JPH04217064A - 実時間の階層的工程制御装置とそれを実施する方法 - Google Patents

実時間の階層的工程制御装置とそれを実施する方法

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JPH04217064A
JPH04217064A JP3053667A JP5366791A JPH04217064A JP H04217064 A JPH04217064 A JP H04217064A JP 3053667 A JP3053667 A JP 3053667A JP 5366791 A JP5366791 A JP 5366791A JP H04217064 A JPH04217064 A JP H04217064A
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JP3053667A
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Wayne A Dorchak
ウエイン　エイ　ドルチャック
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Atlantic Richfield Co
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Atlantic Richfield Co
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Program-control systems
    • G05B19/02—Program-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
    • G05B19/406—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by monitoring or safety
    • G05B19/4063—Monitoring general control system
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S706/00—Data processing: artificial intelligence
    • Y10S706/902—Application using ai with detail of the ai system
    • Y10S706/903—Control
    • Y10S706/906—Process plant

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  • Multi-Process Working Machines And Systems (AREA)
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  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般に制御システムの分
野に関するものであり、より詳しくは人工知能を備えた
階層的工程制御システム又は装置とそれを実施する方法
に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】処理設備または製造設
備においては、マネージャー、スーパーバイザー、およ
びオペレータが、階層的なやり方で設備の装置または工
程を制御し、監視している。たとえば、同じ工程におい
て、一人のオペレータが装置１から装置ｋまでを管理し
、他のオペレータが装置ｋ＋１から装置ｎまでを管理す
ることがある。各オペレータは、各装置の動作について
、たとえば最適動作温度範囲、最大液体とり入れ量など
について知っていなければならない。また、各オペレー
タは、将来の問題の徴候となりうる装置動作におけるあ
らゆる傾向を見出す能力を有しなければならない。一つ
の装置が何らかの原因で故障した場合、オペレータは問
題診断の処置をとり、必要であれば、装置修理のために
他の人員に連絡をとらなければならない。
【０００３】工程では通常二つ以上の装置の運転が行わ
れるが、工程のスーパーバイザーは該工程の操業に関す
る。スーパーバイザーは、たとえば、一つの装置が故障
したとき生産を維持するためにオペレータを２交代にす
る必要がある場合、決定を行う。スーパーバイザーは、
オペレータの場合と同様に、経験をふまえた決定を下す
ためにその責任領域に関する広範な知識と経験を有して
いなければならない。二つ以上の工程を含みうる設備全
体を担当範囲とするマネージャーは、設備操業および設
備動作目標に精通していなければならない。したがって
、オペレータ、スーパーバイザー、またはマネージャー
がすべての職務をとどこおりなく果すのに必要な量の経
験を積むのに何年もかかることがあるというのは不思議
でない。したがって、人員の訓練と再訓練は費用のかか
る過程である。
【０００４】もっと具体的に、石油およびガスの生産と
処理に関する設備においては、装置と工程の階層が存在
する。たとえば、石油生産においては、生産センターが
複数の油井現場の生産を制御し、監視する。各油井現場
は一つ以上の油井を有しうる。各油井からの石油はタン
ク群に流入するかまたはポンプ装置によってタンク群に
送り込まれる。パラメータたとえば流量および石油温度
を監視して、各油井における石油生産を確実に維持する
。また、一つのタンク群のための石油を生産する油井グ
ループの生産が監視される。
【０００５】石油およびガスの処理においては、油井か
ら得られる石油が石油分離、ガス状態調節、および生成
水処理工程によって処理される。各工程はいくつかの装
置たとえば容器、熱交換器、およびポンプの運転によっ
て実施される。それぞれの動作はオペレータによって監
視かつ制御される。
【０００６】
【課題を解決するための手段】以下で詳細に述べる階層
的な工程制御装置と方法は、設備、工程、および装置レ
ベルで作用する人間のマネージャー−スーパーバイザー
−オペレータ階層を模擬するものである。この階層的な
工程制御装置と方法は、処理および製造設備に等しく適
用できるものであり、たとえば、在来の製造環境に対し
てばかりでなく前述の石油およびガス関連の設備にも適
用できる。また、現在の操業データおよびデータベース
に記憶されているデータを処理するために、監視および
制御手段たとえば人工知能、シミュレータ、および統計
的分析を使用する。この工程制御装置は、各データベー
スに含まれるデータを除き、装置レベルで共通なものと
することができるので、制御装置の主要部分を他の設備
に移動することができる。この階層的工程制御装置は、
実施によってもっとも利益が得られると思われる工程ま
たは工程グループに対して実施することによって、設備
内で段階的にまたは部分的に実施することができる。
【０００７】本発明は階層的な工程制御装置と方法を提
供するものであり、また前述の問題のうち一つ以上を克
服することを目的とするものである。
【０００８】本発明によれば、階層的工程制御装置が提
供され、この装置は先行技術の制御装置に伴う不利と問
題を実質的に排除するかまたは軽減するものである。
【０００９】本発明の一つの側面においては、実時間の
階層的工程制御装置が提供される。この装置は多重レベ
ル構成をとっており、各レベルは複数の入力信号を受信
かつ監視するモニターを含む。このモニターは、少くと
も一つの入力信号が所定範囲内にない場合、第１の要求
を生成する。ガーディアンがこの第１の要求を受信して
、とるべき処置手順を決定する。ガーディアンは第２の
要求を出すこともできる。コンサルタントがこの第２の
要求を受信して、分析を実行し、処置手順の決定を支援
する情報を生成する。
【００１０】本発明のもう一つの側面においては、実時
間の階層的工程制御装置が、対象において測定された複
数の入力信号を監視かつ制御する少くとも一つの第１レ
ベルのコントローラを有する。さらに、少くとも一つの
第２レベルのコントローラが少くとも一つの第１レベル
コントローラに接続されて、該第１レベルコントローラ
の監視と制御をする。また、第３レベルのコントローラ
が少くとも一つの第２レベルコントローラに接続されて
、該第２レベルコントローラの監視と制御をする。
【００１１】
【発明の効果】本発明の重要な技術的効果には、設備を
実時間で監視かつ制御する能力が含まれる。装置、工程
、および設備のオペレータには、その注意が必要な場合
ただちに警告を与えることができる。さらに、装置、工
程、および設備に関する専門的知識がいろいろな知識ベ
ースとデータベースに保存されているので、何らかの故
障状態を正すために即座に処置をとることができる。 この能力により、設備における装置停止時間の発生可能
性が低下する。本発明のもう一つの重要な技術的効果に
より、シミュレーションと統計的分析が提供される。こ
れらは将来の問題を予見するために実施されるので、問
題を避けるために操作手順を変更する処置をとることが
てきる。
【００１２】本発明の工程制御装置のもう一つの重要な
技術的効果には、装置における要素のモジュール性と移
動容易性（ｐｏｒｔａｂｉｌｉｔｙ）とが含まれる。下
位レベルのソフトウェアの大部分とハードウェアの大部
分とは共通なものとすることができるので、迅速な設置
が可能である。
【００１３】もう一つの重要な技術的効果は発生するあ
らゆる問題を診断するために任意の人工知能手段を使用
する能力を装置要素が有するということである。問題解
決のために、たとえば、知識ベースを有する専門家シス
テム、ニューラルネットワーク、パターン認識、および
ファジー論理を使用することができる。
【００１４】本発明のもう一つの重要な技術的効果は、
設備において、選択した工程または工程グループに対し
て階層的工程制御装置を段階的にまたは部分的に実施す
る能力が提供されるということである。
【００１５】
【実施例】添付の図面を用いた以下の説明により、本発
明がさらに十分に理解されるであろう。
【００１６】本発明による階層的工程制御装置は、第１
図に示す制御モジュール１０を含む。制御モジュール１
０は装置のベースとなる構成ブロックである。制御モジ
ュール１０は階層的工程制御装置のすべてのレベルに存
在し、三つの基本ユニットすなわちモニター１２、ガー
ディアン１４、およびコンサルタント１６から成る。こ
れらのユニットの名前はそれらに割当てられた機能に由
来する。このことは以下の説明でもっとはっきりするで
あろう。
【００１７】モニター１２は接続線２０を通じて対象１
８から複数の入力信号を定期的に受信し、対象１８の十
分な動作を保証するために所定の動作範囲との比較を行
う。この入力信号は、対象１８から検出されるパラメー
タたとえば温度、流体レベル、および動作速度を含むこ
とができる。また、この入力信号は警報信号をも含むこ
とができる。警報信号というのは、たとえば、パラメー
タが正常値から過度にずれたときに生成される信号であ
る。一般に、警報信号はただちに考慮する必要がある。 対象１８は、一つの装置たとえばコンプレッサー、一つ
の工程たとえばいくつかの装置を含む蒸留工程、または
いくつかの工程を含む一つの設備とすることができる。 モニター１２が、対象１８からの一つ以上の入力信号が
範囲外にあるかまたは問題を予想させる徴候を示してい
るということを検出した場合には、ガーディアン１４に
接続線２２を通じて通知される。
【００１８】ガーディアン１４には、必要であれば、対
象１８の状態を確認し、処置手順を指定するようにモニ
ター１２からの要求が提示される。これらの決定を実行
するために、ガーディアン１４はいくつかの人工知能手
段たとえば知識ベースを有するエキスパートシステム、
ニューラルネットワーク、ファジー論理その他を使用す
ることができる。人工知能手段のほかに、ガーディアン
１４はコンサルタント１６の支援を要求することができ
る。
【００１９】コンサルタント１６は接続線２４を通じて
ガーディアン１４から支援の要求を受信する。コンサル
タント１６は、制御理論に関する厳密な計算、たとえば
、動作パラメータの傾向分析とシミュレーションを実行
することによって、ガーディアン１４に対する指示者と
して働くことができる。コンサルタント１６はまた最適
操業条件の生成のために最適化法を適用することができ
る。必要であれば、モニター１２は、第１図に示すよう
に接続線２６を用いて、ガーディアン１４をとび越えて
直接にコンサルタント１６を呼出すことができる。
【００２０】第２図に示すのは、本発明によって複数の
制御モジュールで構成された階層的工程制御装置３０で
ある。階層的工程制御装置３０は三つの主要制御レベル
すなわち設備レベル、工程レベル、および装置レベルを
含む。しかし、階層的工程制御装置３０は、サブ工程レ
ベルおよびサブ装置レベルを含む三つより多くの制御レ
ベルで構成することができる。
【００２１】最低レベルにおいては、それぞれモニター
５０〜５８、ガーディアン６０〜７４、およびコンサル
タント７６〜９０から成る装置制御モジュール３２〜４
８がそれぞれ装置９２〜１０６を監視かつ制御する。各
制御モジュール３２〜４８はその対象装置９２〜１０６
の十分な動作を確実なものとするが、他の装置と制御モ
ジュールの存在に関する知識は持っていない。言い換え
ると、各制御モジュール３２〜４８は装置９２〜１０６
の監視と制御において独立に動作する。
【００２２】いくつかの装置は、ある様式で協同するの
で、一つのグループにまとめることができる。一つの工
程は所定の最終結果を達成するための、少くとも二つの
装置の動作と定義することができる。これらの装置の制
御モジュールは、工程レベルの制御モジュールによって
監視され、制御される。たとえば、装置制御モジュール
３２〜３４はネットワークまたはバス１１０によって工
程制御モジュール１０８に接続される。より詳しくは、
装置レベルの制御モジュール３２〜３４のモニター５０
〜５１は工程レベルのモニター１１２に接続される。工
程制御モジュール１０８の構造および機能は装置レベル
制御モジュールの構造および機能と同様であるが、ただ
し工程レベルにおいては制御対象が装置ではなく工程で
ある。
【００２３】工程制御モジュール１０８はガーディアン
１１４およびコンサルタント１１６に相互接続されたモ
ニター１１２を含む。モニター１１２はモニター５０〜
５１から複数の入力信号を受信して、これらを所定の基
準値と比較し、必要であれば、処置手順を決定するため
にガーディアン１１４および／またはコンサルタント１
１６に要求を送る。たとえば、入力信号が、何らかの原
因で装置９２が故障しているということを示した場合、
ガーディアン１１４の人工知能および／またはコンサル
タント１１６の計算により、装置９２の問題が解決され
るまで装置９４の運転を停止すべきであるということを
決定することができる。この決定がなされると、モニタ
ー１１２はモニター５１に装置９４の停止要求を送るこ
とができる。
【００２４】同様に、工程制御モジュール１１８は装置
制御モジュール３６〜３８を監視し、制御する。一方、
制御モジュール１２０〜１２２はサブ工程制御モジュー
ルである。サブ工程制御モジュールは、工程が異常に複
雑であり、かつ／または自然なサブ区域を指図する多数
の装置を含む場合に必要となりうる。サブ工程制御モジ
ュール１２０と１２２は、ネットワークまたはバス１２
４と１２６によって、それぞれ装置制御モジュール４０
〜４２および４４〜４８に接続される。一方、サブ工程
制御モジュール１２０〜１２２は工程レベルの制御モジ
ュール１２８によって制御され、監視される。
【００２５】階層における最上位レベルは設備レベルで
ある。設備は、ある様式で協同している進行中の工程の
組織であると定義することができる。設備制御モジュー
ル１３０はネットワークまたはバス１３２によってすべ
ての工程レベル制御モジュール１０８、１１８および１
２８に接続される。設備制御モジュール１３０はモニタ
ー１３４、ガーディアン１３６、およびコンサルタント
１３８を含み、設備の十分な動作を確実なものとする。 設備レベルモニター１３４は工程レベル制御モジュール
１０８、１１８および１２８から複数の入力信号を受信
して、ある所定の基準値と比較し、十分な設備動作を確
実なものとする。モニター１３４は状況を評価するため
に、ガーディアン１３６および／またはコンサルタント
１３８からのサービスを要求することができる。
【００２６】第３図は、制御モジュールの構成を示した
ものであるが、ほかに周辺機器とデータベースも示す。 制御対象を示していないことに注意されたい。モニター
１４０は接続線１４４によってガーディアン１４２に接
続され、接続線１４８によってコンサルタント１４６に
接続されている。ガーディアン１４２はさらに接続線１
５０によってコンサルタント１４６に接続されている。 モニター１４０は接続線１５４を通じて動作データベー
ス１５２にアクセスすることができる。動作データベー
ス１５２は制御対象からの入力信号を順次集めたものを
含む。動作データベース１５２に含まれるデータは、対
象が正しく機能していない動作状態のほかに、対象が正
しく機能している動作状態を示すことができる。コンサ
ルタント１４６も接続線１５６を通じて動作データベー
ス１５２内のデータにアクセスすることができる。接続
線１６０によってコンサルタント１４６に接続されてい
るシミュレータ１５８は、一定の動作条件下での対象の
動作をシミュレートして発生する状態を予想するために
、始動させることができる。シミュレータ１５８は、接
続線１６２によって、動作データベース１５２に記憶さ
れているデータにアクセスすることができる。
【００２７】対象の詳細な仕様はモデルライブラリ１６
４に記憶されている。モデルライブラリ１６４はそれぞ
れ接続線１６６と１６８によってコンサルタント１４６
とシミュレータ１５８に接続されている。モデルライブ
ラリ１６４に接続されているモデルエディタ１７０は、
ユーザー１７２がモデルライブラリ１６４の内容を編集
するために使用することができる。ユーザー１７２はユ
ーザーインタフェース１７４を通じて制御モジュールの
各部分を編集および／またはアクセスすることもできる
。ユーザーインタフェース１７４は、接続線１７６によ
ってシミュレータ１５８に、接続線１７８によって動作
データベース１５２に、接続線１８０によってモニター
１４０に接続されている。
【００２８】本発明の好ましい実施例の場合、ガーディ
アン１４２はすべての問題解決人工知能手段たとえば知
識ベースを有する専門家システム、ファジー論理、ニュ
ーラルネットワークその他にアクセスすることができる
。第３図は知識ベースを有するエキスパートシステムに
接続されたガーディアン１４２を示す。ガーディアン１
４２は接続線１８４を通じて推論装置１８２に接続され
ている。推論装置１８２は接続線１８８によって知識ベ
ース１８６に接続されている。知識ベース１８６は接続
線１９２によって知識ベースエディタ１９０に接続され
ているので、エキスパート１９４は知識ベース１８６へ
の入力および／またはこれらの編集を行うことができる
。
【００２９】本発明で使用するエキスパートシステムは
、推論装置と一組の規則を含む知識ベースとを含む、規
則にもとずく問題解決手段である。もっとも簡単な形の
場合、規則は可能な解決策を与える専門知識を含むＩＦ
−ＴＨＥＮ−ＥＬＳＥ文である。もっと精巧な構成も可
能であり、使用することができる。推論装置は規則のフ
ァイアリング（ｆｉｒｉｎｇ）を駆動する。このファイ
アリングは順読みまたは逆読み連鎖の形とすることがで
きる。さらに、与えられた解決策の確実性の程度を示す
ために、各解決策に信頼率を付与することができる。 本発明においては、制御対象の状態の決定を支援するた
めに、入力信号に存在しうるパターンを検出するのにニ
ューラルネットワークをも使用することができる。
【００３０】実際の動作においては、制御モジュールは
実時間で機能し、装置、工程、または設備の監視と制御
に動的に関与する。第４図には、制御モジュールの各種
要素間のデータ流れを示す。対象１９６の動作が監視さ
れ、動作データを含む入力信号が集められる。動作デー
タはブロック１９８で編集することができ，そのあと動
作データベース１５２に記憶することができる。さらに
、動作データはモニター１４０によっても受信され、動
作データはモニター１４０において一組の所定動作範囲
と比較される。動作の異常が検出されると、ただちにモ
ニター１４０はガーディアン１４２に補修処置手順に関
する要求を出す。また、モニター１４０はコンサルタン
ト１４６にも要求を出すことができ、コンサルタント１
４６において、問題が存在するかどうかを決定するため
にデータ解析を実行することができる。
【００３１】ガーディアン１４２は、モニター１４０か
らの要求を受信すると、推論装置１８２を始動する。推
論装置１８２においては、一般に、とるべき正しい処置
を決定するために規則にもとづく問題解決法が使用され
る。推論装置１８２は知識ベース１８６にアクセスし、
またコンサルタント１４６のサービスが必要な場合、コ
ンサルタント１４６に対して要求を送ることができる。
【００３２】コンサルタント１４６は、対象の動作履歴
および／または仕様に関するさらなる情報を得るために
、動作データベース１５２および／またはモデルライブ
ラリ１６４にアクセスすることができる。コンサルタン
ト１４６は、得られた情報を用いて、厳密な計算を実行
し、解決策の決定を支援する。
【００３３】最後に、モニター１４０はガーディアン１
４２またはコンサルタント１４６からの返答を受信し、
この返答により、現在の条件下でとるべき正しい処置を
決定することができる。処置を実行するにはユーザーの
補助が必要となりうるので、モニター１４０はユーザー
インタフェース１７４に連絡し、ユーザー１７２に警告
が与えられるようにする。必要であれば、ユーザー１７
２は処置決定の背後にある推論の提示を要求することが
でき、その場合、推論装置１８２はユーザー１７２に対
して最終決定に導いた規則または規則の集まりを指示す
る。このように構成すると、装置、工程、および設備の
制御モジュールは、モニター、ガーディアン、およびコ
ンサルタントのためのかなりの量の共通のソフトウェア
およびハードウェアから構成することができる。ユーザ
ーインタフェース、エディタ、およびデータベースのソ
フトウェアも共通のものとすることができる。したがっ
て、制御モジュール間で異なりうる要素は、知識ベース
を有するエキスパートシステムまたは他の人工知能手段
に含まれる知識、および各種データベースに含まれるデ
ータである。共通の対象たとえば設備ＢのポンプＡおよ
び設備ＤのポンプＣに対しては、制御モジュールを同じ
ものにすることができる。前述の理由により、階層的工
程制御装置は、ある設備の装置、工程、および設備レベ
ルにおいて迅速に実施することができる。
【００３４】階層的工程制御装置のいくつかの要素が一
般性を有するということのほかに、モジュール性が本発
明の装置のもう一つの効果的特徴である。この階層的工
程制御装置は一つの設備において選択した工程を制御す
るために部分的に実施することができる。そのあとで、
好ましい場合、本発明の装置を階段的に実施して設備全
体の制御に除々に進むことができる。
【００３５】以上、本発明を詳しく説明したが、本発明
の意図と範囲を逸脱することなく、いろいろな変更、交
換、および変形を行うことができると理解すべきである
。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１図は階層的工程制御装置の好ましい実施例
による制御モジュールのブロック図である。
【図２】第２図は本発明の装置の好ましい実施例による
階層的構造を示すブロック図である。
【図３】第３図は制御モジュールと付随する周辺機器と
のブロック図である。
【図４】第４図は制御モジュールと付随する周辺機器と
の間でのデータの流れを示すデータ流れ図である。
【符号の説明】
１０　　制御モジュール １２　　モニター １４　　ガーディアン、 １６　　コンサルタント １８　　対象 ３０　　階層的制御装置 ３２〜４８　　装置制御モジュール ５０〜５８　　モニター ６０〜７４　　ガーディアン ７６〜９０　　コンサルタント ９２〜１０６　　対象装置 １０８　　工程制御モジュール １１２　　モニター １１４　　ガーディアン １１６　　コンサルタント １１８　　工程制御モジュール １２０、１２２　　サブ工程制御モジュール１２８　　
工程制御モジュール １３０　　設備制御モジュール １３４　　モニター １３６　　ガーディアン １３８　　コンサルタント １４０　　モニター １４２　　ガーディアン １４６　　コンサルタント １５２　　動作データベース １５８　　シミュレータ １６４　　モデルライブラリ １７０　　モデルエディタ １７２　　ユーザー １７４　　ユーザーインタフェース １８２　　推論装置 １８６　　知識ベース １９０　　知識ベースエディタ １９４　　エキスパート １９６　　対象 １９８　　データ編集ブロック

Claims (35)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　実時間の階層的工程制御装置であって
    、複数の入力信号を受信かつ監視し、少くとも一つの入
    力信号が所定範囲を越える場合に第１の要求を生成する
    モニター、前記要求を受信して、処置手順を決定し、第
    ２の要求を生成するガーディアン、前記第２の要求を受
    信して、分析を実行し、処置手順の前記決定を支援する
    情報を生成するコンサルタントから成ることを特徴とす
    る、実時間の階層的工程制御装置。
  2. 【請求項２】　　前記モニターが第３の要求を生成し、
    前記コンサルタントが前記第３の要求を受信して、分析
    を実行し、処置手順の前記決定を支援する情報を生成す
    る、請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】　　前記モニターが一つの対象に接続され
    、前記複数の入力信号が前記対象から発信される、請求
    項１記載の装置。
  4. 【請求項４】　　前記モニター、ガーディアン、および
    コンサルタントが一つの装置を制御し、該装置が、前記
    複数の入力信号を生成する複数のセンサーに接続される
    、請求項１記載の装置。
  5. 【請求項５】　　前記モニター、ガーディアン、および
    コンサルタントが一つの工程を制御し、該工程が複数の
    装置の操作を含み、前記工程モニターが前記複数の装置
    モニターに接続され、前記複数の装置モニターが前記工
    程モニターによって受信される前記複数の入力信号を生
    成する、請求項４記載の装置。
  6. 【請求項６】　　前記モニター、ガーディアン、および
    コンサルタントが一つの設備を制御し、該設備が複数の
    工程の操作を含み、前記設備モニターが前記複数の工程
    モニターに接続され、前記複数の工程モニターが前記設
    備モニターによって受信される前記複数の入力信号を生
    成する、請求項５記載の装置。
  7. 【請求項７】　　さらに、装置、特定の工程，および特
    定の設備のうち一つに関する知識を含む知識ベースを有
    する、請求項６記載の装置。
  8. 【請求項８】　　前記ガーディアンが前記知識ベースに
    記憶されている知識にアクセスする、請求項７記載の装
    置。
  9. 【請求項９】　　前記コンサルタントが前記データベー
    スに記憶されている知識にアクセスする、請求項７記載
    の装置。
  10. 【請求項１０】　　さらに、装置、特定の工程，および
    特定の設備のうち一つに関する動作履歴を含む動作履歴
    データベースを有する、請求項６記載の装置。
  11. 【請求項１１】　　前記コンサルタントが前記動作履歴
    データベースに記憶されている動作履歴にアクセスする
    、請求項１０記載の装置。
  12. 【請求項１２】　　前記コンサルタントが分析計算たと
    えば傾向分析、シミュレーション、最適化その他を実行
    する、請求項１１記載の装置。
  13. 【請求項１３】　　実時間の階層的工程制御装置であっ
    て、対象から受信される第１の複数の入力信号を監視し
    、前記対象を制御する、少くとも一つの第１レベルのコ
    ントローラ、少くとも一つの第１レベルコントローラに
    接続され、該コントローラから受信される第２の複数の
    入力信号を監視し、前記第１レベルコントローラを制御
    する、少くとも一つの第２レベルのコントローラ、少く
    とも一つの第２レベルコントローラに接続され、該コン
    トローラから受信される第３の複数の入力信号を監視し
    、前記第２レベルコントローラを制御する、一つの第３
    レベルのコントローラから成ることを特徴とする、実時
    間の階層的工程制御装置。
  14. 【請求項１４】　　前記第１レベルのコントローラが、
    複数のセンサーに接続され、該センサーからの前記入力
    信号を受信かつ監視し、少くとも一つの入力信号が所定
    基準に合格しない場合に第１の要求を生成する、一つの
    モニター、前記第１の要求を受信し、処置手順を決定す
    る、一つのガーディアンから成る、請求項１３記載の装
    置。
  15. 【請求項１５】　　さらに一つのコンサルタントを有し
    、前記ガーディアンが第２の要求を生成し、前記コンサ
    ルタントが前記第２の要求を受信して、分析を実行し、
    処置手順の前記決定を支援する情報を生成する、請求項
    １４記載の装置。
  16. 【請求項１６】　　前記モニターが第３の要求を生成し
    、前記コンサルタントが前記第３の要求を受信して、分
    析を実行し、処置手順の前記決定を支援する情報を生成
    する、請求項１３記載の装置。
  17. 【請求項１７】　　前記第２レベルのコントローラが、
    複数のセンサーに接続され、該センサーからの前記入力
    信号を受信かつ監視し、少くとも一つの入力信号が所定
    基準に合格しない場合に第１の要求を生成する、一つの
    モニター、前記第１の要求を受信し、処置手順を決定す
    る、一つのガーディアンから成る、請求項１３記載の装
    置。
  18. 【請求項１８】　　さらに一つのコンサルタントを有し
    、前記ガーディアンが第２の要求を生成し、前記コンサ
    ルタントが前記第２の要求を受信して、分析を実行し、
    処置手順の前記決定を支援する情報を生成する、請求項
    １７記載の装置。
  19. 【請求項１９】　　前記モニターが第３の要求を生成し
    、前記コンサルタントが前記第３の要求を受信して、分
    析を実行し、処置手順の前記決定を支援する情報を生成
    する、請求項１７記載の装置。
  20. 【請求項２０】　　前記第３レベルのコントローラが、
    複数のセンサーに接続され、該センサーからの前記入力
    信号を受信かつ監視し、少くとも一つの入力信号が所定
    基準に合格しない場合に第１の要求を生成する、一つの
    モニター、前記第１の要求を受信し、処置手順を決定す
    る、一つのガーディアンからなる、請求項１３記載の装
    置。
  21. 【請求項２１】　　さらに一つのコンサルタントを有し
    、前記ガーディアンが第２の要求を生成し、前記コンサ
    ルタントが前記第２の要求を受信して、分析を実行し、
    処置手順の前記決定を支援する情報を生成する、請求項
    ２０記載の装置。
  22. 【請求項２２】　　前記モニターが第３の要求を生成し
    、前記コンサルタントが前記第３の要求を受信して、分
    析を実行し、処置手順の前記決定を支援する情報を生成
    する、請求項２０記載の装置。
  23. 【請求項２３】　　さらに、少くとも一つの第１レベル
    コントローラを監視かつ制御するために第２レベルコン
    トローラに接続された少くとも一つのサブレベルコント
    ローラを有する、請求項１３記載の装置。
  24. 【請求項２４】　　前記サブレベルコントローラが、複
    数のセンサーに接続され、該センサーからの前記入力信
    号を受信かつ監視し、少くとも一つの入力信号が所定基
    準に合格しない場合に第１の要求を生成する、一つのモ
    ニター、前記第１の要求を受信し、処置手順を決定する
    、一つのガーディアンから成る、請求項２３記載の装置
    。
  25. 【請求項２５】　　さらに一つのコンサルタントを有し
    、前記ガーディアンが第２の要求を生成し、前記コンサ
    ルタントが前記第２の要求を受信して、分析を実行し、
    処置手順の前記決定を支援する情報を生成する、請求項
    ２４記載の装置。
  26. 【請求項２６】　　前記モニターが第３の要求を生成し
    、前記コンサルタントが前記第３の要求を受信して、分
    析を実行し、処置手順の前記決定を支援する情報を生成
    する、請求項２４記載の装置。
  27. 【請求項２７】　　前記第１レベルコントローラの前記
    対象が一つの装置であり、該装置が工程の一部であり、
    前記第２レベルコントローラが前記工程を制御かつ監視
    し、前記工程が設備の一部であり、前記第３レベルコン
    トローラが前記設備を制御かつ監視する、請求項１３記
    載の装置。
  28. 【請求項２８】　　さらに、それぞれ前記装置、工程、
    および設備に関する知識を含む、前記第１、第２、およ
    び第３レベルコントローラの各々に接続された知識デー
    タベースを有する、請求項２７記載の装置。
  29. 【請求項２９】　　第１、第２、および第３レベルコン
    トローラの前記ガーディアンが、前記知識データベース
    に記憶されている知識にアクセスすることにより推論を
    実行する、請求項２８記載の装置。
  30. 【請求項３０】　　さらに、それぞれ前記装置、工程お
    よび設備に関する動作履歴を含む前記第１、第２および
    第３レベルコントローラの各々に接続された動作履歴デ
    ータベースを有する、請求項２７記載の装置。
  31. 【請求項３１】　　前記コンサルタントが、前記動作履
    歴データベースに記憶された動作履歴にアクセスするこ
    とにより推論を実行する、請求項３０記載の装置。
  32. 【請求項３２】前記コンサルタントが、起りうる将来の
    問題を予想するために、分析計算たとえば傾向分析、シ
    ミュレーション、最適化その他を実行する、請求項３１
    記載の装置。
  33. 【請求項３３】　　実時間の階層的工程制御方法であっ
    て、第２レベルの対象の一部である少くとも一つの第１
    レベルの対象から発信される第１の複数の入力信号を監
    視し、第３レベルの対象の一部である前記第２レベルの
    対象から発信される第２の複数の入力信号を監視し、前
    記第３レベルの対象から発信される第３の複数の入力信
    号を監視し、前記第１、第２、および第３レベルの対象
    からの一つ以上の入力信号が所定基準に合格しない場合
    に問題を認識し、前記認識した問題を診断し、推奨処置
    手順を指示するステップから成ることを特徴とする、実
    時間の階層的工程制御方法。
  34. 【請求項３４】　　前記診断ステップが、一組の所定の
    規則を適用し、前記第１、第２、および第３レベルの対
    象のうち一つに関する知識を含むデータベースにアクセ
    スするステップから成る、請求項３３記載の方法。
  35. 【請求項３５】　　前記診断ステップが、前記第１、第
    ２、および第３レベルの対象のうち一つに関する動作履
    歴を含むデータベースにアクセスし、前記データに関す
    る分析を実行するステップから成る、請求項３３記載の
    方法。
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