过程设计与分析的系统和方法技术方案

提供用于产生产品或分析信息的过程的过程设计和分析的系统和方法。维持超图数据存储区，并且所述超图数据存储区包括每个过程的各个版本。版本包括具有代表所述过程的阶段的节点及边线的超图。阶段具有与阶段输入特性相关联的参数化资源输入，以及输入规格界限。阶段具有与输出特性相关联的资源输出及输出规格界限。边线将节点的输出连接到其它节点的输入。维持具有多个过程轮次的轮次数据存储区，每个轮次识别过程版本、对应超图中的节点的输入的值、它们的输入特性、节点的资源输出，以及资源输出的输出特性的获得值。当质询识别存在于所述轮次数据存储区中的一个或多个输入和/或输出时，会将它们格式化以供分析。

System and method of process design and analysis

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】过程设计与分析的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求2017年8月29日提交的标题为《用于过程设计和分析的系统和方法(SystemsandMethodsforProcessDesignandAnalysis)》的第15/690,134号美国专利申请的优先权，所述申请特此以引用的方式并入本文中。
本公开大体上涉及用于产生分析信息或产品的过程的过程设计和分析的系统和方法。
技术介绍
多阶段过程依赖于各种产品的研究和制造，仅举几例，包含生物制剂、药物、机械装置、电气装置和食物。不幸的是，此类过程通常具有许多变化来源。虽然这些来源大多微小，可以忽略不计，但是主要变化来源可能会对此类过程的效率甚至是可行性产生不利影响。但是，如果已经确定来源，那么可以使用用来去除这些主要变化来源的资源，并且这些主要变化来源有可能会被去除、最大限度地减少或被遏制。一旦解决了这些主要变化来源，过程就可以被认为是稳定的。当过程稳定时，它的变化应该保持在已知的一组限值内。也就是说，至少直到出现另一个可被指出的变化来源为止。例如，洗衣皂包装线可以设计成使每个洗衣皂盒装有十四盎司的洗衣皂。一些盒子会略超过十四盎司，一些盒子会略少于十四盎司。在测量包装重量时，数据会展示净重的分布。如果制造过程、它的输入或它的环境(例如，生产线上的机器)改变，那么数据的分布会改变。例如，由于机器的凸轮和滑轮出现磨损，洗衣皂填充机可能会将超过规定量的肥皂放到每个盒子中。这可能有利于消费者，但是从制造商的角度来说，这会产生浪费，并且会使生产成本增加。如果制造商及时发现了这一改变和它的来源，那么可以将这一改变校正(例如，更换凸轮和滑轮)。虽然理论上可以很好地识别过程的变化，但是实际上，查找这种变化有很多障碍。大多数过程组合了许多不同的功能组成部分，每个功能组成部分具有它们自己的数据形式和错误类型。举例来说，用于使用细胞培养制造合成化合物的过程组合了化学组成部分、生物组成部分、发酵组成部分和工业设备组成部分。这些组成部分中的每一个涉及不同量化、测量和误差单位。因而，用于产生和稳定过程的限速步骤并不是开发用于此类过程的算法，而是获取此类过程中的数据和并将其置于背景中加以考虑。这需要跨许多不同的系统和功能性进行数据聚合和可再生性评定，使得科学推理是基于可再生的数据，而不是基于噪声和不确定性的产物。常规系统没有足够的能力来进行这种分析。它们集中于存储文件和数据，而不提供用于实现实时分析和对用户的反馈的结构、背景或灵活性。举例来说，电子实验室笔记本(ELN)基本上都是“玻璃上的纸”，没有足够的能力来简化不同研究的纵向分析。实验室信息管理系统(LIMS)集中于样本数据收集，但是不提供协议或研究背景来促进分析，也不具有适应不断改变的“运行中”工作流和通常在过程中发现的许多不同功能性的灵活性。因此，协议和结果之间的关系仍是不清楚的，甚至是难以理解的，信息系统变成了体制政策所指定的旧有工作的“死”存档，而不是可以促进过程稳定化的资产。因此，每年会在材料和生命科学研究上损失数十亿美元，这些研究不稳定，所以它们的可再生率也不令人满意。此外，在过程向制造转移期间，仍然有很大的几率出现数百万美元的损失。因此，鉴于上述背景，本领域中需要的是有所改进的用于过程的过程设计和分析的系统和方法，这些系统和方法使得过程稳定。
技术实现思路
所公开的实施例解决了本领域中对有所改进的用于使产生分析信息或产品的过程稳定的系统和方法的需要。如本文所使用，术语“产品”是指例如有形产品，如材料、组成物、成分、药品、块体材料等等；并且术语“分析信息”是指例如描述材料、设备或过程设定的测量值的类别或定量数据。所公开的系统和方法有利地且独特地减少了实验噪声以及研究开发与制造之间的协同摩擦。所公开的系统和方法有助于相对于实验过程的演变图显示数据，以突出显示质量问题和时机，显露根据时间、实验和队伍而变的趋势和因果关系，促进实验和过程质量的协同改进，并使过程稳定。所公开的系统和方法维持具有一个或多个过程的一个或多个版本的超图数据存储区。过程的版本包括具有代表过程的阶段的节点及边线的超图。阶段具有与阶段输入特性相关联的参数化资源输入，以及输入规格界限。阶段具有与输出特性相关联的资源输出及输出规格界限。边线将节点输出连接到其它节点的输入，代表资源从输出到输入的预期或实际转移。所公开的系统和方法还维持具有多个过程轮次的轮次数据存储区。每个过程轮次识别过程版本、对应过程的超图中第一节点的输入的值、它们的输入特性、第一节点的资源输出和资源输出的输出特性的获得值。当质询识别存在于所述轮次数据存储区中的一个或多个输入和/或输出时，会将它们格式化以供分析。既然已经概述了所公开的系统和方法的综述，就将呈现所公开的系统和方法的更具体实施例。实施例1-连接资源(节点)的步骤(边线)。本公开的一个方面提供一种非暂时性计算机可读存储介质，其用于提供一个或多个过程的过程设计和分析。所述一个或多个过程中的每个过程产生相应产品或分析信息。所述非暂时性计算机可读存储介质存储指令，所述指令在由第一装置执行时使所述第一装置维持超图数据存储区，所述超图数据存储区针对所述一个或多个过程中的每个相应过程包括所述相应过程的相应多个版本。每个相应版本包括超图，所述超图包括由多个边线中的边线连接的多个节点。所述多个边线中的每个相应边线包括表示对应过程中的相应阶段的过程阶段标记，并且与以下各项相关联：(i)对应过程中的所述相应阶段的一组参数化资源输入，其中所述一组参数化资源输入中的至少一个参数化资源输入与一个或多个输入特性相关联，所述一个或多个输入特性包含输入规格界限；和(ii)对应过程中的所述相应阶段的一组参数化资源输出，其中所述一组参数化资源输出中的至少一个参数化资源输出与一个或多个输出特性相关联，所述一个或多个输出特性包含对应的输出规格界限。所述多个节点中的每个相应节点指定所述多个节点中的边线的所述一组参数化资源输出被包含在所述多个边线中的至少一个其它边线的所述一组参数化资源输入中。第一装置另外维持轮次数据存储区。所述轮次数据存储区包括多个过程轮次。每个过程轮次包括：(i)所述一个或多个过程中的过程的所述多个版本中的版本的识别，(ii)相应版本的超图中的第一边线的相应一组参数化资源输入和它们相关联的输入特性的值，(iii)相应版本的超图中的第一边线的相应一组参数化资源输出，和(iv)相应版本的超图中的第一边线的相应一组参数化资源输出中的参数化资源输出的至少一个输出特性的获得值。第一装置另外维持统计模块，响应于接收到识别存在于所述轮次数据存储区中的一个或多个过程轮次中的一个或多个第一参数化资源输入和/或参数化资源输出的质询，统计模块对所述一个或多个第一参数化资源输入和/或参数化资源输出进行格式化以供分析。在一些实施例中，质询另外识别存在于轮次数据存储区中的一个或多个轮次中的一个或多个第二参数化资源输入和/或参数化资源输出。所述指令在由第一装置执行时进一步使第一装置进行以下操作：使所述一个或多个第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于提供一个或多个过程的过程设计和分析的非暂时性计算机可读存储介质，所述一个或多个过程中的每个过程产生相应产品或分析信息，其中所述非暂时性计算机可读存储介质存储指令，所述指令在由第一装置执行时使所述第一装置进行以下操作：/n(A)维持超图数据存储区，其针对所述一个或多个过程中的每个相应过程包括所述相应过程的相应多个版本，每个相应版本包括：/n超图，其包括由多个边线中的边线连接的多个节点，/n所述多个边线中的每个相应边线包括表示对应过程中的相应阶段的过程阶段标记，并且与以下各项相关联：/n(i)所述对应过程中的所述相应阶段的一组参数化资源输入，其中所述一组参数化资源输入中的至少一个参数化资源输入与一个或多个输入特性相关联，所述一个或多个输入特性包含一个或多个输入规格界限，以及/n(ii)所述对应过程中的所述相应阶段的一组参数化资源输出，其中所述一组参数化资源输出中的至少一个参数化资源输出与一个或多个输出特性相关联，所述一个或多个输出特性包含一个或多个对应的输出规格界限，且/n所述多个节点中的每个相应节点指定所述多个边线中的边线的所述一组参数化资源输出被包含在所述多个边线中的至少一个其它边线的所述一组参数化资源输入中；/n(B)维持轮次数据存储区，其中所述轮次数据存储区包括多个过程轮次，每个过程轮次包括：(i)所述一个或多个过程中的过程的所述多个版本中的版本的识别，(ii)所述相应版本的所述超图中的所述第一边线的相应一组参数化资源输入和输出，和(iii)所述相应版本的所述超图中的所述第一边线的相应一组参数化资源输出中的参数化资源输出的至少一个输入或输出特性的值；以及/n(C)维持统计模块，响应于接收到识别存在于所述轮次数据存储区中的一个或多个过程轮次中的一个或多个第一参数化资源输入和/或参数化资源输出的质询，所述统计模块对所述一个或多个第一参数化资源输入和/或参数化资源输出进行格式化以供分析。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170829 US 15/690,1341.一种用于提供一个或多个过程的过程设计和分析的非暂时性计算机可读存储介质，所述一个或多个过程中的每个过程产生相应产品或分析信息，其中所述非暂时性计算机可读存储介质存储指令，所述指令在由第一装置执行时使所述第一装置进行以下操作：
(A)维持超图数据存储区，其针对所述一个或多个过程中的每个相应过程包括所述相应过程的相应多个版本，每个相应版本包括：
超图，其包括由多个边线中的边线连接的多个节点，
所述多个边线中的每个相应边线包括表示对应过程中的相应阶段的过程阶段标记，并且与以下各项相关联：
(i)所述对应过程中的所述相应阶段的一组参数化资源输入，其中所述一组参数化资源输入中的至少一个参数化资源输入与一个或多个输入特性相关联，所述一个或多个输入特性包含一个或多个输入规格界限，以及
(ii)所述对应过程中的所述相应阶段的一组参数化资源输出，其中所述一组参数化资源输出中的至少一个参数化资源输出与一个或多个输出特性相关联，所述一个或多个输出特性包含一个或多个对应的输出规格界限，且
所述多个节点中的每个相应节点指定所述多个边线中的边线的所述一组参数化资源输出被包含在所述多个边线中的至少一个其它边线的所述一组参数化资源输入中；
(B)维持轮次数据存储区，其中所述轮次数据存储区包括多个过程轮次，每个过程轮次包括：(i)所述一个或多个过程中的过程的所述多个版本中的版本的识别，(ii)所述相应版本的所述超图中的所述第一边线的相应一组参数化资源输入和输出，和(iii)所述相应版本的所述超图中的所述第一边线的相应一组参数化资源输出中的参数化资源输出的至少一个输入或输出特性的值；以及
(C)维持统计模块，响应于接收到识别存在于所述轮次数据存储区中的一个或多个过程轮次中的一个或多个第一参数化资源输入和/或参数化资源输出的质询，所述统计模块对所述一个或多个第一参数化资源输入和/或参数化资源输出进行格式化以供分析。


2.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述质询另外识别存在于所述轮次数据存储区中的一个或多个轮次中的一个或多个第二参数化资源输入和/或参数化资源输出，其中所述指令在由所述第一装置执行时进一步使所述第一装置进行以下操作：
使所述一个或多个第一参数化资源输入和/或参数化资源输出和所述一个或多个第二参数化资源输入和/或参数化资源输出相关；以及
对相关性的数值量度进行格式化以供呈现。


3.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述指令在由所述第一装置执行时进一步使所述第一装置进行以下操作：将所述一个或多个第一参数化资源输入和/或参数化资源输出导出到第二装置以供分析。


4.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述指令在由所述第一装置执行时进一步使所述第一装置进行以下操作：
(D)维持过程评估模块，当所述多个过程轮次中的过程轮次的一组参数化资源输出中的参数化资源输出的输出特性的获得值在所述输出规格界限之外时，所述过程评估模块生成呈计算机数据传输形式的警告。


5.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述一个或多个过程中的过程的相应多个版本中的第一版本和第二版本在以下方面不同于彼此：节点的数目、边线的数目、边线的过程阶段标记、一组参数化资源输入中的参数化资源输入，或一组参数化资源输出中的参数化资源输出。


6.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述质询另外识别存在于所述轮次数据存储区中的一个或多个轮次中的一个或多个第二参数化资源输入和/或参数化资源输出，并且其中所述统计模块另外使用多变量分析技术识别以下在存在于所述轮次数据存储区中的所有所述参数化资源输入和/或参数化资源输出当中存在于所述轮次数据存储区中的一个或多个过程轮次中的两者之间的相关性：(i)所述一个或多个第一参数化资源输入和/或参数化资源输出，和(ii)所述一个或多个第二参数化资源输入和/或参数化资源输出。


7.根据权利要求6所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述多变量分析包括特征选择技术。


8.根据权利要求7所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述特征选择技术是最小角回归。


9.根据权利要求7所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述特征选择技术是逐步回归。


10.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述统计模块另外基于预测所述一个或多个过程中的第一过程中不存在于所述轮次数据存储区中的额外过程轮次的所述一个或多个第二参数化资源输入的建议值将改变所述一个或多个过程轮次的数值属性，提供所述一个或多个第二参数化资源输入的所述建议值。


11.根据权利要求10所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述数值属性是所述一个或多个第一参数化资源输入的方差的减小。


12.根据权利要求10所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述质询另外识别存在于所述轮次数据存储区中的一个或多个轮次中的一个或多个第三参数化资源输入和/或参数化资源输出，并且其中所述数值属性是所述一个或多个第一参数化资源输入和/或参数化资源输出与所述一个或多个第三参数化资源输入和/或参数化资源输出之间的相关性的置信度。


13.根据权利要求6所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述一个或多个过程是多个过程，并且根据所述多个过程的子集中的过程轮次识别所述相关性。


14.根据权利要求6所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述一个或多个过程是多个过程，并且根据所述多个过程中的单个过程中的过程轮次识别所述相关性。


15.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述一个或多个过程是多个过程，并且所述质询另外识别过程轮次将通过所述统计模块格式化的所述多个过程的子集。


16.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述一个或多个过程是多个过程，并且所述质询另外识别所述多个过程中的过程轮次将通过所述统计模块格式化的单个过程。


17.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述质询另外识别所述一个或多个过程中的过程轮次子集。


18.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述统计模块另外识别以下两者之间的相关性：(i)包括所述轮次数据存储区中的一个或多个过程轮次的第一组，和(ii)包括所述轮次数据存储区中的一个或多个过程轮次的第二组，其中所述第二组中的过程轮次不在所述第一组中。


19.根据权利要求18所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中计算存在于所述第一组和第二组中的多个参数化资源输入和/或参数化资源输出之间的相关性。


20.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述相应多个过程版本中的过程版本的超图的所述多个边线中的边线的所述一组参数化资源输入包括第一和第二参数化资源输入，所述第一参数化资源输入指定第一资源并且与第一输入特性相关联，所述第二参数化资源输入指定第二资源并且与第二输入特性相关联，其中所述第一输入特性不同于所述第二输入特性。


21.根据权利要求20所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述第一输入特性是所述第一资源的粘度值、纯度值、组成值、温度值、重量值、质量值、体积值或批次标识符。


22.根据权利要求20所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述第一资源是单个资源或复合资源。


23.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述相应多个过程版本中的过程版本的超图的所述多个边线中的第一边线的所述一组参数化资源输入包括第一参数化资源输入，所述第一参数化资源输入指定和与所述第一边线相关联的所述过程的对应阶段相关联的过程条件。


24.根据权利要求23所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述过程条件包括温度、暴露时间、混合时间、设备类型或批次标识符。


25.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述指令进一步使所述第一装置进行以下操作：
(D)针对所述一个或多个过程中的相应过程，执行数据驱动器，所述数据驱动器包含：
用于接收所述相应过程的数据集的指令；
用于解析所述数据集以获得以下各项的指令：(i)所述轮次数据存储区中的过程轮次的识别，和(ii)与所述过程轮次的所述相应过程的所述超图中的第一边线的所述相应一组参数化资源输出相关联的输出特性值；以及
用于用解析值填充所述轮次数据存储区中的所述第一边线的参数化资源输出的所述输出特性值的指令。


26.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述对应的输出规格界限包括对应参数化资源输出的上限和下限值。


27.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述对应的输出规格界限包括允许类型的枚举列表。


28.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述一个或多个过程是多个过程，并且所述多个过程中的第一过程产生第一产品，所述多个过程中的第二过程产生第二产品，其中所述第一产品不同于所述第二产品。


29.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述轮次数据存储区另外包括展示以下关系的系谱图：(i)过程的所述多个版本中的单个过程的各版本之间的关系，或(ii)两个或更多个过程的所述相应多个版本中的两个或更多个过程的各版本之间的关系。


30.一种计算机系统，包括：
一个或多个处理器；
存储器；以及
一个或多个程序，其存储在所述存储器中以供所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于进行以下操作的指令：
(A)维持超图数据存储区，所述超图数据存储区针对一组一个或多个过程中的每个相应过程包括所述相应过程的相应多个版本，所述一组一个或多个过程中的每个过程产生相应产品或分析信息，每个相应版本包括：
超图，其包括由多个边线中的边线连接的多个节点，
所述多个边线中的每个相应边线包括表示对应过程中的相应阶段的过程阶段标记，并且与以下各项相关联：
(i)所述对应过程中的所述相应阶段的一组参数化资源输入，其中所述一组参数化资源输入中的至少一个参数化资源输入与一个或多个输入特性相关联，所述一个或多个输入特性包含一个或多个输入规格界限，以及
(ii)所述对应过程中的所述相应阶段的一组参数化资源输出，其中所述一组参数化资源输出中的至少一个参数化资源输出与一个或多个输出特性相关联，所述一个或多个输出特性包含一个或多个对应的输出规格界限，且
所述多个节点中的每个相应节点指定所述多个边线中的边线的所述一组参数化资源输出被包含在所述多个边线中的至少一个其它边线的所述一组参数化资源输入中；
(B)维持轮次数据存储区，其中所述轮次数据存储区包括多个过程轮次，每个过程轮次包括：(i)所述一个或多个过程中的过程的所述多个版本中的版本的识...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·S·加德纳，
申请(专利权)人：瑞芬股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US