具有真实和虚拟数据可视化的用户界面的制作方法

专利名称：具有真实和虚拟数据可视化的用户界面的制作方法
技术领域：
本发明的具体实施例涉及一种用户界面，更具体地涉及一种对真实和虚拟数据的可视化进行显示的图形化用户界面。
背景技术：
在大多数制造环境中，使用反应式维护及品质控制策略来在当问题发生时进行修 护。这种反应式策略的示例包括统计过程控制(Statisticalprocess control, SPC)及先 进过程控制(Advanced process control，APC)。反应式策略的缺点为它们是在问题已经 发生的后才会响应这些问题。因此，由于该问题而造成产品会作废，机器无法指挥，员工的 工时会被消耗等。为了在问题发生的前防范，一些制造环境实施预测性策略。此种预测性策略是要 仿真参数的未来数值。但是，这些未来数值的仿真的可视化、软件及/或硬件实施等皆与显 示该制造环境的过去及目前数值的那些独立且有所区别。因此这些仿真并未整合于在厂 区所使用的信息，且使用与在厂区可获得的不同的数据。如果工程师想要观看预测的未来 数值，他必须执行提供这些预测的第一应用程序。但是，如果工程师想要观看过去或目前数 值，他必须执行提供这种信息的独立的第二应用程序。通常，仿真应用程序会以与呈现过去 及目前数值的应用程序所使用的不同的方式及不同的控制来呈现数据。仿真解决方案亦受到其在指定的时间点进行仿真使用的作为系统的静态近似的 模形的影响。因此，这些仿真在问题调查中所产生的结果时常是基于过时或老旧的数据。虽 然这些仿真仍具有价值，它们时常不可信，因此仅用作为补充性信息而非真实的预测。


本发明以示例方式示出，而非限定，在所附的附图中图IA示出了可以动作本发明的具体实施例的制造环境的示例性架构；图IB示出了根据本发明具体实施例的数据库轮廓的实体关系图；图2A示出了根据本发明具体实施例的用户界面的第一视图；图2B示出了根据本发明另一具体实施例的用户界面的第二视图；图3示出了根据本发明又一具体实施例的用户界面的第三视图；图4A示出了根据本发明又一具体实施例的用户界面的第四视图；图4B示出了示根据本发明又一具体实施例的用户界面的第五视图；图5示出了动态产生虚拟数据的方法的具体实施例的流程图；图6示出了在用户界面上显示取得的数据与虚拟数据的方法的具体实施例的流 程图；并且图7示出了根据本发明具体实施例的示例性计算机系统的区块图。
具体实施方式

这里描述的是用于提供用户界面的方法及装置，用户可同时观看及解译取得的数 据(例如来自传感器、测试机器、输入的数据等)及虚拟数据。在一个具体实施例中，代表 一个或多个参数的过去数值的第一取得数据被显示在用户可监视、控制及预测系统操作的 用户界面上。代表参数的目前数值的第二取得数据被显示在用户界面上。代表一个或多个 参数的预测的未来数值的虚拟数据被显示在相同的用户界面上。在一个具体实施例中，表 示该虚拟数据的准确程度的品质指针亦显示在用户界面上。该虚拟数据及该品质指针可随 着时间推移而更新。在一个具体实施例中，该第一取得数据、第二取得数据及该虚拟数据以 统一的视觉外观来呈现，使得过去数值、目前数值及预测的未来数值的间的关是可用视觉 方式表示。该第一取得数据、第二取得数据及虚拟数据可同时以图形、透明图、动画及/或 报告方式来表示。在以下的说明中会提出许多细节。但是本领域技术人员应了解本发明可不利用这 些特定细节来实施。在一些实例中，熟知的结构及装置以框图形式显示，而非以细节来显 示，以避免与本发明混淆。以下的详细说明的一些部份是以计算机内存内数据位的运算的算法及符号式表 示的方式来呈现的。除非另有特定地陈述，从以下的讨论中可明确了解到在整个说明书的 讨论中利用的术语，例如“显示”、“接收”、“合并”、“产生”、“更新”等，皆代表计算机系统或 类似的电子运算装置的动作及处理，其可操纵并将表示成该计算机系统的缓存器及内存内 的物理(电子)量的数据转换成为其它数据，其它数据类似地表示成计算机系统内存、或缓 存器、或其它例如信息储存器、传输或显示装置内的物理量。本发明还涉及执行此处的操作的设备。此设备可为了所需要的目的而特别地建 构，或该设备可为泛用型计算机，其由储存在该计算机中的计算机程序选择性地激活或重 新配置。这种计算机程序可以储存在计算机可读取储存介质中，例如但不限于任何种类的 盘片，包括软盘、光盘、⑶-ROM及磁性光学盘片、只读存储器(Read-only memory，ROM)、随机 存取内存(Random access memory，RAM)、EPR0M、EEPR0M、磁性或光学卡片，或任何种类的适 用于储存电子指令的介质，其每一者皆耦合至计算机系统总线。此处所呈现的算法及显示在本质上并不相关于任何特定计算机或其它设备。根据此 处的教导多种泛用型系统可使用程序，或可方便地建构更为特殊化的设备来执行所需要的方 法步骤。各种这样的系统所需要的结构将在以下的说明中提出。此外，本发明并未参照任何特 定的程序化语言来描述。应理解可使用多种程序化语言来实施此处所述的本发明的教导。本发明可提供计算机程序产品或软件，其中可包括在其上储存有指令的机器可读 取介质，其可用于程序化计算机系统(或其它电子装置)来执行根据本发明的过程。机器 可读取介质包括储存或传送在形式上可由机器(例如计算机)读取信息的任何机构。例 如，机器可读取(例如计算机可读取)介质包括机器(例如计算机)可读取储存介质(例 如只读存储器(ROM)、随机存取内存(RAM)、磁盘储存介质、光学储存介质、闪存装置等)、机 器(例如计算机)可读取传输介质(电子、光学、声学或其它形式的传递信号(例如载波、 红外线信号、数字信号等))等等。图IA示出其中可以运作本发明的具体实施例的制造环境的示例性架构100。该 制造环境可为半导体制造环境、汽车制造环境等。在具体实施例中，架构100包括经由网络125连接的一个或多个供应链数据库120、一个或多个顾客数据库115、制造执行系统 (Manufacturing execution system，MES) 110 及制造信息及控制系统(Manufacturing information and controlsystem, MICS)105。网络125可为一公用网络(例如互联网)、私有网络(例如Ethernet或局域网络(Local area network，LAN))或其组合。网络125可以包括多个私有网络，其可直接连接 或经由公用网络连接。例如，供应链数据库120可连接至由供货商控制的第一私有网络，顾 客数据库115可连接至由顾客控制的第二私有网络，而MICS 105及MES 110可连接至第三 私有网络。这些私有网络的每一者可经由一公用网络连接。供应链数据库120包括供货商或经销商可使用及/或所提供的信息。这些信息可 以包括例如供货商的订单(例如零件及商品订单)、供货商库存(例如目前库存、预期库存 等)、预期的递送日期等。当自多个经销商或供货商取得数据时，架构100可以包括多个供 应链数据库120。例如，第一供应链数据库可以包括原始商品的信息，第二供应链数据库可 以包括制造设备的信息。顾客数据库115包括顾客可使用及/或所提供的信息。这种信息可以包括例如顾 客对特定的制造对象、顾客库存等的需求。架构100可以包括多个顾客的单一顾客数据库 115，或多顾客数据库115，其每一者提供关于不同顾客的信息。制造执行系统(Manufacturing execution system，MES) 110为可用于在制造环境 中测量及控制生产活动的系统。MES 110可以控制一组制造设备(例如半导体制造设施中 的所有光刻设备)、制造设施(例如汽车生产工厂)、整个公司等的部份生产活动(例如关 键制造活动)或所有生产活动。MES 110可以包括人工及计算机化离线及/或线上交易处 理系统。这种系统可以包括制造机器、度量装置、客户端运算装置、服务器运算装置、数据库 等，其可执行的功能例如是过程、设备追踪、派工(例如决定那些材料送到那些过程)、产品 谱系、劳工追踪(例如个人排程)、库存管理、成本、电子签章捕捉、缺陷及分辨率监测、关键 效能指针监视及警报、维护排程等等。在具体实施例中，MES 110连接到一个或多个MES数据铺130。MES数据铺130可 为数据库、档案系统、或在非易失性内存(例如硬盘机、磁带机、光驱等)、易失性内存(例如 随机存取内存(RAM))、或其组合上其它的数据管理。每个MES数据铺130可以储存例如制 造处方的历史过程信息(例如温度、压力、使用的化学物质、过程时间等)、设备维护历史、
库存等。制造信息及控制系统(Manufacturing information and control system, MICS) 105结合来自多个不同来源(例如数据铺)的不同信息，并在单一界面上呈现此信息。 MICS 105可以用于得到对于该制造环境的了解，并可使得用户决定该制造环境的效率，及 /或如何改善该制造环境的全部或其部件。MICS 105亦可由该组合的信息取得推论、得到 报告及/或进行动作。例如，MICS 105可以做为早期警告系统(例如预测废料、启始产品重 加工等)，提供瓶颈分析，提供资产管理(例如降低未排程设备停工时间)、改善收益差的实 施等。在具体实施例中，MICS 105包括数据合并器140、用户界面145、决策支持模块155、 执行模块160、预测器150及实时监视器165。数据合并器140合并来自多个不同来源(例如数据铺)的过去参数值及/或参数 值的取得的数据，并且将该得到的数据呈现为如同来自于单一数据来源。从数据来源取得的数据被合并的方式可以依据取得数据的间的关系而定。这些关系可由用户定义。再者， 数据被合并的来源，及数据被合并的方式可由用户构建。因此，因为加入新的数据铺及/或 旧的数据铺被移除，数据合并器140可适于容纳改变。在具体实施例中，数据合并器104合并来自多个MES数据铺130的数据(例如库存 数据铺、维护数据铺、度量数据铺、过程数据铺等)。在另一具体实施例中，数据合并器140 合并来自供应链数据库120及/或顾客数据库115的数据。在另一具体实施例中，数据合并 器140在当数据由实时监视器165收集时合并实时数据(例如来自制造机器及度量机器)。 在另一具体实施例中，数据合并器140合并已经由预测器150产生的虚拟数据。数据合并 器140亦可合并手动输入的数据(例如由装置操作者、维护人员等输入的数据等 )。在具体实施例中，数据合并器140将合并的取得数据储存在MICS数据铺135中。 另外，数据合并器140可将所有合并的取得数据的子集合储存在MICS数据铺135。例如，数 据合并器140可以将产生虚拟数据所需要的合并数据储存在MICS数据铺135中。实时监视器165收集一个或多个参数的目前数值的实时数据。这种实时数据可从 经由网络125连接到MICS 105的传感器及系统收集。实时监视器165可以例如在当该数 据产生时从制造设备及度量设备收集数据。在具体实施例中，实时监视器165向数据合并 器140提供该实时数据。预测器150使用(制造执行系统110的一个或多个组件的)过去参数值及/或目 前参数值的合并的取得数据以产生预测参数的未来数值的虚拟数据。然后预测器115可以 将所产生的虚拟数据储存在MICS数据铺135中。虚拟数据可以产生及储存，但不影响所取 得的数据的历史数据铺。虚拟数据可基于趋势外插、内插、仿真(例如模型式仿真)等来产 生。用于产生虚拟数据的方法、模型及/或算法可依据所预测的参数。例如，第一仿真 模型可用于预测第一参数的未来值，而第二仿真模型可用于预测第二参数的未来值。在具体实施例中，预测特定参数的未来值需要存取到该参数的过去数值。亦需要 存取影响要被预测的参数的相关参数的过去数值。例如，预测特定制造装置的缓冲器长度 参数值可以包括收集所接收的批次、派工的批次、类似制造装置的规定维护、类似制造装置 的健康统计等的参数值。预测特定参数的未来数值亦可包括预测相关参数的未来数值。例如，为了准确地 预测装置的压力，模型首先需要预测该装置的未来功率及气体流速。相关的未来预测在此 处称的为虚拟扩充。该虚拟扩充与非虚拟部件(取得的数据)具有一对多的关系，且这些 非虚拟部件每个可以关联于一个或多个虚拟部件，表示虚拟扩充可被应用到一个以上的数 据参数。因此，单一虚拟扩充(或虚拟扩充的组合)可以用于多个不同参数的预测。单一 虚拟扩充亦可关联于单一虚拟数据参数的多个预测数值。将虚拟扩充应用到多个预测的数 值可以最小化数据储存的消耗。在具体实施例中，预测器150产生数据质量指针，并使数据质量指针与该虚拟数 据关联。数据质量指针可以实施成不具有目前或过去相对应者的特殊型态的虚拟扩充。数 据质量指针代表该虚拟数据的准确程度。数据质量指针可以包括例如错误棒、标准差、变异 量、平均值等。这些数据质量指针允许用户了解到该预测的信心度，并以量化的方式利用该 预测。
预测愈进一步延伸到未来，该虚拟数据的准确度愈低。因此，该数据质量一般随时间降低，且与数据质量指针一起传递。如同其它虚拟扩充，数据质量指针可以与多个参数关 联。例如，如果数据限定器包括上限与下限，且这些限制在一段时间当中对于一些数据点为 有效，该方法允许所有这些数据点连结到单一上限及下限组合。图IB示出了根据本发明具体实施例的数据库轮廓170的实体关系图。数据库轮 廓170可以最佳化数据库空间的利用，并支持虚拟扩充中可能的复杂关系。数据库轮廓170 包括虚拟数据集172，其经由第一关系组176与虚拟扩充组174共享关系。虚拟数据集172 的每个虚拟数据参数可以包括唯一的识别(Identifier，ID)、描述器(名称)、数值(例如 10度)、时间标记，及/或一个或多个虚拟扩充。在具体实施例中，该唯一识别登录项为虚 拟数据集172的主要键，且该虚拟扩充登录项为虚拟数据集172的外来键。作为虚拟数据 集172的外来键，该虚拟扩充登录项可将虚拟数据参数链接到虚拟扩充集174的不同成员。 虚拟扩充集174的每个虚拟扩充可以包括唯一识别(ID)、描述器(名称)、一个或多个扩充 参数及/或一个或多个次扩充。在具体实施例中，该唯一识别登录项为虚拟扩充组174的 主要键，而该次扩充登录项为虚拟扩充组174的外来键。作为虚拟扩充集174的外来键，该 次扩充登录项可将虚拟扩充链接到虚拟扩充组174的另一不同成员。第一关系组176显示出虚拟数据集172的多个虚拟数据参数可以与虚拟扩充组 174的单一虚拟扩充共享关系。由第一关系组176所特征化的关系可使得虚拟数据集172 可取决于及/或被虚拟扩充组174修正。数据库轮廓170亦包括第二关系组178，其显示虚 拟扩充组174的多个虚拟扩充可与虚拟扩充组174的另一虚拟扩充共享关系。第二关系组 178所特征化的关系可使得虚拟扩充组174可取决于及/或被虚拟扩充组174修正。此允 许虚拟扩充的间的递归关系。在一个示例中，如果例如温度的参数在一分钟的区间内以一秒的预测粒度被预 测，则将会将60个被预测的虚拟数据参数值储存在虚拟数据库中。如果对于每个预测计算 信心指针，则亦会储存60个信心指针。如果3-sigma上限及下限仅对每个第10个数据点 做计算，则将会对上限与下限每者储存6个(而非每者存60个)，这些扩充的每者经由外来 键被链接到10个预测数值。如果基于3-sigma上限每分钟计算单一绝对上限，则绝对上限 的单一数值将链接到6个3-sigma上限(因此链接到所有60个预测值)。此扩充方法亦允 许预测能力的较简单的重新构造及预测扩充信息的后续更新。回到图1A，数据合并器140可将虚拟数据与合并的取得数据进行合并。虚拟数据 与取得数据可被合并，使得该虚拟数据对准相关的取得数据。因此，例如如果该取得数据代 表机器缓冲器长度的数据库字段，且此数值正在被预测，该虚拟数据将代表被预测的机器 缓冲器长度。如参照图IB的解释，在将数据域位扩充到未来中，额外的限定参数可连结至 该数据域位，以提供该预测数据的更为完整的描述(例如数据质量指针、虚拟扩充等)。特 别是，至少预测品质(数据质量指针)的表示可连结至该预测的数据。在具体实施例中，数据合并器140连续地将新取得的数据与既有的被合并的真实 和虚拟数据进行合并。该新取得的数据可为从实时监视器165接收的实时数据及/或被加 入到MES数据铺130、供应链数据库120、顾客数据库115等的额外数据。该新取得的数据 可以取代部份的虚拟数据(例如在该新取得的数据的时间标记符合该虚拟数据的时间标 记的状况下)。例如，一旦发生预测事件，该事件的预测数值可被真实数值所取代。
在具体实施例中，预测器150使用动态预测模型连续地更新虚拟数据。当新的数 据由数据合并器140收集并合并时，该新数据可用于使用指定的预测技术(例如模型)来 重新计算虚拟数据。因此，虚拟数据总可基于最新的数据，增加预测准确性。每次重新计算 可以提供未来数值的更为准确的预测。在具体实施例中，重新计算虚拟数据包括重新计算 与虚拟数据相关的数据质量指针。在具体实施例中，重新计算虚拟数据包括取代原始虚拟 数据。另外，原始虚拟数据不会被覆盖。用户界面145提供被合并的取得数据与虚拟数据的交互式显示。经由这些显示， 用户可观看该制造环境的过去、目前及未来数值。在具体实施例中，用户界面145提供柔性 视觉能力，例如顾客化的绘图曲线、透明图、总结数据、关键效能指针，及到个别数据点数值 的深入。在另一具体实施例中，用户界面145提供动画信息可视化，所以该信息的动态特性 可用压缩的时间格式来观看。用户界面145可以用相同方式存取及呈现虚拟数据与取得数 据，从而配合历史数据提供对预测的数据的直觉式存取。该数据质量指针可以对于预测的 虚拟数据的品质提供额外的信息，叠加在该虚拟数据的可视化上。用户界面145的具体实 施例参照图2A-4B在以下更为详细地被描述。
参照图1A，决策支持逻辑部件155基于历史及目前操作状态(例如过去及目前数 值的取得数据)提供建议及决策。决策支持逻辑部件155亦可基于未来操作状态(例如未 来数值的虚拟数据)提供建议及决策。决策支持逻辑部件155可以基于将一组数值与结果 匹配的商业逻辑来提供这些建议及决策。该结果例如使得维护人员得知等待中的机器失 效、使得过程工程师得知异常的测量结果等。结果亦可建议要采取的动作。例如，该结果可 建议对机器执行特定维护。执行逻辑部件160负责基于决策支持逻辑部件155的输出对商业系统采取动作。 这些动作的形式为智能型商业规则，可通过实时系统事件、预测的事件或排程的活动被激 活。例如，执行逻辑160在某些数值被检测到时自动地对机器的维护进行排程，自动地关闭 机器等。虽然上述的示例性架构100是制造环境，本发明的具体实施例亦可在其它环境下 操作，例如投资环境(例如用于交易股票、债券、外汇等)、研究环境等。在其它环境中，不存 在制造执行系统，并且代替制造信息及控制系统的可以是研究信息及控制系统，投资信息 及控制系统等。但是，数据合并器140、用户界面145、决策支持逻辑部件155、执行逻辑部件 160、预测器150及实时监视器165的功能不随环境变化。图2A-4B示出了根据本发明的具体实施例的用户界面的示例视图，其中用户可以 监视、控制及预测系统操作。用户界面的示例性视图可以显示参数的过去数值及目前数值 的取得数据。用户界面的示例性视图亦可显示参数的未来数值的虚拟数据。用户界面的部 分或所有示例性视图可以利用统一的视觉外观呈现取得数据与虚拟数据，使得过去数值、 目前数值与预测数值的间关系被视觉地表示。在具体实施例中，用户界面对应于图IA的用 户界面145。参照图2A，用户界面的第一视图200示出根据本发明具体实施例在指定时间点处 制造设施(工厂)的示例性关键效能指针的仪表板视图。关键效能指针包括工厂产能、工厂 状态、每小时工作、第一时间品质、制造时间、停工时间等。每个关键效能指针与相关数值一 起显示。例如，工厂产能显示为87%，而每小时工作显示约为60。指定的时间点可以调整，使其显示过去关键效能指针值，显示目前关键效能指针值，或显示未来关键效能指针值。如 果显示未来关键效能指针值，数据质量指针可与数值关联显示。在另一具体实施例中，关键效能指针可视化可以是动画化来动态地以压缩时间格 式显示由过去经过现在到未来当中的指针值的演进。例如，该动画可将显示时间的一秒等 同为工厂时间的一小时。指针可以是动画化来例示由过去一周经过现在到未来一周的数据 (以大约6分钟的动画)。当该动画横跨目前时间边界(此处称的为N0WTIME)到该预测空 间中时，该可视化可以选择与预测的数值一起也显示数据质量指针，例如通过将这些数值 叠加在大于N0WTIME的所有时间值的动画上。
关键效能指针可为用户定义，并可根据与它们相关联的系统。例如，可以显示制造 设施内特定部门的关键效能指针的替代仪表板视图。在这种替代仪表板视图中包括的关键 效能指针可以包括特定类别的机器、流量、停工时间等的状态。图2B示出了根据本发明具体实施例的用户界面的第二视图250。在第二视图250 中，多个示例性叠加的窗口显示不同的真实及/或虚拟数据。如所示，第一窗口显示运转数 据图形，第二窗口显示单一变化分析(Univariate analysis,UVA)模型结果，第三窗口显示 工厂状态，并且第四窗口显示设备状态历史。可显示更多或较少的窗口。要在窗口中显示的 数据可由数据选择列表中选择，而用于显示该数据的可视化可由数据视图列表中选择。可 视化选项的示例包括绘制数据、提供数据透明图、提供数据的动画等。窗口的部份或全部可 以提供取得数据与虚拟数据的同时表示与可视化。任意窗口可以单独地在时间上向前或向 后来观看过去数值、目前数值或预测的未来数值。另外，所有窗口可以一起在时间上前进或 后退。图3示出了根据本发明具体实施例中用户界面的第三视图300。第三视图300可作 为不同窗口被包括在第二视图250中。另外，第三视图300可独立并区别于第二视图250。第三视图300包括指定参数的集合的时间线透视图。所示的示例性指定参数包括 制造设备的断电分析。然而，可以显示任何指定的单个或多个参数的时间线透视图。时间 线透视图可以用视觉上统一的方式显示过去数值、目前数值及未来预测的数值。例如，在日 期01/01/05及01/02/05处显示的数据点可以代表取得数据的过去数值，在日期01/03/05 处显示的数据点可以代表取得数据的目前数值，而在日期01/04/05-01/10/05处显示的数 据点可以代表虚拟数据的未来数值。第三视图300可以包括多个播放控件305，可在时间上向前及向后来移动该时间 线透视图。播放控件305可以例如包括停止、前进、后退、前进略过、后退略过等控件。播放 控件305可以用于对第三视图300中所示的数据进行动画。另外，该数据可用静态格式显
7J\ ο图4A示出了根据本发明具体实施例中用户界面的第四视图400。第四视图400包 括指定参数的时间线透视图。在第四视图400中，时间0-24显示参数的过去数值。在时间 25显示参数的目前数值。在时间26显示后参数的未来数值。标示为N0WTIME_1的垂直棒 代表目前时间。如所示，参数由历史数据、经由N0WTIME_1到该虚拟数据的可视化是无缝隙 的(例如该参数值的可视化并未改变)。数据质量指针与该参数的未来数值相关。数据质量指针代表参数的预测的未来数 值的信心程度。在示例性第四视图400中，数据质量指针包括上控制限制与下控制限制。上控制限制可以代表在给定时间该参数的最大可能的预测值，而下控制限制可以代表该参数 的最小可能的预测值。参数数值的预测愈进入未来，该预测的信心度愈低。例如，参数在时 间70处的上控制限制显示约为120，而在时间26处的上控制限制显示约为80。类似地，参 数在时间70处的下控制限制显示约为40，而在时间26处的下控制限制显示约为50。 图4B示出了本发明另一具体实施例中用户界面的第五视图450。第五视图450在 时间前进使得目前时间为36后对应于图4B所示的第四视图400。在第五视图450中，时 间0-35显示参数的过去数值。在时间36显示参数的目前数值。在时间37后显示该参数 的未来数值。标示为N0WTIME_2的垂直棒代表目前时间。如所示，该数据质量指针在N0WTIME_2处重新计算。因此，参数在N0WTIME_2显示 与在N0WTIME_1处不同的上控制限制与下控制限制。在N0WTIME_2处显示的较紧的控制限 制反应出数据质量指针已经使用在N0WTIME_1后收集的额外数据进行重新计算的事实。在 具体实施例中，数据质量指针随着数据被收集被连续地重新计算。另外，数据质量指针可在 指定的时间间隔(例如每5秒、每10分钟、每日等)定期地重新计算。图5示出了产生虚拟数据的方法500的具体实施例的流程图。该方法可由处理逻 辑来执行，处理逻辑可以包含硬件(例如电路、专属逻辑、程序化逻辑、微程序代码等)、软 件(例如在处理装置上运作的指令)或其组合。在一个具体实施例中，方法500由图IA的 制造信息与控制系统105所执行。参照图5，方法500包括合并来自多个来源的过去与目前参数数值的取得数据(区 块505)。多个来源可以包括顾客数据库、供应链数据库、MES数据铺及/或额外数据铺。在 具体实施例中，取得数据由图IA的数据合并器140所合并。在区块510中，通过将取得数据应用到预测性模型产生虚拟数据。预测性模型可 为仿真、外插、内插或其它种类的预测性模型。虚拟数据可以代表由取得数据所代表的相同 参数的预测的未来数值。在具体实施例中，产生虚拟数据包括产生虚拟扩充，该虚拟扩充代 表与预测的单个或多个参数相关的额外参数。在具体实施例中，虚拟数据由图IA的预测器 150产生。在区块515中，为虚拟数据产生数据质量指针。数据质量指针可以包括例如错误 棒(例如上控制限制与下控制限制)、标准差、变异量等。在具体实施例中，数据质量指针由 图IA的预测器150产生。在区块520中，数据库存在有虚拟数据及/或数据质量指针。该数据库可为例如 制造信息及控制系统数据铺。另外，数据库可是指定给虚拟数据、数据质量指针及/或虚拟 扩充的不同数据库。一旦该数据库已经存在，虚拟数据可与取得数据合并。在具体实施例 中，这随着虚拟数据产生而自动地发生。在区块525中，处理逻辑决定是否已经接收到额外取得数据。额外取得的数据可 由例如实时监视器(例如图IA的实时监视器165)，或由处理逻辑收集取得数据的一个或 多个数据铺及/或数据库来接收。如果已经接收到额外取得数据，该方法继续进行到区块 535。如果未接收到额外取得数据，该方法进行到区块530。在区块535中，虚拟数据的一部份被额外取得数据所取代。在具体实施例中，所有 数据皆与指定时段相关。该时段可为数据被收集的时间的历史时间点，或是投射的未来时 间点。该时间点可由时间标记表示。在具体实施例中，虚拟数据的被取代的部份被具有与该虚拟数据相同的时间标记的取得数据所取代。在区块540中，通过将额外数据应用到预测性模型使虚拟数据动态地更新。在具 体实施例中，虚拟数据随着接收到额外数据连续地被更新。另外，该虚拟数据可用定期的方 式来更新。在区块545中，数据质量指针被动态地更新。在区块530中，取得数据与虚拟数据经由用户界面呈现给用户。在具体实施例中， 用户界面对应于图2A至图4B所示的用户界面。然后该方法结束。图6示出了在用户界面上 显示取得的数据和虚拟数据的方法600的具体实施例的 流程图。该方法可由处理逻辑来执行，处理逻辑可以包含硬件(例如电路、专属逻辑、程序 化逻辑、微程序代码等)、软件(例如在一处理装置上运作的指令)或其组合。在具体实施 例中，方法600由图IA的制造信息与控制系统105所执行。参照图6，方法600包括在用户界面中显示一个或多个参数的过去数值的第一取 得数据(区块605)。用户界面可使得用户可以监视、控制及预测系统操作。在具体实施例 中，参数代表可在用户界面的仪表板视图中显示的关键效能指针。在区块610中，一个或多 个参数的目前数值的第二取得数据显示在用户界面中。第二取得数据可与第一取得数据以 连续方式呈现。在区块615中，一个或多个参数的未来数值的虚拟数据显示在用户界面中。虚拟 数据可与第一规则数据和第二取得数据以连续方式显示。在具体实施例中，第一取得数据、 第二取得数据及虚拟数据以统一的视觉外观来呈现，使得过去数值、目前数值及未来数值 的间的关系可用视觉方式表示。在另一具体实施例中，用户界面包括图形、透明图、动画或 报告中至少一项，可提供第一取得数据、第二取得数据及虚拟数据的同时表述及可视化。在 另一具体实施例中，第一取得数据、第二取得数据及虚拟数据被呈现在时间线透视图中。在区块620中，虚拟数据的数据质量指针被显示在用户界面中。数据质量指针可 代表虚拟数据的准确程度。在具体实施例中，数据质量指针作为时间的函数变化。图7示出了计算机系统700的示例性形式中机器的图形表示，在其中可执行用于 使得机器执行此处所述的任何一个或多种方法的一组指令。在替代具体实施例中，机器可 连接至(例如网络化)局域网络(LAN)、企业内网络、企业外网络或网际网络中的其它机 器。机器可在客户端-服务器网络环境中的服务器或客户端机器的能力下运作，或作为点 对点(或分布式)网络环境中的对等机器。机器可为个人计算机(PC)、平板式PC、机顶盒 (Set-top box, STB)、个人数字助理(Personal Digital Assistant, PDA)、细胞式电话、网 络家电、服务器、网络路由器、交换器或桥接器，或任何能够执行指定要由该机器采取的动 作的一组指令(序列式或其它方式)的机器。另外，虽然仅示出单一机器，“机器”一词亦被 用于包括任何机器的集合(例如计算机)，其个别或联合地执行一组(或多组)指令来执行 此处所述的方法的任何一个或多种方法。示例性计算机系统700包括处理器702、主存储器704 (例如只读存储器(ROM)、闪 存、随机存取内存(DRAM)，例如同步DRAM (SDRAM)或Rambus DRAM (RDRAM)等)、静态内存 706(例如闪存、静态随机存取内存(SRAM)等)、及次级内存718(例如一数据储存装置)，经 由总线730彼此进行通讯。处理器702代表一个或多个泛用型处理装置，例如微处理器、中央处理单元或类 似者。更特定而言，处理器702可为复杂指令集运算(Complexinstruction set computing,CISC)微处理器、精简指令集运算(Reducedinstruction set computing, RISC)微处理 器、非常长指令字符(Very longinstruction word, VLIff)微处理器，实施其它指令集的 处理器或实施指令集的组合的处理器。处理器702亦可为一个或多个特殊用途处理装置， 例如特定应用集成电路(Application specific integrated circuit，ASIC)、场域程序 化闸极数组(Field programmable gate array，FPGA)、数字信号处理器(Digitalsignal processor, DSP)、网络处理器或类似者。处理器702配置为执行处理逻辑726以执行此处 所述的操作及步骤。
计算机系统700另可包括网络界面装置708。计算机系统700亦可包括视频显示 单元710 (例如液晶显示器(LCD)或阴极射线管(CRT))、文数字输入装置712 (例如键盘)、 光标控制装置714 (例如鼠标)、及信号产生装置716 (例如喇叭)。次级内存718可以包括一机器可读取储存介质(或更特定而言计算机可读取储存 介质)731，在其上储存有实施此处所述的一个或多种方法或功能的一个或多组指令(例如 软件722)。软件722在计算机系统700执行期间也可完整或至少部份地存在于主存储器 704内及/或在处理装置702内，主存储器704及处理装置702也构成机器可读取储存介 质。软件722进一步可经由网络界面装置708在网络720的上传送或接收。机器可读取储存介质731亦可用于储存数据合并器、预测器及/或用户界面 145 (例如图IA的数据合并器140、预测器150及用户界面145)，及/或软件库，其中包含 呼叫数据合并器、预测器及/或用户界面的方法。机器可读取储存介质731另可用于储存 制造信息及控制系统(MICS)的一个或多个额外部件，例如决策支持逻辑部件、实时监视器 及/或执行逻辑部件。尽管机器可读取储存介质731在示例性具体实施例中显示为单一介 质，“机器可读取储存介质”一词应当包括储存一组或多组指令的单一介质或多个介质(例 如集中式或分布式数据库，及/或相关的快取及服务器)。“机器可读取储存介质”也应当 包括能够储存或编码由该机器执行的一组指令并使得该机器执行本发明的任何一个或多 种方法的任何介质。该用语“机器可读取储存介质”因此应当包括(但不限于)固态内存 及光学与磁性介质。应了解到以上的说明是做为例示性而非限制性。许多其它具体实施例在本领域技 术人员阅读及了解以上说明的后皆可清楚明了。虽然本发明是参照特定具体实施例来说 明，但应了解到本发明并不限于所述的具体实施例，而可以在所附权利要求的精神与范畴 内通过修正及变化来实施。因此，应以例示性而非限制性的角度来看待说明书及附图。因 此本发明的范围应参照所附权利要求，连同权利要求所主张的同等者的全部范围所决定。
权利要求
一种计算机实施的方法，所述方法包含以下步骤在用户可监视、控制和预测系统操作的用户界面上显示第一取得数据，所述第一取得数据代表一个或多个参数的过去数值；在所述用户界面上显示第二取得数据，所述第二取得数据代表所述一个或多个参数的目前数值；及在所述用户界面上显示虚拟数据，所述虚拟数据代表所述一个或多个参数的预测的未来数值，其中，利用统一的视觉外观来呈现所述第一取得数据、所述第二取得数据和所述虚拟数据，使得所述过去数值、所述目前数值和预测的所述未来数值之间的关系被视觉性地表示。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述用户界面包括图形、透明图、动画或报告中至少一项，提供所述第一取得数据、所 述第二取得数据和所述虚拟数据的同时表述和可视化；并且所述一个或多个参数代表关键效能指针，并且其中，所述用户界面包括所述关键效能 指针的仪表板视图。
3.根据权利要求1所述的方法，还包含以下步骤在所述用户界面中显示品质指针，所述品质指针表示所述虚拟数据的准确程度，其中， 所述品质指针和所述虚拟数据作为时间的函数而变化； 随着时间推移而显示更新的品质指针；并且 随着时间推移而显示更新的虚拟数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一取得数据、所述第二取得数据和所述虚拟数据以时间压缩格式由所述用户界 面呈现，以显示随着时间向前或向后推移时所述一个或多个参数的视频；所述第一取得数据和所述第二取得数据包括从多个来源得到的合并数据；通过将所述第一取得数据和所述第二取得数据应用到预测性模型而产生所述虚拟数据；所述用户界面包括同等应用到所述第一取得数据、所述第二取得数据和所述虚拟数据 的多个控件；并且所述多个控件包括时间选择控件，所述时间选择控件使得所述用户界面在时间上逐步 向后移动以显示过去数值的静态或动画的可视化的至少一种，以及在时间上向前移动以显 示未来数值的静态或动画的可视化的至少一种。
5.一种系统，所述系统包括 内存；以及处理器，其耦合到内存以呈现用户界面，所述用户界面包含第一取得数据的视觉表示，所述第一取得数据代表一个或多个参数的过去数值；第二取得数据的视觉表示，所述第二取得数据代表所述一个或多个参数的目前数值；及虚拟数据的视觉表示，所述虚拟数据代表所述一个或多个参数的预测的未来数值，其 中，利用统一的视觉外观来呈现所述第一取得数据、所述第二取得数据和所述虚拟数据，使 得所述过去数值、所述目前数值和预测的所述未来数值之间的关系被视觉性地表示，其中，用户能够通过所述用户界面监视、控制和预测系统操作。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述用户界面还包含图形、透明图、动画或报告中至少一项，提供所述第一取得数据、所述第二取得数据和 所述虚拟数据的同时表述和可视化；关键效能指针的仪表板视图，所述关键效能指针包括所述一个或多个参数的子集合;及品质指针的视觉表示，所述品质指针在所述用户界面中表示所述虚拟数据的准确程 度，其中，所述品质指针和所述虚拟数据随着时间推进被更新。
7.根据权利要求5所述的系统，其中所述第一取得数据、所述第二取得数据和所述虚拟数据以时间压缩格式呈现，以显示 随着时间向前或向后推移时所述一个或多个参数的视频；所述第一取得数据和所述第二取得数据包括从多个来源得到的合并数据；并且 通过将所述第一取得数据和所述第二取得数据应用到预测性模型而产生所述虚拟数据。
8.根据权利要求5所述的系统，其中所述用户界面还包含同等应用到所述第一取得数据、所述第二取得数据和所述虚拟数据的多个控件，其中， 所述多个控件包括时间选择控件，所述时间选择控件使得所述用户界面在时间上逐步向后 移动以显示过去数值的静态或动画的可视化的至少一种，以及在时间上向前移动以显示未 来数值的静态或动画的可视化的至少一种。
9.一种计算机可读取介质，其中包括被处理系统执行时使所述处理系统执行以下方法 的指令，所述方法包括在用户可监视、控制和预测系统操作的用户界面上显示第一取得数据，所述第一取得 数据代表一个或多个参数的过去数值；在所述用户界面上显示第二取得数据，所述第二取得数据代表所述一个或多个参数的 目前数值；及在所述用户界面上显示虚拟数据，所述虚拟数据代表所述一个或多个参数的预测的未 来数值，其中，利用统一的视觉外观来呈现所述第一取得数据、所述第二取得数据和所述虚 拟数据，使得所述过去数值、所述目前数值和预测的所述未来数值之间的关系被视觉性地表不。
10.根据权利要求9所述的计算机可读取介质，其中所述用户界面包括图形、透明图、动画或报告中至少一项，提供所述第一取得数据、所 述第二取得数据和所述虚拟数据的同时表述和可视化；并且所述一个或多个参数代表关键效能指针，并且其中，所述用户界面包括所述关键效能 指针的仪表板视图。
11.根据权利要求9所述的计算机可读取介质，所述方法还包含以下步骤在所述用户界面中显示品质指针，所述品质指针表示所述虚拟数据的准确程度，其中， 所述品质指针和所述虚拟数据作为时间的函数而变化； 随着时间推移而显示更新的品质指针；并且 随着时间推移而显示更新的虚拟数据。
12.根据权利要求9所述的计算机可读取介质，其中所述第一取得数据、所述第二取得数据和所述虚拟数据以时间压缩格式由所述用户界 面呈现，以显示随着时间向前或向后推移时所述一个或多个参数的视频；所述第一取得数据和所述第二取得数据包括从多个来源得到的合并数据；通过将所述第一取得数据和所述第二取得数据应用到预测性模型而产生所述虚拟数据；所述用户界面包括同等应用到所述第一取得数据、所述第二取得数据和所述虚拟数据 的多个控件；并且所述多个控件包括时间选择控件，所述时间选择控件使得所述用户界面在时间上逐步 向后移动以显示过去数值的静态或动画的可视化的至少一种，以及在时间上向前移动以显 示未来数值的静态或动画的可视化的至少一种。
13.一种计算机实施的方法，所述方法包含以下步骤将来自多个来源的系统的过去数值和目前数值中至少一项的取得数据进行合并； 通过将所述取得数据应用到预测式模型而产生所述系统的未来数值的虚拟数据； 接收额外的取得数据；并且通过将所述额外取得数据应用到所述预测式模型来动态地更新所述虚拟数据。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述额外取得数据反应出制造部件的实时的操作数值，并且其中，所述虚拟数据随所 述制造部件的实时操作数值改变而动态地更新；并且产生未来数值的虚拟数据包括收集要被预测的参数的信息以及收集额外信息，所述额 外信息方便参数的准确预测。
15.根据权利要求13所述的方法，还包含通过将所述取得数据应用到所述预测式模型来产生表示所述虚拟数据的准确程度的 数据质量指针；并且根据所述额外取得数据动态地更新所述数据质量指针。
16.根据权利要求13所述的方法，其中所述额外取得数据取代所述产生的虚拟数据的一部份，所述额外取得数据包括第一时 间标记，所述第一时间标记与所述产生的虚拟数据的被取代部份的第二时间标记配合；并 且所述多个来源包括制造执行系统的至少一个部件和制造信息系统的至少一个部件，并 且其中，所述预测式模型包括由所述制造执行系统的所述至少一个部件或所述制造信息系 统的所述至少一个部件所测量和控制的参数的仿真、外插或内插中至少一项。
17.根据权利要求13所述的方法，还包含 储存所述虚拟数据；并且将所述取得数据与所述虚拟数据结合，使得监视及诊断工具能够通过以下方式存取、 运作和呈现所述虚拟数据，所述方式与监视及诊断工具存取、运作和呈现所述取得数据的 方式相同；其中，所述虚拟数据和取得数据可由所述监视及诊断工具通过以下方式存取，所述方 式使得那些工具能通过过去、目前和未来之间的无缝隙转换以动画的格式呈现所述虚拟数据及取得数据。
18.根据权利要求13所述的方法，还包含 产生所述虚拟数据的虚拟扩充；将所述虚拟扩充和所述虚拟数据储存在数据库中；并且将所述虚拟扩充映像到所述虚拟数据的多个数值，以降低所述虚拟扩充所占用的空间 量，并且使所述虚拟扩充的重新构建性最大化，其中，所述虚拟数据包括虚拟警报，所述虚拟警报表示预测未来会发生警报状况。
19.一种运算装置，其包含一个或多个数据铺，储存系统的过去数值和目前数值中至少一者的取得数据； 数据合并器，与所述一个或多个数据铺连接，以合并来自所述一个或多个数据铺的取 得数据；以及预测器，与所述数据合并器连接，通过将所述合并的取得数据应用到预测式模型来产 生所述系统的未来数值的虚拟数据，并且当新取得数据成为可使用时动态地更新所述虚拟 数据。
20.根据权利要求19所述的运算装置，其中所述新取得数据反应出制造部件的实时的操作数值，并且其中，所述虚拟数据随着所 述制造部件的实时操作数值改变而动态地更新；所述预测器产生数据质量指针，通过将所述取得数据应用到所述预测性模型来表示所 述虚拟数据的准确程度，并且当新取得数据成为可使用时动态地更新所述数据质量指针； 以及所述新取得数据取代所述产生的虚拟数据的一部份，所述新取得数据包括第一时间标 记，所述第一时间标记与所述产生的虚拟数据的被取代部份的第二时间标记配合。
21.根据权利要求19所述的运算装置，还包含额外数据铺，与所述数据合并器和所述预测器连接，以储存由所述预测器产生的所述 虚拟数据；所述数据合并器将所述取得数据和所述虚拟数据结合，使得监视及诊断工具能够通过 以下方式存取、运作及呈现所述虚拟数据，所述方式与监视及诊断工具存取、运作及呈现所 述取得数据的方式相同；所述预测器系对所述虚拟数据产生虚拟扩充，并且将所述虚拟扩充映像到所述虚拟数 据的多个数值以降低由所述虚拟扩充占用的空间量，并且使所述虚拟扩充的重新构建性最 大化；并且所述额外数据铺储存所述虚拟扩充。
22.根据权利要求19所述的运算装置，还包含决策支持模块，与所述合并器和所述预测器连接，以检测虚拟警报，所述虚拟警报表示 预测未来会发生警报状况；以及执行模块，响应于所述虚拟警报执行动作。
23.一种计算机可读取介质，其中包括被处理系统执行时使所述处理系统执行以下方 法的指令，所述方法包括合并来自多个来源的系统的过去数值和目前数值中至少一项的取得数据；通过将所述取得数据应用到预测式模型产生所述系统的未来数值的虚拟数据； 接收额外的取得数据；并且通过将所述额外取得数据应用到所述预测式模型来动态地更新所述虚拟数据。
24.根据权利要求23所述的计算机可读取介质，其中所述额外取得数据反应出制造部件之实时的操作数值，并且其中，所所述虚拟数据随 着所述制造部件的实时操作数值改变而动态地更新；产生未来数值的虚拟数据包括收集要被预测的参数的信息以及收集额外信息，所述额 外信息方便参数的准确预测；所述额外取得数据取代所述产生的虚拟数据的一部份，所述额外取得数据包括第一时 间标记，所述第一时间标记与所述产生的虚拟数据的被取代部份的第二时间标记配合；以 及所述多个来源包括制造执行系统的至少一个部件和制造信息系统的至少一个部件，并 且其中，所述预测式模型包括由所述制造执行系统的所述至少一个部件或所述制造信息系 统的所述至少一个部件所测量和控制的参数的仿真、外插或内插中至少一项。
25.根据权利要求23所述的计算机可读取介质，所述方法另包含以下步骤 通过将所述取得数据应用到所述预测式模型来产生表示所述虚拟数据的准确程度的数据质量指针；根据所述额外取得数据动态地更新所述数据质量指针； 储存所述虚拟数据；并且将所述取得数据与所述虚拟数据结合，使得监视及诊断工具能够通过以下方式存取、 运作和呈现所述虚拟数据，所述方式与监视及诊断工具存取、运作和呈现所述取得数据的 方式相同，其中，所述虚拟数据和取得数据可由所述监视及诊断工具通过以下方式存取，所述方 式使得那些工具能通过过去、目前和未来之间的无缝隙转换以动画的格式呈现所述虚拟数 据及取得数据。
全文摘要
代表一个或多个参数的过去数值的第一取得数据被显示在用户可监视、控制及预测系统操作的用户界面上。代表一个或多个参数的目前数值的第二取得数据被显示在用户界面上。代表一个或多个参数的预测的未来数值的虚拟数据被显示在用户界面上，其中所述第一取得数据、所述第二取得数据及所述虚拟数据利用统一的视觉外观来呈现，使得过去数值、目前数值及预测的未来数值之间的关系可被视觉性地表示。
文档编号G06F3/14GK101952803SQ200980106118
公开日2011年1月19日 申请日期2009年2月20日 优先权日2008年2月22日
发明者理查德·斯塔福德, 詹姆士·莫尼 申请人:应用材料公司