Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines technischen Systems anhand von Steuermodellen

Bei der Steuerung komplexer technischer Systeme, wie z.B. Gasturbinen, Windturbinen oder Fertigungsanlagen, ist es in der Regel wünschenswert, das Systemverhalten hinsichtlich vorgegebener Kriterien zu optimieren. Hierfür verwenden zeit- gemäße Steuerungen häufig Techniken des maschinellen Lernens. So kann z.B. ein neuronales Netz als Steuermodell darauf trainiert werden, ein technisches System hinsichtlich einer Vielzahl von Kriterien zu optimieren. Speziell die Steuerung größerer Anlagen stellt indes erhöhte Anforderungen an Sicherheit und Flexibilität der verwendeten Steuersysteme, die in vielen Fällen einen aufwändigen Zerti- fizierungsprozess zu durchlaufen haben. Dies erschwert jedoch in der Regel den Einsatz lernbasierter Steuersysteme, da de- ren interne Wirkungsbeziehungen von außen oft schwer nachvollziehbar sind und sich abhängig von einem Trainingszustand ändern können. Zudem existiert eine Vielzahl von Steuermodellen mit unterschiedlichen Implementierungsanforderungen. Dementsprechend gestaltet sich ein Einsatz lernbasierter Steuer- modelle speziell bei größeren technischen Systemen oft auf ^¬ wändig .

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines technischen Systems anzu- geben, die einen flexibleren Einsatz von lernbasierten Steuermodellen erlauben.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkma ^¬ len des Patentanspruches 1, durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 12, durch ein Computerpro ^¬ grammprodukt mit den Merkmalen des Patentanspruches 13 sowie durch ein computerlesbares Speichermedium mit den Merkmalen des Patentanspruches 14. Zum Steuern eines technischen Systems anhand eines trainierten und/oder trainierbaren Steuermodells wird ein Datencontainer empfangen, in dem ein Steuermodell mit einer Trai- ningsstruktur sowie eine Modelltypinformation modelltypüber- greifend kodiert sind. Die Trainingsstruktur kann hierbei insbesondere eine trainierte, trainierbare, lernfähige und/oder bei einem Training ausgebildete Struktur und/oder einen Trainingszustand des Steuermodells betreffen. Unter ei- nem Training ist hierbei insbesondere zu verstehen, dass eine Abbildung von Eingangsparametern des Steuermodells auf eine oder mehrere Zielgrößen nach vorgebbaren Kriterien während einer Trainingsphase optimiert wird. Ein solches Training kann z.B. durch ein Training eines neuronalen Netzes, durch eine Regression eines analytischen oder statistischen Modells und/oder durch eine andere Art von Parameterfitting realisiert sein. Erfindungsgemäß wird abhängig von der Modelltyp ^¬ information eines von mehreren modelltypspezifischen Ausführungsmodulen für das technische System selektiert. Weiterhin werden abhängig von der Modelltypinformation Betriebsdatenkanäle des technischen Systems Eingabekanälen des Steuermodells zugeordnet. Über einen jeweiligen Betriebsdatenkanal werden Betriebsdaten des technischen Systems erfasst und über einen diesem Betriebsdatenkanal zugeordneten Eingabekanal dem Steu- ermodell übermittelt. Das Steuermodell wird mittels des se ^¬ lektierten Ausführungsmoduls ausgeführt, wobei aus den über ^¬ mittelten Betriebsdaten gemäß der Trainingsstruktur Steuerdaten abgeleitet werden, die zum Steuern des technischen Systems ausgegeben werden. Als Steuerdaten können auch steue- rungsrelevante Prognosedaten und/oder Überwachungsdaten ausgegeben werden.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind eine Steuervorrichtung, ein Computerprogrammprodukt sowie ein com- puterlesbares Speichermedium vorgesehen.

Ein Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass durch die modelltypspezifischen Ausführungsmodule Steuerstrukturen des technischen Systems von spezifischen Anforderungen unterschiedlicher Steuermodelltypen weitgehend entkoppelt werden können. Dies erlaubt eine einfachere und flexiblere Implemen ^¬ tierung ganz unterschiedlicher Steuermodelle. Insbesondere können unterschiedliche Steuermodelle auf demselben techni ^¬ schen System und dasselbe Steuermodell auf unterschiedlichen technischen Systemen automatisch ausgeführt werden.

Durch die modelltypspezifische Zuordnung von Betriebsdatenka ^¬ nälen zu Eingabekanälen kann das Steuermodell typgerecht mit Betriebsdaten angesteuert werden.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Vorzugsweise kann das Steuermodell ein neuronales Netz, einen datengetriebenen Regressor, eine Support-Vector-Machine und/oder einen Entscheidungsbaum umfassen. Die vorstehenden Implementierungen können jeweils mit einer Trainingsstruktur versehen sein und durch eine spezifische Modelltypinformation identifiziert werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann das Steuermodell im Datencontainer in verschlüsselter Form vorliegen und durch das technische System zumindest teilweise entschlüsselt werden. Auf diese Weise kann das Steuermodell bei Übertragung und Speicherung vor unbefugtem Zugriff geschützt werden.

Vorzugsweise kann das Steuermodell derart kodiert und/oder verschlüsselt sein, dass es verhindert oder erschwert wird, anhand von zur Ausführung des Steuermodells dekodierten und/oder entschlüsselten Teilen des Steuermodells eine Modellstruktur des Steuermodells abzuleiten. Die Modellstruktur kann z.B. die Trainingsstruktur und/oder eine spezifische Schicht-, Knoten-, Vernetzungs- oder Gewichtestruktur eines neuronalen Netzes betreffen. Das Steuermodell kann hierbei so verschlüsselt werden, dass nur ausführungsrelevante Teile des Steuermodells durch das technische System entschlüsselbar sind, eine spezifische Modellstruktur aber weitgehend verbor ^¬ gen bleibt. So kann bei einem neuronalen Netz nur eine ausführbare Berechnungsroutine kodiert werden, aus der sich eine spezifische Vernetzungsstruktur nur schwer ableiten lässt. Das Steuermodell kann so gewissermaßen als Black Box ausge ^¬ führt werden. Durch eine derartige Kodierung bzw. Verschlüs ^¬ selung kann in der Modellstruktur enthaltenes Know-How geschützt werden. Weiterhin kann das Steuermodell im Datencontainer mit einer digitalen Signatur versehen sein, die z.B. durch das technische System geprüft wird. Das Steuermodell kann dann abhängig vom Prüfungsergebnis ausgeführt werden. Auf diese Weise kann eine Integrität des Steuermodells sichergestellt werden. Ins- besondere können eine Erstellung, ein Training und/oder Änderungen des Steuermodells eindeutig einer verantwortlichen Stelle zugerechnet werden.

Darüber hinaus kann der Datencontainer eine Trainingsinforma- tion über ein Training des Steuermodells umfassen. Die Ausführung des Steuermodells und/oder die Selektion des Ausführungsmoduls kann dann abhängig von der Trainingsinformation erfolgen. Die Trainingsinformation kann insbesondere einen erfolgten oder folgenden Trainingsprozess des Steuermodells betreffen.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann den Betriebsdatenkanälen und den Eingabekanälen jeweils ein Datentyp, eine physikalische Dimension, ein Wertebereich und/oder eine Nebenbedingung zugeordnet sein. Beim Zuordnen eines jeweiligen Betriebsdatenkanals zu einem jeweiligen Eingabekanal kann geprüft werden, ob die zugeordneten Datenty ^¬ pen, physikalischen Dimensionen, Wertebereiche und/oder

Nebenbedingungen kompatibel sind. Als physikalische Dimensio- nen können z.B. Meter, Sekunde, Gramm oder Kombinationen hiervon zugeordnet werden. Auf diese Weise kann in vielen Fällen gewährleistet werden, dass das Steuermodell mit kor ^¬ rekten Betriebsdaten angesteuert wird. Alternativ oder zu- sätzlich können die erfassten Betriebsdaten hinsichtlich Datentyp, physikalischer Dimension, Wertebereich und/oder

Nebenbedingungen überprüft werden, um so eine korrekte An- steuerung des Steuermodells während der Ausführung sicherzu- stellen.

Weiterhin können die Steuerdaten hinsichtlich ihres Wertebereichs, einer Werteveränderung und/oder einer Nebenbedingung geprüft werden. Da bei trainierten Steuermodellen die Abhän- gigkeiten der Ausgabedaten von Eingabedaten in der Regel nicht explizit bekannt sind, und Modellfehler oft nicht aus ^¬ geschlossen werden können, kann durch Prüfung von vorgegebenen Nebenbedingungen eine Fehlsteuerung häufig vermieden werden .

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können mehrere laufzeitumgebungsspezifische Adapter jeweils einer Laufzeitumgebung zugeordnet sein. Die Adapter dienen dabei zur Adaption von Ausführungsmodulen an die zugeordnete Lauf- zeitumgebung. Weiterhin kann eine Umgebungsinformation über eine Laufzeitumgebung des technischen Systems erfasst werden, und abhängig von der erfassten Umgebungsinformation kann ein der Laufzeitumgebung des technischen Systems zugeordneter Adapter selektiert werden. Das selektierte Ausführungsmodul kann dann über den selektierten Adapter an die Laufzeitumgebung gekoppelt werden. Auf diese Weise können Ausführungsmo ^¬ dule und Steuermodelle weitgehend unabhängig von der jeweili ^¬ gen Laufzeitumgebung erstellt und implementiert werden. Ent ^¬ sprechend können Adapter weitgehend unabhängig vom Typ des Steuermodells entwickelt und implementiert werden. Somit kön ^¬ nen Steuermodelle und Laufzeitumgebung gewissermaßen entkoppelt werden, wodurch ein Entwicklungs- und/oder Implementie- rungsprozess häufig erheblich vereinfacht wird. Darüber hinaus kann der selektierte Adapter eine Fähigkeits ^¬ information über Fähigkeiten der Laufzeitumgebung des technischen Systems bereitstellen. Abhängig von der Fähigkeitsinformation kann eine Kompatibilität des Steuermodells mit der Laufzeitumgebung geprüft und abhängig davon das Steuermodell ausgeführt werden. Auf diese Weise kann eine automatische Im ^¬ plementierung des Steuermodells vereinfacht werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen jeweils in sche- matischer Darstellung

Figur 1 einen erfindungsgemäßen Datencontainer mit einem kodierten Steuermodell,

Figur 2 ein technisches System mit einer erfindungsgemäßen

Steuervorrichtung,

Figur 3 eine Veranschaulichung eines Ableitens von Steuerdaten aus Betriebsdaten mittels eines Steuermodells und

Figur 4 eine Veranschaulichung eines Zusammenwirkens von

Steuermodellen mit LaufZeitumgebungen .

In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer Datencontainer DC mit einem kodierten, trainierten und/oder trainierbaren Steuermodell SM schematisch dargestellt. Das Steuermodell SM dient zum Simulieren einer physikalischen, regelungstechnischen und/oder stochastischen Dynamik oder eines anderen Wirkungszusammenhangs eines technischen Systems oder eines Teils da ^¬ von. Das Steuermodell SM kann ein neuronales Netz, einen da ^¬ tengetriebenen Regressor, eine Support-Vector-Machine, einen Entscheidungsbaum und/oder ein anderes analytisches Modell oder eine Kombination davon umfassen. Das Steuermodell SM ist im Datencontainer DC modelltypübergreifend kodiert, z.B. im sog. PMML-Format (PMML: Predictive Model Markup Language) oder in einem proprietären Format.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Steuermodell SM zur Datensicherung bei Übertragung und Speicherung zusätzlich verschlüsselt. Darüber hinaus weist das Steuermodell SM eine Trainingsstruktur TSR auf. Die Trainingsstruktur TSR umfasst eine lernfähige Struktur, vorzugsweise in einem vortrainierten Trainingszustand. Bei einem neuronalen Netz kann die Trainingsstruktur TSR beispielsweise eine Vernetzungsstruktur von Neuronen sowie Gewichte von Verbindungen zwischen Neuronen umfassen. Bei datengetriebenen Regressoren kann die Trainingsstruktur TSR Koeffizienten des Regressormodells enthal ^¬ ten. Die Trainingsstruktur TSR kann sowohl ein durchgeführtes als auch ein zukünftiges Training des Steuermodells SM be- treffen.

Der Datencontainer DC beinhaltet weiterhin technische Metada ^¬ ten TM sowie Modellmetadaten MM. Die technischen Metadaten TM umfassen im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Modelltypinformation MTI, eine Trainings ^¬ information TI sowie Input-Output-Kontrakt-Daten IOC. Darüber hinaus enthalten die technischen Metadaten TM Kontextinformation, wie z.B. eine Erstellungszeit des Steuermodells SM, In- formation über bestimmungsgemäße Zielsysteme und/oder Infor ^¬ mation über Anforderungen des Steuermodells SM an eine Laufzeitumgebung, z.B. hinsichtlich EchtZeitfähigkeiten,

Parallelisierbarkeit , Rechenressourcen und/oder Kompatibili ^¬ tät mit unterschiedlichen Ausführungsmodellen.

Die Modelltypinformation MTI ist modelltypübergreifend ko ^¬ diert und gibt einen Typ des Steuermodells SM an. Dabei kann z.B. angegeben werden, ob das Steuermodell SM auf einem neuronalen Netz, auf einem datengetriebenen Regressor, auf einer Support-Vector-Machine, auf einem Entscheidungsbaum und/oder auf einer Kombination davon basiert. Darüber hinaus können Eingangsgrößen und/oder Ausgangsgrößen des Steuermodells SM sowie andere spezifische Anforderungen, Fähigkeiten und/oder Eigenschaften des Steuermodells SM angegeben werden.

Die Trainingsinformation TI beschreibt einen erfolgten und/oder folgenden Trainingsprozess und/oder einen Trainingszustand des Steuermodells SM. Die Input-Output-Kontrakt-Daten IOC spezifizieren einen sogenannten Input-Output-Kontrakt , der Nebenbedingungen an ein Verhalten des Steuermodells SM stellt. Durch die Input-Out- put-Kontrakt-Daten IOC können vorgegebene Nebenbedingungen, wie z.B. Wertebereiche, Werteveränderungen, eine Geschwindig ^¬ keit von Werteveränderungen und/oder Datentypen von Eingabedaten und/oder Ausgabedaten des Steuermodells SM vorzugsweise in einem modelltypübergreifenden Format angegeben werden. Die Input-Output-Kontrakt-Daten IOC können vorteilhafterweise in einem benutzerlesbaren Format angegeben werden, um so ein erwünschtes Verhalten des Steuermodells SM - dessen Trainings ^¬ struktur TSR im Allgemeinen nicht benutzerlesbar ist -, auf überprüfbare Weise zu gewährleisten.

Die Modellmetadaten MM enthalten im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine oder mehrere digitale Signaturen SIG, z.B. von Personen und/oder Stellen, die das Steuermodell SM erstellt, trainiert und/oder geändert haben.

Darüber hinaus können die Modellmetadaten MM eine Versionsinformation, eine Rechteinformation, eine Information über einen Ursprung und/oder über ein Zielsystem des Steuermodells SM umfassen. Weiterhin können in den Modellmetadaten MM Anga- ben über einen Gültigkeitszeitraum, über benötigte Datenverarbeitungsressourcen und/oder über zulässige oder mögliche Einsatzgebiete, z.B. zur Überwachung, zur Prognose und/oder zur Steuerung, enthalten sein. Figur 2 zeigt ein technisches System TS mit einer erfindungs ^¬ gemäßen Steuervorrichtung CTL für das technische System TS in schematischer Darstellung. Das technische System TS kann z.B. ein Kraftwerk, eine Produktionsanlage, eine Gasturbine etc. sein .

Das technische System TS verfügt über eine Laufzeitumgebung RE zur Datenverarbeitung und zur Steuerung des technischen Systems TS. Eine solche Laufzeitumgebung, hier RE, kann eine Kombination von Betriebssystem, Cloud/Cluster-Middleware und/oder Datenverarbeitungsumgebung umfassen. Beispiele hierfür sind ein Linux-Cluster mit Hadoop/HIVE-Framework, eine Cluster-Stream-Processing-Umgebung oder eine Multicore- Stream-Processing-Umgebung .

Die Steuervorrichtung CTL, z.B. ein Steuersystem einer Gasturbine, enthält einen oder mehrere Prozessoren PROC zum Aus ^¬ führen aller Verfahrensschritte der Steuervorrichtung CTL so- wie ein Modellausführungssystem MES. Letzteres ist im vorlie ^¬ genden Ausführungsbeispiel in der Steuervorrichtung CTL implementiert, kann aber alternativ oder zusätzlich zumindest teilweise extern, z.B. in einer Cloud implementiert sein. Das Modellausführungssystem MES kann als Abstraktionsschicht zwi- sehen Steuermodellen und der Laufzeitumgebung RE genutzt werden. Das Modellausführungssystem MES umfasst mehrere Ausführungsmodule EMI, EM2 und EM3 sowie mehrere Adapter AD1 und AD2. Die Ausführungsmodule EMI, EM2 und EM3 dienen zum Ausführen, Installieren, Initialisieren und/oder Auswerten von trainierten und/oder trainierbaren Steuermodellen auf dem bzw. für das technische System. Die Ausführungsmodule EMI, EM2 und EM3 sind jeweils für einen Steuermodelltyp spezifisch. Derartige Ausführungsmodule werden häufig auch als Interpreter bezeichnet .

Die Adapter AD1 und AD2 dienen zur Adaption von Ausführungsmodulen, hier EMI, EM2 und EM3, an unterschiedliche Laufzeit- Umgebungen. Die Adapter AD1 und AD2 sind jeweils spezifisch für eine Laufzeitumgebung .

Zur Selektion eines laufzeitumgebungsspezifischen Adapters erfasst das Modellausführungssystem MES von der im techni- sehen System TS vorhandenen Laufzeitumgebung RE eine Umgebungsinformation EI, die die Laufzeitumgebung RE beschreibt. Abhängig von der erfassten Umgebungsinformation EI selektiert das Modellausführungssystem MES einen der Adapter AD1, AD2, der für die durch die Umgebungsinformation EI beschriebene Laufzeitumgebung, hier RE, spezifisch und geeignet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erweist sich der Adapter AD2 als für die vorliegende Laufzeitumgebung RE geeignet und wird infolgedessen selektiert und an die Laufzeitumgebung RE gekoppelt .

Der selektierte Adapter AD2 stellt daraufhin eine Fähigkeits ^¬ information CI über spezifische Fähigkeiten der Laufzeitumge- bung RE bereit, anhand der eine Kompatibilität von Steuermo ^¬ dellen mit der Laufzeitumgebung RE durch das Modellausführungssystem MES geprüft werden kann.

Zum Steuern des technischen Systems TS empfängt das Modell- ausführungssystem MES verschiedene Datencontainer DC1 und DC2, die jeweils wie in Figur 1 beschrieben ausgestaltet sind. Die Datencontainer DC1 und DC2 enthalten jeweils ein spezifisches Steuermodell SM1 bzw. SM2. Vorzugsweise werden die Datencontainer DC1 und DC2 zum technischen System TS als spezifische Nachrichten übermittelt.

Die Steuermodelle SM1 und SM2 sind jeweils ausgestaltet wie im Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben und dienen zum Simulieren verschiedener physikalischer, regelungstechnischer, stochastischer und/oder anderer Wirkungszusammenhänge des technischen Systems TS oder eines Teils davon. Vorzugsweise sind die Steuermodelle SM1 und SM2 jeweils spezifisch für be ^¬ stimmte Teile des technischen Systems, bestimmte Regelungs ^¬ aufgaben, bestimmte Steuerungsaufgaben und/oder bestimmte Si- mulationstypen . Die Steuermodelle SM1 und SM2 sind jeweils modelltypübergreifend kodiert.

Mit den Datencontainern DC1 und DC2 wird jeweils eine Modell ^¬ typinformation MTI1 beziehungsweise MTI2 für das Steuermodell SM1 beziehungsweise SM2 zum Modellausführungssystem MES übermittelt. MTI1 und MTI2 geben jeweils einen Modelltyp des Steuermodells SM1 beziehungsweise SM2 an und können jeweils wie im Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben ausgestaltet sein .

Nach Empfang der Datencontainer DC1 und DC2 entpackt das Mo- dellausführungssystem MES diese Datencontainer und prüft jeweils deren digitale Signaturen. Bei negativem Prüfungsergeb ^¬ nis wird eine weitere Verarbeitung des betreffenden Steuermo ^¬ dells SMl bzw. SM2 unterdrückt. Darüber hinaus prüft das Mo ^¬ dellausführungssystem MES für ein jeweiliges Steuermodell SMl beziehungsweise SM2 anhand von deren technischen Metadaten und anhand der Fähigkeitsinformation CI, ob und inwieweit das jeweilige Steuermodell SMl beziehungsweise SM2 mit der Lauf ^¬ zeitumgebung RE kompatibel ist. Abhängig davon erfolgt eine weitere Verarbeitung des jeweiligen Steuermodells SMl bezie- hungsweise SM2.

Weiterhin entschlüsselt das Modellausführungssystem MES die verschlüsselten Steuermodelle SMl und SM2. Dabei werden vorzugsweise nur ausführungsrelevante Teile des jeweiligen Steu- ermodells entschlüsselt, so dass das Steuermodell zwar aus ^¬ führbar ist, aber eine Modellstruktur des Steuermodells nicht mit vertretbarem Aufwand ableitbar ist.

Weiterhin selektiert das Modellausführungssystem MES für je- des Steuermodell SMl und SM2 ein für dieses jeweils spezifi ^¬ sches Ausführungsmodul anhand der Modelltypinformation MTI1 beziehungsweise MTI2 und gegebenenfalls anhand anderer tech ^¬ nischer Metadaten. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird für das Steuermodell SMl das Ausführungsmodul EMI und für das Steuermodell SM2 das Ausführungsmodul EM2 selektiert und zu ^¬ geordnet. Das Modellausführungssystem MES koppelt daraufhin die selektierten Ausführungsmodule EMI und EM2 über den se ^¬ lektierten Adapter AD2 an die Laufzeitumgebung RE . Zur Verarbeitung von Betriebsdaten des technischen Systems TS führt das Modellausführungssystem MES die Steuermodelle SMl und/oder SM2 auf der Laufzeitumgebung RE aus, wobei das Modellausführungssystem MES die Ausführung eines jeweiligen Steuermodells SMl beziehungsweise SM2 zum jeweils zugeordne ^¬ ten Ausführungsmodul EMI beziehungsweise EM2 delegiert. Wäh ^¬ rend der Ausführung eines jeweiligen Steuermodells SMl bezie ^¬ hungsweise SM2 wird anhand der Input-Output-Kontrakt-Daten des jeweiligen Steuermodells SMl beziehungsweise SM2 eine

Einhaltung des dadurch spezifizierten Input-Output-Kontrakts überwacht und sichergestellt.

Figur 3 veranschaulicht ein Ableiten von Steuerdaten CD aus Betriebsdaten BD des technischen Systems TS mittels eines

Steuermodells SM, das durch ein Ausführungsmodul EM mittels eines angekoppelten Adapters AD auf dem technischen System TS ausgeführt wird. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist dasselbe technische System TS auf beiden Seiten der Figur 3 schema- tisch dargestellt. Das technische System TS, das Steuermodell SM, das Ausführungsmodul EM sowie der Adapter AD sind vor ^¬ zugsweise so ausgestaltet wie in Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 beschrieben. Das Steuermodell SM ist mittels eines neuronalen Netzes NN implementiert, das eine Trainingsstruktur TSR aufweist.

Das technische System TS verfügt über Sensoren S zum Erfassen der Betriebsdaten BD des technischen Systems TS. Die Be- triebsdaten BD können zum Beispiel physikalische, regelungs ^¬ technische und/oder bauartbedingte Betriebsgrößen, Eigenschaften, Vorgabewerte, Zustandsdaten, Systemdaten, Steuerdaten, Sensordaten und/oder Messwerte des technischen System TS sein. Insbesondere können die Betriebsdaten BD auch nicht von den Sensoren S stammende Daten umfassen.

Die Betriebsdaten BD werden über spezifische Betriebsdatenka ^¬ näle BDC des technischen Systems TS erfasst. Die Betriebsda ^¬ tenkanäle BDC können hierbei spezifisch für einen Datentyp, für eine physikalische Dimension, für eine Herkunft, für eine Funktion und/oder für andere Eigenschaften der Betriebsdaten BD sein. Das Steuermodell SM weist verschiedene Eingabekanäle IC auf, die verschiedenen Eingangsparametern oder Eingabedaten des Steuermodells SM zugeordnet sind. Die Eingabekanäle IC können spezifisch für einen Parametertyp, für eine physikalische Di- mension, für eine Herkunft, für eine Funktion und/oder für andere Eigenschaften der Eingangsparameter beziehungsweise Eingabedaten sein.

Zwischen den Eingabekanälen IC und den Betriebsdatenkanälen BDC findet eine Zuordnung IMAP statt, bei der einem jeweili ^¬ gen Eingabekanal IC anhand der Modelltypinformation MTI und gegebenenfalls anhand der Input-Output-Kontrakt-Daten IOC jeweils einer der Betriebsdatenkanäle BDC zugeordnet wird. Die Zuordnung IMAP wird durch das Modellausführungssystem MES, vorzugsweise mittels des selektierten Ausführungsmoduls EM vorgenommen .

Anhand der den Betriebsdatenkanälen BDC und Eingabekanälen IC jeweils zugeordneten Datentypen, physikalischen Dimensionen, Wertebereichen und/oder Nebenbedingungen wird durch das Modellausführungssystem MES geprüft, ob die zugeordneten Datentypen, physikalischen Dimensionen, Wertebereiche beziehungsweise Nebenbedingungen der Eingabekanäle IC zu denjenigen der zugeordneten Betriebsdatenkanäle BDC kompatibel sind. Falls dies nicht der Fall ist, wird eine Ausführung des Steuermo ^¬ dells SM unterdrückt.

Die über die Betriebsdatenkanäle BDC erfassten Betriebsdaten BD werden dem Steuermodell SM über die zugeordneten Eingabe- kanäle IC als Eingabedaten zugeführt. Das Modellausführungs ^¬ system MES führt das Steuermodell SM mittels des selektierten Ausführungsmoduls EM aus, wobei aus den übermittelten Be ^¬ triebsdaten BD gemäß der Trainingsstruktur TSR Steuerdaten CD abgeleitet werden. Die Steuerdaten CD werden als Ausgabedaten des Steuermodells SM ausgegeben. Die Steuerdaten CD dienen hierbei zum Steuern des technischen System TS und können insbesondere auch steuerungsrelevante Prognosedaten und Überwa ^¬ chungsdaten sein. Die Steuerdaten CD werden über spezifische Ausgabekanäle OC des Steuermodells SM ausgegeben, die verschiedenen Ausgangs ^¬ parametern des Steuermodells SM zugeordnet sind. Die Ausgabe- kanäle OC können jeweils spezifisch für einen Parametertyp, eine Verwendung, einen Zweck und/oder eine Steuerfunktion der darüber ausgegebenen Steuerdaten CD sein.

Das Modellausführungssystem MES führt, vorzugsweise mittels des selektierten Ausführungsmoduls EM, eine Zuordnung OMAP eines jeweiligen Ausgabekanals OC zu einem von mehreren Steu ^¬ erkanälen CDC des technischen Systems aus. Die Zuordnung erfolgt dabei abhängig von der Modelltypinformation MTI und gegebenenfalls abhängig von den Input-Output-Kontrakt-Daten IOC. Bei der Zuordnung OMAP wird geprüft, ob die zugeordneten Datentypen, physikalischen Dimensionen, Wertebereiche etc. der Steuerkanäle CDC und der Ausgabekanäle OC zueinander kom ^¬ patibel sind. Falls nicht, wird die Ausführung des Steuermo ^¬ dells SM unterdrückt.

Während der Ausführung des Steuermodells SM wird durch das Modellausführungssystems MES anhand der Input-Output- Kontrakt-Daten IOC die Einhaltung des betreffenden Input- Output-Kontrakts überwacht und sichergestellt.

Figur 4 veranschaulicht ein Zusammenwirken verschiedener Steuermodelle SM1, SMM mit verschiedenen Laufzeitumge- bungen RE1, REN. Die Laufzeitumgebungen RE1, REN sind jeweils über einen von mehreren laufzeitumgebungsspezifischen Adaptern AD1, ... bzw. ADN an ein Modellausführungssystem MES wie oben beschrieben gekoppelt. Weiterhin sind die Steuermodelle SM1, SMM jeweils über eines von mehreren modelltypspezifi- sehen Ausführungsmodulen EMI, ... bzw. EMM wie oben beschrieben an das Modellausführungssystem MES gekoppelt. Ein Eintreffen von Betriebsdaten bei einer der Laufzeitumgebungen RE1, ... bzw. REN oder ein Erfassen dieser Betriebsdaten durch eine dieser Laufzeitumgebungen veranlasst eine datengetriebene Verarbeitung der Betriebsdaten durch eine Dele- gation DBD der Verarbeitung von der erfassenden Laufzeitumge- bung RE1, ... bzw. REN über einen laufzeitumgebungsspezifi- schen Adapter AD1, ... bzw. ADN und ein modelltypspezifisches Ausführungsmodul EMI, ... bzw. EMM zum spezifischen Steuermodell SMl, ... bzw. SMM. Die Delegation DBD wird hierbei durch das Modellausführungssystem MES vermittelt.

Eine Ausgabe der durch ein jeweiliges Steuermodell SMl, ... bzw. SMM abgeleiteten Steuerdaten veranlasst eine durch das Modellausführungssystem MES vermittelte Delegation DCD des Steuerprozesses des technischen Systems. Die Delegation DCD erfolgt von einem jeweiligen Steuermodell SMl, ... bzw. SMM über das jeweilige zugeordnete modelltypspezifische Ausfüh ^¬ rungsmodul EMI, ... bzw. EMM und den jeweiligen laufzeitumgebungsspezifischen Adapter AD1, ... bzw. ADN zur zugeordneten Laufzeitumgebung RE1, ... bzw. REN, die das technische System TS anhand der Steuerdaten CD steuert.