CN101713985A - 配方指令步骤及来自外部逻辑的配方输入 - Google Patents
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Abstract
本发明提供配方指令步骤及来自外部逻辑的配方输入。一种产生由批处理过程在自动化制造环境中执行的产品配方的方法，所述产品配方与多个动作、集合的过渡及集合的参数相关，及所述多个动作定义多个逻辑水平，包括阶段水平(所述批处理过程在该阶段水平与设备互动)；所述方法包括接收程序定义(所述程序定义指定所述多个动作)、接收事务定义(所述事务定义指定所述集合的过渡，使得所述集合的过渡中的每个过渡与所述多个动作中的两个或多个动作发生联系)以及接收所述集合的参数。接收所述集合的参数的步骤包括接收至少一个动态输入参数，所述动态输入参数在不从所述配方或与所述配方的阶段水平相关的操作员提示获得值的情况下，分解为所述的值。
Description
技术领域
本发明总体上涉及过程控制网络，尤其涉及支持任何配方层次水平的预定义指令集合及动态输入参数的批处理执行环境。
背景技术
过程控制系统-如那些利用批处理技术来生产大量药品、化学品、饮品、油漆或任何其他产品的过程控制系统-一般包括一个或多个集中式过程控制器，所述集中式过程控制器与一个或多个现场设备通信连接，所述现场设备可能是(例如)阀定位器、开关及传感器(例如温度传感器、压力传感器及流率传感器等等)。这些现场设备可能是(例如)阀、泵、混合单元等控制设备，它们可以在过程控制系统中发挥过程控制功能(比如开启或关闭阀、开启或关闭泵或混合单元等等)，也可以在过程控制系统中进行测量以用于控制过程的操作，还可以在过程控制系统中执行任何其他需要的功能。一般而言，所述过程控制器接收一个或多个现场设备所进行的测量的信号及/或关于所述现场设备的其他信息，并使用这些信息来实施典型地复杂的控制例程，然后产生控制信号并通过信号线或总线传送至所述现场设备，以控制所述过程控制系统的操作。
此外，所述过程控制器一般通过数据高速通道(比如以太网总线)连接到一个或多个工作站及其他设备。这些其他设备典型地运行其他应用程序或编程，这些应用程序或编程使用由所述一个或多个控制器提供的所述信息以提供其他过程控制功能，比如向所述控制例程提供用户界面、允许所述控制例程的更改或更新、与所述现场设备界面连接、存储历史过程控制数据、控制或限制用户存取等等。在有些大型过程控制系统中，位于遥远地点的一个或多个工作站可以通过进一步的通信网络连接到所述数据高速通道，比如通过网络连接、人造卫星或蜂窝通信链接、无线电链接(如用于无线以太网连接的无线电链接)等等连接到所述数据高速通道。
生产批量的产品的过程控制系统典型地包括图形界面，这使用户(例如工程师)能够定义及存储一个或多个基本产品配方、批处理参数、设备清单等等。这些基本产品配方典型地包括一序列的过程步骤，这一序列过程步骤中的每个过程步骤与一特定设备清单有关或绑定到一特定设备清单。在将配方过程步骤绑定到特定设备时，用户(例如工程师)在所述配方的批处理执行之前明确地定义应使用哪个过程控制设备来执行所述配方的每个过程步骤。此外，所述过程步骤中的每个过程步骤可能要求用户(例如操作员)定义一个或多个输入/输出(I/O)批处理参数值，所述输入/输出(I/O)批处理参数值在批处理的执行期间用于控制设备操作的次序及/或时间、设置告警极限、设置目标控制值(例如设定值)等等。这些输入/输出(I/O)参数值可能与发送到或接收自所述过程控制系统中的一个或多个现场设备的输入及输出有关，或可选择地，这些输入/输出(I/O)参数值可能是在批处理的执行期间由所述过程控制系统产生的中间值或计得值。因此，在定义批处理时，用户(例如操作员)典型地使用所述图形界面来选择一基本产品配方(包括将所述配方的过程步骤绑定到过程控制设备的规格)及指定需在所述批处理的执行期间使用的参数值。例如，在一产生批量的油漆的控制系统中，用户(例如操作员)可以与所述图形界面互动以选择一基本油漆配方(例如选择乳胶半光泽外表层漆)，而且可以指定参数值，使得能够生产100加仑批量的特定颜色的乳胶半光泽外表层漆。
仅作为例子，一基本油漆配方可以包括一个或多个将着色剂或其他物质添加到一基本油漆混合物的过程步骤，而且可以进一步包括附加的将这些着色剂或其他物质机械地混和到所述基本油漆混合物中的过程步骤。所述混和及混合过程步骤或与所述基本油漆混合物相关的任何其他过程步骤可以绑定到所述过程控制系统中的特定设备。例如，一第一混合步骤可以绑定到一第一混和器及一第二混合步骤可以绑定到一第二混和器，或可选择地(如果需要)，所述第二混合步骤可以改为绑定到所述第一混和器。同样地，所述配方的将着色剂添加到所述油漆混合物的每个过程步骤可以绑定到一特定着色剂分配设备。
此外，在定义批处理时，用户可以提供多种输入/输出参数值，比如混和时间、着色剂用量等等，这些输入/输出参数值在所述批处理期间由所述过程控制系统用于执行所述批处理所指定的过程步骤及实现期望的最终油漆产品。用户因此可以生产多种最终油漆产品，包括生产多种颜色(如输入/输出参数值指定者)、多种基本油漆类别(如基本配方指定者)的油漆产品。当然，由于传统的批处理定义技术也可以用于创建许多其他类别的产品(比如药品、饮品、食品等等)，所述特定过程步骤、绑定到所述过程步骤的设备及所述输入/输出参数值可以改变，使所述过程控制系统得以生产所期望的最终产品。
在最近几年，批处理执行环境已经变得复杂得多。例如，许多现代化的批处理过程工厂使用多个“设备列车”或使用实际执行一特定批处理运行所需要的多组合的操作连接控制设备单元，从而运行几个平行的批处理。配方也已经变得更为冗长，每个程序步骤的复杂性因而增高。与此同时，测量设备现在获得批处理参数的更好的测量，并实时地或接近实时地向控制器及操作员工作站报告这些测量。明确地说，这些测量设备可以迅速地及准确地探测诸如温度过高、压力不足或特定化学物的浓度出乎意料地高等异常情况。可理解地，操作员希望尽快对这些情况做出反应，以便减少产品损失以及避免发生有害情形。因此，在控制批处理的任务变得越来越复杂之时，工业界需要从批处理执行环境获得更多灵活性。
此外，有些国家也已经经历了涉及某些制造方法的政府法规的更改。例如，美国食品与药品管理局(Food and Drug Administration of the United States，FDA)最近开始所谓“过程分析技术”(Process Analytic Technology，PAT)行动。“过程分析技术”(PAT)行动的指定目标在于控制制造过程(除了控制最终制成产品之外)。为了遵守“过程分析技术”(PAT)要求，制造过程必须能够在相应的制造过程的中间步骤确保品质，当然也必须能够适当并及时地对所检测的情况做出响应。因此，由于经济及规章原因，现代化批处理执行环境必须灵活。
不幸的是，现有的批处理执行技术及方法不能以经济划算的方式达到这些要求。服务于批处理过程工厂的典型过程控制系统在专用数据库中维持配方信息。对于每个产品，所述数据库存储一“控制配方”，该“控制配方”可以包括所述配方的程序结构、配方参数、所述配方需要的设备单元清单以及其他配方信息。为了响应操作员指令或其他预定条件，所述过程控制系统从所述数据库检索一特定控制配方，并将所述配方应用于一选定“批处理执行器”，或将所述配方应用于负责根据所接收的配方执行一个或多个批处理运行的子系统。每个批处理因而根据所接收的配方的指令及参数来执行。
在最近数年，工业界曾尝试提高批处理执行环境的灵活性。例如，艾默生过程控制有限公司(Emerson Process Management)制造的DeltaVTM界面工具允许操作员促使配方的步骤之间的过渡，作为“动态步骤变化”(ActiveStep Change)特征的部分。这个特征附加地允许操作员起动一配方的某个阶段的一个运行，作为一独立的批处理。然而，这个特征的这个方面只限于所述配方的原始定义。此外，人工操作只在阶段水平上获许可。为了允许操作员使运行批处理与相应的批处理配方的新版本同步化，由Pettus等人提交的、标题为“实时批处理执行环境中的在线配方同步化”(Online RecipeSynchronization in a Real-Time Batch Executive Environment)的美国12/234,117号专利申请(U.S.Patent Application No.12/234,117)部分地公开一种批处理执行引擎，所述批处理执行引擎能够接受对当前运行的批处理的改变。美国12/234,117号专利申请(U.S.Patent Application No.12/234,117)的全部公开内容在此通过引用明确地被并入本专利。
在另一方面，一批处理执行环境(如DeltaV批处理系统)执行设备仲裁，以防止及解决在一个批处理或超过一个批处理尝试获得相同资源时发生的矛盾。例如，由Sherriff等人提交的、标题为“用于过程控制系统中的批处理过程仲裁的方法及系统”(Method and System for Batch ProcessArbitration in a Process Control System)公开一种用于过程控制系统中的设备仲裁的系统及方法。美国10/972,192号专利申请(U.S.Patent Application No.10/972,192)的全部公开内容在此通过引用明确地被并入本专利。然而，批处理控制及设备仲裁中的附加灵活性可以进一步改善批处理执行环境的便利性及效率。
发明内容
在过程控制系统中操作的批处理执行环境允许用户定义包括动态输入参数的配方。执行所述配方的批处理可以在所述配方的一个步骤过渡到所述配方的另一步骤时，或在一步骤、一操作、或一阶段的执行期间获得一个或多个动态输入参数。通过在配方中包括一个或几个动态输入参数，用户可以参考所述配方外的值，并从而改善执行所述配方的批处理的灵活性。明确地说，用户可以在不需要总是为每个参数指定数字值或总是需要操作员输入的提示的情况下，将参数包括在一配方中。在另一方面，动态输入参数允许所述批处理在运行时间期间按变化中的操作条件有效地进行调整。
在一实施例中，一动态输入参数引用在一设备阶段的执行期间或在所述设备阶段完成时接收自所述设备阶段的报告值。执行包括这样的动态输入参数的配方的批处理接收来自相应设备阶段的值，作为报告的部分；并将所接收的值供应予随后或平行的阶段。在有些实施例中，所述批处理供应所接收的值到配方逻辑的另一水平，比如一操作、一单元程序或所述配方的最高水平的步骤过渡逻辑。
在另一实施例中，一动态输入参数引用在所述配方的执行期间所述批处理执行器接收自一外部模块或主机的值。所述值可以(例如)来自实验室信息管理系统(LEMS)、网络服务等等。在所述批处理执行器中操作的批处理管理器可以实时接收所述值，并将所接收的值传播到执行所述配方的一个或几个批处理运行器，或在下一步骤、操作或阶段的执行需要时，所述批处理运行器可以通过所述批处理管理器要求所述值。
在另一实施例中，一配方使用包括通往与一设备单元相关的参数的引用路径的一动态输入参数。例如，一动态输入参数可能指一混合槽的体积。因此，执行所述配方的批处理可以在配方执行开始时、在可利用所述混合槽时、或在所述批处理达到在需要相应于所述混合槽的体积的值时的配方执行的阶段时，检索所述混合槽的体积。此外，所述配方可能指特定单元或在运行时间期间选择的单元。动态参数因此可以只在多个运行时间选择或计算之后分解为一特定值。此外，所述配方可以指与一单元级、一单元、一设备或一特定单元中的控制模块相关的值，或与批处理制造的公认原则一致的设备层次的另一水平。
在有些实施例中，所述批处理执行环境也允许用户预定义一集合的一个或多个指令、设定点、指令参数等等以及使所预定义的集合与一配方的任何水平的步骤(例如单元操作、单元程序或程序)发生联系。用户因此可以避免将高水平逻辑强加到所述配方的阶段水平来定义及编程当前只在标准配方结构的低水平可用或只在过程控制器可用的动作。照这样，用户可以节省配置工夫及在批处理执行中达到更大的灵活性。
在一实施例中，一预定义指令集合可以包括需在(例如)一单元程序或一操作的水平上执行的一设备仲裁要求。执行需要某个设备仲裁要求作为一步骤的部分的一配方的所述批处理，在执行所述操作的任何阶段之前有效地稳固一物理资源。照这样，所述批处理执行环境确保，在所述第一批处理在使用一物理资源时，没有其他批处理可以干扰这个物理资源。
在一实施例中，一预定义指令集合可以包括需在配方逻辑的任何水平上(例如在一单元程序或一操作的水平上)执行的一单元选择要求。通过在所述配方逻辑中的一选定位置包括一单元选择要求，用户可以配置所述批处理来评估几个候选单元，并选择对所述特定程序、操作或阶段最适合的单元。此外，一预定义指令集合可以包括一单元选择要求及一随后的仲裁要求，以确保所述批处理事实上可以稳固所选择的单元。此外，一预定义指令集合还可以包括一动态输入参数，作为一单元选择要求的部分，使所述批处理在运行时间期间接收适合于一特定选择标准的一值，或以别的方式从所述配方之外的逻辑接收一值。
在一实施例中，本公开的批处理执行环境支持在配方层次的任何水平的操作员信息及提示。根据这个实施例，执行一配方的批处理可以(例如)在所述配方的一个步骤过渡到所述配方的另一步骤时显示提示。因此，与将操作员信息及提示限于阶段水平的已知系统不同，所述批处理执行环境减少创建一配方所需要的配置工夫，这是由于所述操作员信息或提示可以在所述配方的较高水平的步骤发源。
在另一实施例中，一批处理执行环境允许用户选择一设备或控制模块以及为所选择的模块定义一集合的指令。在所述实施例的至少一些实施例中，用户可以使不同指令或一个或多个设定点与所述模块的操作的不同模式发生联系，作为所述指令集合的部分。在创建一配方时，相同或不同用户可以选择所述指令集合、选择所期望的操作模式以用于一特定配方、以及在所述配方逻辑的任何水平将所述指令集合有效地插入。因此，执行所述配方的所述批处理可以将所定义的集合的指令的有关子集合发送到相应的设备模块。照这样，用户不需要通过单元阶段将指令或设定点引导到所述设备。相反地，用户可以配置多集合的指令，以便直接地在(例如)设备或控制模块上运行。
在另一实施例中，一批处理执行环境支持通过一网络服务或通过使用另一类别的信息通知机制来反送指令到其他系统的配方。例如，所述批处理执行环境可以发送信息到一“制造执行系统”(MES)。明确地说，在一过程控制系统同根据一配方执行的一批处理可以在配方逻辑的程序水平(即最高者)起动一通信步骤、传输一信息到一“制造执行系统”(MES)作为所述通信步骤的部分、以及延缓执行直到来所述“制造执行系统”(MES)的确认到达所述过程控制系统为止。照这样，本公开的批处理执行环境消除了继续在一“制造执行系统”(MES)监测批处理执行的需要。
附图说明
图1为一部分框图、部分原理图，其显示一过程控制网络的部分，其中与本公开的一个实施例一致的一批处理执行环境可以实施动态配方步骤。
图2为一框图，其显示一制造环境，其中与几个逻辑或地理区域相关的制造设备与一过程控制系统互动。
图3为一框图，其显示与S88标准一致的一配方的嵌套结构。
图4为一框图，其显示一配方与由所述配方的阶段根据批处理执行控制的一般原则使用的设备之间的关系。
图5为一框图，其显示与批处理执行控制的一般原则一致的所述层次的设备实体与在一制造环境中操作的几个范例设备实体之间的关系。
图6为一框图，其显示一批处理子系统与一配置子系统及几个外部系统在一批处理执行环境中互动的一个例示性结构。
图7为一框图，其显示由一个设备阶段产生的一报告参数作为一输入参数，用于另一设备阶段。
图8为一范例界面屏幕，该范例界面屏幕可由本公开的批处理执行环境向用户提供，以便操纵一特定阶段的输入及输出参数。
图9为一范例界面屏幕，该范例界面屏幕可由本公开的批处理执行环境向用户提供，以便使某阶段的一报告参数与一操作水平的参数发生联系。
图10为一框图，其显示一专用于一设备单元的参数的动态选择。
图11为一框图，其显示一专用于一制造设备单元的一选定控制模块的值的动态选择。
图12为一信息序列图，其显示配方层次的不同水平上的设备仲裁。
图13为一范例界面屏幕，该范例界面屏幕可由本公开的批处理执行环境向用户提供，以便为一“制造执行系统”(MES)选择一预定义指令集合、一设备仲裁要求、一单元选择要求、一操作员提示或一信息，以及在某个选定水平上将所述选择添加到配方逻辑。
图14为一原理图，其显示一过程控制网络，其中与本公开的一个实施例一致的一批处理执行环境可以仲裁对制造设备的存取。
具体实施方式
参看图1，一过程工厂控制网络或系统10包括一过程控制器12，过程控制器12通过(例如)一以太网通信连接15与多个工作站连接。控制器12也通过一输入/输出设备(图中未显示)及一组通信线及/或一总线18连接到过程工厂中的设备或装置(整体以参考数字16命名)。控制器12例如可以是由费舍尔·柔斯芒特系统有限公司(Fisher Rosemount System，Inc.)提供的DeltaVTM控制器，控制器12能够与控制元件(比如分布遍及过程工厂16的现场设备及现场设备中的功能块)进行通信，以执行一个或多个过程控制例程，从而对过程工厂16实施期望的控制。这些过程控制例程可以是连续或批处理过程控制例程或程序。工作站14(其可以是个人计算机、服务器等等)可以由一名或多名工程师或操作员用于设计需由控制器12执行的过程控制例程，用于与控制器12进行通信以便下载这些过程控制例程，在过程工厂16的操作期间用于接收及显示关于过程工厂16的信息，以及以另外方式与由控制器12执行的过程控制例程互动。此外，一历史数据库19可以连接到局域网(LAN)15，而且可以以任何已知或期望方式自动地采集及存储在过程工厂16中产生的数据，包括在控制器12、过程工厂16中的现场设备及工作站14中产生的数据。
每个工作站14包括一存储器20，存储器20用于存储应用程序(比如配置设计应用程序)及存储数据(比如有关过程工厂16的配置的配置数据)。每个工作站14也包括一处理器21，处理器21执行多个应用程序，应用程序允许用户设计过程控制例程及将这些过程控制例程下载到控制器12。同样地，控制器12包括一存储器22，以存储配置信息及存储用于控制过程工厂16的过程控制例程，控制器12也包括一处理器24，处理器24执行所述过程控制例程以实施过程控制策略。如果控制器12为DeltaV控制器，其可以与工作站14的其中一个工作站上的一个或多个应用程序一起向用户提供控制器12中的过程控制例程的图形描绘，以图解所述过程控制例程中的控制元件以及这些控制元件被配置来提供对过程工厂16的控制的方式。
图1的过程控制系统可以用于实施批处理过程，以便根据产品配方来产生产品。例如，其中一个工作站14可以执行一批处理执行器，该批处理执行器实施及协调过程工厂16中的批处理运行。在操作中，批处理执行器30为每个批处理运行供应一配方，该配方典型地包括由过渡逻辑分别的一有序集合的动作。如以下更详细地讨论的那样，所述有序集合的动作相应于一层次结构，所以每个配方包括一个或几个步骤，每个步骤包括一个或几个操作，而每个操作包括一个或几个阶段。根据本公开的方法及结构元件，批处理执行器30支持允许配方引用所述配方逻辑之外的值或在运行时间期间从配方执行的早先阶段或平行阶段获得参数值的动态输入参数。换句话说，用户(比如过程工程师或经适当授权的操作员)可以通过其中一个工作站14的用户界面来存取批处理执行器30，创建指定一系列动作(例如将成分倒入容器、混合、倒入模具、加热等等)、相应于某些动作(例如100公升的水、混合10分钟等等)的不同固定参数、以及相应于这些动作或其他动作(将由先前阶段报告的量额的面团成分倒入容器#5、加热为时的分钟数等于由传感器#27测得的1.25*压力、选择一槽并将所选择的槽填到该槽容量的50％、等等)的不同动态参数的配方。为了进一步改善灵活性，批处理执行器30允许用户定义多集合的指令或设定点及使这些集合与配方层次的任何水平发生联系。以下详细讨论批处理执行器30的这些功能及其他相关功能。
仍然参看图1，在一过程控制系统的这个范例配置中，批处理执行器30位于工作站14a。在其他实施例中，批处理执行器30可以在其他工作站14中存储及执行，或在以任何期望方式(包括任何无线方式)通信连接到总线15或总线18的其他计算机中存储及执行。同样地，如所作有关图5的更详细讨论那样，批处理执行器30可以分成多种组件或与在过程工厂16中的不同计算机或工作站存储及执行的多种组件发生联系。
此外，应该理解，过程工厂控制网络10可以包括超过一个批处理执行器30。例如，现代化工厂目前支持多达4个批处理执行器，这些批处理执行器共享过程工厂控制网络10的一些或全部资源。一个或多个批处理执行器30可以总称为一批处理子系统。相比之下，一配置子系统指的是用户界面工具、配置数据库及用于定义及编辑配方、监测批处理运行的性能及其他管理用途的其他硬件、固件及软件。应该注意的是，在本讨论中，“批处理执行器”及“批处理子系统”二词可可互换地使用。
在操作时，用户可以操作一“批处理操作员界面”(“BOI”)32以定义配方、创建执行所述配方的批处理以及控制批处理执行。有关控制批处理执行，BOI 32可以允许用户开始、停止、暂停及更新批处理运行。BOI 32可以通过以太网链接15、通过一无线链接或以任何其他已知方式，与批处理子系统30互动。虽然图1示意性地将BOI 32描绘为工作站14的部分，其他实施及安排也一样有可能。例如，BOI 32也可以在工作站14a上、在一便携式设备上(图中未显示)或在布置于过程工厂控制网络10外的主机上运行。此外，在过程工厂控制网络10中可能有BOI 32在同时支持多个操作员的不同主机上实例化的几个实例。另外，应该理解，过程工厂控制网络10可以提供超过一个用户界面，以供存取配方配置及批处理操作。作为一个例子，所述DeltaVTM系统通过DeltaV Operate及DeltaV Batch OperatorInterface等组件提供用户界面。
再次参看图1，一配置数据库34可以存储用于批处理子系统30的配方，设备数据(比如工厂及设备层次中的设备单元清单)，涉及工厂的不同区域的管理、设备单元与工厂区域的联系、设备的层次细目的信息，以及其他配置数据。配置数据库34可以位于与批处理子系统30分开的配置子系统中。此外，应该注意的是，配置数据库34可以是一独立的服务器或一组服务器，或如果过程工厂控制网络10够小，配置数据库34可以只是实施为工作站14或14a的文件系统的一个专用过程服务部分。
在图1所示的范例过程工厂控制网络10中，控制起12通过总线18通信连接到两组同样地配置的设备，每组设备有一反应器单元(其在此称为反应器_01(R1)或反应器_02(R2))、一过滤器单元(其在此称为过滤器_01(F1)或过滤器_02(F2))及一干燥器单元(其在此称为干燥器_01(D1)或干燥器_02(D2))。反应器_01包括一反应器容器40、两个输入阀41及42，反应器容器40和输入阀41及42连接成能够控制一流体输入线(流体输入线从(例如)一高位槽(图中未显示)提供流体进入反应器容器40)，以及包括一输出阀43，输出阀43连接成能够控制通过一输出流体线从反应器容器40流出的流体流率。一设备45(其可以是传感器，比如温度传感器、压力传感器、料位计等或其他设备-比如电气加热器或蒸汽加热器)布置在及/或靠近反应器容器40。反应器_01通过阀43连接到过滤器_01，过滤器_01具有过滤器设备47，而过滤器设备47依次连接到干燥器_01，干燥器_01具有干燥器设备49。同样地，第二组设备包括反应器_02，反应器_02有一反应器容器40A、两个输入阀41A及42A、一输出阀43A及一设备45A。反应器_02连接到过滤器_02，过滤器_02具有过滤器设备47A，过滤器设备47A依次连接到干燥器_02，干燥器_02具有干燥器设备49A。过滤器设备47及47A以及干燥器设备49及49A可以有与其相关的附加控制元件(比如加热器、输送带及类似物)、传感器等等。如果需要(虽然图中未显示)，过滤器_01及过滤器_02中的每个过滤器单元可以物理地连接到反应器01及反应器_02中的每个反应器单元，而干燥器_01及干燥器_02中的每个干燥器单元可以连接到过滤器_01及过滤器_02中的每个过滤器单元，以至使用各一个反应器、过滤器及干燥器的批处理运行可以采用图1中图解的设备的任何组合。
如图1所示，控制器12通过总线18通信连接到阀41-43、41A-43A，通信连接到设备45、45A，通信连接到过滤器47、47A，以及通信连接到干燥器49及49A(以及通信连接到其他与其相关的设备)，以控制这些元件(它们可以是单元、现场设备等等)的操作，从而执行与这些元件有关的一个或多个操作。这些操作可以包括(例如)填充所述反应器容器或干燥器、加热所述反应器容器或干燥器中的材料、倾卸所述反应器容器或干燥器、清洗所述反应器容器或干燥器、操作所述过滤器等等。当然，控制器12可以通过附加的总线、通过专用通信线(比如4-20mA通信线、HART通信线等等)，连接到过程工厂16中的元件。
图1中所示的阀、传感器及其他设备可以是任何期望种类或类别的设备，包括(例如)Fieldbus设备、标准4-20mA现场设备及/或HART设备等等，而且可以使用任何已知或期望的通信协议(比如Fieldbus协议、HART协议及/或4-20mA模拟协议等等)，与控制器12进行通信。此外，其他类别的设备可以以任何期望方式连接到控制器12及/或由控制器12控制。另外，其他控制器可以通过(例如)以太网通信线15连接到控制器12及连接到工作站14，以控制其他与过程工厂16有关的设备或区域，而且这些附加控制器的操作可以以任何期望或已知方式与图1中图解的控制器12的操作协调。
用户可以定义及编辑配方、配置设备、从过程控制设备(比如阀41-43及容器40)构成设备列车、使所述设备列车与批处理发生联系以及通过BOI32或其他界面工具与批处理子系统30互动。BOI 32可以定期地或实时地检索在所述系统中运行的每个批处理的状况。网络10的批处理执行环境以及(尤其是)与BOI 32协作的批处理子系统30允许用户以动态输入参数及预定义指令步骤来配置配方。
为了更好地说明过程控制系统与用于同时的批处理运行的过程控制设备之间的关系，图2从设备组织(例如根据一逻辑或地理原则)及设备仲裁的角度来图解图1的过程工厂16。明确地说，过程工厂16包括一个或多个区域54、一个或多个资源56以及一个或多个资源用户60。区域54代表过程工厂16、资源56及资源用户60的逻辑及/或物理组织。区域54一般用于组织用于执行过程工厂16中使用的配方的步骤的资源56。区域54的组织可以根据过程工厂16中的资源56的物理位置、过程工厂16中的资源56的逻辑组织、或资源56的物理及逻辑组织的合适组合。例如，批处理操作可以分解为不同的区域54，以用于接收、准备、处理及运送。例如，用于医药制造过程的原材料可以被接收于接收区域、改变于准备区域、结合及处理于过程区域以制造目标药物，而目标药物接着被包装并从运送区域载运。区域54中的资源56可以作为不同类别的最终产品的生产的部分来使用，比如用于制造不同医药的多种设备。在一个实施例中，区域54也为过程控制系统10需要以单一组合来处理太多资源56及资源用户60的问题提供实际解决方案。区域54可以用于分离大配方的处理，以便使过程控制系统10不会因需要在执行其他过程监测任务时管理大量的资源56而变得缓慢。例如，控制系统10的处理能力可能由于需要在整个工厂16管理大量的互动而不堪负荷，而且将整个工厂16分到个别的区域则减少互动的数目。
资源56可以分别包括阀、槽、泵、输送带、混合器、加热器或可作为过程工厂16中执行的过程的部分的其他合适设备。资源56可以在不同时间由不同资源用户60用于所述批处理过程的不同部分。例如，一特定加热器资源56可以以第一实体用于一个最终产品、清洗、然后接着以第二实体用于不同的最终产品。
资源用户60代表使用资源56的物理或逻辑实体。例如，资源用户60可以代表由过程控制系统10执行的特定配方，其按特定顺序使用资源56，以生产特定产品。资源用户60本身可以是资源56。例如，一泵资源可以在要求存取槽资源时担当一资源用户的角色，以使所述泵资源能够以特定材料来填充所述槽资源。此外，资源用户60可以代表作为所述生产过程的部分来使用的材料，比如原材料。例如，当前正在被存储在槽中的第一实体可以要求存取一泵，以便将所述第一实体作为一配方的部分移到加热器。此外，资源用户60可以是不由过程控制系统10直接控制的人员或其他实体，但这可能要求从过程控制系统10存取设备56。一般而言，资源用户60可以是由过程工厂16在过程控制系统10的控制下用于生产产品的人员、材料、硬件、软件及/或其他资源56。
在操作时，一个或多个人类用户(图中未显示)可以使用过程控制系统10来配置、控制及监测一个或多个配方、批处理过程或其他过程的执行。所述配方是以可于过程工厂16利用的资源56来执行，以产生一个或多个期望的最终产品。过程控制系统10负责通过资源用户60来控制对资源56的存取，以便使两个资源用户60不尝试同时使用相同的资源56。相同的资源56的同时用于不同配方可能导致被处理的材料的污染，而且可能需要丢弃产品或导致其他负面结果。过程控制系统10通过在来自资源用户60的使用资源56的要求之间仲裁来控制对资源56的存取，如在(例如)美国10/972,192号专利申请(U.S.Patent Application No.10/972,192)中更详细描述的那样。
如以上所述，批处理子系统30包括一高水平控制例程，所述控制例程使用户能够指定许多需在所述过程工厂中执行的批处理运行，而且所述控制例程设立许多不同批处理运行或批处理过程，以便实质地在过程工厂控制网络10中独立地进行操作，从而实施所述不同批处理运行。每个这样的批处理过程指引一个或多个单元程序的操作，而这些单元程序是在一单一单元(比如过程工厂中的反应器单元、过滤器单元、干燥器单元或其他设备的其中之一)上操作的子例程或子过程。每个单元程序(其为一般在工作站14的其中之一上运行的一批处理运行的一部分)可以执行一系列的操作，每个操作可以在一单元上执行一个或多个阶段。适用于本讨论，一阶段为在一单元上执行的最低水平的动作或步骤，而且典型地是在控制器12的其中之一上实施或执行；一操作为在所述单元上执行一特定功能的一集合的阶段，而且典型地是通过指令所述控制器12中的一系列的阶段、在工作站14的其中之一上实施或执行；而一单元程序为在一单一单元上执行的一系列的一个或多个操作，而且典型地是作为实施在工作站14的其中之一上的一集合的操作指令。因此，任何单元程序可以包括一个或多个阶段及/或一个或多个操作。照这样，每个批处理过程执行生产一产品(比如食品、药物等等)所需要的不同步骤或阶段(即单元程序)。
为了实施一单独批处理的不同单元程序、操作及阶段，批处理过程使用一般称为配方者，而所述配方指定需执行的步骤、与所述步骤相关的数量及时间以及所述步骤的次序。一配方的步骤可以包括(例如)以适当材料或成分填充反应器容器、混合反应器容器中的材料、在某时间长度内将反应器容器中的材料加热到某个温度、清空反应器容器并接着清洗反应器容器以准备下一批处理、运行过滤器以过滤反应器的输出，然后运行干燥器来干燥在反应器容器中制造的产品。所述系列步骤中与不同单元有关的每个步骤定义所述批处理的单元程序，而所述批处理过程将为这些单元程序中的每个单元程序执行不同的控制算法。当然，用于不同配方的特定材料、材料数量、加热温度及时间等等可能不同，因此，视正在制造及/或生产的产品及/或正在使用的配方而定，这些参数可以因不同的批处理运行而有所不同。本领域的普通工程技术人员将可以理解，虽然在此描述的控制例程及配置用于使用图1中图解的反应器单元、过滤器单元及干燥器单元的批处理，但控制例程可以用于控制其他期望的设备，以执行任何其他期望批处理过程运行或在需要时执行连续的过程工厂运行。
本领域的普通工程技术人员将可以理解，一通用批处理过程的相同阶段、操作、单元程序及程序可以在相同或不同时间作为不同实际批处理过程或批处理运行的部分，实施在图1的不同反应器单元中的每个反应器单元。此外，由于图1的反应器一般包括相同数目及类别的设备(即它们属于相同的单元级)，因此可以在特定阶段使用相同的通用阶段控制例程来控制所述不同反应器单元中的每个反应器单元，但这个通用阶段控制例程必须更改，以控制与所述不同反应器单元有关的不同硬件或设备。例如，为了实施反应器_01的填充阶段(其中所述反应器单元被填充)，一填充控制例程将在一个特定时间长度内开启输入阀21或42中的一个或多个输入阀，例如开启输入阀直到料位计45检测到容器40已满。然而，仅仅通过将所述输入阀的指定改变为阀41A或42A(而不是阀41或42)以及将所述料位计的指定改变为料位计45A(而不是料位计45)，此同一控制例程可以用于实施反应器_02的填充阶段。
虽然与批处理运行的一般操作相关的逻辑广为人知，但图3-5分别提供一典型配方的结构的摘要纵览、一配方与相应制造设备之间的互动的摘要纵览、以及与批处理制造的一般原则一致的设备层次的摘要纵览。
明确地说，图3图解与一批处理执行环境中的在线配方同步化方法的一配方结构。一配方250遵守S88标准的层次结构。然而，本领域的普通工程技术人员将可以理解，所述在线配方同步化方法也可以应用于其他现有的配方定义标准或未来的配方定义标准。如图3所示，配方250包括一个或多个步骤，比如由过渡257分开的步骤253及255。配方250的每个所述步骤可以具有复杂的内部结构，而且可以定义为一单独的单元程序。例如，步骤255可以定义为一单元程序260。
过渡257可以指定在执行过渡257后的步骤之前(在这里指在执行步骤255之前)必须在步骤253中满足的一条件。例如，步骤253可以执行两种化学品的混合，而条件257可以检查所述混合是否已经超过2分钟的时间极限。作为另一范例，过渡257可以设定为布尔(Boolean)“正确”，以便实现过渡-不论执行步骤253所得的结果。一般上，所述条件可能为单一或复合，而且可以包括布尔(Boolean)操作数，比如“及”以及“或”。单元程序260因此可以包括同样地由条件257分开的一个或多个操作263或265。在图3所示的范例中，操作263根据一操作定义270来实施。操作定义270可以包括由条件257分开的一个或多个阶段272及274。
参看图4，配方250可以通过一阶段逻辑界面282与单元阶段280互动。为了清晰起见，图4也包括配方250的、视为一配方程序(包括一个或多个单元程序260)的整体表示，单元程序260可以包括一个或多个操作270，而操作270具有一个或多个阶段272-274。如在此使用的那样，符号285示意性地代表两个级或实例之间的“一对多”关系。如图4所示，每个单元阶段280涉及(即执行)一个或几个设备模块290，每个设备模块290包括一个或几个控制模块292。
一般上，控制模块292包括一组设备，这些设备在过程控制系统中作为一单一逻辑实体进行操作。例如，包括一控制器、一在某个阀上操作的阀促动器以及一用于反馈控制的流率计的一个互连元件组合可以定义一单一控制模块，这是由于从高水平角度看，这些设备可以在过程控制系统10中提供特殊的控制功能。
与此同时，一设备模块290执行某个处理功能，该处理功能包括排序，即排序多个控制功能。例如，某个设备模块290可以包括一控制模块292(该控制模块292提供PID-控制的通过某管道的流量)以及另一控制模块292(该控制模块292选择性地将所述控制流量引到几个目的管道的其中之一。作为另一范例，一设备模块290可以是一进料器，该进料器包括几个控制模块292(例如一泵控制模块及一阀控制模块)。
继续参看图4，配方250通过经由阶段逻辑界面282发送指令及接收报告，与单元阶段280互动。每个报告可以包括所述阶段执行的简单布尔(Boolean)结果，或可以传达在所述阶段执行期间产生的一个或几个数字测量值或其他值。一般上，单元阶段280只支持使用“可编程逻辑控制器”(PLCs)或“分布式控制系统”(DCS)组件的阶段逻辑。已知一单元阶段280可以在一单元上执行以定义一单元阶段，或在一设备模块上执行以定义一设备模块阶段(亦称“设备阶段”)。因此，配方250及涉及根据配方来执行批处理的设备通过交换指令及实时报告或过时报告来进行互动。
现在参看图5，一完整的设备层次300包括一企业水平302，企业水平302可以相应于一公司或其他类别的商业组织。一企业节点302可以包括几个场点或过程工厂位置304。由于典型过程工厂的规模大，每个场点304可以进一步分为多个区域306。一区域306可以包括几个过程单元308。
继续参看图5，一过程单元308可以相应于(例如)一自动化甜酥饼制造厂的一个甜酥饼干面团制备阶段310。阶段310可以包括两个混合器312，混合器312相应于层次300中的单元314。进一步地，每个混合器312可以包括相应于设备模块318的一个或几个进料器316，而每个进料器316可以包括一个或几个泵或阀320，这些泵或阀320是控制模块322。最后，如图5中所示，一控制模块322典型地包括一个或几个控制元件324(例如流率计、压力传感器等等)。
因此，如以上关于图3-5的讨论那样，图1及2中所示的过程控制系统10可以根据批处理制造的公认传统及原则，控制过程工厂16中的批处理执行。更明确地说，过程控制系统10支持与图3中所示的结构一致的配方，而且根据图4及5中所示的层次来组织所述设备。然而，应该理解，过程控制系统10可以在与S88标准不一致或只是部分地一致的其他批处理执行环境中同样地支持本公开的动态输入参数及预定义指令步骤。因此，虽然以下将参照整体地与图3-5中所示的原则一致的过程控制系统10，对所述动态输入参数及预定义指令步骤进行讨论；但应该理解，过程控制系统10及过程工厂16只是可以应用这些方法的环境的一个例子而已。
图6图解过程工厂控制网络10中的批处理子系统30的例示性结构。批处理子系统30可以通过以太网通信连接15，与一用户界面工具(比如BOI32)互动；或如果批处理子系统30及用户界面32位于相同的工作站14或14a，批处理子系统30可以通过已知的过程间通信(IPC)途径的其中之一，与所述用户界面工具(比如BOI 32)互动。批处理子系统30可以包括一批处理管理器382、一批处理运行时间处理器384、及一个或多个批处理运行器386-390。批处理子系统30过程的每个组件可以实施为一独立过程或一线程。如以上所述，批处理子系统30可以分布于几个工作站或其他主机。
批处理运行器386-390中的每个批处理运行器执行正好一个批处理。批处理运行器386-390中的有些批处理运行器可以运行相同的配方，例如运行配方250。应该理解，批处理运行器386-390不需要在所有的时候都处于相同的执行状态，即使每个所述批处理运行器正在执行相同的配方。在图6所示的范例中，批处理运行器390通过以太网连接15连接到控制器12。在操作中，批处理运行器390可以在单元程序水平上执行所述逻辑，以及可以在相应的工作站14或14a上执行过程空间的操作。然而，批处理运行器390将每个操作的阶段272及274加载到控制器12中。
再次参看图6，持久存储单元392可以存储涉及批处理运行器386-390中的每个批处理运行器的状态、过渡及参数信息。持久存储单元392可以是工作站14及14a的其中之一的硬盘驱动器、一外部存储设备(比如CD或DVD)或其他已知数据存储设备。批处理管理器382、批处理运行处理器384及批处理运行器386-390中的每个批处理运行器可以通过以太网连接15存取持久存储单元392；或如果持久存储单元392位于相同主机，则批处理管理器382、批处理运行处理器384及批处理运行器386-390中的每个批处理运行器可以通过过程间通信(IPC)呼叫来存取持久存储单元392。在操作中，批处理运行器386-390中的每个批处理运行器保存与相应的批处理的执行状态有关的信息。例如，批处理运行器390可以记录当前运行的单元程序、操作及阶段的状态。因此，持久存储单元392中的记录可以在某个时候指示批处理运行器390正在执行配方250的步骤3、操作1、阶段2。此外，所述记录可以指定每个水平的状态，例如“运行”、“暂停”或“中止”。进一步地，批处理运行器390可以记录经过一单元程序、操作及阶段的参数的值。批处理运行器390更适宜充分地实时更新持久存储单元392。
此外，批处理运行器390可以记录(例如)步骤253及255、操作263及265、以及阶段272及274之间的每个过渡257。所述过渡可以连同所述状态及参数信息一起记录在持久存储单元392中。可选择地，状态过渡可以记录为存储在历史数据库19中的个别事件日志。这些事件日志也可以包括一些或所有参数信息及附加信息(比如与每个过渡、错误条件相关的时间戳)，以及对过时监测或调试系统有用的其他信息。所述事件日志可以同样地存储同步化指示。例如，所述事件日志中的某个记录可能指示批处理运行器390在9月21日下午14:25时在步骤3、操作1、阶段1与一配方“巧克力_甜酥饼_001”(Chocolate_Cookie_001)的v2版本再同步化。
如以上所述，批处理管理器382控制批处理运行器386-390的执行。明确地说，批处理管理器382发送命令到批处理运行器386-390，向所述批处理运行器指示在什么时候开始、停止或暂停执行。此外，批处理管理器382通过用户界面工具32向操作员报告有关批处理运行器386-390中的每个批处理运行器的状态。例如，批处理管理器382可以存取持久存储单元392以检索批处理运行器390的状态，而且可以以与广为人知的格式(比如XML)或适用于批处理子系统30的元件之间的互动的专用格式一致的信息的形式，向界面工具32报告所述状态。在这个意义上，批处理管理器382充当一通往所有批处理运行器的集中式网关。
在一个实施例中，批处理管理器382及批处理运行器386-390还可存取存储当前由批处理子系统30执行的配方的拷贝的一个共享内存区域。所述共享内存区域可以是一个持久或易失性内存位置，而且可以布置在批处理子系统30的内部或外部。在有些实施例中，批处理子系统30在通过批处理运行器386-390的其中之一触发每个配方的运行之前保存每个配方的拷贝。在另一实施例中，一个别批处理运行器所述配方的一个拷贝保存在其本身的过程空间或保存在批处理子系统30的其他部分未知或批处理子系统30的其他部分不可存取的一个永久位置。无论是哪种情况，批处理子系统30可以将每个配方存储为一单一文件或存储为一元件层次结构。更优选的是，批处理管理器382及批处理运行器386-390中的每个批处理运行器能够存取个别配方元件(比如单元程序、操作及阶段)，以便读取和写入。
与此同时，批处理运行时间处理器384充当与过程工厂控制网络10的其他部分之间的界面。明确地说，批处理运行时间处理器384可以通过配方下载脚本与配置数据库34互动。在一个实施例中，用户界面32以XML格式包配方，以允许人类及机器可读性。可选择地，用户界面32、批处理子系统30以及配置数据库34可以通过任何标准或专用协议发送脚本信息。批处理运行时间处理器384也可以负责维护系统安全及日志维护的功能。此外，批处理运行时间处理器384可以记录持久存储单元392中或配置数据库34中的开始、停止及其他有关的高水平信息。
继续参看图6，批处理管理器382也可以与一“实验室信息管理系统”(LIMS)396及一网络服务398进行通信。LIMS 396可以位于一个别的区域，而且可以通过(例如)以太网或互联网连接与批处理管理器382通信。LIMS 396可以向批处理执行器30提供测量值、设定点或其他类别的值，以用于配置数据库34中的一些或所有配方。同样地，一网络服务398可以提供来自(例如)远程操作员的数据，而批处理执行器30也可以将所述接收自网络服务398的值用于所述配方。应该注意的是，LIMS 396、网络服务398或连接到批处理管理器382的任何其他外部模块中的每一个都可以实时地提供数据或响应由批处理运行器386-390的其中之一发起的查询或询问而提供数据。
如以上所述，过程控制系统10以及(尤其是)批处理执行器30支持配方逻辑的不同水平上的动态输入参数及预定义指令步骤，使用户创建的产品配方能够具有更多灵活性以及对过程工厂16中的变化有改良的适应性。图7图解一个这样的动态参数功能，而图8及9图解BOI 32可提供的一个用户界面，该用户界面促进这个功能的使用。图10及11图解与本公开的动态输入参数功能有关的两个其他方案；图12图解根据本公开的方法及系统，在配方逻辑的几个水平上的设备仲裁及设备选择；而图13则图解BOI 32可支持的一个用户界面，该用户界面允许用户有效地添加预定义指令、仲裁要求等等到配方。
参看图7，某个配方可以包括一操作400(操作400包括在一单元程序中或直接连接到高水平配方逻辑)，操作400包括阶段402-408。在完成阶段402时，操作400可以过渡到阶段404，并将批处理输入参数410供应予相应的设备阶段412。例如，阶段404可以指定在设备阶段412中处理的材料应加热到的温度，或在设备阶段412中一混合器应在先前的阶段402期间成分的混合物制备时操作的分钟数。接着，设备阶段412可以在运行时间期间或在设备阶段412完成时报告一单一输出或报告参数414或多个输出或报告参数414。为了继续上述范例，所述输出参数可以是在设备阶段412的执行期间采集的温度测量值的平均数，或是在设备阶段412所述混合器生产的加仑数。
除了为了记入日志而将所接收的输出参数414传播到历史数据库19、用户界面32或另一模块之外，操作400可以使输出参数414与另一设备阶段(例如设备阶段416)的一输入参数发生联系；或在有些情况下，操作400可以使输出参数414与另一设备阶段(例如设备阶段416)的一输入参数发生联系，而不是为了记入日志而将所接收的输出参数414传播到历史数据库19、用户界面32或另一模块。图7示意性地图解输出参数414经由操作400、通过一路径418与一输入参数发生联系到另一阶段。换句话说，操作400可以在操作逻辑的水平将一输入参数“引介”到一输出参数，从而考虑到一个或几个先前或平行阶段而允许一阶段的动态控制。
图8图解一范例界面屏幕440，用户可以通过用户界面32来存取范例界面屏幕440，以配置动态输入参数以及使一阶段的一输出或报告参数与另一阶段的一输入参数发生联系，如以上有关图7的讨论那样。界面屏幕440可以包括一配方水平选择窗格442、一配方逻辑配置窗格444及一参数配置窗格446。用户可以在配方水平选择窗格442中选择一配方、一单元程序、一操作或一阶段，并通过双击所选择的模块或通过起动一相似控件加载配方逻辑配置窗格444中的模块的逻辑，以用于检视及编辑。同样地，例如用户可以在参数配置窗格446中突出显示一参数，并通过起动按钮450来选择所突出显示的参数。
如图8中所示，用户可以选择窗格444中的阶段460，而参数配置窗格446可以因此显示几个与所选择的阶段460相关的几个输入及参数。在这个范例中，阶段460接收两个输入参数470及472，并输出或报告两个输出参数480及482。为了使(例如)输出参数480与另一阶段的一输入参数发生联系并允许图7中所示的配置，用户可以据此通过界面屏幕440及/或一个或几个派生屏幕配置输出参数480。明确地说，用户可以通过突出显示输出参数480及起动选择按钮450来起动图9中图解的参数配置菜单500。
现在参看图9，界面屏幕500专门配置参数属性，而且可以包括一参数名称标识符域502、一种类清单选择器504、一目的地清单选择器506、一目标清单选择器508等等。本领域的普通工程技术人员将可以理解，界面屏幕500也可以包括附加的信息域、输入域以及清单-可选择选项，或相反地，可以包括比图9中所示的域及选择器较少的域及选择器。在这个范例中，界面屏幕500允许用户将所选择的参数PH_OUTPUT_PAR1(阶段_输出_参数1)或以上参照图8来进行讨论的输出参数580引介到一目标操作水平参数OP_PARAM1(操作_参数1)，而用户可以在目标清单选择器508中查找所述目标操作水平参数OP_PARAM1(操作_参数1)。在有些实施例中，用户可以定义一新目标参数，如果不可在目标清单选择器508利用期望的参数。在这种情况下，界面屏幕500可以触发一个或几个用户对话，以定义及配置所述目标参数。
目的地清单选择器506可以包括(例如)“递延”参数或“引介”参数。在图9的范例中，用户选择“引介”选项以便将目标OP_PARAM_1(操作_参数1)映射到输出参数480，或换句话说，以便将输出参数480的值自动地供应予目标OP_PARAM_1(操作_参数1)。在完成这些配置步骤时，用户可以通过起动控件510来接受所述改变或通过控件512来取消所述改变。
接着，用户可能希望(例如)将参数OP_PARAM_1(操作_参数1)与另一阶段的输入参数发生联系。为了达到这个目的，用户可以选择另一阶段并触发另一界面屏幕(图中未显示)。这个界面屏幕将允许用户选择所述参数OP_PARAM_1(操作_参数1)及配置所述操作水平的参数OP_PARAM_1(操作_参数1)及一阶段输入参数的逆联系。换句话说，用户可以操作一个或几个与屏幕440及500相同的互动屏幕，以便“递延”一阶段输入参数到操作水平的参数OP_PARAM_1(操作_参数1)。
在有些实施例中，用户也可以进一步将PH_OUTPUT_PAR1(阶段_输出_参数1)的值向上传播到配方层次，以便在(例如)一操作或单元程序的水平上(而不是在一阶段水平上)处理。因此，应该理解，有关图7-9的讨论的情况只不过是作为例子，而且也可以预期在配方逻辑的其他水平上传递相似参数。
图10图解一配方的片段，该片段使用另一类别的动态输入参数。明确地说，一配方530可以包括一单元程序532，单元程序532包括一动态参数，所述动态参数带有一引用路径，而引用路径只是在运行时间期间、在选择某个单元及与所述单元相关的某个参数时决定一数字值。用户可以在单元程序532中包括一参数SELECTED_UNIT/CAPACITY(选定_单元/容量)，使得(例如)一批处理运行器386-390(见图6)从候选集合550选择一适当单元，然后将SELECTED_UNIT/CAPACITY(选定_单元/容量)定为一特定值。在图10所示的范例中，所述批处理运行器选择单元552(与标识符“Unit_02”(单元_02)，然后从参数集合562中检索所述CAPACITY(容量)参数560。继续上述例子，单元552的所述CAPACITY(容量)参数可以相应于单元552中包括的一级混合槽的物理容量，而且可以是(例如)1000加仑。为了检索参数560的值“1000”，单元程序532可以包括阶段水平逻辑，而阶段水平逻辑促使单元552通过一输出参数，报告参数560的值。
可选择地，参数集合562中的一些或所有参数可以存储在过程工厂或过程控制系统10的其他地方。例如，数据库34可以保存单元及设备模块参数，而批处理运行器386-390可以在选择单元552时从数据库34检索所需要的参数。然而，无论哪种情况，所述动态参数SELECTED_UNIT/CAPACITY(选定_单元/容量)可以定为位于配方530以外的一个特定值(例如一数字值、一字符串等等)。
在其他情况下，如果(例如)在创建配方530时选择单元552，单元程序532可以指定通往参数560的完整路径。在这样的情况下，用户可以在单元程序532中包括一参数UNIT_02/CAPACITY(单元_02/容量)。当相应的批处理运行器386-390将所述阶段水平逻辑加载到单元552时，所述动态参数UNIT_02/CAPACITY(单元_02/容量)同样地可以定为一特定值。如以上讨论的范例所示，所述参数的所述特定值在配方530创建时可以是未知或不可得，而且在运行时间期间为UNIT_02/CAPACITY(单元_02/容量)所定的值是在配方530之外。
参看图11，配方580可以包括一单元程序582(该单元程序582引用与在运行时间期间选择的一控制模块586相关的参数)以及一个单元程序590(该单元程序590直接引用与一设备模块594相关的参数)。在这个特定范例中，控制模块586及设备模块594属于相同的单元596。然而，配方、单元程序、操作及阶段也可能引用不相关的控制模块、设备模块、单元等等中的值。
与图10中所示的范例相同，单元程序582可以包括(例如)一参数SELECTED_CONTROL_MODULE/MAX_SPEED(选定_控制_模块/最高_速度)，该参数可以在执行期间定为CONTROL_MODULE_01/MAX_SPEED(控制_模块_01/最高_速度)，(例如)最终定为相应于与控制模块586相关的发动机的最高速度的特定值。单元程序590可以包括(例如)一参数EQUIPMENT_MODULE_01/WEIGHT(设备_模块_01/重量)。
一般上，对于图10及11而言，应该注意的是，一配方可以指所述配方的任何水平上的单元或设备模块参数。因此，一配方可以包括在多个单元程序中、在多个操作中或在多个阶段中从一个步骤到另一步骤的过渡时的动态输入参数。此外，应该注意的是，动态输入参数可以指静态值(例如槽的容量)或变化的值(例如当前混合槽中的温度)。
接着，以下将概括地讨论及特别参考图12及13中所示的几个范例来讨论预定义指令步骤的使用。图14进一步提供一个范例设备仲裁系统，该范例设备仲裁系统可以用于过程控制系统10及过程工厂16。如以上所述，批处理执行器30(见图1及6)允许用户定义多集合的指令、设定点、指令参数及其他相关信息，使这些预定义集合的指令与某些设备或控制模块发生联系，以及通过将期望的预定义集合的指令添加到配方层次的任何水平，有效地设计配方。在用于一配方时，这些指令集合可以执行设备仲裁及/或选择、提供操作员提示及信息、发送信息到外部系统、根据一选定操作模式发送指令及数据到设备模块、以及执行其他预定义功能。在一个实施例中，每个预定义集合可以获得易于辨认的视觉指示器(例如一图标)，而且可以在某个窗格中使用，以便以任何指针设备(比如鼠标)进行选择。操作员可以接着通过在相应图标上点击以选择期望的预定义集合的指令，将所述图标拉到用于配方创建或编辑的画布区域，以及将所述图标下拉到所述配方逻辑中的期望位置。
为了只举一使用一预定义指令集合的特定范例以简化一设备模块的配置，某个恒温器可以以“热”或“冷”模式操作，每个模式分别有一设定点。由于批处理执行器30可以根据不同配方支持多个并行的批处理，所述恒温器可以用于许多不同批处理及配方。因此，用户可以使用BOI 32来创建一新指令集合、随意地指定一名称或标识符予所述指令集合，例如THERMOSTAT_MACRO(恒温器_宏观)；为操作的每个模式定义几个步骤(即“热”及“冷”)；以及为操作的每个模式指定所述参数及/或一个或多个设定点。用户可以接着保存所述新创建的指令集合，而且可以随意地指定一自定义图标予所述指令集合，以便易于视觉辨认。在这个时候，用户可以为所述指定集合THERMOSTAT_MACRO(恒温器_宏观)指定一存储位置，存储位置(例如)可以是配置数据库34。
在创建或编辑配方时，用户可以为THERMOSTAT_MACRO(恒温器_宏观)选择图标，或以名称或其他标识符来称谓这个预定义指令集合，并将THERMOSTAT_MACRO(恒温器_宏观)添加到所述配方。用户可以接着根据所述特定配方，选择期望的操作模式，而且可以随意地调整THERMOSTAT_MACRO(恒温器_宏观)的一个或几个参数。无论是哪种情况，用户不需要在阶段水平上执行所述恒温器模块的详细配置或编程。此外，BOI 32可以自动地确定用户希望将THERMOSTAT_MACRO(恒温器_宏观)添加到的配方逻辑的水平(例如单元程序、操作等等)，以及使用适合于所选择的水平的过渡及根据专用于这个水平的任何其他规则、自动地将THERMOSTAT_MACRO(恒温器_宏观)连接到所述配方逻辑。
关于设备仲裁及选择，图12图解批处理运行器386通过批处理管理器382，动态地与用户界面32、网络服务398或一些外部模块互动。在方框602，批处理运行器386可以执行一配方的某个步骤。接着，在方框604，批处理运行器386可以在所述配方中遇到一需要设备仲裁的预定义指令集合。值得注意的是，这个范例的方框604相应于配方逻辑的程序水平或最高水平。因此，为起动设备仲裁，批处理运行器386不需要到达所述配方的某个操作中的某个阶段，但可以改为在配方逻辑的任何水平要求仲裁。应该理解的是，如果需要，批处理运行器386可以要求仲裁带有几个设备或控制模块的单元。在其他情况下，批处理运行器386可以要求仲裁一特定设备模块或一控制模块。
所述批处理管理器可以使用任何合适的仲裁方法(包括以下参考图14进行详细解释的技术)，在方框606进行仲裁。在这个特定情况下，批处理管理器382可以自动地处理所述仲裁要求。接着，在方框608，批处理运行器386可以接收来自批处理管理器382的、说明设备仲裁的结果的响应，然后继续所述配方的执行。
此外，批处理运行器386所执行的配方可以包括另一设备仲裁要求。在图12所示的范例中，用户使所述第二设备仲裁要求与一步骤620发生联系，所述第二设备仲裁要求于操作622完成时起动。批处理管理器382可以在方框626处理所述第二设备仲裁要求，而所述第二设备仲裁要求接着触发一操作员提示628。应该注意的是，所述第二仲裁要求可以是与在方框604起动的所述第一仲裁要求相同的预定义指令步骤。明确地说，用户可能已经使用相同的预定义指令集合于所述配方中的两个位置，所述两个位置中的每个位置相应于配方逻辑的一个不同水平。如以上所述，BOI 32可以自动地调整所述指令集合，以便适当地在所选择的逻辑水平适合所述配方，并从而简化用户的配置工夫。
现在参看图13，一界面屏幕700可以包括一配方编辑窗格702及一预定义指令集合选择窗格704。在这个范例中，预定义指令集合选择窗格704可以包括用于某个恒温器的一控制模块指令集合710、用于某个泵的一设备模块指令集合712、用于某个混合器的一仲裁要求指令集合714、用于某个存储槽的一单元选择指令集合716、用于询问一目标压力的一操作员提示指令集合718以及用于发送一状态更新到制造执行系统(MES)的一制造执行系统信息指令集合720。
用户可以选择预定义指令集合710-720的任何其中之一，然后将所选择的指令集合下拉到窗格702的画布区域。将控制模块指令集合710添加到一配方730的一个范例在图13中图解。此外，控制模块指令集合710的分解图730显示所述相应设备模块有至少两个操作模式，其中每个操作模式与一单独的设定点相关。如以上所述，用户可以选择期望的操作模式，而且可以在将控制模块指令集合710添加到配方702时随意地调整所述参数。当然，用户也可以向下“钻取”到操作水平或阶段水平逻辑，以便将控制模块指令集合710添加到配方702的任何水平。用户可以同样地将预定义步骤710-720中的任何预定义步骤下拉到配方702的逻辑中的期望位置、调整一个或几个参数、等等。
图14图解一设备仲裁系统的一个实施例，批处理执行器30可以使用所述设备仲裁系统来解决设备存取及调度冲突。如以上所述，过程控制系统10包括一个或多个工作站14，而且资源56进一步包括一类别820。一各自的类别820与每个资源56相关，而且指示所述资源56是否只是用于一单一区域54，或是用于多个区域54。在一个实施例中，类别820是“本地”或“全局”。本地类别820指示资源56只用于一个区域54，而全局类别820指示资源56用于多个区域54。通过指明是否只在一个区域54或在多个区域54需要一资源56，多区域设备仲裁器可以为所述相同的资源56管理来自多个区域54的用户60的同时要求或竞争要求，而不需要管理所有资源56。在一个实施例中，一特定资源56是否为本地资源或全局资源，是由与过程工厂16相关的一操作员或工程师确定。
工作站14可以包括可以操作来提供过程控制服务的硬件及/或软件，比如监控器、键盘、中央处理单元(CPUs)、计算机可读存储器。例如，工作站14可以是在
Corp.计算机处理器上运行
Windows NT、2000或操作系统的计算机工作站或个人计算机。例如，工作站14可以包括电子存储器，比如随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)及只读存储器(ROM)、磁性及光学存储器(比如硬盘驱动器、软盘驱动器、CD-ROM驱动器、CD-RW驱动器及多功能数字光盘)以及其他合适的计算机组件。
工作站14可以进一步包括批处理过程控制能力，比如由艾默生过程控制有限公司(Emerson Process Management)制造的、作为DeltaVTM系统的部分的DeltaVTM Batch软件。在一个实施例中，工作站14进一步包括批处理执行器30、一本地设备仲裁器(LAR)812以及一全局设备仲裁器(GAR)814。
批处理执行器30包括存储在一计算机可读媒介上的软件，所述软件可操作来为一个或多个区域54执行过程控制系统10的批处理部分。在一个实施例中，每个分别区域是由一单独批处理执行器30控制。批处理执行器30控制资源56及资源用户60，资源用户60执行在工厂16使用的配方的步骤。例如，批处理执行器30可以控制一加热器资源以便以350°F的温度加热一物质15分钟，然后将所加热的物质轻轻地倒入一混合器资源。批处理执行器30可以充分同时地及/或平行地控制多配方的执行。批处理执行器30与LAR 812及GAR 814进行通信，以便为资源56处理用户60的要求。
LAR 812包括存储在一计算机可读媒介及/或硬件上的软件，所述软件可操作来与批处理执行器30通信，以仲裁一特定区域54中的用户60使用资源56的抵触的要求。更明确地说，由于批处理执行器30是使用多个资源56来执行多个配方，两个或多个用户60可能在相同时间需要使用相同的资源56。如果批处理执行器30允许两个用户60在相同时间使用相同的资源56，两个配方可能毁坏。同样地，作为一配方的部分，批处理执行器30可以确定未来可能需要为一配方中的时间敏感步骤保留一个或多个资源56，或批处理执行器30可以确定必须在用于一特定配方之前准备一特定资源56(比如一需要清洗的资源56)。在分配或保留一个或多个资源56给一用户60之前，批处理执行器30要求从LAR 812使用资源56。LAR 812确定所要求的资源56是否可在所述批处理执行器的特定区域54中由批处理执行器30使用。在一个实施例中，LAR 812只是处理带有“本地”类别820的资源56。
GAR 814包括存储在一计算机可读媒介及/或硬件上的软件，所述软件可操作来与批处理执行器30通信，以仲裁两个或多个区域54中的用户60使用资源56的抵触的要求。更明确地说，由于批处理执行器30是使用多个资源56来执行多个配方，两个或多个配方可能在相同时间需要使用相同的资源56。在分配或保留一个或多个资源56给一配方之前，批处理执行器30可以要求在不同区域54中从GAR 814使用资源56。GAR 814确定所要求的资源56是否可在所述批处理执行器的特定区域54之外由批处理执行器30使用。在一个实施例中，GAR 814只是处理带有“全局”类别820的资源56。所述GARs 814能够相互通信，以便处理对资源56的要求。
在一个实施例中，一分别的GAR 814与每个相应的批处理执行器30相关，而且负责在该批处理执行器的特定区域54中带有“全局”类别820的资源56。在一不同的区域54中的一第二GAR 814从带有所要求的资源56的、与所述区域54相关的所述GAR 814要求所述资源56。例如，参看图14，用户U2可以要求存取资源R3。因为用户U2是在与资源R3不同的一区域中，用户U2的区域中的GAR 814将要求从资源R3的区域中的GAR 814存取资源R3。
同样地，在一个实施例中，所述GARs 814可以通过接管由所述失效的GAR 814处理的资源56，操作来处理另一GAR 814的故障。例如，一第一区域中的GAR 814可能失效，而一第二区域中的GAR 814可以在所述失效的GAR的区域中接管资源56的资源仲裁。
在操作中，一个或多个批处理执行器30控制在一个或多个区域54中的每个区域中的一个或多个配方的执行。不同资源用户60可以要求存取一个或多个资源56，以执行所述配方的步骤。所述资源用户60通过批处理执行器30要求存取所述资源56。所述批处理执行器接着根据正在被要求的资源56的类别820，将所述对资源56的要求传到与所述批处理执行器相关的LAR812或GAR 814。
当所要求的资源56的类别820是本地时，LAR 812根据合适的标准，确定所要求的资源56是否可由用户60使用。例如，LAR 812可以只是确定所述资源56目前是否由另一用户60使用。LAR 812也可以执行复杂的用途确定，比如确定资源56在被用户60使用之前是否需要清洗(比如通过就地清洗系统清洗)，或所述资源56在被要求的用户60使用之前是否需要保持在某个温度。LAR 812接着传达所要求的资源56是否可由批处理执行器30使用，以及传达所要求的资源56在什么时候可由批处理执行器30使用。例如，如果用户U1及U2试图存取资源R1，则LAR 812将决定哪个用户得以存取所要求的资源。
当所要求的资源56的类别820是全局时，GAR 814确定资源56是否可以由所述要求用户60使用。如果所要求的资源56是在与批处理执行器30相关的GAR 814相同的区域中，GAR 814确定所述资源是否可用，并传达所要求的资源是否可以由批处理执行器30使用。如果所要求的资源56是在与批处理执行器30相关的GAR 814不同的区域中，所述GAR 814将所述要求传达到其区域54中带有所要求的资源56的GAR 814。提出要求的GAR814可以使用任何合适的方法，确定处理所述要求的适当GAR 814。在一个实施例中，所述GARs 814被组织成端对端网络配置中的端；而在端对端网络配置中，要求被广播到所有所述GARs 814或所述GARs 814的一部分，而且由所述适当的GAR 814处理。在另一实施例中，所述GARs 814可以再次被组织为端，但交换已处理的资源56的清单，并避免需要将所述要求广播到所有GARs 814。所述适当的GAR 814可以由提出要求的GAR 814直接联系。一般上，所述GARs 814可以以任何合适的方式组织。所述适当的GAR 814确定所要求的资源是否可用，并将所述结果传回提出要求的GAR814。提出要求的GAR 814接着将所述结果传回给批处理执行器30，以进行处理。可选择地，提出要求的GAR 814可以被绕过，而所述结果可以直接发送回提出要求的批处理执行器30。例如，参看图14，如果用户U3目前正在使用资源R3而用户U2希望存取资源R3，则U2的区域中的所述GAR814将把U2的要求传给R3的区域中的所述GAR 814，以进行处理。
批处理执行器30接着处理所要求的资源56是否可用。对于不可利用的资源，批处理执行器30可以采取合适行动，比如暂停执行与提出要求的用户60相关的配方。
在一个实施例中，所述GARs 814可以从由过程控制系统10提供的所有GARs 814或GARs 814的一部分中选择一主要GAR。任何合适的GAR 814可以成为所述主要GAR。例如，所述主要GAR可以限于在工作站14上运行的GARs 814，这些GARs 814有某个数量的处理能力或少于某个数量的处理负荷。所述主要GAR可以成为一集中式数据库，用于追踪特定资源是否可用、哪些资源56在哪些区域及/或提供其他合适数据。一主要GAR可以通过存储资源56之间的映射及被分配处理该资源56的GAR 814，用于减少GARs 814之间需要的通信数量。在另一实施例中，所述主要GAR可以存储资源56的状态信息，比如可用性信息。在这个实施例中，提出要求的GAR 814可以询问所述主要GAR，以便确定是否有一资源56可用。所述主要GAR的选择可以以任何合适的技术执行。例如，所述GARs 814可以通过确定哪个GAR 814首先被起动来选择一主要GAR。其他用于推选或选择一网络中的“主要”元件的技术在本领域中广为人知。
所述GARs 814也可能处理其他GARs 814的故障。更明确地说，在一特定区域54的GAR 814可能失效，比如通过碰撞。另一GAR 814可以检测这样的故障并接管所述失效GAR的资源56的处理。例如，所述主要GAR可以检测一故障并分配另一GAR 814到所述失效GAR的资源56。在另一实施例中，一提出要求的GAR 814可以检测到另一GAR 814未能响应已经有一定时间，并接管由所述失效GAR 814处理的资源56。
在另一个实施例中，GARs 814可以共同决定一用户60是否可以使用一特定资源56。例如，与由每个区域54中的GAR 814负责处理对该区域54中的资源56的存取相反，两个或多个GARs 814可以负责处理对一个或多个区域54中的一个或多个资源56的存取。一般上，所述GARs 814中的一些或所有GARs 814可以负责处理对所述区域54中的一些或所有资源56的存取。例如，进一步的类别820可以定义成确定一特定资源56的可用性怎样由所述GARs 814处理。多个资源56的可用性的集体确定可以根据所述GARs 814的表决或根据其他合适技术的表决来进行。此外，集体确定可以允许特定GARs 814有确定特定资源56的可用性的优先权。例如，一第一GAR可以获得比一个或多个第二GARs多的票，或一第一GAR可以获得对一个或多个第二GARs的否决权。此外，一个或多个GARs的增加的表决权或否决能力可以根据被要求的特定资源56。给予一GAR 814增加的表决权或否决权可以提供允许在特定情形优先使用资源56的可能性。例如，一紧急情况或一未预料到的结果可能需要优先给予某些用户60存取权。
综合以上所述，应该可以理解，用于将动态输入参数及/或预定义指令步骤包括在一产品配方中的方法及系统允许用户引用所述产品配方之外的值、通过引用由先前或平行的设备阶段或外部模块(例如一“实验室信息管理系统”(LIMS)、一网络服务等等)在运行时间期间调整批处理操作、以及通过自动检索阶段执行的结果及将这些结果供应给另一阶段、操作或单元程序，从而减少操作员所费工夫。此外，以上讨论的方法及系统允许用户在配方逻辑的任何水平执行设备仲裁及选择并从而避免将所有的设备相关逻辑向下“推”到相应配方的阶段水平。此外，以上描述的预定义指令步骤的支持允许操作员及工程师在多个批处理根据多个配方执行的环境中有效地定义配方，以及允许操作员及工程师经常地试图获得共有的物理资源。明确地说，预定义指令步骤允许用户使一简单集合的、(或如果需要)使一相对复杂集合的指令、参数及/或设定点与某个级的设备(例如单元级)或一特定设备发生联系，并在完全不需进行调整或(例如)在简单选择一期望的操作模式及/或目标值的情况下，将这个预定义集合的指令添加到多个配方。
虽然本发明已经参考特定例子进行了描述，但这些例子只是在于阐明而不是限制本发明包括的范围。本领域的普通工程技术人员将很清楚，已揭示的实施例可以在不脱离本发明的精神及范围的条件下被修改、增加或删除。
Claims (36)
1.一种用于在自动化制造环境中产生由批处理过程执行的产品配方的方法，其中所述产品配方与多个动作、一集合的过渡以及一集合的参数相关，其中所述多个动作定义多个逻辑水平，包括一阶段水平，所述批处理过程在该阶段水平与设备互动，所述方法包括：
接收一程序定义，所述程序定义指定所述多个动作；
接收一事务定义，所述事务定义指定所述集合的过渡，其中所述集合的过渡中的每个过渡与所述多个动作中的两个或多个动作发生联系；以及
接收所述集合的参数，包括：
接收至少一个动态输入参数，其中所述动态输入参数在不从所述配方或与所述配方的阶段水平相关的一操作员提示获得一值的情况下，分解为所述的值。
2.如权利要求1所述的方法，其中接收所述至少一个动态输入参数的步骤包括接收相应于在所述批处理过程的执行期间由一外部实体供应给所述批处理过程的一值的所述至少一个动态输入参数。
3.如权利要求2所述的方法，其中接收所述至少一个动态输入参数的步骤包括接收相应于由一网络服务供应给所述批处理过程的一值的所述至少一个动态输入参数。
4.如权利要求2所述的方法，其中接收所述至少一个动态输入参数的步骤包括接收相应于由一“实验室信息管理系统”LIMS供应给所述批处理过程的一值的所述至少一个动态输入参数。
5.如权利要求2所述的方法，其中接收所述至少一个动态输入参数的步骤包括接收由在所述阶段水平之上与所述配方的所述多个逻辑水平的其中之一相关的一操作员提示供应给所述批处理过程的一值的所述至少一个动态输入参数。
6.如权利要求1所述的方法，其中接收所述至少一个动态输入参数的步骤包括接收相应于在所述批处理过程的执行期间产生的一报告参数的一值的所述至少一个动态输入参数。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述报告参数与所述配方的所述阶段水平相关。
8.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括：
接收与所述多个动作的其中之一相关的一报告参数的一选择；以及
使所选择的报告参数与所述配方的一输入参数发生联系。
9.如权利要求8所述的方法，进一步包括：
接收所选择的报告参数到所述多个动作中的另一个动作的一输入参数的一映射。
10.如权利要求1所述的方法，其中接收所述至少一个动态输入参数的步骤包括接收相应于与一设备实体的一参数相关的一值的所述至少一个动态输入参数。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述设备实体在运行时间期间由所述批处理过程选择。
12.如权利要求1所述的方法，其中接收所述至少一个动态输入参数的步骤包括：
接收一路径，所述路径指定一设备实体；以及
接收一参数标识符，所述参数标识符指定所述设备实体的一参数。
13.如权利要求12所述的方法，其中接收指定所述设备实体的所述路径的步骤包括接收对在所述批处理过程的执行期间动态地选择的一设备模块或一控制模块的其中之一的一参考。
14.如权利要求12所述的方法，其中接收指定所述设备实体的所述路径的步骤包括接收对一设备模块或一控制模块的其中之一的一特定参考。
15.一种存储在一计算机可读媒介上作为一集合的指令的软件系统，所述软件系统根据一配方在一制造环境中控制批处理过程的执行，所述系统包括：
一配方定义模块，用于接收所述配方的一定义，包括：
一第一功能，以接收指定多个动作的一个第一数据集合；
一第二功能，以接收指定所述多个动作中的至少两个动作之间的至少一个过渡的一个第二数据集合；以及
一第三功能，以接收指定所述配方的多个参数的一个第三数据集合，所述多个参数包括至少一个动态参数，其中所述至少一个动态参数相应于在不需要一操作员查询的情况下在所述批处理过程的执行期间自动地获得的一个值。
16.如权利要求15所述的软件系统，其中所述多个动作中的至少两个动作是阶段，每个阶段指定一设备水平逻辑；及其中所述配方定义模块进一步包括：
一第四功能，以显示与所述至少两个阶段的其中第一个阶段相关的一清单的输出参数；
一第五功能，以接收所述输出参数的其中之一到与所述多个动作中的另一个动作相关的一输入参数的一个映射。
17.如权利要求16所述的软件系统，进一步包括：
一第六功能，以显示与所述至少两个阶段的其中第二个阶段相关的一清单的输入参数及接收所述输入参数的其中之一的一个选择；
一第七功能，以使在所述第五功能中接收的所述输入参数与在所述第六功能中选择的所述输入参数的所述其中之一发生联系。
18.如权利要求15所述的软件系统，其中所述至少一个动态参数相应于一外部参数；及其中所述动态参数包括：
一路径，以指定与所述外部参数相关的一实体；
一参数标识符，以指定与所述实体相关的所述外部参数。
19.如权利要求18所述的软件系统，其中所述实体是在所述批处理过程的执行期间选择的一设备模块或一控制模块的其中之一；及其中所述路径使用一预定义操作数来指定一当前选择的模块。
20.如权利要求18所述的软件系统，其中所述路径使用一设备模块或一控制模块的所述其中之一的一个唯一标识符来指定在所述批处理过程的执行之前选择的一设备模块或一控制模块的其中之一。
21.如权利要求15所述的软件系统，其中所述多个动作包括与所述配方的最低水平的逻辑相关的一第一阶段及一第二阶段；及其中所述至少一个动态参数是所述第一阶段的一输入参数，所述第一阶段的所述输入参数被映射到所述第二阶段的一输出参数。
22.如权利要求15所述的软件系统，其中所述至少一个动态参数相应于在所述批处理过程的执行期间产生的一报告值，所述软件系统进一步包括：
一值映射模块，包括：
一第一功能，以获得所述报告值；
一第二功能，以分配所获得的报告值到所述至少一个动态参数；以及
一第三功能，以下载所述至少一个动态参数到负责执行所述多个动作的所述其中之一的一过程控制器，所述至少一个动态参数相应于所述多个动作的所述其中之一。
23.一种存储在计算机可读媒介的数据结构，所述数据结构定义一配方，以在一批处理执行环境中自动地制造产品，所述数据结构包括：
第一数据，其定义由分别的过渡分开的多个动作；
第二数据，其指定执行所述多个动作的一个或多个类别的制造设备；以及
第三数据，其定义一集合的参数，包括一动态参数，其中所述动态参数相应于一值，所述值不是在起动一批处理运行时根据所述配方指定，也不是在所述批处理运行期间由一操作员提示指定。
24.如权利要求23所述的数据结构，其中所述动态输入参数相应于所述配方的一阶段的一报告参数、与一设备模块或一控制模块相关的一参数、或在所述配方的执行期间接收自一外部系统的一参数的其中之一。
25.如权利要求23所述的数据结构，其中所述动态输入参数是一第一阶段的一输入参数，所述输入参数在所述配方由一批处理过程执行期间获得相应于一第二阶段的一输出参数的一个值。
26.一种用于在批处理执行环境中配置产品配方的系统，所述系统包括：
一指令集合定义模块，以接收一指令集合的一定义及将所述定义存储在一计算机可读存储器中；以及
一配方设计模块，以易化带有一配方逻辑的一配方的一定义，所述配方设计模块包括：
一逻辑规格功能，以接收定义所述配方逻辑的数据；
一指令集合选择功能，以接收所述指令集合的一选择；及
一指令集合插入功能，以接收相应于所述配方逻辑中的某个位置的一标识符，以及将所述指令集合插入所述某个位置，其中所述配方设计模块自动地使所插入的指令集合与所述配方逻辑发生联系。
27.如权利要求26所述的系统，其中所述指令集合包括：
一设备标识符，用于一设备实体或一设备种类的其中之一；以及
一仲裁要求，用于相应于所述设备标识符的设备。
28.如权利要求26所述的系统，其中所述指令集合包括：
一设备标识符，用于一设备实体或一设备种类的其中之一；以及
一单元选择要求，用于相应于所述设备标识符的设备。
29.如权利要求26所述的系统，其中所述指令集合包括：
一设备标识符，用于一设备模块或一级别的设备模块的其中之一；以及
一集合的指令，所述集合的指令在所述配方的执行期间有条件地传输到所述设备模块。
30.如权利要求29所述的系统，其中所述集合的指令包括一第一子集合的指令及一第二子集合的指令，所述第一子集合相应于一第一操作模式，所述第二子集合相应于一第二操作模式；及其中
所述指令集合插入功能进一步接收一标识符，以便至少在一第一操作模式及一第二操作模式之间选择。
31.如权利要求26所述的系统，其中所述配方逻辑与一阶段水平及至少一个较高水平相关；其中所述指令集合包括一集合的指令以产生一操作员信息或一操作员提示，及其中所述配方逻辑中的所述某个位置与所述配方逻辑的所述至少一个较高水平相关。
32.如权利要求26所述的系统，其中所述指令集合包括一集合的指令以便将一信息传输到所述批处理执行环境之外的一模块。
33.如权利要求26所述的系统，其中所述配方逻辑与多个水平相关，所述多个水平包括一阶段水平及在所述阶段水平之上的一程序水平；及其中所述指令集合插入功能接收相应于所述配方逻辑中的一第二位置的一第二标识符，其中所述第一位置及所述第二位置与所述配方逻辑的所述多个水平中的两个不同的水平相关；及其中所述指令集合插入功能将相同的所选择的指令集合插入所述配方逻辑中的所述第一位置及插入所述配方逻辑中的所述第二位置。
34.一种用于配置在批处理执行环境中执行的产品配方的方法，所述方法包括：
接收与配方逻辑兼容的一集合的指令的一定义；
接收一配方的一逻辑的一部分定义；
接收将所述集合的指令插入所述配方的逻辑中的一选定位置的一要求；以及
根据所述选定位置，自动地使所述集合的指令与所述配方发生联系。
35.如权利要求34所述的方法，其中接收所述集合的命令的所述定义的步骤包括接收指令以执行设备仲裁、设备选择、产生一操作员信息或产生一操作员提示的至少其中之一。
36.如权利要求34所述的方法，其中接收所述集合的命令的所述定义的步骤包括接收指令以选择地以第一操作模式或以第二操作模式操作一设备模块或控制模块；其中将所述集合的指令插入所述配方的逻辑中的所述选定位置的所述要求包括指定对所述第一操作模式或所述第二操作模式的一选择。
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