人工智能设计分析与推荐

摘要

本发明涉及人工智能设计分析与推荐。工业集成开发环境(IDE)包括训练部件，该训练部件基于对由开发者随时间提交的聚合项目数据的分析随时间改进IDE的自动化设计工具。工业IDE可以将分析学(例如，人工智能、机器学习等)应用于由跨多个工业企业的开发者提交的项目数据以识别经常用于给定工业功能、机器或应用的通用控制代码、可视化、设备配置或控制系统架构。这种学习信息可以被编码在训练模块中，IDE可以利用该训练模块以生成编程、可视化或配置推荐。IDE可以基于对开发者的设计目标的推断以及这些目标已如何被其他开发者实现的知识来将合适的控制代码、可视化、或配置数据自动地添加至正被开发的新控制项目。

说明书

技术领域

本发明涉及工业自动化系统，更具体地，涉及人工智能设计分析与推荐。

背景技术

本文公开的主题总体上涉及工业自动化系统，并且例如涉及工业编程开发平台。

发明内容

为了提供对本文所描述的一些方面的基本理解，下面展示了简化的概述。该概述不是广泛的综述，也不旨在标识关键/重要元素或描绘本文描述的各方面的范围。其唯一目的是以简化形式展现一些概念，作为稍后展示的更详细描述的序言。

在一个或更多个实施方式中，提供了一种用于开发工业应用的系统，该系统包括：用户接口部件，其被配置成呈现集成开发环境(IDE)界面并且经由与IDE界面的交互来接收指定工业自动化控制项目的各方面的工业设计输入；项目生成部件，其被配置成基于分析模型对工业设计输入执行分析并且基于根据分析的结果确定的关于工业设计输入的推断来生成系统项目数据；以及训练部件，其被配置成基于对由系统从系统项目数据的多个集合收集的聚合系统项目数据执行的训练分析来训练分析模块。

此外，一个或更多个实施方式提供了一种用于创建工业应用的方法，该方法包括：由包括处理器的系统在客户端设备上呈现集成开发环境(IDE)界面；由系统经由与IDE界面的交互来接收限定工业控制的各方面的工业设计输入并且监测项目；由系统基于分析模型来分析工业设计输入；由系统基于根据分析的结果确定的关于工业设计输入的推断来生成系统项目数据；由系统对从包括系统项目数据的系统项目数据的多个集合收集的聚合系统项目数据执行训练分析；以及由系统基于训练分析的结果来训练分析模块。

此外，根据一个或更多个实施方式，提供了一种其上存储有指令的非暂态计算机可读介质，该指令响应于执行而使系统执行操作，所述操作包括：在客户端设备上呈现集成开发环境(IDE)界面；经由与IDE界面的交互从客户端设备接收限定工业自动化项目的控制设计方面的工业设计输入；使用分析模型来分析工业设计输入；基于根据分析的结果学习的关于工业设计输入的推断来生成系统项目数据；对从包括系统项目数据的系统项目数据的多个集合收集的聚合系统项目数据执行训练分析；以及基于训练分析的结果来训练分析模块。

为了实现前述目的和相关目的，本文结合下面的描述和附图描述了某些说明性方面。这些方面指示可以被实践的各种方式，所有这些方式都旨在被涵盖在本文中。当结合附图考虑时，其他优点和新颖特征将根据下面的详细描述变得明显。

附图说明

图1是示例工业控制环境的框图。

图2是示例集成开发环境(IDE)系统的框图。

图3是示出工业IDE系统的通用架构的图。

图4是示出可以由IDE系统结合构建、部署和执行系统项目来利用的若干示例自动化对象特性的图。

图5是示出与使用工业IDE系统创建用于正被设计的自动化系统的系统项目相关联的示例数据流的图。

图6是示出将自动化对象合并至项目模型中的示例系统项目的图。

图7是示出对系统项目进行调试的图。

图8是示出其中使用基于云的IDE服务来开发工业应用并将工业应用部署至工厂环境的示例架构的图。

图9是示出其中由跨不同的工业企业的多个用户访问基于云的IDE服务以开发并部署用于其相应工厂环境的工业应用的示例架构的图。

图10是示出由IDE系统的训练部件随时间对分析模块进行训练的图。

图11是示出将遗留控制项目提交至IDE系统以转换成基于对象的系统项目的图。

图12是用于在经训练的分析模型的帮助下使用工业IDE系统来开发工业自动化系统项目的示例方法学的流程图。

图13是用于通过工业IDE系统使用经训练的分析模块将遗留工业控制程序转换为升级格式的示例方法学的流程图。

图14a是用于通过工业IDE系统使用经训练的分析模块将遗留工业控制程序转换为升级格式的示例方法学的第一部分的流程图。

图14b是用于通过工业IDE系统使用经训练的分析模块将遗留工业控制程序转换为升级格式的示例方法学的第二部分的流程图。

图15是示例计算环境。

图16是示例联网环境。

具体实施方式

现在参照附图描述本公开内容，其中相同的附图标记始终用于表示相同的元素。在下面的描述中，出于说明的目的，阐述了许多具体细节以提供对本公开内容的透彻理解。然而，显然，可以在没有这些具体细节的情况下实践本公开内容。在其他实例中，以框图形式示出了公知的结构和设备以便于对其进行描述。

如本申请中所使用的，术语“部件”、“系统”、“平台”、“层”、“控制器”、“终端”、“站”、“节点”、“接口”旨在指代计算机相关实体或者与具有一个或更多个特定功能的操作装置相关的实体或者作为具有一个或更多个特定功能的操作装置的一部分的实体，其中这样的实体可以是硬件、硬件和软件的组合、软件或者执行中的软件。例如，部件可以是但不限于是在处理器上运行的进程、处理器、硬盘驱动器、包括固定的(例如，用螺钉或螺栓固定的)或可移除的固定固态存储驱动器的(光存储介质或磁存储介质的)多个存储驱动器；对象；可执行文件；执行线程；计算机可执行程序和/或计算机。作为说明，服务器和在服务器上运行的应用都可以是部件。一个或更多个部件可以驻留在执行的进程和/或线程内，并且部件可以位于一个计算机上和/或分布在两个或更多计算机之间。此外，本文所述的部件可以从其上存储有各种数据结构的各种计算机可读存储介质执行。这些部件可以例如根据具有一个或更多个数据包的信号(例如，来自与本地系统、分布式系统中的另一部件进行交互和/或通过诸如因特网之类的网络经由该信号与其他系统进行交互的一个部件的数据)经由本地和/或远程进程进行通信。作为另一示例，部件可以是具有由电气电路或电子电路操作的机械部件提供的特定功能的装置，该电气电路或电子电路由处理器执行的软件或固件应用来操作，其中处理器可以在该装置的内部或外部并且执行软件或固件应用的至少一部分。作为另一示例，部件可以是通过电子部件而不是机械部件来提供特定功能的装置，电子部件中可以包括处理器以执行至少部分地提供电子部件的功能的软件或固件。作为另一示例，接口可以包括输入/输出(I/O)部件以及相关联的处理器、应用或应用编程接口(API)部件。虽然前述示例针对部件的各方面，但是所例示的方面或特征也适用于系统、平台、接口、层、控制器、终端等。

如本文所使用的，术语“推出”和“推断”通常是指从经由事件和/或数据捕获的观察结果的集合中推出或推断系统、环境和/或用户的状态的过程。例如，推断可以被应用于识别特定的环境或动作，或者可以生成状态的概率分布。推断可以是概率性的，即，基于对数据和事件的考虑来计算感兴趣的状态的概率分布。推断也可以指用于根据事件和/或数据的集合构造更高级事件的技术。这种推断致使根据观察到的事件和/或存储的事件数据的集合构造新的事件或动作，而不管事件是否在时间上紧密相关，以及事件和数据是否来自一个或若干个事件和数据源。

此外，术语“或”旨在表示包含性的“或”而不是排他性的“或”。也就是说，除非另外指定，或者根据上下文中而清楚，语句“X采用A或B”旨在表示任何自然的包含性排列。也就是说，语句“X采用A或B”满足于以下任何情况：X采用A；X采用B；或者X采用A和B两者。此外，除非另外指定或根据上下文而清楚指向单数形式，否则本申请和所附权利要求中使用的冠词“一”和“一个”通常应当被解释为表示“一个或更多个”。

此外，如本文所使用的术语“集合”排除空集合，例如其中没有元素的集合。因此，本公开内容中的“集合”包括一个或更多个元素或实体。作为说明，控制器的集合包括一个或更多个控制器；数据资源的集合包括一个或更多个数据资源等。同样，如本文所用的术语“组”是指一个或更多个实体的集合，例如，一组节点是指一个或更多个节点。

将根据可以包括多个设备、部件、模块等的系统来展示各个方面或特征。应当理解和意识到，各种系统可以包括附加的设备、部件、模块等，以及/或者可以不包括结合附图讨论的所有设备、部件、模块等。也可以使用这些方法的组合。

图1是示例工业控制环境100的框图。在该示例中，在整个工业工厂环境中部署了多个工业控制器118以监测和控制相应的工业系统或与产品制造、加工、运动控制、批处理、材料处理或其他这样的工业功能有关的过程。工业控制器118通常执行相应的控制程序以便于对构成受控工业资产或系统的工业设备120(例如，工业机器)进行监测和控制。一个或更多个工业控制器118还可以包括在个人计算机或其他硬件平台上或者在云平台上执行的软控制器。一些混合设备还可以将控制器功能与其他功能(例如，可视化)组合。由工业控制器118执行的控制程序可以包括能够处理从工业设备120读取的输入信号并且控制由工业控制器118生成的输出信号包括但不限于梯形逻辑、顺序功能图、功能框图或结构化文本的基本上任何类型的代码。

工业设备120可以包括向工业控制器118提供与受控工业系统有关的数据的输入设备和响应于由工业控制器118生成的控制信号以控制工业系统的各方面的输出设备两者。示例输入设备可以包括遥测设备(例如，温度传感器、流量计、物位传感器、压力传感器等)、手动操作者控制设备(例如，按钮、选择器开关等)、安全监测设备(例如，安全垫、安全拉绳、光幕等)和其他这样的设备。输出设备可以包括马达驱动器、气动致动器、信令设备、机器人控制输入、阀、泵等。

工业控制器118可以通过硬连线或联网连接与工业设备120通信地连接。例如，工业控制器118可以配备有与工业设备120通信的本地硬连线输入和输出以实现对设备的控制。本地控制器I/O可以包括向现场设备发送离散电压信号和从现场设备接收离散电压信号的数字I/O或者向设备发送模拟电压或电流信号和从设备接收模拟电压或电流信号的模拟I/O。控制器I/O可以通过背板与控制器的处理器通信，使得数字信号和模拟信号可以被读入并由控制程序控制。工业控制器118还可以使用例如通信模块或集成联网端口通过网络与工业设备120通信。示例性网络可以包括因特网、内联网、以太网、DeviceNet、ControlNet、数据高速公路和数据高速公路加(DH/DH+)、远程I/O、现场总线、Modbus、Profibus、无线网络、串行协议等。工业控制器118还可以存储可以被其相关联的控制程序参考并且用于控制决策的持久数据值，包括但不限于表示受控机器或过程的操作状态(例如，罐水平、位置、警报等)的测量的或计算的值，或者在自动化系统的操作期间收集的捕获的时间序列数据(例如，多个时间点的状态信息、诊断事件等)。类似地，一些智能设备——包括但不限于马达驱动器、仪器或状态监测模块——可以存储用于控制和/或使操作状态可视化的数据值。这样的设备还可以在日志上捕获时间序列数据或事件以供稍后检索和查看。

工业自动化系统通常包括一个或更多个人机接口(HMI)114，使得工厂人员能够查看与自动化系统相关联的遥测和状态数据并且能够控制系统操作的一些方面。HMI 114可以通过工厂网络116与工业控制器118中的一个或更多个进行通信，并且与工业控制器交换数据以便于在一个或更多个预先开发的操作者接口屏幕上对与受控工业过程有关的信息进行可视化。HMI 114还可以被配置成使得操作者能够将数据提交至工业控制器118的指定数据标签或存储器地址，从而为操作者提供向受控系统发出命令(例如，循环启动命令、设备致动命令等)以修改设定点值等的手段。HMI 114可以生成一个或更多个显示画面，操作者通过该显示画面与工业控制器118交互，并且从而与受控过程和/或系统交互。示例显示画面可以使用显示计量的或计算的值的过程的图形表示来可视化工业系统或其相关联的设备的当前状态，采用基于状态的颜色或位置动画，呈现警报通知，或采用其他这样的技术以用于向操作者展示相关数据。以这种方式展示的数据由HMI 114从工业控制器118读取并且根据由HMI开发者选择的显示格式展现显示画面中的一个或更多个。HMI可以包括具有用户安装的或预先安装的操作系统以及用户安装的或预先安装的图形应用软件的固定位置或移动设备。

一些工业环境还可以包括与受控工业系统的特定方面相关的其他系统或设备。这些可以包括例如聚合并存储从工业控制器118或其他数据源收集的生产信息的数据历史记录装置110、包含用于构成受控工业系统的各种工业设备的电子文档的设备文档存储、库存跟踪系统、工作订单管理系统、用于机器或过程制图和文档的储存库、供应商产品文档存储、供应商知识库、内部知识库、工作调度应用或其他这样的系统，它们中的一些或全部可以驻留在工业环境的办公网络108上。

高级系统126可以执行与工厂现场的工业自动化系统的控制不太直接相关并且替代地涉及长期规划、高级监督控制、分析、报告或其他这样的高级功能的功能。这些系统126可以驻留在相对于工厂设施的外部位置处的办公网络108上，或者驻留在可以访问办公网络和/或工厂网络的云平台上。高级系统126可以包括但不限于云存储和分析系统、大数据分析系统、制造执行系统、数据湖、报告系统等。在一些情景下，在企业的这些更高级运行的应用可以被配置成分析控制系统操作数据，并且该分析的结果可以被反馈至控制系统处的操作者或者直接反馈至控制系统中的控制器118或设备120。

构成工业环境的各种控制、监测和分析设备必须使用特定于每个设备的相应配置应用来编程或配置。例如，工业控制器118通常使用诸如(例如，在客户端设备124上执行的)梯形逻辑编辑器的控制编程开发应用来配置和编程。使用这样的开发平台，设计者可以编写用于执行期望的工业序列或过程的控制编程(例如，梯形逻辑、结构化文本、功能框图等)并且将得到的程序文件下载至控制器118。单独地，开发者使用(例如，在客户端设备122上执行的)HMI开发平台为HMI 114设计可视化画面和相关联的导航结构并且将得到的可视化文件下载至HMI 114。一些工业设备120——例如马达驱动器、遥测设备、安全输入设备等——也可能需要使用特定于将被配置的设备的(例如，在客户端设备128上执行的)单独的设备配置工具进行配置。这样的设备配置工具可以用于设置设备参数或操作模式(例如，高/低限制、输出信号格式、比例因子、能耗模式等)。

需要使用单独的配置工具来对工业自动化系统的不同方面进行编程和配置造成了碎片化的设计方法，由此在不同的开发环境上单独地设计、配置和编程自动化系统的不同但相关或交叠的方面。例如，运动控制系统可能需要使用控制逻辑编程平台对工业控制器进行编程并且对控制回路进行调谐，使用另一配置平台对马达驱动器进行配置，以及使用可视化开发平台对相关联的HMI进行编程。相关的外围系统——例如视觉系统、安全系统等——可能也需要使用单独的编程或开发应用进行配置。

这种分离的开发方法也可能需要相当多的测试和调试工作以确保单独配置的系统方面的适当集成。在这点上，由于未能适当地协调不同的编程工作，不同系统方面之间的预期数据接口或协调动作可能需要大量调试。

为了解决这些或其他问题中的至少一些，本文描述的一个或更多个实施方式提供了用于使用通用设计环境和数据模型来设计、编程和配置工业自动化系统的多个方面的集成开发环境(IDE)。工业IDE的实施方式可用于以通用的方式配置和管理自动化系统设备，以促进控制系统的控制、可视化和其他方面的集成的、多学科编程。

通常，工业IDE支持跨越整个自动化生命周期的特征，包括设计(例如，设备选择和尺寸设计、控制器编程、可视化开发、设备配置、测试等)；安装、配置和调试；操作、改进和管理；以及故障排除、扩展和升级。

工业IDE的实施方式可以包括特定于工业纵向市场和这些纵向市场内的通用工业应用的模块化代码和可视化的库。这些代码和可视化模块可以简化开发并缩短开发周期，并且还支持跨工业企业的一致性和重复使用。

工业IDE系统的一些实施方式还可以包括训练部件，该训练部件基于对开发者提交的项目数据的分析随时间改进系统的自动化设计工具中的若干个。例如，IDE系统可以将分析学(例如，人工智能、机器学习等)应用于由跨多个工业企业的开发者提交的项目数据以识别经常用于给定工业功能、机器或应用的通用控制代码、可视化、设备配置或系统架构。这样的学习信息可以被编码在训练模块中，IDE系统可以利用该训练模块生成关于控制编程、合适的可视化、设备参数配置、控制系统架构或其他自动化系统方面的推荐。IDE系统还可以基于对开发者的设计目标的推断以及这些目标如何被其他开发者实现的知识来将合适的控制代码、可视化、设备参数设置或配置、工程制图、或其他这样的项目方面自动地添加至正被开发的新控制项目。

IDE系统的一些实施方式还可以被配置成将遗留控制程序转换成IDE系统支持的并且支持工业设备的新格式。这些控制项目转换可以部分地基于实现由训练部件学习并编码在经训练的分析模块中的某些设计目标的常见方法来执行。

图2是根据本公开内容的一个或更多个实施方式的示例集成开发环境(IDE)系统202的框图。在本公开内容中说明的系统、装置或过程的各方面可以构成在机器内实施的机器可执行部件，例如在与一个或更多个机器相关联的一个或更多个计算机可读介质(或多个介质)中实施的机器可执行部件。这些部件在由一个或更多个机器例如计算机、计算设备、自动化设备、虚拟机等执行时可以使机器执行所描述的操作。

IDE系统202可以包括包含IDE编辑器224的用户接口部件204、项目生成部件206、项目部署部件208、训练部件210、转换部件212、加密部件214、一个或更多个处理器218以及存储器220。在各种实施方式中，用户接口部件204、项目生成部件206、项目部署部件208、训练部件210、转换部件212、加密部件214、一个或更多个处理器218以及存储器220中的一个或更多个可以彼此电耦接和/或通信地耦接以执行IDE系统202的功能中的一个或更多个。在一些实施方式中，部件204、206、208、210、212和214可以包括存储在存储器220上并由处理器218执行的软件指令。IDE系统202还可以与图2中未描绘的其他硬件部件和/或软件部件进行交互。例如，处理器218可以与一个或更多个外部用户接口设备例如键盘、鼠标、显示器监测器、触摸屏或其他这样的接口设备进行交互。

用户接口部件204可以被配置成接收用户输入和以任何合适的格式(例如，视觉、音频、触觉等)将输出呈现给用户。在一些实施方式中，用户接口部件204可以被配置成与在客户端设备(例如，膝上型计算机、平板计算机、智能电话等)上执行的IDE客户端通信地连接，该客户端设备(例如，经由硬连线或无线连接)通信地连接至IDE系统202。用户接口部件204然后可以经由IDE客户端接收用户输入数据和呈现输出数据。在其他实施方式中，用户接口部件204可以被配置成生成合适的接口画面并将其提供给客户端设备(例如，程序开发画面)，并且经由这些接口画面来交换数据。可以经由用户接口部件204的各种实施方式接收的输入数据可以包括但不限于编程代码、工业设计规范或目标、工程制图、AR/VR输入、DSL定义、视频或图像数据、遗留控制项目或其他这样的输入。由用户接口部件204的各种实施方式呈现的输出数据可以包括程序代码、编程反馈(例如，错误和突出显示、编码建议等)、编程和可视化开发画面等。

项目生成部件206可以被配置成基于经由用户接口部件204接收的设计输入以及工业知识、预定义代码模块和可视化和由IDE系统202维护的自动化对象222来创建包括一个或更多个项目文件的系统项目。项目生成部件206可以基于下述训练模块生成系统项目的至少一部分，该训练模块基于对提交至工业IDE系统202的项目数据的多个集合的分析而生成。对这些项目数据的多个集合的分析训练了项目生成部件206以将用户提交的设计输入准确地转换为合适的控制代码、可视化、设备配置等。

项目部署部件208可以被配置成将由项目生成部件206创建的系统项目委派给适当的工业设备(例如，控制器、HMI终端、马达驱动器、AR/VR系统等)以供执行。为此，项目部署部件208可以识别系统项目的相应部分应当被发送至其以供执行的适当目标设备，将这些相应部分转化成目标设备可理解的格式，并且将转化后的项目部件部署至其对应设备。

训练部件210可以被配置成对开发者提交的项目数据的多个集合进行分析以训练项目生成部件206以将提交至IDE系统202的设计输入准确地转换为合适的可执行项目数据(例如，工业控制器编程、HMI应用或仪表板、设备参数设置、工程制图等)。

转换部件212可以被配置成将遗留格式的工业控制编程转换成IDE系统202支持的升级格式。这可以包括例如将在遗留控制编程中发现的控制段映射为自动化对象，将合适的可视化与所选择的控制段相关联，或者其他这样的转换功能。加密部件214可以被配置成对在云平台上被实现为基于云的工业设计服务的IDE系统202的实施方式的特定于客户的项目或设计数据进行加密。

一个或更多个处理器218可以执行本文中参照所公开的系统和/或方法描述的功能中的一个或更多个。存储器220可以是存储用于执行本文中参照所公开的系统和/或方法描述的功能的计算机可执行指令和/或信息的计算机可读存储介质。

图3是示出根据一个或更多个实施方式的工业IDE系统202的一般架构的图。工业IDE系统202可以实现不仅跨设计而且跨调试、操作和维护的服务和工作流的通用集合。在设计方面，IDE系统202不仅可以支持工业控制器编程和HMI开发，而且可以支持系统部件、设备/系统配置、AR/VR可视化和其他特征的尺寸设计和选择。IDE系统202还可以包括简化所得到的项目的调试并使所得到的项目的调试自动化并且在运行期间帮助部署的系统的后续管理的工具。

在云平台上实现的IDE系统202的实施方式还促进协作项目开发，由此多个开发者304向通用自动化系统项目302贡献设计和编程输入。IDE系统支持的协作工具可以管理来自多个贡献者的设计贡献并执行聚合系统项目302的版本控制以确保项目一致性。

基于来自一个或更多个开发者304的设计和编程输入，IDE系统202生成包括一个或更多个项目文件的系统项目302。系统项目302对以下中的一个或更多个进行编码：控制编程；HMI、AR和/或VR可视化；设备或子系统配置数据(例如，驱动参数、视觉系统配置、遥测设备参数、安全区域定义等)或者正在设计的工业自动化系统的其他这种方面。IDE系统202可以识别系统项目302的相应方面应当在其上执行的适当的目标设备306(例如，工业控制器、HMI终端、变频驱动器、安全设备等)，将系统项目302转化成可以在相应目标设备上执行的可执行文件，并且将可执行文件部署至其对应的目标设备306以供执行，从而将系统项目302委派至工厂现场以实现自动化项目。

为了支持增强的开发能力，IDE系统202的一些实施方式可以建立在基于对象的数据模型上而不是基于标签的架构上。自动化对象222用作这样的基于对象的开发架构的构建块。图4是示出可以由IDE系统202结合构建、部署和执行系统项目302来利用的若干示例自动化对象特性的图。自动化对象222可以在设计期间被创建和扩充、可以被集成到较大数据模型中并且在运行期间使用。这些自动化对象222提供了跨IDE系统202的通用数据结构并且可以存储在对象库(例如，存储器220的一部分)中以供重复使用。对象库可以存储表示真实工业资产402的各种分类的预定义自动化对象222，包括但不限于泵、罐、阀、马达驱动器(例如，变频驱动器)、工业机器人、致动器(例如，气动或液压致动器)或其他这样的资产。自动化对象222可以表示工业企业的基本上任何级别的元素，包括单独的设备、由许多工业设备和部件(其中的一些可以与它们自己的自动化对象222相关联)组成的机器以及整个生产线或过程控制系统。

给定类型的工业资产的自动化对象222可以对诸如2D或3D可视化、警报、控制编码(例如，逻辑或其他类型的控制编程)、分析学、启动程序、测试协议、验证报告、模拟、图表、安全协议以及与由对象222表示的工业资产402相关联的其他这样的特性的各方面进行编码。还可以用对相关联资产的位置进行标识的位置信息来对自动化对象222进行地理标记。在系统项目302的运行期间，对应于给定真实资产402的自动化对象222也可以记录资产的状态或操作历史数据。通常，自动化对象222用作其对应工业资产402的编程表示，并且可以作为控制代码、2D或3D可视化、工业资产的知识库或维护指导系统或其他这样的方面的元素合并至系统项目302中。

图5是示出与使用根据一个或更多个实施方式的IDE系统202创建用于正被设计的自动化系统的系统项目302相关联的示例数据流的图。执行IDE客户端应用514的客户端设备504(例如，膝上型计算机、平板计算机、桌上型计算机、移动设备、可穿戴AR/VR器械等)可以访问IDE系统的项目开发工具并利用这些工具来创建正被开发的自动化系统的综合系统项目302。通过与系统的用户接口部件204的交互，开发者可以以各种支持的格式向IDE系统202提交设计输入512，包括特定于工业的控制编程(例如，控制逻辑、结构化文本、顺序功能图等)和HMI屏幕配置输入。基于该设计输入512和存储在工业知识库(预定义代码模块508和可视化510、护栏(guardrail)模板506、基于物理学的规则516等)中的信息，用户接口部件204呈现设计反馈518，设计反馈518被设计成帮助开发者结合开发系统项目302以用于工业自动化系统的配置、控制和可视化。

除了控制编程和可视化定义以外，IDE系统202的一些实施方式可以被配置成接收数字工程制图(例如，计算机辅助设计(CAD)文件)作为设计输入512。在这样的实施方式中，项目生成部件206可以基于对现有设计图的分析例如通过自动生成控制和/或可视化代码来生成系统项目302的各部分。可以作为设计输入512提交的制图可以包括但不限于P&ID制图、机械制图、流程图或其他这样的文档。例如，P&ID制图可以被导入到IDE系统202中，并且项目生成部件206可以识别元素(例如，罐、泵等)以及由制图传达的它们之间的关系。项目生成部件206可以将在制图中识别的元素与对应于这些元素(例如，罐、泵等)的适当的自动化对象222相关联或映射并将这些自动化对象222添加至系统项目302。特定于设备和特定于资产的自动化对象222包括将与在制图中识别的元素相关联的合适的代码和可视化。通常，IDE系统202可以检查一个或更多个不同类型的(机械的、电的、管道等的)制图以确定设备、机器和/或资产(包括识别跨不同制图的通用元素)之间的关系，并且将这些元素与适当的自动化对象222、代码模块508和/或可视化510智能地相关联。IDE系统202可以结合生成系统项目302的代码或项目数据根据需要利用基于物理学的规则516以及预定义代码模块508和可视化510。

IDE系统202还可以确定预定义可视化内容是否可用于在制图中发现的任何对象并且基于这些预定义可视化生成用于所发现的对象的适当HMI画面或AR/VR内容。为此，IDE系统202可以存储可由项目生成部件206按需访问的特定于工业、特定于资产的和/或特定于应用的可视化510。这些可视化510可以根据工业或工业纵向市场(例如，汽车、食品和药品、石油和天然气、药物等)、工业资产的类型(例如，机器或工业设备的类型)、工业应用的类型(例如，批处理、流量控制、幅面张力控制(web tension control)、金属板冲压、水治理等)或其他这样的类别来分类。预定义可视化510可以包括各种格式的可视化，包括但不限于HMI画面或窗口、聚合来自多个预先指定的源的数据的混搭、AR叠加、表示相关联的工业资产的3D虚拟化的VR对象或其他这样的可视化格式。IDE系统202可以基于对象类型与可视化内容之间的预定义关联来选择给定对象的合适的可视化。

在另一示例中，由用户应用于工程制图的标记可以被项目生成部件206的一些实施方式理解以传达特定的设计意图或参数。例如，红色笔的标记可以被理解为指示安全区域，由虚线连接的两个圆可以被解释为齿轮关系，以及粗线可以指示凸轮关系。以这种方式，设计者可以以IDE系统202可以理解并利用的方式在现有的制图上草拟设计目标以生成代码和可视化。在另一示例中，项目生成部件206可以基于对用户的CAD制图的分析来学习用作启动机器的必要前提条件的许可和互锁(例如，阀及其相关联的状态)。项目生成部件206可以基于对这些制图和标记的分析来生成任何合适的代码(梯形逻辑、功能块等)、设备配置和可视化以供合并到系统项目302中。在一些实施方式中，用户接口部件204可以包括用于在IDE平台本身内开发工程制图的设计工具，并且项目生成部件206可以在用户为新项目创建制图时生成该代码作为后台进程。在一些实施方式中，项目生成部件206还可以将状态机制图转换成对应的编程序列，以至少产生可由开发者根据需要用附加编程细节来增强的骨架代码。

此外，或者另外，IDE系统202的一些实施方式可以支持基于目标的自动化编程。例如，用户接口部件204可以允许用户指定正在设计的自动化系统的生产目标(例如，指定正在设计的装瓶车间必须能够在正常操作期间每秒生产至少5000个瓶子)和应用于该设计项目的任何其他相关设计约束(例如，预算限制、可用现场空间、可用控制柜空间等)。基于这种信息，项目生成部件206将生成系统项目302的各部分以满足指定的设计目标和约束。可以以这种方式生成的系统项目302的各部分可以包括但不限于设备和装备选择(例如，将需要多少泵、控制器、站、输送机、驱动器或其他资产来满足指定目标的定义)、相关联的设备配置(例如，调谐参数、网络设置、驱动器参数等)、控制编码或适于使正在设计的自动化系统可视化的HMI画面。

项目生成部件206的一些实施方式还可以基于对已经为正在开发的项目而订购的部件的知识来生成系统项目302的至少一些项目代码。这可以涉及访问由设备供应商维护的客户的账户信息以识别已经针对项目购买的设备。基于这种信息，项目生成部件206可以添加对应于所购买资产的适当的自动化对象222和相关联的代码模块508，由此提供项目开发的起点。

项目生成部件206的一些实施方式还可以监测用于通用编程的功能(例如，泵送应用、批处理、码垛堆积操作等)的特定于客户的设计方法并且基于设计者的目标的推断和实现该目标而学习的方法来生成用于用户可能希望合并到当前设计项目中的设计模块(例如，代码模块508、可视化510等)的推荐。为此，项目生成部件206的一些实施方式可以被配置成随时间监测设计输入512，并且基于该监测，学习某些设计动作(例如，向设计项目添加某些代码模块或片段、选择某些可视化等)与工业资产的类型、工业序列或正被设计的工业过程之间的相关性。项目生成部件206可以记录这些学习的相关性并且基于这些相关性在后续项目开发会话期间生成推荐。例如，如果项目生成部件206基于对设计输入512的分析确定设计者当前正在开发涉及一种在过去已经以重复的、可预测的方式被编程和/或可视化的工业装备的控制项目，则项目生成部件206可以基于该装备在过去被配置和/或编程的方式来指示用户接口部件204呈现设计者可能希望合并到系统项目302中的推荐的开发步骤或代码模块508。

在一些实施方式中，IDE系统202还可以存储和实现护栏模板506，护栏模板506限定旨在确保项目符合内部或外部设计标准的设计护栏。基于由一个或更多个所选择的护栏模板506限定的设计参数，用户接口部件204可以提供下述动态推荐或其他类型的反馈作为设计反馈518的子集，所述动态推荐或其他类型的反馈被设计成以确保系统项目302符合内部或外部要求或标准(例如，诸如TUV认证的认证、内部设计标准、特定于工业或特定于纵向市场的设计标准等)的方式来指导开发者。该反馈518可以采取基于文本的推荐(例如，重写控制代码的所指示部分以符合所限定的编程标准的推荐)、语法突出显示、错误突出显示、代码段的自动完成或其他这样的格式的形式。以这种方式，IDE系统202可以根据正在开发的工业系统的类型和任何适用的内部设计标准来定制设计反馈518，设计反馈518包括编程推荐、预定义代码模块508或可视化510的推荐、错误和语法突出显示等。

护栏模板506还可以被设计成保持符合适用于控制编程或项目开发的其他方面的全局最佳实践。例如，如果开发者的控制编程被认为如由一个或更多个护栏模板506指定的标准所限定的那样太复杂，则用户接口部件204可以生成并呈现警报。由于不同的纵向市场(例如，汽车、药物、石油和天然气、食品和药品、船舶等)必须遵守不同的标准和认证，因此IDE系统202可以维护针对不同的内部和外部标准和认证的护栏模板506的库，包括定制的特定于用户的护栏模板506。这些护栏模板506可以根据工业纵向市场、工业应用的类型、工厂设施(在定制的内部护栏模板506的情况下)或其他这样的类别来分类。在开发期间，项目生成部件206可以基于诸如与项目相关的工业纵向市场、正被编程的工业应用的类型(例如，流量控制、幅面张力控制、特定批处理等)或其他这样的方面的确定来选择并应用被确定为与当前正在开发的项目相关的护栏模板506的子集。项目生成部件206可以利用护栏模板506实现基于规则的编程，由此基于编码的工业专业知识和最佳实践(例如，识别正被开发的代码中的低效部分并且推荐适当的校正)来呈现诸如动态智能自动校正、输入提示或编码建议的编程反馈(设计反馈518的子集)。

用户还可以针对外部供应商(例如OEM)提供的代码来运行他们自己的内部护栏模板506以确保该代码符合内部编程标准。在这样的情景中，供应商提供的代码可以被提交至IDE系统202，并且项目生成部件206可以鉴于由一个或更多个定制护栏模板506指定的内部编码标准来分析该代码。基于该分析的结果，用户接口部件204可以(例如，使用突出显示、覆盖文本等)指示供应商提供的代码中的不符合护栏模板506所阐述的编程标准的部分，并且显示用于修改代码的建议以使代码符合要求。作为推荐这些修改的替选方案或者除了推荐这些修改以外，项目生成部件206的一些实施方式可以被配置成根据推荐自动修改代码以使代码符合要求。

在作出作为设计反馈518的一部分的编码建议时，项目生成部件206可以调用存储在代码模块数据库中(例如，存储器220上)的所选择的代码模块508。这些代码模块508包括用于控制通用工业任务或应用(例如，码垛堆积、流量控制、幅面张力控制、拾取和放置应用、传送机控制等)的标准化编码段。在一些实施方式中，代码模块508可以根据工业纵向市场(例如，汽车、食品和药品、石油和天然气、纺织品、船舶、药物等)、工业应用、或代码模块508适用的机器或设备的类型中的一个或更多个来分类。在一些实施方式中，项目生成部件206可以基于由程序员提供的(作为设计输入512的子集的)程序输入来推断程序员的当前编程任务或设计目标，并且基于该任务或目标确定是否可以将预定义代码模块508之一适当地添加至正被开发的控制程序以实现所推断的任务或目标。例如，项目生成部件206可以基于对设计输入512的分析推断出程序员当前正在开发用于将材料从第一罐转移至另一罐的控制代码，并且作为响应，推荐包括包含用于控制阀、泵或实现材料转移所需的其他资产的标准化或频繁利用的代码的预定义代码模块508。

定制的护栏模板506还可以被限定为捕获在项目设计中应当考虑的客户站点的细微差别。例如，护栏模板506可以记录正在设计的自动化系统将被安装在停电很常见的区域中的事实，并且将在生成设计反馈518时将其考虑入内；例如通过推荐实施备用不间断电源并建议这些电源应该如何合并，以及推荐考虑这些断电的相关联的编程或控制策略来将其考虑入内。

IDE系统202还可以例如基于以下使用护栏模板506来引导用户针对给定设计目标选择装备或设备：工业纵向市场、控制应用(例如金属板冲压、模铸、码垛堆积、传送机控制、幅面张力控制、批处理等)的类型、项目的预算约束、安装地点的物理约束(例如可用地板、墙壁或柜空间；安装空间的尺寸等)、该地点已经存在的装备等。这些参数和约束中的一些或全部可以被提供作为设计输入512，并且用户接口部件204可以将装备推荐呈现作为设计反馈518的子集。在一些实施方式中，项目生成部件206还可以确定是否一些或所有现有装备可以被重新调整后用于正在设计的新控制系统。例如，如果要将新的装瓶线添加至生产区域，由于一些装瓶线已经存在，因此可能存在利用现有装备的机会。关于哪些设备和装备可以被重复使用的决定将影响新控制系统的设计。因此，提供至IDE系统202的一些设计输入512可以包括在安装地点内或安装地点附近的客户现有系统的细节。在一些实施方式中，项目生成部件206可以将人工智能(AI)或传统的分析方法应用于该信息以确定在设计输入512中指定的现有装备是否可以重新调整后使用或利用。基于该分析的结果，项目生成部件206可以基于这些决定生成可能需要购买的任何新设备的列表作为设计反馈518。

在一些实施方式中，IDE系统202可以基于对正在设计的自动化系统将安装在其中的物理环境的理解来提供设计推荐。为此，关于物理环境的信息可以以工厂环境的2D或3D图像或视频的形式提交至IDE系统202(作为设计输入512的一部分)。在一些实施方式中，该环境信息还可以从工厂的现有数字化映射(digital twin)获得，或者通过对由可穿戴AR器具获得的扫描的环境数据的分析来获得。项目生成部件206可以分析该图像、视频或数字化映射数据以识别安装区域内的物理元素(例如，墙、梁、安全围栏、现有机器和设备等)以及这些元素之间的物理关系。这可以包括查明机器之间的距离、管道铺设的长度、线束或电缆桥架的位置和距离等。基于该分析的结果，项目生成部件206可以将该环境添加至生成的示意图作为系统项目302的一部分，生成关于设备或机器的最佳位置的推荐(例如，推荐电力线缆与数据线缆之间的最小间隔)，或者对系统项目302进行其他改进。这些设计数据中的至少一些可以基于基于物理学的规则516生成，基于物理学的规则516可以由项目生成部件206参考以确定这样的物理设计规范，例如距危险装备的最小安全距离(在给定由基于物理学的规则516限定的预期的人或车辆反应时间的情况下，也可以在确定安全设备相对于该设备的安装的合适位置时考虑)、能够承受预期负载的材料选择、管道配置和针对指定流量控制应用的调谐、适合于预期电负载的布线规格、信号布线与电磁场(EMF)源之间的确保对数据信号的可忽略的电干扰的最小距离或者依赖于物理规则的其他这样的设计特征。

在示例用例中，由提交至IDE系统202的物理环境信息指定的机器和设备的相对位置可以由项目生成部件206使用以生成工业安全系统的设计数据。例如，项目生成部件206可以分析安全装备与危险机器之间的距离测量结果，并且基于这些测量结果来确定安全设备和相关联的安全控制器的合适的放置和配置，所述相关联的安全控制器(例如，在人穿过光幕的情况下)确保机器将在足够的安全反应时间内关闭以防止受损。

在一些实施方式中，项目生成部件206还可以分析现有机器的照片数据或视频数据以确定诸如齿轮或凸轮的内联机械特性并且将该信息作为因素考虑纳入一个或更多个护栏模板506或设计推荐。

由于如上所述由项目生成部件206执行的若干设计特征可以依赖于开发者的设计目标的推断、通用开发行为的发现、在设计目标与控制代码或可视化之间学习的关联性以及其他这样的智能决策制定，因此项目生成部件206可以与执行其智能设计功能相结合地采用相关联的可训练分析模块520。如以下将更详细地描述的，可以由IDE系统的训练部件210基于对针对跨不同工业企业的多个开发者生成并存储的系统项目302的分析来训练分析模块520。

如上所述，由IDE系统202针对正在设计的给定自动系统生成的系统项目302可以在使用自动化对象222作为构建块的基于对象的架构上构建。图6是示出将自动化对象222合并至项目模型中的示例系统项目302的图。在该示例中，表示类似工业设备、系统或自动化系统的资产(例如，过程、罐、阀、泵等)的各种自动化对象222已经作为较大项目数据模型602的元素合并到系统项目302中。项目数据模型602还限定这些自动化对象222之间的层次关系。根据示例关系，表示批处理的过程自动化对象可以被限定为表示执行该过程的设备和装备例如罐、泵和阀的多个子对象的父对象。每个自动化对象222具有与其相关联的特定于其对应工业资产的对象特性或属性(例如，上面结合图4讨论的那些)，包括用于控制资产(或用于协调资产与其他工业资产的动作)的可执行控制编程以及可用于在运行期间呈现关于资产的相关信息的可视化。

每个自动化对象222的至少一些属性是由IDE系统202基于与由对象表示的资产有关的编码工业专业知识而限定的默认属性。开发者可以根据需要(经由设计输入512)修改或添加其他属性以针对正在针对其开发系统项目302的特定资产和/或工业应用定制对象222。这可以包括例如对与所选择的自动化对象222相关联的定制的控制代码、HMI画面、AR表示、或帮助文件进行关联。以这种方式，自动化对象222可以在设计期间根据需要被创建和扩充以在供目标控制设备在运行间期间使用或执行。

一旦完成了对系统项目302的开发，由IDE系统202支持的调试工具可以简化在现场调试项目的过程。当已经完成了用于给定自动化系统的系统项目302时，系统项目302可以被部署至一个或更多个目标控制设备以供执行。图7是示出对系统项目302进行调试的图。项目部署部件208可以将完成的系统项目302编译或以其他方式转化成可以在自动化系统的相应目标工业设备(例如，工业控制器118、HMI终端114或其他类型的可视化系统、马达驱动器710、遥测设备、视觉系统、安全继电器等)上存储和执行的一个或更多个可执行文件或配置文件。

常规控制程序开发平台要求开发者在开发之前指定将在其上运行控制程序的工业控制器的类型(例如，控制器的型号)，从而将控制编程绑定至指定的控制器。然后在程序开发期间强制执行特定于控制器的护栏，所述特定于控制器的护栏限制了在给定所选择的控制器的能力的情况下开发程序的方式。相比之下，IDE系统202的一些实施方式可以根据特定控制器类型抽象项目开发，使得设计者能够以对系统项目302的各个控制方面将在何处运行以及如何运行不可知的方式将系统项目302开发为自动化系统的逻辑表示。一旦项目开发完成并且系统项目302准备好调试，用户就可以(经由用户接口部件204)指定要在其上执行系统项目302的相应方面的目标设备。作为响应，项目部署部件208的分配引擎将系统项目302的各方面转化成被格式化以供在其相应目标设备上存储和执行的相应可执行文件。

例如，除了其他项目方面以外，系统项目302还可以包括控制代码、可视化画面定义和马达驱动器参数定义。在完成项目开发之后，用户可以识别哪些目标设备——包括工业控制器118、HMI终端114和马达驱动器710——将执行或接收系统项目302的这些相应方面。项目部署部件208然后可以将由系统项目302定义的控制器代码转化成被格式化以供在指定的工业控制器118上执行的控制程序文件702并且将该控制程序文件702(例如，经由工厂网络116)发送至控制器118。类似地，项目部署部件208可以将可视化定义和马达驱动器参数定义分别转化成可视化应用704和设备配置文件708，并且将这些文件部署至它们相应的目标设备以供执行和/或设备配置。

通常，项目部署部件208执行使得系统项目302的各方面能够在指定设备上执行所需的任何转换。无论系统项目302的各个元素如何分布，都将维护在系统项目302中定义的任何固有关系、握手或数据共享。以这种方式，IDE系统202的实施方式可以将项目与该项目将如何运行以及在何处运行分离。这还使得相同的系统项目302能够在具有不同控制设备集合的不同工厂设施处进行调试。也就是说，IDE系统202的一些实施方式可以根据现场找到的特定设备将项目代码分配给不同的目标设备。IDE系统202还可以使得项目文件的一些部分能够作为仿真器进行调试或在基于云的控制器上进行调试。

作为让用户指定系统项目302要被部署至的目标控制设备的替选方案，IDE系统202的一些实施方式可以主动地连接至工厂网络116并发现可用的设备，查明工厂现场上存在的控制硬件架构，推断用于系统项目302的相应可执行方面的适当目标设备，并将系统项目302部署至这些所选择的目标设备。作为该调试过程的一部分，IDE系统202还可以连接至远程知识库(例如，基于web的知识库或基于云的知识库)以确定哪些所发现的设备是过时的或需要固件升级以正确地执行系统项目302。以这种方式，IDE系统202可以用作设备供应商与客户的工厂生态系统之间经由云中的可信连接的链接。

可以使用智能传播将系统项目302的副本传播至具有不同设备配置的多个工厂设施，从而即使现场设备没有完美地匹配所限定的目标(例如，如果在不同地点找到不同的泵类型)，项目部署部件208也智能地将项目部件与正确的工业资产或控制设备相关联。对于未与预期资产完美匹配的目标设备，项目部署部件208可以计算运行系统项目302对非最优目标装备的估计影响并生成用于减轻与最优项目执行的预期偏差的警告或推荐。

如上所述，IDE系统202的一些实施方式可以在云平台上实施。图8是示出了其中使用基于云的IDE服务802来开发工业应用并将工业应用部署至工厂环境的示例架构的图。在该示例中，工业环境包括一个或更多个工业控制器118、HMI终端114、马达驱动器710、运行更高级应用(例如，企业资源计划ERP、制造执行系统MES等)的服务器801以及其他这样的工业资产。这些工业资产连接至工厂网络116(例如，通用工业协议网络、以太网/IP网络等)，这促进了工厂现场上的工业设备之间的数据交换。工厂网络116可以是有线网络或无线网络。在所示示例中，高级服务器810驻留在(例如，通过路由器808或其他网络基础设施设备)连接至工厂网络116的单独的办公网络108上。

在该示例中，IDE系统202驻留在云平台806上并且作为可由经授权的远程客户端设备504访问的基于云的IDE服务802的集合来执行。云平台806可以是使得共享计算服务(例如IDE服务802)能够被有云能力的设备访问并利用的任何基础设施。云平台806可以是可以由具有因特网连接和适当授权以利用IDE服务802的设备504经由因特网访问的公共云。在一些场景中，云平台806可以由云提供者提供作为平台即服务(PaaS)，并且IDE服务802可以作为基于云的服务驻留在云平台806上并且在云平台806上执行。在一些这样的配置中，IDE服务802的所有者可以将对云平台806和相关联的IDE服务802的访问作为订阅服务提供给客户。可替选地，云平台806可以是由工业企业(工厂设施的所有者)内部操作的私有云。示例私有云平台可以包括托管IDE服务802并且驻留在由防火墙保护的公司网络上的服务器的集合。

IDE系统202的基于云的实现方式可以促进被授权访问IDE服务802的多个远程开发者进行的协作开发。当系统项目302准备好部署时，可以经由办公网络108或工厂网络116与云平台806之间的安全连接将项目302委派给工厂设施。如上面所讨论的，工业IDE服务802可以将系统项目302转化成一个或更多个适当的可执行文件——控制程序文件702、可视化应用704、设备配置文件708、系统配置文件812——并将这些文件部署至工厂设施中的适当设备以促进自动化项目的实现。

由IDE系统202提供的若干自动化系统开发服务——包括例如用于通用控制功能和装备的可重用代码或可视化的识别和集成、出于生成设计推荐或自动地生成系统项目的元素的目的对开发者设计意图的推断、用于动态设计反馈和推荐的模拟、遗留控制项目到IDE系统202支持的IDE项目的转换、控制代码的优化、使用数字化映射的监督监测以及其他这样的特征——可以经由IDE系统202的持续训练来不断改进。该训练可以基于随时间从由IDE系统202处理的多个控制系统项目中提取的开发信息或从物理工厂现场系统接收的真实数据中的一者或两者。对于在云平台806上实现并对多个用户可用的IDE系统202的实施方式，IDE系统的训练部件210可以将分析学(例如，AI分析学、机器学习或其他类型的分析学)应用于从IDE服务的多个用户接收的大量系统项目数据并将这些分析学的结果用于训练或学习目的。以这种方式，当收集并分析新的项目数据时，由IDE系统202提供的自动化开发特征可以随时间自动地改进。可以被分析以用于训练或学习目的数据可以包括设计数据(例如，系统项目数据)以及运行时的生产数据两者，其中，可以从所述设计数据学习项目部件之间的关系和通用设计方法，在这些系统项目已经被委派用于操作之后收集所述运行时的生产数据。

图9是示出其中由跨不同的工业企业902的多个用户访问基于云的IDE服务802以开发并部署用于其相应工厂环境的工业应用的示例架构的图。如先前的示例中所述，在相应工业企业902处的开发者可以向IDE系统202(在该示例中实现为基于云的IDE服务802)提交设计输入512以促进系统项目302的创建，该系统项目然后可以被部署在相应工业企业902处。使用这种架构，在相应工业企业902处的客户端设备可以利用集中式工业IDE服务802来开发它们自己的工业系统项目302。每个工业企业902的系统项目302在开发期间被安全地存储在云平台806上，并且可以从云平台806(如图8中所描绘的)被部署至相应的工业企业902处的自动化系统设备或者可以被下载至工业企业902处的相应的客户端设备以用于将部署从客户端设备本地化至一个或更多个工业设备。由于IDE服务802驻留在可访问基于因特网的资源的云平台806上，因此IDE服务802的一些实施方式还可以使得用户能够访问远程基于web的知识库、供应商装备目录、或可以帮助开发他们的工业控制项目的其他信息源。

基于云的IDE服务802可以支持跨认证授权层的真实多租户、逻辑级的数据分离以及逻辑级的网络分离。终端用户可以访问云平台806上的工业IDE服务802，并且每个终端用户的开发数据——包括设计输入512、设计反馈518和系统项目302——被加密(例如，通过加密部件214被加密)，使得每个终端用户仅可以查看他们自己的数据。在示例实现方式中，基于云的工业IDE服务802的管理员可以维护具有适当安全特征的主虚拟私有云(VPC)，并且可以向每个工业企业902分配该VPC的一部分以供他们自己访问IDE服务802。在示例实施方式中，加密的多协议标签交换(MPLS)信道可以保护终端用户的数据的整个语料库，使得数据仅可以由具有适当证书的特定计算机或域查看。

为了改进IDE系统202的基于云的实现方式所提供的设计和运行时的服务，可以鼓励终端用户使得他们的系统项目数据的部分能够匿名地作为聚合项目数据904存储在云平台上。IDE系统的训练部件210可以使用该聚合项目数据904作为训练数据来改进项目生成部件206执行诸如以下的功能的能力：针对给定设计目标生成和推荐合适的控制代码模块或可视化、基于开发者的设计输入512推断设计目标、生成装备推荐、响应于设计输入512呈现适当的设计反馈518或其他这样的功能。可以在由项目生成部件206使用的分析模块520中编码该训练的结果以分析设计输入512并生成合适的设计反馈518，并且鉴于通过训练部件210学习的设计模式基于设计输入512自动生成系统项目302的部分。

图10是示出由IDE系统的训练部件210随时间对分析模块520进行训练的图。当跨多个工业企业902的开发者访问基于云的工业IDE系统202以开发系统项目302时，这些不同系统项目302的所选部分可以被聚合为聚合项目数据904并被馈送至IDE系统的训练部件210作为训练数据。可以以保护工业企业的专有项目信息的方式来收集聚合项目数据904。在一些实施方式中，IDE系统202可以仅在用户明确地自愿允许他们的项目信息被用于训练IDE系统202的情况下将用户的项目数据馈送至训练模块210。在一些实施方式中，可以限定数据量阈值，使得当收集的项目数据的量达到限定的阈值时，触发收集的匿名化和聚合并且将聚合数据馈送至训练部件210。这可以使工业资产和相关系统项目302的所有者确信他们的专有原始数据不会被外部方查看。模糊例程也可以被应用于数据集以从聚合项目数据904中移除位置、名称或其他可能的标识信息。

基于对聚合项目数据904执行的训练分析，训练部件210可以根据收集的项目数据来学习设计模式和关联性，以促进更快地训练由项目生成部件206使用的分析模块520。训练部件210可以将任何合适类型的分析学应用于聚合项目数据904，包括但不限于人工智能分析、机器学习、试探法、统计深度学习模型等。

由训练部件210执行的训练分析可以包括例如分析聚合项目数据904以识别设计模式或者设计某些类型的工业应用或自动化功能频繁使用的方法。例如，训练部件210可以基于对聚合项目数据904的分析来识别某些类型的控制功能——例如，码垛堆积、流量控制、幅面张力控制、输送机控制、拾取和放置功能等——经常使用在不同系统项目302之间形式上大体类似的控制代码来编程。基于这一观察，训练部件210可以训练分析模块520以识别出设计者何时开发包括(基于对设计输入512的分析)所识别的控制功能之一的系统项目302并且推荐或插入对应于匹配控制代码的代码模块508。在一些实施方式中，训练部件210还可以生成包含所学习的控制代码的新代码模块508并且将新代码模块508存储在IDE系统的工业知识库中以供项目生成部件206随后检索。训练模块210可以根据训练分析结果、根据适当的工业纵向市场(例如，汽车、食品和药品、石油和天然气、纺织品、船舶、药物等)、工业应用或代码模块508所涉及的机器的类型中的一个或更多个将该生成的代码模块508分类至工业知识库中。

训练部件210可以应用类似的训练分析来识别开发者针对各种类型的机器、过程或自动化应用创建可视化(例如，HMI画面或动画对象、仪表板、混搭、AR/VR可视化对象等)的通用方式。基于这样的分析的结果，训练部件210可以训练分析模块520以识别出这些设计情景(例如，以识别开发者的系统项目302何时包括已经针对其识别出通用可视化510的机器、过程或自动化功能)并且向系统项目302推荐或自动添加适当的可视化510。

在一些实施方式中，训练模块210还可以分析包括工程制图的聚合项目数据904的子集以学习制图元素与自动化对象222、代码模块508或可视化510之间的用户定义的关联。例如，一些系统项目302可以包括工程制图(例如，P&ID制图、机械制图、流程图等)，工程制图包括表示诸如罐、泵、安全设备、马达驱动器、电源、管道等的工业资产的制图元素。系统项目302还可以包括用户定义的控制代码模块508、可视化510(例如，HMI对象或画面、仪表板、AR/VR对象等)和/或与制图所表示的元素具有限定的关联的自动化对象222。训练模块210可以被配置成基于对聚合项目数据904执行的训练分析来识别出设计者频繁地将特定代码模块508、可视化510或自动化对象222与相应的制图元素相关联。基于这些学习的关联，当在提交至IDE系统202的工程制图中发现这些制图元素时(如上结合图5所述)，训练模块210可以训练分析模块520以在新系统项目302中自动创建这些关联。例如，如果开发者创建或提交包括已由训练部件210针对其发现了共同相关联的代码模块508、可视化510或自动化对象222的制图元素的P&ID制图，则项目生成部件206可以根据经训练的分析模块520将制图元素与适当的项目元素进行映射。

在一些实施方式中，训练部件210还可以分析聚合项目数据904以学习由设计输入512指定的设计目标(例如，装瓶线必须能够在正常操作期间每秒生产指定的最小数量的瓶的目标、材料转移操作、幅面张力控制要求、废水治理要求等)与代码、可视化、自动化对象、设备配置或参数设置、制图或开发者频繁生成以满足这些设计目标的其他项目元素之间的相关性。基于这些学习的关联，训练部件210可以训练分析模块520以在接收到指定设计目标的后续设计输入512时推荐或实现这些频繁使用的项目元素。

除了结合开发新系统项目302使用经训练的分析模块520以外，IDE系统202的一些实施方式还可以使用分析模块520将使用其他开发平台开发的遗留控制项目转换成符合IDE系统202支持的基于对象的系统项目格式的系统项目302。图11是示出将遗留控制项目1102提交至IDE系统202以转换成基于对象的系统项目302的图。在该实施方式中，IDE系统202包括转换部件212，转换部件212被配置成接收由开发者提交的遗留控制项目数据1102(例如，梯形逻辑程序文件、结构化文本程序文件、功能框图程序文件、顺序功能图表文件等)并将遗留控制项目数据1102转换成具有上述项目特征中的一个或更多个的系统项目302。这使得现有的控制项目能够被迁移至IDE系统202支持的平台。

例如，响应于接收到遗留控制项目数据1102，转换部件212可以智能地将在遗留控制项目数据1102中发现的现有代码例程或其他项目元素映射为相应的自动化对象222或代码模块508。当将遗留项目元素映射为自动化对象222时，转换部件212可以将自动化对象库502中的现有自动化对象222映射为在遗留项目中发现的适当元素，或可以生成新的自动化对象222以包括在新系统项目302中。在前一种情况下，转换部件212可以被配置成识别出遗留控制项目数据1102内对应于自动化对象库502中可用的等效自动化对象222的控制代码段。例如，转换部件212可以识别出遗留项目内的代码段旨在控制针对其自动化对象库502中的自动化对象222可用的某一工业资产(例如，泵、阀、冲压机等)。因此，转换部件212可以用对应于该工业资产的适当自动化对象222替换或补充新系统项目302中的该代码段。如果用于资产的自动化对象222具有用于(例如，在HMI或AR/VR应用上)呈现资产的图形表示的相关联的推荐可视化，则该可视化也将被包括在新系统项目302中。

在另一示例中，转换部件212可以识别出在导入的遗留控制项目数据1102内多次使用了某些控制代码段。基于该识别，转换部件212可以创建表示该代码段的新的自动化对象222并在新的系统项目302中使用该新的自动化对象222来代替原始代码段。

转换部件212可以结合识别具有相关联的自动化对象222的代码段来利用分析模块520。在这点上，训练部件210可以基于对聚合项目数据904执行的训练分析来学习识别这样的代码段，并且训练分析模块520以在后续遗留项目中识别这些代码段。新的自动化对象222可以包括对应于代码段的逻辑、针对代码段的警报定义、记录代码段的历史数据的能力或上面结合图4讨论的任何其他自动化对象特性。

转换部件212还可以优化或标准化在遗留项目中发现的控制代码段。例如，转换部件212可以被配置成推断在遗留控制项目数据1102中发现的控制代码段的控制功能，并且确定在IDE系统的工业知识库中用于执行该推断的功能的预定义代码模块508是否可用。如果这样的代码模块508可用，则转换部件212将在新系统项目302中用适当代码模块508替换原始控制代码段。这可以有效地将先前写入的控制代码转换为由预定义代码模块508表示的优选的标准化格式。为了帮助将遗留代码段映射为代码模块508，训练部件210可以训练分析模块520以识别与具有对应的预定义代码模块508的某些类型的自动化功能相对应的遗留代码段。转换部件212然后可以结合执行这些映射在转换期间利用分析模块520。

在一些实施方式中，转换部件212还可以对在遗留控制项目数据1102中找到的控制代码执行变换例如通过发现并移除失效代码、重写代码部分以移除复杂性等以优化控制编程。

在一些实施方式中，转换部件212还可以基于对哪些代码段将数据彼此传递的识别来辨别导入的遗留代码内的固有分层结构，并且基于这些所发现的分层结构来重新组织新系统项目302中的控制代码。所发现的分层结构也可以用于限定被添加至新系统项目302的任何自动化对象222之间的分层结构关系，或者可以被合并至IDE系统的工厂模型中。如在先前的示例中那样，分析模块520可以由训练部件210训练以帮助转换部件212识别这些分层结构。

此外，在一些实施方式中，转换部件212可以被配置成通过被用作编写原始代码的基础的逆向工程算法流程图或状态机来根据导入的遗留代码生成工程文档。这些工程文档可以包括但不限于表示由控制程序实现的控制算法的状态机图、基于发现在控制程序中限定的输入和输出而生成的I/O制图、材料清单或其他这样的文档。

当如上所述将遗留控制项目数据1102转换成新系统项目302时，可以将所得系统项目320的至少一部分添加至聚合项目数据904以增强由训练部件210使用的训练数据集合以训练分析模块520。在一些实施方式中，遗留控制项目数据1102的部分也可以与系统项目302相关联地存储为聚合项目数据904的一部分以帮助训练部件210学习识别与自动化对象222、代码模块508、可视化510、工程文档或其他系统项目元素相对应的遗留代码段。因此，随着更多的遗留控制项目1102被转换，增加了聚合项目数据904的基础，并且提高了分析模块520的准确度。

在一些实施方式中，除了维护用于生成并转换系统项目的全局分析模块520以外，IDE系统202还可以允许第三方(例如OEM、系统集成商等)创建他们自己的分析模块520并执行他们的客户项目的转换。例如，云平台806的安全部分可以被分配给第三方并且IDE系统的服务的实例可以在云的第三方的安全部分上实例化。使用这些分离的服务，第三方可以使得他们的客户能够将他们的遗留项目数据提供至OEM的平台，该平台转换项目数据并基于由第三方提供的定制的分析模块520来提供新版本。

在一些实施方式中，IDE系统202可以在系统项目302已经被部署之后基于从工业企业902处的自动化系统收集的运行时的数据来向分析模块520提供进一步的训练。在一些实现方式中，可以针对IDE系统202的不同第三方用户单独地执行出于训练分析模块520的目的而进行的对运行时的数据或性能数据的分析。这可以使得具有大客户群的第三方能够出于改进他们的服务的目的而从他们的客户匿名地收集项目数据。例如，制造涡轮机的OEM可能希望收集关于其客户群中的所有已安装涡轮机的性能指标以学习性能模式。在这种情景中，IDE系统202可以用作匿名地(对涡轮机所有者不可知)收集该信息并将该信息提供至OEM的可信代理。提供至OEM的数据将被聚合并从资产所有者中提取。在这样的实施方式中，OEM可以向数据交换层提供应用编程接口(API)，以确保来自他们的客户的数据将以OEM可读的格式输出。

在一些实施方式中，构成系统项目302的自动化对象222还可以配置有运行时的分析能力，使得自动化对象能够基于对从系统项目302表示的自动化系统收集的实时性能数据的分析来学习它们对应的工业资产的运行时的行为。自动化对象222可以将该学习的运行时的行为作为自动化对象222的身份的部分来存储。该信息可以用于各种目的，包括但不限于预测分析、分析模块520的进一步训练、基于工业资产的学习的运行时的行为的系统项目元素(例如，控制代码、可视化等)的自动重新配置或其他这样的用途。

图12至图14b示出了根据本申请的一个或更多个实施方式的各种方法学。虽然出于简化说明的目的，本文所示的一个或更多个方法学被示出且描述为一系列动作，但是应当理解和明白，本发明不受动作的次序限制，因为根据本发明，一些动作可以按与本文所示和所述的次序不同的次序发生以及/或者与其他动作同时发生。例如，本领域技术人员将理解和明白，方法学可以替选地被表示为诸如状态图中的一系列相互关联的状态或事件。此外，并非所有示出的动作都是实现根据本发明的方法学所必需的。此外，当不同的实体制定方法学的不同部分时，交互图可以表示根据本公开内容的方法学或方法。此外，所公开的示例方法中的两个或更多个可以彼此结合地实现以实现本文描述的一个或更多个特征或优点。

图12示出了用于在经训练的分析模块的帮助下使用工业IDE系统来开发工业自动化系统项目的示例方法学1200。初始地，在1202处，经由与工业IDE系统的交互来接收用于正被开发的自动化系统的工业设计数据。工业设计数据可以包括例如控制编程、可视化开发输入、自动化系统的指定设计目标或规范或者其他这样的设计输入。在1204处，由IDE系统基于使用经训练的分析模块执行的对设计数据的分析来呈现设计反馈。示例设计反馈可以包括例如被设计成强制执行内部或工业标准编码实践的控制代码语法突出显示或错误突出显示、用于重写或重新组织控制代码以符合所定义的编程标准的建议、基于编程者意图的推断要被添加至设计项目的建议的自动化对象或者其他这样的反馈。

在1206处，基于使用经训练的分析模块执行的对设计数据的分析来生成工业自动化系统项目的各部分。这可以包括例如自动地添加用于执行根据设计输入推断的自动化功能的所选预定义代码模块、自动地添加与由设计输入表示的工业资产相对应的自动化对象或者其他这样的开发功能。

在1208处，作出项目开发是否完成的确定。可以例如响应于来自开发者的自动化系统项目准备好被解析和编译的指示来作出该确定。如果开发未完成(步骤1208处为否)，则该方法学返回至步骤1202并且开发继续。重复步骤1202至步骤1206直到开发完成(步骤1208处为是)，此时该方法学进行至步骤1210。

在1210处，将工业自动化系统项目编译成一个或更多个可执行文件，所述一个或更多个可执行文件可以部署在工业控制设备(例如，PLC或另一类型的工业控制设备)、人机接口终端或另一类型的工业设备中的至少一个上并在其上执行。在1212处，将系统项目的至少一部分添加至要用作用于训练分析模块的训练数据的聚合项目数据的存储器。

图13示出了用于通过工业IDE系统使用经训练的分析模块将遗留工业控制程序转换为升级格式的示例方法学1300。初始地，在1302处，在工业IDE系统处接收工业控制程序文件。程序文件可以是例如梯形逻辑程序文件、顺序功能图表程序文件、功能框图程序文件、结构化文本程序文件或另一格式的控制程序文件。在1304处，对在步骤1302处接收的工业控制程序文件执行转换以产生升级的系统项目，其中基于使用经训练的分析模块对工业控制程序文件的分析来执行该转换。该转换可以涉及例如用执行类似或等效功能的预定义代码段替换遗留程序文件中的代码段、用具有对应功能的自动化对象替换代码段、移除未使用的代码、基于在程序内所发现的关系或分层结构来重新组织程序代码或者其他这样的转换功能。

在1306处，将系统项目的至少一部分和原始程序文件添加至要用作训练数据的聚合项目数据的存储器，所述训练数据用于对被用来执行转换的分析模型进行训练。

图14a示出了用于通过工业IDE系统使用经训练的分析模块将遗留工业控制程序转换为升级格式的示例方法学1400a的第一部分。初始地，在1402处，在工业IDE系统处接收工业控制程序文件(例如，梯形逻辑文件、结构化文本文件、功能框图文件等)。在1404处，使用经训练的分析模块来分析工业控制程序文件。在1406处，基于在步骤1404处执行的分析的结果生成工业自动化系统项目。

在1408处，作出关于在控制程序文件中是否发现针对其IDE系统支持的对应自动化对象可用的代码段的确定。可以基于对代码段的功能的推断来作出该确定，如部分地基于经训练的分析模块所确定的。如果发现了这样的代码段(步骤1408处为是)，则该方法学进行至步骤1410，在步骤1410中在步骤1406处生成的系统项目中用对应自动化对象替换所发现的代码段。如果没有发现这样的代码段(步骤1408处为否)，则该方法继续进行而不执行步骤1410。

该方法学继续图14b所示的第二部分1400b。在1412处，作出关于程序文件内是否存在可以针对其生成自动化对象的重复使用的代码段的确定。可以基于重复代码段的功能的推断来作出该确定，如部分地基于经训练的分析模块所推断的。如果发现了这样的代码段(步骤1412处为是)，则该方法学进行至步骤1414，在步骤1414中生成与在步骤1412处发现的代码段相对应的自动化对象，并且在系统项目中用所生成的自动化对象替换代码段。

如果在步骤1412处没有发现可以针对其生成自动化对象的重复使用的代码段(步骤1412为否)，则该方法学进行至步骤1416而不执行步骤1414。在1416处，作出关于是否在程序文件中发现了执行针对其预定义代码模块可用的自动化功能的代码段的确定。可以基于代码段的功能的推断来作出该确定，如部分地基于经训练的分析模块所推断的。如果发现了这样的代码段(步骤1416为是)，则该方法进行至步骤1418，在步骤1418中在系统项目中用预定义代码模块替换该代码段。

如果没有发现这样的代码段(步骤1416为否)，则该方法进行至步骤1420而不执行步骤1418。在1420处，将作为步骤1406至步骤1418的结果生成的系统项目的至少一部分和在步骤1402处接收的工业控制程序文件添加至要用作用于训练分析模块的训练数据的聚合项目数据的存储器。

本文描述的实施方式、系统和部件以及可以在其中执行本说明书中阐述的各个方面的控制系统和自动化环境可以包括计算机或网络部件例如能够跨网络进行交互的服务器、客户端、可编程逻辑控制器(PLC)、自动化控制器、通信模块、移动计算机、用于移动车辆的车载计算机、无线部件、控制部件等。计算机和服务器包括一个或更多个处理器(采用电信号执行逻辑运算的电子集成电路)，所述一个或更多个处理器被配置成执行存储在诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘驱动器以及可移动存储器设备的介质中的指令，所述可移动存储器设备可以包括存储棒、存储卡、闪存驱动器、外部硬盘驱动器等。

类似地，本文使用的术语PLC或自动控制器可以包括可以跨多个部件、系统和/或网络之间共享的功能。作为示例，一个或更多个PLC或自动化控制器可以与跨网络的各种网络设备通信并协作。这可以包括经由网络通信的基本上任何类型的控制器、通信模块、计算机、输入/输出(I/O)设备、传感器、致动器和人机接口(HMI)，所述网络包括控制网络、自动化网络和/或公共网络。PLC或自动控制器还可以与各种其他设备通信并控制各种其他设备，所述各种其他设备例如包括模拟模块、数字模块、编程/智能I/O模块的标准或安全额定I/O模块、其他可编程控制器、通信模块、传感器、致动器、输出设备等。

网络可以包括公共网络例如因特网、内联网和自动化网络例如控制和信息协议(CIP)网络，所述控制和信息协议(CIP)网络包括DeviceNet、ControlNet、安全网络和以太网/IP。其他网络包括以太网、DH/DH+、远程I/O、现场总线、Modbus、Profibus、CAN、无线网络、串行协议等。另外，网络设备可以包括各种可能性(硬件部件和/或软件部件)。这些包括诸如具有虚拟局域网(VLAN)能力的交换机、LAN、WAN、代理、网关、路由器、防火墙、虚拟专用网(VPN)设备、服务器、客户端、计算机、配置工具、监测工具和/或其他设备的部件。

为了提供所公开的主题的各方面的背景，图15和图16以及以下讨论旨在提供对其中可以实现所公开的主题的各方面的合适环境的简要、一般描述。虽然上面已经在可以在一个或更多个计算机上运行的计算机可执行指令的一般背景下描述了各实施方式，但是本领域的技术人员将认识到，各实施方式也可以结合其他程序模块实现和/或被实现为硬件和软件的结合。

通常，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、部件、数据结构等。此外，本领域的技术人员将理解，本发明的方法可以用其他计算机系统配置来实践，所述其他计算机系统配置包括单处理器或多处理器计算机系统、小型计算机、大型计算机、物联网(IoT)设备、分布式计算系统以及个人计算机、手持式计算设备、基于微处理器的或可编程消费电子产品等，其中每一个都可以可操作地耦接至一个或更多个相关联的设备。

本文所示出的实施方式也可以在分布式计算环境中实践，在分布式计算环境中某些任务由通过通信网络链接的远程处理设备执行。在分布式计算环境中，程序模块可以位于本地存储器存储设备和远程存储器存储设备两者中。

计算设备通常包括各种介质，其可以包括计算机可读存储介质、机器可读存储介质和/或通信介质，这两个术语在本文中如下彼此不同地使用。计算机可读存储介质或机器可读存储介质可以是可以由计算机访问的任何可用存储介质并且包括易失性介质和非易失性介质、可移动介质和不可移动介质两者。作为示例而非限制，计算机可读存储介质或机器可读存储介质可以结合用于存储诸如计算机可读或机器可读指令、程序模块、结构化数据或非结构化数据等信息的任何方法或技术来实现。

计算机可读存储介质可以包括但不限于随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存或其他存储器技术、光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、蓝光盘(BD)或其他光盘存储装置、磁带盒、磁带、磁盘存储装置或其他磁存储设备、固态驱动器或其他固态存储设备或者可以用于存储期望信息的其他有形和/或非暂态介质。在这方面，应将如应用于存储装置、存储器或计算机可读介质的本文中的术语“有形”或“非暂态”理解为仅排除传播暂态信号本身作为修饰语并且不放弃对不是仅传播暂态信号本身的所有标准存储装置、存储器或计算机可读介质的权利。

计算机可读存储介质可以由一个或更多个本地计算设备或远程计算设备例如经由访问请求、查询或其他数据检索协议来访问以针对由介质存储的信息进行各种操作。

通信介质通常以数据信号例如经调制数据信号例如载波或其他传输机制来体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他结构化或非结构化数据，并且包括任何信息传递或传输介质。术语“经调制数据信号”或信号指以在一个或更多个信号中编码信息的方式设置或改变其特征中的一个或更多个的信号。作为示例而非限制，通信介质包括有线介质例如有线网络或直接连线连接以及无线介质例如声学、RF、红外和其他无线介质。

再次参照图15，用于实现本文描述的各方面的各实施方式的示例环境1500包括计算机1502，计算机1502包括处理单元1504、系统存储器1506和系统总线1508。系统总线1508将包括但不限于系统存储器1506的系统部件耦接至处理单元1504。处理单元1504可以是各种可商购的处理器中的任何一种。也可以采用双微处理器和其他多处理器架构作为处理单元1504。

系统总线1508可以是若干类型的总线结构中的任一种，该总线结构还可以使用各种可商购的总线架构中的任一种来互连至存储器总线(带有存储器控制器或不带有存储器控制器)、外围总线和局部总线。系统存储器1506包括ROM 1510和RAM 1512。基本输入/输出系统(BIOS)可以被存储在诸如ROM、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、EEPROM的非易失性存储器中，该BIOS包含有助于例如在启动期间在计算机1502内的元件之间传输信息的基本例程。RAM 1512还可以包括诸如用于高速缓存数据的静态RAM的高速RAM。

计算机1502还包括内部硬盘驱动器(HDD)1514(例如，EIDE、SATA)、一个或更多个外部存储设备1516(例如，磁软盘驱动器(FDD)1516、存储棒或闪存驱动器读取器、存储卡读取器等)以及光盘驱动器1520(例如，其可以从CD-ROM盘、DVD、BD等读取或写入)。虽然内部HDD 1514被示为位于计算机1502内，但是内部HDD 1514还可以被配置成在合适的机箱(未示出)中在外部使用。另外，虽然在环境1500中未示出，但是除了HDD 1514以外或者代替HDD1514，还可以使用固态驱动器(SSD)。HDD 1514、外部存储设备1516和光盘驱动器1520可以分别通过HDD接口1524、外部存储接口1526和光盘驱动器接口1528连接至系统总线1508。用于外部驱动器实现方式的接口1524可以包括通用串行总线(USB)和电气与电子工程师协会(IEEE)1394接口技术中的至少一个或两者。其他外部驱动器连接技术在本文描述的实施方式的考虑内。

驱动器及其相关联的计算机可读存储介质提供数据、数据结构、计算机可执行指令等的非易失性存储。对于计算机1502，驱动器和存储介质以合适的数字格式容纳任何数据的存储。尽管上面对计算机可读存储介质的描述涉及相应类型的存储设备，但是本领域技术人员应当理解，也可以在示例操作环境中使用计算机可读的其他类型的存储介质，无论所述存储介质是当前存在的还是将来开发的，并且此外，任何这样的存储介质可以包含用于执行本文所描述的方法的计算机可执行指令。

多个程序模块可以被存储在驱动器和RAM 1512中，所述多个程序模块包括操作系统1530、一个或更多个应用程序1532、其他程序模块1534和程序数据1536。操作系统、应用、模块和/或数据中的全部或部分也可以被高速缓存在RAM 1512中。本文描述的系统和方法可以利用各种可商购的操作系统或操作系统的组合来实现。

计算机1502可以可选地包括仿真技术。例如，管理程序(未示出)或其他中间设备可以仿真用于操作系统1530的硬件环境，并且所仿真的硬件可以可选地不同于图15中所示的硬件。在这样的实施方式中，操作系统1530可以包括在计算机1502处托管的多个虚拟机(VM)中的一个VM。此外，操作系统1530可以为应用程序1532提供运行环境，例如Java运行环境或.NET框架。运行环境是使得应用程序1532能够在包括该运行环境的任何操作系统上运行的一致执行环境。类似地，操作系统1530可以支持容器，并且应用程序1532可以是容器的形式，所述容器是包括例如代码、运行时间、系统工具、系统库和应用的设置的轻量级、独立的、可执行的软件包。

此外，计算机1502可以用安全模块例如可信处理模块(TPM)来启用。例如，使用TPM，引导部件对时间上的下一引导部件进行哈希处理，并且在加载下一引导部件之前等待结果与安全值的匹配。该过程可以发生在计算机1502的代码执行栈中的任何层，例如，应用在应用执行级或操作系统(OS)内核级，从而在任何代码的执行级实现安全性。

用户可以通过一个或更多个有线/无线输入设备例如键盘1538、触摸屏1540和诸如鼠标1542的定点设备将命令和信息输入至计算机1502中。其他输入设备(未示出)可以包括麦克风、红外(IR)遥控器、射频(RF)遥控器、或其他遥控器、操纵杆、虚拟现实控制器和/或虚拟现实头戴式耳机、游戏垫、触摸笔、诸如摄像装置的图像输入设备、姿势传感器输入设备、视觉移动传感器输入设备、情绪或面部检测设备、诸如指纹或虹膜扫描仪的生物测定输入设备等。这些输入设备和其他输入设备通常通过可以耦接至系统总线1508的输入设备接口1544连接至处理单元1504，但也可以通过其他接口例如并行端口、IEEE 1394串行端口、游戏端口、USB端口、IR接口、

监测器1544或其他类型的显示设备也可以经由诸如视频适配器1546的接口连接至系统总线1508。除了监测器1544以外，计算机通常包括其他外围输出设备(未示出)例如扬声器、打印机等。

计算机1502可以使用经由到诸如远程计算机1548的一个或更多个远程计算机的有线和/或无线通信的逻辑连接在联网环境中操作。远程计算机1548可以是工作站、服务器计算机、路由器、个人计算机、便携式计算机、基于微处理器的娱乐设备、对等设备或其他通用网络节点，并且通常包括相对于计算机1502所描述的许多或所有元件，尽管为了简明起见仅示出了存储器/存储设备1550。所描绘的逻辑连接包括到局域网(LAN)1552和/或更大的网络例如广域网(WAN)1554的有线/无线连接。这样的LAN和WAN联网环境在办公室和公司中是常见的，并且促进了诸如内联网的企业范围的计算机网络，所有这些计算机网络都可以连接至诸如因特网的全球通信网络。

当在LAN联网环境中使用时，计算机1502可以通过有线和/或无线通信网络接口或适配器1556连接至局域网1552。适配器1556可以促进到LAN 1552的有线或无线通信，LAN1552还可以包括布置在其上的无线接入点(AP)以用于以无线模式与适配器1556进行通信。

当在WAN联网环境中使用时，计算机1502可以包括调制解调器1558，或者可以经由用于通过WAN 1554建立通信的其他手段例如通过因特网来连接至WAN 1554上的通信服务器。调制解调器1558——其可以是内部的或外部的并且可以是有线设备或无线设备——可以经由输入设备接口1542连接至系统总线1508。在联网环境中，相对于计算机1502或其部分描绘的程序模块可以被存储在远程存储器/存储设备1550中。将理解，所示的网络连接是示例并且可以使用在计算机之间建立通信链路的其他手段。

当在LAN或WAN联网环境中使用时，除了或代替如上所述的外部存储设备1516，计算机1502还可以访问云存储系统或其他基于网络的存储系统。通常，可以例如分别通过适配器1556或调制解调器1558通过LAN 1552或WAN 1554来建立计算机1502与云存储系统之间的连接。在将计算机1502连接至相关联的云存储系统时，外部存储接口1526可以在适配器1556和/或调制解调器1558的帮助下如管理其他类型的外部存储一样管理由云存储系统提供的存储。例如，外部存储接口1526可以被配置成提供对云存储源的访问，就好像这些源物理地连接至计算机1502一样。

计算机1502能够被操作成与可操作地布置在无线通信中的任何无线设备或实体进行通信，所述无线设备或实体例如打印机、扫描仪、桌上型和/或便携式计算机、便携式数据助理、通信卫星、与无线可检测标签相关联的任何设备或位置(例如，亭、报摊、商店货架等)以及电话。这可以包括无线保真(Wi-Fi)和

图16是所公开的主题可以与之交互的样本计算环境1600的示意性框图。样本计算环境1600包括一个或更多个客户端1602。客户端1602可以是硬件和/或软件(例如，线程、进程、计算设备)。样本计算环境1600还包括一个或更多个服务器1604。服务器1604也可以是硬件和/或软件(例如，线程、进程、计算设备)。服务器1604可以容纳线程以通过采用例如本文所述的一个或更多个实施方式来执行变换。客户端1602与服务器1604之间的一种可能的通信可以是适于在两个或更多个计算机进程之间传输的数据分组的形式。样本计算环境1600包括可以用于促进客户端1602与服务器1604之间的通信的通信框架1606。客户端1602可操作地连接至可用于存储客户端1602本地的信息的一个或更多个客户端数据存储设备1608。类似地，服务器1604可操作地连接至可用于存储服务器1604本地的信息的一个或更多个服务器数据存储设备1610。

上面所描述的内容包括本发明的示例。当然，不可能为了描述所公开的主题而描述部件或方法学的每个可设想到的组合，但是本领域普通技术人员可以认识到，本发明的许多另外的组合和置换是可能的。因此，所公开的主题旨在涵盖落入所附权利要求书的精神和范围内的所有这样的改变、修改和变型。

尤其是关于由上面描述的部件、设备、电路、系统等执行的各种功能，除非另外指出，否则用于描述这样的部件的术语(包括对“手段”的引用)旨在对应于执行所描述的部件的指定功能的任何部件(例如，功能上等效的任何部件)，即使在结构上不等效于所公开的结构而该部件执行本文示出的所公开主题的示例性方面中的功能也是如此。在这点上，还将认识到，所公开的主题包括系统以及具有用于执行所公开的主题的各种方法的动作和/或事件的计算机可执行指令的计算机可读介质。

此外，虽然可能仅针对若干实现方式中的一个实现方式公开了所公开的主题的特定特征，但是这样的特征可以如针对任何给定应用或特定应用来说可能期望有利的与其他实现方式的一个或更多个其他特征组合。此外，就在说明书或权利要求书中使用术语“包含”和“具有”及其变型来说，这些术语旨在以类似于术语“包括”的方式是包含性的。

在本申请中，词语“示例性”用于表示用作示例、实例或说明。本文描述为“示例性”的任何方面或设计不一定被解释为比其他方面或设计优选或有利。在某种程度上，词语示例性的使用旨在以具体方式表现概念。

本文描述的各个方面或特征可以使用标准编程和/或工程技术实现为方法、装置或制品。如本文所使用的术语“制品”旨在涵盖可从任何计算机可读设备、载体或介质访问的计算机程序。例如，计算机可读介质可以包括但不限于磁存储设备(例如，硬盘、软盘、磁条…)、光盘(例如，压缩盘(CD)、数字多功能盘(DVD)…)、智能卡和闪存设备(例如，卡、棒、钥匙驱动器…)。