專利名稱：用于使用模型預測控制的離散供應鏈控制和最優(yōu)化的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本公開一般涉及過程設施(process facility)的控制系統(tǒng)。更具體地，本公開涉 及使用模型預測控制進行離散供應鏈控制和最優(yōu)化的系統(tǒng)和方法。
背景技術：
通常使用分布式控制系統(tǒng)來管理許多過程設施(例如制造廠或原油精煉廠)。當 前控制系統(tǒng)通常包括適應于控制或監(jiān)測與所述設施相關聯(lián)的各種過程的許多模型。傳統(tǒng)系 統(tǒng)將這些模塊鏈接到一起以產生控制系統(tǒng)的分布式特性。這提供提高的性能和擴展或減少 控制系統(tǒng)的能力，從而滿足變化的設施需要。一些控制系統(tǒng)可以適應于滿足廣泛的過程需求(例如全局、局部或其他)和設施 類型(例如制造或精制)。這些類型的控制系統(tǒng)通常被設計有兩個主要目標。一個是集中 盡可能多的過程的控制以提高設施的總效率。另一個是支持在控制或監(jiān)測過程的各種模塊 之間、以及還與任何集中化控制器或操作員中心傳送數(shù)據(jù)的公共接口。被控制的每個過程或相關聯(lián)過程的組通常具有某些輸入特性(例如流量、饋送或 功率)，以及某些輸出特性(例如溫度或壓力)。近幾年，模型預測控制(“MPC”)技術已經 被用來根據(jù)這些特性最優(yōu)化某些過程。一種MPC技術使用某些過程的算法表示來估計與該 過程相關聯(lián)的特性值(通常被稱為“控制變量”，其被表示為參數(shù)、過程變量或所估計的觀 察)，以便更好地控制這些過程。近幾年，已將物理、經濟和其他因素結合到用于相關過程的 控制系統(tǒng)中。
一些過程設施控制系統(tǒng)已被設計成處理具有連續(xù)供應鏈的過程設施中的操作。連 續(xù)供應鏈是這樣一種供應鏈，其中過程的輸入(例如原料或燃料供給)被連續(xù)地供應給該 過程。采用連續(xù)供應鏈的工業(yè)工廠的一個示例是煉油廠。然而，許多制造系統(tǒng)沒采用連續(xù) 供應鏈，而采用離散供應鏈。離散供應鏈是這樣一種供應鏈，其中過程的輸入沒有被連續(xù)地 供應給該過程。采用離散供應鏈的工業(yè)工廠的一個示例是半導體制造過程。離散供應鏈過 程通常是不同位置處(有時是全局分散的)的過程的系統(tǒng)，例如用來完成相關產品的全局 制造和分發(fā)的那些系統(tǒng)。半導體制造過程可以通過建立諸如晶體管之類的部件，互連這些部件，以及測試 這些部件的初始功能來制作半導體器件。諸如幾百個步驟的許多處理步驟可以在一個制造 過程中執(zhí)行。這些制造步驟是高度可重入的(re-entrant)并且可以在長時間段內采用許 多不同機器類型，例如在幾個月內使用幾十個不同類型的機器。在半導體制造過程的組裝部分中，半導體器件于是被安裝在封裝中并且被測試最 終功能。這可能涉及在長時間段內的許多封裝步驟以及許多不同機器類型，例如在一周或 兩周的時段內對二十個不同機器類型執(zhí)行的幾十個封裝步驟。最終，這些器件被配置、標 記、打包并且運送給消費者。這可能涉及幾天的時段內在十個或更多機器類型上執(zhí)行十個 或更多步驟。與采用連續(xù)供應鏈的制造過程相比，采用離散供應鏈的制造過程提供不同復雜 性。例如，在離散供應鏈中，高度可重入的過程流會使系統(tǒng)動力學變得復雜。離散供應鏈還 存在時間隨機性。也就是說，步驟之間的時間量可以隨機變化。還在過程中存在不確定的 產品產率以及消費者對產品的不確定需求。此外，可能存在用于獲得制造產品的各部件的 更復雜的供應網(wǎng)絡。這些因素使得非常難以對采用離散供應鏈的制造過程提供制造控制和 最優(yōu)化。

發(fā)明內容
本公開提供一種使用模型預測控制來進行離散供應鏈控制和最優(yōu)化的系統(tǒng)和方法。在第一實施例中，一種系統(tǒng)包括第一控制器，其被配置成監(jiān)測與過程設施相關聯(lián) 的過程并且為最優(yōu)化所述過程設施生成控制數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)還包括第二控制器，其被配置成 使用隨機變分計算來修改至少一部分控制數(shù)據(jù)。該第二控制器被配置成為所述過程設施提 供離散供應鏈控制和最優(yōu)化并且跟蹤對通過離散供應鏈制造過程制造的產品的運送要求 和需求要求中的至少一個。該系統(tǒng)還包括第三控制器，其被配置成根據(jù)控制數(shù)據(jù)來操作以 控制過程并且最優(yōu)化過程設施。在第二實施例中，一種方法包括監(jiān)測與過程設施相關聯(lián)的過程并且為最優(yōu)化所述 過程設施生成控制數(shù)據(jù)。該方法還包括使用隨機變分計算修改至少一部分控制數(shù)據(jù)，以為 所述過程設施提供離散供應鏈控制和最優(yōu)化并且跟蹤對通過離散供應鏈制造過程制造的 產品的運送要求和需求要求中的至少一個。該方法還包括根據(jù)修改的控制數(shù)據(jù)來控制過程 并且最優(yōu)化所述過程設施。在第三實施例中，一種裝置包括第一模塊，其被配置成執(zhí)行調度來運轉功能以記 錄庫存釋放(release)，所述庫存釋放被進行以滿足離散供應鏈制造過程中對產品的規(guī)定調度。該裝置還包括被配置成執(zhí)行目標釋放功能的第二模塊，所述目標釋放功能使用未供 應的(unfilled)釋放以及當前時段中剩余的多個控制間隔來為間隔釋放計算目標值。該 第一模塊被配置成使用擾動變量來表示產品定購，使用受控變量來表示未供應的產品定 購，以及使用至少一個操縱變量來滿足產品定購。第二模塊被配置成使用操縱變量和受控 變量之一來規(guī)定目標值。從下面的圖、描述和權利要求，本領域技術人員可以容易明白其它技術特征。


為了更完整地理解該公開及其優(yōu)點，現(xiàn)在結合附圖來對下面的描述進行參考，其 中圖1示出根據(jù)本公開利用連續(xù)供應鏈來執(zhí)行操作的示例過程設施；圖2示出根據(jù)本公開在控制過程設施的一部分時使用的示例控制器；圖3示出根據(jù)本公開用于控制過程設施的示例控制系統(tǒng)；圖4示出根據(jù)本公開用于控制過程設施的示例方法；圖5示出根據(jù)本公開利用離散供應鏈來執(zhí)行操作的示例過程設施；圖6和圖7示出根據(jù)本公開的基本供應鏈鏈路的示例表示；圖8示出根據(jù)本公開形成用于半導體器件制造的離散供應鏈的多個供應鏈鏈路 的示例表示；圖9示出根據(jù)本公開的示例統(tǒng)一控制器；圖10示出根據(jù)本公開用于使用統(tǒng)一控制器來控制過程設施的示例方法；圖11示出根據(jù)本公開用于預想(forecasting)的統(tǒng)一控制器中的示例模塊；以及圖12示出根據(jù)本公開用于預想的示例方法。
具體實施例方式圖1到圖12以及被用來在該專利文檔中描述本發(fā)明原理的各種實施例僅是用作 說明并且不應該被解釋為以任何方式限制本發(fā)明的范圍。本領域技術人員將會理解可以在 任何類型的適當布置的過程設施或設施網(wǎng)絡中來實施本發(fā)明的原理。圖1示出根據(jù)本公開利用連續(xù)供應鏈來執(zhí)行操作的示例過程設施100。在圖1中 示出的過程設施100的實施例僅用于說明。在不脫離本公開范圍的情況下可以使用過程設 施100的其它實施例。在該示例中，過程設施100結合可與控制系統(tǒng)一起使用的連續(xù)供應鏈來執(zhí)行操 作。過程設施100處理原始材料并且包括控制中心105，以三個階段布置的六個相關過程 IlOa-IlOf,以及控制系統(tǒng)115。該控制中心105可以表示通常由一個或多個操作員操控以監(jiān)測并控制這三個過 程階段的中心或其它區(qū)域。該示例中的第一過程階段包括三個原始材料研磨機llOa-llOc， 其操作來接收原始材料的“饋送”并且例如通過使用粉碎機或研磨輪將該原始材料研磨成 較小的顆粒。第二過程階段包括洗滌器110d，其操作來接收研磨的原始材料并且清潔該研 磨的原始材料以除去來自第一階段的殘余物。第三過程階段包括一對分離器llOe-llOf，其 操作來接收經過洗滌的原始材料并且將該經過洗滌的原始材料分離成期望的礦物和任何剩余的原始材料。因為僅為了說明提供了這種類型的過程設施100并且這種設施的原理是 公知的，所以對其的進一步討論超過本專利文檔的范圍并且不必要的。在該示例中的控制系統(tǒng)115包括全局控制器120和六個局部控制器12fe_125f。 可以使用任何硬件、軟件、固件或其組合來實施這些控制器中的每一個。作為特定示例，每 一個控制器可以包括至少一個處理器和至少一個能夠存儲由該控制器使用、生成或收集的 數(shù)據(jù)和指令的存儲器。每一個控制器還可包括至少一個用于通過至少一個網(wǎng)絡進行通信的 網(wǎng)絡接口，例如以太網(wǎng)接口。在這些實施例中，控制器的控制功能可以以軟件來實施并且 可以由適合的計算系統(tǒng)(例如獨立系統(tǒng)或網(wǎng)絡系統(tǒng))來執(zhí)行。該計算系統(tǒng)的示例包括AM K2LCN, AM K4LCN, AM HMPU, AxM 或來自 HONEYWELL INTERNATIONAL INC 的類似系統(tǒng)中的任 一個。在該示例中，全局控制器120包括統(tǒng)一控制器130和比較控制器135 (然而每一個 可以被定位在任何其他位置處，例如遠離全局控制器120和過程設施100的位置)。如果遠 離過程設施100，則可以使用一個或多個有線或無線連接來發(fā)生與控制系統(tǒng)115的通信。全局控制器120與局部控制器125a_125f和統(tǒng)一控制器130中的每一個相關聯(lián)以 允許控制器之間的信息通信。全局控制器120例如通過局部控制器12fe-125f直接或間接 監(jiān)測相關聯(lián)的過程IlOa-IlOf的特性(例如狀態(tài)、溫度、壓力、流量、庫存、電流、電壓、功率、 使用、效率或成本以及其他經濟因素)。根據(jù)特定的實施方式，這一監(jiān)測可以是單獨的過程、 過程組、設施100或多個設施100。全局控制器120還通過每一個局部控制器12fe_125f與每一個相關聯(lián)過程 IlOa-IlOf通信并且與統(tǒng)一控制器130通信。全局控制器120還生成控制數(shù)據(jù)以便最優(yōu)化 過程設施100。然后，控制數(shù)據(jù)的至少一部分可以被統(tǒng)一控制器130修改。短語“控制數(shù)據(jù)” 包括任何數(shù)字值、定性值或者被生成用來控制過程設施或其一部分的(一個或多個)其他 值。控制可以采用各種形式，例如指引、管理、修改、推薦、調節(jié)、建議或監(jiān)督過程、過程組、設 施、設施組、過程階段、階段組或者過程或階段序列，或與過程、過程組、設施、設施組、過程 階段、階段組或者過程或階段序列協(xié)作。在一些實施例中，控制數(shù)據(jù)被動態(tài)生成并且至少基 于給定設施的效率、產量或經濟成本(以及可能所有這三個)。隨機(stochastic)過程(也被稱為隨機(random)過程)是這樣一種過程，其中， 在該過程的未來發(fā)展中存在由概率分布描述的一些不確定性。即使隨機過程的初始起點是 已知的，但仍存在過程可能進行的許多可能方向。一般來說，一些可能的路徑可能性更大， 而一些可能的路徑可能性更小。在概率理論中，就這一點來說，隨機過程不同于確定性過 程。確定性過程僅具有一個它將進行的可能方向。在連續(xù)供應鏈過程中，步驟/脈沖響應值遵循確定性過程。例如，過程中的溫度完 全響應于該過程的熱量輸入變化以連續(xù)的方式從溫度A移動到溫度B。在離散供應鏈過程 中，階躍響應/脈沖響應可以被指定發(fā)生概率。例如，可以為從源A運送到目的地B的包裝 的運輸時間是三天或更短的可能性指定概率。為了方便起見，發(fā)生概率被指定為P。對于具 有隨機響應特性的連續(xù)或離散過程，P取大于零但小于1的實數(shù)值。具有確定性響應特性 的任何過程可以被看成隨機過程的特殊情況，其中其響應特性的概率P等于1。在圖9A和 9B中提供下文將描述的離散供應鏈的階躍響應/脈沖響應的示例。在離散制造或供應鏈過程中，特定階躍響應/脈沖響應的概率值P可以隨著時間而變化。為了本公開，響應預期發(fā)生的時間被稱為響應范圍(response horizon)。因此，在 離散供應鏈過程中，特定階躍響應/脈沖響應的概率值P可以在響應范圍期間改變，是有可 能的。對于許多類型的離散過程，當響應范圍接近無限大時概率值P接近值1。然而，對于 控制和最優(yōu)化目的，概率在一些有限響應范圍下足夠接近1。在連續(xù)過程和離散過程之間存在幾個明顯差別。例如，在連續(xù)過程中，動態(tài)模型不 容易獲得。可能需要大量的努力和費用來獲得連續(xù)過程的動態(tài)模型。相比之下，通常更容易 獲得離散過程的動態(tài)模型。也就是說，可能需要較少的努力和費用來獲得離散過程的動態(tài) 模型。而且，在連續(xù)過程中，從結構和參數(shù)二者上來說，模型質量通常低。在離散過程中，模 型質量即使不是完美的但通常也高，盡管在離散過程中參數(shù)不確定性可能是高的。此外，在 連續(xù)過程中，模型通常隨著時間而變化，并且連續(xù)過程的模型通常具有魯棒控制和良好的 維護方案。在離散過程中，通常存在許多不同等級、運行(rim)、或批(batch)，并且在離散 過程中用于每一個的模型必須被適當?shù)卣{度。最后，在連續(xù)過程中，執(zhí)行頻率通常較高，典 型地，在每分鐘或每秒的量級。在離散供應鏈過程中，執(zhí)行頻率通常較低，典型地，在小時、 天或星期的量級。統(tǒng)一控制器130在此處使用范圍控制(range control)來提供模型預測控制 (MPC)。統(tǒng)一控制器 130 使用隨機變分(stochastic calculus of variations)法來完 成這些，以為過程設施提供離散或連續(xù)供應鏈控制和最優(yōu)化。隨機變分理論也被稱為 “Malliavin微積分”。Malliavin微積分提供可以被用來計算隨機變量的導數(shù)的數(shù)學技術。統(tǒng)一控制器130使用范圍控制將供應鏈動力學的離散系統(tǒng)特性作為庫存控制和 最優(yōu)化問題來處理。統(tǒng)一控制器130能夠處理連續(xù)系統(tǒng)特性和離散系統(tǒng)特性二者。統(tǒng)一控 制器130執(zhí)行的操作的一個示例由包含在所附軟件附錄中的指令限定。操作系統(tǒng)接口程序 可協(xié)調軟件附錄中指令的操作與統(tǒng)一控制器130的操作系統(tǒng)。統(tǒng)一控制器130能夠使用可得到的關于供應預想和需求預想的數(shù)據(jù)來處理大量 的不確定性。統(tǒng)一控制器130還能夠在合理時間量內解決大的供應鏈系統(tǒng)。統(tǒng)一控制 器130從全局控制器120接收控制數(shù)據(jù)并對其修改，并且將控制數(shù)據(jù)提供給局部控制器 125a-125f0也監(jiān)測相關聯(lián)過程IlOa-IlOf的局部控制器125a_125f根據(jù)控制數(shù)據(jù)不同程 度地工作以控制相關聯(lián)過程，并且更具體地，修改相關聯(lián)過程IlOa-IlOf中的一個或多個， 且從整體上改進所監(jiān)測的特性和設施100。因此，控制系統(tǒng)115使用對控制數(shù)據(jù)不同程度 的順應性來實現(xiàn)相關聯(lián)過程IlOa-IlOf的全局和局部監(jiān)測以及協(xié)調控制?？梢砸匀魏魏线m 的方式，例如通過使用來自HONEYWELL INTERNATIONAL INC.的PROFIT CONTROLLER以及在 軟件附錄中列出的指令，來實施統(tǒng)一控制器130。還可以使用在下面的美國專利中描述的 技術來實施統(tǒng)一控制器 130，即美國專利5, 351，184 ；5, 561，599 ；5, 572，420 ；5, 574，638 ； 5，758，074 ；6，055，483 ；6，122，555 ；6，347，254 ；6，542，782 ；和 6，253，113?？刂葡到y(tǒng)115的一個方面是可以根據(jù)局部和全局最優(yōu)化努力來動態(tài)且協(xié)作地從 整體上控制過程IlOa-IlOf中的一個或多個和設施100(或多于一個的這樣的設施)。而 且，這種動態(tài)且協(xié)作的控制可以與全局控制器120和特定局部控制器125a-125f之間的關 系無關。全局控制器120和過程控制器12fe-125f中的各控制器之間的關系可以是主從式 (完全順應)，協(xié)作式(變化地順應，例如使用監(jiān)控數(shù)據(jù)作為控制相關聯(lián)過程的因素)，或者 完全忽視(不順應)。根據(jù)給定設施100的特定實施方式和需要，全局控制器120和特定
8局部控制器之間的關系可以是靜態(tài)的(例如總是僅為順應、協(xié)作或不順應中的一個)，動態(tài) 的(例如隨著時間比如在順應和不順應之間的范圍內或者它們之間的某一較小范圍內變 化)，或者在靜態(tài)時段和動態(tài)時段之間切換。盡管圖1示出了利用連續(xù)供應鏈執(zhí)行操作的過程設施100的一個示例，但是可以 對圖1進行各種改變。例如過程設施100將包括任何數(shù)目的過程、控制系統(tǒng)和控制器。圖2示出根據(jù)本公開在控制一部分過程設施時使用的示例控制器125。特別地，圖 2示出圖1的系統(tǒng)100中的局部控制器12fe-125f中的一個的示例。圖2中示出的控制器 125的實施例僅為了說明。在不脫離本公開范圍的情況下可以使用控制器125的其他實施 例。在該示例中，控制器125與一個或一組過程110相關聯(lián)?？梢允褂萌魏斡布?、軟件、 固件或其組合來實施控制器125。作為特定示例，可以使用來自HONEYWELL INTERNATIONAL INC.的 PROFIT CONTROLLER 來實施控制器 125。在所示出的實施例中，局部控制器125接收控制/最優(yōu)化規(guī)范200(例如界限、范 圍、容限或控制點)以及反饋數(shù)據(jù)205(例如相關聯(lián)過程110的輸出)作為輸入。可以根據(jù) 相關聯(lián)過程或過程組110、設施100或其他因素，從多個源中的任何源接收控制/最優(yōu)化規(guī) 范200。例如，可以從控制中心105的操作員接收，從數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)儲存庫檢索，從其他局部 控制器接收或者從全局控制器120接收任何控制/最優(yōu)化規(guī)范200?？刂?最優(yōu)化規(guī)范200包括兩種類型的變量(1)可以被操縱的操縱變量(“MV”)， 例如流量、饋送溫度或者吹風機速度；以及( 不能被操縱的干擾變量(“DV”)，例如燃燒速 率、每單位的燃料質量或周圍溫度。反饋數(shù)據(jù)205表示響應于MV和DV的受控變量(“CV”)。 CV是(一個或多個)相關聯(lián)過程110的輸出，例如壓力、溫度或庫存。MV、DV和CV中的任 一個或全部表示可以由局部控制器125以及直接或間接地由全局控制器120適當?shù)乇O(jiān)測的 (一個或多個)相關聯(lián)過程110的特性。局部控制器125包括利用狀態(tài)估計的動態(tài)預測任務210、局部線性規(guī)劃/ 二次規(guī)劃 (“LP/QP”)最優(yōu)化任務215、以及動態(tài)控制/最優(yōu)化強化的范圍控制算法(“RCA”)220。 動態(tài)預測任務210接收CV并且用于為與(一個或多個)相關聯(lián)過程110相關聯(lián)的值生成多 個預測(或動態(tài)非強迫性預測)的陣列和非強迫性預測?？梢栽凇?tau”處(接近于完全響 應的響應時間)完成非強迫性預測。局部LP/QP最優(yōu)化任務215接收最優(yōu)化規(guī)范200a，并 且響應于非強迫性預測(例如在5tau處)生成與(一個或多個)相關聯(lián)過程110相關聯(lián) 的最優(yōu)值。最優(yōu)化規(guī)范200a可以直接或間接與(一個或多個)相關聯(lián)過程110的輸出的 經濟價值相關聯(lián)。動態(tài)控制/最優(yōu)化強化的RCA 220接收控制規(guī)范200b，并且響應于從動 態(tài)預測任務210接收到多個預測的陣列以及從局部LP/QP最優(yōu)化任務215接收到最優(yōu)值， 生成輸入到(一個或多個)相關聯(lián)過程110的控制值。局部控制器125在此處可以使用控 制/最優(yōu)化規(guī)范200和反饋數(shù)據(jù)205針對特定過程或過程組來動態(tài)地、局部地統(tǒng)一 MPC (模 型預測控制)和經濟/操作最優(yōu)化。圖3示出根據(jù)本公開用于控制過程設施的示例控制系統(tǒng)115。如圖3所示，控 制系統(tǒng)115包括全局控制器120(例如全局動態(tài)LP/QP規(guī)劃控制器)、多個局部控制器 12fe-125n(例如如圖2所示地實施的那些)，統(tǒng)一控制器130和比較控制器135。在該示例中，通過通信路徑300a-300n來傳送控制數(shù)據(jù)和相關聯(lián)過程110的特性，該傳送可以是同步的或非同步的。如先前提到的那樣，在圖1中示出的過程設施100包括 協(xié)作來處理原材料的三個過程階段(研磨、洗滌和分離)。這三個階段互相聯(lián)系，并且根據(jù) 所示出的實施例，是級聯(lián)的。級聯(lián)的過程通常表示其中將至少一個過程的輸出饋送到至少 一個其他過程的輸入的那些過程(子過程也可以被級聯(lián))。使用MV、DV和CV的概念并且 同時參考圖1，可以如下描述所示出的過程的級聯(lián)(1)與研磨過程(研磨機IlOa-I IOc)相關聯(lián)的MV和DV被輸入到研磨過程；(2)輸入到任一個研磨過程(研磨機IlOa-I IOc)的MV和DV的任一個以及其任何 所得到的CV可以作為DV連同與洗滌過程(洗滌器IlOd)相關聯(lián)的MV和DV—起輸入到洗 滌過程；以及(3)輸入到任一個研磨過程(研磨機IlOa-I IOc)的MV和DV的任一個以及其任何 所得到的CV以及輸入到洗滌過程(洗滌器IlOd)的MV和DV的任一個和其任何所得到的 CV，可以作為DV連同輸入到分離過程(分離器IlOe-IIOf)的MV和DV—起，輸入到任何一 個分離過程。圖4示出根據(jù)本公開用于控制過程設施的示例方法400。該方法400 (例如在控制 系統(tǒng)115中)操作來全局地最優(yōu)化過程設施100。為了說明的目的，同時參考圖1至圖3。 在方法400的開始，在步驟404處，每一個局部控制器125a-125n連續(xù)監(jiān)測其各自的(一個 或多個)相關聯(lián)過程110。這可以包括每個局部控制器監(jiān)測(一個或多個)相關聯(lián)過程110 的特性，比如輸出和伴隨其而來的其他可測量數(shù)據(jù)(包括壓力、溫度或其他CV)。在步驟410處，局部控制器125a-125n將這些所監(jiān)測的特性傳送給全局控制器 120。在步驟415處，全局控制器120通過局部控制器125a-125n全局地監(jiān)測相關聯(lián)過程 110的特性。在其他實施例中，全局控制器120可以適當?shù)刂苯尤直O(jiān)測相關聯(lián)過程110。全局控制器120包括或支持經濟目標函數(shù)(objective function) (J)。例如，經 濟目標函數(shù)(J)可以等于(在5tau處)局部控制器12fe-125n的動態(tài)LP/QP系數(shù)(線性 / 二次目標函數(shù))的總和，其可以被表示為J = LP/QP1+LP/QP2+LP/QP3+. · · +LP/QPn0每個局部控制器125a-125n可以根據(jù)在圖2中示出的實施例更新其CV預測和約 束，并且傳送模型信息(例如即時(on-the-fly)模型更新)、動態(tài)預測、當前CV/MV/DV值、 狀態(tài)和約束、以及目標函數(shù)。在步驟420處，全局控制器120響應于所接收到的監(jiān)測特性，生成用于動態(tài)地最優(yōu) 化過程設施100的控制數(shù)據(jù)。例如，全局控制器120可以如上文所闡述的那樣組合多個動 態(tài)接收的LP/QP系數(shù)以求出全局LP/QP(根據(jù)所示出的實施例的控制數(shù)據(jù))。因此，全局控 制器120可以使用基于經濟的最優(yōu)化參數(shù)，然而還可以使用任何適合的最優(yōu)化算法、進程 (procedure)、等式等等(例如至少基本上是全局設施范圍內的那些)。至少一部分的控制數(shù)據(jù)被傳送給統(tǒng)一控制器130。在步驟425處，響應于相關聯(lián)過 程110中的兩個或更多個之間的特定關系來處理控制數(shù)據(jù)以預測相關聯(lián)過程110的特定特 性的值。例如，當控制數(shù)據(jù)涉及相關聯(lián)過程Iio時，統(tǒng)一控制器130可以對于所述一部分的 控制數(shù)據(jù)預測當前時間值(t。)和將來時間值(tx)中的每一個。統(tǒng)一控制器130還可以在 當前值和將來值之間提供足夠的點，以針對所述一部分的控制數(shù)據(jù)(例如預測值的陣列)， 供應給定過程或過程組的預測斜度或趨向。
比較控制器135將表示相關聯(lián)過程110的特性的預測值的控制數(shù)據(jù)的那些部分與 在步驟430處由局部控制器監(jiān)測的它們各自的實際(當前真實)值相比較。例如，比較控 制器135可以將所述一部分的控制數(shù)據(jù)的實際時間值(時間、)與由統(tǒng)一控制器130預測 的所述一部分的當前值和將來值相比較。在步驟435處，統(tǒng)一控制器130可以響應于此來 修改所述一部分的控制數(shù)據(jù)以進一步最優(yōu)化過程設施100。在步驟440處，全局控制器120可以響應于其中比較控制器135確定統(tǒng)一控制器 130的至少一部分的效率(例如生產率、成本、能力、價值或利潤)的比較，來修改統(tǒng)一控制 器130。這樣的動態(tài)修改可以發(fā)揮作用來改進統(tǒng)一控制器130的效率并且進一步最優(yōu)化過 程設施100。例如，全局控制器120或控制系統(tǒng)115的某一其他部件可以跟蹤統(tǒng)一控制器 130的性能特性并且將該性能特性與閾值等相比較。在性能特性比較不利的情況下，統(tǒng)一控 制器130或者其某一不良執(zhí)行部件可以被動態(tài)地修改以改進其性能。統(tǒng)一控制器130可以使用任何適合的模型或建模技術以修改來自全局控制器120 的控制數(shù)據(jù)。例如，統(tǒng)一控制器130可以使用任何適合的模型或建模技術來理解或預測相 關聯(lián)過程110之間的關聯(lián)、行為、功能、操作、性能等等。在步驟445處，全局控制器120將控制數(shù)據(jù)傳送給局部控制器12fe_125n。在步 驟450處，局部控制器125a-125n使用控制數(shù)據(jù)來不同程度地局部控制相關聯(lián)過程110以 最優(yōu)化過程設施100。最優(yōu)化解決方案因此被集成到每個局部控制器中(例如集成到局部 控制器中的PROFIT CONTROLLER控制解決方案)。可以指出，控制數(shù)據(jù)在此處為過程設施100中的“穩(wěn)態(tài)”最優(yōu)化范圍提供動態(tài)更新 的全局最優(yōu)化解決方案。全局解決方案由局部控制器響應于期望的設施范圍內的最優(yōu)化解 決方案而不同程度地用來最優(yōu)化相關聯(lián)過程110，所述期望的設施范圍內的最優(yōu)化解決方 案可以主要基于經濟。如先前所提到的那樣，這種對控制數(shù)據(jù)的不同程度的順應性可以在 對該控制數(shù)據(jù)的順應性和非順應性之間適當?shù)刈兓＞植靠刂破?25a-125n可以動態(tài)地改 變它們各自的順應性程度(范圍)。因此，特定局部控制器可以與控制數(shù)據(jù)協(xié)作關聯(lián)、直接 關聯(lián)或“ftx)-0nly (僅支持Pro版本)，，(獨立地)關聯(lián)。在美國專利No. 6，122，555中詳細 描述了這些。在其他實施例中，多個局部控制器可以具有各種靜態(tài)的順應性程度或者順應 性程度的某一組合。再次指出，全局控制器120被稱為“全局的”，因為它直接、間接或者通過其適當?shù)?組合，來監(jiān)測所有(或者至少相當多個)相關聯(lián)過程110。此外，盡管已將全局控制器120 的功能說明為集中式的，但是其功能可以被遍及過程設施100適當?shù)胤植?。類似地，局部?制器125a-125n被稱為“局部的”，因為每一個都與特定過程、過程組或其部分相關聯(lián)。情況 可能就是這樣，而不管局部控制器相對于相關聯(lián)過程110的物理位置或接近性。盡管已將 局部控制器12fe-125n的功能說明為分布式的，但是在過程設施100中的某些地方它們的 功能可以是集中式的。此外，控制器120和125的功能可以根據(jù)要控制的過程設施100的 需要而集體被分布或集中，或者部分地被分布和集中。還應該指出，用于改進全局控制器120和局部控制器125之間的協(xié)作的建模技術 的使用可以是任何適當?shù)念愋汀＠?，可以使用響應于相關聯(lián)過程110之間的關系而修改 至少一部分的控制數(shù)據(jù)的任何統(tǒng)一控制器130?？梢苑植嫉亍⒕植康?、集中地或以其他方式 實施該功能。
圖5說明根據(jù)本公開利用離散供應鏈來執(zhí)行操作的示例過程設施500。圖5中示 出的過程設施500的實施例僅為了說明。在不脫離本公開范圍的情況下可以使用過程設施 100的其他實施例。先前已描述的統(tǒng)一控制器130用于連續(xù)供應鏈和離散供應鏈二者。過程設施500 利用離散供應鏈執(zhí)行操作以制造半導體器件。如在圖5中示出的那樣，過程設施500通常包括制作過程510，之后是測試過程 520。然后執(zhí)行產出分離/配置過程530，之后是組裝過程540和附加測試過程550。在此 之后，執(zhí)行封裝過程560，之后是運送過程570。幾個這樣的過程可以并行運行，共享相同設 施或不同的設施處的設備?？梢杂煽刂葡到y(tǒng)115(包括統(tǒng)一控制器130)以先前所描述的方 式控制離散供應鏈制造過程設施500的各過程510-570。圖6和圖7說明根據(jù)本公開的基本供應鏈鏈路的示例表示。在圖6中，示出了基本 供應鏈鏈路600?；竟滄溌?00的第一部分包括第一庫存(被標示為庫存一 610)。 在被標示為從庫存釋放620的步驟中釋放位于庫存一 610中的產品。在被標示為處理630 的制造過程中處理從庫存一 610釋放的產品。制造過程630包括制作過程、組裝過程、封裝 過程、成品過程(finishing process)等等(例如在圖5中示出的那些)。制造過程630還 可以包括一個或多個測試過程(例如在圖5中示出的那些)。在制造過程630已完成之后，所制造的產品被運輸?shù)叫碌膸齑妗Ｈ缭趫D6中示出 的那樣，第一運輸步驟640將產品移動到第二庫存(被標示為庫存二 650)。第二運輸步驟 650將產品移動到第三庫存(被標示為庫存670)。因此可以使用在圖7中示出的表示700來概括在圖6中示出的基本供應鏈鏈路 600。在圖7中第一庫存610被表示為被標示為I-I的框。從庫存釋放步驟620被表示為 被標示為R-I的閥。制造和測試過程630被表示為被標示為P-I的矩形。運輸步驟640被 標示為T-I。運輸步驟660被標示為T-2。第二庫存650由被標示為1_2的框表示。第三 庫存670由被標示為1-3的框表示。圖8說明根據(jù)本公開用于形成制造半導體器件的離散供應鏈的多個供應鏈鏈路 的示例表示800。如在圖8中示出的那樣，基本供應鏈鏈路600的表示700可以被用來概括 用于制造半導體器件的過程。在圖8中，標示為供應(S)的箭頭表示被供應給第一庫存Il 的產品(標示為供應和預想)。標示為Rl的控制點將產品從第一庫存Il釋放到制造過程 Pl (標示為制造)。輸送Tl將所制造的產品輸送到第二庫存12 (標示為原始產品)。標示為R2的控制點將產品從第二庫存12釋放到測試和分離過程P2 (標示為測試 和分離)。輸送T2將所測試的產品輸送到第三庫存13 (標示為測試部件)。標示為R3的 控制點將產品從第三庫存13釋放到配置和組裝過程P3 (標示為配置和組裝)。輸送T3將 所配置和組裝的產品輸送到第四庫存14(標示為半成品部件)。被標示為R4的控制點將產品從第四庫存14釋放到封裝過程P4(標示為封裝)。 輸送T4將所封裝的產品輸送到第五庫存15 (標示為產品倉庫)。被標示為R5的控制點將 產品從第五庫存15釋放到運送過程P5 (標示為運送)。輸送T5根據(jù)消費者的定購輸送產 品。消費者定購被標示為消費者定購和預想(用字母D標示)。在圖8中被標示為需求(D) 的箭頭表示來自消費者的產品定購(實際的和預期的/預想的)。控制系統(tǒng)115(包括統(tǒng)一控制器130)以先前已描述的方式控制離散供應鏈制造過程和連續(xù)供應鏈制造過程二者的各個過程。該系統(tǒng)和方法能夠處理制造過程的連續(xù)動力學 和制造過程的離散動力學二者。該系統(tǒng)和方法還能夠處理確定性系統(tǒng)行為(對于連續(xù)供應 鏈控制和最優(yōu)化)和隨機性系統(tǒng)行為(對于離散供應鏈控制和最優(yōu)化)。當然，控制系統(tǒng) 115可以在僅使用離散供應鏈制造過程或僅使用連續(xù)供應鏈制造過程的系統(tǒng)中實施。該系 統(tǒng)和方法還能夠處理在某處理設備中出現(xiàn)的重入(re-entrant)動力學和重入系統(tǒng)行為。圖9說明根據(jù)本公開的示例統(tǒng)一控制器130。在圖9中示出的統(tǒng)一控制器130的 實施例僅用于說明。在不脫離本公開范圍的情況下可以使用統(tǒng)一控制器130的其它實施 例。在圖9中示出的統(tǒng)一控制器130內的模塊可以高效地記錄針對一個或多個制造 產品的供應和需求預想，這也適用于單個處理步驟或步驟網(wǎng)絡。模塊包括調度到運轉模 塊(Scheduled To Go Module)910、目標(target)釋放模塊920、根據(jù)歷史初始化模塊 (Initialization From History Module)930、運送優(yōu)先級模塊940、運送閾值模塊950和預 想更新模塊960。在一些實施例中，調度到運轉模塊910記錄為滿足特定調度(例如每周一次的調 度)而進行的庫存釋放。一周的開始日和時間可以被規(guī)定，并且調度到運轉模塊910記錄 一周中的當前日。調度到運轉模塊910還準許在新的一周開始時將未供應的或溢出的量 (quantity)從前一周轉存(roll over) 0盡管在此處使用了“周”的示例，但是還可以使用 其他限定的時間段，例如“月，，和“季度”。調度到運轉模塊910使用擾動變量(DV)來表示定購時段期間的定購。定購在前 一預想間隔的結束時脈動到擾動變量DV。將來時段的定購可以在DV預測矢量中被表示為 每個時段的脈沖。調度到運轉模塊910使用受控變量(CV)來表示未供應的定購。受控變量(CV)可 以被給予等于零的設置點(或表示安全存貨的另一值)。規(guī)定不大于定購時段的期望的閉 環(huán)響應時間。由調度到運轉模塊910來計算受控變量(CV)的值。當使得運送滿足定購時， 減小受控變量(CV)的值。調度到運轉模塊910使用至少一個操縱變量(MV)、(( 一個或多個)運送源，來填 滿定購。為了減輕裝貨太多，調度到運轉模塊910將(一個或多個)操縱變量的控制上限 編程設置成未供應定購的數(shù)量(受控變量CV的值)。如果多于一個的操縱變量可以滿足定 購，則調度到運轉模塊910并入其控制上限是受定購控制的變量的值的受控變量。目標釋放模塊920使用未供應的釋放和在當前周(或其它時間段)中剩余的控制 間隔的數(shù)目來為間隔釋放計算目標值(target value) 0如果期望每周一次的調度，則目標 釋放模塊920使用調度到運轉模塊910的輸出，該輸出記錄一周中未供應的釋放和剩余的 間隔。該信息被傳遞給目標釋放模塊920。目標釋放模塊920被配置成用作從統(tǒng)一控制器130除去一定自由度以滿足或追蹤 釋放目標的內部控制器。目標值被規(guī)定，并且規(guī)定需要滿足該目標值的時段。如果使用操 縱變量目標來規(guī)定釋放目標，則該操縱變量可以被給予目標值。最優(yōu)化目標可以被配置成 以最優(yōu)化速度來追蹤目標調度，或者控制目標可以被配置成滿足目標調度。如果控制目標被配置，則操縱變量被給予特定值，并且通過統(tǒng)一控制器130的最 優(yōu)化算法從使用中被除去。如果存在足夠的可用供應則滿足調度。如果最優(yōu)化目標被配置，則操縱變量可以追蹤目標值并且由于競爭對象(objective)的原因可能不滿足預先編 程的釋放。如果受控變量對象被用來規(guī)定釋放對象，則受控變量可以被給予目標值。最優(yōu)化 目標可以被配置，或者控制目標可以被配置。在最優(yōu)化目標配置或控制目標配置中，競爭控 制和最優(yōu)化對象可以減慢目標的實現(xiàn)。根據(jù)歷史初始化模塊930根據(jù)包含歷史過程值的數(shù)據(jù)庫來初始化統(tǒng)一控制器 130。模型預測控制器(包括統(tǒng)一控制器130)可以具有近似等于系統(tǒng)的自然完成響應時間 的預測初始化時段。預測初始化時段的長度通常是十個(10)到一百個(100)控制器執(zhí)行 間隔。在初始化已完成之前控制器解決方案可能是不適合的。因此，在初始化已完成之前 使用控制器解決方案應該謹慎。具有集成受控變量的系統(tǒng)可能對該影響特別敏感。對于完 成響應時間為小時量級的系統(tǒng)來說，等待一個小時通常不是非常不方便。對于其響應時間 可以是幾天、幾周、或幾個月的供應鏈系統(tǒng)，這樣的等待時間將是不能接受的。此外，集成受 控變量通常在這些系統(tǒng)中很普遍。為了解決該問題，根據(jù)歷史初始化模塊930可以從歷史數(shù)據(jù)庫讀取值并且初始化 統(tǒng)一控制器130以使得它可以在短的時段內(例如幾分鐘)被完全初始化，因為歷史數(shù)據(jù) 可在數(shù)據(jù)庫中得到。根據(jù)歷史初始化模塊930還被用來初始化調度到運轉模塊910和預想 更新模塊960。運送優(yōu)先級模塊940為系統(tǒng)的下層的(underlying)物流(logistical)子系統(tǒng)提 供優(yōu)先級。統(tǒng)一控制器130可以被配置成規(guī)定在規(guī)定的控制時段內多少個特定供應流應該 被運送到不同位置。該解決方案可以被傳遞給下層的運送控制(物流)子系統(tǒng)，其運送判 定是基于優(yōu)先級和數(shù)量的。運送優(yōu)先級模塊940計算每個運送目的地的相對緊急度。運送 優(yōu)先級模塊940使用庫存預測、庫存控制限制和需求預想來確定相對優(yōu)先級。運送優(yōu)先級 可以被傳遞給下層的運送子系統(tǒng)。如果由統(tǒng)一控制器130計算的數(shù)量低于規(guī)定值，則運送閾值模塊950消除規(guī)定從 庫存釋放產品。在一些系統(tǒng)中，離散部件需要以大量包裝運送，并且當控制器解決方案指示 需要相對較少的部件時運送全部包裝是不利的。于是這樣的包裝可用于運送到需求更大的 目的地。如果解決方案值小于規(guī)定的閾值，則運送閾值模塊950將操縱變量的解決方案值
設置成零。預想更新模塊960將預想值從用戶觀點轉換成控制器觀點。預想更新模塊960的 功能同樣可應用于供應預想信號和需求預想信號二者。例如，用戶觀點可以是“對于從星期 一早晨6點開始的當前預想周，部件A的預期供應數(shù)量”。用戶觀點的另一示例可以是“在 下一二十四個小時內，以立方米/天為單位的饋送流量的預期變化”?？刂破饔^點的一個示 例將是“在將來，在一(1)、二⑵、四(4)、八(8)、十二(12)、以及二十(20)個控制變量處 的擾動變量的預期值”。預想功能記錄一周(或其它時段)的當前時間和日以及一周(或 其它時段)的限定開始日和時間。在每個控制間隔，可以根據(jù)實際供應量或需求量的相應 預想，針對實際供應量或需求量的偏差來(以用戶可配置的方式)調整預想。可以類似地 在每個新的一周或其它時間段開始時調整將來每周一次的預想或其它預想。預想功能的單 個實例可以允許混合的預想時段并且對混合的預想時段區(qū)分優(yōu)先次序。例如，可以基于預 期在接下來的四個操作輪換周期中的每一個內達到的供應以及預期在當前周和當前月內達到的總供應是多少來提供預想值。圖10說明根據(jù)本公開使用統(tǒng)一控制器130來控制過程設施的示例方法1000。在 步驟1010處確定統(tǒng)一控制器130是否被初始化。如果被初始化，則在步驟1020處根據(jù)歷 史初始化模塊930根據(jù)包含歷史過程值的數(shù)據(jù)庫來初始化統(tǒng)一控制器130。該初始化可以 包括統(tǒng)一控制器的狀態(tài)和受控變量預測的初始化。它還可以包括調度到運轉模塊910和預 想更新模塊960的初始化。在步驟1030處，調度到運轉模塊910記錄為滿足規(guī)定調度而進行的庫存釋放。在 步驟1040處，目標釋放模塊920使用未供應釋放以及當前時段中剩余的控制間隔的數(shù)目來 為間隔釋放計算目標值。在步驟1050處，預想更新模塊960將預想值從用戶觀點轉換成控 制器觀點。在步驟1060處，統(tǒng)一控制器130于是執(zhí)行其標準計算，例如基于所接收的數(shù)據(jù) 來控制過程設施的操作。在步驟1070處，優(yōu)先級模塊940為下層的物流子系統(tǒng)提供優(yōu)先級 并且規(guī)定在特定控制時段內應該將多少個特定供應流運送到不同位置。在步驟1080處，如 果由統(tǒng)一控制器130計算的數(shù)量低于規(guī)定值，則運送閾值模塊950除去規(guī)定從庫存釋放材 料的釋放。過程系統(tǒng)受到它們過程輸入的變化的影響。模型預測控制器允許諸如操縱變量和 擾動變量的輸入。操縱變量包含為滿足規(guī)定的控制對象(objective)而對過程實施的控制 器的解決方案。擾動變量表示對受控變量的外部影響。當前擾動變量值對受控變量值的影 響被包含在控制器算法中。圖11說明根據(jù)本公開用于預想的統(tǒng)一控制器130中的示例模塊。對于給定的控 制器解決方案，通常假設擾動變量未來保持其當前值。當從控制器除去作為判定變量的操 縱變量時，為了所有意圖和目的，其變成擾動變量。在此統(tǒng)一控制器130包括預測/狀態(tài) 估計算法單元1110，其具有接收外部信號并將外部信號用作擾動變量的將來值的預想的能 力。圖11說明在統(tǒng)一控制器130內為外部擾動變量提供預想值并且為外部操縱變量提供 預想值的模塊的示意性表示。如在圖11中示出的那樣，預測/狀態(tài)估計算法單元1110可以接收(1)例如來自全局控制器(用參考數(shù)字1120標示)的擾動變量預測；或(2)外部擾動變量預想值(用參考數(shù)字1130標示)；以及(3)擾動變量當前值(用參考數(shù)字1140標示)；以及(4)操縱變量當前值(用參考數(shù)字1150標示)；以及(5)外部操縱變量預想值(用參考數(shù)字1160標示)。當(1)和( 二者都可用時，設計工程師或其它人可以確定應該使用哪個。外部擾動變量預想值1130提供所預測(或預想)的擾動變量的將來值。外部操 縱變量預想值1160為被用作DV的MV提供所預測(或預想)的操縱變量的將來值。當MV 具有來自替換控制器的解決方案或者被手動調度時，MV可以被用作DV。這些預想可以改進 控制器預測對受控變量的預期擾動的能力并且因此改進控制器性能。圖12說明根據(jù)本公開用于預想的示例方法1200。盡管順序地列出了方法的各步 驟，但是步驟1210到1240的次序并不重要。在步驟1210處，統(tǒng)一控制器130的動態(tài)預測 /狀態(tài)估計算法單元1110接收擾動變量的當前值1140以及操縱變量的當前值1150。在步 驟1220處，對于被配置成接收這種預測的DV，預測/狀態(tài)估計算法單元1110從全局控制器接收擾動變量預測1120。在步驟1230處，動態(tài)預測/狀態(tài)估計算法單元1110接收外部擾 動變量預想值1130。要注意，對于相同DV，控制器130可能不能從全局控制器接收外部DV 預想值1130和DV預測1120。在步驟1240處，對于被配置成接收這種預測的前饋模式中的 MV,預測/狀態(tài)估計算法單元1110接收外部操縱變量預想值1160。如果MV是統(tǒng)一控制器 1130的有效判定變量，則忽略MV預想值1160。在步驟1250處，外部DV預想值1130和外部MV預想值1160改進預測/狀態(tài)估計 算法單元1110預測受控變量的預期擾動的能力。在步驟1260處，預測受控變量的預期擾 動改進了統(tǒng)一控制器130的性能。在一些實施例中，上述各種功能由計算機可讀程序代碼形成并且嵌入到計算機可 讀介質中的計算機程序來實施或支持。短語“計算機可讀程序代碼”包括任何類型的計算 機代碼，其包括源代碼、目標代碼和可執(zhí)行代碼。短語“計算機可讀介質”包括能夠被計算 機訪問的任何類型的介質，例如只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、硬盤驅動器、壓 縮盤(CD)、數(shù)字視頻盤(DVD)或任何其他類型的存儲器。闡述遍及該專利文檔使用的某些詞和短語的定義可能是有利的。術語“耦合”及 其衍生詞指的是兩個或更多個元件之間的任何直接或間接通信，而不管這些元件是否在物 理上彼此接觸。術語“應用”和“程序”指的是一個或多個計算機程序、軟件部件、指令集、 進程、函數(shù)、目標、類、實例、有關數(shù)據(jù)或其適用于以適當?shù)挠嬎銠C代碼(包括源代碼、目標 代碼或可執(zhí)行代碼)實施的一部分。術語“發(fā)送”、“接收”、“傳送”以及其衍生詞包括直接 和間接通信二者。術語“包括”和“包含”以及其衍生詞意味著包括而不限制。短語“或”是 包括在內，意思是“和/或”。短語“相關聯(lián)”和“與其相關聯(lián)”以及其衍生詞可以意味著包 括、被包括在內、與其互連、包含、被包含在內、連接到或與其連接、耦合到或與其耦合、與其 通信、與其協(xié)作、交織、并置、接近于、被綁定到或與其綁定、具有、具有其屬性等等。術語“控 制器”意味著控制至少一個操作的任何設備、系統(tǒng)或其部件?？刂破骺梢砸杂布⒐碳?、軟件 或它們中的至少兩個的某一組合來實施。與任何特定控制器相關聯(lián)的功能可以被本地或遠 程地集中或分布。盡管本公開已描述某些實施例以及通常相關聯(lián)的方法，但是這些實施例和方法的 替換和改變對本領域技術人員來說是顯而易見的。因此，上述示例實施例的描述不限定或 約束本公開。如下面的權利要求所限定那樣，在不脫離本公開的精神和范圍的情況下，其它 變化、代替和替換也是有可能的。
1權利要求
1.一種系統(tǒng)，包括第一控制器(120)，其被配置成監(jiān)測與過程設施(100、500)相關聯(lián)的過程(110、 510-570)并且為最優(yōu)化所述過程設施生成控制數(shù)據(jù)；第二控制器(130)，其被配置成使用隨機變分計算來修改控制數(shù)據(jù)的至少一部分，所述 第二控制器被配置成為所述過程設施提供離散供應鏈控制和最優(yōu)化并且跟蹤對由離散供 應鏈制造過程制造的產品的需求要求和運送要求中的至少一個；以及第三控制器(125a-125f)，其被配置成根據(jù)控制數(shù)據(jù)來操作以控制所述過程并且最優(yōu) 化過程設施。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第二控制器包括第一模塊(910)，其被配置成執(zhí)行調度到運轉功能以記錄庫存釋放，所述庫存釋放被進 行以滿足離散供應鏈制造過程中對產品的規(guī)定調度；其中第一模塊被配置成使用擾動變量來表示產品定購，使用受控變量來表示未供應的 產品定購，以及使用至少一個操縱變量來滿足產品定購。
3.根據(jù)權利要求2所述的系統(tǒng)，其中第二控制器還包括第二模塊(920)，其被配置成執(zhí)行目標釋放功能，所述目標釋放功能使用未供應的釋放 和在當前時段中剩余的多個控制間隔來為間隔釋放計算目標值；其中第二模塊被配置成使用操縱變量或受控變量來規(guī)定目標值，第二模塊將最優(yōu)化目 標和控制目標中的一個配置成滿足目標調度。
4.根據(jù)權利要求3所述的系統(tǒng)，其中第二控制器還包括第三模塊(930)，其被配置成執(zhí)行初始化功能，所述初始化功能根據(jù)包含歷史過程值的 數(shù)據(jù)庫來初始化第二控制器；第四模塊(940)，其被配置成執(zhí)行運送優(yōu)先級功能，所述運送優(yōu)先級功能為物流子系統(tǒng) 提供優(yōu)先級；第五模塊(950)，其被配置成執(zhí)行運送閾值功能，所述運送閾值功能在產品的數(shù)量低于 規(guī)定值的情況下除去產品的釋放；以及第六模塊(960)，其被配置成執(zhí)行預想更新功能，所述預想更新功能將預想值從用戶觀 點轉換成控制器觀點。
5.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第二控制器還包括 預測/狀態(tài)估計算法單元(1110)；第一控制器模塊(1130)，其被配置成將外部擾動變量預想值提供給預測/狀態(tài)估計算 法單元；以及第二控制器模塊，其被配置成將外部操縱變量預想值(1160)提供給預測/狀態(tài)估計算 法單元。
6.一種方法，包括監(jiān)測(415)與過程設施(100、500)相關聯(lián)的過程(110、510-570)并且為最優(yōu)化所述過 程設施生成(420)控制數(shù)據(jù)；使用隨機變分計算來修改(43 控制數(shù)據(jù)的至少一部分，以為所述過程設施提供離散 供應鏈控制和最優(yōu)化并且跟蹤對由離散供應鏈制造過程制造的產品的運送要求和需求要 求中的至少一個；以及根據(jù)修改的控制數(shù)據(jù)來控制(450)所述過程以最優(yōu)化過程設施。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，還包括執(zhí)行(1030)調度到運轉功能以記錄庫存釋放，所述庫存釋放被進行以滿足離散供應 鏈制造過程中對產品的規(guī)定調度；其中調度到運轉功能使用擾動變量來表示產品定購，使用受控變量來表示未供應的產 品定購，以及使用至少一個操縱變量來滿足產品定購。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，還包括執(zhí)行目標釋放功能(1040)，所述目標釋放功能使用未供應的釋放和在當前時段中剩余 的多個控制間隔來為間隔釋放計算目標值；使用操縱變量和受控變量中的一個來規(guī)定目標值；以及配置最優(yōu)化目標和控制目標中的一個來滿足目標調度。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，還包括執(zhí)行(1020)初始化功能，所述初始化功能根據(jù)包含歷史過程值的數(shù)據(jù)庫來初始化第 二控制器；執(zhí)行(1070)運送優(yōu)先級功能，所述運送優(yōu)先級功能使用下述各項中的至少一個來為 物流子系統(tǒng)確定相對優(yōu)先級每個運送目的地的相對緊急度、存貨預測、存貨控制限制以及 需求預想；以及執(zhí)行(1080)運送閾值功能，所述運送閾值功能在產品的數(shù)量低于規(guī)定值的情況下除 去產品的釋放。
10.一種裝置(130)，包括:第一模塊(910)，其被配置成執(zhí)行調度到運轉功能以記錄庫存釋放，所述庫存釋放被進 行以滿足離散供應鏈制造過程(100，500)中對產品的規(guī)定調度；以及第二模塊(920)，其被配置成執(zhí)行目標釋放功能，所述目標釋放功能使用未供應的釋放 和在當前時段中剩余的多個控制間隔來為間隔釋放計算目標值；其中第一模塊被配置成使用擾動變量來表示產品定購，使用受控變量來表示未供應的 產品定購，以及使用至少一個操縱變量來滿足產品定購；以及其中第二模塊被配置成使用操縱變量和受控變量中的一個來規(guī)定目標值。
全文摘要
一種系統(tǒng)，包括第一控制器(120)，其被配置成監(jiān)測與過程設施(100、500)相關聯(lián)的過程(110、510-570)并且為最優(yōu)化所述過程設施生成控制數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)還包括第二控制器(130)，其被配置成使用隨機變分計算來修改控制數(shù)據(jù)的至少一部分。該第二控制器被配置成為所述過程設施提供離散供應鏈控制和最優(yōu)化并且跟蹤對由離散供應鏈制造過程制造的產品的需求要求和運送要求中的至少一個。該系統(tǒng)還包括第三控制器(125a-125f)，其被配置成根據(jù)控制數(shù)據(jù)來操作以控制所述過程并且最優(yōu)化過程設施。
文檔編號G06Q50/00GK102124484SQ200980121146
公開日2011年7月13日 申請日期2009年3月27日 優(yōu)先權日2008年4月7日
發(fā)明者J·D·莫寧格雷德, J·盧 申請人:霍尼韋爾國際公司