[发明专利]过程变量数据的多元监控和诊断

权利要求书

1、一种监控和诊断加工厂中的在线多元过程变量数据的系统，其中多元过程数据包括多个过程变量，每个过程变量具有多个观测值，该系统包括：

数据采集工具，适于当过程在线时从加工厂内的过程控制系统采集在线过程数据，其中所采集的在线过程数据包括多个过程变量的多个观测值；

分析工具，包括多元统计分析引擎，所述多元统计分析引擎适于基于所采集的在线过程数据的集合来表示过程操作，所采集的过程数据的集合包括当所述过程在线时所述过程操作的测量值，其中所述过程操作的表示适于被执行以生成一结果，并且其中所述分析工具适于存储所述过程操作的表示和所采集的在线过程数据的集合；以及

监控工具，适于基于所述过程操作的表示的参数生成一输出，其中所述过程操作的表示的参数包括由所述过程操作的表示生成的结果、用于生成所述过程操作的表示的过程变量和所采集的在线过程数据的集合中的一个或多个。

2、根据权利要求1所述的系统，其中所述监控工具包括执行工具，该执行工具适于执行所述过程操作的表示以生成得分。

3、根据权利要求2所述的系统，其中所采集的过程数据的集合中的多个观测值包括具有多个维度的第一数据空间，其中所述多元统计分析引擎适于在比所述第一数据空间具有较低维度的第二数据空间内表示所述过程操作，并且其中所述得分包括一个或多个观测值在所述第二数据空间中的表示。

4、根据权利要求3所述的系统，其中所述监控工具适于将观测值从所采集的数据的集合投影到所述第二数据空间上以生成一个或多个得分。

5、根据权利要求3所述的系统，其中所述多元统计分析引擎适于将所述过程操作表示为限定所述第二数据空间的多个主成分，其中每个主成分对应于所采集的过程数据的集合中的变化量。

6、根据权利要求2所述的系统，其中所述监控工具适于使用统计输出对所述过程进行诊断。

7、根据权利要求2所述的系统，其中所述监控工具适于在所述得分超出一阈值的情况下确定异常过程状况的存在。

8、根据权利要求7所述的系统，其中所述分析工具适于基于所述多个过程变量的一个或多个过程变量极限确定所述阈值。

9、根据权利要求8所述的系统，其中所述多个过程变量的一个或多个过程变量极限包括一个或多个包括统计过程变量极限和物理过程变量极限的组。

10、根据权利要求7所述的系统，其中所述监控工具适于基于异常过程状况的存在而生成警报。

11、根据权利要求1所述的系统，其中所述监控工具适于基于被用来生成所述过程操作的表示的过程变量生成归一化的过程变量。

12、根据权利要求11所述的系统，其中被用来生成所述过程操作的表示的每个过程变量包括已知过程变量极限和已知目标值，其中所述监控工具包括适于基于所述已知过程变量极限和所述已知目标对每个过程变量进行归一化的归一化工具。

13、根据权利要求12所述的系统，其中所述已知过程变量极限包括已知过程变量上限和已知过程变量下限。

14、根据权利要求11所述的系统，其中被用来生成所述过程操作的表示的过程变量中的至少一个过程变量包括未知过程变量极限，其中所述监控工具包括归一化工具，所述归一化工具适于基于观测值与所采集的过程变量数据的集合的均值的最大偏差来计算所述未知过程变量极限，其中该观测值位于所采集的过程变量数据的集合内，并且所采集的过程变量数据的集合包括当所述过程在线且正常操作时该至少一个过程变量的测量值，所述归一化工具还基于计算得到的未知过程变量极限并基于所采集的过程变量数据的集合的均值对该至少一个过程变量进行归一化，以生成该至少一个过程变量的过程变量极限。

15、根据权利要求11所述的系统，其中被用来生成所述过程操作的表示的过程变量中的至少一个过程变量包括未知过程变量极限，其中所述监控工具包括归一化工具，所述归一化工具适于基于所采集的过程变量数据的集合的均值并基于所采集的过程变量数据的集合的方差对该至少一个过程变量进行归一化，以生成该至少一个过程变量的过程变量极限，其中所采集的过程变量数据的集合包括当所述过程在线且正常操作时该至少一个过程变量的测量值。