CN101536002A - 用于工艺监控的系统和方法 - Google Patents

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CN101536002A CNA2007800410358A CN200780041035A CN101536002A CN 101536002 A CN101536002 A CN 101536002A CN A2007800410358 A CNA2007800410358 A CN A2007800410358A CN 200780041035 A CN200780041035 A CN 200780041035A CN 101536002 A CN101536002 A CN 101536002A
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Abstract

提供了一种允许用户监控、诊断和配置工艺的系统和方法。用户界面可以被用于显示从工艺监视器、传感器和多变量模型接收的数据。用户界面可以是交互的，允许用户选择显示哪个复合和多变量模型。可以实时构建和更新用户界面和多变量模型。用户界面可以显示不同的数据和界面，例如多变量模型中的复合变量的表示、工艺变量对复合变量的贡献的表示、以及工艺变量的子集的表示。用户可以选择复合变量的点来分析，并且界面可以指示在选定点的工艺变量的贡献和值。界面可以被发送至远程用户。

Description

用于工艺监控的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请主张2006年11月3日申请的美国临时申请第60/856757号的权益，其全部内容结合于此作为参考。
背景技术
工艺控制系统，例如在化学处理和供应领域使用的工艺控制系统通常收集在工艺装置(process plant)环境中的大量数据。这样的数据通常被存储并用于找出系统中的故障和潜在即将发生的故障。例如，可以在工艺故障之后检查这些数据以找出导致不可用的材料批次的问题，或者识别故障的或预期在特定的时间框中故障的组件。
自动工艺控制系统通常用于管理工艺装置中的传感器组。这些工艺控制系统通常监视工艺装置环境中的情况，并且基于传感器观测到的情况来调整工艺参数。然而，这些自动系统仅可以基于它们可用的特定数据和特定预定阈值来采取行动。当由于工艺装置中的组件之间的相互作用和/或工艺装置中的情况而引起的不希望的情况结果或者当不期望的故障情况发生时，自动系统通常不能进行恰当和完全的响应。
由此需要一些工艺装置的监督控制。这可能需要操作员管理和响应来自数千个源的数据，这不能被有效实行。操作员也必须保持处于工艺装置处以允许对故障情况做出及时响应。
发明内容
提供了一种用于工艺监控、咨询控制和诊断的系统和方法。可以创建工艺装置和/或工艺的多变量模型。该模型可以随着从工艺装置中接收数据被实时创建。可以向用户图形地显示该模型的复合变量，从而允许用户追踪工艺的进展并识别需要干预的潜在问题。用户还可以选择对其需要进一步的信息的模型的点，并且识别在该点上不同工艺变量对该模型的贡献。可以提取关于单个工艺变量的信息并将其表示给用户。用户可以远程地接入和操作系统，从而允许从多个位置监控该工艺装置而不管它们是否地理接近于该工艺装置。可以使用基于Web的界面来接入系统。
附图说明
图1表示根据本发明的示例工艺装置、计算机系统和用户界面的示意性表示。
图2表示根据本发明从两个工艺变量X1和X2创建的示例复合变量T以及对应的用户界面。
图3表示根据本发明的批次数据的示例展开矩阵的图形表示。
图4表示根据本发明的示例图形界面。
图5表示根据本发明的示例图形界面。
图6表示根据本发明的示例图形界面。
图7表示根据本发明的示例用户界面。
图8表示根据本发明用于监控工艺装置的系统。
图9是根据本发明的示例系统和数据流的示意性表示。
图10是根据本发明的示例使用例的示意性表示。
具体实施方式
提供系统和方法以允许使用交互界面来远程监控和/或咨询控制工艺装置。根据本发明的系统可以接收工艺监控数据并构建工艺的多变量模型。基于该多变量模型，可以向用户呈现用户界面，该用户可以地理上远离于正在被监控的工艺。用户界面可以呈现不同数据，例如作为部分模型生成的复合变量，各种工艺变量对模型的贡献，模型和模型的特征的基于时间的显示，以及其他数据。可以实时接收工艺监控数据，并且可以实时更新用户界面。
图1表示根据本发明的示例工艺装置、计算机系统和用户界面的示意性表示。工艺装置100可以包括在工艺执行过程中可被监控的多个实体110、120、130和140。工艺装置指的是设计以执行复杂工艺的任何物理结构。工艺装置的例子包括试验工场、化学处理、制造、气体生成、涂层、药物处理和制造、生物制品处理和制造，以及其他加工装置。工艺装置中的实体可以是例如阀、存储罐、输送管道、烘箱、冷凝室、化学反应器、生物反应器、发酵罐、提纯器以及在工艺装置中使用的任何实体。也可以使用其他实体、结构和设备。每个实体可以由工艺监控器监控，工艺监控器可以是任何恰当的传感器。例如，工艺监控器可以记录温度、压力和/或关于工艺装置中的实体的其他相关数据。该系统可以包括其他传感器或提供其他工艺变量，例如环境数据、来自过去的处理步骤的数据、输入材料特性和处理时间、以及由工艺装置捕获的任何其他的工艺变量。
计算机系统150可以接收该系统监控的各种工艺变量的值。每个工艺变量111、121、131、141可以与一个或多个监控的实体相关。在图1所示的示例系统中，工艺变量111与工艺装置项110相关，工艺变量121与项120相关，等等。额外的工艺变量160可以提供其他数据和/或从工艺装置中的其他实体接收。系统可以使用工艺装置可用的各种工艺变量来创建多变量模型170。该多变量模型可以部分地创建复合变量175、180。如下面进一步详细描述，复合变量描述关于用于构建工艺的多变量模型的两个或更多变量的信息及其之间的关系。例如，复合变量可以是从主成分分析技术得到的主成分。由此，复合变量可以提供关于工艺装置中的多个项和事件的总结或组合信息。
计算机系统150可以提供用户界面190。用户界面190可以使用多变量模型170和/或计算机系统150提供的其他数据来显示与工艺装置100执行的工艺相关的各种数据和模型。用户界面可以被实时更新。如在此使用的那样，如果除了在任何报告和处理系统中的固有延时之外，特别是被描述为实时操作的系统中任何不可避免固有时延之外，事件发生并且在一个事件和下一个事件之间没有可感知的时延，那么一系列事件“实时”发生。例如，在从传感器向计算机系统发送数据的时间和向用户显示数据的时间之间可以存在小的、不可避免和不可累积的时延。然而，如果计算机系统不在显示数据之前将数据存储延长的时间，这样的工艺依然可以被认为是“实时”发生。由此“实时”工艺可以具有不变的、相对小的延时，尽管通常该延时在工艺过程中是不累积的。
用户界面190还可以提供给与工艺装置本身地理上分开的用户。如在此使用的那样，如果用户与工艺或装置在地理上是分开的，那么用户对于工艺或工艺装置是“远程的”。通常可以使用通信网络来将远程用户使用的计算机系统连接至与工艺相关的计算机系统。用户界面可以允许远程用户监控、控制和/或诊断工艺装置中的问题。计算机系统150可以是创建和显示用户界面190的系统，或者它可以与显示界面给用户的不同系统的通信。在一些配置中，用户界面可以是基于Web的界面，其可以使用标准的Web浏览器来显示并操作。这可以进一步增加系统的可用性，因为大多数使用中的终端用户计算机系统安装有Web浏览器。由此用户不需要安装特定的或专门用于监控系统的软件来使用根据本发明的界面。即使用户远离被监控的系统，也适用于上述情况，因为系统可以通过网络连接来提供用户界面，例如通过因特网来将界面提供给远程用户。
根据本发明的系统可以使用多变量模型来提供关于工艺的信息。通常，多变量投影方法将复杂工艺中的现有变量压缩为更少数目的潜变量或主成分。主成分总结工艺数据集中变化性最高的源，从而允许每个观察由少数的主成分表示，而不是由例如几百个单个变量表示。主成分通常是原始变量的线性组合。多变量模型也可以包括每个变量对于模型中的每个主成分的重要性的指示，例如通过对每个工艺变量使用加权的系数。如在此使用的那样，复合变量可以是多变量模型的主成分。
对于每个观察每个主成分的值的解释以及对于每个工艺变量的对应的系数可以提供对相关的数据定义的操作区域的了解。这也可以指示原始工艺变量的相互关系和依赖关系。
图2表示从两个工艺变量X1和X2创建的复合变量矢量T的简化例子和相对应的根据本发明的用户界面。通常，工艺控制系统可以包含用于正在被监控的工艺变量的期望的控制限制。例如，在工艺的正常操作的过程中，可以期望工艺变量X1、X2每个都具有上限和下限(分别是“ucl”和“1c1”)之间的值。然而，在某些情况下，即使所有的工艺变量具有期望的范围内的值，工艺可能失败、被不正确地执行或是不完全的。在这样的情况下，复合变量可以进一步提供关于工艺为什么失败的信息。
例如，图2所示的图可以表示两个工艺变量X1和X2随着时间的进展。在时间的每个点上，每个工艺变量位于控制限制之内。多变量模型可以定义表示X1和X2之间的关系的复合变量T。例如，图2表示被定义为X1相对于X2的绘图的T。通过检查T，可确定即使当每个单独的变量X1、X2处于期望的界限内时还是导致工艺失败的情况。这种情况由图2中的位于多变量控制限制之外的两个点210、220示出。例如，位置沿着定义的多变量模型，但是位于复合变量的期望范围之外的点220指示与复合变量的平均值的偏差。位于模型之外的点210可以指示复合变量与模型值的偏差。
根据本发明的用户界面200可以以不同方式向用户表示多变量模型的复合变量。可以显示复合变量201的值和每个工艺变量对复合变量202的贡献。用户界面还可以在从工艺装置接收数据时实时更新每个显示。不同显示201、202也可以被链接或相互作用，例如在复合显示201中选择点使得在该选定的点上每个工艺变量的贡献被显示202。如下文中进一步描述，其他显示和相互作用是可能的。
对于批次工艺，当创建多变量模型时可以考虑若干变量集：每个批次的初始情况、在每个批次的处理过程中完成的测量、以及对每个批次测量的最终特性。可以使用例如多块多路部分最小二乘方法来构建恰当的多变量模型。每个变量集定义块，并且每个批次可以被看作单个观察。模型也可以将每个测量看作分离的变量。例如，如果批次具有250个温度测量，模型可以将其看作具有250个不同变量的系统。
来自批次数据集的各得分的比较可以提供对批次与批次间变化的了解。与模型中每个工艺变量相关的系数也展现了初始情况、工艺轨迹和质量测量之间呈现的相互关系。
如图3所示通过将多路主成分分析和/或部分最小二乘方法应用至批次数据的展开矩阵，多变量统计工艺控制方法也可以被延伸至批次工艺。三维阵列301可以表示来自批次工艺的数据集。阵列包括来自I个批次的数据，每个批次具有在处理过程中测量K次的J个变量。阵列可以被“切”成K个切片302，即，每个采样一个切片。然后每个切片表示单个采样，并且可以从如图所示的切片形成的二维阵列303计算多变量模型的主成分。
本发明中使用的多变量模型可以允许监控连续的、批次、多批次和半批次工艺。基于在处理过程中一个批次或每个批次，或多个批次被单独监控和调整之后获得的数据，可以监控、诊断和/或校正工艺。也可以实时监控、诊断和校正工艺。应该理解到除了和/或取代在此描述的特定算法，还可以使用其他算法来构建根据本发明的多变量模型。在此描述的系统和界面可以用于连续的、批次、多批次和/或半批次工艺。
在一些配置中，根据本发明的系统可以实时创建多变量模型。即，取代在从工艺装置接收任何信息之前创建多变量模型，在接收信息的时候可以创建该模型。例如，工艺装置可以包括多个传感器、监视器、以及如前所述的其他数据收集设备。来自这些源的数据可以被收集并发送至用于创建工艺装置执行的工艺的多变量模型的系统。当接收数据时，可以创建、修改和更新多变量模型以反映最近的数据。由此，多变量模型可以比例如必须在将工艺中的改变集成到模型之前重新构建的模型反映更迅速。
用户界面可以表示多变量模型的不同特点和视图、用于构建多变量模型的数据、和/或多变量模型生成的数据。图4中示出了根据本发明的示例图形界面。该界面表示多变量模型(“D模型”)中一个复合变量在时间上的进展。可以由例如上边界和下边界420、430来分别指示变量值的期望范围。例如，如果复合变量超过了边界中包含的值，边界可以指示工艺失败。边界还可以指示虽然工艺还没有失败，但是工艺请求操作员调整或注意的值。可以显示恰当的或期望的值的其他指示。用户可以与显示交互，例如通过在显示上标记点、选择用于进一步分析的点或范围、或者执行其他操作。可以显示选定的点或范围的指示，例如点线410。
在图5中示出了根据本发明的另一个示例图形界面，其表示在选定点(即，特定的时间步)多个工艺变量对复合变量的贡献。可以使用各种可视化技术来提供工艺变量贡献信息。通过对每个变量绘制比例条，示例界面500表示在选定点每个工艺变量影响复合变量值的程度。由此，对于工艺变量条越大，在选定点工艺变量值对复合变量的影响越大。对复合变量具有大的影响的工艺变量520可以被分配大的条(或者大正值或者大负值)，同时对复合变量具有较小影响的工艺变量510、530可以分配较小的条。对复合变量具有相对很小的影响或没有影响的工艺变量530可以被分配小的条或不分配条。界面可以指示每个工艺变量对复合变量的影响的“方向”，例如在图4的界面中趋于将复合变量向下(朝向更小的值)移动的工艺变量被分配负值条，同时趋于将复合变量向上移动的工艺变量510-540被分配正值条。对复合变量具有很小影响或没有影响的工艺变量可以显示为没有条，或者可以抑制其在界面500中的显示。可以显示其他信息。界面可以允许用户标记和/或选择一个或多个工艺变量用于识别、进一步的分析或其他操作。可以显示选定的工艺变量的指示。
图6表示根据本发明的另一个示例图形界面。该界面可以显示关于一个或多个工艺变量的数据。工艺变量可以由用户选择，例如通过选择在例如图5所示的界面的图形界面上显示的一个或多个工艺变量。界面可以包括用于显示的工艺变量的期望或需要的范围或边界601、602。由此，界面可以指示特定工艺变量是否延伸到工艺系统使用或多变量模型期望的值之外。
图4-6显示的界面可以由计算机系统链接到一起。例如，第一界面400可以显示多变量模型中单个复合变量在时间上的进展。当用户期望关于在时间上的特定点或在模型中的点的信息时，用户可以在界面400中选择点410。界面400可以被链接到第二界面500，第二界面500可以显示关于在用户选择的点上多变量模型中使用的工艺变量的数据。如前所述，可以对一个或多个工艺变量显示各种信息和关系。界面500可以在用户选择分析的点之后由从第一界面400接收的数据来更新，或者其可以是选定点的静态表示。用户还可以选择由第二界面500显示的一个或多个工艺变量用于进一步分析，使得在第三界面600中显示选定的工艺变量。例如，第三界面600可以显示选定的工艺变量在时间范围上的值，包括在第一界面400中选定的点410。界面400、500、600可以实时从计算机系统和/或工艺装置接收信息，并且还可以被实时更新以将当前信息提供给用户。界面还可以被呈现给远程用户以允许与工艺地理分开的用户监控、诊断和/或调整工艺和/或工艺装置。
如图7所示，单个用户界面可以包括多个图形界面。示例用户界面700包括三个界面710、720和730。如前图4-6所述可以将界面链接。界面还可以实时接收数据和/或更新，并且可以向远程用户呈现和由其控制。除了图4-6描述的那些，界面可以表示数据和可视化的类型，包括SPC、线、散点、条、预测/趋势和定制图。也可以生成报告和模型。作为特定例子，用户界面可以包括界面710，表示多变量模型的一个或多个复合变量；界面720，表示一个或多个工艺变量；以及界面730，表示一个或多个工艺变量对多变量模型的贡献。可以随着接收到工艺变量数据更新每个显示。由此，例如可以随时间观察不同工艺变量对模型的贡献，同时将相关的复合变量和/或工艺变量的值相对于时间制图。用户可以选择每个界面的一个或多个部分用于进一步分析，例如选择界面730中的工艺变量，然后在工艺变量显示720中显示该工艺变量随时间的变化。在界面之间的其他相互作用是可能的。
图4-7中描述的界面可以允许用户通过随时间分析复合变量和工艺变量的贡献来随时间检测装置性能的恶化。通过多变量模型来分析工艺变量对整个工艺的贡献并且通过分析各单个的工艺变量随时间的进展，用户可以识别性能恶化的潜在原因。也可以通过分析与设备相关的工艺变量和复合变量来评估单件设备。除了或替代图示的特定例子，组合界面还可以包括其他界面。例如，可以显示表示监控的工艺如何偏离多变量模型的平均轨迹的界面。每个显示的界面可以被链接至其他界面。例如，如果用户在表示工艺随时间偏离平均轨迹的界面中选择时间点，可以显示在选定的时间点处每个工艺变量对多变量模型的贡献。也可以提供其他界面。
在此描述的界面和分析也可以允许在工艺执行过程中的早期故障检测和产品特性的预测。例如，图7可以总结在少量交互图形绘图中的复杂工艺，这可以提供工艺的概况。由于不同的图形界面可以彼此链接，这可以允许用户“钻取”复杂模型以分离关注的变量或测量。
可以实时更新在此描述的用户界面。如前所述，用于创建多变量模型和提供用户界面的系统可以从工艺装置接收数据，例如用于创建多变量模型的不同工艺变量的值。当接收到该数据时，可以更新多变量模型和/或与该模型和工艺装置的操作相关的用户界面以反映新的数据。由此，用户界面可以表示可用的最新的数据和分析。例如如图7所示，在此描述的各种界面可以被提供在单个界面中，或者可以被显示在例如独立窗口的分开的界面。例如，图4-6所示的界面可以通过多个窗口来链接，使得当用户选择图4的时间点时，在分开的窗口或界面中显示图5，同时图5依然如上所述链接至图4。其他配置是可能的。
图8表示根据本发明用于监控工艺装置的系统。例如工艺装置中的传感器的一个或多个数据源810可以将数据发送至系统。数据可以被连续地、以规则时间间隔、不规则地、按照要求、或者在任何其他适合的时间发送。数据可以由存储数据用于分析的一个或多个数据库820捕获。建模引擎830和前端服务器840可以使用和分析数据库820中存储的数据。例如，前端服务器840可以是从数据库820和/或建模引擎830收集数据以通过通信链路呈现给用户的例如微软因特网信息服务器或Apa che web服务器的网络服务器。建模引擎830可以使用存储的数据来生成由数据源810描述的工艺的多变量模型。前端服务器840可以收集和格式化数据，用于如前所述在一个或多个用户界面850中显示给用户。数据库820、前端服务器840、建模引擎830和用户界面850可以是一个或多个硬件系统上的软件模块，并且可以被组合到任意适合的硬件和软件组合中。例如，前端服务器840和建模引擎830可以由通用的硬件来构建，或者可以是分离的物理设备。各种组件可以通过任意适合的通信介质进行通信，例如有线或无线系统、专用网络、公共因特网和其他网络。数据库820、前端服务器840、建模引擎830以及用户界面850可以每个都远离于数据源，并且每个可以是远离系统中的每一其它组件。明显地，用户界面850可以由前端服务器发送至远程用户计算机系统，从而允许用户远程接入系统。
图9是根据本发明的示例系统和数据流的示意性表示。可以使用三层来描述系统：工艺控制901、逻辑902、以及展示和数据存储903。这些层可以是逻辑层，即，它们可以不对应于实现每一层的功能的层或系统的任何物理分离。数据收集和预处理层901可以询问一个或更多数据源并且执行额外的数据提取。层可以包括从工艺实体监视器(例如，工艺装置内的传感器)910、一个或多个数据代理915以及其他数据源920接收数据的接收器/集合器(aggregator)。数据代理可以是例如关系数据库的结构化的数据源。数据代理可以是单个数据库，或者它可以包括多个数据库。可以通过逻辑层的轮询(polling)模块925来收集数据。例如，在工艺装置监视器有可用数据的情形下，轮询模块可以不定时地从每个监视器请求当前或更新的数据。数据转换模块930可以将接收的数据转换成普通格式或者在将数据存储在例如数据库950的后端系统中之前执行其他变换。也可以根据预定的产品逻辑和工艺阶段逻辑来转换数据。数据转换模块也可以调用计算模块940来处理提取和转换的数据。执行和协调计算和建模应用程序940的模型执行模块935也可以使用存储的数据，计算和建模应用程序940包括例如PCA/PLS类型的多变量统计方法的存储的例程。应用程序940可以是例如MATLAB的商业可用的软件包，或者应用程序940可以是适于创建特定模型或适用于特殊工艺、工业或技术的模型的定制的应用程序。应用程序940还可以包括多个应用程序组件，例如其中商业可用的软件包执行普通计算，而定制软件包创建工艺指定的模型。例如Web服务器的前端接口945可以向一个或多个用户提供数据、计算和模型。前端可以提供交互式用户界面，包括支持数据查找、输入配置和结果显示的框架和逻辑。
现在将描述本发明的示例实施例。应该理解到除了特定实施例中描述的那些之外的变型例是可能的，并且包括在本发明的范围中。示例系统可以将用户划分为若干类型，例如操作员、监督员、管理员和业务员(service)。操作员是查看例如被呈现为视图和报告集的数据的结果信息的用户。监督员是可以指定参数以查询数据库、定义报告所需的计算并且查看工艺装置的批次总结的用户。管理员是可以设置用户权限级别、直接修改数据库的条目以及管理其他用户账户的用户。业务员是可以执行周期的或不定时的动作的系统用户，周期的或不定时的动作例如轮询工艺数据的数据库、转换工艺阶段和产品以及数据存储。
系统中的软件应用程序可以包括一系列嵌套的web网页，其可以粗略地组织为两个部分：设置和结果。设置部分具有可用的不同的管理页面。管理页面可以包括定义用于内部参考表的参数、定义阶段逻辑以及配置应用程序的安全设置的功能性。结果页面可以允许用户显示计算的结果和对数据源的实时监控。
可以使用使用例来描述根据本发明的系统的特征。系统中的特征和操作可以使用多个使用例，并且使用例可以如前所述与系统的多个部分互操作。图10描述和示出了非限制的使用例。可以执行其他使用例来定义和使用在此描述的系统和方法。
登录系统：用户可以进入连接至用户界面(例如用户界面700和850)的web网站。系统检索用户名并且确定其权限。例如，用户信息可以被存储在通用认证系统，例如微软Windows认证方法。然后用户可以登陆到系统并且被提供对于恰当的功能的访问。
编辑用户：管理员可以设置或修改用户名、登录和权限级别。
指定数据源链接：系统可以显示现有数据源的列表。用户可以选择恰当的数据源来编辑或加入新的数据源。在数据源中，用户可以从数据源选择特定对象，例如工艺装置或装置单元。用户还可以选择对象的属性，例如数据类型、数据源类型、时区、0DBC名和其他参数。这个数据可以被存储在数据库(例如数据库820或950)中。
编辑装置：系统可以显示对其可以收集数据的工艺装置的列表。用户可以从已知的装置列表中选择或者可以加入一个新的装置。例如，单个用户界面和报告系统可以用于监控多个装置。用户可以通过指定数据源、数据源链接、工艺装置名称、工艺类型和/或关于新的装置的其他信息来加入新的装置用于监控。也可以修改现有装置的属性。
编辑单元/产品：在创建和编辑装置时，用户也可以创建和编辑系统中的单元、产品和其他实体。
创建/编辑标签：用户可以应用标签来指定关于对象的上下文信息。每个标签可以包括名称、下边界和上边界、频率(例如以不同时间间隔轮询)、容差(例如实际轮询必须多么接近于该频率)、内插类型(单调与否)以及其他属性。对于每个标签，系统可以执行完整性检查，例如验证下边界小于上边界，或者容差小于频率。对于每个标签，系统可以基于用户提供的参数以及在系统中指定的其他参数来计算开始收集数据的时间和用于存储的数据的历史时间范围。系统可以使用标签数据来确定何时从每个加标签的数据源中收集数据。
编辑产品逻辑：用户可以指定用于批次工艺或批次的部分的产品逻辑。为了编辑产品逻辑，用户选择对象(装置或单元)并且输入产品逻辑的表达式。系统可以验证输入的表达式是否满足与产品相关联的系统和/或工艺的语法要求。
编辑批次逻辑：类似地，用户可以通过选择对象和输入批次的阶段逻辑来指定批次逻辑。通常，如果该选定的对象是连续的装置，那么批次逻辑被应用于装置中的所有产品。
编辑阶段逻辑：用户也可以通过选择阶段名称和输入开始、结束和最大处理次数的表达式来指定用于批次装置或部分批次装置的阶段逻辑。这些表达式可以由系统验证。
更新数据转换：通过停止对用于对象的转换模块的重复(recurring)调用、对于当前时间和对象的轮询开始时间之间的时间点移除数据转换结果、执行当前时间和轮询开始时间之间的时间点的数据转换、以及对于对象重新开始数据转换模块的重复调用，系统可以更新数据转换。
指定计算原始标签：用户可以选择对象并输入用于对象的原始计算标签。用户输入的表达式可以在被存储之前由系统检查语法。
指定计算质量标签：用户可以选择对象并输入用于对象的原始计算标签。由用户输入的表达式在被存储之前可以由系统检查语法。
轮询原始数据：业务员可以从数据源轮询原始数据。业务员可以以对于每个数据源和每个标签(用于工艺变量)指定的频率来轮询数据源。
检查不按时间顺序的原始数据：业务员可以检查不按时间顺序的数据的原来的时间周期的数据。
检查多个原始值：业务员可以确定对于相同的时间标记是否存在多于一个值。
轮询质量数据：业务员从质量数据源轮询质量数据。这可以对于每个数据源以一个频率规律地重复。
转换原始数据：这个业务员转换原始数据以识别产品和对象的阶段。
检查产品/批次逻辑：业务员可以在给定时间点上检查产品和/或批次逻辑。
检查非单调数据：业务员可以检查批次重用者内部用于非单调数据的单调标签。
转换质量数据：业务员可以转换质量数据和转换的原始数据，以将新的原始批次链接至它们对应的质量数据。
内插数据：系统可以在来自数据库的标签数据的基础上对时间点内插标签值。
创建模型：系统可以如上所述创建多变量模型，其将被用于监控将来的装置数据。示例事件流可以包括：
(1)用户定义模型的属性，例如：
(a)对象(例如装置、重用者或单元)
(b)产品
(c)缩放方法
(d)算法
(e)校准
(f)投影将来的值
(2)系统生成模型的缺省名称
(3)如果需要用户修改模型名称
(4)用户输入属性来选择批次(或者用于连续工艺的时间范围)，例如：
(a)开始时间
(b)结束时间
(c)阶段
(5)对于选定的参数，系统表示批次装置的批次列表(例如批次名称、开始时间和结束时间)或者连续装置的时间范围(例如开始时间和结束时间)。
(6)用户包括/排除列表中的批次。
(7)用户从可用标签列表中选择标签集。列表可以包括提取的标签和计算的标签。这些标签可以被用作源数据集(X矩阵)的列。
(8)用户选择每个选定标签的变量类别。缺省类别可以是指定的，通常为“控制变量”。
(9)对于每个控制和操作的变量，用户可以指定不同属性，例如：
(a)下边界
(b)上边界
(c)目标
(10)用户从列表中选择校准基础
(a)对于连续装置，列表可以仅包括时间。
(b)对于批次装置，列表可以包括时间和单调标签。
(11)用户选择校准的概括。这个信息可以用于生成源数据集中的行。概括可以是相同的和用户定义的。
(12)系统生成用于计算程序的数据集。
(a)对于连续装置，数据集是二维的(例如时间和标签)。
(b)对于批次装置，数据集是三维的(例如批次，校准基础和标签)。
(13)系统调用计算程序。
(14)如果在计算程序中存在错误，那么系统将错误通知给用户。
(15)系统示出具有模型设置以及计算结果的报告。
(16)用户执行使用例(例如“加入模型”)。
加模型：用户可以将创建的模型加入到执行模型的列表中。用户可以定义模型的属性，例如频率(例如，实时、1分钟、5分钟或定制时间)。
执行模型：业务员可以基于来自数据库的数据运行模型计算。使用例在对每个模型指定的时间间隔内可以规律地重复。
查看错误记录：监督员可以查看当从数据库中检索数据时发生的错误。各种其他业务员和应用程序可以填入(populate)错误记录。
在此描述的各种系统每个都可以包括计算机可读的存储元件，用于存储机器可读的指令以执行如上所述和示例的各种工艺。存储元件可以是任何类型的机器可读介质(即，由机器可读的介质)，例如硬盘驱动存储器、闪存、软盘存储器、光编码存储器(例如光盘、DVD-ROM、DVD±R、CD-ROM、CD±R、全息磁盘)、热机械的存储器(例如基于扫描探头的数据存储)、或者任何类型的机器可读(计算机可读)存储介质。每个计算机系统还可以包括可寻址的存储器(例如随机存取存储器、缓存存储器)以存储数据和/或指令集，当在各自平台上处理器执行机器可读指令时，数据和/或指令集可以被包括在机器可读指令中或由机器可读指令生成。在此描述的方法和系统还可以被实现为在任何上述存储机制中存储和体现的机器可读指令。可以使用任何加密或解密信道来执行在此描述的各种通信和操作，并且在此描述的存储机制可以使用任何存储和/或加密机制。
虽然参考特定例子和实施例描述了本发明，应该理解到本发明不局限于这些例子和实施例。由此，对本领域的普通技术人员显而易见，由权利要求限定的本发明包括在此描述的特定例子和实施例的变型。

Claims (25)

1.一种系统，包括：
数据收集器，接收描述由工艺装置执行的工艺的工艺监控数据，所述工艺监控数据包括多个工艺变量的值；
处理器，随着数据收集器接收到数据而构建所述工艺的多变量模型；以及
用户界面，与处理器通信以显示描述所述工艺的信息，包括：
第一图形界面，基于所述多变量模型指示工艺装置的执行；
第二图形界面，显示所述多个工艺变量的至少一个对多变量模型的贡献；和
第三图形界面，显示所述工艺与通过所述多变量模型预期的范围的偏差的指示。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述用户界面是基于Web的。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述用户界面实时地显示给用户。
4.根据权利要求1所述的系统，其中第一图形界面和第二图形界面被同时显示给用户。
5.根据权利要求4所述的系统，其中第三用户界面与第一和第二用户界面同时显示给用户。
6.根据权利要求4所述的系统，其中用户界面实时地显示数据。
7.根据权利要求1所述的系统，其中用户界面显示给远程用户。
8.根据权利要求1所述的系统，其中第一图形界面将所述多变量模型的复合变量的行为显示为时间的函数。
9.根据权利要求1所述的系统，其中第二图形界面显示在用户选择的多变量模型的时间点上，所述多个工艺变量的至少一个对所述多变量模型的贡献。
10.一种方法，包括：
基于从工艺装置接收的数据，构建由所述工艺装置执行的工艺的多变量模型，所述多变量模型随着接收到数据而被构建；
向远程用户显示用户界面，用户界面随时间显示所述多变量模型的复合变量的值，所述复合变量是从多个工艺变量创建的；
随着接收到数据更新用户界面；
接收对复合变量显示中的时间点的选择；以及
显示在选择的时间点上所述多个工艺变量的至少一个对复合变量的贡献。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：
从远程用户接收对显示的工艺变量的选择；以及
显示选择的工艺变量在一时间范围上的值。
12.根据权利要求11所述的方法，其中用户界面、所述多个工艺变量的至少一个的贡献、以及选择的工艺变量的值同时显示给用户。
13.根据权利要求12所述的方法，其中用户界面、所述多个工艺变量的至少一个的贡献、以及选择的工艺变量的值中的至少之一被实时更新。
14.根据权利要求10所述的方法，其中复合变量的值被实时更新和显示。
15.根据权利要求10所述的方法，其中用户界面是基于Web的界面。
16.一种计算机可读存储介质，存储多个指令，当处理器执行所述多个指令时，使得处理器执行一方法，所述方法包括：
基于从工艺装置接收的数据，构建由所述工艺装置执行的工艺的多变量模型，所述多变量模型随着接收到数据而被构建；
向远程用户显示用户界面，用户界面随时间显示所述多变量模型的复合变量的值，所述复合变量是从多个工艺变量创建的；
随着接收到数据更新用户界面；
接收对复合变量显示中的时间点的选择；以及
显示在选择的时间点上所述多个工艺变量的至少一个对复合变量的贡献。
17.根据权利要求16所述的计算机可读存储介质，其中所述方法进一步包括：
从远程用户接收对显示的工艺变量的选择；以及
显示选择的工艺变量在一时间范围上的值。
18.根据权利要求16所述的计算机可读存储介质，其中用户界面、所述多个工艺变量的至少一个的贡献、以及选择的工艺变量的值同时显示给用户。
19.根据权利要求16所述的计算机可读存储介质，其中用户界面、所述多个工艺变量的至少一个的贡献、以及选择的工艺变量的值中的至少之一被实时更新。
20.根据权利要求16所述的计算机可读存储介质，其中复合变量的值被实时更新和显示。
21.根据权利要求16所述的计算机可读存储介质，其中用户界面是基于Web的界面。
22.一种方法，包括：
基于从工艺装置接收的数据来实时构建由多个工艺变量描述的工艺的多变量模型；
向远程用户显示基于Web的用户界面，所述界面显示：
随时间的多变量模型的复合变量；
在时间点上所述多个工艺变量的至少一个对复合变量的贡献的指示；和
工艺与期望的平均轨迹的偏差；
接收对复合变量显示中的时间点的选择；以及
更新所述多个工艺变量的至少一个的贡献的指示，以显示在选择的时间点上所述至少一个工艺变量的贡献。
23.根据权利要求22所述的方法，其中实时更新复合变量显示。
24.一种计算机可读存储介质，存储多个指令，当处理器执行所述多个指令时，使得处理器执行一方法，所述方法包括：
基于从工艺装置接收的数据来实时构建由多个工艺变量描述的工艺的多变量模型；
向远程用户显示基于Web的用户界面，所述界面显示：
随时间的多变量模型的复合变量；
在时间点上所述多个工艺变量的至少一个对复合变量的贡献的指示；和
工艺与期望的平均轨迹的偏差；
接收对复合变量显示中的时间点的选择；以及
更新所述多个工艺变量的至少一个的贡献的指示，以显示在选择的时间点上所述至少一个工艺变量的贡献。
25.根据权利要求24所述的计算机可读介质，其中实时更新复合变量显示。
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