本申請要求于2015年7月16日提交的標題為“Systems and Methods for Process Design and Analysis”的美國專利申請?zhí)?4/801,650的優(yōu)先權(quán)，所述申請要求2014年8月1日提交的標題為“Computer-Implemented Method for Recording and Analyzing Scientific Test Procedures and Data”美國臨時申請?zhí)?2/032,217以及2015年6月25日提交的標題為“Computer-Implemented Method for Recording and Analyzing Scientific Test Procedures and Data”的美國臨時申請?zhí)?2/184,556的優(yōu)先權(quán)，所述申請中的每一個均以引用的方式并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開總體涉及用于對導(dǎo)致分析信息或產(chǎn)品的過程的過程設(shè)計和分析的系統(tǒng)和方法。

背景

大范圍的產(chǎn)品的研究和制造依賴于多階段過程，僅舉幾個例子，所述產(chǎn)品包括生物制品、藥物、機械裝置、電氣裝置以及食品。遺憾的是，此類過程通常具有許多變化源。雖然這些源中的大多數(shù)是次要的并且可以忽略，但是主要的變化源可能不利地影響此類過程的效率或甚至可行性。然而，如果確定可以采用去除這些主要變化源的資源，并且潛在地可以采用所述資源，則可以去除、最小化或包含此類主要變化源。一旦解決了這些主要變化源，過程可以被認為是穩(wěn)定的。當(dāng)過程穩(wěn)定時，其變化應(yīng)保持在已知的極限集合內(nèi)。也就是說，所述保持至少直到出現(xiàn)另一個可分配的變化源。例如，洗衣皂包裝生產(chǎn)線可設(shè)計成用十四盎司的洗衣皂填充每個洗衣皂盒子。一些盒子將具有略微超過十四盎司，而一些將具有略微少于十四盎司。當(dāng)測量包裝重量時，數(shù)據(jù)將顯示凈重的分布。如果生產(chǎn)過程、其輸入或其環(huán)境(例如，生產(chǎn)線上的機器)改變，則數(shù)據(jù)的分布將改變。例如，當(dāng)機械的凸輪和滑輪磨損時，洗衣皂填充機可能將超過指定量的肥皂放入每個盒子中。雖然這可能有利于客戶，但是從制造商的角度來看，這是浪費的并且增加了生產(chǎn)成本。如果制造商及時找到變化和其來源，則可以糾正變化(例如，更換凸輪和滑輪)。

雖然標識過程的變化在理論上是好的，但是在實踐中，找到這種變化存在許多障礙。大多數(shù)過程組合了許多不同的功能組件，每個組件具有它們自己的數(shù)據(jù)形式和錯誤類型。例如，使用細胞培養(yǎng)制造合成化合物的過程組合了化學(xué)組件、生物組件、發(fā)酵組件和工業(yè)設(shè)備組件。這些組件中的每一個涉及不同的量化單位、測量單位和誤差單位。因此，用于開發(fā)和穩(wěn)定過程的速率限制步驟不是開發(fā)此類過程中使用的算法；它是在此類過程中采集數(shù)據(jù)并將所述數(shù)據(jù)置于上下文之中。這需要跨越許多不同的系統(tǒng)和功能的數(shù)據(jù)聚合和再現(xiàn)性評估，以使得科學(xué)推理基于可再現(xiàn)的數(shù)據(jù)，而不是基于噪聲和不確定性的假象。常規(guī)系統(tǒng)不能提供足夠的能力以用于這種分析。他們專注于存儲文件和數(shù)據(jù)，而不提供結(jié)構(gòu)、上下文或靈活性，以實現(xiàn)實時分析和對用戶的反饋。

例如，電子實驗室筆記本(ELN)基本上是“玻璃上的紙(paper on glass)”，并且沒有足夠的能力來簡化跨研究的縱向分析。實驗室信息管理系統(tǒng)(LIMS)專注于樣本數(shù)據(jù)收集，但不提供協(xié)議或研究環(huán)境以促進分析，也不提供“即時”適應(yīng)不斷變化的工作流程的靈活性，以及通常在過程中找到的許多不同的功能。因此，協(xié)議與結(jié)果之間的關(guān)系仍然不清楚，或甚至無法獲得，并且信息系統(tǒng)成為制度政策規(guī)定的舊工作的“死”檔案，而不是推動過程穩(wěn)定化的資產(chǎn)。

因此，每年損失數(shù)十億美元的物質(zhì)和生命科學(xué)研究，這些研究不穩(wěn)定，并且因此具有不令人滿意的再現(xiàn)性速率。此外，在過程轉(zhuǎn)移到制造期間，數(shù)百萬美元的故障的發(fā)生率仍然很高。因此，考慮到以上背景，本領(lǐng)域中需要改進的系統(tǒng)和方法用于對導(dǎo)致過程穩(wěn)定化的過程的過程設(shè)計和分析。

概述

所公開的實施方案解決了本領(lǐng)域中對用于穩(wěn)定導(dǎo)致分析信息或產(chǎn)品的過程的改進的系統(tǒng)和方法的需要。如本文所用，術(shù)語“產(chǎn)品”是指例如有形產(chǎn)品，諸如材料、組合物、成分、藥品、散裝材料等；并且術(shù)語“分析信息”是指例如描述材料、設(shè)備或過程設(shè)置的測量值的類別或定量數(shù)據(jù)。所公開的系統(tǒng)和方法有利地且獨特地減少了從研究和開發(fā)到制造的實驗噪聲和協(xié)作摩擦。所公開的系統(tǒng)和方法促進了數(shù)據(jù)相對于實驗過程的演變圖的可視化，以突出質(zhì)量問題和機會，暴露跨時間、實驗和團隊的趨勢和因果關(guān)系，刺激實驗和過程質(zhì)量的協(xié)作改進，并且穩(wěn)定過程。

所公開的系統(tǒng)和方法維持具有關(guān)于一個或多個過程的一個或多個版本的超圖數(shù)據(jù)存儲。過程的版本包括具有節(jié)點、過程的階段以及邊緣的超圖。階段具有與階段輸入特性和輸入規(guī)格極限相關(guān)聯(lián)的參數(shù)化資源輸入。階段具有帶有輸出特性和輸出規(guī)格極限的資源輸出。邊緣將節(jié)點的輸出鏈接到其他節(jié)點的輸入，從而表示資源從輸出到輸入的預(yù)期或?qū)嶋H轉(zhuǎn)移。

所公開的系統(tǒng)和方法還維持具有多個過程運行的運行數(shù)據(jù)存儲。每個過程運行標識過程版本、對應(yīng)過程的超圖中的第一節(jié)點的輸入的值、它們的輸入特性、第一節(jié)點的資源輸出以及資源輸出的輸出特性的獲得值。當(dāng)查詢標識存在于運行數(shù)據(jù)存儲中的一個或多個輸入和/或輸出時，所述一個或多個輸入和/或輸出被格式化以用于分析。

既然已經(jīng)概述了所公開的系統(tǒng)和方法的一般概述，將呈現(xiàn)所公開的系統(tǒng)和方法的更具體的實施方案。

本公開的一個方面提供了一種用于提供對一個或多個過程的過程設(shè)計和分析的非暫時性計算機可讀存儲介質(zhì)。所述一個或多個過程中的每個過程導(dǎo)致相應(yīng)的產(chǎn)品。所述非暫時性計算機可讀存儲介質(zhì)存儲指令，所述指令在由第一裝置執(zhí)行時致使第一裝置維持超圖數(shù)據(jù)存儲、運行數(shù)據(jù)存儲和統(tǒng)計模塊。

對于所述一個或多個過程中的每個相應(yīng)過程，超圖數(shù)據(jù)存儲包括相應(yīng)過程的相應(yīng)多個版本。每個相應(yīng)的版本包括超圖，所述超圖包括通過多個邊緣中的邊緣連接的多個節(jié)點。所述多個節(jié)點中的每個相應(yīng)節(jié)點包括表示對應(yīng)過程中的相應(yīng)階段的過程階段標簽。此外，每個節(jié)點與對應(yīng)過程中的相應(yīng)階段的參數(shù)化資源輸入集合相關(guān)聯(lián)。在一些實施方案中，所述參數(shù)化資源輸入集合中的至少一個參數(shù)化資源輸入與一個或多個輸入特性相關(guān)聯(lián)。在一些實施方案中，這一個或多個輸入特性各自包括至少一個輸入規(guī)格極限。在一些實施方案中，這一個或多個輸入特性不包括輸入規(guī)格極限。在一些實施方案中，在所述參數(shù)化資源輸入集合中沒有資源輸入與輸入特性相關(guān)聯(lián)。

每個節(jié)點還與對應(yīng)過程中的相應(yīng)階段的參數(shù)化資源輸出集合相關(guān)聯(lián)。在一些實施方案中，所述參數(shù)化資源輸出集合中的至少一個參數(shù)化資源輸出與一個或多個輸出特性相關(guān)聯(lián)。在一些實施方案中，所述一個或多個輸出特性各自包括至少一個對應(yīng)的輸出規(guī)格極限。在一些實施方案中，這一個或多個輸出特性不包括輸出規(guī)格極限。

多個邊緣中的每個邊緣指定多個節(jié)點中的節(jié)點的參數(shù)化資源輸出集合包括在所述多個節(jié)點中的至少一個其他節(jié)點的參數(shù)化資源輸入集合中。

運行數(shù)據(jù)存儲包括多個過程運行。每個過程運行包括所述一個或多個過程中的過程的多個版本中的版本的標識。每個過程運行還包括相應(yīng)版本的超圖中的第一節(jié)點的相應(yīng)參數(shù)化資源輸入集合的值和所述參數(shù)化資源輸入的相關(guān)聯(lián)輸入特性。每個過程運行還包括第一節(jié)點的相應(yīng)參數(shù)化資源輸出集合。每個過程運行還包括第一節(jié)點的相應(yīng)參數(shù)化資源輸出集合中的參數(shù)化資源輸出的至少一個輸出特性的獲得值。

統(tǒng)計模塊響應(yīng)于接收標識存在于運行數(shù)據(jù)存儲中的一個或多個過程運行中的一個或多個第一參數(shù)化資源輸入和/或參數(shù)化資源輸出的查詢，格式化所述一個或多個第一參數(shù)化資源輸入和/或參數(shù)化資源輸出以用于分析。在一些實施方案中，查詢進一步標識存在于運行數(shù)據(jù)存儲中的一個或多個運行中一個或多個第二參數(shù)化資源輸入和/或參數(shù)化資源輸出，使一個或多個第一參數(shù)化資源輸入和/或參數(shù)化資源輸出與所述一個或多個第二參數(shù)化資源輸入和/或參數(shù)化資源輸出相關(guān)，并且格式化所述相關(guān)性的數(shù)值度量以用于呈現(xiàn)。

在一些替代實施方案中，查詢進一步標識存在于運行數(shù)據(jù)存儲中的一個或多個運行中的一個或多個第二參數(shù)化輸入和/或參數(shù)化輸出，并且統(tǒng)計模塊使用多變量分析技術(shù)(例如，特征選擇技術(shù)，諸如最小角度回歸或逐步回歸)從存在于運行數(shù)據(jù)存儲中的所有參數(shù)化輸入和/或參數(shù)化輸出中進一步標識(i)一個或多個第一參數(shù)化輸入和/或參數(shù)化輸出與(ii)存在于運行數(shù)據(jù)存儲中的一個或多個過程運行中的一個或多個第二參數(shù)化輸入和/或參數(shù)化輸出之間的相關(guān)性。在一些這樣的實施方案中，所述一個或多個過程實際上是多個過程，并且根據(jù)所述多個過程的子集中的過程運行來標識相關(guān)性。在其他實施方案中，所述一個或多個過程是多個過程，并且根據(jù)所述多個過程中的單個過程中的過程運行來標識相關(guān)性。

在一些實施方案中，將一個或多個第一參數(shù)化資源輸入和/或參數(shù)化資源輸出從第一裝置導(dǎo)出到第二裝置以用于分析。例如，在一些實施方案中，數(shù)據(jù)被導(dǎo)出為一個或多個制表符分隔文件、CSV文件、EXCEL電子表格、GOOGLE表格，或以適合于SQL數(shù)據(jù)庫的形式輸出。

在一些實施方案中，所公開的系統(tǒng)和方法還包括過程評估模塊，當(dāng)針對所述多個過程運行中的節(jié)點的運行，參數(shù)化資源輸出集合中的參數(shù)化資源輸出的輸出特性的獲得值超出預(yù)定義的輸出規(guī)格極限時，所述過程評估模塊以計算機數(shù)據(jù)傳輸?shù)男问缴删瘓蟆?/p>

在一些實施方案中，用于所述一個或多個過程中的過程的相應(yīng)多個版本中的第一版本和第二版本在以下方面彼此不同：節(jié)點數(shù)量、節(jié)點的過程階段標簽、參數(shù)化資源輸入集合中的參數(shù)化資源輸入、這種參數(shù)化資源輸入的特性、這種輸入特性的規(guī)格極限、參數(shù)化資源輸出集合中的參數(shù)化資源輸出、這種參數(shù)化資源輸出的特性和/或這種輸出特性的規(guī)格極限。

在一些實施方案中，統(tǒng)計模塊基于預(yù)測，進一步提供所述一個或多個過程中的第一過程的附加過程運行(其不存在于運行數(shù)據(jù)存儲中)的一個或多個第二參數(shù)化輸入的建議值，所述預(yù)測為所述一個或多個第二參數(shù)化輸入的建議值將改變一個或多個過程運行的數(shù)值屬性(例如，一個或多個第一參數(shù)化輸入中的方差的減少)。在一些這樣的實施方案中，查詢進一步標識存在于運行數(shù)據(jù)存儲中的一個或多個運行中的一個或多個第三參數(shù)化輸入和/或參數(shù)化輸出，并且數(shù)值屬性是一個或多個第一參數(shù)化輸入和/或參數(shù)化輸出與一個或多個第三參數(shù)化輸入和/或參數(shù)化輸出之間的相關(guān)性的置信度。

在一些實施方案中，所述一個或多個過程是多個過程，并且查詢進一步標識其過程運行將由統(tǒng)計模塊格式化的多個過程的子集。在其他實施方案中，所述一個或多個過程是多個過程，并且查詢進一步標識其過程運行將由統(tǒng)計模塊格式化的多個過程中的單個過程。

在一些實施方案中，查詢進一步標識所述一個或多個過程中的過程運行的子集。

在一些實施方案中，統(tǒng)計模塊進一步標識(i)包括運行數(shù)據(jù)存儲中的一個或多個過程運行的第一集合與(ii)包括運行數(shù)據(jù)存儲中的一個或多個過程運行的第二集合之間的相關(guān)性，其中在第二集合中的過程運行不在第一集合中。在一些實施方案中，跨越存在于第一集合和第二集合中的多個參數(shù)化輸入和/或參數(shù)化輸出來計算相關(guān)性。

在一些實施方案中，相應(yīng)多個過程版本中的過程版本的超圖的多個節(jié)點中的第一節(jié)點的參數(shù)化資源輸入集合包括第一參數(shù)化資源輸入。在一些這樣的實施方案中，第一參數(shù)化資源輸入指定用于第一節(jié)點的第一資源并且與第一輸入特性相關(guān)聯(lián)。在一些這樣的實施方案中，第一輸入特性是第一資源的粘度值、純度值、成分值、溫度值、重量值、質(zhì)量值、體積值或批次標識符。在一些這樣的實施方案中，第一資源是單一資源或復(fù)合資源。在一些實施方案中，第一參數(shù)化資源輸入指定與第一節(jié)點所關(guān)聯(lián)的過程的對應(yīng)階段相關(guān)聯(lián)的過程條件(例如，溫度、暴露時間、混合時間、設(shè)備類型或批次標識符)。

在一些實施方案中，針對所述一個或多個過程中的相應(yīng)過程執(zhí)行數(shù)據(jù)驅(qū)動程序。數(shù)據(jù)驅(qū)動程序包括：用于接收針對相應(yīng)過程的數(shù)據(jù)集的指令；用于解析所述數(shù)據(jù)集以便從而獲得(i)運行數(shù)據(jù)存儲中的過程運行的標識以及(ii)與過程運行的相應(yīng)過程的超圖中的第一節(jié)點的相應(yīng)參數(shù)化資源輸出集合相關(guān)聯(lián)的輸出特性值的指令；以及用于利用所解析的值填充運行數(shù)據(jù)存儲中的第一節(jié)點的參數(shù)化資源輸出的輸出特性值的指令。

在一些實施方案中，對應(yīng)的輸出規(guī)格極限包括用于對應(yīng)參數(shù)化資源輸出的上限和下限。在一些實施方案中，對應(yīng)的輸出規(guī)格極限包括可允許類型的枚舉列表。

在一些實施方案中，所述一個或多個過程是多個過程，并且所述多個過程中的第一過程導(dǎo)致第一產(chǎn)品，并且所述多個過程中的第二過程導(dǎo)致第二產(chǎn)品，并且第一產(chǎn)品不同于第二產(chǎn)品。

在一些實施方案中，運行數(shù)據(jù)存儲還包括系譜圖，所述系譜圖示出(i)一個過程在多個過程運行中的多個版本中的單個過程的版本之間的關(guān)系，或(ii)兩個或更多個過程在多個過程運行中的相應(yīng)多個版本中的兩個或更多個過程的版本之間的關(guān)系。在一些實施方案中，這個系譜圖強調(diào)(i)一個過程在多個過程運行中的多個版本中的單個過程的版本之間的相似性，或(ii)兩個或更多個過程在多個過程運行中的相應(yīng)多個版本中的兩個或更多個過程的版本之間的相似性。在一些實施方案中，這個系譜圖強調(diào)(i)一個過程在多個過程運行中的多個版本中的單個過程的版本之間的差異，或(ii)兩個或更多個過程在多個過程運行中的相應(yīng)多個版本中的兩個或更多個過程的版本之間的差異。

本公開的另一個方面是一種計算機系統(tǒng)，其包括一個或多個處理器、存儲器、顯示器以及存儲在所述存儲器中以便由所述一個或多個處理器執(zhí)行的一個或多個程序。所述一個或多個程序包括用于針對顯示器格式化過程的超圖的指令。所述過程包括多個階段并且導(dǎo)致產(chǎn)品或分析信息。超圖包括通過多個邊緣中的邊緣連接的多個節(jié)點。多個節(jié)點中的每個相應(yīng)節(jié)點包括表示過程中的相應(yīng)階段的過程階段標簽，并且與以下兩者相關(guān)聯(lián)：(i)到過程中的相應(yīng)階段的參數(shù)化資源輸入集合，其中所述參數(shù)化資源輸入集合中的至少一個參數(shù)化資源輸入與一個或多個輸入特性相關(guān)聯(lián)，所述一個或多個輸入特性包括輸入規(guī)格極限；以及(ii)到過程中的相應(yīng)階段的參數(shù)化資源輸出集合，其中所述參數(shù)化資源輸出集合中的至少一個參數(shù)化資源輸出與一個或多個輸出特性相關(guān)聯(lián)，所述一個或多個輸出特性包括對應(yīng)的輸出規(guī)格極限。多個邊緣中的每個相應(yīng)邊緣指定多個節(jié)點中的節(jié)點的參數(shù)化資源輸出集合包括在所述多個節(jié)點中的至少一個其他節(jié)點的參數(shù)化資源輸入集合中。因此，本公開的圖涵蓋其中邊緣將特定輸出連接到特定輸入的圖。

所述一個或多個程序還包括以下指令：所述指令用于在顯示器上將多個節(jié)點中的每個相應(yīng)節(jié)點顯示為對應(yīng)的可移動圖標，從而顯示多個圖標，所述可移動圖標包括(i)對應(yīng)的過程階段標簽、(ii)表示與相應(yīng)的所述節(jié)點相關(guān)聯(lián)的參數(shù)化資源輸出集合的至少一個輸出端口、以及(iii)表示與所述節(jié)點相關(guān)聯(lián)的參數(shù)化資源輸入集合的至少一個輸入端口。

所述一個或多個程序還包括以下指令：所述指令用于將多個邊緣中的每個相應(yīng)邊緣顯示為至少所述多個節(jié)點中的第一節(jié)點的輸出端口與第二節(jié)點的輸入端口之間的線，從而指定第一節(jié)點的參數(shù)化資源輸出集合包括在第二節(jié)點的參數(shù)化資源輸入集合中。通過顯示器上的示能表示(affordance)接收來自第一用戶的將新過程階段標簽添加到過程的指示。響應(yīng)于這個指示，將新節(jié)點添加到多個節(jié)點，并且在顯示器上顯示對應(yīng)于新節(jié)點的新圖標。從第一用戶接收(i)新節(jié)點的過程階段標簽，(ii)到新節(jié)點的參數(shù)化資源輸入或輸出集合的指示，以及(iii)多個節(jié)點中不同于新節(jié)點的第一節(jié)點的參數(shù)化資源輸入或輸出集合的指示。第一用戶通過聯(lián)合選擇(a)對應(yīng)于第一節(jié)點的輸入端口或輸出端口和(b)新圖標，指示到新節(jié)點的參數(shù)化資源輸入或輸出集合以及第一節(jié)點的參數(shù)化資源輸入或輸出集合的指示中的至少一個。所述一個或多個程序還包括以下指令：所述指令用于基于所述聯(lián)合選擇將新邊緣添加到所述多個邊緣，并且在不同于新圖標的圖標的所選擇輸入端口或輸出端口與新圖標的輸入端口或輸出端口之間顯示新邊緣。

在一些實施方案中，多個階段中的相應(yīng)階段的第一過程階段標簽包括到描述相應(yīng)階段的視頻、說明手冊、圖像或指令集的鏈接。在一些實施方案中，第一用戶通過將到視頻的鏈接拖動到包括第一過程階段標簽的圖標上，將到視頻的鏈接添加到第一過程階段標簽。在一些實施方案中，所述一個或多個程序還包括用于在沒有人為干預(yù)的情況下將新節(jié)點布置在顯示器上隨至少所述新邊緣而變化的位置處的指令。在一些實施方案中，多個用戶中的每個用戶當(dāng)前具有相對于超圖的編輯和查看權(quán)限，并且所述多個用戶包括第一用戶。

在一些實施方案中，超圖的多個節(jié)點中的節(jié)點的參數(shù)化資源輸入集合包括第一參數(shù)化資源輸入和第二參數(shù)化資源輸入。第一參數(shù)化資源輸入指定第一資源并且與第一輸入特性相關(guān)聯(lián)。第二參數(shù)化資源輸入指定第二資源并且與第二輸入特性相關(guān)聯(lián)，并且第一輸入特性不同于第二輸入特性。在一些實施方案中，第一輸入特性是第一資源的粘度值、純度值、成分值、溫度值、重量值、質(zhì)量值、體積值或批次標識符。在一些實施方案中，第一資源是單一資源或復(fù)合資源。在一些實施方案中，超圖的多個節(jié)點中的節(jié)點的參數(shù)化資源輸入集合包括第一參數(shù)化資源輸入，所述第一參數(shù)化資源輸入指定與第一節(jié)點所關(guān)聯(lián)的過程的對應(yīng)階段相關(guān)聯(lián)的過程條件。在一些實施方案中，過程條件包括溫度、暴露時間、混合時間、設(shè)備類型或批次標識符。

在一些實施方案中，對應(yīng)的輸出規(guī)格極限包括用于對應(yīng)參數(shù)化資源輸出的上限和下限。在一些實施方案中，對應(yīng)的輸出規(guī)格極限包括可允許類型的枚舉列表。

附圖簡述

圖1示出根據(jù)本公開的系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)，其包括裝置(即計算機系統(tǒng)200)和過程的多個階段20。

圖2示出根據(jù)本公開的實施方案的計算機系統(tǒng)。

圖3示出根據(jù)本公開的實施方案的過程版本。

圖4示出根據(jù)本公開的實施方案的運行數(shù)據(jù)存儲。

圖5示出根據(jù)本公開的實施方案的過程評估模塊。

圖6A、圖6B、圖6C、圖6D和圖6E共同示出根據(jù)本公開的實施方案的提供對一個或多個過程的過程設(shè)計和分析的流程圖。

圖7示出根據(jù)本公開的實施方案的包括通過邊緣連接的多個節(jié)點的超圖，其中突出顯示了發(fā)酵罐設(shè)置階段。

圖8示出根據(jù)本公開的實施方案的圖7的超圖，其中突出顯示了培育接種體階段。

圖9示出根據(jù)本公開的實施方案的圖7的超圖，其中突出顯示了接種發(fā)酵罐階段。

圖10示出根據(jù)本公開的實施方案的圖7的超圖，其中突出顯示了補料分批發(fā)酵階段。

圖11示出根據(jù)本公開的實施方案的圖7的超圖，其中新的階段被添加到圖7的超圖。

圖12示出根據(jù)本公開的實施方案的圖11的超圖，其中DW測定階段和廢氣測定階段被添加到圖7的超圖。

圖13示出根據(jù)本公開的實施方案的圖12的超圖，其中一組新階段被添加到圖7的超圖。

圖14示出根據(jù)本公開的實施方案的圖13的超圖，其中定義了所述一組新階段。

圖15示出根據(jù)本公開的實施方案如何定義在圖13和圖14的超圖中定義的一組新階段。

圖16示出根據(jù)本公開的實施方案如何定義在圖13和圖14的超圖中定義的一組新階段中的新標準準備階段。

圖17示出根據(jù)本公開的實施方案如何定義在圖13和圖14的超圖中定義的一組新階段中的新儀器校準階段。

圖18進一步示出根據(jù)本公開的實施方案如何定義在圖13和圖14的超圖中定義的一組新階段中的新儀器校準階段。

圖19示出根據(jù)本公開的實施方案如何定義在圖13和圖14的超圖中定義的一組新階段中的新運行樣本階段。

圖20示出根據(jù)本公開的實施方案使用在圖13和圖14的超圖中定義的一組新階段來設(shè)置過程運行。

圖21進一步示出根據(jù)本公開的實施方案使用在圖13和圖14的超圖中定義的一組新階段來設(shè)置過程運行。

圖22進一步示出根據(jù)本公開的實施方案使用在圖13和圖14的超圖中定義的一組新階段來設(shè)置過程運行。

圖23進一步示出根據(jù)本公開的實施方案的在圖13和圖14的超圖中定義的一組新階段中的新運行樣本階段的三個不同過程運行的原始數(shù)據(jù)。

圖24進一步示出根據(jù)本公開的實施方案用于分析圖23所示數(shù)據(jù)的選擇。

圖25示出根據(jù)本公開的實施方案的對圖23所示數(shù)據(jù)的分析。

圖26示出根據(jù)本公開的實施方案的對圖23所示數(shù)據(jù)的進一步分析。

貫穿附圖的若干視圖，相同的參考數(shù)字指代對應(yīng)的部分。

詳述

現(xiàn)在將詳細參考實施方案，其實例在附圖中示出。在以下詳細描述中，闡述了許多具體細節(jié)以提供對本公開的充分理解。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將明白，可以在脫離這些具體細節(jié)的情況下實踐本公開。在其他情況下，眾所周知的方法、規(guī)程、組件、電路以及網(wǎng)絡(luò)并未進行詳細描述，以便不會不必要地混淆實施方案的方面。

還應(yīng)了解，雖然在本文中可能使用術(shù)語第一、第二等來描述各種元件，但是這些元件不應(yīng)受這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅用來將一個元件與另一個元件進行區(qū)分。例如，在不背離本公開的范圍的情況下，第一主題可稱為第二主題，并且類似地，第二主題可稱為第一主題。第一主題和第二主題均為主題，但是它們不是相同的主題。

本公開中使用的術(shù)語僅用于描述具體實施方案的目的，而不意圖限制本發(fā)明。除非上下文另外明確指示，否則如本發(fā)明的說明書和所附權(quán)利要求中使用的單數(shù)形式“一個(種)”和“所述”還意圖包括復(fù)數(shù)形式。還將理解，如本文使用的術(shù)語“和/或”指代并且涵蓋一個或多個相關(guān)聯(lián)列出項目的任何和所有可能組合。將進一步理解，術(shù)語“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”在用于本說明書中時，規(guī)定存在所陳述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是不排除存在或添加一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或其群組。

如本文所使用，術(shù)語“如果”可解釋為表示“在……時”或“在……后”或“響應(yīng)于確定”或“響應(yīng)于檢測到”，這取決于上下文。類似地，短語“如果確定”或“如果檢測到[所陳述的條件或事件]”可解釋為表示“在確定后”或“響應(yīng)于確定”或“在檢測到[所陳述的條件或事件]后”或“響應(yīng)于檢測到[所陳述的條件或事件]”，這取決于上下文。

結(jié)合圖1至圖5描述提供根據(jù)本公開的用于提供對一個或多個過程的過程設(shè)計和分析的系統(tǒng)48的詳細描述。具體地，圖1示出具有多個階段20的過程或流水線。圖1中的每個相應(yīng)階段20由示例性反應(yīng)室示出，以指示發(fā)生了一種形式的材料變換。然而，不要求這種材料變換在反應(yīng)室中發(fā)生。如圖1進一步示意性地示出，每個階段20包括參數(shù)化輸入集合308和參數(shù)化輸出集合314。在一些實施方案中，如圖1所示，這些輸入308和輸出314的描述可能通過通信網(wǎng)絡(luò)106提供給計算機系統(tǒng)200。例如，在階段20-2，當(dāng)過程運行完成這個階段時，包括這個階段的參數(shù)化輸出的文件被存儲在與這個階段相關(guān)聯(lián)的目錄中。然后，掃描或監(jiān)測過程獲取這個新文件并將其發(fā)送到計算機系統(tǒng)200，在所述計算機系統(tǒng)200中將其上傳到存儲在計算機系統(tǒng)200中的對應(yīng)過程運行中。更詳細地，在一些實施方案中，輸入308或輸出314由測量裝置電子地測量。例如，在一些實施方案中，在附接到階段20的儀器或其他組件的任何計算機上作為后臺進程(如Google Drive或Dropbox Sync)運行的軟件組件(諸如同步引擎)監(jiān)測同步的文件夾。當(dāng)新的儀器數(shù)據(jù)文件被添加到文件夾時，軟件解析與所述階段相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)并且通過通信網(wǎng)絡(luò)106將所述數(shù)據(jù)發(fā)送到計算機系統(tǒng)200。在一些實施方案中，使用硬件解決方案來傳達過程的階段20的輸入集合308和輸出集合314。在這種方法中，通過與階段20的儀器或其他組件的直接接口來執(zhí)行數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)移。例如，在一些實施方案中，使用BeagleBone黑色微控制器(http://beagleboard.org/BLACK)通過網(wǎng)絡(luò)106將此類數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C系統(tǒng)200。在一些實施方案中，使用經(jīng)由HTTP POST的HTTPS端口443或表述性狀態(tài)轉(zhuǎn)移來將數(shù)據(jù)(例如，用于與過程的階段20相關(guān)聯(lián)的參數(shù)化資源輸入集合310的值和/或用于參數(shù)化資源輸出集合314的值)從相應(yīng)階段20傳達給計算機系統(tǒng)。

當(dāng)然，系統(tǒng)48的其他拓撲結(jié)構(gòu)是可能的，例如，計算機系統(tǒng)200實際上可以構(gòu)成在網(wǎng)絡(luò)中鏈接在一起的若干計算機或者可以是云計算環(huán)境中的虛擬機。因此，圖1所示的示例性拓撲結(jié)構(gòu)僅用于以本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的方式描述本公開的實施方案的特征。

參考圖2，在典型的實施方案中，用于提供對一個或多個過程的過程設(shè)計和分析的計算機系統(tǒng)200包括一個或多個計算機。為了在圖2中示出的目的，計算機系統(tǒng)200被表示為包括計算機系統(tǒng)200的所有功能的單個計算機。然而，本公開不限于此。計算機系統(tǒng)200的功能可以分布在任何數(shù)量的聯(lián)網(wǎng)計算機上，和/或駐留在若干聯(lián)網(wǎng)計算機中的每一個上，和/或通過托管在通過通信網(wǎng)絡(luò)106可訪問的遠程位置處的一個或多個虛擬機上而分布。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，對于計算機系統(tǒng)200來說，許多不同的計算機拓撲結(jié)構(gòu)是可能的，并且所有此類拓撲結(jié)構(gòu)都在本公開的范圍內(nèi)。

計算機系統(tǒng)200被獨特地構(gòu)造來：通過最小的努力以可計算的方式記錄和存儲數(shù)據(jù)，定量地搜索所有實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)或其任何子集，應(yīng)用實時統(tǒng)計分析，通過設(shè)計實現(xiàn)質(zhì)量，更新實驗過程和數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，通過自動的關(guān)鍵質(zhì)量分析標識有意義的變量，定期獲得真實且明確的結(jié)果，訪問透明數(shù)據(jù)和結(jié)果，開放并訪問結(jié)果(并且安全地控制對任何人或任何團隊的訪問)，定量地且直接地以他人的設(shè)計和結(jié)果為基礎(chǔ)，并且將支持結(jié)論的證據(jù)明確地傳達給團隊成員或合作伙伴。

轉(zhuǎn)到圖2并且牢記前述內(nèi)容，計算機系統(tǒng)200包括一個或多個處理單元(CPU)274、網(wǎng)絡(luò)或其他通信接口284、存儲器192(例如，隨機存取存儲器)、一個或多個磁盤存儲裝置和/或任選地由一個或多個控制器288訪問的持久性裝置290、用于互連上述組件的一個或多個通信總線112以及用于為上述組件供電的電源276。存儲器192中的數(shù)據(jù)可以使用已知的計算技術(shù)(諸如高速緩存)與非易失性存儲器290無縫地共享。存儲器192和/或存儲器290可包括相對于中央處理單元274遠程定位的大容量存儲裝置。換句話說，存儲在存儲器192和/或存儲器290中的一些數(shù)據(jù)實際上可以托管在計算機上，所述計算機在計算機系統(tǒng)200的外部，但是可以由所述計算機系統(tǒng)使用網(wǎng)絡(luò)接口284通過互聯(lián)網(wǎng)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)或其他形式的網(wǎng)絡(luò)或電子電纜(在圖2中示為元件106)電子地訪問。

計算機系統(tǒng)200的存儲器192存儲：

·操作系統(tǒng)202，其包括用于處置各種基本系統(tǒng)服務(wù)的規(guī)程；

·超圖數(shù)據(jù)存儲204存儲，對于所述一個或多個過程中的每個相應(yīng)過程206，所述超圖數(shù)據(jù)存儲204包括相應(yīng)過程206的相應(yīng)多個版本208；

·運行數(shù)據(jù)存儲206，其存儲多個過程運行，每個過程運行包括所述一個或多個過程中的過程的多個版本中的版本208的標識；

·統(tǒng)計模塊212，其用于分析過程數(shù)據(jù)；

·過程評估模塊216，其用于在過程中出現(xiàn)特定條件時發(fā)起警報；以及

·一個或多個任選的數(shù)據(jù)驅(qū)動器218，每個數(shù)據(jù)驅(qū)動器用于所述一個或多個過程中的相應(yīng)過程，所述數(shù)據(jù)驅(qū)動器包括用于接收相應(yīng)過程的數(shù)據(jù)集的指令和用于處理所述數(shù)據(jù)集的指令。

在一些實現(xiàn)方式中，以上標識的計算機系統(tǒng)200的數(shù)據(jù)元素或模塊中的一個或多個存儲在一個或多個前述存儲器裝置中，并且對應(yīng)于用于執(zhí)行上述功能的指令集。以上標識的數(shù)據(jù)、模塊或程序(例如，指令集)不需要實現(xiàn)為單獨的軟件程序、規(guī)程或模塊，并且因此這些模塊的各種子集可以在各種實現(xiàn)方式中組合或以其他方式重新布置。在一些實現(xiàn)方式中，存儲器192和/或290任選地存儲以上標識的模塊和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的子集。此外，在一些實施方案中，存儲器192和/或206存儲以上未描述的附加模塊和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

轉(zhuǎn)到圖3，描述了過程版本208的實施方案的更多細節(jié)。所述過程版本包括超圖302。超圖302包括多個節(jié)點，是以方向、因果關(guān)系和順序為基礎(chǔ)的。例如，多個節(jié)點中的每個相應(yīng)節(jié)點304通過邊緣連接到多個節(jié)點中的至少一個其他節(jié)點。多個節(jié)點中的每個相應(yīng)節(jié)點304包括表示對應(yīng)過程中的相應(yīng)階段的過程階段標簽306。在一些實施方案中，節(jié)點304是可用于構(gòu)建更大過程的變換事件的完整且獨立的描述。節(jié)點304足夠通用以服務(wù)于許多過程，諸如化學(xué)過程、生命科學(xué)過程和食物制備過程。有利地，節(jié)點304在被復(fù)制到其他過程中時不失去其意義或效用。因此，在優(yōu)選的實施方案中，節(jié)點304的定義不依賴于超圖302中的其他節(jié)點的定義。如圖3所示，節(jié)點304被構(gòu)造來以獨特的方式包含數(shù)據(jù)，以便促進后續(xù)數(shù)據(jù)挖掘和推理引擎基于過程版本208來分析過程運行。

多個節(jié)點中的每個相應(yīng)節(jié)點304與到對應(yīng)過程中的相應(yīng)階段的參數(shù)化資源輸入集合308相關(guān)聯(lián)。參數(shù)化資源輸入集合308中的至少一個參數(shù)化資源輸入310與一個或多個輸入特性312相關(guān)聯(lián)，所述一個或多個輸入特性包括輸入規(guī)格極限314。輸入特性312的實例是諸如人、設(shè)備、材料和數(shù)據(jù)的事物的屬性(例如，測量值、數(shù)量等)。對于單個參數(shù)化資源輸入(例如，溫度、流速、粘度、pH值、純度等)，可存在多個輸入特性。在一些實施方案中，對于特定的參數(shù)化資源輸入，存在單個輸入特性。

多個節(jié)點中的每個相應(yīng)節(jié)點304還與到對應(yīng)過程中的相應(yīng)階段的參數(shù)化資源輸出集合314相關(guān)聯(lián)。參數(shù)化資源輸出集合314中的至少一個參數(shù)化資源輸出316與一個或多個輸出特性318相關(guān)聯(lián)，所述一個或多個輸出特性包括對應(yīng)的輸出規(guī)格極限320。輸出特性318的實例包括諸如人、設(shè)備、材料和數(shù)據(jù)的事物的屬性(例如，測量值、數(shù)量等)。對于單個參數(shù)化資源輸出，可存在多個輸出特性。在一些實施方案中，對于特定的參數(shù)化資源輸出，存在單個輸出特性。

圖17和圖18示出了以上概念。圖17示出超圖302的一部分并且示出所述超圖的所述部分中的節(jié)點304。節(jié)點“儀器校準”304-14被突出顯示。因此，在圖17的右側(cè)示出這個節(jié)點的參數(shù)化資源輸入集合308和參數(shù)化資源輸出集合314。節(jié)點“儀器校準”的參數(shù)化資源輸入集合308包括硫酸310-1、柱310-2、檸檬酸310-3、葡萄糖310-4、甘油310-5和HPLC 310-6。因此，示例性的參數(shù)化資源輸入集合308示出了多種可能類型的參數(shù)化輸入中的兩種是(i)組合物(例如，硫酸、檸檬酸、葡萄糖、甘油等)和(ii)設(shè)備類型(例如，柱、HLLC等)。用于節(jié)點“儀器校準”的參數(shù)化資源輸出集合314由HPLC 316組成。

轉(zhuǎn)到圖18，提供了關(guān)于參數(shù)化資源輸入310-2“柱”和參數(shù)化資源輸入310-3“檸檬酸”的更多細節(jié)。參數(shù)化資源輸入310-3“檸檬酸”與包括輸入規(guī)格極限314的一個或多個輸入特性312相關(guān)聯(lián)。例如，參數(shù)化資源輸入310-3“檸檬酸”的一個輸入特性是“pH值”312-3-1，并且這個特性包括輸入規(guī)格極限314-3-1。實際上，輸入規(guī)格極限314-3-1表示為下限(pH值3.5)、目標極限(pH值4)和上限(pH值4.5)。參數(shù)化資源輸入310-3“檸檬酸”的另一輸入特性是“濃度”312-3-2，并且這個特性包括輸入規(guī)格極限314-3-2。輸入規(guī)格極限314-3-2表示為下限(9.75g/L單位)、目標極限(10g/L單位)和上限(10.25g/L單位)。

回到圖3，每個超圖302包括多個邊緣。多個邊緣中的每個相應(yīng)邊緣322指定多個節(jié)點中的源節(jié)點304的參數(shù)化資源輸出集合314包括在所述多個節(jié)點中的至少一個其他目的地節(jié)點304的參數(shù)化資源輸入集合308中。換句話說，邊緣指定在給定過程中輸入到一個節(jié)點(目的地節(jié)點)中的材料、設(shè)備、人或其他事物的狀態(tài)與已經(jīng)從那個過程的超圖中的另一個節(jié)點(源節(jié)點)輸出的材料、設(shè)備、人或其他事物的狀態(tài)相同。在一些實施方案中，邊緣指定輸入到多個節(jié)點(目的地節(jié)點)中的材料、設(shè)備、人或其他事物的狀態(tài)在給定過程中與已經(jīng)從那個過程的超圖中的另一個節(jié)點(源節(jié)點)輸出的材料、設(shè)備、人或其他事物的狀態(tài)相同。此外，目的地節(jié)點可以連接到兩個或更多個源節(jié)點，這意味著到目的地節(jié)點的輸入包括處于與其在給定過程的兩個或更多個源節(jié)點的輸出中的狀態(tài)相同的狀態(tài)下的材料、設(shè)備、人或其他事物。

過程版本控制208是所公開的系統(tǒng)和方法的有利特征。例如，當(dāng)通過跨過程的各種過程運行的相關(guān)分析將特定節(jié)點的輸入或輸出標識為整個過程的可再現(xiàn)性較差的原因時，可以在連續(xù)的過程版本中添加有問題節(jié)點之前和之后的附加節(jié)點，并且然后可以執(zhí)行這些新過程版本的過程運行。此外，有利地，在一些實施方案中，來自較舊的過程版本和較新的過程版本的數(shù)據(jù)可以在跨所述過程版本的所有過程運行的相關(guān)性分析中一起使用，以確定與有問題節(jié)點相關(guān)聯(lián)的可變性或其他不利屬性的根本原因，并且由此開發(fā)充分解決所述問題的過程版本。實際上，可以分析來自產(chǎn)生類似但不相同的產(chǎn)品或產(chǎn)生類似但不相同的分析信息的多個過程的過程運行，以標識此類問題。

如圖3所示，每個節(jié)點304具有輸入(參數(shù)化資源輸入集合308)，并且這些參數(shù)化資源輸入310中的每一個具有一個或多個輸入特性312，并且這些輸入特性中的每一個具有輸入規(guī)格極限314。此外，每個節(jié)點304具有一個或多個參數(shù)化資源輸出(參數(shù)化資源輸出集合314)，并且這些參數(shù)化資源輸出316中的每一個具有一個或多個輸出特性318。此外，這些輸出特性中的每一個具有輸出規(guī)格極限320。參數(shù)化資源輸出集合用作到其他節(jié)點的輸入，并且此類關(guān)系由邊緣表示。此外，特定節(jié)點的參數(shù)化資源輸出集合314可以用作到多于一個節(jié)點的輸入，因此邊緣和節(jié)點構(gòu)成超圖。通過以這種方式定義過程，可以容易地創(chuàng)建過程版本208，集成來自不同來源和裝置的數(shù)據(jù)采集，并且查詢過程運行以標識相關(guān)性，減少實驗方差，并改進過程可再現(xiàn)性。過程運行調(diào)用過程版本并且導(dǎo)致所述過程版本中的超圖中的節(jié)點的輸入集合和輸出集合的值(例如，測量值)。

在一些情況下，目的地節(jié)點304僅包括來自一個源節(jié)點324的單個邊緣322。在此類情況下，源節(jié)點324的參數(shù)化資源輸出集合314構(gòu)成目的地節(jié)點326的整個參數(shù)化資源輸入集合308。這在圖17中示出，其中在節(jié)點304-14與304-15之間存在單個邊緣322-14。因此，節(jié)點304-14的參數(shù)化資源輸出集合314構(gòu)成節(jié)點304-15的整個參數(shù)化資源輸入集合308。

為了說明過程中節(jié)點的概念，考慮設(shè)計用于測量發(fā)酵罐培養(yǎng)液溫度的節(jié)點。到這個節(jié)點的參數(shù)化輸入集合308包括對發(fā)酵罐培養(yǎng)液和進行溫度測量的熱電偶的描述。熱電偶將包括輸入特性，所述輸入特性包括其清潔度狀態(tài)、校準狀態(tài)和熱電偶的其他特性。到這個節(jié)點304的參數(shù)化輸出集合314包括發(fā)酵罐培養(yǎng)液的溫度和針對這個溫度的輸出規(guī)格極限(例如，所述溫度的可接受范圍)。節(jié)點304的另一個可能的參數(shù)化資源輸出316是熱電偶本身以及在已經(jīng)獲取溫度之后的熱電偶的特性316，諸如其清潔度狀態(tài)和校準狀態(tài)。對于這些特性316中的每一個，同樣存在對應(yīng)的輸出規(guī)格極限。

在一些情況下，目的地節(jié)點304包括多個邊緣322，每個這種邊緣來自不同的源節(jié)點324。在此類情況下，每個這種源節(jié)點324的參數(shù)化資源輸出集合314共同構(gòu)成目的地節(jié)點326的參數(shù)化資源輸入集合308。這在圖17中示出，其中在源節(jié)點304-13與目的地節(jié)點304-14之間存在第一邊緣(邊緣322-11)，并且在源節(jié)點304-12與目的地節(jié)點304-14之間存在第二邊緣(邊緣322-12)。因此，節(jié)點304-13的參數(shù)化資源輸出集合314加上節(jié)點304-12的參數(shù)化資源輸出集合314構(gòu)成節(jié)點304-14的參數(shù)化資源輸入集合308。

轉(zhuǎn)到圖4，提供了運行數(shù)據(jù)存儲210的更多細節(jié)。運行數(shù)據(jù)存儲210包括多個過程運行。也就是說，當(dāng)過程的節(jié)點開始運行時，獲得和/或使用實際材料批或設(shè)備件等作為特定過程版本406的真實世界實例。因此，每個過程運行402包括所述一個或多個過程中的過程206的多個版本中的所標識404過程版本208的節(jié)點406的標識。對于過程版本208的所標識節(jié)點406，過程運行402還包括相應(yīng)過程版本208的超圖302中的第一節(jié)點304的相應(yīng)參數(shù)化資源輸入集合308的值以及所述參數(shù)化資源輸入的相關(guān)聯(lián)輸入特性312。對于所標識的過程版本208，過程運行402還包括第一節(jié)點304的相應(yīng)參數(shù)化資源輸出集合314。此外，對于所標識的過程版本208，過程運行402還包括相應(yīng)過程版本的超圖302中的第一節(jié)點304的相應(yīng)參數(shù)化資源輸出集合314中的參數(shù)化資源輸出316的至少一個輸出特性318的獲得值。圖19至圖24示出針對特定過程版本的三個過程運行402，其中每個過程運行402的特征在于不同的條件(例如，到過程版本的超圖中的一個或多個節(jié)點的一個或多個參數(shù)化輸入的一個或多個輸入特性的不同量)。

在一些實施方案中，運行數(shù)據(jù)存儲210包括具有一個或多個過程集合422的系譜圖420。每個過程集合422包括相關(guān)過程版本424的標識424。例如，在一些實施方案中，過程集合420中的第一過程版本404和過程集合420中的第二過程版本404具有相同的超圖，但是針對超圖中的一個節(jié)點的輸出特性、輸出規(guī)格極限、輸入特性或輸入規(guī)格極限是不同的。在另一個實例中，過程集合420中的第一過程版本404和過程集合420中的第二過程版本404具有除一個節(jié)點之外、除兩個節(jié)點之外、除三個節(jié)點之外或除四個節(jié)點之外的所有節(jié)點具有共同之處的超圖。通常，過程集合中的過程版本在過程隨著時間被精化的意義上彼此相關(guān)，并且所述過程的各種版本被保存為過程版本。過程的精化包括以下各項的任何組合：從超圖中添加或移除節(jié)點；從超圖中添加或移除邊緣；添加或移除到超圖中的一個或多個節(jié)點的參數(shù)化資源輸入；添加或移除到超圖中的一個或多個節(jié)點的參數(shù)化資源輸出；添加、移除或改變超圖中的一個或多個節(jié)點的參數(shù)化資源輸入的輸入特性或輸入規(guī)格極限；和/或添加、移除或改變超圖中的一個或多個節(jié)點的參數(shù)化資源輸出的輸出特性或輸出規(guī)格極限。

轉(zhuǎn)到圖5，提供了過程評估模塊216的更多細節(jié)。過程評估模塊216利用所公開的過程的獨特體系結(jié)構(gòu)。具體地，當(dāng)評估特定節(jié)點304的參數(shù)化資源輸出316是否滿足特定的相關(guān)聯(lián)輸出規(guī)格極限320時，僅需要評估那個節(jié)點的對應(yīng)參數(shù)化資源輸出的過程運行中的值。其他節(jié)點的輸入和輸出不需要為此目的進行評估。因此，當(dāng)針對過程版本的超圖中的節(jié)點的運行，參數(shù)化資源輸出集合中的參數(shù)化資源輸出的輸出特性的獲得值超出輸出規(guī)格極限時，可能以計算機數(shù)據(jù)傳輸?shù)男问缴删瘓?。此外，這個警報可移植到使用相同節(jié)點的其他過程版本。因此，在一些實施方案中，過程評估模塊由過程版本502組織。對于每個過程版本，標識需要過程警報的節(jié)點504。對于每個這種節(jié)點504，標識到節(jié)點的一個或多個參數(shù)化資源輸出506。對于一個或多個參數(shù)化資源輸出中的每一個，標識針對所述參數(shù)化資源輸出的一個或多個警報值508。如果觸發(fā)了針對特定過程版本的特定節(jié)點的參數(shù)化資源輸出的特性的警報值，則傳達對應(yīng)于警報的計算機數(shù)據(jù)傳輸510。在一些實施方案中，計算機數(shù)據(jù)傳輸510是發(fā)送到用戶接口或客戶端計算機的指示已經(jīng)觸發(fā)警報的消息。在一些實施方案中，計算機數(shù)據(jù)傳輸呈文本消息、電子郵件、SMS消息或可聽警報的形式。為了說明，考慮其中節(jié)點304的參數(shù)化資源輸出316的輸出特性318的輸出規(guī)格極限320指定輸出pH值不應(yīng)超過7的情況。因此，設(shè)置針對這個輸出特性的警報508。如果在過程運行502中，資源輸出的pH值實際上超過7.0，則傳達對應(yīng)于這個警報的計算機數(shù)據(jù)傳輸510。

系統(tǒng)48通過在實現(xiàn)過程的性能目標(例如，令人滿意地穩(wěn)定過程)所需的任何級別的分辨率下的狀態(tài)(例如，節(jié)點輸入和節(jié)點輸出的狀態(tài))的明確定義提供了用于過程的獨特設(shè)計。此類狀態(tài)包括例如每個節(jié)點輸入和輸出的“類型”和“數(shù)量”。僅舉幾個例子，“類型”的實例可以是一件設(shè)備、人力資源、一類材料或物質(zhì)組成。系統(tǒng)48有利地提供將多個不同的功能區(qū)(例如，化學(xué)系統(tǒng)、生物學(xué)系統(tǒng)、發(fā)酵系統(tǒng)、分析系統(tǒng)、不同的控制系統(tǒng)等)結(jié)合成可重復(fù)材料變換(節(jié)點)的無縫過程的方式，所述無縫過程可以被版本化，并且可使用統(tǒng)計技術(shù)來評估來自所述無縫過程的過程運行的數(shù)據(jù)以實現(xiàn)產(chǎn)品控制(例如，標識不希望的可變性的根本原因)。

有利地，所公開的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)完全定義了節(jié)點(它們的輸入、它們的輸出以及因此在每個節(jié)點處發(fā)生的變換)，而在每個節(jié)點輸入和每個節(jié)點輸出的相關(guān)特性方面沒有任何歧義。然而，應(yīng)指出的是，在節(jié)點內(nèi)發(fā)生的實際變換不一定需要被定義為超出用于記錄保持和標識目的的基本描述(階段標簽)。在一些情況下，過程運行(其中到過程中的節(jié)點的輸入發(fā)生改變)開始運行，并且鑒于這些改變的輸入來對過程的輸出或最終產(chǎn)品進行統(tǒng)計分析，以確定輸入中的變化是否改進了過程的最終產(chǎn)品的方面(例如，再現(xiàn)性、產(chǎn)量等)。所公開的系統(tǒng)和方法的一個益處是它們提供了真正理解過程的動態(tài)(例如，某些節(jié)點輸入的變化或節(jié)點輸入的特性如何影響最終產(chǎn)品)的機制，并且因此允許更容易地成功擴大所述過程的規(guī)模。由于在所公開的系統(tǒng)和方法中定義過程的方式，可能找到在所定義過程中導(dǎo)致不期望的結(jié)果(例如，不良的產(chǎn)率、差的再現(xiàn)性等)或就此而言，期望的結(jié)果的誤差來源。過程中的不希望的誤差的實例是應(yīng)用相關(guān)的，并且取決于例如節(jié)點輸入或輸出的類型，但是可以是例如測量誤差或未能量化或甚至標識節(jié)點輸入或節(jié)點輸出的相關(guān)特性。例如，如果節(jié)點輸入是糖，則可能出現(xiàn)測量誤差，因為測量輸入到節(jié)點的糖的重量的過程不夠精確。在另一個實例中，如果節(jié)點輸入是糖，則糖的相關(guān)特性可以是批號，因為在特定過程中，糖批號碰巧對總產(chǎn)品產(chǎn)量具有深刻影響。

既然已經(jīng)公開了用于提供對一個或多個過程的過程設(shè)計和分析的系統(tǒng)48的細節(jié)，參照圖6公開根據(jù)本公開的實施方案的關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的過程和特征的流程圖的細節(jié)。

如圖6A的框602中所示，維持超圖數(shù)據(jù)存儲204。對于一個或多個過程中的每個相應(yīng)過程206，超圖數(shù)據(jù)存儲204包括相應(yīng)過程的相應(yīng)多個版本。每個相應(yīng)版本208包括超圖302，所述超圖302包括通過多個邊緣中的邊緣322連接的多個節(jié)點304。所述多個節(jié)點中的每個相應(yīng)節(jié)點304包括表示對應(yīng)過程中的相應(yīng)階段的過程階段標簽。

圖7示出過程版本208。所述過程版本包括超圖，所述超圖包括對應(yīng)于過程的相應(yīng)階段的多個節(jié)點304(例如，“發(fā)酵罐準備”、“發(fā)酵罐設(shè)置”、“培養(yǎng)基準備”、“培育接種體”、“接種發(fā)酵罐”、“補料分批發(fā)酵”和“度量T、Ph、D、DO”)。在一些實施方案中，支持并發(fā)性。也就是說，多個用戶(每個用戶在與計算機系統(tǒng)200通信的不同客戶端計算機上操作)可以查看圖7中顯示的過程版本的實例，對所述過程版本進行改變，并且查看和分析來自利用所述過程版本的過程運行的數(shù)據(jù)。

每個節(jié)點304與到對應(yīng)過程中的相應(yīng)階段的參數(shù)化資源輸入集合308相關(guān)聯(lián)。參數(shù)化資源輸入集合308中的至少一個參數(shù)化資源輸入310與一個或多個輸入特性312相關(guān)聯(lián)。所述一個或多個輸入特性包括輸入規(guī)格極限314。每個節(jié)點304還與到對應(yīng)過程中的相應(yīng)階段的參數(shù)化資源輸出集合314相關(guān)聯(lián)。所述參數(shù)化資源輸出集合中的至少一個參數(shù)化資源輸出316與一個或多個輸出特性相關(guān)聯(lián)。所述一個或多個輸出特性包括對應(yīng)的輸出規(guī)格極限。圖7示出節(jié)點304-4“發(fā)酵器設(shè)置”的參數(shù)化資源輸入集合308和參數(shù)化資源輸出集合314。圖8示出節(jié)點304-3“培育接種體”的參數(shù)化資源輸入集合308和參數(shù)化資源輸出集合314。圖9示出節(jié)點304-5“接種發(fā)酵罐”的參數(shù)化資源輸入集合308和參數(shù)化資源輸出集合314。圖10示出節(jié)點304-6“補料分批發(fā)酵”的參數(shù)化資源輸入集合308和參數(shù)化資源輸出集合314。在一些實施方案中，用戶可以簡單地點擊節(jié)點304以觀察它們的輸入和輸出。此外，可以將視頻、圖片或評論形式的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)添加到節(jié)點304。例如，通過簡單地將到視頻的圖標鏈接拖動到節(jié)點304的表示上，可以將示出執(zhí)行與節(jié)點相關(guān)聯(lián)的規(guī)程的正確方式的視頻鏈接到節(jié)點。例如，可以將關(guān)于執(zhí)行發(fā)酵罐設(shè)置的適當(dāng)方式的視頻拖動到圖7的“發(fā)酵罐設(shè)置”節(jié)點304-4上。此后，當(dāng)用戶點擊節(jié)點304-4時，播放視頻。

多個邊緣中的每個相應(yīng)邊緣322指定多個節(jié)點中的節(jié)點的參數(shù)化資源輸出集合包括在所述多個節(jié)點中的至少一個其他節(jié)點的參數(shù)化資源輸入集合中。因此，轉(zhuǎn)到圖7來說明，節(jié)點304-6“補料分批發(fā)酵”的參數(shù)化資源輸入集合由節(jié)點304-5“接種發(fā)酵罐”和304-2“培養(yǎng)基準備”的參數(shù)化資源輸出集合組成。

圖11和圖12示出將新節(jié)點304-8“DW測定”和304-9“廢氣測定”添加到現(xiàn)有超圖，并且圖13和圖14示出將稱為“HPLC測定”的一組節(jié)點添加到所述超圖。HPLC測定組是圖7的現(xiàn)有超圖的擴展，并且包括這種擴展的節(jié)點和邊緣。參考圖15和圖16，HPLC測定開始于三個初始節(jié)點，即節(jié)點304-10“溶劑準備”、節(jié)點304-11“柱準備”和節(jié)點304-12“標準準備”。在一些實施方案中，節(jié)點的名稱由用戶從所允許的節(jié)點名稱的數(shù)據(jù)庫中選擇，以便確保節(jié)點名稱的一致性。在一些實施方案中，節(jié)點輸入310和輸出316的名稱也由用戶從所允許的節(jié)點輸入和輸出名稱的數(shù)據(jù)庫中選擇，以便確保節(jié)點輸入和輸出名稱的一致性。在一些實施方案中，節(jié)點輸入特性312和節(jié)點輸出特性318的名稱也由用戶從所允許的節(jié)點輸入特性名稱和節(jié)點輸出特性名稱的數(shù)據(jù)庫中選擇，以便確保它們的一致性。圖17示出超圖302的一部分，所述部分在超圖的這個部分中定義了更多節(jié)點之后由“HPLC測定”涵蓋。在圖17中選擇節(jié)點“儀器校準”304-14。因此，在圖17的右側(cè)示出節(jié)點304-14的參數(shù)化資源輸入集合308和參數(shù)化資源輸出集合314。

如以上所討論，過程206的版本208彼此相關(guān)。在一些實施方案中，過程604的每個版本208產(chǎn)生相同的產(chǎn)品。然而，通常，過程的相應(yīng)多個版本中的第一版本和第二版本在某些方面彼此不同，諸如(僅列舉一些可能性)在以下方面：節(jié)點的數(shù)量、節(jié)點的過程階段標簽、參數(shù)化資源輸入集合中的參數(shù)化資源輸入、參數(shù)化資源輸出集合中的參數(shù)化資源輸出、參數(shù)化資源輸入規(guī)格極限或參數(shù)化資源輸出規(guī)格極限(604)。

為了說明參數(shù)化資源輸入集合308，在一些實施方案中，相應(yīng)多個過程版本中的過程版本208的超圖302的多個節(jié)點中的節(jié)點304的參數(shù)化資源輸入集合308包括第一參數(shù)化資源輸入310-1和第二參數(shù)化資源輸入310-2。第一參數(shù)化資源輸入指定第一資源并且與第一輸入特性312-1相關(guān)聯(lián)(606)。第二參數(shù)化資源輸入310-2指定第二資源并且與第二輸入特性312-2相關(guān)聯(lián)。在一些實施方案中，第一輸入特性是第一資源的粘度值、純度值、成分值、溫度值、重量值、質(zhì)量值、體積值或批次標識符(608)。圖7示出。節(jié)點304-4“發(fā)酵罐設(shè)置”在其相關(guān)聯(lián)的參數(shù)化資源輸入集合308中包括發(fā)酵罐310-3和廢物瓶310-5以及其他資源輸入。雖然在圖7中未示出，但是發(fā)酵罐310-3與第一輸入特性，諸如發(fā)酵罐的尺寸或發(fā)酵罐商標/型號相關(guān)聯(lián)。此外，廢物瓶310-5與第二輸入特性，諸如廢物瓶310-5的尺寸或廢物瓶310-5商標和型號相關(guān)聯(lián)。

在一些實施方案中，資源輸入310是單一資源。例如，在圖7中，資源310-1至310-10全部是單一資源的實例。在一些實施方案中，資源輸入310是復(fù)合資源。復(fù)合資源的實例包括但不限于組合物(例如，培養(yǎng)基、培養(yǎng)液等)和多組件設(shè)備的混合物。

參考圖6B，在一些實施方案中，相應(yīng)多個過程版本中的過程版本208的超圖302的多個節(jié)點中的第一節(jié)點304的參數(shù)化資源輸入集合308包括第一參數(shù)化資源輸入310，并且這個第一參數(shù)化資源輸入指定與第一節(jié)點304所關(guān)聯(lián)的過程的對應(yīng)階段相關(guān)聯(lián)的過程條件(612)。例如，在一些實施方案中，這個過程條件是溫度、暴露時間、混合時間、濃度、設(shè)備類型或批次標識符(614)。

如以上指出的，對于給定的節(jié)點，所述節(jié)點的參數(shù)化資源輸出集合中的至少一個參數(shù)化資源輸出與一個或多個輸出特性相關(guān)聯(lián)，并且所述一個或多個輸出特性包括對應(yīng)的輸出規(guī)格極限。在一些實施方案中，這個對應(yīng)的輸出規(guī)格極限包括用于對應(yīng)參數(shù)化資源輸出的上限和下限(616)。為了說明，輸出特性的實例是組合物的pH值。在這種實施方案中，輸出規(guī)格極限指定了所允許的組合物pH值的上限和所允許的組合物pH值的下限。在替代實施方案中，這個對應(yīng)的輸出規(guī)格極限包括可允許類型的枚舉列表(618)。為了說明，輸出特性的實例是材料的晶體取向。在這種實例中，輸出規(guī)格極限指定了所允許的材料的晶體取向的枚舉列表。

在一些實施方案中，超圖像數(shù)據(jù)存儲中的一個或多個過程實際上是多個過程。此外，所述多個過程中的第一過程導(dǎo)致第一產(chǎn)品并且所述多個過程中的第二過程導(dǎo)致不同的第二產(chǎn)品(620)。例如，超圖數(shù)據(jù)存儲中的第一過程可導(dǎo)致一種類型的組合物的制造，并且超圖數(shù)據(jù)存儲中的另一個過程可導(dǎo)致另一種組合物的制造。

參考圖6B的框622，還維持運行數(shù)據(jù)存儲210。運行數(shù)據(jù)存儲包括多個過程運行402。在典型的實施方案中，在執(zhí)行針對過程版本208的過程運行402之前鎖定過程版本208，以使得不能對過程版本208進行進一步的改變。如果需要對底層過程206進行改變，則在此類實施方案中定義新的過程版本208。

每個過程運行402包括所述一個或多個過程中的過程206的多個版本中的過程版本404(208)的第一節(jié)點的標識，如圖4所示。此外，在過程運行中提供相應(yīng)版本的超圖302中的第一節(jié)點406的相應(yīng)參數(shù)化資源輸入集合408的值以及所述參數(shù)化資源輸入的相關(guān)聯(lián)輸入特性410。更準確地說，在過程運行中提供相應(yīng)版本的超圖302中的節(jié)點406的參數(shù)化資源輸入集合408中的參數(shù)化資源輸入的特性的值。圖20至圖22示出基于圖19所示的超圖來設(shè)置針對過程版本的特定節(jié)點的三個過程運行402-1、402-2和402-3。在圖22中，鍵入?yún)?shù)化資源輸入“檸檬酸”和“柱”的特性的值。具體地，參考圖22，將參數(shù)化資源輸入“檸檬酸”的特性“pH值”設(shè)定為5，并且將參數(shù)化資源輸入“柱”的特性“包裝材料”的值設(shè)定為“Saphadex HR”。圖23示出來自此類過程運行的原始數(shù)據(jù)。圖24示出選擇以分析這些過程運行，并且圖25示出此類過程運行的結(jié)果分析。方便地，如圖25和圖26所示，可以使用查詢2502和切換2504來選擇查看哪些過程運行的哪些特性(例如，底層過程版本的節(jié)點的輸入或輸出特性)。此外，參考圖26，可以查看基于來自此類過程運行的原始數(shù)據(jù)所計算的特性(例如，最終產(chǎn)品的量除以輸入材料的數(shù)量)以及所計算的特性之間的相關(guān)性。有利地，由于基于底層過程版本的節(jié)點定義過程運行的結(jié)構(gòu)化方式，可能自動設(shè)置所執(zhí)行過程運行的原始數(shù)據(jù)(例如，圖23所示的原始數(shù)據(jù))的預(yù)定義過程計算(例如，過程產(chǎn)量計算)，以使得當(dāng)執(zhí)行新的過程運行時，此類過程計算自動地應(yīng)用于原始數(shù)據(jù)。這大大減少了分析過程運行的勞動。

每個過程運行402包括相應(yīng)版本208的超圖302中的主題節(jié)點304的相應(yīng)參數(shù)化資源輸出集合412。過程運行402還包括節(jié)點的相應(yīng)參數(shù)化資源輸出集合中的參數(shù)化資源輸出的至少一個輸出特性的獲得值。

在一些實施方案中，運行數(shù)據(jù)存儲210還包括系譜圖420，其示出(i)一個過程在多個過程運行中的多個版本中的單個過程的版本之間的關(guān)系，或(ii)兩個或更多個過程在多個過程運行中的相應(yīng)多個版本中的兩個或更多個過程的版本之間的關(guān)系(624)。例如，在一些實施方案中，過程集合420中的第一過程版本404和過程集合420中的第二過程版本404具有相同的超圖，但是針對超圖中的一個節(jié)點的輸出特性、輸出規(guī)格極限、輸入特性或輸入規(guī)格極限是不同的。在另一個實例中，過程集合420中的第一過程版本404和過程集合420中的第二過程版本404具有除一個節(jié)點之外、除兩個節(jié)點之外、除三個節(jié)點之外或除四個節(jié)點之外等等的所有節(jié)點具有共同之處的超圖。所述系譜圖提供了辨別給定過程的各種過程版本之間的關(guān)系的有利方式。

轉(zhuǎn)到圖6C，還維持統(tǒng)計模塊212(626)。統(tǒng)計模塊212利用運行數(shù)據(jù)存儲210和超圖數(shù)據(jù)存儲204的結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)過程運行的分析。具體地，統(tǒng)計模塊212與運行數(shù)據(jù)存儲210和超圖數(shù)據(jù)存儲204的獨特結(jié)構(gòu)組合來提供用于支持對過程206的許多不同組件的統(tǒng)計過程控制(SPC)的有利平臺，并且因此提供用于分析并穩(wěn)定此類過程的強有力工具。SPC是使用統(tǒng)計方法的質(zhì)量控制方法。它用于監(jiān)測和控制過程。監(jiān)測和控制過程確保它們以充分發(fā)揮潛能的方式操作。例如，以充分發(fā)揮潛能的方式，過程206可以在最小化浪費的情況下制造盡可能多的合格產(chǎn)品。SPC可應(yīng)用于能夠測量“合格產(chǎn)品”(滿足規(guī)格的產(chǎn)品)輸出的任何過程204。SPC利用控制圖，即關(guān)注連續(xù)改進和過程運行402(例如，實驗)的設(shè)計。參見，例如，Barlow和Irony，1992年，“Foundations of statistical quality control”in Ghosh，M.&Pathak，P.K.(編著)Current Issues in Statistical Inference:Essays in Honor of D.Basu，Hayward，California，Institute of Mathematical Statistics，第99-112頁，所述文獻以引用的方式并入本文。

有利地，響應(yīng)于接收標識存在于運行數(shù)據(jù)存儲中的一個或多個過程運行中的一個或多個第一參數(shù)化資源輸入和/或參數(shù)化資源輸出的查詢，統(tǒng)計模塊212能夠容易地檢索和格式化所述一個或多個第一參數(shù)化資源輸入和/或參數(shù)化資源輸出以用于分析，而不是必須跟蹤與過程相關(guān)聯(lián)的不同形式的不同數(shù)據(jù)或者跟蹤利用所述過程的節(jié)點的過程運行，以便支持SPC。在一些實施方案中，例如，數(shù)據(jù)被格式化為一個或多個制表符分隔文件、CSV文件、EXCEL電子表格、GOOGLE表格，和/或以適合于關(guān)系數(shù)據(jù)庫的形式格式化。具體地，數(shù)據(jù)被構(gòu)造來確?？梢杂行У胤治龃祟悢?shù)據(jù)，以使得在隨后的分析中不會忽略潛在的相關(guān)性。作為SPC的一部分執(zhí)行的這種分析的實例是相關(guān)性分析，諸如圖26所示的根本原因分析。根本原因分析描述于例如Wilson等人，1993年，Root Cause Analysis：A Tool for Total Quality Management，Milwaukee，Wisconsin，ASQ Quality Press.，第8-17頁，所述文獻以引用的方式并入本文。在圖26所示的根本原因分析之前，查詢標識存在于運行數(shù)據(jù)存儲中的一個或多個過程運行中的一個或多個第一參數(shù)化資源輸入(例如，氨基酸類型)和/或參數(shù)化資源輸出(例如，檸檬酸鹽濃度)。然后，格式化并輸出用于所述一個或多個第一參數(shù)化資源輸入和/或參數(shù)化資源的數(shù)據(jù)以用于分析。利用此類格式化數(shù)據(jù)，進行諸如圖26的根本原因分析的分析。在一些實施方案中，格式化查詢結(jié)果以用于第三方統(tǒng)計分析包諸如JMP(英國白金漢郡的SAS，http://www.jmp.com/en_dk/software.html)。使用這種第三方統(tǒng)計分析包的分析通常導(dǎo)致對新過程版本的提議，在所述新過程版本中，添加或移除節(jié)點，或者進一步定義或重新定義到現(xiàn)有節(jié)點的輸入或輸出，以便標識和移除不希望的過程可變性(例如，以穩(wěn)定過程)。

查詢可以是可用于運行數(shù)據(jù)存儲210中的一個或多個過程的任何組合的過程版本的任何組合的任何資源輸入或輸出、或這些輸入或輸出的任何特性。因此，在一些實施方案中，查詢進一步標識存在于運行數(shù)據(jù)存儲中的一個或多個運行中的一個或多個第二參數(shù)化資源輸入和/或參數(shù)化資源輸出(或其特性)，并且使一個或多個第一參數(shù)化資源輸入和/或參數(shù)化資源輸出和所述一個或多個第二參數(shù)化資源輸入和/或參數(shù)化資源輸出相關(guān)，并且格式化這種相關(guān)性的數(shù)值度量以用于呈現(xiàn)(628)。在一些實施方案中，相關(guān)性的數(shù)值度量是在低數(shù)字與高數(shù)字之間的標度上，其中低數(shù)字(例如，零)指示無相關(guān)性，并且高數(shù)字(例如，一)指示跨所述一個或多個第一參數(shù)化資源輸入和/或參數(shù)化資源輸出以及所述一個或多個第二參數(shù)化資源輸入和/或參數(shù)化資源輸出的完全相關(guān)性。

在一些實施方案中，查詢進一步標識存在于運行數(shù)據(jù)存儲中的一個或多個運行中的一個或多個第二參數(shù)化輸入和/或參數(shù)化輸出(或其特性)，并且統(tǒng)計模塊使用多變量分析技術(shù)從存在于運行數(shù)據(jù)存儲中的所有參數(shù)化輸入和/或參數(shù)化輸出中進一步標識(i)一個或多個第一參數(shù)化輸入和/或參數(shù)化輸出之間的相關(guān)性與(ii)存在于運行數(shù)據(jù)存儲中的一個或多個過程運行中的一個或多個第二參數(shù)化輸入和/或參數(shù)化輸出之間的相關(guān)性(630)。

在一些實施方案中，查詢標識(i)一個或多個第一參數(shù)化輸入和/或參數(shù)化輸出的一個或多個特性，以及(ii)存在于運行數(shù)據(jù)存儲中的一個或多個運行中的一個或多個第二參數(shù)化輸入和/或參數(shù)化輸出的一個或多個特性，并且統(tǒng)計模塊使用多變量分析技術(shù)從存在于運行數(shù)據(jù)存儲中的所有參數(shù)化輸入和/或參數(shù)化輸出中進一步尋找(i)所述一個或多個第一參數(shù)化輸入和/或參數(shù)化輸出的所標識的特性與(ii)存在于運行數(shù)據(jù)存儲中的一個或多個過程運行中的一個或多個第二參數(shù)化輸入和/或參數(shù)化輸出的所標識的一個或多個特性之間的相關(guān)性。

在一些實施方案中，以上過程調(diào)用包括特征選擇技術(shù)(例如，最小角度回歸、逐步回歸)的多變量分析技術(shù)(632)。特征選擇技術(shù)在以下方面是特別有利的：從存在于過程運行集合中的眾多變量(例如，節(jié)點的輸入的輸入特性的值和輸出的輸出特性的值)中標識，哪些變量(例如，哪些節(jié)點的輸入的哪些輸入特性和/或哪些節(jié)點的輸出的哪些輸出特性)對所述過程的產(chǎn)品的特性具有顯著的因果效應(yīng)(例如，哪些變量是可再現(xiàn)性差、產(chǎn)量低的原因，或者相反地，哪些變量是再現(xiàn)性優(yōu)異、產(chǎn)量較高的原因)。特征選擇技術(shù)描述于例如Saeys等人，2007年，“A review of feature selection techniques in bioinformatics”，Bioinformatics 23，第2507-2517頁以及Tibshirani，1996年，“Regression and Shrinkage and Selection via the Lasso”，J.R.Statist.Soc B，第267-288頁，所述文獻中的每一個以引用的方式并入本文。

在一些實施方案中，所述一個或多個過程是多個過程，并且根據(jù)所述多個過程的子集中的過程運行來標識相關(guān)性(634)。在此類實施方案中，不要求標識這種相關(guān)性的每個過程制造相同的產(chǎn)品。此類實施方案是非常有利的，因為它們允許調(diào)查在不同產(chǎn)品的制造中使用的過程運行中的不期望的過程可變性。例如，在相關(guān)性分析中使用的一些過程運行可以制造生物制品A，并且在相同的相關(guān)性分析中使用的其他過程運行可以制造生物制品B。使用來自生物制品A和B的過程運行的數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析允許調(diào)查產(chǎn)品相關(guān)的變化原因，例如像，非明確定義的發(fā)酵步驟。例如，輸入到生物制品A和B兩者的過程運行中的這個發(fā)酵步驟中的糖可能未被充分定義以確保過程穩(wěn)定性?？梢岳缤ㄟ^跨生物制品A和B兩者的過程運行的相關(guān)性分析，將這些過程版本共有的變化源的另一個實例標識為由于老化開始出現(xiàn)故障的一件設(shè)備。這都是可能的，因為所公開的系統(tǒng)和方法有利地將一致的框架強加給制造不同產(chǎn)品的過程運行。因此，可能聚合來自跨不同產(chǎn)品的過程運行，并且對這些過程運行中的任何期望的輸入、輸入特性、輸出和/或輸出特性或其規(guī)格極限的集合執(zhí)行代表性過濾，以便例如發(fā)現(xiàn)與此類過程所制造的實際產(chǎn)品無關(guān)(或相關(guān))的過程可變性來源。

在一些實施方案中，所述一個或多個過程是多個過程，并且根據(jù)所述多個過程中的單個過程中的過程運行來標識相關(guān)性(636)。在此類實施方案中，標識這種相關(guān)性的每個過程制造相同的產(chǎn)品或產(chǎn)生相同的分析信息。此類實施方案用于例如準確地標識通過所述過程制造產(chǎn)品或產(chǎn)生分析信息的關(guān)鍵可變性來源。

在一些實施方案中，所述一個或多個過程是多個過程，并且查詢進一步標識其過程運行將由統(tǒng)計模塊格式化的多個過程的子集(638)。

轉(zhuǎn)到圖6D，在一些實施方案中，統(tǒng)計模塊212基于預(yù)測，進一步提供所述一個或多個過程中的第一過程的一個或多個附加過程運行(其不存在于運行數(shù)據(jù)存儲210中)的一個或多個第二參數(shù)化輸入的建議值，所述預(yù)測為所述一個或多個第二參數(shù)化輸入的建議值將改變此類過程運行的產(chǎn)品的數(shù)值屬性(640)。在一些實施方案中，所述數(shù)值屬性是一個或多個第一參數(shù)化輸入中的方差的減少(642)。例如，利用這種實施方案來標識以下情況：其中由過程運行中的節(jié)點的參數(shù)化資源輸入310覆蓋的輸入空間不足以找到先前執(zhí)行的過程運行中的某些過程變量之間的具有足夠高置信度的相關(guān)性，或不足以找到任何相關(guān)性。在這些情況下，提供由參數(shù)化資源輸入310覆蓋的輸入空間的建議值，以便測試相關(guān)性。在其他實例中，當(dāng)根據(jù)對現(xiàn)有過程運行的分析標識潛在問題時，利用這種實施方案。在此類實施方案中，對運行數(shù)據(jù)存儲中的過程運行中不存在的輸入空間進行所建議的添加，所述添加將有利于確定潛在問題是否是真實的。如果潛在問題是真實的，則可以開發(fā)所述過程的新版本，其進一步定義到所述過程中的現(xiàn)有節(jié)點或新節(jié)點的輸入或輸出的狀態(tài)(特性)，以便嘗試移除過程狀態(tài)模糊性并且從而穩(wěn)定所述過程。

在一些實施方案中，查詢標識存在于運行數(shù)據(jù)存儲中的運行中的一個或多個第三參數(shù)化輸入和/或參數(shù)化輸出，并且上述數(shù)值屬性是第一參數(shù)化輸入和/或輸出與第三參數(shù)化輸入和/或輸出之間的相關(guān)性的置信度(644)。在一些實施方案中，所述一個或多個過程是多個過程，并且查詢進一步標識其過程運行將由統(tǒng)計模塊格式化的多個過程中的單個過程(646)。在此類實施方案中，由查詢標識的所有過程運行制造相同的產(chǎn)品或產(chǎn)生相同形式的分析信息。

在一些實施方案中，查詢進一步標識所述一個或多個過程中的過程運行的子集(648)。在此類實施方案中，不要求由查詢標識的所有過程運行制造相同的產(chǎn)品或產(chǎn)生相同形式的分析信息。實際上，一些過程運行響應(yīng)于查詢可以制造不同的產(chǎn)品或產(chǎn)生不同類型的分析信息。

在一些實施方案中，統(tǒng)計模塊進一步標識(i)包括運行數(shù)據(jù)存儲中的一個或多個過程運行的第一集合與(ii)包括運行數(shù)據(jù)存儲中的一個或多個過程運行的第二集合之間的相關(guān)性，其中在第二集合中的過程運行不在第一集合中(650)。例如，在一些實施方案中，跨越存在于第一集合和第二集合中的多個參數(shù)化輸入和/或參數(shù)化輸出來計算相關(guān)性(652)。

參考圖6E，任選地，將一個或多個第一參數(shù)化資源輸入和/或參數(shù)化資源輸出導(dǎo)出到另一個裝置以用于分析(654)，例如作為一個或多個制表符分隔文件、CSV文件、EXCEL電子表格、GOOGLE表格，或以適合于SQL數(shù)據(jù)庫的形式。

任選地，在一些實施方案中，如以上關(guān)于圖5所討論的，在一些實施方案中維持過程評估模塊，當(dāng)過程版本的超圖中的節(jié)點的參數(shù)化資源輸出集合中的參數(shù)化資源輸出的輸出特性的獲得值超出輸出規(guī)格極限時，所述過程評估模塊以計算機數(shù)據(jù)傳輸?shù)男问缴删瘓?656)。

任選地，在一些實施方案中，針對所述一個或多個過程中的相應(yīng)過程執(zhí)行數(shù)據(jù)驅(qū)動程序218(658)。數(shù)據(jù)驅(qū)動程序包括用于接收針對相應(yīng)過程的數(shù)據(jù)集的指令，并且還包括用于解析所述數(shù)據(jù)集以便從而獲得(i)運行數(shù)據(jù)存儲中的過程運行的標識以及(ii)與過程運行的相應(yīng)過程的超圖中的第一節(jié)點的相應(yīng)參數(shù)化資源輸出集合相關(guān)聯(lián)的輸出特性值的指令。數(shù)據(jù)驅(qū)動程序還包括用于利用所解析的值填充運行數(shù)據(jù)存儲中的第一節(jié)點的參數(shù)化資源輸出的輸出特性值的指令。例如，在一些實施方案中，與過程中的節(jié)點相關(guān)聯(lián)的同步引擎監(jiān)測相關(guān)聯(lián)的同步文件夾。在一些實施方案中，與節(jié)點相關(guān)聯(lián)的同步引擎作為附接到與節(jié)點相關(guān)聯(lián)的儀器的任何PC上的后臺進程(如Google Drive或Dropbox Sync)運行。當(dāng)新的儀器數(shù)據(jù)文件被添加到文件夾時，軟件解析所述數(shù)據(jù)并將其發(fā)送到數(shù)據(jù)驅(qū)動程序218。在一些實施方案中，通過與用戶的交互來完成數(shù)據(jù)集與過程運行的正確協(xié)議變量(參數(shù)化資源輸出)的關(guān)聯(lián)，所述用戶被呈現(xiàn)有包含他們可以訪問的過程運行的選擇的通知。在一些實施方案中，數(shù)據(jù)驅(qū)動程序218已經(jīng)包含數(shù)據(jù)集中的值與過程運行的正確協(xié)議變量(參數(shù)化資源輸入和/或輸出)之間的關(guān)聯(lián)。

在一些實施方案中，針對過程運行502的節(jié)點504傳達到計算機系統(tǒng)的參數(shù)化資源輸出集合314中的數(shù)據(jù)包括節(jié)點標識符406(例如，儀器標識符諸如藍牙UUID)、過程版本404的標識以及參數(shù)化資源輸入410的值。在一些實施方案中，數(shù)據(jù)呈JSON結(jié)構(gòu)的形式。參見http://json.org/。

本公開的另一個方面提供計算機系統(tǒng)200，其包括一個或多個處理器274、存儲器192/290、存儲在所述存儲器中以便由所述一個或多個處理器執(zhí)行的一個或多個程序。所述一個或多個程序包括用于維持超圖數(shù)據(jù)存儲204的指令。對于所述一個或多個過程中的每個相應(yīng)過程206，超圖數(shù)據(jù)存儲204包括相應(yīng)過程的相應(yīng)多個版本208。每個相應(yīng)版本208包括超圖302，所述超圖302包括通過多個邊緣中的邊緣322連接的多個節(jié)點304。多個節(jié)點中的每個相應(yīng)節(jié)點304包括表示對應(yīng)過程206中的相應(yīng)階段的過程階段標簽306。多個節(jié)點中的每個相應(yīng)節(jié)點304與到對應(yīng)過程206中的相應(yīng)階段306的參數(shù)化資源輸入集合308相關(guān)聯(lián)。參數(shù)化資源輸入集合308中的至少一個參數(shù)化資源輸入310與一個或多個輸入特性312相關(guān)聯(lián)。所述一個或多個輸入特性包括輸入規(guī)格極限314。多個節(jié)點中的每個相應(yīng)節(jié)點304還與到對應(yīng)過程206中的相應(yīng)階段306的參數(shù)化資源輸出集合314相關(guān)聯(lián)。參數(shù)化資源輸出集合314中的至少一個參數(shù)化資源輸出316與一個或多個輸出特性318相關(guān)聯(lián)。一個或多個輸出特性318包括對應(yīng)的輸出規(guī)格極限320。多個邊緣中的每個邊緣322指定多個節(jié)點中的節(jié)點304的參數(shù)化資源輸出集合314包括在所述多個節(jié)點中的至少一個其他節(jié)點304的參數(shù)化資源輸入集合308中。所述一個或多個程序還包括用于維持運行數(shù)據(jù)存儲210的指令。運行數(shù)據(jù)存儲210包括多個過程運行402。每個過程運行402包括：(i)用于所述一個或多個過程中的過程206的多個版本中的過程版本404的標識；(ii)相應(yīng)版本208的超圖302中的第一節(jié)點304的相應(yīng)參數(shù)化輸入集合408(圖4)的值以及所述參數(shù)化輸入的相關(guān)聯(lián)輸入特性410；(iii)第一節(jié)點304的相應(yīng)參數(shù)化資源輸出集合412；以及(iv)第一節(jié)點的相應(yīng)參數(shù)化資源輸出集合中的參數(shù)化資源輸出414的至少一個輸出特性416的獲得值。所述一個或多個程序還包括用于維持統(tǒng)計模塊212的指令，所述統(tǒng)計模塊212響應(yīng)于接收標識存在于運行數(shù)據(jù)存儲中的一個或多個過程運行402中的一個或多個第一參數(shù)化輸入和/或參數(shù)化輸出的查詢，格式化所述一個或多個第一參數(shù)化輸入和/或參數(shù)化輸出以用于統(tǒng)計分析。以這種方式，可以令人滿意的再現(xiàn)性執(zhí)行過程的實例(過程運行)。

引用的參考文獻和替代實施方案

本文所引用的所有參考文獻均以引用的方式整體并入本文，并且出于所有的目的，所述引用的程度就好像具體地和單獨地出于所有的目的將各個公布或?qū)＠驅(qū)＠暾堃砸玫姆绞秸w并入。

本發(fā)明可以實現(xiàn)為包括嵌入在非暫時性計算機可讀存儲介質(zhì)中的計算機程序機制的計算機程序產(chǎn)品。例如，所述計算機程序產(chǎn)品可包含以圖1、圖2、圖3、圖4和/或圖5的任何組合示出的程序模塊。這些程序模塊可以存儲在CD-ROM、DVD、磁盤存儲產(chǎn)品或任何其他有形計算機可讀數(shù)據(jù)或程序存儲產(chǎn)品上。

在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明進行許多修改和變化，這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。本文描述的具體實施方案僅作為實例提供。選擇和描述實施方案是為了最佳地說明本發(fā)明的原理和其實際應(yīng)用，并且由此使本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員能夠最佳地利用本發(fā)明以及具有如適于所涵蓋的特定用途的各種修改的各種實施方案。本發(fā)明僅受隨附權(quán)利要求書以及所述權(quán)利要求書授權(quán)的等效物的全部范圍限制。