(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多変量プロセスの変数を表示する方法であって、
前記多変量プロセスの結果は、複数の変数の値によって定められ、
前記変数の値は、相互に間隔を空けて複数の座標軸が配置される平行座標において前記複数の座標軸上に表示され、
前記方法は、
前記多変量プロセスの複数の過去の動作において蓄積された前記複数の変数の値の組に基づいて、前記複数の座標軸に交差し且つ前記多変量プロセスの複数の過去の正常な動作中に蓄積された前記変数の値の組を包囲する線として定義される前記変数の実現可能な範囲の、前記平行座標上における多次元ディスプレイ表現を導出し、
前記実現可能な範囲内の前記複数の変数の一組の値を更に導出して、該一組の値を前記多次元ディスプレイ表現内に表示し、
前記多次元ディスプレイ表現における前記複数の変数中のある変数の利用可能範囲を、前記一組の値のうち前記複数の変数中の他の変数に対応する値に従い、かつ前記多変量プロセスの複数の過去の動作において蓄積された前記変数の値に従う計算によって定義する、多変量プロセスの変数を表示する方法。
【請求項２】
前記利用可能範囲は、前記変数の各々の対について、前記蓄積された値の組に基づき計算された凸包により定義される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記変数は、ある順序付けで順序付けられて前記多次元ディスプレイ表現の前記平行座標の各々の前記座標軸に関連付けられ、
前記順序付けにおいて連続する変数の対の凸包を、前記多次元ディスプレイ表現中の前記変数の対の座標軸の間に表示し、
前記凸包は、前記多変量プロセスの複数の過去の動作において蓄積された、連続する個々の前記変数の対の値から導出される請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記一組の値の各々の値の選択を順次行い、
前記値の選択が行われるのに従って前記利用可能範囲が定義及び再定義される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記多変量プロセスの変数を表示する前記方法は、前記多変量プロセスの実行中に行われ、
前記一組の値は、前記多変量プロセスの実行中の前記複数の変数の現在値であり、
前記複数の変数のうちのいずれかの変数の現在値が、該いずれかの変数の前記利用可能範囲外にある場合、該いずれかの変数に関してアラーム指示が設けられる、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
上述のアラーム指示が、違反された利用可能範囲に対するアラーム・マーキングの表示を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法により表示される多変量プロセスの変数の値を選択する方法であって、
複数の前記変数のうちの第１変数の値を該第１変数のための前記実現可能な範囲内の値となるように選択して固定し、且つ選択された第１変数の値及び前記多変量プロセスの複数の過去の動作において蓄積された前記変数の値の組に従って、前記複数の変数のうちの他の変数の利用可能範囲を定義する第１のステップと、
値が固定されていない前記他の変数のうちのいずれかの変数の値を、該いずれか変数の利用可能範囲内の値となるように選択して固定し、選択済みの前記変数の値及び前記多変量プロセスの複数の過去の動作において蓄積された前記変数の値の組に従って、値がまだ固定されていない他の前記変数の利用可能範囲を再定義する第２のステップと、を備え、
前記第１及び第２のステップにおける選択により全ての前記変数の値が固定されるまで前記第２のステップが繰り返される、多変量プロセスの変数の値を選択する方法。
【請求項８】
前記利用可能範囲は、前記変数の各々の対について、前記蓄積された値の組に基づき計算された凸包により定義される請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記変数がある順序付けで順序付けられて前記多次元ディスプレイ表現の前記平行座標の各々の前記座標軸に関連付けられ、
前記順序付けにおいて連続する変数の対の凸包を、前記多次元ディスプレイ表現中の前記変数の対の座標軸の間に表示し、
前記凸包は、前記多変量プロセスの複数の過去の動作において蓄積された、連続する個々の前記変数の対の値から導出される請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
ある前記変数の値を表示する前記座標軸上の位置を選択することによって前記ある変数の値が選択され、
選択された前記位置から伸長する折線であって、前記複数の座標軸中の他の座標軸のそれぞれと、前記他の座標軸に表示される変数について定義された前記利用可能範囲内に位置する作業用範囲の中点に対応する位置において交差する折線の表示を、前記多次元ディスプレイ表現が含む請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２のステップは、前記連続する変数の各々の値が選択されて固定された際に新しい前記折線を前記多次元ディスプレイ表現に表示することを含み、
前記新しい折線は、値が固定された前記変数のそれぞれの座標軸上の選択された値に対応する位置と、値が固定されていない前記変数のそれぞれの座標軸上における該変数の前記利用可能範囲内に位置する作業用範囲の中点に対応する位置と、を通過して伸長する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
値が固定されていない各前記変数の利用可能範囲は、前記順序付けにおける直前の前記変数の前記座標軸からの分岐線による切片によって、前記値が固定されていない変数の座標軸上に表示される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２のステップにおける利用可能範囲の再定義は、前記値が固定されていない変数と前記値が固定されている変数のそれぞれとの間で個別に適用される前記凸包に従って行われる、請求項８から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記多次元ディスプレイ表現は、複数の前記値が固定された変数それぞれについて、他の前記複数の値が固定された変数をその固定された値に保持しながら該変数の値を変更しうる範囲の表示を含む、請求項７から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記多変量プロセスの実行中に平行座標における更なる多次元ディスプレイ表現が設けられ、
前記更なる多次元ディスプレイ表現は、前記多変量プロセスの実行中の前記変数の現在値を表示し、かつ前記複数の変数のうちのいずれかの変数の現在値が、該いずれかの変数の限界の外にある場合、該いずれかの変数に関するアラーム指示を設け、
前記限界がその他の前記変数の現在値に依存しかつ前記蓄積された前記複数の変数の値の組に従って計算される、請求項７から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記限界が前記更なる多次元ディスプレイ表現に表示され、前記アラーム指示が違反された限界に対するアラーム・マーキングの表示を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
多変量プロセスの変数を表示するシステムであって、
前記多変量プロセスの結果は、複数の変数の値によって定められ、
前記変数の値は、相互に間隔を空けて複数の座標軸が配置される平行座標において前記複数の座標軸上に表示され、
前記システムは、
前記多変量プロセスの複数の過去の動作において蓄積された前記複数の変数の値の組に基づいて、前記複数の座標軸に交差し且つ前記多変量プロセスの複数の過去の正常な動作中に蓄積された前記変数の値の組を包囲する線として定義される前記変数の実現可能な範囲の、前記平行座標上における多次元ディスプレイ表現を設ける手段と、
前記実現可能な範囲内の前記複数の変数の一組の値を更に導出し該一組の値を前記多次元ディスプレイ表現内に表示する手段と、
前記多次元ディスプレイ表現における前記複数の変数中のある変数の利用可能範囲を、前記一組の値のうち前記複数の変数中の他の変数に対応する値に従い、かつ前記多変量プロセスの複数の過去の動作において蓄積された前記変数の値に従う計算によって定義する手段と、を備えるシステム。
【請求項１８】
前記利用可能範囲を定義する前記手段が、前記変数の各々の対について、前記蓄積された値の組に基づき計算された凸包によって、前記利用可能範囲を定義するように動作する、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記多次元ディスプレイ表現を設ける前記手段が、前記変数を、ある順序付けで順序付けて前記多次元ディスプレイ表現の前記平行座標の各々の前記座標軸に関連付け、前記順序付けにおいて連続する変数の対の凸包を、前記多次元ディスプレイ表現中の前記変数の対の座標軸の間に表示するように動作し、
前記凸包は、前記多変量プロセスの複数の過去の動作において蓄積された、連続する個々の前記変数の対の値から導出される請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記一組の値を導出する前記手段が、前記一組の値の各々の値の選択を順次行うように動作し、
前記利用可能範囲を定義する前記手段が、前記値の選択が行われるのに従って前記利用可能範囲が定義及び再定義するように動作する、請求項１７から１９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２１】
前記一組の値を導出する前記手段が、実行中の前記多変量プロセスの前記変数の現在値に応答して前記一組の値として前記現在値を供給する手段を備え、
前記システムは、前記複数の変数のうちのいずれかの変数の現在値が該いずれかの変数の前記利用可能範囲外にある場合に該いずれかの変数に関してアラーム指示を設ける手段を含む、請求項１７から１９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２２】
上述のアラーム指示が、違反された利用可能範囲に対するアラーム・マーキングの表示を含む、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
請求項１７に記載のシステムにより表示される多変量プロセスの変数の値の選択において使用される多次元ディスプレイ表現を設けるシステムであって、
前記多変量プロセスの複数の過去の動作において蓄積された前記変数の値の組を記憶する手段と、
前記記憶された値の組に従う前記変数の実現可能な範囲の表示を含む平行座標における多次元ディスプレイ表現を設けるための表示手段と、
ユーザによって、前記実現可能な範囲内に前記変数の全ての値を順次固定するための選択手段と、を備え、
上記表示手段は、前記選択手段が動作する度に、値が固定されないで残っている他の変数の利用可能範囲を、前記多変量プロセスの複数の過去の動作において蓄積された前記変数の値に従って決定するシステム。
【請求項２４】
前記表示手段が電気的表示ユニットを含む、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記表示手段が、前記利用可能範囲を、前記変数の各々の対について、前記蓄積された値の組に基づき計算された凸包により定義する、請求項２３又は請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記変数がある順序付けで順序付けられて前記多次元ディスプレイ表現の前記平行座標の各々の前記座標軸に関連付けられ、
前記順序付けにおいて連続する変数の対の凸包を、前記多次元ディスプレイ表現中の前記変数の対の座標軸の間に表示し、
前記凸包は、前記多変量プロセスの複数の過去の動作において蓄積された、連続する個々の前記変数の対の値から導出される請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
ある前記変数の値を表示する前記座標軸上の位置を選択することによって前記ある変数の値が選択され、
選択された前記位置から伸長する折線であって、前記複数の座標軸中の他の座標軸のそれぞれと、前記他の座標軸に表示される変数について定義された前記利用可能範囲の中点に対応する位置において交差する折線の表示を、前記多次元ディスプレイ表現が含む、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記表示手段が、前記連続する変数の各々の値が選択されて固定された際に新しい前記折線を前記多次元ディスプレイ表現に表示するように動作し、
前記新しい折線は、値が固定された前記変数のそれぞれの座標軸上の選択された値に対応する位置と、値が固定されていない前記変数のそれぞれの座標軸上における該変数の前記利用可能範囲の中点に対応する位置と、を通過して伸長する、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
値が固定されていない各前記変数の利用可能範囲は、前記順序付けにおける直前の前記変数の前記座標軸からの分岐線による切片により、前記値が固定されていない変数の座標軸上に表示される、請求項２８に記載のシステム。
【請求項３０】
利用可能範囲の前記定義が、前記値が固定されていない変数と前記値が固定されている変数のそれぞれとの間でその時点で個別に適用される前記凸包に従って行われる、請求項２５から２９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３１】
前記多次元ディスプレイ表現は、複数の前記値が固定された変数それぞれについて、他の前記複数の値が固定された変数をその固定された値に保持しながら該変数の値を変更しうる範囲の表示を含む、請求項２３から３０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３２】
前記多変量プロセスの実行中に更なる平行座標軸における多次元ディスプレイ表現を設ける更なる表示手段を含み、
前記更なる多次元ディスプレイ表現は、前記多変量プロセスの実行中の前記変数の現在値を表示し、かつ前記複数の変数のうちのいずれかの変数の現在値が、該いずれかの変数の限界の外にある場合、該いずれかの変数に関するアラーム指示を設け
前記限界がその他の前記変数の現在値に依存しかつ前記蓄積された前記複数の変数の値の組に従って計算される、請求項２３から３１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３３】
前記限界がディスプレイ表現に表示され、前記アラーム指示が違反された限界に対するアラーム・マーキングの表示を含む、請求項３２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、多変量プロセスに関する。
【０００２】
本発明は、特に多変量プロセスの変数を表示する方法及びシステムに関係する。
【０００３】
本発明の１つの態様は、プロセス変量の実現可能な範囲の平行座標における多次元ディスプレイ表現を、プロセスの複数の動作から各々蓄積された前記プロセス変量の値の集合から導出し、前記範囲内の前記変数の更なる値の集合を導出し及びそれらを前記表現の中に表示し、及び前記ディスプレイ表現中において前記更なる値の集合内の他の変数の値に従い前記変数の利用可能範囲を定義することを備えた多変量プロセスの変数を表示する方法である。
【０００４】
本発明のもう一つの態様は、プロセス変量の実現可能な範囲の平行座標における多次元ディスプレイ表現であって、プロセスの複数の動作から各々蓄積された前記プロセス変量の値の集合から導出される前記多次元ディスプレイ表現を設ける手段、前記範囲内の前記変数の更なる値の集合を導出し及びそれらを前記表現の中に表示する手段、及び前記ディスプレイ表現中において前記更なる値の集合内の他の変数の値に従い前記変数の利用可能範囲を定義する手段を備えた多変量プロセスの変数を表示するシステムである。
【０００５】
本発明の手段及びシステムにおけるプロセス変量の利用可能範囲の定義は、蓄積された値の集合から、各々の変数の対について計算された凸包を参照することにより行われる。直角座標に於ける凸包は、全ての関係する２次元空間のデータ点を囲む閉多角形であるが、これに対して平行座標においては、間隔をあけた１つの直線の対であり、それは対応する平行軸の間において（平行座標空間上の）データ点を意味する直線によって占領された領域を境界付けるものである。
【０００６】
本発明は、多変量プロセスのモニタリング及び最適化に適用しうる。特に本発明は、安全を保証しかつ効果的な多変量プロセスのオンライン操作に適用可能であり、それはとりわけ、いくつかの又は全ての変数に警報アラーム限界を含むディスプレイ表現を設けて現在の動作状況に従ってアラーム限界を連続的に再計算することによるものである。更に、本発明は、プロセスの変数の値の選択の支援及びそのような選択で使用されるディスプレイ表現を設けるシステムに適用可能である。
【０００７】
本発明の特長は、プロセス変量の実現可能な範囲の平行座標における多次元ディスプレイ表現を、プロセスの複数の動作から各々蓄積されたプロセス変量の値の集合から導出する第１のステップと、上記変数の利用可能範囲内に値を固定するために選択し、かつ行われた選択に従い他の変数の利用可能範囲を定義する第２のステップと、値が固定されていない前記他の変数の利用可能範囲内に値を固定するために選択し、かつそれまでに行われた選択に従って他の変数の利用可能範囲を再定義する第３のステップとを備え、値が固定されていない全ての変数の値が前記選択が行われることにより固定されるまで、前記第３のステップが繰り返される、多変量プロセスの変数の値を選択する方法である。
【０００８】
本発明のもう一つの特長は、プロセスの複数の動作から各々蓄積されたプロセス変量の値の集合を記憶する手段と、前記記憶された値の集合による前記変数の実現可能な範囲の表示を含む平行座標における多次元ディスプレイ表現を設けるための表示手段と、全ての上記変数について上記範囲内に値を順々に固定するための選択手段とを備え、上記表示手段が、値が固定されないで残っている前記他の変数の利用可能範囲を決定するために、前記選択手段のそれぞれの操作上で作動する、多変量プロセスのための値の選択で使用されるディスプレイ表現を設けるシステムである。
【０００９】
本発明による方法及びシステムを、添付する図を参照しながら例を用いて、以下説明する。
【００１０】
説明されるべき方法及びシステムの例は、単純な架空の処理プラントにより実行される多変量プロセスの動作に関連する。前記プラントの詳細及びその目的は重要ではなく、そして、多変量プロセスを必要とするいかなる状況にも一般的に適用できるので、実は発明の方法及びシステムは、達成されるプラントの目的よりむしろ、多変量プロセスの一例のような、プラントの動作に特に関連するものである。しかし、今回の具体例の説明との関連においては、プラントの動作に必要とされる１４個の変数がある。そして、その内の１１個はそれらの値がプロセスの結果を決定するという限りにおいて制御変数である。残りの３個の変数は、それらの値が結果を定義し、又はとりわけ結果に定義されるという意味での品質変数である。
【００１１】
図１を参照する。プラント１は入力２及び出力３を有し、それらの間には多数のプロセス段階４がある。各々の段階４の内部のプロセスは、１個以上の変数に従って実行され、この例では、変数は１１個のコントローラー５によって調整される。プロセスの各々の動作または‘実行’のためのこれらの変数の値は、記憶７に蓄積されるためにデータ収集ユニット６に伝達される。この関連において、‘実行’の語は、プロセスの別々の動作を指す場合もあるが、しかし連続した操作における別々の時点に当てはまるものを指す場合もある。
【００１２】
プロセスの各々の実行の出力３における結果は、３個の変数によって決定される品質に関する解析のために、ユニット８に提示される。これらの３個の品質変数の値は記憶９に蓄積され、したがってプロセスの各々の実行及びその結果は、１４個の変数として１１個が記憶７に、３個が記憶９に入っている１４個の値の集合によって定義される。
【００１３】
プロセスが繰り返し実行されると、連続する実行の履歴記録を記憶７及び９に与えるために、多くの様々な１４個の値の集合が蓄積される。この記録は、ある特定の結果を獲得するために適切な、様々な変数の値の選択を支援する本発明の方法に使用される。特に、各々の個別の集合の１４個の値（１１個が記憶７に、そして３個が記憶９に入っている）は、マージ・ユニット１０にまとめられ、それぞれ０から１の範囲に調整される。その後、前記調整された値はそれらを電気的表示ユニット１２にプロットするために、ユニット１１において凸包モデルに基づいて処理される。各々の集合の前記調整された値は、図２に図示されているような平行座標システムを用いて、１４次元空間にプロットされる。
【００１４】
図２を参照する。１４個の値は、それぞれ１４個の変数を表す１４本の等間隔の平行軸Ｘ０１−Ｘ１４上にプロットされる。初めの３本の軸Ｘ０１−Ｘ０３は品質変数のために使用され、そしてプロットは、１４値の単一プロセス動作点を表示する折線Ｌを形成するように組み合わされる。同様に他のプロセス値もそれぞれ同じ軸Ｘ０１−Ｘ１４に対してプロットされ、線Ｌに対応する非常に多くの折線を生ずる結果となる。これは、ある程度図３に図示されている。各々の折線は、履歴記録の個別の動作点又はプロセスの実行を示す。
【００１５】
更に図３を参照する。平行軸システムの隣接する変数の全ての対に対する凸包Ｈがユニット１１で計算され、かつ表示される。軸Ｘ０１−Ｘ１４の各々の隣接する軸の対の間には、２本の軸の間における動作点がなす線の上限及び下限の境界を定義する上部及び下部包Ｈが存在する。隣接する軸の連続する対の上部及び下部包Ｈを結合すると、それぞれ上端及び下端の境界又は鎖ＴＣ及びＢＣが定義される。値の他の組合せ全てに適用可能な凸包の計算もなされるが、表示ユニット１２に表示されない。
【００１６】
一度、全ての凸包の計算が完了すると、図４で示されるような表示が与えられる。ここでは、簡単のため、上部及び下部包Ｈは０から１の範囲に位置する部分だけに限定されている。この方法では、よりはっきりと上部及び下部包Ｈがそれぞれ上部及び下部の鎖ＴＣ、ＢＣのように結合して見え、開始できる前記プロセスの実現可能な動作範囲の上方及び下方の境界を定義している（例として赤色とする）。明らかに、個別の変数の値の可能範囲と同じくらいの幅で、より多くの数の動作データの履歴の集合が使用されるほど、より正確にこの範囲が定義されるだろう。
【００１７】
図３の形態による表現が表示ユニット１２により表示されるかは選択可能であるが、図４の形態による表現は表示され、最適条件又はプロセスの動作において使用されるプロセス変数の選択に利用される。選択の段階は第１の変数、すなわち軸Ｘ０１の変数を固定することから始まる。これは品質変数であり、行われた選択は値をＱ１に固定する。この変数は、予定されるプロセス実行の結果に基づくべきものである。選択は、図示されないマウスを使用して、カーソルを軸Ｘ０１上に動かし、適切な位置でクリックすることにより行われるものとする。
【００１８】
第１の変数の値Ｑ１の選択は、折線Ｌ１（例として青色とする）の表示を引き起こし、折線Ｌ１は他の１３個の変数がそれらの利用可能範囲の中点に固定されている場合に生じるであろう動作点を表示する。その際、各々のこれら固定されていない変数に対して、選択可能な制限された値の範囲の計算が、第１の変数の値Ｑ１の選択の結果として行われる。それぞれの場合において、前記範囲は固定された第１の変数と固定されていない変数との間の凸包を参照することにより導出される。これらの範囲は、各々の固定されていない変数に対する表示において、それぞれその軸Ｘ０２−Ｘ１４と直接先行する軸Ｘ０１―Ｘ１３から分岐する２本の直線Ｒ１（例として緑色とする）との交差点により表示に示される。直線Ｒ１は固定された第１の変数と固定されていない変数との間の凸包に接している。第２の変数の軸Ｘ０２と交差する前記直線Ｒ１は、軸Ｘ０１上の選択された値Ｑ１から分岐しているのに対して、軸Ｘ０３−Ｘ１４の変数に対するそれぞれの場合においては、それらは直接先行された軸Ｘ０２−Ｘ１４の変数の利用可能範囲の中点から分岐する。線Ｌ１を描く際は、この中点が、各々の固定されていない変数として選択されていると仮定されている。
【００１９】
次の段階は、第２の軸Ｘ０２の変数の値Ｑ２の選択である。選択はカーソルを軸Ｘ０２上に動かし、適切な点でマウスをクリックすることによって行われ、選択により、図５に示すように表示を変更する効果が生ずる。新しい線Ｌ２は、軸Ｘ１及びＸ２間において固定点Ｑ１及びＱ２を接続し、点Ｑ２から他の１２個の固定されていない変数の利用可能範囲の中点を通って伸びているように表示される。分岐線Ｒ２（例として緑色とする）によって示されるこれらの利用可能範囲は、各々固定した値Ｑ１に対して、前に計算しそして直線Ｒ１により示された範囲との重複を参照して導出される。直線Ｒ２により各々の固定されていない値に対して定義される利用可能範囲は、前記重複の効力により、選択された値Ｑ１及びＱ２両者を考慮した選択が可能である変数の値の範囲に制限される。直線Ｒ１及びＬ１は、図５に示した通り、値Ｑ２を選択する前の、固定されていない変数の利用可能範囲及び軸Ｘ０２から線Ｌ１の直前のコースを示す参照目的のため、表示を維持する（しかし今度は、例として灰色とする）。
【００２０】
同様の方法で、前記の選択方法が第３の変数（軸Ｘ０３）の値Ｑ３の選択の段階まで続き、そしてそこから連続するステップを通じて、全ての残りの変数の値Ｑ４−Ｑ１４が選択され、所望する動作点のための変数の集合を定義し終えるまで続く。選択が行われると表示が変化し、そして例えば初めの５個の変数の値Ｑ１−Ｑ５が選択されたとき、図６のように見える。この場合、直線Ｒ５は残りの軸Ｘ０６−Ｘ１４の変数の利用可能範囲を確認し、直線Ｒ４は、値Ｑ５が選択される直前の利用可能範囲を表している。折線Ｌ５は、すでに選択された値Ｑ１―Ｑ５及び残りの固定されていない変数の利用可能範囲の中点を相互に連絡するのに対し、線Ｌ４は、その前回のコースを軸Ｘ０５から表している。
【００２１】
固定されていない次の変数の値Ｑｎを固定するために、それぞれ個々の選択が（軸Ｘ０１−Ｘ１４の順に）行われると、個々の既に固定された変数によって、これら固定された変数と、固定されていない変数の間の凸包を用いて、制限された範囲が計算される。利用可能範囲は、各々の固定されていない変数に対して、直線Ｒｎを用いて表示される。直線Ｒｎは、各々の固定されていない変数の利用可能範囲を、関連する軸Ｘの一部として定義し、それは、その変数及び各々の固定された変数に対して導出された、制限された範囲により重複されている共通部分である。折線Ｌｎは、現在固定されている変数として選択された全ての値Ｑを通過して、そして又、固定されていない変数の利用可能範囲の中点を通過して固定される。
【００２２】
前記折線Ｌｎは、固定された変数の固定値と、固定されていない変数の作業用の（又は提案された）値を接続する。線Ｌｎが常にプロセスに適した動作点を表すことを保証するために、固定されていない変数の作業用の値は、最後に固定した変数のすぐ右のものを除き、それが表示されているよりも制限された範囲を用いて計算される。この点について、固定された変数による範囲は、作業用の範囲を与えるために作業用の値が計算されている変数より左方にある全ての固定されていない変数の作業用の値による範囲と重ね合わされ、この範囲の中点が作業用の値として獲得される。これらの作業用の範囲は、任意に、固定された変数による範囲とは異なる色で表示されるものとする。
【００２３】
前記発明の方法の間、表示が、図４の表示から図５及び６の表示へと漸次進展し、以下同様に全ての選択が行われるまで、オペレータは所望する目的の経済性、効率性及び処理結果と合致する、適した変数の値の選択を可能にする情報を提示される。前記情報は、履歴データを関数モデルに当てはめる必要及びこれに関連する不利益なく導出され、そしてプラント動作の最適化のために、プラント１のコントローラー５の調整又は再設定に適用可能である。
【００２４】
ユニット１２の表示内で固定された変数の値は、変更することができる。これは、オペレータが固定されていない変数のための最良範囲を与える変数の集合を探すことを可能にする。そしてこの点については、最良範囲はどんな特定の場合においても簡単に、所望される値に関して狭い範囲になるだろう。他の固定されて変数を定数に保っている間の各々の固定された変数を動かすことができる限界は、固定された変数との間の凸包を用いて計算され、表示に含められる。この表示は、固定された変数が変化すると連続的に変化する。
【００２５】
前記表示のこれらの特長は、制御変数が固定され、全ての品質変数の左に配置されている場合に、特別な利点を伴って利用される。満足する品質変数の値が得られるまで、制御可能な変数を動かすことができる。
【００２６】
表示の機能性は、図７から１０を例として説明される。例えば、変数ｐ１１、ｐ１２、ｐ１３，及びｐ１４を操作可能な‘プロセス’変量とし、ｑ７、ｑ８を前記プロセス変量に依存する‘品質’変数とする。
【００２７】
図７の中で、点Ｆｐ１１は、変数ｐ１１が設定されている値であり、そして点Ｗｐ１２からＷｐ１４並びにＷｑ７及びＷｐ８は、それぞれ変数ｐ１２からｐ１４並びにｑ７及びｑ８の作業用の値である。変数ｐ１１が値Ｆｐ１１を持つことにより、これらの点が折線Ｌ１によって接続され、直線対ＲＦ１からＲＦ５が、それぞれの変数ｐ１２からｐ１４並びにｑ７及びｑ８の範囲を表示する。それぞれの場合において、前記範囲は直線対が関連する変数の軸になす切片として表される。
【００２８】
直線対ＲＷ２（その上側の直線は、直線対ＲＦ２の上側の直線と同一直線上にある）は、軸ｐ１３上にそれがなす切片によって、変数ｐ１１が値Ｆｐ１１を有し、変数ｐ１２が値Ｗｐ１２を有することに起因する、変数ｐ１３の範囲を表示する。値Ｗｐ１３は、この範囲の中点である。同様に直線対ＲＷ３は、変数ｐ１１、ｐ１２及びｐ１３がそれぞれ値Ｆｐ１１、Ｗｐ１２及びＷｐ１３を有することに起因した変数１４の範囲を表示し、値Ｗｐ１４はこの範囲の中点である。同様に直線対ＲＷ４及びＲＷ５は、中点Ｗｑ７及びＷｑ８とともに、それぞれ４個の変数ｐ１１からｐ１４及び５個の変数ｐ１１からｐ１４及びｑ７に設定された値に起因する、変数ｑ７及びｑ８の範囲を表示する。
【００２９】
図８は、変数ｐ１１からｐ１４をそれぞれ値Ｆｐ１１からＦｐ１４に設定した結果生じた表示を説明する。脱字記号Ｕｐ１１及びＬｐ１１は、ｐ１２、ｐ１３，及びｐ１４をそれぞれ値Ｗｐ１２、Ｗｐ１３，Ｗｐ１４に保持したまま変数ｐ１１を動かすことができる（上述の）計算された限界を示す。同様に脱字記号Ｕｐ１２及びＬｐ１２は、変数ｐ１１を値Ｆｐ１１に、変数ｐ１３を値Ｆｐ１３に、および変数ｐ１４を値Ｆｐ１４に保持したまま変数ｐ１２を動かすことができる限界を示す。脱字記号Ｕｐ１３及びＬｐ１３並びにＵｐ１４及びＬｐ１４は、変数ｐ１３及び変数ｐ１４に対応して設けられ、上側の脱字記号Ｕｐ１１からＵｐ１４は、折線ＵＣにより接続され、下側の脱字記号Ｌｐ１１からＬｐ１４は折線ＬＣにより接続される。
【００３０】
図９は、点Ｆｐ１３を、脱字記号Ｌｐ１３により表されている現在の下側の限界へ移動することによる影響を説明する。他の脱字記号によって表されている前記限界は一般に変化し、直線対ＲＦ４及びＲＦ５により表された変数ｑ７及びｑ８の範囲も同様である。特に、脱字記号Ｕｐ１４により表された変数ｐ１４の上限は、現在の値Ｆｐ１４まで下がり、軸ｐ１３及びｐ１４の間の凸包が変数ｐ１３の最も制限的な下限を設定していることを示している。
【００３１】
図１０は、使用者が変数ｐ１１からｐ１４の値を試行することによって、変数ｑ８の値を０．５の値付近の狭い範囲に維持するこれらの変数の設定を発見した状況を説明する。それはこの値に近い変数ｑ８の軸との直線ＲＦ５の切片により明示されている。
【００３２】
上述の表示技術は、プロセス動作中のプラント変数上の適切な警報アラームのレベルを決定するために、及びこれらのアラーム・レベル及びプロセス動作に対応する変数の現在値を表示するために使われるだろう。これは図１に説明されるように、更なる電気的表示ユニット１３の使用により達成される。表示ユニット１３は、ユニット１１からのデータ及びユニット６から供給されるリアルタイムのプロセス変量にしたがって、アラーム・アルゴリズム・ユニット１４により駆動される。
【００３３】
いつ、ユニット６から新しいプロセス変量の値の集合を受けても、ユニット１４は、変数が‘最良動作’領域、又は関係する上端及び下端の凸包の鎖の間に位置しているかを確認する。ユニット１２の表示のために、全ての変数に対して、関連する凸包を使用して、最良動作領域中でのこれらの値から、上限及び下限が計算される。更にユニット１４は、いくつかの変数が、これらの限界の外側に位置する値を有しているかどうかを確認し、ユニット１３の表示により警報を与えるか、又はさもなければ状況を表示する。各々の新しい変数の集合が受け取られると表示が変わり、そして、あたかもプログラム・ユーザーがオフライン操作により点が動かされるように、正確に全ての変数における限界が再計算されてユニット１３の表示に表される。品質変数は、オンラインのアラーム限界の決定に当たっては、制御変数と差異なく扱われる。
【００３４】
この方法では、表示ユニット１３は全ての変数に値する警報アラーム限界の表示を同時に与える。これらの限界は、常に全ての他の変数の現在値を使用して計算され、モデル適合又は統計上の仮説は必要ない。
【００３５】
３つの異なる状況において、軸Ｘａ―Ｘｊに対してプロットされる１０個の変数ユニット１３により与えられる表示は、図１１から１３に説明されている。
【００３６】
図１１を参照する。プロットした値ＱａからＱｊは全て、それぞれ上端及び下端の鎖Ｔｃ及びＢｃの間に定義された現在の最良動作領域の中にある。現在の上限及び下限が個別の変数に対して計算され、それぞれの軸Ｘａ―Ｘｊ上にプロットされ、折線ＵＬ及びＬＬを与えるために接続される。線ＵＬ及びＬＬは領域を定義し、変数の値はその中に保持されるべきである。この例では、全ての値ＱａからＱｊが領域の中にあるが、図１２及び図１３に説明されている表示の状況ではそうではない。
【００３７】
図１２の表示の状況においては、軸Ｘｃ上にプロットされる変数の値Ｑｃは、上限ＵＬ上にあり、及びそれぞれ軸Ｘｂ、Ｘｇ、Ｘｉ及びＸｊ上にプロットされる変数の値Ｑｂ、Ｑｇ、Ｑｉ及びＱｊは下限ＬＬ上にある。一方、図１３の表示の状況においては、軸Ｘｃ及びＸｄ上にプロットされる変数の値Ｑｃ及びＱｄだけが、限界線ＵＬ及びＬＬの間にある最良動作領域の中にある。図１２及び１３で説明される両方の場合において、脱字記号（例として赤色とする）は、変数の値が境界上又は最良動作領域の外側にある表示に含まれる。特に、下方向に向いた脱字記号ＤＣは、その値が線ＵＬの線上又は上方にあるいずれの変数に対応する軸上にも表示され、同様に上方向に向いた脱字記号ＬＬは、値が線ＬＬの線上又は下方にある場合に表示される。
【００３８】
プロセスのオペレータは表示ユニット１３と協力して、１以上の固定された値Ｑａ−Ｑｊを、それぞれの軸で試しに上げ下げして調節し、他の変数の限界に与える影響を調べる。アラーム条件が存在し、そしていくつもの変数がその限界の上又はそれを超えているときは、それらのほんの１個の値Ｑの調整でも、他の値に対するアラーム条件を取り除くために十分に、限界線ＵＬ及びＬＬをお互いに外側に移動させると判明するかもしれない。
【００３９】
したがって、ユニット１３のオンライン表示の使用により、オペレータは現在の設定及びプロセスの結果をモニターするだけでなく、アラーム状況に気づいて必要な改善処置の調査に集中した案内を受け取ることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるシステムおける多変量処理プラントの動作から導出されたデーターの収集及び利用に関する略図を示す。
【図２】  平行座標軸により定義された多次元空間における、図１の多変量処理プラントの動作のプロットを説明する。
【図３】  多変量プロセスの動作の変動の結果生じた、図２のプロットに対応する多数のプロットの一部を表す。
【図４】  図１の処理プラントの動作の変数のための値を選択することを補助するために、本発明による方法の連続する段階の間に、与えられる表示を説明する。
【図５】  図１の処理プラントの動作の変数のための値を選択することを補助するために、本発明による方法の連続する段階の間に、与えられる表示を説明する。
【図６】  図１の処理プラントの動作の変数のための値を選択することを補助するために、本発明による方法の連続する段階の間に、与えられる表示を説明する。
【図７】  図１の処理プラントの動作の変数のための値を選択することを更に補助するために、本発明により与えられる更なる表示を説明する。
【図８】  図１の処理プラントの動作の変数のための値を選択することを更に補助するために、本発明により与えられる更なる表示を説明する。
【図９】  図１の処理プラントの動作の変数のための値を選択することを更に補助するために、本発明により与えられる更なる表示を説明する。
【図１０】  図１の処理プラントの動作の変数のための値を選択することを更に補助するために、本発明により与えられる更なる表示を説明する。
【図１１】  図１の処理プラントの動作をオンラインでモニターしている間の状況の変化により与えられる表示を説明する。
【図１２】  図１の処理プラントの動作をオンラインでモニターしている間の状況の変化により与えられる表示を説明する。
【図１３】  図１の処理プラントの動作をオンラインでモニターしている間の状況の変化により与えられる表示を説明する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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