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    EinVerfahren und eine Vorrichtung, die eine Schätzung einer Eigenschaft einesStapelprozesses aufstellen, verwenden ein nicht parametrisches Modell,um mehrere Reaktionsratenschätzungenaufzustellen, die mit dem Stapelprozess zusammenhängen. JedeReaktionsratenschätzungkann beispielsweise einem bestimmten Zeitpunkt während des Stapelprozesses entsprechen.Die mehreren Reaktionsratenschätzungenwerden dann integriert, um eine Schätzung einer Eigenschaft desStapelprozesses zu dem bestimmten Zeitpunkt aufzustellen.
    公开号:DE102004025876A1
    申请号:DE200410025876
    申请日:2004-05-27
    公开日:2004-12-16
    发明作者:Terrence L. Round Rock Blevins；Ashish Round Rock Metha
    申请人:Fisher Rosemount Systems Inc；
    IPC主号:G05B13-02
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Prozesssteuerungssysteme,und im Spezielleren darauf, Schätzungenund/oder Vorhersagen zu bestimmen, die sich auf eine Eigenschafteines Stapelprozesses beziehen.
    [0002] Prozessekönnenim Allgemeinen in drei Kategorien eingeteilt werden: kontinuierliche,halbkontinuierliche oder diskontinuierliche Prozesse, die auch Stapelverarbeitungs-oder Batch-Prozesse genannt werden. Ein kontinuierlicher Prozessist ein Prozess, der mit Rohmaterialien oder Zufuhrelementen miteiner kontinuierlichen Geschwindigkeit arbeitet, um einen kontinuierlichenProduktfluss mit einem Ausstoß herzustellen. Beispielefür kontinuierlicheProzesse umfassen Erdölraffinerieprozesse,Prozesse zur Herstellung von Vitamin C und bestimmte Herstellungsprozessefür chemischeHandelsartikel. Die Werte von Prozessvariablen wie Temperatur, Druck,Durchflussgeschwindigkeit, etc. bleiben in einem kontinuierlichenProzess überdie Zeit typischerweise an jeder Stelle gleich.
    [0003] Eindiskontinuierlicher oder Stapelprozess ist ein Prozess, der miteiner begrenzten Menge von Rohmaterialien oder Zufuhrelementen alsGruppe arbeitet und diese Zufuhrelemente über die Zeit zwangsweise eineReihe von Prozessschritten durchlaufen lässt, um beim Abschluss derProzessschritte ein Ausgabeprodukt zu erzeugen. Für gewöhnlich werdendem Stapelprozess währenddes Ablaufs der Prozessschritte keine neuen Zufuhr elemente mehrhinzugefügt.Beispiele von Stapelprozessen umfassen die Bierherstellung, die Herstellungeiniger pharmazeutischer Medikamente und die Herstellung vielerspezieller Chemikalien. Die Werte von Prozessvariablen wie Temperatur,Druck, Durchflussgeschwindigkeit, etc. verändern sich typischerweise mitder Zeit an einer oder mehreren Stellen in einem Stapelprozess.
    [0004] Einhalbkontinuierlicher Prozess ist ein kontinuierlicher Prozess mitdarin enthaltenen Stapelprozesskomponenten. Typischerweise arbeitetein halbkontinuierlicher Prozess mit einer kontinuierlichen Zufuhrvon Rohmaterialien, um einen kontinuierlichen Fluss eines Ausgabeproduktsherzustellen, weist aber beispielsweise eine Gruppe von Mischvorrichtungenauf, die eine begrenzte Menge der zu verarbeitenden Materialienirgendwo im Prozess eine begrenzte Zeit lang mischen.
    [0005] ImHinblick auf Stapelprozesse (und Stapelprozesskomponenten halbkontinuierlicherProzesse) kann es nützlichsein, einen zukünftigenZustand eines Stapelprozesse basierend auf vergangenen oder aktuellen Wertenvon Prozessvariablen, wie Temperatur und Druck, zu schätzen. Beispielsweisekann eine Prozesszustands- und Variablenschätzung einen Benutzer in dieLage versetzen, zu bestimmen, ob der endgültige Ausstoß einesbestimmten Stapelprozesses akzeptabel sein wird. Wird geschätzt, dassder endgültigeProduktausstoß unterhalbannehmbarer Standards sein wird, kann der Stapelprozess zum Beispielsofort abgebrochen werden. Alternativ kann der Stapelprozess über dieerwartete Zeit hinaus, die fürden Stapelprozess erforderlich ist, verlängert werden, so dass der Produktausstoß akzeptabelsein wird.
    [0006] Esist jedoch oft sehr schwierig, zeitraubend und/oder aufwändig, einenzukünftigenZustand eines Stapelprozesses einzuschätzen. So kann in einem typischenLösungswegein Stapelprozessbediener Prozessbedingungen eines erfolgreichenStapelprozesses aufzeichnen. Der Bediener kann dann in nachfolgendenStapelprozessen versuchen, die Stapelprozessbedingungen nahe andenjenigen des bekannten erfolgreichen Stapelprozesses zu halten.Bei diesem Lösungswegwird davon ausgegangen, dass der endgültige Stapelprozesszustandnahe an demjenigen des bekannten erfolgreichen Stapelprozesses seinsollte, wenn die Stapelprozessbedingungen nahe an denjenigen desbekannten erfolgreichen Stapelprozesses gehalten werden. Es können aberandere, nicht gemessene Bedingungen oder Bedingungen, die nichtgenau gesteuert werden können,den endgültigenStapelprozesszustand beeinflussen. Deshalb kann, selbst wenn vieleStapelprozessbedingungen genau eingehalten werden, das Endergebnisdes Stapelprozesses von demjenigen des bekannten erfolgreichen Stapelprozessesabweichen.
    [0007] Beieinem anderen typischen Lösungswegkann eine mathematische Gleichung (d.h. ein parametrisches Modell)entwickelt werden, um eine Reaktionsrate eines Prozesses abzuschätzen, wobeidie Gleichung eine Funktion gemessener Prozessbedingungen ist. DieGleichung kann dann integriert werden, um eine Schätzung desaktuellen Zustands des Stapelprozesses zu erzeugen. Die Entwicklungeiner solchen Gleichung, die viele Prozessbedingungen berücksichtigt,ist jedoch fürgewöhnlichextrem schwierig. Deshalb wird die entwickelte Gleichung vereinfacht,indem verschiedene Annahmen gemacht werden, was zu einer Gleichungführt,die nur eine grobe Annäherungan die Reaktionsrate liefert. Dementsprechend liefert jede Schätzung desaktuellen Zustands des Stapelprozesses, die auf einer solchen Gleichungberuht, nur eine grobe Annäherungan den aktuellen Zustand des Stapelprozesses.
    [0008] DieAusführungsformennach der vorliegenden Erfindung stellen Verfahren und eine Vorrichtungzum Aufstellen einer Schätzungeiner Eigenschaft eines Stapelprozesses bereit. Allgemein ausgedrückt, stelltein nicht parametrisches Modell mehrere Reaktionsratenschätzungenauf, die mit dem Stapelprozess zusammenhängen. Jede Reaktionsratenschätzung kannbeispielsweise einem bestimmten Zeitpunkt während des Stapelprozesses entsprechen.Die mehreren Reaktionsratenschätzungenkönnenintegriert werden, um eine Schätzungeiner Eigenschaft des Stapelprozesses zu einem bestimmten Zeitpunktaufzustellen.
    [0009] Inweiteren Ausführungsformenwerden Techniken zur Schulung des nicht parametrischen Modells bereitgestellt.Allgemein ausgedrückt,stellt das nicht parametrische Modell eine Schätzung der Eigenschaft am Endzeitpunkteines Stapels auf. Diese Schätzungkann mit einem Messwert der aktuellen Eigenschaft des Stapels amEndzeitpunkt verglichen werden. Die Abweichung zwischen der Schätzung unddem Messwert kann verwendet werden, um das nicht parametrische Modelleinzustellen. Das nicht parametrische Modell kann entsprechend dazuverwendet werden, mehrere Zeitpunkte einzustellen, indem Daten ausmehreren Stapelprozessen verwendet werden.
    [0010] Innoch weiteren AusführungsformenkönnenzusätzlicheDaten basierend auf den mehreren, vom nicht parametrischen Modellaufgestellten Reaktionsratenschätzungengeneriert werden. Beispielsweise kann eine Schätzung eines Unterschieds zwischender Eigenschaft des Stapelprozesses zu einem bestimmten Zeitpunktund einer Eigenschaft eines Modellstapelprozesses zu einem entsprechendenZeitpunkt aufgestellt werden. Diese Schätzung kann dazu hergenommenwerden, zusätzlicheDaten zu generieren. Zum Beispiel kann eine Vorhersage der Eigenschaftzu einem erwarteten Endzeitpunkt bestimmt werden. Als weiteres Beispiel kanneine Schätzungder Zeit bestimmt werden, die noch verbleibt, bis die Eigenschafteinen gewünschten Werterreicht.
    [0011] DieMerkmale und Vorteile der hier beschriebenen Beispiele werden ambesten mit Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung und diebeigefügtenZeichnungen deutlich:
    [0012] 1 ist ein Blockschema einerbeispielhaften Prozessanlage;
    [0013] 2 ist ein Blockschema einesbeispielhaften Rechners, der in 1 schematischdargestellt ist;
    [0014] 3 ist ein Blockschema einesbeispielhaften Arbeitsplatzrechners, der in 1 schematisch dargestellt ist;
    [0015] 4 ist ein Blockschema, dasein Beispiel eines Informationsflusses in einem System wie der Prozessanlagevon 1 darstellt;
    [0016] 5 ist ein Ablaufschema einerAusführungsformeines Verfahrens zum Aufstellen einer Schätzung einer Eigenschaft einesStapelprozesses;
    [0017] 6 ist ein Blockschema einerAusführungsformeiner Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung;
    [0018] 7 ist ein Ablaufschema einerAusführungsformeines Verfahrens zum Anlernen der Stapeleigenschaftsschätzeinrichtungvon 6;
    [0019] 8 ist ein Blockschema einerweiteren Ausführungsformeiner Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung;
    [0020] 9 ist ein Ablaufdiagrammeiner Ausführungsformeines Verfahrens zum Aufstellen einer Vorhersage einer Eigenschafteines Stapelprozesses zu einem Endzeitpunkt;
    [0021] 10 ist ein Ablaufschemaeiner Ausführungsformeines Verfahrens zum Aufstellen einer Schätzung der Zeit, die noch verbleibt,bis eine Eigenschaft eines Stapelprozesses einen gewünschtenWert erreicht;
    [0022] 11 ist ein Blockschema nocheiner weiteren Ausführungsformeiner Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung;
    [0023] 12 ist ein Ablaufschemaeiner weiteren Ausführungsformeines Verfahrens zum Aufstellen einer Vorhersage einer Eigenschafteines Stapelprozesses an einem Endzeitpunkt;
    [0024] 13 ist eine Ablaufschemaeiner weiteren Ausführungsformeines Verfahrens zum Aufstellen einer Schätzung der Zeit, die noch verbleibt,bis eine Eigenschaft eines Stapelprozesses einen gewünschtenWert erreicht;
    [0025] 14 ist ein Blockschema nocheiner weiteren Ausführungsformeiner Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung;und
    [0026] 15 ist ein Ablaufschemaeiner Ausführungsformeines Verfahrens zum Herstellen der Verstärkungseinstellung von 14.
    [0027] 1 ist ein Blockschema einerbeispielhaften Prozessanlage 10. Die Prozessanlage 10 umfassteinen oder mehrere Knoten 12, 14, 16, 18 und 20.In der beispielhaften Prozessanlage 10 von 1 umfasst jeder der Knoten 12, 14 und 16 einenProzessrechner 12a, 14a, 16a, die anein oder mehrere Feldgerät/e 22 und 23 über Eingabe-/Ausgabegeräte (E/A-Geräte) 24 angeschlossensind, bei denen es sich beispielsweise um Foundation Fieldbus-Schnittstellen,HART-Schnittstellen, etc. handeln kann. Die Rechner 12a, 14a und 16a sindauch mit einem oder mehreren Host- oder Bedienerarbeitsplatzrechnern 18a und 20a inden Knoten 18 und 20 über ein Netz 30 verbunden,das beispielsweise einen Bus oder mehrere Busse, ein verdrahtetes lokalesDatennetz (LAN) wie ein Ethernet-LAN,ein drahtloses LAN, ein überregionalesDatennetz (WAN), ein Intranet, etc. umfassen kann. Während dieRechnerknoten 12, 14, 16 und die damitverbundenen E/A- und Feldgeräte 22, 23 und 24 typischerweisein der manchmal rauen Anlagenumgebung angeordnet und über dieseverteilt sind, befinden sich die Bedienerarbeitsplatzrechnerknoten 18 und 20 für gewöhnlich inSteuerwarten oder weniger rauen Umgebungen, die für das für den RechnerzuständigePersonal leicht zugänglichsind.
    [0028] Allgemeinausgedrückt,könnendie Arbeitsplatzrechner 18a und 20a der Knoten 18 und 20 dazuverwendet werden, Anwendungen zu speichern und auszuführen, diedazu eingesetzt werden, die Prozessanlage 10 zu konfigurierenund überwachenund/oder die Geräte 22, 23, 24 undRechner 12a, 14a, 16a in der Prozessanlage 10 zuverwalten. Darüberhinaus kann eine Datenbank 32 an das Netz 30 angeschlossensein und als Aufzeichnungsort vergangener Daten und/oder Konfigurationsdatenbankwirken, die die aktuelle Konfiguration der Prozessanlage 10 speichert,wie sie auf die Knoten 12, 14, 16, 18 und 20 heruntergeladenwurde und/oder darin gespeichert ist.
    [0029] Jederder Rechner 12a, 14a und 16a, bei denenes sich beispielsweise um den von Emerson Process Management vertriebenenRechner DeltaVTM handeln kann, kann eineRechneranwendung speichern und ausführen, die eine Steuerstrategieunter Verwendung einer Anzahl unterschiedlicher, unabhängig ausgeführter Steuermoduleoder -blöckeimplemen tiert. Die Steuermodule können jeweils aus dem bestehen,was gemeinhin als Funktionsblöckebezeichnet wird, wobei jeder Funktionsblock Teil eines Unterprogrammseines Gesamtsteuerprogramms ist und mit anderen Funktionsblöcken (über Verbindungen,die „Links" genannt werden)zusammenarbeitet, um Prozessregelschleifen innerhalb der Prozessanlage 10 zuimplementieren. Wie hinlänglichbekannt ist, erfüllenFunktionsblöcketypischerweise eine Eingabefunktion (wie diejenige, die mit einemSender, einem Sensor oder anderen Prozessparametermessgeräten zusammenhängt), odereine Steuerfunktion (wie diejenige, die mit einem Steuerprogrammzusammenhängt,das PID-, Fuzzy Logic-Steuerung, etc. durchführt), oder eine Ausgabefunktion,welche den Betrieb irgendeines Geräts (wie eines Ventils) steuert, umeine gewisse physikalische Funktion innerhalb der Prozessanlage 10 zuerfüllen.Natürlichgibt es auch hybride und andere Arten von Funktionsblöcken, dieverwendet werden können.Währenddas Fieldbus-Protokoll und das Systemprotokoll des DeltaVTM Steuermodule und Funktionsblöcke verwendenkönnen,die in einem objektorientierten Programmierprotokoll entworfen undimplementiert sind, könntendie Steuermodule auch so ausgelegt sein, dass sie irgendein beliebigesSteuerprogrammierschema verwenden, einschließlich zum Beispiel einen Sequenzfunktionsblock,Kettenlogik, und sie sind nicht darauf beschränkt, so ausgelegt zu sein, dasssie einen Funktionsblock oder irgendeine andere bestimmte Programmiertechnikverwenden. Typischerweise ist die Konfiguration der Steuermodule,wie sie in den Prozesssteuerungsknoten 12, 14 und 16 gespeichertist, in der Konfigurationsdatenbank 32 gespeichert, aufdie Anwendungen zugreifen können,die von den Arbeitsplatzrechnern 18a und 20a ausgeführt werden.
    [0030] Indem in 1 dargestelltenSystem könnendie Feldgeräte 22 und 23,die mit den Rechnern 12a, 14a und 16a verbundensind, standardmäßige 4-20ma-Gerätesein, oder könnenintelligente Feldgerätesein wie HART-, Profibus- oder Foundation Fieldbus-Feldgeräte, welcheeinen Prozessor und einen Speicher umfassen. Einige dieser Geräte wie etwadie Foundation Fieldbus-Feldgeräte(in 1 mit Bezugszahl 23 bezeichnet)könnenModule oder Teilmodule wie Funktionsblöcke, die mit der in den Rechnern 12a, 14a und 16a implementiertenSteuerstrategie zusammenhängen,speichern und ausführen.Selbstverständlichkann es sich bei den Feldgeräten 22, 23 auchum irgendwelche andere Arten von Geräten wie Sensoren, Ventile,Sender, Stellglieder, etc. handeln, und bei den E/A-Geräten 24 umirgendeine Art von E/A-Geräten,die irgendeinem beliebigen Kom munikations- oder Rechnerprotokollwie HART, Foundation Fieldbus, Profibus, etc. entspricht.
    [0031] DieRechner 12a, 14a und 16a umfassen jeweilseinen Prozessor, der ein oder mehrere Prozesssteuerungsprogramme,die in einem Speicher hinterlegt sind, implementiert und überwacht,welche darin gespeicherte oder anderweitig damit zusammenhängende Regelschleifenumfassen können.Die Rechner 12a, 14a und 16a kommunizierenmit den Feldgeräten 22, 23,den Arbeitsplatzrechnern 18a, 20a und der Datenbank 32,um einen Prozess auf irgendeine gewünschte Weise zu steuern. DieRechner 12a, 14a, 16a können jeweils sokonfiguriert sein, dass sie auf irgendeine gewünschte Weise eine Steuerstrategieoder -routine implementieren.
    [0032] Ineiner Ausführungsformimplementieren die Rechner 12a, 14a und 16a etwas,was gemeinhin als Funktionsblöckebezeichnet wird, wobei jeder Funktionsblock ein Teil (ein Unterprogramm)eines Gesamtsteuerprogramms ist, und arbeitet mit anderen Funktionsblöcken (über Verbindungen,die „Links" genannt werden) zusammen,um Prozessregelschleifen innerhalb der Prozessanlage 10 zuimplementieren. Funktionsblöcke erfüllen typischerweiseeine Eingabefunktion, wie diejenige, die mit einem Sender, einemSensor oder einem anderen Prozessparametermessgerät zusammenhängt, odereine Steuerfunktion, wie diejenige, die mit einem Steuerprogrammzusammenhängt,das eine PID-, Fuzzy Logic-Steuerung, etc durchführt, oder eine Ausgabefunktion,welche den Betrieb irgendeines Geräts wie eines Ventils steuert,um eine gewisse physikalische Funktion innerhalb der Prozessanlage 10 zuerfüllen.Natürlichgibt es auch hybride und andere Arten von Funktionsblöcken. DieFunktionsblöckekönnenbeispielsweise im Rechner 12a gespeichert sein und vondiesem ausgeführtwerden, was typischerweise der Fall ist, wenn diese Funktionsblöcke für standardmäßige 4-20 ma-Geräte und einigeArten von intelligenten Feldgerätenverwendet oder diesen zugeordnet werden, oder können in den Feldgeräten selbstgespeichert und von diesen implementiert werden, was mit Fieldbus-Geräten derFall sein kann.
    [0033] 2 ist ein Blockschema einesbeispielhaften Rechners 12a (die Rechner 14a und 16a können dasselbeoder ein ähnlichesGerät umfassen).Der Rechner 12a kann mindestens einen Prozessor 40,einen flüchtigenSpeicher 44 und einen nichtflüchtigen Speicher 48 umfassen.Der flüchtigeSpeicher 44 kann beispielsweise einen Direktzugriffsspeicher(RAM) umfassen. In einigen Ausführungsformenkann der RAM durch eine oder mehrere Batterie/n gesichert sein,so dass im Falle eines Stromausfalls keine Daten verloren gehen.Der nichtflüchtigeSpeicher 48 kann beispielsweise eine oder mehrere Festplatte/n,oder Festwertspeicher (ROM), CD-Platten-ROM (CD-ROM), einen löschbarenprogrammierbaren ROM (EPROM), einen elektrisch löschbaren programmierbaren ROM(EEPROM), eine digitale versatile Platte (DVD) oder einen Flash-Speicher,etc. umfassen. Der Rechner 12a kann auch ein Rechner-Eingabe-/Ausgabegerät (Rechner-E/A-Gerät) 52 umfassen.Der Prozessor 40, der flüchtige Speicher 44,der nichtflüchtigeSpeicher 48 und das Rechner-E/A-Gerät 52 können über einenAdressen-/Datenbus 56 miteinander verbunden sein. In manchenAusführungsformen kann/können derflüchtigeSpeicher 44, der nichtflüchtige Speicher 48 und/oderdas Rechner-E/A-Gerät 52 mit demProzessor 40 übereinen vom Adressen-/Datenbus 56 (nicht gezeigt) separatenBus oder direkt mit dem Prozessor 40 verbunden sein.
    [0034] DerRechner 12a kann auch einen bidirektionalen Puffer 60 umfassen,der übereinen bidirektionalen Bus 64 mit dem Prozessor 40 verbundenist. Der Puffer 60 kann über einen bidirektionalen Bus 68 anmehrere E/A-Schaltungen 24 (1)angeschlossen sein. Der Rechner 12a ist über dasRechner-E/A-Gerät 52 andas Netz 30 angeschlossen.
    [0035] EineBedieneroberflächenanwendung,die mit einem Steuerknoten 12, 14, 16 zusammenhängt, kann ineinem oder mehreren der Arbeitsplatzrechner 18a gespeichertsein und von diesen ausgeführtwerden. 3 ist ein Blockschemaeines beispielhaften Arbeitsplatzrechners 18a (der Arbeitsplatzrechner 20a kann dasselbeoder ein ähnlichesGerät umfassen).Der Arbeitsplatzrechner 18a kann mindestens einen Prozessor 70,einen flüchtigenSpeicher 74 und einen nichtflüchtigen Speicher 78 umfassen.Der nichtflüchtigeSpeicher 74 kann zum Beispiel einen RAM umfassen. In einigenAusführungsformenkann der RAM durch eine oder mehrere Batterie/n gesichert sein,so dass im Falle eines Stromausfalls keine Daten verloren gehen.Der nichtflüchtigeSpeicher 78 kann beispielsweise eine oder mehrere Festplatte/n,oder Festwertspeicher (ROM), CD-Platten-ROM (CD-ROM), einen löschbarenprogrammierbaren ROM (EPROM), einen elektrisch löschbaren programmierbaren ROM(EEPROM), eine digitale versatile Platte (DVD) oder einen Flash-Speicher,etc. umfassen. Der Arbeitsplatzrechner 18a kann auch ein Arbeitsplatzrechner-Eingabe-/Ausgabegerät (Rechner-E/A-Gerät) 82 umfassen.Der Prozessor 70, der flüchtige Speicher 74,der nichtflüchtigeSpeicher 78 und das Arbeitsplatzrechner-E/A-Gerät 82 können über einenAdressen-/Datenbus 86 miteinander verbunden sein. Der Arbeitsplatzrechner 18a kannauch mindestens ein Display 90 und mindestens ein Benutzereingabegerät 94 umfassen.Das Benutzereingabegerät 94 kannzum Beispiel eine Tastatur, eine Kleintastatur, eine Maus etc. umfassen.In manchen Ausführungsformenkann der flüchtigeSpeicher 74, der nichtflüchtige Speicher 78 und/oderdas Arbeitsplatzrechner-E/A-Gerät 82 mitdem Prozessor 70 übereinen vom Adressen-/Datenbus 86 (nicht gezeigt) separatenBus oder direkt mit dem Prozessor 70 verbunden sein.
    [0036] DasDisplay 90 und das Benutzereingabegerät 94 sind mit demArbeitsplatzrechner-E/A-Gerät 82 verbunden.Zusätzlichist der Arbeitsplatzrechner 18a über das Arbeitsplatzrechner-E/A-Gerät 82 mitdem Netz 30 verbunden. Obwohl das Arbeitsplatzrechner-E/A-Gerät 82 in 3 als ein Gerät dargestelltist, kann es auch mehrere Geräteumfassen. Zusätzlichkönnenin manchen Ausführungsformendas Display 90 und/oder das Benutzereingabegerät 94 direktmit dem Adressen-/Datenbus 86 oder dem Prozessor 70 verbundensein.
    [0037] 4 ist ein Blockschema, dasden Informationsfluss darstellt, der mit der Schätzung einer aktuellen Eigenschafteines Stapelprozesses zusammenhängt.Daten, die mit einem Stapelprozess 104 zusammenhängen, können einerStapeleigenschaftsschätzeinrichtung 108 zugespieltwerden. Die Stapelprozessdaten könnenzum Beispiel Stapeldaten umfassen wie Zeitpunkt oder Angabe desBeginns des Stapelprozesses, Ausgangsbedingungen wie Größe einesBehälters,in dem der Stapelprozess stattfindet, Ausgangsmengen von Zutatenund/oder Reaktionsbeschleunigern, etc., Messbedingungen wie Temperatur,Druck, etc., die seit dem Beginn des Stapelprozesses verstricheneZeit, etc. Basierend auf den Stapelprozessdaten stellt die Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung 108 eineSchätzungeiner aktuellen Eigenschaft des Stapelprozesses auf. Die Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung 108 kanndann die Schätzungan eine Benutzeroberfläche 112 schicken, umsie einem Benutzer zu präsentieren.
    [0038] Alsveranschaulichendes Beispiel werden in einem typischen ZellstoffprozessHolzschnitzel „zersetzt", um das Lignin aufzulösen, dasdie Holzfasern zusammenhält.Die sich ergebenden „sauberen" Holzfasern können zueiner Myriade auf Papier beruhender Produkte weiterverarbeitet werden.Somit kann in diesem Stapelprozess eine Stapeleigenschaft der Ligninentzugder Holzschnitzel von Interesse sein. Selbstverständlich ist dervorstehend beschriebene Zellstoffzersetzungsprozess nur ein Beispieleines Stapelprozesses, fürden die hier beschriebene/n Verfahren und Vorrichtung zur Schätzung einerStapeleigenschaft verwendet werden kann. Im Allgemeinen können dieAusführungsformender hier beschriebenen beanspruchten Verfahren und Vorrichtung verwendetwerden, um viele verschieden Stapeleigenschaften in vielen verschiedenenStapelprozessen zu schätzen.
    [0039] Nunmehrkann mit Bezug auf die 1 und 4 die Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung 108 voneinem oder mehreren Rechner wie den Rechnern 12a, 14a, 16a und/oderFeldgerätenwie den Feldgeräten 22, 23, diemit dem Rechner verbunden sind, implementiert werden. Beispielsweisekann die Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung 108 mehrereFunktionsblöckeumfassen, wobei jeder Funktionsblock von einem Rechner und/oderFeldgerätoder Feldgerätenimplementiert werden kann. Die Stapeldaten können der Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung 108 beispielsweise über dieFeldgeräte 22, 23,die Datenbank 32, die Arbeitsplatzrechner 18a, 20a oderirgendein anderes Gerätbereitgestellt werden. Die von der Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung 108 aufgestellteSchätzungkann beispielsweise überdas Netz 30 an die Benutzeroberfläche 112 geschicktwerden. Die Benutzeroberfläche 112 kannbeispielsweise von einem Computer wie den Arbeitsplatzrechnern 18a oder 20a implementiertwerden.
    [0040] 5 ist ein Ablaufschema,das allgemein eine Ausführungsformeines Verfahrens zum Aufstellen einer Schätzung darstellt. Das Verfahren 150 kannvon der Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung 108 bewerkstelligtwerden, die mit Bezug auf 4 beschriebenwurde. Bei Block 154 könnenDaten, die sich auf den Stapelprozess beziehen, empfangen werden.Die Stapelprozessdaten könnendie mit Bezug auf 4 beschriebenenDaten umfassen (z.B. Zeitpunkt oder Angabe des Beginns des Stapelprozesses,Ausgangsbedingungen, Messbedingungen, die seit dem Beginn des Stapelprozessesverstrichene Zeit, etc.). Bei Block 158 wird eine Schätzung deraktuellen Reaktionsrate aufgestellt, wobei sich die Reaktionsrateauf die Stapeleigenschaft bezieht, die von Interesse ist. Die aktuelleReaktionsrate wird basierend auf den bei Block 154 empfangenen Datenaufgestellt. Im Allgemeinen können über dengesamten Stapelprozess hinweg aktualisierte Stapelprozessdaten empfangenwerden, und die Reaktionsratenschätzung kann während desStapelprozesses wiederholt durchgeführt werden. Dann werden beiBlock 162 die Reaktionsratenschätzungen, die bei Block 158 aufgestelltwurden verwendet, um eine Schätzungder aktuellen Stapeleigenschaft aufzustellen. Wie weiter unten nochausführlicherbeschrieben wird, kann in einer Ausführungsform die aktuelle Stapeleigenschaftzu einem Zeitpunkt T basierend auf einer Integration der Reaktionsratenschätzungenab dem Stapelbeginnzeitpunkt bis zum Zeitpunkt T aufgestellt werden.
    [0041] 6 ist ein Blockschema einerAusführungsformeiner Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung.Die Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung 200 umfasstein neuronales Netz 204, das kommunikativ mit einem Integrator 208 verbundenist. Das neuronale Netz 204 empfängt als Eingänge Stapelprozessdaten,die beispielsweise Ausgangsbedingungsdaten, Messbedingungsdaten,die verstrichene Zeit des Stapelprozesses, etc. enthalten. Das neuronaleNetz ist darin geschult, Reaktionsschätzungen aufzustellen, wobeisich die Reaktionsrate auf die Stapeleigenschaft bezieht, die vonInteresse ist. Das neuronale Netz 204 stellt die Reaktionsratenschätzungenbasierend auf den Daten auf, die es an seinen Eingängen erhaltenhat. Die Schulung des neuronale Netzes 204 wird nachstehendbeschrieben.
    [0042] DieReaktionsratenschätzungen,die vom neuronalen Netz 204 aufgestellt wurden, werdendem Integrator 208 bereitgestellt. In einer Ausführungsformkann der Integrator 208 (z.B. ein Akkumulator) durch die Stapelbeginnanzeigerückgesetztwerden. In dieser Ausführungsformakkumuliert der Integrator 208 die Schätzungen der aktuellen Reaktionsrate,die vom neuronalen Netz 204 aufgestellt wurden. Die Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung 200 kanndarüberhinaus noch eine Verriegelungsschaltung 212 umfassen, dieden Ausgang des Integrators 208 und auch eine Angabe desEndes des Stapelprozesses empfängt.Die Anzeige des Stapelprozessendes kann eine Anzeige eines erwartetenZeitpunkts sein, zu dem der Stapelprozess aufhört. Die Verriegelungsschaltung 212 verriegeltden Wert bei ihrem Eingang im Ansprechen auf die Anzeige des Stapelprozessendes.
    [0043] ImBetrieb stellt das geschulte neuronale Netz 204 eine Reihevon Reaktionsratenschätzungenauf, die dem zeitlichen Ablauf des Stapelprozesses entsprechen,wobei jede aufgestellte Reaktionsratenschätzung einer bestimmten Zeitentspricht, die ab dem Beginn des Stapelprozesses verstrichen ist.Der Integrator 208 integriert die vom neuronalen Netz 204 aufgestelltenSchätzungenund stellt eine Reihe aktueller Stapeleigenschaftsschätzungenauf, wobei jede aufgestellte Stapeleigenschaftsschätzung einerbestimmten Zeit entspricht, die ab dem Beginn des Stapelprozessesverstrichen ist. Zu dem erwarteten Zeitpunkt, an dem der Stapelprozessaufhörensoll, verriegelt die Verriegelungsschaltung 212 die aktuelleStapeleigenschaftsschätzung. Somitspeichert die Verriegelungsschaltung 212 eine Schätzung derStapelendeigenschaft. In anderen Ausführungsformen könnte dieSchätzungStapelendeigenschaft in einem Register, einer Speicherstelle, etc.im Ansprechen auf die Anzeige des Stapelprozessendes gespeichertwerden.
    [0044] 7 ist ein Ablaufschema einerAusführungsformeines Verfahrens zur Schulung des neuronalen Netzes 204 von 6. Das Verfahren 250 von 7 wird mit Bezug auf 6 beschrieben. Bei Block 254 werdenmehrere Schulungsdatensätzefür dasneuronale Netz 204 erstellt. Die Schulungsdatensätze können Datenbezüglichaktueller Stapelprozesse enthalten. Beispielsweise kann ein Schulungsdatensatz,der einem aktuellen Stapelprozess entspricht, die Ausgangsbedingungen,erfasste Werte von Messbedingungen während des Stapelprozesses,etc. umfassen, die dem Stapelprozess entsprechen. Im Allgemeinensollte ein Schulungsdatensatz Stapelprozessdaten enthalten, diedem neuronalen Netz 204 während des Stapelprozesses alsEingaben bereitgestellt werden. Zusätzlich kann der Schulungsdatensatznoch andere Daten enthalten, die der Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung 200 während desStapelprozesses zur Verfügunggestellt werden, wie die Anzeigen des Beginns und des Endes desStapelprozesses. Darüberhinaus sollte der Schulungsdatensatz einen Messwert der Stapelendeigenschaftfür denentsprechenden aktuellen Stapelprozess enthalten.
    [0045] BeiBlock 258 werden die Gewichtungen des neuronalen Netzes 204 zuAusgangswerten initialisiert. Jede einer Anzahl von Verfahrensweisen,einschließlichbekannter Verfah rensweisen, kann verwendet werden, um die Ausgangswerteder Gewichtungen des neuronalen Netzes 204 zu bestimmen.Bei Block 262 wird ein Schulungsdatensatz ausgewählt. ImAllgemeinen wird bei Block 262 ein Schulungsdatensatz ausgewählt, derim Verfahren 250 noch nicht verwendet wurde.
    [0046] BeiBlock 266 werden Daten aus dem ausgesuchten Schulungsdatensatzder Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung 200 bereitgestellt,damit sie eine Schätzungder Stapelendeigenschaft aufstellt. Bei Block 270 wirdein Fehlerwert basierend auf der geschätzten Stapelendeigenschaft,die von der Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung 200 aufgestelltwurde, und der gemessenen Stapelendeigenschaft im ausgewählten Schulungsdatensatzgeneriert.
    [0047] BeiBlock 274 wird bestimmt, ob weitere Schulungsdatensätze zurSchulung des neuronalen Netzes 204 zur Verfügung stehen.Beispielsweise kann bestimmt werden, ob alle der mehreren Schulungsdatensätze, diebei Block 254 erstellt wurden, verwendet wurden, um dasneuronale Netz 204 zu schulen. Stehen weitere Schulungsdatensätze zurVerfügung,geht der Ablauf des Verfahrens 250 zu Block 262 über. Stehenkeine weiteren Schulungsdatensätzezur Verfügung,kann der Ablauf des Verfahrens 250 zu Block 278 übergehen.
    [0048] BeiBlock 278 wird bestimmt, ob die Gewichtungen so passen,dass der Fehler minimiert wird, ohne das neuronale Netz zu überschulen.Jede einer Anzahl von Verfahrensweisen, einschließlich bekannterVerfahrensweisen kann eingesetzt werden, um zu bestimmen, ob dieGewichtungen so passen, dass der Fehler minimiert wird, ohne dasneuronale Netz zu überschulen.Falls nicht, werden bei Block 282 neue Gewichtungen basierendauf Fehlerwerten berechnet, die bei Block 270 generiertwurden. Dann könnendie Blöcke 254, 258, 262, 266, 270 und 274 wiederholtwerden. Jede einer Anzahl von Verfahrensweisen, einschließlich bekannterVerfahrensweisen kann eingesetzt werden, um die Gewichtungen desneuronalen Netzes 204 basierend auf den Fehlerwerten einzustellen,die bei Block 270 generiert wurden. Wird bei Block 278 bestimmt,dass die Gewichtungen so passen, dass der Fehler minimiert wird,ohne das neuronale Netz zu überschulen,kann der Ablauf des Verfahrens 250 enden.
    [0049] 8 ist ein Blockschema einerweiteren Ausführungsformeiner Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung.Die Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung 300 umfasstdas neuronale Netz 204, den Integrator 208 und dieVerriegelungsschaltung 212, wie sie mit Bezug auf 6 beschrieben wurden. Dasneuronale Netz 204 kann auf dieselbe oder eine ähnlicheWeise geschult werden wie mit Bezug auf 7 beschrieben wurde. Die Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung 300 umfasstauch einen Modellreaktionsratenspeicher 304, der Reaktionsratenfür einenModellstapelprozess speichert. Der Modellstapelprozess kann einfrüherer,abgeschlossener Stapelprozess sein, bei dem die Stapelendeigenschaftbeispielsweise als annehmbar, typisch, gewünscht, etc. bestimmt wordenwar. Die im Modellreaktionsratenspeicher 304 gespeichertenReaktionsraten können zumBeispiel Schätzungenvon Reaktionsraten sein, wie sie von einem neuronale Netz wie demgeschulten neuronalen Netz 204 bestimmt wurden. In einerAusführungsformkann das neuronale Netz 204 auf Daten aus dem Modellstapelprozessangewandt werden, und jeder Ausgang, der vom neuronalen Netz 204 generiert wird,kann im Modellreaktionsratenspeicher 304 gespeichert werden.In einer anderen Ausführungsformwird nur eine Untergruppe der Ausgänge, die vom neuronale Netz 204 generiertwurden, im Modellreaktionsratenspeicher 304 gespeichert.Beispielsweise kann nur ein Ausgang jeweils von mehreren Gruppenvon Ausgängenund nur die im Modellreaktionsratenspeicher 304 hinterlegtenMuster abgegriffen werden. Als weiteres Beispiel können Gruppenvon Ausgängen,die vom neuronale Netz 204 generiert wurden, verarbeitetwerden, um einen Wert oder Werte für jede Gruppe aufzustellen,und der Wert oder die Werte werden im Modellreaktionsratenspeicher 304 gespeichert.Beispielsweise könntenGruppen von Ausgängenaus dem neuronalen Netz 204 gemittelt, gefiltert, etc.und die Ergebnisse dann im Modellreaktionsratenspeicher 304 gespeichert werden.In noch einer anderen Ausführungsformkönnendie im Modellreaktionsratenspeicher 304 hinterlegten ReaktionsratenSchätzungenvon Reaktionsraten sein, wie sie von irgendeiner anderen Einrichtungals dem neuronalen Netz 204 bestimmt wurden.
    [0050] DerModellreaktionsratenspeicher 304 kann beispielsweise eineNachschlagtabelle umfassen, die in einem Speicher wie einem Registersatz,einem RAM, ROM, CD-ROM, EPROM, EEPROM, DVD, FLASH-Speicher, einerFestplatte, Diskette, etc. gespeichert ist. Der Modellreaktionsratenspeicher 304 kann zweiAusgängebereitstellen; einen ersten Ausgang, der der Modellreaktionsratezur aktuellen Zeit entspricht; und einen zweiten Ausgang, der derModellreaktionsrate am Ende des Modellstapelprozesses entspricht(in Folgenden als „Modellreaktionsratezum Endzeitpunkt" bezeichnet).Der Modellreakti onsratenspeicher 304 kann als Eingang eineAngabe der aktuellen verstrichenen Zeit des Stapelprozesses empfangen.
    [0051] DieModellreaktionsrate zum ausgegebenen aktuellen Zeitpunkt kann beispielsweiseein Eintrag in einer Nachschlagtabelle sein, wie sie in einem Nachschlagtabellenindexverzeichnet ist. Der Nachschlagtabellenindex kann erstellt werden,indem die aktuelle verstrichene Zeit verwendet wird, die in denModellreaktionsratenspeicher eingegeben wurde. Die ausgegebene Modellreaktionsratezum Endzeitpunkt kann beispielsweise ein bestimmter Wert sein, derin einer Nachschlagtabelle gespeichert ist, oder ein Wert, der getrenntvon der Nachschlagtabelle gespeichert ist. Die Modellreaktionsratezum Endzeitpunkt kann auf einer oder mehreren Reaktionsratenschätzungenberuhen, die fürden Modellstapelprozess zum Beispiel vom neuronalen Netz 204 oderirgendeiner anderen Einrichtung gegen Ende des Modellstapelprozessesaufgestellt wurde. Zum Beispiel kann die Modellreaktionsrate zumEndzeitpunkt beispielsweise eine Probe, ein Mittelwert, ein gefilterter Wert,etc. von Reaktionsratenschätzungendes Modellstapelprozesses gegen Ende des Modellstapelprozesses sein.
    [0052] Dererste Ausgang des Modellreaktionsratenspeichers 304 wirdeinem Addierer 308 bereitgestellt. Zusätzlich wird der Ausgang desneuronalen Netzes 204 dem Addierer 308 als weitererEingang bereitgestellt. Der Addierer 308 subtrahiert denAusgang des neuronalen Netzes 204 vom ersten Ausgang desModellreaktionsratenspeichers 304, um einen Ausgang zugenerieren. Der Ausgang des Addierers 308 wird einem Integrator 312 bereitgestellt,der von derselben oder einer ähnlicheArt sein kann wie der Integrator 208. Der Integrator 312 empfängt alszweiten Eingang die Stapelbeginnanzeige. Im Betrieb integriert derIntegrator 312 den Ausgang des Addierers 308 abBeginn des Stapelprozesses. Der Ausgang des Integrators 312 isteine Schätzungdes Unterschieds zwischen der aktuellen Eigenschaft des Stapelprozessesund derjenigen des Modellstapelprozesses zu einem entsprechendenZeitpunkt währenddes Modellstapelprozesses. Der Ausgang des Integrators 312 wirdeinem Addierer 316 bereitgestellt. Eine gewünschte Endeigenschaftdes Stapelprozesses wird als weiterer Eingang dem Addierer 316 bereitgestellt.Diese gewünschteEndeigenschaft kann beispielsweise die Stapelendeigenschaft desModellstapelprozesses, eine erwartete Stapelendeigenschaft, etc.sein. Der Addierer 316 addiert seine Eingänge, umeinen Ausgang zu generieren, der eine Vorhersage der Stapeleigenschaftzum erwarteten Endzeitpunkt ist.
    [0053] ImBetrieb stellt der Modellreaktionsratenspeicher 304 demAddierer 308 eine Reihe von Werten mit dem Fortschreitenverstrichener Zeit zur Verfügung.Zusätzlichgeneriert das neuronale Netz 204 mit dem Fortschreitenverstrichener Zeit auch eine Reihe von Werten. Der Addierer 308 generierteine Reihe von Werten basierend auf den Ausgängen des neuronalen Netzes 204 unddes Modellreaktionsratenspeichers 304. Der Integrator 312 integriertden Ausgang des Addierers 308 vom Beginn des Stapelprozessesab. Der Ausgang des Integrators 312 wird dem Addierer 316 zurVerfügunggestellt, der den Ausgang des Integrators 312 zu der gewünschtenEndeigenschaft addiert.
    [0054] 9 ist ein Ablaufschema einerAusführungsformeines Verfahrens zum Aufstellen einer Vorhersage einer Endeigenschafteines Stapelprozesses. Das Verfahren 350 von 9 kann beispielsweise voneiner Einrichtung wie der Einrichtung 300 von 8 oder einer anderen Einrichtung,einem Prozessor, der der Software entsprechend konfiguriert ist,etc. bewerkstelligt werden. Der einfacheren Erklärung halber wird der Ablaufvon 9 mit Bezug auf 8 beschrieben. Selbstverständlich kannder Ablauf von 9 auchdurch eine andere als die Einrichtung 300 bewerkstelligtwerden.
    [0055] BeiBlock 354 werden Reaktionsratenschätzungen für einen Stapelprozess während desStapelprozesses aufgestellt. Beispielsweise können die Reaktionsratenschätzungenvom neuronalen Netz 204 aufgestellt werden. Bei Block 358 werdenUnterschiede zwischen den bei Block 354 aufgestellten Reaktionsratenschätzungenund entsprechenden Reaktionsraten eines Modellstapelprozesses generiert.Zum Beispiel ist der erste Ausgang des Modellreaktionsratenspeichers 304 eineReaktionsrate des Modellprozesses, die der Reaktionsratenschätzung entspricht,die vom neuronalen Netz 204 aufgestellt wurde. Der Addierer 308 generiert dannUnterschiede zwischen dem Ausgang des neuronalen Netzes 204 unddem entsprechenden Ausgang des Modellreaktionsratenspeichers 304.
    [0056] BeiBlock 362 werden die bei Block 358 generiertenUnterschiede integriert, um eine Schätzung des Unterschieds zwischender aktuellen Eigenschaft des Stapelprozesses und derjenigen desModellstapelprozesses zu einem entsprechenden Zeitpunkt während des Modellstapelprozessesaufzustellen. In einer Ausführungsformwerden die bei Block 358 generierten Unterschiede akkumuliert.Der Integrator 312 kann zum Beispiel den Ausgang des Addierers 308 integrieren.Bei Block 366 wird der Wert der bei Block 362 integrierten Unterschiededazu verwendet, eine Vorhersageeigenschaft des Stapelprozesses zumerwarteten Endzeitpunkt zu generieren. Beispielsweise kann der Wertder integrierten Unterschiede zu einer gewünschten Endeigenschaft desStapelprozesses addiert werden. Zum Beispiel kann der Addierer 316 denAusgang des Integrators 312 zur gewünschten Endeigenschaft desStapelprozesses addieren.
    [0057] Nunmehrmit Bezug auf 8 wirdder zweite Ausgang des Modellreaktionsratenspeichers 304,welcher der Modellreaktionsrate gegen Ende des Modellstapelprozessesentspricht, einem Dividierer 320 zur Verfügung gestellt.Zusätzlichwird der Ausgang des Integrators 312, welcher eine Schätzung desUnterschieds zwischen der aktuellen Eigenschaft des Stapelprozessesund derjenigen des Modellstapelprozesses zu einem entsprechendenZeitpunkt ist, dem Dividierer 320 als weiterer Eingangzur Verfügunggestellt. Der Dividierer 320 dividiert den Ausgang desIntegrators 312 durch den zweiten Ausgang des Modellreaktionsratenspeichers 304,um einen Ausgang zu generieren. Der Ausgang des Dividieres 320 isteine Schätzungeiner Zeitabweichung vom erwarteten Endzeitpunkt des Stapelprozesses,wobei die Zeitabweichung einen Zeitpunkt angibt, zu dem die Eigenschaftdes Stapelprozesses einen gewünschtenWen erreichen wird. In einer weiteren Ausführungsform kann der erste Ausgangdes Modellreaktionsratenspeichers 304 dem Dividierer 320 zurVerfügunggestellt werden.
    [0058] DerAusgang des Dividierers 320 wird einem Addierer 324 zurVerfügunggestellt. Dem Addierer 324 werden auch noch als zusätzlicheEingängedie verstrichene Zeit und der erwartete Stapelendzeitpunkt bereitgestellt.Der Addierer 324 subtrahiert den Ausgang des Dividierers 320 unddie verstrichene Zeit vom erwarteten Stapelendzeitpunkt, um eineSchätzungder Zeit aufzustellen, die noch verbleibt, bis der gewünschte Stapeleigenschaftswerterreicht ist.
    [0059] 10 ist ein Ablaufschemaeiner Ausführungsformeines Verfahrens zum Aufstellen einer Schätzung von Zeit, die noch verbleibt,bis eine gewünschteStapeleigenschaft erreicht ist. Das Verfahren 380 von 10 kann beispielsweise voneiner Einrichtung wie der Einrichtung 300 von 8 oder einer anderen Einrichtung, einemProzessor, der der Software entsprechend konfiguriert ist, etc.bewerkstelligt werden. Der einfacheren Erklärung halber wird der Ablaufvon 10 mit Bezug auf 8 beschrieben. Selbstverständlich kannder Ablauf von 10 jedochdurch verschiedene andere als die Einrichtung 300 bewerkstelligtwerden.
    [0060] DieBlöcke 354, 358 und 362 sinddieselben wie mit Bezug auf 9 beschrieben.Bei Block 384 wird der bei Block 362 generierteWert der integrierten Unterschiede dazu verwendet, um eine Schätzung einerAbweichung vom erwarteten Endzeitpunkt aufzustellen, wobei die Abweichungeinen Zeitpunkt angibt, an dem die gewünschte Stapeleigenschaft erreichtsein wird. In einer Ausführungsformkann der bei Block 362 generierte Wert der integriertenUnterschiede durch eine Reaktionsrate des Modellstapelprozessesdividiert werden. Zum Beispiel könntedie Reaktionsrate des Modellstapelprozesses verwendet werden, diedem Endzeitpunkt des Modellstapelprozesses oder dem momentanen Zeitpunktentspricht. Mit Bezug auf 8 kannals Beispiel der Dividierer 320 den Ausgang des Integrators 312 durchden zweiten Ausgang des Modellreaktionsratenspeichers 304 dividieren.
    [0061] BeiBlock 388 wird die Schätzungder bei Block 384 generierten Abweichung dazu verwendet,um eine Schätzungder Zeit aufzustellen, die noch verbleibt, bis die gewünschte Eigenschafterreicht ist. In einer Ausführungsformwerden die bei Block 384 generierte Abweichung sowie dieaktuelle verstrichene Zeit vom erwarteten Endzeitpunkt des Stapelprozessesabgezogen, um eine Schätzungder verbleibenden Zeit aufzustellen. Mit Bezug auf 8 kann als Beispiel der Addierer 324 denAusgang des Dividierers 320 und die verstrichene Zeit vomerwarteten Endzeitpunkt abziehen, um die Schätzung der verbleibenden Zeitaufzustellen.
    [0062] 11 ist ein Blockschema nocheiner weiteren Ausführungsformeiner Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung.Die Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung 400 umfasstdas neuronale Netz 204, den Integrator 208, dieVerriegelungsschaltung 212, den Addierer 316,den Dividierer 320 und den Addierer 324 wie siemit Bezug auf die 6 und 8 beschrieben wurden. DieStapeleigenschaftsschätzeinrichtung 400 umfasstauch einen Modellstapeleigenschaftsspeicher 404, der Schätzungender Eigenschaft eines Modellstapel prozesses zu verschiedenen Zeitpunktenwährenddes Modellstapelprozesses speichert. Der Modellstapelprozess kannwie zuvor mit Bezug auf 8 beschriebensein. Die Eigenschaftsschätzungen,die im Modellreaktionsratenspeicher 304 gespeichert sind,könnenbeispielsweise Schätzungeneiner aktuellen Eigenschaft des Modellstapelprozesses sein, wiesie von der Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung 200 von 6 bestimmt wurde. In einer Ausführungsformkann die Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung 200 aufDaten aus dem Modellstapelprozess angewandt werden, und jeder vomIntegrator 208 generierte Ausgang kann im Modellstapeleigenschaftsspeicher 404 gespeichertwerden. In einer anderen Ausführungsformwird nur eine Teilgruppe der Ausgänge, die vom Integrator 208 generiertwurden, im Modellstapeleigenschaftsspeicher 404 gespeichert.Beispielsweise kann jeweils ein Ausgang aus jeder der mehreren Gruppenvon Ausgängenund nur die im Modellstapeleigenschaftsspeicher 404 gespeichertenMuster abgegriffen werden. Als weiteres Beispiel können Gruppenvon Ausgängen,die vom Integrator 208 generiert wurden, verarbeitet werden,um einen Wert oder Werte fürjede Gruppe zu generieren, und der Wert oder die Werte werden imModellstapeleigenschaftsspeicher 404 gespeichert. BeispielsweisekönntenGruppen von Ausgängenaus dem Integrator 208 gemittelt, gefiltert, etc. und die Ergebnisseim Modellstapeleigenschaftsspeicher 404 gespeichert werden.In noch einer weiteren Ausführungsformkönnendie Stapeleigenschaften im Modellstapeleigenschaftsspeicher 404 Schätzungenvon aktuellen Stapeleigenschaften des Modellstapelprozesses sein,wie sie von irgendeiner anderen Einrichtung als der Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung 200 bestimmtwurde. In noch einer weiteren Ausführungsform können dieStapeleigenschaften im Modellstapeleigenschaftsspeicher 404 Messungenvon aktuellen Stapeleigenschaften des Modellstapelprozesses sein,die währenddes Modellstapelprozesses gemacht wurden. Beispielsweise könnten Probeneines Gases, einer Flüssigkeit,eines Feststoffs, etc. währenddes Modellstapelprozesses zu verschiedenen Zeitpunkten während desModellstapelprozesses genommen werden. Diese Proben könnten dannanalysiert werden, um die Stapeleigenschaft zu dem Zeitpunkt zubestimmen, zu dem die Probe genommen wurde.
    [0063] DerModellstapeleigenschaftsspeicher 404 kann beispielsweiseeine Nachschlagtabelle umfassen, die in einem Speicher wie einemRegistersatz, einem RAM, ROM, CD-ROM, EPROM, EEPROM, DVD, FLASH-Speicher,einer Festplatte, Diskette, etc. gespeichert ist. Der Modellstapeleigenschaftsspeicher 404 kanneinen Ausgang generieren und kann als Eingang eine Angabe der aktuellenverstrichenen Zeit des Stapelprozesses empfangen. Der Ausgang kannbeispielsweise ein Eintrag in einer Nachschlagtabelle sein, wie siein einem Nachschlagtabellenindex verzeichnet ist. Der Nachschlagtabellenindexkann erstellt werden, indem die aktuelle verstrichene Zeit verwendetwird, die in den Modellstapeleigenschaftsspeicher 404 eingegebenwurde. Der Ausgang des Modellstapeleigenschaftsspeichers entsprichtder geschätzten(oder gemessenen) Eigenschaft des Modellstapelprozesses zu einerZeit, die der verstrichenen Zeit entspricht.
    [0064] DerAusgang des Modellstapeleigenschaftsspeichers 404 wirdeinem Addierer 408 zur Verfügung gestellt. Zusätzlich wirdder Ausgang des Integrators 208 als weiterer Eingang demAddierer 408 zur Verfügung gestellt.Der Addierer 408 subtrahiert den Ausgang des Integrators 208 vomAusgang des Modellstapeleigenschaftsspeichers 404, um einenAusgang zu generieren. Der Ausgang des Addierers 408 isteine Schätzung desUnterschieds zwischen der aktuellen Eigenschaft des Stapelprozessesund derjenigen des Modellstapelprozesses zu einer entsprechendenZeit währenddes Modellstapelprozesses. Der Ausgang des Addierers 408 wirddem Addierer 316 zur Verfügung gestellt.
    [0065] DerAusgang des Addierers 408 ist eine Schätzung des Unterschieds zwischender aktuellen Eigenschaft des Stapelprozesses und derjenigen desModellstapelprozesses zu einer entsprechenden Zeit während desModellstapelprozesses. Somit ist der Ausgang des Addierers 408 ähnlich demAusgang des Integrators 312 von 8.
    [0066] 12 ist ein Ablaufschemaeiner weiteren Ausführungsformeines Verfahrens zum Generieren einer Vorhersage einer Endeigenschafteines Stapelprozesses. Das Verfahren 450 von 12 kann beispielsweise voneiner Einrichtung wie der Einrichtung 400 von 11, oder einer anderen Einrichtung,einem Prozessor, der der Software entsprechend konfiguriert ist,etc. bewerkstelligt werden. Der einfacheren Erklärung halber wird das Ablaufschemavon 12 mit Bezug auf 11 beschrieben. Selbstverständlich kanndas Ablaufschema von 12 auchvon einer anderen als der Einrichtung 400 bewerkstelligtwerden.
    [0067] BeiBlock 454 wird eine Schätzungder aktuellen Eigenschaft füreinen Stapelprozess währenddes Stapelprozesses aufgestellt. Beispielsweise kann die Schätzung deraktuellen Eigenschaft vom Integrator 208 aufgestellt werden.Bei Block 458 wird ein Unterschied zwischen der bei Block 454 aufgestelltenaktuellen Eigenschaftsschätzungund einer Eigenschaft des Modellstapelprozesses zu einer Zeit generiert,die der aktuellen verstrichenen Zeit des Stapelprozesses entspricht.Beispielsweise ist der Ausgang des Modellstapeleigenschaftsspeichers 404 eineSchätzung(oder Messung) der Eigenschaft des Modellprozesses, die der verstrichenenZeit entspricht. Der Addierer 408 generiert einen Unterschiedzwischen dem Ausgang des Integrators 208 und dem entsprechendenAusgang des Modellstapeleigenschaftsspeichers 404. Derbei Block 458 generierte Unterschied ist eine Schätzung desUnterschieds zwischen der aktuellen Eigenschaft des Stapelprozessesund derjenigen des Modellstapelprozesses zu einem entsprechendenZeitpunkt währenddes Modellstapelprozesses.
    [0068] BeiBlock 462 wird der bei Block 458 generierte Unterschieddazu verwendet, um eine Vorhersageeigenschaft des Stapelprozesseszum erwarteten Endzeitpunkt zu generieren. Beispielsweise kann derbei Block 458 generierte Unterschied zu einer gewünschtenEndeigenschaft des Stapelprozesses addiert werden. Beispielsweisekann der Addierer 316 den Ausgang des Addierers 408 zurgewünschtenEndeigenschaft des Stapelprozesses addieren.
    [0069] Nunmehrkann mit Bezug auf 11 dieStapeleigenschaftsschätzeinrichtung 400 einenModellreaktionsratenspeicher 416 umfassen. In einer Ausführungsformkann der Modellreaktionsratenspeicher einen Wert speichern, derder Modellreaktionsrate gegen Ende des Modellstapelprozesses entspricht, ähnlich dem entsprechendenWen, der mit Bezug auf den zweiten Eingang des Modellreaktionsratenspeichers 304 von 8 beschrieben wurde. Ineiner weiteren Ausführungsformkann der Modellreaktionsratenspeicher 416 mehrere Wertespeichern, die den Werten entsprechen, die mit Bezug auf den erstenAusgang des Modellreaktionsratenspeichers 304 von 8 beschrieben wurden. Injeder Ausführungsformkann der Modellreaktionsratenspeicher 416 eine Einzelwert-oder Nachschlagtabelle umfassen, die in einem Speicher wie einem Register,einem Registersatz, einem RAM, ROM, CD-ROM, EPROM, EEPROM, DVD,FLASH-Speicher, einer Festplatte, Diskette, etc. gespeichert ist.Bei Ausführungsformen,in denen mehrere Werte gespeichert werden, kann der Modellreaktionsratenspeicher 416 alsEingang eine Angabe der aktuellen verstrichenen Zeit des Stapelprozesseserhalten. Der Ausgang kann beispiels weise ein Eintrag in einer Nachschlagtabellesein, wie sie in einem Nachschlagtabellenindex verzeichnet ist.Der Nachschlagtabellenindex kann erstellt werden, indem die aktuelleverstrichene Zeit verwendet wird, die in den Modellreaktionsratenspeicher 416 eingegeben wurde.Bei Ausführungsformen,bei denen der Modellreaktionsratenspeicher 416 die aktuelleverstrichene Zeit als Eingang erhält, kann der Ausgang des Modellreaktionsratenspeichers 416 derReaktionsrate des Modellstapelprozesses zu einer Zeit entsprechen,die der verstrichenen Zeit entspricht.
    [0070] DerAusgang des Modellreaktionsratenspeichers 416 wird demDividierer 320 zur Verfügunggestellt. Zusätzlichwird der Ausgang des Addierers 408, welcher eine Schätzung desUnterschieds zwischen der aktuellen Eigenschaft des Stapelprozessesund derjenigen des Modellstapelprozesses zu einer entsprechenden Zeitist, dem Dividierer 320 als weiterer Eingang bereitgestellt.Der Dividierer 320 dividiert den Ausgang des Addierers 408 durchden Ausgang des Modellreaktionsratenspeichers 416, um einenAusgang zu generieren. Der Ausgang des Dividierers 320 isteine Schätzungeiner Zeitabweichung vom erwarteten Endzeitpunkt des Stapelprozesses,wobei die Zeitabweichung einen Zeitpunkt angibt, zu dem die Eigenschaftdes Stapelprozesses einen gewünschtenWert erreichen wird.
    [0071] 13 ist ein Ablaufschemaeiner Ausführungsformeines Verfahrens zum Aufstellen einer Schätzung der Zeit, die noch verbleibt,bis eine gewünschteStapeleigenschaft erreicht ist. Das Verfahren 480 von 13 kann beispielsweise voneiner Einrichtung wie der Einrichtung 400 von 11 oder einer anderen Einrichtung, einemProzessor, der der Software entsprechend konfiguriert ist, etc.bewerkstelligt werden. Der einfacheren Erklärung halber wird der Ablaufvon 13 mit Bezug auf 11 beschrieben. Selbstverständlich kannder Ablauf von 13 auchdurch eine andere als die Einrichtung 400 bewerkstelligtwerden.
    [0072] DieBlöcke 454 und 458 sinddieselben wie die mit Bezug auf 12 beschriebenen.Bei Block 484 wird der bei Block 458 generierteUnterschied dazu verwendet, um eine Schätzung einer Abweichung vomerwarteten Endzeitpunkt aufzustellen, wobei die Abweichung einenZeitpunkt angibt, zu dem die gewünschte Stapeleigenschafterreicht sein wird. In einer Ausführungsform kann der bei Block 458 generierteUnterschied durch die Reaktionsrate des Modellstapelprozesses dividiertwerden. Zum Beispiel könntedie Reak tionsrate des Modellstapelprozesses, die dem Ende des Modellstapelprozessesoder der aktuellen verstrichenen Zeit entspricht, verwendet werden.Mit Bezug auf 11 kannbeispielsweise der Dividierer 320 den Ausgang des Addierers 408 durchden Ausgang des Modellreaktionsratenspeichers 416 dividieren.
    [0073] BeiBlock 488 wird die Schätzungder bei Block 484 generierten Abweichung dazu verwendet,um eine Schätzungder Zeit aufzustellen, die noch verbleibt, bis die gewünschte Eigenschafterreicht ist. In einer Ausführungsformwerden die bei Block 484 generierte Abweichung sowie dieaktuelle verstrichene Zeit vom erwarteten Endzeitpunkt des Stapelprozessesabgezogen, um die Schätzungder noch verbleibenden Zeit aufzustellen. Mit Bezug auf 11 kann der Addierer 324 beispielsweiseden Ausgang des Dividierers 320 und die verstrichene Zeitvom erwarteten Endzeitpunkt abziehen, um die Schätzung der noch verbleibendenZeit aufzustellen.
    [0074] 14 ist ein Blockschema nocheiner weiteren Ausführungsformeiner Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung.Die Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung 500 umfasstdie Bestandteile der wie mit Bezug auf 8 beschriebenen Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung 300 undenthältzusätzlicheinen Multiplizierer 504. Der Ausgang des neuronalen Netzes 204 wirddem Multiplizierer 504 zur Verfügung gestellt, welcher denAusgang des neuronalen Netzes 204 mit einer Verstärkungseinstellungmultipliziert. Der Ausgang des Multiplizierers 504 wirddann dem Integrator 208 und dem Addierer 308 zurVerfügunggestellt. Die Verstärkungseinstellung kanndazu verwendet werden, einen systemabhängigen Verstärkungsfehlerdes neuronalen Netzes 204 zu korrigieren, ohne das neuronaleNetz 204 neu schulen zu müssen.
    [0075] ImBetrieb kann der Verstärkungseinstellungswertauf Eins ersteingestellt werden, womit keine Verstärkungseinstellungvorgesehen wird. Wird festgestellt, dass eine Verstärkungseinstellungbenötigtwird, kann ein geeigneter Verstärkungseinstellungswertgeneriert werden. 15 istein Ablaufschema einer Ausführungsformeines Verfahren zum Generieren des Verstärkungseinstellungswerts von 14. Das Verfahren 550 von 15 wird mit Bezug auf 14 beschrieben. Bei Block 554 werdenmehrere Verstärkungenfür die Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung 500 bestimmt.Beispielsweise könnenmehrere Verstärkungenbestimmt werden, indem gemessene Eigenschaften des Endstapels durch entsprechendeSchätzungendividiert werden, die von der Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung 500 aufgestelltwurden. Dann könnenbei Block 558 die mehreren Verstärkungen, die bei Block 554 generiertwurden, gefiltert werden, um einen Verstärkungseinstellungswert zu generieren.Beispielsweise könnendie Verstärkungengemittelt, tiefpassgefiltert, etc. werden.
    [0076] Dannkann bei Block 562 der Verstärkungseinstellungswert eingegrenztwerden. Liegt beispielsweise der Verstärkungseinstellungswert über einemersten Schwellenwert, muss der Verstärkungseinstellungswert aufden ersten Schwellenwert gesetzt werden. Liegt entsprechend derVerstärkungseinstellungswertunter einem zweiten Schwellenwert, muss der Verstärkungseinstellungswertauf den zweiten Schwellenwert gesetzt werden.
    [0077] DerVerstärkungseinstellungswertkann nach der Fertigstellung jedes Stapels aktualisiert werden,und es liegt eine Messung der Endeigenschaft vor. Auch kann derVerstärkungseinstellungswertnach der Fertigstellung mehrerer Stapel aktualisiert werden, undes liegen Messungen der entsprechenden Endeigenschaften vor.
    [0078] DieStapeleigenschaftsschätzeinrichtung 500 isteine Modifizierung der Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung 300 von 8. Die Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung 200 von 6 und die Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung 400 von 11 können ähnlich modifiziert sein.
    [0079] Inanderen Ausführungsformenkann der Multiplizierer 504 durch einen Addierer ersetztsein, um eine Fehlanpassungseinstellung hinzuzufügen. Die Fehlanpassungseinstellungkann dazu verwendet werden, eine Fehlanpassung des neuronalen Netzeszu korrigieren, ohne das neuronale Netz 204 neu schulenzu müssen. DieFehlanpassungseinstellung kann auf eine ähnliche Weise wie diejenigebestimmt werden, die vorstehend mit Bezug auf 15 beschrieben wurde. Jedoch können, anstattmehrere Verstärkungenbei Block 554 zu bestimmen, mehrere Fehlanpassungen bestimmtwerden. Beispielsweise könnendie mehreren Fehlanpassungen dadurch bestimmt werden, dass Schätzungen,die von der Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung aufgestellt wurden,von entsprechenden gemessenen Stapelendeigenschaften abgezogen werden.In noch anderen Ausführungsformenkann ein Addierer zum Hinzufügeneiner Fehlanpassungseinstellung zusätzlich zum Multiplizierer 504 verwendetwerden. Beispielsweise kann der Addierer den Ausgang des Multiplizierers 504 empfangen,und der Ausgang des Addierers kann dem Integrator 208 zurVerfügunggestellt werden. Die am 8. Juni 2000 eingereichte US-PatentanmeldungNr. 09/590,630 mit dem Titel „AdaptivePredictive Model in a Process Control System", die dem Inhaber der vorliegenden Anwendungzugeteilt ist, beschreibt verschiedene Techniken, die eingesetztwerden können,um den Ausgang des neuronalen Netzes 204 zu modifizieren,wie etwa eine Fehlanpassungseinstellung vorzusehen. Die US-PatentanmeldungNr. 09/590,630 wird hiermit universell und voll inhaltlich durchBezug hier mit aufgenommen.
    [0080] Nunkönnenmit Bezug auf die 1, 6, 8, 11 und 14 einige oder alle Ausgänge, dievon der Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung 200, 300, 400, 500 generiertwerden, an eine Benutzeroberfläche übertragen werden,um beispielsweise einem Bediener präsentiert zu werden. Zum Beispielkönneneinige oder alle der generierten Ausgänge beispielsweise vom Rechner 12a, 14a und/oder 16a aneine Benutzeroberfläche übertragenwerden, die beispielsweise von einem Arbeitsplatzrechner 18a oder 20a implementiertwird. Die generierten Ausgängekönnenz.B. überdas Netz 30 übertragenwerden.
    [0081] EinBediener kann die generierten Ausgänge beispielsweise verwenden,um zu entscheiden, ob der Stapelprozess sofort abgebrochen werdensoll, die Stapelprozessvariablen geändert werden sollen (z.B. Zugabevon Zutaten, Anhebung/Senkung der Temperatur, etc.), die Stapelverarbeitungszeitverlängertoder verkürztwerden soll, etc. Alternativ könnendie generierten Ausgängedazu verwendet werden, auf automatische Weise den Stapelvorgangsofort abzubrechen, die Stapelprozessvariablen zu ändern, dieStapelverarbeitungszeit zu verlängernoder zu verkürzen,etc. Beispielsweise könntendie generierten Ausgängeeiner Rechneranwendung bereitgestellt werden, die im Ganzen oderteilweise von einem Rechner wie dem Rechner 12a, 14a,oder 16a implementiert wird.
    [0082] Obwohldie vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ein neuronaleNetzsystem umfassen, könnenin anderen Ausführungsformenauch andere, nichtparametrische Modelle verwendet werden (z.B. einedynamische, lineare Schätzeinrichtung,ein Modell mit begrenztem Ansprechen auf einen Impuls, etc.).
    [0083] Eswurden verschiedene Block- und Ablaufschemata beschrieben. Dem Fachmannwird klar sein, dass jeder der Blöcke, die in diesen Block- undAblaufschemata dargestellt sind, im Ganzen oder teilweise durchSoftware, Hardware und/oder Firmware implementiert werden kann.Jeder Block, oder ein Teil davon, kann unter Verwendung verschiedenerEntwicklungswerkzeuge entwickelt werden, einschließlich Graphikdesigntoolsoder irgendeiner anderen Art von Programmier- oder Designtool für Software/Hardware/Firmware.
    [0084] Inmanchen Ausführungsformenkann jeder der Blöcke,die in den 6, 8, 11 dargestellt sind, als Funktionsblockin einem Prozesssteuerungssystem implementiert werden. Die Funktionsblöcke können beispielsweisedurch einen Rechner wie den Rechnen 12a, 14a, 16a von 1 und/oder Feldgeräte wie den Feldgeräten 22, 23 von 1 implementiert werden.Jeder Funktionsblock kann ganz oder teilweise durch Software, Hardwareoder Firmware implementiert werden. In anderen Ausführungsformenkönneneinige oder alle der in den 6, 8, 11 und 14 dargestelltenBlöckeunter Verwendung weiterer Programmkonventionen implementiert oderentwickelt sein, wie Kettenlogik, Sequenzfunktionsblöcke, etc.,oder unter Verwendung irgendeiner anderen gewünschten Programmierspracheoder irgendeines anderen gewünschtenProgrammierparadigmas.
    [0085] Wirdein Block eines der vorstehend beschriebenen Block- oder Ablaufschemataganz oder teilweise durch Software implementiert, kann die Softwareauf einem berührbarenMedium wie einem RAM, ROM, einer CD-ROM, einem EPROM, EEPROM, einerDVD, einem FLASH-Speicher, einer Festplatte, einer Diskette, etc. gespeichertwerden. Jeder Block, oder ein Teil davon, kann in jedem beliebigenSoftwareformat implementiert werden, das etwa objektorientierteProgrammierung, Kettenlogik, Sequenzfunktionsblöcke, Funktionsblockdiagrammeoder irgendeine andere Softwareprogrammiersprache oder irgendeinanderes Softwareprogrammierparadigma verwendet. Im Hinblick aufdie vorstehend beschriebenen Ablaufschemata kann der durchschnittlicheFachmann leicht erkennen, dass die Schemata durch Software implementiertwerden können,die von einem Prozessor ausgeführtwird, oder der gesamte Ablauf oder Teile davon könnten alternativ von einem anderenGerät alseinem Prozessor ausgeführtund/oder auf hinlänglichbekannte Weise in Firmware und/oder spezielle Hardware eingebautwerden.
    [0086] Während dieErfindung verschiedene Modifizierungen und alternative Bauweisenerfahren kann, wurden bestimmte veranschaulichende Ausführungsformendavon in den Zeichnungen gezeigt und hier im Einzelnen beschrieben.Es sollte jedoch klar sein, dass die Erfindung nicht auf die speziellen,offenbarten Formen beschränktwerden soll, sondern die Erfindung hingegen alle Modifizierungen,alternativen Bauweisen und Äquivalenteumfassen soll, die in den Aussagegehalt und den Umfang der Offenbarungfallen, wie sie durch die beigefügtenAnsprüchedefiniert sind.
    Bezugszeichenliste

    权利要求:
    Claims (53)
    [1] Verfahren zum Schätzen einer Eigenschaft einesStapelprozesses, wobei das Verfahren umfasst: unter Verwendungeines nicht parametrischen Modells Reaktionsratenschätzungenzu bestimmen, die mit dem Stapelprozess zusammenhängen; und eineSchätzungeiner Eigenschaft des Stapelprozesses zu einem bestimmten Zeitpunktbasierend auf den Reaktionsratenschätzungen zu bestimmen.
    [2] Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen derSchätzungeiner aktuellen Eigenschaft umfasst, die Reaktionsratenschätzungenzu integrieren.
    [3] Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Integrierender Reaktionsratenschätzungenumfasst, die Reaktionsratenschätzungenzu akkumulieren.
    [4] Verfahren nach Anspruch 1, wobei das nicht parametrischeModell ein neuronales Netz umfasst.
    [5] Verfahren nach Anspruch 1, darüber hinaus umfassend, eineSchätzungeines Unterschiedes zwischen der Eigenschaft des Stapelprozesseszu dem bestimmten Zeitpunkt und einer Eigen schaft eines Modellstapelprozesseszu einem Zeitpunkt währenddes Modellstapelprozesses, der dem bestimmten Zeitpunkt entspricht, zubestimmen.
    [6] Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Bestimmen derSchätzungdes Unterschieds zwischen der Eigenschaft des Stapelprozesses undder Eigenschaft des Modellstapelprozesses umfasst: Unterschiedezwischen den Reaktionsratenschätzungendes Stapelprozesses und Reaktionsratenschätzungen des Modellstapelprozesseszu bestimmen; und die Unterschiede zwischen den Reaktionsratenschätzungendes Stapelprozesses und den Reaktionsratenschätzungen des Modellstapelprozesseszu integrieren.
    [7] Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Bestimmen derSchätzungdes Unterschieds zwischen der Eigenschaft des Stapelprozesses undder Eigenschaft des Modellstapelprozesses umfasst, die Schätzung der Eigenschaftdes Stapelprozesses zu dem bestimmten Zeitpunkt von einer Eigenschaftdes Modellstapelprozesses zu dem Zeitpunkt während des Modellstapelprozesses,der dem bestimmten Zeitpunkt entspricht, abzuziehen.
    [8] Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Eigenschaftdes Modellstapelprozesses zum Zeitpunkt während des Modellstapelprozesses,der dem bestimmten Zeitpunkt entspricht, eine geschätzte Eigenschaftist.
    [9] Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Eigenschaftdes Modellstapelprozesses zum Zeitpunkt während des Modellstapelprozesses,der dem bestimmten Zeitpunkt entspricht, eine gemessene Eigenschaftist.
    [10] Verfahren nach Anspruch 5, darüber hinaus umfassend, eineVorhersageeigenschaft zu einem Stapelprozessendzeitpunkt basierendauf der Schätzungdes Unterschieds zwischen der Eigenschaft des Stapelprozesses zudem bestimmten Zeitpunkt und der Eigenschaft des Modellstapelprozesseszum Zeitpunkt während desModellstapelprozesses, der dem bestimmten Zeitpunkt entspricht,zu bestimmen.
    [11] Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Bestimmender Vorhersageeigenschaft zum Stapelprozessendzeitpunkt umfasst,eine gewünschteEigenschaft zum Stapelprozessendzeitpunkt zur Schätzung desUnterschieds zwischen der Eigenschaft des Stapelprozesses zu dembestimmten Zeitpunkt und der Eigenschaft des Modellstapelprozesseszu dem Zeitpunkt währenddes Modellstapelprozesses, der dem bestimmten Zeitpunkt entspricht,zu addieren.
    [12] Verfahren nach Anspruch 1, darüber hinaus umfassend, eineSchätzungeiner Abweichung zwischen einer aktuellen Zeit, zu der die Eigenschaftdes Stapelprozesses einen gewünschtenWert erreicht, und einer erwarteten Zeit, zu der der Stapelprozessden gewünschtenWert erreicht, zu bestimmen.
    [13] Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Bestimmender Schätzungder Abweichung umfasst, eine Schätzungeines Unterschieds zwischen der Eigenschaft des Stapelprozesseszu dem bestimmten Zeitpunkt und einer Eigenschaft eines Modellstapelprozesseszu einem Zeitpunkt währenddes Modellstapelprozesses, der dem bestimmten Zeitpunkt entspricht,zu bestimmen.
    [14] Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Bestimmender Schätzungder Abweichung darüberhinaus umfasst, die Schätzungdes Unterschieds zwischen der Eigenschaft des Stapelprozesses undder Eigenschaft des Modellstapelprozesses durch eine Schätzung einerReaktionsrate des Modellstapelprozesses zu dividieren.
    [15] Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Schätzung derReaktionsrate des Modellstapelprozesses eine Schätzung einer Reaktionsrate desModellstapelprozesses nahe am Ende des Modellstapelprozesses ist.
    [16] Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Schätzung derReaktionsrate des Modellstapelprozesses eine Schätzung einer Reaktionsrate desModellstapelprozesses zu einem Zeitpunkt während des Modellstapelprozessesist, der dem bestimmten Zeitpunkt entspricht.
    [17] Verfahren nach Anspruch 12, darüber hinaus umfassend, eineSchätzungeiner Zeit, die noch verbleibt, bis die Eigenschaft des Stapelprozesseseinen gewünschtenWert erreicht, basierend auf der Schätzung der Abweichung zu bestimmen.
    [18] Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Bestimmender Schätzungder noch verbleibenden Zeit umfasst, die Schätzung der Abweichung und eineverstrichene Zeit von der erwarteten Zeit abzuziehen.
    [19] Verfahren nach Anspruch 1, darüber hinaus umfassend, die Reaktionsratenschätzungenmit einer Verstärkungseinstellungzu multiplizieren.
    [20] Verfahren nach Anspruch 1, darüber hinaus umfassend, eineAusgleichseinstellung bzw. Fehlanpassungseinstellung zu den Reaktionsratenschätzungenzu addieren.
    [21] Verfahren nach Anspruch 20, darüber hinaus umfassend, die Reaktionsratenschätzungenmit einer Verstärkungseinstellungzu multiplizieren.
    [22] Verfahren zum Schulen eines nicht parametrischenModells zur Schätzungeiner Reaktionsrate eines Stapelprozesses, wobei das Verfahren umfasst: dasnicht parametrische Modell zu initialisieren; mehrere Reaktionsratenschätzungenmit dem nicht parametrischen Modell unter Verwendung eines Schulungsdatensatzes,der dem Stapelprozess entspricht, aufzustellen; eine Schätzung einerEndeigenschaft des Stapelprozesses basierend auf den mehreren Reaktionsratenschätzungenaufzustellen; die Schätzungder Endeigenschaft mit einer gemessenen Endeigenschaft des Stapelprozesseszu vergleichen, um einen Fehler zu generieren; und das nichtparametrische Modell basierend auf dem Fehler einzustellen.
    [23] Verfahren nach Anspruch 22, wobei das nicht parametrischeModell ein neuronales Netz mit mehreren Gewichtungen umfasst; wobeidas Initialisieren des nicht parametrischen Modells umfasst, diemehreren Gewichtungen zu initialisieren; und wobei das Einstellendes nicht parametrischen Modells umfasst, die mehreren Gewichtungeneinzustellen.
    [24] Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Aufstellender Schätzungder Endeigenschaft des Stapelprozesses umfasst, die mehreren Reaktionsratenschätzungenzu integrieren.
    [25] Verfahren nach Anspruch 22, darüber hinaus umfassend, einenVerstärkungseinstellungswertbasierend auf mehreren Schätzungender Endeigenschaft, die mehreren Stapelprozessen entspricht, undmehreren Messungen der Endeigenschaft, die den mehreren Stapelprozessenentspricht, zu bestimmen, wobei die mehreren Schätzungen der Endeigenschaftvom nicht parametrischen Modell aufgestellt werden.
    [26] Verfahren nach Anspruch 22, darüber hinaus umfassend: mehrereFehler basierend auf mehreren Schätzungen der Endeigenschaft,die mehreren Stapelprozessen entspricht, und mehreren Messungender Endeigen schaft, die den mehreren Stapelprozessen entspricht,zu bestimmen, wobei die mehreren Schätzungen der Endeigenschaftvom nicht parametrischen Modell aufgestellt werden; und basierendauf den mehreren Fehlern einen Ausgleichseinstellwert zu bestimmen.
    [27] Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung, umfassend: einnicht parametrisches Modell, das so konfiguriert ist, dass es Daten,die mit einem Stapelprozess zusammenhängen, empfängt und mehrere Reaktionsratenschätzungenaufstellt, die sich auf den Stapelprozess beziehen; und einenersten Integrator, der mit dem nicht parametrischen Modell verbundenist, um die mehreren Reaktionsratenschätzungen zu integrieren, umeine Schätzungeiner Eigenschaft des Stapelprozesses zu einem bestimmten Zeitpunktaufzustellen.
    [28] Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung nach Anspruch27, darüberhinaus einen Speicher umfassend, der mit dem ersten Integrator verbundenist, um eine Schätzungeiner Endeigenschaft des Stapelprozesses zu speichern.
    [29] Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung nach Anspruch27, darüberhinaus einen Eigenschaftsunterschiedsschätzungsgenerator umfassend,um eine Schätzungeines Unterschieds zwischen der Eigenschaft des Stapelprozesseszu dem bestimmten Zeitpunkt und einer Eigenschaft eines Modellstapelprozesseszu einem Zeitpunkt, der dem bestimmten Zeitpunkt entspricht, aufzustellen.
    [30] Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung nach Anspruch29, wobei der Eigenschaftsunterschiedsschätzungsgenerator umfasst: einenModellreaktionsratenspeicher, um Reaktionsratenschätzungeneines Modellstapelprozesses zu speichern, die den mehreren Reaktionsratenschätzungenentsprechen; einen ersten Addierer, der mit dem Modellreaktionsratenspeicherund dem nicht parametrischen Modell verbunden ist, um die mehrerenReaktionsratenschätzungenvon den Reaktionsratenschätzungendes Modellstapelprozesses abzu ziehen, um mehrere Reaktionsratenunterschiedezu generieren; und einen zweiten Integrator, der mit dem Addiererverbunden ist, um die mehreren Reaktionsratenunterschiede zu integrieren,um eine Schätzungdes Unterschieds zwischen der Eigenschaft des Stapelprozesses zudem bestimmten Zeitpunkt und der Eigenschaft des Modellstapelprozesseszu dem Zeitpunkt, der dem bestimmten Zeitpunkt entspricht, aufzustellen.
    [31] Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung nach Anspruch29, wobei der Eigenschaftsunterschiedsschätzungsgenerator umfasst: einenModellstapeleigenschaftsspeicher, um eine Eigenschaft eines Modellstapelprozesseszu speichern, die der Schätzungder Eigenschaft des Stapelprozesse zu dem bestimmten Zeitpunkt entspricht;und einen Addierer, der mit dem Modellstapeleigenschaftsspeicherund dem ersten Integrator verbunden ist, um die Schätzung derEigenschaft des Stapelprozesses zu dem bestimmten Zeitpunkt vonder Eigenschaft des Modellstapelprozesses abzuziehen.
    [32] Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung nach Anspruch29, darüberhinaus einen Vorhersageendeigenschaftsgenerator umfassend, der mitdem Eigenschaftsunterschiedsschätzungsgeneratorverbunden ist, um eine Vorhersage der Eigenschaft des Stapelprozesseszu einem erwarteten Endzeitpunkt basierend auf der Schätzung desUnterschieds zwischen der Eigenschaft des Stapelprozesses zu dembestimmten Zeitpunkt und der Eigenschaft des Modellstapelprozesseszu dem Zeitpunkt, der dem bestimmten Zeitpunkt entspricht, zu treffen.
    [33] Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung nach Anspruch32, wobei der Vorhersageendeigenschaftsgenerator einen Addiererumfasst, um die Schätzungdes Unterschieds der Eigenschaft zu einer gewünschten Eigenschaft des Stapelprozesseszum Endzeitpunkt zu addieren.
    [34] Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung nach Anspruch29, darüberhinaus einen Zeitabweichungsgenerator umfassend, der mit dem Eigenschaftsunterschiedsschätzungsgeneratorverbunden ist, um eine Schätzungeiner Abweichung zwischen einer tatsächlichen Zeit, zu der die Eigenschaftdes Stapelprozesses einen gewünschtenWert erreicht, und einer erwarteten Zeit, zu der die Eigenschaftdes Stapelprozesses den gewünschtenWert erreicht, basierend auf der Schätzung des Unterschieds zwischender Eigenschaft des Stapelprozesses zu dem bestimmten Zeitpunktund der Eigenschaft des Modellstapelprozesses zu dem Zeitpunkt, derdem bestimmten Zeitpunkt entspricht, aufzustellen.
    [35] Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung nach Anspruch34, wobei der Zeitabweichungsgenerator umfasst: einen Modellreaktionsratenspeicher,um eine Reaktionsratenschätzungeines Modellstapelprozesses aufzustellen; und einen Dividierer,der mit dem Modellreaktionsratenspeicher und dem Eigenschaftsunterschiedsschätzungsgeneratorverbunden ist, um die Schätzungdes Unterschieds der Eigenschaft durch die Reaktionsratenschätzung einesModellstapelprozesses zu dividieren, um die Schätzung der Abweichung aufzustellen.
    [36] Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung nach Anspruch35, wobei die Reaktionsratenschätzungdes Modellstapelprozesses eine Schätzung einer Reaktionsrate desModellstapelprozesses zu einem Zeitpunkt, der dem bestimmten Zeitpunktentspricht, umfasst.
    [37] Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung nach Anspruch35, wobei die Reaktionsratenschätzungdes Modellstapelprozesses eine Schätzung einer Reaktionsrate desModellstapelprozesses nahe am Ende des Modellstapelprozesses umfasst.
    [38] Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung nach Anspruch34, darüberhinaus einen Schätzungsgenerator für die verbleibendeZeit umfassend, der mit dem Zeitabweichungsgenerator verbunden ist,um basierend auf der Schätzungder Abweichung eine Schätzungder Zeit aufzustellen, die noch verbleibt, bis die Eigenschaft desStapelprozesses den gewünschtenWert erreicht.
    [39] Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung nach Anspruch38, wobei der Schätzungsgeneratorfür dieverbleibende Zeit einen Addierer umfasst, um die Schätzung derAbweichung und eine verstrichene Zeit des Stapelprozesses von einemerwarteten Endzeitpunkt abzuziehen.
    [40] Stapeleigenschaftsschätzeinrichtung nach Anspruch27, wobei das nicht parametrische Modell ein neuronales Netz umfasst.
    [41] Verfahren zur Erleichterung der Steuerung einesStapelprozesses, wobei das Verfahren umfasst: Reaktionsratenschätzungen,die mit dem Stapelprozess zusammenhängen, unter Verwendung einesnicht parametrischen Modells zu bestimmen; Schätzungsdaten,die sich auf den Stapelprozess beziehen, basierend auf den Reaktionsratenschätzungenzu bestimmen, wobei die Schätzungsdaten,die sich auf den Stapelprozess beziehen, mindestens jeweils eine Schätzung einerEigenschaft des Stapelprozesses zu einem bestimmten Zeitpunkt undeine Schätzungeines Unterschieds zwischen der Eigenschaft zu dem bestimmten Zeitpunktund einer Eigenschaft eines Modellstapelprozesses zu einem Zeitpunktwährenddes Modellstapelprozesses, der dem bestimmten Zeitpunkt entspricht,enthalten; und die Schätzungsdatenzu verwenden, um die Steuerung des Stapelprozesses zu erleichtern.
    [42] Verfahren nach Anspruch 41, wobei das Verwendender Schätzungsdatenumfasst, zusätzlicheSchätzungsdatenbasierend auf den Schätzungsdatenzu bestimmen.
    [43] Verfahren nach Anspruch 42, wobei die zusätzlichenSchätzungsdateneine Vorhersageeigenschaft zu einem Endzeitpunkt umfassen.
    [44] Verfahren nach Anspruch 42, wobei die zusätzlichenSchätzungsdateneine Schätzungeiner Abweichung zwischen einem tatsächlichen Zeitpunkt, zu demdie Eigenschaft einen gewünschten Werterreicht, und einem erwarteten Zeitpunkt, zu dem der Stapelprozessden gewünschtenWert erreicht, umfasst.
    [45] Verfahren nach Anspruch 42, wobei die zusätzlichenSchätzungsdatenDaten umfassen, die mit der Schätzungeines Zeitpunkts zusammenhängen,zu dem die Eigenschaft einen gewünschtenWert erreicht.
    [46] Verfahren nach Anspruch 42, wobei die zusätzlichenSchätzungsdateneine Schätzungder Zeit umfassen, die noch verbleibt, bis die Eigenschaft einengewünschtenWert erreicht.
    [47] Verfahren nach Anspruch 42, darüber hinaus umfassend, die zusätzlichenSchätzungsdatenzu verwenden, um die Steuerung des Stapelprozesses zu erleichtern.
    [48] Verfahren nach Anspruch 47, wobei das Verwendender zusätzlichenSchätzungsdatenumfasst, zumindest einige der zusätzlichen Schätzungsdatenauf einer Anzeigevorrichtung anzuzeigen.
    [49] Verfahren nach Anspruch 47, wobei das Verwendender zusätzlichenSchätzungsdatenumfasst, zumindest einige der Schätzungsdaten einem Kontrollerbzw. Rechner zur Verfügungzu stellen, der mit der Steuerung des Stapelprozesses zusammenhängt.
    [50] Verfahren nach Anspruch 49, wobei das Verwendender Schätzungsdatendarüberhinaus umfasst, zumindest einige der Schätzungsdaten dazu zu verwenden,den Stapelprozess überden Kontroller zu steuern.
    [51] Verfahren nach Anspruch 41, wobei das Verwendender Schätzungsdatenumfasst, zumindest einige der Schätzungsdaten auf einer Anzeigevorrichtunganzuzeigen.
    [52] Verfahren nach Anspruch 41, wobei das Verwendender Schätzungsdatenumfasst, zumindest einige der Schätzungsdaten einem Kontrollerzur Verfügungzu stellen, der mit der Steuerung des Stapelprozesses zusammenhängt.
    [53] Verfahren nach Anspruch 52, wobei das Verwendender Schätzungsdatendarüberhinaus umfasst, zumindest einige der Schätzungsdaten dazu zu verwenden,den Stapelprozess überden Kontroller zu steuern.
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