[发明专利]生产过程的生产批运行的质量指标的计算机实现的确定

说明书

为了确定生产过程（200）的生产批运行（220）的质量指标，计算机（600）将具有来自参考批运行（210）的多来源数据的时间序列与具有来自生产批运行（220）的多来源数据的时间序列进行比较。在比较之前，所述计算机通过如下方式将多变量时间序列转换成单变量时间序列：首先将来源特定单变量时间序列的数据值与来自转换因子向量（610*）的来源特定因子相乘，并且其次根据离散时间点对所相乘的数据值进行求和。转换因子向量的来源特定因子是较早通过对参考数据进行处理来获得的，包括：确定时间序列的特性部分、转换、通过时间扭曲进行对齐、以及评估对齐之前与对齐之后的特性部分之间的时间中的位移。

技术领域

一般而言，本公开涉及生产过程，并且更特别地，本公开涉及用于确定生产过程的批运行的质量指标的计算机系统、方法和计算机程序产品。

背景技术

在工业中，技术系统执行生产过程。期望生产过程和所得产品两者都符合（或“遵从”）预定义的规范。然而，这并非总是该情况。因此，质量类别可以被指派给生产过程的特定性能（或“批运行”），并且可以被指派给特定产品。

经简化，质量指标可以至少在符合的生产与不符合的生产之间进行区分。符合性通常与指标“成功”相关联，并且不符合性通常与指标“失败”相关联。质量指标还可以在得到符合的产品的生产与得到不符合的产品的生产之间进行区分。还可以使用另外的质量类别（例如，“第一选择”、“第二选择”）。质量指标表示执行生产过程的技术系统的内部状态。

在生产期间收集数据是一种信息来源，该信息在被适当地评估时可以导致改进（该过程的性能方面的改进）。数据可以是从测量信号（例如，生产装置的温度）、从与生产事件相关的控制指令（例如，打开或关闭特定阀、添加材料）或从状态指标而得到的。

由于批处理在特定行业中（诸如在化学行业中）被广泛采用，因此可以针对个体批次来收集数据。关于批控制的惯例是归一化的，诸如在ANSI/ISA-88和等同物（例如，IEC61512-1：1997、IEC 61512-2：2001、IEC 61512-3：2008、IEC 61512-4：2009）中。

对于批处理而言，数据可用作时间序列，即针对后续时间点按时间次序被索引的数据值序列。时间序列与特定批次相关、和/或与所得产品相关。

评估数据可以包括检测来自不同批运行的时间序列之间的相似性。例如，如果相似性指数超过特定阈值，则可以考虑相似性。或者，在另外的示例中，如果数据处理识别出模式（诸如，随时间的特性数据值），则可以考虑相似性。

来自过去的特定批运行（“历史批运行”或“参考批运行”）的时间序列可以用作参考时间序列。可以将一个或多个质量类别指派给该参考。为了与上述简化的类别保持一致，可以针对符合的生产、针对不符合的生产、针对符合的产品、或针对不符合的产品对参考时间序列进行分类。进一步的简化仅使用成功和失败类别。在生产和产品两方面都符合（以及潜在地符合另外的、更详细的规范）的特定批运行可以被视为“黄金批次”。

如本文中所使用，来自（正在进行的）特定批运行的时间序列是生产时间序列。生产时间序列与参考时间序列之间的相似性可以指示类别，诸如符合的生产、不符合的生产（符合的产品或不符合的产品），达到“黄金批次”是所期望的。

然而，检测时间序列之间的相似性并不像将数字与阈值等进行比较那样容易。至少存在两个约束：

来看第一个约束，作为时间序列的基础的时间区间并不是针对所有时间序列都相同，即使生产过程是相同的。批处理并不意味着以相同的时间长度（或持续时间）执行每个特定的生产批运行。生产批运行的持续时间通常因批次而不同。对于不同的持续时间而言，存在许多原因。例如，由于变化的环境条件，化学反应具有可变的持续时间。由于物流原因（例如，罐已满，下一个装备被占用），操作者潜在地会暂停过程，并且在稍后的时间点处将其恢复。操作者动作也具有可变的持续时间。