DE102010017273A1

DE102010017273A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Voraussage einer Prozessqualität in einem Prozesssteuerungssystem

Info

Publication number: DE102010017273A1
Application number: DE102010017273A
Authority: DE
Inventors: Terrence Lynn Round Rock Blevins; Wilhelm K. Austin Wojsznis; Mark Round Rock Nixon; Paul Richard Narborough Muston; Christopher Austin Worek; Randolf Dripping Springs Reiss
Original assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Current assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Priority date: 2009-06-10
Filing date: 2010-06-08
Publication date: 2011-04-07
Also published as: CN101923340B; JP2010287227A; US8571696B2; GB201008889D0; HK1146122A1; CN105159260A; CN101923340A; CN105159260B; US20100318934A1; GB2470995B; GB2470995A; JP5649334B2

Abstract

Die Erfindung offenbart beispielhafte Verfahren und Vorrichtungen zur Voraussage einer Prozessqualität in einem Prozesssteuerungssystem. Ein offenbartes beispielhaftes Verfahren umfasst das Empfangen von Prozesssteuerungsinformationen bezüglich eines Prozesses zu einem ersten Zeitpunkt, einschließlich einem ersten Wert, der in Zusammenhang mit einer ersten gemessenen Variable steht und einem zweiten Wert, der in Zusammenhang mit einer zweiten gemessenen Variable steht, wobei festgestellt wird, ob eine Variation basierend auf den empfangenen Prozesssteuerungsinformationen, die in Zusammenhang mit dem Prozess stehen, einen Grenzwert überschreitet und falls die Variation den Grenzwert überschreitet, ein erster Beitragswert basierend auf einem Beitrag der ersten gemessenen Variable zur Variation und ein zweiter Beitragswert basierend auf einem Beitrag der zweiten gemessenen Variable zur Variation errechnet wird und wobei wenigstens eine Korrekturmaßnahme basierend auf dem ersten Beitragswert, dem zweiten Beitragswert, dem ersten Wert oder dem zweiten Wert bestimmt wird und eine vorausgesagte Prozessqualität basierend auf der wenigstens einen Korrekturmaßnahme zu einem Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt errechnet wird.

Description

GEBIET DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Prozesssteuerungssysteme und insbesondere Verfahren und Vorrichtungen zur Voraussage der Prozessqualität in einem Prozesssteuerungssystem.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Prozesssteuerungssysteme, wie diejenigen, die in chemischen, Petroleum- oder anderen Prozessen eingesetzt werden, enthalten typischerweise ein oder mehrere Prozesssteuergerät/e sowie Eingabe-/Ausgabegeräte (E/A), die mit wenigstens einer Host- oder Bedienerarbeitsstation und mit einem oder mehreren Feldgerät/en über analoge, digitale oder kombinierte analoge/digitale Busse in Kommunikationsverbindung stehen. Die Feldgeräte, die z. B. Ventile, Ventilstellungsregler, Schalter und Messwertgeber (z. B. Temperatur-, Druck- und Durchflussmengensensoren) sein können, führen Prozesssteuerungsfunktionen innerhalb des Prozesses aus, wie z. B. das Öffnen oder Schließen von Ventilen sowie das Messen der Prozesssteuerungsparameter. Die Prozesssteuergeräte empfangen dazu Signale, die beispielhaft für die von den Feldgeräten vorgenommenen Prozessmessungen sind, verarbeiten diese Informationen zur Implementierung eines Steuerungsprogramms und erzeugen Steuersignale, die über die Busse oder über andere Kommunikationsleitungen an die Feldgeräte gesandt werden, um den Betrieb des Prozesses zu steuern. Auf diese Weise können die Prozesssteuergeräte Steuerstrategien unter Anwendung der Feldgeräte über die Busse und/oder über die anderen Kommunikationsverknüpfungen ausführen und koordinieren.
Prozessinformationen von den Feldgeräten sowie Steuergeräten können an eine oder mehreren Anwendung/en (z. B. Softwareprogramme, Programme, etc.) zur Verfügung gestellt werden, die durch die Bedienerarbeitsstation (z. B. einem System auf Prozessorbasis) ausgeführt werden, um es einem Bediener zu ermöglichen, die gewünschten Funktionen bezüglich des Prozesses durchzuführen, wie z. B. das Sichten des aktuellen Status des Prozesses (z. B. über eine grafische Benutzeroberfläche), das Bewerten des Prozesses, die Modifizierung des Prozessbetriebs (z. B. über ein visuelles Objektdiagramm), etc. Viele Prozesssteuerungssysteme enthalten ebenfalls eine oder mehrere Anwenderstation/en (z. B. Arbeitsplatzrechner). Typischerweise werden diese Anwenderstationen mithilfe eines Personalcomputers, Laptops oder ähnlichem Gerät implementiert, das über ein Ortsnetz (LAN) mit den Steuergeräten, den Bedienerarbeitsplatzrechnern oder mit anderen Systemen innerhalb des Prozesssteuerungssystems in Kommunikationsverbindung steht. Dabei kann jede Anwenderstation eine grafische Benutzeroberfläche aufweisen, welche die Prozesssteuerungsinformationen, einschließlich der Werte der Prozessvariablen, der Werte der mit dem Prozess zusammenhängenden Qualitätsparametern, der Informationen über Prozessfehlerdiagnosen und/oder der Prozessstatusinformationen, anzeigt.
Typischerweise ist das Anzeigen von Prozessinformationen auf der grafischen Benutzeroberfläche auf die Anzeige eines Werts jeder mit dem Prozess in Zusammenhang stehenden Prozessvariablen beschränkt. Weiterhin können manche Steuerungssysteme die Verhältnisse zwischen manchen Prozessvariablen charakterisieren, um die mit dem Prozess in Zusammenhang stehende Qualitätsmetrik zu bestimmen. In den Fällen, bei denen jedoch ein aus dem Prozess resultierendes Produkt nicht mit der vorherbestimmten Qualitätssteuerungsmetrik übereinstimmt, können der Prozess und/oder die Prozessvariablen erst nach der Fertigstellung einer Charge, eines Prozesses und/oder eines Bausatzes des resultierenden Produkts analysiert werden. Als Ergebnis einer Einsichtnahme in die Prozess- und/oder Qualitätsvariablen nach Fertigstellung eines Prozesses und/oder einer Charge können Verbesserungen implementiert werden, um die Herstellung und/oder die Verarbeitung nachfolgender Produkte zu verbessern. Diese Verbesserungen sind jedoch eventuell nicht in der Lage, die aktuellen, den Spezifikationen nicht entsprechend fertiggestellten Produkte zu korrigieren.
ZUSAMMENFASSUNG
Es werden beispielhafte Verfahren und Geräte zur Voraussage der Prozessqualität in einem Prozesssteuerungssystem beschrieben. Bei einem Beispiel umfasst ein Verfahren das Empfangen von Prozesssteuerungsinformationen bezüglich eines Prozesses zu einem ersten Zeitpunkt, einschließlich einem ersten Wert, der in Zusammenhang mit einer ersten gemessenen Variablen steht, sowie einem zweiten Wert, der in Zusammenhang mit einer zweiten gemessenen Variablen steht. Das beispielhafte Verfahren umfasst ferner das Feststellen, ob eine auf den empfangenen Prozesssteuerungsinformationen basierende Variation in Zusammenhang mit dem Prozess einen Grenzwert überschreitet, und falls die Variation den Grenzwert überschreitet, das Errechnen eines ersten Beitragswerts basierend auf einem Beitrag der ersten gemessenen Variablen zur Variation und eines zweiten Beitragswerts basierend auf einem Beitrag der zweiten gemessenen Variablen zur Variation. Das beispielhafte Verfahren umfasst ebenfalls das Bestimmen wenigstens einer Korrekturmaßnahme basierend auf dem ersten Beitragswert, dem zweiten Beitragswert, dem ersten Wert oder dem zweiten Wert und das Errechnen einer vorausgesagten Prozessqualität basierend auf der wenigstens einen Korrekturmaßnahme zu einem Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt.
Eine beispielhafte Vorrichtung umfasst einen Chargendaten-Empfänger zum Empfangen von Prozesssteuerungsinformationen bezüglich eines Prozesses zu einem ersten Zeitpunkt, einschließlich einem ersten mit einer ersten gemessenen Variablen in Zusammenhang stehenden Wert und einem zweiten mit einer zweiten gemessenen Variablen in Zusammenhangen stehenden Wert. Die beispielhafte Vorrichtung umfasst ferner einen Prozessor zum Feststellen, ob eine auf den empfangenen Prozesssteuerungsinformationen basierende Variation, die in Zusammenhang mit dem Prozess steht, einen Grenzwert überschreitet, und falls die Variation den Grenzwert überschreitet, das Errechnen eines ersten Beitragswerts basierend auf einem Beitrag der ersten gemessenen Variablen zur Variation und eines zweiten Beitragswerts basierend auf einem Beitrag einer zweiten gemessenen Variablen zur Variation, das Bestimmen wenigstens einer Korrekturmaßnahme basierend auf dem ersten Beitragswert, dem zweiten Beitragswert, dem ersten Wert oder dem zweiten Wert, und das Errechnen einer vorausgesagten Prozessqualität basierend auf der wenigstens einen Korrekturmaßnahme zu einem Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt.
Vorzugsweise umfasst ein Verfahren nach der Erfindung darüber hinaus das Empfangen einer Auswahl der ersten gemessenen Variablen und/oder der zweiten gemessenen Variablen aus einem Teil der zweiten Grafik; das grafische Anzeigen des Werts, der in Zusammenhang mit der ausgewählten gemessenen Variablen steht, sowie von entsprechenden vorherigen Werte über einen Zeitraum des Prozesses in einer vierten Grafik über die Benutzeroberfläche; das Anzeigen eines Durchschnittswerts vorheriger Werte, die in Zusammenhang mit der ausgewählten gemessenen Variablen stehen, in der vierten Grafik über den Zeitraum des Prozesses; und das Anzeigen einer standardmäßigen Abweichung von vorherigen Werten, die in Zusammenhang mit der ausgewählten gemessenen Variablen stehen, in der vierten Grafik über den Zeitraum des Prozesses.
Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren ferner das Anzeigen der vorausgesagten Prozessqualität in Relation zu einem Vertrauensintervall der vorausgesagten Prozessqualität und/oder einem Grenzwert der vorausgesagten Prozessqualität; das Anzeigen der vorausgesagten Prozessqualität über einen Zeitraum des Prozesses; das Anwenden der mindestens einen Korrekturmaßnahme auf den Prozess.
Nach noch einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren ferner das Errechnen eines dritten Werts, der in Zusammenhang mit einer errechneten Qualitätsvariablen steht, der auf der ersten gemessenen Variablen und/oder der zweiten gemessenen Variablen basiert; das Errechnen eines dritten Beitragswerts basierend auf einem Beitrag der errechneten Qualitätsvariablen zu der Variation; und das Bestimmen der wenigstens einen Korrekturmaßnahme basierend auf dem dritten Beitragswert.
Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren ferner das Feststellen, ob der erste Wert einen ersten Grenzwert überschreitet; das Feststellen, ob der zweite Wert einen zweiten Grenzwert überschreitet; das Feststellen, ob der dritte Wert einen dritten Grenzwert überschreitet; falls der erste Wert, der zweite Wert und/oder der dritte Wert den jeweiligen der Grenzwerte überschreitet, das Angeben in einem Diagramm über die Benutzeroberfläche eines Prozessfehlers, einer Abweichung der ersten gemessenen Variablen, einer Abweichung der zweiten gemessenen Variablen, einer Abweichung der Qualitätsvariablen, einer Prozessabweichung, einer Zeitdauer des Fehlers, einer Ursache des Prozessfehlers und/oder der Variation des Prozesses; und das Anzeigen der ersten Grafik nach Empfang einer Auswahl eines Teils des Diagramms.
Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren ferner das Anzeigen des ersten Werts und des zweiten Werts in einer vierten Grafik über die Benutzeroberfläche, wobei die vierte Grafik aus einem Teil der ersten Grafik, einem Teil der zweiten Grafik oder einem Teil des Diagramms ausgewählt werden kann; und das Anzeigen in der vierten Grafik einer Zeitachse, die einem Zeitraum des Prozesses entspricht, eines Balkendiagramms, das den ersten Wert und den zweiten Wert angibt, die in Relation zu einer mittleren und einer standardmäßigen Abweichung normalisiert sind, und/oder von Sparklines (Wortgrafiken), die der ersten Variablen und der zweiten Variablen entsprechen und die vorherigen Prozesswerte der ersten Variablen und der zweiten Variablen zeigen.
Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens enthält die Zeitachse eine Angabe eines Fehlers, der in Zusammenhang mit der Variation des Prozesses steht, einen aktuellen Verlauf des Prozesses in Relation zu dem Zeitraum des Prozesses, einen aktivierbaren Pfeil, der wenigstens einen der im Balkendiagramm angezeigten Werte auf Werte, die einer Zeitposition des Pfeils auf der Zeitachse entsprechen, und/oder einen Verlauf der Sparklines entsprechend einer Zeitposition des Pfeils auf der Zeitachse verändert.
Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens enthalten die Sparklines einen Hinweis auf eine Abweichung, falls vorherige Werte, die in Zusammenhang mit der ersten gemessenen Variablen und/oder der zweiten gemessenen Variablen stehen, einen zweiten Grenzwert überschreiten.
Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren ferner das Empfangen von Prozesssteuerungsinformationen bezüglich des Prozesses zu einem zweiten Zeitpunkt, einschließlich einem dritten Wert, der in Zusammenhang mit der ersten gemessenen Variablen steht, sowie einem vierten Wert, der in Zusammenhang mit der zweiten gemessenen Variablen steht; das Feststellen, ob eine zweite Variation, die in Zusammenhang mit dem Prozess steht, basierend auf den empfangenen Prozesssteuerungsinformationen zu dem zweiten Zeitpunkt den Grenzwert überschreitet, und das grafische Anzeigen der zweiten Variation in der ersten Grafik; falls die zweite Variation den Grenzwert überschreitet, das Errechnen eines dritten Beitragswerts basierend auf einem Beitrag der ersten gemessenen Variablen zur zweiten Variation zu dem zweiten Zeitpunkt, sowie eines vierten Beitragswerts basierend auf einem Beitrag der zweiten gemessenen Variablen zur zweiten Variation zu dem zweiten Zeitpunkt; das grafische Anzeigen des dritten Beitragswerts und des vierten Beitragswerts in der zweiten Grafik, die aus einem Teil der ersten Grafik ausgewählt werden kann; das Bestimmen mindestens einer Korrekturmaßnahme basierend auf dem dritten Beitragswert oder dem vierten Beitragswert, und das Anzeigen der wenigstens einen Korrekturmaßnahme in der zweiten Grafik; und das Errechnen der vorausgesagten Prozessqualität basierend auf der wenigstens einen Korrekturmaßnahme zu einem Zeitpunkt nach dem zweiten Zeitpunkt, sowie das grafische Anzeigen der vorausgesagten Prozessqualität in der dritten Grafik, die aus einem Teil der zweiten Grafik ausgewählt werden kann.
Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens umfassen die erste gemessene Variable und die zweite gemessene Variable eine gemessene Prozessvariable und/oder eine gemessene Qualitätsvariable.
Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens basiert die Variation auf einer multivariaten Analyse, einer algebraischen Analyse, einer Optimierungsanalyse, einer vorherigen Chargen-Prozessanalyse, einer statistischen Analyse, einer Regressionsanalyse, einer Korrelationsanalyse, einer Wiederholbarkeitsanalyse, einer Reproduktionsanalyse und/oder einer Zeitreihenanalyse der ersten gemessenen Variable und/oder der zweiten gemessenen Variable.
Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Errechnen des ersten Beitragswerts und des zweiten Beitragswerts das Bestimmen eines Verhältnisses zwischen dem ersten und zweiten Beitragswert und der Variation basierend auf einer multivariaten Analyse, einer algebraischen Analyse, einer Optimierungsanalyse, einer vorherigen Chargen-Prozessanalyse, einer statistischen Analyse, einer Regressionsanalyse, einer Korrelationsanalyse, einer Wiederholbarkeitsanalyse, einer Reproduktionsanalyse und/oder einer Zeitreihenanalyse.
Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Errechnen der vorausgesagten Prozessqualität Folgendes: das Bestimmen eines Verhältnisses einer Gesamtqualitätsvariablen, die in Zusammenhang mit der vorausgesagten Prozessqualität steht, mit der ersten gemessenen Variablen und/oder der zweiten gemessenen Variablen basierend auf einer multivariaten Analyse, einer algebraischen Analyse, einer Optimierungsanalyse, einer vorherigen Chargen-Prozessanalyse, einer statistischen Analyse, einer Regressionsanalyse, einer Korrelationsanalyse, einer Wiederholbarkeitsanalyse, einer Reproduktionsanalyse und/oder einer Zeitreihenanalyse; das Anwenden der wenigstens einen Korrekturmaßnahme auf das Verhältnis; und das Errechnen der vorausgesagten Prozessqualität aus dem Verhältnis.
Ein bevorzugtes Gerät nach der Erfindung umfasst einen Anzeigen-Manager, wobei der Anzeigen-Manager zu Folgendem dient: dem Empfangen einer Auswahl der ersten gemessenen Variablen und/oder der zweiten gemessenen Variablen aus einem Teil der zweiten Grafik; dem grafischen Anzeigen des Werts, der in Zusammenhang mit der ausgewählten gemessenen Variablen und entsprechenden vorherigen Werten steht, über einen Zeitraum des Prozesses in einer vierten Grafik über die Benutzeroberfläche; dem Anzeigen eines Durchschnittswerts vorheriger Werte, die in Zusammenhang mit der ausgewähltem gemessenen Variablen stehen, in der vierten Grafik über einen Zeitraum des Prozesses; und Anzeigen einer standardmäßigen Abweichung vorheriger Werte, die in Zusammenhang mit der ausgewählten gemessenen Variablen stehen, in der vierten Grafik über den Zeitraum des Prozesses.
Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Geräts dient der Anzeigen-Manager zu Folgendem: dem grafischen Anzeigen der vorausgesagten Prozessqualität in Relation zu einem Vertrauensintervall der vorausgesagten Prozessqualität und/oder einem Grenzwert der vorausgesagten Prozessqualität; und dem grafischen Anzeigen der vorausgesagten Prozessqualität über einen Zeitraum des Prozesses.
Nach noch einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Geräts dient der Prozessor dazu, die wenigstens eine Korrekturmaßnahme auf den Prozess anzuwenden.
Nach einem weiteren bevorzugten Gerät dient der Prozessor zu Folgendem: dem Errechnen eines dritten Werts, der in Zusammenhang mit einer errechneten Qualitätsvariablen steht, die auf der ersten gemessenen Variablen und/oder der zweiten gemessenen Variablen basiert; dem Errechnen eines dritten Beitragswerts basierend auf einem Beitrag der errechneten Qualitätsvariablen zur Variation; dem Bestimmen der wenigsten einen Korrekturmaßnahme basierend auf dem dritten Beitragswert; und dem Errechnen der vorausgesagten Prozessqualität basierend auf der wenigstens einen Korrekturmaßnahme.
Nach einem weiteren bevorzugten Gerät dient der Prozessor zu Folgendem: dem Feststellen, ob der erste Wert einen ersten Grenzwert überschreitet; dem Feststellen, ob der zweite Wert einen zweiten Grenzwert überschreitet; dem Feststellen, ob der dritte Wert einen dritten Grenzwert überschreitet; und falls der erste Wert, der zweite Wert und/oder der dritte Wert den jeweiligen der Grenzwerte überschreitet, das Angeben in einem Diagramm über die Benutzeroberfläche eines Prozessfehlers, einer Abweichung der ersten gemessenen Variablen, einer Abweichung der zweiten gemessenen Variablen, einer Abweichung der Qualitätsvariablen, einer Prozessabweichung, einer Zeitdauer des Fehlers, einer Ursache des Prozessfehlers und/oder der Variation des Prozesses.
Nach einem weiteren bevorzugten Gerät dient der Anzeigen-Manager zu Folgendem: dem Anzeigen der ersten Grafik nach Empfangen einer Auswahl eines Teils des Diagramms; dem Anzeigen des ersten Werts und des zweiten Werts in einer vierten Grafik über die Benutzeroberfläche, die aus einem Teil der ersten Grafik, einem Teil der zweiten Grafik und/oder einem Teil des Diagramms ausgewählt werden kann; und dem Anzeigen in der vierten Grafik einer Zeitachse, die einem Zeitraum des Prozesses entspricht, eines Balkendiagramms, das den ersten Wert und den zweiten Wert angibt, die in Relation zu einer mittleren und einer standardmäßigen Abweichung normalisiert sind, und/oder von Sparklines (Wortgrafiken), die der ersten Variablen und der zweiten Variablen entsprechen und die vorherigen Prozesswerte der ersten Variablen und der zweiten Variablen zeigen.
Nach einem weiteren bevorzugten Gerät soll der Chargendaten-Empfänger Prozesssteuerungsinformationen bezüglich des Prozesses zu einem zweiten Zeitpunkt empfangen, einschließlich einem dritten Wert, der in Zusammenhang mit der ersten gemessenen Variablen steht, und einem vierten Wert, der in Zusammenhang mit der zweiten gemessenen Variablen steht; der Prozessor soll Folgendes ausführen: das Feststellen, ob die zweite Variation, die in Zusammenhang mit dem Prozess steht, basierend auf den empfangenen Prozessteuerungsinformationen zum zweiten Zeitpunkt den Grenzwert überschreitet; falls die zweite Variation den Grenzwert überschreitet, das Errechnen eines dritten Beitragswerts basierend auf einem Beitrag der ersten gemessenen Variablen zur zweiten Variation zum zweiten Zeitpunkt sowie eines vierten Beitragswerts basierend auf einem Beitrag der zweiten gemessenen Variablen zur zweiten Variation zum zweiten Zeitpunkt; das Bestimmen mindestens einer Korrekturmaßnahme basierend auf dem dritten Beitragswert oder dem vierten Beitragswert; und das Errechnen der vorausgesagten Prozessqualität durch Anwenden der wenigstens einen Korrekturmaßnahme zu einem Zeitpunkt nach dem zweiten Zeitpunkt; und der Anzeigen-Manager soll Folgendes ausführen: das grafische Anzeigen der zweiten Variation in der ersten Grafik über die Benutzeroberfläche; das grafische Anzeigen des dritten Beitragswerts und des vierten Beitragswerts in der zweiten Grafik über die Benutzeroberfläche, wobei die zweite Grafik aus einem Teil der ersten Grafik ausgewählt werden kann; das grafische Anzeigen der wenigstens einen Korrekturmaßnahme in der zweiten Grafik; und das grafische Anzeigen der vorausgesagten Prozessqualität in der dritten Grafik über die Benutzeroberfläche, wobei die dritte Grafik aus einem Teil der zweiten Grafik ausgewählt werden kann.
Nach einem weiteren bevorzugten Gerät soll der Prozessor die vorausgesagte Prozessqualität durch Folgendes errechnen: das Bestimmen eines Verhältnisses einer Gesamtqualitätsvariablen, die in Zusammenhang mit der vorausgesagten Prozessqualität steht, mit der ersten gemessenen Variablen und/oder der zweiten gemessenen Variablen basierend auf einer multivariaten Analyse, einer algebraischen Analyse, einer Optimierungsanalyse, einer vorherigen Chargen-Prozessanalyse, einer statistischen Analyse, einer Regressionsanalyse, einer Korrelationsanalyse, einer Wiederholbarkeitsanalyse, einer Reproduktionsanalyse und/oder einer Zeitreihenanalyse; und das Anwenden der wenigstens einen Korrekturmaßnahme auf das Verhältnis.
Nach einem weiteren bevorzugten Gerät bestimmt der Prozessor die Variation basierend auf einer multivariaten Analyse, einer algebraischen Analyse, einer Optimierungsanalyse, einer vorherigen Chargen-Prozessanalyse, einer statistischen Analyse, einer Regressionsanalyse, einer Korrelationsanalyse, einer Wiederholbarkeitsanalyse, einer Reproduktionsanalyse und/oder einer Zeitreihenanalyse der ersten gemessenen Variablen und/oder der zweiten gemessenen Variablen.
Nach einem weiteren bevorzugten Gerät umfasst das Gerät ferner einen Prozessmodellgenerator zum Bestimmen eines Verhältnisses zwischen den ersten und zweiten Beitragswerten und der Variation basierend auf einer multivariaten Analyse, einer algebraischen Analyse, einer Optimierungsanalyse, einer vorherigen Chargen-Prozessanalyse, einer statistischen Analyse, einer Regressionsanalyse, einer Korrelationsanalyse, einer Wiederholbarkeitsanalyse, einer Reproduktionsanalyse und/oder einer Zeitreihenanalyse.
Nach einem weiteren bevorzugten Gerät errechnet der Prozessor den ersten Beitragswert und den zweiten Beitragswert basierend auf dem festgestellten Verhältnis.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das ein beispielhaftes Prozesssteuerungssystem, einschließlich einem beispielhaften Betriebsverwaltungssystem darstellt.
2 stellt eine Datenstruktur für eine beispielhafte Charge, einschließlich Prozessvariablen und Qualitätsvariablen dar.
3 stellt eine Datenstruktur für beispielhafte Chargen, einschließlich Prozessvariablen und entsprechenden Qualitätsvariablen dar.
4 ist ein Funktionsdiagramm des beispielhaften Betriebsverwaltungssystems von 1.
5 ist ein Diagramm, das Diagramme und/oder Grafiken darstellt, die durch das Betriebsverwaltungssystem von 1 erstellt werden, das angezeigt werden kann, um einen Fehler innerhalb des Prozesssteuerungssystems anzuzeigen.
6 stellt eine Benutzeroberfläche dar, die ein beispielhaftes Prozessübersichtsdiagramm des beispielhaften Prozesssteuerungssystems von 1 anzeigt.
7 stellt die Benutzeroberfläche von 6 dar, die eine beispielhafte Prozessvariationsgrafik, einschließlich unerklärter und erklärter Variationsgrafiken für den beispielhaften Chargenprozess von 6 anzeigt.
8 stellt die Benutzeroberfläche von 7 dar, die die beispielhafte Prozessvariationsgrafik, einschließlich einer Blende mit Beitragszusammenfassung anzeigt.
9 stellt die Benutzeroberfläche von 6 dar, die eine beispielhafte Beitragsgrafik, einschließlich unerklärter und erklärter Prozessvariationen für die mit dem Prozesssteuerungssystem von 1 in Zusammenhang stehenden Variablen anzeigt.
10 stellt die Benutzeroberfläche von 6 dar, die eine Tendenzgrafik der Medienflussvariable von 8 und 9 anzeigt.
11 stellt die Benutzeroberfläche von 6 dar, die eine Qualitätsvoraussagengrafik für die beispielhafte Charge von 6 anzeigt.
12 stellt die Benutzeroberfläche von 6 dar, die ein beispielhaftes Mikrodiagramm zu einem ersten Zeitpunkt, einschließlich der Sparklines, sowie ein Balkendiagramm für einige der Variablen von 9 anzeigt.
13 stellt die Benutzeroberfläche von 6 dar, die das beispielhafte Mikrodiagramm von 12 zu einem gewählten zweiten Zeitpunkt anzeigt.
14A und 14B stellen die Benutzeroberfläche von 6 dar, die beispielhafte Sparklines für die Mischer-Temperatur-Prozessvariable von 12 und 13 anzeigen.
15, 16A–16F und 17A–17B sind Ablaufdiagramme von beispielhaften Verfahren, die eingesetzt werden können, um das beispielhafte Betriebsverwaltungssystem, die beispielhafte Benutzeroberfläche, einen beispielhaften Analytikprozessor, einen Prozessmodellgenerator und/oder einen Anzeigen-Manager von 1 und/oder 4 zu implementieren.
18 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Prozessorsystems, das eingesetzt werden kann, um die hierin beschriebenen beispielhaften Verfahren und Geräte zu implementieren.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Obwohl nachfolgend beispielhafte Verfahren und Vorrichtungen, einschließlich weiteren Komponenten, Software und/oder auf Hardware ausgeführte Firmware, beschrieben werden, sollte beachtet werden, dass diese Beispiele lediglich zu illustrativen Zwecken dienen und daher nicht als beschränkend erachtet werden sollten. Es wird ebenfalls in Erwägung gezogen, dass beliebige oder sämtliche der Hardware-, Software- und Firmwarekomponenten exklusiv als Hardware, exklusiv als Software oder auch in jeder beliebigen Kombination aus Hardware und Software ausgeführt werden können. Entsprechend wird der Fachmann zu schätzen wissen, dass die im Folgenden beschriebenen Beispiele nicht die einzige Art und Weise darstellen, die genannten Verfahren und Vorrichtungen zu implementieren.
Derzeit stellen Prozesssteuerungssysteme analytische und/oder statistische Analysen von Prozesssteuerungsinformationen bereit. Diese Systeme implementieren jedoch Offline-Werkzeuge, um die Ursache und potenzielle Korrekturmaßnahmen von Prozesssteuerungsfehlern festzustellen, die eventuell Einfluss auf die Qualität des Endprodukts haben. Diese Offline-Werkzeuge können Prozessstudien, Laborstudien, Geschäftsstudien, Fehlersuche, Prozessverbesserungsanalysen und/oder Six-Sigma-Analysen umfassen. Obwohl diese Werkzeuge den Prozess für nachfolgende Produkte korrigieren können, sind die Werkzeuge nicht in der Lage, die Prozessqualität während dem Auftreten des Fehlers zu verbessern oder zu korrigieren. Daher reagieren diese Offline-Werkzeuge auf die Prozesssteuerungszustände und können zur Herstellung von Produkten mit verminderter Qualität führen, bis der Prozess korrigiert werden kann.
Die hierin beschriebenen beispielhaften Verfahren und Vorrichtungen können innerhalb eines Prozesssteuerungssystems eingesetzt werden, um eine prozessinterne Fehlersuche, Analyse und/oder Korrekturinformationen bereitzustellen, um es einem Bediener zu ermöglichen, einen Prozessfehler zu korrigieren, während der Prozess stattfindet oder läuft. Mit anderen Worten, Prozesskorrekturen können als Reaktion auf vorausgesagte Fehler zum Zeitpunkt während ein Fehler auftritt oder im Wesentlichen sofort nach Auftreten eines Fehlers durchgeführt werden. Die hierin beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können eingesetzt werden, um Prozessfehler vorauszusagen und/oder zu korrigieren, um die Prozessqualität einer Charge und/oder eines fortlaufenden Prozesses zu verbessern. Weiterhin oder alternativ dazu können die beispielhaften Verfahren und Vorrichtungen eingesetzt werden, um die Produktqualität durch die Voraussage der Produktqualität und die Korrektur der entsprechenden Prozessfehler und/oder durch die Korrektur von festgestellten Prozessfehlern zu korrigieren.
Ein beispielhaftes hierin beschriebenes Betriebsverwaltungssystem (OMS) verwaltet die Analyse, Organisation und Anzeige von Prozesssteuerungsinformationen, die durch das Prozesssteuerungssystem erzeugt werden. Das beispielhafte OMS stellt Prozesssteuerungsinformationen an Arbeitsstationen bereit, die berechtigt sind, die Informationen abzurufen. Ein Prozesssteuerungssystem kann jede beliebige Art von Chargenverarbeitungssystem, kontinuierlichem Verarbeitungssystem, automatischem System und/oder Herstellungssystem umfassen.
Die Prozesssteuerungsinformationen werden durch Feldgeräte innerhalb des Prozesssteuerungssystems erzeugt und können z. B. für Prozessumgebungsmessungen (wie z. B. Temperatur-, Konzentrations- oder Druckerfassung), Feldgerätmessungen (wie z. B. Pumpendrehzahl, Ventilposition oder Maschinengeschwindigkeit), Prozessstatusmessungen und/oder Prozessdurchsatzmessungen. Die Prozesssteuerungsinformationen können von einem Steuergerät als variable Ausgabedaten (z. B. der Wert, der mit von den Feldgeräten kommenden Variablen in Zusammenhang steht) empfangen werden. Das Steuergerät kann dann diese variablen Daten an das OMS zur analytischen und statistischen Verarbeitung basierend auf den Prozessmodellen weiterleiten.
Das hierin beschriebene, beispielhafte OMS verwendet beschreibende Modellierung, voraussagende Modellierung und/oder Optimierung, um Feedback bezüglich des Status und/oder der Qualität des Prozesssteuerungssystems zu generieren. Weiterhin sagt das OMS voraus, erfasst, identifiziert und/oder diagnostiziert Prozessbetriebsfehler und sagt die Auswirkung jeglicher Fehler auf Qualitätsvariablen voraus, die mit einer Qualität eines Endprodukts in Zusammenhang stehen. Ein Fehler kann einen Prozessqualitätsfehler umfassen, der eine multivariate und/oder statistische Kombination von Ausgangsleistungen eines oder mehrerer Feldgeräte ist, der einen Grenzwert überschreitet. Zusätzlich kann ein Fehler Ausgabewerte eines Feldgeräts oder mehrerer Feldgeräte enthalten, die entsprechende Grenzwerte überschreiten. Weiterhin verwaltet das beispielhafte OMS den Zugang und die Kontrolle der Prozesssteuerungsdaten mittels einer grafischen Benutzeroberfläche. Diese Benutzeroberfläche kann verwendet werden, um einen Bediener der Prozesssteuerung auf das Auftreten beliebiger Prozesssteuerungsfehler hinzuweisen. Außerdem kann die Benutzeroberfläche den Bediener durch einen Analyseprozess führen, um eine Prozessfehlerquelle festzustellen und eine Auswirkung einer Korrekturmaßnahme am Prozessfehler auf die Qualität des Endprodukts/der Endprodukte vorauszusagen. Die Benutzeroberfläche kann von jedem Bediener der Prozesssteuerung mit Zugang zu den Informationen, einschließlich Bedienern des Prozesses, die Zugang zur Benutzeroberfläche aus der Entfernung über das Internet haben, angesteuert werden. Das OMS kann einem Bediener der Prozesssteuerung Prozessinformationen zur Verfügung stellen, während der Prozess stattfindet, wodurch es dem Bediener ermöglicht wird, Einstellungen am Prozess zur Korrektur von Fehlern vorzunehmen. Durch die Vornahme von Fehlerkorrekturen kann der Bediener eine Qualität des Endprodukts und der nachfolgenden Produkte aufrechterhalten.
Das beispielhafte OMS kann die Erfassung, die Analyse, die Korrekturmaßnahme sowie Qualitätsvoraussageinformationen in einem Diagramm oder in mehreren Diagrammen und/oder Grafiken innerhalb der grafischen Benutzeroberfläche anzeigen. Zum Beispiel kann ein Prozessübersichtsdiagramm den Status eines Prozesses oder mehrerer Prozesse anzeigen, die überwacht werden. Aus diesem Übersichtsdiagramm kann ein Bediener eine Prozessvariationsgrafik auswählen, die beliebige erklärte (z. B. modellierte) und/oder unerklärte (z. B. nicht modellierte) Variationen innerhalb des Prozesses anzeigt. Der Bediener kann einen Punkt in der Prozessvariationsgrafik auswählen, die die Beiträge von unerklärten und erklärten Variationen jedes Prozesses und/oder die mit der Gesamtprozessvariation in Zusammenhang stehende Qualität anzeigt. Das beispielhafte OMS kann die Beitragsverhältnisse zwischen den Prozess- und/oder Qualitätsvariablen basierend auf dem Modellieren und/oder Analysieren des Prozesssteuerungssystems bestimmen.
Im Beitragsdiagramm kann ein Bediener eine oder mehrere Variablen identifizieren, die zum Prozessfehler beitragen. Weiterhin kann der Bediener eine oder mehrere Variablen auswählen, um eine Variablentendenzgrafik anzuzeigen, welche Werte aufzeigt, die mit jeder Variablen während dem Prozess in Bezug auf vorherige Durchschnittswerte und/oder Normabweichungen der Variablen während vorheriger Prozesse in Zusammenhang stehen. Der Bediener kann dann eine Prozessqualitätsvoraussagengrafik ansteuern um festzustellen, ob der Fehler die resultierende Qualität eines Produkts das aus dem Prozess entsteht erheblich beeinflussen wird. Falls die Qualität nicht erheblich beeinflusst worden ist, kann der Bediener die Variablentendenzinformationen anwenden, um geeignete Einstellungen am Prozess zur Korrektur von Fehlern vorzunehmen.
Bei einer alternativen Implementierung kann ein Bediener ein Mikrodiagramm anzeigen, das die mit jeder der Prozess- und/oder Qualitätsvariablen in Zusammenhang stehenden Fehlerarten zeigt. Zudem kann das Mikrodiagramm Sparklines enthalten, die zusammenfassende Informationen über vorherige Werte jeder Prozess- und/oder Qualitätsvariable während dem Prozess anzeigen. Weiterhin kann das Mikrodiagramm eine Zeitachse enthalten, die vorherige und/oder aktuelle Fehler und/oder Abweichungen anzeigt. Der Bediener kann zu einem Zeitpunkt an der Zeitachse rollen, um variable Beiträge, die Werte der Prozess- und/oder Qualitätsvariablen zum gewählten Zeitpunkt anzuzeigen. Das Mikrodiagramm kann ebenfalls vorausgesagte, errechnete und/oder Gesamtqualitätsvariablen für einen gewählten Zeitpunkt aufzeigen. Der Bediener kann jede beliebige Variable wählen, um eine Variablentendenzgrafik für diese Variable zu sehen oder kann alternativ eine Prozessqualitätsvoraussagengrafik ansteuern. Durch das Bereitstellen multivariabler Analysedaten und/oder voraussagenden Daten innerhalb leicht zu lesender und verknüpfter Diagramme und/oder Grafiken (z. B. Grafiken), können daher die hierin beschriebenen beispielhaften Verfahren und Vorrichtungen den Bediener der Prozesssteuerung dazu befähigen, Prozesssteuerungsfehler relativ leicht in Angriff zu nehmen bevor diese die Qualität eines Endprodukts negativ beeinflussen.
Während sich die hierin genannten, beispielhaften Verfahren und Vorrichtungen auf beispielhafte Mikrodiagramme, Sparklines, Kombinationsgrafiken, Übersichtsdiagramme, Prozessvariationsgrafiken, Prozessqualitätsvoraussagegrafiken und/oder Variablentendenzgrafiken beziehen, können die Mikrodiagramme, Sparklines, Kombinationsgrafiken, Übersichtsdiagramme, Prozessvariationsgrafiken, Prozessqualitätsvoraussagegrafiken und/oder Variablentendenzgrafiken in jeder beliebigen Art und Weise derart grafisch implementiert werden, dass diese dieselbe Art von Prozesssteuerungsinformationen und/oder -verhältnisse zwischen den Prozesssteuerungsinformationen anzeigen. Während weiterhin das beispielhafte OMS die beispielhaften Mikrodiagramme, Sparklines, Kombinationsgrafiken, Übersichtsdiagramme, Prozessvariationsgrafiken, Prozessqualitätsvoraussagegrafiken und/oder Variablentendenzgrafiken erzeugt, kann jedes beliebige weitere Prozesssteuergerät, Server, Arbeitsstation und/oder Komponente ebenfalls diese Mikrodiagramme, Sparklines, Kombinationsgrafiken, Übersichtsdiagramme, Prozessvariationsgrafiken, Prozessqualitätsvoraussagegrafiken und/oder Variablentendenzgrafiken erzeugen.
1 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Prozesssteuerungsumgebung 100 darstellt, umfassend ein beispielhaftes Betriebsverwaltungssystem (OMS) 102. Bei weiteren Beispielen kann das OMS 102 als ein Prozessüberwachungs- und Qualitätsvoraussagesystem (PMS) bekannt sein. Das beispielhafte OMS 102 befindet sich in einer Anlage 104, die ein Prozesssteuerungssystem 106 enthält. Bei der beispielhaften Anlage 104 kann es sich um jede beliebige Art von Herstellungseinrichtung, Verarbeitungseinrichtung, Automatisierungseinrichtung und/oder jede beliebige Art von Prozesssteuerungsstruktur oder -system handeln. Bei manchen Beispielen kann die Anlage 104 mehrere Einrichtungen umfassen, die sich an verschiedenen Orten befinden. Obwohl die beispielhafte Anlage 104 das Prozesssteuerungssystem 106 aufweist, kann die Anlage 104 außerdem zusätzliche Prozesssteuerungssysteme umfassen.
Das beispielhafte Prozesssteuerungssystem 106 steht mit einem Steuergerät 108 über einen Datenbus 110 in Kommunikationsverbindung. Das Prozesssteuerungssystem 106 kann eine beliebige Anzahl von Feldgeräten (z. B. Eingabe- und/oder Ausgabegeräte) enthalten. Die Feldgeräte können jede Art von Prozesssteuerungskomponente enthalten, die in der Lage ist, Eingaben zu empfangen, Ausgaben zu generieren und/oder einen Prozess zu steuern. Die Feldgeräte können z. B. Eingabegeräte, wie Ventile, Pumpen, Ventilatoren, Heizungen, Kühlgeräte und/oder Mischer enthalten, um einen Prozess zu steuern. Außerdem können die Feldgeräte Ausgabegeräte, wie Thermometer, Druckmesser, Konzentrationsmesser, Flüssigkeitsstandmesser, Flussmesser und/oder Dampfsensoren enthalten, um Teile eines Prozesses zu messen. Die Eingabegeräte können Anweisungen vom Steuergerät 108 empfangen, um spezifische Befehle auszuführen und damit eine Veränderung des Prozesses herbeiführen. Weiterhin messen die Ausgabegeräte Prozessdaten, Umgebungsdaten und/oder Eingabegerätedaten und übertragen die Messdaten zum Steuergerät 108 als Prozesssteuerungsinformationen. Diese Prozesssteuerungsinformationen können die Werte der Variablen enthalten (z. B. die gemessenen Prozessvariablen und/oder die gemessenen Qualitätsvariablen), die einer gemessenen Ausgabe aus jedem Feldgerät entsprechen.
Im dargestellten Beispiel von 1 kann das beispielhafte Steuergerät 108 in Kommunikationsverbindung mit den Feldgeräten innerhalb des Prozesssteuerungssystems 106 über den Datenbus 110 treten. Dieser Datenbus 110 kann innerhalb des Prozesssteuerungssystems 106 an zwischengeschaltete Kommunikationskomponenten gekoppelt werden. Diese Kommunikationskomponenten können Feldklemmkästen enthalten, um die Feldgeräte in einem Befehlsbereich in einer Kommunikationsverbindung an den Datenbus 110 zu koppeln. Weiterhin können die Kommunikationskomponenten Marshalling-Schränke enthalten, um die Kommunikationswege zu den Feldgeräten und/oder zu den Feldklemmkästen zu organisieren. Außerdem können die Kommunikationskomponenten E/A-Karten enthalten, um Daten von den Feldgeräten zu empfangen und die Daten in ein Kommunikationsmedium zu verwandeln, das in der Lage ist, vom beispielhaften Steuergerät 108 empfangen zu werden. Diese E/A-Karten können ebenfalls Daten vom Steuergerät 108 in ein Datenformat umwandeln, das durch die entsprechenden Feldgeräte verarbeitet werden kann. Bei einem Beispiel kann der Datenbus 110 unter Anwendung des Feldbusprotokolls oder anderer Arten von verdrahteten und/oder drahtlosen Kommunikationsprotokollen (z. B. Profibusprotokoll, HART-Protokoll, etc.) implementiert werden.
Das beispielhafte Steuergerät 108 von 1 verwaltet eine oder mehrere Steuerungsroutinen zur Verwaltung der Feldgeräte innerhalb des Prozesssteuerungssystems 106. Die Steuerungsroutinen können Prozessüberwachungsanwendungen, Alarmverwaltungsanwendungen, Prozesstendenz- und/oder Historieanwendungen, Chargenverarbeitung und/oder Aktionsverwaltungsanwendungen, statistische Anwendungen, Video-Streaming-Anwendungen, fortgeschrittene Steuerungsanwendungen, etc. enthalten. Ferner leitet das Steuergerät 108 Prozesssteuerungsinformationen an das beispielhafte OMS 102 weiter. Die Steuerungsroutinen können sicherstellen, dass das Prozesssteuerungssystem 106 spezifische Mengen eines gewünschten Produkts innerhalb einer bestimmten Qualitätsgrenze produziert. Das Prozesssteuerungssystem 106 kann z. B. als ein Chargensystem konfiguriert werden, das ein Produkt am Ende eines Chargenprozesses produziert. Bei weiteren Beispielen kann das Prozesssteuerungssystem 106 ein kontinuierliches Prozessfabrikationssystem enthalten, das ständig Produkte herstellt.
Die Prozesssteuerungsinformationen vom Steuergerät 108 können Werte enthalten, die den gemessenen Prozess- und/oder Qualitätsvariablen entsprechen, die den Feldgeräten innerhalb des Prozesssteuerungssystems 106 entstammen. Bei weiteren Beispielen kann das OMS 102 Werte innerhalb der Prozesssteuerungsinformationen in die entsprechenden Variablen zergliedern. Die gemessenen Prozessvariablen können mit den Prozesssteuerungsinformationen in Zusammenhang stehen, die den Feldgeräten entstammen, die Anteile des Prozesses und/oder Merkmale der Feldgeräte messen. Die gemessenen Qualitätsvariablen können mit den Prozesssteuerungsinformationen in Zusammenhang stehen, die den Messmerkmalen des Prozesses zugeordnet sind, welcher mit wenigstens einem Teil eines fertig gestellten Produkts in Zusammenhang steht.
Das Prozesssteuerungssystem 106 kann zum Beispiel eine chemische Reaktion in einem Tank beinhalten, der eine Konzentration einer Chemikalie in einer Flüssigkeit produziert. Bei diesem Beispiel kann es sich bei der Konzentration der Chemikalie in der Flüssigkeit um eine Qualitätsvariable handeln. Eine Temperatur der Flüssigkeit und die Rate eines Flüssigkeitsstroms in den Tank hinein können Prozessvariablen sein. Das beispielhafte OMS 102 kann über die Prozesssteuerungsmodellierung und/oder -überwachung bestimmen, dass die Konzentration der Flüssigkeit im Tank auf der Temperatur der Flüssigkeit im Tank und auf der Flüssigkeitsdurchflussmenge in den Tank hinein basiert. Deshalb ist nicht nur die Konzentration eine Qualitätsvariable, sondern die Flüssigkeitsdurchflussmenge und die Flüssigkeitstemperatur tragen ebenfalls zur Qualität der Konzentration bei, oder haben einen Einfluss auf diese. Mit anderen Worten tragen die gemessenen Prozessvariablen zur Qualität der gemessenen Qualitätsvariablen bei, oder haben einen Einfluss auf diese. Das OMS 102 kann die statistische Verarbeitung einsetzen, um das Ausmaß der Beeinflussung und/oder des Beitrags jeder Prozessvariablen auf eine oder für eine Qualitätsvariable festzustellen.
Außerdem kann das beispielhafte OMS 102 die Verhältnisse zwischen den gemessenen Prozessvariablen und/oder der Qualitätsvariablen modellieren und/oder bestimmen, die in Zusammenhang mit dem Prozesssteuerungssystem 106 stehen. Diese Verhältnisse zwischen den gemessenen Prozess- und/oder Qualitätsvariablen können eine oder mehrere errechnete Qualitätsvariablen erzeugen. Eine errechnete Qualitätsvariable kann eine multivariate und/oder lineare algebraische Kombination einer oder mehrerer gemessener Prozessvariablen, gemessener Qualitätsvariablen und/oder anderer errechneter Qualitätsvariablen sein. Ferner kann das OMS 102 eine Gesamtqualitätsvariable aus einer Kombination der gemessenen Prozessvariablen, der gemessenen Qualitätsvariablen und/oder der errechneten Qualitätsvariablen bestimmen. Die Gesamtqualitätsvariable kann einer Bestimmung der Qualität des gesamten Prozesses entsprechen und/oder kann einer vorausgesagten Qualität eines Endprodukts des Prozesses entsprechen.
Das beispielhafte OMS 102 von 1 enthält einen Analytikprozessor 114. Der beispielhafte Analytikprozessor 114 setzt die deskriptive Modellierung, voraussagende Modellierung und/oder Optimierung ein, um Feedback über den Status und/oder die Qualität des Prozesssteuerungssystems 106 zu generieren. Der Analytikprozessor 114 kann Prozessbetriebsfehler erfassen, identifizieren und/oder diagnostizieren und die Auswirkung beliebiger Fehler auf die Qualitätsvariablen und/oder eine Gesamtqualitätsvariable, die mit einer Qualität eines Endprodukts des Prozesssteuerungssystems 106 in Zusammenhang steht, voraussagen. Ferner kann der Analytikprozessor 114 die Qualität des Prozesses durch das statistische und/oder logische Verbinden der Qualitäts- und/oder Prozessvariablen in eine Gesamtqualitätsvariable überwachen, die mit der Gesamtqualität des Prozesses in Zusammenhang steht. Der Analytikprozessor 114 kann dann die für die Gesamtqualitätsvariable errechneten und/oder die Werte, die mit den weiteren Qualitätsvariablen in Zusammenhang stehen, mit den entsprechenden Grenzwerten vergleichen. Diese Grenzwerte können auf den vorbestimmten Qualitätslimits der Gesamtqualitätsvariable zu verschiedenen Zeitpunkten innerhalb des Prozesses basieren. Falls eine Gesamtqualitätsvariable, die mit einem Prozess in Zusammenhang steht, beispielsweise einen Grenzwert für eine Zeitspanne überschreitet, kann es vorkommen, dass die vorausgesagte endgültige Qualität des Endprodukts den mit dem Endprodukt in Zusammenhang stehenden Qualitätsmetriken nicht entspricht.
Falls die Gesamtqualitätsvariable und/oder weitere Qualitätsvariablen von den entsprechenden Grenzwerten abweichen, kann der Analytikprozessor 114 einen Fehlerhinweis innerhalb eines Prozessübersichtsdiagramms und/oder einer Prozessvariationsgrafik generieren, der eine erklärte und/oder eine unerklärte Variation (oder Abweichung) zeigt, die mit der Gesamtqualitätsvariable in Zusammenhang steht und/oder der eine Variable zeigen kann, die den Prozessfehler erzeugt hat. Der beispielhafte Analytikprozessor 114 verwaltet die Analyse, um eine Ursache eines oder mehrerer Prozessfehler durch Bereitstellung einer Funktionalität zu bestimmen, die es einem Bediener ermöglicht, Prozessqualitätsgrafiken (z. B. Kombinationsgrafiken, Mikrodiagramme, Prozessvariationsgrafiken, Variablentendenzgrafiken, Grafiken, etc.) zu erzeugen, die aktuelle und/oder vorherige Werte der gemessenen Prozessvariablen, der gemessenen Qualitätsvariablen und/oder der errechneten Qualitätsvariablen anzeigen können. Ferner erzeugt der Analytikprozessor 114 diese Grafiken, während der Prozess im Betrieb ist und kontinuierlich multivariate Statistiken aktualisiert und/oder neu errechnet, die mit jeder der Grafiken in Zusammenhang stehen, während zusätzliche Prozesssteuerungsinformationen vom OMS 102 empfangen werden.
Der Analytikprozessor 114 kann durch Errechnen der Beiträge der Prozessvariablen und/oder der Qualitätsvariablen zur Gesamtqualitätsvariable oder der Qualitätsvariable, die den Fehler verursacht, eine Beitragsgrafik generieren. Die Beiträge der Prozess- und/oder Qualitätsvariablen können als eine erklärte und/oder eine unerklärte Variation jeder Variablen als ein Beitrag zur Variation angezeigt werden, die mit der Gesamtqualität in Zusammenhang steht und/oder der Qualitätsvariable, die mit dem Fehler in Zusammenhang steht.
Weiterhin kann der beispielhafte Analytikprozessor 114 Variablentendenzgrafiken für beliebige ausgewählte Prozess- und/oder Qualitätsvariablen generieren, die eventuell Variationen aufweisen, die höher liegen als ein definierter Grenzwert. Die Variablentendenzgrafik kann Werte anzeigen, die mit der Variablen über einen Zeitraum des Prozesses in Bezug auf die Werte der Variablen während ähnlicher Zeiträume in vorherigen Prozessen in Zusammenhang stehen. Durch das Erzeugen der Beitragsgrafik und/oder der Variablentendenzgrafiken, kann der Analytikprozessor 114 ebenfalls mögliche Korrekturen am Prozess zum Beseitigen des erfassten Fehlers identifizieren. Die Variablentendenzgrafik kann einem Bediener dabei behilflich sein, eine Ursache eines Prozessfehlers durch das Bereitstellen einer Überlagerung grafischer Darstellungen der Historie mit damit in Zusammenhang stehenden Variationen (z. B. Standardabweichungen) vom aktuellen Wert, zu bestimmen.
Der Analytikprozessor 114 kann eine Qualitätsvoraussagengrafik erzeugen, um die Auswirkung der Korrektur(en), falls implementiert, auf die Gesamtqualität des Prozesses festzustellen. Falls die Korrektur(en) die Gesamtqualität innerhalb vorgeschriebener Grenzwerte beibehalten oder verbessern, kann der Analytikprozessor 114 dem OMS 102 anzeigen, die Korrektur(en) durchzuführen. Alternativ kann der Analytikprozessor 114 Anweisungen an das Steuergerät 108 zum Durchführen der Prozesskorrektur(en) senden.
Ferner kann der beispielhafte Analytikprozessor 114 nach der Feststellung eines mit einer Gesamtqualitätsvariable und/oder einer beliebigen weiteren Qualitätsvariable in Zusammenhang stehenden Fehlers ein Mikrodiagramm generieren. Das Mikrodiagramm kann Werte der Prozess- und/oder Qualitätsvariablen zu einem vorgeschriebenen Zeitpunkt (z. B. ein Zeitpunkt, der mit dem Prozessfehler in Zusammenhang steht) in Bezug auf einen Durchschnittswert und/oder einer Standardabweichung für jede der Variablen enthalten. Zusätzlich kann das Mikrodiagramm Sparklines enthalten, die auf vorherige Werte hindeuten, die mit jeder der Prozess- und/oder Qualitätsvariablen in Zusammenhang stehen. Aus dem Mikrodiagramm kann es der beispielhafte Analytikprozessor 114 einem Bediener ermöglichen, einen oder mehrere Korrekturabläufe im Prozess zu bestimmen und/oder auszuwählen und/oder zu bestimmen, ob die Korrekturen den Prozess derart verbessern, dass sich die Gesamtqualitätsvariable voraussichtlich innerhalb der vorgeschriebenen Grenzwerte befindet.
Das beispielhafte OMS 102 verwaltet den Zugang und die Kontrolle zu den Prozesssteuerungsdaten, einschließlich den Prozessvariationsgrafiken, Beitragsgrafiken, Variablentendenzgrafiken, Qualitätsvoraussagengrafiken und/oder den Mikrodiagrammen über einen Online-Datenprozessor 116. Zusätzlich stellt der Online-Datenprozessor 116 dem Bediener der Prozesssteuerung Zugang zur Ansicht der Prozesssteuerungsdaten, zur Änderung und/oder Modifizierung der Prozesssteuerungsdaten und/oder zum Erzeugen von Anweisungen für Feldgeräte innerhalb des Prozesssteuerungssystems 106 bereit.
Die beispielhafte Anlage 104 von 1 umfasst einen Router 120 sowie eine lokale Arbeitsstation 122, die über ein lokales Netzwerk (LAN) in Kommunikationsverbindung zum Online-Datenprozessor 116 stehen. Weiterhin kann der beispielhafte Router 120 beliebige andere Arbeitsstationen (nicht dargestellt) innerhalb der Anlage 104 an das LAN 124 und/oder den Online-Datenprozessor 116 in einer Kommunikationsverbindung koppeln. Der Router 120 kann mit den anderen Arbeitsstationen drahtlos und/oder über eine Drahtverbindung in Kommunikationsverbindung stehen. Der Router 120 kann jede Art von drahtlosem und/oder verdrahtetem Router als Zugangsnetzknoten zum LAN 124 und/oder zum Online-Datenprozessor 116 umfassen.
Das LAN 124 kann mit jedem gewünschten Kommunikationsmedium und Protokoll implementiert werden. Das LAN 124 kann z. B. auf einem festverdrahtetem oder drahtlosem Ethernet-Kommunikationsschema beruhen. Es kann jedoch auch jedes andere geeignete Kommunikationsmedium und Protokoll verwendet werden. Weiterhin können, obwohl ein einzelnes LAN dargestellt wird, mehr als ein LAN sowie entsprechende Kommunikations-Hardware innerhalb der Arbeitsstation 122 verwendet werden, um redundante Kommunikationswege zwischen der Arbeitsstation 122 und einer entsprechenden ähnlichen Arbeitsstation (nicht dargestellt) bereitzustellen.
Das LAN 124 steht ebenfalls mit einer Firewall 128 in Kommunikationsverbindung. Die Firewall 128 bestimmt basierend auf einer oder mehrerer Regeln, ob eine Kommunikation von entfernten Arbeitsstationen 130 und/oder 132 in der Anlage 104 zugelassen wird. Die beispielhaften entfernten Arbeitsstationen 130 und 132 können Bedienern, die sich nicht innerhalb der Anlage 104 aufhalten, Zugang zu Ressourcen innerhalb der Anlage 104 bereitstellen. Die entfernten Arbeitsstationen 130 und 132 stehen über ein Weitverkehrsnetz (WAN) 134 mit der Firewall 128 in Kommunikationsverbindung.
Die beispielhaften Arbeitsstationen 122, 130 und/oder 132 können derart konfiguriert werden, um einen oder mehrere Prozess/e innerhalb des Prozesssteuerungssystems 106 zu betrachten, zu modifizieren und/oder zu korrigieren. Die Arbeitsstationen 122, 130 und/oder 132 können z. B. eine Benutzeroberfläche 136 enthalten, die vom OMS 102 erzeugte Prozesssteuerungsinformationen aufbereitet und/oder anzeigt. Die Benutzeroberfläche 136 kann beispielsweise Grafiken und/oder Diagramme, oder alternativ Daten zum Erzeugen einer Prozesssteuerungsgrafik und/oder -diagramms vom OMS 102 empfangen. Nach Erhalt der Grafik und/oder der Diagrammdaten in der entsprechenden Arbeitsstation 122, 130 und/oder 132 kann die Benutzeroberfläche 136 eine Anzeige einer Grafik und/oder eines Diagramms 138 erzeugen, das relativ leicht vom Bediener verstanden werden kann. Das Beispiel in 1 zeigt die Arbeitsstation 132 mit der Benutzeroberfläche 136. Die Arbeitsstationen 122 und/oder 130 können jedoch Benutzeroberflächen 136 enthalten.
Die beispielhafte Benutzeroberfläche 136 kann einen Bediener der Prozesssteuerung auf das Auftreten von beliebigen Prozesssteuerungsfehlern innerhalb des Prozesssteuerungssystems 106 und/oder eines beliebigen weiteren Prozesssteuerungssystem innerhalb der Anlage 104 aufmerksam machen. Weiterhin kann die Benutzeroberfläche 136 einen Bediener der Prozesssteuerung durch einen Analyseprozess führen, um eine Quelle eines Prozessfehlers festzustellen und eine Auswirkung des Prozessfehlers auf die Qualität des Endprodukts vorauszusagen. Die Benutzeroberfläche 136 kann dem Bediener statistische Informationen über die Prozesssteuerung bereitstellen, während der Prozess abläuft, wodurch es dem Bediener ermöglicht wird, Einstellungen am Prozess zur Korrektur von Fehlern vorzunehmen. Durch das Korrigieren von Fehlern während dem Prozess kann der Bediener eine Qualität des Endprodukts aufrechterhalten.
Die beispielhafte Benutzeroberfläche 136 kann über das beispielhafte OMS 102 die Erfassung, Analyse, Korrekturmaßnahme sowie Qualitätsvoraussageninformationen anzeigen. Die Benutzeroberfläche 136 kann z. B. ein Prozessübersichtsdiagramm, eine Prozessvariationsgrafik, ein Mikrodiagramm, eine Beitragsgrafik, eine Variablentendenzgrafik und/oder eine Qualitätsvoraussagengrafik (z. B. die Grafik 138) anzeigen. Nach Ansicht dieser Grafiken 138 kann der Bediener zusätzliche Grafiken 138 auswählen, um multivariate und/oder statistische Prozessinformationen anzusehen, damit eine Ursache eines Prozessfehlers bestimmt werden kann. Weiterhin kann die Benutzeroberfläche 136 mögliche Korrekturabläufe an einem Prozessfehler anzeigen. Die Benutzeroberfläche 136 kann es dann einem Bediener ermöglichen, einen oder mehrere Korrekturabläufe auszuwählen. Nach Auswahl einer Korrektur kann die Benutzeroberfläche 136 die Korrektur an das OMS 102 übertragen, welches sodann eine Anweisung an das Steuergerät 108 sendet, die entsprechende Korrektur im Prozesssteuerungssystem 106 vorzunehmen.
Die beispielhaften Arbeitsstationen 122, 130 und/oder 132 von 1 können jedes beliebige Computergerät, einschließlich einem Arbeitsplatzrechner, einem Laptop, einem Server, einem Steuergerät, einem Minicomputer (PDA), einem Mikrocomputer, etc. enthalten. Die Arbeitsstationen 122, 130 und/oder 132 können unter Anwendung eines geeigneten Computersystems oder Verarbeitungssystems (z. B. dem Prozessorsystem P10 von 18) implementiert werden. Die Arbeitsstationen 122, 130 und/oder 132 könnten z. B. unter Anwendung eines einzigen Prozessor-Arbeitsplatzrechner, Einzel- oder Multiprozessor-Arbeitsstationen, etc. implementiert werden.
Die beispielhafte Prozesssteuerungsumgebung 100 wird bereitgestellt, um eine Art von System darzustellen, bei dem die nachfolgend näher beschriebenen beispielhaften Verfahren und Vorrichtungen vorteilhaft eingesetzt werden können. Die hier beschriebenen beispielhaften Verfahren und Vorrichtungen können jedoch, falls gewünscht, vorteilhafter Weise auch in anderen Systemen eingesetzt werden, die mehr oder weniger komplex sind, als die in 1 dargestellte beispielhafte Prozesssteuerungsumgebung 100 und/oder das Prozesssteuerungssystem 106 und/oder in Systemen, die in Zusammenhang mit den Prozesssteuerungsabläufen, Betriebsverwaltungsabläufen, Kommunikationsabläufen, etc. benutzt werden.
2 stellt eine Datenstruktur 200 für eine beispielhafte Charge (z. B. Charge Nr. 1), einschließlich der gemessenen Variablen 202 und den errechneten Qualitätsvariablen 204 dar. Die beispielhafte Datenstruktur 200 kann ebenfalls eine Gesamtqualitätsvariable (nicht dargestellt) enthalten. Die Chargenverarbeitung ist eine Art von Produktherstellung, wobei eine relativ große Anzahl an Produkten und/oder Anteilen von Produkten parallel an einer oder mehreren durch eine Routine gesteuerten Stellen erzeugt werden. Die Routine kann einen oder mehrere Prozessarbeitsgänge enthalten, wobei jeder Arbeitsgang einen oder mehrere Vorgänge und jeder Vorgang einen oder mehrere Phasen umfasst. Bei weiteren Beispielen kann ein Prozesssteuerungssystem zum Erzeugen von Produkten die kontinuierliche Verarbeitung einsetzen. Die kontinuierliche Verarbeitung ist der Fließbandfabrikation ähnlich, wobei Prozesse und/oder Vorgänge jeweils seriell als eine Einzelfunktion an einem einzelnen Produkt (oder an nur wenigen Produkten) gleichzeitig durchgeführt werden. Obwohl sich die hier beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen auf Chargenverfahren beziehen, kann jede Art von Prozess implementiert werden.
Die beispielhaften gemessenen Variablen 202 enthalten gemessene Prozess- und/oder Qualitätsvariablen. Zum Beispiel kann die Variable P1 einer Flüssigkeitsdurchflussmenge (z. B. einer Prozessvariable) entsprechen und die Variable P2 kann einer Konzentration einer Flüssigkeit (z. B. einer Qualitätsvariable) entsprechen. Die gemessenen Variablen 202 werden in Zusammenhang mit dem Chargenprozess CHARGE Nr. 1 gezeigt. Der Chargenprozess findet während einem entlang der z-Achse (z. B. ZEIT) gezeigten Zeitraum statt. Weiterhin enthält der Chargenprozess von 2 acht gemessene Variablen. Bei weiteren Beispielen kann der Chargenprozess jedoch auch weniger oder mehr gemessene Variablen enthalten.
2 zeigt, dass jede der gemessenen Variablen 202 nur für bestimmte Zeitpunkte während des Chargenprozesses relevant ist. Die Variable P1 ist z. B. vom Start der Charge bis zu einem Mittelpunkt während der Charge relevant. Deshalb kann Flüssigkeit nur vom Anfang der Charge bis zu einem Mittelpunkt der Charge während dem Chargenprozess fließen, wenn die Variable P1 mit einer Flüssigkeitsdurchflussmenge in Zusammenhang steht. Nach diesem Punkt kann es vorkommen, dass die Charge einen Flüssigkeitsfluss nicht verwendet und daher ist die Variable P1 über diesen Punkt hinaus nicht mehr für den Chargenprozess relevant. Im Gegensatz dazu ist die Variable P4 relevant für den gesamten Chargenprozess.
Die beispielhaften errechneten Qualitätsvariablen 204 stehen mit dem gesamten Chargenprozess in Zusammenhang. Die errechneten Qualitätsvariablen 204 können das Ergebnis eines multivariaten, statistischen und/oder algebraischen Verhältnisses zwischen den gemessenen Variablen 202 und/oder den Qualitätsvariablen 204 sein. Die Qualitätsvariable Q1 204 kann z. B. einer Zusammensetzungsqualität eines aus dem Chargenprozess resultierenden Produkts entsprechen. Die Zusammensetzungsqualität Q1 kann eine Qualitätsvariable sein, weil sie eventuell nicht direkt im Prozesssteuerungssystem 106 gemessen werden kann. Stattdessen kann die Zusammensetzungsqualität Q1 aus einer multivariaten Kombination der gemessenen Variablen 202 P1, P3, P4 and P7 modelliert und/oder bestimmt werden. Deshalb kann, falls die Zusammensetzungsqualität Q1 einen definierten Grenzwert überschreitet, jede beliebige und/oder eine Kombination der gemessenen Variablen P1, P3, P4 und/oder P7 ein beitragender Faktor zur Abweichung darstellen.
3 stellt eine Datenstruktur 300 für beispielhafte Chargen, einschließlich Prozessvariablen 302 und entsprechenden Qualitätsvariablen 304 dar. Die Chargen (z. B. CHARGE 1–7) zeigen, dass ein Chargenprozess Arbeitsgänge umfasst (z. B. ARBEITSGÄNGE 1–4), die in serieller Reihenfolge ausgeführt werden. ARBEITSGANG 1 kann z. B. einer Kombination und Mischung aus Chemikalien in einer Charge entsprechen, während ARBEITSGANG 2 einem Härten dieser gemischten Chemikalien in einer Charge entspricht. Diese Arbeitsgänge können noch weiter in Vorgänge, Phasen und/oder Stufen unterteilt werden. Weiterhin entsprechen die errechneten Qualitätsvariablen 306 den gemessenen Variablen 302 an jeder Charge.
Das Beispiel in 3 zeigt, dass sich jede Charge in Bezug auf den Zeitraum unterscheiden kann, wobei sich der Start und Abschluss jedes Arbeitsgangs von Charge zu Charge unterscheidet. CHARGE 2 wird z. B. in einem kürzeren Zeitraum fertig gestellt, als CHARGE 2, aber CHARGEN 3 und 4 werden nach einem längeren Zeitraum fertig gestellt, als CHARGE 1. Ferner benötigt CHARGE 1 einen längeren Zeitraum zur Fertigstellung des ARBEITSGANGS 1, als CHARGE 2. Die relevante Zeitdauer jeder Variablen (nicht dargestellt) kann jedoch proportional zum Zeitraum für den oder die entsprechenden Arbeitsgang (Arbeitsgänge) liegen. Deshalb kann die variierende Zeit zur Fertigstellung von Chargen und/oder Arbeitsgängen durch die gemessenen Variablen 302 in jeder Charge entschieden werden. Als ein Resultat des proportionalen Zeitraums der gemessenen Variablen können Vergleiche zwischen den gemessenen Variablenwerten zwischen Chargen unternommen werden. Der Wert der gemessenen Variable P1 bei 50% über den ARBEITSGANG 1 hinweg von CHARGE 1 sollte z. B. im Wesentlichen den gleichen Wert wie die Variable P1 bei 50% über den ARBEITSGANG 1 hinweg von CHARGEN 2–7 aufweisen.
4 ist ein Funktionsdiagramm des beispielhaften Betriebsverwaltungssystems (OMS) 102 von 1. Das beispielhafte OMS 102 verarbeitet Prozesssteuerungsinformationen vom Steuergerät 108 von 1, stellt Modelle fest, die sich auf mit dem Prozesssteuerungssystem 106 in Zusammenhang stehende Variablen beziehen, errechnet Qualitätsvariablen aus den Prozesssteuerungsinformationen, stellt fest, ob Variablen entsprechende Grenzwerte überschreiten, erzeugt Anzeigeinformationen für Benutzeroberflächen und/oder verwaltet den Zugang zu den Prozesssteuerungsinformationen. Während das beispielhafte OMS 102 von 4 ferner funktionelle Blöcke enthält, die derart konfiguriert sind um Prozesse auszuführen, kann das OMS 102 auch funktionelle Blöcke verbinden oder zusätzliche funktionelle Blöcke enthalten. Bei manchen Beispielen kann das OMS 102 mit einem einzelnen Prozesssteuerungssystem (z. B. dem Prozesssteuerungssystem 106) in Zusammenhang stehen, während bei anderen Beispielen das OMS 102 Daten von einer Vielzahl an Prozesssteuerungssystemen verarbeiten kann. Während das OMS 102 ferner als Chargendaten verarbeitend und verwaltend beschrieben wird, kann das OMS 102 in der Lage sein, Daten zu verarbeiten und/oder zu verwalten, die in Zusammenhang mit kontinuierlichen, automatischen und/oder Prozessen der Herstellungsart stehen.
Um Daten vom Steuergerät 108 zu empfangen und zu verarbeiten enthält das beispielhafte OMS 102 einen Chargendaten-Empfänger 402. Der beispielhafte Chargendaten-Empfänger 402 empfängt Prozesssteuerungsinformationen vom Steuergerät 108 über einen Kommunikationsweg 404. Der beispielhafte Kommunikationsweg 404 kann jede beliebige Art von verdrahtetem und/oder drahtlosem Kommunikationsweg enthalten. Die Prozesssteuerungsinformationen können Ausgabedaten von den Feldgeräten innerhalb des Prozesssteuerungssystems 106 enthalten. Diese Ausgabedaten können vom Chargendaten-Empfänger 402 als Werte empfangen werden, die den aus den Feldgeräten stammenden gemessenen Prozess- und/oder Qualitätsvariablen entsprechen. Bei weiteren Beispielen können die Prozesssteuerungsdaten als eine Datei mit Werten empfangen werden, die den Ausgaben der Feldgeräte entsprechen. Bei diesen Beispielen kann der Chargendaten-Empfänger 402 die entsprechenden gemessenen Variablen bestimmen, die den Werten entsprechen, indem die Feldgeräte vermerkt werden, von denen diese stammen. Ferner kann der Chargendaten-Empfänger 402 die Prozesssteuerungsinformationen zu regelmäßigen Zeitpunkten von Steuergerät 108 empfangen, da das Steuergerät 108 die Prozesssteuerungsinformationen empfängt und/oder indem die Prozesssteuerungsinformationen vom Steuergerät 108 abgefragt werden.
Nach Empfang der Prozesssteuerungsinformationen organisiert der beispielhafte Chargendaten-Empfänger 402 von 4 die Werte aus den Feldgeräten nach der entsprechenden Variable und/oder nach der Zeit, zu welcher die Daten von den Feldgeräten erzeugt wurden. Der Chargendaten-Empfänger 402 kann ebenfalls Werte nach einem Arbeitsgang, einem Vorgang, einem Prozess, einer Chargen-Nummer und/oder nach einem Ereignis innerhalb des Prozesssteuerungssystems 106 organisieren. Der Chargendaten-Empfänger 402 kann z. B. die Werte nach einer Chargen-Identifizierung (z. B. CHARGE Nr. 7), einem Chargenarbeitsgang (z. B. ARBEITSGANG 2), einem Chargenvorgang innerhalb des Arbeitsgangs (z. B. Hitze), etc. organisieren. Nach dem Organisieren der Werte entsprechend der gemessenen Variablen speichert der Chargendaten-Empfänger 402 die organisierten Informationen in einer Chargendaten-Datenbank 406. Weiterhin kann der Chargendaten-Empfänger 402 gespeicherte Chargendaten abrufen und/oder Chargendaten zum Analytikprozessor 114 übertragen. Die Chargendaten-Datenbank 406 kann durch elektronisch löschbaren Festwertspeicher (EEPROM), Schreib-Lese-Speicher (RAM), ausschließlich lesbaren Speicher (ROM) und/oder jede andere Art von Speicher implementiert werden.
Der beispielhafte Analytikprozessor 114 verwaltet das Errechnen, Modellieren und/oder die Fehlerfeststellung, die in Zusammenhang mit dem Prozesssteuerungssystem 106 steht. Der Analytikprozessor 114 enthält einen analytischen Prozessmodellierer 408 zum Errechnen von Werten, die in Zusammenhang mit errechneten Variablen aus den Werten stehen, die wiederum in Zusammenhang mit den gemessenen Variablen stehen. Der analytische Prozessmodellierer 408 setzt Modelle des Prozesssteuerungssystems 106 ein, um die Verhältnisse unter dem gemessenen Prozess und/oder den Qualitätsvariablen festzustellen und/oder um die Verhältnisse zwischen den gemessenen Variablen und den errechneten und/oder Gesamtvariablen festzustellen. Der analytische Prozessmodellierer 408 errechnet die Werte für die errechneten und/oder Gesamtqualitätsvariablen, indem die mit den gemessenen Variablen in den Prozessmodellen in Zusammenhang stehenden Werte eingeschlossen, die Modelle mit den gemessenen Werten verarbeitet und/oder die mit den errechneten Qualitäts- und/oder Gesamtqualitätsvariablen in Zusammenhang stehenden Werte als eine Ausgabe des Modells empfangen werden. Bei weiteren Beispielen können die gemessenen Daten innerhalb eines grafischen Raums organisiert werden, der multivariate, Optimierungs-geometrische und/oder algebraische Projektionen der gemessenen Werte einsetzt, um die Werte und/oder Generalisierungen, die mit den errechneten und/oder Gesamtqualitätsvariablen in Zusammenhang stehen, zu extrahieren.
Bei beispielhaften Grafiken, die Variationen einsetzen, kann der beispielhafte analytische Prozessmodellierer 408 die Variation der aktuellen Chargendaten durch den Vergleich der Werte errechnen, die in Zusammenhang mit den aktuellen Chargendaten stehen (z. B. gemessene, errechnete und/oder Gesamtvariablen), mit Werten, die in Zusammenhang mit vorherigen Chargen und/oder mit festgelegten Zielwerten für die aktuellen Chargendaten stehen. Das Errechnen der Variation kann die Anwendung eines T² und/oder eines Q statistischen Tests auf die Werte beinhalten, die in Zusammenhang mit den gemessenen und/oder errechneten Variablen stehen. Die T²-Statistik kann z. B. verwendet werden, um eine erklärte Variation der Prozesssteuerungsvariablen festzustellen, während die Q-Statistik verwendet werden kann, um die Akzeptanz außerhalb gelegener Werte festzustellen, die in Zusammenhang mit den Variablen stehen, die einer unerklärten Variation entsprechen.
Zusätzlich kann der beispielhafte analytische Prozessmodellierer 408 die Beitragsmengen von gemessenen Variablen mit Variationen bestimmen, die in Zusammenhang mit gemessenen, errechneten und/oder Gesamtqualitätsvariablen stehen. Der analytische Prozessmodellierer 408 kann die Beitragsmengen der gemessenen Variablen basierend auf Prozessmodellen des Prozesssteuerungssystems 106 bestimmen. Basierend auf diesen Modellen kann der analytische Prozessmodellierer 408 die gemessenen Variablenwerte auf die Modelle anwenden, die Modelle verarbeiten und/oder einen Beitragsfaktor jeder Variablen identifizieren.
Ferner kann der analytische Prozessmodellierer 408 Werte verwenden, die in Zusammenhang mit gemessenen, errechneten und/oder Gesamtvariablen stehen, um die Qualität eines Prozesses nach Implementierung einer Korrektur vorauszusagen. Der analytische Prozessmodellierer 408 kann die Qualität durch Untersuchen der aktuellen Prozessvariablen und unter Verwendung von Voraussagemodellen, die mit ähnlichen Datenmerkmalen die Korrektur und/oder Qualität vorheriger Chargen Rechnung tragen, voraussagen. Weiterhin kann der analytische Prozessmodellierer 408 statistische Vertrauensintervalle für die vorausgesagte Qualität errechnen, die z. B. mit 95%-iger Sicherheit zeigen können, welche Qualität ein Endprodukt haben wird.
Der beispielhafte analytische Prozessmodellierer 408 von 4 kann Gesamt- und/oder errechnete Variablen errechnen, Beträge der Variablenbeiträge bestimmen, Prozessqualität voraussagen und/oder Variationsstatistiken als vom Steuergerät 108 empfangene Prozesssteuerungsinformationen errechnen. Bei weiteren Beispielen kann der analytische Prozessmodellierer 408 Gesamt- und/oder errechnete Variablen errechnen, Beträge der Variablenbeiträge bestimmen, Prozessqualität voraussagen und/oder Variationsstatistiken zu vorbestimmten Zeiträumen nach Abfrage durch einen Bediener der Prozesssteuerung errechnen. Zusätzlich kann der analytische Prozessmodellierer 408 Gesamt- und/oder errechnete Variablen errechnen, Beträge der Variablenbeiträge bestimmen, Prozessqualität voraussagen und/oder Variationsstatistiken als eine entsprechende Grafik errechnen, die durch einen Bediener der Prozesssteuerung, der die Prozesssteuerungsinformation auf einer Benutzeroberfläche einsieht, benutzt und/oder abgefragt wird. Der analytische Prozessmodellierer 408 kann z. B. die Prozessqualität nur dann voraussagen, wenn ein Bediener der Prozesssteuerung die Ansicht einer Qualitätsvoraussagengrafik auswählt. Alternativ kann der analytische Prozessmodellierer 408 die Gesamt- und/oder errechneten Variablen, die Variablenbeitragsmengen, die vorausgesagte Prozessqualität und/oder die Variationsstatistiken auf weiteren funktionellen Blöcken innerhalb des OMS 102 zur Anzeige an einen Bediener der Prozesssteuerung bereitstellen. Ferner kann der analytische Prozessmodellierer 408 die Gesamt- und/oder errechneten Qualitätsvariablen, die Variablenbeitragsmengen, die vorausgesagte Prozessqualität und/oder die Variationsstatistiken an eine Benutzeroberfläche (z. B. die Benutzeroberfläche 136), die mit dem Zugang zu den Prozesssteuerungsinformationen durch einen Bediener der Prozesssteuerung in Zusammenhang stehen, übertragen.
Der beispielhafte Analytikprozessor 114 von 4 enthält einen Bewertungsprozessmodellierer 410, um festzustellen, ob die errechneten Qualitätswerte, Prozessvariationen, Variablenbeitragsmengen und/oder vorausgesagten Qualitätswerte einen entsprechend vorbestimmten Grenzwert überschreiten. Der beispielhafte Bewertungsprozessmodellierer 410 kann die Grenzwerte von einem Modell empfangen, das in Zusammenhang mit dem Prozesssteuerungssystem 106 steht. Alternativ kann der Bewertungsprozessmodellierer 410 die Grenzwerte von einem Bediener der Prozesssteuerung erhalten. Diese Grenzwerte können auf Maximal- und/oder Mindestmetriken und/oder Werten beruhen, um sicherzustellen, dass ein Produkt des Prozesssteuerungssystems 106 den Qualitätsnormen entspricht.
Der beispielhafte Bewertungsprozessmodellierer 410 kann ebenfalls Fehlerhinweise generieren, falls ein gemessener, errechneter und/oder Gesamtvariablenwert einen Grenzwert überschreitet. Zusätzlich kann der Bewertungsprozessmodellierer 410 einen Fehlerhinweis generieren, falls eine mit einer gemessenen, errechneten und/oder Gesamtvariable in Zusammenhang stehenden Variation einen Grenzwert überschreitet. Nach dem Generieren eines Fehlerhinweises kann der Bewertungsprozessmodellierer 410 den Fehlerhinweis an einen weiteren funktionellen Block innerhalb des OMS 102 und/oder an eine Benutzeroberfläche innerhalb einer Arbeitsstation, welche die Prozesssteuerungsdaten bezüglich des Fehlers ansteuert, übertragen. Weiterhin kann der Bewertungsprozessmodellierer 410 Prozessfehler basierend auf Tendenzen der gemessenen und/oder errechneten Variablenwerte und/oder der mit diesen Variablen in Zusammenhang stehenden Variationen voraussagen. Der Bewertungsprozessmodellierer 410 kann z. B. feststellen, dass ein Prozessfehler basierend auf einer langfristigen Erhöhung der Werte einer gemessenen Variablen auftritt. Falls der Bewertungsprozessmodellierer 410 feststellt, dass ein Prozessfehler auftreten kann, kann der Bewertungsprozessmodellierer 410 einen voraussagenden Fehlerhinweis generieren.
Zusätzlich kann der Bewertungsprozessmodellierer 410 feststellen, ob eine Qualitätsvorausagenkalkulation vom analytischen Prozessmodellierer 408 Qualitätsgrenzwerte überschreitet oder diese nicht erreicht. Ferner kann der Bewertungsprozessmodellierer 410 feststellen, ob Vertrauensintervalle der vorausgesagten Qualität einen entsprechenden Grenzwert überschreiten oder anderweitig nicht einhalten. Falls einige der Vertrauensintervalle einen Qualitätsgrenzwert überschreiben, kann der Bewertungsprozessmodellierer 410 einen voraussagenden Fehlerhinweis senden. Der voraussagende Fehlerhinweis kann einen Bediener der Prozesssteuerung darauf hinweisen, dass eine Korrekturmaßnahme den Prozess eventuell nicht innerhalb der Qualitätssteuerungsgrenzwerte oder -Grenzen bringen kann. Aufgrund eines voraussagenden Fehlerhinweises kann ein Bediener der Prozessteuerung entscheiden, einen Prozess aus Zeitgründen abzubrechen und/oder den Prozess neu zu starten, weil das Endprodukt eventuell die Qualitätsnormen, -metriken und/oder -grenzwerte nicht erreichen wird.
Der beispielhafte Bewertungsprozessmodellierer 410 von 4 kann feststellen, ob Variablenwerte, Variationen und/oder Qualitätsvoraussagen einen Grenzwert nach jedem eintretenden Fall des Empfangs von Prozesssteuerungsdaten durch den OMS 102 vom Steuergerät 108 überschreiten oder nicht erreichen. Alternativ kann der Bewertungsprozessmodellierer 410 feststellen, ob Variablenwerte, Variationen und/oder Qualitätsvoraussagen einen Grenzwert nach vorbestimmten Zeiträumen und/oder nach Abfrage durch einen Bediener der Prozesssteuerung überschreiten.
Um Prozessmodelle des Prozessteuerungssystems 106 bestimmen zu können, enthält das beispielhafte OMS von 4 einen Prozessmodellgenerator 412. Der beispielhafte Prozessmodellgenerator 412 bestimmt Modelle, die vom analytischen Prozessmodellierer 408, dem analytischen Prozessor 114 und/oder dem Bewertungsprozessmodellierer 410 verwendet werden. Die Modelle können Verhältnisse zwischen gemessenen Variablen, Qualitätsvariablen und/oder Gesamtprozessqualität, Grenzwerte für die gemessenen Variablen, Qualitätsvariablen und/oder Gesamtprozessqualität und/oder grafische Anzeigearten für die gemessenen Variablen, Qualitätsvariablen und/oder Gesamtprozessqualität definieren.
Der beispielhafte Prozessmodellgenerator 412 kann ein Prozessmodell anhand des Empfangs einer Liste von den Feldgeräten innerhalb des Prozesssteuerungssystems 106, der mit jedem Feldgerät in Zusammenhang stehenden Eingaben und/oder Ausgaben, der Anordnung der Feldgeräte und/oder der Verbindung unter den Feldgeräten konstruieren und/oder bestimmen. Zusätzlich kann der Prozessmodellgenerator 412 vorherige Prozessverhältnisse zwischen manchen Feldgeräten einsetzen, um Verhältnisse zwischen den Feldgeräten und/oder den Ausgaben der Feldgeräte voraussagen zu können. Diese Verhältnisse können ebenfalls durch Anwendung multivariater statistischer Methoden festgestellt werden, um die Daten von Feldgeräten derart zu analysieren, um Verhältnisse und/oder Beiträge basierend auf Verbindungen zwischen den Feldgeräten bestimmen zu können. Zu den multivariaten Analysen gehören eventuell unterschiedliche Analysen, Hauptkomponentenanalyse, Analyse der Projektion auf latente Strukturen und/oder multivariate Prozesssteuerungsanalysen. Zusätzlich zu den multivariaten Analysen kann der Prozessmodellgenerator 412 erforschende Datenanalysen, Steuerungs- und Kapazitätsanalysen, Regressionsanalysen, Korrelationsanalysen, Analysen der Varianzanalyse (z. B. ANOVA), Wiederholbarkeitsanalysen, Reproduktionsanalysen und/oder Zeitfolgenanalysen einsetzen.
Die vorherigen Verhältnisse, multivariate Analyse und/oder statistische Analyse kann vom Prozessmodellgenerator 412 eingesetzt werden, um Grenzwerte für jede der gemessenen Variablen, errechneten Variablen, vorausgesagten Qualitätswerte, Variationen, etc. bestimmen zu können. Die Grenzwerte können ebenfalls durch Experimentieren, Design-Prototyping, den Entwurf für eine Störungseffektanalyse, die Vorproduktion von Prozesssteuerungssystem-Prototyping, Prozesssteuerungs-Bedienerkalkulationen und/oder jede andere beliebige Art, die eine Prozessqualität akkurat voraussagen und oder errechnen kann, festgestellt werden.
Zusätzlich kann der Prozessmodellgenerator 412 Verhältnisse zwischen Variablen durch die Analyse von Funktionsdiagrammen, Algorithmen, Routinen und/oder jede andere beliebige Art von Befehlsstruktur, welche die Steuerung und/oder den Betrieb des Prozesssteuerungssystems 106 definiert, feststellten. Bediener der Prozesssteuerung können ebenfalls Verhältnisse zwischen Variablen anhand von Erfahrung und/oder außerhalb des Prozessmodellgenerators 412 durchgeführte Berechnungen definieren. Ferner kann der Prozessmodellgenerator 412 auch Bedingungen zur Anwendung von Korrekturmaßnahmen bestimmen, um einen Prozessfehler durch Analysieren von vorherigen Chargendaten mit Fehlern sowie Effekten auf die Korrekturmaßnahme(n) zu korrigieren. Zusätzlich können Korrekturmaßnahmen durch das Verknüpfen von Eingaben in ein Feldgerät mit gemessenen Variablen, die eventuell die Ursache des Fehlers darstellen, festgestellt werden. Falls z. B. festgestellt wird, dass eine Durchflussmenge die Ursache eines Fehlers ist, kann der Prozessmodellgenerator 412 bestimmen, dass die Durchflussmenge eventuell durch ein Ventil und/oder eine Pumpe eingestellt wird. Deshalb kann die Änderung einer Eingabe in das Ventil und/oder eine Pumpe als eine Korrekturmaßnahme für eine abweichende Durchflussmenge festgestellt werden. Alternativ kann der Prozessmodellgenerator 412 Korrekturmaßnahmen von einem Bediener der Prozessteuerung erhalten.
Weiterhin kann der Prozessmodellgenerator 412 beliebige multivariate und/oder statistische Verfahren einsetzen, um das Verhältnis zwischen gemessenen und/oder errechneten Variablen mit einer Gesamtprozessqualität festzustellen. Der Prozessmodellgenerator 412 kann ebenfalls beliebige multivariate und/oder statistische Verfahren einsetzen, um ein Modell bestimmen zu können, das die Prozessqualität anhand von Korrekturen am Prozesssteuerungssystem 106 voraussagt. Die Qualitätsvoraussagenmodelle können auf der Anwendung einer Korrekturmaßnahme auf vorherige Daten mit einer Projektionsanalyse basierend auf vorherigen Chargen mit ähnlichen Datenmerkmalen basieren. Der Prozessmodellgenerator 412 kann ebenfalls beliebige multivariate und/oder statistische Verfahren einsetzen, um ein Modell festzustellen, das voraussagt, ob Variablen einen Grenzwert basierend auf vorherigen Chargendatentendenzen überschreiten werden.
Ferner kann der Prozessmodellgenerator 412 Variationen und/oder Beiträge von gemessenen Variablen zu Qualitätsvariablen aus den modellierten Daten durch Bestimmen von gemessenen Prozessstörungen, die durch eine Anwendung der Hotelling-T²-Statistik und/oder von nicht gemessenen Störungen durch eine Anwendung der Q-Statistik (z. B. dem mittleren quadratischen Fehler (SPE)) quantifiziert werden, bestimmen. Zusätzlich können die vom Prozessmodellgenerator 412 festgestellten Modelle Werte gruppieren, die mit gemessenen Variablen in Zusammenhang stehen, durch einzelne, normal angeglichene Chargen, die sich innerhalb eines vorgeschriebenen Bereichs an Werten anhäufen und/oder durch nicht angeglichene Chargen, die sich außerhalb des angehäuften Bereichs aufhalten.
Zusätzlich zur Feststellung von Modellen für die Verhältnisse zwischen gemessenen und/oder errechneten Variablen stellt der beispielhafte Prozessmodellgenerator 412 Grafikarten basierend auf einer modellierten Verhältnisart fest. Die Grafikarten können im Allgemeinen durch einen Bediener der Prozesssteuerung konstruiert werden, welcher ein Erscheinungsbild, Datenanzeige, Datenarten und/oder Oberflächenoption für jede Grafik bestimmt. Der beispielhafte Prozessmodellgenerator 412 kann dann jede Art von Grafik mit den entsprechenden Datenarten belegen. Der Prozessmodellgenerator 412 enthält z. B. gemessene Variablen, die in einem Mikrodiagramm angezeigt werden sollen, Prozessvariationsdaten und/oder entsprechende Variablen, die in einer Prozessvariationsgrafik angezeigt werden sollen sowie gemessene und/oder errechnete Variablen und Beitragsverhältnisse, die in einer Beitragsgrafik angezeigt werden sollen.
Der beispielhafte Prozessmodellgenerator 412 von 4 kann die Modelle, Verhältnisse und/oder Grenzwerte in einer Prozessmodell-Datenbank 416 speichern. Die Prozessmodell-Datenbank 416 kann durch einen Bediener der Prozesssteuerung über einen Kommunikationsweg 418 abgerufen werden, um Informationen zu betrachten, zu modifizieren und/oder diese zu beliebigen Modellen, Verhältnissen und/oder Grenzwerten hinzuzufügen. Der Kommunikationsweg 418 kann jede Art von verdrahtetem und/oder drahtlosem Weg sein. Die Prozessmodell-Datenbank 416 kann durch EEPROM, RAM, ROM und/oder jede andere beliebige Art von Speicher implementiert werden.
Der beispielhafte Prozessmodellgenerator 412 kann die Modelle, Verhältnisse, und/oder Grenzwerte an den analytischen Prozessmodellierer 408 und/oder an den Bewertungsprozessmodellierer 410 auf Anfrage durch einen Bediener bereitstellen. Alternativ kann der analytische Prozessmodellierer 408 und/oder der Bewertungsprozessmodellierer 410 die in der Prozessmodell-Datenbank 416 gespeicherten Modelle, Verhältnisse und/oder Grenzwerte bei deren Bedarf über den Prozessmodellgenerator 412 ansteuern. Weiterhin kann der Prozessmodellgenerator 412 jedes Modell, Verhältnis und/oder jeden Grenzwert aktualisieren, während Prozesssteuerungsinformationen vom OMS 102 empfangen werden.
Um die Anzeige der Variablenwerte innerhalb einer Benutzeroberfläche zu verwalten, enthält das beispielhafte OMS 102 von 4 einen Anzeigen-Manager 420. Der beispielhafte Anzeigen-Manager 420 empfängt gemessene Variablenwerte, errechnete Variablenwerte, errechnete Variationen, errechnete Beiträge, Grenzwerte, grafikartige Informationen und/oder Fehlerhinweise vom Analytikprozessor 114. Nach Empfang der Informationen organisiert der Anzeigen-Manager 420 die Informationen nach Grafikart zur Anzeige innerhalb einer Benutzeroberfläche. Falls eine Arbeitsstation (z. B. Arbeitsstation 130 von 1) das OMS 102 unter Anwendung einer Web-Anwendung ansteuert, zeigt der beispielhafte Anzeigen-Manager 420 eine oder mehrere Grafiken innerhalb der Benutzeroberfläche an.
Der Anzeigen-Manager 420 kann eine Grafik durch das Verbinden von erzeugten Grafikinformationen vom analytischen Prozessmodellierer 408 und/oder dem Analytikprozessor 114 mit einer Benutzeroberflächenanwendung anzeigen. Der Anzeigen-Manager 420 kann z. B. eine erzeugte Grafik in eine reichhaltige Internet-Anwendung (RIA) einsetzen, die unter Anwendung von Silverlight^TM, Adobe Flash^TM, Hypertext Mark-Up Language (HTML) 5 oder einer beliebigen anderen gleichartigen reichhaltigen Internet-Anwendungstechnologie basierend auf einem Plug-in gebaut ist, um ein Web-Server-Rahmenwerk für Bediener der Prozesssteuerung, Ingenieure und/oder Verwaltungspersonal bereitzustellen. Der Anzeigen-Manager 420 aktiviert interaktive, auf einem Browser basierende Anwendungen, die keinem Einsatz von spezialisierter Prozesssoftware über eine beliebige Arbeitsstation hinaus bedürfen, der ein Silverlight und/oder ein Flash-Plug-in enthält. Der Anzeigen-Manager 420 ermöglicht die direkte Manipulation der Daten innerhalb der Grafiken von einer Arbeitsstation aus, ohne dass die Arbeitsstation das OMS 102 kontinuierlich ansteuern muss. Die direkte Manipulation der Grafiken kann visuelles Feedback von Punkten auf einer Grafik, eine Schwenkung und/oder Zoom einer Grafik und/oder die Anzeige damit in Verbindung stehender Grafiken beinhalten. Alternativ kann bei Beispielen, bei denen eine spezialisierte Anwendung erforderlich ist, um die Grafiken zu betrachten, der Anzeigen-Manager 420 dieser Anwendung Daten bereitstellen, die in Zusammenhang mit der erzeugten Grafik stehen.
Um verwalten zu können, welcher Bediener der Prozesssteuerung welche Prozesssteuerungsdaten ansteuert, enthält das beispielhafte OMS 102 ein Session-Steuergerät 422. Bei manchen Beispielen kann das Session-Steuergerät 422 mit dem Anzeigen-Manager 420 als ein Web-Server kombiniert werden. Das beispielhafte Session-Steuergerät 422 leitet für jeden Bediener der Prozesssteuerung eine neue Session ein, welche die vom Analytikprozessor 114 erzeugten Daten und/oder Grafiken ansteuert. Indem eine neue Session für jeden Bediener erzeugt wird, stellt das Session-Steuergerät 422 sicher, dass nur Prozesssteuerungsdaten, die in Zusammenhang mit dem vom Bediener angesteuerten Prozess steht, an den Bediener übertragen werden. Vier verschiedene Bediener können z. B. das OMS 102 ansteuern, um Daten anzusehen, die in Zusammenhang mit vier verschiedenen Prozessen stehen. Ferner kann das Session-Steuergerät 422 Sessions verwalten, wenn sich mehr als ein Bediener Prozessdaten und/oder Grafiken ansehen, die in Zusammenhang mit demselben Prozess stehen.
Zusätzlich kann das Session-Steuergerät 422 die innerhalb der Benutzeroberfläche an einer Arbeitsstation angezeigten Daten verfolgen. Falls eine Arbeitsstation eine Verbindung mit dem OMS 102 verliert, speichert das Session-Steuergerät 422 auf diese Weise die letzte Stelle der Arbeitsstation zum späteren Gebrauch, wenn die Verbindung zur Arbeitsstation wieder hergestellt werden kann. Ferner kann das Session-Steuergerät 422 die Übertragung von Informationen an eine Benutzeroberfläche verwalten. Nachdem der Bediener z. B. eine Session eröffnet hat, kann das Session-Steuergerät 422 ein Übersichtsdiagramm und/oder beliebige Prozessvariationsgrafiken an die Arbeitsstation übertragen. Das Session-Steuergerät 422 kann dann beliebige Beitragsgrafiken, Variablentendenzgrafiken und/oder Mikrodiagramme übertragen.
Um die Kommunikation der Prozesssteuerungsinformationen an Arbeitsstationen zu verwalten, enthält das beispielhafte OMS 102 von 4 den Online-Datenprozessor 116. Der beispielhafte Online-Datenprozessor 116 kann anlageninterne Kommunikationen und/oder auf dem Web basierende Kommunikationen in ein einziges Protokoll zur Kommunikation mit dem Session-Steuergerät 422, dem Anzeigen-Manager 420 und/oder dem Analytikprozessor 114 auflösen. Zusätzlich kann der Online-Datenprozessor 116 eine Sicherheit und/oder Anwender-Authentifikation funktionell enthalten, um sicherzustellen, dass nur registrierte Arbeitsstationen und/oder Bediener der Prozesssteuerung Zugang zu den Prozessteuerungsdaten und den damit in Zusammenhang stehenden Grafiken haben.
Zur Kommunikation mit den Arbeitsstationen innerhalb der Anlage 104, weist das beispielhafte OMS 102 einen anlageninternen Zugangs-Server 424 auf. Der anlageninterne Zugangs-Server 424 kann Komponenten und/oder Anschlussfähigkeiten enthalten, um an das LAN 124 von 1 gekoppelt zu werden. Zusätzlich kann der anlageninterne Zugangs-Server 424 eine Verschlüsselung und/oder beliebige andere Datenübertragungssicherheit enthalten um sicherzustellen, dass die übertragenen Daten nicht von unberechtigten Personen angesehen werden können. Der anlageninterne Zugangs-Server 424 kann von jeder beliebigen Arbeitsstation, Laptop, Minicomputer (PDA), Smart-Phone und/oder jedem anderen beliebigen Gerät angesteuert werden, das in der Lage ist, die Prozesssteuerungsdaten und die damit in Zusammenhang stehenden Grafiken anzuzeigen.
Zur Kommunikation mit Arbeitsstationen außerhalb der Anlage 104 umfasst das beispielhafte OMS 102 einen Web-Zugangs-Server 428. Der Web-Zugangs-Server 428 kann Komponenten und/oder Anschlussfähigkeiten aufweisen, um an das WAN 134 von 1 gekoppelt zu werden. Zusätzlich kann der Web-Zugangs-Server 428 eine Verschlüsselung und/oder beliebige andere Datenübertragungssicherheit enthalten um sicherzustellen, dass die übertragenen Daten nicht von unberechtigten Personen angesehen werden können.
Obwohl eine beispielhafte Art und Weise der Implementierung des OMS 102 in 4 dargestellt ist, können ein oder mehrere der in 4 illustrierten Schnittstellen, Datenstrukturen, Elemente, Prozesse und/oder Geräte in beliebiger Weise kombiniert, unterteilt, neu angeordnet, ausgelassen, eliminiert und/oder implementiert werden. Dabei können der in 4 illustrierte beispielhafte Chargendatenempfänger 402, der beispielhafte Analytikprozessor 114, der beispielhafte analytische Prozessmodellierer 408, der beispielhafte Bewertungsprozessmodellierer 410, der beispielhafte Prozessmodellgenerator 412, der beispielhafte Anzeigen-Manager 420, das beispielhafte Session-Steuergerät 422, der beispielhafte Online-Datenprozessor 116, der beispielhafte anlageninterne Zugangs-Server 424 und/oder der beispielhafte Web-Zugangs-Server 428 separat und/oder in beliebiger Kombination unter Anwendung beispielsweise von maschinenzugänglichen oder lesbaren Anweisungen implementiert werden, die von einem oder mehreren Computergeräten und/oder Computerplattformen (z. B. der beispielhaften Verarbeitungsplattform P10 von 18) ausgeführt werden.
Weiterhin können der beispielhafte Chargendatenempfänger 402, der beispielhafte Analytikprozessor 114, der beispielhafte analytische Prozessmodellierer 408, der beispielhafte Bewertungsprozessmodellierer 410, der beispielhafte Prozessmodellgenerator 412, der beispielhafte Anzeigen-Manager 420, das beispielhafte Session-Steuergerät 422, der beispielhafte Online-Datenprozessor 116, der beispielhafte anlageninterne Zugangs-Server 424 und/oder der beispielhafte Web-Zugangs-Server 428 und/oder ganz allgemein das OMS 102 durch Hardware, Software, Firmware und/oder jede beliebige Kombination von Hardware, Software und/oder Firmware implementiert werden. Deshalb können der beispielhafte Chargendatenempfänger 402, der beispielhafte Analytikprozessor 114, der beispielhafte analytische Prozessmodellierer 408, der beispielhafte Bewertungsprozessmodellierer 410, der beispielhafte Prozessmodellgenerator 412, der beispielhafte Anzeigen-Manager 420, das beispielhafte Session-Steuergerät 422, der beispielhafte Online-Datenprozessor 116, der beispielhafte anlageninterne Zugangs-Server 424 und/oder der beispielhafte Web-Zugangs-Server 428 und/oder ganz allgemein das OMS 102 jeweils durch einen oder mehrere Schaltkreis(e), programmierbare Prozessor(en), anwenderspezifische integrierte Schaltkreis(e) (ASIC(s)), programmierbare Logikgerät(e) (PLD(S)) und/oder programmierbare Logikfeldgerät(e) (FPLD(S)), etc. implementiert werden.
5 ist ein Diagramm 500, das vom OMS 102 von 1 und/oder 4 erzeugte Diagramme und/oder Grafiken 502–512 darstellt, die angezeigt werden können, um einen Fehler innerhalb des Prozessteuerungssystems 106 anzuzeigen. Das Diagramm 500 zeigt, wie relativ einfach ein Bediener der Prozesssteuerung logisch von einer anfänglichen Erfassung eines Prozessfehlers zur Feststellung einer Ursache des Fehlers und dann zur Feststellung, ob eine Korrekturmaßnahme für den Fehler eine Gesamtprozessqualität verbessern würde, navigieren kann. Das Diagramm 500 zeigt zwei mögliche Flüsse, um einen Fehler feststellen und/oder eine Prozessqualität mit der Korrektur des Fehlers voraussagen zu können. Andere Aufstellungen, Grafiken, Diagramme und/oder Daten können jedoch ebenfalls angezeigt werden. Für jede der Grafiken und/oder Grafiken 502–512 wird in Verbindung mit 6–14B eine Erklärung bereitgestellt.
Ein Prozessübersichtsdiagramm 502 zeigt den Status eines oder mehrerer Prozesssteuerungssysteme (z. B. das Prozesssteuerungssystem 106). Das Übersichtsdiagramm 502 kann angezeigt werden, wenn ein Bediener der Prozesssteuerung zunächst eine Benutzeroberfläche an einer Arbeitsstation öffnet und eine Prozesssteuerungsumgebung und/oder Anlage auswählt. Falls das OMS 102 einen Fehler und/oder eine Voraussage eines Prozessfehlers erfasst, kann das OMS 102 den Fehler innerhalb des Übersichtsdiagramms 502 anzeigen.
Nach Betrachtung des Hinweises auf einen Fehler im Übersichtsdiagramm 502 kann ein Bediener der Prozesssteuerung den Hinweis auswählen, um eine Prozessvariationsgrafik 504 zu öffnen. Alternativ kann der Bediener den Hinweis wählen, um ein Mikrodiagramm 508 zu öffnen. Die Prozessvariationsgrafik 504 kann die Variation zeigen, die in Zusammenhang mit dem hingewiesenen Fehler steht. Falls der Prozessfehler z. B. in Zusammenhang mit der Gesamtprozessqualität steht, kann die Prozessvariationsgrafik 504 die mit der Gesamtprozessqualität in Zusammenhang stehende unerklärte und/oder erklärte Variation anzeigen. Falls der Fehler mit einer gemessenen und/oder errechneten Variable in Zusammenhang steht, kann die Prozessvariationsgrafik 504 alternativ die mit der gemessenen und/oder errechneten Variablen in Zusammenhang stehende erklärte und/oder unerklärte Variation anzeigen. Weiterhin kann die Prozessvariationsgrafik 504 die aktuellen und vorherigen Werte der Variablen und/oder der mit dem Fehler in Zusammenhang stehenden Prozessqualität bezüglich eines Durchschnittswertes, einer standardmäßigen Abweichung des Wertes und/oder eines Grenzwerts des Wertes anzeigen. Die Prozessvariationsgrafik 504 kann ebenfalls ein Balkendiagramm mit gemessenen und/oder errechneten Variablenbeiträgen zur Variation aufzeigen.
Nach Betrachtung der Prozessvariationsgrafik 504 kann der Bediener der Prozesssteuerung einen Punkt im Diagramm auswählen, der einer Zeit entspricht. Nach Auswahl eines Punkts kann eine Beitragsgrafik 506 angezeigt werden. Die Beitragsgrafik 506 zeigt Variablen, die zum Prozess und/oder einer Variablenabweichung beitragen. Der Bediener kann die Beitragsgrafik 506 verwenden, um festzustellen, welche Variablen zum identifizierten Fehler beitragen. Deshalb zeigt die Beitragsgrafik 506 die für den erfassten Fehler potentiell verantwortlichen Ursachen auf. Ferner kann der Bediener der Prozesssteuerung eine Zeit im Prozess ändern, um die Werte der Variablen zum ausgewählten Zeitpunkt zu betrachten. Zusätzlich kann die Beitragsgrafik 506 vorgeschlagene Korrekturmaßnahmen für den Fehler anzeigen. Der Bediener kann eine beliebige der im Beitragsdiagramm 504 aufgeführten Variablen auswählen, um eine Historie der Variablen für den aktuellen Chargenprozess in einer Variablentendenzgrafik 510 zu betrachten.
Alternativ kann das Mikrodiagramm 508 angezeigt werden, nachdem der Bediener einen Punkt an der Prozessvariationsgrafik 504 gewählt hat. Das beispielhafte Mikrodiagramm 508 zeigt Werte, die in Zusammenhang mit gemessenen und/oder errechneten Variablen basierend auf einer ausgewählten Zeit stehen. Der Bediener kann das Mikrodiagramm 508 verwenden, um die Werte der gemessenen und/oder errechneten Variablen über die Historie des Chargenprozesses hinaus zu untersuchen, um feststellen zu können, ob und/oder um wie viel eine oder mehrere Variablen Grenzwerte und/oder Standardabweichungen überschreiten. Das Mikrodiagramm 508 kann ebenfalls Sparklines enthalten, die eine Historie der gemessenen und/oder errechneten Werte aufzeigen. Der Bediener kann beliebige Sparklines auswählen, um eine detailliertere Beschreibung der ausgewählten Sparklines zu betrachten. Ferner kann das Mikrodiagramm 508 eine Zeitachse aufweisen, die den Zeitpunkt, an welchem ein Prozessfehler stattfand, aufzeigt. Der Bediener kann einen Pfeil innerhalb der Zeitachse auswählen und einen Zeitpunkt innerhalb der Zeitachse durchrollen und/oder auswählen, um die zu dem Zeitpunkt gemessenen und/oder errechneten entsprechenden Variablenwerte anzuzeigen. Der Bediener kann eine beliebige der angezeigten Variablen auswählen, um die Variablentendenzgrafik 510 zu öffnen. Alternativ oder zusätzlich kann der Bediener eine Qualitätsvoraussagengrafik 512 öffnen, um die vorausgesagte Prozessqualität basierend auf einer implementierten Korrekturmaßnahme einer oder mehrerer Korrekturmaßnahmen anzuzeigen.
Die beispielhafte Variablentendenzgrafik 510 zeigt die Variablenwerte während der Zeitdauer eines Chargenprozesses an. Bei manchen Beispielen kann die Variablentendenzgrafik 510 Variablenwerte über einen Arbeitsgang und/oder einen Betrieb des Chargenprozesses hinaus anzeigen, je nach der vom Bediener gewählten Auflösung. Die beispielhafte Variablentendenzgrafik 510 kann die Historie der ausgewählten Variable während dem Chargenprozess in Relation zu einer durchschnittlichen und/oder standardmäßigen Abweichung vorheriger Chargenprozesse aufzeigen. Die Variablentendenzgrafik 510 kann ebenfalls Grenzwerte und/oder errechnete Standardabweichungen für die ausgewählte Variable anzeigen. Der Bediener kann die Variablentendenzgrafik 510 verwenden, um eine Historie einer Variablen während dem Chargenprozess zu betrachten. Nach Betrachtung der Variablentendenzgrafik 510 kann der Bediener die Qualitätsvoraussagengrafik 512 auswählen.
Die beispielhafte Qualitätsvoraussagengrafik 512 zeigt die vorausgesagte Qualität des Prozesses basierend auf der Implementierung einer oder mehrerer Korrekturmaßnahmen an. Der Bediener kann die Qualitätsvoraussagengrafik 512 verwenden, um festzustellen, ob eine Korrekturmaßnahme die Prozessqualität genügend verbessern wird, um mit der Ausführung des Prozesses fortfahren zu können. Falls die vorausgesagte Prozessqualität sich nicht verbessert hat und/oder falls die Prozessqualität bereits erheblich von den akzeptablen Limits abgewichen ist, kann der Bediener entscheiden, den Prozess abzubrechen. Zusätzlich kann, falls von einer ausgewählten Korrekturmaßnahme keine Verbesserung des Prozesses vorausgesagt wird, der Bediener zusätzliche Korrekturmaßnahmen auswählen, um festzustellen, ob eine oder mehrere Korrekturmaßnahmen die Qualität des Prozesses eventuell verbessern können. Falls eine Voraussage einer Korrekturmaßnahme die Prozessqualität innerhalb akzeptabler Variationen verbessert, kann der Bediener innerhalb der Qualitätsvoraussagengrafik 512 auswählen, die Korrekturmaßnahme an das OMS 102 und oder das Steuergerät 108 zu übertragen.
Die Qualitätsvoraussagengrafik 512 kann ebenfalls die vorausgesagte Variation der Gesamtqualitätsvariable und/oder der mit einem Fehler in Zusammenhang stehenden gemessenen und/oder errechneten Variablen aufzeigen. Ferner kann die Qualitätsvoraussagengrafik 512 eine vorausgesagte Qualität des Prozesses sowie die aktuellen und/oder vorherigen Variationen der Prozessqualität aufzeigen. Nach Betrachtung der Qualitätsvoraussagengrafik 512 kann der Bediener zum Übersichtsdiagramm 502 zurückkehren. Zusätzlich kann der Bediener nach Betrachtung beliebiger Grafiken 504–510 ebenfalls zum Übersichtsdiagramm 502 zurückkehren und/oder beliebige der weiteren Grafiken 504–512 öffnen. Weiterhin können die Grafiken und/oder Diagramme 502–512 mit den aktuellen Variablenwerten und/oder Qualitätsvoraussagen aktualisiert werden, während das OMS 102 Prozesssteuerungsinformationen empfängt und/oder verarbeitet.
6 zeigt die Benutzeroberfläche 136, die das beispielhafte Prozessübersichtsdiagramm 502 von 5 anzeigt, das mit dem beispielhaften Prozesssteuerungssystem 106 von 1 in Zusammenhang steht. Das Übersichtsdiagramm 502 kann eingesetzt werden, um eine Übersicht über die mehreren Prozesse einer Anlage (z. B. die Anlage 104) bereitzustellen, bei der mehr als eine Charge gleichzeitig aktiv sein kann. Das Übersichtsdiagramm 502 ist nach Prozessbereich organisiert und enthält einen Status eines ersten Prozessbereichs (z. B. Prozessbereich 1) sowie einen zweiten Prozessbereich (z. B. Prozessbereich 2). Der erste Prozessbereich kann dem Prozesssteuerungssystem 106 entsprechen. Jeder Prozessbereich enthält Informationen, die in Zusammenhang mit den aktuellen und/oder vorherigen Chargen stehen, die verwendet werden können, um einen Bediener der Prozesssteuerung darauf hinzuweisen, dass ein Fehler erfasst worden ist und/oder wenn sich ein Ende einer Voraussagenvariable einer Chargenqualität außerhalb eines vorgeschriebenen Grenzwerts befindet.
Die beispielhafte Übersichtsgrafik 502 enthält Chargeninformationen für Chargen 12359–12369. Es wird jedoch nur die Chargeninformation für Charge 12369 gezeigt. Die beispielhafte Übersichtsgrafik 502 enthält Felder für eine Chargen-Identifikationsnummer (z. B. Charge-ID), einen Arbeitsgang der Charge (z. B. Arbeitsgang), einen Status des Arbeitsgangs (z. B. Status), einen vorausgesagten Qualitätswert (z. B. Voraussage) und/oder einen Fehlerstatus (z. B. Fehler). Der vorausgesagte Qualitätswert kann einer vorausgesagten Variation einer Gesamtqualitätsvariablen entsprechen, die in Zusammenhang mit einer Qualität eines Endprodukts steht. Das Fehlerfeld kann angezeigt werden, falls ein Fehler erfasst worden ist und/oder falls ein Fehler vorausgesagt wird. Das Fehlerfeld kann ebenfalls zu einem Zeitpunkt angezeigt werden, an dem der Fehler stattgefunden hat und/oder beliebige weitere Prozessinformationen, die mit dem Fehler in Verbindung stehen (z. B. gemessene und/oder errechnete Variablen, die eine Ursache für den Fehler sein können) anzeigen. Zusätzlich kann das Fehlerfeld ein Symbol 604 umfassen, um einen Bediener grafisch auf einen Fehler aufmerksam zu machen.
Ein Bediener kann zusätzliche Informationen betrachten, die mit dem Fehler in Verbindung stehen, indem das Symbol 604, der Text im Fehlerfeld (z. B. Wahr), die Chargen-Nummer und/oder beliebiger weiterer Text in den Feldern ausgewählt wird, die mit der Charge 12369 in Zusammenhang stehen. Alternativ kann ein Bediener zusätzliche Informationen, die in Zusammenhang mit dem Fehler stehen, durch das Auswählen eines Vorwärtspfeils (nicht dargestellt) und/oder eines Grafikreiters (nicht dargestellt) betrachten, der sich innerhalb des Übersichtsdiagramms 502 befinden kann. Weiterhin kann ein Bediener weitere Bediener der Prozesssteuerung und/oder Manager auf den erfassten Fehler durch die Auswahl von Text und/oder das mit dem Fehler in Zusammenhang stehende Symbol 604 aufmerksam machen.
7 zeigt die Benutzeroberfläche 136 von 6, welche die beispielhafte Prozessvariationsgrafik 504 von 5 anzeigt, einschließlich einer erklärten Variationsgrafik 710 und einer unerklärten Variationsgrafik 720 für eine Gesamtqualität des Chargenprozesses 12369. Die Prozessvariationsgrafik 504 kann durch Klicken auf die Informationen der Charge 12369 innerhalb des Übersichtsdiagramms 502 von 6 angezeigt werden.
Die beispielhafte Prozessvariationsgrafik 504 zeigt errechnete Statistiken für die Charge 12369 für einen Zeitpunkt, der in Zusammenhang mit einer Prozesszeitdauer (z. B. T1 bis T4) steht. Ein Bediener der Prozesssteuerung kann einen Zeitraum auswählen, um eine Charge, einen Arbeitsgang, einen Betrieb und/oder einen Zeitraum um einen erfassten Fehler herum einzuschließen. Das Beispiel in 7 zeigt eine Prozessqualitätsvariation. Weitere Prozessvariationsgrafiken zeigen jedoch Variationen, die in Zusammenhang mit gemessenen, errechneten und/oder Gesamtqualitätsvariablen stehen. Zusätzlich kann die Prozessvariationsgrafik anstelle des Aufzeigens von Variationen der Variablen auch Werte der Variablen über den Prozesszeitraum hinweg aufzeigen.
Die erklärte Variationsgrafik 710 zeigt eine Variationsgrafik 712 von erklärten Variationswerten für den Prozesszeitraum. Auf ähnliche Weise zeigt die unerklärte Variationsgrafik 720 eine Variationsgrafik 722 der unerklärten Variationswerte für den Prozesszeitraum auf. Die Punktauswahlen 714 und 724 weisen auf einen Punkt an den entsprechenden Variationgrafiken 710 und 720 hin, die von einem Bediener ausgewählt werden. Die Punktauswahl 724 in 7 zeigt z. B., dass der Bediener den höchsten Punkt einer unerklärten Variation ausgewählt hat. Alternativ kann sich die Prozessvariationsgrafik 504 nach Auswahl eines Fehlers im Übersichtsdiagramm 502 mit den Punktauswahlen 714 und/oder 724 öffnen, die an einem höchsten Punkt der Variation angezeigt werden. Eine Grenzwertlinie 726 enthält ein Limit von 1,0. Ein Fehler kann angedeutet werden, falls die unerklärte Variationsgrafik 722 die Grenzwertlinie 726 überschreitet. Der im Übersichtsdiagramm 502 angedeutete Fehler kann z. B. mit der unerklärten Variationsgrafik 722 der Gesamtqualität der Charge verbunden werden, welche den 1,0 Grenzwert um 12:38:26 nachmittags gerade vor T3 überschreitet. Eine Zeitandeutungslinie 728 nimmt Bezug auf einen Zeitpunkt während des Zeitraums, der in Zusammenhang mit dem Zeitpunkt entsprechend den Punktauswahlen 714 und/oder 724 steht.
Weiterhin enthält die Prozessvariationsgrafik 504 eine Prozessinformationsblende 730, die Navigationspfeile, einen Zeitpunkt, der dem Zeitpunkt der Punktauswahlen 714 und/oder 724 entspricht (z. B. 12:38:26 nachmittags), eine Chargen-Identifikationsnummer, Material, das von der Charge verarbeitet wird, Ausrüstung, die aktuell von der Charge verwendet wird, einen Arbeitsgang der Charge sowie einen Status der Charge umfasst. Zusätzlich enthält die Blende 730 numerische Werte der erklärten und unerklärten Variationen an den entsprechenden Punktauswahlen 714 und/oder 724. Ein Bediener kann die Punktauswahlen 714 und/oder 724 entlang der entsprechenden Grafiken 712 und 722 bewegen und die numerischen Variationswerte in der Blende 730 ersehen.
Der Bediener kann einen oder mehrere Pfeile auswählen, um zwischen den Grafiken und/oder Diagrammen 502–512 von 5 zu navigieren. Durch das Klicken von z. B. einem Vorwärtspfeil (z. B. dem Pfeil über P. M.) kann die Beitragsgrafik 506 angezeigt werden oder durch Klicken auf die Hoch- und/oder Rückwärtspfeile kann das Übersichtsdiagramm 502 angezeigt werden. Zusätzlich kann der Bediener durch die Auswahl des entsprechenden an der Oberseite der Prozessvariationsgrafik 504 befindlichen Reiters zwischen den Grafiken 504–512 navigieren. Der Bediener kann durch die Auswahl des Mikrodiagrammreiters z. B. ein Mikrodiagramm (z. B. das Mikrodiagramm 508) betrachten. Weiterhin kann der Bediener durch die Auswahl eines Punkts an den Grafiken 712 und/oder 722 (z. B. den Punktauswahlen 714 und/oder 724) zur Beitragsgrafik 506 und/oder zum Mikrodiagramm 508 navigieren. Ferner kann der mit dem an den Grafiken 722 und/oder 724 in Zusammenhang stehende ausgewählte Zeitpunkt zur Beitragsgrafik 506 und/oder zum Mikrodiagramm 508 weitergeleitet werden.
8 zeigt die Benutzeroberfläche 136 von 7, welche die beispielhafte Prozessvariationsgrafik 504 einschließlich einer Blende 802 einer Beitragszusammenfassung anzeigt. Die Prozessvariationsgrafik 504 enthält die erklärte Variationsgrafik 710, die unerklärte Variationsgrafik 720, die Variationsgrafiken 712 und 722 sowie die Prozessinformationsblende 730 ähnlich der in 7. Die Blende 802 der Beitragszusammenfassung enthält eine Beitragsgrafik mit Variablen, die zur erklärten und/oder zur unerklärten Variation beiträgt. Das Beitrags-Balkendiagramm zeigt den Wert der Variablen im Verhältnis dazu, wie viel die Variable zum erklärten und/oder unerklärten Anteil der Gesamtqualitätsvariation beiträgt. Zusätzlich zeigt die Beitragsgrafik einen Wert, der in Zusammenhang mit einer Beitragsmenge und/oder einer Variationsmenge dieser Variable steht.
Die Medienflussvariable kann z. B. eine gemessene Prozessvariable sein, die am meisten zur unerklärten Variation beiträgt. Die unerklärte Beitragsmenge kann durch einen einfarbig schwarzen Blockteil angedeutet sein und die erklärte Beitragsmenge kann durch den gestreiften Blockteil angedeutet sein. Zusätzlich kann der Wert der Medienflussvariablen darauf hinweisen, dass der Medienfluss 2,33 Gallonen (gal)-Sekunde (sec) unterhalb eines Medienfluss-Grenzwerts liegt. Alternativ kann der Wert 2,33 auf einen statistischen Vertrauenswert und/oder einen statistischen Beitragswert der Medienflussvariablen zur Gesamtprozessqualitätsvariation hindeuten. Der Beitrag jeder Variablen kann durch das OMS 102 von 1 und/oder 4 modelliert und/oder errechnet werden.
Ein Bediener kann einen Punkt in den Grafiken 712 und/oder 722 wählen. Wählt der Bediener einen Punkt in der Grafik, können sich die Beitragsinformationen innerhalb der zusammenfassenden Beitragsblende 802 ändern, um die Beiträge zu den Variationen zum ausgewählten Zeitpunkt wiederzugeben. Falls ein Punkt z. B. zum Zeitpunkt T2 gewählt wird, kann der Medienfluss niedrigere erklärte und/oder unerklärte Beitragswerte zeigen, weil die Variation der Gesamtprozessqualität zum Zeitpunkt T2 niedriger ist. Zusätzlich, ähnlich zu 7, kann ein Bediener den Vorwärtspfeil in der Prozessinformationsblende 730, die Reiter wählen und/oder durch die Auswahl der zusammenfassenden Beitragsblende 802 die Beitragsgrafik 506 und/oder das Mikrodiagramm 508 öffnen.
9 zeigt die Benutzeroberfläche 136 von 6, welche die beispielhafte Beitragsgrafik 506 von 5 enthält, einschließlich unerklärter und erklärter Prozessvariationen für Variablen, die in Zusammenhang mit dem Prozesssteuerungssystem 106 von 1 stehen. Die beispielhafte Beitragsgrafik 506 enthält ein Balkendiagramm 910, das erklärte Variationen (z. B. einfarbig schwarze Balken oder Balkenteile) sowie unerklärte Variationen (z. B. gestreifte Balken oder Balkenteile) für jede Variable anzeigt, die zur Variation der Gesamtprozessqualität beiträgt. Bei weiteren Beispielen können die Balkendiagramme in verschiedenen Farben und/oder Formen gezeigt werden. Zusätzlich werden die Variablen (z. B. Medienfluss, Mischertemp., Wassertemp., etc) derart geordnet, dass die Variable mit dem größten Beitrag der Gesamtprozessvariation als erste angezeigt wird. Bei weiteren Beispielen können die Variablen nach Präferenzen eines Bedieners einer Prozesssteuerung geordnet sein.
Die Variablen im Balkendiagramm 910 enthalten einen numerischen Wert, der in Zusammenhang mit einer Variation der Variablen steht. Der Wert –2.33, der in Zusammenhang mit der Medienflussvariable steht, kann z. B. darauf hinweisen, dass eine Flüssigkeit 2,33 gal/sec langsamer fließt, als ein Durchschnittswert oder als ein Grenzwert. Alternativ kann der Wert –2.33 auf eine statistische Beitragsmenge hinweisen, die der Medienfluss zur Variation der Gesamtprozess-Qualitätsvariation von 7 und 8 beiträgt. Die Beitragsmengen der Variablen im Balkendiagramm 910 können durch das OMS 102 von 1 festgestellt werden.
Die erklärten und unerklärten Variationen jeder Variablen werden überlagert oder zusammen gezeigt, um eine leicht verständliche grafische Anzeige für einen Bediener der Prozesssteuerung bereitzustellen. Die erklärten Variationen jeder Variablen können durch das OMS 102 durch Anwendung einer Modellvariations-T²-Statistik errechnet werden. Die unerklärte Variation jeder Variablen kann durch das OMS 102 unter Anwendung eines statistischen Q-Tests errechnet werden. Bei weiteren Beispielen kann das Balkendiagramm 910 Werte der Variablen zu ausgewählten Zeitpunkten, Durchschnittswerten der Variablen und/oder standardmäßigen Abweichungen für jede der Variablen anzeigen.
Die beispielhafte Beitragsgrafik 506 enthält eine Prozessinformationsblende 920, die Prozessinformationen, Prozesszeiten der angezeigten Variationen für jede Variable sowie numerische Werte von erklärten und unerklärten Variationen für eine ausgewählte Variable anzeigt. In 9 zeigt die Prozessinformationsblende 920 z. B., dass um 12:38:26 Uhr die Medienflussvariable eine Variation von 0,26 und einen unerklärten Beitrag zur Gesamtprozessvariation von 2,89 aufweist, wie in 7 und 8 angezeigt. Die Beitragsgrafik 506 kann die Variationen der Variablen für die Zeit 12:38:26 nachmittags anzeigen basierend auf einem Zeitpunkt, der von der Prozessvariationsgrafik 504 empfangen wird. Alternativ kann ein Bediener die Prozesszeit durch Auswahl eines der Pfeile ändern, um den Zeitpunkt vorwärts oder rückwärts zu stellen. Durch das Ändern der Zeit kann das Balkendiagramm 910 variable Variationswerte anzeigen, die der ausgewählten Zeit entsprechen.
Weiterhin enthält die Beitragsgrafik 506 eine Blende 930 mit empfohlenen Maßnahmen. Die Blende 930 mit empfohlenen Maßnahmen kann Empfehlungen zur Prozesskorrektur anzeigen, um einen erfassten Prozessfehler (z. B. den erfassten Fehler in 6) zu beheben. Die Blende 930 mit empfohlenen Maßnahmen empfiehlt z. B. den Fehler zu korrigieren, indem der Medienfluss um 1,85 gal/s im Feldgerät FIC3 angehoben wird. Das FIC3 kann einem Ventil oder einer Pumpe innerhalb des Prozessteuerungssystems 106 entsprechen, das in der Lage ist, die Mediendurchflussmenge zu verändern. Zusätzlich enthält die Blende 930 mit empfohlenen Maßnahmen eine Empfehlung, das Flussmessgerät FIT3 zu überprüfen. Durch das Überprüfen des Flussmessgeräts FIT3 kann ein Bediener feststellen, ob das Flussmessgerät einen korrekten Medienflusswert ausgibt. Die in der Blende 930 empfohlenen Maßnahmen können durch eine vorherige Analyse ähnlicher Prozesssteuerungssysteme mit ähnlichen Fehlern bestimmt werden. Zusätzlich können die empfohlenen Maßnahmen durch das OMS 102 basierend auf der Modellierung des Prozesssteuerungssystems 106 bestimmt werden.
Ein Bediener kann durch die Auswahl der gewünschten Variable im Balkendiagramm 910 die Historie der Werte für jede der Variablen betrachten. Nach Auswahl einer Variablen wird die Variablentendenzgrafik 510 angezeigt, die eine Historie der ausgewählten Variable aufzeigt. Alternativ kann der Bediener eine Variable auswählen und dann den Variablentendenz-Reiter und/oder den Vorwärtspfeil in der Prozessinformationsblende 920 wählen. Zusätzlich kann der Bediener durch Auswahl einer oder mehrerer der empfohlenen Maßnahmen in der Blende 930 mit empfohlenen Maßnahmen die Qualitätsvoraussagengrafik 512 anzeigen, um die vorausgesagte Qualität zu anzusehen, wenn eine oder mehrere Korrekturmaßnahmen durchgeführt werden.
10 zeigt die Benutzeroberfläche 136 von 6, welche die Variablentendenzgrafik 510 von 5 für die Medienflussvariable von 8 und 9 anzeigt. Die Variablentendenzgrafik 510 kann von einem Bediener verwendet werden, um eine Prozessvariablentendenz während dem aktuellen Chargenprozess mit den Tendenzen der Variablen während der vorherigen Chargenprozesse zu vergleichen, die mit einem innerhalb der Qualitätsgrenzwerte liegenden Produktes beendet wurden. Abnormale Abweichungen einer Variablen von vorherigen Chargen können eine Ursache erfasster Fehler und/oder Abweichungen der Gesamtqualitätsvariablen und/oder Gesamtprozessqualitätsvariablen sein. Die Variablentendenzgrafik 510 zeigt, wie Werte, die in Zusammenhang mit einer aktuellen Charge einer Variable stehen, von vorherigen Chargen abweichen. Ein Bediener kann mehrere Variablentendenzgrafiken 510 öffnen, um die historischen Tendenzen mehrerer Variablen anzuzeigen. Die beispielhafte Variablentendenzgrafik 510 kann eine Historie der Werte für eine beliebige gemessene Variable, errechnete Qualitätsvariable und/oder Gesamtprozessqualitätsvariable anzeigen.
Die beispielhafte Variablentendenzgrafik 510 enthält eine aktuelle Variablengrafik 1002 mit einem Auswahlpunkt 1004. Die aktuelle Variablengrafik 1002 zeigt die Werte der Variablen über einen Zeitraum des Prozesses hinweg (z. B. T1 bis T4). Der Zeitraum kann vom Bediener derart verstellt werden, dass nur ein Arbeitsgang, ein Betrieb und/oder ein Zeitpunkt um eine Fehlererfassung herum angezeigt wird. Die aktuelle Variablengrafik 1002 zeigt, dass der Medienfluss im Chargenprozess vor dem Zeitpunkt T2 begann und eine Durchflussmenge von zwischen 1,7 und 2,4 gal/sec bis ungefähr zum Mittelpunkt des Zeitpunkts T3 aufwies. Zum Zeitpunkt T4 wurde der Medienfluss im Chargenprozess 12369 angehalten.
Die Variablentendenzgrafik 510 enthält einen Variablendurchschnittswert 1006, eine obere Standardabweichung 1008 sowie eine untere Standardabweichung 1010 entsprechend den Medienflusswerten von vorherigen Prozessen. Zusätzlich kann die Variablentendenzgrafik 510 einen errechneten Durchschnittswert, errechnete Standardabweichungen und/oder einen Grenzwert für den Medienfluss umfassen. Durch Anzeigen des Variablendurchschnittswerts 1006 und der Standardabweichungen 1008 und 1010 ermöglicht es die Variablentendenzgrafik 510 einem Bediener, die Tendenz einer Variable mit vorherigen Tendenzen derselben Variablen während verschiedener Chargen zu vergleichen, die jeweils ein akzeptables Produkt hervorgebracht haben. Der Variablendurchschnittswert 1006 und/oder die Standardabweichungen 1008 und 1010 können durch das OMS 102 von 1 bestimmt werden.
Der Variablendurchschnittswert 1006 kann ein bestimmter Durchschnittswert der Medienflussvariable für vorherige Chargen sein und die Standardabweichungen 1008 und 1010 können von Standardabweichungen der Medienflussvariable vorheriger Chargen festgestellt werden. Die Variablentendenzgrafik 510 in 10 zeigt, dass die aktuelle Variablengrafik 1002 in etwa 2,0 gal/sec unterhalb des Variablendurchschnittswerts 1006 und 1,6 gal/sec unterhalb der unteren Standardabweichung liegt.
Weiterhin kann die Variablentendenzgrafik 510 eine Prozessinformationsblende und/oder eine Blende für empfohlene Maßnahmen enthalten. Ein Bediener kann die Qualitätsvoraussagengrafik 512 durch die Auswahl eines Punkts an der Variablengrafik 1002 (z. B. den Auswahlpunkt 1004), durch Auswahl des Voraussagen-Reiters und/oder durch Auswahl einer Korrekturmaßnahme in einer Blende mit empfohlenen Maßnahmen ansteuern. Alternativ kann der Bediener durch die Auswahl des Beitrags-Reiters und/oder durch Schließen der Variablentendenzgrafik 510 zur Beitragsgrafik 506 zurück navigieren.
11 zeigt die Benutzeroberfläche 136 von 6, welche die Qualitätsvoraussagengrafik 512 von 5 für die beispielhafte Charge 12369 anzeigt. Die beispielhafte Qualitätsvoraussagengrafik 512 zeigt eine Auswirkung auf mögliche Korrekturen eines Fehlers an einer Prozessvariation (z. B. der in der Prozessvariationsgrafik 504 von 7 gezeigten Prozessvariation). Die Qualitätsvoraussagengrafik 512 kann eine vorausgesagte Qualität eines Produkts zeigen, die aus dem Prozess resultiert und/oder eine vorausgesagte Qualität, die mit dem Ende des Chargenprozesses 12369 in Zusammenhang steht. Zusätzlich kann die Qualitätsvoraussagengrafik 512 eine vorausgesagte Qualität des Chargenprozesses nach einer Implementierung einer Korrekturmaßnahme zeigen, um einen erfassten Fehler zu beseitigen. Ein Bediener kann die Qualitätsvoraussagengrafik 512 verwenden, um feststellen zu können, ob eine Korrekturmaßnahme ausreichend ist, um die Prozessqualität innerhalb definierter Grenzwerte zu bringen. Falls die Qualitätsvoraussagengrafik 512 zeigt, dass eine Korrekturmaßnahme nicht ausreichend ist, um ein Qualitätsprodukt erzeugen zu können, kann der Bediener andere Korrekturmaßnahmen auswählen und/oder den Prozess abbrechen.
Ferner kann die Qualitätsvoraussagengrafik 512 einer Gesamtqualitätsvariablen entsprechen. Bei weiteren Beispielen kann die Qualitätsvoraussagengrafik 512 vorausgesagte Werte für eine gemessene und/oder eine errechnete Variable nach einer Implementierung einer Korrekturmaßnahme aufzeigen. Die beispielhafte Qualitätsvoraussagegrafik 512 von 11 enthält eine Qualitätsvoraussagengrafik 1102 über einen kompletten Zeitraum des Chargenprozesses 12369 (z. B. von T1 bis T7). Die Qualitätsvoraussagengrafik 1102 kann als eine statistische Prozessqualitätsberechnung dargestellt sein, die normiert sein kann. Die statistische Prozessqualitätsberechnung und/oder ein Modell der statistischen Prozessqualitätsberechnung kann durch das beispielhafte OMS 102 von 1 erzeugt werden.
Die beispielhafte Qualitätsvoraussagengrafik 512 enthält ebenfalls eine Zeitmarkierungslinie 1104, die auf die aktuelle Zeit und/oder den Fortschritt während des Chargenprozesses hinweist. Zusätzlich kann die Zeitmarkierungslinie 1104 einen Zeitpunkt darstellen, zu welchem die Qualitätsvoraussagengrafik 512 die Auswirkungen der Anwendung einer Korrekturmaßnahme auf den Chargenprozess errechnet. Ferner enthält die Qualitätsvoraussagengrafik 512 Vertrauenslimits 1108, welche einen errechneten Vertrauensintervall für die vorausgesagte Qualität darstellen. Die Vertrauenslimits 1108 können z. B. mit 95%-iger Sicherheit darauf hinweisen, dass die tatsächliche Qualität des Chargenprozesses innerhalb der Vertrauenslimits 1108 liegen wird. Mit anderen Worten besteht eine 95%-ige Chance, dass die Qualität des Chargenprozesses an einem Punkt zwischen den Vertrauenslimits 1108 liegen wird. Die beispielhaften Vertrauenslimits 1108 sind am Anfang des Chargenprozesses 12369 ausgedehnt, weil die Qualität des Prozesses am Anfang des Prozesses unbestimmter sein kann. Danach, während der Chargenprozess fortschreitet, kann die Qualität des Prozesses bestimmter sein, was durch engere Vertrauenslimits 1108 zum Zeitpunkt T7 angedeutet wird.
Ferner enthält die Qualitätsvoraussagengrafik 512 von 11 ein Grenzwertlimit 1110 (z. B. Spezifikation) und ein Ziellimit 1111. Das Grenzwertlimit 1110 kann auf einen Maximalwert hinweisen, den die Qualitätsvoraussagengrafik 1102 haben kann, sodass der Chargenprozess als eine akzeptable Qualität gilt. Das Ziellimit 1111 kann auf einen Idealwert der Qualitätsvoraussagengrafik 1102 hinweisen, um ein akzeptables Qualitätsprodukt zu erhalten.
Die beispielhafte Qualitätsvoraussagengrafik 512 enthält ebenfalls eine Prozessinformationsblende 1112, die Navigationspfeile, Chargenprozessinformationen, einen vorausgesagten numerischen Wert eines ausgewählten Punkts an der Grafik 1102 der Chargenprozessqualität sowie numerische Werte der Vertrauenslimits 1108 enthält, die in Zusammenhang mit dem ausgewählten Punkt an der Grafik 1102 stehen. Der ausgewählte Punkt an der vorausgesagten Qualitätsgrafik 1102 kann durch einen schwarzen Kreis zum Zeitpunkt T7 dargestellt sein. Zusätzlich enthält die Qualitätsvoraussagengrafik 512 eine Blende 1114 mit empfohlenen Maßnahmen, die eine auswählbare Korrekturmaßnahme umfasst. Bei dem Beispiel von 11 wird die Korrekturmaßnahme des Erhöhens des FIC3 Flusses um 1,85 gal/s ausgewählt, was darauf hindeutet, dass die Qualitätsvoraussagengrafik 512 die Korrektrumaßnahme auf die Voraussage der Chargenprozessqualität angewendet hat. Bei weiteren Beispielen kann die Blende 1114 mit empfohlenen Maßnahmen zusätzliche Korrekturmaßnahmen und/oder eine Funktionalität enthalten, die es dem Bediener ermöglichen, Korrekturmaßnahmen einzugeben.
Falls ein Bediener der Prozesssteuerung feststellen sollte, dass eine angewandte Korrekturmaßnahme einen erfassten Fehler behebt, kann der Bediener der Prozesssteuerung die Korrekturmaßnahme auf das Prozesssteuerungssystem 106 von 1 durch die Auswahl der Maßnahme innerhalb der Blende 1114 mit empfohlenen Maßnahmen anwenden. Alternativ kann der Bediener auswählen, die Korrekturmaßnahme durch eine andere innerhalb der Benutzeroberfläche 136 und/der der Qualitätsvoraussagengrafik 512 enthaltenen Funktionalität anzuwenden.
12 zeigt die Benutzeroberfläche 136 von 6, die das beispielhafte Mikrodiagramm 508 von 5 zu einem ersten Zeitpunkt anzeigt. Das beispielhafte Mikrodiagramm enthält eine Zeitachse 1202, die eine Chargenprozesszeit 1204 sowie einen aktuellen Fortschritt 1206 bis zum Chargenprozesszeitpunkt 1204 zeigt. Zusätzlich enthält die Zeitachse 1202 erfasste Fehler 1208–1214 sowie einen grafisch dargestellten Zeitpositionspfeil 1216. Die Prozesszeit 1204 entspricht einem Zeitpunkt zur Fertigstellung eines Chargenprozesses (z. B. dem Chargenprozess 12369). Der aktuelle Fortschritt 1206 zeigt den Status des Chargenprozesses bezüglich der Prozesszeit 1204. In 12 beträgt der aktuelle Verlauf z. B. etwa zwei Drittel der Prozesszeit 1204. Bei weiteren Beispielen kann die Prozesszeit 1204 einer Arbeitsgangzeit, einer Betriebszeit und/oder einer vom Bediener vorgeschriebenen Zeit entsprechen.
Die erfassten Fehler 1208–1214 entsprechen den innerhalb des Prozessteuerungssystems 106 von 1 erfassten Fehlern. Der Zeitraum der erfassten Fehler 1208–1214 kann durch die Breite der erfassten Fehlerbalken 1208–1214 angedeutet sein. Zusätzlich kann die Schattierung der erfassten Fehler 1208–1214 einer Art von Fehler entsprechen. Die Fehler 1208 und 1210 können z. B. einem Betriebszustand (z. B. einer Qualitätsvariable) des Chargenprozesses entsprechen, der einen Grenzwert überschreitet. Der Fehler 1212 kann einem mit einer Messung, einer Steuerschleife und/oder einem Feldgerät (z. B. gemessenen Variablen) in Zusammenhang stehenden Fehler entsprechen. Der Fehler 1214 kann einer Kombination eines Fehlers, der einem Betriebszustand entspricht und einem Fehler, der einer Messung, einer Steuerschleife und/oder einem Feldgerät entspricht, entsprechen. Bei weiteren Beispielen können die erfassten Fehler 1208–1214 durch farbige Balken, durch Formen und/oder durch Symbole dargestellt sein.
Die Zeitachse 1202 enthält den grafisch dargestellten Zeitpositionspfeil 1216, um es einem Bediener zu ermöglichen, eine Zeit während dem Chargenprozess auszuwählen, um die Variablenwertinformationen zu betrachten. Die Variablenwertinformationen können im Balkendiagramm 1218 und/oder in den Sparklines 1220–1226 angezeigt werden. Das Mikrodiagramm 508 von 12 zeigt einen grafisch dargestellten Zeitpositionspfeil, der an einem ersten Zeitpunkt positioniert ist und die im Balkendiagramm 1218 gezeigten Variablenwerten entsprechen der ersten Zeitdauer. Zusätzlich wird der Verlauf der Sparklines 1220–1226 bis zur ersten Zeitdauer gezeigt. Weiterhin enthalten die Variablen einen Namen der Variablen sowie einen numerischen Wert der Variablen zum ersten Zeitpunkt. Die erste Variable, Medienfluss, enthält z. B. die Sparkline 1220, die eine Historie der Werte für die Medienflussvariable während des Chargenprozesses, einen Wert zu einem ersten Zeitpunkt von 2,8 gal/s sowie ein Balkendiagramm 1218 zeigt, das normiert ist und zeigt, wie sich der 2,8 gal/s Wert zu einem Durchschnittswert für die Medienflussvariable verhält.
Das beispielhafte Mikrodiagramm 508 stellt einem Bediener der Prozesssteuerung aktuelle Variablenwerte (z. B. über das Balkendiagramm 1218) sowie eine Historie der Variablenwerte (z. B. über die Sparklines 1220–1226) jeder der Variablen zur Verfügung, die eventuell zu den Variationen des Chargenprozesses beitragen. Deshalb kombiniert das beispielhafte Mikrodiagramm 508 die Funktionalität der Beitragsgrafik 506 und der Variablentendenzgrafik 510.
Das beispielhafte Mikrodiagramm 508 kann den Durchschnittswert und/oder die Standardabweichung jeder der Variablen normieren und/oder neu skalieren, sodass die Variablen innerhalb eines allgemeinen Durchschnittswerts und/oder einer allgemeinen Standardabweichung des Balkendiagramms 1218 angezeigt werden können. Die Balken im Balkendiagramm 1218 können farblich verschieden sein, um darauf hinzuweisen, dass eine oder mehrere Variablen die Standardabweichung zwar überschreiten, jedoch keinen Prozessfehler verursachen. Zusätzlich können die Balken im Balkendiagramm 1218 ihre Farbe ändern, um darauf hinzuweisen, dass eine oder mehrere Variablen die Standardabweichung überschreiten und somit einen Prozessfehler verursachen. Ferner können die Balken im Balkendiagramm 1218 schattiert sein, um auf eine statistische Historie jeder der Variablen hinzuweisen. Ähnlich wie ein Durchschnittswert und eine Standardabweichung von vorherigen Chargen im Variablentendenzdiagramm 510 von 10 können z. B. die Balken im Balkendiagramm 1218 schattiert sein, um auf einen Durchschnittswert und/oder eine Standardabweichung von vorherigen Chargen für jede Variable hinzuweisen. Weiterhin kann ein Bediener eine beliebige der Variablen im Balkendiagramm 1218 auswählen, um die ausgewählte Variable in der Variablentendenzgrafik 510 zu betrachten.
Die beispielhaften Sparklines 1220–1226 zeigen eine Historie von vorherigen Fehlern für die aktuelle Charge jeder der Variablen. Die Sparklines 1220–1226 können entlang eines Durchschnittswerts für jede Variable grafisch dargestellt sein und/oder als ein absoluter Wert der Variablen gezeigt werden. Ferner können die Sparklines Hinweise enthalten, die zeigen, wo die Werte einer Variablen während dem Prozess einen Grenzwert überschreiten. Ein Bediener der Prozesssteuerung kann detaillierte Informationen über die Sparklines 1220–1226 durch die Auswahl einer gewünschten Sparkline 1220–1226 ansehen.
13 zeigt die Benutzeroberfläche 136 von 6, die das beispielhafte Mikrodiagramm 508 von 12 zu einem ausgewählten, zweiten Zeitpunkt zeigt. Bei dem Beispiel von 13 wird der grafisch dargestellte Zeitpositionspfeil 1216 zum zweiten Zeitpunkt am aktuellen Verlauf 1206 der Chargenprozesszeit 1204 bewegt. Der grafisch dargestellte Zeitpositionspfeil 1216 wird bei Auftreten des Fehlers 1214 positioniert. Deshalb zeigt das Balkendiagramm 1218 Variablenwerte, die in Zusammenhang mit dem zweiten Zeitpunkt stehen und die Variablen zeigen numerische Werte, die in Zusammenhang mit dem zweiten Zeitpunkt stehen (z. B. Medienfluss bei 3,3 gal/s). Zusätzlich zeigen die Sparklines 1220–1226 vorherige Werte für jede Variable bis zum zweiten Zeitpunkt. Bei weiteren Beispielen können die Sparklines 1220–1226 die vorherigen Werte jeder Variablen bis zum aktuellen Zeitpunkt des Chargenprozesses enthalten und können jedoch einen Hinweis auf einen zweiten Zeitpunkt zeigen. Das Beispiel von 13 zeigt, dass der Fehler 1214 in Zusammenhang mit dem Medienfluss stehen kann, der die im Balkendiagramm 1218 gezeigte Standardabweichung überschreitet. Zusätzlich kann der Balken im mit dem Medienfluss in Zusammenhang stehenden Balkendiagramm 1218 seine Farbe ändern und/oder die Schattierung ändern, um darauf hinzuweisen, dass die Variable ein beitragender Faktor für den Fehler 1214 ist.
14A und 14B zeigen die Benutzeroberfläche 136 von 6, welche die beispielhaften Sparklines 1220 für die Mischertemperatur-Prozessvariable von 12 und 13 anzeigt. Sparklinesgrafiken 1400 und/oder 1420 können innerhalb der Benutzeroberfläche 136 durch eine Auswahl der Sparkline 1220 in 12 und/oder 13 erzeugt und/oder angezeigt werden. Die beispielhaften Sparklinesgrafiken 1400 und 1420 von 14A und 14B zeigen zwei verschiedene Konfigurationen für die angezeigten vorherigen Variablenwerte in einem Chargenprozess. Andere Sparklinesgrafiken können jedoch ebenfalls verschiedenartig konfiguriert werden, um vorherige Variablenwerte in einem Chargenprozess anzuzeigen.
Die beispielhafte Sparklinesgrafik 1400 von 14A enthält die Sparkline Mischertemperaturlinie 1220 für die Chargenprozesszeiten T1–T4. Die Sparkline 1220 wird entlang einer absoluten Temperaturskala gezeigt. Bei T1 beträgt die Mischertemperatur z. B. 40°C und bei T4 beträgt die Mischertemperatur 180°C. Deshalb steigt die Sparkline 1220 wie dargestellt mit der Temperatur an.
Zusätzlich enthält die Sparklinesgrafik 1400 Abweichungshinweise 1404 und 1406. Eine Länge der Abweichungshinweise 1404 und 1406 entspricht einem Zeitpunkt, an dem Variablenwerte einen Grenzwert überschreiten. Eine Höhe der Abweichungshinweise 1404 und 1406 von der Sparkline kann darauf hinweisen, um wie viel die Variablenwerte den Grenzwert überschreiten. Der Abweichungshinweis 1404, der über der Sparkline 1220 positioniert ist, kann darauf hinweisen, dass die Variablenwerte ein oberes Standardabweichungslimit überschreiten, während der Abweichungshinweis 1406, der unterhalb der Sparkline 1220 positioniert ist, darauf hinweisen kann, dass die Variablenwerte ein unteres Standardabweichungslimit überschreiten. Ferner können die Abweichungshinweise 1404 und 1406 farblich markiert sein, um den Schweregrad einer Abweichung, die Menge der Abweichung und/oder eine Art der Abweichung anzudeuten.
Die beispielhafte Sparklinesgrafik 1420 von 14B enthält die Sparkline Mischertemperaturlinie 1220 für die Chargenprozesszeiten T1–T4. Die Sparkline 1220 wird entlang einem Durchschnittswert und einer standardmäßigen Abweichungsskala gezeigt. Die Sparklinesgrafik 1420 zeigt z. B. die Variablenwerte der Sparkline 1220 in Relation zu einem errechneten Durchschnittswert für die Mischertemperatur während dem Chargenprozess von den Zeitpunkten T1–T4. Zusätzlich enthält die Sparklinesgrafik 1420 einen Abweichungshinweis 1424. Der Abweichungshinweis 1424 entspricht nicht den in der Sparklinesgrafik 1400 von 4A gezeigten Abweichungshinweisen 1404 und 1406. Der beispielhafte Abweichungshinweis 1424 stellt einen visuellen Hinweis für einen Bediener bereit, dass ein Teil der Sparkline 1220 eine Standardabweichung (z. B. einen Grenzwert) überschreitet. Der Abweichungshinweis 1424 kann visuell durch eine gestrichelte Linie, eine fettgedruckte Linie, Linienfarben, Formen und/oder Symbole angedeutet sein.
15, 16A–16F und 17A–17B sind Ablaufdiagramme von beispielhaften Verfahren, die ausgeführt werden können, um das beispielhafte OMS 102, das beispielhafte Steuergerät 108, die beispielhafte Benutzeroberfläche 136, den beispielhaften Chargendatenempfänger 402, den beispielhaften Analytikprozessor 114, den beispielhaften analytischen Prozessmodellierer 408, den beispielhaften Bewertungsprozessmodellierer 410, den beispielhaften Prozessmodellgenerator 412, den beispielhaften Anzeigen-Manager 420, das beispielhafte Session-Steuergerät 422, den beispielhaften Online-Datenprozessor 116, den beispielhaften Web-Zugangsserver 428 und/oder den beispielhaften anlageninternen Zugangsserver 424 von 1 und/oder 4 zu implementieren. Die beispielhaften Verfahren von 15, 16A–16F und/oder 17A–17B können durch einen Prozessor, ein Steuergerät und/oder ein anderes geeignetes Verarbeitungsgerät ausgeführt werden. Die beispielhaften Verfahren von 15, 16A–16F und/oder 17A–17B können z. B. als kodierte Anweisungen ausgeführt sein, die auf einem beliebigen materiellen computerlesbaren Medium gespeichert sind, wie z. B. einem Flash-Speicher, einer CD, einer DVD, einer Diskette, einem ROM, einem RAM, einem programmierbaren ROM (PROM), einem elektronisch programmierbarem ROM (EPROM), einem elektronisch löschbarem ROM (EEPROM), einem optischen Plattenspeicher, einem optischen Plattenspeichergerät, einem Magnetplattenspeicher, einem Magnetplattenspeichergerät und/oder einem beliebigen Medium, das verwendet werden kann, um einen Programmkode und/oder Anweisungen in Form von Verfahren oder Datenstrukturen zu tragen und zu speichern und der von einem Prozessor, Universalcomputer oder einem Spezialcomputer oder einer anderen Maschine mit einem Prozessor (z. B. die nachfolgend in Verbindung mit 18 erörterte beispielhafte Prozessorplattform P10) angesteuert werden kann. Kombinationen davon sind ebenfalls im Geltungsbereich der computerlesbaren Medien enthalten.
Die Verfahren umfassen z. B. Anweisungen und/oder Daten, die einen Prozessor, einen Universalcomputer, Spezialcomputer oder eine Spezialverarbeitungsmaschine dazu bringen, ein oder mehrere bestimmte Verfahren zu implementieren. Alternativ können einige oder sämtliche der beispielhaften Verfahren von 15, 16A–16F und/oder 17A–17B unter Anwendung beliebiger Kombination(en) von ASIC(s), PLD(s), FPLD(s), diskreter Logik, Hardware, Firmware, etc. implementiert werden.
Einige oder sämtliche der beispielhaften Verfahren von 15, 16A–16F und/oder 17A–17B können ebenfalls unter Anwendung manueller Betriebe oder als beliebige Kombination der vorgenannten Techniken implementiert werden, wie z. B. jede beliebige Kombination aus Firmware, Software, diskreter Logik und/oder Hardware. Weiterhin können viele andere Verfahren zur Implementierung der beispielhaften Betriebe von 15, 16A–16F und/oder 17A–17B eingesetzt werden. Es kann z. B. die Reihe der Ausführung der Blöcke geändert werden und/oder einer oder mehrere der beschriebenen Blöcke können geändert, eliminiert, unterteilt oder kombiniert werden. Zusätzlich können eine oder sämtliche der beispielhaften Verfahren von 15, 16A–16F und/oder 17A–17B sequenziell und/oder parallel, z. B. durch separate Verarbeitungs-Threads, Prozessoren, Geräte, diskrete Logik, Steuerkreise, etc. ausgeführt werden.
Das beispielhafte Verfahren 1500 von 15 modelliert Verhältnisse zwischen gemessenen, errechneten und/oder Gesamtqualitätsvariablen basierend auf den Merkmalen eines Prozessteuerungssystems. Mehrere beispielhafte Verfahren 1500 können parallel oder nacheinander ausgeführt werden, um Teile eines Prozesssteuerungssystems auszuführen und/oder andere Prozesssteuerungssysteme zu modellieren.
Das beispielhafte Verfahren 1500 von 15 beginnt mit der Identifizierung von Feldgeräten innerhalb eines Prozessteuerungssystems (Block 1502). Das beispielhafte Verfahren 1500 kann Feldgeräte anhand einer Identifikation von Seriennummern, Prozesssteuerungs-Identifizierungsnummern und/oder anhand von anderen Identifizierungsverfahren identifizieren. Das beispielhafte Verfahren 1500 kann dann die Eingaben in die Feldgeräte (Block 1504) identifizieren. Als nächstes identifiziert das beispielhafte Verfahren 1500 die Ausgaben der Feldgeräte und identifiziert eine gemessene Prozess- und/oder Qualitätsvariable, die in Zusammenhang mit jeder Ausgabe (Block 1506) steht.
Das beispielhafte Verfahren 1500 fährt mit der Feststellung der errechneten Qualitätsvariablen von den gemessenen Prozess- und/oder Qualitätsvariablen (Block 1508) fort. Das beispielhafte Verfahren 1500 stellt dann die Gesamtqualitätsvariablen für den Prozess basierend auf den gemessenen und/oder errechneten Variablen (Block 1510) fest. Als nächstes errechnet das beispielhafte Verfahren 1500 die Verhältnisse (z. B. die Beitragsverhältnisse) zwischen den gemessenen, errechneten und/oder Gesamtqualitätsvariablen (Block 1512). Die Verhältnisse können durch den Prozessmodellgenerator 412 von 4 unter Anwendung von beliebigen multivariablen, statistischen, algebraischen, Prozesssteuerungs-Historieanalysen und/oder Optimierungsverfahren bestimmt und/oder modelliert werden.
Das beispielhafte Verfahren 1500 von 15 stellt dann die Grenzwerte für jede der Variablen (Block 1514) fest. Das beispielhafte Verfahren 1500 kann beliebige multivariate, statistische, algebraische, vorherige Prozessanalysen und/oder Optimierungsverfahren und/oder in Verbindung mit dem Prozessmodellgenerator 412 von 4 diskutierte Berechnungen einsetzen, um die errechneten und/oder die Gesamtqualitätsvariablen anhand der gemessenen Variablen zu bestimmen. Zusätzlich kann das beispielhafte Verfahren 1500 beliebige multivariate, statistische, algebraische, vorherige Prozessanalysen und/oder Optimierungsverfahren und/oder in Verbindung mit dem Prozessmodellgenerator 412 von 4 diskutierte Berechnungen einsetzen, um die Verhältnisse zwischen den Variablen und den Grenzwerten für jede der Variablen festzustellen. Nach der Bestimmung der Grenzwerte speichert das beispielhafte Verfahren 1500 die Variablen, die ursprüngliche Quelle der Werte für jede der Variablen (z. B. der Feldgeräte), die Verhältnisse zwischen den Variablen und/oder die Grenzwerte für jede der Variablen in der Prozessmodell-Datenbank 414 von 4 (Block 1516). Zusätzlich kann das beispielhafte Verfahren 1500 Voraussagemodelle vom Prozesssteuerungssystem bestimmen und die Voraussagemodelle in der Datenbank 414 speichern. Nach dem Speichern der Prozesssteuerungsvariablen, Grenzwerte und/oder Verhältnisse wird das beispielhafte Verfahren 1500 beendet.
Das beispielhafte Verfahren 1600 von 16A–16F erzeugt und/oder verwaltet die Navigation zwischen Prozesssteuerungsgrafiken und/oder den Diagrammen (z. B. den Grafiken und/oder Diagrammen 502–512 von 5–14B). Mehrere beispielhafte Verfahren 1600 können parallel oder nacheinander ausgeführt werden, um von den Diagrammen und/oder Grafiken aus zu erzeugen und/oder zu navigieren. Zusätzlich können mehrere beispielhafte Verfahren 1600 für jede durch einen Bediener der Prozesssteuerung eingeleitete Session implementiert werden. Das beispielhafte Verfahren 1600 beginnt, wenn ein Bediener der Prozesssteuerung eine Session öffnet und eine Prozesssteuerungsumgebung, eine Anlage und/oder ein Prozesssteuerungssystem auswählt. Zusätzlich kann das beispielhafte Verfahren 1600 starten, indem ein Übersichtsdiagramm (z. B. das Übersichtsdiagramm 502 von 6) angezeigt wird.
Das beispielhafte Verfahren 1600 von 16A beginnt, indem Prozesssteuerungsinformationen von einem Steuergerät (z. B. dem Steuergerät 108 von 1) (Block 1602) erhalten werden. Zusätzlich kann das beispielhafte Verfahren 1600 die erhaltenen Prozesssteuerungsinformationen aus vorher erhaltenen Prozesssteuerungsinformationen zusammenfügen, die in Zusammenhang mit derselben Charge und/oder demselben Prozess stehen. Als nächstes stellt das beispielhafte Verfahren 1600 die Werte fest, die in Zusammenhang mit gemessenen Werten von den erhaltenen Prozessteuerungsinformationen (Block 1604) stehen. Das beispielhafte Verfahren 1600 errechnet dann die Werte, die in Zusammenhang mit errechneten und/oder Gesamtqualitätsvariablen stehen, aus den Werten, die in Zusammenhang mit den gemessenen Variablen (Block 1606) stehen. Das beispielhafte Verfahren 1600 speichert die Werte, die in Zusammenhang mit den Variablen stehen, in der Chargendaten-Datenbank 416 (Block 1608). Die Werte können basierend auf einem Zeitpunkt gespeichert werden, zu welchem die Werte durch die Feldgeräte (z. B. unter Anwendung eines Zeitstempels), nach Chargennummer und/oder nach einem Arbeitsgang innerhalb der Charge erzeugt worden sind.
Das beispielhafte Verfahren 1600 fährt fort, indem festgestellt wird, ob beliebige Werte, die in Zusammenhang mit den Variablen stehen, entsprechende Grenzwerte (Block 1610) überschreiten. Falls einer oder mehrere Werte einen entsprechenden Grenzwert überschreiten, weist das beispielhafte Verfahren 1600 auf einen Prozesssteuerungsfehler hin, der einem oder mehreren Werten entspricht, die die entsprechenden Grenzwerte (Block 1612) überschreiten. Das beispielhafte Verfahren 1600 stellt dann fest, ob eine Auswahl einer Grafik empfangen worden ist (Block 1614). Die Auswahl einer Grafik kann durch einen Bediener der Prozesssteuerung vorgenommen werden. Zusätzlich, falls einer oder mehrere Werte den entsprechenden Grenzwert (Block 1610) nicht überschreiten, stellt das beispielhafte Verfahren 1610 fest, ob eine Auswahl der Grafik empfangen worden ist (Block 1614).
Falls eine Auswahl einer Grafik nicht empfangen worden ist, fährt das beispielhafte Verfahren 1600 damit fort, Prozesssteuerungsinformationen (Block 1602) zu empfangen. Falls jedoch eine Auswahl einer Grafik empfangen worden ist, bestimmt das beispielhafte Verfahren 1600 die Art der ausgewählten Grafik (z. B. Mikrodiagramm, Sparkline, Beitragsgrafik, Variablentendenzgrafik, Prozessvariationsgrafik und/oder Qualitätsvoraussagengrafik) (Block 1614). Zusätzlich kann das beispielhafte Verfahren 1600 damit fortfahren, Prozesssteuerungsinformationen zu empfangen und/oder kann die empfangenen Variablenwerte in die Chargendaten aufnehmen, während ein Bediener Grafiken auswählt und ansieht.
Das beispielhafte Verfahren 1600 fährt in 16B fort, falls eine Auswahl einer Prozesssvariationsgrafik empfangen worden ist. Das beispielhafte Verfahren 1600 erzeugt eine Darstellung der Prozessvariationsgrafik, einschließlich einer unerklärten und/oder einer erklärten Variation, die in Zusammenhang mit einer ausgewählten Variable steht (Block 1616). Die ausgewählte Variable kann einem Fehler entsprechen, der durch das beispielhafte Verfahren 1600 erfasst worden ist, einschließlich einer Gesamtqualitätsvariable, einer gemessenen Variable und/oder einer errechneten Variable. Alternativ kann die Prozessvariationsgrafik eine Historie der Werte sowie einen entsprechenden Grenzwert enthalten, der mit den ausgewählten Variablen in Zusammenhang steht. Das beispielhafte Verfahren 1600 zeigt dann Werte für die unerklärte und/oder erklärte Variation für einen ausgewählten Zeitpunkt und/oder die zuletzt empfangenen Prozesssteuerungsinformationen (Block 1618) an. Falls ein Bediener z. B. einen Fehler im Übersichtsdiagramm auswählt, kann das beispielhafte Verfahren 1600 die unerklärten und/oder erklärten Variationswerte anzeigen, die in Zusammenhang mit einem Zeitpunkt stehen, zu welchem der Fehler erfasst wurde.
Das beispielhafte Verfahren 1600 stellt dann fest, ob eine Auswahl eines Zeitpunkts von der Prozessvariationsgrafik empfangen wurde (Block 1620). Die Auswahl eines Zeitpunkts kann mit dem Augenblick übereinstimmen, an dem der Bediener einen Punkt in einer grafisch dargestellten Variation entsprechend einer Prozesszeit auswählt. Falls das beispielhafte Verfahren 1600 eine Auswahl eines Zeitpunkts empfangen hat, zeigt das beispielhafte Verfahren 1600 unerklärte und/oder erklärte Variationswerte an, die in Zusammenhang mit dem ausgewählten Zeitpunkt stehen (Block 1622). Danach stellt das beispielhafte Verfahren 1600 fest, ob eine Auswahl empfangen worden ist, um Variablenbeiträge zur Variation (Block 1624) betrachten zu können. Auch wenn eine Auswahl eines Zeitpunkts in der Prozessvariationsgrafik nicht empfangen worden ist (Block 1620), stellt das beispielhafte Verfahren 1600 fest, ob eine Auswahl empfangen worden ist, um Variablenbeiträge zur Variation betrachten zu können (Block 1624).
Falls eine Auswahl nicht empfangen worden ist, um Variablenbeiträge zur Variation betrachten zu können, kann das beispielhafte Verfahren 1600 feststellen, ob der Bediener mit einer Analyse der Chargendaten (Block 1626) fortfahren möchte. Der Bediener kann z. B. nach dem Betrachten der Prozessvariationsgrafik feststellen, dass der Prozess akzeptabel ist und eventuell zurück zu einer Anzeige des Übersichtsdiagramms gehen wollen. Falls der Bediener beabsichtigt, mit der Chargenanalyse fortzufahren, kann das beispielhafte Verfahren 1600 das Prozessübersichtsdiagramm anzeigen und damit fortfahren, Prozesssteuerungsinformationen zu empfangen (Block 1602). Falls der Bediener nicht mit der Chargenanalyse (Block 1626) fortfahren möchte, kann der Bediener den Prozess abbrechen und das beispielhafte Verfahren 1600 wird damit beendet.
Falls eine Auswahl jedoch empfangen worden ist, um Variablenbeiträge zur Variation (Block 1624) betrachten zu können und falls die Beiträge zur Ansicht in einem Mikrodiagramm ausgewählt wurden, fährt das beispielhafte Verfahren 1600 in 16C fort, indem eine Anzeige des Mikrodiagramms, einschließlich gemessener Prozess- und/oder Qualitätsvariablen (Block 1628) erzeugt wird. Das Mikrodiagramm kann ebenfalls errechnete Qualitätsvariablen anzeigen. Zusätzlich kann das Mikrodiagramm durch das beispielhafte Verfahren 1600 nach Empfang einer Auswahl eines Mikrodiagramms (Block 1614) angezeigt werden. Das beispielhafte Verfahren 1600 zeigt die Werte der Variablen innerhalb des Mikrodiagramms basierend auf einer Auswahl eines Zeitpunkts durch den Bediener an (Block 1630). Die Zeitauswahl kann z. B. ein Zeitpunkt sein, der mit einem Prozessfehler in Zusammenhang steht, wenn der Bediener den Prozessfehler im Übersichtsdiagramm auswählt und/oder kann ein Zeitpunkt sein, der ausgewählt wird, um die unerklärte und/oder erklärte Variation in der Prozessvariationsgrafik zu betrachten. Nach dem Anzeigen des Mikrodiagramms stellt das beispielhafte Verfahren 1600 fest, ob eine weitere Auswahl eines Zeitpunkts empfangen worden ist (Block 1632). Eine Auswahl eines Zeitpunkts kann in einem Mikrodiagramm vorgenommen werden, indem ein Pfeil entlang einer Zeitachse zu einem gewünschten Zeitpunkt im Prozess geschoben wird. Alternativ kann eine Auswahl eines Zeitpunkts vorgenommen werden, indem ein Punkt einer Sparkline ausgewählt wird, die in Zusammenhang mit einer Variablen innerhalb des Mikrodiagramms steht.
Falls das beispielhafte Verfahren eine Auswahl eines Zeitpunkts empfängt, steuert das beispielhafte Verfahren 1600 Werte von der Chargendaten-Datenbank 416 an, die dem ausgewählten Zeitpunkt für jede der innerhalb des Mikrodiagramms (Block 1634) angezeigten Variablen entsprechen. Alternativ können die Werte bereits innerhalb des erzeugten Mikrodiagramms enthalten sein. In Fällen, bei denen die Werte bereits innerhalb des Mikrodiagramms enthalten sind (z. B. in einer Flash-Plug-in-Anwendung) aktualisiert das beispielhafte Verfahren 1600 die Anzeige des Mikrodiagramms, um die Werte aufzuzeigen, die in Zusammenhang mit dem ausgewählten Zeitpunkt stehen.
Das beispielhafte Verfahren 1600 zeigt dann die Werte innerhalb des Balkendiagramms und/oder den Sparklines an, die in Zusammenhang mit jeder der angezeigten Variablen (Block 1636) stehen. Als nächstes stellt das beispielhafte Verfahren 1600 fest, ob eine Auswahl in Zusammenhang mit einer Sparkline von wenigstens einer der Variablen (Block 1638) empfangen worden ist. Falls das beispielhafte Verfahren 1600 keine Auswahl eines Zeitpunkts (Block 1632) empfangen hat, stellt das beispielhafte Verfahren 1600 zusätzlich fest, ob eine Auswahl in Zusammenhang mit einer Sparkline von wenigstens einer der Variablen (Block 1638) empfangen worden ist.
Falls das beispielhafte Verfahren 1600 eine Auswahl einer Variable innerhalb einer Sparkline empfängt, erzeugt das beispielhafte Verfahren 1600 von 16D eine detaillierte Anzeige der ausgewählten Sparkline für die ausgewählte Variable (Block 1646). Das beispielhafte Verfahren 1600 kann ebenfalls eine Sparkline generieren, indem eine Auswahl einer Grafik vom Bediener (Block 1614) empfangen wird. Die Sparkline kann an einem Zeitpunkt ab einem Start der Charge starten und an einem Zeitpunkt enden, der mit den letzten Chargendaten in Zusammenhang steht. Alternativ kann die Sparkline eine Zeitdauer aufzeigen, die vom Bediener vorgeschrieben worden ist (z. B. ein Arbeitsgang, ein Betrieb, ein vorgeschriebener Zeitpunkt um das Auftreten eines Fehlers herum, etc.). Das beispielhafte Verfahren 1600 kann dann beliebige Abweichungen und/oder Fehler beliebiger Werte innerhalb der Sparkline andeuten, die eventuell einen damit in Zusammenhang stehenden Grenzwert überschreiten (Block 1648).
Als nächstes stellt das beispielhafte Verfahren 1600 fest, ob eine Auswahl eines Zeitpunkts auf der angezeigten Sparkline (Block 1650) empfangen worden ist. Falls kein Punkt ausgewählt worden ist, kann das beispielhafte Verfahren 1600 feststellen, ob der Bediener beabsichtigt, mit einer Analyse der Chargendaten (Block 1652) fortzufahren. Falls der Bediener beabsichtigt, mit der Analyse fortzufahren, kann das beispielhafte Verfahren 1600 das Prozessübersichtsdiagramm anzeigen und damit fortfahren, Prozesssteuerungsinformationen (Block 1602) zu empfangen. Falls der Bediener nicht beabsichtigt, mit der Chargenanalyse (Block 1652) fortzufahren, kann der Bediener den Prozess abbrechen und das beispielhafte Verfahren 1600 wird beendet. Falls das beispielhafte Verfahren 1600 von 16D jedoch eine Auswahl eines Punkts auf der Sparkline (Block 1650) empfängt, kann das beispielhafte Verfahren 1600 zur Anzeige des Mikrodiagramms mit den Variablenwerten zurückkehren, die in Zusammenhang mit dem Zeitpunkt auf der Sparkline stehen, die vom Bediener ausgewählt wurden (Blöcke 1654, 1628 und 1630).
Falls das beispielhafte Verfahren 1600 von 16C keine Auswahl einer Sparkline (Block 1638) empfängt, stellt das beispielhafte Verfahren 1600 fest, ob eine Auswahl einer Variable empfangen worden ist, die im Balkendiagramm des Mikrodiagramms (Block 1640) angezeigt ist. Das beispielhafte Verfahren 1600 von 16D fährt fort, falls eine Auswahl einer Variable empfangen worden ist, die im Balkendiagramm des Mikrodiagramms angezeigt ist, indem ein Durchschnittswert und/oder eine Standardabweichung von den vorherigen Chargendaten festgestellt wird, die in Zusammenhang mit der ausgewählten Variable stehen (Block 1656). Das beispielhafte Verfahren 1600 erzeugt dann eine Anzeige einer Variablentendenzgrafik für die ausgewählte Variable, einschließlich dem bestimmten Durchschnittswert und/oder der Standardabweichung von den vorherigen Chargendaten (Block 1658). Das beispielhafte Verfahren 1600 kann ebenfalls durch den Empfang einer Auswahl der Variablentendenzgrafik vom Bediener (Block 1614) eine Variablentendenzgrafik generieren. Als nächstes stellt das beispielhafte Verfahren 1600 fest, ob eine Auswahl empfangen worden ist, um eine Qualitätsvoraussagengrafik (Block 1660) anzeigen zu können.
Falls keine Qualitätsvoraussagengrafik ausgewählt worden ist, kann das beispielhafte Verfahren 1600 feststellen, ob der Bediener beabsichtigt, mit einer Analyse der Chargendaten (Block 1652) fortzufahren. Falls der Bediener beabsichtigt, mit der Chargenanalyse fortzufahren, kann das beispielhafte Verfahren 1600 das Prozessübersichtsdiagramm anzeigen und damit fortfahren, Prozesssteuerungsinformationen (Block 1602) zu empfangen. Falls der Bediener nicht beabsichtigt, mit der Chargenanalyse (Block 1652) fortzufahren, kann der Bediener den Prozess abbrechen und das beispielhafte Verfahren 1600 wird beendet.
Falls jedoch eine Qualitätsvoraussagengrafik ausgewählt worden ist (Block 1660), fährt das beispielhafte Verfahren 1600 in 16F fort. Eine Qualitätsvoraussagengrafik kann ebenfalls vom Bediener in 16A (Block 1614) ausgewählt werden. Weiterhin, falls das beispielhafte Verfahren 1600 keine Auswahl einer Variable im Balkendiagramm (Block 1640) empfängt, jedoch eine Auswahl empfängt, eine Qualitätsvoraussagengrafik (Block 1642) in 16C zu betrachten, fährt das beispielhafte Verfahren 1600 in 16F fort.
Falls das beispielhafte Verfahren 1600 keine Auswahl zum Betrachten einer Qualitätsvoraussagengrafik (Block 1642) in 16B empfängt, kann das beispielhafte Verfahren 1600 alternativ feststellen, ob der Bediener beabsichtigt, mit einer Analyse der Chargendaten (Block 1644) fortzufahren. Falls der Bediener beabsichtigt, mit der Chargenanalyse fortzufahren, kann das beispielhafte Verfahren 1600 das Prozessübersichtsdiagramm anzeigen und damit fortfahren, die Prozesssteuerungsinformationen (Block 1602) zu empfangen. Falls der Bediener nicht beabsichtigt, mit der Chargenanalyse (Block 1644) fortzufahren, kann der Bediener den Prozess abbrechen und das beispielhafte Verfahren 1600 wird beendet.
Falls jedoch eine Auswahl zum Betrachten der Variablenbeiträge zur Variation empfangen worden ist und falls die Beiträge ausgewählt wurden, um in einer Beitragsgrafik (Bock 1624) betrachtet zu werden, fährt das beispielhafte Verfahren 1600 in 16E fort, indem unerklärte und/oder erklärte Variablen errechnet werden, die in Zusammenhang mit dem Fehler für die ausgewählte Zeitdauer stehen (Block 1662). Die erklärte Variation kann unter Anwendung einer T²-Statistik errechnet werden und die unerklärte Variation kann unter Anwendung einer Q-Statistik errechnet werden. Die ausgewählte Zeitdauer kann einem Zeitpunkt an einer Prozessvariationsgrafik und/oder einem vom Bediener ausgewählten Übersichtsdiagramm entsprechen. Das beispielhafte Verfahren 1600 erzeugt dann eine Anzeige der Beitragsgrafik, einschließlich des Beitrags der erklärten und/oder der unerklärten Variationen für jede der damit in Zusammenhang stehenden Variablen (Block 1664). Alternativ kann die Beitragsgrafik Werte, die in Zusammenhang mit Variablen stehen, die zum Prozessfehler beitragen, einen Durchschnittswert für jeden der Werte und/oder eine Standardabweichung für jeden der Werte anzeigen.
Das beispielhafte Verfahren 1600 fährt fort, indem eine Nachricht über empfohlene Maßnahmen (Block 1666) festgestellt und angezeigt wird. Die empfohlene Maßnahme kann Korrekturen enthalten, die auf das Prozesssteuerungssystem angewendet werden können, um einen erfassten Fehler zu korrigieren. Das beispielhafte Verfahren 1600 stellt dann fest, ob eine Auswahl eines Zeitpunkts innerhalb der Beitragsgrafik empfangen worden ist. Die Auswahl eines Zeitpunkts entspricht einem Zeitpunkt während dem aktuellen Prozess. Falls eine Auswahl eines Zeitpunkts empfangen worden ist, werden die unerklärten und/oder die erklärten Variationen für die Variablen errechnet, die in Zusammenhang mit dem Fehler für die neu ausgewählte Zeitdauer (Block 1662) stehen. Falls das beispielhafte Verfahren 1600 keine Auswahl des Zeitpunkts empfängt, stellt das beispielhafte Verfahren 1600 fest, ob eine Auswahl einer Variablen in der Beitragsgrafik empfangen worden ist (Block 1670). Falls die Auswahl einer Variablen empfangen worden ist, erzeugt das beispielhafte Verfahren eine Variablentendenzgrafik für die ausgewählte Variable (Blöcke 1656 und 1658 von 16D).
Falls jedoch keine Auswahl einer Variablen empfangen worden ist (Block 1670), stellt das beispielhafte Verfahren 1600 fest, ob eine Auswahl zum Betrachten einer Qualitätsvoraussagengrafik empfangen worden ist (Block 1672). Falls eine Auswahl zum Betrachten einer Qualitätsvoraussagengrafik empfangen worden ist, erzeugt das beispielhafte Verfahren eine Qualitätsvoraussagengrafik in 16F. Falls eine Qualitätsvoraussagengrafik nicht ausgewählt worden ist, kann das beispielhafte Verfahren 1600 feststellen, ob der Bediener beabsichtigt, mit einer Analyse der Chargendaten (Block 1674) fortzufahren. Falls der Bediener beabsichtigt, mit der Chargenanalyse fortzufahren, kann das beispielhafte Verfahren 1600 das Prozessübersichtsdiagramm anzeigen und damit fortfahren, Prozesssteuerungsinformationen zu empfangen (Block 1602). Falls der Bediener nicht beabsichtigt, mit der Chargenanalyse (Block 1674) fortzufahren, kann der Bediener den Prozess abbrechen und das beispielhafte Verfahren 1600 wird beendet.
Falls das beispielhafte Verfahren 1600 eine Qualitätsvoraussagengrafik (Blöcke 1614, 1642, 1660, 1672) empfängt, fährt das beispielhafte Verfahren 1600 in 16F fort, indem eine Auswahl einer Korrektur des Prozessfehlers (Block 1676) empfangen wird. Der Bediener der Prozesssteuerung kann eine Korrektur des Prozessfehlers durch die Auswahl einer Korrektur von der Liste der möglichen Korrekturen oder durch die Eingabe der Korrektur in das beispielhafte Verfahren 1600 auswählen. Alternativ kann das beispielhafte Verfahren 1600 eine Korrektur des Prozessfehlers aus den vom beispielhaften OMS 102 von 1 und 4 erzeugten Korrekturmodellen bestimmen.
Das beispielhafte Verfahren 1600 fährt mit der Voraussage der Prozessqualität fort, wobei die ausgewählte Korrektur auf den Prozess angewendet wird (Block 1678). Das beispielhafte Verfahren 1600 kann unter Anwendung eines beliebigen Modells und/oder Verhältnisses, das vom Prozessmodellgenerator 412 von 4 unter Anwendung eines beliebigen multivariablen, statistischen, algebraischen, Prozesssteuerungs-Historieanalysen- und/oder Optimierungsverfahren bestimmt wird, vorausgesagt werden. Die vorausgesagte Prozessqualität kann einer Gesamtqualitätsvariable, errechneten Qualitätsvariationen und/oder gemessenen Variablen entsprechen. Zusätzlich kann das beispielhafte Verfahren 1600 die Prozessqualität basierend auf vorausgesagten Prozessmodellen voraussagen, die von einem beispielhaften OMS 102 erzeugt werden. Als nächstes errechnet das beispielhafte Verfahren 1600 Vertrauenslimits (z. B. Bereiche) für die vorausgesagte Qualität (Block 1680). Das beispielhafte Verfahren 1600 zeigt dann die Qualitätsvoraussagengrafik mit der vorausgesagten Prozessqualität und den entsprechenden Vertrauenslimits (Block 1682) an.
Das beispielhafte Verfahren 1600 stellt dann fest, ob die Korrektur innerhalb des Prozesssteuerungssystems (Block 1684) implementiert werden soll. Falls die Korrektur implementiert werden soll, überträgt das beispielhafte Verfahren 1600 die Korrektur mittels des OMS 102 und/oder des Steuergeräts 108 (Block 1686) an den Prozess. Durch Übertragen der Korrektur kann das Prozesssteuerungssystem Anweisungen empfangen, die in Zusammenhang mit der Korrektur zur Änderung der Betriebsmerkmale der Feldgeräte stehen, die wiederum mit der Korrektur in Zusammenhang stehen. Das beispielhafte Verfahren 1600 stellt dann fest, ob die Chargenanalyse fortfahren soll (Block 1688). Zusätzlich, falls die Korrektur nicht implementiert werden soll (Block 1684), stellt das beispielhafte Verfahren 1600 fest, ob die Chargenanalyse fortfahren soll (Block 1688). Falls der Bediener beabsichtigt, mit der Chargenanalyse fortzufahren, kann das beispielhafte Verfahren 1600 das Prozessübersichtsdiagramm anzeigen und damit fortfahren, Prozesssteuerungsinformationen (Block 1602) zu erhalten. Falls der Bediener nicht beabsichtigt, mit der Chargenanalyse (Block 1688) fortzufahren, kann der Bediener den Prozess abbrechen und das beispielhafte Verfahren 1600 wird beendet.
Das beispielhafte Verfahren 1700 von 17A–17B bestimmt eine Korrekturmaßnahme an einem erfassten Prozessfehler. Das beispielhafte Verfahren 1700 kann eingesetzt werden, um das beispielhafte Diagramm 500 von 5 zu implementieren. Mehrere beispielhafte Verfahren 1700 können parallel oder nacheinander ausgeführt werden, um mehrere Prozessfehler aus herkömmlichen Prozessen zu korrigieren. Zusätzlich können mehrere beispielhafte Verfahren 1700 für einen von einem anderen Prozess erfassten Fehler ausgeführt werden. Das beispielhafte Verfahren 1700 beginnt, wenn sich ein Bediener der Prozesssteuerung an einer Arbeitsstation anmeldet, die dafür ausgelegt ist eine Benutzeroberfläche (z. B. die Benutzeroberfläche 136 von 1) anzuzeigen.
Das beispielhafte Verfahren 1700 von 17A beginnt durch den Empfang einer Einleitung einer Session durch einen Bediener der Prozesssteuerung (Block 1702). Das beispielhafte Verfahren 1700 zeigt dann eine Benutzeroberfläche an und fordert den Bediener auf, eine Prozessumgebung auszuwählen (Block 1704). Das beispielhafte Verfahren 1700 empfängt eine Auswahl einer Prozessumgebung vom Bediener (Block 1706). Alternativ kann der Bediener eine Anlage, ein Prozesssteuerungssystem und/oder mehrere Prozesssteuerungssysteme auswählen. Als nächstes erzeugt und/oder zeigt das beispielhafte Verfahren 1700 ein mit der ausgewählten Prozessumgebung (Block 1708) in Zusammenhang stehendes Übersichtsdiagramm an. Das beispielhafte Verfahren 1700 empfängt und verarbeitet dann gemessene Variablenwerte vom ausgewählten Prozesssteuerungssystem, der Umgebung und/oder der Anlage (Block 1710).
Das beispielhafte Verfahren 1700 fährt fort, indem festgestellt wird, ob eine Erfassung eines Prozessfehlers vorliegt (Block 1712). Der Prozessfehler kann ein Ergebnis einer Variable, die einen Grenzwert überschreitet, einer Voraussage einer Variable, die einen Grenzwert überschreitet und/oder einer Qualität des Prozesses, die einen Grenzwert überschreitet, sein. Falls das beispielhafte Verfahren 1700 feststellt, dass kein Fehler erfasst wurde, fährt das beispielhafte Verfahren damit fort, gemessene Variablenwerte vom Prozessteuerungssystem (Block 1710) zu empfangen. Falls das beispielhafte Verfahren 1700 jedoch einen Prozessfehler erfasst, deutet das beispielhafte Verfahren 1700 innerhalb des Übersichtsdiagramms (Block 1714) auf den erfassten Fehler hin. Zusätzlich kann das beispielhafte Verfahren 1700 damit fortfahren, Variablenwerte zu empfangen und/oder zu verarbeiten, während das beispielhafte Verfahren 1700 Variablenwerte analysiert, um eine Ursache des Fehlers festzustellen.
Als nächstes empfängt das beispielhafte Verfahren 1700 eine Auswahl des Fehlers im Übersichtsdiagramm (Block 1716). Das beispielhafte Verfahren 1700 erzeugt und/oder zeigt dann eine Prozessvariationsgrafik an, die in Zusammenhang mit dem erfassten Fehler steht (Block 1718). Nachdem es dem Bediener möglich gemacht wird die Informationen an der Prozessvariationsgrafik zu betrachten, kann das beispielhafte Verfahren 1700 eine Auswahl eines Zeitpunkts in der Prozessvariationsgrafik empfangen (Block 1720). Die Auswahl eines Zeitpunkts kann einem Zeitpunkt in der Prozessvariationsgrafik entsprechen, zu welchem die Variation während dem erfassten Fehler einen Grenzwert überschreitet. Nach Empfang einer Auswahl eines Zeitpunkts stellt das beispielhafte Verfahren 1700 fest, ob der Bediener die Auswahl trifft, Beitragsvariablen der Variation in einem Mikrodiagramm und/oder in einer Betragsgrafik zu betrachten (Block 1722).
Falls der Bediener ein Mikrodiagramm auswählt, wird vom beispielhaften Verfahren 1700 ein Mikrodiagramm mit Variablen erzeugt und angezeigt, die in Zusammenhang mit der ausgewählten Variation in der Prozessvariationsgrafik stehen (Block 1724). Die mit den Variablen in Zusammenhang stehenden Werte können einem Balkendiagramm und/oder Sparklines im Mikrodiagramm entnommen werden. Beim Betrachten des Mikrodiagramms kann der Bediener detaillierte Ansichten ausgewählter Sparklines betrachten und/oder einen Zeitpunkt im Prozess ändern, der den angezeigten Variablenwerten entspricht.
Falls der Bediener jedoch eine Beitragsgrafik auswählt, wird vom beispielhaften Verfahren 1700 die Beitragsgrafik mit Variablen erzeugt und angezeigt, die in Zusammenhang mit der ausgewählten Variation in der Prozessvariationsgrafik stehen (Block 1726). Der Bediener kann eine Grafik durch die Auswahl eines Vorwärtspfeils in einem Prozessanalyse-Abschnitt auswählen und/oder einen Reiter in der entsprechenden Grafik auf der Benutzeroberfläche auswählen.
Nachdem der Bediener möglich gemacht wird, die Variablenwerte im Mikrodiagramm und/oder in der Beitragsgrafik zu betrachten, stellt das beispielhafte Verfahren 1700 fest, ob der Bediener eine oder mehrere Variablen im Mikrodiagramm und/oder in der Beitragsgrafik ausgewählt hat (Block 1728). Falls eine Auswahl wenigstens einer Variable empfangen worden ist, wird vom beispielhaften Verfahren 1700 eine Variablentendenzgrafik für jede ausgewählte Variable (Block 1730) erzeugt und/oder angezeigt. Das beispielhafte Verfahren 1700 stellt dann fest, ob eine Auswahl einer Qualitätsvoraussagengrafik empfangen worden ist (Block 1732). Falls der Bediener keine Variable im Mikrodiagramm und/oder der Betragsgrafik ausgewählt hat, stellt das beispielhafte Verfahren 1700 zusätzlich fest, ob eine Auswahl einer Qualitätsvoraussagengrafik empfangen worden ist (Block 1732). Ein Bediener kann die Auswahl treffen eine Qualitätsvoraussagengrafik anzusehen, indem ein entsprechender Reiter auf der Benutzeroberfläche ausgewählt wird und/oder indem die Qualitätsvoraussagengrafik durch eine Variablentendenzgrafik ausgewählt wird.
Falls das beispielhafte Verfahren 1700 keine Auswahl einer Qualitätsvoraussagengrafik empfangen hat, kann das beispielhafte Verfahren 1700 zum Übersichtsdiagramm zurückkehren und damit fortfahren, gemessene Variablenwerte (Block 1710) zu empfangen und/oder zu verarbeiten. Falls das beispielhafte Verfahren 1700 jedoch eine Auswahl einer Qualitätsvoraussagengrafik (Block 1732) empfangen hat, wird die Qualitätsvoraussagengrafik (Block 1734) vom beispielhaften Verfahren erzeugt und/oder angezeigt. Nach Anzeigen der Qualitätsvoraussagengrafik 1700 stellt das beispielhafte Verfahren fest, ob eine Korrektur ausgeführt worden ist (Block 1736). Falls die Korrektur durchgeführt werden soll, überträgt das beispielhafte Verfahren 1700 die Korrektur mittels des OMS 102 und/oder des Steuergeräts 108 (Block 1738) an den Prozess. Durch das Übertragen der Korrektur kann das Prozesssteuerungssystem Anweisungen empfangen, die mit der Korrektur in Zusammenhang stehen, um die Betriebsmerkmale der Feldgeräte zu ändern, die mit der Korrektur in Zusammenhang stehen. Das beispielhafte Verfahren 1700 bestimmt dann, ob mit der Chargenanalyse fortgefahren werden soll (Block 1740). Falls die Korrektur nicht vorgenommen werden soll (Block 1736), stellt das beispielhafte Verfahren 1700 zusätzlich fest, ob mit der Chargenanalyse fortgefahren werden soll (Block 1740). Falls der Bediener beabsichtigt, mit der Chargenanalyse fortzufahren, kann das beispielhafte Verfahren 1700 das Prozessübersichtsdiagramm anzeigen und damit fortfahren Prozesssteuerungsinformationen zu empfangen (Block 1710). Falls der Bediener nicht beabsichtigt, mit der Chargenanalyse fortzufahren (Block 1740), bricht das beispielhafte Verfahren den Prozess ab (Block 1742) und das beispielhafte Verfahren 1700 wird beendet.
18 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Prozessorsystems P10, das verwendet werden kann, um die hierin beschriebenen beispielhaften Verfahren und Geräte zu implementieren. Es können z. B. Prozessorsysteme eingesetzt werden, um das beispielhafte OMS 102, den beispielhaften Chargendatenempfänger 402, den beispielhaften Analytikprozessor 114, den beispielhaften Analytikprozessmodellierer 408, den beispielhaften Bewertungsprozessmodellierer 410, den beispielhaften Prozessmodellgenerator 412, den beispielhaften Anzeigen-Manager 420, das beispielhafte Session-Steuergerät 422, den beispielhaften Online-Datenprozessor 116, den beispielhaften anlageninternen Zugangsserver 424 und/oder den beispielhaften Web-Zugangsserver 428 von 1 und/oder 4 zu implementieren, die dem beispielhaften Prozessorsystem P10 ähnlich oder mit diesem identisch sind. Obwohl das beispielhafte Prozessorsystem P10 nachfolgend als eine Vielzahl von Peripheriegeräten, Schnittstellen, Chips, Speichern, etc. enthaltend beschrieben wird, können ein oder mehrere diese Elemente in anderen beispielhaften Prozessorsystemen ausgelassen werden, die verwendet werden, um ein oder mehrere der beispielhaften OMS 102, der beispielhaften Chargendatenempfänger 402, der beispielhaften Analytikprozessoren 114, der beispielhaften Analytikprozessmodellierer 408, der beispielhaften Bewertungsprozessmodellierer 410, der beispielhaften Prozessmodellgeneratoren 412, der beispielhaften Anzeigen-Manager 420, der beispielhaften Session-Steuergeräte 422, der beispielhaften Online-Datenprozessoren 116, der beispielhaften anlageninternen Zugangsservern 424 und/oder der beispielhaften Web-Zugangsservern 428 zu implementieren.
Wie in 18 gezeigt, enthält das Prozessorsystem P10 einen Prozessor P12, der an einen Zwischenverbindungsbus P14 gekoppelt ist. Der Prozessor P12 enthält einen Registersatz oder einen Registerraum P16, der in 18 als vollständig auf einem Chip positioniert dargestellt ist, der alternativ aber auch vollständig oder teilweise separat vom Chip positioniert und direkt an den Prozessor P12 über eigenständige elektrische Verbindung und/oder über den Verbindungsbus P14 gekoppelt sein kann. Beim Prozessor P12 kann es sich um einen beliebig geeigneten Prozessor, Prozessoreinheit oder Mikroprozessor handeln. Obwohl nicht in 18 dargestellt, kann das System P10 ein Multiprozessorsystem sein und deshalb einen oder mehrere zusätzliche Prozessoren umfassen, die mit dem Prozessor P12 identisch oder diesem ähnlich sind und die mit dem Verbindungsbus P14 in Kommunikationsverbindung stehen.
Der Prozessor P12 von 18 ist an ein Chip-Set P18 gekoppelt, das ein Speichersteuergerät P20 und ein Steuergerät P22 der Eingabe/Ausgabe (E/A) der Peripheriegeräte enthält. Wie allgemein bekannt ist, stellt ein Chip-Set normalerweise E/A- sowie Speicherverwaltungsfunktionen sowohl als auch eine Vielzahl an Universal- und/oder Spezialregistern, -taktgebern, etc. bereit, die von einem oder mehreren an das Chip-Set P18 gekoppelten Prozessoren zugänglich sind oder verwendet werden. Das Speichersteuergerät P20 führt Funktionen aus, die es dem Prozessor P12 (oder Prozessoren, im Fall von mehreren Prozessoren) ermöglichen, einen Systemspeicher P24 sowie einen Massenspeicher P25 anzusteuern.
Der Systemspeicher P24 kann jede beliebige Art von flüchtigem und/oder nichtflüchtigem Speicher umfassen, wie z. B. einem Arbeitsspeicher (SRAM), einem Direktzugriffspeicher (DRAM), einem Flash-Speicher, einem Festspeicher (ROM), etc. Der Massenspeicher P25 kann jede beliebige Art von Massenspeichergerät umfassen. Falls das beispielhafte Prozessorsystem P10 z. B. verwendet wird, um das OMS 102 (2) zu implementieren, kann der Massenspeicher P25 ein Festplattenlaufwerk, ein optisches Laufwerk, ein Bandspeichergerät, etc. enthalten. Alternativ, falls das beispielhafte Prozessorsystem P10 verwendet wird, um die Prozessmodell-Datenbank 416 und/oder die Chargendaten-Datenbank 406 zu implementieren, kann der Massenspeicher P25 einen Halbleiterspeicher (z. B. einen Flash-Speicher, einen RAM-Speicher, etc.), einen Magnetspeicher (z. B. ein Festplattenlaufwerk) oder einen beliebigen anderen Speicher enthalten, der zur Massenspeicherung in der Prozessmodell-Datenbank 416 und/oder der Chargendaten-Datenbank 406 geeignet ist.
Das Steuergerät P22 der Eingabe/Ausgabe (E/A) der Peripheriegeräte führt Funktionen aus, die es dem Prozessor P12 ermöglichen, mit den Eingabe/Ausgabe (E/A) Geräten P26 und P28 sowie einer Netzwerkschnittstelle P30 über einen E/A Peripheriebus P32 zu kommunizieren. Die E/A Geräte P26 und P28 können jede beliebige Art von E/A Gerät sein, wie z. B. eine Tastatur, eine Anzeige (z. B. eine Flüssigkristallanzeige (LCD), eine Kathodenstrahlröhrenanzeige (CRT), etc.), ein Navigationsgerät (z. B. eine Maus, ein Trackball, ein integriertes Berührungsfeld, ein Joystick, etc.), etc. Die Netzwerkschnittstelle P30 kann z. B. ein Ethernet-Gerät, ein asynchrones Transfermodusgerät (ATM), ein 802.11 Gerät, ein DSL-Modem, ein Kabelmodem, ein Funkmodem, etc. sein, das es dem Prozessorsystem P10 ermöglicht, mit anderen Prozessorsystemen zu kommunizieren.
Während das Speichersteuergerät P20 und das E/A Steuergerät P22 in 18 als separate funktionelle Blöcke innerhalb des Chip-Sets P18 dargestellt sind, können die von diesen Blöcken ausgeführten Funktionen innerhalb eines einzelnen Halbleitersteuerkreises integriert oder unter Anwendung zwei oder mehrerer separater integrierter Steuerkreise implementiert werden.
Wenigstens einige der oben beschriebenen beispielhaften Verfahren und/oder Geräte werden durch ein oder mehrere Software- und/oder Firmwareprogramme implementiert, die auf einem Computerprozessor laufen. Eigenständige Hardware-Implementierungen, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf anwenderspezifische integrierte Steuerkreise, programmierbare Logikarrays sowie andere Hardwaregeräte, können jedoch ähnlich konstruiert werden, um einige oder sämtliche der hierin beschriebenen beispielhaften Verfahren und/oder Geräte entweder vollständig oder teilweise zu implementieren. Weiterhin können ebenfalls alternative Software-Implementierungen, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf verteilte Verarbeitung oder komponente-/objektverteilte Verarbeitung, Parallelverarbeitung oder virtuelle Maschinenverarbeitung derart konstruiert werden, um die hierin beschriebenen beispielhaften Verfahren und/oder Systeme zu implementieren.
Es sei angemerkt, dass die hierin beschriebenen beispielhaften Software- und/oder Firmware-Implementierungen auf einem fassbaren Speichermedium gespeichert sind, wie z. B.: einem Magnetmedium (z. B. einer Magnetdiskette oder -band); einem magnetooptischen oder optischen Medium, wie z. B. einer optischen Diskette oder einem Festmedium, wie z. B. einer Speicherkarte oder einem anderen Paket, das einen oder mehrere schreibgeschützte (nichtflüchtige) Speicher, Arbeitsspeicher oder andere wiederbeschreibbare (flüchtige) Speicher aufnimmt. Dementsprechend kann die hierin beschriebene beispielhafte Software und/oder Firmware auf einem materiellen Speichermedium gespeichert werden, wie z. B. den oben beschriebenen Medien oder Nachfolgespeichermedien. Beschreibt die oben genannte Spezifikation in diesem Sinne Komponenten und Funktionen in Bezug auf bestimmte Normen und Protokolle so versteht es sich, dass der Umfang dieses Patents nicht auf solche Normen und Protokolle beschränkt ist. Jede der Normen für die Internet- sowie für anderweitige paketvermittelte Netzwerkübertragung (z. B. das Übertragungsprotokoll (TCP)/Internet-Protokoll (IP), Anwender-Datengramm-Protokoll (UDP)/IP, die HyperText Auszeichnungssprache (HTML), das HyperText Übertragungsprotokoll (HTTP)) stellen z. B. Beispiele des aktuellen Stands der Technik dar. Solche Normen werden regelmäßig durch schnellere und leistungsfähigere Äquivalente mit derselben allgemeinen Funktionalität ersetzt. Dementsprechend werden von diesem Patent Ersatznormen und -protokolle mit denselben Funktionen als Äquivalente in Betracht gezogen und gelten deshalb als im Umfang der beigefügten Ansprüche enthalten.
Obwohl dieses Patent beispielhafte Verfahren und Geräte, einschließlich auf Hardware ausgeführter Software oder Firmware offenbart, sei ferner bemerkt, dass solche Systeme lediglich zu illustrativen Zwecken gelten und nicht als Einschränkung zählen. Es wird z. B. in Erwägung gezogen, dass eine beliebige oder sämtliche dieser Hardware- und Softwarekomponenten auch exklusiv in Hardware, exklusiv in Software, exklusiv in Firmware oder in einer beliebigen Kombination aus Hardware, Firmware und/oder Software ausgeführt sein könnten. Während die oben genannte Spezifikation beispielhafte Verfahren, Systeme sowie ein maschinenzugängliches Medium beschreibt gelten die Beispiele dementsprechend lediglich als eine Art und Weise, solche Systeme, Verfahren und das maschinenzugängliche Medium zu implementieren. Obwohl hierin beschriebene bestimmte beispielhafte Verfahren, Systeme und das maschinenzugängliche Medium beschrieben worden sind, ist der Deckungsumfang dieses Patent keinesfalls auf diese beschränkt. Im Gegenteil, dieses Patent deckt sämtliche Verfahren, Systeme und maschinenzugängliche Medien ab, die gewissermaßen entweder wörtlich oder unter der Lehre der Äquivalente zum Umfang der beigefügten Ansprüche zählen.

Claims

Verfahren zur Voraussage einer Prozessqualität in einem Prozesssteuerungssystem, umfassend: das Empfangen von Prozesssteuerungsinformationen bezüglich eines Prozesses zu einem ersten Zeitpunkt, einschließlich einem ersten Wert, der in Zusammenhang mit einer ersten gemessenen Variablen steht, und einem zweiten Wert, der in Zusammenhang mit einer zweiten gemessenen Variablen steht; das Feststellen, ob eine Variation basierend auf den empfangenen Prozesssteuerungsinformationen, die in Zusammenhang mit dem Prozess stehen, einen Grenzwert überschreitet; falls die Variation den Grenzwert überschreitet, das Errechnen eines ersten Beitragswerts basierend auf einem Beitrag der ersten gemessenen Variablen zur Variation und eines zweiten Beitragswerts basierend auf einem Beitrag der zweiten gemessenen Variablen zur Variation; das Bestimmen wenigstens einer Korrekturmaßnahme basierend auf dem ersten Beitragswert, dem zweiten Beitragswert, dem ersten Wert oder dem zweiten Wert; und das Errechnen einer vorausgesagten Prozessqualität basierend auf der wenigstens einen Korrekturmaßnahme zu einem Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: das grafische Anzeigen der Variation in einer ersten Grafik über eine Benutzeroberfläche; das grafische Anzeigen des ersten Beitragswerts und des zweiten Beitragswerts in einer zweiten Grafik über die Benutzeroberfläche, wobei die zweite Grafik aus einem Teil der ersten Grafik ausgewählt werden kann; das Anzeigen der wenigstens einen Korrekturmaßnahme über die Benutzeroberfläche; und das grafische Anzeigen der vorausgesagten Prozessqualität in einer dritten Grafik über die Benutzeroberfläche, wobei die dritte Grafik aus einem Teil der zweiten Grafik ausgewählt werden kann.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend: das grafische Anzeigen der Variation als eine erklärte Variation und als eine unerklärte Variation in der ersten Grafik; und das grafische Anzeigen des ersten Beitragswerts und des zweiten Beitragswerts in der ersten Grafik.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend: das Voraussagen der vorausgesagten Prozessqualität und/oder der Variation basierend auf dem ersten Wert und/oder dem zweiten Wert; das Angeben eines vorausgesagten Fehlers, falls die vorausgesagte Prozessqualität und/oder die Variation einen zweiten Grenzwert überschreitet; und das Anzeigen des vorausgesagten Fehlers in der zweiten Grafik und das Anzeigen der wenigstens einen Korrekturmaßnahme in der dritten Grafik.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend: das Errechnen einer ersten unerklärten Variation und einer ersten erklärten Variation, die in Zusammenhang mit dem ersten Beitragswert stehen; das Errechnen einer zweiten unerklärten Variation und einer zweiten erklärten Variation, die in Zusammenhang mit dem zweiten Beitragswert stehen; das Anzeigen der ersten unerklärten Variation und der ersten erklärten Variation in einem Balkendiagramm in der zweiten Grafik, indem die erste unerklärte Variation über die erste erklärte Variation gelegt wird und/oder die erste unerklärte Variation zusammen mit der ersten erklärten Variation gezeigt wird; und das Anzeigen der zweiten unerklärten Variation und der zweiten erklärten Variation in dem Balkendiagramm, indem die zweite unerklärte Variation über die zweite erklärte Variation gelegt wird und/oder die zweite unerklärte Variation zusammen mit der zweiten erklärten Variation gezeigt wird.
Gerät zur Voraussage einer Prozessqualität in einem Prozesssteuerungssystem, umfassend: einen Chargendaten-Empfänger zum Empfangen von Prozesssteuerungsinformationen bezüglich eines Prozesses zu einem ersten Zeitpunkt, einschließlich eines ersten Werts, der in Zusammenhang mit einer ersten gemessenen Variablen steht, und eines zweiten Werts, der in Zusammenhang mit einer zweiten gemessenen Variablen steht; und einen Prozessor zum: Feststellen, ob eine Variation basierend auf den empfangenen Prozesssteuerungsinformationen, die in Zusammenhang mit dem Prozess stehen, einen Grenzwert überschreitet; falls die Variation den Grenzwert überschreitet, Errechnen eines ersten Beitragswerts basierend auf einem Beitrag der ersten gemessenen Variablen zur Variation und eines zweiten Beitragswerts basierend auf einem Beitrag der zweiten gemessenen Variablen zur Variation; Bestimmen wenigstens einer Korrekturmaßnahme basierend auf dem ersten Beitragswert, dem zweiten Beitragswert, dem ersten Wert oder dem zweiten Wert; und Berechnen einer vorausgesagten Prozessqualität basierend auf der wenigstens einen Korrekturmaßnahme zu einem Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt.
Gerät nach Anspruch 6, ferner umfassend einen Anzeigen-Manager zum: grafischen Anzeigen der Variation in einer ersten Grafik über eine Benutzeroberfläche; grafischen Anzeigen des ersten Beitragswerts und des zweiten Beitragswerts in einer zweiten Grafik über die Benutzeroberfläche, wobei die zweite Grafik aus einem Teil der ersten Grafik ausgewählt werden kann; grafischen Anzeigen der wenigstens einen Korrekturmaßnahme über die Benutzeroberfläche; und grafischen Anzeigen der vorausgesagten Prozessqualität in einer dritten Grafik über die Benutzeroberfläche, wobei die dritte Grafik aus einem Teil der zweiten Grafik ausgewählt werden kann.
Gerät nach Anspruch 7, wobei der Anzeigen-Manager zu Folgendem dient: dem grafischen Anzeigen der Variation als eine erklärte Variation und eine unerklärte Variation in der ersten Grafik; und dem grafischen Anzeigen des ersten Beitragswerts und des zweiten Beitragswerts in der ersten Grafik.
Gerät nach Anspruch 7, wobei der Prozessor zu Folgendem dient: dem Errechnen einer ersten unerklärten Variation und einer ersten erklärten Variation, die in Zusammenhang mit dem ersten Beitragswert stehen; und dem Errechnen einer zweiten unerklärten Variation und einer zweiten erklärten Variation, die in Zusammenhang mit dem zweiten Beitragswert stehen.
Gerät nach Anspruch 9, wobei der Anzeigen-Manager zu Folgendem dient: dem Anzeigen der ersten unerklärten Variation und der ersten erklärten Variation in einem Balkendiagramm in der zweiten Grafik, indem die erste unerklärte Variation über die erste erklärte Variation gelegt wird und/oder die erste unerklärte Variation zusammen mit der ersten erklärten Variation gezeigt wird; und dem Anzeigen der zweiten unerklärten Variation und der zweiten erklärten Variation in dem Balkendiagramm, indem die zweite unerklärte Variation über die zweite erklärte Variation gelegt wird und/oder die zweite unerklärte Variation zusammen mit der zweiten erklärten Variation gezeigt wird.