配方指令步骤及来自外部逻辑的配方输入组成比例

本发明专利技术提供配方指令步骤及来自外部逻辑的配方输入。一种产生由批处理过程在自动化制造环境中执行的产品配方的方法，所述产品配方与多个动作、集合的过渡及集合的参数相关，及所述多个动作定义多个逻辑水平，包括阶段水平（所述批处理过程在该阶段水平与设备互动）；所述方法包括接收程序定义（所述程序定义指定所述多个动作）、接收事务定义（所述事务定义指定所述集合的过渡，使得所述集合的过渡中的每个过渡与所述多个动作中的两个或多个动作发生联系）以及接收所述集合的参数。接收所述集合的参数的步骤包括接收至少一个动态输入参数，所述动态输入参数在不从所述配方或与所述配方的阶段水平相关的操作员提示获得值的情况下，分解为所述的值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及过程控制网络，尤其涉及支持任何配方层次水平的预定义指令集合及动态输入参数的批处理执行环境。
技术介绍
过程控制系统_如那些利用批处理技术来生产大量药品、化学品、饮品、油漆或任 何其他产品的过程控制系统_ 一般包括一个或多个集中式过程控制器，所述集中式过程控 制器与一个或多个现场设备通信连接，所述现场设备可能是(例如)阀定位器、开关及传感 器(例如温度传感器、压力传感器及流率传感器等等)。这些现场设备可能是(例如)阀、 泵、混合单元等控制设备，它们可以在过程控制系统中发挥过程控制功能(比如开启或关 闭阀、开启或关闭泵或混合单元等等)，也可以在过程控制系统中进行测量以用于控制过程 的操作，还可以在过程控制系统中执行任何其他需要的功能。 一般而言，所述过程控制器接 收一个或多个现场设备所进行的测量的信号及/或关于所述现场设备的其他信息，并使用 这些信息来实施典型地复杂的控制例程，然后产生控制信号并通过信号线或总线传送至所 述现场设备，以控制所述过程控制系统的操作。 此外，所述过程控制器一般通过数据高速通道(比如以太网总线)连接到一个或 多个工作站及其他设备。这些其他设备典型地运行其他应用程序或编程，这些应用程序或 编程使用由所述一个或多个控制器提供的所述信息以提供其他过程控制功能，比如向所述 控制例程提供用户界面、允许所述控制例程的更改或更新、与所述现场设备界面连接、存储 历史过程控制数据、控制或限制用户存取等等。在有些大型过程控制系统中，位于遥远地点 的一个或多个工作站可以通过进一步的通信网络连接到所述数据高速通道，比如通过网络 连接、人造卫星或蜂窝通信链接、无线电链接(如用于无线以太网连接的无线电链接)等等 连接到所述数据高速通道。 生产批量的产品的过程控制系统典型地包括图形界面，这使用户(例如工程师) 能够定义及存储一个或多个基本产品配方、批处理参数、设备清单等等。这些基本产品配方 典型地包括一序列的过程步骤，这一序列过程步骤中的每个过程步骤与一特定设备清单有 关或绑定到一特定设备清单。在将配方过程步骤绑定到特定设备时，用户(例如工程师) 在所述配方的批处理执行之前明确地定义应使用哪个过程控制设备来执行所述配方的每 个过程步骤。此外，所述过程步骤中的每个过程步骤可能要求用户(例如操作员)定义一 个或多个输入/输出(I/O)批处理参数值，所述输入/输出(I/O)批处理参数值在批处理 的执行期间用于控制设备操作的次序及/或时间、设置告警极限、设置目标控制值(例如设 定值)等等。这些输入/输出(I/O)参数值可能与发送到或接收自所述过程控制系统中的 一个或多个现场设备的输入及输出有关，或可选择地，这些输入/输出(I/O)参数值可能是 在批处理的执行期间由所述过程控制系统产生的中间值或计得值。因此，在定义批处理时， 用户(例如操作员)典型地使用所述图形界面来选择一基本产品配方(包括将所述配方的 过程步骤绑定到过程控制设备的规格)及指定需在所述批处理的执行期间使用的参数值。例如，在一产生批量的油漆的控制系统中，用户(例如操作员)可以与所述图形界面互动以 选择一基本油漆配方(例如选择乳胶半光泽外表层漆)，而且可以指定参数值，使得能够生 产100加仑批量的特定颜色的乳胶半光泽外表层漆。 仅作为例子，一基本油漆配方可以包括一个或多个将着色剂或其他物质添加到一 基本油漆混合物的过程步骤，而且可以进一步包括附加的将这些着色剂或其他物质机械地 混和到所述基本油漆混合物中的过程步骤。所述混和及混合过程步骤或与所述基本油漆混 合物相关的任何其他过程步骤可以绑定到所述过程控制系统中的特定设备。例如， 一第一 混合步骤可以绑定到一第一混和器及一第二混合步骤可以绑定到一第二混和器，或可选择 地(如果需要)，所述第二混合步骤可以改为绑定到所述第一混和器。同样地，所述配方的 将着色剂添加到所述油漆混合物的每个过程步骤可以绑定到一特定着色剂分配设备。 此外，在定义批处理时，用户可以提供多种输入/输出参数值，比如混和时间、着 色剂用量等等，这些输入/输出参数值在所述批处理期间由所述过程控制系统用于执行所 述批处理所指定的过程步骤及实现期望的最终油漆产品。用户因此可以生产多种最终油漆 产品，包括生产多种颜色(如输入/输出参数值指定者)、多种基本油漆类别(如基本配方 指定者)的油漆产品。当然，由于传统的批处理定义技术也可以用于创建许多其他类别的 产品(比如药品、饮品、食品等等)，所述特定过程步骤、绑定到所述过程步骤的设备及所述 输入/输出参数值可以改变，使所述过程控制系统得以生产所期望的最终产品。 在最近几年，批处理执行环境已经变得复杂得多。例如，许多现代化的批处理过程工厂使用多个设备列车或使用实际执行一特定批处理运行所需要的多组合的操作连接 控制设备单元，从而运行几个平行的批处理。配方也已经变得更为冗长，每个程序步骤的复杂性因而增高。与此同时，测量设备现在获得批处理参数的更好的测量，并实时地或接近实 时地向控制器及操作员工作站报告这些测量。明确地说，这些测量设备可以迅速地及准确 地探测诸如温度过高、压力不足或特定化学物的浓度出乎意料地高等异常情况。可理解地， 操作员希望尽快对这些情况做出反应，以便减少产品损失以及避免发生有害情形。因此，在 控制批处理的任务变得越来越复杂之时，工业界需要从批处理执行环境获得更多灵活性。 此外，有些国家也已经经历了涉及某些制造方法的政府法规的更改。例如，美国食 品与药品管理局(Food and Drug Administration of the United States,FDA)最近开始 所谓过程分析技术(Process Analytic Technology, PAT)行动。过程分析技术(PAT) 行动的指定目标在于控制制造过程(除了控制最终制成产品之外)。为了遵守过程分析 技术(PAT)要求，制造过程必须能够在相应的制造过程的中间步骤确保品质，当然也必须 能够适当并及时地对所检测的情况做出响应。因此，由于经济及规章原因，现代化批处理执 行环境必须灵活。 不幸的是，现有的批处理执行技术及方法不能以经济划算的方式达到这些要求。 服务于批处理过程工厂的典型过程控制系统在专用数据库中维持配方信息。对于每个产 品，所述数据库存储一控制配方，该控制配方可以包括所述配方的程序结构、配方参 数、所述配方需要的设备单元清单以及其他配方信息。为了响应操作员指令或其他预定条 件，所述过程控制系统从所述数据库检索一特定控制配方，并将所述配方应用于一选定批 处理执行器，或将所述配方应用于负责根据所接收的配方执行一个或多个批处理运行的 子系统。每个批处理因而根据所接收的配方的指令及参数来执行。 在最近数年，工业界曾尝试提高批处理执行环境的灵活性。例如，艾默生过程控制有限公司(Emerson Process Management)制造的DeltaV 界面工具允许操作员促使配方的步骤之间的过渡，作为动态步骤变化(ActiveSt印Change)特征的部分。这个特征附加地允许操作员起动一配方的某个阶段的一个运行，作为一独立的批处理。然而，这个特征的这个方面只限于所述配方的原始定义。此外，人工操作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在自动化制造环境中产生由批处理过程执行的产品配方的方法，其中所述产品配方与多个动作、一集合的过渡以及一集合的参数相关，其中所述多个动作定义多个逻辑水平，包括一阶段水平，所述批处理过程在该阶段水平与设备互动，所述方法包括：接收一程序定义，所述程序定义指定所述多个动作；接收一事务定义，所述事务定义指定所述集合的过渡，其中所述集合的过渡中的每个过渡与所述多个动作中的两个或多个动作发生联系；以及接收所述集合的参数，包括：接收至少一个动态输入参数，其中所述动态输入参数在不从所述配方或与所述配方的阶段水平相关的一操作员提示获得一值的情况下，分解为所述的值。

【技术特征摘要】
US 2008-9-29 12/240,959一种用于在自动化制造环境中产生由批处理过程执行的产品配方的方法，其中所述产品配方与多个动作、一集合的过渡以及一集合的参数相关，其中所述多个动作定义多个逻辑水平，包括一阶段水平，所述批处理过程在该阶段水平与设备互动，所述方法包括接收一程序定义，所述程序定义指定所述多个动作；接收一事务定义，所述事务定义指定所述集合的过渡，其中所述集合的过渡中的每个过渡与所述多个动作中的两个或多个动作发生联系；以及接收所述集合的参数，包括接收至少一个动态输入参数，其中所述动态输入参数在不从所述配方或与所述配方的阶段水平相关的一操作员提示获得一值的情况下，分解为所述的值。2. 如权利要求1所述的方法，其中接收所述至少一个动态输入参数的步骤包括接收相 应于在所述批处理过程的执行期间由一外部实体供应给所述批处理过程的一值的所述至 少一个动态输入参数。3. 如权利要求2所述的方法，其中接收所述至少一个动态输入参数的步骤包括接收相 应于由一网络服务供应给所述批处理过程的一值的所述至少一个动态输入参数。4. 如权利要求2所述的方法，其中接收所述至少一个动态输入参数的步骤包括接收相 应于由一实验室信息管理系统LMS供应给所述批处理过程的一值的所述至少一个动态 输入参数。5. 如权利要求2所述的方法，其中接收所述至少一个动态输入参数的步骤包括接收由 在所述阶段水平之上与所述配方的所述多个逻辑水平的其中之一相关的一操作员提示供 应给所述批处理过程的一值的所述至少一个动态输入参数。6. 如权利要求1所述的方法，其中接收所述至少一个动态输入参数的步骤包括接收相 应于在所述批处理过程的执行期间产生的一报告参数的一值的所述至少一个动态输入参 数。7. 如权利要求6所述的方法，其中所述报告参数与所述配方的所述阶段水平相关。8. 如权利要求l所述的方法，所述方法进一步包括 接收与所述多个动作的其中之一相关的一报告参数的一选择；以及 使所选择的报告参数与所述配方的一输入参数发生联系。9. 如权利要求8所述的方法，进一步包括接收所选择的报告参数到所述多个动作中的另一个动作的一输入参数的一映射。10. 如权利要求1所述的方法，其中接收所述至少一个动态输入参数的步骤包括接收 相应于与一设备实体的一参数相关的一值的所述至少一个动态输入参数。11. 如权利要求10所述的方法，其中所述设备实体在运行时间期间由所述批处理过程 选择。12. 如权利要求1所述的方法，其中接收所述至少一个动态输入参数的步骤包括 接收一路径，所述路径指定一设备实体；以及接收一参数标识符，所述参数标识符指定所述设备实体的一参数。13. 如权利要求12所述的方法，其中接收指定所述设备实体的所述路径的步骤包括接 收对在所述批处理过程的执行期间动态地选择的一设备模块或一控制模块的其中之一的 一参考。14. 如权利要求12所述的方法，其中接收指定所述设备实体的所述路径的步骤包括接 收对一设备模块或一控制模块的其中之一的一特定参考。15. —种存储在一计算机可读媒介上作为一集合的指令的软件系统，所述软件系统根 据一配方在一制造环境中控制批处理过程的执行，所述系统包括一配方定义模块，用于接收所述配方的一定义，包括 一第一功能，以接收指定多个动作的一个第一数据集合；一第二功能，以接收指定所述多个动作中的至少两个动作之间的至少一个过渡的一个 第二数据集合；以及一第三功能，以接收指定所述配方的多个参数的一个第三数据集合，所述多个参数包 括至少一个动态参数，其中所述至少一个动态参数相应于在不需要一操作员查询的情况下 在所述批处理过程的执行期间自动地获得的一个值。16. 如权利要求15所述的软件系统，其中所述多个动作中的至少两个动作是阶段，每 个阶段指定一设备水平逻辑；及其中所述配方定义模块进一步包括一第四功能，以显示与所述至少两个阶段的其中第一个阶段相关的一清单的输出参数；一第五功能，以接收所述输出参数的其中之一到与所述多个动作中的另一个动作相关 的一输入参数的一个映射。17. 如权利要求16所述的软件系统，进一步包括一第六功能，以显示与所述至少两个阶段的其中第二个阶段相关的一清单的输入参数 及接收所述输入参数的其中之一的一个选择；一第七功能，以使在所述第五功能中接收的所述输入参数与在所述第六功能中选择的 所述输入参数的所述其中之一发生联系。18. 如权利要求15所述的软件系统，其中所述至少一个动态参数相应于一外部参数； 及其中所述动态参数包括一路径，以指定与所述外部参数相关的一实体； 一参数标识符，以指定与所述实体相关的所述外部参数。19. 如权利要求18所述的软件系统，其中所述实体是在所述批处理过程的执行期间选 择的一设备模块或一控制模块的其中之一；及其中所述路径使用一预定义操作数来指定一 当前选择的模块。20. 如权利要求18所述的软件系统，其中所述路径使用一设备模块或一控制模块的所 述其中之一的一个唯一标识符来指定在所述批处理过程的执行之前...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐马鲁基拉，威廉乔治厄文，戈弗雷罗兰谢里夫，图沙尔南达，
申请(专利权)人：费舍柔斯芒特系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]