CN1527984A - 用于工业自动化服务的数据库系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种主机系统产生和管理数据库，该数据库结合了从多个诸如CNC机床的客户自动化系统收集的数据。所述数据可以包括实时数据，并且在经由网络从主机系统下载至客户系统的软件的监督下，从客户系统被捕捉。所述捕捉的数据经由网络发送到主机，其创建所述数据库。所述数据库最好包括商业数据库以及技术数据库，所述商业数据库包含与客户自动化系统的客户主或操作者相关的数据，所述技术数据库包含捕捉数据、管理和其它数据，由顾客和客户系统组织。捕捉数据最好与捕捉的数据相关，提供它以便为特定客户设备创建历史数据库。具有客户授权，其他诸如原始设备制造商可以访问捕捉数据，他们可以对所述访问收取费用。

Description

用于工业自动化服务的数据库系统和方法

技术领域

本发明涉及工业自动化领域，更具体地说，涉及传送与用于自动化机床的系统相关的服务或软件。

背景技术

在工业自动化领域，并且尤其是在涉及机床以及他们的使用的子领域内，专攻控制技术和软件的厂商已经提供软件给制造和销售自动机床的原始设备制造商(OEM)。然后，OEM将结合这种技术和软件的自动化设备提供给最终顾客，所述最终顾客典型地是拥有设备的生产商，管理和操作他们从OEM购买的设备。经过多年，OEM已经和这种最终顾客发展了很强的关系。

OEM通常不将他们的行为限制在开发和销售诸如机床的货物，他们还为由他们以及可能由其他人销售给最终顾客的设备提供跟踪服务。虽然OEM已经提供了重要的货物和服务，但是他们被现有的能力上的限制而约束，即提供可以充分利用关于他们的机床的操作的详细信息的服务的能力。这种约束源于现有系统获得机床控制进程的中心的数据能力上的限制。机床控制软件高度专用于它的特定目的，并且在过去通常面向数据的捕捉或后续处理因为超出机器的即时控制的原因。

因为类似的原因，诸如机床的设备的控制系统和软件的厂商通常已经不是处于将他们技术中的基于知识的性能改善直接或与OEM合作供应给最终顾客的地位了。

对于机床控制系统的可得到的数据的访问，如果是可以得到和被适当管理的，可以被开发或利用，以向最终顾客提供各种功效和其他利益，包括机器利用率和寿命方面的改善，使用该机器的最终顾客生产商方的生产率方面的增加，以及将在下面详细描述的其他利益。

难以获得从工业控制器收集实时数据的能力，更不用说经由网络发送其到能够分析、聚集或管理这种数据并为自动机床产生解决方案的服务提供者。随后，例如，对于开发任何增值服务或软件(在下文中，总称为“内容”)，作为收集的数据的函数还没有任何基础，也没有从服务提供者经由网络将内容以服务或软件的形式发送和下载到最终顾客(客户)的机床控制系统。

作为代替，已经人工地提供了与诸如机床的自动设备相关的工程服务，主要仅仅是响应于最终顾客的要求或由于其他动机，而与实际控制器数据的状态无关。然而，这种现有的人工方法没有充分利用已有网络和计算技术。它不能传送实时或者密集计算服务或者复杂的与机器相关的服务，诸如轴分析和最优化、机器数据检查、损耗分析、机器检查和验收、机器校准、动态机器模型、与工件相关的服务、过程分析、软件服务、数据管理服务等。

现有的将软件和与服务相关的内容提供给诸如机床的自动设备的用户的方法也不能提供与计算机提供相关的经济内容服务，其与人工相对。经由网络对于控制器软件的访问也为最终顾客提供了发送免费信息服务的机会，诸如与软件版本、公司目录、产品和服务文件、聊天室和用户组、白皮书相关的信息，以及其他信息，它们可以是由控制软件提供者、OEM、或两者首创的。

还存在帮助顾客缩短开发时间的未满足的需求，以更为迅速和以更为有利的成本建立市场存在，并使他们用优于那些在前已有产品的产品来建立市场存在。解决这个未满足需求需要如下测量值：确保生产设备的最大利用率，减少与那些设备相关的运行成本，增加它们的生产率以及给予最高产品质量。

发明内容

根据本发明的系统和方法的多种方面解决了长期希望而未能满足的上述需求。

根据本发明的系统和方法包括经由诸如因特网的公用网络在自动化机床(例如，CNC/PLC机床)和主机服务器之间建立连接。来自生产过程的机床数据被实时收集并经由因特网发送到主机。可以以同步或异步方式收集数据，其条件是异步数据收集可以由操作员来设置。在主机，利用各种应用程序中的任何一种，数据被存储、分析和评价。与机器状态、机器损耗、处理稳定性、工件质量和机器性能的长期变化相关的结果也可以经由因特网发送给操作机器的顾客。

系统和方法的其他方面为用户和生产商提供开放应用程序接口(API)，允许接收根据本发明的系统和方法所提供的服务和软件，以定制他们从内容提供商所获得的内容和技术。根据本发明而使用户可用的服务和软件内容没有限制包括：机器服务、机器性能、工件服务、数据管理、和电子销售。此外，根据本发明，机床试车服务(例如，计算机辅助试验(computer-aided runoff“CAR”))和干扰分析可以与机床维护一起被提供。也可以获得周期性运行CAR测量的结果中的变化。此外，来自控制器的数据(例如由NC程序处理)可以被可视化或被处理以早于以前可用的来揭露机床中的缺点。

根据本发明的系统和方法使得数据管理服务变得可能，根据该数据管理服务，基于万维网的归档和与控制相关的数据(例如，NC程序数据、机器数据、和参数)的管理成为可能。这些数据对于顾客是可用的，并且被顾客批准以获得访问的诸如OEM的第三方，以及对于许多实例中的一个，使能更高的数据安全，万一数据丢失，产品可以快速恢复。

在本发明的一种实施例中，从机床上载到主机的，关于机床的特性代码数据的识别使能机床的所选择方面的时间关系曲线(time-history)的产生，所述曲线的产生依次提供大量的信息给机床用户和服务他们的OEM。

在本发明的一个方面中，提供一种用于产生数据库的方法，用于与基于与用于制造设备的工业控制器相关的、从客户收集的数据提供内容的系统共同使用。用于提供内容的系统包括一处理器和至少一个数据存储装置，所述处理器经由网络与工业控制器进行通信，其具有可经由网络检索的唯一识别码。所述方法包括步骤：在数据存储装置的一个中建立数据结构，用于存储从多个机床之一收集的数据，从客户接收与制造设备相关的唯一识别码，包括在与唯一识别码相关的数据结构信息中，从客户接收包括在数据结构中的与制造设备的控制相关的数据和从机床提取的数据。

根据本发明的另一方面包括一系统，与基于从多个机床收集的数据的计算机控制机床的管理相关，所述系统包括计算机和至少一个数据存储装置，所述计算机经由网络与每个具有唯一识别码的多个计算机控制机床通信。在本发明的这个方面，用于建立支持计算机控制机床的管理的数据库的方法，包括步骤：在数据存储装置的一个中创建与从多个机床的一个收集的数据相关的记录；从所述机床提取与所述机床相关的唯一识别码；在所述记录中插入与唯一识别码相关的信息；从所述机床提取与机床的控制相关的数据；在所述记录中插入从所述机床提取的数据。

本发明的另一方面是一种用于管理数据的方法，涉及将与自动化相关的服务提供给具有包括制造设备和相关计算设备的设施的顾客。所述方法包括步骤：建立与经由网络向制造商提供服务相对应的数据结构；在数据结构的第一部分存储与制造商身份相关的数据；计算提供给制造商的服务的测量值；并在数据结构的第三部分存储与服务的测量值相关的数据。

本发明的另一方面是一种数据库系统，用于网络传输的自动化系统服务，其中所述服务被提供给操作自动化系统的顾客。所述系统包括：主机系统，经由网络与客户自动化系统通信，所述主机系统被配置以使客户系统产生、捕捉和发送给主机系统实时控制数据；商业数据库，耦合到所述主机系统，包括顾客信息；和技术数据库，耦合到所述主机系统，包括自动化系统数据。

本发明的另一方面是一种用于管理数据的方法，涉及将与自动化相关的服务经由网络提供给具有包含制造设备和相关计算设备的设施的顾客。所述方法包括步骤：创建与经由网络将服务提供给顾客相对应的数据结构；在数据结构的第一部分存储与顾客的身份相关的数据；并在数据结构的第二部分存储与服务的身份相关的数据。

根据本发明的系统和方法的各种其他方面被描述在所附权利要求书中。

附图说明

图1示出了根据本发明的、用于通过网络和通过人工组件传递自动化服务的系统的一种实施例。

图2示出了根据本发明的、用于通过网络提供自动化服务和/或软件给客户系统的一种实施例。

图3示出了根据本发明实施例的结构的高级原理图。

图4示出了根据本发明的系统的实施例中服务器-客户结构的原理图，强调系统的客户端的结构。

图5以原理图的形式示出了与根据本发明的系统的主机部分的一种实施例的配置有关的系统结构。

图6以原理图的形式示出了与根据本发明的系统的客户部分的一种实施例的配置有关的系统结构。

图7A和7B以原理图的形式示出了与负责实时数据获取的系统的客户部分的方面的实施例有关的系统结构。

图8以流程图的方式示出了与根据本发明的方法的实施例有关的步骤，用于从CNC机床或其他的自动化生产设备获取实时数据。

图9A-9C以流程图的形式示出了与根据本发明的方法的实施例有关的步骤，用于基于实时控制数据经由网络提供与自动化相关的内容和构造结合实时控制数据的数据库。

图10以原理图的形式示出了根据本发明的数据库的一种实施例，以及数据库形成的前后关系。

图11-23示出了与在本发明的一种实施例中的自动化相关服务的传递的例子相关的多个阶段，即圆周测试。

具体实施方式

根据本发明的一种系统和方法的实施例包括自动化软件和服务内容提供商，其操作主机或服务器系统，并通过诸如因特网的公共网络与客户自动化系统进行通信。该实施例通过实例进行描述，该实例在客户端包括：具有控制系统的机床，所述控制系统包括控制核心(如数控核心或“NCK”)；一操作系统，诸如适当颁本的微软视窗，其执行实时控制和通过NCK与机床的操纵装置硬件进行通信，以及接收通过机床中的适当的传感器获得的数据；以及运行于操作系统的人机界面(human machine interface)(HMI)。在这个实例中，通信经由因特网进行，我们已知因特网的子集为万维网(World-WideWeb)，或网(Web)。其他的客户配置也可能包括在本发明的范围中，如其他的公共网络以及通过这种网络传输信息的方法。在该实例的描述中，诸如Internet Explorer或Netscape Navigator的传统的浏览器运行于客户操作系统，并且通过从主机下载网页和传输用户数据来与主机进行通信。

虽然机床作为本发明所应用于的自动化系统类型的主要实例来描述，但是根据本发明的系统和方法也可以用于任何包括设备的实时控制的自动化系统。

例如，机器处理器(machine handler)通过从内容提供商经过公共网络25(最好是因特网)下载来安装，并且在机床自动化系统中，由顾客(这里和上下文指用户或操作者)激活。公共网络25可以在下文中简写为网络25。操作自动化系统的用户可以访问运行网站的主机，并且可以从主机下载提供选择内容菜单的网页。然后主机网站以网页所支持的驱动菜单方式来引导用户键入与希望的可用服务、软件或其他内容有关的信息，所述网页例如可以通过因特网或其他网络从主机服务器下载。作为响应，主机应用程序产生随后通过网络传输到客户的内容(例如，机床源代码)。运行于控制系统HMI的机器处理器接口模块从浏览器传送信息到机器处理器，该机器处理器可以依次设立相应的工作，包括需要时解释下载的内容以及例如通过运行NCK的NCU间的接口(为某些目的，该接口可以看作是操作面板的逻辑接口)载入该内容。根据任何适合的方法，机器处理器和机器处理器接口可访问客户HMI，所述方法包括从主机通过网络下载，或从诸如光盘的存储介质中载入，或利用提供给OEM和顾客由此通过购买机床而得到的其它控制软件传递。

诸如服务或软件的内容条款最好或者根据最终用户操作者的人工启动而发生，或者根据进度表自动发生，或者根据其他条件发生，所述条件包括从最终用户设备收集的数据导出的条件。无论如何，如果下载内容包括涉及实际机床的运行的说明书，则将建立条款以确保根据所述内容的机器的启动因安全原因而人工启动。

整体系统的结构在图1-7中示出，该结构包括主机、客户以及OEM实体。图1以抽象的高级形式，示出了基于因特网的自动化服务公司10如何将包括软件、服务等的内容提供给多个顾客，所述顾客由系统1-N(参考标号分别为14、16、和18)表示，信息双方向地在所述公司与顾客之间共享。此外，通常的人工工程服务12的提供商(例如OEM)，也与顾客系统1-N(12、14、16)通信，其中所述人工工程服务可以有许多。这个结构虽然对某些应用是有用的，但是其不是最优的，因为在基于因特网的自动化服务公司10和人工工程服务公司12之间没有通信，当然也没有现代网络技术的支持。在这种配置中，没人能从他人的才智中获益。

在图2中，在图的左手边示出了通常的机床的生产链。负责控制系统硬件和软件的自动化产品提供商22出售他的产品和服务给他的顾客，机床OEM24。该OEM24依次把从自动化产品提供商购买的控制系统产品和其它他自己生产和/或购买的设备进行集成，并且出售给他的顾客23(有时这里也称为“最终顾客”)，典型的生产商。在本发明的实施例中，服务提供商20与上述的所有三方最好通过因特网进行双向通信。此外，服务提供商可以与软件工具27和特殊服务28的第三方提供商进行通信，也可与因特网伙伴29进行通信。虽然没有直接在图中示出，但是信息流可以是双方向的并且也发生在因特网上。

图3示出服务提供商20、OEM24、和顾客23的更详细的视图。服务提供商20包括一主机30(下面简写为主机)，其与系统/顾客数据库34和执行管理或其他功能的交互用户32进行通信。任何数量的这种数据库34和交互用户32均可与主机30交互。应用程序接口(API)36使得OEM伙伴24(在图中右上角)能够处理由主机30所提供的内容。OEM伙伴24中的交互用户由此可以通过利用网络25(最好是因特网)与内容提供商主机30通信，来利用访问顾客数据的结果(下文将进一步阐述)。在OEM24中，一个或更多的交互用户40与OEM伙伴主机38交互信息以完成管理或其他的目的。

内容也通过网络25在主机30和客户端26之间提供。另外，主机30可以称作主机、服务器或服务器/主机。客户(或顾客)26可以包括：一个或更多计算机数字控制(computer numerical controlled)/可编程逻辑控制器(CNC/PLC)系统42、外围设备和传感器、控制器44、个人计算机45以及主机计算机46，它们中的一些或全部都通过内部网络47进行通信。如将在下文中进一步阐述的，客户端26通过网络25与主机30之间建立了安全的通信，通过网络25选择和接收内容，将诸如实时控制数据的数据传输回主机30。此外，客户端26可以通过网络25向主机30发送表示承诺付款价值的信号来交换内容，或者也可以发送信用卡账号，或任何与实际或预期转让价值有关的信号给内容提供商。换句话说，顾客或用户代码可以被发送，以及特定识别客户机器的机器代码(即，接收的服务或软件的主题)也可以被发送，并且客户端26或顾客23或负责的经济实体(未示出)可以在稍后为其所下载内容被开出账单或另外被收费。

可以采用所有可用的预防方法，以确保在内容提供商20、OEM伙伴24和客户端26之间传输的数据的安全性和完整性。例如：防火墙31、37、39分别提供通过因特网与主机30、主机API 37以及OEM伙伴主机38的通信的安全措施。防火墙和其他安全部件，例如但不仅限于，密码保护和加密方案，也最好被提供在客户端26和网络25之间。通过内部网络47提供给用户26防火墙和安全部件。

图4示出了根据本发明的系统的结构的实施例，主要集中在因特网的左侧的顾客的客户系统，和其与内容提供商主机30的通信。在这个实施例中，顾客的客户系统包括一控制器，例如由西门子AG生产的SINUMERIK控制器，包括在其他事物之中运行的处理器，一HMI(或人机界面)50。HMI50与NCU接口60通信，该接口依次与机床70通信。

所述HMI50为控制器软件的一部分，操作员(未示出)与该控制器软件进行交互。HMI50支持并提供对各种应用程序的访问，并且在许多现存的控制器中，被现代操作系统支持，所述现代操作系统至少共享与PC用户所熟悉的操作系统类似的一些相似性。与机床控制系统有关的软件的其他部分为数字控制部分，该数字控制部分包括实际与机床70和NCU接口60通信的数控单元(NCU)和核心(NCK)(未示出)。涉及NCU和NCK的相关计算将结合图7详细地进行讨论。

客户系统的控制器HMI50通过网络25，最好为因特网，双向地与由内容提供商操作的服务器/主机系统30进行通信。下面的一组箭头将客户内的浏览器与主机耦合(其对应于图5中的参考数字500和图6中的参考数字600)。可在上述操作系统中运行的客户浏览器52能够从主机30下载网页。浏览器52提供可由其他适当软件所提供的网络接口功能，只要其能与网络25兼容。与HMI50交互并使用浏览器52的操作者(未示出)可访问在主机30上运行的网站(未示出)，并开始请求某些内容。实施例中描述的数据的发送主要是从主机30至浏览器52。操作者对可能包括某些选择和参数的所下载内容的响应包括：通过因特网(如万维网)以与网络25和主机30结构相容的任何方式将信息传输回主机。然而，诸如实时控制数据的与机器控制相关的数据没有以此形式传输到主机30。

客户系统还包括同样运行于HMI系统50的环境中的机器处理器56，该机器处理器包括任何可以接收发自主机30的指令并产生最终包括调用NCK的工作57、58的功能。

浏览器52和机器处理器56经由机器处理器接口54彼此通信，所述机器处理器接口将经由浏览器52从主机下载的内容转换成机器处理器56可执行的格式。在本发明的实施例中，浏览器52与机器处理器接口54通过远程过程调用进行通信，所述远程过程调用利用例如华盛顿州雷蒙德的微软公司的COM技术。同样，机器处理器接口54与机器处理器56利用远程函数调用进行通信，引导机器处理器56产生并执行工作57、58，所述工作最终引导机床并捕捉在机床70运行中所产生的数据。机器处理器56与NCU接口模块60进行通信，所述NCU接口模块将工作指令转换成NCK(未示出)可执行的格式。在这种执行任务中，既有调用将由NCK执行的一个或多个机床命令的任务，又有从任何可用的机床状态数据或其他与控制有关的数据中收集数据的任务。可以利用现有机器控制系统可用的现有跟踪功能性和利用在下文结合图7和8所阐述的数据获取方法，进行数据收集。此外，在本发明的范围内，其他增强的跟踪功能性可以被开发，以用与当前可用的不同的形式来提取数据。

这样，在图4中所示的本发明所述实施例中的系统结构包括不对称数据路径，即第一双方向路径，涉及内容的选择和下载的交互通信；和第二单向路径，用于将来自客户的获取的数据(例如，实时控制数据)传输到主机30。这种不对称数据路径结构的一个优点是：与操作者与主机30以网络对话方式发送实时控制数据的情况相比，实时控制数据可以以更加安全和快速的方式被发送。接收这样的实时控制数据的主机30的端口，以及可以与之通信的处理器应该配置，以用专用形式尽可能快地接收输入数据。

为了安全性的原因，机床操作的启动可能需要操作员的人工操作(intercession)。与被机器处理器监督的工作指令相关所收集的数据可以随后被发送至主机。在已阐述的本发明的这个方面的实施例中，所述数据的发送已用上部的箭头(upper arrows)示出。数据的发送最好是单方向的，并且不能涉及万维网。当然，最好通过最可用和可利用的安全的网络设备传输，因为没有延迟接收已收集和传输的数据的可能性，这种延迟是由于如万维网在内的更多公共设备遭到通常的拥堵和其他的问题而造成的。然而，在一些实施例中，万维网是适合的传输设备。

总之，图5示出了：例如在操作者的请求下，如何从内容提供商主机下载内容到机床客户，；客户系统如何利用下载的内容产生和执行能够产生有用数据的机床工作指令；如何从机床控制系统收集数据和以适合的形式发送数据到主机。在主机端(host site)，为客户系统的操作员或所有者的各种类型数值内容可以作为收集到的数据的函数而产生。所述内容的例子在本文件后的附录中提供。

更准确的说，图5示出了关于服务器/主机30的一种实施例的系统结构。通过路径500和经由服务器用户接口(server user interface)502，从客户端26接收数据以及将数据发送到客户端26。服务器用户接口502能够提供网络服务，换言之，网站，以及通过超文本传输协议(http)或其他适合的协议与客户端26通信。在一些实施例中，服务器用户接口502能够运行于多个机器，以在硬件或软件故障的情况下提供冗余。

服务器用户接口502也与工作流服务器(workflow server)504自由通信，所述工作流服务器扮演后台请求处理器的身份，实际上，帮助处理费时的任务。服务器接口502也能够与服务器数据接口506通信。服务器数据接口506接收从客户端26经由网络25在数据路径600上上载的数据。所述数据通常包括从机床70或其他自动化设备获取的实时控制数据。在一种实施例中，数据可以被客户端26格式化以包括头或报头，所述头或报头可被服务器/主机30利用，以处理与头或报头相关联的数据以及，例如，引导输入到特定处理器。然后，格式化后的数据通过http或其他适合的协议被发送。

服务器用户接口502和服务器数据接口506均与安全模块(securitymodule)508和数据提供商510进行通信。安全模块508根据已知技术提供用于确保试图获得访问服务器/主机30或他的某方面的实体被授于该权利的功能。

数据提供商510充当与服务器/主机30的数据库部分连接的数据接口。实际上，它用来保护服务器用户接口502和服务器数据接口506不需要知道系统的数据库软件如何处理数据，因而软件更容易修改。

回到接收从服务器用户接口502和服务器数据接口506接收数据的工作流服务器504，它与数值分析模块(numerical analysis module)512和仿真模块(simulation module)514进行通信。数值分析模块512负责分析从客户端26接收到的数据。仿真模块514模仿与被请求内容的提供有关的顾客机器方的行为。管理环境516提供整个服务器/主机系统30可用的数据中心和计算资源，以及可以检测错误或发布适当的警告。

数据提供商510与数据中心518进行通信，其包括数据库软件520和数据复制协调器(data replication coordinator)522。包括任何适合的功能性(诸如SQL族)的数据库软件能够支持多个数据库(DB₁、DB₂、......)520(类似于图3的参考标号34)。数据库520可以被交互用户32、OEM伙伴24(在图中未示出该链路)或其他实体访问。数据复制协调器522包括负责处理数据的软件，所述数据可能相关，但也可能驻留或需要驻留在一个或多个远程的数据中心，例如，在不同的大洲。

在本发明的一个方面的一种实施例中，客户端26的结构在图6中被示出。数据被发送到服务器/主机30的服务器用户接口502和从服务器/主机30的服务器用户接口502被接收。数据通过网络25(未示出)由运行于客户端26的HMI50的浏览器602经数据路径500来回发送。如类似于图4的浏览器52，浏览器602通过因特网或其他网络经http从服务器/主机30接收数据。所述数据可能以网页的形式，所述网页通过运行浏览器602并登录到服务器/主机30的操作者识别给客户端26的服务，通过使用网页上的按钮返回一条消息来选择一项服务器/主机30给出的服务。所述结构支持的交互类型的一种实例将参考图11-23进行阐述。

浏览器602与机器处理器604(参阅图4的类似结构56)进行通信，所述机器处理器604与运行所关注的自动设备的控制器进行通信(图中未示出)。接收从控制器获取的数据的机器处理器604也与运行于客户端26的HMI50的安全模块606进行通信。安全模块606确保所有与客户端26的通信仅来自服务器/主机30或其他授权服务器。因此，安全模块606避免未授权方对自动化系统的潜在破坏(hacks)或攻击，所述未授权的用户是指：如果不能将其排除，则可能发布控制指令以破坏所述自动化系统或获得访问用户系统26的所有者希望保密的数据。

在图5和6中，根据内容提供商的需要，数据能够在没有示出链路的模块之间共享，或能够被用户从没有示出输出的模块访问。

根据本发明，客户端功能性的其他结构能够避免浏览器的使用。然而，在本发明的范围内这种方法可能把机器处理器的功能性直接暴露给因特网。

然而，在本发明的范围内的其他客户结构能够集中与在单个或更小数量的模块中的浏览器、机器处理器和机器处理器接口以及NCU接口有关的功能性。然而，因为具有更少的模块，这种方法可能在建造和维修更加昂贵。

本发明的一个方面涉及从与特殊的自动化设备有关的控制器，收集或“捕捉”事实上实时的控制器数据。在本发明的一种实施例中，所述捕捉的低水平的、与被控机器或设备的状态相关的数据被经由数据路径500(图5和6)下载至客户端26的HMI50中的程序代码确定。执行所述功能性的结构的一种实施例在图7中示出。主机30经由网络25与HMI50(客户端26的，在图中未明显地示出)进行通信。HMI50也耦合到数据存储装置52。如上所述，HMI50提供工业控制装置的用户接口部分，并且被配备以运行任何数量的包括浏览器等的应用程序。因为所述HMI50的一个主要目的是：允许操作员为特定机床或自动化设备的其他部件修改控制器的特征(aspects)，所以HMI50与负责机器控制的、典型运行于单独的处理器的其他过程(process)进行通信。

与本发明有关的数据捕捉包括“跟踪”功能。全面的跟踪功能性更全面和最优地提供控制(如HMI、NC、PLC)和驱动数据给用户。所述功能性是否直接或经由增值服务(value-added services)提供，依赖于提供跟踪的应用程序。

在一种实施例中，经过对本发明的所述方面的概述，下载的程序代码包括编译循环(compile cycle)。编译循环为实时控制软件的功能性的补充，所述实时控制软件是由OEM软件开发者基于数控内核的兼容的应用程序接口而提供的。在当前实施例中，编译循环可以开发和汇编为不包括任何控制软件代码的API基础库(library on the base of an API)。所述已编译过的编译循环可以随后被下载用于控制。因此，相应改变控制配置之后，(一些机器数据的设置)在下一次该系统的上电时(power-up)编译循环被动态地链接到控制软件。如上所述，由所述编译循环提供的功能性的补充在控制的实时处理中是可用的。

换句话说，数据捕捉包括跟踪功能性，在所述跟踪功能性中，编译循环未被下载，而现有跟踪功能性的控制和参数化(parameterization)通过NCU接口60执行。这些可以由将因特网请求映射给操作面板接口，或跟踪的参数化/控制的HMI50中的软件执行。换句话说，跟踪功能性的控制可以通过任何执行这些任务的HMI应用程序的下载来完成，所述应用程序可以象任何可通过网络下载的代码一样下载。在映射因特网请求给操作面板接口的HMI中的软件的情况下，控制逻辑，即将要执行的步骤的顺序，最好驻留在主机系统30中，并且本地软件将仅仅具有对于NCK的网关功能性。当HMI应用程序被下载，控制逻辑将驻留在已下载到HMI50的软件中。所述软件例如是否是java/java script applet还是被下载并安装以利用HMI-OEM应用程序接口(API)在HMI上运行的视窗程序，都是执行细节。

可用的自动化控制器提供NCK-OEM API，以及HMI-OEM API，其是自动化产品提供商22为了允许OEM24为他们的硬件和顾客23的需求定制功能(customize feature)而典型地提供的。数据捕捉功能性可以单独使用NCK-OEM API，或HMI-OEM API。如果即使没有HMI连接所述数据捕捉功能性也必须工作，以及如果功能性要求诸如数据的预处理、扩展触发能力等的额外的实时处理时，NCK-OEM是最好的。

在图7A和7B中分别示出了为实时工业控制数据的捕捉而配置的系统的两种实施例。所述实施例涉及机床控制器(CNC)；然而，下文所述的本发明特征也同样可用在其他工业自动化环境(context)中找到应用。

根据本发明的数据捕捉功能性的一个特征为：允许预处理和捕捉实时控制器数据的程序代码可以通过网络下载。与HMI50交互的、诸如图3中定义的交互用户32的操作者选择特定网络递送服务(参阅图11-23所示的实例)。所述服务例如从服务提供商(主机)30提供的因特网网站上选择。适合的程序代码通过所述网络传输到HMI50。通过NCU接口60，所述HMI50、机器处理器接口54和机器处理器56、以及NCK66对控制机床70的控制或其他被控工业设备起作用。NCK66包括基本系统68、NCK OEM应用程序接口69，其允许将要插入到NCK66的下载程序代码作为编译循环72。基本系统68为数据捕捉提供可以通过NCK OEM应用程序接口69扩展的跟踪功能性。这种跟踪功能性局部地收集数据并将其存储到缓冲器或关于任何级76-78(偶数)相关的队列中，之后非循环的任务获取缓冲器数据并将其存储到数据存储器74的文件中。例如，所述数据存储器可为静态RAM，这样以后可以合并其到跟踪数据。在数据存储器74中的文件也可以队列形式或以循环缓冲器形式使用，在队列形式中数据被加在一个位置而在另一端被丢掉，在循环缓冲器形式中最早的数据将被丢失。扩展对基本系统69不是直接可用的用户程序信息的跟踪能力，跟踪代码可以被插入提供本地用户程序数据到跟踪功能性的用户程序(如以特殊功能块的形式的PLC用户程序)。这些项目可由内容提供商20来配置，其将是来自主机30的下载程序代码和配置数据。

所述基本系统68也与不同级别控制任务进行通信，所述不同级别控制任务包括：预运行(pre-run)控制任务76、主(如插补器(interpolator)(IPO)级别)控制任务78、伺服(servo)控制和驱动数据控制任务80、PLC数据82和机器控制中的其他信息源84，因此可以访问控制中包括最快时间级别在内的所有时间级别。编译循环72(例如下载的程序代码)通过NCK-OEM应用程序接口69，可以访问基本系统68、控制任务76、78、80、PLC数据82以及其他信息源84。如图7B所示，预运行76和主运行78控制任务能够共享信息，同样，主运行78和伺服控制和驱动数据控制任务80能够共享信息，以及主运行78和PLC数据82任务能够共享信息。

在对NCK66的结构和其接口功能性的理解的基础的设计，下载的程序可包括与NCK66兼容的编译循环，所述编译循环被配置以通过NCK-OEM应用程序接口69访问所需的来自NCK66的信息，对其进行预处理以及提供结果到跟踪，扩展触发、事件或与跟踪的数据容量。所包括的编译循环也可被配置以建立并控制预选的、实时数据的跟踪，所述数据的跟踪直接或通过上述编译循环72提供的扩展而可由NCK66利用。所包括的编译循环也可被配置以实现对控制系统的各种影响，所述控制系统可利用NCK-OEM应用程序接口69(如在编译循环的控制下移动轴)执行。所得程序代码被下载到HMI50，并经由NCU接口60存储在NCK66中。然后下载的代码被动态链接到NCK库。下载的代码可以包括：(1)对可用NCK数据执行实时预处理并将预处理的结果作为可跟踪数据提供到跟踪功能性的代码；(2)分析NCK66的可用事件和状态信息并从这个新信息创建调用所述跟踪功能性的新事件的代码；(3)分析可用数据或事件和状态信息并将其与构建的条件相比较，由此提供新触发性能至跟踪功能性的代码；(4)以期望的方式通过NCK-OEM应用接口69影响所述控制系统，可能通过所提供的事件或数据与跟踪同步的代码；以及(5)以期望的方式构建跟踪功能性的代码和配置数据。

跟踪功能性的配置要求如下条件：(1)数据列表，其定义那些数据将通过跟踪功能性被捕捉；(2)事件，一旦事件发生则数据列表中的特定数据的跟踪功能性被调用；(3)触发，该触发的检测停止所述跟踪功能性；以及(4)触发后延迟时间，定义触发检测和相关的各跟踪的停止之间的延迟。例如，所述数据将被捕捉(或数据捕捉将要停止)的事件(或触发)可以是循环的，例如在机床控制环境中的每个插入周期，或非循环的，如每次更换新机床。

数据列表是存储在基本系统68中的配置数据，以及可以通过操作者面板接口64、或图4中的机器处理器接口54和机器处理器56被外部访问，或通过编译循环接口，如操作者面板接口64或图4中的机器处理器接口54和机器处理器56被内部访问。在本发明的所述方面的一种实施例中，希望的对数据捕捉的跟踪功能性可包括在下载的程序代码中。另外，当前优选实施例，下载的NCK程序代码用来扩展贸易能力(trade capability)，尽管配置和启动通过HMI50应用程序实现，所述HMI50应用程序可以是从主机30通过网络25下载的，或可以是映射主机30的通信到操作者面板接口64、或图4中的机器处理器接口54和机器处理器56的驻留网关应用程序。换句话说，下载的NCK程序代码读取来自机器数据或全球用户数据的特殊配置，所述机器数据或全球用户数据是通过机器数据或全球用户数据文件的下载而提供的。

图8提供了描述与本发明的一种实施例中的数据捕捉的执行方法相关的步骤的高级的流程图。在步骤802，客户系统HMI50从主机30通过网络25接收与所选择的服务相关的程序代码。在步骤804通过实时控制器(这里为NCK66)的访问被提供给已下载的程序代码(如上所述)，并且执行程序代码。在步骤806，数据列表被识别和配置，指定哪个数据将被捕捉。这些可以通过已访问的代码的执行或通过其他装置(例如，通过从网络下载到NCK66的配置数据)实现。此外，在步骤808，配置指定的数据将被捕捉的各事件。这些可以通过已访问的代码或其他装置实现，如上所述。在步骤810，也根据如上所述已访问的、已下载的代码或其他装置来设置触发。

在步骤812，跟踪被启动/使能。所述步骤可以通过执行已访问的代码或通过网络启动方式来实现。然后，一旦发生在步骤908中配置的事件，如在步骤14检测的，则链接到各数据列表。到数据列表的链接包括存储数据列表应该被使用的参考。为此目的，每个数据列表具有适当的识别标志，例如，ID号。如果数据列表为特定用户(user-specific)，相应的用户的识别标志可包括在数据列表的识别标志中。在如内存或处理器时间的资源没有被过渡使用的限制条件下，多个用户可以并行地指定并运行其自己的独立的跟踪。

如果基本系统68的数据收集容量已用完，如在步骤816中检查的，则基于已链接的包括多个实体的数据列表，每个识别将被记录的一个数据，所有希望的信息可通过NCK基本系统68，以及如果需要，可通过已下载的软件的执行，被访问。在步骤818，指定的数据被写入数据存储器74，其可经由适当的缓冲区发生。只要数据存储器74的容量没有用完，在步骤820，跟踪将继续直到检测到各触发的发生。在触发后延迟的结尾，假设一个已经被指定，结束到各数据列表的链接并停止向存储位置的写入。在步骤816，如果数据采集容量已被用完，则步骤820将也被调用。

在这个阶段，在数据存储器14中收集的数据可被驻留在HMI50中的已下载的程序代码访问，所述HMI50可以为操作者显示所述数据并通过网络传输所述数据至主机30用于存储、分析、或其他操作。

跟踪功能可以通过至少两种方式被指定。在第一条件中，被称作“常规跟踪”，跟踪根据确定的事件开始和结束，以及发送仅在跟踪停止时启动。在第二条件中，被称作“循环跟踪”，跟踪运行于后台，连续发送在客户系统(如HMI)的外部的捕捉到的数据。

跟踪要求对所述NCK(数控内核)数据的只读访问。诸如通过功能生产器的写访问(write-access)同跟踪的实际定义相矛盾，因此将作为附加的功能被附加与跟踪功能结合。例如，对于某种自动化程序，这些可能是功能生产器和跟踪均被外部耦合到功能的情况。

考虑到包括操作模式等的相关信息的跟踪的配置可以脱机(off-line)进行。如果跟踪正在进行，则边界条件(boundary condition)不能被修改。当然，对于将对跟踪的配置的改变，跟踪必需被停止或中止。

跟踪提供的实际分析或显示(visualization)不是跟踪功能性本身的一个方面，反而是利用一个或多个跟踪的应用程序的方面。

综合跟踪功能性的可能的应用程序包括：机器试运行支持；系统错误的故障检测和调试；应用程序错误(特别是有多通道的复杂的应用程序、同步运行等)；运行情况(run-time situation)(偶发运行问题)；失效处理(crash-handling)(通过NC内核转存(NC kernel dump)完成数据收集)，逻辑分析(示波器、转速计等)。

存在捕捉信息的许多通常的条件，包括：包括系统变量的数据调节(accommodation)、驱动信号、PLC标签、和事件(状态、状态的改变、二进制信号、警报等)；对本地用户程序数据的访问(例如在NC程序中、PLC程序中的标签)；复制跟踪的本地数据到合适的全局变量。所有数据和事件，包括来自所有系统组件的数据，特别是先前很难访问的和来自运动同步(内部)行为(motion synchronous action)、PLC和驱动的可结合的信息，以及所有通过操作者屏幕接口而可利用的信息，可作为用于跟踪功能的触发。在每种情况下，为专家或内部目的，可实现通过物理地址的无限制的访问。

在一些情况下，存在为处理跟踪的某些要求，如使用PLC数据。可安排对PLC外围设备，或用户程序中的标签的访问，而不会影响PLC。如必要的话利用插入到用户程序中的附加命令，可以安排至所述用户程序数据(I＞标志)的访问以及使发生记录的点与用户程序同步的能力。然而，至PLC外围设备或用户程序中的标志的访问，而不对PLC和/或用户程序产生影响是本发明实施例中更为优越的。类似地，本发明的实施例包括在相同时间可跟踪的32个PLC信号。而且，达到需求的范围，通过将适当的命令插入到用户程序，可用用户数据可以从相关用户程序内被取出，其中所述用户程序将相关数据存储到跟踪缓冲器中。另外，来自在机床/控制系统内不同源的可用缓冲数据可以被合并到数据的联合组中，并由HMI上适当的用户程序来显示或分析。

记录过程最好是有效的并适合于特定用户。本质上，效率条件要求仅记录必须信息并且记录不比必须更经常发生。清楚的区别应该最好被保留在连续信号和事件之间(偶发信号)。如果可能，在记录期间进行数据压缩(考虑运行时间影响)，并且维护应该被采取以最小化管理费用，即，以实现最小可能记录位置。

如果用户的条件是未知的或不可定义的，可能的应用和操作方法的全部范围最好被支持。例如，根据应用，其丢失限于最老的数据的环形缓冲器可能好于队列排列，其中一旦队列满了则最新的数据被丢失。可能需要的最终附加信息可以包括时间戳、计时器等。其他用户特定要求可以取决于由特定应用所要求的可选附加信息、数据的数量和操作方式。

例如，对于调试困难的错误，记录一跟踪的行为最好尽可能地防止崩溃。即，在一错误之后的运转，较早记录的数据应该被保存。

最好地，每个变量的记录可以作为它自己的定时特性的函数而被执行，以减少包含的数据量。通常，例如，结合变量的功能/范围的变量的记录的定时，可以缩减需要收集的数据的数量。

最好是在一个事件状态驱动的基础上收集收集，而不是连续地进行收集。与其必须出现在跟踪文件中，倒不如自动生成附加文件或存档文件，所述附加文件或存档文件也可包含包括主程序、子程序、循环等的NC程序。指向所述存档文件的参考或指针随后自动记录在跟踪文件中。因此，其可以预先被保护免于与所述功能的人工执行有关的不一致。可以在数据收集后进行人工存档，在此期间，配置数据已经被改变。这些也可通过一个应用程序指定，这意味着内部接口不需要执行所述条件。

在本发明的一种实施例中，如需要，分布组件的配置的转换可以被程序化以自动的进行。同样，配置的可用的元信息(meta-information)收集和供给也尽可能的实现自动化。所述HMI逻辑接口可充当内部配置接口。为具有利用最小花费的灵活可扩展性，新信号可简单的被与跟踪中的HMI逻辑接口组件合并。

对于上文或对于跟踪的过程控制的方法，最好提供如下功能：启动条件(人工、NC程序、PLC、同步动作、自动时间控制、连续运行、外部输入等)和停止/触发条件(人工、NC程序、PLC、同步动作、内加成、时间控制、外部事件等)。数据将被存储在文件中(关于HMI)。

触发条件最好设置为如下状态：单比特的触发；从状态X到状态Y(已精确定义的状态转变)的状态变量的改变的触发，利用文本代替数码来识别状态；定义NC指令数号的触发；指定相关代码的第N次发生的触发。对于必要的范围，对于每个变量的触发条件被分出。条件链可被应用：例如，第一条件1必须执行，然后条件2或条件3，然后，如果条件5被执行，特殊的数据将被记录直到条件6执行。

例如，在系统崩溃或停止后，数据一发送，资源最好被重新释放。注意必然存在耦合条件，例如，如果引起关注事件或条件(诸如错误)已经发生，自动重新启动被尽可能的切断。

如本文件其他部分所述，在HMI中准备数据。供给本发明的方面的不同实施例，应用程序可以专门限制于文件基础上。同样，COM连接可被用来通过连续的数据流(在所述文件中未缓冲)支持块访问(block access)。三类用户被服务：(1)有准备的用户，例如HIM上的控制软件厂商应用程序，如跟踪显示、IBN或诊断工具；(2)OEM用户(通过HMI-OEM的客户应用程序)；以及(3)基于网络的服务。

在本发明的一种实施例中，跟踪应该对用户开放。开放，配置(信号，如何安装)的可存取的接口，包括控制(开始、停止......)、OEM的分析(数据文件格式)。

根据本发明实施例的跟踪的显示与逻辑-分析-示波器相似。来自不同源的信号可以被显示。对于程序模块的参考可被显示。最好提供光标/变焦功能。可能会有多于四个(4)信号。滤波器也最好被提供以允许信号选择的可视化。可以提供帮助以解释不同信号和事件，假定通常用户不需要熟悉所有所述信息。

数据采集的高稳健性(robustness)可用如下方式实现。可能范围的数据可以在系统崩溃以后使用。在跟踪时的突然的错误不应引起数据溢出(overflow)并且在资源缺乏的情况下产生适当的反映。如果关注事件或条件已发生，则数据文件不应随后被删除。

最好，如上所述的利用数据捕捉功能性的系统应该使用不多于大约60％的可用周期时间，这样有助于避免与任何运行的应用程序冲突。

根据本发明的方法的一种实施例，为了基于实时控制数据通过网络提供与自动化有关的内容以及构造结合实时控制数据的数据库，在图9A-9C中以流程图的形式示出。

在步骤902，客户端26的用户调用由内容提供商20操作的主机30，其中所述客户端26的用户在已阐述的实施例中为机床，但是在其他实施例中可能为其他的自动化设备。在当前实施例中，但不仅限于此，主机30和客户端26的用户通过网络通信。在步骤906，主机30传输查询用户ID代码的网页，所述ID代码包括顾客ID代码和机器ID代码。所述顾客ID允许所述主机30检索所述顾客数据并建立适合于该顾客的对话，其中所述顾客ID在早先的多种顾客特定数据将被收集的注册过程中已经被建立。此外，主机30可以访问关于不同类型的自动化设备的数据，其中所述自动化设备由顾客操作并提供服务。在接收到机器ID后，主机30可以检索适合于对话的信息，所述对话允许用户从包括适于顾客需要以及为与机器ID相对应的机器类型所提供的服务的内容中进行选择。更多关于主机30可用的数据的细节将在下文中参照图10给出。

一旦建立了考虑到顾客和所涉及机器的身份的所述对话，在步骤906，主机30向用户发送为该顾客所定制的选项组。在步骤908，所述用户发送和所述主机30接收用户选择的选项。在步骤910，基于用户的选择，主机30从数据库检索客户端机床的特性组，并在步骤912确认所选选项适合由客户端26所操作的机床。如果不是，在步骤914，主机30通知用户在此情况下所选选项不合适，应选择另一个。

另外，在步骤916，主机30检索所选选项的价格信息，并在步骤918，检索与所选选项相关的内容，例如程序代码，其可以在主机30和/或在客户端26执行。通常，根据如上所提供的描述，数据将被发送给客户端26，以辅助控制机床并收集特殊的结果数据。在检索后，在步骤920，已由主机30检索出的诸如程序代码的任何内容被传输给客户端26。

图9B，在步骤922，主机30为与客户所选选项相对应的交易创建数据库记录。(参阅图10以及其描述)。在步骤924，主机30将客户和机床ID与数据库记录相关联。此外，在步骤926，主机30将选项调用的日期和时间与在步骤924建立的数据库记录相联。此外，在步骤928，主机30将早先检索(或其他)的价格数据与数据库记录相关联。

然后，主机30等待用户启动与所选选项相对应并与下载的程序代码和/或数据相关的客户端机床行为。在步骤930，所述等待步骤的目的为了确保用户安全：特别是当包括移动机器时，运转该机器包括人工步骤以在开始之前，帮助确保操作者知道即将发生的机器运动以及因此避免人身伤害。

在步骤932，主机30接收表示用户已经启动与所选选项相关行为的消息。在步骤934，主机30也随后等待传输数据，所述数据产生于机床的操作，并在选择选项的过程中从机床控制器被收集。然后，在步骤936，主机30接收从客户端26的机床收集到的机床数据。在步骤938，主机30根据与用户所选的选项相对应的代码，处理从客户端26收集到的数据。然后，在步骤940，从客户端26上载的数据处理结果(例如由图5的数值分析模块512产生的)被传输给客户端26，或在一些实施例中，传输给拥有和控制它的实体。

当对话或交易即将结束、或在其他合适的时间时，在步骤942，基于检索到的价格信息，计费信息将被检索或产生并被处理以传输给用户或它的拥有者或操作者。

随着对话接近终止，在步骤944，使拥有和/或操作客户端26的顾客或伙伴组织(如图3中的OEM24)可以访问合适的数据结构，诸如数据库记录，其与客户端26和所选选项相对应并包括描述交易的不同方面的数据，。由OEM24的访问最好仅批准拥有或操作客户端26的实体，其批准的表示也可包含于由主机30为特殊顾客存储的数据中。也可根据OEM24在前或随后转让给顾客23(即主机30的拥有者和/或操作者)的价值确定访问。访问的价格可以根据任何商业上的合适方案而定。在一个实施例中，第一价格分量被确定为给定循环时间周期的统一费用功能，第二价格分量以提供的内容的功能计算。

上述步骤的顺序和细节可以被改变。此外，在不脱离本发明的所述方面的范围的情况下其他步骤可以被加入。

根据本发明的数据库的一种实施例，以及数据库产生和访问的环境(context)在图10中示出。所述附图提供了图3示出的结构的进一步细节，所述附图也示出主机30与操作客户端系统26的顾客、或OEM24、或者其他之间的连接，其可以安排和获得对所述数据库的访问，典型地交换价值。

在所述实施例中，服务提供商20通过其主机30提供经网络传递的与自动化有关的内容给多个客户端系统26₁、26₂、......26_N，每个客户端系统分别控制机床70₁、70₂、......70_N。在提供所述内容的过程中，数据被客户端系统捕捉并上载到主机系统30，所述主机系统30存储所述数据和关于经网络传递的与自动化相关的工作内容的数据。主机30写入数据到至少两种数据库：第一数据库34A包括商业数据；第二数据库34B包括技术数据。

关于每种数据库的数据结构的实例在数据库34A和34B下示出。关于数据库34A的数据结构1010包括多个客户端1-N的每个的数据集(set ofdata)，每集包括：代码形式的顾客识别号，用以识别为各客户端负责的顾客；交易代码，用以识别提供给顾客的内容的种类(例如服务或软件)；描述与顾客工作的方面相关的数据；关于与顾客签订的合同和包括关于该顾客的特定交易的价格集的所述合同的相关要求的数据；关于顾客如何付费的数据；以及其他所关注顾客的数据。未示出的相似的数据结构，可以记录预定数据库的顾客的顾客识别号、识别所获得访问的种类的代码、访问日期、访问价格(已给出相关价格模型)、以及其他相关数据。在默认情况下，对数据结构1010内顾客数据的访问将限于已存有其数据的特殊顾客。然而通常，顾客可以通过诸如OEM24的第三方允许访问数据结构1010。

对应于数据库34B的数据结构1012包括多个数据集，每个顾客一个。数据结构1012中的每个顾客数据集可以通过顾客的唯一的ID被记录和访问。在给定顾客的数据中，包括任意数目的与顾客所操作的机器或客户端设备相对应的数据集。每个所述机器或客户端设备由包含在数据结构1012中的唯一识别号或代码识别。对于特定的机器或客户，不同的管理数据可以被存储，以便确保访问权被适当处理。在默认情况下，在数据结构1012中的顾客数据只能由提供数据的顾客访问。然而，顾客可以表示愿意其他人，例如机床的生产者，在预先选择的条件下访问数据；所述愿意可以在数据结构1012的管理数据字段内表示。数据结构还可以包括与主机30的特定交易的代码，以及数据和一个或多个价格。可替换地，基于在数据结构10中存储的与交易的种类以及对于该交易和该客户的价格方案有关的所存储的数据，在开帐时间可以查找价格数据。数据结构1012还包括：与特殊交易相关的收集自客户端设备或机器的数据，所述数据包括图7中从客户端26的NCK66捕捉到的实时控制跟踪数据；或根据在此描述的方法可访问的任何其他数据。此外，机器警报数据和机器配置数据可以在传递给定交易的服务或软件时，帮助提供客户端26的状态的精确的图像。

如图所示，在数据结构1010和1012中的数据均首先被顾客组织。假设顾客可能有许多服务提供商20能够提供内容的机器，每一个与由所述顾客操作的机器相对应多个字段可以在给定顾客的数据中给出，每个所述机器ID(或客户ID)对于特殊机床或其他被控制设备是唯一的。因此，数据结构1012可以提供特殊机器的状态的时间关系图。

关于数据结构1010和1012中的每一个，确定的信息可以被加入或删除，数据可以重新排序，以及与本发明的所述方面相关的其他数据结构可以被使用。

图11-23示出了关于本发明的一种实施例中的，与传递与自动化相关的服务的例子相关的多个阶段，即，机床圆周测试(circularity test)。在每个附图中，提供了典型屏幕的拍摄(representative screen shot)的各个方面，示出了当与客户端系统26的HMI50的显示进行交互时的机床的操作者看见的视图。在所述实施例中，用户运行运行于HMI50的浏览器52，以观看通过网络25从主机30下载到HMI50的网页。网页提供给浏览器，使用户可以选择选项并且输入数据，所述选项和数据将被浏览器发回主机30。

在图11中，用户已经从提供给所述顾客和所述特定机床的选项中预先选择了圆周测试。用户完成这些的能力预先假设操作机床的顾客机构方的顾客关系已经预先建立，导致创建类似于在图10的数据库34A中的1010的数据库项。

圆周测试的要点是确定机床能够在其任何平面内，通过圆周驱动末端执行器(end-effector)的程度。实际路径被测量并与真正的圆周进行比较。比较结果不仅允许得出关于机器是否需要修理的推论，例如，是否圆周在公差之外，而且即使机床驱动圆周的能力在公差之内，也允许诊断磨损状态及其原因。

在图11中，如箭头所示，用户选择了与多个圆周测量方法(circularitymeasurement approach)的第一个相关的开始按钮。圆周测量方法包括：直接测量装置、机器测量系统MMS、和ballbar(球杆)装置。对于每个选项，用户可通过按压各信息按钮(information button)来检索信息。用户也可通过按压左上角的“圆周测试”符号下的信息按钮，请求关于圆周测试的信息。

图12示出了随后的网页，在该网页，用户被提示以选择圆周将被驱动的平面。表示三个平面的立方体被示出，作为用于选择三个主要平面的选项(通过一对轴表示)。在此附图中，用户已选择了X/Y平面。此选择将上载至发出更新网页数据的主机30，所述更新网页示于图13中。这个网页数据包括以阴影表示的X/Y平面选择按钮，以及在立方体上的选择平面，为用户提供可视队列，以辅助确定已经正确选择了希望的选项。

一旦主机30接收到完全的平面选择信息，它下载如图14所示的包括允许用户键入平面选择参数的表格的网页。参数包括圆周的直径、圆周的中心点(以X/Y笛卡儿坐标表示)、以微米表示的公差+/-、以毫米/分钟表示的给进速度路径、运转方向(顺时针或逆时针)、以及表示参数选择结束的确认按钮。图14所示的已下载的网页为在X/Y平面中示出中心点的图形以及三个圆心在该点的同心圆，所述三个同心圆包括希望的圆周和定义希望的圆周的未指定公差带的外部和内部圆周。

在图15中，主机30从浏览器52接收直径、中心点和公差带设定，然后下载表示已选择的直径为100mm、定义关于以(X＝0，Y＝0)为圆心的希望圆周的公差带为+/-20mm的外部和内部圆周的更新网页。此外，用户被提示以指定操作路径(commanded path)，顺时针或逆时针。

在图16中，用户选择被浏览器52上载至主机30的顺时针操作路径。主机30下载给浏览器52一更新网页，如图17所示，在所述网页中各种用户选择已经被突出显示，以提供用户准备注册其选择的反馈。同时用户通过按压“确认”按钮，通知主机30圆周测试参数已经完成。

图18示出了相对于已由用户确定的路径来驱动机床的视图。根据结合图4-8(A-C)的上述方法，主机30下载软件到浏览器52，所述软件被机器处理器接口54、机器处理器56、操作者面板逻辑接口64处理，并且由NCK66运行，以通过具有已选择参数的圆周来驱动机床，以及来捕捉被直接测量装置所测量的数据，如用户已选择的。根据上述方法，捕捉的数据被上载到主机30，在这里数据被(例如图5中的数值分析模块512)处理，并且在此更新网页信息被产生和下载给浏览器52。然后用户可以看到如图19和20所示的重叠在图形上的路径，包括实际公差和中心偏差(offset)，也可以数字形式读出公差-这里(+17，-19)，其好于规定的(+20，-20)-以及可以读出测量偏差为(+5，+7)。

在图21中，用户然后被来自主机30的下载提示是否归档圆周测试的结果。这里，用户选择了“是”，导致主机30以类似于数据结果1012形式在诸如34B的数据库中归档数据。

在图22中，用户被允许不仅利用最近归档的圆周测试数据，而且也可利用早先归档的数据。由主机30下载的结果/比较网页允许用户检查利用图11中表示的三个方法中的不同的一个的三个测试中的每个测试的结果，所述检查分别具有特殊选择的结果。用户也被提示实施三个结果的比较。这里，用户选择了比较。选择被上载到主机30，所述主机从归档(例如数据库34B的数据结果1012)中检索数据。在图23中，三个图形被示出，每个都与图19和20所示的结果具有相同的格式。他们较小以允许并排比较。在所述实例中，对于进行圆周测试的三个方法的每个，其结果实际上相同，虽然这些不是通常的情况。

虽然在这些图中未示出，主机30可以被配置以明了前述交易的时间和数据，并基于存储于数据库34A的数据结构1010中的顾客数据，计算顾客将付出的价格。

总之，图11-23示出了作为属于顾客的客户端26的拥有者和/或操作者的顾客23如何从远程主机调用电子的、基于网络传递的内容。内容包括通过特殊运动来驱动机床、由用户参数化、配置客户端26以捕捉关于机床运动的实时数据、上载所捕捉的数据至主机以分析和为用户检查格式化、以及存储用户请求在归档中的软件。用户随后不仅被允许检查这些结果，而且被允许检查通过不同方法获得的早先的结果，以及实施由不同方法获得的结果的比较。

上述实例仅为了描述的目的而不仅限于此。实际上，许多不同的内容，包括服务和软件，都可能通过可归因于本发明的不同的改进而获得，包括如下：与机器有关的服务，如机器应用评价(machine utilization evaluation)，包括运行数据收集，软件BDE；功能建立和应用，包括评价的编译，以形成机器运行时间、故障时间和能力的图像；轴分析；傅里叶变化和伯德图(Bodeplot)生成，本征频率的识别，定期分析以及趋势分析；轴参数优化，包括啮合速度、加速度、冲击、滤波、KV-因数以及摩擦力和松度补偿。可以根据本发明提供的服务的其他方面包括：机器数据检验，为功能和存储数据的正确性和一致性；磨损分析，包括路径跟踪协议和行为评价，趋势分析，运行，摩擦力，润滑和传输问题；处理监视，包括启动参数，协议保持，电流容量，力距，冲击，旋转测量，以及温度。根据本发明的所述系统和方法可能：以前不可能实现的远程机器检测和接收技术，包括跟踪路径评价的圆周形成测试，重复精度，刚性测量等；机器校验，包括单轴校验，旋转轴校验和工件/装置测量。本发明的不同方面提供的内容的其他方面包括：动态机器建模和分析；关于工件的服务，包括关于工件几何形状(例如关于实际目标的跟踪精度和跟踪功能性的测量和记录)和工件表面(包括动态跟踪行为、速度、加速度的测量和记录)的服务；工件表面质量模拟，表面NC程序输入，表面插入器输出，表面位置目标和表面(实际)的电流驱动数据。其他方面包括：处理分析，包括处理参数的测量和记录和分析，切割速度和切割功率的计算和记录，激光输出等。利用本发明，用于提供服务的附加的有意义的方面包括：软件服务，如销售和分发，产品软件的新版本的传递，服务包的传递，通信软件的传递；涉及机器数据、NC程序数据、系统软件、PLC程序、结果数据、处理数据、工件数据、归档、备份和配置管理的数据管理服务；以及自动化系统的维修，诊断软件的传递，在故障时提供用于损坏部件的识别的工件，设施的改变历史的存储，访问错误跟踪系统，英特网订制(ordering)系统的连接，中央服务记账管理，特殊问题咨询和事件处理。

除上述的本发明的一些方面的实施例以外，本领域的技术人员能够获得各种没有在本文件中明示，但是在所附权利要求的范围内，并且体现本发明的原理的其他方案和步骤。例如，方法步骤的顺序不必要固定，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对其做出修改。

Claims (20)

1.一种用于创建数据库的方法，所述数据库与用于提供内容的系统共同使用，所述系统基于从与控制制造设备的工业控制器相关的客户收集的数据，提供内容，其中，所述系统包括一处理器和至少一个数据存储装置，所述处理器经由网络与工业控制器通信，所述工业控制器具有可经网络检索的唯一识别码，所述方法包括步骤：

a.在数据存储装置的一个中，创建一用于存储从多个机床中的一个收集的数据的数据结构；

b.从所述客户接收与唯一识别码相关的数据结构信息；

c.在所述数据结构中包括与唯一识别码相关的信息；

d.从所述客户接收与制造设备的控制相关的数据；以及

e.在数据结构中包括从所述机床提取的数据。

2.如权利要求1所述的方法，其中与所述唯一识别码相关的信息包括识别码。

3.如权利要求2所述的方法，其中与所述唯一识别码相关的信息包括利用唯一识别码得出的数据。

4.如权利要求1所述的方法，还包括步骤：在所述数据结构中记录从所述客户接收数据的日期。

5.如权利要求1所述的方法，其中内容包括与交易代码相关的服务，所述方法还包括步骤：包括所述交易代码在数据结构中。

6.如权利要求1所述的方法，其中重复步骤b至e，由此为由唯一识别码所识别的制造设备创建服务的归档。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述数据结构包括数据库记录。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述数据包括来自制造设备的实时数据。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述工业控制器由顾客操作，所述顾客由唯一代码识别，还包括步骤：包括与唯一顾客识别码相关的数据在数据结构顾客信息中。

10.如权利要求1所述的方法，其中计算机控制设备包括一CNC机床。

11.在基于从多个机床收集的数据来管理计算机控制机床的系统中，其中所述系统包括有计算机和至少一个数据存储装置，所述计算机经由网络与每个具有唯一识别码的多个计算机控制机床通信，一种建立支持计算机控制机床的管理的数据库的方法，所述方法包括步骤：

在数据存储装置的一个中，创建与从多个机床中的一个收集的数据相关的记录；

从所述机床提取与所述机床相关的唯一识别码；

在所述记录中插入与唯一识别码相关的信息；

从所述机床提取与所述机床的控制相关的数据；以及

在所述记录中插入从所述机床提取的所述数据。

12.一种用于管理数据的方法，涉及将与自动化相关的服务提供给具有包括制造设备和相关计算设备的设施的顾客，所述方法包括步骤：

创建与经由网络向所述制造商提供服务相对应的数据结构；

在所述数据结构的第一部分存储与生产厂家的身份相关的数据；

在所述数据结构的第二部分存储与服务的身份相关的数据；

计算提供给制造商的服务的测量值；以及

在数据结构的第三部分存储与服务的测量值相关的数据。

13.一种用于经网络传送的自动化系统服务的数据库系统，其中所述服务被提供给操作自动化系统的顾客，包括：

经由网络与客户自动化系统通信的主机系统，所述主机系统被配置以使得所述客户系统产生、捕捉和发送实时控制数据到主机系统；

一商业数据库，耦合到主机系统，并包括顾客信息；以及

一技术数据库，耦合到主机系统，并包括自动化系统数据。

14.如权利要求13所述的系统，其中所述商业数据库由顾客组织。

15.如权利要求13所述的系统，其中所述技术数据库在第一级由顾客组织，在较低级由自动化设备组织。

16.一种管理数据的方法，涉及将与自动化相关的服务经由网络提供给具有包含制造设备和相关计算设备的设施的顾客，所述方法包括步骤：

创建与经由网络向顾客提供服务相对应的数据结构；

在所述数据结构的第一部分存储与顾客的身份相关的数据；以及

在所述数据结构的第二部分存储与服务的身份相关的数据。

17.如权利要求16所述的方法，还包括步骤：计算与提供给制造商的服务相关的测量值。

18.如权利要求17所述的方法，还包括步骤：在所述数据结构的第三部分存储与服务的测量值相关的数据。

19.如权利要求18所述的方法，还包括步骤：计算服务的价格作为测量值服务的函数。

20.如权利要求19所述的方法，还包括步骤：接收基于所计算的价格值。

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