化工生产监视制造技术

本教导涉及一种用于监视用于在工业工厂处制造化学产品的生产过程的方法，该方法包括：提供包括输入材料数据的上游对象标识符，从设备区域中的一个或更多接收实时过程数据；基于上游对象标识符和区域存在信号确定实时过程数据的子集；基于实时过程数据的子集和历史数据计算与上游对象标识符相关的化学产品的至少一个区域特定性能参数；将至少一个区域特定性能参数附加到上游对象标识符。本教导还涉及用于监视生产过程的系统、数据集、用途、用于生成数据集的方法及其软件程序。于生成数据集的方法及其软件程序。于生成数据集的方法及其软件程序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】化工生产监视


[0001]本教导一般涉及计算机辅助化工生产。

技术介绍

[0002]在工业工厂中，输入材料被处理以制造一种或更多种产品。因此，所制造产品的特性取决于制造参数。通常希望将制造参数与产品的至少一些特性相关，以确保产品质量或生产稳定性。
[0003]在过程工业或工业工厂(诸如化学或生物生产工厂)内，一种或更多种输入材料使用生产过程进行处理，以生产一种或更多种化学或生物产品。过程工业中的生产环境可能是复杂的，因此产品的特性可根据影响所述特性的生产参数的变化而变化。通常，特性对生产参数的相关性可能是复杂的，并且与对不同参数的一种或更多种组合的进一步相关性交织在一起。在一些情况下，生产过程可能分为更多阶段，这会使问题进一步恶化。因此，生产具有一致和/或可预测质量的化学或生物产品可能具有挑战性。
[0004]为了保持化学产品的质量一致，可以执行质量控制。质量控制通常涉及在生产过程之后或生产过程期间收集一份或多份化学产品样本。然后对样本执行分析，并且然后根据需要采取纠正措施。为有效起见，可能需要定期收集样本，并且样本应能代表化学产品的统计变化。取决于生产过程中发生变化的频率，可能需要调节质量控制的频率。因此，质量控制可能既昂贵又耗时。
[0005]此外，与离散处理相比，化学或生物处理(诸如连续、活动或批量)可以提供大量的时间序列数据。然而，经由传统时间序列方法进行机器学习已被证明不太实用，因为很难根据整个价值链的横向集成的需要来集成数据。特别地，简单而有意义的数据交换或标准化可能会带来重大问题。
[0006]因此，需要一种方法来提高在理想情况下从桶到最终产品的整个价值链的质量和生产稳定性。

技术实现思路

[0007]至少一些现有技术固有的问题将被示出由所附独立权利要求的主题来解决。至少一些进一步有利的替代方案将在从属权利要求中概述。
[0008]当从第一角度看时，可以提供一种用于监视在工业工厂处制造化学产品的生产过程的方法，该工业工厂包括多个在物理上分离的设备区域，并且产品通过使用生产过程经由多个设备区域处理至少一种输入材料而制造，该方法至少部分地经由计算单元执行，该方法包括：
[0009]‑
经由接口提供包括输入材料数据的上游对象标识符；其中，输入材料数据指示输入材料的一种或更多种特性，
[0010]‑
在计算单元处从一个或更多设备区域接收实时过程数据；其中，实时过程数据包括实时过程参数和/或设备操作条件，
[0011]‑
基于上游对象标识符和区域存在信号，经由计算单元确定实时过程数据的子集；其中，区域存在信号指示在生产过程期间在特定设备区域处输入材料的存在，
[0012]‑
基于实时过程数据的子集和历史数据，经由计算单元计算与上游对象标识符相关的化学产品的至少一个区域特定性能参数；
[0013]‑
将至少一个区域特定性能参数附加到上游对象标识符。
[0014]申请人已经意识到，通过这样做，指示化学产品的质量的至少一个区域特定性能参数可以基本上在输入材料在上游设备区域中被处理的同时被确定。至少一个区域特定性能参数可以例如作为元数据附加到上游对象标识符。因此，化学产品的质量度量因此经由至少一个区域特定性能参数在运行中被评估。此外，质量度量与用于生产特定化学产品的输入材料数据附加或附接到一起。高度相关的数据因此被封装在上游对象标识符中。这不仅可以允许高度针对性的质量控制，而且可以将有价值的质量度量与对所述质量度量有影响的数据关联到一起。如果需要，它可以允许验证和控制即时监视。此外，附加到对象标识符的数据变得与机器学习方法高度相关，其中一些将在本公开中讨论。当输入材料处于上游设备区域时，可以例如提供上游对象标识符。
[0015]应当理解，上游设备区域的实时过程数据的子集响应于指示输入材料处于上游设备区域的区域存在信号而确定。
[0016]历史数据可以包括过去的过程数据和/或将至少一个历史区域特定性能参数与过程数据相关联的质量控制数据。
[0017]计算单元可以例如使用分析计算机模型以便计算至少一个区域特定性能参数。
[0018]根据一个方面，历史数据包括来自与例如在上游设备区域中的先前处理的输入材料有关的一个或更多历史上游对象标识符的数据。
[0019]在一些情况下，历史对象标识符可能来自具有类似生产的其它上游区域，在这些区域中处理过去的输入材料，因此来自这种区域的这种历史对象标识符可能是可用的。
[0020]因此，可以利用来自先前或历史上游对象标识符的数据以便计算至少一个区域特定性能参数。如在此所公开的对象标识符允许经由它们的输入材料数据将至少特定材料特性与对应的在历史上确定的区域特定性能参数相关联。可以利用对象标识符数据来计算正在处理的输入材料的至少一个区域特定性能参数。
[0021]根据另一方面，历史上游对象标识符中的至少一个历史上游对象标识符附加有过程数据的至少一部分，该过程数据指示处理先前处理的输入材料在例如上游设备区域中的过程参数和/或设备操作条件。
[0022]因此，一个或更多历史对象标识符还可以包括它们的过程数据的子集，可以利用过程数据的子集将关系与其性能参数以及相应的过去输入材料的特性相关联。
[0023]因此，当结合起来时，可以提供一种用于监视在工业工厂处制造化学产品的生产过程的方法，该工业工厂包括多个物理上分离的设备区域，并且产品通过使用生产过程经由多个设备区域处理至少一种输入材料而制造，该方法至少部分地经由计算单元执行，该方法包括：
[0024]‑
经由接口提供包括输入材料数据的上游对象标识符；其中，输入材料数据指示输入材料的一种或更多种特性，
[0025]‑
在计算单元处从一个或更多设备区域接收实时过程数据；其中，实时过程数据包
括实时过程参数和/或设备操作条件，
[0026]‑
基于上游对象标识符和区域存在信号，经由计算单元确定实时过程数据的子集；其中，区域存在信号指示在生产过程期间在特定设备区域处输入材料的存在，
[0027]‑
基于实时过程数据的子集和历史数据，经由计算单元计算与上游对象标识符相关的化学产品的至少一个区域特定性能参数；其中历史数据包括来自与上游设备区域中先前处理的输入材料相关的一个或更多历史上游对象标识符的数据，并且其中历史上游对象标识符中的至少一个历史上游对象标识符附加有过程数据的至少一部分，该过程数据指示先前处理的输入材料在上游设备区域中处理的过程参数和/或设备操作条件，
[0028]‑
将至少一个区域特定性能参数附加到上游对象标识符。
[0029]因此，至少一个，优选地每个历史对象标识符可以封装该过程数据，在该过程数据下处理相应的先前输入材料以生产或处理相应的化学产品，因此在此公开的历史数据是高度相关但简明的数据集，其可用于在生产期间执行一个或更多性能参数的计算。因此，它不仅可以提高化学产品的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于监视用于在工业工厂处制造化学产品的生产过程的方法，所述工业工厂包括多个在物理上分离的设备区域，并且所述产品通过使用所述生产过程经由所述多个设备区域处理至少一种输入材料而制造，所述方法至少部分地经由计算单元执行，所述方法包括：
‑
经由接口提供包括输入材料数据的上游对象标识符；其中，所述输入材料数据指示所述输入材料的一种或更多种特性，
‑
在所述计算单元处从所述设备区域中的一个或更多接收实时过程数据；其中，所述实时过程数据包括实时过程参数和/或设备操作条件，
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基于所述上游对象标识符和区域存在信号，经由所述计算单元确定所述实时过程数据的子集；其中，所述区域存在信号指示在所述生产过程期间在特定设备区域处所述输入材料的存在，
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基于所述实时过程数据的所述子集和历史数据，经由所述计算单元计算与所述上游对象标识符相关的所述化学产品的至少一个区域特定性能参数；
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将所述至少一个区域特定性能参数附加到所述上游对象标识符。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述历史数据包括来自与先前处理的输入材料相关的一个或更多历史上游对象标识符的数据。3.根据权利要求2所述的方法，其中，至少一个所述历史上游对象标识符附加有历史过程数据的至少一部分，所述历史过程数据指示处理先前处理的输入材料的所述过程参数和/或设备操作条件。4.根据权利要求1至3中任一项或多项所述的方法，其中，所述方法还包括：
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将所述实时过程数据的所述子集的至少一部分附加到所述上游对象标识符。5.根据权利要求1至4中任一项或多项所述的方法，其中，经由所述计算单元通过执行区域
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时间变换来生成所述区域存在信号，所述变换将与所述输入材料相关的至少一种特性映射到所述特定设备区域，诸如经由来自所述实时过程数据的一个或更多时间相关信号。6.根据权利要求1至5中任一项或多项所述的方法，其中，至少一个区域特定性能参数的计算使用采用所述历史数据训练的至少一个机器学习(“ML”)模型来执行。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述ML模型被配置为提供至少一个置信度值，所述置信度值指示用于至少一个区域特定性能参数的计算的置信度水平。8.根据权利要求7所述的方法，其中，优选在用于所述生产过程的控制系统处响应于所述至少一个区域特定性能参数的计算或预测的所述置信度水平低于准确度阈值而生成警告信号。9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，响应于所述至少一个区域特定性能参数的计算或预测的所述置信度水平低于准确度阈值或响应于所述警告信号自动生成采样对象标识符，所述采样对象标识符与当所述置信度水平准确度超过所述准确度值时或前后处于该相应区域的所述材料相关。10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，响应于所述警告信号执行至少一次实验室分析，优选地对处于与所述警告相关的该相应区域处的所述材料执行所述分析。11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述分析的日期和/或结果被附加到所述采样
对象标识符，优选地来自所述采样对象标识符的数据被包括在所述历史数据中以用于经由所述计算单元的未来计算。12.根据权利要求9至11中任一项或多项所述的方法，其中，所述采样对象标识符附加有测试类型数据，所述测试类型数据指示对与所述采样对象标识符对应的相应材料或化学产品执行的一种或更多种测试或分析的种类。13.根据权利要求9至12中任一项或多项所述的方法，其中，所述采样对象标识符附加有工具类型数据，所述工具类型数据指示应当用于对与所述采样对象标识符对应的所述相应材料或化学产品执行至少一种测试或分析的一种或更多种装置或工具和/或测试材料。14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述采样对象标识符附加有用于执行测试或分析的装置或工具中的至少一种装置或工具的测试配置数据。15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述测试配置数据被至少部分地自动提供给相应的一种或更多种装置或工具中的至少一种装置或工具。16.根据权利要求14或15所述的方法，其中，所述测试配置数据至少部分地包括可由用户使用以至少部分地执行所述测试或分析中的至少一个的测试配方。17.根据权利要求1至16中任一项或多项所述的方法，其中，所述更多在物理上分离的设...

【专利技术属性】
技术研发人员：CA，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：