质量检查管理系统技术方案

一种质量检查管理系统可以用于基于由工厂中的各种数据源(例如批次执行器应用)收集的数据来分析工厂内的制造过程的操作，以自动检测、存储和显示这些过程中的异常，以供质量检查工程师使用，从而确定过程操作是否满足某些质量标准。该质量检查管理系统包括：配置应用，使得用户能够创建一个或多个异常规则；异常引擎，使用规则来分析过程数据，以检测过程中的一个或多个异常；以及检查应用，使得质量检查人员能够检查每个确定的异常以便解决。

【技术实现步骤摘要】
质量检查管理系统本申请是名称为“质量检查管理系统”、国际申请日为2019年4月18日、国际申请号为PCT/US2019/028138、国家申请号为201980026906.1的专利技术专利申请的分案申请。相关申请本专利申请根据35U.S.C.§119(e)要求享有于2018年4月18日提交的题为“QualityReviewManagementSystem”的美国临时专利申请No.62/659,325的权益，其全部公开内容通过引用的方式明确地并入本文。
本专利技术总体上涉及制造管理系统，具体而言，涉及质量检查管理系统，其能够实现关于制造工厂中实施的工厂操作、过程、批次和其他活动的高级质量检查程序。
技术介绍
制造工厂，例如过程工厂，通常从一组原材料或预加工材料生产一种或多种产品。在许多情况下，生产的产品必须具有一定的质量或必须根据各种不同的质量标准之一制造以满足客户要求、工业标准、食品和药品管理局(FDA)要求、安全要求、标签要求等。在许多情况下，单独的质量检查人员被分派任务来实施与确保所生产的产品满足一组预先建立的标准或要求或被制造成特定标准相关联的各种活动。这些活动可以包括检查用于制造产品的制造设备、材料或过程的各种参数的状态或值，以确保实施适当的制造步骤，在各种期望的条件下制造产品，例如在特定温度范围、PH范围、压力范围等内。当然，这些质量检查任务取决于所制造的产品的类型、用于制造产品的制造过程或设备、所满足的质量标准等。因此，质量检查是许多制造环境中的高度专业化活动，需要产品、制造过程和质量标准的深层知识。例如，批次过程通常用于制造由各种食品和药品行业或组织(如FDA)高度管制的各种类型的食品或药物产品。通常以某种方式设定或调节制造这些产品的具体过程步骤和条件，以确保所生产的产品的安全性或确保产品满足某些标签标准(例如，产品不含麸质、按犹太教食规清洁可食(Kosher)等)，作为一个示例，用于制造产品的过程步骤可能需要或要求在制造过程期间对原材料或中间材料实施某些过程步骤，在制造过程的制造步骤之内或之间对过程设备实施某些清洁程序，在整个过程中或在过程的关键时间期间将各种参数(如温度、压力、pH平衡等)保持在某些范围内或高于或低于某些阈值等。结果，在许多情况下，产品制造商需要收集和存储关于制造过程期间制造设备的实际操作的数据，以能够向管理当局或客户证明所生产的产品满足适当的质量标准，例如，产品是根据预先建立的程序或条件或在预先建立的程序或条件下生产的。用于制造各种类型的产品(诸如食品、石油、药品等)的过程工厂通常是复杂的和高度自动化的。特别地，工业过程工厂，诸如在化学、石油炼制、食品制造、药品制造或其他过程中使用的那些，通常包括一个或多个过程控制网络，其具有通信地耦合到一个或多个现场设备的集中式或分布式过程控制器，现场设备可以是例如阀定位器、开关、传感器(诸如温度、压力和流速传感器)、罐、混合器、加热器等。这些现场设备或现场装置可以在过程工厂内执行物理控制功能(例如开启或关闭阀、搅拌或混合罐内的材料、加热容器等)，可以在过程工厂内进行测量以用于控制加工厂的操作，或者可以在过程工厂内执行任何其他期望的功能。历史上，过程控制器经由一个或多个模拟信号线或总线连接到现场设备，所述模拟信号线或总线可以承载例如去往和来自现场设备的4-20mA(毫安)信号。然而，在过去的大约二十年中，过程控制工业已经开发了许多标准的、开放的、数字的或组合的数字和模拟通信协议，例如FoundationTMFIELDBUS(下文中称为“Fieldbus”)、和CAN协议，其可以用于实现过程控制器和现场设备之间的通信。一般而言，过程控制器接收指示由一个或多个现场设备进行的测量的信号和/或与现场设备有关的其他信息，使用该信息来实现通常复杂的控制例程，并生成控制信号，该控制信号经由信号线或总线被发送到现场设备，从而控制过程工厂的操作。某些类型的过程控制网络，例如那些在批次过程中使用的过程控制网络，通常包括多组重复设备，每组设备被设计成具有相同或相似的硬件，这些硬件在过程工厂内执行基本相同的基本功能。因此，例如，饼干制造厂可以具有多组混合设备、多组烘焙设备和多组包装设备，其中一些或所有的单独混合设备能够并行操作并且能够连接成与一些或所有的烘焙设备和包装设备串行操作。在这样的系统中，通常使用相同的通用控制算法或例程来控制任何特定的重复设备组的操作，以制造相同的产品(如由特定批次配方所定义的)。因此，由订单定义的、指定或标识正被制造的特定量的特定类型的产品的任何特定批次运行，可以在工厂中的各种不同的设备组的任何组合上实现。通常，每个这样的批次运行或订单包括特定的控制程序，其依序执行多个不同的步骤或阶段(stage)以实施配方，在开始第二阶段之前完成第一阶段，等等。因此，在上述饼干制造厂中，批次运行或订单可以实施批次控制程序以控制混合设备，然后可以实施程序以对由混合设备制造的产品运行烘焙设备，然后可以执行第三程序，该第三程序控制包装设备以包装由烘焙设备生产的产品，其每个步骤花费有限量的时间。在许多情况下，批次运行还实施作为每个订单的一部分的程序，以对工厂中的罐或其他容器或设备进行清洁、清空、填充等。当然，每个订单可以具有不同的规格集合，这可能需要不同的原材料集合、不同的配方、要对原材料实施的不同的流程或批次程序、以及甚至不同的质量标准。国际测量和控制协会，一个涉及过程控制问题的国际组织，已经发布的一个批次控制标准，其名为批次控制部分1：模型和术语，并且通常被称为ISAS88.01-1995标准，或其更新之一(在本文称为“S88标准”)。S88标准定义了用于自动化批次过程的设备和程序(procedure)的模型，并且定义了用于引用那些模型及其元素的特定术语。例如，S88标准将“批次过程”定义为通过使用一个或多个设备在有限时间段内使一定量的输入材料经受处理活动的有序集合而导致有限量材料的生产的过程。作为另一个示例，“批次”由S88标准定义为正在生产的材料或已经由批次过程的单次执行生产的材料。如上所述，在批次过程或批次运行期间，根据预定的程序操作批次处理设备(例如，诸如阀、加热器、混合器等的可控制元件)以进行批次过程。所有这样的批次处理设备在本文同义地称为设备、设备模块、处理设备和/或物理元件。操作这些物理元件的程序通常被S88标准称为“程序模型”。根据S88标准，程序模型被构造为程序的层级排序，其中最高级别包含每个较低级别，次最高级别包含其下的每个级别，等等。特别感兴趣的S88程序模型的级别包括，以降序排列的“程序”、“单元程序”、“操作”和“时期”。术语“程序元件”或批次子程序在本文被用来指S88程序模型的任何这些级别的任何实施例或实现，以及指批次程序集合的任何其他层级定义。如上所述，感兴趣的最高级别S88程序元件被称为程序，其由一个或多个单元程序组成。每个单元程序进而由或可以由一个或多个操作组成，每个操作进而由一个或多个时期组成。此外，S88程序模型不排除在特定应用中定义和使用其他层级级别。相反，在本文提及的S88标准和程序本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在检查过程的操作中使用的质量检查系统，包括：/n规则数据库，存储多个规则，其中，所述多个规则中的每个规则包括标识与过程内的一个或多个异常相关联的条件的逻辑；/n一个或多个数据源，被配置为在所述过程的操作期间收集所述过程内的过程数据，并且在一个或多个数据消息中发送所收集的过程数据；/n异常引擎，使用所述规则数据库中的所述规则来处理来自所述数据源的一个或多个数据消息内的过程数据，以基于所述数据消息内的所述过程数据确定是否存在由所述多个规则中的任何规则定义的异常，其中，所述异常引擎在基于所述规则中的一个规则识别出异常时，针对所确定的异常创建异常记录，并且将所述异常记录存储在异常记录数据库中；/n事件监视器，通信地连接到外部系统和所述异常引擎，其中，所述事件监视器被配置为检测所述外部系统内的条件，并且将关于所述外部系统内的所述条件的外部信息发送到所述异常引擎，并且其中，所述异常引擎基于来自所述事件监视器的所述外部信息检测一个或多个另外的异常，并且针对所述一个或多个另外的异常创建一个或多个另外的异常记录，并将所述一个或多个另外的异常记录存储在所述异常记录数据库中；以及/n检查接口，使得用户能够检查由所述异常引擎识别的并且作为所述异常记录和所述另外的异常记录存储在所述异常记录数据库中的所述异常和所述另外的异常。/n...

【技术特征摘要】
20180418 US 62/659,3251.一种在检查过程的操作中使用的质量检查系统，包括：
规则数据库，存储多个规则，其中，所述多个规则中的每个规则包括标识与过程内的一个或多个异常相关联的条件的逻辑；
一个或多个数据源，被配置为在所述过程的操作期间收集所述过程内的过程数据，并且在一个或多个数据消息中发送所收集的过程数据；
异常引擎，使用所述规则数据库中的所述规则来处理来自所述数据源的一个或多个数据消息内的过程数据，以基于所述数据消息内的所述过程数据确定是否存在由所述多个规则中的任何规则定义的异常，其中，所述异常引擎在基于所述规则中的一个规则识别出异常时，针对所确定的异常创建异常记录，并且将所述异常记录存储在异常记录数据库中；
事件监视器，通信地连接到外部系统和所述异常引擎，其中，所述事件监视器被配置为检测所述外部系统内的条件，并且将关于所述外部系统内的所述条件的外部信息发送到所述异常引擎，并且其中，所述异常引擎基于来自所述事件监视器的所述外部信息检测一个或多个另外的异常，并且针对所述一个或多个另外的异常创建一个或多个另外的异常记录，并将所述一个或多个另外的异常记录存储在所述异常记录数据库中；以及
检查接口，使得用户能够检查由所述异常引擎识别的并且作为所述异常记录和所述另外的异常记录存储在所述异常记录数据库中的所述异常和所述另外的异常。


2.根据权利要求1所述的质量检查系统，其中，所述外部系统是过程控制系统，并且所述事件监视器检测所述过程控制系统内的事件。


3.根据权利要求1所述的质量检查系统，其中，所述事件监视器经由OPC接口通信地连接到所述外部系统，并且经由所述OPC接口接收关于所述外部系统的OPC数据。


4.根据权利要求3所述的质量检查系统，其中，所述事件监视器经由所述OPC接口从所述外部系统接收OPC警报和事件数据。


5.根据权利要求1所述的质量检查系统，其中，所述异常引擎在第一服务器中执行，并且其中，所述事件监视器在所述第一服务器中执行。


6.根据权利要求1所述的质量检查系统，其中，所述异常引擎在第一服务器中执行，并且其中，所述事件监视器在不同于所述第一服务器的第二服务器中执行。


7.根据权利要求1所述的质量检查系统，其中，所述事件监视器从所述外部系统接收外部系统数据，并且对来自所述外部系统的所述外部数据执行处理以确定与所述外部系统相关联的一个或多个条件。


8.根据权利要求1所述的质量检查系统，其中，所述异常引擎使用所述规则数据库内的一个或多个规则来分析来自所述事件监视器的、关于所述过程内的所述条件的所述外部信息，以检测所述一个或多个另外的异常。


9.根据权利要求1所述的质量检查系统，其中，所述外部系统是安全仪表系统，并且所述事件监视器分析安全仪表数据。


10.根据权利要求1所述的质量检查系统，其中，所述外部系统是维护系统，并且所述事件监视器分析来自所述维护系统的维护数据。


11.一种在监视过程的操作中使用的监视系统，包括：
运行时监视应用，存储在存储器中并且适于在处理器上执行，所述运行时应用包括：
存储配置的配置存储器，所述配置包括多个规则，其中，所述多个规则中的每个规则包括对要在所述过程内检测的一个或多个预定义事件进行定义的逻辑定义；
通信接口，适于被通信地连接以接收包括所述多个规则的配置，并且适于通信地连接到外部数据源以从所述外部数据源接收数据消息，以及
逻辑引擎，在所述过程的运行时期间操作以使用所述多个规则来处理来自所述外部数据源的一个或多个数据消息内的过程数据，以便确定是否存在由所述多个规则中的任何规则定义的预定条件，其中，所述逻辑引擎在识别出由所述多个规则中的一个规则定义的预定条件的存在时，创建标识所述预定条件的消息，并且将所述消息发送到外部接收方，以及
配置应用，存储在存储器中并且适于在处理器上执行，用以使得用户能够创建所述配置，包括使得所述用户能够创建要在所述逻辑引擎中实现的所述多个规则中的每个规则，并经由所述通信接口将所述配置提供给所述运行时应用。


12.根据权利要求11所述的监视系统，还包括OPC接口，其中，所述运行时监视应用通信地耦合到所述OPC接口以使用OPC协议接收数据消息，并且其中，所述规则引擎使用所述多个规则来处理OPC数据消息内的数据。


13.根据权利要求12所述的监视系统，其中，所述配置内的所述多个规则指定要由所述OPC接口检测的数据或事件的组合，并且其中，所述运行时应用将所述OPC接口配置为：当所述OPC检测到数据或事件的组合时，将指示预定条件的数据消息发送到所述运行时应用。

【专利技术属性】
技术研发人员：J·B·基德，M·S·斯特兰奇韦奥查德，T·A·库克，
申请(专利权)人：费希尔罗斯蒙特系统公司，
类型：发明
国别省市：美国;US