集中式知识库和数据挖掘系统相关引用1.本技术要求享有于2019年12月9日提交、名称为“centralizedknowledgerepositoryanddataminingsystem”的美国临时申请no.62/945,667的权益，该美国临时申请中的全部内容均在此通过引用明确地并入本文。2.本公开内容还涉及：于2016年10月24日提交、名称为“publishingdataacrossadatadiodeforsecuredprocesscontrolcommunications”的共同拥有的美国专利申请no.15/332,622；于2016年10月24日提交、名称为“securelytransportingdataacrossadatadiodeforsecuredprocesscontrolcommunications”的共同拥有的美国专利申请no.15/332,690(已授权为美国专利no.10,270,745)；以及于2016年10月24日提交、名称为“securedprocesscontrolcommunications”的共同拥有的美国专利申请no.15/332,751(已授权为美国专利no.10,257,163)，这三件申请中的全部公开内容均在此通过引用并入本文。3.本公开内容还涉及：于2019年9月20日提交、名称为“edgegatewaysystemwithdatatypingforsecuredprocessplantdatadelivery”的共同拥有的美国专利申请no.16/577,679；于2019年9月20日提交、名称为“edgegatewaysystemforsecured,exposableprocessplantdatadelivery”的共同拥有的美国专利申请no.16/577,664；以及于2019年9月20日提交、名称为“edgegatewaysystemwithcontextualizedprocessplantknowledgerepository”的共同拥有的美国专利申请no.16/577,800，这三件申请中的全部内容均通过引用并入本文。
技术领域：
：4.本公开内容总体上涉及过程工厂和过程控制系统，更具体地，涉及以集中和易于管理的方式对来自过程工厂/过程控制系统及相关系统的数据进行采集、挖掘、可视化和处理。
背景技术：
：：5.分布式过程控制系统，如用于化学、石油、制药、纸制品加工或其他过程工厂的那些系统，通常包括一个或多个过程控制器，该过程控制器通过模拟总线、数字总线或组合模拟/数字总线，或通过无线通信链路或网络，与一个或多个现场设备通信耦合。现场设备(其可以是例如阀、阀定位器、开关和变送器(例如，温度传感器、压力传感器、液位传感器和流量传感器))位于过程环境内，并且通常执行物理或过程控制功能，诸如开启或关闭阀、测量过程参数(诸如压力、温度等)等等，以控制在过程工厂或系统内执行的一个或多个过程。智能现场设备，如遵循广为人知的现场总线协议的现场设备，也可执行控制计算、报警功能，以及其他通常在控制器内部实施的控制功能。过程控制器(其通常也位于工厂环境中)接收指示由现场设备进行的过程测量的信号和/或关于现场设备的其他信息，并且执行控制器应用，控制器应用运行例如不同的控制模块，这些控制模块进行过程控制决策、基于所接收的信息生成控制信号、并与现场设备(诸如和现场总线现场设备)中正在执行的控制模块或控制块进行协调。控制器中的控制模块通过通信线路或链路向现场设备发送控制信号，从而控制过程工厂或系统的至少部分的操作。6.来自现场设备和控制器的信息通常通过数据高速公路可提供给一个或多个其他硬件设备，诸如操作员工作站、个人计算机或计算设备、数据历史记录器、报告生成器、集中式数据库或通常安置于控制室或远离恶劣工厂环境的其他位置的其他集中式管理计算设备。这些硬件设备中的每个设备通常跨过程工厂或过程工厂的一部分而集中。这些硬件设备运行应用，这些应用例如使操作员能够执行关于控制过程和/或与操作过程工厂的功能，诸如更改过程控制例程的设置、修改控制器或现场设备内控制模块的操作、查看过程的当前状态、查看由现场设备和控制器生成的警报、出于培训人员或测试过程控制软件的目的仿真过程的操作、保持和更新配置数据库等。由硬件设备、控制器和现场设备使用的数据高速公路可包括有线通信路径、无线通信路径、或有线和无线通信路径的组合。7.例如，由emersonautomationsolutions销售的deltavtm控制系统包括在位于过程工厂内不同位置的不同设备内存储并由其执行的多个应用。配置应用(其驻留在一个或多个工作站或计算设备中)使用户能够创建或更改过程控制模块，并通过数据高速公路将这些过程控制模块下载到专用分布式控制器。通常，这些控制模块由通信互联的功能块组成，这些功能块为面向对象编程协议的对象，基于对其的输入执行控制方案内的功能，并向控制方案内的其他功能块提供输出。配置应用还可以允许配置设计人员创建或更改操作员界面，查看应用使用这些界面向操作员显示数据，并使操作员能够更改过程控制例程中的设置，例如设定点。每个专用控制器，以及在某些情况下，一个或多个现场设备，存储并执行相应的控制器应用，该应用运行被分配且下载到其的控制模块以实施实际的过程控制功能。查看应用可在一个或多个操作员工作站(或与操作员工作站和数据高速公路通信连接的一个或多个远程计算设备)上执行，通过数据高速公路接收来自控制器应用的数据，并将该数据显示给过程控制系统的设计人员、操作员或使用用户界面的用户，并可提供许多不同视图中的任意视图，如操作员视图、工程师视图、技术员视图等等。数据历史记录应用通常存储于数据历史记录设备中并由其执行，数据历史记录设备采集并存储跨数据高速公路提供的一些或全部数据，而配置数据库应用可在与数据高速公路连接的另一计算机上运行以存储当前过程控制例程配置及其相关联的数据。或者，配置数据库可以与配置应用位于同一工作站中。8.一般而言，过程工厂的过程控制系统包括通过分层网络和总线的集合互连的现场设备、控制器、工作站和其他设备。过程控制系统可转而与各种业务和外部网络连接，例如，以降低制造和运营成本、提高生产率和效率、提供对过程控制和/或过程工厂信息的及时访问等。变得越来越重要的是，能够在过程控制网络环境之外获取过程工厂数据并对其可视化以执行更多的传统业务功能，对过程数据执行数据分析和数据挖掘，等等。另一方面，过程工厂和/或过程控制系统与企业和/或外部网络及系统的互连增加了网络入侵和/或恶意网络攻击的风险，这些风险可能来自商业系统和应用(例如企业和/或外部网络中使用的那些商业系统和应用)中的预期漏洞。对过程工厂、网络和/或控制系统的网络入侵和恶意网络攻击可能会对信息资产的机密性、完整性和/或可用性产生负面影响，一般而言是类似通用计算网络的漏洞。然而，与通用计算机网络不同的是，对过程工厂、网络和/或控制系统的网络入侵不仅可能导致工厂设备、产品和其他物理资产的损坏、破坏和/或损失，还可能导致生命的损失。例如，网络入侵可能导致过程变为失控，从而引发爆炸、火灾、洪水、被暴露于危险材料等。因此，保障与过程控制工厂和系统相关的通信安全至关重要。9.重要的是，过程控制系统广泛应用于各个行业，其中过程由分布式控制系统(dcs)和可编程逻辑控制器(plc)的组合进行控制。这些控制系统深度集成至它们控制的批次和连续过程中，并且这些系统既控制各种过程又采集关于过程的操作和过程内的设备的大量数据。因此，目前从过程工厂、过程工厂控制系统及其相关业务和第三方系统的可获得的数据量非常庞大。虽然这些数据可用于许多不同的目的，但任何数据挖掘应用或数据消费服务需要从工厂(或相关系统)中获取正确的数据并单独处理该数据以执行所需的特定类型的数据挖掘。此外，随着公司寻求改善其运营，需要以一种有助于其生成报告、运行分析和执行实时决策支持的形式访问这种数据。如今使用的现有数据挖掘技术将数据扁平化为其元素类型(如浮点形式和字符串形式)，并在历史记录中采集该数据。这种方法不仅会丢弃数据的所有上下文，还会丢弃数据中的所有时间关系，这为数据的持续监测和分析带来了重大挑战。因此，目前没有简单或协调的基础设施来以使数据易于处理以用于数据分析目的的方式采集、存储和挖掘来自过程工厂内和与过程工厂相关的各种不同数据源提供的各种不同类型的数据。相反地，基于工厂环境中数据挖掘的程度，使用或需要来自过程工厂的数据的每个数据分析应用都必须以某种方式单独连接到工厂内的一个或多个系统(如使用通过防火墙或其他安全数据检索系统连接到工厂的服务器)，必须指定或请求应用所需的数据，随后必须以在线或流式传输方式从工厂接收该数据，并随后必须单独处理该数据。但是，在许多情况下，多个不同的数据挖掘应用请求并使用相同的数据，导致了对同一数据的多个请求，这消耗了所涉及的各种系统的带宽和通信基础结构。此外，当有许多不同的数据消费应用或数据挖掘应用连接到工厂时，来自工厂内各种源的数据以ad-hoc方式发送，导致工厂内通信和处理基础设施的过度使用，导致许多不同的故障点，以及导致不易理解或管理的复杂通信网络。此外，在许多情况下，来自工厂的数据的上下文会在通信网络或存储基础设施中丢失，使得该数据难以在数据分析应用中处理或使用。技术实现要素：10.一种安全和高效地从过程工厂获取数据并处理该数据以供一个或多个外部应用或系统消费的系统和方法，包括：在集中式服务器或网关处通过各种不同数据格式和数据通信结构从工厂中的各个数据源或与工厂相关联的各个数据源接收数据，剥离数据分组的通信格式结构，将数据(包括与数据相关联的元数据)放置于事件流中，并使得处理基础架构可获得事件流中的数据，该处理基础设施对数据进行处理，以供外部的数据挖掘、可视化和分析系统或应用消费。数据处理基础设施包括一个或多个微服务，每个微服务对事件流中的数据进行分析以执行特定服务，诸如识别特定类型的事件、处理事件数据并将已处理数据放置于一个或多个时间序列数据库(利用基于时间的遥测)和分布式图形数据库，以及创建新的或相关的数据，并将新数据作为新的事件数据放置于事件流中以供其他微服务处理。数据处理基础设施还可以包括各种应用接口(api)，其使得外部应用(诸如数据可视化应用、数据挖掘应用和数据分析应用)能够获取时间序列数据库和分布式图形数据库中的数据，并将该数据用于各种目的。此外，数据处理基础设施可包括数据源和安全服务的集合，其使得用户能够注册和定义新数据源和安全程序，新数据源用于向事件流提供数据，安全程序用于保护系统和输入数据。类似地，数据处理基础设施可包括过程图形构建器服务，其使用户能够提供过程图形上下文数据，该上下文数据以图形或或其他形式定义过程信息，图形或或其他形式定义过程内各种设备、逻辑和其他元素的操作和互连，以用于在分布式图形数据库中创建分布式图形。数据处理基础设施还可以包括任务引擎，该任务引擎在数据或事件流上执行一个或多个服务，以使用户能够管理需要用户交互的事件流中的事件。11.本文描述的数据采集和处理系统可用于监测运转中的数据，并用于在已采集数据数月后对数据进行扩展查询。该系统有效和高效集成现有的批次和连续过程控制系统，以及设备信息和资产监测数据。此外，本文描述的系统提供了用于运行分析、监测事件、运行实时仪表板以及支持实时决策的平台，其中的数据在整个上下文中可用。由此，事件和数据存储系统能够使用该数据及该数据的整个上下文对工厂操作进行实时监控。该系统还提供了用于接收、存储和处理来自工厂的数据的平台，该平台安全、稳健(因为易于适用于新型数据)且综合(因为识别并存储与工厂内其他信息相关的数据)，同时也减少了关于单独或分别从多个数据源获取数据的多个不同的数据挖掘应用的总体通信问题。附图说明12.图1是工业过程工厂的示例性边缘网关系统的框图。13.图2是示例性工业过程工厂的框图，其特别示出了过程工厂或过程控制系统的各种示例性组件的互连、过程控制系统本身以及与过程工厂处于类似安全级别的其他示例性关联系统和/或网络。14.图3是过程工厂或过程控制系统的边缘网关系统的面向现场组件的框图。15.图4a-图4c示出了由过程工厂或过程控制系统的边缘网关系统的面向现场组件生成的示例性可展示数据类型系统的示例性数据类型。16.图5a是过程工厂或过程控制系统的边缘网关系统的面向边缘组件的第一部分的框图。17.图5b是图5a的面向边缘组件的第二部分的框图。18.图6是数据采集和处理系统的框图，该系统可在工厂环境中执行和支持综合数据分析、数据可视化和数据挖掘。具体实施方式19.一般而言，过程工厂被建立为包含多种不同的安全级别，这取决于所涉及的工厂的特定部分。特别地，保护过程工厂和过程控制系统免受网络入侵和恶意网络攻击通常采用分层或分级安全等级，其中通过防火墙和其他安全机制来保护至少一些层或级别。使用isa(国际自动化学会)95.01-iec(国际电工委员会)62264-1标准化的控制层次逻辑框架的purdue模型为示例框架，过程控制系统通常属于0-2级安全级别(如在消息、分组和其他通信的安全性和有效性方面具有较高信任度的ot(操作技术)级别)，制造业、公司和企业系统通常属于3-5级安全级别(如具有较低信任度的it(信息技术)级别)。例如，可以保护安全级别为0-3级的过程工厂系统、网络和设备免受来自安全级别为4-5级的企业网络和/或使用企业网络的安全级别高于5级的任何外部网络的威胁，例如通过使用隔离区(dmz)和/或一个或多个防火墙。然而，随着越来越多的对过程工厂数据进行操作的服务和应用转向远程执行，例如在过程工厂外或外部的网络和系统上(如关联、拥有和/或运行过程工厂的企业或业务内的安全级别为4级和/或5级的网络和系统上)和/或甚至在企业或业务外部的网络和系统上(如安全级别为5级以上，通过互联网或其他公共网络)远程执行，需要更强大的技术来防止过程工厂系统、网络和设备受到损害。20.本文描述的数据采集和处理系统、组件、装置、方法及技术是基于与过程工厂及其网络相关的各样安全问题而开发的，特别将其配置为能够以高效、高度安全、综合且易于使用的方式将过程相关数据安全地传送到作为过程工厂相关数据消费者的一个或多个外部系统。然而，在更详细地描述该数据采集和处理系统之前，将使用图1-图3来描述面向工厂系统的实施方式，该系统可以以高度安全和高效的方式从一个或多个工厂系统采集数据，并将该数据提供给数据采集和处理系统，如图5和图6更详细描述的。21.为了说明基本的过程工厂数据采集，图1是示例性边缘网关系统1的框图，该系统将过程工厂相关数据(如现场数据)从过程工厂5安全地传送到一个或多个外部数据使用应用和/或系统，其中可能包括企业应用和/或系统(举例it安全级别(如3-5级安全级别)的企业应用和/或系统)和/或第三方应用和/或系统。边缘网关系统1包括面向现场组件10(其从工厂环境采集数据)，该面向现场组件10通过数据二极管15与面向边缘组件12(其可实施综合的数据采集和处理系统)通信连接。面向现场组件10包括一个或多个处理器18和一个或多个非暂时性存储器或数据存储设备20，非暂时性存储器或数据存储设备20存储至少一个数据集合和至少一个计算机可执行指令集合，其中所述至少一个计算机可执行指令集合可由一个或多个处理器18执行。例如，如图1所示，面向现场组件10的一个或多个存储器20存储各自的数据集，例如一个或多个兴趣列表22、可展示数据类型系统(exposabledatatypesystem)24a，以及可选的其他数据集(未图示)。面向现场组件10的一个或多个存储器20还存储用于数据分类器(datatyper)25的计算机可执行指令，并可以存储其他计算机可执行指令集合(未图示)。面向现场组件10通信连接到一个或多个过程工厂通信网络、数据网络和/或链路28，通信网络、数据网络和/或链路28可包括与各种设备和/或其他数据源30通信连接的任意数量的有线和/或无线通信网络、数据网络和/或链路，其中数据源30与过程工厂5相关联并生成数据，如可在过程工厂5运行以控制工业过程时生成数据。本公开内容的其他部分对边缘网关系统1的面向现场组件10及其子组件的实施例提供了更详细的描述。22.边缘网关系统1的面向边缘组件12包括一个或多个处理器35和一个或多个非暂时性存储器或数据存储设备38，非暂时性存储器或数据存储设备38存储至少一个数据集合和至少一个计算机可执行指令集合，其中至少一个计算机可执行指令集合可由一个或多个处理器35执行。例如，如图1所示，面向边缘组件12的一个或多个存储器38存储面向现场组件10的可展示数据类型系统24a的至少一部分副本24b、对应于数据湖40各自的数据集和上下文知识库42，并且面向边缘组件12的一个或多个存储器38存储用于上下文知识挖掘器45的相应计算机可执行指令和用于上下文知识库42的一个或多个访问机制(am，accessmechanism)48。当然，尽管在图1中未示出，但面向边缘组件12的一个或多个存储器38可存储其他数据集和/或其他计算机可执行指令集。如图1中还示出，边缘网关系统1的面向边缘的组件12经由一个或多个外部通信网络、数据网络和/或链路50与一个或多个外部数据消费系统8通信连接。一个或多个外部通信网络、数据网络和/或链路50可以包括任意数量的有线和/或无线通信网络、数据网络和/或链路，并可以包括任意数量的私有和/或公共网络和/或链路。一个或多个外部系统8可以包括任意数量的公共计算系统和/或私有计算系统，它们可以分别使用任何合适的技术来实现，例如服务器组、云计算系统等，并且可以在其上执行各种应用(如第三方应用、网站等)。本公开内容的其他部分对面向边缘组件12及其子组件的实施例提供了更详细的描述。23.如图1所示，面向现场组件10和面向边缘组件12通过数据二极管15互连(尽管在边缘网关系统1的一些实施方式中(未图示)，数据二极管15可以省略，面向现场组件10和面向边缘组件12直接连接，或是集成、单一的逻辑和/或物理组件)。无论如何，如图1所示，数据二极管15包括一个或多个传输介质，数据(如电子数据)通过该传输介质从面向现场组件10传输到面向边缘组件12，其中数据二极管15是面向现场组件10和面向边缘组件12之间的唯一通信连接。在优选实施例中，数据二极管15是单向的，以使任何类型的数据(如信令数据、控制数据、管理数据、有效载荷数据等)仅从面向现场组件10流向面向边缘组件12，而不从面向边缘组件12流向面向现场组件10(事实上，在一些实施例中，其物理层面上无法实现流动)。也就是说，数据二极管15可以被物理和/或逻辑配置以防止任何类型的数据(如信令数据、控制数据、管理数据、有效载荷数据等)从面向边缘组件12流向面向现场组件10。在一个示例中，单向数据二极管15采用光纤链路或电缆，或一些其他合适类型的高带宽硬件和/或软件传输介质，如以太网链路、无线数据二极管、软件传输介质等来实现。在另一个示例中，单向数据二极管15的硬件和/或软件可以以其他方式配置为防止任何类型的数据(如信令数据、控制数据、管理数据、有效载荷数据等)从面向边缘组件12到面向现场组件10的流动，同时支持从面向现场组件10到面向边缘组件12的数据流动，例如，可以阻止、禁用和/或省略原本从一个或多个外部系统8接收数据的面向边缘组件12的物理端口。24.为了更高的安全性，跨数据二极管15从面向现场组件10传输到面向边缘组件12的数据可以由面向现场组件10加密，并且由面向边缘组件12解密。此外，为了效率，数据二极管15被配置为支持高吞吐量数据流式传输，如每秒100k参数或更高的速率。实际上，在一些实施例中，数据二极管15可以以每秒1吉比特或更高的速率运行。在一些示例中，数据二极管15可以使用光纤链路或电缆，或一些其他合适类型的高带宽硬件和/或软件传输介质，如以太网链路、无线数据二极管、软件定义的数据二极管等来实现，以支持高吞吐量数据流式传输的能力。相对于面向现场组件10，这样的高带宽硬件和/或软件传输介质可以实现为具有单向传输能力而没有任何接收能力，以进一步实施面向现场组件10到面向边缘组件12的单向数据传输。更进一步地，数据二极管15为易于可扩展的以适应系统的增长。例如，可以添加和/或利用多核心和/或多线程来支持系统的增长，以及支持相应的从面向现场组件10传输到面向边缘组件12的数据量和传输速率的增长。25.一般而言，边缘网关系统1安全地将较低编号的安全级别的过程工厂5及其关联系统与较高编号的安全级别的一个或多个数据消费系统8连接和/或桥接。例如，参考purdue模型(或其他类似的安全层次结构)，数据源30和网络/链路28可处于较低编号的安全级别(如0-2安全级别)，其中，边缘网关系统1通过网络/链路28获取过程工厂相关数据，并且该数据源30和网络/链路28可包括例如：过程控制系统、安全仪表系统、配置系统、分析系统、通信/网络系统、资产管理系统、诊断和/或测试工具和/或系统、调试工具和/或系统、用户设备和/或操作员接口、历史记录系统、批处理系统、软件定义网络、虚拟网络(如虚拟专用网络、虚拟局域网(vlan)和/或虚拟可扩展局域网(vxlan))，以及与过程工厂5相关的其他系统、网络、应用和/或设备。为了便于本文的讨论而非出于限制目的，术语“过程工厂5”被用来统称物理过程工厂以及与物理过程工厂相关联并与之通信的其他系统，其中，物理过程工厂生成和/或传递较低编号的安全级别的数据。26.在图1的边缘网关系统1处，获取并初步处理由过程工厂5生成的过程工厂相关数据(如现场数据)的面向现场组件10可处于安全级别为2-3级，数据二极管15和面向边缘组件12可处于安全级别为3级。一个或多个外部数据消费系统8可处于安全级别为4级或更高，并且可以包括任意数量的公共和/或私有系统以及在其上执行的各种应用，如企业应用和/或系统、第三方应用和/或系统、公开可用的应用和/或系统、网站等。这样，边缘网关系统1将由较低编号的安全级别的过程工厂及其相关系统、网络和/或应用5生成的现场数据安全地传输到较高编号的安全级别的系统、网络和/或应用8。27.具体而言，如图1所示，边缘网关系统1的面向现场组件10根据存储在面向现场组件10处的一个或多个兴趣列表22从数据源30获取或采集现场数据。兴趣列表22指示由过程工厂5生成的、且与过程工厂5运行以控制工业过程相关的、特定的过程工厂相关数据或现场数据，其中所指示的过程工厂相关数据或现场数据允许展示(如可展示)给外部系统、网络和/或应用8。因此，边缘网关系统1中包括的兴趣列表22针对从过程工厂5意外发布到外部数据消费系统8的受保护现场数据，提供了初始的面向现场的安全级别。兴趣列表22可以指示感兴趣的特定现场数据和/或其组合，例如特定运行时(runtime)数据、事件数据、历史数据、配置数据和/或任何其他类型的过程工厂相关数据，这些过程工厂相关数据是由较低编号的安全级别(如安全级别0-2)的过程工厂5的或与其相关的设备、组件和/或系统生成的。兴趣列表22可以通过兴趣管理器(图1未示出)来配置和/或定义，本公开内容的其他部分对兴趣管理器进行了更详细的描述。28.此外，在面向现场组件10处，数据分类器25根据可展示数据类型系统24a分别对获得的兴趣列表数据内容进行分类。一般而言，可展示数据类型系统24a定义或配置数据类型的系统(包括数据定义、名称、值、字段、结构、类、对象等)，这些数据类型被展示或以其他方式提供给外部数据消费系统8。此外，可展示数据类型系统24a将过程工厂相关或现场数据类型的名称、映射、转换、分组(grouping)、值分配和/或其他布置定义为可展示数据类型，以使得外部数据消费系统8可以利用和理解与过程工厂相关的数据内容。本文中可互换使用的术语“过程工厂相关数据类型”或“现场数据类型”通常指已被定义和/或配置以供较低编号的安全级别的过程工厂5及其相关系统的应用、设备、组件、系统和/或网络使用的数据类型(如数据定义、名称、值、字段、结构、类、对象等)。在一个实施例中，可展示数据类型系统24a可以通过兴趣管理器进行定义或配置(如以本公开内容其他地方描述的方式)。无论如何，可展示数据系统24a允许外部系统8对由过程工厂5及相关较低安全级别的系统生成的过程工厂相关/现场数据进行解读，而外部系统8无需知道工厂5的任何内部数据定义和/或配置，且无需查询和/或启动与过程工厂5的通信和/或向过程工厂5发送响应。因此，边缘网关系统1的可展示数据类型系统24a和数据分类器25进一步保护过程工厂5免受来自外部系统8的安全威胁。本公开内容的其他部分对可展示数据类型系统24a和数据分类器25进行了更详细的描述。29.至少由于使用了可展示数据类型系统24a和数据分类器25，数据二极管15可以是真正的单向数据二极管。目前已知的数据二极管提供内容数据的单向数据流动，但例如通过允许从数据接收端传送到数据发送端传送的确认和/或错误条件来允许信令、控制和/或管理数据的双向数据流动。然而，边缘网关系统1的数据二极管15可以是真正的单向，因为没有任何类型的数据从其数据接收端流向其数据发送端。实际上，在实施例中，数据二极管15被物理配置为防止任何类型的数据(如信令、控制、管理、内容等)从面向边缘组件12传送到面向现场组件10，例如在数据二极管15通过光传输介质来实现的实施例中。因此，由于数据二极管15至少具有真正的单向性质，边缘网关系统1的数据二极管15更进一步保护过程工厂5免受可能来自外部系统8的安全威胁。30.在边缘网关系统1的面向边缘组件12处，通过数据二极管15从面向现场组件10接收到的分类的现场内容数据存储在数据湖40中。上下文知识挖掘器45挖掘数据湖40以发现存储在数据湖40中的各种现场内容数据之间的关系和关联，并生成/修改/更新上下文知识库48，使得上下文知识库48包括所接收的现场内容数据以及发现的关系和/或关联(如所接收的现场内容数据的上下文)的指示。这样，上下文知识库48存储过程工厂相关或现场内容数据(如运行时数据、事件数据、历史数据和/或过程工厂5提供的其他类型的数据)，以及指示所提供的过程工厂相关/现场内容数据之间关系、过程工厂5内的过程工厂相关/现场内容数据的生成、传送和/或接收相对应的条件的上下文信息，和/或过程工厂相关/现场内容数据的其他类型的上下文。存储在上下文知识存储库48中的知识(如内容数据及相关上下文信息，以及可选的其他数据)对于一个或多个外部数据消费系统8是可展示的(可用的)。31.实际上，面向边缘组件12提供了一个或多个访问机制48，外部数据消费系统8可以通过该访问机制48访问存储在上下文知识库48中的至少一些知识。每个访问机制可分别包括针对来自外部系统8的可能安全漏洞的又一级别保护。例如，可以使用应用编程接口(applicationprogramminginterfaces，api)、容器等来实现访问机制48，以有助于防止外部系统未经授权访问上下文知识库48和/或过程工厂5。在实施例中，至少一个访问机制48可以包括在面向边缘组件12处执行的相应服务器或受保护的应用，例如搜索引擎。其中服务器或专用应用的特定访问机制(如服务器特定或应用特定api)暴露给外部系统8以供其使用。边缘网关系统1的面向边缘组件12及其子组件将在本公开内容的其他部分进行更详细的讨论。32.一般而言，边缘网关系统1的特征、组件和体系结构为外部数据消费系统8提供了几乎无限的访问权限，从而以高度安全的方式处理与工厂相关的数据，且不会影响过程工厂5的性能。此外，由于边缘网关系统1根据上下文向外部系统8提供与过程工厂相关的数据(如在过程工厂5的配置的上下文中提供与过程工厂相关的内容数据)，外部系统8可以更快速、容易地查找和消费与过程工厂相关的数据。进一步地，边缘网关系统1允许多种不同类型的数据消费应用安全且容易地对过程工厂5对应的上下文知识进行操作，例如移动连接应用、高级分析应用、开放系统技术应用(如node.js、docker、linux等)、定制应用、iot应用、iiot应用、商业和/或企业应用(如excel、powerbi等)和/或其他类型的应用。更进一步地，边缘网关系统1易于适用于聚合来自多个过程工厂的过程工厂相关数据，并从中发现相关聚合知识，以及从较高编号的安全级别的外部系统(如天气预报系统、供应链系统、财务系统、库存管理系统等)采集数据，并从中发现相关的聚合知识。33.需要注意的是，尽管图1将边缘网关系统1示出为包括单个面向现场组件10，该面向现场组件10通过单向数据二极管15与面向边缘组件12通信连接，但这只是多种可选的布置之一。例如，在一些实施例中，面向现场组件10和面向边缘组件12可以实施为边缘网关系统1内的集成组件，并且可以省略数据二极管15。在一些实施例中，面向现场组件10和数据二极管15可以实施为边缘网关系统1内的集成组件，或者数据二极管15和面向边缘组件12可以实施为集成组件。在一些实施例中，边缘网关系统1可包括数据二极管15的多个实例，例如，当集成的面向现场组件10/数据二极管实例15与集成的数据二极管实例15/面向边缘组件12通信连接时。在其他实施例中，边缘网关系统1可以包括单个面向边缘组件12，该面向边缘组件12与多个面向现场组件10通过相应的数据二极管15通信连接。在这些实施例中，边缘网关系统1可服务于整个过程工厂站点，其中站点范围的数据可在面向边缘组件12处聚合，并由各种应用操作，如监控应用、分析应用、报告应用、显示应用等。单个面向边缘组件12和多个面向现场组件10的配置同样可有效服务于跨企业的多个过程工厂站点、多个过程控制系统和/或其他分布式配置。34.过程工厂和相关数据源35.图2是示例性过程工厂100的框图，该过程工厂100被配置为在在线或运行时操作期间控制工业过程，并且可以通过边缘网关系统1的实施例从该过程工厂安全地传送过程工厂相关数据。例如，图1的过程工厂5可以包括图2所示的过程工厂100的至少部分。如图2所示，过程工厂100与边缘网关系统102通信连接，边缘网关系统102可以是例如图1所示的边缘网关系统1的实施例。36.过程工厂100(在本文中也可互换地称为过程控制系统100或过程控制环境100)包括一个或多个过程控制器，该过程控制器接收指示由现场设备进行的过程和/或其他类型的测量的信号，并对该信息进行处理以执行控制例程，以及生成控制信号，该控制信号通过有线或无线过程控制通信链路或网络发送到其他现场设备以控制工厂100工业过程的操作。通常，至少一个现场设备执行物理功能(如打开或关闭阀、升高或降低温度、实施测量、感测条件等)以控制过程的操作。某些类型的现场设备通过使用i/o设备和/或i/o电子编组设备、集线器、服务器或系统与控制器通信。过程控制器、现场设备和i/o设备可以是有线的或无线的，并且过程工厂环境或系统100中可以包括任意数量和任意组合的有线和无线过程控制器、现场设备和i/o设备。37.例如，图2示出了过程控制器111，其通过输入/输出(i/o)卡126和128与有线现场设备115-122通信连接，以及通过无线网关135和过程控制数据高速公路或主干网110与无线现场设备140-146通信连接。过程控制数据高速公路110可以包括一个或多个有线和/或无线通信链路，并且可以使用任何期望的或合适的通信协议来实施，如以太网协议、ip或其他分组协议等。在一些配置中(未图示)，控制器111可以使用不用于主干网110或除主干网110之外的一个或多个通信网络与无线网关135通信连接，诸如通过使用支持一种或多种通信协议、数据协议和/或工业自动化协议的任何数量的其他有线或无线通信链路，例如wi-fi或其他ieee802.11兼容的无线局域网协议、移动通信协议(如wimax、lte或其他itu-r兼容协议)、容协议)、其他分组协议、流式传输协议、过程现场总线、现场总线等。38.举例而言，控制器111(其可以是由emersonautomationsolutions销售的deltav控制器)可以操作为使用现场设备115-122和140-146中的至少部分来实施批次过程或连续过程。在一个实施例中，除了与过程控制数据高速公路110通信连接之外，控制器111还使用与例如标准4-20ma设备、i/o卡126、i/o卡128和/或任何智能通信协议(如现场总线协议、协议、协议等)相关联的任何期望的硬件和软件与现场设备115-122和140-146中的至少一些通信连接。在图2中，控制器111、现场设备115-122、i/o卡126和i/o卡128是有线设备，而现场设备140-146是无线现场设备。当然，有线现场设备115-122和无线现场设备140-146可以符合任何其他的期望标准或协议，如任何有线或无线协议，包括未来要开发的任何标准或协议。39.图2的过程控制器111包括处理器130，其实现或监督一个或多个过程控制例程138(如存储于存储器132中的控制例程)。处理器130被配置为与现场设备115-122和140-146通信连接，并且与其他节点通信连接，其他节点与控制器111通信连接。应当注意，根据需要，本文描述的任何控制例程或模块可以使其部分通过不同的控制器或其他设备实施或执行。同样地，本文描述的控制例程或模块138(其在过程控制系统100内实施)可以采取任何形式，包括软件、固件、硬件等。控制例程可以以所需的任意软件格式实现，如使用面向对象编程、梯形逻辑、顺序功能图、功能块图，或使用任意其他软件编程语言或设计范例。控制例程138可存储于任意所需类型的存储器132中，如随机存取存储器(ram)或只读存储器(rom)。同样地，控制例程138可以被硬编码到例如一个或多个eprom、eeprom、专用集成电路(asic)或任何其他硬件或固件元件中。因此，控制器111可以被配置为以任何需要的方式实施控制策略或控制例程。40.控制器111使用通常所称的功能块来实施控制策略。其中，每个功能块是整个控制例程的对象或其他部分(如子例程)，并与其他功能块(通过称为链路的通信)结合来操作以实施过程控制系统100内的过程控制回路。基于控制的功能块通常执行以下中的一个：输入功能(如与变送器、传感器或其他过程参数测量设备相关联)；控制功能(如与执行pid、模糊逻辑等控制的控制例程相关联)；或输出功能(如控制某些设备(如阀)的运行)，以执行过程控制系统100内的某些物理功能)。当然，存在混合类型和其他类型的功能块。功能块可以存储于控制器111中并由控制器111执行，这通常是这些功能块用于标准4-20ma设备和某些类型的智能现场设备(如设备)或与其相关联时的情形，或者功能模块可以存储于现场设备本身并由现场设备实施，这可以是现场总线设备的情形。控制器111可以包括一个或多个控制例程138，该控制例程138可以实施一个或多个控制回路，且这些控制回路通过执行一个或多个功能块来实施。41.有线现场设备115-122可以是任意类型设备，如传感器、阀、变送器、定位器等，而i/o卡126和128可以是符合任意所需通信或控制器协议的任意类型i/o设备。在图2中，现场设备115-118是标准的4-20ma设备或设备，它们通过模拟线路或组合的模拟和数字线路与i/o卡126进行通信；而现场设备119-122是智能设备，诸如现场总线设备，其使用现场总线通信协议通过数字总线与i/o卡128进行通信。然而，在一些实施例中，有线现场设备115、116和118-121中的至少一些和/或i/o卡126、128中的至少一些另外地或可替代地使用过程控制数据高速公路110和/或其他合适的控制系统协议(如profibus、devicenet、foundationfieldbus、controlnet、modbus、hart等)与控制器111进行通信。42.在图2中，无线现场设备140-146使用无线协议(如协议)通过无线过程控制通信网络170进行通信。这种无线现场设备140-146可以直接与一个或多个其他设备或无线网络170的节点通信，该节点被配置为无线地通信(如使用前述无线协议或其他无线协议)。为与未被配置为无线地通信的其他节点通信，无线现场设备140-146可使用与过程控制数据高速公路110或另一过程控制通信网络连接的无线网关135。无线网关135提供对无线通信网络170的各种无线设备140-158的访问。具体而言，无线网关135提供无线设备140-158、有线设备115-128和/或过程控制工厂100的其他节点或设备之间的通信耦合。例如，无线网关135可以通过使用过程控制数据高速公路110和/或通过使用过程工厂100的一个或多个其他通信网络来实现通信耦合。43.与有线现场设备115-122类似，无线网络170的无线现场设备140-146在过程工厂100内执行物理控制功能，如打开或关闭阀，或测量过程参数。然而，无线现场设备140-146被配置为使用网络170的无线协议进行通信。因此，无线现场设备140-146、无线网关135和无线网络170的其他无线节点152-158是无线通信分组的生产者和消费者。44.在过程工厂100的一些配置中，无线网络170包括非无线设备。在图2中，现场设备148是传统的4-20ma设备，现场设备150是有线设备。为在网络170内进行通信，现场设备148和150通过各自的无线适配器152a和152b连接到无线通信网络170。无线适配器152a和152b支持无线协议，如wirelesshart，并且还可以支持一种或多种其他通信协议，如fieldbus、profibus、devicenet等。此外，在一些配置中，无线网络170包括一个或多个网络接入点155a和155b，它们可以是与无线网关135进行有线通信的单独物理设备，或者可以与无线网关135一起提供作为集成设备。无线网络170还可以包括一个或多个路由器158，其在无线通信网络170内将分组从一个无线设备转发到另一无线设备。在图2中，无线设备140-146和152-158通过无线通信网络170的无线链路160和/或通过过程控制数据高速公路110相互通信，并与无线网关135通信。45.在图2中，过程控制系统100包括一个或多个与数据高速公路110通信连接的操作员工作站171。通过操作员工作站171，操作员可以查看和监控过程工厂100的运行时操作，以及采取可能需要的任何诊断、纠正、维护和/或其他措施。至少一些操作员工作站171可位于工厂100内或附近的各种受保护区域，如工厂100的后端环境，并且在某些情况下，至少一些操作员工作站171可位于与工厂100通信连接的远程位置。操作员工作站171可以是有线或无线计算设备。46.示例过程控制系统100还示出为包括配置应用172a和配置数据库172b，两者均与数据高速公路110通信连接。如上所述，配置应用172a的各种实例可以在一个或多个计算设备上执行(未图示)，以使用户能够创建或更改过程控制模块和/或其他类型模块，并通过数据高速公路110将这些模块下载到控制器111和/或过程控制系统的其他设备100，以及使用户能够创建或更改操作员界面，操作员通过该操作员界面能够查看数据并更改过程控制例程中的数据设置。配置数据库172b存储所创建的(如配置的)模块和/或操作员界面。通常，配置应用172a和配置数据库172b为集中式，并且相对过程控制系统100具有统一的逻辑外观，但是配置应用172a的多个实例可以在过程控制系统100内同时执行，并且配置数据库172b可以由多个物理数据存储设备实施。相应地，配置应用172a、配置数据库172b和它们的用户界面(未图示)包括用于控制和/或显示模块的配置或开发系统172。通常但非必须地，配置系统172的用户界面不同于操作员工作站171，因为无论工厂100是否在实时操作，配置和开发工程师均可使用配置系统172的用户界面，而操作员是在过程工厂100的实时操作(也可称为过程工厂100的“运行时”操作)期间使用操作员工作站171。47.示例性过程控制系统100包括数据历史记录应用173a和数据历史记录数据库173b，两者均与数据高速公路110通信连接。数据历史记录应用173a操作为采集跨数据高速公路110提供的一些或全部数据，并将数据历史化或存储于历史记录数据库173b中以长期存储。与配置应用172a和配置数据库172b类似，数据历史记录应用173a和历史记录数据库173b为集中式，并且相对过程控制系统100具有统一的逻辑外观，但是数据历史记录应用173a的多个实例可以在过程控制系统100内同时执行，且数据历史记录173b可以由多个物理数据存储设备实现。48.在一些配置中，过程控制系统100包括一个或多个其他无线接入点174，无线接入点174使用其他无线协议与其他设备进行通信，其他无线协议例如是wi-fi或其他符合ieee802.11的无线局域网协议、移动通信协议(诸如wimax(微波接入的全球互操作性)、lte(长期演进)或其他与itu-r(国际电信联盟无线电通信部门)兼容的协议)、短波无线通信(诸如近场通信(nfc)和蓝牙)、或其他无线通信协议。通常，此类无线接入点174允许手持式或其他便携式计算设备(例如，用户接口设备175)通过相应的无线过程控制通信网络进行通信，该无线过程控制通信网络不同于无线网络170且支持不同于无线网络170的无线协议。例如，无线或便携式用户接口设备175可以是过程工厂100内由操作员使用的移动工作站或诊断测试设备(例如，操作员工作站171的实例)。在一些场景中，除了便携式计算设备之外，一个或多个过程控制设备(例如，控制器111、现场设备115-122或无线设备135、140-158)还使用接入点174支持的无线协议进行通信。49.在一些配置中，过程控制系统100包括一个或多个网关176、178，其通往在即时过程控制系统100的外部的系统。通常，这种系统是由过程控制系统100生成或操作的信息的消费者或提供者。例如，过程控制工厂100可以包括网关节点176，用于将即时过程工厂100与另一个过程工厂通信连接。另外或可替换地，过程控制工厂100可以包括网关节点178，用于将即时过程工厂100与外部的公共或私有系统通信连接，如实验室系统(例如，实验室信息管理系统或者说lims)、操作员巡回数据库、物料处理系统、维护管理系统、产品库存控制系统、生产调度系统、天气数据系统、运输和处理系统、包装系统、互联网、另一个供应商的过程控制系统、或其他外部系统。50.值得注意的是，虽然图2仅示出包括在示例性过程工厂100中的单个控制器以及有限数量的现场设备115-122和140-146、无线网关35、无线适配器152、接入点155、路由器158和无线过程控制通信网络170，但这仅仅是说明性而非限制性的实施例。过程控制工厂或系统100中可包括任意数量的控制器111，并且其中的任一控制器111可以与任意数量的有线或无线设备和网络115-122、140-146、135、152、155、158和170通信连接以对工厂100中的过程进行控制。51.如图2所示，同时参考图1以出于清楚而非限制性目的，过程工厂100与边缘网关系统102通信连接，该边缘网关系统可以是图1的边缘网关系统1的实施例。例如，过程工厂100可以通过一个或多个过程工厂通信网络、数据网络和/或链路，直接和/或通过过程工厂100的相应网关，与边缘网关系统1的面向现场组件10通信连接。例如，边缘网关系统1的面向现场组件10可以通过网络110、170，通过网关135、176、178，和/或通过与过程工厂相关联的其他网络、链路和/或网关，与过程工厂100通信连接，通过上述方式，面向现场组件10接收或获取与过程工厂100相关联的各种数据源30所生成的数据。52.一般而言，数据源30和网络/链路28可处于purdue模型或类似安全层次结构中较低编号的级别(如级别0-2)(边缘网关系统1通过数据源30和网络/链路28获取过程工厂相关数据)，并且数据源30和网络/链路28可包括控制器、现场设备、i/o卡和其他类型的过程控制设备。此外，应理解的是，与过程工厂相关联的数据源30的集合不限于仅是直接生成一阶过程数据的过程控制设备，另外或可替代地，其可以包括过程工厂100内和/或与过程工厂相关联的生成过程数据和/或其他类型数据(作为过程工厂100控制在线过程的结果)的任意设备或组件。例如，数据源30的集合可包括模块、警报、事件历史记录器、批处理系统和/或历史记录器、生成诊断数据的诊断设备或组件、在过程工厂100内多个组件和/或设备之间传输信息的网络路由设备或组件、资产管理系统、配置系统、分析系统、移动设备、软件定义网络、虚拟网路(诸如虚拟专用网络、vlan和/或vxlan)，等等。实际上，图2所示的任意一个或多个组件(例如，组件111、115-122、126、128、135、140-146、152、155、158、160、170、171-176、178)和图2中未示出的其他组件可以是数据源30，其生成过程工厂相关数据，可以通过边缘网关系统1、102提供该过程工厂相关数据以供一个或多个外部系统8消费。53.面向现场组件54.图3是面向现场组件300的框图，面向现场组件300可被包括于边缘网关系统(诸如边缘网关系统1或边缘网关系统102)。例如，面向现场组件300可以是图1所示的面向现场组件10，和/或可以与图2所示的过程工厂100通信连接。为了便于说明而非出于限制目的，同时参考图1和图2以对图3进行描述，但是应理解的是，面向现场组件300可以包括在除边缘网关系统1或102之外的边缘网关系统中，并且可以与除过程工厂5或过程工厂100之外的过程工厂通信连接。55.如图3所示，面向现场组件300的现场数据接收器302可与过程工厂(如过程工厂5或102)通信连接，并且可选地与其他系统、设备和/或应用通信连接，这些系统、设备和/或应用支持过程工厂的运行时操作和/或与过程工厂的运行时操作相关，诸如过程控制系统、安全仪表系统、配置系统、分析系统、通信/网络系统、资产管理系统、诊断和/或测试工具和/或系统、调试工具和/或系统、用户设备和/或操作员接口、历史记录系统、批处理系统、软件定义网络、虚拟网络(诸如虚拟专用网络、vlan和/或vxlan)，以及与过程工厂相关联的其他系统、网络、应用和/或设备。一般而言，与面向现场组件300通信连接的过程工厂及其支持系统运行在purdue模型(或类似安全层次结构)的0-2级安全级别。出于便于本文讨论而非限制的目的，术语“过程工厂5”用于统称与面向现场组件300通信连接的物理过程工厂，以及与物理过程工厂相关联并与之通信连接的其他系统，该物理过程工厂以较低编号的安全级别生成和/或传送数据。56.现场数据接收器302通过过程工厂5的一个或多个链路、通信网络和/或数据网络305(本文统称为“过程工厂网络305”)与过程工厂5通信连接。过程工厂网络305可包括支持一个或多个通信协议、数据协议和/或工业自动化协议的任意数量的有线和/或无线链路和/或网络，例如以太网、ip或其他类型的分组协议、wi-fi或其他符合ieee802.11的无线局域网协议、移动通信协议(如wimax、lte或其他与itu-r兼容的协议)、其他标准化通信和/或数据协议(如由互联网工程任务组(ietf)、电气和电子工程师协会(ieee)或国际标准化组织(iso)管理的协议)、hart-ip、profibus、现场总线、现场设备集成技术(fdi)、用于过程控制的对象链接和嵌入(opc)、ua(统一架构)、其他类型的工业自动化协议等。例如，过程工厂网络305可以包括过程工厂网络28、无线网络170、主干网110，以及过程工厂5及其相关系统中使用的任何其他有线和/或无线网络和/或链路，如资产管理网络、历史记录网络、数据分析网络、软件定义网络、虚拟网络(如虚拟专用网络、vlan和/或vxlan)、诊断和/或测试网络、配置网络，和/或与过程工厂5的运行、维护和/或配置相对应的其他类型网络。57.现场数据接收器302通过过程工厂网络305从过程工厂5中获取过程工厂5的一个或多个现场配置。例如，当过程工厂5包括emersonautomationsolutions提供的deltav过程控制系统时，现场数据接收器302获取一个或多个.fhx文件，该文件中定义过程控制系统及其组件(如物理、逻辑和数据组件)的配置，例如通过配置应用172a。兴趣管理器308基于获得的过程工厂5的现场配置来定义、创建、生成和更新可展示数据类型集合或系统310。如本公开内容其他部分更详细描述的，面向现场组件300将可展示数据类型系统或集合310传输到其相应的面向边缘组件(如面向边缘组件12)。在一个示例性实施例中，可展示数据类型系统或集合310为图1的可展示数据类型系统24a。58.一般而言，为了定义、创建、生成和更新可展示数据类型系统310，兴趣管理器308从获得的现场数据配置中提取信息，其中所提取的信息被许可向外部数据消费系统8展示(如可展示的)。可以预定义所获得的现场配置中的特定信息是否允许向外部系统8展示，例如由边缘网关系统、面向现场组件300、和/或由用户通过一个或多个兴趣列表315事先预定义，和/或可以在提取过程中在线指示所获得的现场配置中的特定信息是否允许向外部系统8展示，例如由边缘网关系统、面向现场组件300和/或用户在线指示。无论如何，兴趣管理器308定义、命名、映射、转换、分组、分配值和/或以其他方式将提取的信息布置成可展示数据类型系统310的对应的数据类型和配置，如通过使用一般理解的语法(如标准语法或开源语法)。相应地，通过采用外部数据消费系统8本身理解的语法，可展示数据类型系统310提供了对包含在现场内容数据中的可展示过程工厂相关数据类型的统一理解(包括例如过程工厂相关数据类型、参数类型、块类型、模块类型、事件类型、历史数据类型、设备和设备组件类型、显示和显示组件类型，以及由过程工厂生成的过程工厂相关数据的其他类型)。59.例如，可展示数据类型系统310可包括基本数据类型，如浮点类型、带状态浮点类型、有符号整数类型、无符号整数类型等，以及包括外部数据消费系统8本身理解的其他基本数据类型。此外，可展示数据类型系统310可包括更复杂的数据配置类型定义，其至少部分地基于基本数据类型进行定义和结构化，如图4a-图4c的示例说明。可展示数据类型系统310中的一些数据类型可包括多个字段，如图4a中示例性模式类型312a所描述的，该示例性模式类型312a被定义为包含类型enum的四个字段。实际上，可展示数据类型系统310可以包括基于多个枚举的类型，其可以是用户定义的或系统定义的。例如，如图4c所示，对包括在可展示数据类型系统310中的示例枚举集的一部分312b进行命名和定义，以指示在过程工厂5中使用的离散hart状态。图4b描绘了更复杂示例的一部分312c，其中通过使用块类型在可展示数据类型系统310内定义过程工厂5的因果矩阵(cem)功能块。当然，可展示数据类型系统310可包括除图4a-图4c所示示例之外的其他可展示数据类型的定义和/或配置。60.通常，由兴趣管理器308生成或定义的可展示数据类型系统或集合310无需符合过程工厂5内已定义的数据类型、配置、层次结构以及架构(尽管在需要的情况下，一些可展示数据类型310可至少部分被定义为符合已定义的过程工厂数据架构和配置)。此外，应理解的是，可展示数据类型系统或集合310的生成或定义通常不是已定义过程工厂数据类型与相应的可展示数据类型的一对一转换或映射。相反地，集合/系统310中仅包括允许向外部数据消费系统8展示的过程工厂数据类型，并且此类可展示的过程工厂数据类型在综合数据类型系统310中被重新配置、重新排列、重新分组、合并、分布、抽象、定义和/或以其他方式表示。该综合数据类型系统310不仅在语法上，而且在内容结构和排列上，均更有用和/或更容易被外部系统8使用。61.具体而言，如上所述，在一些实施例中，至少部分兴趣管理器308基于一个或多个兴趣列表315从获得的过程工厂5的现场配置中提取可展示数据类型系统310。兴趣列表315指示何种类型的过程工厂相关数据可由面向现场组件300向外部数据消费系统8展示，并且兴趣列表315可由用户、面向现场组件300、边缘网关系统1和/或某些其他计算系统定义，如通过由面向现场组件300提供的兴趣列表配置应用。例如，面向现场组件300可以提供基于web的用户界面，用户通过该用户界面可以手动定义一个或多个兴趣列表315，例如通过使用json(javascript对象表示法)或其他类型的脚本或表示法。另外或可替代地，面向现场组件300、边缘网关系统1和/或一些其他计算系统可以自动确定或定义一个或多个兴趣列表315，诸如通过使用模板和最佳实践、通过包含以常规方式写入和/或读取的数据点(例如，通过挖掘和/或分析操作员界面数据、过程历史数据、事件历史数据等)，和/或通过使用一些其他合适的自动化技术。在一个实施例中，面向现场组件300处的兴趣列表315的集合定义了由面向现场组件从过程工厂获得的全部数据中唯一允许面向现场组件展示给一个或多个外部系统以供消费的数据。根据需要，过程工厂5的不同的面向现场组件300可以存储不同的兴趣列表315的集合，从而指示主面向现场组件被分别允许向数据消费系统8展示的特定类型的过程工厂相关数据。62.兴趣列表可指示例如相关模块、节点、诊断、警报、事件和/或其他现场数据信息的名称和相应的分组或布置，这些信息可能已在过程工厂5内跨多个以及有时是不同的配置进行了配置。实际上，兴趣列表315不需要符合过程工厂5中定义的配置层次结构和/或配置内容(尽管在需要的情况下，一些兴趣列表315可以被定义为至少部分符合过程工厂中已定义的配置层次结构和/或配置内容)。一般而言，兴趣列表315可以以任何可用的和/或易于被外部系统8利用的方式(如在组织上、层次上和/或内容上)定义，外部系统8是已展示的过程工厂相关数据的消费者。例如，至少一些兴趣列表315可被命名以反映特定的工厂设备和/或装置(例如，“柴油-氢-处理器-1”、“烷基化-单元-3”等)，并且可以使用来自多个不同模块、节点、诊断、警报等的参数进行定义，这些参数是从过程工厂5中已定义的多个不同配置中获得且与特定工厂设备/装置相关。例如，现场数据内容摄取器(fielddatacontentingestor)320可以利用特定兴趣列表315来提取特定现场内容数据(诸如控制数据、i/o数据、诊断数据、设备数据等)，这些数据由特定兴趣列表315统一标识为表示特定命名实体(例如，“柴油-氢-处理器-1”、“烷基化-单元-3”等)，并且可以将与特定命名实体对应的提取数据以原形和/或重组织的方式存储于高速缓存322中，如通过使用可展示数据类型系统310a进行存储，使得与特定兴趣列表315的特定命名实体对应的提取数据经由面向边缘组件12向外部系统8展示。63.例如，“spray-tower-2”兴趣列表可以被定义为表示过程工厂5内的特定喷雾塔，并且可以包括与“spray-tower-2”相关的所有参数，这些参数包括在资产管理系统、过程控制系统、安全仪表系统、诊断工具、历史系统、软件定义网络、虚拟网络(如虚拟专用网络、vlan和/或vxlan)等的现场配置中。例如，“spray-tower-2”兴趣列表可包括：指示spray-tower-2所在区域的参数；指示spray-tower-2中包含的管道、泵、以及其他容器、管线和其他物理组件设备的参数(可以在现场配置中通过设备标签和其他类型的物理组件标签或标识符引用)；指示spray-tower-2中包含和/或利用的逻辑过程元素的参数，逻辑过程元素诸如是控制回路和模块、控制参数和/或变量(如设定点、测量值、控制信号、其他信号等)、警报、事件、操作状态或状况、设备或装置的状态或状况、时间戳和其他逻辑和/或数据组件(可以在现场配置中通过控制标签、设备信号标签或其他类型的逻辑组件标签或标识符引用)。此外，“spray-tower-2”兴趣列表可以指示参数的其他特征和/或方面，如相应的测量单位、相应的范围、相应的目标值或设定点，使用这些参数的相应的控制例程或其他应用、相应的用途、相应的诊断参数和/或其他相应的特征和/或相关信息。64.在一些实施例中，基于生成的兴趣列表315，兴趣管理器308可以确定存储在过程工厂5中一个或多个现场配置的一个或多个改变，并且可以通过过程工厂网络305将所确定的改变传送给配置应用172a或其他过程工厂相关的配置应用，如附图标记318所示。65.现在回到现场数据接收器302，除现场配置外，现场数据接收器302还通过过程工厂网络305从过程工厂5中获取现场内容数据，现场内容数据包由括过程工厂5在操作为控制工业过程时生成的数据，以及与过程工厂5操作为控制工业过程相关的其他数据。一般而言，现场内容数据可包括由过程工厂5生成的任何类型的数据，如由过程控制系统、配置系统、分析系统、通信/网络系统、资产管理系统、诊断和/或测试工具和/或系统、调试工具和/或系统、用户设备和/或操作员界面、历史记录系统、批处理系统、软件定义网络、虚拟网络(如虚拟专用网络、vlans和/或vxlans)以及与过程工厂相关的其他系统、网络、应用和/或设备生成的数据。例如，现场内容数据可以包括运行时过程数据、连续处理数据、批次过程数据、批次历史数据、历史化数据、事件数据、报警数据、分析数据、诊断数据、环境数据、用户界面数据、性能数据和/或由数据源30生成的其他类型有效载荷数据。现场数据接收器302可以通过过程工厂网络305以过程工厂网络305使用的任何协议(例如，以太网、wirelesshart、hart-ip和/或其他分组协议、流式传输协议等)接收现场内容数据。66.现场内容数据摄取器320基于兴趣列表315摄取所获得的现场数据内容，可以对摄取的现场数据内容的至少一部分执行处理，并将摄取的现场数据内容存储于面向现场组件300中的高速缓存或其他类型存储器322，以便最终传送到其相应的面向边缘组件(例如，面向边缘组件12)。现场内容数据摄取器320与现场数据接收器302可共同以一种或多种不同的方式获取现场内容数据以供摄取。例如，对于由相应的源30发布并包括在兴趣列表315上的现场内容数据，现场内容数据摄取器320可使现场数据接收器302订阅此类现场内容数据的发布，例如代表面向现场组件300订阅。在另一个示例中，对于兴趣列表315上包含的一些现场内容数据，现场内容数据摄取器320可以针对现场内容数据发起对相应的数据源30的查询，例如通过轮询和/或通过请求/响应机制，如根据至少一些已配置或定义的兴趣列表312。在又一个示例中，对于兴趣列表315上包含的一些现场内容数据，现场内容数据摄取器320可以丢弃或过滤在面向现场组件300处通过现场数据接收器302获得且未在兴趣列表302上指示的任何现场内容数据。在又一实施例中，一些兴趣列表315可定义或指示哪些类型的现场内容数据被排除在向外部来源8展示的范围之外，而非定义或指示向外部来源8展示的现场内容数据。如果和当在面向现场组件300处接收到这种非可展示现场内容数据时，现场内容数据摄取器320可以丢弃或过滤这种现场内容数据，以避免排除的现场内容数据被存储到高速缓存322中或被传送到面向端组件。67.在一些实施例中，兴趣列表315可以指示可展示的感兴趣现场内容数据，该可展示的感兴趣现场内容数据不是由过程工厂相关数据源30生成的，而是根据由过程工厂相关数据源30生成的现场内容数据而导出或生成的。这种二阶现场内容数据可由现场内容数据摄取器320调用的一个或多个计算引擎325确定或生成。一般而言，计算引擎325对经由过程工厂网络308获得的一阶现场内容数据进行操作以生成一个或多个输出，其中计算引擎325的输出在一个或多个兴趣列表315上定义为可展示现场内容数据。计算引擎325的输出可以与其他一阶现场内容数据一起存储在高速缓存322中，以便最终传送到面向边缘组件。计算引擎325可以执行计算功能，如流内数据聚合和/或操作(如求平均值、最大值、最小值等)。计算引擎325可以执行更复杂的计算或算法，如主成分分析(pca)、偏最小二乘(pls)预测和/或其他类型的统计计算或分析。计算引擎325可以执行特定于过程控制的计算，如功能块、阴影块和/或控制模块操作。至少一些计算引擎325可以通过脚本和/或通过基于web的用户界面或由面向现场组件300提供的其他类型计算引擎配置应用来定义和/或配置，并且至少一些计算引擎325可以通过使用可被面向现场组件300访问和/或安装于面向现场组件300处的容器(诸如docker容器和/或其他合适类型的容器)来定义和/或配置。68.除计算引擎325之外，现场内容数据摄取器320还可以调用数据分类器328，以根据可展示数据类型系统310将获得的可展示现场内容数据的至少部分转换为相应的可展示数据类型。也就是说，数据分类器328使用由可展示数据类型系统310定义的名称、结构、分组、值、排列等来表示可展示现场内容数据。现场内容数据摄取器320将分类后的现场内容数据作为与过程工厂5相关的已展示现场内容数据存储于数据缓存322，以便传送给面向边缘组件。69.面向现场组件300的已展示数据提供方330向与面向现场组件300对应的面向边缘组件提供可展示的数据配置和已展示的数据内容，例如通过数据二极管15或一些其他合适的数据传输机制。例如，已展示数据提供方330可以向面向边缘组件发送(例如，代表面向现场组件300)可展示数据类型系统310的可展示数据配置，使得面向边缘组件能够解读由面向现场组件300发送的已展示数据内容。随后，已展示数据提供方330可以获取存储在高速缓存322中的已展示现场数据内容，并将获取到的数据发送到面向边缘组件。已展示数据提供方330可以使用流式传输协议和/或公共或常用的数据交换格式(如json或一些其他标准化和/或开源数据交换格式)发送可展示数据配置和已展示数据内容。例如，面向现场组件300可以提供流式传输服务，已展示数据提供方330利用该流式传输服务将数据流式传输到其对应的面向边缘组件，如通过对应的单向数据二极管15。在一个实施例中，已展示数据提供方330将可展示数据配置和已展示数据内容封装在流式传输协议中，流式传输协议采用公共或常用数据交换格式来实施。在一些实施例中，已展示数据提供方330使用专有或专用协议(可以是专有或专用流式传输协议)将可展示数据配置和已展示数据内容发送到面向边缘组件。在一些实施例中，已展示数据提供方330在将可展示数据配置和已展示数据内容传送到面向边缘组件之前对其进行加密。70.在一个实施例中，已展示数据提供方330发布可展示数据配置和已展示数据内容，例如跨数据二极管15发布。面向边缘组件订阅由面向现场组件300的已展示数据提供方330发布的信息，从而获得可展示数据配置和已展示数据内容，可在面向边缘组件处使这些信息可被外部数据消费系统8获得，如本公开内容的其他部分更详细描述的。71.值得注意的是，虽然在图3中现场数据接收器302、兴趣管理器308、现场内容数据摄取器320、数据分类器328和已展示数据提供方330被描述为面向现场组件300的有区别的、不同组件，但这仅仅是为了讨论明确目的而非为了限制目的。实际上，在有需要的情况下，组件302、308、320、328和330中的任意两个及更多个组件可以实施为面向现场组件300的集成组件。72.面向边缘组件73.图5a-图5b描绘了面向边缘组件400的框图，面向边缘组件400可被包括于边缘网关系统，诸如图1的边缘网关系统1或图2的边缘网关系统102。例如，面向边缘组件400可以是图1所示的面向边缘组件12，和/或可以与面向现场组件10或300通信连接，例如通过数据二极管15或另一连接链路、网络或介质通信连接。重要的是，面向边缘组件400可以实现综合的数据采集和处理系统，该系统有效和高效地从工厂环境采集实时数据，并以使数据更加便于使用和搜索的独特方式处理和存储该数据以供其他应用(例如，外部应用)使用。为了便于说明而非出于限制目的，图5a和图5b同时参考图1-图3进行描述。尽管可以理解，面向边缘组件400可以包括在除边缘网关系统1和102之外的边缘网关系统中，并且可以与除面向现场组件10和300之外的面向现场组件通信连接。74.如图5a所示，面向边缘组件400的已展示数据接收器402可以与面向现场组件通信连接，而面向现场组件又与过程工厂(诸如过程工厂5或102)通信连接，并且可选地，面向现场组件与其他支持过程工厂运行时操作和/或与过程工厂运行时操作相关联的系统、设备和/或应用通信连接，如过程控制系统、安全仪表系统、配置系统、分析系统、通信/网络系统、资产管理系统、诊断和/或测试工具和/或系统、调试工具和/或系统、用户设备和/或操作员界面、历史记录系统、批处理系统、软件定义网络、虚拟网络(如虚拟专用网络、vlan和/或vxlan)，以及与过程工厂相关的其他系统、网络、应用和/或设备。一般而言，与面向边缘组件400相对应的面向现场组件通信连接的过程工厂及其支持系统运行在purdue模型(或类似安全层次结构)的0-2级安全级别。75.面向边缘组件400的已展示数据接收器402通过一个或多个链路、通信网络和/或数据网络与面向边缘组件400和对应的面向现场组件通信连接。在优选的实施例中，已展示数据接收器402通过数据二极管(如图1所示的单向数据二极管15)将面向边缘组件400与对应的面向现场组件通信连接。为了便于讨论而非出于限制的目的，下面将面向边缘组件400描述为经由数据二极管15与面向现场组件通信连接，但是可以理解，除了数据二极管15之外的其他通信连接可以将面向边缘组件400和面向现场组件互连。例如，在一些实施例中，面向边缘组件400和面向现场组件可以包括在集成系统或设备中。76.已展示数据接收器402可以从面向现场组件接收可展示数据配置和已展示数据内容。可展示数据配置和已展示数据内容可以通过流式传输协议和/或公共或常用的数据交换格式(诸如json或一些其他标准化和/或开源数据交换格式)来接收。在一些实施例中，可展示数据配置和已展示数据内容可能已在面向现场组件端处被封装于流式传输协议中，可展示数据接收器402从数据流中解封开或提取可展示数据配置和已展示数据内容。在一些实施例中，可展示数据配置和已展示数据内容可能已在面向现场组件端处被加密，并且可展示数据接收器402对通过数据流接收的信息进行解密。在一些实施例中，面向现场组件发布可展示数据配置和已展示数据内容，如跨数据二极管15进行发布。面向边缘组件400订阅由面向现场组件发布的信息，进而从面向现场组件获得可展示数据配置和已展示数据内容。77.在已展示数据接收器402处接收的可展示数据配置总地定义由面向现场组件基于过程工厂相关配置生成的可展示数据类型系统(例如，可展示数据类型系统24a或310)，如以前文所述的方式进行定义。已展示数据接收器402在一个或多个存储器中本地存储所接收的可展示数据配置以作为面向现场组件的可展示数据类型系统24a的至少部分的本地副本24b。78.在已展示数据接收器402处接收的可展示数据内容使用包括在可展示数据类型系统24b中的相应的数据类型来表示。所接收的已展示数据内容可包括由过程工厂5生成的现场内容数据，如由过程控制系统、配置系统、分析系统、通信/网络系统、资产管理系统、诊断和/或测试工具和/或系统、调试工具和/或系统、用户设备和/或操作员界面、历史记录系统、批处理系统、软件定义网络、虚拟网络(如虚拟专用网络、vlans、vxlans等)，以及与过程工厂相关的其他系统、网络、应用和/或设备生成的数据。例如，现场内容数据可包括运行时过程数据、连续过程数据、批次过程数据、批处理历史数据、历史化数据、事件数据、报警数据、分析数据、诊断数据、环境数据、用户界面数据、性能数据和/或由数据源30生成的其他类型有效载荷数据。此外，所接收的已展示数据内容可以包括由与面向边缘组件400相对应的面向现场组件从现场内容数据导出或生成的数据，如由面向现场组件的一个或多个计算引擎325。可展示数据接收器402将接收到的已展示数据内容提供给面向边缘组件400的可展示数据摄取器405，以便于进行解读，进行可能的附加处理、以及存储于某处，使得已展示数据内容(和可能的附加内容)可供数据使用应用和/或系统(图5b中以框422表示)获得以进行使用。79.具体而言，已展示数据摄取器405利用可展示数据类型系统24b的本地副本来解读从面向现场组件接收的已展示数据内容。这样，可展示数据摄取器405和面向边缘组件400不需要获取(实际上并未获取)过程工厂5的任何内部或本机的数据定义和/或配置。也就是说，面向边缘组件400基于所接收的、已存储于与面向现场组件相对应的可展示数据类型系统24a中的可展示数据配置来解读所接收的已展示数据内容，并且面向边缘组件400不需要向面向现场组件发送任何通信来获得和/或协调数据配置。该技术保护过程工厂5免受可能的安全漏洞的影响，因为无需将管理和/或控制消息从面向边缘组件发送到与过程工厂5通信连接的面向现场组件，从而消除了恶意参与者可能的进入点。进一步地，在需要的情况下，该技术允许将过程工厂5的配置变化以在线、实时和递增的方式传递给面向边缘组件400。此外，该技术允许单个面向边缘组件400服务于利用不同的可展示数据类型系统的多个不同面向现场组件。80.在一些实施例中，面向边缘组件400的已展示数据摄取器405可以从所接收的已展示数据内容中导出和/或生成附加数据。例如，已展示数据接收器402可以调用一个或多个计算引擎408以对所接收的可展示数据内容中的至少一些进行操作，从而生成可供数据消费应用和/或系统422获得的附加数据内容。计算引擎408可存储于面向边缘组件400处，并且可以执行计算功能，如对数据的有效载荷值进行流内数据聚合和/或操作(如求平均值、最大值、最小值等)。一些计算引擎408可被配置为执行更复杂的计算或算法，如主成分分析(pca)、偏最小二乘(pls)预测、和/或其他类型的统计计算或分析、关键性能指标计算(kpi)等，并且一些计算引擎408可被配置为驱动事件。至少一些计算引擎408可以通过脚本和/或通过面向边缘组件400提供的基于web的用户界面或其他类型的计算引擎配置应用来定义和/或配置，和/或至少一些计算引擎400可以通过使用可被面向边缘组件400访问和/或安装在面向边缘组件400处的容器来定义和/或配置。实际上，一些计算引擎408可以供数据消费应用和/或系统422使用，例如以本公开内容其他地方所述的方式来供数据消费应用和/或系统422使用。81.已展示数据摄取器405将所接收的已展示数据内容和计算引擎408生成的任何输出存储在数据湖410中，数据湖410可以是例如图1所示的数据湖40。当数据湖40存储从面向现场组件接收的现场内容数据时，数据湖40镜像与过程工厂5相关联数据整体中的至少一部分(例如，运行时数据、配置数据、事件数据、历史数据、以及由过程工厂5生成并与之相关联的其他类型数据)，其中存储在数据湖40中的过程工厂相关数据可展示给外部数据消费系统8(例如可供外部数据消费系统8使用)。在一些过程工厂中，由过程工厂5生成的所有数据被镜像于面向边缘组件400处，并向外部系统8展示，而在另一些过程工厂中，只有由过程工厂5生成的所有数据的子集被镜像于面向边缘组件400处，并向数据消费应用和/或系统8展示，其中，该子集由兴趣列表22、315的集合定义，这些兴趣列表位于过程工厂5的面向现场组件的集合。82.如前所述，在一些实施方式中，除了镜像的过程工厂相关数据外，数据湖40还存储由面向边缘组件400处的计算引擎408基于从过程工厂5接收的已展示内容数据生成的相关计算数据。此外，在一些实施例中，数据湖410还存储经由一个或多个外部数据摄取器412从其他外部数据提供系统(例如，过程工厂5外部的系统，生成的数据可与过程工厂相关数据一起解读和/或分析的系统，图5a中未显示)接收的内容数据，这些外部系统通常比过程工厂5具有较高编号的安全级别。此类外部数据提供系统可包括企业级系统，如电子邮件系统、内联网系统、现场业务规划和物流系统、调度系统、供应链管理系统、财务系统、会计系统、库存管理系统、其他公司系统、其他it系统等，和/或可包括第三方提供的系统，如天气预报系统、股市提要、第三方提供的opc服务器等。外部数据摄取器412可以转换、修改、翻译和/或以其他方式转换从外部数据提供系统接收的外部数据，以符合可展示数据类型系统24b。此外，在一些实施例中，外部数据摄取器412可以调用一个或多个计算引擎408对获得的外部数据进行操作，从而生成存储在数据湖410中的附加数据。在一些实施例中，外部数据摄取器412可以与企业和/或第三方系统通信，从而获得和/或协调相应的数据配置，并且在一些实施例中，外部数据摄取器412可以更新可展示数据类型系统24b，以包括与企业和/或第三方系统使用的数据类型相对应的数据类型。然而，即使面向边缘组件400可能参与和外部数据提供系统的双向通信，过程工厂5仍可受到使其不被可能通过外部系统进入的安全漏洞影响的保护，这是因为面向边缘组件400仍然不向与过程工厂5通信连接的面向现场组件发送(实际上可以物理上阻止发送)任何信息。83.无论如何，数据湖410存储由过程工厂5生成并通过面向现场组件从过程工厂5接收的内容数据，并且在一些实施方式中，数据湖410存储已经由一个或多个外部数据提供系统生成且从一个或多个外部数据提供系统接收的内容数据。在一些实施例中，数据湖410可以存储已经由一个或多个计算引擎408从所接收的内容数据(无论是与过程工厂相关的和/或外部生成的)计算和/或导出的附加数据。存储在数据湖410中的数据可以根据可展示数据类型系统24b进行存储，使得数据内容可以容易被应用和/或系统422消费。84.面向边缘组件400包括上下文知识挖掘器415，其对数据湖410的内容进行操作以发现数据湖410中各种不同数据点之间的关系和关联。也就是说，上下文知识挖掘器415发现数据湖410中数据点的相应上下文。例如，上下文知识挖掘器415可以发现针对位于过程工厂同一区域给定年龄的各种不同供应商的现场设备的一组类似操作状态生成特定类型的警报，或者上下文知识挖掘器415可以发现工厂内特定管线的关键性能指标对应于与另一特定阀变化率相关的特定阀变化率。无论如何，上下文知识挖掘器415将发现的上下文和关系以及数据湖415的内容(在本文中统称为“知识”)存储在上下文(contextualized)过程工厂知识库420(例如，连通域)中。例如，可以使用存储有内容数据及其相应互连的图形数据库或其他合适的模型来实施上下文过程工厂知识库420。例如，图形数据库节点可以对应于包括在数据湖410中的名称或标签，存储于节点处的属性可以包括相应的参数、值、状态等，并且节点和其他节点之间的连接器可以表示上下文知识挖掘器415发现的相互关系。一般而言，存储于上下文过程工厂知识库420中的信息可展示给数据消费者应用和/或系统422(例如，可供数据消费者应用和/或系统422使用)。85.值得注意的是，在图5a中，尽管已展示数据接收器402、已展示数据摄取器405和上下文知识挖掘器415被描述为面向边缘组件400的有区别的不同组件，但这仅是为了清楚地讨论而非为了限制目的。实际上，在需要的情况下，组件402、405和415中的任意两个或更多个组件可实施为面向边缘组件400的集成组件。86.继续图5b所示面向边缘组件400的部分，面向边缘组件400提供一个或多个访问机制425的集合，通过该访问机制，各种类型的数据消费应用和/或系统422可以直接或通过其他应用和访问机制访问存储于上下文知识库420中的信息。数据消费应用和/或系统422(其可利用面向边缘组件400提供的访问机制425)可包括例如外部应用和/或系统8，诸如与拥有、运营、和/或以其他方式关联过程工厂5的企业相关联，且与过程工厂5相比具有较高编号的安全级别的企业应用和/或系统422a(例如，电子邮件、内联网、现场业务规划和物流、调度、供应链管理、财务、会计、库存管理、其他公司系统，和/或其他it应用和/或系统)，以及诸如消费过程工厂相关知识的第三方应用和/或系统422b(例如，云计算应用/系统、外部opc服务器、iot应用/系统、iiot应用/系统等)。在一些布置中，数据消费应用和/或系统422可包括工厂相关应用和/或系统422c，工厂相关应用和/或系统422c可以与过程工厂5处于近似编号的安全等级，或甚至可以是过程工厂5内的系统(如过程控制系统、分析系统等)。例如，一个或多个访问机制425中的至少一些可由特定于过程工厂5的一个或多个应用使用，诸如监控应用、分析应用、优化应用、虚拟化设备应用、过程控制应用、警报管理应用、设备管理应用、调度应用、低成本传感器应用、仿真应用、操作员培训应用、冗余或备份应用、恢复应用、安全仪表系统应用、振动监测应用、工程应用、资产管理应用、用户界面应用，或在个人电子设备上执行的应用。如图5b所示，数据消费应用和/或系统422可以经由一个或多个网络423与面向边缘组件400通信连接，该网络423可以是公共网络、私有网络、有线网络和/或无线网络。另外或可替代地，至少一些数据消费应用422(无论是工厂、企业、还是第三方)可安装在面向边缘组件400处，如下文更详细描述的。87.如图5b所示，由面向边缘组件400提供的访问机制425包括一个或多个api428，其用作存储于上下文知识库420中的信息的直接访问机制。一个或多个直接访问api428可以根据rest(representationalstatetransfer，代表性状态转移)体系结构、graphql或其他合适的查询语言，和/或用于api的其他标准化、开源、可互操作的数据语法、格式和/或体系结构来实现。例如，api428可以与c、c 和/或c语言应用、python应用、node.js应用和/或其语言、协议、平台和框架由面向边缘组件400支持或提供的其他类型应用对接，因此，api428可以使用相应的绑定来访问。其他更高级别或更不同的访问机制可以利用一个或多个直接访问api428来访问存储于上下文知识库420中的知识和信息。88.由面向边缘组件400提供的其他访问机制425包括实用程序(utility)430、服务器432、服务435和应用438，仅举几个例子。通常，访问机制425共同支持对存储于上下文知识库420中与过程工厂相关知识的各种类型访问，如请求/响应、发布/订阅、事件驱动访问等。每个访问机制425可利用一个或多个直接访问api422来访问存储于上下文知识库420中的信息。一些访问机制425可以暴露于外部应用和/或服务器422，一些访问机制可以仅暴露于过程工厂5和具有较低编号的安全级别(例如，处于ot级别)的其他关联系统，和/或一些访问机制可以暴露于面向边缘组件400本身。在一些示例中，至少一个访问机制425可以包括一个或多个复制机制，通过这些复制机制可以对数据湖410和/或上下文知识库420进行复制，例如，以用于如容错、备份和/或冗余的目的。89.可由面向边缘组件400提供的实用程序430包括例如查询和/或搜索引擎、自然语言处理器、和/或其他类型的上下文实用程序。另外或可替代地，实用程序430可以包括计算实用程序，诸如预测、分析、检验、脚本等。实用程序430可以使用例如函数、算法、应用等在面向边缘组件400处实施。90.可由面向边缘组件400提供的服务器432包括例如：opcua服务器，其通过opcua数据模型(如通过对应的订阅)向数据消费应用/系统422展示过程工厂相关知识；网络服务器，其托管一个或多个网站和/或网络应用，数据消费应用和/或系统422可通过该网站和/或网络应用与面向边缘组件400连接以访问存储于上下文知识库420中的过程工厂相关知识；以及其他类型的服务器。在一些实施例中，一个或多个服务器432并不暴露于外部应用和系统422，而是供过程工厂5和/或与过程工厂5相关联的较低编号的安全级别的系统使用。例如，面向边缘组件400可以提供i/o服务器，该i/o服务器在过程工厂5的各个组件之间路由数据。91.可由面向边缘组件400提供的服务435包括例如：amqp(高级消息排队协议)排队服务(例如，以json格式发布知识的服务)；mqtt(消息队列遥测传输)发布和订阅服务；和/或其他类似用途的服务、系统和/或协议，这些服务、系统和/或协议支持向云计算应用和/或系统、iot和/或iiot应用和/或系统、事件中枢和/或其他数据使用应用和/或系统422(例如，通过发布/订阅机制，和/或点对点机制)传输过程工厂相关信息。例如，服务435可包括opc运行时服务，其可以为作为过程工厂相关知识的消费者的每个外部opc服务器(其可以是工厂、企业或第三方opc服务器)提供相应的数据源。此外，服务435可以包括其他类型的服务，例如，用于认证和/或授权数据消费应用和/或系统422的认证和/或授权服务(例如，通过利用oauth2或一些其他合适的标准)、与移动设备交互的服务、web服务、知识或信息订阅管理器，和/或可向数据消费应用和/或系统中的至少一些公开，和/或由数据消费应用和/或系统422中的至少一些使用的任何其他类型的服务。92.此外，面向边缘组件400可以提供一个或多个应用438，该应用438访问存储于上下文知识库420中的信息，并对所访问的信息进行操作。例如，一些实用程序430可以使用应用438来实施，并且一些web服务可以使用应用438来实施。至少一些应用438可以由企业提供，诸如查询引擎和搜索引擎。一些应用438可以由第三方提供，并且可以暴露于至少一些数据消费应用和/或系统422和/或由至少一些数据消费应用和/或系统422利用。93.事实上，面向边缘组件400可以支持或提供多个架构构造、平台和框架，进而使面向边缘组件400能够支持或提供由与过程工厂5相关联的企业和第三方生成的实用程序430、服务器432、服务435和/或应用438。在一些配置中，企业提供的和第三方提供的实用程序430、服务432和/或应用438都可以安装在面向边缘组件400处。例如，面向边缘组件可以支持docker、linux或其他类型的容器，在容器中，opcua服务器、amqp网关和企业提供的各种访问机制425可以在面向边缘组件400处实施，并且第三方提供的应用可以通过这些容器在面向边缘组件400处实施。在一些示例中，docker和/或其他类型的容器可以利用直接访问api428来访问存储于上下文知识库420中的信息。94.另外或可替代地，面向边缘组件400可以提供node.js框架，该框架支持由企业和/或第三方提供并且安装于面向边缘组件400处的web应用和服务。node.js框架可利用直接访问api428来访问存储于上下文知识库420中的信息，和/或node.js框架可调用各种实用程序430(例如，查询、搜索、语言处理等)来访问、获取和/或操作存储于上下文知识库420中的信息。95.因此，鉴于上述讨论，边缘网关系统1的实施例将过程工厂5及其相关网络与在工厂场所执行的应用以及远程执行的应用(如在云和/或远程网络中托管的应用)安全地连接。消费由过程工厂5生成的数据以及其中发现的关系和/或知识的应用和/或系统可以安全有效地访问和获取展示的过程工厂上下文知识，且使过程工厂5本身的风险最小甚至没有风险。此外，边缘网关系统1可以在具有永久性内联网连接的环境(例如，处于安全级别为3和4)中，以及在具有公共互联网的环境中连续运行。边缘网关系统1的各种安全机制和特征(例如，物理隔离ot和it网络和物理防止数据流入过程工厂5、安全引导和更新、签名固件和分组的执行、加密、定制的可展示数据类型系统等)对过程工厂5及其数据进行保护，并提供对数据盗窃和安全漏洞的保护。此外，在实施例中，边缘网关系统1和/或其组件利用或结合共同拥有的美国专利申请no.15/332,622、美国专利申请no.15/332,690和美国专利申请no.15/332,751中描述的一种或多种安全技术，这些美国专利申请的全部公开内容通过引用并入本文，从而进一步保护过程工厂5及其数据，并提供针对数据盗窃和安全漏洞的进一步保护。96.图6描绘了数据采集、存储和处理系统的另一个实施例，该系统可使用许多关于图5a和图5b描述的相同的元件或基础设施，以提供一个统一或集中式平台，以用于对工厂数据进行数据分析、数据挖掘和数据可视化。具体而言，图6描绘了用于状态监测和决策支持的实时工业数据事件和存储系统600，其可以从许多不同的数据源或平台采集数据，存储该数据以进行实时处理和/或在将来进行处理，并以使多种不同的数据分析、可视化和挖掘应用易于使用和理解的格式或方式存储已处理数据。97.更具体地，系统600连接到各种数据源602，并与各种应用(其可以是例如web应用)交互，这包括：数据源注册应用604、实时数据可视化应用606(其可包括数据挖掘应用、数据分析应用等)和过程图形构建器应用608(其可包括使用户能够向系统600提供过程上下文信息以用于本文将更详细描述的处理工厂数据的其他应用)。一般而言，数据处理系统600可以位于工厂防火墙(或过程控制系统防火墙)之外，因此可以被配置为以任意期望的方式从各种不同的数据源602接收数据，包括以关于图1-图3的面向现场组件描述的方式。更具体地，由系统600使用或采集的数据可以跨一个或多个过程工厂的连续和/或批处理操作在多个不同位置生成。每个数据源602可与一个或多个工厂中的不同系统相关联，诸如控制系统、维护系统、支持系统、业务系统、记录系统(loggingsystem)等。因此，例如，数据源602可包括一个或多个deltavedge系统，其提供由本文参照图1-图3描述的边缘网关系统提供的连续过程数据。然而，数据源602不限于连续过程控制系统数据，并且还可以和/或可替代地包括来自一个或多个批处理系统(诸如deltavbatch系统)、syncade工作流系统(其是业务支持系统)、ams系统(其是资产管理或维护系统)、任何opc数据源(诸如opcua数据源)等的批次过程数据。因此，数据源602可包括产品化数据源，这包括：bio-gscheduling、deltavbatch、edgegateway、opcua和syncade(其是设备、库存、配方和工作流系统环境和支持平台)或任何其他数据源。此外，系统600还允许最终用户以下文更详细描述的方式定义要连接到系统600的新的(先前未知的)数据源和数据源类型。98.数据源602可以使用任何期望的或通用的格式和数据结构，以及使用任何期望的通信格式或协议，向系统600发送或传输数据。因此，例如，数据源602可以使用各种协议将遥测流式传输到平台，包括grpc、https、websockets、mqtt或akka流。因此，有利地，每个数据源602可以以数据在相应系统中存储或使用的格式发送数据，并且可以使用对于数据源602可用的任何通信格式发送该数据。换句话说，每个数据源602使用自身的接口语义向系统600发送或传输数据，仅作为示例，可以以akka流、restapi、mqtt、websockets、grpc或任何其他数据格式发送数据。因此，数据源602不需要预处理发送到系统600的数据，这使得数据易于获取，并且减少了数据源602处的处理和通信活动。99.如图6所示，系统600包括网关设备610，其经由一个或多个通信网络、线路、入口(portal)等从各种不同的数据源602接收数据。网关设备610可以是任何期望类型的计算机或服务器系统，其用作电子通信网关以从数据源602以各种不同的数据格式，并且根据需要，以不同的通信协议，接收数据和信息。网关610可以以任何方式接收数据，例如以一个或多个数据流的方式、以大容量分组的方式等。一般而言，网关610接收数据，验证并认证数据源是否被许可，并且如果被验证，则以时间排序的方式将从数据源接收的每个数据消息作为单独事件放置到事件流612。更具体地，网关610以各种不同的通信协议接收数据消息，认证数据分组或消息在系统600中是否被许可或授权，剥离通信协议信息以获取底层数据(其可以是过程数据、控制数据、维护数据、用户数据或任何其他类型数据)，然后将该数据作为单独事件放置到事件流612。重要的是，网关610保留与底层数据相关联的任何元数据，包括时间戳、数据发起方或数据源、发送数据的数据源602、底层数据的发送者和接收者、时间排序信息等，并将该元数据作为每个事件的一部分放置到事件流612。因此，基本地，网关设备610将与工厂内不同事件相关联的数据摄取到系统600中，移除通信格式化信息，然后在事件流612中创建单独事件，其中每个事件包括由数据源602发送的关于捕获事件的所有数据。单独事件可以是例如单个过程变量测量、用户登录、用户启动的操作、生成的警报或警告、通过维护人员采取的维护操作、故障检测、或失败、控制动作等。如上所述，每个事件不仅包括事件的底层数据，还包括该事件的元数据，这包括例如进行与事件相关联的测量或通信的设备、与关联于事件的数据的捕获相关联的时间戳、与捕获的数据相关联的设备或用户标识的指示等。此外，网关610按时间排序方式将事件数据放置到事件流612，从而在事件流612中保留不同事件的时间数据。100.可以理解的是，事件流612是存储按时间排序的单独事件的未终止序列的存储设备，并且事件流612与图5a所示的数据湖410类似，并可使用类似的硬件以类似的方式构造。事件流612可以使用任何类型的计算机存储器或任何期望类型的电子数据库(包括分布式数据库)来配置，事件流612用于存储事件数据并使事件数据可用于多个不同的服务，更详细的描述可见下文。一般而言，事件流612中的任何事件数据可以由一个或多个服务以任意顺序和在任意时间访问。更进一步地，事件流612可以使新的事件或事件数据能够由一个或多个服务在任意时间插入到事件流存储器中，并且可以在任何期望的时间长度上存储事件数据，例如，事件流的持续时间可以是30天，但是替代地可以使用任何其他时间帧或时段。101.系统600还包括使数据源易于管理、使系统600接收的事件数据易于放置于事件流612的组件。具体而言，系统600包括数据源注册组件614和安全执行组件616。特别地，数据源注册组件614对数据源的列表和关于数据源的信息进行存储，其中数据源被授权为向网关610发送数据以供处理和放置于事件流612上。数据源注册组件614可以存储或指定授权数据源的名称或标识、由数据源发送的数据的类型、由数据源发送的数据的数据格式、用于与数据源的通信连接的通信格式或协议以及网络信息、由数据源发送的数据的安全级别或其他安全信息，以及安全注册程序和信息(如要与数据源一起使用的安全证书、加密方法等)。此外，安全组件616向平台600注册数据源602、认证数据源602、颁发和验证安全证书与tls操作等，以确保每个数据源602和网关610之间的安全通信。例如，每个示例数据源602可以向平台600的安全组件614注册，其中数据源被分配有一种类型(如，batch)、用于身份和认证的证书(如x.509证书)、以及用于流式传输特定类型数据的授权集合。当然，安全组件616可以实施任何期望类型的安全认证和加密技术。此外，用户可以使用一个或多个数据源注册应用604将新数据源602添加或连接到系统600，指定或更改网关610所需的数据源602相关信息(如数据格式、数据协议、通信协议、安全级别、用户认证等)以接收、解码和处理接收到的数据。以此方式，数据源注册组件614结合数据源注册应用604可使用户能够添加新数据源，移除向系统600提供数据的数据源，改变与每个数据源602相关联的类型、格式、安全级别等，和/或向系统600提供其他数据源信息，使系统600能够从相同或不同的数据源602摄取新的、不同的数据或数据类型。102.此外，如图6所示，系统600包括一个或多个微服务620，其在事件流612上操作以处理事件流612中的事件数据。每个微服务620将事件流612中的数据转换为易于可由数据挖掘、数据可视化和数据分析应用消费或使用的不同类型数据；和/或转换事件数据以创建新事件，并将这些新事件放置在事件流612中以供其他微服务620处理或使用。具体地，每个微服务620使用事件流612中的事件数据来执行一个特定的处理活动或动作，并生成新数据以存储于时间序列数据库622和/或分布式图形数据库624中，或生成新事件以放置于事件流612中。微服务620处于系统600的核心，这些微服务620通常彼此独立地操作或执行以处理事件流612中的数据，从而产生新的、更易于理解或使用的数据。每个微服务620可以按时间排序方式(如从第一个到最后一个或以任何其他时间顺序)处理存储于事件流612中每个事件的事件数据，以确定关于事件的更高级别信息，如设备内特定事件的存在(如警报、事件、状态变化、用户交互等)。此外，微服务620随后将该新的更高级别信息作为定时事件存储在时间序列数据库624中，和/或作为一个或多个过程图中的节点存储于分布式图数据库624。此外，一个或多个微服务620可以创建新事件，并在适当的时间排序位置(在新事件发生时或微服务620识别或检测到新事件时)将这些事件放置或存储于事件流612。这些新事件随后可供其他微服务620使用。仅作为示例，微服务620可以执行如图5a描述的上下文知识挖掘器415的任何处理动作。在任何情况下，每个微服务620都是流处理服务，其消费事件流612中的事件，并将这些事件转换为存储在数据库622和/或624中的更高级别数据，或者产生附加事件并将这些事件放置到事件流612。103.微服务620可以预先建立，并且可以使用任意软件在任意处理硬件上执行以实施每个微服务620被创建用于执行的特定服务。每个微服务620可以以任何期望的速率(如以实时或比实时更快的速率操作)循环浏览事件流612中的事件数据，访问、审阅和处理事件流612中的事件数据，并且不同的微服务620可以在事件流612中以不同的速度或在不同的位置操作。此外，任意数量的微服务620可以在任意特定时间运行或执行以访问和处理事件流612的不同部分。因此，可以创建任意数量的不同微服务620，以实现与系统600连接的任意数量的不同数据使用者(如数据可视化、挖掘和分析应用606)所需的事件数据处理。然而，微服务620通常会是一组稳定或相对固定的服务集合，将对事件流612中的数据进行连续操作，因此可以高效地管理系统600的工作能源和存储器需求。尽管如此，随着新的数据分析、数据挖掘和数据可视化应用606连接到系统600或被设计为由系统600支持，新的微服务620可以在系统600中被创建、存储和执行。一般而言，微服务可能与作为图5a中上下文知识挖掘器415的一部分执行的应用或服务相同或类似。并且，如上所述，微服务620可以将转换后的事件数据存储于时间序列数据库622和/或分布式图形数据库624中。104.可以理解的是，数据库622和624都存储有事件(或其他数据)的上下文知识，这些上下文知识使得不同的事件能够以某种方式相互关联，例如以时间的形式，通过工厂区域、单元、装置、控制器方案、逻辑元件或其他工厂设备或逻辑指定，通过过程变量，通过一个或多个参数、数值、状态等，通过用户，通过制造商，通过属性，通过数值，通过报警或报警类别，通过过程层次结构，通过控制层次结构，或通过工厂数据内或与工厂数据相关的任何其他可识别的上下文类别。一般而言，时间序列数据库622主要使用时间相关性(如与事件相关联的时间)来存储数据，而图形序列数据库624使用定义过程或过程工厂中各元素之间相互关系的过程或其他图形将数据作为图形数据存储。105.更具体地，时间序列数据库622是存储和包含由微服务620确定和检测的基于时间的遥测数据的数据库，而分布式图形数据库624是存储图形数据(具有互连节点的图形)的数据库，该图形数据反映了由过程图形组件626存储并提供的一个或多个图形模型所定义的数据(在节点中)之间的关系。一般而言，图形数据库中的数据通过各种预定义关系组织或连接，因此，图形数据库中的每个节点通过各种预定义关系与数据库中的一个或多个其他节点被包含、包含或相关。这些预定义关系可以由过程图组件626提供的或在过程图组件626中的一个或多个过程图存储或定义。换句话说，数据库624中创建的每个图形都是通过将复杂实体和关系编码为一组节点和边而构建的知识图。该知识图通过使系统600能够按照域的要求连接数据，实现了系统的灵活性；通过在图中实施更高数量级的遍历事实和高度连接数据的查询，实现了系统更好的查询性能；通过使高质量的软件更新易于实现，实现了系统的敏捷性；分布式图形解决方案能够水平扩展，实现了系统的可扩展性。106.如上所述，可以使用或提供一个或多个过程图模型生成器应用608，供用户定义各种不同的过程图或过程模型：1)定义过程中组件和数据之间的关系，2)定义用于在图形数据库624中构建图形的过程图模型。更具体地，过程图生成器服务608允许用户创建模型以将存储于图形数据库624中的数据连接，并将其上下文化。因此，过程图生成器608是一种能够使最终用户创建综合模型以连接并上下文化通过平台600的原始数据流的服务。在一些示例中，可用的过程模型可包括一个或多个过程硬件层次结构、过程工厂布局、过程控制软件层次结构等。通过引入plm解决方案和推进，这些概念可扩展为不仅向过程数据添加上下文，例如：简单的配方编写、企业配方管理、技术转让，以及迁移到其他mes解决方案。在一个示例中，过程图生成器服务608可用于创建高级流程图，该流程图连接或提供流经系统的事件之间的关系，例如：物料交易、电子签名、设备清洗、批次、过程数据、报警和事件、排程更改等，进而定义工厂和控制环境中发生的事件之间的各种关系。107.此外，系统600包括一个或多个应用接口(api)630，外部用户可通过该应用接口访问时间序列数据库622和分布式图形数据库624中的数据，以用于任何需要的数据可视化、数据挖掘或数据分析应用。当然，应用编程接口630可设计为或配置为提供对数据库622和624中的任意或所有数据的任意级别的访问，并且可以加强数据库622和624中的数据的安全性和访问权限。api630支持任意所需类型和数量的数据可视化应用606。具体地，数据可视化应用606使用应用编程接口630来查询数据库622和624中的数据，并将该数据用于任意目的。例如，数据可视化应用606可以以仪表板的形式呈现实时数据，并且这些仪表板可以由用户自定义。进一步地，可以提供诸如powerbi的报告构建器，其使用restapi连接到系统600以访问随后用于生成报告的数据。用户可以使用系统600或powerbi和tableau等工具提供的组件自定义仪表板。当然，数据可视化应用606可以执行任何期望类型的数据处理、挖掘、分析或数据可视化服务，如上文图5b中的数据使用应用和/或系统。108.进一步地，系统600还包括任务引擎640，可用于管理要求进行用户交互的事件。也就是说，存储或放置于事件流612中的一些事件可能出于某种原因要求或需要用户交互以完善或更改事件内的数据，如数据不完整或错误或出于某种其他原因。通常，任务引擎640提供一个用户(如数据管理器)来实现对事件流612内数据的直接访问和更改/添加/删除。109.此外，在一种实施方式中，设备600可用于启用外部数据处理应用(如高级数据分析应用)，以对来自工厂的数据执行分布式数据处理和数据挖掘。更具体地，一个或多个分布式数据分析应用650可以使用事件流612执行对事件流612中各种不同数据的多种类型的数据处理，如分析数据处理，并将已处理数据(或与已处理数据相关联的事件和动作)放回事件流612以供其他数据分析应用650使用。例如，各种不同的数据管道应用，如通过引用明确并入本文的名称为“regionalbigdatainprocesscontrolsystems”的美国专利no.10,168,691和名称为“datapipelineforprocesscontrolsystemanalytics”的美国专利no.10168691中所述的应用，其可将数据放入事件流612，并可以某种预定顺序访问事件流612中的数据，以按照美国专利nos.9,823,626和10,168,691中描述的方式执行分布式数据分析。然而，在这种情况下，系统600内的事件流612是或提供在美国专利nos.9,823,626和10,168,691中描述的应用间数据通信函数，用于协调到达由合适的数据分析应用实现的各种不同处理状态或阶段的数据。如图6所示，一个或多个数据分析应用650可以向事件流612提供已处理数据，并使用事件流612中的数据，以美国专利nos.9,823,626和10,168,691中描述的任意方式执行分布式数据分析。110.具体而言，一个或多个外部数据分析应用650a可以对从一个或多个任意类型的外部数据源直接获得的数据进行处理，并将已处理数据提供给事件流612，其中，已处理数据的形式包括：中间数据(某种中间形式的分析处理数据)，数据处理管道中的下一个函数(分析应用)需要对中间数据执行的计算和动作。这些动作可能包括由下一个或下游分析应用对数据执行的方法或功能、数据上的元数据、对中间或已处理数据或计算的描述等。此外，中间数据可以包括放置于事件流612上的数据模型或其他描述，使得事件流612的其他用户能够理解或解释该数据。数据源650a(其是如上所述的数据源602的具体示例)是注册数据源602，其向网关610提供已处理数据、函数和动作(以及任何伴随元数据)，然后网关610将该数据或信息作为单独事件置于事件流612中。当然，微服务520可以以任何期望的方式对该数据(事件数据)进行操作。然而，更进一步地，一个或多个其他外部数据分析应用650b-650n可以连接到系统600，更具体地，可以连接到事件流612，以从事件流612获取事件数据，对该事件数据执行附加处理，并再次以中间数据的形式、需要对该数据执行的计算和操作将新的或更充分处理的数据作为新事件放置于事件流612中。这样，事件流612用作各种不同数据分析应用650之间的通信路径，使得应用650能够以预定顺序和/或方式执行分布式数据分析。111.重要的是，数据分析应用650可以被授予通过一个或多个单独的外部通信端口或路径或连接访问事件流612的权限，因此，应用650可以在事件流612中的任何适当位置放置新事件(以便为可能使用该新事件数据的下一个数据分析应用650进行事件数据的时间排序)。在需要的情况下，数据源注册和安全组件614和616使用一个或多个数据源注册应用604以上述方式对每个数据分析应用650a-650n进行验证和注册。此外，数据分析应用650a-650n可在任何外部设备或系统中存储和执行，包括任何厂内或厂外计算机系统。类似地，任务引擎640可用于编排数据分析应用650放入事件流612中的事件的顺序，以创建有效的事件通信管道，通过该管道将一个分析应用650的数据(中间数据、计算和动作)以适当的顺序提供给另一个分析应用650。同样地，每个数据分析应用650的输出可以作为单独事件放入事件流612，使这些事件(及其底层数据)可供微服务620分析或使用，并最终用作在数据库622和624中创建和存储的事件数据，通过apis630支持其他数据挖掘、分析和数据可视化应用606。112.在任何情况下，可以理解的是，系统600，尤其是系统600的事件流612，可用于执行数据处理以实现易用性数据可视化、数据挖掘和数据分析，并且提供数据存储和通信结构以便在基于分布式数据管道的数据分析平台中使用。113.可以理解的是，图6中描述的系统600尤其是一个独特且有益的平台，用于执行综合的数据可视化、数据挖掘和数据分析。具体而言，平台或系统600提供了一种云架构，其中，术语“云”指的是一种环境，该环境提供对共享的可配置计算资源池(即网络、服务器、存储空间、应用和服务)的按需网络访问，其中的资源池可以以最小的管理工作量快速调配和发布。此外，该系统可以在本地部署、在受支持的云提供商上部署或作为混合解决方案部署。114.进一步地，系统600还为数据采集、挖掘、可视化和分析提供了一个响应迅速、灵活且有弹性的解决方案。通常，系统600是响应迅速的，这是其可用性的基石，因为系统600是基于快速且一致的响应时间来提供始终如一的服务质量。此外，系统600是一种灵活的解决方案，其通过增加和减少资源来响应输入的变化，从而在不同的工作负载下保持响应。并且，系统600是一种弹性的解决方案，因为其在面对故障时仍然保持响应。115.此外，系统600还提供与相邻应用的简单实时集成。具体而言，系统600实施一种本机低延迟机制，将mes功能与其他现有的工厂应用和系统集成，如控制系统(连续和批次控制)、erp系统、lims系统以及其他相邻应用，易于基于时间进行配置、修改和维护，并允许在上下文中引入新的数据源而无需新的解决方案。116.同样地，系统600是一个通用工作流引擎，其包括一个工作流执行引擎，能够为各种用户对制造过程、资产和/或离散任务进行建模，为最终用户提供弹性体验，同时提供与mes功能的本地集成，为用户提供类似本地体验。此外，系统600通过捕获代表过程“脉冲”的连续事件流，通过提供所有数据可视化、挖掘和分析应用使用的单一版本的事实(即，通过持有代表真实单一事实来源的事件滚动窗口)，提供对过程环境最新或最近的见解。系统600由于支持自动近实时处理连续流，允许以毫秒为单位的响应时间，因此可提供更快的反应。并且，系统600通过合并更简单的体系结构，消除了现有各种业务系统之间的定制点对点连接，从而解开了目前使用的混乱体系结构。117.此外，系统600为ci/cd提供了最先进的开发(devops)管道。特别地，系统600围绕devops的原则提供了一种体系结构、流程和文化，其实施或支持小批量处理、自动化测试(单元、集成、负载和安全)、数据的持续集成，以及对类似生产环境的持续部署，并且该系统以代码的形式提供基础设施。而且，系统600运行安全且易于管理，因为它包括对安装、安全保护、配置、维护、扩展、故障排除和升级整个方案的简化功能，并且可以为选定的云体系结构和基于web的应用采用或轻松实施最佳安全方案。118.需要注意的是，尽管可以使用任何编程范例来实现系统600，优选地，将构成平台600的所有软件组件配置为在容器中或作为容器运行或执行。并且，这些容器可以由编排引擎管理，该编排引擎使得系统600稳定、高效地运行并且具有高度可伸缩性(如水平伸缩性)。119.当在软件中实施时，本文所述的任何应用、服务和引擎均可存储于任何有形的、非暂时的计算机可读存储器中，如磁盘、激光磁盘、固态存储设备、分子存储设备或其他存储介质，或存储在计算机或处理器的ram或rom中，等等。尽管本文公开的示例系统的其他组件中包括在硬件上执行的软件和/或固件，但应注意，此类系统仅为说明性系统，不应被视为限制性系统。例如，可以设想任意或所有的这些硬件、软件和固件组件可仅以硬件、仅以软件或以硬件和软件的任意组合的形式具体表现。因此，虽然本文描述的示例系统在一个或多个计算机设备的处理器上执行的软件中实现，但本领域普通技术人员容易理解的是，所提供的示例不是实现此类系统的唯一方式。120.因此，虽然本发明已经参考特定示例进行了描述，这些示例仅用于说明而不是限制本发明，但对于本领域普通技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对所公开的实施例进行更改、添加或删除。当前第1页12当前第1页12
技术领域：
：4.本公开内容总体上涉及过程工厂和过程控制系统，更具体地，涉及以集中和易于管理的方式对来自过程工厂/过程控制系统及相关系统的数据进行采集、挖掘、可视化和处理。
背景技术：
：：5.分布式过程控制系统，如用于化学、石油、制药、纸制品加工或其他过程工厂的那些系统，通常包括一个或多个过程控制器，该过程控制器通过模拟总线、数字总线或组合模拟/数字总线，或通过无线通信链路或网络，与一个或多个现场设备通信耦合。现场设备(其可以是例如阀、阀定位器、开关和变送器(例如，温度传感器、压力传感器、液位传感器和流量传感器))位于过程环境内，并且通常执行物理或过程控制功能，诸如开启或关闭阀、测量过程参数(诸如压力、温度等)等等，以控制在过程工厂或系统内执行的一个或多个过程。智能现场设备，如遵循广为人知的现场总线协议的现场设备，也可执行控制计算、报警功能，以及其他通常在控制器内部实施的控制功能。过程控制器(其通常也位于工厂环境中)接收指示由现场设备进行的过程测量的信号和/或关于现场设备的其他信息，并且执行控制器应用，控制器应用运行例如不同的控制模块，这些控制模块进行过程控制决策、基于所接收的信息生成控制信号、并与现场设备(诸如和现场总线现场设备)中正在执行的控制模块或控制块进行协调。控制器中的控制模块通过通信线路或链路向现场设备发送控制信号，从而控制过程工厂或系统的至少部分的操作。6.来自现场设备和控制器的信息通常通过数据高速公路可提供给一个或多个其他硬件设备，诸如操作员工作站、个人计算机或计算设备、数据历史记录器、报告生成器、集中式数据库或通常安置于控制室或远离恶劣工厂环境的其他位置的其他集中式管理计算设备。这些硬件设备中的每个设备通常跨过程工厂或过程工厂的一部分而集中。这些硬件设备运行应用，这些应用例如使操作员能够执行关于控制过程和/或与操作过程工厂的功能，诸如更改过程控制例程的设置、修改控制器或现场设备内控制模块的操作、查看过程的当前状态、查看由现场设备和控制器生成的警报、出于培训人员或测试过程控制软件的目的仿真过程的操作、保持和更新配置数据库等。由硬件设备、控制器和现场设备使用的数据高速公路可包括有线通信路径、无线通信路径、或有线和无线通信路径的组合。7.例如，由emersonautomationsolutions销售的deltavtm控制系统包括在位于过程工厂内不同位置的不同设备内存储并由其执行的多个应用。配置应用(其驻留在一个或多个工作站或计算设备中)使用户能够创建或更改过程控制模块，并通过数据高速公路将这些过程控制模块下载到专用分布式控制器。通常，这些控制模块由通信互联的功能块组成，这些功能块为面向对象编程协议的对象，基于对其的输入执行控制方案内的功能，并向控制方案内的其他功能块提供输出。配置应用还可以允许配置设计人员创建或更改操作员界面，查看应用使用这些界面向操作员显示数据，并使操作员能够更改过程控制例程中的设置，例如设定点。每个专用控制器，以及在某些情况下，一个或多个现场设备，存储并执行相应的控制器应用，该应用运行被分配且下载到其的控制模块以实施实际的过程控制功能。查看应用可在一个或多个操作员工作站(或与操作员工作站和数据高速公路通信连接的一个或多个远程计算设备)上执行，通过数据高速公路接收来自控制器应用的数据，并将该数据显示给过程控制系统的设计人员、操作员或使用用户界面的用户，并可提供许多不同视图中的任意视图，如操作员视图、工程师视图、技术员视图等等。数据历史记录应用通常存储于数据历史记录设备中并由其执行，数据历史记录设备采集并存储跨数据高速公路提供的一些或全部数据，而配置数据库应用可在与数据高速公路连接的另一计算机上运行以存储当前过程控制例程配置及其相关联的数据。或者，配置数据库可以与配置应用位于同一工作站中。8.一般而言，过程工厂的过程控制系统包括通过分层网络和总线的集合互连的现场设备、控制器、工作站和其他设备。过程控制系统可转而与各种业务和外部网络连接，例如，以降低制造和运营成本、提高生产率和效率、提供对过程控制和/或过程工厂信息的及时访问等。变得越来越重要的是，能够在过程控制网络环境之外获取过程工厂数据并对其可视化以执行更多的传统业务功能，对过程数据执行数据分析和数据挖掘，等等。另一方面，过程工厂和/或过程控制系统与企业和/或外部网络及系统的互连增加了网络入侵和/或恶意网络攻击的风险，这些风险可能来自商业系统和应用(例如企业和/或外部网络中使用的那些商业系统和应用)中的预期漏洞。对过程工厂、网络和/或控制系统的网络入侵和恶意网络攻击可能会对信息资产的机密性、完整性和/或可用性产生负面影响，一般而言是类似通用计算网络的漏洞。然而，与通用计算机网络不同的是，对过程工厂、网络和/或控制系统的网络入侵不仅可能导致工厂设备、产品和其他物理资产的损坏、破坏和/或损失，还可能导致生命的损失。例如，网络入侵可能导致过程变为失控，从而引发爆炸、火灾、洪水、被暴露于危险材料等。因此，保障与过程控制工厂和系统相关的通信安全至关重要。9.重要的是，过程控制系统广泛应用于各个行业，其中过程由分布式控制系统(dcs)和可编程逻辑控制器(plc)的组合进行控制。这些控制系统深度集成至它们控制的批次和连续过程中，并且这些系统既控制各种过程又采集关于过程的操作和过程内的设备的大量数据。因此，目前从过程工厂、过程工厂控制系统及其相关业务和第三方系统的可获得的数据量非常庞大。虽然这些数据可用于许多不同的目的，但任何数据挖掘应用或数据消费服务需要从工厂(或相关系统)中获取正确的数据并单独处理该数据以执行所需的特定类型的数据挖掘。此外，随着公司寻求改善其运营，需要以一种有助于其生成报告、运行分析和执行实时决策支持的形式访问这种数据。如今使用的现有数据挖掘技术将数据扁平化为其元素类型(如浮点形式和字符串形式)，并在历史记录中采集该数据。这种方法不仅会丢弃数据的所有上下文，还会丢弃数据中的所有时间关系，这为数据的持续监测和分析带来了重大挑战。因此，目前没有简单或协调的基础设施来以使数据易于处理以用于数据分析目的的方式采集、存储和挖掘来自过程工厂内和与过程工厂相关的各种不同数据源提供的各种不同类型的数据。相反地，基于工厂环境中数据挖掘的程度，使用或需要来自过程工厂的数据的每个数据分析应用都必须以某种方式单独连接到工厂内的一个或多个系统(如使用通过防火墙或其他安全数据检索系统连接到工厂的服务器)，必须指定或请求应用所需的数据，随后必须以在线或流式传输方式从工厂接收该数据，并随后必须单独处理该数据。但是，在许多情况下，多个不同的数据挖掘应用请求并使用相同的数据，导致了对同一数据的多个请求，这消耗了所涉及的各种系统的带宽和通信基础结构。此外，当有许多不同的数据消费应用或数据挖掘应用连接到工厂时，来自工厂内各种源的数据以ad-hoc方式发送，导致工厂内通信和处理基础设施的过度使用，导致许多不同的故障点，以及导致不易理解或管理的复杂通信网络。此外，在许多情况下，来自工厂的数据的上下文会在通信网络或存储基础设施中丢失，使得该数据难以在数据分析应用中处理或使用。技术实现要素：10.一种安全和高效地从过程工厂获取数据并处理该数据以供一个或多个外部应用或系统消费的系统和方法，包括：在集中式服务器或网关处通过各种不同数据格式和数据通信结构从工厂中的各个数据源或与工厂相关联的各个数据源接收数据，剥离数据分组的通信格式结构，将数据(包括与数据相关联的元数据)放置于事件流中，并使得处理基础架构可获得事件流中的数据，该处理基础设施对数据进行处理，以供外部的数据挖掘、可视化和分析系统或应用消费。数据处理基础设施包括一个或多个微服务，每个微服务对事件流中的数据进行分析以执行特定服务，诸如识别特定类型的事件、处理事件数据并将已处理数据放置于一个或多个时间序列数据库(利用基于时间的遥测)和分布式图形数据库，以及创建新的或相关的数据，并将新数据作为新的事件数据放置于事件流中以供其他微服务处理。数据处理基础设施还可以包括各种应用接口(api)，其使得外部应用(诸如数据可视化应用、数据挖掘应用和数据分析应用)能够获取时间序列数据库和分布式图形数据库中的数据，并将该数据用于各种目的。此外，数据处理基础设施可包括数据源和安全服务的集合，其使得用户能够注册和定义新数据源和安全程序，新数据源用于向事件流提供数据，安全程序用于保护系统和输入数据。类似地，数据处理基础设施可包括过程图形构建器服务，其使用户能够提供过程图形上下文数据，该上下文数据以图形或或其他形式定义过程信息，图形或或其他形式定义过程内各种设备、逻辑和其他元素的操作和互连，以用于在分布式图形数据库中创建分布式图形。数据处理基础设施还可以包括任务引擎，该任务引擎在数据或事件流上执行一个或多个服务，以使用户能够管理需要用户交互的事件流中的事件。11.本文描述的数据采集和处理系统可用于监测运转中的数据，并用于在已采集数据数月后对数据进行扩展查询。该系统有效和高效集成现有的批次和连续过程控制系统，以及设备信息和资产监测数据。此外，本文描述的系统提供了用于运行分析、监测事件、运行实时仪表板以及支持实时决策的平台，其中的数据在整个上下文中可用。由此，事件和数据存储系统能够使用该数据及该数据的整个上下文对工厂操作进行实时监控。该系统还提供了用于接收、存储和处理来自工厂的数据的平台，该平台安全、稳健(因为易于适用于新型数据)且综合(因为识别并存储与工厂内其他信息相关的数据)，同时也减少了关于单独或分别从多个数据源获取数据的多个不同的数据挖掘应用的总体通信问题。附图说明12.图1是工业过程工厂的示例性边缘网关系统的框图。13.图2是示例性工业过程工厂的框图，其特别示出了过程工厂或过程控制系统的各种示例性组件的互连、过程控制系统本身以及与过程工厂处于类似安全级别的其他示例性关联系统和/或网络。14.图3是过程工厂或过程控制系统的边缘网关系统的面向现场组件的框图。15.图4a-图4c示出了由过程工厂或过程控制系统的边缘网关系统的面向现场组件生成的示例性可展示数据类型系统的示例性数据类型。16.图5a是过程工厂或过程控制系统的边缘网关系统的面向边缘组件的第一部分的框图。17.图5b是图5a的面向边缘组件的第二部分的框图。18.图6是数据采集和处理系统的框图，该系统可在工厂环境中执行和支持综合数据分析、数据可视化和数据挖掘。具体实施方式19.一般而言，过程工厂被建立为包含多种不同的安全级别，这取决于所涉及的工厂的特定部分。特别地，保护过程工厂和过程控制系统免受网络入侵和恶意网络攻击通常采用分层或分级安全等级，其中通过防火墙和其他安全机制来保护至少一些层或级别。使用isa(国际自动化学会)95.01-iec(国际电工委员会)62264-1标准化的控制层次逻辑框架的purdue模型为示例框架，过程控制系统通常属于0-2级安全级别(如在消息、分组和其他通信的安全性和有效性方面具有较高信任度的ot(操作技术)级别)，制造业、公司和企业系统通常属于3-5级安全级别(如具有较低信任度的it(信息技术)级别)。例如，可以保护安全级别为0-3级的过程工厂系统、网络和设备免受来自安全级别为4-5级的企业网络和/或使用企业网络的安全级别高于5级的任何外部网络的威胁，例如通过使用隔离区(dmz)和/或一个或多个防火墙。然而，随着越来越多的对过程工厂数据进行操作的服务和应用转向远程执行，例如在过程工厂外或外部的网络和系统上(如关联、拥有和/或运行过程工厂的企业或业务内的安全级别为4级和/或5级的网络和系统上)和/或甚至在企业或业务外部的网络和系统上(如安全级别为5级以上，通过互联网或其他公共网络)远程执行，需要更强大的技术来防止过程工厂系统、网络和设备受到损害。20.本文描述的数据采集和处理系统、组件、装置、方法及技术是基于与过程工厂及其网络相关的各样安全问题而开发的，特别将其配置为能够以高效、高度安全、综合且易于使用的方式将过程相关数据安全地传送到作为过程工厂相关数据消费者的一个或多个外部系统。然而，在更详细地描述该数据采集和处理系统之前，将使用图1-图3来描述面向工厂系统的实施方式，该系统可以以高度安全和高效的方式从一个或多个工厂系统采集数据，并将该数据提供给数据采集和处理系统，如图5和图6更详细描述的。21.为了说明基本的过程工厂数据采集，图1是示例性边缘网关系统1的框图，该系统将过程工厂相关数据(如现场数据)从过程工厂5安全地传送到一个或多个外部数据使用应用和/或系统，其中可能包括企业应用和/或系统(举例it安全级别(如3-5级安全级别)的企业应用和/或系统)和/或第三方应用和/或系统。边缘网关系统1包括面向现场组件10(其从工厂环境采集数据)，该面向现场组件10通过数据二极管15与面向边缘组件12(其可实施综合的数据采集和处理系统)通信连接。面向现场组件10包括一个或多个处理器18和一个或多个非暂时性存储器或数据存储设备20，非暂时性存储器或数据存储设备20存储至少一个数据集合和至少一个计算机可执行指令集合，其中所述至少一个计算机可执行指令集合可由一个或多个处理器18执行。例如，如图1所示，面向现场组件10的一个或多个存储器20存储各自的数据集，例如一个或多个兴趣列表22、可展示数据类型系统(exposabledatatypesystem)24a，以及可选的其他数据集(未图示)。面向现场组件10的一个或多个存储器20还存储用于数据分类器(datatyper)25的计算机可执行指令，并可以存储其他计算机可执行指令集合(未图示)。面向现场组件10通信连接到一个或多个过程工厂通信网络、数据网络和/或链路28，通信网络、数据网络和/或链路28可包括与各种设备和/或其他数据源30通信连接的任意数量的有线和/或无线通信网络、数据网络和/或链路，其中数据源30与过程工厂5相关联并生成数据，如可在过程工厂5运行以控制工业过程时生成数据。本公开内容的其他部分对边缘网关系统1的面向现场组件10及其子组件的实施例提供了更详细的描述。22.边缘网关系统1的面向边缘组件12包括一个或多个处理器35和一个或多个非暂时性存储器或数据存储设备38，非暂时性存储器或数据存储设备38存储至少一个数据集合和至少一个计算机可执行指令集合，其中至少一个计算机可执行指令集合可由一个或多个处理器35执行。例如，如图1所示，面向边缘组件12的一个或多个存储器38存储面向现场组件10的可展示数据类型系统24a的至少一部分副本24b、对应于数据湖40各自的数据集和上下文知识库42，并且面向边缘组件12的一个或多个存储器38存储用于上下文知识挖掘器45的相应计算机可执行指令和用于上下文知识库42的一个或多个访问机制(am，accessmechanism)48。当然，尽管在图1中未示出，但面向边缘组件12的一个或多个存储器38可存储其他数据集和/或其他计算机可执行指令集。如图1中还示出，边缘网关系统1的面向边缘的组件12经由一个或多个外部通信网络、数据网络和/或链路50与一个或多个外部数据消费系统8通信连接。一个或多个外部通信网络、数据网络和/或链路50可以包括任意数量的有线和/或无线通信网络、数据网络和/或链路，并可以包括任意数量的私有和/或公共网络和/或链路。一个或多个外部系统8可以包括任意数量的公共计算系统和/或私有计算系统，它们可以分别使用任何合适的技术来实现，例如服务器组、云计算系统等，并且可以在其上执行各种应用(如第三方应用、网站等)。本公开内容的其他部分对面向边缘组件12及其子组件的实施例提供了更详细的描述。23.如图1所示，面向现场组件10和面向边缘组件12通过数据二极管15互连(尽管在边缘网关系统1的一些实施方式中(未图示)，数据二极管15可以省略，面向现场组件10和面向边缘组件12直接连接，或是集成、单一的逻辑和/或物理组件)。无论如何，如图1所示，数据二极管15包括一个或多个传输介质，数据(如电子数据)通过该传输介质从面向现场组件10传输到面向边缘组件12，其中数据二极管15是面向现场组件10和面向边缘组件12之间的唯一通信连接。在优选实施例中，数据二极管15是单向的，以使任何类型的数据(如信令数据、控制数据、管理数据、有效载荷数据等)仅从面向现场组件10流向面向边缘组件12，而不从面向边缘组件12流向面向现场组件10(事实上，在一些实施例中，其物理层面上无法实现流动)。也就是说，数据二极管15可以被物理和/或逻辑配置以防止任何类型的数据(如信令数据、控制数据、管理数据、有效载荷数据等)从面向边缘组件12流向面向现场组件10。在一个示例中，单向数据二极管15采用光纤链路或电缆，或一些其他合适类型的高带宽硬件和/或软件传输介质，如以太网链路、无线数据二极管、软件传输介质等来实现。在另一个示例中，单向数据二极管15的硬件和/或软件可以以其他方式配置为防止任何类型的数据(如信令数据、控制数据、管理数据、有效载荷数据等)从面向边缘组件12到面向现场组件10的流动，同时支持从面向现场组件10到面向边缘组件12的数据流动，例如，可以阻止、禁用和/或省略原本从一个或多个外部系统8接收数据的面向边缘组件12的物理端口。24.为了更高的安全性，跨数据二极管15从面向现场组件10传输到面向边缘组件12的数据可以由面向现场组件10加密，并且由面向边缘组件12解密。此外，为了效率，数据二极管15被配置为支持高吞吐量数据流式传输，如每秒100k参数或更高的速率。实际上，在一些实施例中，数据二极管15可以以每秒1吉比特或更高的速率运行。在一些示例中，数据二极管15可以使用光纤链路或电缆，或一些其他合适类型的高带宽硬件和/或软件传输介质，如以太网链路、无线数据二极管、软件定义的数据二极管等来实现，以支持高吞吐量数据流式传输的能力。相对于面向现场组件10，这样的高带宽硬件和/或软件传输介质可以实现为具有单向传输能力而没有任何接收能力，以进一步实施面向现场组件10到面向边缘组件12的单向数据传输。更进一步地，数据二极管15为易于可扩展的以适应系统的增长。例如，可以添加和/或利用多核心和/或多线程来支持系统的增长，以及支持相应的从面向现场组件10传输到面向边缘组件12的数据量和传输速率的增长。25.一般而言，边缘网关系统1安全地将较低编号的安全级别的过程工厂5及其关联系统与较高编号的安全级别的一个或多个数据消费系统8连接和/或桥接。例如，参考purdue模型(或其他类似的安全层次结构)，数据源30和网络/链路28可处于较低编号的安全级别(如0-2安全级别)，其中，边缘网关系统1通过网络/链路28获取过程工厂相关数据，并且该数据源30和网络/链路28可包括例如：过程控制系统、安全仪表系统、配置系统、分析系统、通信/网络系统、资产管理系统、诊断和/或测试工具和/或系统、调试工具和/或系统、用户设备和/或操作员接口、历史记录系统、批处理系统、软件定义网络、虚拟网络(如虚拟专用网络、虚拟局域网(vlan)和/或虚拟可扩展局域网(vxlan))，以及与过程工厂5相关的其他系统、网络、应用和/或设备。为了便于本文的讨论而非出于限制目的，术语“过程工厂5”被用来统称物理过程工厂以及与物理过程工厂相关联并与之通信的其他系统，其中，物理过程工厂生成和/或传递较低编号的安全级别的数据。26.在图1的边缘网关系统1处，获取并初步处理由过程工厂5生成的过程工厂相关数据(如现场数据)的面向现场组件10可处于安全级别为2-3级，数据二极管15和面向边缘组件12可处于安全级别为3级。一个或多个外部数据消费系统8可处于安全级别为4级或更高，并且可以包括任意数量的公共和/或私有系统以及在其上执行的各种应用，如企业应用和/或系统、第三方应用和/或系统、公开可用的应用和/或系统、网站等。这样，边缘网关系统1将由较低编号的安全级别的过程工厂及其相关系统、网络和/或应用5生成的现场数据安全地传输到较高编号的安全级别的系统、网络和/或应用8。27.具体而言，如图1所示，边缘网关系统1的面向现场组件10根据存储在面向现场组件10处的一个或多个兴趣列表22从数据源30获取或采集现场数据。兴趣列表22指示由过程工厂5生成的、且与过程工厂5运行以控制工业过程相关的、特定的过程工厂相关数据或现场数据，其中所指示的过程工厂相关数据或现场数据允许展示(如可展示)给外部系统、网络和/或应用8。因此，边缘网关系统1中包括的兴趣列表22针对从过程工厂5意外发布到外部数据消费系统8的受保护现场数据，提供了初始的面向现场的安全级别。兴趣列表22可以指示感兴趣的特定现场数据和/或其组合，例如特定运行时(runtime)数据、事件数据、历史数据、配置数据和/或任何其他类型的过程工厂相关数据，这些过程工厂相关数据是由较低编号的安全级别(如安全级别0-2)的过程工厂5的或与其相关的设备、组件和/或系统生成的。兴趣列表22可以通过兴趣管理器(图1未示出)来配置和/或定义，本公开内容的其他部分对兴趣管理器进行了更详细的描述。28.此外，在面向现场组件10处，数据分类器25根据可展示数据类型系统24a分别对获得的兴趣列表数据内容进行分类。一般而言，可展示数据类型系统24a定义或配置数据类型的系统(包括数据定义、名称、值、字段、结构、类、对象等)，这些数据类型被展示或以其他方式提供给外部数据消费系统8。此外，可展示数据类型系统24a将过程工厂相关或现场数据类型的名称、映射、转换、分组(grouping)、值分配和/或其他布置定义为可展示数据类型，以使得外部数据消费系统8可以利用和理解与过程工厂相关的数据内容。本文中可互换使用的术语“过程工厂相关数据类型”或“现场数据类型”通常指已被定义和/或配置以供较低编号的安全级别的过程工厂5及其相关系统的应用、设备、组件、系统和/或网络使用的数据类型(如数据定义、名称、值、字段、结构、类、对象等)。在一个实施例中，可展示数据类型系统24a可以通过兴趣管理器进行定义或配置(如以本公开内容其他地方描述的方式)。无论如何，可展示数据系统24a允许外部系统8对由过程工厂5及相关较低安全级别的系统生成的过程工厂相关/现场数据进行解读，而外部系统8无需知道工厂5的任何内部数据定义和/或配置，且无需查询和/或启动与过程工厂5的通信和/或向过程工厂5发送响应。因此，边缘网关系统1的可展示数据类型系统24a和数据分类器25进一步保护过程工厂5免受来自外部系统8的安全威胁。本公开内容的其他部分对可展示数据类型系统24a和数据分类器25进行了更详细的描述。29.至少由于使用了可展示数据类型系统24a和数据分类器25，数据二极管15可以是真正的单向数据二极管。目前已知的数据二极管提供内容数据的单向数据流动，但例如通过允许从数据接收端传送到数据发送端传送的确认和/或错误条件来允许信令、控制和/或管理数据的双向数据流动。然而，边缘网关系统1的数据二极管15可以是真正的单向，因为没有任何类型的数据从其数据接收端流向其数据发送端。实际上，在实施例中，数据二极管15被物理配置为防止任何类型的数据(如信令、控制、管理、内容等)从面向边缘组件12传送到面向现场组件10，例如在数据二极管15通过光传输介质来实现的实施例中。因此，由于数据二极管15至少具有真正的单向性质，边缘网关系统1的数据二极管15更进一步保护过程工厂5免受可能来自外部系统8的安全威胁。30.在边缘网关系统1的面向边缘组件12处，通过数据二极管15从面向现场组件10接收到的分类的现场内容数据存储在数据湖40中。上下文知识挖掘器45挖掘数据湖40以发现存储在数据湖40中的各种现场内容数据之间的关系和关联，并生成/修改/更新上下文知识库48，使得上下文知识库48包括所接收的现场内容数据以及发现的关系和/或关联(如所接收的现场内容数据的上下文)的指示。这样，上下文知识库48存储过程工厂相关或现场内容数据(如运行时数据、事件数据、历史数据和/或过程工厂5提供的其他类型的数据)，以及指示所提供的过程工厂相关/现场内容数据之间关系、过程工厂5内的过程工厂相关/现场内容数据的生成、传送和/或接收相对应的条件的上下文信息，和/或过程工厂相关/现场内容数据的其他类型的上下文。存储在上下文知识存储库48中的知识(如内容数据及相关上下文信息，以及可选的其他数据)对于一个或多个外部数据消费系统8是可展示的(可用的)。31.实际上，面向边缘组件12提供了一个或多个访问机制48，外部数据消费系统8可以通过该访问机制48访问存储在上下文知识库48中的至少一些知识。每个访问机制可分别包括针对来自外部系统8的可能安全漏洞的又一级别保护。例如，可以使用应用编程接口(applicationprogramminginterfaces，api)、容器等来实现访问机制48，以有助于防止外部系统未经授权访问上下文知识库48和/或过程工厂5。在实施例中，至少一个访问机制48可以包括在面向边缘组件12处执行的相应服务器或受保护的应用，例如搜索引擎。其中服务器或专用应用的特定访问机制(如服务器特定或应用特定api)暴露给外部系统8以供其使用。边缘网关系统1的面向边缘组件12及其子组件将在本公开内容的其他部分进行更详细的讨论。32.一般而言，边缘网关系统1的特征、组件和体系结构为外部数据消费系统8提供了几乎无限的访问权限，从而以高度安全的方式处理与工厂相关的数据，且不会影响过程工厂5的性能。此外，由于边缘网关系统1根据上下文向外部系统8提供与过程工厂相关的数据(如在过程工厂5的配置的上下文中提供与过程工厂相关的内容数据)，外部系统8可以更快速、容易地查找和消费与过程工厂相关的数据。进一步地，边缘网关系统1允许多种不同类型的数据消费应用安全且容易地对过程工厂5对应的上下文知识进行操作，例如移动连接应用、高级分析应用、开放系统技术应用(如node.js、docker、linux等)、定制应用、iot应用、iiot应用、商业和/或企业应用(如excel、powerbi等)和/或其他类型的应用。更进一步地，边缘网关系统1易于适用于聚合来自多个过程工厂的过程工厂相关数据，并从中发现相关聚合知识，以及从较高编号的安全级别的外部系统(如天气预报系统、供应链系统、财务系统、库存管理系统等)采集数据，并从中发现相关的聚合知识。33.需要注意的是，尽管图1将边缘网关系统1示出为包括单个面向现场组件10，该面向现场组件10通过单向数据二极管15与面向边缘组件12通信连接，但这只是多种可选的布置之一。例如，在一些实施例中，面向现场组件10和面向边缘组件12可以实施为边缘网关系统1内的集成组件，并且可以省略数据二极管15。在一些实施例中，面向现场组件10和数据二极管15可以实施为边缘网关系统1内的集成组件，或者数据二极管15和面向边缘组件12可以实施为集成组件。在一些实施例中，边缘网关系统1可包括数据二极管15的多个实例，例如，当集成的面向现场组件10/数据二极管实例15与集成的数据二极管实例15/面向边缘组件12通信连接时。在其他实施例中，边缘网关系统1可以包括单个面向边缘组件12，该面向边缘组件12与多个面向现场组件10通过相应的数据二极管15通信连接。在这些实施例中，边缘网关系统1可服务于整个过程工厂站点，其中站点范围的数据可在面向边缘组件12处聚合，并由各种应用操作，如监控应用、分析应用、报告应用、显示应用等。单个面向边缘组件12和多个面向现场组件10的配置同样可有效服务于跨企业的多个过程工厂站点、多个过程控制系统和/或其他分布式配置。34.过程工厂和相关数据源35.图2是示例性过程工厂100的框图，该过程工厂100被配置为在在线或运行时操作期间控制工业过程，并且可以通过边缘网关系统1的实施例从该过程工厂安全地传送过程工厂相关数据。例如，图1的过程工厂5可以包括图2所示的过程工厂100的至少部分。如图2所示，过程工厂100与边缘网关系统102通信连接，边缘网关系统102可以是例如图1所示的边缘网关系统1的实施例。36.过程工厂100(在本文中也可互换地称为过程控制系统100或过程控制环境100)包括一个或多个过程控制器，该过程控制器接收指示由现场设备进行的过程和/或其他类型的测量的信号，并对该信息进行处理以执行控制例程，以及生成控制信号，该控制信号通过有线或无线过程控制通信链路或网络发送到其他现场设备以控制工厂100工业过程的操作。通常，至少一个现场设备执行物理功能(如打开或关闭阀、升高或降低温度、实施测量、感测条件等)以控制过程的操作。某些类型的现场设备通过使用i/o设备和/或i/o电子编组设备、集线器、服务器或系统与控制器通信。过程控制器、现场设备和i/o设备可以是有线的或无线的，并且过程工厂环境或系统100中可以包括任意数量和任意组合的有线和无线过程控制器、现场设备和i/o设备。37.例如，图2示出了过程控制器111，其通过输入/输出(i/o)卡126和128与有线现场设备115-122通信连接，以及通过无线网关135和过程控制数据高速公路或主干网110与无线现场设备140-146通信连接。过程控制数据高速公路110可以包括一个或多个有线和/或无线通信链路，并且可以使用任何期望的或合适的通信协议来实施，如以太网协议、ip或其他分组协议等。在一些配置中(未图示)，控制器111可以使用不用于主干网110或除主干网110之外的一个或多个通信网络与无线网关135通信连接，诸如通过使用支持一种或多种通信协议、数据协议和/或工业自动化协议的任何数量的其他有线或无线通信链路，例如wi-fi或其他ieee802.11兼容的无线局域网协议、移动通信协议(如wimax、lte或其他itu-r兼容协议)、容协议)、其他分组协议、流式传输协议、过程现场总线、现场总线等。38.举例而言，控制器111(其可以是由emersonautomationsolutions销售的deltav控制器)可以操作为使用现场设备115-122和140-146中的至少部分来实施批次过程或连续过程。在一个实施例中，除了与过程控制数据高速公路110通信连接之外，控制器111还使用与例如标准4-20ma设备、i/o卡126、i/o卡128和/或任何智能通信协议(如现场总线协议、协议、协议等)相关联的任何期望的硬件和软件与现场设备115-122和140-146中的至少一些通信连接。在图2中，控制器111、现场设备115-122、i/o卡126和i/o卡128是有线设备，而现场设备140-146是无线现场设备。当然，有线现场设备115-122和无线现场设备140-146可以符合任何其他的期望标准或协议，如任何有线或无线协议，包括未来要开发的任何标准或协议。39.图2的过程控制器111包括处理器130，其实现或监督一个或多个过程控制例程138(如存储于存储器132中的控制例程)。处理器130被配置为与现场设备115-122和140-146通信连接，并且与其他节点通信连接，其他节点与控制器111通信连接。应当注意，根据需要，本文描述的任何控制例程或模块可以使其部分通过不同的控制器或其他设备实施或执行。同样地，本文描述的控制例程或模块138(其在过程控制系统100内实施)可以采取任何形式，包括软件、固件、硬件等。控制例程可以以所需的任意软件格式实现，如使用面向对象编程、梯形逻辑、顺序功能图、功能块图，或使用任意其他软件编程语言或设计范例。控制例程138可存储于任意所需类型的存储器132中，如随机存取存储器(ram)或只读存储器(rom)。同样地，控制例程138可以被硬编码到例如一个或多个eprom、eeprom、专用集成电路(asic)或任何其他硬件或固件元件中。因此，控制器111可以被配置为以任何需要的方式实施控制策略或控制例程。40.控制器111使用通常所称的功能块来实施控制策略。其中，每个功能块是整个控制例程的对象或其他部分(如子例程)，并与其他功能块(通过称为链路的通信)结合来操作以实施过程控制系统100内的过程控制回路。基于控制的功能块通常执行以下中的一个：输入功能(如与变送器、传感器或其他过程参数测量设备相关联)；控制功能(如与执行pid、模糊逻辑等控制的控制例程相关联)；或输出功能(如控制某些设备(如阀)的运行)，以执行过程控制系统100内的某些物理功能)。当然，存在混合类型和其他类型的功能块。功能块可以存储于控制器111中并由控制器111执行，这通常是这些功能块用于标准4-20ma设备和某些类型的智能现场设备(如设备)或与其相关联时的情形，或者功能模块可以存储于现场设备本身并由现场设备实施，这可以是现场总线设备的情形。控制器111可以包括一个或多个控制例程138，该控制例程138可以实施一个或多个控制回路，且这些控制回路通过执行一个或多个功能块来实施。41.有线现场设备115-122可以是任意类型设备，如传感器、阀、变送器、定位器等，而i/o卡126和128可以是符合任意所需通信或控制器协议的任意类型i/o设备。在图2中，现场设备115-118是标准的4-20ma设备或设备，它们通过模拟线路或组合的模拟和数字线路与i/o卡126进行通信；而现场设备119-122是智能设备，诸如现场总线设备，其使用现场总线通信协议通过数字总线与i/o卡128进行通信。然而，在一些实施例中，有线现场设备115、116和118-121中的至少一些和/或i/o卡126、128中的至少一些另外地或可替代地使用过程控制数据高速公路110和/或其他合适的控制系统协议(如profibus、devicenet、foundationfieldbus、controlnet、modbus、hart等)与控制器111进行通信。42.在图2中，无线现场设备140-146使用无线协议(如协议)通过无线过程控制通信网络170进行通信。这种无线现场设备140-146可以直接与一个或多个其他设备或无线网络170的节点通信，该节点被配置为无线地通信(如使用前述无线协议或其他无线协议)。为与未被配置为无线地通信的其他节点通信，无线现场设备140-146可使用与过程控制数据高速公路110或另一过程控制通信网络连接的无线网关135。无线网关135提供对无线通信网络170的各种无线设备140-158的访问。具体而言，无线网关135提供无线设备140-158、有线设备115-128和/或过程控制工厂100的其他节点或设备之间的通信耦合。例如，无线网关135可以通过使用过程控制数据高速公路110和/或通过使用过程工厂100的一个或多个其他通信网络来实现通信耦合。43.与有线现场设备115-122类似，无线网络170的无线现场设备140-146在过程工厂100内执行物理控制功能，如打开或关闭阀，或测量过程参数。然而，无线现场设备140-146被配置为使用网络170的无线协议进行通信。因此，无线现场设备140-146、无线网关135和无线网络170的其他无线节点152-158是无线通信分组的生产者和消费者。44.在过程工厂100的一些配置中，无线网络170包括非无线设备。在图2中，现场设备148是传统的4-20ma设备，现场设备150是有线设备。为在网络170内进行通信，现场设备148和150通过各自的无线适配器152a和152b连接到无线通信网络170。无线适配器152a和152b支持无线协议，如wirelesshart，并且还可以支持一种或多种其他通信协议，如fieldbus、profibus、devicenet等。此外，在一些配置中，无线网络170包括一个或多个网络接入点155a和155b，它们可以是与无线网关135进行有线通信的单独物理设备，或者可以与无线网关135一起提供作为集成设备。无线网络170还可以包括一个或多个路由器158，其在无线通信网络170内将分组从一个无线设备转发到另一无线设备。在图2中，无线设备140-146和152-158通过无线通信网络170的无线链路160和/或通过过程控制数据高速公路110相互通信，并与无线网关135通信。45.在图2中，过程控制系统100包括一个或多个与数据高速公路110通信连接的操作员工作站171。通过操作员工作站171，操作员可以查看和监控过程工厂100的运行时操作，以及采取可能需要的任何诊断、纠正、维护和/或其他措施。至少一些操作员工作站171可位于工厂100内或附近的各种受保护区域，如工厂100的后端环境，并且在某些情况下，至少一些操作员工作站171可位于与工厂100通信连接的远程位置。操作员工作站171可以是有线或无线计算设备。46.示例过程控制系统100还示出为包括配置应用172a和配置数据库172b，两者均与数据高速公路110通信连接。如上所述，配置应用172a的各种实例可以在一个或多个计算设备上执行(未图示)，以使用户能够创建或更改过程控制模块和/或其他类型模块，并通过数据高速公路110将这些模块下载到控制器111和/或过程控制系统的其他设备100，以及使用户能够创建或更改操作员界面，操作员通过该操作员界面能够查看数据并更改过程控制例程中的数据设置。配置数据库172b存储所创建的(如配置的)模块和/或操作员界面。通常，配置应用172a和配置数据库172b为集中式，并且相对过程控制系统100具有统一的逻辑外观，但是配置应用172a的多个实例可以在过程控制系统100内同时执行，并且配置数据库172b可以由多个物理数据存储设备实施。相应地，配置应用172a、配置数据库172b和它们的用户界面(未图示)包括用于控制和/或显示模块的配置或开发系统172。通常但非必须地，配置系统172的用户界面不同于操作员工作站171，因为无论工厂100是否在实时操作，配置和开发工程师均可使用配置系统172的用户界面，而操作员是在过程工厂100的实时操作(也可称为过程工厂100的“运行时”操作)期间使用操作员工作站171。47.示例性过程控制系统100包括数据历史记录应用173a和数据历史记录数据库173b，两者均与数据高速公路110通信连接。数据历史记录应用173a操作为采集跨数据高速公路110提供的一些或全部数据，并将数据历史化或存储于历史记录数据库173b中以长期存储。与配置应用172a和配置数据库172b类似，数据历史记录应用173a和历史记录数据库173b为集中式，并且相对过程控制系统100具有统一的逻辑外观，但是数据历史记录应用173a的多个实例可以在过程控制系统100内同时执行，且数据历史记录173b可以由多个物理数据存储设备实现。48.在一些配置中，过程控制系统100包括一个或多个其他无线接入点174，无线接入点174使用其他无线协议与其他设备进行通信，其他无线协议例如是wi-fi或其他符合ieee802.11的无线局域网协议、移动通信协议(诸如wimax(微波接入的全球互操作性)、lte(长期演进)或其他与itu-r(国际电信联盟无线电通信部门)兼容的协议)、短波无线通信(诸如近场通信(nfc)和蓝牙)、或其他无线通信协议。通常，此类无线接入点174允许手持式或其他便携式计算设备(例如，用户接口设备175)通过相应的无线过程控制通信网络进行通信，该无线过程控制通信网络不同于无线网络170且支持不同于无线网络170的无线协议。例如，无线或便携式用户接口设备175可以是过程工厂100内由操作员使用的移动工作站或诊断测试设备(例如，操作员工作站171的实例)。在一些场景中，除了便携式计算设备之外，一个或多个过程控制设备(例如，控制器111、现场设备115-122或无线设备135、140-158)还使用接入点174支持的无线协议进行通信。49.在一些配置中，过程控制系统100包括一个或多个网关176、178，其通往在即时过程控制系统100的外部的系统。通常，这种系统是由过程控制系统100生成或操作的信息的消费者或提供者。例如，过程控制工厂100可以包括网关节点176，用于将即时过程工厂100与另一个过程工厂通信连接。另外或可替换地，过程控制工厂100可以包括网关节点178，用于将即时过程工厂100与外部的公共或私有系统通信连接，如实验室系统(例如，实验室信息管理系统或者说lims)、操作员巡回数据库、物料处理系统、维护管理系统、产品库存控制系统、生产调度系统、天气数据系统、运输和处理系统、包装系统、互联网、另一个供应商的过程控制系统、或其他外部系统。50.值得注意的是，虽然图2仅示出包括在示例性过程工厂100中的单个控制器以及有限数量的现场设备115-122和140-146、无线网关35、无线适配器152、接入点155、路由器158和无线过程控制通信网络170，但这仅仅是说明性而非限制性的实施例。过程控制工厂或系统100中可包括任意数量的控制器111，并且其中的任一控制器111可以与任意数量的有线或无线设备和网络115-122、140-146、135、152、155、158和170通信连接以对工厂100中的过程进行控制。51.如图2所示，同时参考图1以出于清楚而非限制性目的，过程工厂100与边缘网关系统102通信连接，该边缘网关系统可以是图1的边缘网关系统1的实施例。例如，过程工厂100可以通过一个或多个过程工厂通信网络、数据网络和/或链路，直接和/或通过过程工厂100的相应网关，与边缘网关系统1的面向现场组件10通信连接。例如，边缘网关系统1的面向现场组件10可以通过网络110、170，通过网关135、176、178，和/或通过与过程工厂相关联的其他网络、链路和/或网关，与过程工厂100通信连接，通过上述方式，面向现场组件10接收或获取与过程工厂100相关联的各种数据源30所生成的数据。52.一般而言，数据源30和网络/链路28可处于purdue模型或类似安全层次结构中较低编号的级别(如级别0-2)(边缘网关系统1通过数据源30和网络/链路28获取过程工厂相关数据)，并且数据源30和网络/链路28可包括控制器、现场设备、i/o卡和其他类型的过程控制设备。此外，应理解的是，与过程工厂相关联的数据源30的集合不限于仅是直接生成一阶过程数据的过程控制设备，另外或可替代地，其可以包括过程工厂100内和/或与过程工厂相关联的生成过程数据和/或其他类型数据(作为过程工厂100控制在线过程的结果)的任意设备或组件。例如，数据源30的集合可包括模块、警报、事件历史记录器、批处理系统和/或历史记录器、生成诊断数据的诊断设备或组件、在过程工厂100内多个组件和/或设备之间传输信息的网络路由设备或组件、资产管理系统、配置系统、分析系统、移动设备、软件定义网络、虚拟网路(诸如虚拟专用网络、vlan和/或vxlan)，等等。实际上，图2所示的任意一个或多个组件(例如，组件111、115-122、126、128、135、140-146、152、155、158、160、170、171-176、178)和图2中未示出的其他组件可以是数据源30，其生成过程工厂相关数据，可以通过边缘网关系统1、102提供该过程工厂相关数据以供一个或多个外部系统8消费。53.面向现场组件54.图3是面向现场组件300的框图，面向现场组件300可被包括于边缘网关系统(诸如边缘网关系统1或边缘网关系统102)。例如，面向现场组件300可以是图1所示的面向现场组件10，和/或可以与图2所示的过程工厂100通信连接。为了便于说明而非出于限制目的，同时参考图1和图2以对图3进行描述，但是应理解的是，面向现场组件300可以包括在除边缘网关系统1或102之外的边缘网关系统中，并且可以与除过程工厂5或过程工厂100之外的过程工厂通信连接。55.如图3所示，面向现场组件300的现场数据接收器302可与过程工厂(如过程工厂5或102)通信连接，并且可选地与其他系统、设备和/或应用通信连接，这些系统、设备和/或应用支持过程工厂的运行时操作和/或与过程工厂的运行时操作相关，诸如过程控制系统、安全仪表系统、配置系统、分析系统、通信/网络系统、资产管理系统、诊断和/或测试工具和/或系统、调试工具和/或系统、用户设备和/或操作员接口、历史记录系统、批处理系统、软件定义网络、虚拟网络(诸如虚拟专用网络、vlan和/或vxlan)，以及与过程工厂相关联的其他系统、网络、应用和/或设备。一般而言，与面向现场组件300通信连接的过程工厂及其支持系统运行在purdue模型(或类似安全层次结构)的0-2级安全级别。出于便于本文讨论而非限制的目的，术语“过程工厂5”用于统称与面向现场组件300通信连接的物理过程工厂，以及与物理过程工厂相关联并与之通信连接的其他系统，该物理过程工厂以较低编号的安全级别生成和/或传送数据。56.现场数据接收器302通过过程工厂5的一个或多个链路、通信网络和/或数据网络305(本文统称为“过程工厂网络305”)与过程工厂5通信连接。过程工厂网络305可包括支持一个或多个通信协议、数据协议和/或工业自动化协议的任意数量的有线和/或无线链路和/或网络，例如以太网、ip或其他类型的分组协议、wi-fi或其他符合ieee802.11的无线局域网协议、移动通信协议(如wimax、lte或其他与itu-r兼容的协议)、其他标准化通信和/或数据协议(如由互联网工程任务组(ietf)、电气和电子工程师协会(ieee)或国际标准化组织(iso)管理的协议)、hart-ip、profibus、现场总线、现场设备集成技术(fdi)、用于过程控制的对象链接和嵌入(opc)、ua(统一架构)、其他类型的工业自动化协议等。例如，过程工厂网络305可以包括过程工厂网络28、无线网络170、主干网110，以及过程工厂5及其相关系统中使用的任何其他有线和/或无线网络和/或链路，如资产管理网络、历史记录网络、数据分析网络、软件定义网络、虚拟网络(如虚拟专用网络、vlan和/或vxlan)、诊断和/或测试网络、配置网络，和/或与过程工厂5的运行、维护和/或配置相对应的其他类型网络。57.现场数据接收器302通过过程工厂网络305从过程工厂5中获取过程工厂5的一个或多个现场配置。例如，当过程工厂5包括emersonautomationsolutions提供的deltav过程控制系统时，现场数据接收器302获取一个或多个.fhx文件，该文件中定义过程控制系统及其组件(如物理、逻辑和数据组件)的配置，例如通过配置应用172a。兴趣管理器308基于获得的过程工厂5的现场配置来定义、创建、生成和更新可展示数据类型集合或系统310。如本公开内容其他部分更详细描述的，面向现场组件300将可展示数据类型系统或集合310传输到其相应的面向边缘组件(如面向边缘组件12)。在一个示例性实施例中，可展示数据类型系统或集合310为图1的可展示数据类型系统24a。58.一般而言，为了定义、创建、生成和更新可展示数据类型系统310，兴趣管理器308从获得的现场数据配置中提取信息，其中所提取的信息被许可向外部数据消费系统8展示(如可展示的)。可以预定义所获得的现场配置中的特定信息是否允许向外部系统8展示，例如由边缘网关系统、面向现场组件300、和/或由用户通过一个或多个兴趣列表315事先预定义，和/或可以在提取过程中在线指示所获得的现场配置中的特定信息是否允许向外部系统8展示，例如由边缘网关系统、面向现场组件300和/或用户在线指示。无论如何，兴趣管理器308定义、命名、映射、转换、分组、分配值和/或以其他方式将提取的信息布置成可展示数据类型系统310的对应的数据类型和配置，如通过使用一般理解的语法(如标准语法或开源语法)。相应地，通过采用外部数据消费系统8本身理解的语法，可展示数据类型系统310提供了对包含在现场内容数据中的可展示过程工厂相关数据类型的统一理解(包括例如过程工厂相关数据类型、参数类型、块类型、模块类型、事件类型、历史数据类型、设备和设备组件类型、显示和显示组件类型，以及由过程工厂生成的过程工厂相关数据的其他类型)。59.例如，可展示数据类型系统310可包括基本数据类型，如浮点类型、带状态浮点类型、有符号整数类型、无符号整数类型等，以及包括外部数据消费系统8本身理解的其他基本数据类型。此外，可展示数据类型系统310可包括更复杂的数据配置类型定义，其至少部分地基于基本数据类型进行定义和结构化，如图4a-图4c的示例说明。可展示数据类型系统310中的一些数据类型可包括多个字段，如图4a中示例性模式类型312a所描述的，该示例性模式类型312a被定义为包含类型enum的四个字段。实际上，可展示数据类型系统310可以包括基于多个枚举的类型，其可以是用户定义的或系统定义的。例如，如图4c所示，对包括在可展示数据类型系统310中的示例枚举集的一部分312b进行命名和定义，以指示在过程工厂5中使用的离散hart状态。图4b描绘了更复杂示例的一部分312c，其中通过使用块类型在可展示数据类型系统310内定义过程工厂5的因果矩阵(cem)功能块。当然，可展示数据类型系统310可包括除图4a-图4c所示示例之外的其他可展示数据类型的定义和/或配置。60.通常，由兴趣管理器308生成或定义的可展示数据类型系统或集合310无需符合过程工厂5内已定义的数据类型、配置、层次结构以及架构(尽管在需要的情况下，一些可展示数据类型310可至少部分被定义为符合已定义的过程工厂数据架构和配置)。此外，应理解的是，可展示数据类型系统或集合310的生成或定义通常不是已定义过程工厂数据类型与相应的可展示数据类型的一对一转换或映射。相反地，集合/系统310中仅包括允许向外部数据消费系统8展示的过程工厂数据类型，并且此类可展示的过程工厂数据类型在综合数据类型系统310中被重新配置、重新排列、重新分组、合并、分布、抽象、定义和/或以其他方式表示。该综合数据类型系统310不仅在语法上，而且在内容结构和排列上，均更有用和/或更容易被外部系统8使用。61.具体而言，如上所述，在一些实施例中，至少部分兴趣管理器308基于一个或多个兴趣列表315从获得的过程工厂5的现场配置中提取可展示数据类型系统310。兴趣列表315指示何种类型的过程工厂相关数据可由面向现场组件300向外部数据消费系统8展示，并且兴趣列表315可由用户、面向现场组件300、边缘网关系统1和/或某些其他计算系统定义，如通过由面向现场组件300提供的兴趣列表配置应用。例如，面向现场组件300可以提供基于web的用户界面，用户通过该用户界面可以手动定义一个或多个兴趣列表315，例如通过使用json(javascript对象表示法)或其他类型的脚本或表示法。另外或可替代地，面向现场组件300、边缘网关系统1和/或一些其他计算系统可以自动确定或定义一个或多个兴趣列表315，诸如通过使用模板和最佳实践、通过包含以常规方式写入和/或读取的数据点(例如，通过挖掘和/或分析操作员界面数据、过程历史数据、事件历史数据等)，和/或通过使用一些其他合适的自动化技术。在一个实施例中，面向现场组件300处的兴趣列表315的集合定义了由面向现场组件从过程工厂获得的全部数据中唯一允许面向现场组件展示给一个或多个外部系统以供消费的数据。根据需要，过程工厂5的不同的面向现场组件300可以存储不同的兴趣列表315的集合，从而指示主面向现场组件被分别允许向数据消费系统8展示的特定类型的过程工厂相关数据。62.兴趣列表可指示例如相关模块、节点、诊断、警报、事件和/或其他现场数据信息的名称和相应的分组或布置，这些信息可能已在过程工厂5内跨多个以及有时是不同的配置进行了配置。实际上，兴趣列表315不需要符合过程工厂5中定义的配置层次结构和/或配置内容(尽管在需要的情况下，一些兴趣列表315可以被定义为至少部分符合过程工厂中已定义的配置层次结构和/或配置内容)。一般而言，兴趣列表315可以以任何可用的和/或易于被外部系统8利用的方式(如在组织上、层次上和/或内容上)定义，外部系统8是已展示的过程工厂相关数据的消费者。例如，至少一些兴趣列表315可被命名以反映特定的工厂设备和/或装置(例如，“柴油-氢-处理器-1”、“烷基化-单元-3”等)，并且可以使用来自多个不同模块、节点、诊断、警报等的参数进行定义，这些参数是从过程工厂5中已定义的多个不同配置中获得且与特定工厂设备/装置相关。例如，现场数据内容摄取器(fielddatacontentingestor)320可以利用特定兴趣列表315来提取特定现场内容数据(诸如控制数据、i/o数据、诊断数据、设备数据等)，这些数据由特定兴趣列表315统一标识为表示特定命名实体(例如，“柴油-氢-处理器-1”、“烷基化-单元-3”等)，并且可以将与特定命名实体对应的提取数据以原形和/或重组织的方式存储于高速缓存322中，如通过使用可展示数据类型系统310a进行存储，使得与特定兴趣列表315的特定命名实体对应的提取数据经由面向边缘组件12向外部系统8展示。63.例如，“spray-tower-2”兴趣列表可以被定义为表示过程工厂5内的特定喷雾塔，并且可以包括与“spray-tower-2”相关的所有参数，这些参数包括在资产管理系统、过程控制系统、安全仪表系统、诊断工具、历史系统、软件定义网络、虚拟网络(如虚拟专用网络、vlan和/或vxlan)等的现场配置中。例如，“spray-tower-2”兴趣列表可包括：指示spray-tower-2所在区域的参数；指示spray-tower-2中包含的管道、泵、以及其他容器、管线和其他物理组件设备的参数(可以在现场配置中通过设备标签和其他类型的物理组件标签或标识符引用)；指示spray-tower-2中包含和/或利用的逻辑过程元素的参数，逻辑过程元素诸如是控制回路和模块、控制参数和/或变量(如设定点、测量值、控制信号、其他信号等)、警报、事件、操作状态或状况、设备或装置的状态或状况、时间戳和其他逻辑和/或数据组件(可以在现场配置中通过控制标签、设备信号标签或其他类型的逻辑组件标签或标识符引用)。此外，“spray-tower-2”兴趣列表可以指示参数的其他特征和/或方面，如相应的测量单位、相应的范围、相应的目标值或设定点，使用这些参数的相应的控制例程或其他应用、相应的用途、相应的诊断参数和/或其他相应的特征和/或相关信息。64.在一些实施例中，基于生成的兴趣列表315，兴趣管理器308可以确定存储在过程工厂5中一个或多个现场配置的一个或多个改变，并且可以通过过程工厂网络305将所确定的改变传送给配置应用172a或其他过程工厂相关的配置应用，如附图标记318所示。65.现在回到现场数据接收器302，除现场配置外，现场数据接收器302还通过过程工厂网络305从过程工厂5中获取现场内容数据，现场内容数据包由括过程工厂5在操作为控制工业过程时生成的数据，以及与过程工厂5操作为控制工业过程相关的其他数据。一般而言，现场内容数据可包括由过程工厂5生成的任何类型的数据，如由过程控制系统、配置系统、分析系统、通信/网络系统、资产管理系统、诊断和/或测试工具和/或系统、调试工具和/或系统、用户设备和/或操作员界面、历史记录系统、批处理系统、软件定义网络、虚拟网络(如虚拟专用网络、vlans和/或vxlans)以及与过程工厂相关的其他系统、网络、应用和/或设备生成的数据。例如，现场内容数据可以包括运行时过程数据、连续处理数据、批次过程数据、批次历史数据、历史化数据、事件数据、报警数据、分析数据、诊断数据、环境数据、用户界面数据、性能数据和/或由数据源30生成的其他类型有效载荷数据。现场数据接收器302可以通过过程工厂网络305以过程工厂网络305使用的任何协议(例如，以太网、wirelesshart、hart-ip和/或其他分组协议、流式传输协议等)接收现场内容数据。66.现场内容数据摄取器320基于兴趣列表315摄取所获得的现场数据内容，可以对摄取的现场数据内容的至少一部分执行处理，并将摄取的现场数据内容存储于面向现场组件300中的高速缓存或其他类型存储器322，以便最终传送到其相应的面向边缘组件(例如，面向边缘组件12)。现场内容数据摄取器320与现场数据接收器302可共同以一种或多种不同的方式获取现场内容数据以供摄取。例如，对于由相应的源30发布并包括在兴趣列表315上的现场内容数据，现场内容数据摄取器320可使现场数据接收器302订阅此类现场内容数据的发布，例如代表面向现场组件300订阅。在另一个示例中，对于兴趣列表315上包含的一些现场内容数据，现场内容数据摄取器320可以针对现场内容数据发起对相应的数据源30的查询，例如通过轮询和/或通过请求/响应机制，如根据至少一些已配置或定义的兴趣列表312。在又一个示例中，对于兴趣列表315上包含的一些现场内容数据，现场内容数据摄取器320可以丢弃或过滤在面向现场组件300处通过现场数据接收器302获得且未在兴趣列表302上指示的任何现场内容数据。在又一实施例中，一些兴趣列表315可定义或指示哪些类型的现场内容数据被排除在向外部来源8展示的范围之外，而非定义或指示向外部来源8展示的现场内容数据。如果和当在面向现场组件300处接收到这种非可展示现场内容数据时，现场内容数据摄取器320可以丢弃或过滤这种现场内容数据，以避免排除的现场内容数据被存储到高速缓存322中或被传送到面向端组件。67.在一些实施例中，兴趣列表315可以指示可展示的感兴趣现场内容数据，该可展示的感兴趣现场内容数据不是由过程工厂相关数据源30生成的，而是根据由过程工厂相关数据源30生成的现场内容数据而导出或生成的。这种二阶现场内容数据可由现场内容数据摄取器320调用的一个或多个计算引擎325确定或生成。一般而言，计算引擎325对经由过程工厂网络308获得的一阶现场内容数据进行操作以生成一个或多个输出，其中计算引擎325的输出在一个或多个兴趣列表315上定义为可展示现场内容数据。计算引擎325的输出可以与其他一阶现场内容数据一起存储在高速缓存322中，以便最终传送到面向边缘组件。计算引擎325可以执行计算功能，如流内数据聚合和/或操作(如求平均值、最大值、最小值等)。计算引擎325可以执行更复杂的计算或算法，如主成分分析(pca)、偏最小二乘(pls)预测和/或其他类型的统计计算或分析。计算引擎325可以执行特定于过程控制的计算，如功能块、阴影块和/或控制模块操作。至少一些计算引擎325可以通过脚本和/或通过基于web的用户界面或由面向现场组件300提供的其他类型计算引擎配置应用来定义和/或配置，并且至少一些计算引擎325可以通过使用可被面向现场组件300访问和/或安装于面向现场组件300处的容器(诸如docker容器和/或其他合适类型的容器)来定义和/或配置。68.除计算引擎325之外，现场内容数据摄取器320还可以调用数据分类器328，以根据可展示数据类型系统310将获得的可展示现场内容数据的至少部分转换为相应的可展示数据类型。也就是说，数据分类器328使用由可展示数据类型系统310定义的名称、结构、分组、值、排列等来表示可展示现场内容数据。现场内容数据摄取器320将分类后的现场内容数据作为与过程工厂5相关的已展示现场内容数据存储于数据缓存322，以便传送给面向边缘组件。69.面向现场组件300的已展示数据提供方330向与面向现场组件300对应的面向边缘组件提供可展示的数据配置和已展示的数据内容，例如通过数据二极管15或一些其他合适的数据传输机制。例如，已展示数据提供方330可以向面向边缘组件发送(例如，代表面向现场组件300)可展示数据类型系统310的可展示数据配置，使得面向边缘组件能够解读由面向现场组件300发送的已展示数据内容。随后，已展示数据提供方330可以获取存储在高速缓存322中的已展示现场数据内容，并将获取到的数据发送到面向边缘组件。已展示数据提供方330可以使用流式传输协议和/或公共或常用的数据交换格式(如json或一些其他标准化和/或开源数据交换格式)发送可展示数据配置和已展示数据内容。例如，面向现场组件300可以提供流式传输服务，已展示数据提供方330利用该流式传输服务将数据流式传输到其对应的面向边缘组件，如通过对应的单向数据二极管15。在一个实施例中，已展示数据提供方330将可展示数据配置和已展示数据内容封装在流式传输协议中，流式传输协议采用公共或常用数据交换格式来实施。在一些实施例中，已展示数据提供方330使用专有或专用协议(可以是专有或专用流式传输协议)将可展示数据配置和已展示数据内容发送到面向边缘组件。在一些实施例中，已展示数据提供方330在将可展示数据配置和已展示数据内容传送到面向边缘组件之前对其进行加密。70.在一个实施例中，已展示数据提供方330发布可展示数据配置和已展示数据内容，例如跨数据二极管15发布。面向边缘组件订阅由面向现场组件300的已展示数据提供方330发布的信息，从而获得可展示数据配置和已展示数据内容，可在面向边缘组件处使这些信息可被外部数据消费系统8获得，如本公开内容的其他部分更详细描述的。71.值得注意的是，虽然在图3中现场数据接收器302、兴趣管理器308、现场内容数据摄取器320、数据分类器328和已展示数据提供方330被描述为面向现场组件300的有区别的、不同组件，但这仅仅是为了讨论明确目的而非为了限制目的。实际上，在有需要的情况下，组件302、308、320、328和330中的任意两个及更多个组件可以实施为面向现场组件300的集成组件。72.面向边缘组件73.图5a-图5b描绘了面向边缘组件400的框图，面向边缘组件400可被包括于边缘网关系统，诸如图1的边缘网关系统1或图2的边缘网关系统102。例如，面向边缘组件400可以是图1所示的面向边缘组件12，和/或可以与面向现场组件10或300通信连接，例如通过数据二极管15或另一连接链路、网络或介质通信连接。重要的是，面向边缘组件400可以实现综合的数据采集和处理系统，该系统有效和高效地从工厂环境采集实时数据，并以使数据更加便于使用和搜索的独特方式处理和存储该数据以供其他应用(例如，外部应用)使用。为了便于说明而非出于限制目的，图5a和图5b同时参考图1-图3进行描述。尽管可以理解，面向边缘组件400可以包括在除边缘网关系统1和102之外的边缘网关系统中，并且可以与除面向现场组件10和300之外的面向现场组件通信连接。74.如图5a所示，面向边缘组件400的已展示数据接收器402可以与面向现场组件通信连接，而面向现场组件又与过程工厂(诸如过程工厂5或102)通信连接，并且可选地，面向现场组件与其他支持过程工厂运行时操作和/或与过程工厂运行时操作相关联的系统、设备和/或应用通信连接，如过程控制系统、安全仪表系统、配置系统、分析系统、通信/网络系统、资产管理系统、诊断和/或测试工具和/或系统、调试工具和/或系统、用户设备和/或操作员界面、历史记录系统、批处理系统、软件定义网络、虚拟网络(如虚拟专用网络、vlan和/或vxlan)，以及与过程工厂相关的其他系统、网络、应用和/或设备。一般而言，与面向边缘组件400相对应的面向现场组件通信连接的过程工厂及其支持系统运行在purdue模型(或类似安全层次结构)的0-2级安全级别。75.面向边缘组件400的已展示数据接收器402通过一个或多个链路、通信网络和/或数据网络与面向边缘组件400和对应的面向现场组件通信连接。在优选的实施例中，已展示数据接收器402通过数据二极管(如图1所示的单向数据二极管15)将面向边缘组件400与对应的面向现场组件通信连接。为了便于讨论而非出于限制的目的，下面将面向边缘组件400描述为经由数据二极管15与面向现场组件通信连接，但是可以理解，除了数据二极管15之外的其他通信连接可以将面向边缘组件400和面向现场组件互连。例如，在一些实施例中，面向边缘组件400和面向现场组件可以包括在集成系统或设备中。76.已展示数据接收器402可以从面向现场组件接收可展示数据配置和已展示数据内容。可展示数据配置和已展示数据内容可以通过流式传输协议和/或公共或常用的数据交换格式(诸如json或一些其他标准化和/或开源数据交换格式)来接收。在一些实施例中，可展示数据配置和已展示数据内容可能已在面向现场组件端处被封装于流式传输协议中，可展示数据接收器402从数据流中解封开或提取可展示数据配置和已展示数据内容。在一些实施例中，可展示数据配置和已展示数据内容可能已在面向现场组件端处被加密，并且可展示数据接收器402对通过数据流接收的信息进行解密。在一些实施例中，面向现场组件发布可展示数据配置和已展示数据内容，如跨数据二极管15进行发布。面向边缘组件400订阅由面向现场组件发布的信息，进而从面向现场组件获得可展示数据配置和已展示数据内容。77.在已展示数据接收器402处接收的可展示数据配置总地定义由面向现场组件基于过程工厂相关配置生成的可展示数据类型系统(例如，可展示数据类型系统24a或310)，如以前文所述的方式进行定义。已展示数据接收器402在一个或多个存储器中本地存储所接收的可展示数据配置以作为面向现场组件的可展示数据类型系统24a的至少部分的本地副本24b。78.在已展示数据接收器402处接收的可展示数据内容使用包括在可展示数据类型系统24b中的相应的数据类型来表示。所接收的已展示数据内容可包括由过程工厂5生成的现场内容数据，如由过程控制系统、配置系统、分析系统、通信/网络系统、资产管理系统、诊断和/或测试工具和/或系统、调试工具和/或系统、用户设备和/或操作员界面、历史记录系统、批处理系统、软件定义网络、虚拟网络(如虚拟专用网络、vlans、vxlans等)，以及与过程工厂相关的其他系统、网络、应用和/或设备生成的数据。例如，现场内容数据可包括运行时过程数据、连续过程数据、批次过程数据、批处理历史数据、历史化数据、事件数据、报警数据、分析数据、诊断数据、环境数据、用户界面数据、性能数据和/或由数据源30生成的其他类型有效载荷数据。此外，所接收的已展示数据内容可以包括由与面向边缘组件400相对应的面向现场组件从现场内容数据导出或生成的数据，如由面向现场组件的一个或多个计算引擎325。可展示数据接收器402将接收到的已展示数据内容提供给面向边缘组件400的可展示数据摄取器405，以便于进行解读，进行可能的附加处理、以及存储于某处，使得已展示数据内容(和可能的附加内容)可供数据使用应用和/或系统(图5b中以框422表示)获得以进行使用。79.具体而言，已展示数据摄取器405利用可展示数据类型系统24b的本地副本来解读从面向现场组件接收的已展示数据内容。这样，可展示数据摄取器405和面向边缘组件400不需要获取(实际上并未获取)过程工厂5的任何内部或本机的数据定义和/或配置。也就是说，面向边缘组件400基于所接收的、已存储于与面向现场组件相对应的可展示数据类型系统24a中的可展示数据配置来解读所接收的已展示数据内容，并且面向边缘组件400不需要向面向现场组件发送任何通信来获得和/或协调数据配置。该技术保护过程工厂5免受可能的安全漏洞的影响，因为无需将管理和/或控制消息从面向边缘组件发送到与过程工厂5通信连接的面向现场组件，从而消除了恶意参与者可能的进入点。进一步地，在需要的情况下，该技术允许将过程工厂5的配置变化以在线、实时和递增的方式传递给面向边缘组件400。此外，该技术允许单个面向边缘组件400服务于利用不同的可展示数据类型系统的多个不同面向现场组件。80.在一些实施例中，面向边缘组件400的已展示数据摄取器405可以从所接收的已展示数据内容中导出和/或生成附加数据。例如，已展示数据接收器402可以调用一个或多个计算引擎408以对所接收的可展示数据内容中的至少一些进行操作，从而生成可供数据消费应用和/或系统422获得的附加数据内容。计算引擎408可存储于面向边缘组件400处，并且可以执行计算功能，如对数据的有效载荷值进行流内数据聚合和/或操作(如求平均值、最大值、最小值等)。一些计算引擎408可被配置为执行更复杂的计算或算法，如主成分分析(pca)、偏最小二乘(pls)预测、和/或其他类型的统计计算或分析、关键性能指标计算(kpi)等，并且一些计算引擎408可被配置为驱动事件。至少一些计算引擎408可以通过脚本和/或通过面向边缘组件400提供的基于web的用户界面或其他类型的计算引擎配置应用来定义和/或配置，和/或至少一些计算引擎400可以通过使用可被面向边缘组件400访问和/或安装在面向边缘组件400处的容器来定义和/或配置。实际上，一些计算引擎408可以供数据消费应用和/或系统422使用，例如以本公开内容其他地方所述的方式来供数据消费应用和/或系统422使用。81.已展示数据摄取器405将所接收的已展示数据内容和计算引擎408生成的任何输出存储在数据湖410中，数据湖410可以是例如图1所示的数据湖40。当数据湖40存储从面向现场组件接收的现场内容数据时，数据湖40镜像与过程工厂5相关联数据整体中的至少一部分(例如，运行时数据、配置数据、事件数据、历史数据、以及由过程工厂5生成并与之相关联的其他类型数据)，其中存储在数据湖40中的过程工厂相关数据可展示给外部数据消费系统8(例如可供外部数据消费系统8使用)。在一些过程工厂中，由过程工厂5生成的所有数据被镜像于面向边缘组件400处，并向外部系统8展示，而在另一些过程工厂中，只有由过程工厂5生成的所有数据的子集被镜像于面向边缘组件400处，并向数据消费应用和/或系统8展示，其中，该子集由兴趣列表22、315的集合定义，这些兴趣列表位于过程工厂5的面向现场组件的集合。82.如前所述，在一些实施方式中，除了镜像的过程工厂相关数据外，数据湖40还存储由面向边缘组件400处的计算引擎408基于从过程工厂5接收的已展示内容数据生成的相关计算数据。此外，在一些实施例中，数据湖410还存储经由一个或多个外部数据摄取器412从其他外部数据提供系统(例如，过程工厂5外部的系统，生成的数据可与过程工厂相关数据一起解读和/或分析的系统，图5a中未显示)接收的内容数据，这些外部系统通常比过程工厂5具有较高编号的安全级别。此类外部数据提供系统可包括企业级系统，如电子邮件系统、内联网系统、现场业务规划和物流系统、调度系统、供应链管理系统、财务系统、会计系统、库存管理系统、其他公司系统、其他it系统等，和/或可包括第三方提供的系统，如天气预报系统、股市提要、第三方提供的opc服务器等。外部数据摄取器412可以转换、修改、翻译和/或以其他方式转换从外部数据提供系统接收的外部数据，以符合可展示数据类型系统24b。此外，在一些实施例中，外部数据摄取器412可以调用一个或多个计算引擎408对获得的外部数据进行操作，从而生成存储在数据湖410中的附加数据。在一些实施例中，外部数据摄取器412可以与企业和/或第三方系统通信，从而获得和/或协调相应的数据配置，并且在一些实施例中，外部数据摄取器412可以更新可展示数据类型系统24b，以包括与企业和/或第三方系统使用的数据类型相对应的数据类型。然而，即使面向边缘组件400可能参与和外部数据提供系统的双向通信，过程工厂5仍可受到使其不被可能通过外部系统进入的安全漏洞影响的保护，这是因为面向边缘组件400仍然不向与过程工厂5通信连接的面向现场组件发送(实际上可以物理上阻止发送)任何信息。83.无论如何，数据湖410存储由过程工厂5生成并通过面向现场组件从过程工厂5接收的内容数据，并且在一些实施方式中，数据湖410存储已经由一个或多个外部数据提供系统生成且从一个或多个外部数据提供系统接收的内容数据。在一些实施例中，数据湖410可以存储已经由一个或多个计算引擎408从所接收的内容数据(无论是与过程工厂相关的和/或外部生成的)计算和/或导出的附加数据。存储在数据湖410中的数据可以根据可展示数据类型系统24b进行存储，使得数据内容可以容易被应用和/或系统422消费。84.面向边缘组件400包括上下文知识挖掘器415，其对数据湖410的内容进行操作以发现数据湖410中各种不同数据点之间的关系和关联。也就是说，上下文知识挖掘器415发现数据湖410中数据点的相应上下文。例如，上下文知识挖掘器415可以发现针对位于过程工厂同一区域给定年龄的各种不同供应商的现场设备的一组类似操作状态生成特定类型的警报，或者上下文知识挖掘器415可以发现工厂内特定管线的关键性能指标对应于与另一特定阀变化率相关的特定阀变化率。无论如何，上下文知识挖掘器415将发现的上下文和关系以及数据湖415的内容(在本文中统称为“知识”)存储在上下文(contextualized)过程工厂知识库420(例如，连通域)中。例如，可以使用存储有内容数据及其相应互连的图形数据库或其他合适的模型来实施上下文过程工厂知识库420。例如，图形数据库节点可以对应于包括在数据湖410中的名称或标签，存储于节点处的属性可以包括相应的参数、值、状态等，并且节点和其他节点之间的连接器可以表示上下文知识挖掘器415发现的相互关系。一般而言，存储于上下文过程工厂知识库420中的信息可展示给数据消费者应用和/或系统422(例如，可供数据消费者应用和/或系统422使用)。85.值得注意的是，在图5a中，尽管已展示数据接收器402、已展示数据摄取器405和上下文知识挖掘器415被描述为面向边缘组件400的有区别的不同组件，但这仅是为了清楚地讨论而非为了限制目的。实际上，在需要的情况下，组件402、405和415中的任意两个或更多个组件可实施为面向边缘组件400的集成组件。86.继续图5b所示面向边缘组件400的部分，面向边缘组件400提供一个或多个访问机制425的集合，通过该访问机制，各种类型的数据消费应用和/或系统422可以直接或通过其他应用和访问机制访问存储于上下文知识库420中的信息。数据消费应用和/或系统422(其可利用面向边缘组件400提供的访问机制425)可包括例如外部应用和/或系统8，诸如与拥有、运营、和/或以其他方式关联过程工厂5的企业相关联，且与过程工厂5相比具有较高编号的安全级别的企业应用和/或系统422a(例如，电子邮件、内联网、现场业务规划和物流、调度、供应链管理、财务、会计、库存管理、其他公司系统，和/或其他it应用和/或系统)，以及诸如消费过程工厂相关知识的第三方应用和/或系统422b(例如，云计算应用/系统、外部opc服务器、iot应用/系统、iiot应用/系统等)。在一些布置中，数据消费应用和/或系统422可包括工厂相关应用和/或系统422c，工厂相关应用和/或系统422c可以与过程工厂5处于近似编号的安全等级，或甚至可以是过程工厂5内的系统(如过程控制系统、分析系统等)。例如，一个或多个访问机制425中的至少一些可由特定于过程工厂5的一个或多个应用使用，诸如监控应用、分析应用、优化应用、虚拟化设备应用、过程控制应用、警报管理应用、设备管理应用、调度应用、低成本传感器应用、仿真应用、操作员培训应用、冗余或备份应用、恢复应用、安全仪表系统应用、振动监测应用、工程应用、资产管理应用、用户界面应用，或在个人电子设备上执行的应用。如图5b所示，数据消费应用和/或系统422可以经由一个或多个网络423与面向边缘组件400通信连接，该网络423可以是公共网络、私有网络、有线网络和/或无线网络。另外或可替代地，至少一些数据消费应用422(无论是工厂、企业、还是第三方)可安装在面向边缘组件400处，如下文更详细描述的。87.如图5b所示，由面向边缘组件400提供的访问机制425包括一个或多个api428，其用作存储于上下文知识库420中的信息的直接访问机制。一个或多个直接访问api428可以根据rest(representationalstatetransfer，代表性状态转移)体系结构、graphql或其他合适的查询语言，和/或用于api的其他标准化、开源、可互操作的数据语法、格式和/或体系结构来实现。例如，api428可以与c、c 和/或c语言应用、python应用、node.js应用和/或其语言、协议、平台和框架由面向边缘组件400支持或提供的其他类型应用对接，因此，api428可以使用相应的绑定来访问。其他更高级别或更不同的访问机制可以利用一个或多个直接访问api428来访问存储于上下文知识库420中的知识和信息。88.由面向边缘组件400提供的其他访问机制425包括实用程序(utility)430、服务器432、服务435和应用438，仅举几个例子。通常，访问机制425共同支持对存储于上下文知识库420中与过程工厂相关知识的各种类型访问，如请求/响应、发布/订阅、事件驱动访问等。每个访问机制425可利用一个或多个直接访问api422来访问存储于上下文知识库420中的信息。一些访问机制425可以暴露于外部应用和/或服务器422，一些访问机制可以仅暴露于过程工厂5和具有较低编号的安全级别(例如，处于ot级别)的其他关联系统，和/或一些访问机制可以暴露于面向边缘组件400本身。在一些示例中，至少一个访问机制425可以包括一个或多个复制机制，通过这些复制机制可以对数据湖410和/或上下文知识库420进行复制，例如，以用于如容错、备份和/或冗余的目的。89.可由面向边缘组件400提供的实用程序430包括例如查询和/或搜索引擎、自然语言处理器、和/或其他类型的上下文实用程序。另外或可替代地，实用程序430可以包括计算实用程序，诸如预测、分析、检验、脚本等。实用程序430可以使用例如函数、算法、应用等在面向边缘组件400处实施。90.可由面向边缘组件400提供的服务器432包括例如：opcua服务器，其通过opcua数据模型(如通过对应的订阅)向数据消费应用/系统422展示过程工厂相关知识；网络服务器，其托管一个或多个网站和/或网络应用，数据消费应用和/或系统422可通过该网站和/或网络应用与面向边缘组件400连接以访问存储于上下文知识库420中的过程工厂相关知识；以及其他类型的服务器。在一些实施例中，一个或多个服务器432并不暴露于外部应用和系统422，而是供过程工厂5和/或与过程工厂5相关联的较低编号的安全级别的系统使用。例如，面向边缘组件400可以提供i/o服务器，该i/o服务器在过程工厂5的各个组件之间路由数据。91.可由面向边缘组件400提供的服务435包括例如：amqp(高级消息排队协议)排队服务(例如，以json格式发布知识的服务)；mqtt(消息队列遥测传输)发布和订阅服务；和/或其他类似用途的服务、系统和/或协议，这些服务、系统和/或协议支持向云计算应用和/或系统、iot和/或iiot应用和/或系统、事件中枢和/或其他数据使用应用和/或系统422(例如，通过发布/订阅机制，和/或点对点机制)传输过程工厂相关信息。例如，服务435可包括opc运行时服务，其可以为作为过程工厂相关知识的消费者的每个外部opc服务器(其可以是工厂、企业或第三方opc服务器)提供相应的数据源。此外，服务435可以包括其他类型的服务，例如，用于认证和/或授权数据消费应用和/或系统422的认证和/或授权服务(例如，通过利用oauth2或一些其他合适的标准)、与移动设备交互的服务、web服务、知识或信息订阅管理器，和/或可向数据消费应用和/或系统中的至少一些公开，和/或由数据消费应用和/或系统422中的至少一些使用的任何其他类型的服务。92.此外，面向边缘组件400可以提供一个或多个应用438，该应用438访问存储于上下文知识库420中的信息，并对所访问的信息进行操作。例如，一些实用程序430可以使用应用438来实施，并且一些web服务可以使用应用438来实施。至少一些应用438可以由企业提供，诸如查询引擎和搜索引擎。一些应用438可以由第三方提供，并且可以暴露于至少一些数据消费应用和/或系统422和/或由至少一些数据消费应用和/或系统422利用。93.事实上，面向边缘组件400可以支持或提供多个架构构造、平台和框架，进而使面向边缘组件400能够支持或提供由与过程工厂5相关联的企业和第三方生成的实用程序430、服务器432、服务435和/或应用438。在一些配置中，企业提供的和第三方提供的实用程序430、服务432和/或应用438都可以安装在面向边缘组件400处。例如，面向边缘组件可以支持docker、linux或其他类型的容器，在容器中，opcua服务器、amqp网关和企业提供的各种访问机制425可以在面向边缘组件400处实施，并且第三方提供的应用可以通过这些容器在面向边缘组件400处实施。在一些示例中，docker和/或其他类型的容器可以利用直接访问api428来访问存储于上下文知识库420中的信息。94.另外或可替代地，面向边缘组件400可以提供node.js框架，该框架支持由企业和/或第三方提供并且安装于面向边缘组件400处的web应用和服务。node.js框架可利用直接访问api428来访问存储于上下文知识库420中的信息，和/或node.js框架可调用各种实用程序430(例如，查询、搜索、语言处理等)来访问、获取和/或操作存储于上下文知识库420中的信息。95.因此，鉴于上述讨论，边缘网关系统1的实施例将过程工厂5及其相关网络与在工厂场所执行的应用以及远程执行的应用(如在云和/或远程网络中托管的应用)安全地连接。消费由过程工厂5生成的数据以及其中发现的关系和/或知识的应用和/或系统可以安全有效地访问和获取展示的过程工厂上下文知识，且使过程工厂5本身的风险最小甚至没有风险。此外，边缘网关系统1可以在具有永久性内联网连接的环境(例如，处于安全级别为3和4)中，以及在具有公共互联网的环境中连续运行。边缘网关系统1的各种安全机制和特征(例如，物理隔离ot和it网络和物理防止数据流入过程工厂5、安全引导和更新、签名固件和分组的执行、加密、定制的可展示数据类型系统等)对过程工厂5及其数据进行保护，并提供对数据盗窃和安全漏洞的保护。此外，在实施例中，边缘网关系统1和/或其组件利用或结合共同拥有的美国专利申请no.15/332,622、美国专利申请no.15/332,690和美国专利申请no.15/332,751中描述的一种或多种安全技术，这些美国专利申请的全部公开内容通过引用并入本文，从而进一步保护过程工厂5及其数据，并提供针对数据盗窃和安全漏洞的进一步保护。96.图6描绘了数据采集、存储和处理系统的另一个实施例，该系统可使用许多关于图5a和图5b描述的相同的元件或基础设施，以提供一个统一或集中式平台，以用于对工厂数据进行数据分析、数据挖掘和数据可视化。具体而言，图6描绘了用于状态监测和决策支持的实时工业数据事件和存储系统600，其可以从许多不同的数据源或平台采集数据，存储该数据以进行实时处理和/或在将来进行处理，并以使多种不同的数据分析、可视化和挖掘应用易于使用和理解的格式或方式存储已处理数据。97.更具体地，系统600连接到各种数据源602，并与各种应用(其可以是例如web应用)交互，这包括：数据源注册应用604、实时数据可视化应用606(其可包括数据挖掘应用、数据分析应用等)和过程图形构建器应用608(其可包括使用户能够向系统600提供过程上下文信息以用于本文将更详细描述的处理工厂数据的其他应用)。一般而言，数据处理系统600可以位于工厂防火墙(或过程控制系统防火墙)之外，因此可以被配置为以任意期望的方式从各种不同的数据源602接收数据，包括以关于图1-图3的面向现场组件描述的方式。更具体地，由系统600使用或采集的数据可以跨一个或多个过程工厂的连续和/或批处理操作在多个不同位置生成。每个数据源602可与一个或多个工厂中的不同系统相关联，诸如控制系统、维护系统、支持系统、业务系统、记录系统(loggingsystem)等。因此，例如，数据源602可包括一个或多个deltavedge系统，其提供由本文参照图1-图3描述的边缘网关系统提供的连续过程数据。然而，数据源602不限于连续过程控制系统数据，并且还可以和/或可替代地包括来自一个或多个批处理系统(诸如deltavbatch系统)、syncade工作流系统(其是业务支持系统)、ams系统(其是资产管理或维护系统)、任何opc数据源(诸如opcua数据源)等的批次过程数据。因此，数据源602可包括产品化数据源，这包括：bio-gscheduling、deltavbatch、edgegateway、opcua和syncade(其是设备、库存、配方和工作流系统环境和支持平台)或任何其他数据源。此外，系统600还允许最终用户以下文更详细描述的方式定义要连接到系统600的新的(先前未知的)数据源和数据源类型。98.数据源602可以使用任何期望的或通用的格式和数据结构，以及使用任何期望的通信格式或协议，向系统600发送或传输数据。因此，例如，数据源602可以使用各种协议将遥测流式传输到平台，包括grpc、https、websockets、mqtt或akka流。因此，有利地，每个数据源602可以以数据在相应系统中存储或使用的格式发送数据，并且可以使用对于数据源602可用的任何通信格式发送该数据。换句话说，每个数据源602使用自身的接口语义向系统600发送或传输数据，仅作为示例，可以以akka流、restapi、mqtt、websockets、grpc或任何其他数据格式发送数据。因此，数据源602不需要预处理发送到系统600的数据，这使得数据易于获取，并且减少了数据源602处的处理和通信活动。99.如图6所示，系统600包括网关设备610，其经由一个或多个通信网络、线路、入口(portal)等从各种不同的数据源602接收数据。网关设备610可以是任何期望类型的计算机或服务器系统，其用作电子通信网关以从数据源602以各种不同的数据格式，并且根据需要，以不同的通信协议，接收数据和信息。网关610可以以任何方式接收数据，例如以一个或多个数据流的方式、以大容量分组的方式等。一般而言，网关610接收数据，验证并认证数据源是否被许可，并且如果被验证，则以时间排序的方式将从数据源接收的每个数据消息作为单独事件放置到事件流612。更具体地，网关610以各种不同的通信协议接收数据消息，认证数据分组或消息在系统600中是否被许可或授权，剥离通信协议信息以获取底层数据(其可以是过程数据、控制数据、维护数据、用户数据或任何其他类型数据)，然后将该数据作为单独事件放置到事件流612。重要的是，网关610保留与底层数据相关联的任何元数据，包括时间戳、数据发起方或数据源、发送数据的数据源602、底层数据的发送者和接收者、时间排序信息等，并将该元数据作为每个事件的一部分放置到事件流612。因此，基本地，网关设备610将与工厂内不同事件相关联的数据摄取到系统600中，移除通信格式化信息，然后在事件流612中创建单独事件，其中每个事件包括由数据源602发送的关于捕获事件的所有数据。单独事件可以是例如单个过程变量测量、用户登录、用户启动的操作、生成的警报或警告、通过维护人员采取的维护操作、故障检测、或失败、控制动作等。如上所述，每个事件不仅包括事件的底层数据，还包括该事件的元数据，这包括例如进行与事件相关联的测量或通信的设备、与关联于事件的数据的捕获相关联的时间戳、与捕获的数据相关联的设备或用户标识的指示等。此外，网关610按时间排序方式将事件数据放置到事件流612，从而在事件流612中保留不同事件的时间数据。100.可以理解的是，事件流612是存储按时间排序的单独事件的未终止序列的存储设备，并且事件流612与图5a所示的数据湖410类似，并可使用类似的硬件以类似的方式构造。事件流612可以使用任何类型的计算机存储器或任何期望类型的电子数据库(包括分布式数据库)来配置，事件流612用于存储事件数据并使事件数据可用于多个不同的服务，更详细的描述可见下文。一般而言，事件流612中的任何事件数据可以由一个或多个服务以任意顺序和在任意时间访问。更进一步地，事件流612可以使新的事件或事件数据能够由一个或多个服务在任意时间插入到事件流存储器中，并且可以在任何期望的时间长度上存储事件数据，例如，事件流的持续时间可以是30天，但是替代地可以使用任何其他时间帧或时段。101.系统600还包括使数据源易于管理、使系统600接收的事件数据易于放置于事件流612的组件。具体而言，系统600包括数据源注册组件614和安全执行组件616。特别地，数据源注册组件614对数据源的列表和关于数据源的信息进行存储，其中数据源被授权为向网关610发送数据以供处理和放置于事件流612上。数据源注册组件614可以存储或指定授权数据源的名称或标识、由数据源发送的数据的类型、由数据源发送的数据的数据格式、用于与数据源的通信连接的通信格式或协议以及网络信息、由数据源发送的数据的安全级别或其他安全信息，以及安全注册程序和信息(如要与数据源一起使用的安全证书、加密方法等)。此外，安全组件616向平台600注册数据源602、认证数据源602、颁发和验证安全证书与tls操作等，以确保每个数据源602和网关610之间的安全通信。例如，每个示例数据源602可以向平台600的安全组件614注册，其中数据源被分配有一种类型(如，batch)、用于身份和认证的证书(如x.509证书)、以及用于流式传输特定类型数据的授权集合。当然，安全组件616可以实施任何期望类型的安全认证和加密技术。此外，用户可以使用一个或多个数据源注册应用604将新数据源602添加或连接到系统600，指定或更改网关610所需的数据源602相关信息(如数据格式、数据协议、通信协议、安全级别、用户认证等)以接收、解码和处理接收到的数据。以此方式，数据源注册组件614结合数据源注册应用604可使用户能够添加新数据源，移除向系统600提供数据的数据源，改变与每个数据源602相关联的类型、格式、安全级别等，和/或向系统600提供其他数据源信息，使系统600能够从相同或不同的数据源602摄取新的、不同的数据或数据类型。102.此外，如图6所示，系统600包括一个或多个微服务620，其在事件流612上操作以处理事件流612中的事件数据。每个微服务620将事件流612中的数据转换为易于可由数据挖掘、数据可视化和数据分析应用消费或使用的不同类型数据；和/或转换事件数据以创建新事件，并将这些新事件放置在事件流612中以供其他微服务620处理或使用。具体地，每个微服务620使用事件流612中的事件数据来执行一个特定的处理活动或动作，并生成新数据以存储于时间序列数据库622和/或分布式图形数据库624中，或生成新事件以放置于事件流612中。微服务620处于系统600的核心，这些微服务620通常彼此独立地操作或执行以处理事件流612中的数据，从而产生新的、更易于理解或使用的数据。每个微服务620可以按时间排序方式(如从第一个到最后一个或以任何其他时间顺序)处理存储于事件流612中每个事件的事件数据，以确定关于事件的更高级别信息，如设备内特定事件的存在(如警报、事件、状态变化、用户交互等)。此外，微服务620随后将该新的更高级别信息作为定时事件存储在时间序列数据库624中，和/或作为一个或多个过程图中的节点存储于分布式图数据库624。此外，一个或多个微服务620可以创建新事件，并在适当的时间排序位置(在新事件发生时或微服务620识别或检测到新事件时)将这些事件放置或存储于事件流612。这些新事件随后可供其他微服务620使用。仅作为示例，微服务620可以执行如图5a描述的上下文知识挖掘器415的任何处理动作。在任何情况下，每个微服务620都是流处理服务，其消费事件流612中的事件，并将这些事件转换为存储在数据库622和/或624中的更高级别数据，或者产生附加事件并将这些事件放置到事件流612。103.微服务620可以预先建立，并且可以使用任意软件在任意处理硬件上执行以实施每个微服务620被创建用于执行的特定服务。每个微服务620可以以任何期望的速率(如以实时或比实时更快的速率操作)循环浏览事件流612中的事件数据，访问、审阅和处理事件流612中的事件数据，并且不同的微服务620可以在事件流612中以不同的速度或在不同的位置操作。此外，任意数量的微服务620可以在任意特定时间运行或执行以访问和处理事件流612的不同部分。因此，可以创建任意数量的不同微服务620，以实现与系统600连接的任意数量的不同数据使用者(如数据可视化、挖掘和分析应用606)所需的事件数据处理。然而，微服务620通常会是一组稳定或相对固定的服务集合，将对事件流612中的数据进行连续操作，因此可以高效地管理系统600的工作能源和存储器需求。尽管如此，随着新的数据分析、数据挖掘和数据可视化应用606连接到系统600或被设计为由系统600支持，新的微服务620可以在系统600中被创建、存储和执行。一般而言，微服务可能与作为图5a中上下文知识挖掘器415的一部分执行的应用或服务相同或类似。并且，如上所述，微服务620可以将转换后的事件数据存储于时间序列数据库622和/或分布式图形数据库624中。104.可以理解的是，数据库622和624都存储有事件(或其他数据)的上下文知识，这些上下文知识使得不同的事件能够以某种方式相互关联，例如以时间的形式，通过工厂区域、单元、装置、控制器方案、逻辑元件或其他工厂设备或逻辑指定，通过过程变量，通过一个或多个参数、数值、状态等，通过用户，通过制造商，通过属性，通过数值，通过报警或报警类别，通过过程层次结构，通过控制层次结构，或通过工厂数据内或与工厂数据相关的任何其他可识别的上下文类别。一般而言，时间序列数据库622主要使用时间相关性(如与事件相关联的时间)来存储数据，而图形序列数据库624使用定义过程或过程工厂中各元素之间相互关系的过程或其他图形将数据作为图形数据存储。105.更具体地，时间序列数据库622是存储和包含由微服务620确定和检测的基于时间的遥测数据的数据库，而分布式图形数据库624是存储图形数据(具有互连节点的图形)的数据库，该图形数据反映了由过程图形组件626存储并提供的一个或多个图形模型所定义的数据(在节点中)之间的关系。一般而言，图形数据库中的数据通过各种预定义关系组织或连接，因此，图形数据库中的每个节点通过各种预定义关系与数据库中的一个或多个其他节点被包含、包含或相关。这些预定义关系可以由过程图组件626提供的或在过程图组件626中的一个或多个过程图存储或定义。换句话说，数据库624中创建的每个图形都是通过将复杂实体和关系编码为一组节点和边而构建的知识图。该知识图通过使系统600能够按照域的要求连接数据，实现了系统的灵活性；通过在图中实施更高数量级的遍历事实和高度连接数据的查询，实现了系统更好的查询性能；通过使高质量的软件更新易于实现，实现了系统的敏捷性；分布式图形解决方案能够水平扩展，实现了系统的可扩展性。106.如上所述，可以使用或提供一个或多个过程图模型生成器应用608，供用户定义各种不同的过程图或过程模型：1)定义过程中组件和数据之间的关系，2)定义用于在图形数据库624中构建图形的过程图模型。更具体地，过程图生成器服务608允许用户创建模型以将存储于图形数据库624中的数据连接，并将其上下文化。因此，过程图生成器608是一种能够使最终用户创建综合模型以连接并上下文化通过平台600的原始数据流的服务。在一些示例中，可用的过程模型可包括一个或多个过程硬件层次结构、过程工厂布局、过程控制软件层次结构等。通过引入plm解决方案和推进，这些概念可扩展为不仅向过程数据添加上下文，例如：简单的配方编写、企业配方管理、技术转让，以及迁移到其他mes解决方案。在一个示例中，过程图生成器服务608可用于创建高级流程图，该流程图连接或提供流经系统的事件之间的关系，例如：物料交易、电子签名、设备清洗、批次、过程数据、报警和事件、排程更改等，进而定义工厂和控制环境中发生的事件之间的各种关系。107.此外，系统600包括一个或多个应用接口(api)630，外部用户可通过该应用接口访问时间序列数据库622和分布式图形数据库624中的数据，以用于任何需要的数据可视化、数据挖掘或数据分析应用。当然，应用编程接口630可设计为或配置为提供对数据库622和624中的任意或所有数据的任意级别的访问，并且可以加强数据库622和624中的数据的安全性和访问权限。api630支持任意所需类型和数量的数据可视化应用606。具体地，数据可视化应用606使用应用编程接口630来查询数据库622和624中的数据，并将该数据用于任意目的。例如，数据可视化应用606可以以仪表板的形式呈现实时数据，并且这些仪表板可以由用户自定义。进一步地，可以提供诸如powerbi的报告构建器，其使用restapi连接到系统600以访问随后用于生成报告的数据。用户可以使用系统600或powerbi和tableau等工具提供的组件自定义仪表板。当然，数据可视化应用606可以执行任何期望类型的数据处理、挖掘、分析或数据可视化服务，如上文图5b中的数据使用应用和/或系统。108.进一步地，系统600还包括任务引擎640，可用于管理要求进行用户交互的事件。也就是说，存储或放置于事件流612中的一些事件可能出于某种原因要求或需要用户交互以完善或更改事件内的数据，如数据不完整或错误或出于某种其他原因。通常，任务引擎640提供一个用户(如数据管理器)来实现对事件流612内数据的直接访问和更改/添加/删除。109.此外，在一种实施方式中，设备600可用于启用外部数据处理应用(如高级数据分析应用)，以对来自工厂的数据执行分布式数据处理和数据挖掘。更具体地，一个或多个分布式数据分析应用650可以使用事件流612执行对事件流612中各种不同数据的多种类型的数据处理，如分析数据处理，并将已处理数据(或与已处理数据相关联的事件和动作)放回事件流612以供其他数据分析应用650使用。例如，各种不同的数据管道应用，如通过引用明确并入本文的名称为“regionalbigdatainprocesscontrolsystems”的美国专利no.10,168,691和名称为“datapipelineforprocesscontrolsystemanalytics”的美国专利no.10168691中所述的应用，其可将数据放入事件流612，并可以某种预定顺序访问事件流612中的数据，以按照美国专利nos.9,823,626和10,168,691中描述的方式执行分布式数据分析。然而，在这种情况下，系统600内的事件流612是或提供在美国专利nos.9,823,626和10,168,691中描述的应用间数据通信函数，用于协调到达由合适的数据分析应用实现的各种不同处理状态或阶段的数据。如图6所示，一个或多个数据分析应用650可以向事件流612提供已处理数据，并使用事件流612中的数据，以美国专利nos.9,823,626和10,168,691中描述的任意方式执行分布式数据分析。110.具体而言，一个或多个外部数据分析应用650a可以对从一个或多个任意类型的外部数据源直接获得的数据进行处理，并将已处理数据提供给事件流612，其中，已处理数据的形式包括：中间数据(某种中间形式的分析处理数据)，数据处理管道中的下一个函数(分析应用)需要对中间数据执行的计算和动作。这些动作可能包括由下一个或下游分析应用对数据执行的方法或功能、数据上的元数据、对中间或已处理数据或计算的描述等。此外，中间数据可以包括放置于事件流612上的数据模型或其他描述，使得事件流612的其他用户能够理解或解释该数据。数据源650a(其是如上所述的数据源602的具体示例)是注册数据源602，其向网关610提供已处理数据、函数和动作(以及任何伴随元数据)，然后网关610将该数据或信息作为单独事件置于事件流612中。当然，微服务520可以以任何期望的方式对该数据(事件数据)进行操作。然而，更进一步地，一个或多个其他外部数据分析应用650b-650n可以连接到系统600，更具体地，可以连接到事件流612，以从事件流612获取事件数据，对该事件数据执行附加处理，并再次以中间数据的形式、需要对该数据执行的计算和操作将新的或更充分处理的数据作为新事件放置于事件流612中。这样，事件流612用作各种不同数据分析应用650之间的通信路径，使得应用650能够以预定顺序和/或方式执行分布式数据分析。111.重要的是，数据分析应用650可以被授予通过一个或多个单独的外部通信端口或路径或连接访问事件流612的权限，因此，应用650可以在事件流612中的任何适当位置放置新事件(以便为可能使用该新事件数据的下一个数据分析应用650进行事件数据的时间排序)。在需要的情况下，数据源注册和安全组件614和616使用一个或多个数据源注册应用604以上述方式对每个数据分析应用650a-650n进行验证和注册。此外，数据分析应用650a-650n可在任何外部设备或系统中存储和执行，包括任何厂内或厂外计算机系统。类似地，任务引擎640可用于编排数据分析应用650放入事件流612中的事件的顺序，以创建有效的事件通信管道，通过该管道将一个分析应用650的数据(中间数据、计算和动作)以适当的顺序提供给另一个分析应用650。同样地，每个数据分析应用650的输出可以作为单独事件放入事件流612，使这些事件(及其底层数据)可供微服务620分析或使用，并最终用作在数据库622和624中创建和存储的事件数据，通过apis630支持其他数据挖掘、分析和数据可视化应用606。112.在任何情况下，可以理解的是，系统600，尤其是系统600的事件流612，可用于执行数据处理以实现易用性数据可视化、数据挖掘和数据分析，并且提供数据存储和通信结构以便在基于分布式数据管道的数据分析平台中使用。113.可以理解的是，图6中描述的系统600尤其是一个独特且有益的平台，用于执行综合的数据可视化、数据挖掘和数据分析。具体而言，平台或系统600提供了一种云架构，其中，术语“云”指的是一种环境，该环境提供对共享的可配置计算资源池(即网络、服务器、存储空间、应用和服务)的按需网络访问，其中的资源池可以以最小的管理工作量快速调配和发布。此外，该系统可以在本地部署、在受支持的云提供商上部署或作为混合解决方案部署。114.进一步地，系统600还为数据采集、挖掘、可视化和分析提供了一个响应迅速、灵活且有弹性的解决方案。通常，系统600是响应迅速的，这是其可用性的基石，因为系统600是基于快速且一致的响应时间来提供始终如一的服务质量。此外，系统600是一种灵活的解决方案，其通过增加和减少资源来响应输入的变化，从而在不同的工作负载下保持响应。并且，系统600是一种弹性的解决方案，因为其在面对故障时仍然保持响应。115.此外，系统600还提供与相邻应用的简单实时集成。具体而言，系统600实施一种本机低延迟机制，将mes功能与其他现有的工厂应用和系统集成，如控制系统(连续和批次控制)、erp系统、lims系统以及其他相邻应用，易于基于时间进行配置、修改和维护，并允许在上下文中引入新的数据源而无需新的解决方案。116.同样地，系统600是一个通用工作流引擎，其包括一个工作流执行引擎，能够为各种用户对制造过程、资产和/或离散任务进行建模，为最终用户提供弹性体验，同时提供与mes功能的本地集成，为用户提供类似本地体验。此外，系统600通过捕获代表过程“脉冲”的连续事件流，通过提供所有数据可视化、挖掘和分析应用使用的单一版本的事实(即，通过持有代表真实单一事实来源的事件滚动窗口)，提供对过程环境最新或最近的见解。系统600由于支持自动近实时处理连续流，允许以毫秒为单位的响应时间，因此可提供更快的反应。并且，系统600通过合并更简单的体系结构，消除了现有各种业务系统之间的定制点对点连接，从而解开了目前使用的混乱体系结构。117.此外，系统600为ci/cd提供了最先进的开发(devops)管道。特别地，系统600围绕devops的原则提供了一种体系结构、流程和文化，其实施或支持小批量处理、自动化测试(单元、集成、负载和安全)、数据的持续集成，以及对类似生产环境的持续部署，并且该系统以代码的形式提供基础设施。而且，系统600运行安全且易于管理，因为它包括对安装、安全保护、配置、维护、扩展、故障排除和升级整个方案的简化功能，并且可以为选定的云体系结构和基于web的应用采用或轻松实施最佳安全方案。118.需要注意的是，尽管可以使用任何编程范例来实现系统600，优选地，将构成平台600的所有软件组件配置为在容器中或作为容器运行或执行。并且，这些容器可以由编排引擎管理，该编排引擎使得系统600稳定、高效地运行并且具有高度可伸缩性(如水平伸缩性)。119.当在软件中实施时，本文所述的任何应用、服务和引擎均可存储于任何有形的、非暂时的计算机可读存储器中，如磁盘、激光磁盘、固态存储设备、分子存储设备或其他存储介质，或存储在计算机或处理器的ram或rom中，等等。尽管本文公开的示例系统的其他组件中包括在硬件上执行的软件和/或固件，但应注意，此类系统仅为说明性系统，不应被视为限制性系统。例如，可以设想任意或所有的这些硬件、软件和固件组件可仅以硬件、仅以软件或以硬件和软件的任意组合的形式具体表现。因此，虽然本文描述的示例系统在一个或多个计算机设备的处理器上执行的软件中实现，但本领域普通技术人员容易理解的是，所提供的示例不是实现此类系统的唯一方式。120.因此，虽然本发明已经参考特定示例进行了描述，这些示例仅用于说明而不是限制本发明，但对于本领域普通技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对所公开的实施例进行更改、添加或删除。当前第1页12当前第1页12
再多了解一些
本文用于企业家、创业者技术爱好者查询，结果仅供参考。
