预测故障分析制造技术

本发明专利技术公开了在过程控制系统中将候选因素与预测故障相关联的示例方法，装置及系统。该技术包括获取与对应于过程的特定因素相关联的值，并基于该值预测故障。确定对应于该预测故障的一组候选因素，并且显示该预测故障与来自该组的至少一个因素之间的相关。该显示的不同部分分别对应于该预测故障和该至少一个因素，并且可以通过将不同部分在进行时间对齐来指示该相关。对一个所示部分的修改可以导致其他部分的自动修改以维持该相关。用户可以选择显示一个或多个候选因素，并且指示特定部分的特定点以获得更多的细节。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及过程控制系统以及，更具体地是，涉及在过程控制系统中预测过程质量的方法和装置。
技术介绍
过程控制系统，像那些用于化学的，石油或其他过程的系统，典型地包括一个或多个过程控制器以及通过模拟、数字或组合的模拟/数字总线而通信的耦合于至少一个主机或操作员工作站及一个或多个现场设备的输入/输出(I/O)设备。现场设备，其可以是，例如，阀，阀定位器，开关及发射器(例如，温度、压强和流速传感器)，该现场设备在过程中执行过程控制功能，比如打开或关闭阀以及测量过程控制参数。过程控制器接收由现场设备发出的、指示过程测量的信号，处理这些信息来实施控制例程，并产生通过总线或其他通信线传送到现场设备以控制过程操作的控制信号。在这种方式中，过程控制器可以通过总线和/或其他通信链路来使用现场设备以执行和协调控制策略。来自现场设备和控制器的过程信息可以提供给一个或多个由操作员工作站(例如，基于处理器的系统)所执行的应用(即，软件例程，程序，等等)，以使操作员能够执行相对于该过程的所需功能，比如查看过程的当前状态(例如，通过图形用户界面)，评价过程，修改过程中的操作(例如，通过视觉对象图)，等等。许多过程控制系统还包括一个或多个应用站(例如，工作站)。通常情况下，这些应用站通过使用个人电脑，笔记本电脑，或通过局部区域网络(LAN)可通信耦合于控制器，操作员工作站，及过程控制系统内的其他系统的类似物来实现。每个应用站可以包括一个显示过程控制信息的图形用户界面，这些信息包括过程变量的值，与过程相关的质量参数的值，过程故障检测信息，和/或过程状态信肩、O通常情况下，在图形用户界面上显示的过程信息被限制于显示与该过程相关的每个过程变量的值。此外，一些过程控制系统可以描述一些过程变量之间的关系，以确定与该过程相关的质量指标。然而，在过程的最终产品不符合预定质量控制指标的情况下，只在最终产品的批量、过程、和/或组装完成之后，才分析过程和/或过程变量。由于在过程和/或批量完成后查看过程和/或质量变量，可以实现改进以改善后续产品的制造和/或加工。然而，这些改进可能无法补救当前已完成的、不符合规格的产品。
技术实现思路
这里描述在过程控制系统中将候选因素与预测故障相关联的示例方法，装置，及系统。一种示例性方法可包括获取与过程控制系统中被控制的过程相相应的过程控制信息(例如，与一个或多个测量变量或参数相关的一个或多个值，或其他过程控制信息)。这种示例性方法可包括基于所接收的过程控制信息预测故障。例如，可以在所预测的过程质量通过第一阈值时预测故障，其中，基于过程控制信息确定所预测的过程质量。在另一示例中，可以在所接收的特定测量变量的值的变化通过第二阈值时预测故障。该示例方法可附加地包括确定一组可能促成预测故障的候选因素(例如，测量变量，参数，和/或基于变量或参数的值的计算)，并由此引起该预测故障与至少一个来自该组的候选因素之间的相关的显示。一种将在过程控制系统中促成预测故障的因素进行相关的示例性装置包括与批量数据接收器通信连接的计算设备。该批量数据接收器可以通信地耦合于过程控制系统并配置为接收与过程控制系统中被控制的过程相对应的过程控制信息，比如与测量变量或参数相对应的值。该计算设备包括处理器和存储器，并且该存储器存储指令，该指令由该处理器执行以预测与由批量数据接收器所接收的过程控制信息相应的故障。例如，当特定测量变量的值的变化通过相应阈值时和/或当所预测的过程质量通过相应阈值时，预测该故障。该计算机可执行指令可以进一步可执行以确定一组促成该预测故障的候选因素，并引起该预测故障和该至少一个候选因素之间的相关的表示被显示在用户界面上。一种将在过程控制系统中促成预测故障的因素进行相关的示例系统包括批量数据接收器及与该批量数据接收器通信连接的处理器。该批量数据接收器可被配置为接收与过程相对应的过程控制信息，且该过程控制信息可包括一个或多个与特定测量变量或参数相关的值。该处理器可被配置为执行计算机可执行指令以引起与该过程相应的预测故障与特定测量变量或参数之间的相关的显示的呈现，其中该预测故障可以基于至少一部分由批量数据接收器接收的过程控制信息而确定。该显示可被呈现在用户界面上，并且该显示包括与该预测故障相对应的第一部分以及与该特定测量变量或参数相对应的第二部分。该显示的第一和第二部分在时间上对齐。附图说明图1是示出了包含着示例的操作管理系统的示例的过程控制系统的框图。图2代表用于示例批量的数据结构，该批量包含过程变量和质量变量。图3代表用于示例批量的数据结构，该批量包含过程变量和各自质量变量。图4是图1的示例的操作管理系统的功能图。图5是代表由图1的操作管理系统所广生的图标和/或图不的附图，该图标和/或图示被显示以确定过程控制系统中的故障的。图6示出了显示图1示例过程控制系统的示例流程图表的用户界面。图7示出了图6的、显示示例流程变化图的用户界面,该图包括用于图6的示例批量过程的未解释的和解释的变化图。图8示出了图7的、显示示例过程变化图的用户界面，该图包括总结分担面板。图9示出了图6的、显示示例分担图的用户界面，该图包括与图1过程控制系统相关的变量、未解释的和解释的过程变化。图10示出了图6的用户界面，该用户界面为图8和9的介质流变量显示了变化趋势图。图11示出了图6中的用户界面，该用户界面为图6的示例批量显示了质量预测图。图12示出了图6中的用户界面，该用户界面显示了在第一时间的示例微图表，该图表包括图9中一些变量的走势图和条形图。图13示出了图6的用户界面，该用户界面显示了在所选的第二时间的图12的示例微图表。图14A和14B示出了图6的用户界面，该用户界面为图12和13中的混和器温度过程变量显示了示例的走势图。图15，16A_16F，以及17A-17B是的示例方法的流程图，该方法可用于实施图1和/或4的示例的操作管理系统，示例用户界面，示例分析处理器，过程模型发生器，和/或显示管理器。图18是可用于实现本文所述的示例方法和装置的示例处理器系统的框图。图19示出了相应于预测故障的显示的示例图，该显示可被呈现在用户界面上。图20示出了相应于预测故障的显示的示例图，该显示可被呈现在用户界面上。图21是在过程控制系统中将候选因素与预测故障相关联的示例方法的流程图。具体实施例方式虽然以下描述的示例性方法和装置包括，除了其他组件，在硬件上被执行的软件和/或固件，但是应该指出这些实施例仅仅是说明性的而不应该被认为是限制性的。例如，可以设想这些硬件，软件，及固件组件中的任何或所有都可以完全在硬件上被实现，完全在软件上被实现，或在软件和硬件的任何组合上被实现。因此，虽然以下描述了示例性的方法和装置，但本领域的普通技术人员将容易地理解:所提供的实施例不是实现这种方法和装置的唯一方式。目前，过程控制系统提供过程控制信息的分析和/或统计分析。然而，这些系统使用离线工具确定可能影响最终产品质量的过程控制故障的原因及可能的纠正措施。这些离线工具可以包括工艺研究，实验室研究，商业研究，故障排除，流程改进分析，和/或六西格玛分析。尽管这些工具可以为后续产品修正该过程，但是这些工具不能在故障发生时修复和/或修正过程质量。因此，这些离线工具与过程控制条件相悖，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在过程控制系统中将候选因素与所预测故障相关联的方法，包括：获取与特定因素相关联的值，该特定因素与在过程控制系统中被控制的过程相对应；当以下至少一个情况时，预测对应于该过程的故障：该过程的预测质量通过第一阈值，该过程的该预测质量是基于该与特定因素相关联的值而确定，或者该特定因素的值的变化通过第二阈值；确定对应于所预测故障的一组候选因素，该组候选因素包括该特定因素；以及在与该过程控制系统通信连接的计算设备的用户界面上，显示与该组候选因素中的至少一个候选因素与所预测故障的相关。

【技术特征摘要】
2011.10.24 US 13/279,8811.一种在过程控制系统中将候选因素与所预测故障相关联的方法，包括: 获取与特定因素相关联的值，该特定因素与在过程控制系统中被控制的过程相对应； 当以下至少一个情况时，预测对应于该过程的故障: 该过程的预测质量通过第一阈值，该过程的该预测质量是基于该与特定因素相关联的值而确定，或者 该特定因素的值的变化通过第二阈值； 确定对应于所预测故障的一组候选因素，该组候选因素包括该特定因素；以及 在与该过程控制系统通信连接的计算设备的用户界面上，显示与该组候选因素中的至少一个候选因素与所预测故障的相关。2.如权利要求1的方法，进一步包括接收选择至少一个候选因素的指示，并且其中，基于该所接收的指示来显示至少一个候选因素与所预测故障的相关。3.如权利要求1的方法，其中，显示至少一个候选因素与所预测故障的相关包括，显示该组候选因素中的多于一个候选因素与所预测故障的相关。4.如权利要求1的方法，进一步包括同时显示该相关、对应于预测故障的该组候选因素的每个成员的指示、以及每个成员对于该预测故障的各自分担。5.如权利要求1的方法，其中显示至少一个候选因素与该预测故障的相关包括，显示至少一个候选因素与该预测故障的、基于时间的相关。6.如权利要求5的方法，其中，在用户界面上显示至少一个候选因素与预测故障的基于时间的相关包括: 在用户界面上同时显示，对应于预测故障的第一图形表示以及对应于至少一个候选因素的第二图形表示， 其中在用户界面上，第一图形表示上所指示的时间的特定实例与第二图形表示上所指示的时间的特定实例相对齐。7.如权利要求6的方法，进一步包括通过显示跨第一图形表示和第二图形表示两者的共同指示，来指示该时间的特定实例。8.如权利要求6的方法，进一步包括将第一图形表示和第二图形表示按照共同的时间刻度对齐。9.如权利要求6的方法，进一步包括: 接收用户指示，以修改第一图形表示的视图；以及 基于该用户指示，调整第一图形表示的视图和第二图形表示的视图，包括保持用户界面上显示的第一图形表示的视图与第二图形表示的视图之间的时间对齐。10.如权利要求6的方法,进一步包括显不与包含于第一图形表不或包含于第二图形表示的点相对应的至少一个细节，响应于用户选择该点或用户鼠标悬停于该点而发生至少一个细节的该显示。11.如权利要求1的方法，其中获得与该过程对应的特定因素相关联的值包括，获得对应于该过程的特定测量变量的值。12.如权利要求1的方法，其中获得与该过程对应的特定因素相关联的值包括，获得基于对应于该过程的参数值的计算的值。13.如权利要求12的方法，其中获得基于对应于该过程的参数值的计算的值包括以下至少一个: 获得与该参数对应的平均值的变化相对应的值， 获得与该参数对应的标准差的变化相对应的值，或者 获得与该参数的值的振荡频率的移位相对应的值。14.一种用于过程控制系统中将促成预测故障的候选因素进行关联的装置，包括: 通信连接于批量数据接收器的计算设备，该批量数据接收器通信地耦合于过程控制系统，并且被配置为接收与对应于过程控制系统中被控制的过程的特定因素相关联的值，该计算设备包括处理器和存储器，并且该存储器存储由该处理器执行的计算机可执行指令以: 当以下至少一个情况时预测发生在过程控制系统中的故障: 该过程的预测质量通过第一阈值，该过程的该预测质量是基于与该特定因素相关联的值而确定，或者 该特定因素值的变化通过第二阈值； 确定一组候选因素，该组候选因素包括该特定因素；以及 在用户界面上引发对该预测故障与该组候选因素的至少一个候选因素之间的相关的表不。15.如权利要求14的装置，进一步包括存储在该计算设备的该存储器上的额外的且可由该处理器执行的计算机可执行指令，以接收选择该至少一个候选因素的指示。16.如权利要求14的装置，其中至少一个候选因素包括一个以上的候选因素。17...

【专利技术属性】
技术研发人员：周玲，P·K·达利，R·B·哈韦科斯特，T·L·布莱文斯，W·K·沃杰茨尼斯，M·J·尼克松，C·J·沃雷克，P·R·慕斯顿，
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