JP5571302B2 - バッチ処理を実行する方法及びバッチ処理を制御するシステム - Google Patents
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Description
まれている。これらの基本的な製品レシピには、それぞれ特定の設備リストに関連付けられまたは結び付けられた一連の処理ステップが典型的に含まれている。ユーザー(例えばオペレーター)は、これらのレシピ処理ステップを特定の設備へ関連付ける際に、レシピのバッチランの前に、そのレシピのそれぞれの処理ステップを実行するために使用される一部のプロセス制御設備を明確に定義する。加えて、それぞれの処理ステップには、ユーザー(例えばオペレーター)が、設備動作の順序および/またはタイミングを制御し、警報限界値を設定し、目標制御値(例えば設定値)を設定するなどするために、バッチの実行の間に使用される1つ以上の入力/出力(I/O)バッチパラメーター値を定義することが必要とされる場合がある。これらのI/Oバッチパラメーター値は、このプロセス制御システムの内部におけるフィールド装置の1つ以上へ送られるかまたはこれらのフィールド装置の1つ以上から受けられる入力値および出力値に関連付けられてもよく、または代わりに、バッチの実行の間にこのプロセス制御システムによって生成された中間値または計算値であってもよい。従って、バッチを定義するときに、ユーザー(例えばオペレーター)は典型的には、グラフィカルインターフェイスを使用して基本的な製品レシピ(上記レシピの上記処理ステップをプロセス制御設備へ結び付ける規格を含んでいる)を選択し、かつ、そのバッチの実行の間に使用されるパラメーター値を指定する。例えば、塗料のバッチを生成する制御システムでは、ユーザー(例えばオペレーター)は、例えば半光沢性外装用水性塗料のような基本的塗料レシピを選択するために上記グラフィカルインターフェイスとのやりとりをしてもよく、また、特定色の半光沢性外装用水性塗料における100ガロンのバッチの生成がもたらされるパラメーター値を指定してもよい。
特定のバッチランを物理的に行うために必要な作動的に連結された複数のセットの制御設備ユニットを使用して、いくつかの並列なバッチが実行される。レシピは、いっそう長くなり、さらに、すべての手順ステップにおいて複雑さを増している。その一方で、測定装置によって、バッチパラメーターのより良好な測定値がもたらされるようになり、また、これらの測定値は、リアルタイムで、またはほとんどリアルタイムで制御装置およびオペレーターワークステーションへ報告される。具体的に言えば、これらの測定装置は、例えば高すぎる温度、不充分な圧力、または特定化学物質の予想以上に高い濃度のような異常状況を迅速かつ正確に検出することができる。オペレーターは、製品損失を減らすとともに有害な状況を防止するために、これらの状況にできるだけ迅速に対応することを確かに望むのである。その結果、バッチを制御するという仕事がますます複雑になるにもかかわらず、産業界はバッチラン環境からの柔軟性をいっそう要求している。
このバッチ監視部は、受け入れられたレシピに従って1つ以上のバッチを実行するために対応することのできるバッチサブシステムである。このバッチ監視部は、その制御レシピの変更がすでに作動されているバッチの実行に影響を及ぼさないように、そのレシピの受け入れバージョンのコピーを保存する。換言すれば、このバッチ監視部は、最初に受け入れたレシピだけを実行することができ、そのデータベースの中における制御レシピへの潜在的な変更には対応しない。
行を独立型バッチとして開始することができる。しかしながら、この機能のこの態様は、同じようにそのレシピの最初(original)の定義に制限される。さらにまた、手動操作はそのフェーズレベルにおいてだけ可能である。従って、エンジニアまたはオペレーターがバッチ実行部によってすでに実行されているレシピを更新すると、現在の技術では、そのバッチ実行部は、最初のバージョンの実行がそのレシピの適用における変更ポイントをまだ過ぎていなくても、その最初のバージョンの実行が終わるまで、レシピの新しいバージョンを獲得することができない。
Procedure)の最初の名称を変更することなくこの特定要素に対して変更を行うことができ、従って、そのレシピにおける最初の上位レベルの論理構造を保持することができる。別の態様では、ユーザーは、上記ユーザーインターフェイスツールを使用して、バッチ実行部によって現在作動しているレシピの論理構造を、条件付きステップの選択を制御する演算子の変更によって更新することができる。例えば、ユーザーは、OR演算子をAND演算子へ変更すること、またはあるレシピ要素を省略することを望むことが考えられる。さらに別の態様では、ユーザーは、付加的なレシピ要素を含んでいるバージョンのレシピで作動中のバッチを再同期化することができる。
ム30のためのレシピ、このプラントにおける設備ユニットおよび設備階層のリストのような設備データ、このプラントのさまざまな区域、設備ユニットのプラント区域との関連性、設備の階層的機能停止に関連した管理情報、および他の構成データを記憶することができる。この構成データベース34は、バッチサブシステム30から離れた構成サブシステムの中に存在していてもよい。また、構成データベース34は、別のサーバーまたは一群のサーバーであってもよいこと、または処理プラント制御ネットワーク10が充分に小さい場合には、構成データベース34は、ワークステーション14または14aのファイルシステムの専用プロセス供給部として簡単に実施することができる、ことに留意されたい。
ッドタンク(図示略)から反応容器100の中へ流体を供給する流体入口管路を制御するように接続された2つの入力バルブ101および102と、出口流体管路によって反応容器100の外側への流体の流れを制御するように接続された出力バルブ103とが含まれている。温度センサー、圧力センサー、流体レベルメーターなどのようなセンサーであってよい装置105、または電気ヒーターまたは蒸気ヒーターのような何らかの他の設備が、反応容器100の中にまたは近傍に配置されている。REACTOR_01は、バルブ103
を介して、フィルター設備110が備わっているFILTER_01へ、次いで、乾燥設備120が備わっているDRYER_01へ連結されている。同様に、第2セットの設備には、反応
容器200と、2つの入力バルブ201および202と、出力バルブ203と、装置205とが備わっているREACTOR_02が含まれている。REACTOR_02は、フィルター設備210が備わっているFILTER_02へ、次いで、乾燥設備220が備わっているDRYER_0
2へ連結されている。フィルター設備110および210と乾燥設備120および220とには、これらに関連付けられた付加的な制御要素(ヒーター、コンベアベルトなど)、センサーなどが備わっていてもよい。必要であれば、反応装置、フィルターおよび乾燥装置のそれぞれの1つを使用するバッチランが図1に例示された設備の任意の組み合わせを使用することができるようにするためには、図示されていないが、それぞれのフィルターユニットであるFILTER_01およびFILTER_02は、それぞれの反応ユニットであるREACTOR_01およびREACTOR_02へ物理的に連結することができ、一方、それぞれの乾燥ユニットであるDRYER_01およびDRYER_02は、それぞれのフィルターユニットであるFILTER_01およびFILTER_02に連結することができる。
実施するためには、1つ以上の入力バルブ101または102が、ある時間だけ、例えば上記容器100が満たされていることを上記流体レベルメーター105が感知するまで、充填制御ルーチンによって開放される。しかしながら、この同一の制御ルーチンは、入力バルブの指定をバルブ101または102に代えてバルブ201または202へ変更し、かつ、流体レベルメーターの指定を流体レベルメーター105に代えて流体レベルメーター205へ変更することだけで、REACTOR_02についての充填フェーズをも実施するた
めに使用することができる。
び機械の双方が読みやすくなるようにするために、それらのレシピをXMLの中にひとまとめにする。 代わりに、ユーザーインターフェイス32、バッチサブシステム30、お
よび構成データベース34は、スクリプト情報を任意の標準プロトコルまたは専用プロトコルを介して送ることができる。また、バッチランタイム処理部284は、システムのセキュリティおよびログのメンテナンスのような機能を担っていてもよい。 さらにまた、
バッチランタイム処理部284は、起動情報、停止情報、および永続的記憶部292の中かまたは構成データベース34の中における他の上位レベルの関連情報を記録することができる。
このバッチラン環境の、そして具体的にはバッチサブシステム30のいくつかの実施形態では、ユーザーは、新しいバージョンのレシピまたはレシピ要素を同じ名称で保存することを避けることを望む場合がある。いくつかの事例では、ユーザーは、方針として、存在しているレシピまたは手順名称を重複させることができない。この状況および類似した状況においては、ユーザーインターフェイス32は、UPROC_MIX_INGREDIENTS_012_V01と名付けられた前のバージョンからレシピ300の新しいバージョンを区別するために、UPROC_MIX_INGREDIENTS_012_V02のような単位手順の新しい名称を自動的に生成してもよい。この名称は、マシンスクリプトがその名称を容易に解析してそのバージョン番号および他の識別子を引き出すことができるようなものである。
の単位手順はまったく変更されなくてもよい。それにもかかわらず、ユーザーは、例えば、レシピ350の前のバージョンに従ってチョコレートおよびバニラの一方を選択する代わりに、チョコレート(ステップ360)およびバニラ(ステップ362)の両方を追加するよう試みることを決定することができる。
たは他の異常な状況に遭遇すると、バッチ実行部286は、その状態を例えばRESYNCHRONIZATION_FAILED(同期化失敗)に変更してもよい。考えられるいくつかの実施形態では、バッチ実行部286は、そのレシピの前の(安定した)バージョンへ自動的に戻すことができる。別の実施形態においてまたは別の構成の選択肢に従って、バッチ実行部286は、時には、「コールド再同期化」を試みる、つまり、第1ステップからその新しいレシピを起動させる。
合、手順420は代わりに、有効な同期化ポイントをレシピの後方において探索してもよく、またはそのバッチを単純にSYNCHRONIZATION_FAILED(再同期化失敗)状態に置いてもよい。ユーザーはその後、最初のバージョンのレシピを使用してそのランを再開するか、またはその新しいレシピを使用してコールド再起動を開始してもよい。これに対して、その同期化が有効(valid)であると判断されると、手順420は
、その同期化が完了し、そのバッチを再開してもよいことをユーザーへ表示してもよい。ブロック440において、ユーザーは、適切なコマンドをバッチサブシステム30へ送ってもよく、そのコマンドを受け取ると、手順420はそのバッチをRUNNING(実行中)状態へ進めて、そのバッチを引き続き実行してもよい。
がその更新に気付いていない場合がある。
シピ要素580は、上記の新しいバージョンとは異なっている。ユーザーは、このレシピ要素580の変更を見ることができるとともに、RECIPE_001を手動方式または自動方式で同期化することができる。
Claims (20)
- 製造環境において、複数の動作および複数のパラメーターを指定する製品レシピに従ってバッチ処理を実行する方法であって、
前記製品レシピの第1バージョンに対応するバッチ処理の少なくとも1つの動作を実行し、
前記製品レシピの前記第1バージョンとは異なる前記製品レシピの第2バージョンを受け取り、
前記バッチ処理が完了する前に前記バッチ処理の実行を一時停止し、
前記製品レシピの前記第1バージョンと、前記製品レシピの前記第2バージョンと、を比較することにより、前記製品レシピの前記第1バージョンに従って、又は前記製品レシピの前記第2バージョンに従って前記バッチ処理の実行を再開するか選択し、
前記バッチ処理の実行を前記選択された製品レシピのバージョンに従って再開する、
方法。 - 前記製品レシピに従って前記バッチ処理を実行することは、複数のステップを実行することを含み、それぞれのステップは、少なくとも1つの操作を備えている単位手順に対応し、それぞれの操作は、少なくとも1つのフェーズを有し、
前記バッチ処理は、前記複数のステップの第1のステップに関連付けられた条件が満たされた場合に前記複数のステップの前記第1のステップから前記複数のステップの第2のステップへ移行することを含む、
請求項1に記載の方法。 - 前記製品レシピの前記第2バージョンを受け取ることは、
単位手順、操作、またはフェーズの少なくとも1つにおいて前記製品レシピの前記第1バージョンとは異なる前記製品レシピの前記第2バージョンを受け取ることを含む、
請求項2に記載の方法。 - 前記製品レシピに従って前記バッチ処理を実行することは、
ANSI/ISA−88(S88)規格に合致する前記製品レシピに従って前記バッチ処理を実行することを含む、
請求項2に記載の方法。 - 前記バッチ処理の少なくとも1つの同期化ポイントを指定する構成データを受け取ることをさらに含み、
前記少なくとも1つの同期化ポイントは、前記バッチ処理を一時停止することができる、前記製品レシピの前記第1バージョンの前記複数の動作のうちの2つ以上の動作の間の移行過程に対応する、
請求項1に記載の方法。 - 前記バッチ処理の実行を前記製品レシピの前記第1バージョンに従って、又は前記製品レシピの前記第2バージョンに従って再開するか選択することは、
前記少なくとも1つの同期化ポイントに到達した場合に前記製品レシピの前記第2バージョンを自動的に選択することを含む、
請求項5に記載の方法。 - 前記構成データを受け取ることは、
前記バッチ処理の少なくとも1つの動作を実行する前に、前記構成データを受け取ることを含み、
前記バッチ処理の実行を一時停止することは、
前記少なくとも1つの同期化ポイントに到達した場合に前記バッチ処理の実行を一時停止し、
前記バッチ処理の実行の前記一時停止をユーザーインターフェイスへ報告する、
ことを含み、
前記製品レシピの前記第1バージョンに従って、又は前記製品レシピの前記第2バージョンに従って前記バッチ処理の実行を再開するか選択することは、
前記ユーザーインターフェイスからの第1コマンドの受け取りに応じて、前記製品レシピの前記第1バージョンを選択し、
前記ユーザーインターフェイスからの第2コマンドの受け取りに応じて、前記製品レシピの前記第2バージョンを選択することをさらに含む、
請求項5に記載の方法。 - 前記構成データを受け取ることは、
複数の同期化ポイントを指定する前記構成データを受けることを含み、
前記バッチ処理の実行を一時停止することは、
前記複数の同期化ポイントの1つに到達するたびに前記バッチ処理の実行を一時停止し、
前記製品レシピの前記第2バージョンが利用可能であるかを検出するために照会を開始し、
前記製品レシピの前記第1バージョンに従って、又は前記製品レシピの前記第2バージョンに従って前記バッチ処理の実行を再開するか選択することは、
前記製品レシピの前記第2バージョンが利用可能でない場合には、前記製品レシピの前記第1バージョンを選択する、
ことを含む、
請求項5に記載の方法。 - 前記製品レシピの前記第2バージョンを受け取ることは、
前記製品レシピの前記第2バージョンを前記製品レシピの前記第1バージョンと比較して、前記製品レシピの前記第1バージョンと前記製品レシピの前記第2バージョンとの差を示す結果を作成し、
前記結果をユーザーインターフェイスへ送信する、
ことを含む、
請求項1に記載の方法。 - 製造環境において、複数の動作を指定する製品レシピに従って実行されるバッチ処理を制御するシステムであって、
プロセス制御設備へ通信可能に接続されて、前記バッチ処理を実行するためのバッチ実行部と、
前記バッチ実行部へ通信可能に接続されて、少なくとも、前記バッチ処理を起動する第1コマンドと前記バッチ処理を停止する第2コマンドとによって前記バッチ実行部を制御するバッチ管理部と、
前記製品レシピの修正を検出するとともに前記検出された修正を示すデータを前記バッチ管理部へ報告するバッチランタイムモジュールと、
を備え、
前記バッチ管理部は、前記修正された製品レシピが選択されたか否かに従って前記バッチ実行部に修正された製品レシピを適用するか否かを決定し、前記バッチ管理部が前記修正された製品レシピを適用することを決定した場合に、前記バッチ実行部が前記バッチ処理の実行を完了する前に、前記製品レシピにおける修正を前記バッチ実行部に適用することを含む、
システム。 - 前記製品レシピは、複数の単位手順を含み、
前記修正は、前記複数の単位手順の1つの単位手順の複数のステップの少なくとも1つの変更を含み、
前記複数の単位手順の前記1つの単位手順に、前記複数の単位手順の前記1つの単位手順の最初の名称に関連した新しいバージョン識別子を割り当てる、
請求項10に記載のシステム。 - 前記修正は、前記複数の動作の2つの間の移行過程に関連付けられた論理演算子の変更を含む、
請求項10に記載のシステム。 - 前記バッチ管理部へ通信可能に接続されたユーザーインターフェイスをさらに備え、
前記ユーザーインターフェイスは、
前記修正を含む前記製品レシピの新しいバージョンで前記製品レシピを同期化し、前記修正された製品レシピを前記バッチ実行部に適用するためのユーザー要求を受け取る第1機能を含む、
請求項10に記載のシステム。 - 前記ユーザーインターフェイスは、
作動中のバッチ実行部のリストをユーザーへ提供するための第2機能と、
前記作動中のバッチ実行部の前記リストから作動中のバッチ実行部の選択をユーザーから受け取るための第3機能と、
をさらに含む、
請求項13に記載のシステム。 - 処理プラントの内部で、複数の動作および複数のパラメーターを指定する製品レシピに従って複数のバッチ処理を実行する方法であって、
前記製品レシピの第1バージョンを受け取り、
前記製品レシピの前記第1バージョンを第1バッチ実行部および第2バッチ実行部に適用し、前記第1バッチ実行部および前記第2バッチ実行部のそれぞれは各々のプロセス制御設備を使用して前記製品レシピの実行を制御し、
前記第1バッチ実行部および前記第2バッチ実行部のそれぞれにおいて前記製品レシピの前記第1バージョンに合致する各々のバッチランを始動し、
前記製品レシピの第2バージョンを受け取り、前記製品レシピの前記第2バージョンは前記複数の動作または前記複数のパラメーターの少なくとも一つにおいて前記製品レシピの前記第1バージョンとは異なるものであり、
前記製品レシピの第2のバージョンの論理構造が前記製品レシピの第1のバージョンの論理構造に違反しないことを検証し、
前記第2バッチ実行部の実行を一時停止せずに、前記第1バッチ実行部において前記バッチランの実行を一時停止し、
前記第1バッチ実行部が前記製品レシピの前記第1バージョンの実行を完了する前に、前記製品レシピの前記第2バージョンを前記第1バッチ実行部に適用し、
前記製品レシピの前記第2バージョンに従って、前記第1バッチ実行部において前記バッチランの実行を再開する、
方法。 - 前記第1バッチ実行部における前記バッチランの実行を前記製品レシピの前記第2バージョンに従って完了し、
前記第2バッチ実行部における前記バッチランの実行を前記製品レシピの前記第1バージョンに従って完了し、
前記第1バッチ実行部および前記第2バッチ実行部から実行結果を受け取り、
前記実行結果に基づいて前記第1バージョンおよび前記第2バージョンから選択する、
ことをさらに含む、
請求項15に記載の方法。 - 前記実行結果に基づいて前記第1バージョンおよび前記第2バージョンから選択することは、
前記実行結果をユーザーに提示し、
前記製品レシピの前記第1バージョンまたは前記製品レシピの前記第2バージョンの選択を示すユーザー選択を受け取る、
ことを含む、
請求項16に記載の方法。 - 前記製品レシピの前記第1バージョンを、同期化ポイントのセットに関連付けることをさらに含み、同期化ポイントそれぞれが対応するバッチ実行部の実行を一時停止することが可能な前記複数の動作のうちの2つ以上の動作の間の移行過程を指定する、
請求項16に記載の方法。 - 前記第1バッチ実行部における前記バッチランの実行を一時停止することは、
前記第1バッチ実行部の現在の状態に関する情報を検索し、前記現在の状態は、前記バッチ実行部によってまたは前記複数の動作のうちの2つ以上の動作の間における移行過程によって実行される前記複数の動作の1つを指定し、
前記製品レシピの前記第2バージョンを前記バッチ実行部の前記現在の状態で前記第1バッチ実行部に適用することができるかどうかを決定するために、前記現在の状態に関する情報を前記同期化ポイントのセットと比較する、
ことを含み、
前記第1バージョンと前記第2バージョンとの間の差異の少なくとも一つが前記バッチ実行部の前記現在の状態の後に発生する場合に前記第2バージョンが適用され、
前記第1バッチ実行部が前記製品レシピの前記第1バージョンの実行を完了する前に前記第1バッチ実行部に前記製品レシピの前記第2バージョンを適用することは、前記製品レシピの前記第2バージョンが適用可能である場合に当該製品レシピの前記第2バージョンを適用することを含む、
請求項18に記載の方法。 - 前記製品レシピの前記第2バージョンを前記第1バッチ実行部に適用する前に、前記製品レシピの前記第2バージョンに関連したレシピの論理構造を検証することにより前記製品レシピの前記第2バージョンを確認することをさらに含む、
請求項16に記載の方法。
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