[发明专利]用于控制用户机器对话的计算机系统和方法

说明书

提供了用于控制用户(10)与计算机系统(100)之间的对话的计算机系统、计算机实现的方法和计算机程序产品，计算机系统(100)与控制工业系统(200)的工业控制系统(60)通信地耦合。界面(110)接收表示与计算机系统(100)的期望交互的意图输入(11,21)。意图确定模块(130)确定期望交互。对话图(150)指定域特定对话，该对话图(150)具有表示对话的状态的多个节点，并且具有表示状态之间的转变的边。上下文高速缓存(150)存储用于转变的前置条件的参数的参数值。对话控制器模块(140)检查针对从当前节点转变到目标节点的前置条件所需的所有参数值是否可获得。如果至少一个所需参数值缺失，则生成临时对话节点(413)以请求缺失参数，并且在接收时将它存储在上下文高速缓存(160)中。否则，触发与目标节点(303a)相关联的交互(121)以检索关于工业系统(200)的技术状态的数据，作为对期望交互的响应。界面提供对话渲染信息，以用于向用户(10)呈现与节点相关联的认知信息(30)。

技术领域

本发明一般地涉及人机交互，并且特定地涉及用于控制用户和与工业控制系统通信地耦合的计算机系统之间的对话的方法、计算机程序产品和系统。

背景技术

工业系统(例如，生产工厂(plant)、智能建筑、通风系统等)的装置通常由自动化系统监测和过程控制。例如，过程工厂装置通常提供数以万计的信号，其与监测工厂的技术状态和/或过程控制相关。一些装置以数字格式提供自动化系统的操作员(用户)感兴趣的数据。数据还可以与特定计算机系统功能相关以便进一步处理。装置通常经由适当的网络技术(例如，物联网(IoT)、可编程逻辑控制器(PLC)、分布式控制系统(DCS))连接。

通常，这样的工业系统由工业控制系统控制和监测。监测功能也可以在工业控制系统外部实现。人类操作员可以经由工业控制系统提供的用户界面来操作工业系统。然而，控制任务可能具有高复杂度，其要求与工业控制系统的许多交互步骤来执行复杂分析步骤，以便分析工业系统的技术状态。有挑战的是，在人类用户的技术任务中支持人类用户控制工业系统，从而虑及与控制系统交互的直观方式并且仅将重要信息带给用户。自助和自助服务应用或消费者支持系统中的一些现有解决方案主要建立在所谓的瀑布(waterfall)上。瀑布是最常用于从用户收集信息或引导用户完成一系列任务的对话的特定实现。任务被实现为函数的阵列，其中第一函数的结果作为输入被传递到下一函数中，以此类推。每个函数通常表示整个过程中的一个步骤。在每个步骤，聊天机器人(chatbot)提示用户输入、等待响应、以及然后将结果传递到下一步骤。这种瀑布示出了基本线性的行为，其中允许预定义对话结构中的一些分叉(forking)。然而，现有的对话系统是相当静态的，因为对话遵循像对话结构那样的刚性工作流，这没有虑及出现意外情况(例如，工业系统的行为异常)的情况下用户与系统的灵活交互。这使得基于瀑布的系统对于用户和工业控制系统之间发生的复杂交互不太有用。

发明内容

因此，存在对改进对人类用户与机器(计算机系统)之间的对话的控制的需要，以允许在工业系统控制环境中需要的更大灵活性，该工业系统控制环境具有需要人类操作员注意的工业系统的意外操作情况的巨大可能性。此外，存在对改进系统引导的对话关于针对用户错误的容错性的控制的需要。技术系统需要固有地容忍非指定的用户交互/操作。因此，它们通常适于多个预定义的用户交互。然而，在具有非定义的用户交互的情况下，系统需要假定至少为用户节省或防止对系统的损害的状态。如果用户处于压力下或经验较少，则可能发生关于工业系统的控制的错误决策，这导致对工业系统的严重损坏(例如，由于系统组件损坏而导致停机时间)。

这些技术问题通过用于控制用户和计算机系统之间的对话的计算机系统、计算机实现的方法和对应的计算机程序产品以独立权利要求的特征来解决。计算机系统与控制工业系统的工业控制系统通信地耦合。此外，计算机系统可以与存储关于工业系统的技术状态信息的一个或多个数据库系统耦合，其中所存储的信息通过适当的算法从工业系统的原始数据或预处理数据中导出。