System Overview
Jope.SMB 是一套以即時拉曼光譜 + PLS 軟測取代傳統 UV 單波長偵測的 模擬移動床 (SMB) 層析控制系統，並遵循 FDA 21 CFR Part 11 電子紀錄與電子簽章合規要求。
本頁用途
本頁提供 Jope.SMB 的高層概觀 — 做什麼、給誰用、重要的 quality attribute 是什麼。 視覺化的 topology 請見 High-Level Topology。 Console ↔ Inference Server 的 wire contract 請見 ZMQ Integration Protocol。
Scope
涵蓋：
- 6 管柱 SMB 層析（可擴展至 N 管柱）
- 透過 RS2000 雙探頭取得 2048 波數拉曼光譜（785 nm）
- PLS + Ridge 軟測預測 EPA / DHA / DPA 濃度（魚油 case）
- MPC（內嵌 DANN）+ PID 階層式控制
- Batch 生命週期 FSM（
idle → running → held → completed），Stateless 驅動 - 電子簽章 + 不可變更 audit trail（21 CFR 11.10 / 11.100）
- Model 熱切換 + 透過 REST 管理通道即時觸發訓練
- 四語多國語 UI（en / zh-TW / zh-CN / ja），執行時切換
不涵蓋：
- SMB 以外的商業邏輯
- 具體 recipe 內容與 SOP
- 操作員訓練教材 (Operator Manual 後續遷入)
Stakeholders
| 角色 | 關切重點 |
|---|---|
| Plant Operator | 日常 batch 操作、警報、電子簽章 |
| Plant QA | Audit trail、簽章有效性、合規報告 |
| Plant IT | 使用者管理、備份、部署、patching |
| Jope 工程團隊 | Jope.Core + Jope.UI + Jope.SMB 開發 |
| AI 研究團隊（off-site） | PLS 模型訓練、驗證、交付 |
| FDA / 稽核員 | CSA（Computer System Assurance）佐證 |
Key Quality Attributes
| Attribute | Target | 備註 |
|---|---|---|
| Inference round-trip | ≤ 20 ms p95 | 見 ZMQ Protocol · Performance |
| Batch FSM transitions | deterministic | Stateless 驅動，轉移紀錄完整 log |
| Audit integrity | append-only · tamper-evident | Hash-chained events，21 CFR 11.10(e) |
| Data retention | 7 年 | Batch records + audit events + 拉曼光譜 |
| Localization | 4 locales · 執行時切換 | en / zh-TW / zh-CN / ja |
| Deployment | Plant IPC（Console + Historian）+ 獨立 Inference Host 位於 plant LAN | 無 cluster 依賴 |
| Availability | 99.9% | 生產運轉期間目標 |
系統邊界
- Plant IPC：Operator Console + Historian（TimescaleDB）。Console 掌管所有硬體 I/O。
- Inference Host (獨立機器)：Python Inference Server 運行於專用 plant-LAN 主機 — 完全隔離 inference、model registry 與訓練 job，與 Plant IPC 職責切離。建議 Linux + systemd 環境。
- 硬體層：6 層析管柱 + 旋轉 / 氣動閥 + 泵 + UV / Raman detector，以串列匯流排連接至 Plant IPC（Modbus / ASCII / APAX）
- Off-site：ML 研究團隊 dev machine 進行模型訓練 — 與廠房無直接網路連線；model file 以 signed package 交付
文件地圖
- High-Level Topology — 完整 runtime 圖與元件說明
- ZMQ Integration Protocol — Console ↔ Inference Server wire contract
- Hardware Interfaces (coming soon) — 裝置層通訊協定
- Compliance Mapping (coming soon) — FDA 21 CFR Part 11 控制對應到各系統層
- Deployment Topology (coming soon) — installer、process manager、備份、升級路徑