CN116057169A - 用于处理生物技术流体的系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及生物技术流体处理，诸如生物制药液体，以便获得诸如单克隆抗体、疫苗或重组蛋白之类的产品，并且特别涉及一种用于处理生物技术流体的系统，该系统具有生物处理机和至少一个生物处理机助手，它们被配置为彼此连接，并且每个均包括控制器，控制器继而包括被配置用于连接到网络的机器对机器通信工具。

Description

用于处理生物技术流体的系统

技术领域

本发明涉及生物技术流体处理，诸如生物制药液体，以便获得诸如单克隆抗体、疫苗或重组蛋白之类的产品。

背景技术

已知诸如生物制药液体之类的生物技术流体一般首先通过诸如生物反应器中的细胞或微生物培养之类的处理获得，并且然后必须进一步处理它们以达到所需的均匀性、纯度、浓度、无病毒等特性。

这些处理照惯例在专用装置中用不锈钢管和其它组件(诸如罐和过滤器外壳)实行，这需要在实际处理之前和之后进行相对繁重的操作，特别是使用之后的清洗操作。

在过去的几年内，这些处理已经替代地在与液体接触的组件是一次性组件的装置中实行，以用于避免清洗操作。

例如，欧洲专利申请EP 2 130 903和EP 2 208 534公开了包括一次性元件的装置，对于大部分是柔性的(“Flexware^TM产品”)，包括经处理的液体收集袋和回路部分，甚至是过滤元件，以及容纳在两个或更多个推车中的永久或可重复使用的元件(“硬件”)，使得用于处理生物技术流体的装置可以通过给推车配备一次性元件而简单地组装，而后处理步骤实质上是移除和丢弃一次性元件。

其它已知的装置对可重复使用的元件或不容纳在推车中的某些可重复使用的元件正使用相同的方法。

一般而言，用于处理生物技术流体的装置的主要可重复使用元件是具有生物技术流体处理器的生物处理机，该生物技术流体处理器被配置用于修改生物技术流体的至少一个物理化学或生物性质，例如其pH、DO(溶解氧)、均匀性、纯度、浓度、预确定微生物(例如病毒和/或其它病原体)的存在或不存在。

除了生物技术流体处理器之外，生物处理机还具有用于控制生物技术流体处理器的数字控制器，并且通常数字控制器能够引导流体处理器，使得机器可能自动实行定制版本的处理，一般称为配方。

发明内容

本发明针对进一步简化用于处理生物技术流体的装置的设立。

因此，本发明提供了一种用于处理生物技术流体的系统，其具有以下系统设备：生物处理机(13)，其具有：被配置用于修改所述生物技术流体的至少一个物理化学或生物性质的生物技术流体处理器(15)和用于控制所述生物技术流体处理器(15)的数字控制器(16)；以及至少一个生物处理机助手(14)，其具有：被配置用于物理耦合到所述生物技术流体处理器(15)的生物技术流体处理器助手(21)和用于控制所述生物技术流体处理器助手(21)的数字控制器(22)；其中：所述生物处理机(13)的所述数字控制器(16)和所述机器助手(14)的所述数字控制器(22)每个包括报告管理器(60，61)、机器对机器通信工具(18，24)(MtoM通信工具)和发现协商配对管理器(19，25)(DNP管理器)；每个所述MtoM通信工具(18，24)被配置用于连接到网络(12)；所述生物处理机(13)的DNP管理器(19)和所述机器助手(14)的DNP管理器(25)被配置用于通过所述网络(12)协作以用于建立配对条件；其中生物处理机(13)的报告管理器(60)和机器助手(14)的报告管理器(61)被配置为使得在所述配对条件下：生物处理机(13)的报告管理器(60)具有其当不在配对条件下时不具有的至少一个提供能力，所述提供能力是记录数据和/或生成关于所述处理器助手(21)的操作参数或关于由所述处理器助手(21)感测的所述流体的物理化学或生物量的数据报告的报告功能；以及机器助手(14)的报告管理器(61)不具有其当不在配对条件下时所具有的至少一个消费能力，其中：如果所述提供能力是记录数据和/或生成关于处理器助手(21)的操作参数的数据报告的所述报告功能，则所述消费能力是记录数据和/或生成关于所述操作参数的数据报告的报告功能，并且如果所述提供能力是记录数据和/或生成关于由处理器助手(21)感测的所述流体的物理化学或生物量的数据报告的所述报告功能，则所述消费能力是记录数据和/或生成关于所述物理化学或生物量的数据报告的报告功能。

机器助手(通过处理器助手)和生物处理机(通过流体处理器)之间的物理耦合至少用于使得处理器助手能够帮助流体处理器修改生物技术流体的至少一个物理化学或生物性质，例如通过泵送或对流体施加另一个物理作用，或通过感测流体的物理化学或生物量，诸如pH或溶解氧(DO)。

在根据本发明的系统中，机器助手具有带有机器对机器通信工具的数字控制器，以便通过实现机器对机器通信的网络与生物处理机通信，尽管机器助手和生物处理机之间的物理耦合将已经相对容易地实现了专用通信信道，诸如有线串行或并行链路，其可以在实行物理耦合时仅仅通过插入连接器来操作。

本发明基于这样的观察，尽管除了物理耦合之外还需要通过网络实行配对，但是通过网络的这样的配对实际上可以简化用于处理生物技术流体的装置的设立，因为这样的配对可以用于相应地自动重新配置生物处理机(具有提供能力)和机器助手(具有消费能力)。

用这样的自动重新配置，添加机器助手非常方便，并且甚至可以在批处理期间完成，使得根据本发明的系统进一步提供了极好的灵活性。

根据用于实行该系统的有利特征，根据本发明：

-生物处理机(13)的报告管理器(60)和机器助手(14)的报告管理器(61)每个包括数据记录器(62)和从数据记录器(62)提供的数据生成报告的差异生成器(65)；

-当机器助手(14)不在所述配对条件下时，由机器助手(14)的数据记录器(62)记录处理器助手(21)的所述操作参数或由处理器助手(21)感测的所述流体的所述物理化学或生物量，或者当机器助手(14)在所述配对条件下时，由生物处理机(13)的数据记录器(62)记录处理器助手(21)的所述操作参数或由处理器助手(21)感测的所述流体的所述物理化学或生物量；

-所述提供能力报告功能是记录数据和/或生成关于所述处理器助手(21)的操作参数集和/或由所述处理器助手(21)感测的所述流体的物理化学或生物量的数据报告；

-所述生物处理机(13)的所述数字控制器(16)包括文件(20)，所述文件(20)包含可以是所述提供能力的每个所述报告功能的描述，并且所述机器助手(14)的所述数字控制器(22)包括文件(26)，所述文件(26)包含可以是所述消费能力的每个所述报告功能的描述；

-所述生物处理机(13)的DNP管理器(19)和所述机器助手(14)的DNP管理器(25)被配置用于通过所述网络(12)协作以用于建立配对条件；

-所述系统设备包括多个所述机器助手(14)，并且所述生物处理机(13)的DNP管理器(19)被配置用于同时与至少两个所述机器助手(14)建立所述配对条件；

-所述系统设备包括第一所述机器助手(14)和第二所述机器助手(14)；第一机器助手(14)的流体处理器助手(21)和第二机器助手(14)的流体处理器助手(21)被配置用于彼此物理耦合；并且所述第一机器助手(14)的DNP管理器(25)和所述第二机器助手(14)的DNP管理器(25)被配置用于通过所述网络(12)协作以用于建立配对条件；其中，第一机器助手(14)的报告管理器(61)和第二机器助手(14)的报告管理器(61)被配置为使得在所述配对条件下：

-第一机器助手(14)的报告管理器(61)具有其当不在配对条件下时不具有的至少一个提供能力，所述提供能力是记录数据和/或生成关于第二机器助手(14)的处理器助手(21)的操作参数或关于由第二机器助手(14)的处理器助手(21)感测的所述流体的物理化学或生物量的数据报告的报告功能；和

-第二机器助手(14)的报告管理器(61)不具有其当不在配对条件下时所具有的至少一个消费能力，其中：如果所述提供能力是记录数据和/或生成关于第二机器助手(14)的处理器助手(21)的操作参数的数据报告的所述报告功能，则所述消费能力是记录数据和/或生成关于所述操作参数的数据报告的报告功能，并且如果所述提供能力是记录数据和/或生成关于由第二机器助手(14)的处理器助手(21)感测的所述流体的物理化学或生物量的数据报告的所述报告功能，则所述消费能力是记录数据和/或生成关于所述物理化学或生物量的数据报告的报告功能；

-所述生物处理机(13)的报告管理器(60)和所述第一机器助手(14)的报告管理器(61)被配置为使得在生物处理机与第一机器助手(14)的所述配对条件下，同时第一机器助手(14)在与第二机器助手(14)的配对条件下，生物处理机(13)的报告管理器(60)具有复制第一机器助手(14)中对应于第二机器助手(14)中的消费能力的提供能力的提供能力；

-所述生物处理机(13)的报告管理器(60)和所述第一机器助手(14)的报告管理器(61)被配置为使得在生物处理机与第一机器助手(14)的所述配对条件下，同时第一机器助手(14)在与第二机器助手(14)的配对条件下，生物处理机(13)的配方管理器(50)具有嵌入第一机器助手(14)中对应于第二机器助手(14)中的消费能力的提供能力的提供能力；

-所述系统设备包括第一所述生物处理机(13)、第二所述生物处理机(13)和多个所述机器助手(14)；并且至少一个所述机器助手(14)的DNP管理器(25)被配置用于与所述第一生物处理机(13)或者与所述第二生物处理机(13)建立所述配对条件；

-所述系统具有第一所述机器助手(14)，其中消费能力是记录数据和/或生成关于所述第一机器助手(14)的处理器助手(21)的操作参数的数据报告的报告功能；以及具有第二所述机器助手(14)，其中消费能力是记录数据和/或生成关于由第二机器助手(14)的处理器助手(21)感测的流体的物理化学或生物量的数据报告的报告功能，其中第一机器助手(14)是泵，其中消费能力是记录数据和/或生成关于泵的速度的数据报告的报告功能，并且第二机器助手(14)是pH传感器或流量传感器，其中消费能力是记录数据和/或生成关于所述流体的pH或所述流体的流量的数据报告的报告功能；

-每个所述MtoM通信工具(18，24)被配置用于连接到所述网络(12)，所述网络(12)是具有互联网协议的网络，诸如以太网、Wi-Fi、蓝牙或蜂窝5G；

一在所述系统中：

-所述生物处理机(13)的所述数字控制器(16)和所述机器助手(14)的所述数字控制器(22)每个进一步包括图形用户接口管理器(17，23)(GUI管理器)；

-生物处理机(13)的GUI管理器(17)和机器助手(14)的GUI管理器(23)被配置为使得在所述配对条件下：

-生物处理机(13)的GUI管理器(17)具有其当不在配对条件下时不具有的至少一个提供能力，所述提供能力是控制和/或显示所述处理器助手(21)的操作参数或显示由所述处理器助手(21)感测的所述流体的物理化学或生物量的接口功能；和

一机器助手(14)的GUI管理器(23)具有至少一个消费能力，该消费能力相对于当不在配对条件下时被修改，其中：如果所述提供能力是控制和/或显示处理器助手(21)的操作参数的所述接口功能，则所述消费能力是控制和/或显示所述操作参数的接口功能，并且如果所述提供能力是显示由处理器助手(21)感测的所述流体的物理化学或生物量的所述接口功能，则所述消费能力是显示所述物理化学或生物量的接口功能；和/或

-在所述系统中：

-所述生物处理机(13)的所述数字控制器(16)和所述机器助手(14)的所述数字控制器(22)每个进一步包括配方管理器(50，51)；

-生物处理机(13)的报告管理器(60)和机器助手(14)的配方管理器(51)被配置为使得在所述配对条件下：

-生物处理机(13)的配方管理器(50)具有其当不在配对条件下时不具有的至少一个提供能力，所述提供能力是控制和/或测试所述处理器助手(21)的操作参数或测试由所述处理器助手(21)感测的所述流体的物理化学或生物量的自动化功能；和

-机器助手(14)的配方管理器(51)具有其当不在配对条件下时不具有的至少一个消费能力，其中：如果所述提供能力是控制和/或测试处理器助手(21)的操作参数的所述自动化功能，则所述消费能力是控制和/或使所述操作参数可用的按请求响应功能，并且如果所述提供能力是测试由处理器助手(21)感测的所述流体的物理化学或生物量的所述自动化功能，则所述消费能力是使所述物理化学或生物量可用的按请求响应功能。

附图说明

现在，本发明的描述继续下文中通过非限制性图示的方式并参考附图给出的示例实施例的详细描述。在附图中：

-图1示意性地图示了生物处理生产工厂或实验室中的生产区域，形成用于处理生物流体的系统的一部分的生物处理机位于其中；

-图2示意性地图示了生物处理生产工厂或实验室的存储区域，用于处理生物流体的系统的多个生物处理机助手位于其中，生物处理机助手被配置用于与图1上所图示的生物处理机相关联；

一图3是图示了生物处理机和生物处理机助手之一连同网络的图解，生物处理机和生物处理机助手通过该网络协作以用于建立配对条件；

-图4示出了在独立条件下作为混合器的生物处理机的图形用户接口；

-图5在顶部示出了当与作为pH传感器的生物处理机助手配对时混合器的图形用户接口，并且在底部示出了pH传感器的图形用户接口，分别在独立条件下在左侧和当与混合器配对时在右侧；

-图6在顶部示意性地图示了作为泵的生物处理机助手连同作为流量传感器的生物处理机助手，泵和流量传感器物理耦合；并且还在中间示出了泵的图形用户接口，分别在独立条件下在左侧和当与流量传感器配对时在右侧；并且还在底部示出了流量传感器的图形用户接口，分别在独立条件下在左侧和当与泵配对时在右侧；

-图7是当处理机和机器助手正在配对时GUI适配的示例性示意性表示，在顶部示出了混合器的图形用户接口，分别当与pH传感器配对时在左侧以及当与pH传感器配对和与泵配对(泵与流量传感器配对)时在右侧；并且还在中间示出了泵的图形用户接口，分别当与流量传感器配对时在左侧以及当与流量传感器配对和与混合器配对时在右侧；并且还在底部示出了流量传感器的图形用户接口，分别当与泵配对时在左侧以及当与泵配对(泵与混合器配对)时在右侧；

-图8是当处理机和机器助手未配对时GUI适配的示例性示意性表示，在顶部示出了混合器的图形用户接口，分别当与pH传感器配对和与泵配对(泵与流量传感器配对)时在左侧以及当与pH传感器配对时在右侧；并且还在中间示出了泵的图形用户接口，分别当与流量传感器配对和与混合器配对时在左侧以及当与流量传感器配对时在右侧；并且还在底部示出了流量传感器的图形用户接口，分别当与泵配对(泵与混合器配对)时在左侧以及当与泵配对时在右侧；

-图9是类似于图3的图解，但是用于系统的变型，其中生物处理机的数字控制器和机器助手的数字控制器每个进一步包括配方管理器；

-图10是示出生物处理机的配方管理器的某些模块的图解；

-图11示出了在独立条件下作为混合器的生物处理机的配方管理器的图形用户接口；

-图12类似于图11，但是在混合器与作为pH传感器的机器助手配对的条件下；

-图13类似于图11和12，但是在混合器与pH传感器配对并且泵与流量传感器配对的条件下；

-图14是类似于图9的图解，但是用于系统的变型，其中生物处理机的数字控制器和机器助手的数字控制器每个进一步包括报告管理器；

-图15是示出当生物处理机在独立条件下时生物处理机的报告管理器的某些模块连同生成的报告以及生物技术流体处理器15和生成的报告之间的数据路径的图解，所述模块诸如所图示示例的混合器；

-图16是类似于图15的图解，但是用于机器助手，诸如泵、流量传感器和pH传感器，此时机器助手在独立条件下；

-图17是类似于图15和16的图解，但是一起示出了当彼此在配对条件下时的生物处理机和机器助手，并且示出了它们的机器对机器通信工具和通过其建立配对条件的网络，以及从机器助手的处理器助手直到由生物处理机的报告管理器生成的报告的数据所遵循的路径；

-图18在顶部示出了当混合器在独立条件下时由作为混合器的生物处理机的报告管理器生成的报告，并且在下面示出了当机器助手在独立条件下时由机器助手的报告管理器生成的类似报告，从顶部到底部依次针对泵、流量传感器和pH传感器；

-图19类似于图18，但是其中混合器与泵配对(泵与流量传感器配对)，使得由混合器生成的报告进一步包括由流量传感器感测的流量和泵速度；

-图20类似于图19，但是其中混合器进一步与pH传感器配对，使得由混合器生成的报告进一步包括由pH传感器感测的pH；和

-图21类似于图20，但是其中混合器和泵之间的配对(泵与流量传感器配对)被移除使得由混合器生成的报告不再包括由流量传感器感测的泵速度和流量，而泵生成包括由流量传感器感测的流量和泵速度的报告。

具体实施方式

图1和图2图示了生物处理生产工厂或实验室的生产区域10和存储区域11，其中是根据本发明的用于处理生物技术流体的系统的可用系统设备。

系统设备的描述：生物处理机和生物处理机助手

每个系统设备包括数字处理单元(微处理器和/或微控制器、存储器、网络连接)，并且被配置为有线或无线连接到支持互联网协议(IP)的网络12(图3)。

例如，有线连接是通过以太网，以及无线连接是通过Wi-Fi、蓝牙或诸如5G之类的蜂窝。

该系统具有生物处理机13和多个生物处理机助手14。生物处理机13可以单独或与一个或多个机器助手14相关联地被设立成为用于处理生物技术流体的装置。

如图3上所示，生物处理机13具有生物技术流体处理器15和数字控制器16。

生物技术流体处理器15被配置用于修改生物技术流体的至少一个物理化学或生物性质，例如其pH、DO(溶解氧)、均匀性、纯度、浓度、预确定微生物(诸如病毒)的存在或不存在。

数字控制器16被配置用于控制生物流体处理器15，如图3上的双向箭头所示。这里，数字控制器16能够引导流体处理器15，使得机器13可以自动实行定制版本的处理，一般称为配方。

数字控制器16包括图形用户接口(GUI)管理器17、机器对机器(MtoM)通信工具18和发现协商配对(DNP)管理器19。数字控制器16还包括称为设备形状的文件20，该文件包含可以由GUI管理器17显示的GUI的某些接口功能的描述。

应当注意，术语“文件”在这里被理解是广义的，即涵盖任何结构化数据容器，包括文件夹和/或数据库。

生物处理机助手14具有生物技术流体处理器助手21和数字控制器22。

处理器助手21被配置用于物理耦合到流体处理器15，如图3上的双向箭头所示。物理耦合用于使得处理器助手21能够帮助流体处理器15修改生物技术流体的至少一个物理化学或生物性质，例如通过泵送或对流体施加另一个物理动作，或者通过感测流体的物理化学或生物量，诸如pH或DO。

例如，如果生物处理机13是混合器，则生物技术流体处理器15包括罐和搅拌器；如果机器助手14是泵，则生物技术流体处理器助手21包括(一个或多个)流体驱动构件，诸如蠕动泵的(一个或多个)辊；并且如果机器助手14是pH或流量传感器，则生物技术流体处理器助手21分别包括pH探针和流量探针。

(一个或多个)流体驱动构件(泵的处理器助手21)和罐+搅拌器(混合器的流体处理器15)之间的物理耦合涉及管道以及还有用于将(一个或多个)流体驱动构件和罐+搅拌器保持在预确定相对位置的支架。例如，通过将泵安装在与混合器相同或相似的框架上，或者通过其上安装泵的推车来实行这样的支架，这样的推车相对于混合器保持在固定位置。

类似地，pH探针或流量探针必须与流体相互作用并保持在适当的位置。

一般而言，物理耦合涉及与流体的相互作用(接触或不接触，参见不与流体接触的蠕动泵的辊或不与流体接触的温度传感器的IR探针)；以及用于相对于流体处理器15保持处理器助手21的支架。

数字控制器22被配置用于控制处理器助手21，如图3上的双向箭头所示。

数字控制器22具有与数字控制器16相同的架构：数字控制器22包括GUI管理器23、MtoM通信工具24和DNP管理器25。数字控制器22还包括称为设备形状的文件26，该文件26包含可以由GUI管理器23显示的GUI的某些接口功能的描述。

在每个系统设备13或14中，GUI管理器17或23允许在交互式屏幕上本地显示GUI，诸如过程和仪表图(P&ID)，或者在具有交互式屏幕的设备上远程显示GUI，例如平板或智能电话。

在每个系统设备13或14中，MtoM通信工具18或24被配置用于连接到网络12，如图3上的双向箭头所示。

生物处理机13的DNP管理器19和机器助手14的DNP管理器25被配置用于通过网络12协作以用于建立配对条件。

每个系统设备13或14可以用作独立设备或者与适当的其它系统设备配对。每个系统设备13或14的GUI管理器17或23被配置用于当系统设备从独立(未配对)条件转换到图形用户接口(GUI)配对条件时经历GUI的适配，并且反之亦然。

例如，如果机器助手14是可以与生物处理机13配对的泵，则在泵的独立条件下，其GUI使得用户能够控制泵，使得用户可能将泵用作独立单元以用于诸如将液体从一个罐转移到另一个罐之类的任务；而在泵与生物处理机13的配对条件下，泵的GUI不再使得用户能够控制泵，仅生物处理机13的GUI使能控制泵。

仍例如，如果机器助手14是可以与生物处理机13配对的传感器，这样的传感器感测生物技术流体的物理化学或生物量，则在传感器的独立条件下，其GUI显示感测的量，使得用户可能将传感器用作独立单元，而在传感器与生物处理机13配对的条件下，传感器的GUI仅显示消息，诸如“连接的”，通知传感器在配对条件下，并且生物处理机13的GUI显示由传感器感测的量。

一般而言，生物处理机13的GUI管理器17和机器助手14的GUI管理器23被配置为使得在配对条件下：

-生物处理机13的GUI管理器17具有其当不在配对条件下时不具有的至少一个提供能力，所述提供能力是控制和/或显示处理器助手21的操作参数或显示由处理器助手21感测的流体的物理化学或生物量的接口功能；和

-机器助手14的GUI管理器23具有至少一个消费能力，该消费能力相对于不在配对条件下时被修改，其中：如果所述提供能力是控制和/或显示处理器助手21的操作参数的所述接口功能，则所述消费能力是控制和/或显示所述操作参数的接口功能，并且如果所述提供能力是显示由处理器助手21感测的所述流体的物理化学或生物量的所述接口功能，则所述消费能力是显示所述物理化学或生物量的接口功能。

能力

不同系统设备13和14的设备形状文件20或26中描述的接口功能是第一类型或者是第二类型。

第一类型的接口功能是当系统设备不与适当的其它系统设备配对时系统设备13或14的GUI管理器17或23不具有的接口功能，但是当系统设备17或23与适当的其它系统设备配对时GUI管理器17或23被补充该接口功能。

实际上，第一类型的接口功能存在，但是当系统设备13或14不与适当的其它系统设备配对时被禁用，而当系统设备13或14与适当的其它系统设备配对时被启用。

当被启用时，每个这样的接口功能控制和/或显示配对系统设备的操作参数，或者显示由配对系统设备感测的量，所述量是被处理的生物技术流体的物理化学或生物量。

仅仅为了语言的方便，这样的接口功能在本文中被指定为“能力”，并且当被启用时被指定为“提供能力”。

第二种类型的接口功能是作为机器助手14的系统设备的GUI管理器23在该系统设备不与适当的其它系统设备配对时以原始形式并且在该系统设备与适当的其它系统设备配对时以修改形式所具有的接口功能。

当以原始形式时，每个这样的接口功能控制和/或显示系统设备的操作参数或显示由配对的系统设备感测的量，所述量是被处理的生物技术流体的物理化学或生物量。当以修改形式时，每个这样的接口功能例如与以原始形式一样，但是具有系统设备与适当的其它系统设备配对的指示的附加显示，或者原始形式由系统设备与适当的其它系统设备配对的指示替换，这样的指示例如是图标、消息或者没有显示。

仅仅为了语言的方便，这样的接口功能在本文中被指定为“能力”，并且当以修改形式时被指定为“消费能力”。

应当注意，生物处理机13的设备形状文件20包含其GUI管理器17的接口功能的描述，这些功能全部是第一类型；并且机器助手14的设备形状文件26包含其第二类型的GUI管理器23的至少一个接口功能的描述。

还应当进一步注意，在设备形状文件20和26中，每个能力描述具有名为“角色”的特征，该特征标识该能力是第一类型还是第二类型。

对于第一类型，角色特征在“消费者”处，参考配对系统设备中的对应能力，该能力在配对条件下变成“消费能力”。具有“消费者”处角色特征的能力的系统设备13或14在本文中被提到作为能力消费者。

对于第二种类型，角色特征在“提供者”处，参考配对系统设备中的对应能力，该能力在配对条件下变成“提供能力”。具有“提供者”处角色特征的能力的系统设备14在本文中被提到作为能力提供者。

应当注意，在提供能力和消费能力之间总是存在对应关系。

当提供能力(在能力消费者13或14中)是控制和/或显示能力提供者的操作参数的接口功能时，消费能力(在能力提供者14中)是控制和/或显示该操作参数的接口功能。例如，如果混合器中提供能力是成对泵的开始/停止控制，则成对泵中消费能力是该泵的开始/停止控制。

当提供能力(在能力消费者13或14中)是显示由能力提供者14感测的生物技术流体的物理化学或生物量的接口功能时，消费能力(在能力提供者14中)是显示该物理化学或生物量的接口功能。例如，如果混合器中提供能力是由成对pH传感器感测的生物技术流体的pH的显示，则成对pH传感器中消费能力是感测的pH的显示。

对应的提供能力和消费能力在本文中被称为“共享能力”。

对于每个系统设备13或14，设备形状文件20或26在设计时被部署，并且可以在运行时以及在系统设备的寿命期间被更新，从而允许扩展能力消费者可以消费或能力提供者可以提供的能力列表。这使得有可能使系统设备贡献于新的平台特征，而无需修改(并且然后重新鉴定)安装在系统设备中的软件包。

现在将描述系统设备13和14的示例，以及如何用这些系统设备设立用于处理生物技术流体的装置。

生物处理机13的示例是混合器(能力消费者)。生物处理机助手14的示例是pH传感器(能力提供者)、流量传感器(能力提供者)和泵(能力消费者和能力提供者一起)。

混合器的描述

混合器包括罐、罐内的搅拌器和两个入口，这两个入口允许连接可以用于填充罐的管道。

罐、搅拌器和入口形成生物技术流体处理器15。

为了可操作，混合器需要连接到至少一个泵，以使生物技术流体流过入口之一。

混合器包括数字处理单元，所述数字处理单元包括工业可编程逻辑控制器(PLC)和工业PC。

PLC专用于实时控制和监测其(例如，以无线方式或通过有线)连接到的不同装备模块，诸如搅拌器和打开或关闭入口的阀门。

在工业PC上安装软件包并存储称为设备形状的文件20。

数字处理单元、安装的软件包和存储的设备形状文件20形成数字控制器16。

安装的软件包包括：DNP管理器19；MtoM通信工具18，这里具有OPC UA服务器和OPCUA客户端，以支持与其它系统设备的数据交换；以及GUI管理器17，其允许在交互式屏幕上本地显示过程和仪表图(P&ID)，或者在具有交互式屏幕的设备(例如平板或智能电话)上远程显示过程和仪表图(P&ID)。

称为设备形状的文件20包含四个接口功能的描述，这些功能在被启用时是提供能力。

混合器软件包可以利用的能力的描述

正如刚才提到的，存在四种这样的能力，分别是接口功能1、接口功能2、接口功能3和接口功能4。

接口功能1

启用时，接口功能1用配对系统设备提供的过程数据补充P&IDGUI，无论配对系统设备是什么。

能力接口函数1在混合器的设备形状文件20中具有以下描述：域：“图形”，目的：“过程值显示”，角色：“消费者”，限制/条件：可选。性质列表：

这种能力描述意味着：作为具有图形技能的能力消费者，混合器能够显示来自若干配对系统设备的过程值，如果这些配对系统设备使用OPC UA标准至少提供过程值、过程值名称和单位以及可选地有效十进制数字的数量。对于协商或配对没有施加限制或条件。

在一个变型中，性质列表进一步包括以下中的至少一个：

在这样的变型中，能力描述进一步意味着混合器能够使用过程值范围(如果由配对系统设备提供的话)，以提出补充类型的显示(例如，仪表……)。

接口功能2

启用时，接口功能2适配P&ID GUI以示出强制预期泵是否已经配对，并用控制图标和配对泵的操作参数的显示补充P&ID GUI。

能力接口功能2在混合器的设备形状文件20中具有以下描述：域：“控制”、目的：“泵送”、角色：“消费者”、限制/条件：排他性、强制、由操作者确认。性质列表：

这种能力描述意味着：作为具有控制技能的能力消费者，混合器需要作为泵的系统设备被强制配对，以实现为连接到入口1的泵定义的角色。要进行配对，系统设备将必须强制使开始/停止命令可用，并提供其当前的开始状态。如果配对系统设备提供泵速度，则混合器将能够控制和监测泵速度。配对过程期间需要操作者的确认。一旦配对，混合器就将独占使用作为泵的系统设备。

在一个变型中，性质列表进一步包括以下中的至少一个：

在这样的变型中，能力描述进一步意味着混合器将能够显示速度范围的最小和最大值(如果由成对泵提供的话)，以便在设置泵速度时指导操作者。

接口功能3

启用时，接口功能3适配P&ID GUI以示出计划的可选泵是否已经配对，并用控制图标和配对泵的操作参数的显示来补充P&ID GUI。

能力接口功能3在混合器的设备形状文件20中具有以下描述：域：“控制”，目的：“泵送”，角色：“消费者”，限制/条件：排他性、可选、由操作者确认。性质列表：

这种能力描述意味着：作为具有控制技能的能力消费者，混合器能够控制作为泵的可选的系统设备，以实现连接到入口2的泵的预定义角色。要进行配对，系统设备将必须强制使开始/停止命令可用，并提供其当前的开始状态。如果配对系统设备提供泵速度，则混合器将能够控制和监测泵速度。配对过程期间需要操作者的确认。一旦配对，混合器就将独占使用作为泵的系统设备。

在一个变型中，性质列表进一步包括以下中的至少一个：

在这样的变型中，能力描述进一步意味着混合器将能够显示速度范围的最小和最大值(如果由成对泵提供的话)，以便在设置泵速度时指导操作者。

接口功能4

当被启用时，接口功能4适配P&ID GUI以示出任何其它可选的成对泵，并用控制图标和成对泵的操作参数的显示来补充P&ID GUI。

能力接口功能4在混合器的设备形状文件20中具有以下描述：域：“控制”，目的：“泵送”，角色：“消费者”，限制/条件：排他性，可选。性质列表：

这种能力描述意味着：作为具有控制技能的能力消费者，混合器能够控制任何其它可选的系统设备，该系统设备是泵。预期没有强制性质。如果配对系统设备提供，则混合器将能够开始/停止泵，并控制和监测泵速度。配对过程期间不需要操作者的确认。一旦配对，混合器就将独占使用作为泵的系统设备。

应当注意，这里没有描述混合器的GUI管理器17的所有接口功能。关于混合器中装备模块(搅拌器、入口阀门的控件……)的接口功能在这里不描述。仅描述了当混合器没有与适当的系统设备配对时被禁用并且当混合器与适当的系统设备配对时被启用的接口功能，并且至少其它这样的接口功能可以被包括在混合器的GUI管理器17中。

应当进一步注意，能力接口功能2、接口功能3和接口功能4图示了可以成为提供能力的三个能力级别，即预定义和强制能力(诸如接口功能2)、预定义和可选能力(诸如接口功能3)以及可选补充能力(诸如接口功能4)。

pH传感器的描述

pH传感器包括用于感测生物技术流体pH值的探针。探针形成生物技术流体处理器助手21。

pH传感器包括数字处理单元，包括微处理器和/或微控制器、存储器和网络连接。

处理单元被配置用于控制和监测用于感测流量的探针，它们被电连接到该探针。

在处理单元上安装软件包并存储称为设备形状的文件26。

处理单元、安装的软件包和存储的设备形状文件26形成数字控制器22。

安装的软件包具有与安装在混合器中的软件包相同的架构，安装在pH传感器中的软件包包括：DNP管理器25；MtoM通信工具24，这里具有OPC UA服务器和OPC UA客户端，以支持与其它系统设备的数据交换；以及GUI管理器23，其允许在具有交互式屏幕的设备(例如平板或智能电话)上远程显示GUI。

称为设备形状的文件26包含一个接口功能的描述，当以修改形式时，该接口功能是消费能力。

pH传感器软件包可以利用的能力的描述：

当以修改形式时，pH传感器的设备形状文件中描述的单个接口功能保持显示由pH传感器测量的当前值和表示pH随时间变化的趋势曲线，并添加pH传感器与适当的其它系统设备配对的指示。

这种能力在pH传感器的设备形状文件26中具有以下描述：域：“图形”，目的：“过程值显示”，角色：“提供者”，限制/条件：无。性质列表：

这种能力描述意味着：作为能力提供者，pH传感器能够使用OPC UA标准向配对系统设备提供pH(且仅pH)过程值显示数据集。数据集包括过程值、其名称和其单位。指定每个数据项的OPC UA标签值，从而允许配对系统设备用OPC UA客户端读取这些值。对于协商或配对没有施加特定的限制或条件。

在一种变型中，数据集进一步包括预期在其内发现pH过程值的值范围的最小值或最大值中的至少一个。

流量传感器的描述

流量传感器包括用于感测生物技术流体流量的探针。探针形成生物技术流体处理器助手21。

流量传感器包括数字处理单元，包括微处理器和/或微控制器、存储器和网络连接。

处理单元被配置用于控制和监测用于感测流量的探针，它们被电连接到该探针。

在处理单元上安装软件包并存储称为设备形状的文件26。

处理单元、安装的软件包和存储的设备形状文件26形成数字控制器22。

安装的软件包具有与安装在混合器中的软件包相同的架构，安装在流量传感器中的软件包包括：DNP管理器25；MtoM通信工具24，这里具有OPC UA服务器和OPC UA客户端，以支持与其它系统设备的数据交换；以及GUI管理器23，其允许在具有交互式屏幕的设备(例如平板或智能电话)上远程显示GUI。

称为设备形状的文件26包含一个接口功能的描述，当以修改形式时，该接口功能是消费能力。

流量传感器软件包可以利用的能力的描述

当以修改形式时，在流量传感器的设备形状中描述的单个接口功能通过显示流量传感器与适当的其它系统设备配对的指示来替换显示由流量传感器测量的电流值和表示流量随时间变化的趋势曲线。

这种能力在流量传感器的设备形状文件26中具有以下描述：域：“图形”，目的：“过程值显示”，角色：“提供者”，限制/条件：无。性质列表：

这种能力描述意味着：作为能力提供者，流量传感器能够使用OPC UA标准向配对系统设备提供流量(且仅流量)过程值显示数据集。数据集包括过程值、其名称和其单位。指定每个数据的OPC UA标签值，从而允许配对系统设备用OPC UA客户端读取这些值。对于协商或配对没有施加特定的限制或条件。

在一种变型中，数据集进一步包括预期在其内发现流量过程值的值范围的最小值或最大值中的至少一个。

泵的描述

该泵包括用于作用在流体上以用于驱动流体的构件，例如蠕动泵的辊子，以及用于驱动这样的构件的电机。作用在流体上的驱动电机和受驱动构件形成生物技术流体处理器助手21。

该泵包括数字处理单元，包括微处理器和/或微控制器、存储器和网络连接。

处理单元被配置用于控制和监测电机，它们被电连接到该电机。

在处理单元上安装软件包并存储称为设备形状的文件26。

处理单元、安装的软件包和存储的设备形状文件26形成数字控制器22。

安装的软件包具有与安装在混合器中的软件包相同的架构：安装在泵中的软件包包括：DNP管理器25；MtoM通信工具24，这里具有OPC UA服务器和OPC UA客户端，以支持与其它系统设备的数据交换；以及GUI管理器23，其允许在具有交互式屏幕的设备(例如平板或智能电话)上远程显示GUI。

称为设备形状的文件包含在启用时是提供能力的接口功能(接口功能1)的描述和在以修改形式时是消费能力的接口功能(接口功能2)的描述。

泵的软件包可以利用的能力的描述

正如刚才提到的，存在两个这样的能力，分别是接口功能1和接口功能2。

接口功能1

启用时，接口功能1用配对系统设备提供的数据补充GUI，无论配对系统设备是什么。

能力接口函数1在泵的设备形状文件26中具有以下描述：域：“图形”，目的：“过程值显示”，角色：“消费者”，限制/条件：max＝1、可选。性质列表：

这种能力描述意味着：作为具有图形技能的能力消费者，如果配对系统设备使用OPC UA标准至少提供过程值、过程值名称和单位，则泵能够可选地显示一个且仅一个流量过程值。除了授权配对的最大数量之外，对于协商或配对没有施加其它限制或条件。

在一个变型中，性质列表进一步包括以下中的至少一个：

在这种变型中，能力描述进一步意味着配对系统设备可以可选地提供与流量过程值相关联的范围的最小值和最大值。

接口功能2

当以原始形式时，接口功能2显示泵电机速度，并具有允许开始/停止泵电机的控制图标和允许设置泵电机速度的控制图标。当以修改形式时，两个控制图标从GUI移除，仅泵电机速度的显示保留在显示器上。

能力接口功能2在泵的设备形状文件中具有以下描述：域：“控制”，目的：“泵送”，角色：“提供者”，限制/条件：排他性。性质列表：

这种能力描述意味着：作为具有泵送技能的能力提供者，泵13能够使用OPC UA标准提供对其泵送功能的控制和监测。配对系统设备将具有使用泵送功能的排他性，并且将能够开始/停止泵、设置泵速度以及检索当前的泵送状态和速度。指定了每个控制和监测的OPC UA标签值，从而允许用户将泵与OPC UA客户端一起使用。

在一个变型中，性质列表进一步包括以下中的至少一个：

在这样的变型中，能力描述进一步意味着泵13将能够提供速度范围的最小和最大值。

发现、协商、配对(DNP)

现在将给出系统设备13和14可以如何通过网络12协作以用于建立配对条件的描述。

这主要由系统设备13和14中的DNP管理器19和25通过下面描述的发现、协商和配对步骤来实行。

发现

当用IP(例如，以太网、Wi-Fi、蓝牙或诸如5G之类的蜂窝)连接到网络时，系统设备可以看到包括发现工具的另一个连接的系统设备，并且也可以被包括发现工具的另一个连接的系统设备看到。

已经存在使得能够跨网络发现的若干架构(例如，由Apple定义的“Bonjour”协议，以及这里由OPC UA标准提出的全局或局部发现)。

可见性仅受网络上适当位置的潜在安全性策略的限制。

发现工具允许系统设备维护它可以与之交换信息的可见系统设备的最新列表。当新的系统设备连接到网络或从网络断开时，该列表被显著地更新。

协商

基于设备形状文件中提供的能力描述，在连接的系统设备之间开始协商，其中网络上的每个系统设备：咨询由其它系统设备展现的能力描述，基于能力特征域、目的和角色标识匹配能力，验证它可以遵守与匹配能力相关联的限制和条件，并且检查与匹配能力一起展现的性质列表是否是预期的那些。

每当在网络上发现新的系统设备、与网络断开连接或不再可达时，都会发生协商过程。

配对

一旦实现协商，不同的贡献者就如何适配他们本身以遵守为每个共享能力所表达的限制和条件达成一致。

配对将完成该过程，确认两个系统设备之间的协商。

能力消费者(分别是提供者)存储提供者(分别是消费者)的标识和位置(这里是OPC UA端点)，以使能稍后的数据交换。

能力消费者和能力提供者这两者都应用协商期间达成一致的限制和条件(如果有一些的话)。

能力消费者在本地发布对消费能力的设备形状文件中的性质列表的访问，使得安装在能力消费者中的GUI管理器可以与配对能力提供者交换数据。

例如，这可以使用标准的发布/订阅方法来实现：当系统设备通电时，DNP管理器为设备形状文件中描述的每个不同对(域、目的)创建特定的数据队列；GUI管理器订阅它感兴趣的(域、目的)队列；每次配对发生时，DNP管理器在对应的(域、目的)数据队列中发布访问信息；该队列的GUI管理器订户将被自动触发，并将访问该描述并将相应地进行适配。

在网络上的不同系统设备可以提供消费者预期的特定能力的情况下，可能会发生特定情形。在这样的情况下，配对可能需要人类操作者决定手动选择能力提供者。

当这在能力描述中被明确地表达为一个条件时，需要操作者批准的类似情形发生。

应当注意，配对移除需要操作者的干预，以能够区分系统设备的有意断开和通信故障。

在没有用户的这种自愿动作的情况下，系统设备的任何断开都被认为是异常并被相应地处理，诸如生成警报。

现在将给出配对移除的描述。

配对移除

正如刚才提到的，从与之配对的另一系统设备移除系统设备的配对需要用户的自愿和明确的动作，以便能够区分系统设备的有意断开和通信故障。

这例如通过在系统设备的图形用户接口上提供用户可访问的专用菜单来实行，这样的菜单列出了该系统设备与之配对的每个其它系统设备，并且从这样的菜单，用户可以明确地请求移除与在菜单列表中选择的系统设备的配对。

当用户请求移除与所选择的其它系统设备的配对时，实行步骤(i)移除配对步骤的影响，(ii)移除协商步骤的影响(如果有的话)，以及(iii)暂时阻止系统设备和所选择的其它系统设备实行协商步骤。

为了移除配对步骤的影响，系统设备的DNP管理器19或25在本地发布从所选择的其它系统设备消费的或提供给所选择的其它系统设备的每个能力的状态改变，并通过MtoM通信工具18或24向所选择的其它系统设备发送继续进行配对移除的请求。所选择的其它系统设备的DNP管理器19或25继而在本地发布从系统设备消费的或提供给系统设备的每个能力的状态改变，并通过MtoM通信工具18或24向系统设备发送对继续进行配对移除的请求的确认接收。

在系统设备和所选择的其它系统设备中，GUI管理器17或23被警告每个相关能力的状态改变并相应地进行适配。

为了移除协商步骤的影响(如果有的话)，即如果能力消费者和能力提供者已经应用了协商期间达成一致的限制和条件(例如排他性)，则这些限制和条件无效。

为了暂时阻止系统设备和所选择的其它系统设备实行协商步骤，因为先前共享的能力现在再次可用于协商，例如使用超时来实现隔离，诸如在预确定持续时间期间不接受协商步骤中的相关系统设备，该持续时间的长度事实上并不重要，但是可以是例如一分钟、或2分钟、或3分钟、或4分钟、或5分钟、或10分钟；或使用网络连接，诸如忽略相关的系统设备，直到它从网络断开并重新连接为止。

现在将给出以下详细描述，即混合器和pH传感器的配对、泵和流量传感器的配对、先前配对的混合器和pH传感器与先前配对的泵和流量传感器的配对、以及配对的泵和流量传感器从混合器的移除同时pH传感器保持与混合器配对。

混合器和pH传感器的配对

混合器GUI的特征

当操作者给混合器通电时，他可以在交互式屏幕上本地访问图4上所示出的基本P&ID GUI，或者在具有交互式屏幕的设备(例如平板或智能电话)上远程访问图4上所示出的基本P&ID GUI。

基本的P&ID GUI表示混合过程所需的不同组件，图标27表示提供有搅拌器的罐，图标28表示与罐的入口1流体连通的强制泵，以及图标29表示与罐的入口2流体连通的可选泵。

在基本的P&ID GUI中，图标27以示出提供有搅拌器的罐存在并且可操作的方式显示(例如以永久实线显示)，图标28以示出强制泵缺失的方式显示(例如以闪烁幻线显示)，以及图标29以示出可选泵缺失的方式显示(例如以永久幻线显示)。

表示泵的两个图标28和29的显示方式取决于配对环境，并且被自动更新以用于示出对应的泵系统设备被配对(例如然后通过以永久实线显示图标)。

关于与泵配对的P&ID GUI的进一步描述将在稍后关于混合器与泵配对的部分中给出。现在将给出P&ID GUI关于与pH传感器的配对的描述。

当混合器通电时，其DNP管理器在混合器的数字控制器中创建(“图形”、“过程值显示”)能力数据队列。泵的GUI管理器订阅(“图形”、“过程值显示”)能力数据队列，并显示基本的P&ID GUI，直到在该队列中发布新的能力描述为止。

当稍后提供具有预期性质的(“图形”、“过程值显示”)能力的系统设备与混合器配对时，混合器的DNP管理器在(“图形”、“过程值显示”)数据队列中公布该能力的描述，GUI管理器被触发，访问公布的描述，并相应地通过进一步显示当前过程值(这里是pH)和过程值的趋势曲线30来适配P&ID GUI，如图5顶部所示。

实际上，如上面所描述的，混合器的设备形状文件包括名为接口功能1的能力，当被启用时，该接口功能1用配对系统设备提供的过程数据来补充P&ID GUI，而无论配对系统设备是什么；并且该能力具有描述含义：作为具有图形技能的能力消费者，混合器能够显示来自若干配对系统设备的过程值，如果这些配对系统设备使用OPC UA标准至少提供过程值、过程值名称和单位以及可选地有效十进制数字的数量。对于协商或配对没有施加任何限制或条件。

pH传感器GUI的特征

当操作者将pH传感器通电时，他可以远程地在具有交互式屏幕的设备(例如平板或智能电话)上访问图5左下角所示的原始GUI。

原始GUI包括由pH传感器测量的当前值31和表示pH随时间变化的趋势曲线32。

当pH传感器通电时，其DNP管理器会在pH传感器的数字控制器中创建一个(“图形”、“过程值显示”)能力数据队列。pH传感器的GUI管理器订阅(“图形”、“过程值显示”)能力数据队列，并显示原始GUI，直到在该队列中发布新的能力描述为止。

当稍后消费具有预期性质的(“图形”、“过程值显示”)能力的系统设备与pH传感器配对时，pH传感器的DNP管理器在(“图形”、“过程值显示”)数据队列中发布该能力的描述，GUI管理器被触发，访问发布的描述并相应地通过附加显示消息“已连接”33来适配如图5右下所示出的GUI。

实际上，如上面所描述的，pH传感器的设备形状文件包括一种能力，当以修改形式时，该能力保持显示由pH传感器测量的当前值和表示pH随时间变化的趋势曲线，并添加流量传感器与适当的其它系统设备配对的指示，该指示在这里是消息“已连接”33；并且该能力具有描述含义：作为能力提供者，pH传感器能够使用OPC UA标准向配对系统设备提供pH(并且仅pH)过程值显示数据集。数据集包括过程值、其名称和其单位。指定每个数据项的OPC UA标签值，从而允许配对系统设备用OPC UA客户端读取这些值。对于协商或配对没有施加特定的限制或条件。

DNP序列

操作者将混合器和pH传感器连接到同一网络12。

实行如上面所描述的DNP，并且当完成时，混合器的P&ID GUI和pH传感器的GUI自动更新：混合器的P&ID GUI进一步显示当前pH值和pH值的趋势曲线30；并且pH传感器的GUI附加地显示消息“已连接”33。

不言而喻，为了使得pH值传感器能够感测被混合器处理的流体的pH，pH传感器必须与混合器物理接触。

pH传感器GUI上的消息“已连接”清楚地示出pH传感器不是在独立条件下，而是在配对条件下。

现在将给出DNP序列的一个示例的详细描述。

在这个示例中，pH传感器首先用IP连接到网络12，但是当然反过来也是可能的。

由于pH传感器是其设备形状文件26中描述的能力的能力提供者，只要pH传感器连接到网络12，其MtoM通信工具24就被实时提供感测到的pH值，并且由于其在设备形状文件26中的能力描述中给出的OPC UA端点(即opc.tcp：//pH/4：control/4：)处包括的OPC UA服务器而使其在网络12上可用。

为了启用DNP，在pH传感器中，DNP管理器25向MtoM通信工具24提供数据，以使设备形状文件26中的能力描述可用，包括能力描述中的性质；并且DNP管理器25在pH传感器的数字控制器22中为这种能力创建(“图形”、“过程值显示”)数据队列。MtoM通信工具24然后等待发现网络12上的另一个系统设备。

仍然在pH传感器中，为了准备适配，GUI管理器23订阅由DNP管理器25创建的(“图形”、“过程值显示”)数据队列，并显示GUI的原始形式。

混合器继而连接到网络，并根据其设备形状文件20实行类似的步骤，如下面详述的。

为了启用DNP，在混合器中，DNP管理器19向MtoM通信工具18提供数据，以使设备形状文件20中的能力描述可用，即接口功能1、接口功能2、接口功能3和接口功能4，包括每个能力描述中的性质；并且DNP管理器19在混合器的数字控制器16中为能力接口功能1创建一个(“图形”、“过程值显示”)数据队列，并且为能力接口功能2、接口功能3和接口功能4创建一个(“控制”、“泵送”)数据队列。MtoM通信工具18然后等待发现网络上的另一个系统设备。

仍然在混合器中，为了准备适配，GUI管理器17订阅由DNP管理器创建的(“图形”、“过程值显示”)和(“控制”、“泵送”)数据队列，并显示基本的P&ID GUI。

在pH传感器中，当MtoM通信工具24发现混合器连接到网络12时，它将这个发现通知DNP管理器25，DNP管理器25然后请求MtoM通信工具24提供混合器展现出的能力描述。当被提供时，能力描述由DNP管理器25审查，该DNP管理器25标识由混合器使可用的能力接口功能1和具有适用的限制/条件的本地能力之间的匹配。DNP管理器25然后请求MtoM通信工具24向混合器提出在混合器中应用本地能力和能力接口功能1之间的配对。当MtoM通信工具24接收到配对接受时，它向DNP管理器25提供配对接受，DNP管理器25在(“图形”、“过程值显示”)数据队列中发布混合器的能力接口功能1的描述，并请求MtoM通信工具24确认混合器的能力接口功能1的应用。GUI管理器23被自动通知(“图形”、“过程值显示”)数据队列中的发布，并接收混合器的能力接口功能1的描述，并相应地进行适配，即显示GUI的修改形式，即附加显示消息“已连接”33。显示GUI的修改形式，直到发生配对移除为止。

在混合器中，当MtoM通信工具18发现pH传感器连接到网络12时，它将这个发现通知DNP管理器19，DNP管理器19然后请求MtoM通信工具18提供pH传感器展现出的能力描述。当被提供时，能力描述由DNP管理器19审查，该DNP管理器19标识由pH传感器使可用的能力接口功能1和具有适用的限制/条件的本地能力之间的匹配。当MtoM通信工具18从pH传感器接收到应用能力接口功能1的确认时，该确认被传送到DNP管理器19，该DNP管理器19在(“图形”、“过程值显示”)数据队列中发布pH传感器能力的描述。GUI管理器17被自动通知(“图形”、“过程值显示”)数据队列中的发布，并接收pH传感器的能力描述，包括流量值的OPC UA标签opc.tcp：//pH/4：control/4：V，并相应地进行适配，即通过进一步显示当前pH值和pH值的趋势曲线30来适配P&ID GUI，由于MtoM通信工具18中的OPC UA客户端，为pH值提供的标签被用于连续更新pH值，直到发生配对移除为止。

泵和流量传感器的配对

泵GUI的特征

当操作者将泵通电时，他可以在具有交互式屏幕的设备(例如平板或智能电话)上远程访问图6中左所示出的基本GUI。

基本的P&ID GUI包括允许操作泵的开始/停止按钮34、允许修改泵速度的变速器35、当前泵速度的显示36和表示泵速度随时间变化的曲线37的显示。

当泵通电时，其DNP管理器25在泵的数字控制器22中创建(“图形”、“过程值显示”)能力数据队列。泵的GUI管理器23订阅(“图形”、“过程值显示”)能力数据队列，并显示基本GUI，直到在该队列中发布新的能力描述为止。

当稍后提供具有预期性质的(“图形”、“过程值显示”)能力的系统设备与泵配对时，泵的DNP管理器25在(“图形”、“过程值显示”)数据队列中发布该能力的描述，GUI管理器23被触发，访问发布的描述，并相应地通过进一步显示当前流量值和流量值的趋势曲线38来适配如图6中右所示出的GUI。

实际上，如上面所描述的，泵的设备形状文件包括名为接口功能1的能力，当被启用时，该接口功能1用配对系统设备提供的数据补充GUI；并且该能力具有描述含义：如果配对系统设备使用OPC UA标准至少提供过程值、过程值名称和单位，则作为具有图形技能的能力消费者，泵能够可选地显示一个且仅一个流量过程值。除了授权配对的最大数量之外，对于协商或配对没有施加其它限制或条件。

流量传感器GUI的特征

当操作者将流量传感器通电时，他可以在具有交互式屏幕的设备(例如平板或智能电话)上远程访问图6左下所示出的原始GUI。

原始GUI包括由流量传感器测量的当前值39的显示和表示流量随时间变化的趋势曲线40的显示。

当流量传感器通电时，其DNP管理器25在流量传感器的数字控制器22中创建(“图形”、“过程值显示”)能力数据队列。流量传感器的GUI管理器23订阅(“图形”、“过程值显示”)能力数据队列，并显示原始GUI，直到在该队列中发布新的能力描述为止。

当稍后消费具有预期性质的(“图形”、“过程值显示”)能力的系统设备与流量传感器配对时，流量传感器的DNP管理器25在(“图形”、“过程值显示”)数据队列中发布该能力的描述，GUI管理器23被触发，访问发布的描述并相应地通过仅显示消息“已连接”41来适配如图6右下所示出的GUI。

实际上，如上面所描述的，流量传感器的设备形状文件26包括一种能力，当以修改形式时，该能力通过显示流量传感器与适当的其它系统设备配对的指示来替换流量传感器测量的当前值的显示和表示流量随时间变化的趋势曲线的显示，该指示在这里是消息“连接”41；并且该能力具有描述含义：作为能力提供者，流量传感器能够使用OPCUA标准向配对系统设备提供流量(并且仅流量)过程值显示数据集。数据集包括过程值、其名称和其单位。指定每个数据的OPC UA标签值，允许配对系统设备用OPC UA客户端读取这些值。对于协商或配对没有施加特定的限制或条件。

DNP序列

操作者将泵和流量传感器连接到同一网络12(图3)。

实行如上面所描述的DNP，并且当完成时，泵的GUI和流量传感器的GUI自动更新：泵的P&ID GUI进一步显示当前流量值和流量值的趋势曲线38；并且流量传感器的GUI仅显示消息“已连接”41。

不言而喻，为了使得流量传感器能够感测由泵驱动的流体的流量，流量传感器必须以已知的方式物理耦合到泵或由泵驱动的流体在其中流动的管道，如图6顶部由附图标记42所示。

应当注意，由于泵和流量传感器两者都是机器助手14，因此物理耦合42在两个处理器助手21之间(而不是在流体处理器15和处理器助手21之间)。

应当进一步注意，泵的DNP管理器25能够相对于流量传感器的DNP管理器25展现为生物处理机13的DNP管理器19，用于通过网络12协作以用于建立泵和流量传感器之间的配对条件，这是由于泵的能力接口功能1具有作为角色特征“消费者”的事实，正如生物处理机13的设备形状文件20中的每个能力一样。

流量传感器的GUI上的消息“已连接”41清楚地示出流量传感器不在独立条件下，而是在配对条件下。

现在将给出DNP序列的一个示例的详细描述。

在这个示例中，流量传感器首先用IP连接到网络12，但是当然反过来也是可能的。

由于流量传感器是其设备形状文件26中描述的能力的能力提供者，只要流量传感器连接到网络12，其MtoM通信工具24就被实时提供感测到的流量值，并由于其在设备形状文件26中的能力描述中给出的OPC UA端点(即opc.tcp：//flow/4：control/4：)处包括的OPC UA服务器而使其在网络12上可用。

为了启用DNP，在流量传感器中，DNP管理器25向MtoM通信工具24提供数据，以使设备形状文件26中的能力描述可用，包括能力描述中的性质；并且DNP管理器25在流量传感器的数字控制器22中为这种能力创建(“图形”、“过程值显示”)数据队列。MtoM通信工具24然后等待发现网络12上的另一个系统设备。

仍然在流量传感器中，为了准备适配，GUI管理器23订阅由DNP管理器25创建的(“图形”、“过程值显示”)数据队列，并显示GUI的原始形式。

泵继而连接到网络，并根据其设备形状文件26实行类似的步骤，如下面详述的。

关于能力接口功能2(针对其泵是能力提供者)，只要泵连接到网络12，其MtoM通信工具24就被实时地提供有泵的操作参数(开始/停止控制、开始状态、速度设置和值)，并且由于其在设备形状文件26中的能力描述中给出的OPC UA端点(分别为opc.tcp：//start、opc.tcp：//started和opc.tcp：//speed/4：)处包括的OPCUA服务器而使其在网络12上可用。

为了启用DNP，在泵中，DNP管理器25向MtoM通信工具24提供数据，以使设备形状文件26中的能力描述可用，即接口功能1和接口功能2，包括每个能力描述中的性质；并且DNP管理器25在泵的数字控制器22中为能力接口功能1创建一个(“图形”、“过程值显示”)数据队列，并为能力接口功能2创建一个(“控制”、“泵送”)数据队列。MtoM通信工具24然后等待发现网络12上的另一个系统设备。

仍然在泵中，为了准备适配，GUI管理器23订阅由DNP管理器25创建的(“图形”、“过程值显示”)和(“控制”、“泵送”)数据队列，并显示基本GUI。

在流量传感器中，当MtoM通信工具24发现泵连接到网络12时，它将这个发现通知DNP管理器25，DNP管理器25然后请求MtoM通信工具24提供泵展现出的能力描述。当被提供时，能力描述由DNP管理器25审查，该DNP管理器25标识由泵展现出的能力接口功能1和具有适用的限制/条件的本地能力之间的匹配。DNP管理器25然后请求MtoM通信工具24向泵提出在泵中应用本地能力和能力接口功能1之间的配对。当MtoM通信工具24接收到配对接受时，它向DNP管理器25提供配对接受，DNP管理器25在(“图形”、“过程值显示”)数据队列中发布泵的能力接口功能1的描述，并请求MtoM通信工具24确认泵的能力接口功能1的应用。GUI管理器23被自动通知(“图形”、“过程值显示”)数据队列中的发布，并接收泵的能力接口功能1的描述，并相应地进行适配，即显示GUI的修改形式，即仅显示消息“已连接”41。显示GUI的修改形式，直到发生配对移除为止。

在泵中，当MtoM通信工具24发现流量传感器连接到网络12时，它将这个发现通知DNP管理器25，DNP管理器25然后请求MtoM通信工具24提供流量传感器展现出的能力描述。当被提供时，能力描述由DNP管理器25审查，该DNP管理器25标识由流量传感器使可用的能力接口功能1和具有适用的限制/条件的本地能力之间的匹配。当MtoM通信工具24从流量传感器接收到应用能力接口功能1的确认时，该确认被传送到DNP管理器25，DNP管理器25在(“图形”、“过程值显示”)数据队列中发布流量传感器能力的描述。GUI管理器23被自动通知(“图形”、“过程值显示”)数据队列中的发布，并接收流量传感器的能力描述，包括流量值的OPC UA标签opc.tcp：//flow/4：control/4：V，并相应地进行适配，即通过进一步显示当前流量值和流量值的趋势曲线38来适配如图6中右所示出的GUI，由于MtoM通信工具24中的OPCUA客户端，为流量值提供的标签被用于连续更新流量值，直到发生配对移除为止。

应当注意的是，在泵的设备形状文件26中还有另外的能力，使得泵能够提供由流量传感器感测的流量值，就好像流量传感器是泵的一部分一样。

这将在稍后描述。此时，足以注意到，这使得流量的趋势曲线能够被包括在混合器的P&IDGUI中的控制面板44中，如图7和8的顶部所示。

将先前配对的混合器和pH值传感器与先前配对的泵和流量传感器配对

混合器GUI的进一步特征

如上面所描述的，在与pH传感器配对后，混合器的P&IDGUI相对于基本P&ID补充了pH值的显示和pH值趋势曲线的显示，如图5顶部所示。

如上面所描述的，图4上所示出的基本P&IDGUI具有表示提供有搅拌器的罐的图标27、表示与罐的入口1流体连通的强制泵的图标28和表示与罐的入口2流体连通的可选泵的图标29；图标27以示出提供有搅拌器的罐存在并且可操作的方式显示(例如以永久实线显示)，图标28以示出强制泵缺失的方式显示(例如以闪烁幻线显示)，以及图标29以示出可选泵缺失的方式显示(例如以永久幻线显示)。表示泵的两个图标28和29的显示方式取决于配对环境，并且被自动更新以用于示出对应的泵系统设备被配对(例如然后通过以永久实线显示图标)。

关于与pH传感器配对的进一步细节在本描述的别处给出。

现在将给出关于与泵配对的进一步细节。

当混合器通电时，其DNP管理器19在混合器的数字控制器16中创建(“控制”、“泵送”)能力数据队列。混合器的GUI管理器17订阅(“控制”、“泵送”)能力数据队列。图标28以示出强制泵缺失的方式显示(例如以闪烁幻线显示)，直到在该队列中发布新的能力描述为止，其中Control_Local_Name等于“Pump_on_inlet1”。图标29以示出可选泵缺失(例如以永久幻线显示)的方式显示，直到在该队列中发布新的能力描述为止，其中Control_Local_Name等于“Pump_on_inlet2”。

当稍后提供(“控制”、“泵送”)能力的系统设备与混合器配对时，混合器的DNP管理器19在(“控制”、“泵送”)能力数据队列中发布以等于“Pump_on_inlet1”的Control_Local_Name完成的该能力的描述，GUI管理器17被触发，访问发布的描述，并且通过以示出强制泵配对的方式显示图标28(例如以永久实线显示)来相应地适配P&ID GUI，如图7右上所图示的。

实际上，如上面所描述的，混合器的设备形状文件20包括名为接口功能2的能力，当被启用时，该接口功能2适配P&ID GUI以示出强制预期的泵是否已经配对，并且用配对泵的操作参数的控制图标和显示来补充P&ID GUI；并且该能力具有描述含义：作为具有控制技能的能力消费者，混合器需要系统设备，该系统设备是被强制配对的泵，以实现为连接到入口1的泵定义的角色。要进行配对，系统设备将必须强制使开始/停止命令可用，并提供其当前的开始状态。如果配对系统设备提供泵速度，则混合器将能够控制和监测泵速度。配对过程期间需要操作者的确认。一旦配对，混合器就将独占使用作为泵的系统设备。

类似地，当稍后提供(“控制”、“泵送”)能力的系统设备与混合器配对时，混合器的DNP管理器19在(“控制”、“泵送”)能力数据队列中发布以等于“Pump_on_inlet2”的Control_Local_Name完成的该能力的描述，GUI管理器17被触发，访问发布的描述，并且通过以示出可选泵配对的方式显示图标29(例如以永久实线显示)来相应地适配P&ID GUI。

实际上，如上面所描述的，混合器的设备形状文件20包括名为接口功能3的能力，当被启用时，该接口功能3适配P&ID GUI以示出计划的可选泵是否已经配对，并且用配对泵的操作参数的控制图标和显示来补充P&ID GUI；并且该能力具有描述含义：作为具有控制技能的能力消费者，混合器能够控制可选的系统设备，该系统设备是泵，以实现连接到入口2的泵的预定义角色。要进行配对，系统设备将必须强制使开始/停止命令可用，并提供其当前的开始状态。如果配对系统设备提供泵速度，则混合器将能够控制和监测泵速度。配对过程期间需要操作者的确认。一旦配对，混合器就将独占使用作为泵的系统设备。

泵GUI的进一步特征

操作者现在将泵连接到同一网络12上。

当混合器发现泵时，混合器的P&ID GUI警告操作者(用未图示的显示，例如在弹出窗口中)满足泵的预期要求的泵是可用的并且可以使用，并且请求选择可能的泵之一。

一旦操作者已经将泵物理连接到混合器的入口1上，选择入口1就可以被选择。

流量传感器的GUI保持不变，也就是说仍然显示消息41，如图7底部所示。

混合器的P&ID GUI和泵的GUI会自动更新。

如图7顶部所示，在混合器的P&ID GUI中，图标28以示出入口1上的强制泵存在并且可操作的方式显示(例如以永久实线显示)，并且控制面板44现在存在于混合器的P&IDGUI上，允许操作者控制和监测入口1上的泵。控制面板44包括允许操作泵的开始/停止按钮、允许修改泵速度的变速器和表示由与泵配对的流量计测量的流量变化的趋势曲线的显示器。

如图7中部所示，在泵的GUI中，移除了允许操作泵的开始/停止按钮34和允许修改泵速度的变速器35。仅保留流量和速度的显示器。

当泵通电时，其DNP管理器25在泵的数字控制器22中创建(“控制”、“泵送”)能力数据队列。泵的GUI管理器23订阅(“控制”、“泵送”)能力数据队列，并显示基本GUI，直到在该队列中发布新的能力描述为止。

当稍后提供具有预期性质的(“控制”、“泵送”)能力的系统设备与泵配对时，泵的DNP管理器25在(“控制”、“泵送”)能力数据队列中发布该能力的描述，GUI管理器23被触发，访问发布的描述，并相应地通过移除允许操作泵的开始/停止按钮34和允许修改泵速度的变速器35来适配GUI。

实际上，如上面所描述的，泵的设备形状文件26包括名为接口功能2的能力，当以原始形式时，其显示泵电机速度，并具有允许开始/停止泵电机的控制图标(按钮34)和允许设置泵电机速度的控制图标(变速器35)。当以修改形式时，两个控制图标从GUI移除，仅泵电机速度的显示保留在显示器上；并且该能力具有描述含义：作为具有泵送技能的能力提供者，泵能够使用OPC UA标准提供对其泵送功能的控制和监测。配对系统设备将具有使用泵送功能的排他性，并且将能够开始/停止泵、设置泵速度以及检索当前的开始状态和速度。指定了每个控制和监测的OPC UA标签值，允许消费者将泵与OPC UA客户端一起使用。

DNP序列

混合器(先前与pH传感器配对)和泵(先前与流量传感器配对)被部署在同一网络12上，使得它们可以看到彼此并开始协商步骤。

泵使能力接口功能2可用。

混合器使具有相同域和目的(“控制”、“泵送”)的三种能力可用：能力接口功能2要求泵送系统被强制配对以实现为连接到入口1的泵定义的角色；能力接口功能3，使得混合器能够控制和监测可选的泵送系统，以实现为连接到入口2的泵定义的角色；以及使得混合器能够控制和监测其它可选泵送系统的能力接口功能4。

所有这三种能力都与泵展现出的能力相匹配。

协商成功，允许开始配对过程。

为泵展现出的能力定义了一个限制/条件：“仅一个系统可以与泵配对以消费该能力”。因为还没有系统与泵配对来消费这种能力，所以这种条件被验证并且可以发生配对。

为混合器展现出的三种能力中的两种能力定义了一个限制/条件：“在配对期间需要操作者的确认”。只有操作者确认，然后才将实现配对。

然后混合器的P&ID GUI(未图示，例如在弹出窗口上)显示警告消息，要求操作者将泵分配给三种可能使用之一。

一旦操作者已经将泵分配到入口1，配对过程就会继续。

混合器和泵两者都记住配对系统的标识和位置——OPCUA端点，以获得这种能力。在所绘制的示例中，仅混合器将使用该信息来控制和监测泵。一旦配对，这也避免了泵与具有这种能力的另一个系统配对。

在混合器和泵两者上，DNP管理器19或25在(“控制”、“泵送”)能力数据队列中发布能力描述。为了符合操作者所做的选择，在混合器侧，这种能力被发布为“控制应用”值其被设置为“Pump_on_inlet1”。

如上面所描述的，在混合器和泵两者上，GUI管理器17或23已经订阅了该能力数据队列并自动更新。

在未图示的变型中，代替在泵与适当的其它系统设备(诸如混合器)配对后从泵的GUI移除开始/停止按钮34和变速器35，仅从泵的GUI移除变速器35，而保留开始/停止按钮34。

从混合器移除配对的泵和流量传感器，同时pH传感器保持与混合器配对

如上面提到的，从与之配对的另一个系统设备移除系统设备的配对需要用户自愿且明确的动作，以便使能区分系统设备的有意断开和通信故障。

这在这里通过在每个系统设备的GUI上提供用户可访问的专用菜单(附图上未图示)来实行，使得在本示例中，混合器的P&ID GUI、pH传感器的GUI、泵的GUI和流量传感器的GUI中的每一个均具有这样的专用菜单。

该专用菜单列出了该系统设备与之配对的每个其它系统设备，并且从这样的菜单，用户可以明确地请求移除与在菜单列表中选择的系统设备的配对。

当用户请求移除与所选择的其它系统设备的配对时，实行步骤(i)移除配对步骤的影响，(ii)移除协商步骤的影响(如果有的话)，以及(iii)暂时阻止系统设备和所选择的其它系统设备实行协商步骤。

为了移除配对步骤的影响，系统设备的DNP管理器19或25在本地发布从所选择的其它系统设备消费的或提供给所选择的其它系统设备的每个能力的状态改变，并通过MtoM通信工具18或24向所选择的其它系统设备发送继续进行配对移除的请求。所选择的其它系统设备的DNP管理器19或25继而在本地发布从系统设备消费的或提供给系统设备的每个能力的状态改变，并通过MtoM通信工具18或24向系统设备发送对继续进行配对移除的请求的确认接收。

在系统设备和所选择的其它系统设备中，GUI管理器17或23被警告每个相关能力的状态改变，并相应地进行适配。

图8图示了除了用户在混合器的专用菜单中选择与流量传感器配对的泵从与混合器的配对移除之外，混合器的P&ID GUI、泵的GUI和流量传感器的GUI的改变。

在混合器内，DNP管理器19在适当的队列(即(“控制”、“泵送”)队列)中发布对应能力(即接口功能2)的状态改变，GUI管理器17被触发，并通过禁用能力接口功能2而相应地适配，使得从混合器的P&ID GUI移除控制面板44，如图8的顶部所示。

仍然在混合器内，DNP管理器19请求MtoM通信工具18向泵发送请求以继续进行配对移除。

该请求通过网络12传输，由泵的MtoM通信工具24接收，并传送到泵的DNP管理器23，然后DNP管理器23在适当的队列(即(“控制”、“泵送”)队列)中发布对应能力(即接口功能2)的状态改变，GUI管理器23被触发，并通过将能力接口功能2置于原始形式而相应地适配，使得变速器35和开始/停止按钮34变得呈现在泵的GUI上，如图8的中间所示。

由于流量传感器不涉及配对移除(它仍然与泵配对)，因此不采取任何动作，并且因此其GUI保持不变，如图8的底部所示。这同样适用于pH传感器，它也不涉及配对移除(它仍然与混合器配对)。

泵的DNP管理器25通过MtoM通信工具24向混合器发送对继续进行配对移除的请求的确认接收。

如上面提到的，混合器和泵之间的协商步骤的效果(排他性)是无效的；并且为了暂时阻止混合器和泵实行协商步骤，因为先前共享的能力现在再次可用于协商，所以实现了如较早描述的隔离。

其它配对移除(混合器和pH传感器；泵和流量传感器)类似地实行。

能力传播

如上面提到的，泵中进一步存在使得泵能够提供由流量传感器检测的流量值的能力，就好像流量传感器是泵的一部分一样。

在泵的设备形状文件26中描述了这种称为接口功能3的进一步能力。

能力接口功能3的描述包括标识符(capabilityUniqueID)，并且还涉及另一个能力的标识符(refToCapabilityUniqueID)，即与泵配对的流量传感器的相关能力，如果有的话。

在这方面应当注意，为了简化上面的公开内容，上面没有提到每个能力的描述包括对该能力唯一的标识符(capabilityUniqueID)，在本示例中是四位数的值。

接口功能3

当可用时，接口功能3类似于上面公开的pH传感器中的接口功能：当以修改形式时，泵的接口功能3保持由流量传感器测量的当前值的显示和表示流量随时间变化的趋势曲线，同时显示被修改用于具有泵与适当的其它系统设备配对的指示，该指示在这里是在与适当的其它系统设备(诸如混合器)配对时由接口功能2从泵的GUI移除两个控制图标34和35。

能力接口函数3在泵的设备形状文件26中具有以下描述：域：“图形”，目的：“过程值显示”，角色：“提供者”，限制/条件：不可用。性质列表：

其中，capabiltyUniqueID性质是泵的接口函数3的唯一标识符；并且标签属性“tag＝undefined，source＝refToCapabilityUniqueID”被提供为在与流量传感器配对时更新，在泵内的(“图形”、“过程值显示”)队列中发布的流量传感器的能力描述中具有对应的属性。限制/条件特征也被更新：它变得与流量传感器的能力相同；这样的更新意味着能力接口功能3可用。

泵部件的能力接口功能3的描述：作为能力提供者，泵能够使用OPC UA标准向配对系统设备提供流量(并且仅是流量)过程值显示数据集。这种能力将仅当泵将已经使其可用时才是可协商的。数据集包括过程值、其名称和其单位。

一般而言，诸如接口功能3之类的能力当以与配对的其它系统设备中的能力相同的方式被激活时表现为好像它来自该系统设备，可以在除泵之外的系统设备中提供，用于除流量传感器之外的配对系统设备。

仅仅为了语言的方便，涉及诸如泵的接口功能3之类的能力的机制可以被称为能力传播，参考如下事实：源能力(诸如流量传感器中的能力)通过诸如泵之类的系统设备用相同的物质使可用，能够激活复制源能力的能力(诸如接口功能3)；以及诸如接口功能3之类的能力可以被称为能力传播器。

当然，由于这样的能力(诸如接口功能3)复制了源能力，生物处理机13(这里是混合器)中的提供能力复制了相关机器助手14(这里是泵)中的提供能力。

能力多重共享

在未图示的变型中，泵不包括作为接口功能3的能力：代替仅与泵配对，流量传感器与泵和混合器配对在一起，使得混合器直接从流量传感器(而不是从从流量传感器取得流量值的泵)取得流量值。

实际上，在流量传感器的能力中，关于授权配对的其它系统设备的数量没有限制，而混合器的能力接口功能1能够显示来自若干配对系统设备的过程值，所述配对系统设备诸如除了pH传感器之外的流量传感器。

仅仅为了语言的方便，能力(诸如流量传感器中的能力)被多于一个的其它系统设备消费的事实可以被称为能力多重共享。

能力分级

在另一个未图示的变型中，能力接口功能3不仅仅复制源能力(流量传感器中的能力)，而且使得泵能够提供在没有流量传感器的情况下泵不能够提供的附加功能，即流量调节。

接口功能3

当可用时，接口功能3能够提供对泵速度的控制和监测，以便使用OPC UA标准调节通过泵的流量。

能力接口函数3在泵的设备形状文件中具有以下描述：域：“控制”，目的：“PV调节”，角色：“提供者”，限制/条件：排他性，不可用。性质列表：

其中，capabiltyUniqueID性质是泵的接口函数3的唯一标识符；并且标签属性“tag＝undefined，source＝refToCapabilityUniqueID”被提供为在与流量传感器配对时更新，在泵内的(“图形”、“过程值显示”)队列中发布的流量传感器的能力描述中具有对应的属性。限制/条件特征也被更新，用于声明能力接口功能3可用。

对泵的能力接口功能3的描述意味着：作为具有过程值调节技能的能力提供者，泵能够提供对泵速度的控制和监测，以便使用OPC UA标准来调节通过泵的流量。这种能力将仅当泵将已经使其可用时才是可协商的。配对系统设备(诸如混合器)然后将具有控制的排他性，并且将能够开始/停止调节、设置调节参数以及从过程值检索数据。

一般而言，诸如接口功能3之类的能力，当被激活时提供附加功能可以在除泵之外的系统设备中提供，用于除流量传感器之外的配对系统设备。

仅仅为了语言的方便，涉及诸如泵的接口功能3之类的能力的机制可以被称为能力分级，参考源能力(诸如流量传感器中的能力)被嵌入在更复杂的能力中的事实；并且诸如接口功能3之类的能力可以被称为分级能力。

尽管这样的能力(诸如接口功能3)可以包括源能力，但是生物处理机13(这里是混合器)中的提供能力不一定需要将提供能力嵌入相关机器助手14(这里是泵)中。

如本文中所使用的，术语“分级能力”一般用于标示源能力对于机器助手来说是强制的，以能够暴露/示出分级能力。例如，作为分级能力的“体积计算”将需要“长度”、“高度”和“深度”作为源能力，这例如取决于要确定的体积的形状。

具有配方管理器的系统设备的变型

图9以与图3相同的方式示出了系统设备的变型，其中生物处理机13的数字控制器16进一步包括配方管理器50，以及机器助手14的数字控制器22进一步包括配方管理器51。

在生物处理机13中，配方管理器50允许在交互式屏幕上本地显示GUI(如图11至13所示)，或者在具有交互式屏幕的设备(例如平板或智能电话)上远程显示GUI。

在机器助手14中，配方管理器51不被配置用于显示GUI。

配方管理

自动化中的重要概念，并且更特别地配方中的重要概念是准则(可测试的值)和动作。

配方主要由有序的指令集组成，这些指令将引起受控设备上的动作(如开始电机、设置加热设置点、改变警报条件、设置控制器常数……)或从受控设备上获取的数据被评估为测试的准则(如过程值、机器状态、警报状态……)。

配方可以包括配方执行控制，该配方执行控制将定义指令必须以其执行的次序(例如循环指令、条件分支……)。

以下是一个配方的示例：

如图10上所示，生物处理机13的配方管理器50具有三个模块，分别是编辑器52、加载器53和执行器54。

编辑器52允许用户以人类可读的方式创建配方，从而汇编生物处理机13的可用指令。

可以选择在生物处理机13上运行的配方。

加载器53将人类可读指令集翻译成面向机器的指令列表，并且然后将该指令列表加载到执行器54中，用于以预定义的次序执行经翻译的指令。

一般而言，生物处理机13的配方管理器50和机器助手14的配方管理器51被配置为使得在配对条件下：

-生物处理机13的配方管理器50具有其当不在配对条件下时不具有的至少一个提供能力，所述提供能力是控制和/或测试处理器助手21的操作参数或测试由处理器助手21感测的流体的物理化学或生物量的自动化功能；和

-机器助手14的配方管理器51具有其当不在配对条件下时不具有的至少一个消费能力，其中：如果所述提供能力是控制和/或测试处理器助手21的操作参数的所述自动化功能，则所述消费能力是控制和/或使所述操作参数可用的按请求响应功能，并且如果所述提供能力是测试由处理器助手21感测的所述流体的物理化学或生物量的所述自动化功能，则所述消费能力是使所述物理化学或生物量可用的按请求响应功能。

当然，每个这样的自动化功能是一个配方指令，操作参数的这样的控制是一个动作，并且这样的操作参数、可以被测试的物理化学量或生物量是一个准则。

实际上，自动化功能或按请求响应功能是存在的，但是当系统设备13或14不与适当的其它系统设备配对时被禁用，而当系统设备13或14与适当的其它系统设备配对时被启用。

现在将给出以下的描述，即当混合器在独立条件下时配方管理器50的操作(图11)，以及当混合器与pH传感器配对时配方管理器50和51的操作(图12)，以及当混合器与pH传感器配对并进一步与先前与流量传感器配对的泵配对时配方管理器50和51的操作(图13)。

当混合器在独立条件下时配方管理器50的操作

如上面提到的，配方管理器50允许在交互式屏幕上本地显示GUI，或者在具有交互式屏幕的设备(例如平板或智能电话)上远程显示GUI。

图11示出了当混合器在独立条件下时的这个GUI。

在这个GUI上存在部分55，其中存在对应于混合器的图标56。

当混合器在独立条件下时，在部分55中仅存在图标56。

在配方管理器50的GUI上，存在允许访问显示在部分57中的窗口(未图示)的按钮(未图示)。

该窗口是编辑器52的GUI。

在该窗口上，存在与混合器的生物技术流体处理器15的控制和监测相关的指令集，该混合器如上面所描述的由具有搅拌器和入口的罐形成。

该指令集基于混合器本身具有的动作和准则，诸如动作“开始搅拌器”、“设置搅拌器速度”、“设置所有警报关闭”和准则“搅拌器速度”。

这些动作和准则在混合器的设备形状文件20中描述。

通过该窗口，用户可以使用可用的指令创建配方，并可以存储创建的配方。

在配方管理器50的GUI上，存在一个菜单(未图示)，允许选择要加载执行的存储配方之一。

在该操作期间，因为配方可以在任何时刻被加载，所以加载器53检查配方中使用的指令是否仍然是为混合器定义的，然后它翻译指令并将结果加载到执行器54中。

用户可以从配方管理器50的GUI开始执行配方。然后，执行器54将自动控制和监测混合器，按照配方指定的次序顺序执行经翻译的指令。

当混合器与pH传感器配对时配方管理器50和51的操作

图12示出了当混合器与pH传感器配对时配方管理器50的GUI。

在部分55中，除了对应于混合器的图标56之外，还存在对应于pH传感器的图标58。

在作为编辑器52的GUI的窗口(未图示)上，除了与混合器的生物技术流体处理器15的控制和监测相关的指令集之外，还存在至少一个指令允许(通过测试)监测由pH传感器提供的pH值，并且更精确地由pH传感器的处理器助手21感测。

pH传感器的配方管理器51涉及使能监测由pH传感器提供的pH值的机制，配方管理器51根据请求提供使当前pH值可用的响应。这个稍后将详细解释。

配方管理器50的操作与当混合器在独立条件下时相同，除了允许监测由pH传感器提供的pH值的(一个或多个)进一步指令的可用性之外。

如上面提到的，用户可以使用可用的指令创建配方，并且可以存储所创建的配方。

在配方管理器50的GUI上，存在一个菜单(未图示)，允许选择要加载执行的存储配方之一。

在该操作期间，因为配方可以在任何时刻被加载，所以加载器模块53检查配方中使用的指令是否仍然是为混合器定义的，特别是pH传感器是否仍然与混合器配对。如果存在监测pH的指令，则它翻译指令并将结果加载到执行器54中。

用户可以从配方管理器50的GUI开始执行配方。然后，执行器54将自动控制和监测混合器和pH传感器，按照配方指定的次序顺序执行经翻译的指令。

当混合器与pH传感器配对并进一步与先前与流量传感器配对的泵配对时配方管 理器50和51的操作

图13示出了当混合器与pH传感器配对并进一步与先前与流量传感器配对的泵配对时配方管理器50的GUI。

在部分55中，除了对应于混合器的图标56和对应于pH传感器的图标58之外，还存在对应于泵的另外的图标59。

在作为编辑器52的GUI的窗口(未图示)上，除了与混合器的生物技术流体处理器15的控制和监测相关的指令集之外，还存在允许监测由pH传感器提供的pH值并且更精确地由pH传感器的处理器助手21感测的进一步指令，以(通过测试)监测由流量传感器提供的流量值，并且更精确地由流量传感器的处理器助手21感测，并且(通过测试)控制和监测泵，并且更精确地控制和监测泵的处理器助手21。

pH传感器、流量传感器和泵的配方管理器51涉及使能监测pH值、流量值以及控制和监测泵的操作参数的机制，每个配方管理器51根据请求提供使当前pH值、流量值或其它准则可用的响应；或者根据请求提供控制和/或使泵的操作参数可用的响应。这个稍后将详细解释。

配方管理器50的操作与当混合器在独立条件下时的操作相同，除了允许监测由pH传感器提供的pH值、监测由流量传感器提供的流量值以及控制和监测泵的进一步指令的可用性之外。

如上面提到的，用户可以使用可用的指令创建配方，并且可以存储所创建的配方。

在配方管理器50的GUI上，存在一个菜单(未图示)，允许选择要加载执行的存储配方之一。

在该操作期间，因为配方可以在任何时刻被加载，所以加载器53检查配方中使用的指令是否仍然是为混合器定义的，特别是所需的pH传感器和泵是否仍然与混合器配对，然后它翻译指令并将结果加载到执行器54中。

用户可以从配方管理器50的GUI开始执行配方。然后，执行器54将自动控制和监测混合器、pH传感器、泵和流量传感器，按照配方指定的次序顺序执行经翻译的指令。

配方域

在上面关于图3至8给出的没有配方管理器50或51的系统设备13或14的描述中，所有能力分别是生物处理机13的GUI管理器17和机器助手14的GUI管理器23的接口功能，域特征是“图形”或“控制”。

上面所述的关于GUI管理器17和23的能力的所有内容在细节上作必要的修改适用于配方管理器50和51，特别地，代替作为接口功能，能力是生物处理机13的配方管理器50的自动化功能和生物处理机14的配方管理器51的按请求响应功能，域特征是“配方”。

在附图所图示的示例中，对于作为混合器的生物处理机13，设备形状文件20进一步包含两个自动化功能的描述，这两个自动化功能当被启用时是提供能力；并且对于分别是pH传感器、泵和流量传感器的机器助手14，设备形状文件26包含至少一个按请求响应功能的描述，该按请求响应功能当被启用时是消费能力。

混合器的自动化功能1

当被启用时，混合器的自动化功能1允许用配对系统设备提供的新准则来扩展配方管理能力，无论配对系统设备是什么。当在配方中使用时，自动化功能1允许生物处理机(其在这里是混合器)从机器助手14自动检索数据。

能力自动化功能1在混合器的设备形状文件20中具有以下描述：域：“配方”，目的：“准则”，角色：“消费者”，限制/条件：可选。性质列表：

这种能力描述意味着：作为具有配方技能的能力消费者，混合器能够从配对系统设备检索过程值，并且将它们用作配方中的测试准则。配对系统设备将必须强制性地提供用于准则的数据：要在编辑器52中使用的信息(从性质shortDescription到性质valueMaxRange)以及要由加载器53和执行器54用来执行配方的信息(translatedInstruction、requestAddress、responseAddress)。一些数据必须作为OPC UA标签提供。能力提供者可以根据需要提供一些数据(不受约束的)。对于协商或配对没有施加任何限制或条件。

应当注意，在编辑器52要使用的信息中和在加载器53和执行器54要使用的信息中可以包括比上面提到的更多得多的性质。

应当进一步注意，代替为每个准则提供能力，为准则集合提供能力是可能的。实际上，由于机器助手14可能潜在地提出数十个配方准则，因此提供将一次性为配方准则提供数据的单一能力对于协商来说更高效。

混合器的自动化功能2

一般而言，自动化功能2类似于自动化功能1，除了它是用于动作而不是准则之外。

当被启用时，无论配对系统设备是什么，混合器的自动化功能2都允许通过配对系统设备提供的新动作来扩展配方管理能力。当在配方中使用时，自动化功能2允许从生物处理机13(其在这里是混合器)自动控制机器助手14。

能力自动化功能2在混合器的设备形状文件20中具有以下描述：域：“配方”，目的：“动作”，角色：“消费者”，限制/条件：可选。性质列表：

这种能力描述意味着：作为具有配方技能的能力消费者，混合器能够在配对系统设备上引起动作，并在配方中使用它们。配对系统设备将必须强制地提供用于该动作的数据：要在编辑器52中使用的数据(从性质shortDescription到性质argumentMaxRange)以及要由加载器53和执行器54用来执行该配方的数据(translatedInstruction、requestAddress、responseAddress)。一些数据必须作为OPC UA标签提供。能力提供者可以根据需要提供一些数据(不受约束的)。对于协商或配对没有施加任何限制或条件。

应当注意，在编辑器52要使用的信息中和在加载器53和执行器54要使用的信息中可以包括比上面提到的更多得多的性质。

应当进一步注意，代替为每个动作提供能力，为动作集合提供能力是可能的。实际上，由于机器助手可能潜在地提出数十个配方动作，因此提供将一次性为配方动作提供数据的单一能力对于协商来说更高效。

pH传感器的按请求响应功能

当被启用时，pH传感器的按请求响应功能允许向配对系统设备提供新的准则，以便扩展其配方管理能力，无论配对系统设备是什么。

pH传感器的能力按请求响应功能在pH传感器的设备形状文件26中具有以下描述：域：“配方”，目的：“准则”，角色：“提供者”，限制/条件：无。性质列表：

这种能力描述意味着：作为具有配方技能的能力提供者，pH传感器提出将其pH值用作在消费者的执行器54上执行的配方中的准则。消费者必须强制地等待(并且然后理解)来自提供者的translatedInstruction、requestAddress、responseAddress性质，以能够访问pH值。对于协商或配对没有施加任何限制或条件。

应当注意，在编辑器52要使用的信息中(从性质shortDescription到性质valueMaxRange)以及在加载器53和执行器54要使用的信息中(translatedInstruction、requestAddress、responseAddress)可以包括比上面提到的更多得多的性质。

应当进一步注意，代替为每个准则提供能力，为准则集合提供能力是可能的。实际上，由于机器助手可能潜在地提出数十个配方准则，因此提供将一次性为配方准则提供数据的单一能力对于协商来说更高效。

流量传感器的按请求响应功能

当被启用时，流量传感器的按请求响应功能允许向配对系统设备提供新的准则，以便扩展其配方管理能力，无论配对系统设备是什么。

流量传感器的能力按请求响应功能在流量传感器的设备形状文件26中具有以下描述：域：“配方”，目的：“准则”，角色：“提供者”，限制/条件：无。性质列表：

这种能力描述意味着：作为具有配方技能的能力提供者，流量传感器提出将其流量值用作在消费者的执行器54上执行的配方中的准则。消费者必须强制地等待(并且然后理解)来自提供者的translatedInstruction、requestAddress、responseAddress性质，以能够访问流量值。对于协商或配对没有施加任何限制或条件。

应当注意，在编辑器52要使用的信息中(从性质shortDescription到性质valueMaxRange)以及在加载器53和执行器54要使用的信息中(translatedInstruction、requestAddress、responseAddress)可以包括比上面提到的更多得多的性质。

应当进一步注意，代替为每个准则提供能力，为准则集合提供能力是可能的。实际上，由于机器助手可能潜在地提出数十个配方准则，因此提供将一次性为配方准则提供数据的单一能力对于协商来说更高效。

泵的按请求响应功能1

一般而言，泵的能力按请求响应功能1类似于pH传感器或流量传感器的能力按请求响应功能，除了机器助手14是泵(而不是pH传感器或流量传感器)并且准则是泵的电机速度(而不是pH值或流量值)。

泵的按请求响应功能2

当被启用时，泵的按请求响应功能2允许向配对系统设备提供(一个或多个)新的动作，以便扩展其配方管理能力，无论配对系统设备是什么。

泵的能力按请求响应功能2在泵的设备形状文件26中具有以下描述：域：“配方”，目的：“动作”，角色：“提供者”，限制/条件：无。性质列表：

这种能力描述意味着：作为具有配方技能的能力提供者，泵提出其泵从在消费者的执行器54上执行的配方开始。消费者必须强制地等待(并且然后理解)来自提供商的translatedInstruction、requestAddress、responseAddress性质，以能够开始/停止泵电机，这对于开始/停止按钮34是可能的。对于协商或配对没有施加任何限制或条件。

应当注意，在编辑器52要使用的信息中(从性质shortDescription到性质valueMaxRange)以及在加载器53和执行器54要使用的信息中(translatedInstruction、requestAddress、responseAddress)可以包括比上面提到的更多的性质。

泵的按请求响应功能3

一般而言，泵的能力按请求响应功能3类似于能力按请求响应功能2，除了动作是设置电机速度之外，这对于变速器35是可能的。

泵的按请求响应功能4

一般而言，泵的能力按请求响应功能4类似于能力按请求响应功能2，除了动作是流量调节之外，泵的能力接口功能3在其版本中作为分级能力是可能的。按请求响应功能4也是一种分级功能。

应当注意，代替为每个动作提供能力，为动作集合提供能力是可能的。实际上，由于机器助手可能潜在地提出数十个配方动作，因此提供将一次性为配方动作提供数据的单一能力对于协商来说更高效。

应该进一步注意，在一个变型中，泵的按请求响应功能4类似于能力按请求响应功能1，除了准则是由流量传感器提供的流量值之外，泵的能力接口功能3在其版本中作为能力传播器是可能的。在这个变型中，按请求响应功能4也是能力传播器。

在另外的变型中，泵没有作为按请求响应功能4的能力，并且流量传感器与泵和混合器配对在一起，其按请求响应功能是多重共享能力。

DNP序列

在不同的配对期间，DNP序列由配方管理器50和51实行，如上面针对GUI管理器17和23所描述的，所涉及的域特征当然是在“配方”处。

正如GUI管理器17和23一样，混合器的配方管理器50在“配方”处订阅具有域特征的数据队列。

当与pH传感器的协商/配对已经成功时，混合器的DNP管理器19在(“配方”、“准则”)队列中发布pH传感器准则能力的描述。配方管理器50被警告在该队列中已经发布了新的能力，并且然后它可以使用该队列中提供的描述来扩展其指令集。

当与泵的协商/配对已经成功时，混合器的DNP管理器19在(“配方”、“准则”)队列中发布泵准则能力的描述，并在(“配方”、“动作”)队列中发布泵动作能力的描述。配方管理器50被警告在这些队列中已经发布了新的能力，并且然后它可以使用这些队列提供的描述来扩展其指令集。在一些实施例中，仅当指定时，例如在协商的DNP能力中，才需要操作者对配对条件的授权。

在处理器助手14(pH传感器、流量传感器和泵)中，配方管理器51不订阅具有“配方”处的域特征的数据队列，因为配对足以用于将配方管理器51的按请求响应功能从禁用(没有其它系统设备能够向其做出请求)转变为启用(在配对后，配对系统设备变得能够向其做出请求)。

配方的加载和执行

如上面提到的，在配方管理器50的GUI上，存在一个菜单(未图示)，允许选择要加载执行的存储配方之一。

在该操作期间，因为配方可以在任何时刻被加载，所以加载器53检查配方中使用的指令是否仍然是为混合器定义的：如果配方包括至少一个涉及给定配对系统设备的指令，则加载器53检查该系统设备是否仍然与混合器配对。

如果该检查是肯定的，则加载器53在生物处理机13(其在这里是混合器)和机器助手14(其在这里是pH传感器、流量传感器或泵)之间创建通信路径。

通信路径允许执行器54访问配对机器助手14中的准则值或向配对机器助手14发送动作的请求。

这是由于混合器的相关自动化功能中的requestAddress和responseAddress性质而完成的，所述性质在与适当的机器助手14配对时更新，例如对于pH传感器tag＝opc.tcp：//ph/4：control/4：request作为requestAddress性质和tag＝opc.tcp：//ph/4：control/4：answer作为responseAddress性质。

加载器53将配方的每个指令翻译成面向机器的指令，并将翻译加载到执行器54中。

控制/监测生物处理机13的流体处理器15的仪器的指令，诸如“agitator.start”，是这样翻译的：如果配方指令涉及动作，则它被翻译成直接向流体处理器15的仪器写入值的指令；并且如果配方指令涉及准则，则它被翻译成直接从流体处理器15的仪器读取值的指令。

控制/监测配对机器助手14的处理器助手21的仪器的指令，诸如“pump.start”或“flow sensor.flow”，是这样翻译的：如果它是涉及动作的配方指令，则它被翻译成通过通信路径的请求信道发送translatedInstruction性质值的指令；并且如果它是涉及准则的配方指令，则它被翻译成通过通信路径的请求信道发送translatedInstruction性质值的指令和通过通信路径的响应信道读取该值的指令。

翻译是由于混合器的相关自动化功能中的translatedInstruction性质而完成的，该性质在与适当的机器助手14配对时被更新。

涉及诸如“While(pH>6)do”之类的准则的配方指令被翻译成“在标签Y上提交pH请求”和“While(标签X<6)do”，其中标签Y是requestAddress性质，并且标签X是responseAddress性质。

如上面提到的，在由混合器的DNP管理器19创建的(“配方”、“准则”)队列中发布pH传感器准则能力的描述时，混合器的配方管理器50被自动通知并接收pH传感器准则能力的描述，包括requestAddress性质和responseAddress性质中的OPC UA标签，使得由于混合器的MtoM通信工具18中的OPC UA客户端、网络12和pH传感器的MtoM通信工具24中的OPC UA服务器，配方管理器50能够用加载器53在混合器和pH传感器之间创建通信路径。

“在标签Y上提交pH请求”的指令由执行器54通过要求MtoM通信18用其OPC UA客户端通过网络12向requestAddress性质中的OPC UA标签(即opc.tcp：//ph/4：control/4：request)发送pH请求来实行。

指令“While(tag X＜6)do”由执行器54通过要求MtoM通信18用其OPC UA客户端通过网络12在responseAddress性质中的OPC UA标签(即opc.tcp：//ph/4：control/4：answer)处检索pH值来实行。

现在转到涉及诸如“Pump->Start”之类的动作的配方指令，这样的指令被翻译成“用值Z设置标签Y”，其中标签Y是requestAdress性质，并且值Z是translatedInstruction性质。

如上面提到的，在由混合器的DNP管理器19创建的(“配方”、“准则”)队列中发布泵的按请求响应功能2能力的描述时，混合器的配方管理器50被自动通知并接收泵的按请求响应功能2能力的描述，包括translatedInstruction性质和requestAddress性质中的OPCUA标签。

由于混合器的MtoM通信工具18中的OPC UA客户端、网络12和泵的MtoM通信工具24中的OPC UA服务器，配方管理器50能够用加载器53在混合器和泵之间创建通信路径。

指令“用值Z设置标签Y”由执行器54通过要求MtoM通信18用其OPC UA客户端通过网络12向requestAddress性质中的OPC UA标签(即opc.tcp：//Pump/4：control/4：request)发送值Z(即“5～1～1”)来实行。

用户可以从配方管理器50的GUI开始执行配方。然后，执行器54将自动控制和监测适当的机器助手14，诸如混合器、pH传感器、泵或流量传感器，按照配方指定的次序顺序执行经翻译的指令。

如上面提到的，诸如“提交标签Y上的pH请求”之类的准则指令由执行器54通过要求MtoM通信18用其OPC UA客户端通过网络12向requestAddress性质中的OPC UA标签(即opc.tcp：//ph/4：control/4：request)发送pH请求来实行。

当pH传感器的MtoM通信工具24中的OPC UA服务器接收到该请求时，MtoM通信工具24相应地通知pH传感器的配方管理器51。响应于该请求，由于其按请求响应功能，pH传感器的配方管理器51(其被实时提供有由pH传感器的处理器助手21感测的pH值)使pH值在网络12上可用，这是由于在requestAddress性质中给出的OPC UA标签(即opc.tcp：//ph/4：control/4：answer)处的pH传感器的MtoM通信工具24的OPC UA服务器。

因此，执行器54可以通过要求MtoM通信18用其OPC UA客户端通过网络12在responseAddress性质中的OPC UA标签(即opc.tcp：//ph/4：control/4：answer)处检索pH值来实行指令“While(tagX＜6)do”。

如上面提到的，诸如“用值Z设置标签Y”的动作指令由执行器54通过要求MtoM通信18用其OPC UA客户端通过网络12向requestAddress性质中的OPC UA标签(即opc.tcp：//Pump/4：control/4：request)发送值Z(即“5～1～1”)来实行。

当泵的MtoM通信工具24中的OPC UA服务器接收到该请求时，MtoM通信工具24相应地通知泵的配方管理器51。作为对该请求的反应，由于其按请求响应功能2能力，泵的配方管理器51在泵的处理器助手21中写入值Z(即“5～1～1”)，使得泵电机开始。

在一种变型中，代替仅仅将值Z写入处理器助手21中，配方管理器51向配方管理器50发送反馈消息，通过使反馈消息在网络12上可用，泵被指令开始，这是由于在responseAddress性质中给出的OPC UA标签(即opc.tcp：//Pump/4：control/4：answer)处泵的MtoM通信工具24的OPC UA服务器。

当然，用于pH传感器的准则指令的上面描述的机制适用于提供准则的其它机器助手14，例如提供电机速度作为准则的泵；并且上面描述的用于泵的动作指令的机制适用于提供动作的其它机器助手14，例如提供关闭或打开作为动作的阀门。

如上面描述的那样实行配对移除。

在未图示的变型中，在系统设备13或14中不存在GUI管理器17或23，用户接口不同地实行。

具有报告管理器的系统设备的变型

图14以与图9相同的方式示出了系统设备的变型，其中生物处理机13的数字控制器16进一步包括报告管理器60，并且机器助手14的数字控制器22进一步包括报告管理器61。

在生物处理机13中，报告管理器60允许在交互式屏幕上本地显示GUI(如图18至21上所示)，或者在具有交互式屏幕的设备(例如平板或智能电话)上远程显示GUI。

在机器助手14中，报告管理器61允许在具有交互式屏幕的设备(例如平板或智能电话)上远程显示类似的GUI(如图18至21上所示)。

一般而言，生物处理机13的报告管理器60和机器助手14的报告管理器61被配置为使得在配对条件下：

-生物处理机13的报告管理器60具有其当不在配对条件下时不具有的至少一个提供能力，所述提供能力是记录数据和/或生成关于处理器助手21的操作参数或关于由处理器助手21感测的流体的物理化学或生物量的数据报告的报告功能；和

-机器助手14的报告管理器61不具有其当不在配对条件下时所具有的至少一个消费能力，其中：如果所述提供能力是记录数据和/或生成关于处理器助手21的操作参数的数据报告的所述报告功能，则所述消费能力是记录数据和/或生成关于所述操作参数的数据报告的报告功能，并且如果所述提供能力是记录数据和/或生成关于由处理器助手21感测的所述流体的物理化学或生物量的数据报告的所述报告功能，则所述消费能力是记录数据和/或生成关于所述物理化学或生物量的数据报告的报告功能。

注意，关于报告管理器、报告功能和生成的任何报告，诸如“操作参数”或“物理化学或生物量”等的术语也可以理解为包括多于一个这样的参数、量等或它们的组合。取决于要生成的报告的类型，这样的参数、量等也可以来自(一个或多)生物处理机和/或(一个或多个)机器助手的任何组合。

实际上，对于生物处理机13，在配对条件下添加的报告功能是存在的，但是当生物处理机13没有与适当的机器助手14配对时被禁用，而当生物处理机13与适当的机器助手14配对时被启用。对于机器助手14，当机器助手14没有与适当的生物处理机13配对时，在配对条件下撤销的报告功能被启用，而当机器助手14与适当的生物处理机13配对时，该报告功能存在但被禁用。

报告管理

在用于处理生物技术流体的装置中，通常(并且有时为了满足管理要求是强制的)记录数据和/或生成报告，数据是装置的操作参数或被处理流体的物理化学或生物量。

图15示出了生物处理机13的报告管理器60的某些模块，诸如所图示示例的混合器，连同当生物处理机在独立条件下时，所生成的报告以及生物技术流体处理器15和所生成的报告之间的数据路径。

如图15上所示，报告管理器60具有两个模块，分别是数据记录器62和报告生成器63。

数据记录器62包括或访问远程数据库或历史数据库64，其中数据可以以结构化的方式随时间的推移存储，以便容易地检索。

报告生成器63包括差异生成器65和近实时生成器66。

报告生成器63可以生成以不同格式的报告：近实时数据序列的趋势曲线67可以由近实时生成器66生成并显示在报告管理器60的GUI上；并且历史数据的可打印报告68或可显示报告69可以由差异生成器65生成，并在本地或远程打印(报告68)或显示(报告69)。

从流体处理器15直到报告67、68和69的数据路径在图15上由实线箭头示出：诸如流体处理器15的操作参数或由流体处理器15处理的流体的物理化学或生物量之类的数据从流体处理器15传送到数据库或历史数据库64和近实时生成器66；来自数据库或历史数据库64的数据被传送到差异生成器65；近实时生成器66从流体处理器15提供的数据生成趋势曲线67；差异生成器65从数据库或历史数据库64提供的数据生成可打印报告68或可显示报告69。

报告管理器的GUI包括使得用户能够定制报告67、68和69的菜单(未图示)。

例如，如果存在多个过程数据，则用户可以选择哪个过程数据是趋势曲线67；并且对于可打印的报告68，用户可以使用不同的模板来选择他想要使用哪个过程数据和时间段。

图16是类似于图15的图解，但是用于机器助手14，诸如泵、流量传感器和pH传感器，此时机器助手在独立条件下。

一般而言，除了是报告管理器61(而不是报告管理器60)，数据源自处理器助手21(而不是来自流体处理器15)以及从流体助手21直到报告67、68和69的数据路径在图16上由虚线箭头示出之外，刚才给出的描述适用于生物处理机。

图17是类似于图15和16的图解，但是一起示出了当在配对条件下时的生物处理机和机器助手，并且示出了它们的MtoM通信工具18和24和通过其建立配对条件的网络12。

如在图16中，来自机器助手14的处理器助手21的数据所遵循的路径由虚线箭头示出。

通过机器助手14的MtoM通信工具24、网络12和生物处理机13的MtoM通信工具18，来自机器助手14的处理器助手21的数据被传送到生物处理机13的数据库或历史数据库64和近实时生成器66，而不是被传送到机器助手14的数据库或历史数据库64和近实时生成器66。

因此，由生物处理机13的报告管理器63生成的报告67、68和69包括从配对时刻起来自机器助手的处理器助手21的数据；并且由机器助手14的报告管理器63生成的报告67、68和69仅包括直到配对时刻来自机器助手的处理器助手21的数据。

数据域

在上面关于图3至13给出的没有报告管理器60或61的系统设备13或14的描述中，所有能力分别是生物处理机13的GUI管理器17和机器助手14的GUI管理器23的接口功能，域特征是“图形”或“控制”；或者生物处理机13的配方管理器50的自动化功能和机器助手14的配方管理器51的按请求响应功能，域特征是“配方”。

上面所述的关于GUI管理器17和23以及配方管理器50和51的能力的所有内容在细节上作必要的修改适用于报告管理器60和61，特别地，代替作为接口功能或自动化功能或按请求响应功能，能力是用于生物处理机13的报告管理器60或生物处理机14的配方管理器61的报告功能，域特征是“数据”。

在能力具有域特征“数据”和目的特征“过程值记录”的情况下，成功的协商将导致将过程数据流从机器助手14重新路由到生物处理机13，生物处理机13的数据记录器62和报告生成器63以及机器助手14相应地适配。

从过程的视角来看，机器助手14的过程数据然后被认为是由生物处理机13提供的。

能力描述将定义涉及哪些数据以及将如何重新路由数据，例如通过MtoM通信工具18和24或使用特定的网络资源。

仅在配对已经发生的时刻之前已经记录的机器助手14的过程数据值可用于在机器助手14上报告。

从配对已经发生的时刻起已经被路由的机器助手14的过程数据值可用于在生物处理机13上报告。

配对之后，优选地，在机器助手14上不再记录过程数据值。在配对已经发生的时刻之前记录的过程数据值保留在机器助手14上，并且可用于报告。

从配对已经发生的时刻起已经被路由的来自机器助手14的过程数据值被记录在生物处理机13上。

在如上面所描述的配对移除时，机器助手14中的数据路由将被恢复。数据记录器62和报告生成器63两者都将适配这样的方式。

机器助手14的过程数据值现在被本地记录。机器助手14的过程数据值再次可用于在机器助手14上报告。

当机器助手14配对时已经记录的机器助手14的过程数据值不可用于在机器助手14上报告。

仅当机器助手14与生物处理机13配对时已经记录的过程数据值被记录在生物处理机13上。

当机器助手14配对时已经记录的机器助手14的过程数据值保持可用于在生物处理机13上报告。

在附图上所图示的示例中，对于作为混合器的生物处理机13，设备形状文件20进一步包含一个报告功能的描述，该报告功能是当被启用时的提供能力；并且对于分别是pH传感器、泵和流量传感器的机器助手14，设备形状文件26包含至少一个报告功能的描述，该报告功能是当被启用时的消费能力。

混合器的报告功能

当被启用时，混合器的报告功能允许用配对系统设备提供的过程数据值来扩展数据记录和报告能力，无论配对系统设备是什么。

混合器的能力报告功能在混合器的设备形状文件20中具有以下描述：域：“数据”，目的：“过程值记录”，角色：“消费者”，限制/条件：无。性质列表：

这种能力描述意味着：作为具有数据技能的能力消费者，混合器能够记录来自若干配对系统设备的过程数据值，如果这些配对系统设备使用OPC UA标准和将在传播或分级的情况下使用的capabilityUniqueID至少提供过程数据值、过程数据名称和单位的话。对于协商或配对没有施加任何限制或条件。

应当注意，在混合器的能力报告功能的描述中可以陈述比上面提到的更多的性质，例如过程值范围(最小值和最大值)。

应当进一步注意，代替为每个过程值提供能力，为过程值集合提供能力是可能的。实际上，由于机器助手14可能潜在地提出数十个过程值，因此提供将一次性为数据记录和报告提供数据的单一能力对于协商来说更高效。

pH传感器的报告功能

当被启用时，pH传感器的报告功能允许适配数据记录和报告功能，这样的方式不再使用所提供的过程数据值。

pH传感器的能力报告功能在pH传感器的设备形状文件26中具有以下描述：域：“数据”，目的：“过程值记录”，角色：“提供者”，限制/条件：排他性。性质列表：

这种能力描述意味着：作为能力提供者，pH传感器能够使用OPC UA标准为一个且仅一个(排他性)配对系统设备提供记录过程数据值的数据集。数据集包括流程值、其名称和单位，以及可选地值提供速度。指定了每个数据的OPC UA标签值，允许消费者用OPC UA客户端读取这些值。capabilityUniqueID将在传播或分级的情况下使用。

将pH传感器与混合器配对时，将使用这种能力，允许将来自pH传感器的数据重新路由到混合器。

应当注意，在pH传感器的能力报告功能的描述中，可以陈述比上面提到的更多的性质，例如过程值范围(最小值和最大值)。

应当进一步注意，代替为每个过程值提供能力，为过程值集合提供能力是可能的。实际上，由于机器助手14可能潜在地提出数十个过程值，因此提供将一次性为数据记录和报告提供数据的单一能力对于协商来说更高效。

流量传感器的报告功能

一般而言，流量传感器的报告功能类似于pH传感器的报告功能，仅过程值的性质(流量而不是pH)不同。

泵的报告功能1

一般而言，泵的报告功能1类似于pH传感器或流量传感器的报告功能，仅过程值的性质(电机速度而不是pH或流量)不同。

泵的报告功能2

一般而言，泵的报告功能2类似于混合器的报告功能，除了过程值的性质限于流量值之外。

泵的能力报告功能2在泵的设备形状文件26中具有以下描述：域：“数据”，目的：“过程值记录”，角色：“消费者”，限制/条件：可选。性质列表：

这种能力描述意味着：作为具有数据技能的能力消费者，如果泵至少提供了过程值、过程值名称、使用OPCUA标准的单位以及将在传播或分级情况下使用的capabilityUniqueID，则泵能够可选地记录来自一个且仅一个配对系统设备的流量过程数据值。对于协商或配对没有施加任何限制或条件。

当流量传感器与泵配对时，将使用这种功能，允许将来自流量传感器的数据值重新路由到泵。

泵的报告功能3

作为泵的接口功能3，泵的报告功能3是能力传播器。

能力报告功能3在泵的设备形状文件26中具有以下描述：域：“数据”，目的：“过程值记录”，角色：“提供者”，限制/条件：不可用、排他性、可选。性质列表：

其中，capabiltyUniqueID性质是泵的报告函数3的唯一标识符；并且提供标签属性“tag＝undefined，source＝refToCapabilityUniqueID”，以在与流量传感器配对时进行更新，其中在泵内的(“数据”、“过程值记录”)队列中发布了流量传感器能力描述中的对应属性。限制/条件特征也被更新：它变得与流量传感器的能力中相同；这样的更新意味着能力报告功能3可用。

对泵的能力报告功能3的描述意味着：作为能力提供者，泵能够可选地提供数据集，用于要被记录到使用OPCUA标准的一个且仅一个(排他性)配对系统设备的流量过程数据。数据集包括过程数据值、其名称和其单位，以及可选地值提供速度。这种能力将仅当泵将已经使其可用时才是可协商的。

当将泵与混合器配对时，将使用这种能力，允许来自流量传感器的数据值通过泵重新路由到混合器。

DNP序列

在不同的配对期间，如上面所描述的，对于配方管理器50和51以及GUI管理器17和23，由报告管理器60和61实行DNP序列，所涉及的域特征当然是在“数据”处。

正如GUI管理器17和23一样，报告管理器60和61在“数据”处订阅具有域特征的数据队列。

当混合器与pH传感器的协商/配对已经成功时，混合器的报告管理器60和pH传感器的报告管理器61适用于重新路由pH值路径，如上面解释的。

当与泵的协商/配对已经成功时，混合器的报告管理器60和泵的报告管理器61适用于重新路由电机速度值和流量值路径，如上面解释的。

生成的报告

图18示出了当混合器、泵、流量传感器和pH传感器都在独立(非配对)条件下时生成的报告。

在图18的顶部示出了混合器的报告管理器60的图形用户接口，该图形用户接口显示由差异生成器66生成的报告69，该报告69仅包括从重量数据时间序列生成的重量曲线70，该重量数据时间序列是从生物处理机13的流体处理器15中的重量传感器提供的数据记录的。

就在混合器的报告管理器60的图形使用接口下方，图18示出了由差异生成器65生成的可打印报告68，其仅包含重量数据。

下面连续示出了由泵(用于泵速度)、流量传感器(用于流量数据)和pH传感器(用于pH数据)的报告管理器61生成的类似报告。

图19类似于图18，但是其中混合器与泵配对(泵与流量传感器配对)。

最初记录在泵上的泵过程数据的值现在记录在混合器上，并使得可用于在混合器上报告。

这包括：在泵本身上测量的过程数据的值，这里是泵速度，以及由泵传播的过程数据的值。通过泵速度曲线72和流量曲线73，仅自虚线71所示出的与泵配对的时刻起提供的过程数据值是可用的，并且然后被显示。

在混合器中，来自混合器和泵的所有过程数据值使得可用于生成报告68或69。值的整个历史可用于混合器过程数据。仅自配对已经发生起记录的过程数据值可用于泵。

在泵上并使用报告管理器61，操作者可以从泵或从先前已经配对的流量传感器选择过程数据。仅显示当泵不与混合器配对时的时段的过程数据值，并且可以示出在报告中。

在流量传感器上并使用报告管理器61，操作者可以选择流量过程数据。仅显示当流量传感器不与泵配对时的时段的过程数据值，和/或可以示出在报告中。

在pH传感器上并使用报告管理器61，操作者可以选择pH过程数据。由于pH传感器不与泵配对，因此值的整个历史可用于pH过程数据。

图20类似于图19，但是其中混合器进一步与pH传感器配对，使得pH传感器。

在来自混合器的报告69上，自虚线74所示出的与pH传感器配对的时刻起提供的过程数据值是可用的，并且然后通过pH曲线75显示。

在来自pH传感器的报告69上，仅显示当pH传感器不与泵配对时的时段的过程数据值，并且可以示出在报告中。

图21类似于图20，但是自虚线76所示出的配对移除发生的时刻起，其中混合器和泵之间的配对(泵与流量传感器配对)被移除使得由混合器生成的报告不再包括由流量传感器感测的泵速度和流量。

在从泵生成的报告69中，自配对移除发生的时刻起，泵速度和流量被包括在内。

进一步的变型

在上面公开的示例的变型中：

-生物处理机不同于混合器，例如生物反应器、色谱仪、病毒灭活或切向流过滤；

-机器助手不同于泵、流量传感器和pH传感器，例如其它有源组件，诸如阀或质量流控制器；其它传感器，无论是机械的、电子的、光电的、红外线的、紫外线的等等，如压力传感器、温度传感器、OD(光密度)传感器、DO(溶解氧)传感器、气体(CO2……)传感器、重量传感器、速度(RPM……)传感器、流(气体/空气)速率传感器、湿度传感器、湿度测量传感器、光/勒克斯传感器、位置(阀门、致动器、开关……)传感器、功率(瓦特..)传感器、检流计、运动传感器、真空传感器、标题传感器(titlesensor)、生存力传感器、电阻率传感器、接近度/距离传感器、体积传感器、UV传感器、IR传感器、频率传感器、摩尔浓度传感器、持续时间/时间传感器、辐射传感器、色度计、血糖计、烟度计、渗透压计、光度计、分光镜、声压传感器、检音计、视频传感器、光传感器、电荷传感器、粒子计数器、粘度传感器或乳酸传感器；其它类型的仪器；和/或辅助设备，诸如作为能力提供者的细胞保持设备或混合器(与上面示例中的混合器不同)；

-与上面示例中的混合器不同，为了可操作，混合器强制与连接到入口1的泵配对，生物处理机在独立条件下可操作，也就是说，不必须为了可操作而与生物处理机助手配对；

-系统设备最初在不同于生产区域和存储区域的地方，例如，所有系统设备最初都在存储区域中，并且它们全部被带到生产区域中以用于设立装置；

-交互式屏幕被另一个用户接口替换或补充，诸如无源显示器和物理按钮或无源屏幕和键盘；

-该网络不同于具有IP的网络；

-机器对机器通信标准不同于OPC UA；和/或

-在系统中，仅存在一个生物处理机和一个生物处理机助手；或者存在多个生物处理机和多个生物处理机助手，其中至少某些机器助手可以与不同的生物处理机配对。

许多其它变型也是可能的，并且在这方面回想的是，本发明不限于所公开和图示的示例。

Claims (15)

1.用于处理生物技术流体的系统，其具有以下系统设备：

-生物处理机(13)，其具有：被配置用于修改所述生物技术流体的至少一个物理化学或生物性质的生物技术流体处理器(15)和用于控制所述生物技术流体处理器(15)的数字控制器(16)；以及

-至少一个生物处理机助手(14)，其具有：被配置用于物理耦合到所述生物技术流体处理器(15)的生物技术流体处理器助手(21)和用于控制所述生物技术流体处理器助手(21)的数字控制器(22)；

其中：

-所述生物处理机(13)的所述数字控制器(16)和所述机器助手(14)的所述数字控制器(22)每个包括报告管理器(60，61)、机器对机器通信工具(18，24)(MtoM通信工具)和发现协商配对管理器(19，25)(DNP管理器)；

-每个所述MtoM通信工具(18，24)被配置用于连接到网络(12)；

-所述生物处理机(13)的DNP管理器(19)和所述机器助手(14)的DNP管理器(25)被配置用于通过所述网络(12)协作以用于建立配对条件；其中生物处理机(13)的报告管理器(60)和机器助手(14)的报告管理器(61)被配置为使得在所述配对条件下：

-生物处理机(13)的报告管理器(60)具有其当不在配对条件下时不具有的至少一个提供能力，所述提供能力是记录数据和/或生成关于所述处理器助手(21)的一个或多个操作参数和/或关于由所述处理器助手(21)感测的所述流体的一个或多个物理化学或生物量的数据报告的报告功能；以及

-机器助手(14)的报告管理器(61)不具有其当不在配对条件下时所具有的至少一个消费能力，其中：如果所述提供能力是记录数据和/或生成关于处理器助手(21)的一个或多个操作参数的数据报告的所述报告功能，则所述消费能力是记录数据和/或生成关于所述一个或多个操作参数的数据报告的报告功能，并且如果所述提供能力是记录数据和/或生成关于由处理器助手(21)感测的所述流体的一个或多个物理化学或生物量的数据报告的所述报告功能，则所述消费能力是记录数据和/或生成关于所述一个或多个物理化学或生物量的数据报告的报告功能。

2.根据权利要求1所述的系统，其中生物处理机(13)的报告管理器(60)和机器助手(14)的报告管理器(61)每个包括数据记录器(62)和从数据记录器(62)提供的数据生成报告的差异生成器(65)。

3.根据权利要求2所述的系统，其中当机器助手(14)不在所述配对条件下时，由机器助手(14)的数据记录器(62)记录处理器助手(21)的所述一个或多个操作参数或由处理器助手(21)感测的所述流体的所述一个或多个物理化学或生物量，或者当机器助手(14)在所述配对条件下时，由生物处理机(13)的数据记录器(62)记录处理器助手(21)的所述一个或多个操作参数或由处理器助手(21)感测的所述流体的所述一个或多个物理化学或生物量。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中所述提供能力报告功能是记录数据和/或生成关于所述处理器助手(21)的操作参数集和/或由所述处理器助手(21)感测的所述流体的物理化学或生物量的数据报告。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中所述生物处理机(13)的所述数字控制器(16)包括文件(20)，所述文件(20)包含可以是所述提供能力的每个所述报告功能的描述，并且所述机器助手(14)的所述数字控制器(22)包括文件(26)，所述文件(26)包含可以是所述消费能力的每个所述报告功能的描述。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中所述生物处理机(13)的DNP管理器(19)和所述机器助手(14)的DNP管理器(25)被配置用于通过所述网络(12)协作以用于建立配对条件。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其中所述系统设备包括多个所述机器助手(14)，并且所述生物处理机(13)的DNP管理器(19)被配置用于同时与至少一个所述机器助手(14)建立所述配对条件。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其中所述系统设备包括第一所述机器助手(14)和第二所述机器助手(14)；第一机器助手(14)的流体处理器助手(21)和第二机器助手(14)的流体处理器助手(21)被配置用于彼此物理耦合；并且所述第一机器助手(14)的DNP管理器(25)和所述第二机器助手(14)的DNP管理器(25)被配置用于通过所述网络(12)协作以用于建立配对条件；其中，第一机器助手(14)的报告管理器(61)和第二机器助手(14)的报告管理器(61)被配置为使得在所述配对条件下：

-第一机器助手(14)的报告管理器(61)具有其当不在配对条件下时不具有的至少一个提供能力，所述提供能力是记录数据和/或生成关于第二机器助手(14)的处理器助手(21)的操作参数或关于由第二机器助手(14)的处理器助手(21)感测的所述流体的物理化学或生物量的数据报告的报告功能；和

-第二机器助手(14)的报告管理器(61)不具有其当不在配对条件下时所具有的至少一个消费能力，其中：如果所述提供能力是记录数据和/或生成关于第二机器助手(14)的处理器助手(21)的操作参数的数据报告的所述报告功能，则所述消费能力是记录数据和/或生成关于所述操作参数的数据报告的报告功能，并且如果所述提供能力是记录数据和/或生成关于由第二机器助手(14)的处理器助手(21)感测的所述流体的物理化学或生物量的数据报告的所述报告功能，则所述消费能力是记录数据和/或生成关于所述物理化学或生物量的数据报告的报告功能。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述生物处理机(13)的报告管理器(60)和所述第一机器助手(14)的报告管理器(61)被配置为使得在生物处理机与第一机器助手(14)的所述配对条件下，同时第一机器助手(14)在与第二机器助手(14)的配对条件下，生物处理机(13)的报告管理器(60)具有复制第一机器助手(14)中对应于第二机器助手(14)中的消费能力的提供能力的提供能力。

10.根据权利要求8所述的系统，其中所述生物处理机(13)的报告管理器(60)和所述第一机器助手(14)的报告管理器(61)被配置为使得在生物处理机与第一机器助手(14)的所述配对条件下，同时第一机器助手(14)在与第二机器助手(14)的配对条件下，生物处理机(13)的报告管理器(60)具有嵌入第一机器助手(14)中对应于第二机器助手(14)中的消费能力的提供能力的提供能力。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的系统，其中所述系统设备包括第一所述生物处理机(13)、第二所述生物处理机(13)和多个所述机器助手(14)；并且至少一个所述机器助手(14)的DNP管理器(25)被配置用于与所述第一生物处理机(13)或者与所述第二生物处理机(13)建立所述配对条件。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的系统，具有第一所述机器助手(14)，其中消费能力是记录数据和/或生成关于所述第一机器助手(14)的处理器助手(21)的操作参数的数据报告的报告功能；以及具有第二所述机器助手(14)，其中消费能力是记录数据和/或生成关于由第二机器助手(14)的处理器助手(21)感测的流体的物理化学或生物量的数据报告的报告功能，其中第一机器助手(14)是泵，其中消费能力是记录数据和/或生成关于泵的速度的数据报告的报告功能，并且第二机器助手(14)是pH传感器或流量传感器，其中消费能力是记录数据和/或生成关于所述流体的pH或所述流体的流量的数据报告的报告功能。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的系统，其中每个所述MtoM通信工具(18，24)被配置用于连接到所述网络(12)，所述网络(12)是具有互联网协议的网络，诸如以太网、Wi-Fi、蓝牙或蜂窝5G。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的系统，其中：

-所述生物处理机(13)的所述数字控制器(16)和所述机器助手(14)的所述数字控制器(22)每个进一步包括图形用户接口管理器(17，23)(GUI管理器)；

-生物处理机(13)的GUI管理器(17)和机器助手(14)的GUI管理器(23)被配置为使得在所述配对条件下：

-生物处理机(13)的GUI管理器(17)具有其当不在配对条件下时不具有的至少一个提供能力，所述提供能力是控制和/或显示所述处理器助手(21)的操作参数或显示由所述处理器助手(21)感测的所述流体的物理化学或生物量的接口功能；和

一机器助手(14)的GUI管理器(23)具有至少一个消费能力，所述消费能力相对于当不在配对条件下时被修改，其中：如果所述提供能力是控制和/或显示处理器助手(21)的操作参数的所述接口功能，则所述消费能力是控制和/或显示所述操作参数的接口功能，并且如果所述提供能力是显示由处理器助手(21)感测的所述流体的物理化学或生物量的所述接口功能，则所述消费能力是显示所述物理化学或生物量的接口功能。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的系统，其中：

-所述生物处理机(13)的所述数字控制器(16)和所述机器助手(14)的所述数字控制器(22)每个进一步包括配方管理器(50，51)；

-生物处理机(13)的配方管理器(50)和机器助手(14)的配方管理器(51)被配置为使得在所述配对条件下：

-生物处理机(13)的配方管理器(50)具有其当不在配对条件下时不具有的至少一个提供能力，所述提供能力是控制和/或测试所述处理器助手(21)的操作参数或测试由所述处理器助手(21)感测的所述流体的物理化学或生物量的自动化功能；和

-机器助手(14)的配方管理器(51)具有其当不在配对条件下时不具有的至少一个消费能力，其中：如果所述提供能力是控制和/或测试处理器助手(21)的操作参数的所述自动化功能，则所述消费能力是控制和/或使所述操作参数可用的按请求响应功能，并且如果所述提供能力是测试由处理器助手(21)感测的所述流体的物理化学或生物量的所述自动化功能，则所述消费能力是使所述物理化学或生物量可用的按请求响应功能。

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