工业自动化视觉化仪表板创建范例

摘要

这里公开了便于与工业自动化环境相关联的应用的视觉化的技术。在至少一个实现方案中，呈现与工业自动化环境中的机器操作相关联的多个数据项。接收多个数据项中的至少一个数据项的用户选择。此外，还接收包括至少一个数据项的显示性质以及识别显示至少一个数据项的位置的位置信息的显示指令。处理显示指令以向应用呈递图形用户接口，其中至少一个数据项根据显示性质被显示并且基于位置信息被定位在图形用户接口中。

说明书

相关申请

本申请要求于2014年12月19日提交的题为“INDUSTRIAL AUTOMATIONVISUALIZATIONDASHBOARDCREATION PARADIGM”的美国临时专利申请No.62/094,536的优先权，其整体内 容通过引用合并于此。

技术领域

本公开的各方面涉及计算硬件和软件技术，具体地，涉及工业自动化 应用。

背景技术

工业自动化环境在工业制造处理期间利用机器。这些机器典型地具有 各种移动部分和随时间连续产生诸如压力、温度、速度和其他度量的操作 数据的其他部件。回顾和监视该操作数据对于牵涉操作工业自动化环境的 方面是极为重要的。

在一些情况下，可以提供操作数据用于显示在多种系统和装置上，诸 如运行独立应用、web浏览器等的笔记型或平板型计算机，以便将信息呈 现给用户。例如，平板型计算机可以通过网络接收操作数据的恒定流并且 诸如通过提供从外部数据源连续接收更新的操作数据的实况码片、图标、 图表、趋势和其他图形表示，动态地显示该信息，外部数据源典型地位于 工业自动化环境中。

发明内容

本文提供了便于与工业自动化环境相关联的应用的视觉化的系统、方 法和软件。在至少一个实现方案中，呈现与工业自动化环境中的机器操作 相关联的多个数据项。接收多个数据项中的至少一个数据项的用户选择。 此外，还接收包括至少一个数据项的显示性质以及识别显示至少一个数据 项的位置的位置信息的显示指令。处理显示指令以向应用呈递图形用户接 口，其中至少一个数据项根据显示性质被显示并且基于位置信息被定位在 图形用户接口中。

提供发明内容以用简化形式介绍下文在具体实施方式中进一步描述 的概念的选择。应当理解，本发明内容并非旨在确认要求保护的主题内容 的关键特征或基本特征，也非旨在用于限制要求保护的主题内容的范围。

附图说明

参照附图可以更好地理解本公开的许多方面。尽管结合这些附图描述 了若干实现方案，但是本公开不限于这里公开的实现方案。相反，旨在涵 盖所有替选方案、修改方案和等效方案。

图1是图示示例性实现方案中的通信系统的操作的框图。

图2是图示示例性实现方案中的计算系统的操作的流程图。

图3-17是图示示例性实现方案中的计算系统的各种操作场景的框图。

图18是图示示例性实现方案中的牵涉工业自动化环境中的计算系统 的操作场景的框图。

图19是图示示例性实现方案中的计算系统的框图。

具体实施方式

以下描述和相关联的图教导了本发明的最佳模式。出于教导本发明的 原理的目的，最佳模式的一些传统方面可以被简化或省略。所附权利要求 指明了本发明的范围。注意，最佳模式的一些方面可能不在权利要求指明 的本发明的范围内。因而，本领域技术人员将认识到落在本发明的范围内 的最佳模式的变型。本领域技术人员将认识到，以下描述的特征可以通过 各种方式组合以形成本发明的多个变型。结果，本发明不限于下文描述的 具体示例，而是仅由权利要求及其等同物限定。

这里公开的实现方案提供了与在计算系统上执行的应用相关联的信 息项的改进的视觉化。在一个实现方案中，与工业自动化环境相关联的应 用可以显示图形用户接口，其示出了与工业操作相关的一个或更多个关键 性能指示(KPI)。例如，图形用户接口可以显示与工业自动化环境中的 机器相关联的操作数据有关的KPI，诸如参数、压力、温度、速度、生产 率或一些其他状态度量。在一些示例中，关于一些KPI的操作数据可以 包括动态图表或趋势、实时视频或一些其他图形内容。

通过与图形用户接口交互，用户可以选择一个或更多个KPI用于由 应用显示，以及识别在画面上显示每个所选择的KPI的位置的位置信息。 在一些实现方案中，用户还可以限定被选择用于显示的每个KPI的尺寸、 形状、显示式样(即，量规、趋势、图表、指示或一些其他显示类型)和 其他性质。通过这种方式，用户能够创建定制的显示画面，其按用户期望 的布置和式样呈现所选择的制造数据。可以保存该定制显示布局，使得如 用户限定的数据的视觉化可以在以后被呈现。当观看用户限定的显示时， 应用可以提供动态KPI数据的“实况馈送”，用于根据用户限定的布置、 式样和其他性质来显示。这种动态数据馈送可以通过应用被连续更新，使 得视觉化显示与每个KPI相关联的最新信息。

现在参照附图，图1图示了通信系统和操作场景，其中计算系统接收 呈递图形用户接口的显示指令以便于与工业自动化环境相关联的应用的 视觉化。图2图示了可以由计算系统执行的视觉化处理。图3-17图示了 根据各示例性实现方案的牵涉计算系统的若干操作场景。图18图示了包 括可用于执行视觉化处理的计算系统的示例性工业自动化环境，以及图 19图示了可用于执行这里描述的任何视觉化处理和操作场景的示例性计 算系统。

现在转到图1，在示例性实现方案中图示了通信系统100的操作场景。 通信系统100包括计算系统101、通信网络120和应用服务器130。计算 系统101和通信网络120通过通信链路121通信，而通信网络120和应用 服务器130通过通信链路131通信。在一些示例中，通信网络120可以包 括可通过本地网络连接访问的前置私有网络或私有云、可通过诸如互联网 的广域网访问的基于公共云的环境、或者任何其他部署方案，包括它们的 组合。

图1中图示了通信系统100的示例性操作，其顺序由数字1至5表示， 但是应当注意，这些步骤可以按照这里描述的任何操作的任何顺序执行。 在该示例中，计算系统101接收诸如关键性能指示以及与工业自动化环境 的操作相关联的其他数据项的内容。计算系统101还接收提供数据项和其 他内容的定制布局的显示指令，除了其他可配置的选项之外，包括要显示 的数据、呈现数据的式样和格式、以及数据项在显示上的位置。计算系统 101随后根据显示指令显示所选择的数据项和其他内容。在至少一个实现 方案中，可以保存各种显示设定和配置，使得用户能够以用户指定的式样 和布置查看所选择的数据项。尽管它们可以保存在计算系统101上，但是 显示设定典型地被传输用于存储在应用服务器130或某种其他数据存储 系统中。通过这种方式，用户可以访问和查看定制的仪表板和显示画面， 用于查看与机器、工业控制器以及工业自动化环境的其他操作相关联的数 据。现将参照图2更详细地描述计算系统101的示例性操作。

图2是图示示例性实现方案中的计算系统的操作200的流程图。图2 中所示的操作200在这里也可被称为视觉化处理200。以下使用圆括号指 示操作步骤。下面的操作200的讨论将参照图1的计算系统101进行以便 说明其操作，但是应当注意，图1中提供的细节仅是示例性的，并非将处 理200的范围限制于图1中所示的具体实现方案。

可以采用操作200来操作计算系统以便于与工业自动化环境相关联 的应用的视觉化。如处理200的操作流程中所示，计算系统101呈现与工 业自动化环境中的机器操作相关联的多个数据项(201)。计算系统101 典型地向用户提供图形用户接口(GUI)以查看计算系统101显示的图形 内容和其他数据并与之交互，并且在一些实现方案中，可以在该GUI上 呈现多个数据项。在一些示例中，多个数据项可以与工业自动化环境的任 何资产相关联，诸如任何机器或机器群组、包括一个或更多个机器控制器 的工业控制系统、工厂的部门或区域、负责工厂区域的人的团队、工作班 次、诸如门或闸的物理障碍、开关、材料、资源、或者工业自动化环境的 任何其他方面。在至少一个实现方案中，计算系统101可以从应用服务器 130或者与工业自动化环境相关联的某种其他数据存储系统取回与机器 操作相关联的数据项，但是数据项也可以本地存储在计算系统101中并且 因此从计算系统101的本地存储系统取回。可由计算系统101呈现的数据 项的一些示例包括操作数据、机器数据、图像、画面图形数据、截屏、视 频数据、声音记录、生产处理、标签数据、控制信息和逻辑、警报、通知、 驱动配置、仪表板、人机接口(HMI)显示画面、关键性能指示(KPI)、 图表、趋势和其他图形内容、仿真数据、版本号、目录、备件清单、维护 /维修日程、与文档的链接、电气图、手册、材料安全数据表、各种操作 过程、包括问题和解决方案的事故报告、谈话副本、以及与工业自动化环 境的操作相关联的任何其他信息。数据项也可以包括一天中或工作班次期 间的机器停机次数、整体设备效率(OEE)的总结、关键性能指示的总结、 在工作班次中或者在某个其他时段连接到资产的用户的数目、对资产配置 的修改、定制报告、以及与工业自动化环境相关联的任何其他统计或相关 数据。

计算系统101接收多个数据项中的至少一个数据项的用户选择 (202)。典型地，至少一个数据项的用户选择包括用户期望在定制显示中 查看的与工业自动化环境相关联的内容。所选择的数据项可以包括以上描 述的任何数据项或者与工业自动化环境相关联的任何其他内容或信息。如 上文讨论的，用户典型地从计算系统101呈现的多个数据项中选择。例如， 可用数据项的列表可以显示在GUI上以便于接收至少一个数据项的用户 选择。然而，在一些实现方案中用户可以通过手动识别一个或更多个数据 项来提供它们的用户选择。

计算系统101接收包括至少一个数据项的显示性质以及识别至少一 个数据项的显示位置的位置信息(203)。在一些实现方案中，可以从计算 系统101的用户接收显示指令。然而，在至少一个实现方案中，显示指令 可以被预先存储并且由计算系统101从应用服务器130或者某种其他网络 存储系统接收，或者从计算系统101的本地存储系统接收。显示指令包括 所选择的数据项的显示性质以及识别显示数据项的位置的位置信息。数据 项的显示性质可以包括用户期望用于显示数据项的任何选项和设定。例 如，显示性质可以包括关于至少一个数据项的指示的类型，诸如量规、仪 表、趋势、图表、指示灯、颜色、图标、图形、值框、表格、报告、或者 任何其他指示类型。显示性质也可以指明与数据项的显示相关的其他信 息，诸如值源、描述、说明、最小和最大值、数据范围、数据单位、数据 格式、准确度、显示尺寸、取向、以及数据项的任何其他可配置的显示性 质。显示指令还包括识别将数据项显示在显示上的位置的位置信息。例如， 用户可以按照便于快速搜集显示中呈现的信息的任何期望布置在显示上 定位数据项。位置信息可以被存储成坐标、显示空间的百分比、或者提供 位置信息的任何其他数据格式。其他显示性质、位置信息和附加数据可以 包括在显示指令中并且在本公开的范围内。

计算系统101处理显示指令以将图形用户接口呈递给应用，其中至少 一个数据项根据显示性质被显示并且基于位置信息定位在图形用户接口 中(204)。在一些实现方案中，计算系统101呈递的图形用户接口包括仪 表板，其根据指定的显示指令呈现工业自动化环境的选定数据项用于用户 查看。在至少一个实现方案中，计算系统101利用机器操作的动态性能数 据连续更新数据项，这可以被设定为缺省行为或者在显示指令中配置。在 一些实现方案中，显示指令可以包括将显示分成至少两个部分的指令，使 得当处理显示指令以向应用呈递图形用户接口时，计算系统101将图形用 户接口的显示分成至少两个部分。显示指令中识别的各数据项随后可以根 据位置信息被定位在两个或更多个部分中。

有利地，通过处理显示指令，计算系统101呈递图形用户接口，其包 括根据位置信息布置的用户选择的数据项并且具有如显示指令中限定的 显示性质。通过这种方式，用户能够设计和查看选定数据项的定制显示， 使得用户能够容易地监视重要的工厂数据和机器操作，导致提高的生产力 和改进的用户体验。现将参照图3至17讨论说明这里公开的技术的各种 可能的实现方案的、用户与计算系统的图形显示交互的一些示例。

图3是图示示例性实现方案中的牵涉计算系统300的操作场景的框 图。在该示例中，图形显示301包括触摸屏，其显示用于用户交互的图形 用户接口并且经由用户在触摸屏的表面上的触摸接受来自用户的输入命 令。然而，在其他示例中可以通过多种不同的技术提供用户输入，诸如利 用键盘输入文本命令、点击鼠标指针、说出语音命令、或者任何其他用户 输入机制。

在图3中，在计算系统300的触摸屏上示出使得用户能够组成和编辑 定制显示的示例性接口，其标为“创建新的显示”。在一些实现方案中， 用户可以典型地通过选择选项来访问该显示创建接口以创建新的显示。

在该示例中，显示构成器接口包括两个部分，分成左手侧的菜单和右 侧的显示构成器，尽管在其他实现方案中这些窗口可以呈现在画面上的任 何位置。左手窗格中的菜单提供各种模型和工具(widget)，其提供操作 数据项的视觉化，并且右手窗格中的构成器部分提供空白画布，其可用于 按照用户期望呈现的样子布置数据项。如左手侧所示，用户可以从工具的 列表或模型的列表中选择，并且通过左手侧菜单的底部处的标为“模型” 和“工具”的选项卡来选择这些列表。在图3中，选择了“工具”选项卡， 其向用户提供若干不同的显示项目。具体地，用户可以从“工具”列表中 选择指示、值框、量规、趋势、查询表格、电子表格报告、结构化查询语 言服务器报告服务(SSRS)报告、趋势报告和XY图线报告。在一些示 例中，当选择“工具”选项卡时也可以示出附加类型的报告、图表和其他 数据类型并且可用于用户选择，但是为了清楚起见在图3中没有示出。

为了开始设计定制显示或仪表板，用户可以将在左手侧菜单上的“工 具”菜单中列出的一个数据类型拖拽到右手侧的显示画布，使选定类型的 空白工具呈现在显示构成器中。用户随后典型地向该空白工具分配特定的 数据源，诸如特定机器的泵速度，或者任何其他值。除其他功能之外，通 过重新确定工具的尺寸，限定定制显示属性和其他性质以及将工具定位在 显示画面的期望区域中，用户可以进一步定制显示。在图4和5中示出了 用户从左手“工具”菜单选择并拖拽到右手侧设计画布的各种空白工具的 示例。

图4提供了用户从“工具”选项卡进行选择的示例，其在显示构成器 窗格中创建了空白工具，用户可以向其分配来自特定的机器、模型或者工 业自动化环境中的任何其他资产的值。在图4中，用户将“指示”从左手 的“工具”选项卡拖拽到右手的设计空间，导致如计算系统400上的显示 设计画布的左上位置所示的空白指示工具。在主显示构成器窗格中的“指 示”工具右侧，用户设置了来自左手的“工具”菜单的空白“值框”项。 图形显示401中呈现的值框不显示值，因为用户仍未向值框分配值。作为 将“量规”项从左手的“工具”菜单拖拽到右手的设计空间的结果，在主 显示构成器窗格的底部示出了空白量规工具。再一次地，用户仍未向量规 分配值，因此量规显示无数据而非显示实际值。

图5图示了计算系统500的图形显示501。在图形显示501中，用户 将空白“趋势”图从左手的“工具”菜单拖拽到右手的显示设计画布。趋 势图是空白的，因为用户仍未分配值。通过将期望的工具拖拽到右手侧的 设计窗格并且分配适当的值，用户可以在“工具”选项卡下的选项中相似 地添加查询表格、电子表格/SSRS报告、趋势报告、XY图线报告或者所 列出的任何其他工具。通过这种方式，用户能够创建完全定制的显示和仪 表板，用于按照用户期望的式样和布局查看与工业自动化操作相关联的动 态数据。

现在参照图6，在示例性实现方案中图示了牵涉计算系统600的另一 操作场景。在该示例中，用户选择了在图形显示601的左手侧窗格的底部 的标有“模型”的选项卡，而非如图3、4和5中所示的“工具”选项卡。 “模型”选项卡提供特定机器或模型的各种信息和数据值。在“一般”标 题下，呈现关于模型的各种识别信息，诸如模型名称和描述。该示例中的 模型名称标为“Extruder001”，其指示其下列出的信息与“Extruder001” 机器模型相关联。在其他示例中用户可以选择关于工业自动化环境中的不 同机器和其他资产的其他模型。在“标签”标题下，呈现各种数据值，诸 如机器是否接收到起动命令、液压、冲程长度、贮存料位、刀具位置、批 号、件号、每批缺陷数目等。当然，所显示的数据值的数目和类型将根据 所选择的模型或机器的类型而不同；图6中所示仅是示例性的。

在该示例中，用户将关于“液压”的量规拖拽到右手侧的显示设计窗 格。通常，将值从左手侧拖拽到右手侧将导致通过兼容的工具视觉显示该 值。在该示例中，“液压”值具有量规的缺省工具类型，但是用户能够编 辑工具的性质以从兼容工具的列表中选择不同的显示类型，诸如指示、值 框、趋势图或者任何其他类型的视觉化元素。

现在参照图7，在示例性实现方案中图示了牵涉计算系统700的另一 操作场景。在该示例中，用户将量规放置在右手侧的构成器部分上，并且 通过选择量规访问了选项菜单。如图7的图形显示701中所示，选项菜单 使得用户能够选择量规的性质、除了能够显示信息的量规之外的兼容工具 的列表，创建新的量规，竖直划分设计窗格，水平划分设计窗格，或者删 除量规工具。在该示例中，用户选择了“新的量规”选项，其提供可用量 规的子菜单，诸如速度计、外部速度计、体积单位计、具有量程的速度计 以及具有量程的外部速度计。当然，这些量规选项仅是示例性的，并且其 他类型的量规是可能的并且在本公开的范围内。然而，不同从该菜单创建 新的量规，用户从下拉菜单中选择“性质”选项以调整图7中呈现的量规 的性质，图8中示出了其结果。

图8图示了示例性实现方案中的牵涉计算系统800的另一操作场景。 在该示例中，用户选择了关于呈现在如上文参照图7讨论的显示构成器设 计空间中的量规的“性质”选项。在图形显示801上显示的性质窗口中， 用户能够设定量规的各种属性。例如，当前设定量规的值以接收来自模型 的数据，但是如果期望，则用户能够改变值以指向不同的数据源。用户还 可以为量规添加说明，诸如量规正在显示的值的描述，并且可以进一步选 择是否应显示说明。此外，用户可以通过将值输入到最小和最大值框来设 定量规的量程。当然，除其他因素之外，性质窗口中示出的选项的数目和 类型将根据所选择的工具的类型以及由该工具表示的数据项而不同。针对 图8中的量规示出的性质仅是示例性的。

现在参照图9，在示例性实现方案中图示了牵涉计算系统900的另一 操作场景。在该示例中，用户创建了更为先进的定制仪表板显示。用户对 右手侧的设计窗格进行竖直和水平划分，创建两个较窄的竖直单元上方的 宽的水平单元。顶部的单元包含两个量规，设定为显示贮存料位和外部速 度。这些量规还被重新确定尺寸以适合显示顶部处的较小的水平单元。下 面的左手侧单元显示较大的量规，其指示刀具位置，而下面的右手侧单元 显示贮存料位。注意，在下面右手侧单元中示出贮存料位的量规提供了与 在最顶部的水平单元中示出贮存料位的量规相同的信息，然而是以更大的 尺寸更详细地提供的。通过如图9的图形显示901上所示将量规布置在各 个单元部分中，用户有效地创建用于查看关于“Extruder001”模型的信 息的定制仪表板。

图10图示了示例性实现方案中的牵涉计算系统1000的一个操作场 景。如图10的图形显示1001上所示，用户从左手侧的“标签”菜单选择 “起动命令”并且将关于起动命令的指示设置在显示构成器部分的左上 角。起动命令向用户通知机器是否正在运行，并且除其他选项之外，可以 包括用户可限定的性质以根据运行状态改变指示的颜色。除了“起动命令” 指示之外，用户可以将关于模型描述的值框拖拽到主设计窗格的右上角， 其显示“压出机”。在“起动命令”指示和模型描述文本框下面，用户设 置了关于用户从左手侧的“标签”菜单中选择的“刀具位置”值的趋势图。 图10的趋势图指示随时间的刀具位置。

图11图示了示例性实现方案中的牵涉计算系统1100和图形显示1101 的一个操作场景。除了如图10中所示的“起动命令”指示和模型描述之 外，图11示出了与图10相同的关于刀具位置的趋势图，在该示例中不同 之处在于，用户还将“贮存料位”值拖拽到趋势图，使得随时间的贮存料 位值也图形显示在趋势图上。“贮存料位”由呈现在趋势图上的虚线表示。 该组合的趋势图使得用户能够在同一图上同时以图形方式查看两个数据 项。用户可以继续将期望的多个值添加到该趋势图，并且该应用将一起按 趋势显示所有包括的值。

图12图示了示例性实现方案中的牵涉计算系统1200的一个操作场 景。图12的图形显示1201示出了具有标为“贮存料位”和“刀具位置” 的两个量规的新的显示。关于“贮存料位”的量规是圆形量规，具有范围 从0到25英尺的值。关于“刀具位置”的两个是线性仪表，具有范围从 0到20米的值。各种其他式样的量规和仪表是可能的并且在本公开的范 围内。

图13A图示了示例性实现方案中的牵涉计算系统1300的一个操作场 景。图13A提供了用户将图形显示1301的右手侧的设计窗格划分成多个 较小的单元的另一示例。在该示例中，用户将显示划分成沿顶部的三个单 元和它们下面的单个单元。沿顶行的最左侧的单元包括“起动命令”工具， 其指示车间中的“Extruder001”机器的操作状态。顶部单元行中的中间 单元包括关于“冲程长度”的量规，并且沿顶行的右手侧的单元示出了显 示“贮存料位”的量规。在底部单元中，用户包括显示“液压”的量规。 尽管创建了定制显示，但是用户可以按照期望将显示划分成多个单元，并 且可以重新确定单元的尺寸以在每个单元中容纳更多或更少的工具，或者 以更大或更小的尺寸显示工具。现将参照图13B和13C阐明用户以这种 方式重新确定单元的尺寸的效果。

图13B图示了与图13A相似的示例性实现方案中的牵涉计算系统 1300的一个操作场景，不同之处在于用户将顶行中的中间单元的尺寸重 新确定成较窄的。在该示例中，使顶行中的中心单元缩窄的结果是其中包 含的“冲程长度”量规也被自动地重新确定尺寸以适合较窄的单元。此外， 在图13A和图13B上“贮存料位”和“液压”量规显示不同的值，这是 因为应用连续接收在机器操作期间恒定改变的更新值，并且这些动态值可 以实时地(或者根据信号传送延迟接近实时地)显示在量规上。

图13C图示了与图13B相似的示例性实现方案中的牵涉计算系统 1300的一个操作场景，不同之处在于用户再次重新确定顶行中的中间单 元的尺寸使之比图13B更窄。在该示例中使顶行中的中心单元缩窄的结 果是现在不再存在足以在单元中显示量规的图形表示的空间。作为替代， 在中心单元中仅示出了数值和标注或描述(即，“冲程长度”)。事实上， 每个工具图形类型具有用于显示图像的最小单元尺寸阈值，并且一旦用户 将单元尺寸减小到该阈值以下，则应用不再显示工具的图像而是仅显示数 据值。该重新确定尺寸行为使得用户能够在定制显示仪表板上装配更多的 信息，为用户提供了如何呈现信息的大量控制。如现将参照图14讨论的， 用户随后可以保存显示设计以备以后查看。

图14图示了示例性实现方案中的牵涉计算系统1400的一个操作场 景。图14示出了可以呈现在计算系统1400的图形显示1401上的两个不 同的显示画面。标为“查看状态1405A”的图14的左手侧的显示示出了 题为“保存新的显示”的对话框，使得用户能够保存定制仪表板设计以备 以后查看。用户将显示的名称输入为“Extruder001显示”。用户还可以 添加显示的描述，在该情况下用户将其描述为“用于Extruder001的显 示”。在该示例中，向用户呈现将显示设定为偏好、将显示标记为公共的 或私有的、以及选择是否在入口示出显示的选项。如果用户将显示设定为 偏好，则在偏好显示列表中使该显示优先。在被选择时，私有选项使得用 户能够将显示标记为仅用于私人使用，但是在显示被设定为公共的情况 下，许多授权用户可以查看。一旦用户选择了期望的选项，则用户可以保 存显示，在该情况下这可以通过选择画面左下侧的“保存”图标来实现。

在该示例中，选择在入口示出显示的选项导致该显示呈现在显示列表 中。该显示列表在图14的右手侧的“显示入口”对话框中示出，标为“查 看状态1405B”。因此，题为“Extruder001显示”的新保存的显示现在示 出在“显示入口”下的显示列表中。用户现在可以从该列表选择 “Extruder001显示”以便查看用户限定的画面布局中呈现的当前数据。 现将参照图15-17讨论在用户设计定制的显示外观之后应用如何呈现显示 用于用户查看的一些示例。

图15图示了示例性实现方案中的牵涉计算系统1500的一个操作场 景。在图15中，用户先前使用如上文参照图3-14讨论的显示构成器功能 创建并保存了题为“Extruder001显示”的显示。在该示例中，用户选择 查看“Extruder001显示”，其随后在图15的图形显示1501中示出。用 户创建的“Extruder001显示”具有四个单元，其中显示被划分成沿顶部 的三个单元和它们下面的单个单元。沿顶行的最左侧的单元包括“起动命 令”工具，其指示车间中的“Extruder001”机器的操作状态。顶部单元 行中的中间单元包括关于“冲程长度”的量规，并且沿顶行的右手侧的单 元示出了显示“贮存料位”的量规。在底部单元中，用户包括显示“液压” 的量规。当在不同尺寸的显示画面上查看该显示时，显示可以自动地重新 确定尺寸以适合不同的分辨率、高宽比或者不同画面的其他显示性质。现 将参照图16和17讨论在不同尺寸的画面上查看显示的效果。

图16图示了示例性实现方案中的牵涉计算系统1600的一个操作场 景。如图形显示1601上所示，呈现题为“样本显示”的显示以备用户查 看。该显示具有两个单元，顶部的单元具有五个“起动命令”工具并且底 部的单元包含显示“液压”的量规。在该示例中，计算系统1600包括宽 的显示画面，其容纳要显示在水平行中的五个“起动命令”指示。现将参 照图17讨论将该同一“样本显示”显示在更窄的画面尺寸上的效果。

图17图示了示例性实现方案中的牵涉计算系统1700的一个操作场 景。该示例提供了与图16的计算系统1600上所示相同的“样本显示”， 但是在该示例中，计算系统1700包括更窄的物理显示画面。如图形显示 1701上所示，更窄的画面尺寸使得重新确定显示的单元的尺寸以适合更 小的画面空间。单元中的工具也被重新确定尺寸以适合更窄的单元的边 界。例如，在顶部单元中，“起动命令”指示被自动地重新确定成比图16 中所示更小的尺寸，并且还被重新布置以显示成两行而非一行，三个图标 呈现在顶部的行中，两个指示呈现在底部的行中。有利地，当用户查看显 示时的这种自动的重新确定尺寸的行为提供了针对用户可能利用的不同 的显示设备的较大的自适应能力。

回到图1，计算系统101包括处理系统和通信收发器。计算系统101 还可以包括其他部件，诸如用户接口、数据存储系统和电源。计算系统 101可以驻留在单个设备中或者可以跨多个设备分布。计算系统101的示 例包括移动计算设备，诸如蜂窝电话、平板型计算机、膝上型计算机、笔 记型计算机和游戏设备，以及任何其他类型的移动计算设备和它们的任何 组合或变型。计算系统101的示例还包括桌面型计算机、服务器计算机和 虚拟机，以及任何其他类型的计算系统、变型或它们的组合。在一些实现 方案中，计算系统101可以包括能够以类似服务器的方式操作的移动设 备，其除了其他用途之外，可以用在无线网状网络中。

通信网络120可以包括多个网元，诸如路由器、网关、通讯交换机、 服务器、处理系统或者用于提供通信和数据服务的其他通信设备和系统。 在一些示例中，通信网络120可以包括无线通信节点、电话交换机、互联 网路由器、网络网关、计算机系统、通信链路或者某种其他类型的通信设 备，包括它们的组合。通信网络120还可以包括光网络、异步传输模式 (ATM)网络、分组网络、无线网状网络(WMN)、局域网(LAN)、城 域网(MAN)、广域网(WAN)或者其他网络拓扑、设备或系统，包括 它们的组合。通信网络120可以被配置成通过金属链路、无线链路或光学 链路通信。通信网络120可以被配置成使用时分复用(TDM)、互联网协 议(IP)、以太网、光学联网、无线协议、通信信令、通过蓝牙的点对点 联网、蓝牙低能量、Wi-Fi直连、近场通信(NFC)或者某种其他的通信 格式，包括它们的组合。在一些示例中，通信网络120包括另外的接入节 点和相关联的设备，用于跨大的地理区域向若干计算机系统提供通信服 务。

应用服务器130可以表示其上可以适当地实现这里公开的技术或其 变型的任何计算装置、一个或更多个系统。应用服务器130包括处理系统 和通信收发器。应用服务器130还可以包括其他部件，诸如路由器、服务 器、数据存储系统和电源。应用服务器130可以驻留在单个设备中或者可 以跨多个设备分布。应用服务器130可以是分立的系统或者可以集成在其 他系统内，包括通信系统100或自动控制系统内的其他系统。应用服务器 130的一些示例包括桌面型计算机、服务器计算机、云计算平台和虚拟机， 以及任何其他类型的计算机系统、变型或者它们的组合。在一些示例中， 应用服务器130可以包括可编程逻辑控制器(PLC)，可编程自动化控制 器(PAC)，网络交换机，路由器，交换系统，分组网关，认证、授权和 记账(AAA)服务器，计费系统，网络网关系统，互联网接入节点，数 据服务器，数据库系统，服务节点，防火墙或者某种其他的通信系统，包 括它们的组合。在一些实现方案中，PLC、PAC和/或PLC机架内的特定 模块可以为应用服务器130提供这里描述的一些或所有功能。

通信链路121和131使用金属、空气、空间、诸如玻璃或塑料的光纤、 或者某种其他材料作为传送介质，包括它们的组合。通信链路121和131 可以使用各种通信协议，诸如TDM、IP、以太网、电话、光学联网、混 合光纤同轴(HFC)、通信信令、无线协议或者某种其他的通信格式，包 括它们的组合。通信链路121和131可以是直接链路或者可以包括中间网 络、系统或设备。

现在转到图18，示出了图示示例性实现方案中的工业自动化环境 1800的框图。工业自动化环境1800提供了可用于实现这里公开的视觉化 处理的工业自动化环境的示例，但是也可以使用其他的环境。工业自动化 环境1800包括计算系统1810、机器系统1820、工业控制器1825、数据 库系统1830和应用集成平台1835。机器系统1820和控制器1825通过通 信链路通信，控制器1825和数据库系统1830通过通信链路通信，数据库 系统1830和应用集成平台1835通过通信链路通信，并且应用集成平台 1835和计算系统1810通过通信链路通信。注意，在大部分工业自动化环 境中将典型地存在更多的机器系统，但是为了清楚起见限制了图18中所 示的机器系统的数目。

工业自动化环境1800包括汽车制造厂、食品加工厂、石油钻井作业、 微处理器制造厂或者某种其他类型的工业企业。机器系统1820可以包括 传感器、驱动器、泵、过滤器、钻头、电机、机器人、制造机器、研磨机、 打印机或者任何其他工业自动化设备，包括它们的相关联的控制系统。控 制系统包括例如工业控制器1825，其可以包括自动化控制器、可编程逻 辑控制器(PLC)、可编程自动化控制器(PAC)或者自动化控制中使用 的任何其他控制器。此外，机器系统1820可以包括其他工业设备，诸如 酿酒厂中的酿造锅、煤或其他资源的储备或者可以驻留在工业自动化环境 1800中的任何其他元件。

机器系统1820随时间连续产生操作数据。操作数据指示机器系统 1820的当前状态，诸如参数、压力、温度、速度、能量使用、操作设备 效率(OEE)、平均故障间隔时间(MTBF)、平均维修时间(MTTR)、 电压、吞吐量、时间、储罐料位或者任何其他性能状态度量。操作数据可 以包括动态图表或趋势、实时视频或者某种其他图形内容。机器系统1820 和/或控制器1825能够典型地经由通信网络，通过通信链路将操作数据传 送到数据库系统1830、应用集成平台1835和计算系统1810。数据库系统 1830可以包括盘、带、集成电路、服务器或者某种其他存储器设备。数 据库系统1830可以驻留在单个设备中或者可以在多个存储器设备之间分 布。

应用集成平台1835包括处理系统和通信收发器。应用集成平台1835 还可以包括其他部件，诸如路由器、服务器、数据存储系统和电源。应用 集成平台1835提供了应用服务器130的示例，尽管服务器130可以使用 替选配置。应用集成平台1835可以驻留在单个设备中或者可以跨多个设 备分布。应用集成平台1835可以是分立的系统或者可以集成在其他系统 内，包括工业自动化环境1800中的其他系统。在一些示例中，应用集成 平台1835可以包括由罗克韦尔自动化公司提供的VantagePoint服务器。

在计算系统1810的机器系统1820、工业控制器1825、数据库系统 1830、应用集成平台1835和通信接口1808之间籍其交换数据的通信链路 可以使用金属、空气、空间、诸如玻璃或塑料的光纤、或者某种其他材料 作为传送介质，包括它们的组合。通信链路可以包括多个网元，诸如路由 器、网关、通讯交换机、服务器、处理系统或者用于提供通信和数据服务 的其他通信设备和系统。这些通信链路可以使用各种通信协议，诸如 TDM、IP、以太网、电话、光学联网、分组网络、无线网状网络(WMN)、 局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)、混合光纤同轴(HFC)、 通信信令、无线协议、通信信令、通过蓝牙的点对点联网、蓝牙低能量、 Wi-Fi直连、近场通信(NFC)或者某种其他的通信格式，包括它们的组 合。通信链路可以是直接链路或者可以包括中间的网络、系统或设备。

计算系统1810可以表示其上可以适当地实现这里公开的视觉化处理 或其变型的任何计算装置、一个或更多个系统。计算系统1810提供了在 一些实现方案中可用作服务器或客户端设备的计算系统的示例，尽管这些 设备可以具有替选配置。计算系统1810的示例包括移动计算设备，诸如 蜂窝电话、平板型计算机、膝上型计算机、笔记型计算机和游戏设备，以 及任何其他类型的移动计算设备和它们的任何组合或变型。计算系统 1810的示例还包括桌面型计算机、服务器计算机和虚拟机，以及任何其 他类型的计算系统、变型或它们的组合。在一些实现方案中，计算系统 1810可以包括能够以类似服务器的方式操作的移动设备，其除了其他用 途之外，可以用在无线网状网络中。

计算系统1810包括处理系统1801、存储系统1803、软件1805、通 信接口1808和用户接口1809。处理系统1801操作地与存储系统1803、 通信接口1808和用户接口1809耦接。处理系统1801从存储系统1803加 载并且执行软件1805。软件1805包括应用1806和操作系统1807。在一 些示例中应用1806可以包括视觉化处理200。通常在被计算系统1810， 特别是处理系统1801执行时，软件1805引导计算系统1810以如这里针 对视觉化处理200或其变型描述的那样操作。在该示例中，用户接口1809 包括显示系统1811，其自身可以是触摸屏的一部分，该触摸屏还经由其 表面上的触摸接受用户输入。计算机系统1810可以可选地包括这里出于 简明的目的而未讨论的附加的设备、特征或功能。

现在参照图19，示出了图示示例性实现方案中的计算系统1900的框 图。计算系统1900提供了计算系统101或者可用于执行视觉化处理200 或其变型的任何计算系统的示例，尽管这些系统可以使用替选配置。计算 系统1900包括处理系统1901、存储系统1903、软件1905、通信接口1907 和用户接口1909。用户接口1909包括显示系统1908。软件1905包括应 用1906，其自身包括视觉化处理200。视觉化处理200可以可选地与应用 1906分离地实现。

计算系统1900可以表示其上可以适当地实现应用1906和视觉化处理 200或其变型的任何计算装置、一个或更多个系统。计算系统1900的示 例包括移动计算设备，诸如蜂窝电话、平板型计算机、膝上型计算机、笔 记型计算机和游戏设备，以及任何其他类型的移动计算设备和它们的任何 组合或变型。注意，计算系统1900的特征和功能也可以应用于桌面型计 算机、服务器计算机和虚拟机，以及任何其他类型的计算系统、变型或它 们的组合。

计算系统1900包括处理系统1901、存储系统1903、软件1905、通 信接口1907和用户接口1909。处理系统1901操作地与存储系统1903、 通信接口1907和用户接口1909耦接。处理系统1901从存储系统1903加 载并且执行软件1905。通常在被计算系统1900，特别是处理系统1901执 行时，软件1905引导计算系统1900以如这里针对视觉化处理200或其变 型描述的那样操作。计算机系统1900可以可选地包括这里出于简明的目 的而未讨论的附加的设备、特征或功能。

仍参照图19，处理系统1901可以包括从存储系统1903取回并执行 软件1905的微处理器和其他电路。处理系统1901可以在单个处理设备中 实现，但是也可以跨在执行程序指令时协作的多个处理设备或子系统分 布。处理系统1901的示例包括通用中央处理单元、专用处理器和逻辑器 件，以及任何其他类型的处理设备、它们的组合或变型。

存储系统1903可以包括任何计算机可读介质或者能够存储软件1905 并且可由处理系统1901读取的存储介质。存储系统1903可以包括在用于 存储信息的任何方法或技术中实现的易失性的和非易失性的、可移除的和 不可移除的介质，诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据。 存储系统1903可以被实现为单个存储设备，但是也可以跨彼此相关地共 同定位或分布的多个存储设备或子系统实现。存储系统1903可以包括能 够与处理系统1901通信的附加的元件，诸如控制器。存储介质的示例包 括随机存取存储器、只读存储器、磁盘、光盘、闪速存储器、虚拟存储器 和非虚拟存储器、磁盒、磁带、磁盘存储或者其他磁存储设备，或者可用 于存储期望的信息并且可由指令执行系统访问的任何其他介质，以及它们 的任何组合或变型，或者任何其他类型的存储介质。存储介质不是传播的 信号。

在操作中，结合用户接口1909，处理系统1901加载并执行部分软件 1905，诸如视觉化处理200，以呈递关于应用1906的图形用户接口，用 于由用户接口1909的显示系统1908显示。软件1905可以在程序指令中 实现，并且除其他功能之外，在通常由计算系统1900或者特别地由处理 系统1901执行时，可以引导计算系统1900或处理系统1901呈现与工业 自动化环境中的机器操作相关联的多个数据项，并且接收多个数据项中的 至少一个数据项的用户选择。此外，软件1905引导计算系统1900或处理 系统1901接收包括至少一个数据项的显示性质以及识别显示至少一个数 据项的位置的位置信息的显示指令。此外，软件1905引导计算系统1900 或处理系统1901处理显示指令以将图形用户接口呈递给应用，其中至少 一个数据项根据显示性质被显示并且基于位置信息在图形用户接口中被 定位。

软件1905可以包括附加的处理、程序或部件，诸如操作系统软件或 者其他应用软件。操作系统的示例包括和以及任何其他适当的操作系统。软件1905还可以包括固件或可由处理系 统1901执行的某种其他形式的机器可读处理指令。

通常，软件1905在被加载到处理系统1901中并被执行时，可以将整 个计算系统1900从通用计算系统变换成被定制成便于如这里针对每个实 现方案描述的与工业自动化环境相关联的应用的视觉化的专用计算系统。 例如，存储系统1903上的编码软件1905可以对存储系统1903的物理结 构进行变换。物理结构的具体变换可以取决于本说明书的不同实现方案中 的各种因素。这些因素的示例可以包括但不限于，用于实现存储系统1903 的存储介质的技术以及计算机存储介质的特征在于主存储还是次存储。

在一些示例中，如果计算机存储介质被实现为基于半导体的存储器， 则当程序在其中被编码时，软件1905可以变换半导体存储器的物理状态。 例如，软件1905可以变换构成半导体存储器的晶体管、电容器或其他分 立的电路元件的状态。对于磁介质或光介质也可以进行相似的变换。在不 偏离本发明的范围的情况下，物理介质的其他变换是可能的，前述示例仅 为了便于该讨论而被提供。

应当理解，计算系统1900通常旨在表示籍其部署并执行软件1905 以便实现应用1906和/或视觉化处理200(及其变型)的计算系统。然而， 计算系统1900也可以表示将软件1905设置在其上并且可以从其分送、传 送、下载或者以其他方式提供给另一计算系统用于布置或执行或者另外的 分送的任何计算系统。例如，计算系统1900可以被配置成通过互联网将 软件1905部署到一个或更多个客户端计算系统用于在其上执行，诸如基 于云的部署场景。

通信接口1907可以包括通过通信网络1911或网络集合允许计算系统 1900和其他计算系统(未示出)或服务之间的通信的通信连接和设备。 在一些实现方案中，通信接口1907通过通信网络1911接收动态数据1921。 一起允许系统间通信的连接和设备的示例可以包括网络接口卡、天线、功 率放大器、RF电路、收发器和其他通信电路。前述网络、连接和设备是 公知的并且不需要在这里长篇讨论。

用户接口1909可以包括语音输入设备、用于从用户接收手势的触摸 输入设备、用于检测非触摸手势和用户的其他运动的运动输入设备、以及 能够从用户接收用户输入的任何其他相当的输入设备和相关联的处理元 件。诸如显示器、扬声器、触觉设备的输出设备和其他类型的输出设备也 可以包括在用户接口1909中。在该示例中，用户接口1909包括显示系统 1908，其自身可以是还经由其表面上的触摸接受用户输入的触摸屏的一部 分。前述用户输入设备是本领域公知的并且不需要在这里长篇讨论。用户 接口1909还可以包括可由处理系统1901执行的相关联的用户接口软件， 以支持以上讨论的各种用户输入和输出设备。彼此之间以及相对其他硬件 和软件分离地或相结合地，用户接口软件和设备可以提供图形用户接口、 天然用户接口或者任何其他类型的用户接口。

图中提供的功能框图、操作序列和流程图表示用于实施本公开的新型 方面的示例性的架构、环境和方法。尽管出于简化说明的目的，这里包括 的方法可以具有功能图、操作序列或流程图的形式，并且可以被描述为一 系列动作，但是将理解和认识到，所述方法不限于该动作顺序，根据该动 作顺序进行的一些动作可以以不同的顺序进行和/或与来自这里示出和描 述的内容的其他动作同时进行。例如，本领域技术人员将理解和认识到， 如状态图中的那样，方法可被替选地表示为一系列相关的状态或事件。而 且，对于新型的实现方案，并非需要方法中说明的所有动作。

以上描述和相关联的附图教导了本发明的最佳模式。所附权利要求限 定了本发明的范围。最佳模式的一些方面可能没有落在所附权利要求限定 的本发明的范围内。再者，尽管前面的讨论描述了结合工业处理的监视和 分析具体采用的实施例，但是诸如任何人造系统或天然存在的系统的数学 建模或监视的其他应用可以受益于使用以上讨论的概念。此外，本领域技 术人员将认识到，以上描述的特征可以通过各种方式组合以形成本发明的 多个变型。结果，本发明不限于以上讨论的具体实施例，而是仅由所附权 利要求及其等同物限定。