DE102007043193A1

DE102007043193A1 - Kompakte Batch-Darstellungsverfahren zur Verwendung in Batch-Prozessen

Info

Publication number: DE102007043193A1
Application number: DE102007043193A
Authority: DE
Inventors: Christopher J. Austin Worek; Bruce Hubert Pflugerville Campney; William G. Austin Irwin; Christopher Austin Felts
Original assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Current assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Priority date: 2006-09-13
Filing date: 2007-09-11
Publication date: 2008-07-03
Anticipated expiration: 2027-09-12
Also published as: CN101145055A; GB2441877A; JP5646802B2; JP2008077654A; US9086695B2; US20110257767A1; GB0717766D0; CN103176459A; US7793292B2; HK1111234A1; GB2441877B; DE102007043193B4; US20080066019A1; CN103176459B; US20100280630A1; US7962227B2; HK1156709A1; CN101145055B

Abstract

Eine in einer verfahrenstechnischen Anlage eingesetzte Datenerfassungs- und Anzeigeanwendung im Zusammenhang mit einem Batch-Prozesssteuerungssystem stellt eine Benutzerschnittstelle bereit, die es einem Benutzer ermöglicht, schnell und einfach einen bestimmten Batch-Prozess oder Batch-Durchlauf zu prüfen, um separate Batch-Durchläufe zu vergleichen und/oder um zu bestimmen, ob der bestimmte Batch-Durchlauf von einer Norm abweicht, ohne manuelle Datenbearbeitungen in großem Umfang vornehmen zu müssen. Zu diesem Zweck stellt die Benutzerschnittstelle eine kompakte grafische Darstellung eines Batches bereit oder erzeugt diese, wobei eine Anzahl unterschiedlicher Typen von Batch-bezogenen Daten mit gegenseitigem Bezug aufeinander in einer Weise wiedergegeben wird, die es einem Benutzer ermöglicht, den Betrieb des Batch-Durchlaufs entweder allein oder im Vergleich mit einem oder mehreren anderen Batch-Durchläufen einfach einzusehen oder zu verstehen. Allgemein ausgedrückt schließt die kompakte Batch-Ansicht eine Anzahl von grafischen Schichten ein, die in einer Anzeige überlagert oder versetzt sind, wobei jeder der Schichten unterschiedliche Typen von Informationen zum Batch-Betrieb bereitstellt, die untereinander zeitlich synchronisiert sind. Eine Basisschicht der kompakten Batch-Ansicht kann die Dauer des Batches von einer Aktivierungszeit bis zu einer Deaktivierungszeit beschreiben oder angeben, während unterschiedliche Aspekte der prozeduralen Elemente, Schritte oder ...

Description

Technologisches Gebiet
Diese Erfindung betrifft generell Prozesssteuerungsnetze und insbesondere eine Batch-Anzeigeeinrichtung, die Informationen mit Bezug auf in einer verfahrenstechnischen Anlage implementierte Batch-Prozesse abruft und anzeigt.
Beschreibung des Stands der Technik
Prozesssteuerungsnetze, wie die in chemischen, erdölverarbeitenden und anderen Prozessen eingesetzten Netze, enthalten allgemein eine zentrale Prozesssteuerung, die mit einem oder mehreren Feldgerät(en) kommunikativ verbunden ist, die beispielsweise Ventilpositionierer, Schalter, Sensoren (wie z. B. Temperatur-, Druck- und Strömungssensoren) sein können usw. Diese Feldgeräte können physische Steuerungsfunktionen in der verfahrenstechnischen Anlage ausführen (wie z. B. das Öffnen oder Schließen eines Ventils), sie können Messungen in der verfahrenstechnischen Anlage zur Verwendung für die Steuerung des Betriebs der verfahrenstechnischen Anlage durchführen, oder sie können beliebige andere gewünschte Funktionen in der verfahrenstechnischen Anlage ausführen. Prozesssteuerungen sind mit Feldgeräten traditionell über eine oder mehrere analoge Signalleitungen oder Busse verbunden, die beispielsweise 4/20-mA-(Milliampere)-Signale zu und von den Feldgeräten führen können. In den vergangenen zirka zwanzig Jahren wurde vom Prozesssteuerungssektor eine Reihe von standardmäßigen, offenen, digitalen oder kombinierten digital-analogen Kommunikationsprotokollen entwickelt, wie z. B. die FOUNDATION^TM-FIELDBUS-(im Folgenden als „Fieldbus" bezeichnet), HART^®-, PROFIBUS^®-, WORLDFIP^®-, Device-Net^®- und CAN-Protokolle, die zur Implementierung von Kommunikationsvorgängen zwischen einer Steuerungsvorrichtung und Feldgeräten verwendet werden können. Allgemein ausgedrückt heißt dies, dass die Prozesssteuerung Signale empfängt, die Messungen angeben, die von einem oder mehreren Feldgerät(en) vorgenommen wurden, und/oder andere Informationen mit Bezug auf Feldgeräte, und sie verwendet diese Informationen zur Implementierung einer typischen komplexen Steuerungsroutine und erzeugt Steuerungssignale, die über Signalleitungen oder Busse zu den Feldgeräten gesendet werden, um dadurch den Betrieb der verfahrenstechnischen Anlage zu steuern.
Bestimmte Typen von Prozesssteuerungsnetzen wie z. B. die in Batch-Prozessen verwendeten Netze weisen üblicherweise mehrere Gruppen wiederholt vorliegender Ausrüstungskomponenten auf, wobei jede Gruppe von Ausrüstungskomponenten so konzipiert ist, dass sie die gleiche oder ähnliche Hardware hat, die im Wesentlichen die gleiche Funktion in der verfahrenstechnischen Anlage ausführt. So kann eine Herstellungsanlage für Kekse beispielsweise mehrere Gruppen von Mischereinrichtungen haben sowie mehrere Gruppen von Backeinrichtungen und mehrere Gruppen von Verpackungseinrichtungen, wobei einige oder alle der individuellen Mischer parallel arbeiten können und verbunden werden können, um in Serie mit einigen oder allen der Backeinrichtungen und der Verpackungseinrichtungen zu arbeiten. In einem derartigen System ist es üblich, den gleichen allgemeinen Steuerungsalgorithmus bzw. die gleiche Steuerungsroutine zu verwenden, um den Betrieb einer beliebigen bestimmten Gruppe wiederholt vorliegender Ausrüstungskomponenten zu steuern, um das gleiche Produkt herzustellen (entsprechend der Definition durch ein spezifisches Batch-Rezept). Normalerweise führt jede derartige Batch-Steuerungsprozedur eine Anzahl unterschiedlicher Schritte oder Stufen sequenziell aus, wobei die erste Stufe beendet wird, bevor die zweite Stufe begonnen wird usw. In der vorstehend beschriebenen Herstellungsanlage für Kekse führt die Batch-Steuerungsprozedur somit eine erste Prozedur bzw. einen ersten Schritt aus, um die Mischereinrichtungen zu steuern; sie führt anschließend eine Prozedur aus, um an dem von den Mischereinrichtungen hergestellten Produkt die Backeinrichtung auszuführen; und sie führt anschließend eine dritte Prozedur aus, die die Verpackungseinrichtungen steuert, um das von den Backeinrichtungen hergestellte Produkt zu verpacken, wobei jeder Schritt eine endlichen Zeitraum erfordert.
Allgemein ausgedrückt heißt dies, dass Batch-Prozesse somit die Verwendung von Rohstoffen in Verarbeitungsschritten unter Verwendung von einem oder mehreren Ausrüstungsteil(en) beinhalten, um eine „Charge" (Batch) des Produktes zu erzeugen. Die Vorbereitung von Polyvinylchlorid ist ein Beispiel eines im industriellen Maßstab praktizierten Batch-Prozesses, wobei Polyvinylchlorid hergestellt wird, indem wesentlich kleinere Vinylchloridmoleküle polymerisiert bzw. zusammengefügt werden. Dieser Prozess wird ausgeführt, indem ein Batch-Reaktor bis zur korrekten Füllstandshöhe mit einer Mischung aus Vinylchlorid, Lösungsmittel und Polymerisations-Auslöser gefüllt wird, wobei die Mischung dann im Reaktor erhitzt und die entstehende Charge abgekühlt und die Charge gereinigt wird, indem verbliebene Anfangsmaterialien entfernt werden. Die Produktion von Polyvinylchlorid ist nur ein Beispiel eines Batch-Prozesses, und allgemein gibt es viele unterschiedliche Arten von Batch-Prozessen, einschließlich der zur Herstellung, Verteilung und Prüfung von Produkten verwendeten Batch-Prozesse sowie der nicht produktbezogenen Batch-Prozesse.
Ein Batch-Steuerungsstandard, der von der International Society for Measurement and Control verbreitet wird, einer internationalen Organisation, die sich mit Fragen der Prozesssteuerung befasst, trägt den Titel Batch Control Part 1 Models and Terminology und wird häufig als ISA S88 01-1995 Standard oder als eine seiner Aktualisierungen bezeichnet (im Folgenden hier als „S88 Standard" bezeichnet). Der S88 Standard definiert Modelle von Einrichtungen und Prozeduren zur Verwendung in automatisierten Batch-Prozessen, und er definiert eine bestimmte Terminologie zur Verwendung bei der Bezeichnung dieser Modelle und ihrer Elemente. Beispielsweise definiert der S88 Standard einen „Batch-Prozess" als einen Prozess, der zur Produktion endlicher Materialmengen führt, indem Mengen von Eingangsmaterial unter Verwendung von einem oder mehreren Ausrüstungsteilen) über einen endlichen Zeitraum einer geordneten Gruppe von Verarbeitungsvorgängen unterzogen werden. Als weiteres Beispiel ist ein „Batch" durch den S88 Standard definiert als das Material, das durch eine einzelne Ausführung eines Batch-Prozesses erzeugt wird bzw. erzeugt worden ist.
Batch-Verarbeitungseinrichtungen (z. B. steuerbare Elemente wie Ventile, Heizungen, Mischer) werden während eines Batch-Prozesses oder eines Batch-Durchlaufs gemäß vorgegebenen Prozeduren betrieben, um eine Charge (Batch) zu erzeugen. Alle derartigen Batch-Verarbeitungseinrichtungen werden hier synonym als Ausrüstung, Ausrüstungsmodule, Verarbeitungseinrichtungen und/oder physische Elemente bezeichnet. Die Prozeduren zum Betrieb derartiger physischer Module sind durch den S88 Standard oft als das „prozedurale Modell" bezeichnet. Gemäß dem S88 Standard ist das prozedurale Modell als hierarchische Ordnung von Prozeduren strukturiert, wobei die höchste Ebene jede der unteren Ebenen umfasst und die nächsthöhere Ebene jede der Ebenen darunter umfasst usw. Die besonders signifikanten Ebenen des prozeduralen Modells gemäß S88 sind, in absteigender Reihenfolge, „Prozeduren", „Einheitenprozeduren", „Operationen" und „Phasen". Die Begriffe „prozedurales Element" oder Batch-Unterprozeduren werden hier verwendet, um Ausführungsformen oder Implementierungen beliebiger dieser Ebenen des prozeduralen Modells gemäß S88 zu bezeichnen sowie beliebige andere hierarchische Definitionen einer Gruppe von Batch-Prozeduren.
Entsprechend der vorstehenden Angabe wird das signifikante prozedurale Element der höchsten Ebene gemäß S88 als Prozedur bezeichnet, die aus einer oder mehreren Einheitenprozeduren besteht. Jede Einheitenprozedur ist oder kann wiederum aus einer oder mehreren Operation(en) zusammengesetzt sein, die jeweils wiederum aus einer oder mehreren Phase(n) bestehen. Zudem schließt das prozedurale Modell gemäß S88 nicht die Definition und Verwendung anderer hierarchischer Ebenen in bestimmten Anwendungen aus. Der S88 Standard und die hier erwähnten prozeduralen Elemente sollen ein umfassendes standardisiertes Modell für die Beschreibung der Prozeduren bereitstellen, die bei der automatisierten Batch-Prozesssteuerung befolgt werden, und diese Elemente sind nicht auf die vier vom S88 Standard definierten prozeduralen Elemente beschränkt.
Die unterschiedlichen prozeduralen Elemente eines Batches sind allgemein als Computerprogramme implementiert, die durch und in Datenverarbeitungseinrichtungen ausgeführt werden, einschließlich von Personal Computern, Workstations und programmierbaren Steuerungen. Die Ausführung eines typischen prozeduralen Elements ergibt eine elektrische oder optische Ausgabe der Datenverarbeitungseinrichtung, die zur Steuerung eines physischen Elements benutzt werden kann, wobei üblicherweise ein Ausgang der Datenverarbeitungseinrichtung direkt oder indirekt über ein LAN (Local Area Network) oder ein WAN (Wide-Area Network) mit dem physischen Element verbunden wird. Ein prozedurales Element führt eine zugeordnete oder zugewiesene Aufgabe aus, indem „Basic Control" mit Bezug auf mindestens ein physisches Element aufgerufen wird. Diese Art der Steuerung dient üblicherweise der Herstellung und Beibehaltung eines spezifischen gewünschten Zustands des physischen Elements. Basic Control würde beispielsweise den Start oder die Aufrechterhaltung eines Materialflusses in einem Speicherfachelement einschließen sowie das Erhitzen der Ausgangsmaterialien in einem Polyvinylchlorid-Reaktorelement usw. Praktisch führen die unteren Ebenen des prozeduralen Modells (d. h. die Phasen) die eigentliche Kommunikation mit den einbezogenen physischen Elementen durch, wobei Basic Control aufgerufen oder durchgeführt wird. Die höheren Ebenen des prozeduralen Modells sind im Wesentlichen Abstraktionen zur Verbesserung der Organisation und Struktur des prozeduralen Modells sowie des physischen Modells.
Weiter verwenden viele Batch-Systeme ein Zustandsmaschinenmodell als logisches Konstrukt, um den Zustand eines Batch-Prozesses oder eines Vorgangs zu beschreiben. Das Zustandsmaschinenmodell beschreibt oder definiert eine Anzahl von Prozesszuständen zusammen mit Maßnahmen, die Übergänge zwischen diesen Zuständen bewirken. Ein Zustandsmaschinenmodell eines Prozesses gilt als in einem bestimmten Zustand nach einem vorangegangenen Übergang in den betreffenden Zustand. Wenn ein bestimmtes Ereignis auftritt oder ein bestimmter Zustand gemeldet wird, führt das Zustandsmaschinenmodell einen Übergang in einen anderen Zustand durch, der dem bestimmten Ereignis oder dem gemeldeten Zustand entspricht. Zustandsmaschinenmodelle sind nützliche Verfahren zur Definition und Implementierung des Betriebs eines prozeduralen Elements eines Batch-Prozesses. Insbesondere leitet ein als Zustandsmaschine definiertes und implementiertes prozedurales Element einen Vorgang ein, beispielsweise wenn die ihm zugeordnete Zustandsmaschine einen Übergang aus einem älteren Zustand in einen neuen Zustand durchführt.
Selbstverständlich erlaubt der S88 Standard die Definition und Implementierung von prozeduralen Elementen entsprechend einem standardmäßigen Zustandsmaschinenmodell. Während der S88 Standard diesen Ansatz nicht vorschreibt, wurde dieser Ansatz in der Prozesssteuerungsbranche in breitem Maßstab übernommen, um einen höheren Interoperabilitätsgrad zwischen den Produkten verschiedener Anbieter zu ermöglichen. Eine derzeitige kommerzielle Anwendung des S88 Standards mit prozeduralen Elementen, die gemäß einem Zustandsmaschinenmodell definiert und implementiert sind, ist das DeltaV^TM-Batch-Produkt von Emerson Process Management. Bei DeltaV^TM-Batch läuft ein Server-Programm oder ein ausführbares Batch-Programm auf der Datenverarbeitungseinrichtung, die die verschiedenen prozeduralen Elemente ausführt. Das Server-Programm oder das ausführbare Batch-Programm koordiniert die Ausführung von prozeduralen Elementen gemäß einem oder mehreren Zustandsmaschinenmodell(en), sodass Prozeduren, entsprechende Einheitenprozeduren, entsprechende Operationen und entsprechende Phasen nacheinander mit ihren jeweiligen Schritten vom Server-Programm abgearbeitet werden. Weiter kann ein Batch-Campaign-Programm in Verbindung mit einer Benutzerschnittstelle verwendet werden, um eine Gruppe von verschiedenen Batch-Prozessen oder Batch-Durchläufen für die Ausführung in einer Anlage unter Verwendung der Anlagenausrüstung einzurichten. Während der Implementierung eines bestimmten Batch-Durchlaufs oder eines bestimmten Batch-Prozesses, z. B. wenn eine Phase vom Server-Programm initiiert wird, kommuniziert die Phase in jedem Fall die Initiierungsanforderung zur PLI (Phase Logic Interface) in einer programmierbaren Steuerung. Die programmierbare Steuerung führt anschließend die aktuelle Zustandslogik oder Steuerroutine für die Phase aus und stellt die angeforderte Prozesssteuerung über Kommunikationsvorgänge zur Prozessausrüstung bereit.
Wie ersichtlich ist, ist es wünschenswert, die Daten zu erfassen, die die historischen Ereignisse wiedergeben, aus denen die Abarbeitung eines Batch-Durchlaufs zusammengesetzt ist. Diese historischen Daten können beispielsweise bei der Bestimmung von Tendenzen in der Qualitätssicherung nützlich sein oder bei der Bestimmung, wann im Batch-Prozess eingesetzte Ausrüstungskomponenten gewartet werden müssen. Eine Anzahl von Datentypen ist potenziell nützlich für die Überprüfung der Qualität oder des Fortschritts eines Batch-Prozesses. Eine derartige Datenquelle sind kontinuierliche Daten, die von den verschiedenen Datenpunkten im Batch-Prozess während der Batch-Abarbeitung erzeugt werden. Ein Datenpunkt ist eine einzelne Quelle derartiger kontinuierlicher Daten, die einen Kontrollwert oder einen anderen Status oder eine Messung des Batch-Prozesses wiedergibt. Beispielsweise könnte eine bestimmte Ebene eines Materialflusses oder eine von einem Sensor gemessene Temperatur ein derartiger Datenpunkt sein. Eine aktuelle Einstellung eines Steuerventils, der Zeitpunkt einer Probenentnahme usw. können weitere Datenpunkte sein. Jeder derartige Datenpunkt kann einen kontinuierlichen Fluss von Datenwerten haben, die im Zeitverlauf von der damit zugeordneten Batch-Prozessanwendung abgerufen bzw. gesteuert werden. Die Ansammlung aller derartigen kontinuierlichen Daten, die während der Batch-Abarbeitung erzeugt werden, wird häufig von einem Batch-Verarbeitungssystem protokolliert. Diese Protokolleinträge enthalten normalerweise einen Zeitstempel und einen vorgegebenen Wert neben anderen Identifizierungsinformationen für den Datenpunkt, wie z. B. einem Kennzeichen (Tag) zur Identifizierung der Datenquelle.
Ein weiterer nützlicher Datentyp zur Überprüfung der Qualität bzw. des Fortschritts eines Batch-Prozesses sind Ereignisinformationen, die sich auf Informationen beziehen bzw. diese einschließen, die den Batch-Prozess anhand der Ausführung des prozeduralen Modells beschreiben. Beispielsweise bilden Batch-Ereignisse, die die Anfangs- und Endzeit einer bestimmten Phase oder einer bestimmten Operation, einer Einheitenprozedur oder einer Prozedur des prozeduralen Modells beschreiben, Ereignisinformationen. Ereignisinformationen schließen auch Prozessereignisse ein, einschließlich von Informationen, die durch die physischen Elemente des Batch-Prozesses oder durch einen Bediener erzeugt wurden. Insbesondere kann jedes Ausrüstungsmodul, jede Zelle usw. eines Prozesses Prozessereignisse erzeugen, die einen oder mehrere spezifische Vorgänge beim Anlaufen, beim Abbrechen oder bei der Ausführung einer bestimmten Phase angeben. Von der Prozessausrüstung erkannte Alarm- und Ereigniszustände sind weitere Beispiele von Prozessereignissen. Prozessereignisse können auch Informationen einschließen, die Bedieneränderungen beim Batch-Prozess betreffen, die während des Betriebs des Batch-Prozesses erfolgt sind.
Es ist sehr sinnvoll, diese verschiedenen Formen von Ereignisinformationen und kontinuierlichen Daten zu integrieren, um eine nachvollziehbare, verständliche Präsentation dieser Informationen für einen Benutzer des Batch-Prozesses bereitzustellen. Bei vielen derzeit verfügbaren Tools für Reports zur Qualität und zum Fortschritt des Batch-Prozesses kommt diese Integration jedoch deutlich zu kurz. Ein Benutzer muss generell die Integration unter Verwendung einer Vielzahl getrennter Werkzeuge manuell vornehmen. Bis zum begrenzten Ausmaß, indem derzeitige Lösungen eine derartige Integration bereitstellen, muss ein Benutzer ferner signifikante, detaillierte Konfigurationsinformationen bereitstellen, um es den Report-Programmen zu ermöglichen, die verschiedenen Typen und Quellen von Ereignisinformationen und kontinuierlichen Daten miteinander in Beziehung zu setzen. Viele derzeit in der Batch-Verarbeitung verwendete Werkzeuge erfassen beispielsweise kontinuierliche Daten von den Batch-Prozessen, während andere Werkzeuge dem Benutzer eine schwerfällige Schnittstelle zum Auffinden bestimmter Abschnitte relevanter Daten zur Verfügung stellen. Ein Benutzer kann beispielsweise ein Index-Tool verwenden, um einen Filter oder Trigger zu definieren, der erfasste Daten mit Bezug auf ein bestimmtes Ereignis oder eine Prozedur im Batch-Prozess findet. Der Filter oder Trigger kann beispielsweise einfach eine Anfangs- und Endzeit für Daten mit Bezug auf die Ausführung einer bestimmten Phase sein. In einigen Fällen kann die Definition komplexer sein und vom Benutzer verlangen, dass er andere Parameter angibt, die Daten mit Bezug auf ein bestimmtes prozedurales Element identifizieren.
Mit diesen Werkzeugen muss der Benutzer allgemein Konfigurationsinformationen bereitstellen, um relevante Ereignisse im Batch-Prozess zu definieren. Der Zugriff auf diese Informationen und ihre Konfiguration bringen oft eine komplexe Aufgabe für den Benutzer mit sich, die seitens des Benutzers signifikante Kenntnisse der relevanten Ereignisse und der wahrscheinlichen Eigenschaften von Daten mit Bezug auf diese relevanten Ereignisse voraussetzen. Unabhängig von der Komplexität der Filterdefinition für die Zuordnung von Daten zu einem prozeduralen Ereignis ist der Prozess der Definition derartiger Filter zur Zuordnung von Daten zu Batch-Ereignissen ferner ein weitgehend manueller Vorgang. Unter Verwendung dieser Werkzeuge muss der Benutzer im Wesentlichen Konfigurationsdaten eingeben, die ein bestimmtes Ereignis angeben sowie bestimmte Abschnitte kontinuierlicher Daten, die dem betreffenden Ereignis zugeordnet sind. Derartige manuelle Prozesse sind fehleranfällig, sodass die Beziehungen zwischen Ereignisinformationen und damit zusammenhängenden kontinuierlichen Daten inkorrekt hergestellt werden können. Ferner erfordern diese Werkzeuge, dass der Benutzer Kenntnisse der Struktur der gespeicherten Daten hat, und sie überlassen dem Benutzer die Verantwortung für die Erzeugung sinnvoller Beziehungen zwischen den Daten für ihre Präsentation. Auch wenn die Abfragemöglichkeiten der vorhandenen Verfahren signifikant sein mögen, stellen diese Verfahren allgemein wenig mehr bereit als ein „Frontend" einer relationalen Datenbank zum Zugriff auf Daten. Derartige Abfragevorgänge von Managementsystemen für relationale Datenbanken erfordern weiterhin vom Benutzer für die Präsentation der gewünschten Daten ein Verständnis der Beziehungen zwischen den verschiedenen Elementen gespeicherter Daten und die Erzeugung von sinnvollen Abfragen daraus.
Ein weiteres Problem mit vielen derzeitigen Batch-Verarbeitungswerkzeugen entsteht durch die Präsentation von Prozess- und Batch-Ereignisinformationen für einen Benutzer. Ein Batch-Historian-Programm ist ein System, das Batch-Ereignisinformationen mit Bezug auf ein Batch-Verarbeitungssystem erfasst und einem Benutzer präsentiert. Derzeitige Batch-Historian-Programme erzeugen jedoch allgemein tabulare, textgestützte Reports aus den tabularen Daten, oder bestenfalls erzeugen sie einfache lineare grafische Darstellungen von Trends bei Elementen der kontinuierlichen Daten. Derzeitige Batch-Historian-Merkmale von Batch-Verarbeitungssystemen stellen daher eine begrenzte Flexibilität bei der Präsentation der Daten für einen Benutzer bereit. Beispielsweise sind die Beziehungen zwischen Batch-Ereignissen oder Prozessereignissen und kontinuierlichen Daten schwer aus den tabularen, textgestützten Präsentationen derzeitiger Historian-Programme zu erkennen.
Die am 29. April 1999 eingereichte und als Patent Nr. 2,353,616 des Vereinigten Königreichs veröffentlichte US-Patentanmeldung Nr. 09/302,687 mit dem Titel „Methods and Structure for Batch Processing Event History Processing and Viewing", deren Offenbarung hiermit ausdrücklich als Bestandteil dieser Anmeldung übernommen wird, offenbart ein Batch-Anzeigesystem, das es einem Benutzer erleichtert, kontinuierliche Batch-Daten mit Bezug auf die verschiedenen prozeduralen Batch-Elemente oder -Ereignisse einzusehen. Insbesondere beschreibt das Patent einen Prozess eines Anzeige-Clients, der einem Benutzer eine signifikante Flexibilität bei der Betrachtung von Ereignisinformationen und Beziehungen zwischen den verschiedenen Ereignissen eines Batches ermöglicht, die aus der Ausführung einer Batch-Historie abgeleitet sind. Allgemein ausgedrückt heißt dies, dass der Anzeige-Client die Ereignisinformationen auf grafische Weise unter Verwendung von Gantt-Diagrammanzeigen (Balkenplänen) anzeigt, um Batches und damit in Zusammenhang stehende prozedurale hierarchische Ereignisse wiederzugeben. Die grafische Benutzerschnittstelle ermöglicht es einem Benutzer auch, ein so angezeigtes Ereignis zur Vertiefung auszuwählen und niedrigere Ebenen der hierarchischen Ereignisse einzusehen, aus denen das ausgewählte Ereignis zusammengesetzt ist. Eine Präsentation von hierarchisch niedrigeren Ebenen im textgestützten, tabularen Format, die das ausgewählte Ereignis beinhaltet, wird unterhalb der grafischen Gantt-Diagrammpräsentation ebenfalls in einem textgestützten, tabularen Format angezeigt. Diese Batch-Ansicht ermöglicht dem Benutzer die grafische Anzeige kontinuierlicher Daten zu protokollierten Datenpunkten auf eine Weise, die die kontinuierlichen Daten mit zugeordneten Ereignisinformationen in Beziehung setzt. Auch in diesem Fall wird die Batch-Anzeige jedoch in einem Gantt-Diagramm präsentiert, wodurch das Verständnis oder die Ansicht eines kompletten Batch-Prozesses auf eine für einen Benutzer sinnvolle oder zweckmäßige Weise erschwert sein kann.
Wie ersichtlich ist, ist es somit zur Ansicht des laufenden Betriebs eines Batches nicht möglich, zu einem beliebigen bestimmten Zeitpunkt eine einfache Momentaufnahme des Batch-Prozesses vorzunehmen und die Daten für einen Benutzer anzuzeigen, da der Batch-Prozess verschiedene unterschiedliche prozedurale Elemente hat, die auf unterschiedlichen Einrichtungen in der Anlage und zu unterschiedlichen Zeiten unter Verwendung unterschiedlicher Sollwerte, Einstellungen usw. ausgeführt werden können. Um einen Batch-Durchlauf einzusehen, muss der Benutzer dagegen zu unterschiedlichen Zeiten Daten des Batches mit Bezug auf die prozeduralen Ereignisse des Batches (d. h. die Subprozeduren und die Subprozesse in Zusammenhang mit dem Batch) überprüfen und analysieren, um dadurch in der Lage zu sein, den Betrieb des Batch-Durchlaufs zu verstehen. Während verschiedene Batch-Daten normalerweise während des Betriebs des Batch-Durchlaufs automatisch erfasst und gespeichert werden, werden unterschiedliche Datentypen generell durch unterschiedliche Subsysteme erfasst, und sie können dabei in unterschiedlichen Datenbanken gespeichert werden. Dieser Umstand erschwert dem Bediener eine umfassende Anzeige eines beliebigen bestimmten Batch-Prozesses. Daten wie Alarmdaten und Sensormessdaten, die von reellen Feldgeräten wie z. B. von Sensoren, Ventilen usw. im Batch-Prozess erhalten werden, sind beispielsweise normalerweise als Daten mit Zeitstempel in einem Data Historian gespeichert, und sie stehen vom Data Historian generell auf der Grundlage der Zeit zur Verfügung, zu der die Daten erfasst wurden. Eine unterschiedliche Datenbank, wie z. B. eine einer ausführbaren Batch-Routine zugeordnete Datenbank, kann jedoch die Anfangs- und Endzeiten eines Batch-Durchlaufs und die verschiedenen unterschiedlichen Subprozeduren oder prozeduralen Elemente im Batch-Durchlauf speichern.
Dennoch kann es wichtig und in einigen Fällen kritisch sein, dass ein Benutzer oder ein Bediener in der Lage ist, leicht den Betrieb eines Batches auf kompakte Weise einzusehen, z. B. auf eine Weise, die vom Benutzer nicht erfordert, dass er massive Mengen unaufbereiteter Daten durchläuft und einsieht, die während des Betriebs des Batches erfasst wurden. In vielen Fällen ist es wünschenswert, ein Batch schnell und einfach zu prüfen, um zu bestimmen, ob ein bestimmter Batch von einer Norm abweicht, wie z. B. von der durch ein „Golden Batch" definierten Norm. Derzeit erfordert die Lösung dieses Problems, dass der Benutzer Daten mit Bezug auf bestimmte während eines Batch-Durchlaufs erfasste Prozessvariablen überwacht und diese Batch-Parameter grafisch mit einer Norm vergleicht, um zu verstehen, ob der Batch-Prozess tatsächlich entsprechend der normalen Prozedur ausgeführt wird oder ob der Batch-Prozess auf eine Weise abgewichen ist, die die Ausgabe des Batches mindert, oder ob der Batch-Prozess auf eine Weise arbeitet, die angibt, dass der Batch-Prozess nicht mehr korrekt funktioniert.
Zusammenfassung
Eine Datenerfassungs- und -anzeigeanwendung in einem Prozesssteuersystem für eine verfahrenstechnische Anlage stellt eine Benutzerschnittstelle bereit, die es einem Benutzer ermöglicht, einen bestimmten Batch-Prozess oder Batch-Durchlauf schnell und einfach zu prüfen, separate Batch-Durchlaufe zu vergleichen und/oder zu bestimmen, ob der bestimmte Batch-Durchlauf von einer Norm abweicht, ohne viel manuelle Datenbearbeitungen vornehmen zu müssen. Insbesondere stellt die Benutzerschnittstelle eine kompakte grafische Wiedergabe eines Batches bereit oder erzeugt sie, wobei eine Anzahl unterschiedlicher Typen von Batch-bezogenen Daten miteinander zusammenhängend auf eine Weise dargestellt wird, die es einem Benutzer ermöglicht, den Betrieb des Batch-Durchlaufs entweder für sich allein oder im Vergleich mit einem oder mehreren anderen Batch-Durchlaufen leicht einzusehen bzw. zu verstehen.
Allgemein ausgedrückt heißt dies, dass die kompakte Batch-Ansicht eine Anzahl grafischer Schichten aufweist, die in einer Anzeige überlagert oder versetzt sind, wobei jede der Schichten unterschiedliche Informationstypen zum Batch-Betrieb bereitstellt, die zeitlich miteinander synchronisiert sind. Bei Bedarf kann eine Basisschicht der kompakten Batch-Ansicht die Dauer des Batches von seinem Start beschreiben oder angeben oder die Zeit bis zum Ende aktivieren oder die Zeit deaktivieren, während unterschiedliche Aspekte der prozeduralen Elemente, Schritte oder Stufen des Batch-Prozesses, wie z. B. gemäß der Angabe durch den S88 Standard, in einer oder mehreren zusätzlichen Schicht(en) dargestellt sein können. Ferner können Alarme, Warnhinweise, Ereignisse usw. sowie andere Informationen in einer oder mehreren anderen Schicht(en) platziert werden, und die verschiedenen Schichten können zusammen angezeigt werden, um eine kompakte grafische Ansicht des Batches bereitzustellen.
Bei Bedarf kann die kompakte grafische Ansicht eine Batch-Signatur für einen bestimmten Typ eines Batch-Prozesses oder für ein bestimmtes Batch-Rezept aufweisen. Eine derartige Batch-Signatur könnte als mathematische oder statistische Wiedergabe einer Anzahl unterschiedlicher Batch-Durchläufe entwickelt werden, die beispielsweise den Mittelwert oder die erwarteten Anfangs- und/oder Endzeiten der verschiedenen prozeduralen Elemente anzeigt, sowie statistische Zeiten, die verschiedenen Ereignissen, Alarmen usw. zugeordnet sind, die während des Batch-Durchlaufs auftreten, usw. Bei Bedarf kann die Batch-Signatur unter Verwendung von einem oder mehreren statistischen Messdaten aus tatsächlich erfolgten Batch-Durchläufen entwickelt werden oder aus modellierten Batch-Durchläufen oder aus beiden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine teilweise Blockdarstellung und teilweise schematische Darstellung eines Abschnitts eines Prozesssteuerungsnetzes, das eine Datenerfassungs- und -anzeigeeinrichtung aufweist, die zur Erzeugung und Anzeige einer kompakten Batch-Ansicht verwendet werden kann.
2 ist eine Blockdarstellung eines Computernetzes, das eine ausführbare Batch-Anwendung aufweist, die zur Implementierung mehrerer Batches in einer verfahrenstechnischen Anlage verwendet wird.
3 ist eine Blockdarstellung mit der Wiedergabe eines Protokollierungs- und Reportsystems der Batch-Historie, das einen Batch-Event-Historian zur Verwendung für die Erzeugung und Anzeige einer kompakten Batch-Ansicht aufweist.
4 ist eine erste beispielhafte Bildschirmanzeige, die von der in 1 wiedergegebenen Erfassungs- und Anzeigeeinrichtung für Batch-Daten erzeugt wird und die eine beispielhafte kompakte Batch-Ansicht für einen bestimmten Batch-Prozess wiedergibt.
5 ist eine erste beispielhafte Bildschirmanzeige, die von der in 1 wiedergegebenen Erfassungs- und Anzeigeeinrichtung für Batch-Daten erzeugt wird und die einen Bildschirm wiedergibt, der einen Vergleich mehrerer kompakter Batch-Ansichten ermöglicht, die unterschiedlichen Batch-Durchläufen eines Batch-Prozesses zugeordnet sind.
6 ist eine beispielhafte Bildschirmanzeige, die von der in 1 wiedergegebenen Erfassungs- und Anzeigeeinrichtung für Batch-Daten erzeugt wird und die eine statistische Batch-Signatur darstellt, die von aus mehreren Batch-Durchläufen eines Batch-Prozesses erfassten Batch-Daten erzeugt wird.
7 ist eine beispielhafte Bildschirmanzeige, die von der in 1 wiedergegebenen Erfassungs- und Anzeigeeinrichtung für Batch-Daten erzeugt wird und die die Verwendung der Leitfaltung in der kompakten Batch-Ansicht darstellt.
Detaillierte Beschreibung
Mit Bezug auf 1 weist ein Steuerungsnetz 10 einer verfahrenstechnischen Anlage eine Prozesssteuerung 12 auf, die mit zahlreichen Workstations 14 verbunden ist, und zwar beispielsweise über ein lokales Netzwerk (LAN) 15, das bei einem Beispiel eine Ethernet-Kommunikationsverbindung sein kann. Die Steuerung 12 ist auch über eine oder mehrere Eingangs-/Ausgangs-(I/O)-Einrichtung(en) (nicht dargestellt) und eine Gruppe von Kommunikationsleitungen und/oder einen Bus 18 mit Einrichtungen oder Ausrüstungen in einer verfahrenstechnischen Anlage (generell durch die Kennziffer 16 angegeben) verbunden. Die Steuerung 12, die lediglich als Beispiel der von Emerson Process Management vertriebene DeltaV^TM Batch-Controller sein kann, ist in der Lage, mit Steuerungselementen zu kommunizieren, wie z. B. mit Feldgeräten und Funktionsblöcken in Feldgeräten, die über die verfahrenstechnische Anlage 16 verteilt sind, um eine oder mehrere Prozesssteuerungsroutine(n) auszuführen, um dadurch die erwünschte Steuerung der verfahrenstechnischen Anlage 16 zu implementieren. Diese Prozesssteuerungsroutinen können kontinuierliche Prozesssteuerungsroutinen sein, aber sie werden hier als Batch-Prozesssteuerungsroutinen oder -Prozeduren beschrieben. Die Workstations 14 (die beispielsweise Personal Computer, Server usw. sein können) können von einem oder mehreren Techniker(n) oder Bediener(n) oder anderen Benutzern verwendet werden, um eine oder mehrere Prozesssteuerungsroutine(n) für die Ausführung durch die Steuerung 12 auszuführen, um mit der Steuerung 12 zu kommunizieren und um solche Prozesssteuerungsroutinen herunterzuladen, um Informationen in Zusammenhang mit der verfahrenstechnischen Anlage 16 während des Betriebs der verfahrenstechnischen Anlage 16 herunterzuladen und um auf sonstige Weise mit den beispielsweise von der Steuerung 12 ausgeführten Prozesssteuerungsroutinen zu kommunizieren. Zusätzlich kann ein Data Historian 19 mit dem LAN 15 verbunden sein und automatisch in der Anlage 16 einschließlich der Steuerung 12, der Feldgeräte und auch der Workstations 14 erzeugte Daten auf eine beliebige bereits bekannte oder erwünschte Weise erfassen und speichern.
Jede der Workstations 14 weist einen Speicher 20 zum Speichern von Anwendungen auf, wie z. B. von Anwendungen zum Konfigurationsdesign und zum Speichern von Daten wie von Konfigurationsdaten in Zusammenhang mit der Konfiguration der verfahrenstechnischen Anlage 16. Jede der Workstations 14 weist auch einen Prozessor 21 auf, der eine oder mehrere Anwendung(en) ausführt, die es unter anderem einem Benutzer ermöglichen, Prozesssteuerungsroutinen wie Batch-Steuerungsroutinen zu entwickeln, und diese Prozesssteuerungsroutinen für die Steuerung 12 herunterzuladen. Die Steuerung 12 weist ebenso einen Speicher 22 auf, um Konfigurationsdaten und Prozesssteuerungsroutinen, die für die Steuerung der verfahrenstechnischen Anlage 16 verwendet werden, zu speichern, und sie weist einen Prozessor 24 auf, der die Prozesssteuerungsroutinen zur Implementierung einer Prozesssteuerungsstrategie ausführt. Wenn die Steuerung ein DeltaV Batch-Controller ist, kann sie in Verbindung mit einer oder mehreren Anwendung(en) auf einer der Workstations 14 für einen Benutzer eine grafische Darstellung der Prozesssteuerungsroutinen in der Steuerung 12 bereitstellen, wobei die Steuerungselemente in der Prozesssteuerungsroutine dargestellt sind sowie die Art, in der diese Steuerungselemente konfiguriert sind, um die Steuerung der verfahrenstechnischen Anlage 16 bereitzustellen.
Bei dem in 1 wiedergegebenen beispielhaften Steuerungsnetz für eine verfahrenstechnische Anlage ist die Steuerung 12 über den Bus 18 mit zwei Gruppen von ähnlich konfigurierten Einrichtungen kommunikativ verbunden, wobei jede Gruppe von Einrichtungen eine Reaktoreinheit aufweist, die hier als Reactor_01(R1) oder Reactor_02(R2) bezeichnet ist, sowie eine Filtereinheit, die hier als Filter_01(F1) oder Filter_02(F2) bezeichnet ist und eine Trocknereinheit, die hier als Dryer_01(D1) oder Dryer_02(D2) bezeichnet ist. Reactor_01 weist einen Reaktorkessel 100 auf sowie zwei Eingangsventile 101 und 102, die verbunden sind, um Flüssigkeitseingangsleitungen zu steuern, die beispielsweise Flüssigkeit von einem Kopftank (nicht dargestellt) zum Reaktorkessel 100 bereitstellen, sowie ein Ausgangsventil 103, das verbunden ist, um den Flüssigkeitsstrom in den Reaktorkessel 100 über eine Flüssigkeitsausgangsleitung zu steuern. Eine Einrichtung 105, die ein Sensor, wie z. B. ein Temperatursensor, ein Drucksensor, ein Flüssigkeitsstandmesser usw., oder eine andere Einrichtung wie z. B. eine elektrische Heizung oder eine Dampfheizung sein kann, ist in dem Reaktorkessel 100 oder in seiner Nähe angeordnet. Der Reaktor Reactor_01 ist über das Ventil 103 mit dem Filter Filter_01 verbunden, das eine Filtereinrichtung 110 hat, die wiederum mit dem Trockner Dryer_01 verbunden ist, der eine Trocknereinrichtung 120 hat. Auf ähnliche Weise weist die zweite Gruppe von Einrichtungen den Reaktor Reactor_02 auf, der einen Reaktorkessel 200 hat sowie zwei Eingangsventile 201 und 202, ein Ausgangsventil 203 und eine Einrichtung 205. Der Reaktor Reactor_02 ist mit dem Filter Filter_02 verbunden, das eine Filtereinrichtung 210 hat, die wiederum mit dem Trockner Dryer_02 verbunden ist, der eine Trocknereinrichtung 220 hat. Die Filtereinrichtungen 110 und 210 und die Trocknereinrichtungen 120 und 220 können zusätzliche Steuerungselemente haben (wie z. B. Heizungen, Förderbänder und Ähnliches) sowie damit zugeordnete Sensoren usw. Bei Bedarf kann jede der Filtereinheiten Filter_01 und Filter_02, obwohl dies nicht dargestellt ist, mit jeder der Reaktoreinheiten Reactor_01 und Reactor_02 verbunden sein, während jede der Trocknereinheiten Dryer_01 und Dryer_02 mit jeder der Filtereinheiten Filter_01 und Filter_02 verbunden sein kann, sodass ein Batch-Durchlauf unter Verwendung von jeweils einem Reaktor, einem Filter und einem Trockner eine beliebige Kombination der in 1 wiedergegebenen Ausrüstung verwenden kann.
Entsprechend der Darstellung in 1 ist die Steuerung 12 über den Bus 18 mit den Ventilen 101–103, 201–203, mit den Einrichtungen 105, 205, mit den Filtern 110, 210 und mit den Trocknern 120 und 220 (und mit den anderen ihnen zugeordneten Einrichtungen) kommunikativ verbunden, um den Betrieb dieser Elemente (die Einheiten, Feldgeräte usw. sein können) zu steuern, um eine oder mehrere Operation(en) mit Bezug auf diese Elemente auszuführen. Derartige Operationen können beispielsweise das Füllen der Reaktorkessel oder Trockner einschließen sowie das Erhitzen des Materials in den Reaktorkesseln oder Trocknern, das Entladen der Reaktorkessel oder Trockner, die Reinigung der Reaktorkessel oder Trockner, den Betrieb der Filter usw. Selbstverständlich könnte die Steuerung 12 über zusätzliche Busse, über dedizierte Kommunikationsleitungen wie z. B. 4/20-mA-Leitungen, HART-Kommunikationsleitungen usw. mit den Elementen in der verfahrenstechnischen Anlage 16 verbunden sein.
Die Ventile, Sensoren und anderen in 1 wiedergegebenen Einrichtungen können ein beliebiger gewünschter Ausrüstungstyp sein, einschließlich beispielsweise von Fieldbus-Feldgeräten, standardmäßigen 4/20-mA-Feldgeräten, HART-Feldgeräten usw., und sie können mit der Steuerung 12 unter Verwendung eines beliebigen bereits bekannten oder gewünschten Kommunikationsprotokolls kommunizieren, wie z. B. des Fieldbus-Protokolls, des HART-Protokolls, des analogen 4/20-mA-Protokolls usw. Weiter können andere Einrichtungstypen auf beliebige gewünschte Weise mit der Steuerung 12 verbunden sein und von ihr gesteuert werden. Auch andere Steuerungen können beispielsweise über die Ethernet-Kommunikationsleitung 15 mit der Steuerung 12 und mit den Workstations 14 verbunden sein, um andere Einrichtungen oder Bereiche in Zusammenhang mit der verfahrenstechnischen Anlage 16 zu steuern, und der Betrieb derartiger zusätzlicher Steuerungen kann auf beliebige gewünschte oder bereits bekannte Weise mit dem Betrieb der in 1 wiedergegebenen Steuerung 12 koordiniert sein.
Allgemein ausgedrückt heißt dies, dass das in 1 wiedergegebene Prozesssteuersystem verwendet werden kann, um Batch-Prozesse zu implementieren, in denen beispielsweise eine der Workstations 14 eine ausführbare Batch-Anwendung ausführt, die unterschiedliche Batch-Durchläufe in der verfahrenstechnischen Anlage 16 implementiert und nach Möglichkeit koordiniert. Eine derartige Batch-Ausführungsmaschine 30 ist so dargestellt, dass sie in der in 1 wiedergegebenen Workstation 14a gespeichert ist, wobei selbstverständlich die Batch-Ausführungsmaschine 30 in anderen Workstations 14 gespeichert sein und dort ausgeführt werden könnte oder in anderen Computern, die auf beliebige gewünschte Weise – einschließlich beliebiger drahtloser Weisen – mit dem Bus 15 oder mit dem Bus 18 verbunden sind. Bei Bedarf kann in entsprechender Weise die Batch-Ausführungsmaschine 30 in verschiedene Komponenten unterteilt sein oder verschiedenen Komponenten zugeordnet sein, die in unterschiedlichen Computern oder Workstations in der verfahrenstechnischen Anlage 16 gespeichert sind und dort ausgeführt werden.
Die Batch-Ausführungsmaschine 30 ist generell eine Steuerungsroutine höherer Ebene, und sie kann eine Komponente aufweisen, die gemeinhin als „Batch Campaign Manager" bekannt ist, die es einem Benutzer ermöglicht, eine Anzahl von Batch-Durchläufen anzugeben, die in der verfahrenstechnischen Anlage ausgeführt werden sollen, und die eine Anzahl unterschiedlicher Batch-Durchlaufe oder Batch-Prozesse festlegt, die im Wesentlichen unabhängig voneinander im Steuerungsnetz 10 der verfahrenstechnischen Anlage betrieben werden sollen. Die Batch-Ausführungsmaschine 30 kann auch ausführbare Batch-Routinen oder -Anwendungen aufweisen, die die unterschiedlichen vom Campaign-Manager vorgegebenen Batch-Durchläufe implementieren und überwachen. Jeder derartige Batch-Durchlauf leitet den Betrieb von einer oder mehreren Prozedur(en), Einheitenprozedur(en), Operation(en), Phase(n) und anderen Unterteilungen eines Batches, die jeweils Subroutinen oder -Prozesse sind oder sein können, die an einer einzelnen Einheit betrieben werden, wie z. B. an einer der Reaktoreinheiten, Filtereinheiten, Trocknereinheiten oder an anderen Einrichtungen in der verfahrenstechnischen Anlage 16. Bei diesem Beispiel kann jede Einheitenprozedur (die Teil eines Batch-Durchlaufs ist, der generell auf einer der Workstations 14 ausgeführt wird) eine Reihe von Operationen ausführen, von denen jede eine oder mehrere Phase(n) auf einer physischen Einheit ausführen kann. Im Rahmen dieser Beschreibung sollen sich die Begriffe „Phasen", „Operationen", „Einheitenprozeduren" und „Prozeduren" auf diese durch den S88 Standard definierten prozeduralen Elemente beziehen, und somit ist eine Phase die an einer Einheit ausgeführte Aktion bzw. der Schritt niedrigster Ebene und wird normalerweise in einer der Steuerungen 12 implementiert oder ausgeführt; eine Operation ist eine Gruppe von Phasen, die eine bestimmte Funktion an der Einheit ausführt und die normalerweise über den Aufruf einer Reihe von Phasen in einer der Workstations 14 implementiert ist und dort ausgeführt wird; und eine Einheitenprozedur ist eine von einer oder mehreren an einer einzelnen Einheit ausgeführten Operation(en), die normalerweise als eine Gruppe von Operationsaufrufen in einer der Workstations 14 implementiert ist. Entsprechend ist eine Prozedur eine Gruppe von Einheitenprozeduren, die beispielsweise an unterschiedlichen physischen Einheiten in der verfahrenstechnischen Anlage 16 ausgeführt werden kann. Demzufolge kann jede Prozedur eine oder mehrere Einheitenprozedur(en) beinhalten, und jede Einheitenprozedur kann eine oder mehrere Phase(n) und/oder eine oder mehrere Operation(en) beinhalten. Auf diese Weise führt jeder Batch-Prozess unterschiedliche Schritte oder Stufen aus (z. B. Einheitenprozeduren), die zur Herstellung eines Produkts wie beispielsweise eines Nahrungsmittelprodukts, eines Arzneimittels usw. erforderlich sind.
Zur Implementierung unterschiedlicher Prozeduren, Einheitenprozeduren, Operationen und Phasen für eine individuelle Charge benutzt ein Batch-Prozess eine gemeinhin als Rezeptur bezeichnete Herstellanweisung, die die auszuführenden Schritte vorgibt sowie die Mengen und die Zeiten in Zusammenhang mit den Schritten und die Reihenfolge der Schritte. Schritte für eine Rezeptur können beispielsweise das Füllen eines Reaktorkessels mit den vorgesehenen Materialien oder Inhaltsstoffen einschließen, sowie das Mischen der Materialien im Reaktorkessel, das Erhitzen der Materialien im Reaktorkessel auf eine bestimmte Temperatur über einen bestimmten Zeitraum und die anschließende Reinigung des Reaktorkessels zur Vorbereitung für die nächste Charge, den Betrieb eines Filters zum Filtern der Ausgabe eines Reaktors und den anschließenden Betrieb eines Trockners zum Trocknen des im Reaktorkessel erzeugten Produkts. Jeder Schritt der Serie von Schritten in Zusammenhang mit einer unterschiedlichen Einheit definiert eine Einheitenprozedur des Batches, und der Batch-Prozess führt für jede dieser Einheitenprozeduren einen unterschiedlichen Steuerungsalgorithmus aus. Selbstverständlich können die spezifischen Materialien, Materialmengen, Aufheiztemperaturen und Heizzeiten für unterschiedliche Rezepturen unterschiedlich sein, und dementsprechend können sich diese Parameter in Abhängigkeit vom in Herstellung befindlichen bzw. hergestellten Produkt und von der verwendeten Rezeptur von Batch-Durchlauf zu Batch-Durchlauf ändern.
Wie für Fachleute auf diesem Gebiet ersichtlich ist, können die gleichen Phasen, Operationen, Einheitenprozeduren und Prozeduren eines allgemeinen Batch-Prozesses in jeder der unterschiedlichen in 1 wiedergegebenen Reaktoreinheiten gleichzeitig oder zu unterschiedlichen Zeiten als Teil von unterschiedlichen tatsächlichen Batch-Prozessen oder Batch-Durchläufen implementiert werden. Da die in 1 wiedergegebenen Reaktoreinheiten generell die gleiche Anzahl und die gleichen Typen von Einrichtungen aufweisen (d. h., dass sie zur gleichen Einheitenklasse gehören), kann ferner die gleiche allgemeine Phasensteuerungsroutine für eine bestimmte Phase verwendet werden, um jede der unterschiedlichen Reaktoreinheiten zu steuern, wobei aber diese allgemeine Phasensteuerungsroutine abgeändert werden muss, um die den unterschiedlichen Reaktoreinheiten zugeordnete unterschiedliche Hardware bzw. die unterschiedlichen Einrichtungen zu steuern. Zur Implementierung einer Füllphase für Reactor_01 (wobei die Reaktoreinheit gefüllt wird) öffnet beispielsweise eine Füllsteuerungsroutine ein oder mehrere Einlassventil(e) 101 oder 102 über einen bestimmten Zeitraum, beispielsweise, bis der Flüssigkeitspegelmesser 105 erkennt, dass der Kessel 100 voll ist. Die gleiche Steuerungsroutine kann jedoch auch zur Implementierung einer Füllphase für Reactor_02 verwendet werden, indem einfach die Bezeichnung des Einlassventils bzw. der Einlassventile so geändert wird, dass es statt der Ventile 101 oder 102 die Ventile 201 bzw. 202 werden, und indem die Bezeichnung des Flüssigkeitspegelmessers so geändert wird, dass es statt des Flüssigkeitspegelmessers 105 der Flüssigkeitspegelmesser 205 wird. Selbstverständlich ist die Logik in Zusammenhang mit dem allgemeinen Betrieb von Batch-Durchläufen bereits bekannt, und sie wird hier nicht weiter beschrieben.
Mit Bezug wiederum auf 1 können eine oder mehrere der Workstations 14 auch eine Batch-Anzeigeanwendung (BDA/Batch Display Application) 32 speichern und implementieren, die mit einer oder mehreren Einrichtungen aus der Steuerung 12, dem Data Historian 19 und der Batch-Ausführungsmaschine 30 kommuniziert, um Batch-Daten zu erfassen und für einen Benutzer eine Anzeige auf einer Anzeigeeinrichtung zu erzeugen, wie z. B. an einem Computerbildschirm, einem Drucker usw., die den Betrieb von einem oder mehreren Batch-Durchlaufen auf kompakte und leicht verständliche Weise wiedergibt. Während in 1 nur die Workstation 14a mit einer BDA 32 dargestellt ist, könnten andere Workstations der Workstations 14 sowie andere mit dem LAN 15 verbundene Computer oder eine seiner Workstations 14 eine BDA 32 speichern und implementieren. Entsprechend könnten die Computer, die die BDAs 32 implementieren, über eine fest verdrahtete Verbindung oder eine drahtlose Verbindung (oder über eine Kombination aus beiden) mit dem Prozesssteuersystem 10 verbunden sein, und sie könnten Einrichtungen einschließen wie z. B. Laptops, Handheld-Einrichtungen wie PDAs (Personal Data Assistants), Mobilfunktelefone usw. oder beliebige tragbare oder nicht tragbare Computereinrichtungen. Obwohl hier Batch-Anzeigen für Batches unter Verwendung von Reaktoreinheiten, Filtereinheiten und Trocknereinheiten wie den in 1 dargestellten Einheiten beschrieben sind, ist es für Fachleute auf diesem Gebiet ersichtlich, dass Anzeigeroutinen verwendet werden können, um den Betrieb anderer gewünschter Einrichtungen zur Ausführung beliebiger anderer gewünschter Durchläufe von Batch-Prozessen wiederzugeben.
2 ist eine Blockdarstellung eines bereits bekannten Client/Server-Netzes 40, das in einem Prozesssteuersystem verwendet werden kann, um mehrere Batch-Ausführungsmaschinen und bei Bedarf mehrere BDA-Anwendungen 32 zu implementieren. Insbesondere schließt das Netzwerk 40 eine Gruppe von Client-Computern oder -Knoten 42 und eine Gruppe von Server-Computern oder -Knoten 44 ein, die über einen Bus oder ein anderes Kommunikationsnetz 46 verbunden sind und die verwendet werden können, um eine oder mehrere ausführbare Batch-Routine(n) und/oder Batch-Anzeigeanwendung(en) in einer verfahrenstechnischen Anlage zu aktivieren und implementieren. Generell hat die in 2 wiedergegebene Batch-Netzarchitektur die Form eines klassischen Client/Server-basierten Zweischichten-Designs, in dem die Client-Knoten 42 Befehle oder Meldungen für die Server-Knoten 44 bereitstellen, die anschließend die eigentlichen Batches in einer verfahrenstechnischen Anlage (in 2 nicht dargestellt) ausführen. Die Client-Knoten 42 weisen allgemein eine oder mehrere Bedienerschnittstellen-Anwendungen) auf, die einem Benutzer unter Verwendung einer beliebigen gewünschten, auf die Anlage anwendbaren Strategie die Einrichtung und Konfiguration mehrerer Batch-Durchläufe in einer verfahrenstechnischen Anlage ermöglichen, und die einem oder mehreren Benutzer(n) die Ansicht von Batch-Daten mit Bezug auf die in der Anlage ausgeführten Batches ermöglichen. Bei der in 2 wiedergegebenen Darstellung sind drei Client-Knoten 42a, 42c und 42d so dargestellt, dass sie eine Batch-Bedienerschnittstellenanwendung 48 (BOI/Batch Operator Interface) aufweisen, wobei dies eine Routine ist, die mit einem Bediener kommuniziert, um einem Bediener die Einrichtung und Spezifikation eines individuellen Batches für die Ausführung zu ermöglichen, d. h. um einen oder mehrere Batch-Durchläufe zu initiieren. Entsprechend sind die Client-Knoten 42b und 42c so dargestellt, dass sie eine Campaign-Manager-Bedienerschnittstellenanwendung 50 (CMOI/Campaign Manager Operator Interface) aufweisen, die es einem Benutzer ermöglicht, eine Kampagne (Campaign) von Batch-Durchlaufen (generell einschließlich mehrerer sequenzieller Batch-Durchläufe) in einer bestimmten Reihenfolge oder zu bestimmten Zeiten künftig in der verfahrenstechnischen Anlage zu benutzen bzw. auszuführen. Eine derartige Campaign-Manager-Anwendung ist detailliert beschrieben im am 28. März 2006 erteilten US-Patent Nr. 7,020,876 mit dem Titel „Campaign Management for Batch Processes", wobei die diesbezügliche Offenbarung hiermit ausdrücklich als Bestandteil übernommen wird. Selbstverständlich sind andere BOI- und CMOI-Anwendungen bereits bekannt und können ebenfalls verwendet werden. Ferner sind zwei Client-Knoten 42c und 42d so dargestellt, dass sie Batch-Anzeigeanwendungen 32 (BDA/Batch Display Application) aufweisen, die kompakte Batch-Ansichten in Zusammenhang mit einem oder mehreren Batch-Prozess(en) bereitstellen können, die in der verfahrenstechnischen Anlage entweder während des Betriebs des Batch-Durchlaufs oder nach dem Batch-Durchlauf ausgeführt werden. Bei Bedarf können die BDA-Anwendungen jedoch als Teil von einer der BOI-Anwendungen 48 und/oder der CMOI-Anwendungen 50 implementiert sein.
Generell ist jeder der Server-Knoten 44a, 44b und 44c ein Batch-Server mit einer bekannten ausführbaren Batch-Routine oder -Anwendung 52, die eine bidirektionale Kommunikation mit einer oder mehreren der BOI-Anwendungen 48 und/oder der BDA-Anwendungen 32 in den Knoten 42a, 42c und 42d herstellt und die gleichzeitig ein oder mehrere separate Batch(es) in der verfahrenstechnischen Anlage implementiert und überwacht. Auf ähnliche Weise schließt der Client-Knoten 44d eine Campaign-Manager-Server-Anwendung 54 ein, die eine bidirektionale Kommunikation mit den CMOI-Anwendungen 50 und/oder den BDA-Anwendungen 32 herstellt und die die unter Verwendung der CMOI-Anwendungen 50 erzeugten Batch-Kampagnen implementiert, indem in den Batch-Server-Knoten 44a, 44b und 44c eine Kopplung oder Kommunikation mit den ausführbaren Batch-Anwendungen 52 erfolgt (unter Verwendung einer Batch-Initiierungsanforderung). Die in 2 wiedergegebene Client/Server-Architektur wird traditionell verwendet, um die Client-Anwendungen von den Server-Anwendungen zu isolieren, um eine größere Fehlertoleranz bereitzustellen.
Entsprechend der Darstellung für die ausführbare Batch-Anwendung 52 im Batch-Server-Knoten 44b entspricht die ausführbare Batch-Anwendung 52 vom Campaign-Manager-Server 54 und von den BOI-Anwendungen 48 abgesetzten Batch-Initiierungsanforderungen, um einen oder mehrere Batch-Durchlaufe in der verfahrenstechnischen Anlage 16 zu implementieren. Es ist ersichtlich, dass der Batch-Server 44b mit einer oder mehreren Steuerung(en) 12 kommunikativ verbunden ist, die wiederum beispielsweise entsprechend der Darstellung in 1 mit einer oder mehreren Einrichtung(en), Einheit(en) usw. in der verfahrenstechnischen Anlage kommunikativ verbunden sind.
3 wird im Folgenden beschrieben, um eine Art darzustellen, auf die Batch-Daten von einem oder mehreren Batch-Durchläufen erfasst und gespeichert und anschließend für die BDA-Anwendungen 32 zur Verwendung bei der Erzeugung einer kompakten Batch-Anzeige bereitgestellt werden können. Insbesondere gibt 3 einen Batch-Event-Historian 300 zur Erfassung, Speicherung und Abfrage von Informationen zu einem oder mehreren Batch-Durchläufen von einem oder mehreren Batch-Prozess(en) wieder, um die Erfassung der Daten zu automatisieren, die für die Erzeugung von einer oder mehreren kompakten Batch-Ansichten aus den verschiedenen Quellen benötigt werden, aus denen diese Daten erfasst oder erzeugt werden. Insbesondere weist der Batch-Event-Historian 300 einen ausführbaren Event Historian 302 auf, der Ereignisinformationen von mehreren Datenquellen empfängt und der Beziehungen zwischen den verschiedenen Elementen der erfassten Ereignisdaten festlegt. Noch spezifischer heißt dies, dass die ausführbare Anwendung 302 Prozessereignisse 303 von einem Prozessereignisprotokoll 304 und einem Prozessereignis-Server 305 empfängt. Wie ersichtlich ist, werden Prozessereignisse von physischen Einrichtungen und/oder über die bedienerseitige Kommunikation mit dem Batch (nicht dargestellt) erzeugt, und sie können generell in dem in 1 wiedergegebenen Data Historian 19 gespeichert werden. Das Prozessereignisprotokoll 304 kann einen Puffer wiedergeben (d. h. einen prozessinternen FIFO oder eine prozessinterne Pipe), um derartige Ereignisse für die Abarbeitung durch den Prozessereignis-Server 305 zu Puffern. Die ausführbare Anwendung 302 empfängt auch Batch-Server-Ereignisse 312 (auch als prozedurale Ereignisse bezeichnet) über das Batch-Ereignisprotokoll 314 und einen oder mehrere Batch-Ereignis-Server 316. Allgemein werden Batch-Server-Ereignisse 312 von einem (nicht dargestellten) Batch-Server-Prozess erzeugt, der den Batch-Prozess erzeugt und der beispielsweise durch eine der Steuerungen 12 oder durch eine der Batch-Ausführungsmaschinen 30 oder 52 oder durch die in 1 und 2 wiedergegebenen Campaign-Manager-Anwendungen 50, 54 entwickelt werden kann. Das Batch-Ereignisprotokoll 314 kann daher einen Puffer wiedergeben (d. h. einen prozessinternen FIFO oder eine prozessinterne Pipe), um derartige Ereignisse für die Abarbeitung durch den Batch-Ereignis-Server 316 zu Puffern.
Der Prozessereignis-Server 305 und der Batch-Ereignis-Server 316 können vorhanden sein, um eine gemeinsame prozessinterne Kommunikationsschnittstelle zwischen der ausführbaren Anwendung 302 und ihren zugeordneten Datenquellen bereitzustellen, die die Batch-Ereignisse und die Prozessereignisse in den Protokollen 314 und 304 erzeugt. Für Fachleute auf diesem Gebiet ist es ersichtlich, dass es jedoch viele äquivalente Softwarestrukturen gibt, um es der ausführbaren Anwendung 302 zu ermöglichen, Daten aus einer Vielzahl von Datenquellen mit potenziell unterschiedlichen Datenformaten zu erfassen. Die in 3 wiedergegebenen Ausführungsformen sollen somit beispielhaft für eine derartige Entwurfsoption sein, um eine einzelne gemeinsame Schnittstelle zwischen der ausführbaren Anwendung 302 und einer Vielzahl von Datenquellen zu ermöglichen. Für Fachleute auf diesem Gebiet ist es weiter ersichtlich, dass eine beliebige Anzahl von Datenquellen durch die ausführbare Anwendung 302 integriert werden kann, um Ereignisbeziehungen zwischen den von diesen verschiedenen Datenquellen erzeugten Ereignissen zu bestimmen. Bei Bedarf kann jede Datenquelle einem Server-Prozess zugeordnet werden, um die Datenquelle in ein anerkanntes Format umzusetzen und um diese anerkannten Daten über bereits bekannte prozessinterne Kommunikationsverfahren für die ausführbare Anwendung 302 bereitzustellen.
So kann bei Bedarf eine beliebige Anzahl von Datenquellen mit der ausführbaren Batch-Historian-Anwendung 302 verbunden werden. Zur Veranschaulichung dieses Konzepts ist in 3 ein Block für andere Ereignisse wiedergegeben, und er stellt derartige andere Ereignistypen dar, die in einem dauerhaften Speicher aufgezeichnet werden sollen, wobei diese anderen Ereignistypen generell mit der Batch-Verarbeitungshierarchie (z. B. mit prozeduralen Elementen) und/oder mit den physischen Prozesselementen in Verbindung stehen. Ein Protokoll 342 dieser Server für andere Ereignisse dient zur Pufferung der Erzeugung dieser Ereignisse für die Abarbeitung. Ein Server 344 für andere Ereignisse kann anschließend die protokollierten anderen Ereignisse abarbeiten und sie zur dauerhaften Speicherung für die ausführbare Anwendung 302 bereitstellen. Für Fachleute auf diesem Gebiet ist es ersichtlich, dass eine beliebige Anzahl derartiger Datenquellen der ausführbaren Anwendung 302 beigefügt sein kann und dass jede derartige Datenquelle einem Server-Prozess zugeordnet sein kann, der die protokollierten Ereignisinformationen in das für die Eingabe in die ausführbare Anwendung 302 anerkannte Format umsetzt.
Die ausführbare Anwendung 302 rekonstruiert die prozedurale Hierarchie des Batch-Prozesses der ausgeführten prozeduralen Ereignisse aus vom Batch-Server 312 empfangenen Ereignismeldungen. Die ausführbare Batch-Historienanwendung 302 kann eine Meldung erzeugen, wenn jedes prozedurale Element durch ein bestimmtes identifiziertes Batch ausgeführt wird, und die Ereignisinformationen in derartigen Meldungen können Identifizierungsinformationen enthalten, um das bestimmte prozedurale Element und den Zeitpunkt des Ereignisses zu identifizieren. Ereignisse schließen beispielsweise den Start, den Stopp, die Unterbrechung, den Abbruch usw. des prozeduralen Elements ein. Im Wesentlichen können Übergänge des Zustands des prozeduralen Modells des S88 Standards die Erzeugung einer Ereignisinformationsmeldung und die Übertragung der Meldung (über den Batch-Ereignis-Server 316) zur ausführbaren Anwendung 302 verursachen. Andere Ereignismeldungen können mit der durch die ausführbare Anwendung 302 rekonstruierten prozeduralen Hierarchie in Zusammenhang stehen.
Die ausführbare Anwendung 302 kann Objekte in der Datenbank 340 speichern, die die prozedurale Ausführung des Batch-Prozesses widerspiegeln, und bei Bedarf kann sie eine kompakte Batch-Ansicht für einen Batch-Durchlauf erzeugen. Die ausführbare Anwendung 302 kann alle derart erfassten Ereignisinformationen aus ihren zugehörigen Datenquellen überprüfen und bestimmen, ob die Batch-Ereignisse, auf die dort verwiesen wird, bereits der ausführbaren Anwendung 302 bekannt sind. Derartige Ereignisse sind der ausführbaren Anwendung 302 im Wesentlichen dann bekannt, wenn diese Ereignisse als zuvor gespeicherte Objekte in der Datenbank 340 vorgefunden werden. Wenn neue Batch-Ereignisse erkannt werden, können geeignete beschreibende Objekte erzeugt und in der Datenbank 340 gespeichert werden. Wenn beispielsweise eine Phase gestartet wird, wird ein Objekt für die betreffende Phase mit Identifizierungsinformationen und Zeitstempelinformationen erzeugt und gespeichert. Falls die Phase sich auf eine Operation bezieht, die in der Datenbank 340 bereits bekannt ist, werden diese Beziehungen hergestellt. Falls die Operation (oder die Einheitenoperation oder Prozedur) zu diesem Zeitpunkt nicht bekannt ist, können andere Objekte erzeugt und in der Datenbank 340 gespeichert werden, um diese höheren Ebenen in der Ausführung der prozeduralen Hierarchie wiederzugeben. Der Empfang von jeder Batch-Ereignismeldung über den Batch-Ereignis-Server 316 stellt somit Ereignisinformationen bereit, die es der ausführbaren Anwendung 302 ermöglichen, die Ausführung der Batch-Prozedur zu rekonstruieren.
Die ausführbare Anwendung 302 kann auch Prozessereignisse 303 in der Datenbank 340 speichern, die über das Prozessereignisprotokoll 304 und den Prozessereignis-Server 305 empfangen werden. Beziehungen zwischen den Batch-Ereignissen und den Prozessereignissen können dadurch, ohne manuelle benutzerseitige Konfiguration zu erfordern, automatisch erzeugt und beibehalten werden.
Weiter stellt eine Objekt-API 350 eine objektorientierte Programmierschnittstelle für den benutzerseitigen Zugriff auf die Ereignisinformationen und auf abgeleitete und in der Datenbank 340 gespeicherte Beziehungen bereit, sowie für den Zugriff auf beliebige in der Datenbank 340 gespeicherte kompakte Batch-Ansichten. Bei einer Ausführungsform stellt der Batch-Event-Historian 300 eine SQL-Schnittstelle 352 (Structured Query Language/Strukturierte Abfragesprache) für den externen Zugriff auf die in der Datenbank 340 gespeicherten Informationen bereit. Die Objekt-API 350 greift daher über einen ODBC-Treiber 354 (Open Database Connectivity) und die SQL-Schnittstelle 352 auf die Datenbank 340 zu. Diese Struktur macht den zugrunde liegenden persistenten Speicher für den Benutzer des Client-Anwendungsprogramms weitgehend transparent. Der persistente Speicher kann entsprechend der Darstellung in 3 unter Verwendung von OODBMS-Technologie implementiert sein. Angesichts der verborgenen zugrunde liegenden Struktur kann der persistente Speicher jedoch unter Verwendung standardmäßiger Datenbank-Management-Pakete für relationale Modelle oder unter Verwendung einer beliebigen anders strukturierten Datenbank für Speicher-Subsysteme implementiert sein. Zum Zweck der im Folgenden wiedergegebenen Beschreibung wird auf die Datenbank 340 mit den synonymen Begriffen „persistenter Speicher", „persistente Speicherung", „Objektspeicher" und mit anderen diesbezüglichen Varianten verwiesen, um hervorzuheben, dass die Speicherarchitektur unter Verwendung von beliebigen handelsüblichen Speicherverwaltungswerkzeugen auf beliebige bereits bekannte Weise strukturiert sein kann.
Beispielhafte Benutzeranwendungen 364–370 können unter Verwendung der Objekt-API 350 auf die Informationen im persistenten Speicher zugreifen. Der Ansicht-Client 364 ist eine beispielhafte Benutzeranwendung, die eine standardisierte hierarchische Ansicht der erfassten historischen Daten bereitstellt, und er kann verwendet werden, um entsprechend der hier wiedergegebenen Beschreibung eine kompakte Batch-Ansicht bereitzustellen. Der Report-Client 366 ist eine beispielhafte Benutzeranwendung, die standardisierte Reports aus den historischen Daten erzeugt. Derartige Standard-Reports können beispielsweise Reports mit Bezug auf die Qualitätssicherung einschließen, um die Qualität der erzeugten Chargen und der im Batch-Prozess verwendeten Einrichtungen zu überwachen, oder sie können standardmäßige Status-Reports erzeugen, die den Fortschritt bestimmter Batch-Prozesse angeben. Der SQL-Browser-Client 368 ist eine beispielhafte Benutzeranwendung, die eine SQL-Standardabfrage-Schnittstelle für einen Benutzer bereitstellt, um durch im persistenten Speicher gespeicherte Informationen zu navigieren. Auf ähnliche Weise ist die Benutzer-SQL-API 370 eine beispielhafte Benutzeranwendung, die es anderen vom Benutzer erzeugten Anwendungsprozessen ermöglicht, unter Verwendung standardmäßiger Abfrageprogrammierschnittstellen auf den persistenten Speicher zuzugreifen. Fachleute auf diesem Gebiet werden erkennen, dass die beispielhaften Benutzeranwendungen 364 bis 370 lediglich als Beispiele gewöhnlicher Anwendungsprogramme gelten sollen, die den persistenten Speicher verwenden können. Fachleute auf diesem Gebiet werden eine Vielfalt ähnlicher Anwendungen erkennen, die diese Standardschnittstelle zu Daten im persistenten Speicher verwenden könnten.
Eine weitere Funktion der Objekt-API 350 ist die Bereitstellung einer Standardschnittstelle für den benutzerseitigen Zugriff auf kontinuierliche Daten 380. Die Objekt-API 350 ermöglicht dem Benutzer bzw. der Anwendung den transparenten Zugriff auf kontinuierliche Daten 380, obwohl diese kontinuierlichen Daten 380 mit den Objekten in der Datenbank 340 integriert sind und damit in Beziehung stehen. Das heißt, dass es die Objekt-API 350 einem Benutzer bzw. einer Anwendung ermöglicht, Prozessereignisse, damit in Zusammenhang stehende Batch-Ereignisse und diesbezügliche kontinuierliche Daten frei zu vermischen und darauf zuzugreifen, als wären alle diese Daten in einer einzelnen Datenbank gespeichert, und somit ermöglicht sie die Erzeugung einer kompakten Batch-Ansicht, die einige oder alle dieser unterschiedlichen Datentypen verwendet. Die Steuerung des benutzerseitigen Zugriffs auf den betreffenden persistenten Speicher (z. B. die Datenbank 340 oder die kontinuierlichen Daten 380) und die Bestimmung aller Beziehungen, die zur Zuordnung der Daten zu einer Abfrage erforderlich sind, kann von der Objekt-API 350 mit einer gewöhnlichen Benutzerschnittstelle ausgeführt werden. Ein Benutzer kann ein bestimmtes Batch-Ereignis angeben und dazu auf alle damit zusammenhängenden Batch-Ereignisse (hierarchisch zusammenhängende prozedurale Elemente) zugreifen, sowie auf alle damit zusammenhängenden Prozessereignisse und alle damit zusammenhängenden kontinuierlichen Daten usw. Die Beziehungen zwischen den verschiedenen Daten können durch die ausführbare Anwendung 302 und/oder die Objekt-API 350 automatisch bestimmt werden.
Eine Diagnoseschnittstelle 390 und eine Verwaltungsschnittstelle 392 stellen administrative Benutzerschnittstellen zur Verwaltung des persistenten Speichers (z. B. der Datenbank 340) bereit. Insbesondere können von einem Benutzer über die Diagnoseschnittstelle 390 und/oder die Verwaltungsschnittstelle 392 Abfragen erzeugt werden, die die Abarbeitung durch den Historian starten oder beenden oder die den persistenten Speicher neu konfigurieren (d. h. die die Größe der Datenbank 340 ändern oder die Informationen zu Datenquellen hinzufügen/entfernen/ändern). Ferner kann die Verwaltungsschnittstelle 392 auch die Archivierungsmerkmale der ausführbaren Anwendung 302 steuern. Beispielsweise kann die ausführbare Anwendung 302 Batchbasierte Datensicherungen steuerbar ausführen, wobei dies Datensicherungen sind, die alle Ereignisinformationen im persistenten Speicher in Zusammenhang mit der Abarbeitung eines bestimmten Batches sichern. Die Datensicherung kann in einem anderen Abschnitt der Datenbank 340 angelegt werden und für andere Abarbeitungen sicher sein. Diese Back-up-Abschnitte des persistenten Speichers können von der Datenbank 340 zur Offline-Abarbeitung „abgetrennt" sein. Im Wesentlichen weist die Verwaltungsschnittstelle 392 die ausführbare Anwendung 302 an, eine „Momentaufnahme" aller Ereignisinformationen zu einem oder mehreren angegebenen Batch(es) zu machen. Die Momentaufnahme kann anschließend unter Verwendung von Offline-Abarbeitungsverfahren in ein sicheres Back-up kopiert werden. Eine derartig archivierte Gruppe von Ereignisinformationen (Momentaufnahme) kann anschließend aus dem persistenten Speicher gelöscht werden, um Platz für weitere Batch-Historien-Informationen zu schaffen. Zu einem späteren Zeitpunkt kann ein früheres Archiv in der Datenbank 340 wiederhergestellt (wieder eingefügt) werden, um die erneute Ansicht und Bearbeitung der Daten zu ermöglichen. Das Löschen und Wiederherstellen derartiger archivierter Informationen wird ebenfalls über die Steuerung der Verwaltungsschnittstelle 392 ausgeführt, die wiederum die ausführbare Anwendung 302 steuert.
Fachleute auf diesem Gebiet werden erkennen, dass die Diagnoseschnittstelle 390 und die Verwaltungsschnittstelle 392 für den Betrieb des in 3 wiedergegebenen Batch-Event-Historians 300 nicht benötigt werden und dass für jedes der in 3 beschriebenen Elemente eine Vielzahl unterschiedlicher oder äquivalenter Strukturen im Rahmen einer von Fachleuten auf diesem Gebiet getroffenen Design-Entscheidung eingesetzt werden kann. Beispielsweise kann der Batch-Event-Historian 300 den persistenten Speicher statisch konfigurieren, und/oder er kann ohne Benutzerschnittstelle ausgeführt werden, um seinen Betrieb zu starten und zu beenden. Weiter werden Fachleute auf diesem Gebiet erkennen, dass die Architektur des Batch-Event-Historians 300 und der damit in Zusammenhang stehenden Objekt-API 350 rein beispielhafter Natur sein soll, und für Fachleute auf diesem Gebiet sind zahlreiche Abänderungen der Architektur ersichtlich. Beispielsweise könnten kontinuierliche Daten 380 in die Datenbank 340 eingeführt werden, während bereits bestehende installierte Systeme (gemeinhin als Altsysteme (Legacy-Systeme) bezeichnet) nicht in die Bereitstellung der Protokollierung von derartigen Informationen im persistenten Speicher einbezogen sind. Ferner kann der persistente Speicher für Ereignisinformationen anders sein als ein objektorientierter Datenspeicher, oder der ausführbare Batch-Historian 302 kann direkt auf die verschiedenen Eingabequellen zugreifen, die Ereignisinformationen bereitstellen, statt zur Übersetzung der Eingaben in anerkannte Formate auf Server-Prozesse zurückzugreifen. Selbstverständlich sind für Fachleute auf diesem Gebiet viele andere Design-Entscheidungen ersichtlich.
Während in der Vergangenheit für jeden der Batch-Durchläufe eines von den Campaign-Managern 50, 54 festgelegten und/oder von den in 1 und 2 wiedergegebenen ausführbaren Batch-Anwendungen 30, 48, 52 implementierten Batch-Prozesses oder Batch-Rezepts Daten erfasst wurden, war die Anzeige dieser Ansicht nicht so einfach oder zweckmäßig wie gewünscht. Denn wenn die Batch-Daten normalerweise dem Benutzer vorgelegt werden, muss der Benutzer generell die unaufbereiteten, von individuellen Einrichtungen in jeder einzelnen Charge erfassten Daten einsehen, was mühselig, zeitaufwendig und nicht sehr fruchtbar ist, wenn versucht wird, den aktuellen Batch-Betrieb einzusehen. Falls der Benutzer zudem nach signifikanten Ereignissen sucht, wie z. B. Start- und Stoppzeiten bestimmter Prozeduren, Einheitenprozeduren, Operationen oder Phasen in einem Batch, und/oder wenn während dieser prozeduralen Elemente bestimmte Alarme oder Ereignisse oder andere zeitbezogene Probleme in Zusammenhang mit individuellen Batch-Durchlaufen aufgetreten sind, muss der Benutzer eine massive Datenmenge einsehen, oder er muss unterschiedliche Datenbanken oder unterschiedliche Datenbankabschnitte durchsuchen, um diese unterschiedlichen Datentypen einzusehen. Während die US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 09/302,687 ein System beschreibt, das es dem Benutzer ermöglicht, ein Gantt-Diagramm zu betrachten, um unterschiedliche Start- und Stoppzeiten der Prozeduren, Einheitenprozeduren, Operationen und Phasen von Batch-Durchläufen einzusehen, muss der Benutzer weiterhin auf andere Daten zugreifen, wie z. B. auf kontinuierliche Daten und Alarmdaten, indem er auf das Gantt-Diagramm klickt und weitere Bildschirme einsieht. In Abhängigkeit von der Art des Gantt-Diagramms und der Länge des Batch-Durchlaufs oder des Batch-Prozesses allgemein kann die Anzeige des Gantt-Diagramms eine signifikante Menge an Anzeigeraum einnehmen, und dabei können zahlreiche prozedurale Elemente untereinander vertikal angeordnet sein, wodurch diese Ansicht etwas schwierig zu verwenden ist.
Zur Reduzierung oder Abmilderung dieser Probleme können die Batch-Anzeigeanwendungen 32 als einer der in 3 wiedergegebenen Ansicht-Clients 364 wirken, und sie können auf Batch-Daten zugreifen, um eine oder mehrere kompakte Batch-Ansicht(en) für einen Batch-Durchlauf eines Batch-Prozesses und/oder eine oder mehrere auf statistischen Kriterien basierte Batch-Signatur(en) für einen Batch-Prozess zu erzeugen oder anzuzeigen. Zur Erzeugung der kompakten Batch-Ansichten und Batch-Signaturen können die BDA-Anwendungen 32 eine Kommunikationsroutine einschließen, die mit einem Data Historian, anderen Datenbanken oder anderen Einrichtungen in der verfahrenstechnischen Anlage kommuniziert, um Batch-Daten in Zusammenhang mit Batch-Ereignissen und Prozessereignissen für einen oder mehrere Batch-Durchläufe des Batch-Prozesses zu erhalten, sowie eine Datenverarbeitungsroutine, die diese Daten verarbeiten kann, um verschiedene statistische Faktoren in Zusammenhang mit den Batch-Daten zu bestimmen, und eine Anzeige- oder Benutzerschnittstellenroutine, die die erhaltenen und/oder verarbeiteten Daten für einen Benutzer in einer Anzeige präsentiert, wie z. B. auf einem Anzeigebildschirm, der einem Computer, einem PDA (Personal Data Assistant), einem drahtlosen Telefon oder einer anderen Handheld-Einrichtung zugeordnet ist.
Ein Beispiel einer kompakten Batch-Ansicht, die von den BDA-Anwendungen 32 festgelegt werden kann, ist im in 4 wiedergegebenen Anzeigebildschirm 400 dargestellt. Allgemein ausgedrückt heißt dies, dass der in 4 wiedergegebene Anzeigebildschirm 400 einen Bereich 402 der kompakten Batch-Ansicht aufweist, der bei diesem Beispiel eine einzelne kompakte Batch-Ansicht 404 für einen bestimmten Batch-Durchlauf wiedergibt. Der Anzeigebildschirm 400 schließt auch einen Batch-Listenbereich 408 ein, der eine Liste von Batches oder kompakten Batch-Ansichten enthält, die ausgewählt und im Anzeigebereich 402 eingesehen werden können. Entsprechend weist der Anzeigebildschirm 400 einen Legendenbereich 410 auf, der eine Liste von Bezeichnungen oder Symbolen bereitstellt, die in der kompakten Batch-Ansicht 402 verwendet werden, sowie eine Gruppe von vom Benutzer aktivierbaren oder auswählbaren Schaltflächen 412, die benutzt werden können, um zu unterschiedlichen kompakten Batch-Ansichten entsprechend der Angabe im Batch-Listenbereich 408 zu gelangen oder diese zu durchlaufen, oder um eine oder mehrere dieser kompakten Batch-Ansichten zu löschen. Wie ersichtlich ist, können sich die in dem in 4 wiedergegebenen Bereich 410 (sowie in der kompakten Batch-Ansicht) dargestellten Bezeichnungen oder Symbole in Form, Größe, Farbe usw. unterscheiden, und sie können einige Aspekte, wie z. B. Start- oder Endzeit, von unterschiedlichen Typen von Batch-Ereignissen angeben, wie z. B. Batch-Prozeduren, -Einheitenprozeduren, -Operationen, -Phasen, sowie von Prozessereignissen, wie z. B. Alarme, die alle in der kompakten Ansicht 404 wiedergegeben sind. Der Legendenbereich 410 kann jedoch auch andere Typen von Legenden einschließen, wie z. B. Bezeichnungen oder Symbole für andere Typen von Prozessereignissen, Prozessalarmen, Batch-Prozedurereignissen usw., einschließlich von Ereignissen, Alarmen, Prozeduren und Operationen oder anderen Angaben von Batch-Subprozeduren, die auf andere Weise als unter Verwendung des S88 Standards definiert sind.
Wie im Folgenden ersichtlich ist, wird die kompakte Batch-Ansicht 404 im Anzeigebereich 402 für das Batch entsprechend der Hervorhebung oder Auswahl im Batch-Listenbereich 408 angezeigt. Wie ebenfalls in 4 dargestellt ist, schließt die kompakte Batch-Ansicht 404 eine Basisschicht 420 ein, mit der Wiedergabe der Start- und Endzeiten und der gesamten Dauer eines bestimmten Batch-Durchlaufs (entsprechend der Definition durch die Zeitskala 422). Im Fall der in 4 wiedergegebenen kompakten Batch-Ansicht 404 ist die Zeitskala 422 als Zeit relativ zum Beginn des Batch-Durchlaufs wiedergegeben. Alternativ dazu könnte die Zeitskala 422 jedoch relativ zu anderen Zeiten in Zusammenhang mit dem Batch-Durchlauf sein, oder sie könnte Echtzeit angeben, die die tatsächlichen Start- und Endzeiten des Batch-Durchlaufs wiedergibt (bei Bedarf einschließlich der Tage, Jahre usw.), sowie verschiedene Ist-Zeiten in Zusammenhang mit diesem Batch-Durchlauf. Selbstverständlich könnten andere Zeitskalen verwendet werden, einschließlich Zeitskalen, die relativ zu anderen Batch-Durchläufen oder Prozessereignissen sind, oder Zeitskalen, die relativ zu anderen Ereignissen in einem bestimmten Batch-Durchlauf sind (statt relativ zum Start des Batch-Durchlaufs) usw.
Weiter können zur Basisschicht 420 verschiedene andere Schichten hinzugefügt werden, um die kompakte Batch-Ansicht für einen Batch-Durchlauf zu erzeugen. Insbesondere ist eine weitere Schicht 423 unterhalb der Basisschicht 420 aus 4 dargestellt, und sie gibt unter Verwendung von vorbestimmten Symbolen oder Bezeichnungen die Start- und Endzeiten verschiedener unterschiedlicher prozeduraler Elemente des Batches wieder, wie die Anfangs- und Endzeiten der einen oder der mehrere Prozedur(en), Einheitenprozedur(en), Operation(en) und Phase(n) in Zusammenhang mit den Batch-Durchlaufen. Wie ersichtlich ist, sind Einheitenprozeduren normalerweise Subprozeduren einer Prozedur, Operationen sind normalerweise Subprozeduren von Einheitenprozeduren, und Phasen sind normalerweise Operationen zugeordnete Subprozeduren. In der in 4 wiedergegebenen kompakten Batch-Ansicht 404 ist somit eine besondere Prozedur für diese Charge durch Start- und Endeangaben 424 eines ersten Typs wiedergegeben, eine der Prozedur zugeordnete Einheitenprozedur ist durch die Start- und Endeangaben 426 eines zweiten Typs wiedergegeben, eine der Einheitenprozedur zugeordnete Operation ist durch die Start- und Endeangaben 428 eines dritten Typs wiedergegeben, und eine Phase dieser Operation ist durch die Start- und Endeangaben 430 eines vierten Typs wiedergegeben. Ferner können die Symbole oder Bezeichnungen eines Batch-Prozedurelements (d. h. Symbole eines ersten Typs) in der gleichen Datenschicht (z. B. auf der gleichen horizontalen Linie oder Ebene) und zwischen den Symbolen oder Bezeichnungen eines zweiten Batch-Prozedurelements (d. h. Symbolen eines zweiten Typs) angeordnet sein, um die Identifizierung oder Ansicht der diesen unterschiedlichen hierarchischen prozeduralen Elementen zugeordneten Daten leicht verständlich oder leicht einsehbar zu machen. Selbstverständlich habe viele Batch- Prozeduren zahlreiche oder mehrere Subelemente, wie z. B. mehrere Einheitenprozeduren, Operationen und Phasen, viele Batch-Einheitenprozeduren haben mehrere Operationen und Phasen, und viele Batch-Operationen haben mehrere Phasen. Während derartige Beispiele in 4 nicht dargestellt sind, hätte in derartigen Fällen die sich ergebende kompakte Batch-Ansicht mehrere Start- und Endzeitenbezeichnungen für die mehreren Phasen, die mehreren Operationen, die mehreren Einheitenprozeduren und die mehreren Prozeduren in der Schicht 423.
Ferner schließt eine dritte Schicht 431, die oberhalb der Basisschicht 420 wiedergegeben ist, Angaben oder Symbole anderer Ereignisse ein, einschließlich beispielsweise von Prozessereignissen oder Batch-Ereignissen, die während des Batch-Durchlaufs aufgetreten sind. Diese Symbole sind so dargestellt, dass sie einen anderen Typ haben als die zur Wiedergabe der Batch-Prozedurelemente in der Schicht 423 verwendeten Symbole. Ein Beispiel derartiger Ereignisse schließt Prozessalarme und Prozesswarnungen ein, die während des Batch-Durchlaufs erzeugt werden. In der in 4 wiedergegebenen beispielhaften kompakten Batch-Ansicht 404 ist eine Gruppe aus fünf Alarmen 432 so dargestellt, dass sie während der mit den Bezeichnungen 430 gekennzeichneten Phase auftreten, während eine andere Gruppe aus vier Alarmen 434 so dargestellt ist, dass sie nach dem Ende der mit den Bezeichnungen 426 gekennzeichneten Einheitenprozedur, aber vor dem Ende der mit den Bezeichnungen 424 gekennzeichneten Prozedur auftreten. Während Prozeduren, Einheitenprozeduren, Operationen, Phasen und Alarme und andere Ereignisse in der in 4 wiedergegebenen Batch-Ansicht 404 dargestellt sind, können selbstverständlich andere Typen von Informationen und Ereignissen, wie z. B. die Zeiten, zu denen Testproben aus der Charge entnommen wurden, Zeiten, zu denen signifikante Ereignisse in der Charge aufgetreten sind, usw. zum Zeitpunkt des Auftretens dieser Ereignisse in der kompakten Batch-Ansicht wiedergegeben werden. Diese anderen Ereignisse können, beispielsweise beim Erreichen einer kritischen Temperatur oder eines kritischen Drucks, Angaben zur Verwendung von Ausrüstungskomponenten einschließen (es kann beispielsweise wichtig sein, zu sehen, wie lange eine bestimmte Ausrüstungskomponente oder Ressource, wie z. B. einer der Reaktoren R1, vom Batch verwendet wird, d. h. beispielsweise, wann diese Ressource vom Batch „belegt" oder „freigegeben" wird, um zu bestimmen, ob die betreffende Ressource einen Engpass bei der Produktion darstellt) usw. Ferner können unterschiedliche Datentypen in unterschiedlichen Schichten der kompakten Batch- Ansicht angeordnet sein, um das Verständnis der kompakten Batch-Ansicht zu erleichtern. Batch-Daten wie z. B. Daten zu Batch-Prozedurelementen können somit beispielsweise in einer Schicht angeordnet sein, während Prozessdaten wie Alarme und Ereignisse in einer anderen Schicht angeordnet sein können. Beim vorstehenden Beispiel kann die Ressourcenverwendung als eine Schicht in der kompakten Batch-Ansicht implementiert sein. Ferner kann eine beliebige gewünschte Anzahl von Schichten in der kompakten Batch-Ansicht verwendet oder wiedergegeben werden. Somit können beispielsweise externe Ereignisse (z. B. Alarme, wenn eine Prozessvariable einen Grenzwert überschreitet) eine Schicht bilden, die zur Basisanzeige hinzugefügt werden kann; und Umgebungsbedingungen wie z. B. wetterbezogene Daten können in einer Schicht angezeigt werden, und die Ausrüstungsverwendung kann als eine andere Schicht implementiert sein usw.
Bei Bedarf kann die Anzeige der in der kompakten Batch-Ansicht 404 wiedergegebenen Daten oder Bezeichnungen durch die Verwendung von Farbe, visuellen Effekten wie Blinken, Videoanzeigen, Grafiken usw. hervorgehoben werden. Beispielsweise können Bezeichnungen in Zusammenhang mit unterschiedlichen Typen von Batch-Prozedurelementen wie z. B. Phasen und Operationen oder Symbole, die dem Start und Stopp des gleichen Batch-Prozedurelements zugeordnet sind, unter Verwendung unterschiedlicher Farben und/oder visueller Effekte dargestellt werden. Entsprechend kann die Wichtigkeit oder Bedeutung von Alarmen oder Ereignissen unter Verwendung unterschiedlicher Farben dargestellt werden, während die Qualität eines erzeugten Produkts oder Testergebnisse unter Verwendung einer Kombination aus Farbe und Grafik wiedergegeben werden können. Ferner kann es dem Benutzer möglich sein, weitere Informationen zur Bedeutung von Bezeichnungen oder zu den Daten hinter in der kompakten Batch-Ansicht 404 angezeigten Bezeichnungen zu erhalten, indem die Maus oder der Cursor über die zugeordneten Bezeichnungen bewegt wird. Bei Bedarf können weitere Informationen durch Klicken auf eine Bezeichnung oder Markieren einer Bezeichnung erhalten werden, wobei diese Informationen generell weitere vollständige oder unaufbereitete erfasste Daten sind und verwendet werden, um die Bezeichnung in der kompakten Batch-Ansicht zu erzeugen. Bei Bedarf können entsprechend die verschiedenen Informationen, die in einer beliebigen bestimmten Schicht angezeigt werden sollen, oder die Anzahl und die Typen von Schichten, die in einer beliebigen bestimmten kompakten Batch-Ansicht angezeigt werden sollen, vom Benutzer auswählbar oder änderbar sein, um es dadurch dem Benutzer zu ermöglichen, die kompakte Batch-Ansicht auf eine Weise zu konfigurieren, die dem Bedarf des betreffenden Benutzers am nächsten kommt. Bei Bedarf könnten mehrere kompakte Batch-Ansichten ferner parallel miteinander auf einem Anzeigebildschirm dargestellt werden, wobei die Zeitskala statt der in 3 wiedergegebenen horizontalen Ausrichtung vertikal ausgerichtet ist. Eine derartige Anzeige kann sinnvoll sein, wenn es beispielsweise in den Schichten der kompakten Ansichten zu viele Informationen gibt, um mehrere kompakte Ansichten leicht gleichzeitig anzuzeigen.
Wie ersichtlich und in 4 dargestellt ist, ist es wünschenswert, dass die Batch-Anzeigeanwendung 32 diskrete Symbole verwendet (d. h. Symbole, die einem einzelnen Zeitpunkt zugeordnet sind), um Informationen oder Ereignisse in der kompakten Batch-Ansicht darzustellen, einschließlich unterschiedlicher Symbole, die unterschiedlichen Teilen von Prozessereignissen und Batch-Prozedurelementen zugeordnet sind (wie dem Start oder Stopp eines Batch-Prozedurelements oder einem anderen Ereignis innerhalb eines Batch-Prozedurelements), da die Verwendung diskreter Symbole die Anordnung von mehr Informationen in einer einzelnen Schicht der kompakten Batch-Ansicht ermöglicht, sodass die kompakte Batch-Ansicht kompakter und leichter verständlich wird. Die Verwendung diskreter Symbole unterschiedlicher Typen für unterschiedliche Ereignisse in der kompakten Batch-Ansicht ermöglicht insbesondere die Anzeige von Batch-Daten oder -Ereignissen beispielsweise in Zusammenhang mit mehreren unterschiedlichen Batch-Prozedurelementen in der gleichen Datenschicht in der kompakten Batch-Ansicht, wobei sie weiterhin auf der Basis der unterschiedlichen Typen (Größe, Form, Farbe usw.) der zur Wiedergabe dieser Daten oder Ereignisse verwendeten Symbole voneinander zu unterscheiden sind.
Die bei der Erzeugung der kompakten Batch-Ansicht verwendeten Informationen können selbstverständlich von den Data Historians, von den Steuerungen der ausführbaren Batch-Routinen oder auch von den in 1–2 wiedergegebenen Campaign-Manager-Routinen erhalten werden, und zwar direkt auf der Basis tatsächlicher Start- und Endzeiten von jeder der verschiedenen Batch-Subprozeduren und der Zeiten, zu denen die Alarme und anderen Informationen tatsächlich erzeugt wurden; und/oder diese Informationen können unter Verwendung des in 3 wiedergegebenen Systems erhalten werden. Ferner kann die BDA-Anwendung 32 bei der Erzeugung oder Anzeige einer bestimmten kompakten Batch-Ansicht auf Daten zugreifen, die in dem zugeordneten Data Historian gespeichert sind, oder sie kann Daten von den ausführbaren Batch-Anwendungen oder den Steuerungen erfassen, die durch die ausführbaren Batch-Anwendungen gesteuert werden, um die diesbezüglichen Batch-Daten zu erfassen und eine kompakte Batch-Ansicht zu erzeugen. Bei einer Ausführungsform können die BDA-Anwendungen 32 bei ihrer Ausführung die in verschiedenen Bereichen des Data Historians oder von anderen Datenbanken gespeicherten Batch-Daten erhalten und abarbeiten, um die zur Erzeugung einer kompakten Ansicht entsprechend der Definition durch den Benutzer benötigten Informationen zu erhalten. Anschließend können diese kompakten Batch-Ansichten als separate Ansichten oder als Daten mit Bezug auf separate Batch-Durchläufe gespeichert werden, und sie können zu einem späteren Zeitpunkt von der gleichen oder von unterschiedlichen BDA-Anwendung(en) 32 aufgerufen und eingesehen werden. Die BDA-Anwendungen 32 können somit kompakte Batch-Ansichten auf Anforderung erzeugen, und/oder sie können diese Batch-Ansichten während des laufenden Betriebs der Batch-Durchlaufe automatisch erzeugen und diese Ansichten für den Aufruf zu einem späteren Zeitpunkt für beliebige gewünschte Zwecke in einer separaten Datenbank speichern.
Die kompakte Batch-Ansicht 404 oder beliebige andere kompakte Batch-Ansichten können verwendet werden, um die signifikanten Ereignisse in Zusammenhang mit der Charge schnell zu identifizieren oder anzuzeigen, oder sie können durch einen Bediener oder anderen Benutzer angezeigt werden, um den laufenden Betrieb eines Batches für ein Verständnis des Batch-Betriebs einzusehen oder um unterschiedliche Batch-Durchlaufe auf einfache und zweckdienliche Weise miteinander zu vergleichen. So stellt beispielsweise der in 5 wiedergegebene Anzeigebildschirm 440 eine Gruppe von drei kompakten Ansichten dar, einschließlich der in 4 wiedergegebenen kompakten Batch-Ansicht 404 sowie der zusätzlichen kompakten Ansichten 450 und 460. Die kompakten Batch-Ansichten 450 und 460 können beispielsweise für die Batches in Zusammenhang mit zusätzlichen Batch-IDs der im kompakten Batch-Listenbereich 408 wiedergegebenen Batch-IDs erzeugt und angezeigt werden. Allgemein ausgedrückt heißt dies, dass in diesem Fall die kompakten Batch-Ansichten 404, 450 und 460 Batch-Durchläufe eines Batches wiedergeben, die die gleiche Rezeptur verwenden und zur gleichen Zeit oder zu unterschiedlichen Zeiten entweder auf den gleichen oder auf unterschiedlichen Ausrüstungseinrichtungen ausgeführt werden. Wie aus den in
5 wiedergegebenen kompakten Batch-Ansichten 404, 450 und 460 ersichtlich ist, beanspruchte jeder Batch-Durchlauf entsprechend der Angabe durch die Basisschichten 420, 452 und 462 dieser kompakten Batch-Ansichten die gleiche Zeit für die Ausführung oder Beendigung. Während jedes der zugeordneten Batches die gleichen prozeduralen Batch-Elemente aufwies (d. h. eine Prozedur mit einer Einheitenprozedur, mit einer Operation, mit einer Phase), änderten sich ferner die Start- und Endzeiten dieser prozeduralen Batch-Elemente zwischen den Batch-Durchläufen entsprechend der Angabe durch die Schichten 423, 453 und 463 unterhalb der Basisschichten 420, 452 und 462. Entsprechend der Angabe durch die oberen Schichten 431, 454 und 464 sind weiter bei jedem dieser Batch-Durchläufe zu unterschiedlichen Zeiten unterschiedliche Alarme und Ereignisse aufgetreten. Während zudem die im Batch-Identifizierungsbereich 408 wiedergegebenen Batch-Durchläufe zu unterschiedlichen tatsächlichen Zeitpunkten begonnen und beendet wurden, sind diese Batch-Durchläufe im kompakten Anzeigebereich 402 relativen Zeiten entsprechend ausgerichtet, die ab der Startzeit von jedem der Batch-Durchläufe gemessen wurden.
Allgemein ausgedrückt heißt dies, dass die gleichzeitige Anzeige mehrerer kompakter Batch-Ansichten in der gleichen Anzeige entsprechend der Darstellung in 5 den Benutzern wie Bedienern oder Technikern oder dem Wartungspersonal den einfachen Vergleich unterschiedlicher Batch-Durchläufe ermöglicht, die bei der Ausführung auf entweder den gleichen Einrichtungen oder auf unterschiedlichen Einrichtungen den gleichen (oder unterschiedliche) Batch-Prozess(e) implementieren (z. B. Batch-Rezepte). Diese gleichzeitige Batch-Anzeige ermöglicht somit einem Benutzer die Anzeige und Bestimmung von Trends, um den aktuellen Betrieb des Batch-Durchlaufs einzusehen, um Unterschiede bei Batch-Durchläufen einzusehen, die aufgrund von durch einen bestimmten Batch-Durchlauf entstandenen Qualitäts- oder Mengendifferenzen usw. aufgetreten sind oder die dafür verantwortlich sind.
Um einem Benutzer die Durchführung eines besseren Vergleichs eines bestimmten Batch-Durchlaufs und anderer Batch-Durchlaufe zu ermöglichen, die die gleiche Rezeptur, Ausrüstung usw. verwendet haben, kann die BDA-Anwendung 32 ferner für ein bestimmtes Batch-Rezept oder für einen bestimmten Batch-Prozess entsprechend der Vorgabe durch eine Anzahl von Durchläufen des Batch-Rezepts oder des Batch-Prozesses eine Batch-Signatur erzeugen und wiedergeben. Generell kann eine Batch- Signatur als eine statistische Norm oder als ein Maß eines erwarteten Batch-Durchlaufs auf der Basis einer Anzahl vorangegangener Batch-Durchlaufe erzeugt werden, die unter Verwendung der gleichen oder ähnlicher Batch-Rezepte, Ausgangsmaterialien, Einrichtungen, Verarbeitungsverfahren usw. implementiert wurden. Da eine Batch-Signatur eine statistisch bestimmte Norm für einen Batch-Durchlauf unter Verwendung einer bestimmten Gruppe von Einrichtungen, Rezepten usw. sein kann, kann jeder folgende Batch-Durchlauf entweder nach Abschluss des Batch-Durchlaufs oder während des Batch-Durchlaufs mit dieser Norm verglichen werden, um anzuzeigen bzw. anzugeben, ob der Batch-Durchlauf innerhalb der Norm entsprechend der Defini-tion durch die Batch-Signatur ist oder bestimmte Kriterien in Zusammenhang mit dem Normalbetrieb des Batch-Prozesses erfüllt. Ein Benutzer kann beispielsweise eine kompakte Batch-Ansicht mit Bezug auf die Batch-Signatur für den betreffenden Batch-Prozess vergleichen, um die Abweichung des betreffenden Batch-Durchlaufs vom Normalbetrieb des Batch-Prozesses zu quantifizieren.
Als Beispiel zeigt 6 die kompakte Batch-Ansicht 450 aus 5, die unter einer statistischen Signatur 500 angezeigt wird, die für den Batch-Prozess erzeugt wurde, dessen Elemente die kompakte Batch-Ansicht 450 und die kompakten Batch-Ansichten 460 und 404 einschließen. Insbesondere kann die Batch-Signatur 500 eine Grafik einschließen, die die statistischen Zeiten in Zusammenhang mit den erwarteten Start- und Endzeiten von jeder der Prozeduren, Einheitenprozeduren, Operationen und Phasen des Batch-Durchlaufs wiedergibt. Jede dieser erwarteten Zeiten ist als Impuls in der Grafik 500 dargestellt, wobei das Zentrum des Impulses (oder ein anderer Marker wie z. B. eine Linie oder ein Punkt im Impuls) die durchschnittliche oder mittlere Startzeit in Zusammenhang mit einem bestimmten Batch-Ereignis (wie dem Start einer bestimmten Prozedur) und den Impulskanten darstellt, die statistische Maße einer normalen oder erwarteten Abweichung vom Durchschnitts- oder Mittelwert oder von einer sonst wie erwarteten Startzeit wiedergeben. Eine derartige statistische Abweichung kann beispielsweise eine erste, zweite oder dritte Standardabweichung von der durchschnittlichen oder mittleren Startzeit sein. Alternativ dazu kann die erwartete Abweichung als größte Abweichung von der durchschnittlichen oder mittleren Zeit bestimmt werden, die in beliebigen der zum Erzeugen der statistischen Signatur verwendeten Batch-Durchlaufen gefunden wurde. Selbstverständlich könnten derartige erwartete Abweichungen auf eine beliebige andere gewünschte Weise bestimmt werden. Beispielsweise könnte einfache Mathematik benutzt werden, um einen Start eines Impulses in Zusammenhang mit einer Phase eines Batch-Prozesses als erstes Auftreten des Phasenstarts relativ zum Batch-Start in einer Mustergruppe aus Batches zu bestimmen (d. h. in der Gruppe von Batch-Durchläufen, die zum Erzeugen der Batch-Signatur verwendet werden) und um ein Impulsende für die betreffende Phase als letztes Auftreten des Phasenendes relativ zum Batch-Start in der Mustergruppe aus Batches zu bestimmen.
Selbstverständlich können der Durchschnittswert, der Mittelwert und/oder Abweichungen für jede Start- und Endzeit in Zusammenhang mit einem prozeduralen Element eines Batches, mit einem Prozessereignis oder mit einem beliebigen anderen Batch-Ereignis statistisch auf der Basis verschiedener oder mehrerer Batch-Durchläufe des Prozesses bestimmt werden. Somit kann die statistische Signatur 500 einen Impuls 572 einschließen, der dem Start der Einheitenprozedur 574 in der kompakten Batch-Ansicht 450 zugeordnet ist, und sie kann einen anderen Impuls 576 einschließen, der dem Start der Einheitenprozedur 580 zugeordnet ist. Auf ähnliche Weise können die Impulse 582, 584, 586, 588, 590 und 592 einem Start oder einem Ende einer Angabe von einer der anderen Prozeduren, Einheitenprozeduren, Operationen und Phasen des Batch-Durchlaufs zugeordnet sein, der durch die kompakte Batch-Ansicht 450 angegeben oder in ihr wiedergegeben ist. Selbstverständlich könnte die Batch-Signatur 500 Impulse oder andere Indexmittel aufweisen, die die erwarteten oder statistisch basierten Zeiten für andere Ereignisse angeben, wie z. B. für Prozessereignisse wie Alarme, Probenzeiten, Testzeiten, Verwendung usw. In 6 ist beispielsweise ein Impuls 594 als eine Signatur für einen der Alarme in der oberen Schicht der kompakten Batch-Ansicht 450 dargestellt. Während bei der Batch-Signatur 500 aus 6 ferner die Verwendung von Impulsen dargestellt ist, können andere Indexmittel oder Angaben verwendet werden, um statistische Daten für einen Batch-Durchlauf anzuzeigen. Selbstverständlich können alle statistischen Maße oder Daten, die in der Batch-Signatur 500 bereitgestellt sind, relativ zur Startzeit des Batches angezeigt sein, oder sie können bei Bedarf relativ zur Startzeit einer Subprozedur im Batch angezeigt sein, um es einem Benutzer zu ermöglichen, einen bestimmten Batch-Durchlauf entsprechend der Definition oder der Darstellung in einer bestimmten kompakten Batch-Ansicht mit einer Anzahl anderer Batch-Durchlaufe (durch die statistische Batch-Signatur wiedergegeben) zu vergleichen. Diese Batch-Signatur ermöglicht somit einem Benutzer auf statistische Weise den Vergleich oder die Ansicht der Übereinstimmung eines bestimmten Batch-Durchlaufs mit anderen Batch-Durchläufen.
Bei Bedarf könnte für jede der Schichten einer kompakten Batch-Ansicht eine unterschiedliche Batch-Signaturschicht erzeugt werden, und die verschiedenen Schichten könnten auf entweder die gleiche Weise oder in unterschiedlicher Weise mit Bezug auf die Anzeige dieser Schichten in den kompakten Batch-Ansichten kombiniert oder relativ zueinander angezeigt werden (wie z. B. sich oberhalb oder unterhalb überlagernd). Auf diese Weise können die mehreren unterschiedlichen Schichten oder Elemente einer kompakten Batch-Ansicht mit den gleichen Elementen der Batch-Signatur verglichen werden. Da das Signaturmuster eines Batch-Prozess grafischer Natur ist, neigt diese Signatur selbstverständlich dazu, als eine Schicht in einer Batch-Ansicht zu fungieren, bzw. sie eignet sich dafür, eine vorliegende Batch-Ansicht zu überlagern, um es einem Benutzer zu ermöglichen, Abweichungen zu bestimmen. Bei Bedarf kann eine BDA-Anwendung 32 automatisch zur Laufzeit die Abweichung eines Batches von einer Signaturnorm algorithmisch bestimmen, und sie kann beispielsweise einen Alarm oder einen Warnhinweis absetzen, wenn eine signifikante Abweichung vorliegt (wobei ein Benutzer oder ein Bediener die Möglichkeit haben kann, den Abweichungsbetrag zu definieren, der zum Absetzen eines Alarms oder einer Warnmeldung für eine bestimmte Abweichung führt). Selbstverständlich können die BDA-Anwendungen 32 auch oder stattdessen Abweichungen automatisch grafisch angeben, indem beispielsweise der Bildschirm hervorgehoben wird, um zu zeigen, wo ein in einer bestimmten kompakten Ansicht wiedergegebenes Batch von der durch eine zugeordnete Batch-Signatur definierten Norm abweicht. Da das Batch hierbei eine grafische Natur hat, kann die BDA-Anwendung 32 ferner eine Anzeige erzeugen, die nur die Abweichungen eines bestimmten Batch-Durchlaufs von der zugehörigen Batch-Signatur anzeigt.
Während jede Batch-Signatur so dargestellt sein kann, dass sie aus einer Gruppe gespeicherter Batches erzeugt wird, kann die Batch-Signatur zeitaktuell oder während der Ausführung des Batches erzeugt werden, und zwar auf der Grundlage einer vorgegebenen Anzahl anderer Batches einschließlich anderer Batches, die aktuell ausgeführt werden, und bei Bedarf einschließlich von Batch-Daten aus dem Batch, zu dem die Signatur angezeigt wird. Die gespeicherten Batches, aus denen die Signatur berechnet werden kann, können somit Batch-Daten aus aktuell ausgeführten Batches einschließen, und die Batch-Signatur kann im laufenden Betrieb bzw. online während der Ausführung eines Batches erzeugt werden.
Um einen besseren Vergleich unterschiedlicher Batch-Ansichten zu ermöglichen, kann die BDA-Anwendung 32 ferner einem Benutzer die Implementierung eines im Folgenden hier als Zeitfaltung bezeichneten Konzepts bei einer oder mehreren kompakten Batch-Ansicht(en) und/oder Batch-Signatur(en) ermöglichen, um es einem Benutzer dadurch zu ermöglichen, nur bestimmte und nicht zusammenhängende Bereiche einer kompakten Batch-Ansicht oder einer Batch-Signatur einzusehen. Allgemein ausgedrückt heißt dies, dass die Zeitfaltung beschrieben werden kann als das Auslassen von einem oder mehreren spezifischen Zeitabschnitt(en) des Batch-Durchlaufs, und sie kann gesehen werden als Aufzeichnung einer kompakten Batch-Ansicht auf Papier mit anschließender Faltung des Papiers, um unterschiedliche nicht zusammenhängende Abschnitte der kompakten Batch-Ansicht zusammenhängend anzuzeigen.
Dieses Zeitfaltungsmerkmal ist nützlich für die Ansicht der wichtigsten oder relevantesten Teile eines Batch-Durchlaufs, da viele kompakte Batch-Ansichten sehr lang sein können, besonders, wenn die dazugehörigen Batch-Durchläufe mehrere ihnen zugeordnete Prozeduren, Einheitenprozeduren, Operationen und/oder Phasen haben. Ferner können einige der Bereiche oder Subprozeduren eines in einer kompakten Batch-Ansicht wiedergegebenen Batch-Durchlaufs keine große Bedeutung oder Relevanz für einen Benutzer haben, während andere Bereiche oder Abschnitte große Bedeutung haben können, um beispielsweise zu bestimmen, ob der Batch-Durchlauf korrekt ausgeführt wird. In diesen Fällen will ein Benutzer möglicherweise die Bereiche der kompakten Batch-Ansicht (und/oder der dazugehörigen Batch-Signatur) eliminieren oder entfernen, die weniger wichtig sind, um dadurch die wichtigeren Bereiche der kompakten Batch-Ansicht (und/oder der dazugehörigen Batch-Signatur) hervorzuheben.
Zur Durchführung dieser Zeitfaltungsfunktion kann die BDA-Anwendung 32 für den Benutzer die Möglichkeit bereitstellen, die Bereiche der kompakten Ansicht anzugeben, die ausgefaltet oder entfernt werden sollen. 7 gibt die kompakte Batch-Ansicht 460 aus 5 im obersten Abschnitt wieder, wobei alle Bereiche der kompakten Batch-Ansicht 460 dargestellt sind, sowie eine gefaltete kompakte Batch-Ansicht 460A, die gleich der kompakten Batch-Ansicht 460 ist, jedoch mit der Ausnahme, dass alle Bereiche der kompakten Batch-Ansicht 460 vom Anfang der Phase (durch die gestrichelte Linie 472A dargestellt) bis zum Ende der Einheitenprozedur (durch die gestrichelte Linie 472B dargestellt) ausgefaltet oder entfernt sind. Auf diese Weise können verschiedene nicht zusammenhängende Bereiche der kompakten Batch-Ansicht miteinander verkettet werden. Insbesondere erzeugt bei diesem Beispiel die von der BDA-Anwendung 32 durchgeführte Zeitfaltung eine kompakte Batch-Ansicht, wobei der Bereich 472 zwischen den gestrichelten Linien 472A und 472B durch die Überlagerung der gestrichelten Linie 472A und der Linie 472B entfernt ist, wodurch sich die gefaltete kompakte Batch-Ansicht 460A ergibt.
Selbstverständlich kann eine kompakte Batch-Ansicht mehrere zeitgefaltete Segmente haben, und die zeitgefalteten Segmente können aus einer bestimmten kompakten Batch-Ansicht in beliebige gewünschte Positionen ausgefaltet sein, um dem Benutzer die Ansicht der relevanten oder interessierenden Abschnitte eines Batch-Durchlaufs in kontinuierlicher Weise zu ermöglichen und um die gleichen Abschnitte unterschiedlicher Batch-Durchlaufe auf einem einzelnen Anzeigebildschirm anzuzeigen. Damit können bei einem Beispiel die gleichen Bereiche verschiedener unterschiedlicher kompakter Batch-Ansichten, wie z. B. die in 5 wiedergegebenen kompakten Batch-Ansichten, zeitgefaltet werden, um Daten aus verschiedenen unterschiedlichen Bereichen verschiedener Batch-Durchläufe in Zusammenhang mit dem gleichen Batch-Prozess zu eliminieren, um einem Benutzer die Ansicht oder den Vergleich der gleichen Zeiten in unterschiedlichen Batch-Durchlaufen eines Batch-Prozesses usw. zu ermöglichen. Selbstverständlich will der Benutzer möglicherweise Differenzen in verschiedenen kompakten Batch-Ansichten eliminieren, die sich aus nicht relevanten Ereignissen ergeben, wie z. B. dem Warten auf die Beschaffung von Prozesseinrichtungen, auf denen die Batches ausgeführt werden sollen, oder anderen Wartezeiten in Zusammenhang mit Reinigungseinrichtungen, Zeiträumen, in denen das Batch im Prozess „angehalten" wird (z. B. wartet ein Batch auf die Antwort eines Bedieners nach einer Eingabeaufforderung) usw.; und der Benutzer will dem in Ausführung befindlichen Batch die Synchronisation mit dem Batch-Signaturmuster oder mit anderen kompakten Batch-Ansichten für andere Batch-Durchläufe usw. ermöglichen. Eine andere Verwendung der Zeitfaltung besteht beispielsweise darin, einem Benutzer die „Ausrichtung" von zwei oder mehr kompakten Batch-Ansichten zu ermöglichen, so dass beispielsweise die Startpunkte einer bestimmten Operation, Phase, Prozedur, Einheitenprozedur, Alarmmeldung usw. der Batch-Durchläufe ausgerichtet sind. In diesem Fall können die Operation, die Phase usw. und folgende Operationen Seite an Seite oder einander überlagert verglichen werden, ohne sich mit früheren Teilen der Batch-Durchlaufe beschäftigen zu müssen, die möglicherweise aus nicht relevanten Gründen zeitlich unterschiedlich versetzt waren.
Es ist ersichtlich, dass die hier beschriebenen Batch-Anzeigeanwendungen und die Batch-Ausführungsmaschinen, die BOIs, die CMOIs und die Campaign-Manager-Serveranwendungen in beliebigen gewünschten Programmierumgebungen für die Steuerung von verfahrenstechnischen Anlagen verwendet und implementiert werden können, und dass sie unter Verwendung eines Kommunikationsprotokolls beliebigen gewünschten Typs für die Steuerung von verfahrenstechnischen Anlagen in beliebigen Steuerungssystemen für verfahrenstechnische Anlagen eingesetzt werden können, und dass sie ferner verwendet werden können, um Funktionen beliebigen Typs mit Bezug auf Einrichtungen bzw. Untereinheiten von Einrichtungen beliebigen Typs auszuführen. Während die hier beschriebenen Batch-Routinen vorzugsweise in Software implementiert sind, die beispielsweise in einem Server, einer Workstation oder einem anderen Computer gespeichert ist, können diese Routinen bei Bedarf zusätzlich oder alternativ dazu in Hardware, Firmware, anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen, speicherprogrammierbaren Steuerungen (PLCs) usw. implementiert sein. Falls sie in Software implementiert sind, können die Batch-Routinen in einem beliebigen computerlesbaren Speicher gespeichert sein, wie z. B. auf einer Magnetscheibe, einer Laser Disk oder einem anderen Speichermedium, in einem RAM oder ROM eines Computers, eines Controllers, eines Feldgeräts usw. Entsprechend kann diese Software für den Benutzer oder für eine Einrichtung über beliebige bereits bekannte oder gewünschte Übermittlungsverfahren bereitgestellt werden, einschließlich beispielsweise der Übermittlung über einen Kommunikationskanal wie eine Telefonleitung, das Internet oder ein transportables Medium, wie z. B. einen computerlesbaren Datenträger usw.
Während die Erfindung mit Bezug auf spezifische Beispiele beschrieben wurde, die lediglich der Veranschaulichung dienen und die Erfindung nicht einschränken sollen, ist es für Fachleute auf diesem Gebiet ersichtlich, dass Änderungen, Hinzufügungen und Streichungen an den offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 7020876 [0040]

Claims

Batch-Anzeigesystem, eingerichtet für die Ausführung auf einem Prozessor zur Anzeige von Batch-Daten in Zusammenhang mit einem oder mehreren Batch-Durchläufen eines durch Prozesseinrichtungen in einer verfahrenstechnischen Anlage implementierten Batch-Prozesses, wobei das Batch-Anzeigesystem Folgendes aufweist: einen Speicher; eine Kommunikationsroutine, eingerichtet für die kommunikative Verbindung mit der verfahrenstechnischen Anlage, um Batch-Daten in Zusammenhang mit dem einen Batch-Durchlauf oder den mehreren Batch-Durchläufen des Batch-Prozesses zu empfangen; und eine Batch-Anzeigeanwendung, gespeichert im Speicher und eingerichtet für die Ausführung auf dem Prozessor und eingerichtet zur Erzeugung einer Batch-Ansicht mit der Darstellung verschiedener Typen von Batch-Daten, die während des einen Batch-Durchlaufs oder der mehreren Batch-Durchläufe erzeugt werden, wobei die Batch-Ansicht eine Zeitskala und eine Vielzahl von Batch-Datenschichten aufweist, die relativ zur Zeitskala angeordnet sind, wobei die Zeiten dargestellt sind, zu denen unterschiedliche Ereignisse in dem einen Batch-Durchlauf oder den mehreren Batch-Durchläufen des Batch-Prozesses aufgetreten sind, wobei die Batch-Ansicht mehrere unterschiedliche Typen von Symbolen aufweist, die unterschiedlichen Typen der unterschiedlichen Ereignisse zugeordnet sind.
Batch-Anzeigesystem nach Anspruch 1, wobei eine erste Batch-Datenschicht aus der Vielzahl von Batch-Datenschichten die gesamte Dauer des einen Batch-Durchlaufs oder der mehreren Batch-Durchläufe des Batch-Prozesses darstellt.
Batch-Anzeigesystem nach Anspruch 2, wobei eine zweite Batch-Datenschicht aus der Vielzahl von Batch-Datenschichten Daten von Batch-Prozedurelementen in Zusammenhang mit dem einen Batch-Durchlauf oder den mehreren Batch-Durchlaufen des Batch-Prozesses darstellt.
Batch-Anzeigesystem nach Anspruch 3, wobei die Daten von Batch-Prozedurelementen ein oder mehrere Batch-Prozedurereignis(se) einschließen, die einem bestimmten Batch-Prozedurelement aus dem einen Batch-Durchlauf oder einem der mehreren Batch-Durchläufe zugeordnet sind.
Batch-Anzeigesystem nach Anspruch 4, wobei das eine oder die mehreren Batch-Prozedurereignis(se) eine Startzeit oder eine Stoppzeit in Zusammenhang mit dem bestimmten Batch-Prozedurelement einschließen.
Batch-Anzeigesystem nach Anspruch 3, wobei die Daten von Batch-Prozedurelementen Batch-Daten einschließen, die eines oder mehrere der folgenden Elemente angeben: eine Batch-Prozedur, eine Batch-Einheitenprozedur, eine Batch-Operation und eine Batch-Phase.
Batch-Anzeigesystem nach Anspruch 3, wobei eine dritte Datenschicht aus der Vielzahl von Batch-Datenschichten Prozessereignisdaten wiedergibt.
Batch-Anzeigesystem nach Anspruch 7, wobei die Prozessereignisdaten einen oder mehrere Prozessalarm(e) oder Prozesswarnhinweis(e) einschließen.
Batch-Anzeigesystem nach Anspruch 8, wobei die Prozessalarme oder Prozesswarnhinweise durch Prozesssteuerungseinrichtungen während des Betriebs des einen Batch-Durchlaufs oder der mehreren Batch-Durchlaufe des Batch-Prozesses erzeugt werden.
Batch-Anzeigesystem nach Anspruch 8, wobei die Prozessalarme oder Prozesswarnhinweise durch Prozesssteuerungseinrichtungen einschließlich einer Prozesssteuerung oder eines Feldgeräts erzeugt werden.
Batch-Anzeigesystem nach Anspruch 7, wobei die Prozessereignisdaten Angaben zur Einrichtungsverwendung einschließen.
Batch-Anzeigesystem nach Anspruch 2, wobei eine weitere Datenschicht aus der Vielzahl von Batch-Datenschichten Prozessereignisdaten wiedergibt.
Batch-Anzeigesystem nach Anspruch 1, wobei eine Datenschicht aus der Vielzahl von Batch-Datenschichten Daten zu Batch-Prozedurelementen wiedergibt und wobei eine andere Datenschicht aus der Vielzahl von Batch-Datenschichten Prozessereignisdaten wiedergibt.
Batch-Anzeigesystem nach Anspruch 1, wobei mindestens eine Datenschicht aus der Vielzahl von Batch-Datenschichten Daten zu Batch-Prozedurelementen für eine Vielzahl unterschiedlicher hierarchischer Schichten von Batch-Prozedurelementen einschließt.
Batch-Anzeigesystem nach Anspruch 1, wobei mindestens eine Datenschicht aus der Vielzahl von Batch-Datenschichten diskrete Symbole einschließt, die Batch-Prozedurereignisse angeben.
Batch-Anzeigesystem nach Anspruch 15, wobei die mindestens eine Datenschicht aus der Vielzahl von Batch-Datenschichten separate diskrete Symbole zur Angabe des Starts und des Endes eines bestimmten Batch-Prozedurelements aufweist.
Batch-Anzeigesystem nach Anspruch 15, wobei die mindestens eine Datenschicht aus der Vielzahl von Batch-Datenschichten diskrete Symbole zur Angabe eines Batch-Ereignisses in Zusammenhang mit einem Batch-Prozedurelement einschließt, die zwischen zwei einem zweiten Batch-Prozedurelement zugeordneten Symbolen angeordnet sind.
Batch-Anzeigesystem nach Anspruch 1, wobei die Zeitskala die tatsächliche Zeit wiedergibt.
Batch-Anzeigesystem nach Anspruch 1, wobei die Zeitskala die Zeit relativ zu einem Batch-Ereignis wiedergibt.
Batch-Anzeigesystem nach Anspruch 1, wobei eine Datenschicht aus der Vielzahl von Batch-Datenschichten ein oder mehrere aus mehreren Batch-Durchläufen des Prozesses bestimmte(s) statistische(s) Maße) eines Ereignisses einschließt.
Batch-Anzeigesystem nach Anspruch 20, wobei das eine oder die mehreren statistische(n) Maß(e) des Ereignisses ein oder mehrere statistische(s) Maß(e) eines Batch-Prozedurelements einschließen.
Batch-Anzeigesystem nach Anspruch 20, wobei das eine oder die mehreren statistische(n) Maße) des Ereignisses ein oder mehrere statistische(s) Maß(e) eines Prozessereignisses einschließen.
Batch-Anzeigesystem nach Anspruch 20, wobei das eine oder die mehreren statistische(n) Maß(e) des Batch-Ereignisses eine erwartete Zeit oder eine erwartete Abweichung von einer erwarteten Zeit für das Ereignis einschließen.
Batch-Anzeigesystem nach Anspruch 1, wobei es die Anzeigeanwendung einem Benutzer ermöglicht, einen Abschnitt der Batch-Ansicht mit einem durch eine erste Zeit definierten Anfang und einem durch eine zweite Zeit definierten Ende auszuwählen und wobei die Anzeigeanwendung eine zweite Batch-Ansicht erzeugt, indem die erste Zeit mit der zweiten Zeit in der Batch-Ansicht verkettet wird, um den ausgewählten Abschnitt der Batch-Ansicht zu eliminieren.
Batch-Anzeigesystem nach Anspruch 1, wobei sich die mehreren unterschiedlichen Typen von Symbolen in der Form unterscheiden, um unterschiedliche Typen von Batch-Daten anzugeben.
Batch-Anzeigesystem nach Anspruch 1, wobei sich die mehreren unterschiedlichen Typen von Symbolen in der Farbe unterscheiden, um unterschiedliche Typen von Batch-Daten anzugeben.
Batch-Anzeigesystem nach Anspruch 1, wobei ein erster Symboltyp verwendet wird, um Daten zu Batch-Prozedurelementen wiederzugeben, und wobei ein zweiter Symboltyp verwendet wird, um Prozessereignisdaten wiederzugeben.
Batch-Anzeigesystem nach Anspruch 1, wobei ein erster Symboltyp verwendet wird, um einen ersten Typ eines Batch-Prozedurelements wiederzugeben, und wobei ein zweiter Symboltyp verwendet wird, um einen zweiten Typ eines Batch-Prozedurelements wiederzugeben.
Batch-Anzeigesystem nach Anspruch 1, wobei eine Datenschicht aus der Vielzahl von Batch-Datenschichten Angaben zur Einrichtungsverwendung einschließt.
Verfahren zur Anzeige von Batch-Daten in Zusammenhang mit einem Batch-Durchlauf oder mit mehreren Batch-Durchläufen eines Batch-Prozesses, das Folgendes aufweist: Erfassung mehrerer Typen von Batch-Daten in Zusammenhang mit dem einen Batch-Durchlauf oder mit den mehreren Batch-Durchläufen des Batch-Prozesses von Prozesseinrichtungen in der verfahrenstechnischen Anlage; und Erzeugung einer Batch-Anzeige mit der Darstellung einer Batch-Ansicht, die die mehreren Typen von Batch-Daten in Zusammenhang mit dem einen Batch-Durchlauf oder mit den mehreren Batch-Durchläufen des Batch-Prozesses wiedergibt, wobei die Batch-Ansicht eine Zeitskala aufweist sowie eine Vielzahl von Batch-Datenschichten, die relativ zur Zeitskala angeordnet sind, wobei die Zeiten wiedergegeben sind, zu denen unterschiedliche Ereignisse in dem einen Batch-Durchlauf oder den mehreren Batch-Durchläufen des Batch-Prozesses aufgetreten sind, wobei die Batch-Ansicht mehrere unterschiedliche Typen von Symbolen aufweist, die unterschiedlichen Typen der unterschiedlichen Ereignisse zugeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 30, wobei die Erfassung mehrerer Typen von Batch-Daten die Erfassung von Daten zu Batch-Prozedurelementen und von Prozessereignisdaten einschließt und wobei die Erzeugung der Batch-Anzeige die Darstellung der Batch-Ansicht mit Daten zu Batch-Prozedurelementen in einer ersten Datenschicht aus der Vielzahl von Batch-Datenschichten und mit Prozessereignisdaten in einer zweiten Datenschicht aus der Vielzahl von Batch-Datenschichten einschließt.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei die Erfassung von Daten zu Batch-Prozedurelementen die Erfassung von Daten zu Batch-Prozedurelementen mit Bezug auf mehrere unterschiedliche Batch-Prozedurelemente einschließt und wobei die Erzeugung der Batch-Anzeige die Darstellung der Batch-Ansicht mit den Daten zu Batch-Prozedurelementen mit Bezug auf mehrere unterschiedliche Batch-Prozedurelemente in der ersten Datenschicht aus der Vielzahl von Batch-Datenschichten einschließt.
Verfahren nach Anspruch 32, wobei die Erfassung von Daten zu Batch-Prozedurelementen mit Bezug auf mehrere unterschiedliche Batch-Prozedurelemente die Erfassung von Daten zu Batch-Prozedurelementen mit Bezug auf Batch-Ereignisse in Zusammenhang mit unterschiedlichen Batch-Prozedurelementen auf unterschiedlichen hierarchischen Ebenen einschließt und wobei die Erzeugung der Batch-Anzeige die Darstellung der Batch-Ansicht mit den Batch-Ereignissen in Zusammenhang mit unterschiedlichen Batch-Prozedurelementen auf unterschiedlichen hierarchischen Ebenen in der ersten Datenschicht aus der Vielzahl von Batch-Datenschichten einschließt.
Verfahren nach Anspruch 33, wobei ein erstes Prozedurelement der mehreren unterschiedlichen Batch-Prozedurelemente auf unterschiedlichen hierarchischen Ebenen eines der folgenden Elemente einschließt: eine Batch-Prozedur, eine Batch-Einheitenprozedur, eine Batch-Operation und eine Batch-Phase, und wobei ein zweites Prozedurelement der mehreren unterschiedlichen Batch-Prozedurelemente auf unterschiedlichen hierarchischen Ebenen ein anderes der folgenden Elemente einschließt: eine Batch-Prozedur, eine Batch-Einheitenprozedur, eine Batch-Operation und eine Batch-Phase.
Verfahren nach Anspruch 35, das weiter die Erzeugung einer Batch-Signatur einschließt, die ein oder mehrere statistische(s) Maß(e) mit Bezug auf die Zeitregelung von einem oder mehreren in der Batch-Ansicht dargestellten unterschiedlichen Ereignis(sen) beinhaltet, wobei das/die erwähnte(n) statistische(n) Maß(e) aus einer Vielzahl von Batch-Durchlaufen des Batch-Prozesses bestimmt wird/werden.
Verfahren nach Anspruch 35, das weiter die Anzeige der Batch-Signatur in zeitlicher Beziehung zu einer oder zu mehreren Batch-Datenschichten) der Batch-Ansicht einschließt.
Verfahren nach Anspruch 36, das weiter die Bereitstellung einer Angabe einschließt, wenn eines der unterschiedlichen Ereignisse in der Batch-Ansicht außerhalb des statistischen Maßes mit Bezug auf das eine Ereignis der unterschiedlichen Ereignisse in der Batch-Signatur ist.
Verfahren nach Anspruch 37, wobei die Bereitstellung einer Angabe die Erzeugung eines Alarmsignals einschließt, wenn das eine Ereignis der unterschiedlichen Ereignisse in der Batch-Ansicht außerhalb des statistischen Maßes in Zusammenhang mit dem einen Ereignis der unterschiedlichen Ereignisse in der Batch-Signatur ist.
Verfahren nach Anspruch 37, wobei das eine oder die mehreren statistische(n) Maß(e) mit Bezug auf die zeitliche Regelung des einen Ereignisses oder der mehreren Ereignisse aus den unterschiedlichen Ereignissen eine erwartete Zeit oder eine erwartete Abweichung von einer erwarteten Zeit für das eine Ereignis oder die mehreren Ereignisse aus den unterschiedlichen Ereignissen einschließt.
Verfahren nach Anspruch 30, das weiter die Möglichkeit für einen Benutzer aufweist, einen Abschnitt der Batch-Ansicht mit einem durch eine erste Zeit definierten Anfang und einem durch eine zweite Zeit definierten Ende auszuwählen, und das weiter die Erzeugung einer zweiten Batch-Ansicht einschließt, indem ein Bereich der Batch-Ansicht vor der ersten Zeit mit einem Bereich der Batch-Ansicht nach der zweiten Zeit verkettet wird, um den ausgewählten Abschnitt der Batch-Ansicht zu eliminieren.
Verfahren nach Anspruch 30, wobei die Erzeugung einer Batch-Anzeige mit der Darstellung einer Batch-Ansicht, die die mehreren Typen von Batch-Daten wiedergibt, die Anzeige diskreter Symbole mit der Angabe von Batch-Prozedurereignissen in einer Datenschicht aus der Vielzahl von Batch-Datenschichten einschließt.
Verfahren nach Anspruch 41, wobei die Anzeige diskreter Symbole die Anzeige separater diskreter Symbole einschließt, um den Anfang und das Ende eines bestimmten Batch-Prozedurelements eines bestimmten Prozessereignisses anzugeben.
Verfahren nach Anspruch 41, wobei die Anzeige diskreter Symbole die Anzeige diskreter Symbole zur Angabe eines Batch-Ereignisses in Zusammenhang mit einem ersten Batch-Prozedurelement einschließt, das zwischen zwei Symbolen in Zusammenhang mit einem zweiten Batch-Prozedurelement angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 41, wobei die Anzeige diskreter Symbole die Anzeige diskreter Symbole einschließt, die sich bezüglich ihrer Form unterscheiden, um unterschiedliche Typen von Batch-Daten anzugeben.
Verfahren nach Anspruch 41, wobei die Anzeige diskreter Symbole die Anzeige diskreter Symbole einschließt, die sich bezüglich ihrer Farbe unterscheiden, um unterschiedliche Typen von Batch-Daten anzugeben.
Verfahren nach Anspruch 41, wobei die Anzeige diskreter Symbole die Anzeige eines ersten Typs diskreter Symbole einschließt, um Daten zu Batch-Prozedurelementen wiederzugeben, sowie die Anzeige eines zweiten Typs diskreter Symbole, um Prozessereignisdaten wiederzugeben.
Verfahren nach Anspruch 41, wobei die Anzeige diskreter Symbole die Anzeige eines ersten Typs diskreter Symbole einschließt, um einen ersten Typ von Daten zu Batch-Prozedurelementen wiederzugeben, sowie die Anzeige eines zweiten Typs diskreter Symbole, um einen zweiten Typ von Daten zu Batch-Prozedurelementen wiederzugeben.
Verfahren zur Analyse von Batch-Durchlaufen eines Batch-Prozesses, das Folgendes aufweist: Erfassung von Batch-Daten in Zusammenhang mit einer Vielzahl von Batch-Durchläufen des Batch-Prozesses von Prozesseinrichtungen in einer verfahrenstechnischen Anlage einschließlich von Batch-Daten in Zusammenhang mit dem Auftreten einer Vielzahl von Ereignissen mit Bezug auf den Batch-Prozess; Erzeugung einer Batch-Signatur aus den erfassten Batch-Daten einschließlich eines statistischen Maßes mit Bezug auf die zeitliche Regelung des Auftretens von jedem Ereignis aus der Vielzahl von Ereignissen in Zusammenhang mit dem Batch-Prozess; und Verwendung der Batch-Signatur zur Ausführung einer Funktion der Benutzerschnittstelle.
Verfahren nach Anspruch 48, wobei die Verwendung der Batch-Signatur zur Ausführung einer Funktion der Benutzerschnittstelle den Vergleich der Batch-Signatur mit Batch-Daten in einem weiteren Batch-Durchlauf einschließt, sowie die Erzeugung eines Alarms, wenn ein Ereignis in dem weiteren Batch-Durchlauf außerhalb eines Parameters in Zusammenhang mit dem statistischen Maß für das Ereignis in der Batch-Signatur ist.
Verfahren nach Anspruch 48, wobei die Verwendung der Batch-Signatur zur Ausführung einer Funktion der Benutzerschnittstelle die Anzeige der Batch-Signatur einschließt.
Verfahren nach Anspruch 50, das weiter die Anzeige einer Batch-Ansicht eines weiteren Batch-Durchlaufs an einer gemeinsamen Zeitskala mit der Batch-Signatur einschließt, wobei die Batch-Ansicht die zeitliche Regelung der Vielzahl von Ereignissen in Zusammenhang mit dem Batch-Prozess während des weiteren Batch-Durchlaufs wiedergibt.
Verfahren nach Anspruch 51, das weiter eine Angabe einschließt, wenn ein Ereignis der Vielzahl von Ereignissen in der Batch-Ansicht außerhalb eines Parameters in Zusammenhang mit dem statistischen Maß für das eine Ereignis der Vielzahl von Ereignissen in der Batch-Signatur ist.
Verfahren nach Anspruch 48, wobei das statistische Maß mit Bezug auf die zeitliche Regelung des Auftretens von jedem Ereignis der Vielzahl von Ereignissen in Zusammenhang mit dem Batch-Prozess eine erwartete Zeit des Ereignisses einschließt.
Verfahren nach Anspruch 53, das weiter die Bestimmung der erwarteten Zeit des Ereignisses als Durchschnittswert von Zeiten in Zusammenhang mit dem Ereignis in der Vielzahl von Batch-Durchläufen einschließt.
Verfahren nach Anspruch 53, das weiter die Bestimmung der erwarteten Zeit des Ereignisses als Mittelwert von Zeiten in Zusammenhang mit dem Ereignis in der Vielzahl von Batch-Durchläufen einschließt.
Verfahren nach Anspruch 53, wobei das statistische Maß mit Bezug auf die zeitliche Regelung des Auftretens von jedem Ereignis der Vielzahl von Ereignissen in Zusammenhang mit dem Batch-Prozess eine erwartete Abweichung von einer erwarteten Zeit von jedem Ereignis der Vielzahl von Ereignissen einschließt.
Verfahren nach Anspruch 56, das weiter die Bestimmung der erwarteten Abweichung von der erwarteten Zeit eines Ereignisses als eine Standardabweichung in Zusammenhang mit den Zeiten des Auftretens des Ereignisses in der Vielzahl von Batch-Durchläufen einschließt.
Verfahren nach Anspruch 53, das weiter die Bestimmung der erwarteten Abweichung von der erwarteten Zeit eines Ereignisses auf der Grundlage einer frühesten oder einer spätesten Zeit einschließt, zu der das Ereignis in einem Batch-Durchlauf aus der Vielzahl von Batch-Durchläufen aufgetreten ist.
Verfahren nach Anspruch 48, wobei die Erzeugung der Batch-Signatur einschließlich eines statistischen Maßes mit Bezug auf die zeitliche Regelung des Auftretens von jedem Ereignis der Vielzahl von Ereignissen in Zusammenhang mit dem Batch-Prozess die Erzeugung einer erwarteten Zeit und einer erwarteten Abweichung von der erwarteten Zeit für jedes Ereignis der Vielzahl von Ereignissen einschließt, und wobei die Verwendung der Batch-Signatur zur Ausführung einer Funktion der Benutzerschnittstelle die Anzeige der Batch-Signatur als Gruppe von Impulsen einschließt, wobei jeder Impuls einem Ereignis der Vielzahl von Ereignissen zugeordnet ist und wobei ein Punkt im Impuls die erwartete Zeit eines Ereignisses angibt und wobei der Anfang und das Ende des Impulses eine erwartete Abweichung von der erwarteten Zeit für das Ereignis angeben.
Verfahren nach Anspruch 59, wobei der Punkt im Impuls der Mittelpunkt zwischen Anfang und Ende jeden Impulses ist.
System zur Abarbeitung von Daten für eine Vielzahl von Batch-Durchläufen eines Batch-Prozesses mit Batch-Daten in Zusammenhang mit dem Auftreten einer Vielzahl von Ereignissen mit Bezug auf den Batch-Prozess, wobei das System Folgendes aufweist: einen Speicher; eine erste im Speicher gespeicherte Routine, die für die Ausführung in einem Prozessor eingerichtet ist, um die Batch-Daten zur Erzeugung einer Batch-Signatur mit einem statistischen Maß mit Bezug auf die zeitliche Regelung des Auftretens von jedem Ereignis der Vielzahl von Ereignissen in Zusammenhang mit dem Batch-Prozess zu verwenden; und eine zweite im Speicher gespeicherte Routine, die für die Ausführung im Prozessor eingerichtet ist, um unter Verwendung der Batch-Signatur eine Funktion der Benutzerschnittstelle auszuführen.
System nach Anspruch 61, wobei die zweite Routine die Batch-Signatur mit Batch-Daten in Zusammenhang mit einem weiteren Batch-Durchlauf vergleicht und einen Alarm erzeugt, wenn ein bestimmtes Ereignis in dem weiteren Batch-Durchlauf außerhalb eines Parameters in Zusammenhang mit dem statistischen Maß für das bestimmte Ereignis in der Batch-Signatur ist.
System nach Anspruch 61, wobei die zweite Routine die Batch-Signatur anzeigt.
System nach Anspruch 63, wobei die zweite Routine eine Batch-Ansicht eines weiteren Batch-Durchlaufs an einer mit der Batch-Signatur gemeinsamen Zeitskala anzeigt, wobei die Batch-Ansicht die zeitliche Regelung der Vielzahl von Ereignissen in Zusammenhang mit dem Batch-Prozess während des weiteren Batch-Durchlaufs wiedergibt.
System nach Anspruch 64, wobei die zweite Routine eine grafische Angabe macht, wenn ein Ereignis der Vielzahl von Ereignissen in der Batch-Ansicht außerhalb eines Parameters in Zusammenhang mit dem statistischen Maß für das eine Ereignis der Vielzahl von Ereignissen in der Batch-Signatur ist.
System nach Anspruch 61, wobei das statistische Maß mit Bezug auf die zeitliche Regelung des Auftretens von jedem Ereignis aus der Vielzahl von Ereignissen in Zusammenhang mit dem Batch-Prozess eine erwartete Zeit des Ereignisses einschließt.
System nach Anspruch 66, wobei die erste Routine die erwartete Zeit des Ereignisses als einen Durchschnittswert von Zeiten in Zusammenhang mit dem Ereignis in der Vielzahl von Batch-Durchläufen bestimmt.
System nach Anspruch 66, wobei die erste Routine die erwartete Zeit des Ereignisses als einen Mittelwert von Zeiten in Zusammenhang mit dem Ereignis in der Vielzahl von Batch-Durchlaufen bestimmt.
System nach Anspruch 61, wobei das statistische Maß mit Bezug auf die zeitliche Regelung des Auftretens von jedem Ereignis aus der Vielzahl von Ereignissen in Zusammenhang mit dem Batch-Prozess eine erwartete Abweichung von einer erwarteten Zeit für jedes Ereignis der Vielzahl von Ereignissen einschließt.
System nach Anspruch 69, wobei die erste Routine die erwartete Abweichung von der erwarteten Zeit von einem der Ereignisse als Standardabweichung in Zusammenhang mit den Zeiten des Auftretens von einem der Ereignisse in der Vielzahl von Batch-Durchläufen bestimmt.
System nach Anspruch 69, wobei die erste Routine die erwartete Abweichung von der erwarteten Zeit von einem der Ereignisse auf der Basis einer frühesten oder spätesten Zeit bestimmt, zu der das Ereignis in einem Batch-Durchlauf der Vielzahl von Batch-Durchläufen aufgetreten ist.