用于控制、检测、调节和/或分析生物、生物化学、化学和/或物理过程的系统、方法、计算机程序产品和用户接口与流程

本发明涉及一种用于控制、检测、调节和/或分析生物、生物化学、化学和/或物理过程的计算机系统、计算机实现方法、计算机程序产品和用户接口。

背景技术：

已知系统实时地实现测量数据的显示，该数据可以通过单元的传感器捕获，即所显示的测量数据与当前的处理时间耦合。不可能独立于捕获测量数据的绝对时间显示测量数据。该显示通过显示单元进行，该显示单元与生物反应器或过滤装置或冷冻和除霜系统连接。另外，通常可以通过显示单元设置对进行生物、生物化学、化学和/或物理过程是重要的参数。参数可以例如是pH值、氧气供给等。因此，测量数据的具体过程的可视化以及过程参数的控制是可能的。

然而，当生物、生物化学、化学和/或物理过程在包含反应器的单元中进行时，获得影响该过程的重要因素的精确概述以及对过程的成功有影响的这些因素的变化是非常重要的。为此，有必要相互比较在不同绝对时间开始的不同的过程配置和/或相同的过程和/或不同的配置的例如在不同过程的一个或多个批量数据阶段(batch phase)或批量数据中的测量数据流。传统的系统不能以这样的方式以时间相关性(temporal correlation)呈现这样的测量数据流，从而能基于所检测到的测量数据中的固有关系获得信息。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是能够以改进的方式记录和进一步处理生物、生物化学、化学和/或物理过程的测量数据。

本发明的目的由独立权利要求的特征实现。优选地的实施例为从属权利要求的主题。根据本发明，该目的通过独立权利要求的特征来实现。优选实施例是从属权利要求的主题。

本发明的第一方面提供了一种用于控制、检测、调节和/或分析生物、生物化学、化学和/或物理过程的计算机系统，包括：

至少两个实体或单元，其被设计为接收物质或材料，以对所述物质进行至少一种生物，生物化学，化学和/或物理过程；

其中，每个单元具有至少一个传感器，该传感器被配置为检测与该过程相关的测量数据；和

至少一个显示单元，两个单元的测量数据通过该显示单元以各自的时间相关性(temporal correlation)显示，该时间相关性允许基于所呈现的测量数据之间的关系获得信息。

反应器可以例如是生物反应器和/或化学反应器，其被配置为接收可以在其上进行至少一种生物、生物化学、化学和/或物理过程的物质或材料。在生物反应器中，可以使用袋形式或自立(free-standing)装置形式的一次性反应器以及由不锈钢制成的固体容器。根据培养的类型，生物反应器用固体材料填充，以建立黏附细胞(adherent cells)，或者被配置为搅拌反应器。

或者或除了反应器之外，单元可以特别地包括至少一个可用于过滤介质的过滤器。例如，这可以是用于交叉流过滤的过滤器，其可以例如用于蛋白质或蛋白质成分的净化和/或分离；可以是用于进行膜层析的过滤器，例如用于分离细胞成分、核酸、病毒、支原体或内毒素；可以是澄清过滤器，例如用于净化血清溶液或血浆溶液；可以是病毒过滤器，例如用于分离病毒和/或病毒成分；可以是UV-C失活系统，例如用于分离病毒和/或病毒成分；和/或用于液体过滤的切向流过滤器或横流过滤器，例如在食品和/或制药工业中。

作为反应器或过滤器的替代或补充，单元可以特别地包含至少一个冷冻和解冻系统，其被配置为例如在生产和过程开发中可重复地冷冻和解冻生物制药液体。

物质可以是液体、气体和/或固体。该物质可由为了能够使该方法进行所需的至少一种组分组成。因此，例如，对于微生物的培养，需要产生和维持确保生物体最佳生长的必要条件。例如，这样重要的条件可以是营养培养基或营养溶液、氧含量、pH值和/或生物反应器中的温度的组合。培养的最终目的可以是获得生物体或部分生物体和/或分泌的或未分泌的代谢产物，其可以在制药工业中用作活性物质或在化学工业中用作基本化学制品。此外，培养的目的可以是分解化学组合物，例如用于污水处理或用于食品的发酵。

在这种情况下，每个单元可以分别地由至少一个反应器、至少一个传感器以及可选地一个或多个单独的控制单元和处理装置构成，从逻辑视角看，它们一起构成装置的一部分，一个或多个过程活动可以在该装置中进行。每个单元在过程的给定时间段总是只产生一个批量数据。因此，通过每个单元可以呈现特定的过程，从而可以借助传感器检测同时显示过程记录或过程监控所需的所有测量数据。

存在于单元中的物质和/或在其中进行的过程中出现的物质的测量数据不受特别限制且很大程度上取决于各自的应用及其目的或任务，所述测量数据由计算机系统检测、显示且可能与其它单元的测量数据相关。数据例如可以涉及细胞密度、细胞生长速率、培养基的数量、培养基的泡沫的产生、培养基的pH值、培养基的温度、培养基的氧含量、培养基的二氧化碳含量、培养基的浊度(clouding)、培养基的电容和/或电导率、培养基的特定内容物或营养物的浓度、培养基中产生和分泌的代谢产物、肽和/或蛋白质的浓度、生物反应器的特定部分中的流速或生物反应器的操作参数。用于检测这种或其它测量数据的相应的传感器不受任何特定限制且在现有技术中是已知的。可以在特定的时间间隔内检测测量数据。时间间隔优选地在大约500和大约60,000ms之间的范围内。优选地通过传感器(轮询)可以从每个单元恢复测量数据。

在待进行的发酵的实施例中，单元可以由容器(例如生物反应器、过滤装置或冷冻和解冻系统)、传感器(例如用于分析O₂和/或CO₂的气体分析装置)和另一个单独的控制单元(例如，比例控制单元)。这些部件中的每一个可以通过相应的装置与该单元连接。每个装置可以是通信接口或输入/输出接口或通信接口。单元和装置之间的分离可以有效和简单地实现，且具有以下优点：单元(其由至少一个反应器构成)、至少一个传感器以及最多样化的单独的控制单元可以以简单和有效的方式借助装置与一单元连接，例如通过网络。此外，在通信角度、技术角度和过程角度之间可以进行清楚的区分。因此，在前述实施例中，气体分析装置可以通过通用串行总线(USB)连接与单元连接，其中，传感器装置用作通信接口。例如，生物反应器可以经由以太网与该单元交换数据，其中，反应器装置可以用作通信接口。比例控制单元可以通过单独的控制单元装置耦合到单元。所需的内部单独控制单元可以可选地与该单元连接。例如，可以采用代替装置的计算模块进行循环计算，并且因此以与装置类似的方式循环地将结果作为值提供给控制模块。样本数据管理模块可以手动输入收集的样本数据，该收集的样本数据仅从实验室中的样本确定。各个部件的逻辑组合形成一个单元，该单元的优点是可以实现装置通信(装置)和监控的分离，也就是过程级别(process level)(单元)。

每个单元具有至少一个传感器，该传感器被设计为检测与过程相关的特定的(即预定的或可预定的)测量数据。在这种情况下，例如，传感器可以是气体传感器，例如O₂或CO₂氧传感器、pH传感器、葡萄糖传感器、乳酸盐传感器以及设计成检测合适的关于待进行的过程的测量变量的任何其它传感器，或者这些传感器的任何组合。可选地，每个单元可以另外地具有至少一个单独的控制单元。这同样适用于过滤装置。分离单元/装置用于模块化设置，每个用户可以通过该模块化设置以标准的方式配置自己的工艺过程而无需工程制造(engineering)。

测量数据可以通过显示单元显示，例如以测量曲线的形式。作为对此的替代或增加，测量数据可以以一个或多个图形的形式显示，例如饼图、线图、条形图、组织图、甘特图、流程图、原因-效果图、框图等。测量数据可以例如是浮点数型、整数型、双精度型、字符串型或布尔型。

测量数据可以存储在数据库中，该数据库适合于以高速和短时间间隔将存储的测量数据输出到相应的数据库入口。例如，可以在数据库中实现有效的数据压缩。

例如，测量数据项可以由以下变量组成：

-MappingShortID→识别控制模块变量；

-Timestamp→时间戳：什么时候在单元中接收到测量数据项？

-Value→测量数据项的测量值；

-Quality→二进制值，例如0表示“好”，1表示“坏”；所述质量可以确定所述测量数据项是否通过所述显示单元显示；

-Checksum→由计算机系统生成的，以防止数据操作；这具有增加计算机系统的安全性的优点。

为了优化细胞的培养过程，有必要获得该过程的重要因素的精确综述，一方面，例如氧含量以及改变这些因子对过程的成功的影响，另一方面，例如通过供应氧气或添加新的营养培养基对细胞生长的影响。这可以以有效的方式实现，例如在两个过程在不同单元中同时运行的情况下，通过以各个时间相关性显示两个单元的传感器的测量数据，能够在显示的测量数据中获得基于固有关系的信息。

特别地，其具有的优点是，可以以简单和有效的方式实时检测不同的重要过程因素的影响或改变一个或多个这样的过程因素的影响。因此，可以实现过程工作流(process workflows)的连续优化或改进。特别地，由于可以在过程在单元中运行时调整生物、化学、生物化学和/或物理过程参数的设置，因而实现了改进的、连续的用户/机器的相互作用。这可以特别地根据用户的输入和/或通过测量数据的时间相关性的自动识别而发生。因此，使得各个单元中的技术操作的协调或调和成为可能。

此外，借助于显示单元可以显示各个单元中普遍存在的不同技术状态。

特别地，如果超过或低于(undershot)对各个生物、生物化学、化学和/或物理过程重要的条件(例如如果反应器中的材料的含氧量太低或太高)，可以通过显示单元显示警报。

另外，由于能够在各个过程工作流的过程中可实时地设定对各个过程必不可少的参数，因而能够对各个单元进行技术控制。

另一优点是：借助于时间相关性，可以通过输出单元独立于检测到的测量数据的绝对时间来获得过程的相关技术关系。另外，可以在不同过程的持续时间保持时间相关性且可以通过显示单元显示该时间相关性。

因此，用户能够更有效地且更快地管理技术任务，该技术任务为监控技术技术参数、控制技术过程参数、检测各种过程中固有的技术关系以及监控过程工作流的各种技术参数的影响。

另外，计算机系统优选地包括检测单元，该检测单元被设计用于：

通过互相比较各个单元的测量数据流，识别时间相关性；和

能够通过显示单元独立于捕获测量数据的绝对时间显示各个单元的相应测量数据。

为了识别时间相关性，检测单元可以首先将两个单元合并成一个组(单元分组)。在这种情况下，与单元是相同类型或是包括相同的传感器或单独的控制单元无关。因此，系统实现了自由单元分组(grouping)，检测单元可以识别单元分组的时间相关性。

测量数据的时间相关性可以以任何方式识别，基本上作为各个应用的函数及其目的或目标。例如，不同单位的测量数据，

-超过或低于一个或多个特定的(即预定的或可预定的)绝对值或阈值和/或一个或多个相对值(例如pH值、CO₂值或O₂值)；

-对应于测量的最高或最低水平；

-对应于曲线的特定(即预定的或可预定的)增加，例如可以表示生长速率；

-对应于曲线的特定(correlation)减小，例如可以表示死亡率；

-在对描述的单变量数据分析之后(例如分布的检查、分布参数的计算、图形数据分析或相关分析)，对应于特定的(correlation)测量数据的个体变量之间的相关性；

-在对主成分分析(PCA)之后，具有特定的(即预定的或可预定的)数据密度；

-在进行偏最小二乘回归(PLS)和/或判别分析和/或聚类分析之后，在数据内具有特定的(即预定的或可预定的)结构或类别；和/或

-在执行先进的多变量数据分析(例如多路主分量分析)的方法之后，在数据中具有特定的(即预定的或可预定的)结构。

换句话说，作为测量变量，借助于该测量变量，两个或多个单元的测量数据可以彼此在时间上相关(以下称为“相关特征”)，随着时间的推移，特征取决于相应的应用及其功能或目的。这样的相关特征可以是以下中的一个或多个：达到、超过或低于选择的极限值、测量数据的突然增加或突然减少、测量数据的短暂且暂时的增加或减少(峰值)或达到测量数据的预定梯度值。实例为低于或超过培养基的特定温度或pH值、达到所需细胞密度、达到所需的生长速率、低于或超过培养基的氧和/或二氧化碳含量的极限值或达到培养基中产生的代谢产物的所需浓度。

测量数据的时间相关性具有以下优点：各个单元的测量数据特别是在自动比较之后满足特定的(即预定的或可预定的)条件，可通过显示单元独立于测量数据的检测的绝对时间显示，从而可以基于该数据中固有的关系获得信息。

当特定(即预定的或可预定的)比例的时间窗口应用于各个单元的测量数据时，可以优选地显示时间相关性，从而使得位于时间窗中的测量数据独立于测量数据的检测的绝对时间以时间相关性显示。

具体地，时间窗口可以应用于测量数据，其中，显示单元具有缩放条，该缩放条上提供了缩放控制。借助于合适的输入装置(例如计算机键盘、计算机鼠标、触摸屏输入等)，用户可以通过缩放条移动缩放控制基于一批测量数据移动比例为N的时间窗口。以这种方式使用的时间窗口在下文中也称为翻阅(thumb)。除了缩放条显示之外，还在显示区域中详细地显示了比例为N的时间窗口。因此，用缩放条进行缩放的各个测量数据以时间窗口(趋势)的形式显示。

例如，由至少一个传感器检测的测量数据可以组合为数据汇编(compilation)或数据集汇编。例如，每个批次的数据可以包含来自填充单元(例如例如生物反应器或过滤装置)的所有测量数据，以完成该单元的排空，该单元在特定的(即预定的或可预定的)时间段之后被检测，例如反应时间、生长时间或过滤过程之后。数据可以按照其被连续收集的顺序随时间显示。在各个过程对物质进行评估之后(例如物质离心后)确定的数据(离线数据)在适当的稍后时间可任选地被添加到测量数据中。特别地，存储在批量数据中的测量数据(下文也称为批量数据)可用于各个过程的认证，并且因此满足过程生产的相应标准。

由于高于特定的数据密度，不可能同时显示组合中的所有数据，借助于计算机系统，可以设置默认值，根据该默认值，显示单元总是显示已经被检测的和被添加到批量数据中的最后N个数据或数据集，其中N定义了特定(即预定的或可预定的)数量的数据或数据集。这可以用可调节的时间周期解决。因此，通过存储该时间周期的MinMax条可以独立于所设置的时间段显示所有测量数据。

当特定(例如预定的或可预定的)大小的时间窗口应用于各个单元的测量数据时，可以显示时间相关性，这样，位于时间窗口中的测量数据可以独立于测量数据的检测的绝对时间与时间相关性一起显示。在这种情况下，测量数据的这种时间相关性或同步性可以保留在显示单元中，即使新的测量数据包含在批量数据(batch)中。换句话说，显示单元在两个当前运行的过程中可以仅仅保留和显示位于时间窗口中的时间相关的数据。例如，在过程的进一步运行的过程中，测量数据可以独立于其检测的绝对时间经由具有时间相关性的时间窗口通过显示单元显示，该测量数据已经通过两个单元的传感器检测且在该测量数据的自动比较之后满足特定的(例如，预设的或可预设的)条件。在这种情况下，由传感器检测并被添加到相应批量数据的新数据或数据集不通过显示单元显示。

在另一实施例中，由于已经由各个单元的传感器以不同时间间隔测量的测量数据彼此时间相关，因而可以设置时间相关性。特别地，适合于各个批量数据的时间窗口的大小可改写(adapt)，因而测量数据在它们的时间间隔中彼此对应。

时间相关性优选地被设置为用户输入的函数。

例如，通过其上设置有缩放控件的缩放条，用户可以借助合适的输入装置(例如计算机键盘、计算机鼠标、触摸屏输入等)通过移动缩放控件移动由显示单元显示的测量数据的区域。

这具有的优点是，由于用户可以通过随时间的进展借助于显示单元的控制控制各个单元的测量数据的显示且可以显示具有时间相关性的测量数据。

此外，通过选择位于翻阅外部的缩放条上的点并借助于合适的输入装置(例如，计算机键盘、计算机鼠标、触摸屏输入等)，用户可以设置翻阅的宽度，因而显示许多数据。因此，位于所选点的一侧的翻阅(thumb)的末端朝向该点扩展。

特别地，借助于合适的输入装置，用户可以增加或减小翻阅的宽度以及在缩放条内任意地向右和向左移动翻阅。这具有的优点是，当过程在单元中运行时，独立于测量值的检测的绝对时间，可以控制显示各个单元的技术状态以及相关的技术关系。

两个单元的测量数据优选地通过各个显示区域中的显示单元显示，其中，在设置期间，在每个显示区域中，借助缩放控件，用户在特定的(例如，预设的或可预设的)时间将各个时间窗口应用于测量数据，该缩放控件可调节要显示的测量值的时间窗口或翻阅且可以在各个显示区域沿着测量数据移动。

例如，借助于缩放控件，用户可以手动地显示测量数据，该测量数据提供纯培养中的酵母细胞培养过程中的温度信息，其中，该过程仍在运行且因此新测量数据总是存储在批量数据中。如果用户找到相关温度值，用户可以从该相关温度值开始显示测量曲线，以便从相关时间向前监控另外的温度分布，即独立于测量值的绝对检测时间。

例如，每个单元的测量数据可以以专用批量数据(dedicated batch)组合。因此，每个单元的测量数据可以显示在显示单元的相应特定的(即预定的或可预定的)区域中，以下也称为显示区域。在该实施例中，每个显示单元设有相应的缩放条。

例如，一个缩放条可以对应于每个显示区域。因此，通过移动相应的缩放控件，用户可以通过移动相应的缩放控件来选择显示的特定测量数据。

这具有的优点是，在特定的(即预定的或可预定的)时间段内，用户可以单独地和彼此独立地控制两个单元中每一个单元的测量数据和/或可以通过显示单元显示测量数据。另一优点是，借助于时间相关性，可以通过输出单元独立于检测到的测量数据的绝对时间来获得过程的相关技术关系。此外，借助于时间窗口或翻阅，技术关系的时间相关性可在不同过程的持续时间中保持。

计算机系统优选地还包括控制模块，该控制模块被设计为将至少两个单元组合成组。该组可以通过控制模块来控制。此外，可以通过控制模块调节测量数据。

例如，控制模块可以将时间窗口彼此链接或者以一定比例将它们彼此放置或者连接，这样，通过显示单元独立于测量数据的检测绝对时间自动地显示各个单元的与时间相关的测量数据。为此，可以在测量数据满足条件的各个批量数据的区域上自动地移动缩放条。

过程的测量数据流在下文中也被称为趋势。在趋势的同步过程中，借助于代表批量数据的N个测量数据的第一缩放条的趋势的宽度可以适合于借助于代表批量数据的大于或小于N个测量数据的第二缩放条的第二趋势的宽度，因而在趋势内显示相同的时间段。

这具有的优点是：不同的重要过程因素的同步显示或者一个或多个这样的过程因素的改变可以以简单且有效的方式实时控制。

此外，控制模块被设计为将各个单元的时间相关的时间窗口彼此链接，这样，借助于缩放条的缩放控件，通过仅仅移动单个一次性(one-time)的窗口，使得用户可以借助于单个缩放控制，控制多个时间窗口。例如，自动产生的或由用户通过第一缩放条(执行器)产生的每个动作反映在第二缩放条(反应器)中。在这种情况下，反应器中的执行动作不能完全应用，而是相应地仅仅部分地在反应器中执行。在这种情况下，该行为不能在反应器中进行，该行为可在反应器中倒退(reverse)。

例如，如果翻阅的加宽是朝向执行器内的左侧，原则上可能在反应器上，仅仅可以部分地执行行动，尽管不是开始的程度。在这种情况下，使翻阅加宽的启动动作仅仅在反应器可能的区域执行(并且因此限定执行器)。如果在反应器中不可能对翻阅进行加宽，则不执行动作。

时间窗口的链接具有改善对各个过程参数控制的技术优点。此外，用户可独立于相应的测量值的绝对检测，获得不同过程的相关技术关系，这获得了改进分析相应的技术过程参数的技术优点。

此外，控制模块优选地被设计为在相同时间且独立于绝对时间启动在各个单元的物质上进行的过程。

这可以要么通过确定开始的时间自动地进行，要么通过合适的用户输入手动地进行。

该物质优选是由液态流体和气态流体组成的组合物，例如充满营养物质的水溶液，向其中加入待培养的微生物。此外，例如为了培养黏附细胞，组合物包含固体，在该固体上沉淀有细胞。然而，物质可具有纯化学性质且不含微生物。

根据本发明的另一方面，本发明的目的通过用于控制、检测、调节和/或分析生物、生物化学、化学和/或物理过程的计算机实现的方法实现，其中，该方法包含以下功能：

提供至少两个实体或单元，其被设计为接收物质或材料，以便在该物质上进行至少一种生物、生物化学、化学和/或物理过程，其中，每个单元具有至少一个传感器；

由传感器检测与各个过程相关的测量数据；和

由显示单元以时间相关性显示两个单元的测量数据；

其中，时间相关性允许基于所显示的测量数据中的固有关系获得信息。

因此，用户能够更高效地且更快地管理监控技术参数、控制技术过程参数、检测各个过程中固有的技术关系以及监控各种技术过程参数对过程工作流的影响的技术任务。

此外，该方法优选地包含以下功能：

由检测单元通过比较各个单元的测量数据的运行来识别时间相关性；和

由显示单元独立于捕获测量数据的绝对时间显示各个单元的相应测量数据。

优选地，当具有特定(即预定的或可预定的)大小的时间窗口应用于各个单元的测量数据时，可以显示时间相关性，使得时间窗中的测量数据以时间相关性显示，而独立于测量数据的检测的绝对时间。

优选地，时间相关性被设置为用户输入的函数。

优选地，两个单元的测量数据可以通过位于相应显示区域中的显示单元显示。

此外，优选地，在设置期间，在每个显示区域中，借助于缩放控件，用户在特定(如预定的或可预定的)时间将相应的时间窗口应用于测量数据，该缩放控件可在相应的显示区域沿着测量数据移动。

优选地，该方法还包含以下功能：

通过控制模块将至少两个单元组合形成组，因而该组能被控制模块控制。另外，通过执行该控制模块可调节测量数据。

优选地，该方法还包含以下功能：

通过控制模块可链接时间窗口，这些时间窗口借助于相应单元的测量数据使用并且分别显示在显示区域中，使得用户可以借助缩放控件基于各个单元的测量数据通过同步地移动时间窗口来控制时间窗口。

优选地，该方法还包含以下功能：

通过控制模块，同时且独立于绝对时间，开始在各个单元的物质上执行进行该过程。

根据本发明的另一方面，本发明的目的通过一种计算机程序产品来实现，该计算机程序产品包括程序部分，当该程序部分加载到计算机上时，适合于执行计算机实现的方法，其中，该计算机实现的方法包括以下功能：

由检测单元通过比较各个单元的测量数据的运行来识别时间相关性；和

独立于该测量数据的捕获的绝对时间，由显示单元以时间上相对应的方式显示相应的测量数据。

优选地，当具有特定(如预定的或可预定的)大小的时间窗口应用于相应单元的测量数据时，该时间相关性可被显示，使得位于时间窗口中的测量数据独立于测量数据检测的绝对时间以时间相关性显示。

优选地，可以由用户手动地设置时间相关性。

优选地，两个单元的测量数据可以在相应的显示区域通过显示单元显示。

另外，优选地，在手动设置期间，在每个显示区域中，借助于缩放控件，用户在特定(如预定的或可预定的)时间将相应的时间窗口应用于测量数据，该缩放控件可在相应的显示区域沿着测量数据移动。

优选地，该方法还包含以下功能：

通过控制模块将至少两个单元组合形成组，因而该组能被控制模块控制。

优选地，该方法还包含以下功能：

通过控制模块可链接时间窗口，这些时间窗口借助于相应单元的测量数据使用并且分别显示在显示区域中，使得用户可以借助缩放控件基于各个单元的测量数据通过同步地移动时间窗口来控制时间窗口。

优选地，该方法还包含以下功能：

通过控制模块，同时开始在各个单元的物质上执行进行该过程。

根据本发明的另一方面，本发明的目的通过用于控制、检测、调节和/或分析生物、生物化学、化学和/或物理过程的图形用户接口(GUI)来实现，其中，GUI包括：

具有特定(如预定的或可预定的)大小和特定(如预定的或可预定的)位置的至少两个显示区域，其中，每个显示区域与一个单元相关联，该单元被设计为接收物质或材料，以在该物质上进行至少一种生物、生物化学、化学和/或物理过程；

其中，每个单元具有至少一个传感器，该传感器被设计用于检测与过程相关的测量数据；以及

其中，在每个显示区域中，两个单元的测量数据以相应的时间相关性显示，该时间相关性使得可基于所呈现的测量数据之间的关系获得信息。

附图说明

通过参考下面的附图来描述优选的实施例。应当注意的是，即使单独地描述实施例，其各个特征也可以组合，以产生另外的实施例。在附图中：

图1图示了用于控制、检测、调节和/或分析生物、生物化学、化学和/或物理过程的计算机系统的实施例。

图2图示了单元的设置的实施例。

图3图示了并入批量数据(batch)的单元的测量数据的结构和关系的实施例。

图4为组合成一个组的两个单元的示意图。

图5图示了通过显示单元显示测量数据输出的实施例。

图6图示了两个翻阅(thumb)的布置的实施例。

图7图示了在同步之前，显示测量数据的实施例。

图8图示了在同步之后，显示如图7中的测量数据。

图9为同步的过程流程图。

图10为如图7和图8所述的使缩放条(zoombar)的链接过程可视化的过程流程图。

图11图示了实现本发明系统的实施例。

具体实施例

图1图示了用于控制、检测、调节和/或分析生物、生物化学、化学和/或物理过程的计算机系统160。图1所示的计算机系统160包括多个但至少两个单元135A至135N(135A-N)，这些单元被设计为接收物质或材料，以在该物质上进行至少一个生物、生物化学、化学和/或物理过程。每个单元135A-N具有至少一个传感器140A-140N(140A-N)，该传感器被配置为检测与该过程有关的测量数据。此外，计算机系统160包括至少一个显示单元100，通过该显示单元100，单元135的测量数据以各自的时间相关性显示，该时间相关性允许基于所显示的测量数据中的固有关系获得信息。例如，各个单元135A-N的测量数据可以在专用显示区域105、110中显示。此外，借助于相应的缩放控件(zoom control)125、130，用户通过显示单元100可通过相应的缩放条125、130将时间窗口应用于各个批量数据的测量数据，从而使得来自各个时间窗口的测量数据流可以独立于测量数据的绝对时间通过显示单元100输出。

特别地，用于控制、检测、调节和/或分析生物、生物化学、化学和/或物理过程的计算机系统160可以被设计为数据采集和监视控制(SCADA)系统。因此，可以由计算机监控、控制和/或调节工艺过程(technical process)。

在SCADA系统中，特别地，对应于开放式系统互联(OSI)层模型的自动化操作可以划分为多个层，其中，OSI层模型特别地表示了独立于制造商的通信系统的参考模型或者符合ISO标准的通信协议和计算机网络的设计基础。OSI层模型由7层组成：

层7：应用程序：应用程序的功能以及数据的输入和输出。

层6：演示：将独立于系统的数据转换为独立格式。

层5：通信：控制连接和数据交换。

层4：传输：将数据包与应用程序相关联。

层3：网络：将数据包路由到下一个节点。

层2：安全：对帧中的数据包进行分段且添加校验。

层1：比特传输：将比特转换为适合于媒介和物理传输的信号。

每层必须在两个系统之间的通信中执行特定的功能。对于每层，定义了必须在两个系统之间的通信中执行特定任务的功能和协议。在两个系统之间的通信中，通信或数据流特别地两次遍历(run through)OSI层模型的所有7层。一次发生在发射器，一次发生在接收器。根据通信路由包括多少个中间站，通信也多次遍历该层模型。在这方面，协议是OSI模型的早特定层上进行通信的规则的集合。终端系统的终端装置和传输介质从OSI模型中排除。然而，可预先确定应用层中的终端装置和比特传输层中的传输介质。一个层的协议特别地尽可能地透明到它们的上层和下层的协议，因而在位于相对侧上的双方直接通信的情况下，呈现了协议的行为模式。层之间的转变可以特别地是接口，其必须被协议理解。由于某些协议已经被开发用于相当具体的应用程序，因而还发生了协议扩展到多个层延伸且覆盖了多个任务。甚至可能的是，在某些方面，各个任务被执行多次。

术语SCADA通常涉及监视、可视化和/或控制或调节整个集中/分散系统的设置。大多数调节由远程终端单元(RTU)或可编程逻辑控制器(称为PLC)或1级自动化操作自动执行。2级自动化操作的目标是优化1级自动化操作的功能并输出操纵变量和目标值。另一方面，3级自动化操作用于规划、质量保证和/或归档(documentation)。

SCADA系统内的通信可以根据基于TCP的互联网技术进行，其中，点对点通信和/或现场总线系统形式的一个或多个串行连接是可能的。

数据检测通常从级别1开始且包括与测量装置的连接和由SCADA系统检测的状态信息，例如开关位置。然后，数据被呈现在用户友好的显示器中且可能为了控制目的而干预过程。

SCADA系统通常实现包含数据点的分布式数据库。数据点包含由系统监控和/或控制的输入或输出值。可以物理地计算数据点。物理数据点构成输入或输出，而所计算的点由来自系统状态的数学运算产生。数据点通常被视为是具有时间戳(time stamp)的数值的组合。一系列数据点使历史评估成为可能。

在这种情况下，可以有利地使用来自多个单元135A-N的数据点的时间相关性，以检测相应数据点或测量数据的关系。这有利地使得用户能够基于具有时间相关方式的测量数据的显示对过程产生相应的影响，例如通过设置相应的过程参数、特定操作的触发等等。

每个时间相关性包括各个单元135A-N的测量数据的水平移动或对准，因而测量数据可以以任何方式彼此相关。

一个单元135A-N或装置单元特别包括至少一个反应器(例如至少一个生物反应器和/或至少一个化学反应器)、至少一个传感器140A-N以及可选地一个或多个单独的控制单元和过程装置。从逻辑观点来看，每个单元135A-N作为整体可以构成生产设施的一部分，例如在用于生产酵母培养物的生产装置中，在该生产装置中可以进行一个或多个过程活动。每个单元135A-N产生测量数据，该测量数据由传感器140A-N检测且可选地在给定时间由单个控制单元检测，优选地仅限于一个批量数据。每个单元135A-N可以独立于任何其它单元135A-N动作。因此，借助于每个单元135A-N，可以呈现特定的(即预定的或可预定的)过程，因而可以借助于至少一个传感器140A-N检测并同时显示过程记录或过程监控所需的所有测量数据。根据具体过程，每个单元135A-N可以通过来自上述组件的必要过程单独地组装。

或者或除了反应器之外，单元135A-N可以特别地包括至少一个可用于过滤介质的过滤器。例如，这可以是用于交叉流过滤或切向流过滤或横向流过滤的过滤器，其中，例如用于食品和/或制药工业的液体被过滤。在这种情况下，需要高速过滤的悬浮液平行于膜或过滤介质被抽运，其中，固体材料或渗透物横向地相对于流动方向被抽出。例如，交叉流过滤可用于微量过滤、超滤、纳米过滤、气体分离、渗透蒸发(pervaporation)和/或反渗透。这些单元135A-N中的每一个包括至少一个传感器140A-N以及可选地一个或多个单独的控制单元和过程装置。从逻辑观点来看，每个单元135A-N作为整体可以构成生产设施的一部分，例如在用于去除水处理中的重金属的水处理工厂中，其中可以进行一个或多个处理活动。每个单元135A-N产生测量数据，该测量数据由传感器140A-N检测且可选地在给定时间由单个控制单元检测，优选地仅限于一个批量数据。每个单元135A-N可以独立于任何其它单元135A-N动作。因此，借助于每个单元135A-N可以呈现特定的过程，因而可以借助于至少一个传感器140A-N检测并同时显示过程记录或过程监控所需的所有测量数据。根据具体过程，每个单元135A-N可以通过来自上述组件的必要过程单独地组装。

特别地，传感器140A-N是技术组件，该技术组件可以定量地检测作为测量变量的其环境的特定的生物、生物化学、化学和/或物理性质。在这种情况下，生物、生物化学、化学和/或物理性质被转换成电和/或光信号。然后可以扫描电信号。在这种情况下，可以为每个生物、生物化学、化学和/或物理特性生成数字测量数据项或数字测量值。因此，传感器140A-N可以产生相应测量数据的数据流。

特别地，每个单元135A-N具有至少一个传感器140A-N，该传感器其被设计为检测与过程有关的特定的(即预定的或可预定的)测量数据。在这种情况下，例如，传感器可以是气体传感器，例如O₂或CO₂传感器、pH传感器、葡萄糖传感器、乳酸盐传感器和/或传感器的任何组合，这些传感器被设计为检测将要执行的过程的合适的测量变量。此外，每个单元135A-N可选地具有一个或多个单独的控制单元。

作为单元135A-N(如下文关于图2所述)的具体实施例的生物反应器或发酵罐225特别是一种设计用于培养或发酵细胞、微生物和/或小植物的容器。在生物反应器225中，生物过程(例如生物转化或生物催化)可以用于技术装置中或在技术装置中是有用的。在这种情况下，试图借助于能在生物反应器225中被控制的重要因素获得最佳的培养条件。可控因素可以例如是营养溶液的组合或基质(substrate)的组合、供氧、无菌性或pH值。生物反应器225中培养的目的可以是获得细胞、获得细胞成分或获得代谢产物或代谢物，然后可以将其例如用作制药工业中的活性物质或化学工业中的基础化学品。这种生物反应器的实例可以例如是可高压灭菌的生物反应器、原位可串联的生物反应器(in situ serializable bioreactor)、一次性生物反应器、搅拌釜反应器、固定床反应器或光生物反应器。而且，酒精或酒精饮料(例如啤酒)的生产可以在生物反应器(例如酿造锅)中进行。特别地，生物反应器不受任何具体限制。它们例如包括用于培养细胞(例如细菌、酵母、昆虫、植物或哺乳动物细胞)的生物反应器、用于产生这样的细胞的代谢产物的生物反应器、用于产生由这样的细胞表达的肽或蛋白质的生物反应器、借助于这种细胞产生能量的生物反应器、借助于这种细胞繁殖病毒的生物反应器、借助于这样的细胞分解物质的生物反应器、借助于这种细胞生产食品的生物反应器、在这些细胞的帮助下生成生物气的生物反应器及其组合。

单独的控制单元230(如下面参照图2所述)是技术部件，其可以是传感器140A-N、n个执行器(actuator)、泵、计数器或加法器(totalizer)以及任何合适的处理装置。特别地，单个控制单元230也可以是上述技术部件的任意组合，也称为控制模块，其可以用作一个单元，例如循环泵、伺服机构、控制装置或将信息反馈给控制单元的气动缸。此外，单个控制单元230可以由多个单独的控制器单元组成，例如由多个自动输入/输出阀控制模块或开/关自动截止阀的组合构成的主控制模块。因此，单个控制单元230可以例如是：

—调节装置，其由传输单元或变送器、调节单元或控制器和调节阀或控制阀构成；

—面向条件(condition-oriented)的装置，其包括具有位置反馈开关的自动进/出阀控制模块，其可以通过装置的理论值被操作和/或控制；或者

—头部(header)，其包括自动进/出阀控制模块，且协调所述阀门，以使流经所述阀门的流速达到一个或多个目标。

特别地，控制模块325(如下面关于图3所述)包括特定变量，该特定变量一起属于物理测量的或计算的值。控制模块还可以可选地控制或调整该变量。可以提供不同类型的控制模块：控制器、过程变量、数字变量和/或离线变量。

每个装置205、210、215(如下面关于图2所描述的)特别地构成用于将元件连接到单元的接口。例如，传感器装置205可以构成用于将O₂/CO₂分析传感器连接到该单元的接口。此外，反应器装置210可以构成用于连接生物反应器225的接口。同样，单独的控制单元装置215可以构成用于将比例控制单元连接到单元的接口。

特别地，批量数据(batch)是数据或数据集的汇编，该数据在特定(即预定的或可预定的)时间段内作为测量数据由单元的相应组件检测。特别地，批量数据数据是借助于过程的测量数据的记录，其可以由各个单元执行且因此也可以归档(archive)。每个批量数据数据可以在过程结束后存储在数据库中。因此，其可被重复地用于分析和/或评估。因此，每个批量数据重复地包括在相同时间段上运行的独特的过程步骤。数据或数据集可以通过输出单元按照其被连续收集的顺序随时间存储和显示。例如，每个批量数据可以在单元(例如反应器或生物反应器)的填充和完成排空该单元之间的时间段内包含所有测量数据，其在特定的(例如预定的或可预定的)时间段(例如反应时间或生长时间)之后被检测。

测量数据或过程数据尤其是包含与在给定时间的属性的值有关的信息的数据或数据集。测量数据可以存储在数据库中。

物质可以特别是液体、气体和/或固体。该物质可以由至少一个为了能够进行该过程所需要的组分组成。因此，例如，为了培养特定的微生物(例如细胞或微生物的特定部分)，可能有必要产生和维持确保微生物最佳生长的重要条件。例如，这样的重要条件可以是营养培养基的组合或营养溶液的组合或基质的组合、pH值和/或生物反应器中的无菌性。培养的目的可以是收集微生物(例如细胞和微生物的部分)。培养的另一个目的是获得代谢产物，其可以在制药工业中用作活性物质和/或在化学工业中用作基础化学品。此外，该目的可以是分解化学组合物(例如在污水处理厂中)或者生产酒精饮料。

测量数据335(参见下面参照图3)可以经由显示单元100显示，例如以测量曲线的形式显示。作为对此的替换和/或补充，测量数据可以以一个或多个图形的形式显示，例如饼图、线条图、条形图、组织结构图、甘特图、流程图、因果图和/或方框图。

为了能够优化过程(例如细胞培养)，必须精确地概述过程的重要因素(例如氧含量)。此外，重要的是获得与影响过程成功的这些因素的改变有关的信息，另一方面，例如与通过供氧或添加新的营养培养基影响细胞生长有关。这可以以有效的方式实现，例如在两个过程同时在不同单元135A-N中运行的情况下，通过以相应的时间相关性显示两个单元135A-N的传感器140A-N的测量数据，使得可基于所显示的测量数据中固有的关系获得信息。计算机系统160的各个组件可以经由合适的网络145(例如“局域网”(LAN)或“广域网”(WAN))彼此连接。

可选地，计算机系统160可以包括检测单元150，其被设计为自动地识别时间相关性。例如，检测单元150可以对各个单元135A-N的测量数据流彼此进行比较，并且彼此对应的测量数据项可以独立于该测量数据流的检测的绝对时间，以时间相关的方式借助于位于相应显示区域105、110的显示单元100显示。

测量数据的时间相关性可以以任何方式识别，基本上作为相应的应用程序的功能及其目的或目的。例如，不同单元的测量数据

—超过或低于一个或多个特定的(即预定的或可预定的)绝对值或阈值和/或一个或多个相对值，例如pH值、CO₂值或O₂值；

—对应于测量的最高或最低水平；

—对应于曲线的特定的(即预定的或可预定的)增加，例如可以表示生长率；

—对应于曲线的特定的(即预定的或可预定的)减小，例如可以表示死亡率；

—特别地对应于报警，如果超过或低于对于相应的生物、生物化学、化学和/或物理过程的重要条件，则可以触发报警，例如如果氧含量和/或位于反应器中的材料的pH值太低或太高。

—对应于在进行描述性单变量数据分析(例如分布检查、分布参数计算、图形数据分析或相关分析)之后测量数据的各个变量之间的特定的(例如预定的或可预定的)相关性；

—在进行主成分分析(PCA)之后具有特定的(即预定的或可预定的)数据密度；

—在进行偏最小二乘回归(PLS)和/或判别分析和/或聚类分析之后具有特定的(即预定的或可预定的)数据内的结构或类别；和/或

—在执行高级的多变量数据分析(例如多路主成分分析)的方法之后，具有特定的(即预定的或可预定的)数据中的结构。

可选地或另外地，用户可以借助于合适的输入装置(例如键盘和/或计算机鼠标)在显示的测量数据流中设置标记。测量数据的时间相关性可在该标记上识别。

或者或另外，每个批量数据可分为不同的阶段。例如，第一阶段可以对应于将材料引入单元中，第二阶段对应于将细胞添加到材料中，第三阶段对应于将另外的细胞添加到材料中等。在这种情况下，由于不同单元的测量数据对应于特定阶段的开始，因而可以识别测量数据的时间相关性。

这具有的优点是，在自动的比较满足特定的(即预定的或可预定的)条件之后，各个单元135A-N的测量数据可以独立于其检测的绝对时间通过显示单元100自动地显示，从而可以基于该数据中固有的关系获得信息。

可选地，计算机系统160可以包括控制模块155，该控制模块155被设计为将至少两个单元135A-N组合成组，从而可以通过控制模块155同时控制该组(如下面关于图4)。

特别地，计算机系统160具有的优点是，可以以简单和有效的方式实时地检测不同的重要的过程因素的影响或一个或多个该过程因素的改变。因此，可以进行过程工作流的连续优化或改进。特别地，当过程具体地在相应的单元135A-N上运行时可设置或输入生物、化学、生物化学和/或物理过程参数且该过程参数可作为过程的相应状态的函数，由此实现了改进的、连续的用户/机器交互。结果是，使得相应单元135A-N中的技术操作的协调或调和成为可能。

此外，借助于显示单元100可以显示各个单元135A-N中存在的不同技术状态。

特别地，如果超过或低于对于相应的生物、生物化学、化学和/或物理过程而言是重要的条件，例如如果位于反应器中的材料的氧含量和/或pH值太低或太高，则可以通过显示单元100显示报警。

此外，由于能够在各个过程工作流中实时地设置各个过程所必须的参数，因此能够对各个单元135A-N进行技术控制。

另一个优点是，借助于时间相关性，通过显示单元100可以独立于被检测测量数据的绝对时间访问各个单元135A-N中的过程的技术关系。此外，时间相关性可以在相应单元135A-N的不同过程的持续时间过程中保持。

因此，用户能够更有效地和更快地管理监控技术参数、控制技术过程参数、检测各种过程中固有的技术关系以及监控各个技术参数对各个单元135A-N的过程工作流的影响的技术任务。

图2为单元200的实施例的结构框图。特别地，单元200包括反应器225或过滤器，其被设计为接收物质或材料，以便执行至少一种生物、生物化学、化学和/或物理过程。此外，单元200具有传感器220，例如O₂/CO₂分析器，其被配置为检测与过程相关的测量数据。此外，单元200包括单独的控制单元230，例如比例控制单元和/或一个或多个内部单独控制单元235。每个内部单独控制单元235可以被配置为执行与检测到的测量数据相关的计算，和/或获取和/或分析在物质样品上进行该过程的该物质样品。

这些组件中的每一个可以借助于对应的装置205、210、215与单元200连接。每个装置205、210、215可以是通信接口。单元200和装置205、210、215之间的分离具有以下优点：单元200的布置可以以简单且有效的方式执行，因为可以借助装置205、210、215将相应的部件220、225、230与单元200连接。特别地，O₂/CO₂气体分析装置220可以通过通用串行总线(USB)与单元200连接，其中，传感器装置205用作通信接口。例如，生物反应器225可以经由以太网将相应的测量数据发送到单元200和/或与单元200进一步交换数据，其中，反应器装置210可以用作用于该目的的通信接口。比例控制单元230可以通过单独的控制单元装置215与单元200连接。需要的内部单独控制单元235可以可选地与单元200连接。

控制模块325(如下面关于图3所描述的)可以合并变量，该变量属于由传感器220物理测量或计算的或确定的值。控制模块325还可以可选地控制或调整变量。可以提供不同类型的控制模块325：控制器、过程变量、数字变量和离线变量。例如，单元200可以包括用于检测温度的温度传感器。可以提供对应于温度传感器的控制模块325。该控制模块325可以是上述控制器类型。在本实施例中，控制模块325可以具有以下变量：

-Temp.Value→实际的温度值；

-Temp.Setpoint→期望的温度值；

-Temp.Output→温度输出变量；

-Temp.Mode→(温度模式，例如自动、手动、配置文件(profile)、串级(cascade)；

-Temp.Status→温度状态，例如远程、关闭。状态值可以详细说明是否可以写入该值。该状态值构成安全功能；

-Temp.Value.EngineeringUnit→℃；

-Temp.Output.EngineeringUnit→％；

-Temp.HighLimit→(指定上限温度阈值；如果超过特定的(即预定的或可预定的)值，则可以输出报警；

-Temp.HighHighLimit→当超过绝对温度上限时，触发报警；

-Temp.LowLimit→指定较低的温度阈值；如果超过特定的(即预定的或可预定的)值，则可以输出报警；

-Temp.LowLowLimit→当低于绝对温度下限时，触发报警；

-Temp.UnitID→指定单元200的ID，该单元200上放置了控制模块325，因此，每个控制模块325可以被明确地被分配。

可以为每个控制模块变量分配自己的MappingShortID。这具有的优点是，相应的输入测量数据可以明确地分配给控制模块变量。

图3图示了并入批量数据350的单元320的测量数据335的结构和关系的实施例。

在这种情况下，从通信视角305来看，可以经由控制模块325与每个单元320进行通信。每个控制模块325可以包括控制模块变量330。控制模块可以是属于物理量的变量或值的概括(summary)。每个控制模块具有至少一个值(例如34.5)、实体(例如℃)、单位和“源”(值或值的计算的来源装置)。可选地，控制模块可以包含附加变量(例如期望值、输出变量和/或LowLimit或警报极限)。此外，观看测量数据335是可能的。从用户视角315或监控视角看，每个控制模块325被分配给相关联的单元320且可以具有一个或多个控制模块变量330。在趋势中，可以显示控制模块变量，但不是全部，而是仅显示实际值、期望值和/或输出变量类型。一个或多个测量数据335可以分配给每一个控制模块变量330。用户视角显示了单元320的当前的有效配置。控制模块可以根据类型具有多个变量。然而，只有一个测量数据项/测量值可以分配给每个变量。

从历史批量数据视角340看，该测量数据通过每个单元320的批量处理存储在批量数据345(测量数据存储器370)中。在这种情况下，开始和停止时，开始和停止时间350被分配给每个批量数据345。该批量开始时间对应于记录的开始并且同时对应于单元上的生物/化学过程的相关开始。批量停止时间对应于生物/化学过程的相应结束并且同时对应于记录的结束。在批量启动期间配置的控制模块325及其控制模块变量330以及在过程期间累积的测量数据335也相应地存储在批量数据345中。因此，每个批量数据345存储有当前有效配置的简要说明以及所有测量数据或过程数据。

这具有以下优点：可以在分析区域中考虑或分析完成的/历史的批量数据及其当前的有效的配置。同时，通过管理，计算机系统160允许使用已经是各个装置或装置205、210、215的新的/不同的/修改的结构(单元上的新的或修改的装置、重命名的单元、修改的控制模块名称、删除的单元)。用户或监视视角使得能够监控单元320的测量数据或过程数据。历史批量数据视角使得能够将测量数据和/或分析(特别是其离线分析)存档。通信视角使得能够显示测量数据流以及分配测量数据。批量数据345和相关联的过程数据可以存储在数据库中。该数据可以作为CSV(逗号分隔值)文件从SQL数据库导出，以在其他工具中使用。有效的数据压缩可以优选地在数据库中实现。这具有的优点是，响应于对应的数据库提取(retrieval)，存储的测量数据可以以短时间的间隔高速输出。

例如，测量数据项可以由以下变量组成：

-MappingShortID→识别控制模块变量；

-Timestamp→时间戳：当单元320接收到测量数据项时，计算机系统160可以为每个测量数据项集中发布时间戳，以便获得最佳精度；

-Value→测量数据项的测量值；

-Quality→二进制值，例如0表示“好”，1表示“坏”；质量可以确定是否通过显示单元100显示测量数据项；

-Checksum→由计算机系统160产生，以防止数据操作。其优点是增加计算机系统160的安全性。

例如，由于两个单元135A-N组合成组400(单元分组)，计算机系统160中的检测单元150(如上面关于图1所述)可以显示时间相关性。

图4图示了至少两个单元405A-N的组400的实施例。在分组的情况下，这与单元405A-N具有相同类型还是具有相同的传感器420A-N或单独的控制单元430A-N是无关的。

因此，系统实现了自由单元分组组合，其中，检测单元150可以显示时间相关性。在这种情况下，各个单元405A-N的各个部件的连接方式类似于图2所述的连接方式，即，传感器420A-N借助于相应的传感器装置406A-N与相应单元405A-N连接。反应器410A-N可以借助于相应的反应器装置410A-N与相应的单元405A-N连接。各个控制单元430A-N可以借助于相应的单独的控制装置415A-N与相应的单元405A-N连接。相应的单独的控制单元435A-N可以可选地与相应的单元405A-N连接。

在这种情况下，要么在公共显示区域或可选地在相应的专用显示区域中可以借助于显示单元100输出各个批量数据的测量数据。在这种情况下，计算机系统160包括三个或更多个单元405A-N，可以形成组400，该组400由时间相关的单元405A-N的任意的可选组合组成。此外，借助于相应的显示单元100，不同的用户可以单独地产生任意组400，使得可以启动或执行与组400对应的测量数据的相应的时间相关性。此外，可以通过输入相应的命令，例如通过激活“报告”按钮，由每个用户产生和存储测量数据的简要说明，该测量数据通过显示单元100以相应的时间相关性显示，因而用户可以在任何时间访问与时间相关的数据。当过程正在运行时，每个组400也可以由用户自动地或手动地再次分解，例如当满足特定的(即预定的或可预定的)条件时。

在单元分组的情况下，通过反应器和/或过滤器的相应过程以及可选地相应的附加单独控制单元和内部单独控制单元，各个传感器的测量数据被组合成相应的离散批量数据且通过显示单元100显示。

由于超过数据或数据集的特定密度，不可能通过显示单元100同时显示组合在一起的所有数据，计算机系统160可以包括默认值，显示单元100根据该默认值总是显示已经检测的并添加到批量数据的最后的、最近的N个数据或数据集，其中，N定义了数据或数据集的特定(即预定的或可预定的)数量。

当特定的(即预定的或可预定的)比例应用于各个单元405A-N的测量数据时，可以显示时间相关性，这样，位于时间窗口中的测量数据独立于其检测的绝对时间以时间相关性显示。在这种情况下，即使新的测量数据被包括在该批量数据中，测量数据的这种时间相关性或同步性也可以保留在显示单元100中。显示单元100可以显示位于时间窗口内的数据的时间相关性。特别地，由于显示在显示区域或显示窗口中的根据其比例而改变(特别是被压缩或被扩展)的测量数据与显示在第二显示区域或显示窗口中的测量数据有关，因而同步性可以是特殊类型的时间相关性。

这具有以下优点：由两个单元的传感器检测且时间相关的测量数据独立于其检测的绝对时间经由时间窗口显示。在这种情况下，由传感器检测并被添加到相应批量数据的新数据或数据集不由显示单元100显示。

在另一个实施中，由于已经由各个单元405A-N的传感器以不同时间间隔测量的测量数据彼此时间相关，因而可以显示时间相关性。特别地，应用于相应批量数据的时间窗口的大小可以以这样的方式修改，即测量数据在其时间间隔中彼此对应。时间相关性可以可选地由用户手动设置。

图5图示了在显示单元500上的简化显示的实施例，其中，上部显示区域505中提供了可以借助第一缩放条515提供的第一缩放控件525。以这种方式，时间窗口可应用于第一批量数据的测量数据335，下文也称为趋势。由于第一缩放控件525不邻近右边缘，因而上部趋势独立于测量数据335的检测的绝对时间显示了来自所选时间窗口的批量数据的测量数据。在第二显示区域510中显示了另一单元的测量数据335，其中，可借助于第二缩放条520移动第二缩放控件530。在这种情况下，由于两个趋势的整个时间段是非常不同，因而两个单元的测量数据是不可能同步的。

用户可以借助于合适的输入装置通过控制位于翻阅外的缩放条515、520上的点来控制时间窗口的宽度(即要显示的多个测量数据项335)。因此，位于受控点一侧的翻阅的端部朝向该点扩展。

具体地，借助于合适的输入装置，用户可以增加或减小翻阅的宽度以及在缩放条515、520内任意地向右和向左移动拇指。

图6图示了仅仅有时可能的动作的实施例。具体地，图6图示了借助于第一显示区域605中的显示单元600显示的第一测量数据流或趋势。缩放控件625位于缩放条615中的最左侧。这可以意味着例如显示相应批量数据345的第一测量数据335。第二测量数据流显示在第二显示区域610中，其中，缩放控件630位于相应的缩放条620的最右边。这两个趋势可以借助于相应的按钮635彼此链接。在这种情况下，可以通过减小相应的缩放控件625、630的比例来执行包括减小区域比例的动作。然而，由于上部缩放控件625(反应器)已经邻近第二缩放条610的左边缘，因而下部缩放控件630的移动不可能朝向左边。下面参照图10描述该功能的实现的实施例。

图7分别图示了两个测量数据流，其中，时间轴的同步是可能的，其中，图8图示了时间轴同步的结果。

具体地，图7图示了显示单元700，其显示了第一显示区域705中的第一单元135A-N的第一测量数据流以及第二显示区域710中的第二单元135A-N、200、320的第二测量数据流。相应的缩放控件725、730具有相同的大小且位于特定的缩放条715、720的相同区域中。

两个测量数据流可以通过激活相应的按钮740同步。下面参考图9解释技术的实现。

图8图示了图7所示的在激活按钮740(图7)的基础上激活同步之后两个测量数据流。特别地，各个显示区域805、810中的相应测量数据的波动或变化相对于彼此同步地显示，即以相同或相似的间隔显示。在这种情况下，第二显示单元的缩放控件830的相对大的比例已经减小，因而在对应的显示区域810中显示了较少的测量数据，以便能够同步显示测量数据。在这种情况下，哪个批量数据的运行时间较长是个问题。因此，肯定可能的是，下部或上部趋势或缩放条的比例减小。

图9图示了过程流程图，其可视化了如图7和图8所述的缩放条715、720、815、820的同步过程。借助于相应的方法实现的实施例详细地解释该过程。首先，用户可以启动905(使缩放条同步)，借助于相应的激活使两个缩放条715、720、815、820同步，例如通过激活图7中的按钮740或图8中的840，以下也称为“同步”按钮。例如，可以通过“绑定”和命令“SynchTrendsCommand”在WPF(Windows Presentation Foundation)中链接“同步”按钮，如从以下实现示例可以看出：

命令“SynchTrendsCommand”可以在类“TrendDisplay”，即趋势的模式-视图-视图模式(Model View ViewModel，MVVM)，中实施。MVVM是模式-视图-控制器模式(Model View Controller pattern，MVC)的变体，它用于将用户接口的显示和逻辑性分开，并且由UI平台WPF支持。

可以借助于两种方法“趋势同步”(OnSynchronizeTrends)935和/或“可以使趋势同步”(OnCanSynchronizeTrends)910来实现命令。特别地，在类别“显示趋势”中的方法“趋势同步”935可以访问同步。另一方面，方法“可以使趋势同步”910可以检查同步是否可能。因此，可以激活/启用或停用/禁用“同步”按钮：

方法“关于可使趋势同步”910可以进而访问类别“缩放条管理者”(ZoombarManager)的内部方法“使缩放条同步”(SyncZoombars)940，其中两个缩放条作为传输参数：

同样地，方法“可以使趋势同步”可以内部地从类别“缩放条管理者”访问方法“可以使缩放条同步”(CanSyncZoombars)(图9未图示)，其中两个缩放条作为传输参数：

下面解释确定两个缩放条是否可以同步实现的实施例：

具体地，当方法“可使缩放条同步”内部地访问方法“获得同步范围”(GetSynchronizedRanges)可以实现该确定，该方法还将两个缩放条作为传送参数传送。在这种情况下，特别地，X轴的元组(tuple)或批量数据的时间线(timeline)和缩放条范围的元组可以作为返回值被传送。如果该返回值为“零”，则无法进行同步，且按钮保持禁用或禁用。如果返回值包含对应地有效属性(X轴和缩放条范围)的元组，则检查将要更改的缩放条的最小范围是否小于要设置的范围。如果是这种情况，同步按钮将被激活：

方法“使缩放条同步”940可以进而内部地访问方法“获得同步范围”945，其中两个缩放条作为传输参数。在这种情况下，可以提前设置标志“在同步行为中”(in SyncAction)，以便在此期间阻止其他进程或动作。元组(X轴和缩放范围)可以再次是方法的返回值。如果值为“零”，则不执行任何操作。如果元组在不同的情况下包含有效对象，则用所提供的值(“设置相对范围”(SetRelativeRange)965，参见图9)(相对地)设置要修改的缩放条的范围，即最小范围值和最大范围值：

在这种情况下，相对范围与趋势有关，而独立于其绝对时间。在这方面，可以实施方法“获得同步范围”，其从传送的X轴访问范围：

ZoombarRange zoombar1Range＝zoomableXAxis1.GetRange()；

ZoombarRange zoombar2Range＝zoomableXAxis2.GetRange()；

另外，计算绝对时间段。这具有以下优点：借助于相应范围的最小值或最大值来比较不同的缩放条：

var zoombar1RangeSpan＝(zoombar1Range.Maximum-zoombar1Range.Minimum)*(zoomableXAxis1.XAxisEnd-zoomableXAxis1.XAxisStart)；

var zoombar2RangeSpan＝(zoombar2Range.Maximum-zoombar2Range.Minimum)*(zoomableXAxis2.XAxisEnd-zoomableXAxis2.XAxisStart)；

在随后的步骤中，可以比较各个范围的时间段哪个更大。因此，必须不同地计算要修改(adapt)的范围：

Range.Minimum＝zoombar2Range.Minimum

Range.Maximum＝zoombar2Range.Minimum+RelativeChangeOfSecondZoombar(zoombar1Range.Maximum–zoombar1Range.Minimum,zoomableXAxis1,zoomableXAxis2)

可以借助于方法“第二缩放条的相对改变”(RelativeChangeOfSecond Zoombar)，用输入参数“缩放条的相对改变”(RelativeChangeOfZoombar)、第一缩放条(firstZoombar)、第二缩放条(secondZoombar)实现“最大范围”(Range.Maximum)：

利用方法“第二缩放条的相对改变”(Relative Change Of Second Zoombar)960(图9)，可以按照如下方法实现第二缩放条的“最大范围”(Range.Maximum)的计算：

图10图示了，如上面参照图7和图8所解释的，可视化链接缩放条715、720、815、820的过程流程图。借助相应的方法的实施方式更详细地解释该过程。首先，用户可以启动1005(链接缩放条)，借助于相应的激活(例如通过激活图7中的按钮735或图8中的835，下面也称为“链接趋势切换键”(LinkTrendsToggle)按钮)链接两个缩放条715、720、815、820或解除两个缩放条715、720、815、820的链接。例如，可以通过绑定到布尔属性“趋势链接”(AreTrendsLinked)来绑定“链接趋势切换键”按钮，如从以下的实现示例可以看出：

在这种情况下，可以确定相应趋势是否已经链接的布尔属性(Boolean property)“链接趋势”(AreTrendsLinked)可以链接到依赖属性(Dependency Property)“趋势与属性链接”(AreTrendsLinkedProperty)”，其通过相应激活“链接趋势切换键”按钮可以访问方法“链接趋势”(OnAreTrendsLinked)1010，从以下实施例可以看出：

如果趋势已经链接，方法“在链接趋势上”(OnAreTrendsLinked)可以访问方法“解除缩放条链接”(UnlinkZoombars)1020。如果趋势未链接，则方法“在链接趋势上”可以相应地访问方法“链接缩放条”1035。在这种情况下，布尔属性“链接趋势”的布尔状态可以相应地修改。接下来是实现方法“链接缩放条”(LinkZoombars)和“解除缩放条链接”的示例：

当访问方法“链接缩放条”1035时，可以订阅(subscribe)事件“缩放条改变通知”(OnZoombarChangedNotification)1040“订阅缩放条改变通知”(ZoombarChangedNotificationSubscribe)，且可以将1045与方法“公开动作链接”(PublishActionLink)1065(缩放条被链接)链接。事件“缩放条改变通知”以及方法“公开动作链接”可以随着每个缩放控件沿着每个缩放条的每次移动被访问。在该方法中，“公开动作链接”可以实现用户借助于单个缩放控制来控制两个时间窗口的功能。借助于该功能，用户可以通过单元(执行器)1050(“改变缩放条位置”(ZoombarPositionChanged))的缩放条移动缩放控制来控制两个时间窗口，从而相应地移动时间窗口。在这种情况下，时间窗口的移动既可以应用于执行器1055(“改变第一缩放条”(ChangeFirstZoombar))的测量数据，也可以应用于第二单元(反应器)1060(“改变第二缩放条”(ChangeSecondZoombar))的测量数据，这对于两个单元(如上文关于图6所述)是可能的。接下来是实现方法“公开动作链接”的实施例：

当访问方法“解除缩放条链接”1020时，可以再次终止对事件“缩放条改变通知”的订阅1025(“未订阅缩放条改变通知”(ZoombarChangedNotificationUnSubscribe))，因而时间窗口的移动不再影响其它的时间窗口1030(解除缩放条的链接)。

参考图11，描述了实现本发明的系统的实施例。系统的实施例包括常规的计算机环境20(例如“个人计算机”20)形式的通用计算机单元，该计算机单元具有处理器单元22、系统存储器24和连接多个系统组件(尤其是系统存储器24和处理器单元22)的系统总线26。当访问系统存储器24时，处理器单元22进行算术、逻辑和/或控制操作。系统存储器24可以存储与处理器单元22结合使用的信息和/或指令。系统存储器24可以包括易失性和非易失性存储器，例如“随机存取存储器”(RAM)28和“只读存储器”(ROM)30。基本输入输出系统(BIOS)可以存储在ROM 30中，该BIOS例如在启动期间包含有助于在PCs 20内的元件之间传送信息的基本惯例。系统总线26可以是许多总线结构中的一个(尤其是存储器总线或存储器控制器、外围总线和局部总线)，其使用来自多个总线结构(bus architecture)的一个特定总线结构。

另外，PC 20具有用于读取或写入硬盘(未示出)的硬盘驱动器32和用于读取或写入可移动磁盘36或可移动数据存储介质的外部驱动器34。可移动磁盘可以是磁盘驱动器或磁盘驱动器的软磁盘驱动器或光盘驱动器的光盘(例如CD-ROM)。硬盘驱动器32和外部磁盘驱动器34分别通过硬盘驱动器接口38和磁盘驱动器接口40与系统总线26连接。驱动器和相关联的计算机可读媒介为计算机为计算机可读指令、数据结构、程序模块和PC 20的其它数据提供非易失性存储器。数据结构具有用于实现上述方法的相关数据。虽然通过实施例描述的环境使用了硬盘(未示出)和外部盘42，但是对于本领域技术人员来说，在示例性的工作环境中使用能够存储计算机可访问数据的其他类型的计算机可读介质(诸如例如磁带盒、闪存卡、数字视频磁盘、随机存取存储器、只读存储器等)是显而易见的。

多个程序模块，特别是操作系统(未示出)、一个或多个应用程序44或程序模块(未示出)和程序数据46，可以存储在硬盘、外部磁盘42、ROM 30或RAM 28中。应用程序可以包括如图1或图5至图9所示的至少一部分功能。

如上所述，用户可以借助于输入装置(例如键盘48和计算机鼠标50)将命令和信息输入到PC 20中。其它输入装置(未示出)可以包括麦克风和其他传感器、操纵杆(joystick)、游戏垫、扫描仪等。这些或其它输入装置可以借助于与系统总线26连接的串行接口52连接到处理器单元22，或者借助于其它接口(例如并行接口54、游戏端口或通用串行总线(USB))连接。另外，信息可以由打印机56打印。打印机56和其它并行输入/输出装置可以通过并行接口54与处理器单元22连接。监视器58或其它类型的显示装置通过接口(如视频输入/输出口160)与系统总线26连接。除了监视器之外，计算机环境20可以包括其它外围输出装置(未示出)，例如，扬声器或声输出器。

计算机环境20可以与其它电子装置(例如计算机、有线电话、无绳电话、个人数字助理(PDA)、电视机等)通信。为了通信，计算机环境20可以在联网环境中操作，其中使用了与一个或多个电子装置的连接。图11图示了与远程计算机62联网的计算机环境。远程计算机62可以是另一计算机环境(例如服务器、路由器、网络PC、等效或对等装置或其他常规网络节点)，并且包括许多或所有上述关于计算机环境20的所有元件。如图11所示的逻辑连接包括局域网(LAN)64和广域网(WAN)66。这种网络环境通常是办公室、公司计算机网络、内联网和互联网。

当在LAN网络环境中使用计算机环境20时，计算机环境20可以通过网络输入/输出端68连接到LAN 64。如果在WAN网络环境中使用计算机环境20，则计算机环境20包括调制解调器70或用于经由WAN 66产生通信的其它装置。调制解调器70借助于串行接口52与系统总线26连接，该调制解调器70相对于计算机环境20在内部或外部。在网络环境中，相对于计算机环境20显示的程序模块或它的部分可以存储在远程存储器装置中，该远程存储器装置可在远程计算机62上或从远程计算机62访问或者是系统的一部分。此外，与上述方法和/或系统相关的其它数据可以在远程计算机62上访问或从远程计算机62访问。

标号列表：

20 计算机环境

22 处理器单元

24 系统存储器

26 系统总线

28 随机存取存储器(RAM)

30 只读存储器(ROM)

32 硬盘驱动器

34 磁盘驱动器

36 移动硬盘

38 硬盘驱动器接口

40 磁盘驱动器接口

44 应用程序

46 程序数据

48 键盘

50 计算机鼠标

52 串行接口

54 并行接口

56 打印机

58 监视器

60 视频输入/输出端

62 远程计算机

64 局域网(LAN)

66 广域网(WAN)

68 网络输入/输出端

70 调制解调器

100 显示单元

105 显示区域

110 显示区域

115 缩放条

120 缩放条

125 缩放控件

130 缩放控件

135A-N 单元

140A-N 传感器

145 网络(LAN,WAN)

150 检测单元

155 控制模块

160 用于控制、检测、调节和/或分析生物、生物化学和/或物理过程的计算机系统

200 单元

205 传感器装置

210 反应器装置

215 单个控制单元装置

220 传感器，例如O₂/CO₂分析器或分析传感器

225 生物反应器

230 单个控制单元，例如比例

235 内部单个控制单元

305 通信视角

310 装置

315 用户/监控视角

320 单元

325 控制模块

330 控制模块变量

335 测量数据

340 历史性批量数据视角

345 批量数据

350 开始和停止时间

355 批量存储的单元

360 批量存储的控制模块

365 数据集特性传感器

370 批量存储的测量数据

400 组

405A...N 单元

406A...N 传感器装置

410A...N 反应器装置

415A...N 单个控制单元装置

420A...N 传感器

425A...N 生物反应器

430A...N 单个控制单元

435A...N 内部单个控制单元

500 示例性显示单元

505 显示测量数据的第一显示区域

510 显示测量数据的第二显示区域

515 第一缩放条

520 第二缩放条

525 第一缩放控件

530 第二缩放控件

535 链接按钮

540 同步按钮

600 示例性显示单元

605 显示测量数据的第一显示区域

610 显示测量数据的第二显示区域

615 第一缩放条

620 第二缩放条

625 第一缩放控件

630 第二缩放控件

635 链接按钮

640 同步按钮

700 示例性显示单元

705 显示测量数据的第一显示区域

710 显示测量数据的第二显示区域

715 第一缩放条

720 第二缩放条

725 第一缩放控件

730 第二缩放控件

735 链接按钮

740 同步按钮

800 示例性显示单元

805 显示测量数据的第一显示区域

810 显示测量数据的第二显示区域

815 第一缩放条

820 第二缩放条

825 第一缩放控件

830 第二缩放控件

835 链接按钮

840 同步按钮

905 同步缩放条

910 关于可使趋势同步

915 可使趋势同步

920 不能同步

925 可以同步

930 启动同步按钮

935 趋势同步

940 使缩放条同步

945 获得同步范围

950 范围适合

955 范围不适合

960 第二缩放条的相对改变

965 设置相对范围

970 缩放条具有相同的范围

1005 解除缩放条的链接

1010 链接趋势

1015 趋势已链接？

1020 解除缩放条的链接

1025 订阅缩放条改变通知

1030 解除缩放条的链接

1035 链接缩放条

1040 订阅缩放条改变通知

1045 公开动作链接

1050 缩放条位置改变

1055 改变第一缩放条

1060 改变第二缩放条

1065 链接缩放条