DE60012636T3

DE60012636T3 - Verfahren zur Steuerung eines Komplexen Dynamischen Prozesses

Info

Publication number: DE60012636T3
Application number: DE60012636T
Authority: DE
Inventors: Marc Le Goc; Francois-Marie Lesaffre; Michel Barles; Claude Thirion; Norbert Dolenc
Original assignee: ArcelorMittal France SA
Current assignee: Paul Wurth SA
Priority date: 1999-07-01
Filing date: 2000-06-30
Publication date: 2009-05-14
Anticipated expiration: 2020-07-01
Also published as: EP1069486B2; ATE272856T1; CA2314175A1; CA2314175C; FR2795830A1; BR0002272B1; EP1069486B1; BR0002272A; EP1069486A1; FR2795830B1; JP2001051702A; JP5109059B2; US6560585B1; DE60012636D1; DE60012636T2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Durchführen eines komplexen Prozesses; derartige Prozesse weisen im Allgemeinen eine digitale Kontroll-Steuer-Stufe gemäß dem sogenannten CIM-Modell (CIM, engl. Computer-Integrated Manufacturing [rechnergestützte integrierte Fertigung]) auf.
Das Verfahren und die Vorrichtung integrieren klassische Verfahren in Bezug auf:

• die Erfassung und Qualifikation digitaler und symbolischer Daten,
• numerische Berechnungen,
• die Verarbeitung des Signals und die Erkennung von Formen,
• künstliche Intelligenz, insbesondere Techniken zur Repräsentation von unscharfem, räumlichem und zeitlichem Wissen in Bezug auf Regeln der Prädikatenlogik 1. Ordnung, Gegenstände und Berichte sowie assoziierte Argumentationstechniken,
• die automatische Steuerung der stetigen und/oder diskretisierten Systeme in Zeit und Raum,
• und die Algorithmen zur Systemsteuerung in Echtzeit.

Zur Beschreibung des Zustandes eines Prozesses und der Entwicklung des Zustandes eines Prozesses wird auf die folgenden klassischen Definitionen zurückgegriffen:

• Ein Prozess ist ein System zur Transformation eines eintretenden oder eines austretenden Material-, Energie- oder Informationsflusses; bei einem System, wie zum Beispiel einem Hochofen in der Stahlindustrie oder einem Drehofen für Zementwerke wandelt der Prozess Material oder Energie um.
• Ein derartiges Transformationssystem funktioniert gemäß einer Gesamtheit von Phänomenen, die gemäß einer den Produktionszielen entsprechenden gemeinsamen Finalität in einer unvollkommenen Umgebung miteinander verbunden sind.
• Das Produktionsziel des Prozesses kann als Einhaltung von Einschränkungen in Bezug auf bestimmte eintretende und bestimmte austretende Flüsse ausgedrückt werden. Diese Einschränkungen können wiederum als Zielsetzungen oder Werteintervalle ausgedrückt werden. Die Zielsetzungen in Bezug auf eintretende Flüsse betreffen zum Beispiel die Position der Stellglieder des Prozesses, die von der Bedienperson zur Durchführung des Prozesses beachtet werden muss, wie zum Beispiel im Fall eines Hochofens ein minimales und ein maximales Kohleverbrauchsverhältnis, ein minimaler und ein maximaler Sauerstoffdurchsatz, wohingegen die Zielsetzungen, die die eintretenden Flüsse betreffen, ausgangsseitige Einschränkungen betreffen, die das Bedienpersonal erfüllen muss, die zum Beispiel ein Schmelztemperatur-Intervall, einen minimalen Tagesschmelzdurchsatz, und ein Si-Gehalts-Intervall in der Schmelze oder der Schlacke betreffen.
• Die Umgebung wird dahingehend als unvollkommen bewertet, dass sie auf ungenaue, unbestimmte und unvollständige Weise definiert wird. Ein derartiges Umfeld schränkt die Produktionsmöglichkeiten des Prozesses ein.
• Ein Verhaltensmodell eines Prozesses ist eine organisierte Wissensmenge oder ein „Wissenskorpus", der zum Voraussagen des Zustands des Systems in Abhängigkeit von dem Wert von Wahrnehmungsgrößen des Systems, und zum Beispiel von Werten zum Parametrisieren des Modells dient.
• Ein Prozess ist dynamisch, wenn die in seinem Funktionsmodell eingesetzten Größen, wie zum Beispiel die Zustandsvariablen X, die Eingangsvariablen U und die Ausgangsvariablen Y durch zeitliche Relationen miteinander verknüpft sind.
• Das Verhalten einer Größe kann durch das Verhältnis zwischen dem Wert der Größe x und der Zeit t definiert werden; es wird dann durch x(t) dargestellt.
• Gemäß den klassischen Regeln, die im technischen Gebiet der automatischen Steuerung von Systemen definiert sind, kann der Zustand eines Systems in einem Beobachtungsmoment t durch die Gesamtheit der Wertepaare (X'(t), X(t)) in Bezug auf jede Wahrnehmungsgröße definiert werden, wobei X' die Ableitung in Bezug auf die Zeit t der Größe X bezeichnet; der Prozess kann somit durch ein Verhältnis des folgenden Typs beschrieben werden: X'(t) = f[θ, X(t), U(t)] und Y(t) = h[θ, X(t), U(t)]wobei θ Parameter bezeichnet, t die hier stetige Zeitvariable ist, und f() und (h) Funktionen sind, die den Prozess beschreiben.
• eine Prozess-Zustandstrajektorie über ein Zeitintervall [tmin, tmax] wird durch eine Folge von Punkten (X'(t), X(t)) definiert, wobei die Werte von t zu dem Intervall gehören.
• Ein dynamischer Prozess ist in dem einen oder dem anderen der folgenden Fälle komplex:
• Fehlen eines mathematischen Verhaltensmusters oder unwirksames mathematisches Verhaltensmuster;
• Fehlen eines physikalischen Verhaltensmusters, zum Beispiel aufgrund von unzureichenden wissenschaftlichen Kenntnissen, oder unwirksames physikalisches Verhaltensmuster, das zu keinem nutzbaren numerischen Rechenalgorithmus führt, zum Beispiel: nicht umkehrbares Modell, nicht berechenbares Modell, Modell, das in Bezug auf die erforderliche Antwortzeit zu hinderlichen Rechenzeiten führt, chaotisches Muster.

Im Fall der dynamischen komplexen Prozesse werden also im Allgemeinen symbolische Modelle verwendet, die sämtliche Kenntnisse und Erfahrungen, die aus der Beobachtung des Verhaltens des Prozesses gewonnen werden, vereinigen; klassischerweise kann ein derartiges Verhaltensmodell ausgehend von dem Wissen von Fachleuten in Bezug auf die jeweilige Prozesssteuerung konstruiert werden, indem zurückgegriffen wird auf:

– logische Formalismen, die die Darstellung des Wissens ermöglichen,
– methodologische Werkzeuge, die das Erwerben des Wissens im Hinblick auf seine Darstellung ermöglichen,
– Techniken in Bezug auf die Lösung von Problemen, die angepasst sind zum automatischen Finden von Lösungen für Probleme, die gemäß den Formalismen ausgedrückt sind.

Von den verwendeten Formalismen können die folgenden genannt werden:

• die Darstellung von deskriptivem Wissen in Form von Gegenständen, Klassen und Metaklassen,
• die Darstellung von deduktivem Logikwissen der Prädikate erster Ordnung,
• die Darstellung von Zeitwissen in Form einer reifizierten Zeitlogik, und
• die Darstellung von Raum-Zeit-Wissen in Form von diskreten Ereignisgraphen.

Zu den Problemlösungstechniken gehören:

• die Folgerung durch Vererbung von Eigenschaften und Verhaltensweisen,
• die Folgerung in der Prädikatenlogik erster Ordnung, zum Beispiel vom sogenannten „Modus Ponens"-Typ,
• die Steuerung der ereignisgesteuerten Folgerungen, zum Beispiel durch Kompilieren von Regeln in binären Ereignisbaum-Strukturen,
• die Verwaltung zeitlicher Einschränkungen,
• die Signalverarbeitung, zum Beispiel durch Filtern, durch zeitliche und/oder räumliche Segmentierung, durch parametrische Identifikation,
• die Formerkennung, zum Beispiel durch lineare multiple Regression.

Von den methodologischen Werkzeugen, die die automatische Wissensauswertung ermöglichen, sind die Methodologien zur Konzeption wissensbasierter Systeme, wie zum Beispiel das Softwareprodukt mit dem Namen „OpenKads^TM", oder Methodologien zur Entwicklung generischer Wissensbasen, wie zum Beispiel KADS zu nennen.
Der dynamische Charakter des Verhaltensmodells wird durch den Einsatz von Formalismen gewonnen, die zeitliche Einschränkungen enthalten, indem zum Beispiel der Prädikatenlogik erster Ordnung Berichts- und Ereigniskonzepte zugewiesen werden; ein bekanntes Beispiel für einen derartigen Formalismus ist der DEVS-Formalismus (DEVS, engl. „Discrete Event System Specification"), [Diskretes-Ereignis-System-Spezifizierung]), der es ermöglicht, aus den Eingängen U, dem Zustand X, den Ausgängen Y, internen Übergangsfunktionen X → X, externen übergangsfunktionen U × X → X, Ausgangsfunktionen X × U → Y und Lebenszeitfunktionen eines Zustands sogenannte diskrete Ereignisse zu definieren.
In 1 ist eine derartige Abstraktion mit diskreten Ereignissen E1 bis E4 einer Relation Eingänge U – Ausgänge Y dargestellt.
Zusammenfassend stellen die Problemlösungstechniken technologische und methodologische Werkzeuge bereit, die ein Automatisieren des von Experten angewendeten Wissens zum Steuern eines komplexen Prozesses und das Umsetzen dieses Wissens in ein Verhaltensmodell des komplexen dynamischen Prozesses ermöglichen.
Beispiele für einen komplexen dynamischen Prozess können zum Beispiel sein: ein Hochofen, ein Elektroofen für die Stahlproduktion, ein Ofen für die Glasproduktion, ein Ofen für die Zementproduktion, eine Walzanlage.
Ziel der Erfindung ist das Bereitstellen eines Verfahrens und einer Vorrichtung, die geeignet ist zum Auswerten dieses Typs eines Modells eines komplexen dynamischen Prozesses im Hinblick auf eine Ausrichtung der Steuerung des Prozesses in übereinstimmung mit den Produktionszielen des Prozesses in einer unvollkommenen Umgebung.
Die Fuzzy-Logik ist ein klassisches Mittel zur Auswertung eines derartigen komplexen dynamischen Prozessmodells im Hinblick auf die Ausrichtung der Steuerung des Prozesses auf die zuvor festgelegten oder aktualisierten Produktionsziele; die bei einem derartigen Modell verwendete Fuzzy-Logik besteht aus dem Auswerten eines Zugehörigkeitsgrades des Prozesszustandes zu einem oder mehreren „symbolischen Eingangswerten" des Modells, einem Ableiten der entsprechenden „symbolischen Ausgangswerte", und einem Berechnen des Zustands des Systems durch Gewichtung der Ausgangswerte in Abhängigkeit von den entsprechenden Zugehörigkeitsgraden.
Ein derartiges klassisches Mittel ermöglicht eine progressivere Gestaltung der Übergänge zwischen den einzelnen möglichen Zweigen der logischen Folgerung, auf der das Modell basiert.
Der Nachteil eines derartigen Mittels liegt jedoch darin, dass es zur Vernachlässigung bestimmter Verhaltenshypothesen des Prozesses führt, die zum Beispiel ausnahmsweise oder langfristig sehr bedeutende, beispielsweise katastrophale oder im Gegenteil sehr günstige Folgen haben können; so werden seltene aber außergewöhnlich wichtige Phänomene außer Acht gelassen.
Ziel der Erfindung ist das Beseitigen eines solchen Nachteils im Fall der Verwendung komplexer dynamischer Prozessmodelle.
Ausgehend von Phänomenen, die auf der Grundlage der Schätzung des Zustandes des komplexen dynamischen Prozesses und seiner Entwicklung im Laufe der Zeit erkannt werden, sind weitere Ziele der Erfindung:

– Informieren über den „problematischen" Charakter des aktuellen Prozessverhaltens aufmerksam zu machen, wobei das angetroffene Problem erläutert wird,
– Auswerten der „Leistung" des Prozesses, wobei die globale Tendenz zur Verbesserung oder zur Verschlechterung der „Ausgänge" des Prozesses in Bezug auf die verfolgten Ziele aufgezeigt wird,
– Vorschlagen des Einleitens von Maßnahmen zur Korrektur der möglichen „problematischen" oder nicht genügend leistungsfähigen Prozessverhaltensweisen, wobei das Einleiten von Maßnahmen zum Beispiel Änderungen der Einstellung der Stellglieder und/oder Modifikationen der „Eingänge" des Prozesses betrifft.

Zu diesem Zweck ist das Ziel der Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Prozesses ausgehend von Informationen, die von der Umgebung des Prozesses ausgesendet werden, und zur Übermittlung der Informationen an die ausführenden Personen des Prozesses, zum Unterstützen dabei, den Prozess mit den Produktionszielen in Übereinstimmung zu halten oder zu bringen, wobei,
nachdem im Vorfeld Prozessphänomene unter Zugrundelegung eines oder mehrerer Entwicklungskriterien gemäß mindestens einer Datums- und/oder Positionsvariablen für mindestens eine Wahrnehmungsgröße des Prozesszustandes definiert wurden,

– die ausgesendeten Informationen periodisch erfasst werden, und aus den Informationen Werte der Wahrnehmungsgrößen gebildet werden, die für die Definition der Prozessphänomene verwendet werden,
– der Zustand und die Entwicklung des Prozesses durch eine Aufeinanderfolge detektierter Prozessphänomene beschrieben werden,
– und den Bedienpersonen Informationen in Bezug auf die detektierten Prozessphänomene übermittelt werden,

Die Erfindung, nämlich das Beurteilen und ausschließliche Übermitteln von „geeigneten" Nachrichten – ermöglicht ein Vermeiden der übersättigung der Bedienpersonen an Informationen, und ermöglicht ein Lenken ihrer Aufmerksamkeit im geeigneten Moment auf die für die Durchführung der Steuerung des Prozesses relevantesten Informationen.
Die Entwicklung der Größen ist in die Basis der Definition jedes Prozessphänomens integriert, welche zum Beschreiben der Entwicklung des Prozesses und seines Funktionszusammenhangs dient. In einem Raum, der als Zustandsraum bezeichnet wird, dessen Abmessungen den Größen entsprechen, können die aus der Entwicklung der Größen resultierende globale Entwicklung des Prozesses oder der globale Funktionszusammenhang somit mittels einer Trajektorie dargestellt werden, deren Projektion auf jede Abmessung der Entwicklung jeder Größe entspricht.
Wenn die Kriterien auf den Wert der Größen gerichtet sind, definieren sie somit implizit eine „Muster"-Trajektorie im Zustandsraum.
Die Erfindung kann ferner eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen:

• Die Beschreibung des Zustandes und der Entwicklung des Prozesses und/oder die Beschreibung seines Funktionszusammenhangs enthält Ereignisberichte, wobei die Definition der Ereignisse die Definition eines oder mehrerer Entwicklungskriterien mindestens einer Wahrnehmungsgröße einbezieht, und jedem Ereignis ein Datum und/oder eine Position zugeordnet wird, und wobei jeder Bericht aus einer Folge von Ereignissen gebildet wird, die gemäß deren Datum und/oder Position geordnet ist. Dieses zusätzliche Merkmal vervollständigt die Beschreibung des Zustands und der Entwicklung des Prozesses und/oder seines Zusammenhangs. Es stellt ein vorteilhaftes Mittel dar, um sehr unterschiedliche Ereignisse und/oder langfristige Entwicklungen oder Entwicklungen an sehr weit entfernten Positionen zu verknüpfen.
• Die vorangehende Definition der Prozessphänomene bezieht ferner die Definition von Ereignisberichtstypen mit ein. Diese vollständigere Definition ermöglicht es, Entwicklungen langfristig und/oder zwischen sehr weit entfernten Positionen des Prozesses zu ermitteln, die es den Betriebspersonen des Prozesses ermöglichen, diesen durch Voraussage der Entwicklungen zu steuern. Wird sie zur Beschreibung der Zusammenhänge genutzt, ermöglicht sie eine verbesserte Beurteilung und eine bestmögliche Auswahl der an die Bedienpersonen zu sendenden Informationen; die Ereignisberichtstypen werden an späterer Stelle als „Signalphänomene" bezeichnet.
• Die Definition der Prozessphänomene und/oder der Ereignisse bezieht ferner die Definition eines oder mehrerer Entwicklungskriterien der ersten Ableitung mindestens einer Größe relativ zu einer Datums- und/oder Positionsvariable mit ein, wobei die Ableitung Funktion der Variable ist.

Wenn die Entwicklung der ersten Ableitung der Größen in die Definition bestimmter Prozessphänomene und/oder Ereignisse gemäß den für das zusätzliche Merkmal der Erfindung spezifischen Kriterien miteinbezogen wird, dann kann die Entwicklung jeder Größe durch eine Trajektorie in einem für jede Größe spezifischen Raum dargestellt werden, dessen beide Abmessungen der Größe und ihrer ersten Ableitung entsprechen, und der als „Phasenraum" bezeichnet wird.
Durch die Erfindung integriert die Aufeinanderfolge detektierter Prozessphänomene, die den Zustand und die Entwicklung des Prozesses und seinen Funktionszusammenhang beschreibt, somit zwei Darstellungen: eine in Form einer Trajektorie im Zustandsraum, und die andere in Form von Trajektorien in den Phasenräumen.
Die Beschreibung des Zustands und der Entwicklung des Prozesses wird somit deutlich verbessert, da die vollständigere Definition eines Prozessphänomens zum Beispiel das Unterscheiden von zwei Phänomenen ermöglicht, die zwar die gleiche Trajektorie im Zustandsraum, jedoch unterschiedliche Trajektorien in bestimmten Phasenräumen aufweisen.
Wird das zusätzliche Merkmal der Erfindung zum Beschreiben der Zusammenhänge verwendet, ermöglicht es ebenfalls eine Verbesserung der Beurteilung.

• Wenn die Werte einer Größe oder gegebenenfalls ihrer ersten Ableitung zum Bilden eines „Signals" gemäß der Datums- und/oder Positionsvariablen geordnet sind, verläuft bei den Entwicklungskriterien, die sich auf aus diesem Signal berechnete Parameter beziehen, die lediglich über ein vorgegebenes Werteintervall der Variable, die sogenannte „Analyseskala", zu berücksichtigen sind, die Definition jedes der Kriterien über die Klassifizierung des berechneten Wertes jedes Parameters, auf den sich das Kriterium bezieht, in verschiedene vorbestimmte Teilbereiche des Wertebereichs des Parameters, wobei jeder Teilbereich durch eine Untergrenze und eine Obergrenze definiert ist.

In dem Fall, dass es sich bei dem Parameter um die Funktion „Identität" handelt und die Analyseskala nur einen Variablenwert betrifft, entspricht die Definition der Kriterien der Partitionierung des Zustandsraums (untere Grenze und obere Grenze für jeden Werteteilbereich einer Größe) sowie der Partitionierung der Phasenräume (untere Grenze und obere Grenze für jeden Werteteilbereich einer Größe und für jeden Werteteilbereich der ersten Ableitung einer Größe).

• Zumindest einige der Kriterien werden in Abhängigkeit von den Produktionszielen des Prozesses bestimmt, wobei die Produktionsziele in jeder Informationserfassungsperiode neu evaluiert und die Kriterien entsprechend aktualisiert werden. Durch die Erfindung, gemäß welcher die Produktionsziele in jeder Erfassungsperiode beispielsweise durch die Aktualisierung von „Zielsetzungen" für jede Wahrnehmungsgröße neu evaluiert und anschließend die Kriterien, die die Phänomene definieren, aktualisiert werden, passt sich das Steuerverfahren automatisch an veränderte Betriebsbedingungen oder einen veränderten Betriebszusammenhang des Prozesses und an die Entwicklung des Prozesses selbst, zum Beispiel im Hinblick auf Abnutzung und/oder Alterung, an. Somit ist das Steuerverfahren gemäß der Erfindung in dem Sinne „reaktiv", dass es in der Lage ist, unabhängig auf Veränderungen seiner Umgebung zu reagieren.
• Zum Bestimmen der Kriterien in Abhängigkeit von den Produktionszielen werden die Grenzen in Abhängigkeit von den Zielen verändert.

Schließlich betrifft die Erfindung die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung eines komplexen dynamischen Prozesses, wobei der Prozess in Bezug auf eine Gruppe ausgewählt wird, die einen Hochofen, einen Wärmeofen zum Beispiel einen Zementbrennofen, einen Glasofen oder einen Brammenofen, eine Anlage zum Stranggießen von Metall und eine Anlage zum kontinuierlichen Walzen oder Beschichten von Metallbändern aufweist.
Das Verständnis der Erfindung wird durch das Studium der nachfolgenden Beschreibung erleichtert, wobei diese als nicht einschränkendes Beispiel und unter Bezugnahme auf die angehängten Figuren dargestellt wird.
Es zeigen:
1 eine Abstraktion mit diskreten Ereignissen E1 bis E4 eines Verhältnisses der Eingänge U zu den Ausgängen Y, und
2 das Prinzip einer diskretisierten Darstellung für eine Wahrnehmungsgröße x(t) und ihre Ableitung x'(t).
Nachfolgend wird ein allgemeines Beispiel für einen komplexen Prozess einer Steueranlage und den Einsatz der Steueranlage beschrieben.
Das zu steuernde System weist Sensoren und Mittel zur Erfassung der für die Bewertung des Prozesszustandes erforderlichen Informationen auf.
Bei einem Hochofen betreffen diese Informationen zum Beispiel:

• die Temperatur der Schmelze, der Gase an der Gichtöffnung und oben am Schacht, der Flamme, der Wände, insbesondere im Bereich der Kühlplatten, des Mauerwerks und der feuerfesten Stoffe,
• die chemische Zusammensetzung der Gichtgase, insbesondere den Gehalt an CO, CO₂, H₂, O₂, der Schmelze, insbesondere den Gehalt an S, P, Si, Mn, Zn, der Schlacke, insbesondere den Gehalt an Fe, Mn, S, MgO, der eingeleiteten Stoffe, insbesondere den Gehalt an K2O und Ferro-Eisen;
• die Stickstoffmenge insgesamt und in der Düsenebene, die Sauerstoffmenge, die Heißwindtemperatur und -menge, die Kohlepulvermenge und die Kühlwassermenge,
• das Gewicht der eingeleiteten Stoffe, insbesondere von Koks und Erz, und das Gewicht der abgeleiteten Stoffe, insbesondere der Schmelze und der Schlacke,
• die Geschwindigkeit der Gase an der Gicht, die Höhe der Chargen, die Korngröße der aufgegebenen Stoffe, insbesondere der Briketts,
• den Wand-Druck, den Wand-Differenzdruck,
• die Abstichdauer, und die Abstichdauer ohne Schlacke.

Das zu steuernde System weist Stellglieder auf, deren Einstellwerte im Hinblick auf die Entwicklung des Prozesszustandes verändert werden können.
Bei einem Hochofen seien insbesondere genannt:

• die Stellglieder, die ein Verändern des Koks- und Kohlepulververbrauchs ermöglichen,
• das Stellglied, das eine Veränderung der Sauerstoffgesamtmenge ermöglicht,
• die Stellglieder, die ein Verändern der Temperatur des Heißwindes und seines Feuchtigkeitsgehalts ermöglichen,
• das Stellglied, das ein Verändern des Gegendrucks an der Gicht ermöglicht,
• die Stellglieder, die ein Verändern der Menge der aufgegebenen Stoffe, der chemischen Zusammensetzung der in den Ofen eingeleiteten Stoffe und der radialen Verteilung der Stoffe ermöglichen, und
• die Stellglieder, die ein Verändern der Dicke der Schichten ermöglichen, von der die Roheisenbeschickungsmasse pro Ladezyklus abhängt.

In dem erfindungsgemäßen Steuerverfahren werden zwei klassische grundlegende Funktionen zyklisch und dauerhaft nacheinander ausgeführt:

• das Wahrnehmen, das heißt Bewerten des Betriebszustandes des Prozesses anhand der „Ausgänge" des Prozesses, insbesondere anhand der von den Sensoren gelieferten Informationen,
• und das Steuern, das heißt Bestimmen des Einstellwertes der „Eingänge" oder Stellglieder des Prozesses in Abhängigkeit von der Prozesswahrnehmung und zur Erfüllung der Produktionsziele, wobei die Erfüllung der Produktionsziele darin besteht, den Prozess mit den Zielsetzungen in Übereinstimmung zu halten, wenn diese bereits alle erfüllt sind, oder den Prozess mit den Zielsetzungen in Übereinstimmung zu bringen, wenn mindestens eine nicht erfüllt ist.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung kann als „reaktives rationales Mittel" bezeichnet werden.
Der Begriff „Mittel" bezeichnet eine autonome Einrichtung, aufweisend:

• „Eingänge", die in Form einer Gesamtheit von Informationskanälen zur Erfassung der Informationen über den Prozess und seine Umgebung organisiert sind,
• „Ausgänge", die in Form einer Gesamtheit von Aktionen organisiert sind, die es dem Mittel ermöglichen, auf seine Umgebung einzuwirken,
• dem Prozess zugewiesene Produktionsziele, die in Form einer Gesamtheit von externen Zielen organisiert sind, die ebenfalls von seiner Umgebung bestimmt werden.

Ein Mittel wird als „rational" bezeichnet, wenn es tatsächlich von dem Augenblick an eine Aktion auswählt, in welchem es erkennt, dass die Aktion zur Erfüllung eines seiner externen Ziele führen kann; im Übrigen wählt das rationale Mittel keine Aktion aus, wenn seine externen Ziele erfüllt sind.
Das Mittel, das es dem rationalen Mittel ermöglicht, das Rationalitätsprinzip anzuwenden, besteht in einem sogenannten Wissenskorpus, der die Funktion des Prozesses betrifft. Dieses Mittel, hier der Wissenskorpus, stellt somit die Verbindung zwischen den Informationskanälen, den externen Zielen und den Aktionen dar.
Ein rationales Mittel wird als „reaktiv" bezeichnet, wenn es in der Lage ist, auf autonome Weise auf die Veränderungen seiner Umgebung zu reagieren.
Bei der Ausführungsform der Steuervorrichtung gemäß der Erfindung:

• transportieren somit die Informationskanäle durch die Umgebung versendete „Nachrichten",
• sind die externen Ziele in „Zielsetzungen" angegeben, wobei jede „Zielsetzung" durch ein Werteintervall definiert ist, das seinerseits einen Entwicklungsbereich der Ausgangsflüsse des Prozesses definiert, und
• bestehen die Aktionen aus dem Versenden von an die Umgebung adressierten Nachrichten, wobei die Nachrichten eine Beschreibung der Probleme der aktuellen Situation in Bezug auf die Produktionszielsetzungen und möglicherweise Ratschläge in Bezug auf das Verhalten zum Lösen der Probleme enthalten, und wobei sie ferner die notwendigen und ausreichenden Informationen enthalten, um die Umgebung von der Wichtigkeit der Probleme und der Relevanz der Ratschläge zu „überzeugen".

Unter anderem die folgenden Punkte werden mittels der an die Umgebung adressierten Nachrichten durchgeführt:

• Beschreiben des Zustandes des Prozesses und des eventuell „problematischen" Charakters seiner Entwicklung,
• falls möglich und erforderlich, Angeben der Stellglieder, deren Einstellung geändert werden muss, sowie der vorgeschlagenen neuen Einstellwerte,
• und, auf Anfrage der Bedienpersonen des Prozesses, Bereitstellen von Erklärungen über den Zustand des Prozesses, das angetroffene Problem, und die vorzunehmenden Einstellungen.

Die bevorzugten Empfänger der Nachrichten sind also die für die Steuerung des Prozesses zuständigen Bedienpersonen, wobei es sich dabei um automatische „materielle" Bediener oder um „persönliche" Bediener, das heißt um Menschen handeln kann.
Was die Sprache und die Syntax der Nachrichten betrifft, wird auf folgendes hingewiesen:

• die von der Umgebung ausgesendeten Nachrichten sind im Allgemeinen als reelle Zahlen formatiert, die in der Regel den Wert einer physikalischen Größe darstellen,
• die Schlussfolgerungen erfolgen anschließend in einem symbolischen Raum, und
• die anschließend an die Umgebung ausgesendeten Nachrichten sind in einer empfängerspezifischen Sprache, nämlich einer natürlichen, symbolischen und/oder phänomenologischen Sprache, wie zum Beispiel in Sätzen mit beigefügten Grafiken formuliert, wenn die Empfänger Menschen sind.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung gewährleistet also eine Digital-Symbol-Konvertierung.
Die Steuervorrichtung gemäß der Erfindung ist somit zum Erfüllen der Produktionszielsetzungen des Prozesses geeignet, das heißt,

• zum Unterstützen, dass der Prozess mit den Produktionszielen in Übereinstimmung gehalten wird, wenn die Ziele alle erfüllt sind, und
• zum Unterstützen, dass der Prozess mit den Produktionszielen wieder in Übereinstimmung gebracht wird, wenn mindestens eines der Ziele nicht erfüllt ist.

Die Steuervorrichtung funktioniert gleichzeitig auf synchrone und asynchrone Weise:

• synchrone Funktion für das Erfassen der Informationen auf der Grundlage einer periodischen Erfassung der von der Umgebung versendeten Nachrichten,
• asynchrone Funktion für das Aussenden der an die Umgebung gerichteten Nachrichten in dem Sinne, dass die Nachrichten nur dann versendet werden, wenn sie notwendig sind, um den Prozess mit den Zielsetzungen in Übereinstimmung zu halten oder zu bringen.

Vorteilhafterweise sind die Bediener dadurch, dass ihnen die Nachrichten nur dann übermittelt werden, wenn sie notwendig sind, viel weniger überlastet als bei den Verfahren des Standes der Technik, und können sich dadurch den wichtigsten Informationen der Nachrichten widmen. Des Weiteren ist das Verfahren so ausgelegt, dass die Nachrichten zur geeigneten Zeit, und wenn dies zweckmäßig ist, so früh wie möglich ausgesendet werden.
Bei einem Informationserfassungszyklus kommt es deshalb häufig vor, dass keine Aktionsnachricht ausgesendet wird.
Das Verfahren gemäß der Erfindung weist zumindest die beiden ersten Schritte der nachstehend genannten vier zyklischen Hauptschritte auf:

• Wahrnehmen, das heißt Evaluieren des Prozesszustands und der Prozessentwicklung anhand von Informationen, insbesondere anhand der von den Sensoren bereitgestellten Informationen,
• Beurteilen oder Bewerten der Wichtigkeit der Wahrnehmung in Abhängigkeit von dem Funktionszusammenhang des Prozesses, und je nach erfolgter Beurteilung Aussenden einer Nachricht; so werden ein Prozesszustand oder eine Prozessentwicklung als problematisch beurteilt, wenn sie die Erfüllung der Produktionsziele nicht zulassen, wobei dann diesbezüglich eine Nachricht ausgesendet wird, die angibt, ob die Einstellungen der Stellglieder geändert werden müssen, um den Prozess mit den Produktionszielen in Übereinstimmung zu halten oder zu bringen;
• Korrigieren: diese Funktion zielt darauf ab, gegebenenfalls die notwendigen Veränderungen der Regelwerte der Stellglieder zu quantifizieren, um die Produktionsziele zu erfüllen oder beizubehalten, und die Veränderungen rechtzeitig zu planen;
• Zusammenarbeiten: diese Funktion stellt die Kommunikation und die Schnittstelle zu den Bedienern des Prozesses sicher: Anpassung der von der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgegebenen Nachrichten in Abhängigkeit von den Bedienern der Steuerung, für die sie bestimmt sind, und in Abhängigkeit von dem Funktionszusammenhang des Prozesses.

Lediglich die Funktion des „Wahrnehmens" ist mit den von den Sensoren übertragenen Informationen synchronisiert. Die anderen Funktionen werden auf asynchrone Weise aktiviert: die Funktion „Beurteilen" wird aktiviert, sobald die Funktion „Wahrnehmen" ein „Phänomen" detektiert, die Funktion „Korrigieren" wird aktiviert, wenn durch die Funktion „Beurteilen" festgestellt wurde, dass der Prozesszustand „problematisch" ist, und die Funktion „Zusammenarbeiten" wird entweder auf Initiative der Bediener der Steuerung oder auf Initiative der Vorrichtung aktiviert, wenn dies erforderlich ist.
Gemäß der Erfindung weist die erste Hauptfunktion „wahrnehmen" im Wesentlichen die folgenden Schritte auf:

1. Erstellen der Werte von Wahrnehmungsgrößen des Prozesszustandes und Erstellen von Signalen, wobei die Signale geordnete Zahlengruppen von Werten dieser Größen sind.
2. Beschreiben der Entwicklung des Prozesszustandes durch eine Trajektorie im Zustandsraum und Trajektorien im Phasenraum für jede Größe, und Diskretisierung der Trajektorien durch Partitionierung der Räume.
3. Beschreiben der Entwicklung des Prozesszustandes auf der Grundlage der Entwicklung der Wahrnehmungsgrößen selbst, in Form eines globalen Ereignisberichtes über die Größen. Die Berichte können zeitliche, räumliche oder räumlich-zeitliche Berichte sein. Dabei werden zwei Ereignistypen definiert: die diskreten Ereignisse und die Signalereignisse.
4. Beschreiben der Entwicklung des Prozesszustandes, indem in einem globalen Ereignisbericht globale Berichtstopologien, sogenannte „Signalphänomene" ausgemacht werden.
5. Beschreiben der Entwicklung des Prozesszustandes in Form eines Prozessphänomenberichts, wobei die Definition eines Prozessphänomens die vorstehenden Punkte 2, 3 und 4 enthält.

Diese fünf Schritte werden im Folgenden näher erläutert.
Der erste Schritt der Funktion „Wahrnehmen" besteht aus dem Bilden und Ordnen der im Laufe der Zeit von Größen zur Beschreibung des Prozesszustandes angenommenen Werte.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung unterscheidet ihrer Verwendung entsprechend zwei Arten von Größen:

• Messgrößen: eine Messgröße ist entweder eine Größe, deren Werte direkt von den Sensoren stammen, die den Prozess instrumentieren, oder eine Größe, deren Werte aus den Werten anderer Größen auf der Grundlage digitaler mathematischer Modelle berechnet werden.
• Wahrnehmungsgrößen: Wahrnehmungsgrößen sind Messgrößen, die die Information über den Zustand des Prozesses und seine Entwicklung über die Zeit enthalten, das heißt X(t) und X'(t), wie vorangehend definiert, wobei die Werte der Größen in der Regel nicht direkt messbar sind und wie an späterer Stelle angegeben berechnet oder abgeleitet werden. Die Wahrnehmungsgrößen bilden also die Komponenten des sogenannten Zustandsvektors X des Prozesses im Zustandsraum mit n Dimensionen, wobei n der Zahl der Wahrnehmungsgrößen entspricht.

Die Werte der Größen werden aus der Interpretation der verfügbaren Informationen in Bezug auf den Prozess, insbesondere der von den Sensoren übertragenen Informationen erhalten. „Wert" ist eine reelle Zahl, die in der Regel die Amplitude der Größe angibt, oder eine ganze Zahl, die zum Beispiel ein von der Größe getragenes Richtig/Falsch-Zeichen (das heißt einen binären Wert) anzeigt.
Die von der Größe angenommenen „Werte" können räumlich und/oder zeitlich geordnet werden.
Zunächst soll eine zeitliche Ordnung von Werten einer Größe beschrieben werden, zum Beispiel für den Fall, dass die Werte über einen „Datenbus" transportiert werden. Für die Datierung der „Werte" kann ein klassisches Busverwaltungssystem eingesetzt werden, das außerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen ist und deshalb verschiedene Taktgeber berücksichtigt, die manchmal unabhängig voneinander sind. So wird jedem „Wert" ein „Datumswert" zugewiesen, wobei die Datierung unabhängig von den Taktgebern ist, die zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung gehören.
Man unterscheidet drei zeitliche Hauptmodalitäten zur Datierung der Werte nach den Größenarten:

• Periodische Größen, wenn die Dauer zwischen zwei aufeinanderfolgenden Werten, die von dieser Größe angenommen werden, zeitlich konstant ist. Der Begriff der periodischen Größe ist also mit dem der Abtastperiode und der Abtastfrequenz der Größe verknüpft. Der den „Werten" einer periodischen Größe zugeordnete „Datumswert" ist also ein ganzzahliges Vielfaches der Abtastperiode, und die „Datumswert"-Ausdrücke werden von der erfindungsgemäßen Vorrichtung wie Werte einer Größe interpretiert, die als „universelle Zeit" bezeichnet wird.
• Ereignisgrößen, die weder periodisch noch aperiodisch sind. Die „Werte" der Ereignisgrößen sind also nur zu bestimmten Daten bekannt, wobei der „Datumswert" dann gemäß spezifischen Modalitäten mit Bezug auf beliebige Taktgeber zugeordnet wird. Es kann sich dabei zum Beispiel um das Datum einer Probenentnahme, das Datum einer Probenanalyse, und das Validierungsdatum der Eingabe der Analysewerte handeln. Bei diesen drei Beispielen können die Taktgeber zum Beispiel die Armbanduhr eines Bedieners, eine Wanduhr oder die Uhr eines Eingabeendgerätes sein.

Die mit den Ereignisgrößen assoziierten Daten werden also nicht als Messung der „universellen Zeit" sonders als Indizes interpretiert, die das Ordnen einer Folge von „Werten" der Ereignisgrößen ermöglichen.

• Aperiodische Größen, wenn die Zahl der „Werte", die die Größe während einer vorbestimmten Zeit annimmt, über die Zeit konstant ist. Es handelt sich dabei um einen besonderen Fall von Ereignisgrößen, für die eine konstante Zahl von Messungen oder „Werten" während der vorbestimmten Dauer während des Ablaufs des Prozesses garantiert wird. Der den Werten der aperiodischen Größen zugeordnete „Datumswert" hat dieselben Eigenschaften wie die der Ereignisgrößen.

Die Notwendigkeit der Unterscheidung zwischen aperiodisch und ereignisabhängig ist dadurch begründet, dass der „Datumswert" in der Regel in Bezug auf physische Objekte interpretiert wird, die eine endliche Lebenszeit haben. Da die Lebenszeit von jedem der Objekte ein Zeitintervall definiert, können die Daten, die den Werten der aperiodischen Größen zugeordnet sind, den Objekten zugeordnet werden und innerhalb der Zeitintervalle geordnet werden, die ihrer Lebensdauer entsprechen.
Demzufolge wird der „Datumswert", der mit den aperiodischen Größen verknüpft ist, wie eine Messung einer besonderen Größe interpretiert, bei der eine "relative Zeit" in Bezug auf ein Objekt mit endlicher Lebenszeit gemessen wird. Die globale Chronologie ist durch die der Objekte selbst gewährleistet.
Da die Umgebung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mehrere Taktgeber unterschiedlicher Art nutzen kann, müssen die Werte vergleichbarer Größe unbedingt geordnet werden. Das bedeutet, dass zwei unterschiedliche „Datumswerte", die mit unterschiedlichen aber vergleichbaren Größen verknüpft sind, unterschiedlichen Daten entsprechen.
Im Folgenden soll eine Ordnung des räumlichen Typs von Werten einer Größe beschrieben werden, zum Beispiel im Fall der Steuerung eines Hochofens. Betrifft die Größe die Wandtemperatur, entspricht jeder Wert der Größe einem gegebenen Punkt der Wand, der als „Erfassungspunkt" bezeichnet wird und durch eine „Position" gekennzeichnet ist. Eine Gruppe von „Punkten" bildet eine „Zone".
Die „Punkte" bilden eine Gruppe, deren Struktur zum Beispiel an die Anordnung der Sensoren im System gebunden ist, wobei die Gruppe geordnet sein kann. Im Falle der Wandtemperaturen eines Hochofens können sie zum Beispiel gemäß ihrer „Position" auf einem Wanddurchmesser und/oder gemäß ihrer Höhen-„Position” an der Wand geordnet sein. Die Ordnung der Gesamtheit von „Punkten" ermöglicht dann, die zu den „Punkten" gehörenden „Werte" gemäß einer geordneten Folge von „Werte"-„Position"-Paaren zu ordnen, die ein räumliches Signal bildet.
Schließlich kann die Ordnung der „Werte” gleichzeitig räumlich und zeitlich, das heißt räumlich-zeitlich sein. Die entsprechende geordnete Folge von Paaren oder Tripletten bildet dann ein räumliches Signal.
Des Weiteren ist das erfindungsgemäße Verfahren gemäß einer sogenannten Erfassungsperiode „getaktet". Zu Beginn von jedem Zyklus zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden also Informationen über den Prozess erfass; „Wert"-„Datumswert”-Paare oder „Wert"-„Positionswert"-Paare oder „Wert"-Datumswert"-"Positionswert"-Triplette; dabei wird jeder „Information" eine „Datumserfassung" zugeordnet, die zum Beispiel der seit der letzten Initialisierung der Vorrichtung gezählten Zyklusnummer entspricht.
Die Kennzeichnung von „Datumserfassung" durch die Zyklusnummer führt tatsächlich eine Zeitdiskretisierung ein.
Jede „Größe" ist dann ein Triplett oder ein Quadrupel: „Wert"-„Datumswert"-„Datumserfassung” oder „Wert"-„Positionswert"-„Datumserfassung", oder „Wert"-„Datumswert"-„Positionswert"-„Datumserfassung".
Die Daten werden dann in einer gemäß der „Datumserfassung" indexierten Datenbank gespeichert.
Jeder Wert einer Größe ist folglich an zwei Daten und/oder an ein Datum und eine Position gebunden:

• eine Datumserfassung zur Indexierung der Datenspeicherung,
• ein Datumswert zum Ordnen der Zahlenfolgen von „Werten" einer Größe und damit zum Definieren des zeitlichen Signals einer Größe,
• eine Erfassungspunktposition zum Ordnen der Zahlenfolgen von „Werten" einer selben Größe und damit zum Definieren des räumlichen Signals einer Größe, und
• ein Datumswert und eine Position zum Ordnen der Zahlenfolgen von „Werten" einer Gruppe von Größen gleicher Art, wie zum Beispiel die gemessenen Temperaturen an den Wänden eines Hochofens, und damit zum Definieren des räumlich-zeitlichen Signals, das mit der Gesamtheit von Größen gleicher Art verknüpft ist.

Im weiteren Verlauf des Verfahren soll die Entwicklung des Prozesses beschrieben werden, und zwar:

• mit Hilfe einer konsolidierten globalen Folge der „Werte" aller Größen, geordnet nach Datumserfassung, und
• mit Hilfe der Signale der Größen, wobei jedes Signal dann als eine geordnete Folge der „Werte" einer selben Größe definiert ist.

Das Datenverwaltungssystem mit Doppelindexierung ermöglicht vorteilhafterweise der Vorrichtung gemäß der Erfindung ein stetiges Schlussfolgern und das Verwalten ihrer digitalen Daten gemäß den Modalitäten eines diskreten Zeitsystems.
Der zweite Schritt der Funktion „Wahrnehmen" besteht in der Beschreibung der Entwicklung des Prozesses:

• durch die „diskretisierte" Trajektorie, der der Prozesszustand im Zustandsraum folgt, so wie sie sich aus der konsolidierten globalen Folge der „Werte" aller Größen ergibt,
• und durch die „diskretisierten" Trajektorien, denen die Werte der Größen in ihrem Phasenraum folgen, so wie sie sich aus den für jede Größe spezifischen zeitlichen, räumlichen oder räumlich-zeitlichen Signalen ergeben.

Die „Diskretisierung" der Trajektorien hängt von den Produktionszielsetzungen oder -zielen ab, und durchläuft eine Partitionierung des Zustandsraums und der Phasenräume in Abhängigkeit von den „Zielsetzungen". Erfindungsgemäß wird die Partitionierung bei jedem Informationserfassungszyklus durchgeführt.
Der Zustandsraum wird als ein Raum definiert, dessen Dimensionen die Wahrnehmungsgrößen sind, und in dem ein Prozesszustand durch einen Zustandsvektor X(t) dargestellt wird, dessen Komponenten die „Werte" der Wahrnehmungsgrößen sind, die diesem Zustand entsprechen. Wenn alle diese Werte in
definiert sind, dann ist der Zustandsraum in
definiert, wobei n die Zahl der Komponenten des Zustandsvektors X ist. Die Koordinaten eines Punktes des Zustandsraums sind die „Werte" der Wahrnehmungsgrößen des durch den Punkt beschriebenen Zustands.
Die Prozessentwicklung kann durch eine Aufeinanderfolge von Zuständen beschrieben werden, die durch Punkte im Zustandsraum dargestellt sind, wobei die Aufeinanderfolge eine Prozessentwicklungstrajektorie in diesem Raum bildet. Die Prozessentwicklungstrajektorie weist eine Projektion auf jede der Dimensionen des Zustandsraums auf. Die Projektion entspricht den im Zuge der Prozessentwicklung aufeinanderfolgenden Werten einer Wahrnehmungsgröße, dargestellt durch die Trajektorie.
Die Partitionierung oder „Diskretisierung" des Zustandsraums muss in Teilmengen von Zuständen erfolgen, die jeweils einem bestimmten Zustandstyp entsprechen, so dass folglich jeder Prozesszustand nicht mehr durch seinen Zustandsvektor X sondern durch die Teilmenge von Zuständen oder den Zustandstyp, zu dem der Zustand gehört, identifiziert werden kann.
Durch die Partitionierung kann die Darstellung der Prozessentwicklung ebenfalls „diskretisiert" werden: dabei wird von einer Darstellung durch eine „stetige" Evolutionstrajektorie zu einer Darstellung durch eine Aufeinanderfolge von Zustandstypänderungen übergegangen, die als „diskretisierte" Prozessentwicklungstrajektorie bezeichnet wird.
Es wird also für die Partitionierung des Zustandsraums eine endliche und zählbare Zahl von Teilmengen des Raums definiert.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird die Partitionierung in Abhängigkeit von den Produktionszielen durchgeführt, die dem Prozess bei jedem Zyklus zur Erfassung der Informationen in Bezug auf den Prozess zugewiesen werden.
Aus den dem Prozess zugewiesenen Produktionszielen, beispielsweise ausgedrückt in Form von quantitativen und qualitativen Kriterien, die einige der „eingehenden" und „ausgehenden" Flüsse erfüllen müssen, und mit Hilfe des Wissenskorpus über das Verhalten des Prozesses werden „Zielsetzungen" für die Wahrnehmungsgrößen definiert, so dass, wenn ein Prozesszustand durch Wahrnehmungsgrößenwerte definiert wird, die zu den jeweiligen Zielsetzungen gehören, der Zustand als die Produktionsziele erfüllender Zustand beurteilt wird.
Bei jedem Erfassungszyklus werden somit die „Zielsetzungen" aktualisiert, und folglich wird die Partitionierung des Zustandsraums in Abhängigkeit von den neuen „Zielsetzungen" erneut vorgenommen.
Bei einer Größe, deren Werte reelle Zahlen sind, entspricht eine „Zielsetzung" einem Intervall, das von einer Untergrenze „WertInf" und einer Obergrenze „WertSup" begrenzt wird, das zum Beispiel durch [WertInf, WertSup] dargestellt wird. Zuweilen sind die Werte der Grenzen durch Schwellenwerte festgelegt.
Die Definition der „Zielsetzungen" und/oder die Definition der Grenzen der Intervalle wird insbesondere aufgrund von Erfahrung durch das Steuerpersonal des Prozesses vorgenommen. Die Werte der Grenzen können konstant sein oder können abhängig von Werten anderer Größen und Werten anderer Grenzen sein. Dabei ist es nicht immer möglich, ein „befriedigendes Werteintervall" oder Grenzwerte für jede Wahrnehmungsgröße zu definieren.
Somit kann die Partition über die Dimensionen des Zustandsraums in drei Teile erfolgen:
[–∞, WertInf[, [WertInf, WertSup], ]WertSup, +∞].
Die Gesamtheit der für jede Dimension spezifischen Teilmengen [WertInf, WertSup] ergibt einen „Hyperwürfel" im Zustandsraum.
Ein gegebener Zustand des Prozesses kann somit als zu dem Hyperwürfel gehörig oder nicht zu diesem gehörig betrachtet werden, je nachdem, ob er die Produktionsziele des Prozesses erfüllt oder nicht.
Die Feinheit bei der Partitionierung des stetigen Zustandsraums kann jedoch die Definition einer größeren Zahl von Teilmengen erfordern.
Die Partitionierung des Zustandsraums definiert also bei jedem Erfassungszyklus und für jede der Komponenten des stetigen Zustandsvektors Werteintervalle in
, und ordnet jedem Werteintervall eine jeweilige ganze Zahl zu; der partitionierte Zustandsraum ist also ein über Zn definierter Raum.
Der Phasenraum wird ausgehend von einem Signal definiert, das heißt ausgehend von einer entsprechend einer Variable geordneten Folge von Werten einer selben Größe, wie der Zeit bei einem zeitlichen Signal oder der Position bei einem räumlichen Signal. Der Raum hat definitionsgemäß nur zwei Dimensionen, wobei die erste dem Wert der Größe und die zweite der Ableitung des Wertes in Abhängigkeit von der Variable entspricht. Der Phasenraum ist also einer Wahrnehmungsgröße eigen, und es gibt folglich mindestens ebenso viele Phasenräume wie Wahrnehmungsgrößen.
Falls die Variable die Zeit ist und bei einem Prozesszustand, der im Zustandsraum durch einen Zustandsvektor X mit den Komponenten X1(t), X2(t), ..., Xi(t), ..., Xn(t) gekennzeichnet ist, stellt jede Komponente den „Wert" = Xi(t) der entsprechenden Wahrnehmungsgröße Gi zum Zeitpunkt t dar.
Aus dem zeitlichen Signal einer Größe G, die durch eine Folge von Werten dieser Größe, geordnet nach ihren „Datumswert” gebildet ist und zu der X(t) gehört, kann die erste Ableitung X'(t) des Wertes X(t) berechnet werden.
X(t) und X'(t) bestimmten dabei die Koordinaten eines Punktes im Phasenraum dieser Größe. Bei einer Veränderung des Verhaltens dieser Größe bilden sämtliche von dem Paar (X(t), X'(t)) und der Folge der entsprechenden Punkte angenommenen Werte eine Verhaltenstrajektorie dieser Größe.
So kann das Verhalten einer Größe durch eine „stetige" Trajektorie in dem mit dieser Größe verknüpften Phasenraum beschrieben werden. Soll dieses Verhalten durch eine „diskretisierte" Trajektorie beschrieben werden, wird eine Partitionierung des Phasenraums vorgenommen.
Die Partitionierung oder „Diskretisierung" des Phasenraums einer Größe muss in Teilmengen erfolgen, die jeweils einem bestimmten Typ entsprechen, so dass dann der „Wert" einer Größe des Prozesses nicht mehr durch die Werte (X(t), X'(t)), sondern durch die Teilmenge, zu der der entsprechende Punkt gehört, identifiziert wird.
Für die Partitionierung des Phasenraums wird also eine endliche und zählbare Zahl von Teilmengen dieses Raums definiert. Dabei kann der Phasenraum gemäß einem vergleichbaren Verfahren wie das vorstehend beschriebene Verfahren zur Partitionierung des Zustandsraumes partitioniert werden, wobei für die erste Dimension, die dem Wert der Größe entspricht, die gleichen „Zielsetzungen" verwendet werden.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird die Partitionierung ebenfalls bei jedem Erfassungszyklus in Abhängigkeit von den bereits für die Partitionierung des Zustandsraums genannten Produktionszielen durchgeführt.
Jeder Punkt des Phasenraums einer Größe kann dabei einer der Teilmengen des Raums zugeordnet werden. Die Zuordnungsdarstellung ist dann eine diskretisierte Darstellung des Wertes der Größen.
2 zeigt dieses Prinzip für eine Wahrnehmungsgröße x(t) und ihre Ableitung x'(t), das heißt für eine Komponente eines Zustandsvektors, die sich zeitabhängig verändern, wie es im linken Teil der Figur dargestellt ist. Die daraus abgeleitete diskretisierte Darstellung ist im rechten Teil abgebildet.
Durch die Partitionierung kann die Darstellung des Verhaltens einer Größe dann „diskretisiert" werden, wobei von einer Darstellung des Verhaltens einer Größe durch eine „stetige" Trajektorie auf ein Darstellung durch eine Folge von Typenänderungen, eine sogenannte „diskretisierte Trajektorie", übergegangen wird.
Durch die Erfindung, gemäß welcher bei jedem Erfassungszyklus die „Zielsetzungen" für jede Wahrnehmungsgröße aktualisiert werden und die Partitionierung des Zustandsraums sowie der Phasenräume neu vorgenommen wird, passt sich das Steuerverfahren automatisch:

• an Änderungen der Betriebsbedingungen oder des Betriebszusammenhangs, wie zum Beispiel die Änderung des Funktionspunktes oder die Änderung der Art der Material- oder Energieflüsse, sowie
• an die Entwicklung des Prozesses zum Beispiel hinsichtlich der Abnutzung, Alterung oder Beschädigung von Einheiten des Prozesses an.

Somit ist das erfindungsgemäße Steuerverfahren „reaktiv" in dem Sinne, dass es in der Lage ist, auf autonome Art und Weise auf die Veränderungen seiner Umgebung zu reagieren.
Hierbei sind zwei Aspekte der Erfindung als Folgen der Partitionierung hervorzuheben und zu unterscheiden: die Reaktivität, die bewirkt wird durch die Detektion der diskreten Ereignisse, und die Adaptivität, die bewirkt wird durch eine auf den aktualisierten numerischen Zielsetzungen beruhende Partitionierung. Diese beiden Eigenschaften bringen im Vergleich zu dem Fuzzy-Logik-Ansatz des Standes der Technik wesentliche Vorteile mit sich.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird also die Entwicklung des Prozesses nicht nur durch seine Trajektorie im Zustandsraum, sondern auch durch die Trajektorie jeder der Wahrnehmungsgrößen in ihrem Phasenraum „wahrgenommen".
Dieser doppelte Wahrnehmungsmodus sowohl im Zustandsraum als auch in den Phasenräumen ist nämlich deswegen besonders relevant, weil eine Trajektorie, deren Projektion gemäß einer Dimension, die einer Wahrnehmungsgröße des Zustandsraums entspricht, gleich Null ist, nicht unbedingt einem Punkt im Phasenraum dieser Größe entspricht. Das bedeutet, dass, wenn die Entwicklung eines Prozesses eine leere „Übersetzung" aufweist, die auf eine fehlende Entwicklung im Zustandsraum hinweist, die „Übersetzung" in den Phasenräumen auf der Verhaltensebene von jeder der Wahrnehmungsgrößen, nicht unbedingt leer ist (und umgekehrt).
Die Entwicklung eines Prozesses (Trajektorie im Zustandsraum) und das Verhalten der Wahrnehmungsgrößen (Trajektorie im Phasenraum) sind natürlich miteinander verbunden, wobei jedoch die Relation, die sie verbindet, im Fall der komplexen dynamischen Prozesse besonders schwer herzustellen ist. Die Erfindung ermöglicht es, diese Schwierigkeit zu beseitigen, insbesondere durch den dritten, vierten und fünften Schritt des „Wahrnehmens".
Der dritte Schritt der Funktion „Wahrnehmen" besteht in der Beschreibung der Entwicklung des Prozesses auf der Grundlage der Entwicklung der Wahrnehmungsgrößen selbst in Form von die Größen betreffenden Ereignisberichten. Die Berichte können zeitlich, räumlich oder räumlich-zeitlich sein.
Unter zeitlichem „Bericht" ist eine Folge von Paaren (Evt, DatumEvt) zu verstehen, wobei „Evt" ein Ereignis in Bezug auf eine Größe und „DatumEvt" das diesem Ereignis zugeordnete Datum bezeichnet. Unter räumlichem „Bericht" ist eine Folge von Paaren (Evt, PositionEvt) zu verstehen, wobei „PositionEvt" die dem Ereignis zugeordnete Position bezeichnet. Eine Folge von Tripletten (Evt, DatumEvt, PositionEvt) wird als räumlich-zeitlicher „Bericht" bezeichnet.
Um zu den Berichten zu gelangen, müssen also Ereignisse, deren Detektionsmodus und deren Datierungs- und/oder Lokalisierungsmodus definiert werden.
Nachfolgend soll ein erster Ereignistyp definiert werden: die „diskreten Ereignisse".
Definitionsgemäß wird ein „diskretes Ereignis", das eine Wahrnehmungsgröße betrifft, generiert, wenn die Entwicklung des Prozesses eine Änderung des Teilbereichs verursacht, zu dem der für die Größe in ihrem Phasenraum repräsentative laufende Punkt gehört, gemäß der vorstehenden Definition der Teilbereiche und der Partitionierung des Phasenraums.
Einem vorgegebenen diskreten Ereignis, das dem Übergang von einem Teilbereich in einen anderen entspricht, wird dann das Datum des Übergangs zugeordnet: in Bezug auf die 6 wird zum Beispiel einem diskreten Ereignis E1, das dem Übergang von Teilbereich 1 zu Teilbereich 2 entspricht, das Datum e1 zugeordnet.
So kann das Verhalten jeder Größe durch eine Folge von Paaren (Evt, DatumEvt) beschrieben werden, die Bericht von diskreten Ereignissen der Größe bildet. In 6 ist das Prinzip für eine Wahrnehmungsgröße dargestellt.
Nachfolgend wird die Definition der Signalereignisse beschrieben.
Wie bereits ausgeführt, wird das Signal durch eine geordnete Zahlenfolge von „Werten" derselben Größe definiert, wobei das Signal zeitlich, räumlich oder räumlich-zeitlich sein kann.
Durch die Analyse des Signals wird das Verhalten der Größe, die mit dem Signal verknüpft ist, gekennzeichnet, und für jede Verhaltensänderung wird ein „Signalereignis" generiert.
Gemäß der Erfindung werden zu diesem Zweck Verhaltensklassen, ein Verfahren zum Erkennen des Verhaltens einer Größe zum Zuordnen derselben zu einer der Klassen oder nicht, und ein Verfahren zum Datieren der Verhaltensklassenänderung definiert. Gemäß den Definitionen und Verfahren kann bei jeder Verhaltensklassenänderung ein Signalereignis erzeugt und datiert, und so ein Signalereignisbericht (Evt, DatumEvt) erhalten werden.
Der Einsatz eines Verfahrens zur Verhaltenserkennung kann ein Konfigurieren des das Verhalten darstellenden Signals erfordern. Dazu muss stromaufwärts ein Verfahren zur Signalfilterung hinzugefügt werden, welches an das verwendete Verfahren angepasst ist.
Die Verhaltensklassen können auf konstante oder variable Weise parametrisiert werden. Bei dem nachfolgend genannten Beispiel betreffen die Parameter insbesondere die Einschränkungen bezüglich jedes Modells und seiner Analyseskalen.
Das folgende Beispiel veranschaulicht die Erfindung in Bezug auf die Definition der Signalereignisse und ihren Datierungsmodus:
Für jede der Wahrnehmungsgrößen werden mehrere mögliche Verhaltensmodelle definiert, wobei jedes Verhaltensmodell durch einen Trajektorietyp im Phasenraum dieser Größe dargestellt werden kann. Jedes Verhaltensmodell und/oder jeder Typ von Trajektorie definiert somit hier eine Verhaltensklasse.
Dann wird ein Signalereignis für eine gegebene Größe generiert, sobald eine der folgenden Bedingungen detektiert ist:

1. Erkennen der Erstellung eines Verhaltensmodells,
2. Erkennen der Fertigstellung eines vorangehend erkannten Verhaltensmodells,
3. Unfähigkeit, ein Verhaltensmodell zu erkennen.

Zum Detektieren der Bedingungen kann zum Beispiel eines der beiden nachstehend beschriebenen Generierungsverfahren eingesetzt werden:

• Ein Signalanalyseverfahren, das geeignet ist zum Erkennen des Verhaltens eines Signals relativ zu einer Gruppe zeitlicher Referenzverhaltensmodelle und gemäß einer gegebenen Zeitanalyseskala des Signals. Ein zeitliches Verhaltensmodell entspricht einer Reihe von Einschränkungen, die ein vorbestimmtes Zeitsegment eines Signals betreffen. Eine Zeitanalyseskala entspricht dem Zeitsegment, das für die Analyse des Signals zum Erkennen des Verhaltensmodells erforderlich ist. Aus diesem Grund hat das Zeitsegment zur Definition des Verhaltens des Signals einer Größe eine geringere Dauer als die Zeitanalyseskala.
• Ein Verfahren zur Erkennung zeitlicher Muster, das geeignet ist zum Erkennen des aktuellen Verhaltens eines Signals relativ zu einer Gruppe zeitlicher Referenzmustermodelle und gemäß einer gegebenen Beobachtungsskala. Ein zeitliches Modell ist eine Gesamtheit von Einschränkungen, die einen Zusammenschluss zeitlicher Verhaltensmodelle betreffen. Im Fall der Anwendung dieses Verfahrens ist die Zeitanalyseskala mindestens gleich der Summe der Zeitanalyseskalen, die mit den zeitlichen Verhaltensmodellen verknüpft sind, die das zu erkennende zeitliche Mustermodell bilden.

Anschließend ist ein Verfahren zum Datieren des Signalereignisses zu definieren. Bei Zeitsignalen besteht ein einfaches Beispiel für dieses Verfahren darin, die Signalgröße (Triplett oder Quadrupel, wie weiter oben definiert) zu bestimmen, die der Generierung des Signalereignisses „Evt" zugrundeliegt, und den „Datumswert" dieser Größe dem „DatumEvt" zuzuordnen, das mit dem Signalereignis verknüpft ist. Im Fall der Verwendung von Modellen für die Definition der Verhaltensklassen hängt das Datierungsverfahren von dem berücksichtigten Verhaltensmodell ab, und die Suche nach der Größe des Signals, die der Generierung des Signalereignisses zugrundeliegt, wird auf der Analyseskala durchgeführt, die mit dem Modell verknüpft ist.
Wie bei den diskreten Ereignissen wird das Verhalten jeder Größe dabei auch durch eine Folge von Wertepaaren (Evt, DatumEvt) beschrieben, die einen Signalereignisbericht für die Größe bildet. In 6 ist dieses Prinzip für eine Wahrnehmungsgröße dargestellt. Die Beschreibung des Verhaltens jeder Größe ist mit der Definition der Verhaltensklassen der Größe verbunden, zum Beispiel in Form von Trajektoriemodellen oder Trajektorietypen, auf dieselbe Weise wie die auf den diskreten Ereignissen basierende Verhaltensbeschreibung auf der Partitionierung des Phasenraums der Größe basiert.
Insgesamt gelangt man zu einer Reihe von Paarfolgen (Evt, DatumEvt), wobei Evt entweder ein diskretes Ereignis oder ein Signalereignis bezeichnet, das heißt zu einer Reihe von Ereignisberichten in Bezug auf diese Größe.
Um die Entwicklung des Prozesses zu beschreiben, können die Berichte in einem einzigen globalen Ereignisbericht vereinigt werden.
Diese Vereinigung erfolgt durch Zusammentragen und Vereinigen der Berichte (Evt, DatumEvt) jeder „Größe". Auf diese Weise erhält man dann eine Folge von Tripletten (Evt, DatumEvt, Größe). Diese Triplette stellen einen globalen Ereignisbericht dar, der die Entwicklung des Verhaltens der Gesamtheit der Größen beschreibt, wobei dieser globale Bericht vorzugsweise nach den Werten „DatumEvt" jedes Tripletts geordnet ist.
Dieses Prinzip ermöglicht eine Verknüpfung von jeder zeitlichen Entwicklung eines stetigen Prozesses mit einem globalen Ereignisbericht, wobei jedes Ereignis einer Änderung eines Verhaltenstyps einer Größe (Signalereignis) oder einer im Phasenraum einer Größe beobachteten Änderung eines Teilbereichs (diskretes Ereignis) entspricht.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird also das Verhalten der Wahrnehmungsgrößen während des Prozessverlaufs in Form eines globalen Ereignisberichtes berücksichtigt, wobei jedes Ereignis des Berichts die Entwicklung einer der Größen betrifft.
Der vierte Schritt der Funktion „Wahrnehmen" zielt auf die Beschreibung der Entwicklung des Prozesses ab, wobei in einem globalen Ereignisbericht Typologien globaler Berichte gekennzeichnet werden, die als „Signalphänomene" bezeichnet werden, da die Ereignisse der Berichte anhand der Beobachtung von Signalen detektiert werden.
Es handelt sich also um ein Definieren der Signalphänomene, ihres Detektions- und ihres Datierungsmodus. Ferner wird ein Mittel zur Qualifizierung der Signalphänomene definiert.
Die Signalphänomene werden durch globale Ereignisberichtstypen in Bezug auf die Prozessentwicklung definiert, wobei in jedem Berichtstyp diskrete Ereignisse und/oder Signalereignisse einer selben Größe oder unterschiedlicher Größen zusammengetragen sind. Ein Signalereignis eines Berichtstyps kann, wie vorstehend beschrieben, zeitlich, räumlich oder räumlich-zeitlich sein.
Ein Berichtstyp ist somit durch folgendes parametrisiert und gekennzeichnet:

• die Definition jedes diesen bildenden Ereignisses „Evt", die bei Signalereignissen Einschränkungen bezüglich der Form des Signals einer Größe miteinbezieht,
• das Datum und/oder die Position der Ereignisse und das diese trennende Zeit- oder Positionsintervall, die den Wert „DatumEvt" und/oder „PositionEvt" jedes Ereignisses und zeitliche oder räumliche Einschränkungen bezüglich der

Reihenfolge oder der Positionierung der Ereignisse mit einbeziehen.
Ein Berichtstyp, der nur zeitliche Signalereignisse enthält, entspricht einem sogenannten „zeitlichen" Signalphänomen. Ein Berichtstyp, der nur räumliche Signalereignisse enthält, entspricht einem sogenannten „räumlichen" Signalphänomen. Ein Berichtstyp, der sowohl zeitliche als auch räumliche Signalereignisse enthält, entspricht einem sogenannten „räumlich-zeitlichen" Signalphänomen.
Das Erkennen oder die Detektion der Signalphänomene besteht also in einer Identifizierung dessen, zu welchem Berichtstyp der globale Ereignisbericht bezüglich der Prozessentwicklung gehört. Ein Signalphänomen wird also jeweils dann generiert, wenn in dem globalen Ereignisbericht bezüglich der Prozessentwicklung ein vordefinierter Ereignisberichtstyp erkannt wird.
Anschließend muss ein Verfahren zur Datierung des Anfangs („Datums-Anfang-Signalphänomen") und des Endes („Datums-Ende-Signalphänomen") des Prozessphänomens oder des Signalphänomens definiert werden. Für diese Datierung wird bei der beschriebenen Ausführungsform:

• dem „Datums-Anfangs-Signalphänomen" der Wert „DatumEvt" des letzten diskreten Ereignisses oder Signalereignisses des dem erkannten Berichtstyp entsprechenden Berichts zugeordnet,
• dem „Datums-Ende-Signalphänomen" der Wert „DatumEvt" des letzten diskreten Ereignisses oder Signalereignisses des dem erkannten Berichtstyp entsprechenden Berichts zugeordnet,
• dem „Datums-Detektions-Anfang" der Wert zugeordnet, der von dem internen Taktgeber der Vorrichtung gemäß der Erfindung im Augenblick der Detektion oder der Erkennung des Signalphänomens bereitgestellt wird,
• dem „Datums-Detektions-Ende" der Wert zugeordnet, der von demselben internen Taktgeber im Augenblick des Endes der Detektion oder des Endes der Erkennung des Signalphänomens bereitgestellt wird.

Ferner wird ein Mittel zur Qualifizierung der Signalphänomene definiert. Die Signalphänomene werden qualifiziert in Abhängigkeit von:

• ihrer sogenannten Amplitude: die Amplitude eines Signalphänomens ist eine Messung der Abweichung des Verhaltens relativ zu dem gewünschten Referenzverhalten; wenn es sich um ein zeitliches oder ein räumlich-zeitliches Signalphänomen handelt, entspricht die Amplitude einem Etikett, das mit dem Teil des partitionierten Zustandsraums am Anfang der Detektion eines Signalereignisses verknüpft ist, das an der Detektion des jeweils betrachteten Signalphänomens beteiligt ist;
• ihrer sogenannten Lokalisierung: die Lokalisierung der Signalphänomene ist in der Liste derjenigen Größen enthalten, bei denen ein besonderes Verhalten beobachtet wird; wenn es sich um ein zeitliches Signalphänomen handelt, enthält die Liste nur die Wahrnehmungsgröße, die dem Signalphänomen zugeordnet ist; handelt es sich um ein räumliches oder ein räumlich-zeitliches Signalphänomen, enthält die Liste die Gesamtheit der Größen am Anfang der Detektion des Signalphänomens; genauer gesagt bestimmt die Liste den geographischen Bereich des Prozesses, der von dem Signalphänomen betroffen ist.

Die Etiketten sind Zeichenfolgen, die Adjektive enthalten, die insbesondere den Umfang des Phänomens, seine Schnelligkeit oder seinen asymmetrischen Charakter qualifizieren, wie zum Beispiel:
• Amplituden-Kennzeichnung:

– Betrifft das Signalphänomen zeitliche Veränderungen von Größen, die steigenden oder fallenden Geraden entsprechen, lauten die möglichen Kennzeichner des Signalphänomens: „Sehr starker Anstieg", „Starker Anstieg", „Anstieg", „Abfall", „Starker Abfall", „Sehr starker Abfall".
– Betrifft das Signalphänomen zeitliche Änderungen von Größen, die Stufen entsprechen, lauten die möglichen Kennzeichner des Signalphänomens: „Sehr hoch", „Hoch", „Niedrig", „Sehr niedrig".

• Kennzeichnung der Schnelligkeit:
– Betrifft das Signalphänomen zeitliche Änderungen von Größen, die steigenden oder fallenden Geraden entsprechen, lauten die möglichen Kennzeichner des Signalphänomens: „Sehr plötzlicher Anstieg", „Plötzlicher Anstieg", „Schneller Anstieg", „Anstieg", „Abfall", „Schneller Abfall", „Plötzlicher Abfall", „Sehr plötzlicher Abfall".
• Kennzeichnung der Asymmetrie:

– Zeitliche Asymmetrie: „Sehr unregelmäßig", „Unregelmäßig", „Konstant".
– Räumliche Asymmetrie: „Unsymmetrisch", „Stark heterogen".

Der fünfte Schritt der Funktion „Wahrnehmen" ist zum Beschreiben der Entwicklung des Prozesses bestimmt, wobei alle weiter oben aufgeführten Elemente zum Beschreibung der Prozessentwicklung miteinbezogen werden.
Zu diesem Zweck werden zunächst „Prozessphänomene" oder „Ph-Pr" unter Einbeziehung aller Elemente definiert, um die Entwicklung des Prozesses durch eine Folge oder einen Bericht von „Prozessphänomenen" beschreiben zu können.
Die Definition der „Prozessphänomene" muss folglich alle weiter oben erläuterten Elemente beinhalten, die geeignet sind zum Beschreiben der Prozessentwicklung ausgehend von den zeitlichen, räumlichen, räumlich-zeitlichen Signalen der Größen, ausgehend von der Trajektorie jeder Größe in ihrem Phasenraum und ausgehend von der stetigen oder „diskretisierten" Prozessentwicklungstrajektorie im Zustandsraum.
Die Einbeziehung all dieser Elemente ermöglicht ein Erhalten einer vollständigeren Beschreibung und einer treffenderen Wahrnehmung der Prozessentwicklung, wodurch die Steuerung des Prozesses deutlich verbessert werden kann.
Das Problem des Einbeziehens und Verbindens verschiedener Mittel zur Beschreibung der Prozessentwicklung kann auch folgendermaßen dargestellt werden: die Größen X der Beschreibung des Prozesszustandes gehorchen zwei Arten von klassischen Verhaltensgesetzen:

• erstes Gesetz: X = f (t, x), wobei t das Datum oder die Zeit und x die Position ist;
• zweites Gesetz: f'(X, dX/dt, dX/dx) = 0, Differentialgleichung 1. Ordnung.

Das erste Gesetz entspricht den vorhergehenden Beschreibungen im Zustandsraum durch einen Zustandsvektor, dessen Komponenten die Größen X sind, sowie durch eine Trajektorie des Vektors in dem Raum, wohingegen das zweite Gesetz den vorhergehenden Beschreibungen in den Phasenräumen jeder Größe X entspricht.
Die durch die Erfindung gelöste Aufgabe besteht in der Einbeziehung und Verbindung der beiden Verhaltensgesetzte der Größen im Fall eines komplexen dynamischen Prozesses.
Zur Lösung der Aufgabe wird also zunächst ein Prozessphänomen durch eine „Signatur", das heißt durch einen stetigen oder „diskretisierten „Trajektorietyp im Zustandsraum definiert, und der „Signatur" werden Mittel zur Detektion, einschließlich Nichtbestätigung/Bestätigung, Datierungsmittel und Qualifizierungsmittel zugeordnet, die die oben ausgeführten anderen Elemente zur Beschreibung der Prozessentwicklung miteinbeziehen.
Da diese Definition alle oben ausgeführten anderen Elemente zur Beschreibung der Prozessentwicklung miteinbezieht, ermöglicht sie es vorteilhaft, gegebenenfalls zwei Phänomene voneinander zu unterscheiden, die zwar dieselbe Trajektorie im Zustandsraum, aber unterschiedliche Entwicklungen einiger Wahrnehmungsgrößen auf dieser selben Trajektorie aufweisen. Die Definition eines Prozessphänomens umfasst somit die Entwicklung von Wahrnehmungsgrößen in Form von diskreten Ereignissen oder Signalereignissen (erste Stufe) und/oder in Form von Ereignisberichten (das heißt Signalphänomenen: zweite Stufe) oder auch in Form von Signalphänomen-Berichten (dritte Stufe).
Bei der Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung weist die Definition eines Prozessphänomens somit auf:

• die Definition eines Trajektorietyps im Zustandsraum, und
• von Ereignisklassen und/oder Ereignisberichten (Signalphänomene) und/oder Signalphänomen-Berichten, insbesondere eine Klasse zur Detektion des Anfangs eines Prozessphänomens, eine Klasse zur Detektion des Endes eines Prozessphänomens und eine Klasse zur Qualifizierung. Ferner kann eine Klasse zur Nichtbestätigung und/oder eine Klasse zur Bestätigung des Prozessphänomens hinzugefügt werden.

Wie weiter oben kann ein Bericht zeitlich sein und wird dann als eine Liste von Paaren (Evt, DatumEvt) ausgedrückt; er kann räumlich sein und wird dann als Liste von Paaren (Evt, PositionEvt) ausgedrückt; er kann auch räumlich-zeitlich sein und wird dann als Liste von Tripletten (Evt, DatumEvt, PositionEvt) ausgedrückt.
Das Interesse an einer derart vollständigen und präzisen Definition eines Prozessphänomens soll anhand des folgenden einfachen Beispiels erläutert werden: eine entladene Autobatterie und eine kurzgeschlossene Autobatterie haben gemeinsame Auswirkungen auf das Verhalten des Fahrzeugs: es springt nicht an, und die Scheinwerfer und das Autoradio lassen sich nicht anstellen. Es besteht also die Gefahr, dass ein Prozessphänomen „Kurzschluss" mit einem Prozessphänomen „Entladung" der Batterie verwechselt wird, obwohl doch diese beiden Phänomene unterschiedlich sind. Die beiden Phänomene können dann dadurch unterschieden werden, dass davon ausgegangen wird, dass die „Entladung" einer Batterie ein Phänomen ist, das im Vergleich zu dem „Kurzschluss„ als langsamer angesehen wird. Zur Unterscheidung der beiden Phänomene können auch Bestätigungsmittel eingesetzt werden, wie zum Beispiel das Ereignis, wonach die Scheinwerfer des Fahrzeugs in der Nacht zuvor eingeschaltet geblieben sind oder nicht, wobei dieses Ereignis „eingeschalteter Scheinwerfer" und die Zeitangabe „Nacht zuvor" dann einen Bericht oder ein Signalereignis darstellen, das eine Klasse mit einem einzigen Bestätigungs- oder Nichtbestätigungselement bildet.
Die Definition der Prozessphänomene, insbesondere hinsichtlich der Detektions- und der Nichtbestätigungs-/Bestätigungsklassen, ermöglicht vorteilhafterweise ein Berücksichtigen des zweckmäßigen oder nicht zweckmäßigen Charakters der Detektion eines Prozessphänomens in einer gegebenen aktuellen Situation unter Einbeziehung der Elemente der Vergangenheit, der Gegenwart und der unmittelbaren Zukunft. In kognitiver Hinsicht drückt die Definition der Klassen Wissen über den kausalen Zusammenhang zwischen Prozessphänomenen aus. Es ist zum Beispiel nicht unbedingt „zweckmäßig", ein Prozessphänomen zu berücksichtigen, wenn seine „Ursachen" – andere Ereignisse oder frühere oder gegenwärtige Phänomene – bereits berücksichtigt wurden, oder wenn seine „Wirkungen" – andere Ereignisse oder künftige Phänomene – nicht eintreten.
Die Definition des Prozessphänomens schließt auch die Definition von Datierungsregeln mit ein, die für die Elemente (Ereignisse, Berichte) der Klassen zur Detektion des Prozessphänomen-Anfangs und -Endes gelten. Zum Beispiel kann die Regel zur Festlegung des Anfangsdatums Auswählen des „DatumEvt" eines Ereignisses oder des „Datums-Anfangs-Prozessphänomens" eines Phänomens aus der Klasse zur Detektion des Anfangs bestehen.
Die Definition des Prozessphänomens schließt auch die Definition von Qualifikationsregeln mit ein. Wie bei den Signalphänomenen betrifft der Kennzeichner eines Prozessphänomens zum Beispiel die Amplitude des Phänomens und/oder die Lokalisierung. Dabei kann der Kennzeichner eines Prozessphänomens zwar ab seinem Auftreten bis zu seinem Ende variieren, jedoch nicht mehr danach. Als Beispiele für einen Kennzeichner werden genannt:

• letzter oder wichtigster Kennzeichner: der einem Prozessphänomen zugewiesene Kennzeichner ist derjenige der letzten oder wichtigsten Instanz in der Gesamtheit der Elemente der Kennzeichnungsklasse;
• Mehrheits-Kennzeichnung: der einem Prozessphänomen zugewiesene Kennzeichner ist der Kennzeichner, der den Instanzen in der Gesamtheit der Elemente der Kennzeichnungsklasse am häufigsten zugeordnet ist.
• Lokalisierungs-Kennzeichnung: definiert als der minimale geometrische Bereich, der die Gesamtheit der Größen abdeckt, die durch die Elemente der Qualifikationsklasse betroffen sind, oder als der Bereich, der durch die Gesamtheit der Positionen der Elemente der Qualifikationsklasse gebildet ist.

Bei Nichtvorhandensein eines Lokalisierungs-Kennzeichners wird ein Prozessphänomen als „global" bezeichnet.
Ausgehend von der Definition der Prozessphänomene wird bei der Entwicklung des Prozesszustandes somit eine Folge von Prozessphänomenen detektiert, und es wird eine Liste oder „Bericht" erhalten, dessen Elemente jeweils mindestens die folgende Punkte aufweisen: den Namen des Prozessphänomens, das Anfangsdatum, das Enddatum, die Paar-Liste (Kennzeichner, Zuordnungsdatum des Kennzeichners).
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung schließt die Wahrnehmung des Zustands und der Entwicklung des Prozesses somit gleichzeitig das globale Verhalten, wie im Zustandsraum beschrieben, sowie das Verhalten der Wahrnehmungsgrößen mit ein.
Gemäß der Erfindung muss die zweite Hauptfunktion „Beurteilen" zum Senden von Nachrichten an die Umgebung des Prozesses und insbesondere an das Steuerpersonal des Systems führen, um dieses dabei zu unterstützen, die Zweckmäßigkeit einer Modifizierung der Einstellungen bestimmter Stellglieder im Hinblick auf die Erfüllung der augenblicklichen Produktionsziele des Prozesses zu evaluieren.
Die Nachrichten müssen eine Beschreibung der Probleme in Bezug auf die aktuelle Situation im Vergleich zu den Produktionszielen und zusätzlich die notwendigen und ausreichenden Informationen enthalten, um die Bedienpersonen von der Wichtigkeit der möglichen Probleme zu „überzeugen".
So müssen die Nachrichten unter anderem den Zustand des Prozesses und seinen Problemcharakter beschreiben, und auf Anfrage Erläuterungen über den Prozesszustand und das vorliegende Problem liefern.
Das Senden der Nachrichten muss zum geeigneten Zeitpunkt und auf geeignete Weise erfolgen. So können die Nachrichten nach Wichtigkeit sortiert und nur die wichtigsten Nachrichten gesendet werden. Es kann daher vorkommen, dass am Ende eines Informationserfassungszyklus keine Nachricht gesendet wird.
Schließlich müssen die Nachrichten, wenn sie an Personen gerichtet sind, die mit der Steuerung beauftragt sind, in natürlicher, symbolischer und/oder phänomenologischer Sprache abgefasst sein, wie zum Beispiel in Sätzen mit beigefügten Grafiken.
Gemäß der Erfindung weist die zweite Hauptfunktion „Beurteilen" im Wesentlichen die folgenden Schritte auf:

1. Evaluieren des Entwicklungskontextes des Prozesses und Sortieren der vorliegenden Prozessphänomene gemäß Wichtigkeitskriterien und Kontext.
2. Senden von Nachrichten in Bezug auf die Prozessphänomene, die als die wichtigsten klassifiziert sind.

Der erste Schritt der Funktion „Beurteilen" besteht im Vorbereiten der zum Senden geeigneten Nachrichten und der Kriterien für das Senden der Nachrichten, wobei der Entwicklungskontext des Prozesses evaluiert wird und die vorliegenden Prozessphänomene nach Wichtigkeitskriterien und nach dem Kontext sortiert werden.
Bei der Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung verläuft die Kennzeichnung hinsichtlich der Wichtigkeit eines Prozessphänomens zur Berücksichtigung des Funktionskontextes des Prozesses über die Definition

• einer Klasse von Ereignissen und/oder von Ereignisberichten (Signalphänomenen) und/oder Signalphänomen-Berichten (Prozessphänomenen), die die Elemente des Funktionskontextes des Prozesses definieren, die für die Kennzeichnung des Kontextes und/oder der Wichtigkeit zu berücksichtigen sind,
• von Regeln zur Kennzeichnung des Kontextes und/oder der Wichtigkeit des vorliegenden, das heißt detektierten und aktuellen Prozessphänomens, die für die Elemente der Klasse gelten, wie die Art und die Amplitude eines spezifischen Prozessphänomens, das zu der Klasse gehört.

Bei der Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung funktioniert die Kennzeichnung des Kontextes und der Wichtigkeit eines Prozessphänomens ferner über Regeln zur Verwaltung der Kontexte.
Zunächst werden allgemeine beziehungsweise besondere Regeln zur Kontextqualifizierung sowie die Elemente, insbesondere Prozessphänomene beschrieben, für die die Regeln gelten.
Der Wichtigkeits-Kennzeichner eines Prozessphänomens betrifft seinen Problemcharakter im Hinblick auf die Erfüllung der Funktionszielsetzungen des Prozesses, die bei jedem Betriebsdatenerfassungszyklus aktualisiert werden. Ein Prozessphänomen ist dann problematisch, wenn durch seine Präsenz die Fähigkeit des Steuerpersonals, die Produktionsziele zu erfüllen, beeinträchtigt wird.
Folglich wird ein Prozessphänomen in Bezug auf die Wichtigkeit als „problematisch", als „alarmierend" oder als „warnend" qualifiziert, wenn es berücksichtigt werden muss, um die Entwicklung des Prozessverhaltens zu interpretieren und/oder Korrekturmaßnahmen einzuleiten. Aufgrund der Definition der Qualifikationsregeln ist eine Prozessphänomen-Instanz, die als „alarmierend" qualifiziert wird, bedenklicher als eine Instanz, die als „warnend" qualifiziert wird. Umgekehrt können folglich detektierte Prozessphänomene als „nicht wichtig" qualifiziert werden, wenn sie zur Interpretation der Entwicklung des Prozessverhaltens nicht berücksichtigt werden müssen.
Die Definition von „nach Wichtigkeit klassifizierten Zusammenhängen" ermöglicht ein Beurteilen der Wichtigkeit eines Prozessphänomens je nach dem reellen Betriebskontext des Prozesses. So wird jedes detektierte Prozessphänomen zunächst nach Wichtigkeit gemäß einem der folgenden Kennzeichner qualifiziert:

• „nicht wichtig": in der Gesamtheit der Prozessphänomene gibt es eine Kategorie von Prozessphänomenen, deren Detektion keinen in sich problematischen Charakter hat; ihre Detektion ist somit durch die Notwendigkeit begründet, einen möglichst vollständigen Prozesszustand zu konstruieren;
• „immer wichtig": in der Gesamtheit der Prozessphänomene gibt es eine Kategorie von Prozessphänomenen, deren Detektion unter normalen Prozessführungsbedingungen immer einen problematischen Charakter hat, wobei die Detektion einer Instanz eines solchen Prozessphänomens immer die Benachrichtigung des Steuerpersonals erfordert;
• „im Zusammenhang wichtig": bei den Prozessphänomenen dieser Kategorie handelt es sich um solche, die in einem Betriebszusammenhang einen problematischen Charakter haben können, während sie in einem anderen als unproblematisch angesehen werden können; im ersten Fall müssen die Bediener benachrichtigt werden, wohingegen dies im zweiten Fall unnötig sein kann; die Beurteilung der Wichtigkeit dieser Kategorie von Prozessphänomenen hängt also von der beschriebenen aktuellen Situation ab, die insbesondere durch die Gesamtheit der aktuellen Prozessphänomene definiert ist (das heißt deren Anfangsdatum, jedoch nicht das Enddatum, bekannt ist), sowie von den unlängst abgeschlossenen Phänomenen; definitionsgemäß hängt die Wichtigkeit der „im Zusammenhang wichtigen" Prozessphänomene vom aktuellen Zusammenhang ab.

Die Wichtigkeit eines Prozessphänomens der Kategorie der „im Zusammenhang wichtigen" Prozessphänomene wird anschließend ausgehend von einer Synthese des gegenwärtigen und vergangenen Prozesszustands beurteilt, so wie er durch die Elemente der Kontextklasse des Prozessphänomens beschrieben ist, wobei

• die Synthese im Hinblick auf die Erfüllung der aktuellen Zielsetzungen oder der aktuellen Produktionsziele erfolgt,
• die Klasse aus Ereignissen, Signalphänomenen oder anderen Prozessphänomenen gebildet ist und der Klassifikationszusammenhang unter anderem durch zeitliche Einschränkungen definiert ist, die durch das Vorhandensein oder Fehlen von Instanzen mindestens eines anderen Prozessphänomens über einen gegenwärtigen oder vergangenen Zeitraum ausgedrückt sind.

Es können allgemein zum Beispiel folgende Kontexte definiert werden:

• Kontext „Prozess korrekt", wenn der gegenwärtige oder vergangene Prozesszustand den Erwartungen des Steuerpersonals in dem Sinne entspricht, dass die Zielsetzungen oder Produktionsziele erfüllt werden können, ohne dass eine Maßnahme erforderlich wäre; dieser Kontext entspricht somit einer „befriedigenden" Beurteilung;
• Kontext „Prozess verlangsamt", wenn davon ausgegangen wird, dass der gegenwärtige oder vergangene Prozesszustand es den Bedienern nicht mehr gestattet, die in der gegenwärtigen Situation verfolgten Zielsetzungen oder Produktionsziele zu erfüllen; dieser Kontext entspricht somit einer „unbefriedigenden" Beurteilung und impliziert somit die Gefahr eines Produktionsausfalls; dieser Kontext entspricht definitionsgemäß mindestens einem anderen aktuellen spezifischen Prozessphänomen aus der Klasse, die diesen Kontext definiert. In diesem Kontext sind die einzigen „problematischen" Prozessphänomene im Allgemeinen Prozessphänomene, die in dem Sinne als „katastrophal” qualifiziert werden, dass ihre Instanz die Situation erschwert und dass die Gefahr besteht, dass sie zu einem völligen Stillstand des Prozesses oder sogar zu einer Zerstörung des ganzen oder eines Teils des Verfahrens führen kann (das heißt partieller Verlust der Produktion und des Produktionswerkzeugs);
• Kontext „Prozess außerhalb der Norm"; dieser Kontext entspricht definitionsgemäß ebenfalls mindestens einem anderen spezifischen aktuellen Prozessphänomen aus der Klasse, die den neuen Kontext definiert, wobei dieser Kontext bedeutet, dass der Prozess nicht mehr in Betrieb ist; in diesem Zusammenhang ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht mehr in der Lage, eine effiziente Unterstützung der Steuerung des Prozesses bereitzustellen, da die kausalen Zusammenhänge, die die Signalphänomene mit den Prozessphänomenen verbinden, als nicht mehr gültig angesehen werden. In diesem Kontext werden die fünf Verfahrensschritte, die die Prozesswahrnehmung betreffen, zyklisch fortgeführt, um die Kontinuität der Analysen zu gewährleisten und weiter Prozessphänomen-Nachrichten auszusenden, wobei jedoch die Wichtigkeit des vorliegenden Prozessphänomens nicht mehr qualifiziert wird.

Mit besonderem Bezug auf bestimmte Prozesse und bestimmte Prozessphänomene können im Fall eines Hochofens zum Beispiel folgende besondere Kontexte definiert werden:

• Kontext „Schmelztiegelentleerung korrekt", definiert durch das Nichtvorhandensein während der letzten acht Stunden eines Prozessphänomens „Niveau Ansammlung Gussmaterial Schmelztiegel", unabhängig von irgendeiner Kennzeichnung;
• Kontext „T°Gussmaterial korrekt", definiert durch die Abwesenheit einer nicht beendeten Prozessphänomen-Instanz „Niveau T°Gussmaterial", qualifiziert als „sehr hoch", „niedrig" oder „sehr niedrig", und durch die Abwesenheit während der letzten acht Stunden einer Prozessphänomen-Instanz „T°Gussmaterial-Strom", qualifiziert als „sehr hoch" oder „sehr niedrig", wobei hieraus hervorgeht, dass die Kontextdefinition auf zwei verschiedenen Elemente (Prozessphänomene) aus der Kontextklasse zugreift;
• Kontext „Absinken der Gicht korrekt", definiert durch die Abwesenheit einer Prozessphänomen-Instanz „Hängen" während der letzten verstrichenen Stunde und durch die Abwesenheit einer Prozessphänomen-Instanz „Kurzfristige Qualität des Absinkens der Gicht" während der letzten vier Stunden;
• Kontext „Wärmeverluste korrekt", definiert durch die Abwesenheit einer Prozessphänomen-Instanz „Niveau der wandseitigen Wärmebelastung", unabhängig von der weiteren Qualifizierung.

Im Folgenden werden Regeln zur Verwaltung der Kontexte wie folgt beschrieben: ein Kontext, der für die Qualifizierung eines Prozessphänomens verwendet werden kann, wird als „aktiv" bezeichnet, wohingegen ein inaktiver Kontext nicht für die Qualifizierung eines Prozessphänomens verwendet werden kann.
Den vorstehenden Kontextdefinitionen zufolge sind die Regeln zur Verwaltung der Kontexte wie folgt:

• Der Kontext „Prozess außerhalb der Norm" ist „aktiv", wenn die diesen Kontext definierende Einschränkung verifiziert ist. Im umgekehrten Fall ist er „inaktiv".
• Wenn der Kontext „Prozess außerhalb der Norm" „aktiv" ist, dann sind alle anderen Kontexte „inaktiv". Da dies eine allgemeine Einschränkung ist, wird sie im Ausdruck der folgenden Regeln zur Kontextverwaltung nicht wieder aufgenommen.
• Der Kontext „Prozess verlangsamt" ist „aktiv", wenn die diesen Kontext definierende Einschränkung verifiziert ist. Im umgekehrten Fall ist er „inaktiv".
• Wenn der Kontext „Prozess verlangsamt" „aktiv" ist, dann sind alle besonderen Kontexte und der Kontext „Prozess korrekt" „inaktiv".
• Ein besonderer Kontext ist „aktiv", wenn der Kontext „Prozess verlangsamt" inaktiv ist, und wenn die diesen definierende logisch-zeitliche Einschränkung erfüllt ist. Im umgekehrten Fall ist er inaktiv.
• Der Kontext „Prozess korrekt" ist aktiv, wenn der Kontext „Prozess verlangsamt" inaktiv ist und wenn alle dazwischenliegenden Kontexte aktiv sind. Im umgekehrten Fall ist er inaktiv.

Die Regeln zur Wichtigkeits- und Kontextqualifizierung können somit folgendermaßen vervollständigt werden:

• Die Wichtigkeit keines einzigen Prozessphänomens wird im Kontext „Prozess außerhalb der Norm" qualifiziert.
• Die Wichtigkeit jedes Prozessphänomens aus der Kategorie „Prozessphänomen nie wichtig" wird als „nicht wichtig" qualifiziert, unabhängig von den aktiven Kontexten, mit Ausnahme des Falls „Prozess außerhalb der Norm".
• Die Wichtigkeit jedes Prozessphänomens aus der Kategorie „Prozessphänomen immer wichtig" wird als „alarmierend" oder „warnend" qualifiziert, unabhängig von den aktiven Kontexten, mit Ausnahme des Falls „Prozess außerhalb der Norm" und in Abhängigkeit eines Kennzeichners, der durch die Bedienpersonen zugewiesen wird.
• Die Wichtigkeit jedes Prozessphänomens aus der Kategorie „Prozessphänomen im Zusammenhang wichtig" ist der wichtigste Kennzeichner aus der Gesamtheit der Kennzeichner, die in den jeweils aktiven Kontexten zugewiesen werden, wiederum mit Ausnahme des Falls „Prozess außerhalb der Norm".

Da die Finalität der Qualifizierung der Wichtigkeit eines Prozessphänomens im Senden von Nachrichten in Echtzeit an das Steuerpersonal des Prozesses besteht, muss die Datierung der Kontexte erfolgen, sobald dies möglich ist, das heißt am Anfangs- und Enddatum der Detektion der Instanzen der Elemente aus der Klasse, die einen Kontext definiert, zum Beispiel derjenigen der Prozessphänomene: die Wichtigkeit nicht abgeschlossener Prozessphänomene wird somit in Abhängigkeit von dem aktuellen Kontext beurteilt.
Zu diesem Zweck werden die Klassifikationskontexte relativ zu dem aktuellen Datum datiert:

• das Anfangsdatum eines Kontextes ist das Detektionsdatum des Übergangs vom inaktiven Zustand in den aktiven Zustand;
• das Enddatum eines Kontextes ist das Detektionsdatum des Übergangs vom aktiven Zustand in den inaktiven Zustand.

Der zweite Schritt der Funktion „Beurteilung" besteht im Senden von Nachrichten an die Umwelt, wobei nur die wichtigsten detektierten Prozessphänomene im aktuellen Prozessentwicklungskontext berücksichtigt werden.
Gemäß der Erfindung werden die detektierten Prozessphänomene gemäß der Qualifizierung ihrer Wichtigkeit klassifiziert, die gegebenenfalls im aktuellen Kontext durchgeführt wird, der wie vorstehend beschrieben evaluiert wird.
Für jedes als „alarmierend" oder „warnend" qualifizierte Prozessphänomen wird dann eine Nachricht gesendet, welche die beschreibenden Elemente des Prozessphänomens enthält, insbesondere seine Art und die Elemente in Bezug auf seine Positionierung, seine Datierung und seine Kennzeichner.
Das effektive Senden einer Nachricht stellt einen „Alarm" dar.
Da das Steuerpersonal gemäß diesem Verfahren in Echtzeit nur über die als „alarmierend" oder „warnend" qualifizierten Prozessphänomene informiert wird, werden die Bedienpersonen, zumindest in Echtzeit, nicht über das Vorhandensein eines nicht wichtigen Prozessphänomens informiert, unabhängig von dem Betriebskontext des Prozesses, wodurch die Übersättigung der Bedienpersonen an Informationen vorteilhaft vermieden wird, und ihnen ermöglicht wird, ihre Aufmerksamkeit den relevantesten Informationen zum geeigneten Zeitpunkt zu widmen, um auf die Steuerung des Prozesses einzuwirken.
Schließlich können die „Alarme" wie folgt datiert sein:

• Das Datum des Alarms ist das jüngste Datum zwischen dem Anfangsdatum des möglichen Qualifizierungskontextes, der mit der aktuellen Wichtigkeitsqualifizierung verknüpft ist, und dem Datum der Qualifizierung des Ausmaßes und der Position des vorliegenden Prozessphänomens (das heißt, dem Datum-Zuordnungs-Kennzeichner).

Somit wird das Datum des Alarms in Echtzeit in Abhängigkeit von der Entwicklung des Prozesszustandes festgelegt, das heißt je nach den Qualifikationskontextänderungen und den Qualifikationsänderungen des Ausmaßes und der Position des vorliegenden Prozessphänomens.
Die Erfindung kann vorteilhafterweise für die Steuerung von Hochöfen, Wärmeöfen, wie zum Beispiel einem Zementbrennofen, einem Glasofen oder einem Brammenofen, einer Anlage zum Stranggießen von Metall, zum kontinuierlichen Walzen oder Beschichten von Metallbandmaterial eingesetzt werden. Dabei ist die Erfindung nicht auf das vorstehende allgemeine Beispiel beschränkt, das als Anhaltspunkt veranschaulicht ist.

Claims

verfahren zum Steuern eines Prozesses ausgehend von Informationen, die von der Umgebung des Prozesses und zum Übermitteln der Informationen an die Bedienpersonen des Prozesses gesendet werden, die derart beschaffen sind, dass sie diese beim Halten des Prozesses innerhalb und beim Zurückführen desselben in die Produktionsziele unterstützen, wobei: nachdem zuvor Prozessphänomene mindestens einer Wahrnehmungsgröße des Zustands des Prozesses basierend auf einem oder mehreren Entwicklungskriterien gemäß mindestens einer Datums- und/oder Positionsvariable definiert wurden, – die ausgesendeten Informationen periodisch erfasst und ausgehend von den Informationen Werte der Wahrnehmungsgrößen erstellt werden, die für die Definition der Prozessphänomene verwendet werden, – der Zustand und die Entwicklung des Prozesses durch eine Folge von detektierten Prozessphänomenen beschrieben werden, – und den Bedienpersonen Informationen in Bezug auf die detektierten Prozessphänomene übermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Zwischenschritt aufweist, bei welchem jedes detektierte Prozessphänomen in Abhängigkeit von einem eigenen Kontext beurteilt wird, der selbst durch andere Prozessphänomene beschrieben wird, und dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen in Bezug auf das beurteilte Prozessphänomen nur dann an die Bedienpersonen übermittelt werden, wenn sich aus seiner Beurteilung ergibt, dass die Informationen in diesem Kontext notwendig und angebracht sind, um dazu beizutragen, den Prozess innerhalb seiner Produktionsziele zu halten oder zu diesen zurückzuführen; und dadurch gekennzeichnet, dass der Prozess aus der Gruppe ausgewählt wird, die einen Hochofen, einen Wärmebehandlungsofen, wie einen Zementbrennofen, einen Glasofen oder einen Brammenofen, eine Anlage zum kontinuierlichen Stranggießen von Metall und eine Anlage zum kontinuierlichen Walzen oder Beschichten eines Metallbands aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschreibung des Zustands und der Entwicklung des Prozesses und/oder diejenige seines Betriebskontextes Ereignisberichte aufweist, wobei die Definition der Ereignisse diejenige eines oder mehrerer Entwicklungskriterien mindestens einer Wahrnehmungsgröße miteinschließt, und jedem Ereignis ein Datum und/oder eine Position zugewiesen wird, und jeder Bericht aus einer Folge von Ereignissen gebildet wird, die gemäß ihrem Datum und/oder ihrer Position geordnet ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorhergehende Definition der Prozessphänomene ebenfalls diejenige von Typen von Ereignisberichten miteinschließt.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Definition der Prozessphänomene und/oder der Ereignisse ferner diejenige eines oder mehrerer Entwicklungskriterien der ersten Ableitung mindestens einer Größe bezüglich einer Datums- und/oder Positionsvariable miteinschließt, wobei die Ableitung abhängig von der Variablen ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Werte einer Größe oder gegebenenfalls ihrer ersten Ableitung gemäß der Datums- und/oder Positionsvariable geordnet sind, um ein „Signal" zu bilden, bei den Entwicklungskriterien, die sich auf ausgehend von diesem Signal berechnete Parameter beziehen, die nur über ein vorbestimmtes Werteintervall der Variable, als „Analyseskala" bezeichnet, zu beachten sind, die Definition jedes der Kriterien über die Einordnung des berechneten Werts jedes Parameters, auf den sich das Kriterium bezieht, in verschiedene vorbestimmte Teilbereiche des Wertebereichs des Parameters erfolgt, wobei jeder Teilbereich durch eine Untergrenze und eine Obergrenze definiert wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass: – zumindest manche der Kriterien in Abhängigkeit von den Produktionszielen des Prozesses bestimmt werden, – die Produktionsziele in jeder Erfassungsperiode der Informationen neu bewertet und die Kriterien dementsprechend aktualisiert werden.
Verfahren gemäß Anspruch 6 in Abhängigkeit von Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Kriterien in Abhängigkeit von den Produktionszielen die Grenzen in Abhängigkeit von den Zielen variiert werden.
Anwendung des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche zum Steuern eines komplexen dynamischen Prozesses.