據控制器104的目標指導處理102的操 作。發送的數據包括在處理中操作多種類型的控制元件(例如閥門，致動器等)的指令。傳感 器106在多個點監視處理并在這些點采集數據。傳感器將所采集的數據發送到控制器104。 基于所述采集的數據，控制器104可以隨后將附加的指令發送到處理102。以這種方式，系統 形成控制反饋回路，其中控制器104對由傳感器106觀察的處理102的改變進行反應。處理 102根據控制器104的指令實施的不同動作可能導致傳感器106采集的數據發生改變，引起 控制器104響應于上述改變進行進一步的調整。通過實施這種控制反饋回路，處理102可以 有效的被控制器104控制。
[0022]圖2所示的框圖是一個示例性控制器200,其包括多個模塊，該多個模塊可作為控 制器104的附加(或作為一部分)或取代控制器104使用。在操作中，本發明的多個方面涉及 通過監視成本和生產價值以及通過控制器200以最大化相對于成本產生的價值的方式改變 所述處理，提高處理控制系統的生產率和效率。控制器200包括控制策略數據存儲模塊202， 控制處理模塊204，資產性能測量模塊206，控制輸出接口模塊208以及傳感器輸入接口 210。 該控制輸出接口模塊208向諸如圖1所示的處理102的處理發送數據212,以及所述傳感器輸 入接口 210從傳感器，例如圖1中的傳感器106，接收采集的傳感器數據214。
[0023]控制策略數據存儲模塊202存儲從傳感器采集的數據以及包括用于引導所連接的 處理的控制策略的數據。在一個實施例中，控制策略包括目標，例如設定點和連接的處理元 件的水平。控制器200發送命令數據212到連接的處理，這使得連接的處理以向控制策略的 目標移動的方式改變操作。
[0024]控制處理模塊204將從傳感器輸入接口 210接收的數據處理為可以用來向連接的 處理發出正確的命令212的數據。在一個實施例中，傳感器數據214是以原始的形式，而控制 策略的目標、設置點、或水平不包括與傳感器數據214相同的數據。控制處理模塊204處理傳 感器數據214以使其用于確定如何引導連接的處理以實現控制策略目標。
[0025]在一個實施例中，控制器200包括資產性能測量模塊206。該資產性能測量模塊206 測量處理的元素或資產的性能，下面將進一步描述。該資產性能測量模塊206使用傳感器數 據214以及從外部源獲得的數據216,例如，從商業系統獲得的商業數據。使用數據214和216 的組合，確定該處理的資產的性能218,并將其以控制器發送給處理控制系統的其他部分進 行存儲和顯示。資產性能測量模塊206的功能將進一步描述如下。
[0026]圖3的流程圖描述了處理控制系統的示例性處理控制器使用資產性能測量來提高 處理操作中的資產的性能。控制器發送消息到處理，以控制處理(步驟302)。控制器也從處 理接收數據，該數據由耦接到處理的傳感器采集(步驟304)。控制器包括圖2所示的資產性 能測量模塊，且控制器使用所述資產性能測量模炔基于所接收到的數據分析處理的性能 (步驟306)。分析完成后，通過一些形式的用戶界面，例如可視顯示將分析結果提供給用戶 (步驟308)。該性能分析也被存儲在數據庫中用于長期評估(步驟310)。該性能分析也可以 被處理控制系統使用來改變該處理的控制以提高處理的性能（步驟312)。對處理的改變可 以包括例如自動改變該資產的維護表，或改變操作設定點等的動作。
[0027]圖4是所述系統可以被結構化的方式的示例圖。資產性能測量系統400包括一起工 作的幾個不同的硬件和軟件模塊，以為用戶提供資產性能信息，并響應于該資產性能信息 以提高資產性能。該系統400通過傳感器輸入402被連接到處理控制系統的"資產"。資產可 能是任何機械、化學、電氣、生物或組合機制或用于將能量和材料轉化為具有附加價值的產 品或生產的一組機制。傳感器輸入402將從資產搜集的數據提供給系統400,該數據可以用 來確定資產性能。此數據可以包括任何直接從傳感器收集的數據，或者也可以是從直接收 集的傳感器數據中推斷出的信息。傳感器數據可以在其被收集時被實時提供給系統400。除 了傳感器輸入402，商業輸入404也被系統400接收。商業輸入404包括來自商業系統406的數 據，該商業系統406也被稱為企業資源規劃(ERP)系統，該數據指示與被監視資產相關的每 單位消耗的成本以及資產的輸出價值。成本可包括為運營資產而產生的能源成本以及為資 產提供所需原材料以進行工作產生的材料成本。該商業輸入404可被實時提供，或在可能的 情況下接近實時的提供，這取決于所提供的數據類型。
[0028]傳感器輸入402和商業輸入404由資產性能算法執行器模塊408接收，資產性能算 法執行器模塊408是可以駐留在分布式控制系統(DCS)中的軟件模塊。該資產性能算法執行 器模塊408是可以存儲在存儲器設備上的軟件模塊，其可以由分布式控制系統(DCS)的處理 器執行。執行器模塊408根據接收的傳感器輸入402和商業輸入404實時執行資產性能模型。 該模型可以包括用于計算資產的運營的成本、資產的輸出的實際價值、資產的輸出的潛在 價值、資產的實時性能、以及與運營資產相關的機會成本的算法。下面詳細描述了這些算法 的功能。
[0029]資產性能算法執行器模塊408計算的實時結果被轉移到資產性能歷史模塊410,其 將上述結果存儲在歷史數據庫412中以備后續的訪問和分析。隨著時間的推移存儲結果使 得系統能夠對過去的數據進行歷史分析，并為用戶提供尋找資產運營中的模式的能力。這 些模式可以被利用來提高資產的效率和維護的狀態。除了被資產性能歷史模塊410存儲，執 行模塊408的結果也可被傳輸到資產性能顯示引擎414,其可被連接到多種不同的人-機接 口，如維護站416,運營站418,和工程站420。該站416,418,和420每一個都可以是單獨的硬 件接口或它們每一個都可以是可以在單個設備上訪問的軟件接口。顯示引擎414可以基于 每個站416,418,和420的用戶可能的需要為每個站提供不同的信息和不同的外觀。維護站 416可提供有關資產或已新近固定在資產上的先前問題的維護時間表的信息。運營站418可 以提供對資產的當前運營實時的信息。工程站420可以基于采集的存儲在歷史數據庫412中 的數據提供長期趨勢信息，該信息使得工程師能夠查看表明資產隨時間運營的效率低下的 模式。站416,418和420可通過顯示引擎414直接連接到DCS，或可位于別處并通過網絡連接 接收信息。站416,418,和420可為用戶提供更緊密合作的機會，以努力提高資產的生產力。
[0030]合作的關鍵是把資產的可用性和資產利用降級為第二測量，并在運營和維護之間 定義公共的主要性能測量，這將驅動合作以及工廠性能管理（performance plant management)需求。大多數產業化運營的最終目標是最大限度地提高運營的經營業績，因此 共同性能測量應根據每個資產或資產組對經營業績的貢獻。這種基于公共經營業績的性能 測量被稱為資產性能。
[0031]圖5顯示了一個簡單圖500,其描述了垂直軸上的資產可用性與水平軸上的資產利 用之間的關系。在許多情況下，資產的擴展或高水平的使用會導致資產的各個部分的損耗， 其可能損害生產率并可能需要維護。維護需要資產空閑一定的時間，使其不可用于運營。圖 5描繪了曲線502,其表示：隨著資產被使用的越來越多，資產的有效利用率最初慢慢降低。 最終，曲線向下急劇下降，代表資產生產率的大量損失。資產性能向量504代表沿曲線的點， 從經營業績的角度來看該點是運營資產的最佳點。圖4中的系統能夠監測資產性能，以預測 如何建立資產性能向量504,從而導致最大化的生產力以及最小化但有效地間隔的維護停 機時間。
[0032] 本文提出的機制，旨在為復雜工業資產和資產組的資產性能向量的開發提供共同 的定義和方法。有了這項資產性能測量作為運營和維護團隊的指導性能指標，團隊之間的 合作水平有望增加，使得能更有效的解決問題和合作，這能夠獲得跨工業運營的性能改善。
[0033] 在本申請中定義和使用以下術語。資產性能為資產相對于其潛在經營業績的經營 業績。資產價值是資產或資產組的商業貢獻。能量消耗輸入向量是到資產或資產組的能量 量輸入的向量。工業資產是一種機械、化學、電氣、生物或組合的機制，或是用來將能量和材 料轉化為具有附加價值的產品或生產的一組機制。生產價值是資產或資產組所產生的產品 或生產的當前市場價值。價值點是來自具有內在的市場價值的資產或資產組的任何輸出。 [00 34] 圖6表不一般工業資產模塊600。資產602可以是任何一種在工業生產方法設定中 使用的設備或機構，其將原材料和能量轉換為產品或生產。資產602可以接收一個或多個輸 入材料604和一個或多個輸入能量源606。使用材料604和能源606,資產602執行其所設定的 操作，產生一個或多個產品608。
[0035] 在圖7中，工業資產組700是工業資產702的整體集合，其一起表現出作為單一資產 的相同的運營特性，并且可以被視為單一的增值資產。工業資產702可接收一個或多個輸入 材料704和一個或多個輸入能量源706。資產集合700中的工業資產702合作生產一個或多個 產品708。
[0036]在圖8中，組合的系統800包括資產或資產集802,其接收材料輸入804和能量輸入 806,并產生產品808。資產性能測量系統810接收來自資產802的基于實時傳感器的數據。該 系統810使用能量算法模塊814計算能量的當前成本，使用材料算法模塊812計算材料的當 前成本，使用產品算法模塊816計算產品的當前價值。主要目的是提供一致的商業價值方 法，以測量工業運營中每一個創造價值的資產或資產組的資產性能。資產的資產性能(AP) 應該是在任何時間周期內消耗的能量乘以能量成本、在任何時間周期內消耗的材料乘以材 料成本、和該時段生產的產品價值的函數。因為可能有多個能量源和材料進入資產或資產 組，以及因為資產或資產組可產生多個產品，所有這些變量必須被考慮。因此：
[0037]能量值(E)由能量算法模塊812根據下列方程確定：
其中：6(^是在一段時間內消耗的能量，ePl是能量在時間幀內的價格，a是資產或資產 組的能源數。E(t)可以通過連接到基于傳感器的測量在實時自動化系統中直接建模，所述 基于傳感器的測量使得資產或資產組中所消耗的能源量能被直接測量或推斷出來，并從商 業系統或能源供應商檢索每個能源的成本。
[0038] 時間周期(t)內的材料價值(M)由材料算法模塊814根據下列方程確定：
其中:mCl是在時間周期內消耗的材料量，!^1是在時間周期內消耗的材料的價格，b是 資產或資產組的材料數。M(t)可以通過連接到基于傳感器的測量在實時自動化系統中直接 建模，所述基于傳感器的測量使得資產或資產組中所消耗的材量能被直接測量或推斷出 來，并從商業系統或材料供應商檢索每個材料的成本。
[0039] 時間周期(t)內的生產價值(P)由產品算法模塊816根據下列方程確定：
其中：Pl是在時間周期內生成的產品量，口^生產的產品的市場價值，c是資產或資產組 生產的產品數。P(t)可以通過連接到基于傳感器的測量在實時自動化系統中直接建模，所 述基于傳感器的測量使得能獲取資產或資產組所生產的每種類型的產品數，并重新得到由 商業系統或市場定價源產生的每種產品的市場價格。
[0040] 在圖9中，性能測量系統的910利用圖8中的模塊812、814和816的方程的結果進一 步計算性能度量。組合系統900包括資產或資產組902,其接收材料輸入904和能量輸入906， 并產生產品908。實時的資產模型912從資產902接收傳感器數據，并使用傳感器數據對資產 的經營業績進行建模。監控資產的進行中的經營業績可以基于采集的傳感器數據幫助確定 最佳的潛在行為。資產模型912被用于計算資產的潛在資產價值914。此外，傳感器數據被實 際資產價值模塊接收，其實時計算實際的資產價值916。由資產或資產組產生的實時的資產 價值(AV)是所述資產組在任何時間周期(t)內創造的實時商業價值。需要注意的是，AV不是 資產或資產組整體的盈利能力。而是代表盈利能力的以高頻率變化的成分。AV的方程為： AV(t)=P(t)-(E(t)+M(t))
[00411生產值P (t)，能量價值E (t)與材料價值M(t)應在一段時間周期（t)內是相對恒定 的。這就要求t被設置為反映商業的動態。由于每個價值度量的動態是處理動態（消費或生 產率)和財務動態(成本或市場價值)的函數，以及因為處理動態的定義是實時的，財務動態 越來越快，t必須設置為短時間幀(timeframe)以保持精度。
[0042]在此提出的資產性能測量結構中的隱式算法（implicit)是被考慮的資產或資產 組的輸出具有實際市場價值。情況并非總是如此，因為在制造和生產處理中的一些中間產 品不能在公開市場上出售。幾十年來，工程師們一直在致力于使用復雜的數學分析為這些 中間體分配偽價值。從純商業角度，這種建立偽值的方法無效。因此，資產性能測量系統的 基礎是只考慮具有實際市場價值的資產輸出。可能有必要將基礎資產分組到資產組，以正 確地利用該性能測量系統。分組到資產組應分析資產到價值點的水平，但也可以得到資產 產生的價值的更寬泛的圖片，并可以在工廠級甚至多工廠級別進行。
[0043]資產價值(AV(t))度量提供了理解每一個資產或資產組目前的經營業績的基礎。 關鍵是要比較當前的資產價值和如果資產運營到其潛力點處資產能夠產生的價值。這可以 通過使用運營的實時處理和資產模型912及其資產來完成。因此，使用處理的理想運營的模 型912及捆綁到自動化系統的資產以獲取運營的當前設置(設置點等)和實況處理的實時處 理傳感器數據，在時間周期t內潛在的資產價值914(AV P(t))可以通過使用設備等級或最佳 性能運營水平來計算。
[0044]利用實際資產價值和潛在資產價值，資產或資產組的資產性能918(AP(t))可通過 下列計算確定： AP(t) = (AVa(t)/AVp(t))*100
[0045] 該統計提供了表明從商業角度看資產正在如何運營的百分比。該統計還沒有傳達 出與商業潛在條款中表現不佳的資產相關的商業"痛點(pain)"。這種"痛點"代表表現不佳 的資產或資產組的運營的機會成本920(0〇。這可以通過下列方程來完成：
其中T是用于分析的整體時間周期，t代表在T范圍內進行AV(t)計算的單個時間段。
[0046] 這種資產性能測量機制的總體結構如圖10所示。這個圖顯示了在自動化系統域內 的資產和資產組機制的結構。這是資產1002的性能測量系統1000,且不表示0C(t)或AV(t) 度量可被如何用于決策。資產或資產組1002接收材料輸入1004和能量輸入1006,并且產生 產品1008。資產1002通過傳感器連接到性能測量系統1000的自動化系統1010。實時的資產 模型1012從資產1002接收傳感器數據，并使用傳感器數據對資產建模，并基于采集的傳感 器數據確定最佳潛在行為。資產模型1012被用于計算資產的潛在資產價值1014。此外，實際 資產價值模塊接收傳感器數據，并實時計算實際的資產價值1016。實際資產價值1016和潛 在的資產價值1014可以被自動化系統1010用于計算資產性能1018和機會成本價值1020。所 有這些值可以被存儲在處理歷史1022中，后續可通過接口 1024訪問上述值以用于分析并相 對于對資產1002采取的行為進行決策制定。
[0047]由于具有在運營(operation)中為每一個創造價值的資產或資產組測量資產價值 (AV(t))，資產性能(AP(t))和機會成本(0C(t))的能力，運營、維護和工程將具有用于與組 織的運營性資產相關的評估和決策制定的新工具。他們將能夠從商業價值的角度查看資 產，以基于資產的影響做出好的商業運營決策。
[0048]如何將這些度量用于智能決策的制定的一個例子是跨不同時間幀投射當前的0C (t)投射以獲得由于表現不佳的資產導致失去的機會的經濟測量來確定維修時機。如果，例 如，對資產組進行所需的維修的平均時間是tl，且所需維修的費用是cl，則當投射的OC(tl) 超過cl時，可以自動觸發維修。這可以通過自動化系統中運營的實時工作流引擎的使用而 自動施加。可識別更適合于工廠的運營和商業特點的其他關系。
[0049] 導致一個更為商業導向的資產性能測量系統的發展的前提是，這樣的系統將鼓勵 在工業運營中基于更好的商業的決策，同時鼓勵運營和維護以合作獲得優較好的結果。圖5 顯示的向量504AP(t)作為運營和維護的收斂度量。向量504也可以從AP(t)、0C(t)AV(T)作 為收斂信息。
[0050] 這些資產的性能指標可用于維修、運營及工程，以對工業運營有正面的商業影響。 工業資產隨著時間和利用而降低價值，而且運營參數也趨向于變化，因此分析瞬時值和歷 史性能都至關重要。通過對每一個資產和資產組的使用和經驗，可以預期，資產性能動態和 關系將被發現。這些關系可以用來開發隨著時間推移對資產性能的自動控制響應。
[0051] 舉例來說，某煉油廠的原油單元有原油作為其主要材料輸入。原油在熔爐內加熱 到蒸發點，然后進入分裂蒸餾塔，在其中汽化原油穿過塔上升。由于汽化原油冷卻到它達到 溫度極限的點，該溫度極限導致原油的某些成分液化，液化的成分在塔內被捕獲，同時純凈 的成分如汽油、煤油、柴油和燃料油流出。氣體流經該塔的頂部，較重的殘留物流出底部，用 于后續處理(見下圖）。來自原油單元的每一流都具有基本的市場價值。該單元提供了一個 有趣即使復雜的單元，來了解與用于測量工業資產的商業影響的機制相關聯的概念。
[0052] 在圖11中，分布式控制系統1100被安裝在煉油廠，系統負責的一部分是控制原油 單元822。企業資源規劃(EPR)系統1106被安裝，資產性能計算的相關商業度量存儲在ERP數 據庫中，其可通過商業輸入1104被資產性能測量系統訪問。處理儀表安裝在工廠，并通過傳 感器輸入1102連接到DCS，以便使得能夠實時對資產性能建模。
[0053] 原油單元822的基本資產性能測量系統1100包含用于測量原油單元周圍的所有的 關鍵處理測量(流量，溫度等）的儀表，其通過傳感器輸入1102實時連接到分布式控制系統 (DCS)，如圖所示。企業資源規劃(ERP)系統1106也連接到DCS，每當這些價值在市場上的價 值變化或在該公司建立的調撥定價層級變化時，系統1106將通過商業輸入1104提供所有相 關的商業價值(例如，燃料成本、材料成本、天然氣定價、汽油定價、煤油定價、柴油、燃油定 價和剩余價值）。這些值將可用于DCS的控制器內的資產性能測量算法執行器1108。資產性 能測量算法執行器1108被配置為實時執行資產性能模型，該模型來源于基于傳感器的數據 和來自ERP系統的商業信息。資產性能算法執行器1108中計算的實時值被實時傳輸到資產 性能歷史模塊1110,資產性能歷史模塊1110在歷史數據庫1112中存儲測量。資產性能顯示 引擎1114,也通常在DCS內，被預先配置有在維修站1116上顯示的用于維護專員的儀表盤顯 示器、在運營商站1118上顯示的用于運營商的儀表盤顯示器、以及在工程站1120上顯示的 用于工程師的儀表盤顯示器。該實時決策支持信息將使所有三組(維護，運營商和工程師） 通過實時反饋他們的行為導致的影響以更有效的方式來執行他們的行動和活動，但其也將 鼓勵協作和合作，因為這三個團隊將致力于共同的資產性能測量。
[0054]下面將提供原油單元的資產性能在一個小時內的示例性快照。在實際運營中，這 些測量可以被持續計算，并且資產性能儀表盤的顯示被不斷更新，所以維護、運營、和工程 人員可以不斷地監控性能，并做出資產的性能如何可以被提高的持續決定。為了這個例子 的目的，簡化的模型將被用來演示系統的概念。實際的實施可以更嚴格，復雜，并納入更多 其他的能量和材料源。
[0055] 示例處理的材料輸入是原油，假定分子模型已發展到提供對可以被生成的最佳產 品組合的理解。主要能量源是在熔爐中使用的加熱原油使其汽化的燃料。輸出的產品是天 然氣，汽油，煤油，柴油，燃料油和殘留物。這個例子所用的時間段將是一小時的運行時間。 成本和生產價值不一定代表任何實際煉油廠或針對任何特定的時間段。
[0056] 在這一小時內，假定用于加熱熔爐內的原油所使用的燃料的價格每15分鐘改變一 次。該能量價值是：
[0057] 在這一小時的每15分鐘期間承擔以下成本和消耗： 表1:能量消耗成本
[0058]假設材料成本在一小時中最頻繁為每10分鐘變化，則材料成本概況基于以下模 型。
[0059] 在一小時中的每10分鐘承擔以下成本和消耗： 表2:耗油量成本
[0060] 這將意味著所考慮的一小時生產的總成本為1045300美元。
[0061] 需要利用下列模型為生產的每種產品計算生產價值：
[0062] 假定每種產品的價格變動每15分鐘變化，提供下列值： 表3:氣體生產價值

[0063]合計，原油單元在一小時內將提供1403170美元的總產值。
[0064]本小時內原油單元的資產價值是總產值減去總成本，或1403107-1045300美元，結 果為357870美元的資產價值。
[0065]下一步是確定原油單元的潛在資產價值，使用相同的原油成分和相同的能量和材 料成本作為處理的輸入。該假設是，能量和材料輸入不約束生產。由于同樣的能量和材料成 本將用于潛在的資產價值，只有潛在的生產價值需要計算。這通過使用相同的市場價格對 每個生產組份(天然氣，汽油，煤油，柴油，燃料油和殘留物)進行，但最大的潛在產量如下： 表9:氣體潛在生產價值
表10:汽油潛在生產價值
[0066]合計，原油單元在一小時內將提供1534340美元的總潛在產值。
[0067]本小時內原油單元的潛在資產價值是總潛在產值減去總成本或1534340-1045300 美元，即489040美元。本小時內原油單元的機會成本是由潛在的資產價值減去實際的資產 價值，或489040-357870美元，即131170美元。這表明運營可能產生的增量值在其運營到最 大潛力時出現。
[0068] -小時內原油單元的資產性能是實際資產價值與潛在資產價值的比率，或 357870/489040，即在這種情況下為0.74或74%。這代表原油單元的潛力百分比。
[0069]最后，該一小時的資產性能向量可以由AP(T)、0C(T)，和AV(T)表征，其分別是 (74%，131170美元，489040美元）。運營人員可以對處理進行改變以進行增加74%，減少 131170美元，和增加489040。這將通過關于三個統計和每個的歷史向維護、運營和工程這三 個組提供實時反饋來實現。這將允許這三個組中的每一個以最大限度地提高原油單元的資 產性能的方式來執行他們的職責。
[0070] 維護小組可監察資產的性能，并確定機會成本何時增加至需要在該單元上進行正 常保養的點。這可以根據維修所提供的經濟價值與推遲維修所造成的損失機會進行比較來 進行。這使得預防性維護計劃根據經濟價值來開發而不是像在大多數工業運營中那樣使用 傳統周期表。
[0071] 運營可利用資產的性能百分比來決定其行動對原油單元性能的影響。如果他們可 以正常工作在85%的水平，現在很難超過74%，他們會知道，有一個或多個降低運營價值的 關鍵的根本原因。在調整處理的運營后，如果他們不能達到正常運營的資產性能，他們可考 慮其他行動，比如說與維修和工程人員開會，試圖識別和修復根本原因。由于運營、維護和 工程使用相同的資產性能測量來測量，將產生更加協作和合作的環境。
[0072] 工程可利用這一信息來評估即刻和長期倡議（initiative)，以提高原油單元的資 產性能。他們評估的任何倡議的優點不僅在技術上，還在經濟上被評判，由于資產價值和機 會成本可以直接轉化為財務，其將使R0I和現金流的計算能夠從任何倡議得到改善。如果工 程師得出結論，需要一些先進的控制策略以提高資產的性能，他們可能會估計預期的資產 性能改善。資產性能直接與機會成本和資產價值掛鉤，因此工程師可以估計由于先進控制 的實施而預期的價值提升，一旦解決方案被實施，他們可以直接確定R0I和現金流目標是否 被實現。這使得工業企業可以投資到他們知道他們可以獲利的地方。
[0073]提供的摘要和
【發明內容】
用于幫助讀者快速確定技術披露的性質。可以理解的是， 他們將不被用來解釋或限制權利要求的范圍或含義。提供的
【發明內容】
以簡化形式引入了概 念的選擇，其在【具體實施方式】中進行進一步敘述。該
【發明內容】
不意在確定要求保護的主題 的主要特征或基本特征，也不意在用于幫助確定要求保護的主題。
[0074] 用于舉例說明的目的，程序和其他可執行程序組件，如運營系統，在此以離散模塊 來表示。然而，應該認識到，這樣的程序和組件在很多時候駐留在計算裝置的不同的存儲組 件中，并被所述裝置的數據處理器執行。
[0075] 雖然結合示例性計算系統環境進行了描述，本發明許多方面的實施例可用于許多 其他通用或專用的計算系統環境或配置。計算系統環境不意在對本發明任何方面的使用范 圍或功能的限定。該計算系統環境必須能實時訪問與資產或資產組相關的基于傳感器的數 據。此外，該計算系統環境不應該被解釋為依賴或要求在示例運營環境中說明的組件的任 何一個或組合。公知的計算機系統，環境和/或配置的例子可適合用于本發明的方面包括但 不限于，個人電腦，服務器計算機，手持或筆記本電腦，多處理器系統、基于微處理器的系 統、機頂盒、可編程電子消費品、移動電話、網絡PC、小型機、主機計算機、包括上述的任何系 統或設備的分布式計算環境，等等。
[0076] 本發明的各個方面的實施例在一般情況下可以被描述為數據和/或處理器可執行 指令，例如程序模塊，存儲的一個或多個有形的非易失性存儲介質，并由一個或多個處理器 或其他設備執行。一般而言，程序模塊包括，但不限于，例程，程序，對象，組件和數據結構， 其執行特定的任務或實現特定的抽象數據類型。本發明的方面也可以在分布式計算環境中 執行，其中任務由通過通信網絡連接的遠程處理設備執行。在分布式計算環境中，程序模塊 可以存儲在本地和遠程存儲介質中，包括存儲設備。
[0077]在操作時，處理器，計算機和/或服務器可以執行處理器可執行的指令（例如，軟 件，固件和/或硬件）以實現本發明的多個方面，如本發明在此所述的。
[0078]本發明的多個方面的實施例可以用處理器可執行指令來實現。處理器可執行指令 可以被組織成一個或多個處理器可執行組件或有形的處理器可讀存儲介質中的模塊。本發 明的方面可以由任何數量的該組件或模塊的組合來實施。例如，本發明的方面不局限于特 定的處理器可執行指令或在該圖中所描述的具體組件或模塊。本發明方面的其他實施例可 以包括不同的處理器可執行的指令或組件，其與所示和描述的相比具有更多或更少的功能 性。
[0079] 除非另有說明，在此所示和描述的本發明的方面的實施例中的執行順序和操作性 能不是必須的。也就是說，該操作可以以任何順序進行，除非另有說明，與在此公開的相比， 本發明的方面的實施例可以包括附加或更少的操作。例如，可以設想，在執行某一操作之 前，同時，或之后運行另一個操作落入本發明的范圍之內。
[0080] 在介紹本發明的方面的要素或其實施例時，"一"、"一個"、"該"和"所述"理解為具 有一個或多個這種元素。術語"包括"、"包含"和"具有"應理解為包括，同時意味著可能有附 加元素以外的其他元素。
[0081] 鑒于上述，可以看到實現了本發明的方面的多個優點，并且獲得其他有利的結果 可以被獲得。
[0082] 并非所示的或所描述的所有被描述的部件都是必需的。此外，一些實現和實施例 可包括附加組件。在不背離所附權利要求的精神或范圍的情況下可以改變該組件的布局和 類型。另外，可以提供不同的或較少的組件，并且組件可以被組合。作為替代或附加，組件可 以通過幾個組件來實現。
[0083] 以上的說明內容以示例的形式，而非限制的形式說明了本發明的多個方面。這種 描述使本領域技術人員可以實施并使用本發明的多個方面，并介紹了本發明多個方面的一 些實施例、適應、變化、替代和使用，包括目前認為是最好的實施本發明的多個方面的模式。 此外，應當理解，本發明的多個方面并不將其應用限于在后續【具體實施方式】或附圖中所描 述的組件的構造和排列的細節。本發明的多個方面能夠包括其他實施例，并以多種方式進 行或實施。同時，可以理解，在此使用的用語和術語是描寫的目的，不應被視為限制。
[0084] 在此詳細地描述了本發明的多個方面，很明顯，在不背離在附屬權利要求中定義 的本發明的各方面的范圍的情況下進行修改和變化是可能的。在不背離本發明的范圍的情 況下可以在上述結構、產品和處理中考慮各種變化。在前面的說明書中，已經參照附圖描述 了各種優選的實施例。但是，顯而易見的是，可對其進行各種修改和更改，并且可以實施附 加的實時例，而不背離后續權利要求所設定的本發明多個方面的更廣泛的范圍。說明書和 附圖相應地應被認為是說明性的而不是限制性的。
【主權項】
1. 一種用于改進處理控制系統的生產的系統，包括： 處理器； 耦接到處理器的一個或多個傳感器，所述傳感器從處理控制系統中的一個或多個資產 采集處理數據； 一個或多個人-機接口，其耦接到處理器和處理； 耦接到處理器的存儲器，所述存儲器存儲一個或多個傳感器采集的數據以及處理器可 執行指令，所述處理器可執行指令用于： 從一個或多個傳感器接收處理數據； 基于從一個或多個傳感器接收的處理數據確定一個或多個資產的輸入成本； 基于從一個或多個傳感器接收的處理數據確定一個或多個資產的輸出價值； 基于對所確定的輸入成本和所確定的輸出價值的比較提供一個或多個資產的凈產值； 在存儲器中存儲所確定的輸入成本、所確定的輸出價值和凈產值； 通過一個或多個人-機接口向用戶提供所確定的輸入成本、所確定的輸出價值和凈產 值； 基于所確定的輸入成本、所確定的輸出價值和凈產值中的至少一者，以增加凈產值的 方式自動改變一個或多個資產的行為。2. 根據權利要求1所述的系統，其中輸入成本包括能量成本和材料成本。3. 根據權利要求1所述的系統，進一步包括耦接到處理器的商業系統，所述商業系統提 供有關一個或多個資產的輸入和輸出的當前價格的商業數據，其中輸入成本和輸出價值部 分地基于所提供的商業數據來確定。4. 根據權利要求1所述的系統，其中自動改變進一步包括基于所確定的輸入成本、所確 定的輸出價值和凈產值自動調度一個或多個資產的維護。5. 根據權利要求1所述的系統，其中輸入成本、輸出價值和凈產值隨著傳感器數據的接 收被實時計算。6. 根據權利要求5所述的系統，進一步包括耦接到存儲器的歷史數據庫，其中輸入成 本、輸出價值和凈產值一被計算出則被存儲在歷史數據庫中。7. 根據權利要求5所述的系統，進一步包括用于在一個或多個人-機接口上以趨勢圖的 方式顯示輸入成本、輸出價值和凈產值中的至少一者的變化的指令。8. 根據權利要求5所述的系統，進一步包括用于以增加凈產值的方式自動改變一個或 多個資產的行為的指令。9. 根據權利要求1所述的系統，進一步包括用于基于所接收的處理數據確定一個或多 個資產的機會成本的指令。10. 根據權利要求1所述的系統，進一步包括用于基于所接收的處理數據確定一個或多 個資產的資產性能值的指令。11. 一種用于改進處理控制系統的生產的方法，包括： 通過一個或多個傳感器從處理控制系統的一個或多個資產采集處理數據； 基于從一個或多個傳感器采集的處理數據確定一個或多個資產的輸入成本； 基于從一個或多個傳感器采集的處理數據確定一個或多個資產的輸出價值； 基于對所確定的輸入成本和所確定的輸出價值的比較提供一個或多個資產的凈產值； 在存儲器中存儲所確定的輸入成本、所確定的輸出價值和凈產值； 通過一個或多個人-機接口向用戶提供所確定的輸入成本、所確定的輸出價值和凈產 值； 基于所確定的輸入成本、所確定的輸出價值和凈產值中的至少一者，以增加凈產值的 方式自動改變一個或多個資產的行為。12. 根據權利要求11所述的方法，其中輸入成本包括能量成本和材料成本。13. 根據權利要求11所述的方法，進一步包括從商業系統接收有關到所述處理的輸入 的當前價格的商業數據，其中輸入成本和輸出價值部分地基于所提供的商業數據來確定。14. 根據權利要求11所述的方法，其中自動改變進一步包括基于所確定的成本、所確定 的價值和凈產值自動調度一個或多個資產的維護。15. 根據權利要求11所述的方法，其中輸入成本、輸出價值和凈產值隨著傳感器數據的 采集被實時計算。16. 根據權利要求15所述的系統，其中輸入成本、輸出價值和凈產值一被計算出則被存 儲在歷史數據庫中。17. 根據權利要求15所述的方法，進一步包括在一個或多個人-機接口上以趨勢圖的方 式顯示輸入成本、輸出價值和凈產值中至少一者的變化。18. 根據權利要求15所述的方法，進一步包括以增加凈產值的方式自動改變一個或多 個資產的行為。19. 根據權利要求11所述的方法，進一步包括用于基于所接收的處理數據確定一個或 多個資產的機會成本的指令。20. 根據權利要求11所述的方法，進一步包括用于基于所接收的處理數據確定一個或 多個資產的資產性能值的指令。
【文檔編號】G05B19/418GK106054827SQ201610301723
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年3月18日
【發明人】P·G·馬丁, T·古斯沃斯
【申請人】因文西斯系統公司