CN112513754B - 用于制造或加工产品的方法以及用于控制生产系统的控制装置 - Google Patents

Abstract

根据本发明，为了制造或加工产品（P），读入关于产品的结构的不同细节化的结构说明（SA）以及关于加工过程的数字加工说明（BA）。结构说明（SA）被检验：是否通过各自其他结构说明进一步细节化各自结构说明。此外，从结构说明（SA）和加工说明（BA）中生成用于产品的多个加工序列（BS1，BS2），使得通过来自第二加工序列（BS2）的结构说明（ZSA2）进一步细节化来自第一加工序列（BS1）的结构说明（ZSA1）。然后，将第一加工序列（BS1）传送给第一规划模块（PL1），并且将第二加工序列（BS2）传送给第二规划模块（PL2）。规划模块（PL1、PL2）根据所接收的加工序列（BS1，BS2）分别生成动作序列（AS1，AS2）作为规划结果，其中由第二规划模块（PL2）在生成其动作序列（AS2）时考虑第一规划模块（PL1）的规划结果（AS1）。然后根据由第二规划模块（PL2）生成的动作序列（AS2）生成并且输出用于控制生产系统（PS）的控制信号（CS）。

Description

用于制造或加工产品的方法以及用于控制生产系统的控制 装置

用于制造或加工技术产品的流行的生产系统通常具有许多相互作用的生产模块、诸如机器人、CNC机器、3D打印机、反应器、燃烧器、加热设备或输送带，所述生产模块对产品执行大量加工和处理步骤。

为了规划用于产品的生产过程，可以使生产模块的动作相互协调，并且优选地对其在预先给定的准则方面进行优化。对于现代生产系统，经常力求能够尽可能短期地制造或加工不同的产品或产品的不同变体。但是，每种变化通常需要对用于参与的生产模块的所需要的动作序列进行重新协调和优化。

为了支持规划，同时专门化的规划器是可用的，利用所述规划器可以以特定的规划任务为出发点生成用于生产模块的适当的动作序列。这种规划任务例如可以借助于适当的描述语言、诸如PDDL（Panning Domain Definition language（规划领域定义语言））或OWL（Web Ontology Language（网络本体语言））以机器可读的方式来表述并且自动化地被处理。可用的规划器通常分别专门化于预先给定的规划层面或规划领域，诸如专门化于借助于PDDL或OWL在符号层面上进行规划，或者专门化于具体的规划（诸如运动规划）。然而，动作序列的自动的、跨领域的协调或优化通常并未设置，而是经常由专业人士手动地来执行。但是，这尤其是在经常可变的产品或产品变体情况下是非常耗费的。

本发明的任务是说明一种用于制造或加工产品的计算机辅助方法以及一种用于控制生产系统的控制装置，利用其可以降低规划耗费和/或生产耗费。

该任务通过用于通过生产系统制造或加工产品的方法、用于控制生产系统的控制装置以及计算机可读存储介质来解决。

根据本发明，为了通过生产系统制造或加工产品，读入关于产品或初级产品的结构的不同细节化的数字结构说明以及关于产品或初级产品的加工过程的数字加工说明。初级产品在此情况下尤其是可以被理解为产品或产品部分的先前阶段（Vorstufe）或先前状态（Vorzustand）、原始产品、中间产品、子产品或在生产开始时存在的产品部分或产品的先前阶段、通常而言在制成的产品之前的生产状态。如下检验结构说明：是否通过各自其他结构说明进一步细节化（detaillieren）各自结构说明。此外，从结构说明和加工说明中生成用于产品的多个加工序列，使得通过来自第二加工序列的结构说明进一步细节化来自第一加工序列的结构说明。然后将第一加工序列传送给第一规划模块，并且将第二加工序列传送给第二规划模块。规划模块分别根据所接收的加工序列来生成动作序列作为规划结果，其中由第二规划模块在生成其动作序列时考虑第一规划模块的规划结果。然后，根据由第二规划模块生成的动作序列生成并且输出用于控制生产系统的控制信号。

设置控制装置、计算机程序产品以及计算机可读存储介质，用于执行根据本发明的方法。

根据本发明的方法和根据本发明的控制装置可以例如借助于一个或多个计算机、处理器、专用集成电路（ASIC）、数字信号处理器（DSP）和/或所谓的“现场可编程门阵列”（FPGA）执行或实施。

尤其是可以看作本发明优点的是：通过将整个规划问题分解成多个子规划问题，经常可以显著减少对于规划所需要的计算耗费。在许多情况下，由此使得能够在生产期间实时地进行规划。在此，通过跨规划模块地考虑规划结果，可以实现跨领域的动作优化。此外，经常可以使用相同的模型以及从而统一的界面用于生产规划和用于生产控制。

本发明的有利实施方式和改进方案在从属权利要求中予以说明。

根据本发明的一种有利的实施方式，结构说明可以作为节点被存储在一个或多个数字结构图中。在这里和下文中，数字图尤其是可以被理解为具有节点和称为边的对节点的参考的数字数据结构。结构图可以递归地说明产品或产品结构如何由子结构组成。因此，例如结构图中的产品结构可以通过节点指定，所述节点参考子节点，所述子节点分别指定该产品结构的子结构。结构图尤其是可以被实现为树图。

根据本发明的另一实施方式，在检验是否通过第二结构说明进一步细节化第一结构说明时，可以检验从第一结构说明的节点出发的子结构图是否包含从第二结构说明的节点出发的子结构图。可替代地或附加地，可以检验：在结构图中在其参考结构方面第二结构说明的节点是否跟随第一结构说明的节点。前述检验可以以简单的方式来实施。

此外，结构说明可以分别包括说明细节化程度或概括程度的属性。然后可以根据属性来检验：是否通过各自其他结构说明进一步细节化各自结构说明。

有利地，结构说明和加工说明可以分别作为节点被存储在数字生产图中，使得进一步细节化其他结构说明的各自结构说明在生产图中在其参考结构方面跟随所述分别其他结构说明。通过这样的生产图，可以在不同的细节化层面上灵活地指定和组织用于产品的加工和/或制造步骤。

优选地，加工序列可以分别作为生产图的子图被生成。为此，可以将生产图分段为子图。

根据本发明的一种有利的实施方式，可以从结构说明中选择目标结构说明，所述目标结构说明分别指定产品的目标状态。然后可以生成加工序列，使得通过来自第二加工序列的目标结构说明进一步细节化来自第一加工序列的目标结构说明。为此目的，可以将来自生产图的不同分支的目标结构说明进行比较，并且据此在不同的细节化层面上选择并且提供一组目标结构说明。

优选地，在生成各自加工序列时，可以从各自目标结构说明出发逐渐地（sukzessive）给该加工序列分配至少一个结构说明和至少一个加工说明，通过所述结构说明和加工说明指定至少一个初级产品通过至少一个加工过程向各自目标状态的转化。

一旦各自加工序列的所有起点仅包括预先给定的原始产品，就可以结束该加工序列的生成。以这种方式，可以在不同的细节化层面上生成加工序列，所述加工序列分别指定从原始产品直至最终产品的完整生产途径。

根据本发明的一种有利改进方案，可以根据预先给定的准则来评估第二规划模块的规划结果。根据该评估，然后可以促使第一规划模块生成新的动作序列和/或生成新的加工序列。作为准则，例如可以考虑通过规划结果决定的生产流程的时间需求、资源消耗、材料消耗、磨损或排放。通过动作序列或加工序列的这种动态重新生成，可以使加工灵活地适配于可变的生产条件。

此外可以规定，如果生产系统的规划模块或硬件驱动器报告差错，则在考虑差错的情况下生成新的加工序列。以这种方式，在许多情况下可以独立地避免生产流程中的差错。

根据本发明的另一有利改进方案，所生成的动作序列可以分别与所分配的细节化说明一起被输出，尤其是被可视化。以这种方式，可以以细节化层面特定的方式显示当前的规划结果，由此简化通过用户对生产系统的监控。

随后根据附图更详细地阐述本发明的实施例。在此分别以示意图表的方式：

图1示出用于制造产品的生产系统，

图2示出在控制生产系统情况下根据本发明的控制装置，

图3示出用于存储关于产品结构的结构说明的结构图，

图4示出用于存储关于加工过程的加工说明的加工图，以及

图5示出根据本发明的生产图的片段。

图1以示意图示出生产系统PS、例如用于制造不同产品的生产设备。在本实施例中，应该通过生产系统PS制造或加工产品P、例如发动机、机动车、组件、电子电路、处理器、工具或其他机械、化学和/或电子产品。

生产系统PS拥有大量生产模块PMA、PMB、......，例如机器人、CNC机器、3D打印机、反应器、焊接设备、燃烧器、加热设备或输送带。通过生产模块PMA、PMB、......加工和/或组装原始产品AP、也就是说在生产开始时存在的并且为了制造产品P所需要的初级产品，以便最终获得产品P。

生产系统PS此外拥有用于控制生产系统PS的控制装置CTL。控制装置CTL可以实施为生产系统PS的一部分，或者全部或部分地实施在生产系统PS外部。

在此情况下，控制尤其是应被理解为操控生产系统PS的生产模块PMA、PMB、......或其他部分，使得它们在生产过程中执行期望的动作。此外，控制也应被理解为输出和使用与控制有关的、也即有助于控制生产系统的数据和控制信号，尤其是用于对生产系统PS进行监控、维护和/或运行优化和/或用于进行磨损或损坏识别。

为了控制产品制造，将关于产品P和/或其初级产品的结构的数字结构说明SA以及关于为了制造产品和/或其初级产品所需要的加工过程的数字加工说明BA传送给控制装置CTL。结构说明SA可以包括所谓的BOM（Bill of Materials（材料清单）），而加工说明BA可以包括所谓的BOP（Bill of Process（过程清单））。

根据本发明，结构说明SA和加工说明BA包括不同细节化的结构说明或加工说明。以这种方式，可以在不同的语义层面或细节化层面、抽象层面或概括层面上指定产品P的制造。在此，一方面可以在符号描述层面上、也即以低的细节化深度借助于诸如PDDL或OWL之类的符号描述语言来描述产品结构或加工过程。例如从而可以指定该产品具有基体以及可以固定到该基体上的盖。另一方面，更细节化的结构说明可以指定基体和盖的准确尺寸，并且说明可以将盖固定到基体上的位置。通过还要进一步细节化的结构说明SA或加工说明BA可以进一步指定可以在基体或盖处在何处安置哪些孔来对其进行固定。

通常，与不太细节化的结构说明相比，更细节化的结构说明说明产品的至少一个其他特性或结构，或者细化或细分在不太细节化的结构说明中已经指定的一个或多个特性或结构。相应地，与不太细节化的加工说明相比，更细节化的加工说明说明至少一个其他加工步骤，或者细化或细分在不太细节化的加工说明中已经说明的加工步骤。可以借助于解析器和/或通过比较结构元素以简单的方式确定预先给定的结构说明是否进一步细节化另一结构说明。

根据本发明，从结构说明SA和加工说明BA中生成不同细节化的加工序列、也就是说在不同语义层面上生成加工序列，并且如随后描述的那样分别输送给专门化于有关的语义层面的规划模块。

根据结构说明SA和加工说明BA，控制装置CTL为生产模块PMA、PMB、......中的每一个生成特定动作序列ASA、ASB、......，根据所述特定动作序列，有关的生产模块PMA、PMB、......被控制。

图2以示意图示出在控制生产系统情况下根据本发明的控制装置CTL。在此，生产系统可以如结合图1所描述的那样来实施。

为了实施根据本发明的方法，控制装置CTL拥有用于执行所有方法步骤的计算机或处理器PROC以及用于存储在该方法的范围内要处理的数据的存储器MEM。

通过控制装置CTL读入关于要制造的产品和/或其初级产品的结构的不同细节化的数字结构说明SA以及关于产品和/或其初级产品的加工过程的不同细节化的数字加工说明BA。结构说明SA和加工说明BA可以如结合图1所描述的那样来构成。

在本实施例中，数字结构图SG形式的结构说明SA以及数字加工图BG形式的加工说明BA被传送给控制装置CTL。

在图3中示意性地示出用于存储关于产品或其初级产品的结构的不同细节化的结构说明的这种数字结构图SG。

结构图SG是具有大量节点和对子节点的参考的有向图。结构图SG以声明的方式在不同的语义层面、细节化层面、抽象层面、概括层面上或在不同的规划领域中指定产品结构。通过数字链接数据结构、优选地在面向对象的编程的意义上通过类实例来实施结构图SG。该数据结构的节点包括结构说明，所述结构说明分别在特定语义层面上表征要制造或要加工的产品或其一部分的结构的各自方面。如结合图1所描述的那样，结构图SG的结构说明以不同的方式细节化。

结构图SG的节点可以参考其他节点。所述参考（Verweise）构成结构图SG的有向边。边表征节点之间的实施关系或细节化关系。在此，参考分别指向更大细节化的方向。也就是说，从指定第一产品结构的节点对指定第二产品结构的节点的参考说明：第二产品结构进一步细节化第一产品结构和/或构成第一结构的子结构。

在本实施例中，结构图SG的结构说明包括关于要制造的产品、也就是说关于最终产品或处于目标状态下的产品的结构说明P。因此，结构说明P构成目标结构说明，所述目标结构说明优选地通过目标实例来实施。

结构说明P参考关于要制造的产品的子产品的结构说明P1和P2。在此情况下，所述参考指定：通过关于子产品的结构说明P1和P2进一步细节化产品。所述子产品可以例如是产品的基体和产品的要安置到基体上的盖。

此外，通过关于其他子产品的结构说明P3、P4、......进一步细节化结构说明P1，并且通过结构说明POS、ORI和DRL进一步细节化结构说明P2，这通过相应地有向的边代表。在此情况下，结构说明POS指定子产品P2的目标位置并且结构说明ORI指定子产品P2 的目标定向。结构说明POS和ORI尤其是可以包括坐标说明和角度信息。结构说明DRL在其方面描述在子产品P2处要安置的钻孔。钻孔也可以通过位置、定向和钻孔直径被进一步细节化，为此可以设置对相应结构说明的其他参考。

在图4中示意性地示出用于存储关于要制造的产品或其初级产品之一的加工过程的加工说明的数字加工图BG。

加工图BG是具有节点和对节点的参考的有向图。这种加工图指定生产系统的能力以及其中运行的加工过程。加工图BG在特定语义层面、细节化层面、抽象层面、概括层面上或在特定规划领域中尤其是指定初级产品与从中通过加工过程得出的后续产品之间的程序上的关系。加工图BG通过数字链接数据结构、优选地通过类实例来实施。

该数据结构的节点包括关于将至少一个初级产品转化成至少一个后续产品的加工过程的加工说明以及结构图的节点，所述节点在加工说明的特定语义层面上表征至少一个初级产品和至少一个后续产品。这种加工说明经常也被称为操作符（Operatoren）。此外，关于执行有关加工过程的生产模块的说明也可以作为节点存储在加工图BG中。

加工图BG的节点可以参考其他节点。这些参考构成加工图BG的有向边，所述有向边指向生产进程或生产流的方向。也就是说，至少一个初级产品的节点参考加工说明的节点，所述加工说明的节点又参考至少一个后续产品的节点。只要结构图的节点（如结合图3已经阐述的那样）可以包含对该结构图的一个或多个其他节点的参考，则结构图的节点就可以代表完整的子结构图。然而出于清楚原因，在图4中仅明确示出了这样的子结构图的原始节点。

因此，加工图BG将初级产品以及必要时关于生产模块的说明与后续产品相关联，并且从而尤其是指定哪些初级产品通过各自加工步骤导致哪些后续产品。换句话说：加工图指定对于加工过程需要的初级产品以及由此得出的后续产品。

借助于这种加工图，可以在不同的语义层面、细节化层面、抽象层面、概括层面上或不同的规划领域中表征加工过程。例如，可以在符号层面上说明可以将盖与基体连接。然后，在子符号层面上，可以进一步细节化：可以借助于钻机在盖处和在基体处安置孔，并且可以将盖与基体拧紧。然后可以通过其他加工图进一步细节化：可以在哪里恰好安置孔和螺钉。

在通过图4图解的示例性加工图BG中，数字加工说明JN构成节点，所述节点指定初级产品到作为后续产品的接合产品的连接（Verbindung）（英语：join）。在本实施例中，初级产品由子产品P1和P2构成，所述子产品P1和P2参考加工说明JN的节点，所述加工说明JN的节点又参考作为后续产品的要制造的产品的节点P。通过上述数据结构指定子产品P1和P2可以彼此连接，并且得到的所连接的对象是产品P。

关于初级产品或一个或多个后续产品的为了执行通过加工说明（在这里为JN）所指定的加工步骤所需要的结构说明可以在对于加工说明JN所需要的细节化层面上从初级产品和后续产品（在这里为P1、P2和P）的结构图中提取。

如通过图2进一步图解的那样，将结构图SG和加工图BG输送给控制装置CTL的生产图发器PGG。生产图发生器PGG从结构图SG和加工图BG中生成数字生产图PG。特定地为当前要制造和要加工的产品以及为生产系统PS的当前可用的生产模块生成生产图PG。

图5以示意图示出根据本发明的生产图PG的片段。生产图PG是具有节点和对节点的参考的有向图或子图，所述子图通过链接数据结构、优选地通过类实例被实施。

该数据结构的节点包括结构图的节点和加工图的节点，其可以如上所述的那样来实施。只要结构图和加工图的节点必要时参考其他节点，生产图PG的节点就可以分别代表完整的子结构图或子加工图。出于清楚原因，在图5中分别仅示出了这种子结构图或子加工图中的一个代表性节点；也就是说，在生产图PG中虽然存在结合图3描述的并且指向更精细细节化的方向的在结构图的节点之间的参考，但是在图5中并未明确地示出。

在检验结构图的第一节点是否进一步细节化结构图的第二节点时，确定从第一节点出发的子结构图是否包含从第二节点出发的子结构图和/或在结构图或生产图PG中在参考结构方面第二节点是否跟随第一节点。这可以借助于解析器和/或通过比较数据结构以简单的方式来确定。可替代地或补充地，结构图的节点可以分别包括说明细节化程度、语义层面或规划领域的属性。根据该检验，产生从第一节点对第二节点的参考。然而，在很多情况下，对于生产图PG可以接管各自结构图的参考结构。

生产图PG的在图5中所示的在结构说明的节点和加工说明的节点之间伸展的边（如结合图4所阐述的那样）在生产流程的方向上参考。因此，根据生产流程来链接所参与的加工图或其节点。在许多情况下，由参与的加工图可以接管这些参考。

在本实施例中，生产图PG包括关于作为生产系统的生产模块的机械臂的结构说明PM以及关于要制造或要加工的产品的结构说明P。在此情况下，结构说明P通过不同细节化的目标结构说明ZSA1和ZSA2来指定产品的目标状态，其中，通过目标结构说明ZSA2进一步细节化目标结构说明ZSA1。

此外，生产图PG包括关于产品的子产品的结构说明P1、P2、P3、P4、……，所述子产品例如指定基体、要放置于其上的盖以及产品的其他部分。此外，生产图PG还包含关于机械臂的位置和/或定向的结构说明PO1和PO2。

在下文中，用于结构说明的附图标记PM、PO1、PO2、P、P1、P2、......也被用于由此代表的生产模块、位置、产品和子产品。

此外，生产图PG包括关于要执行的加工步骤的加工说明JN、MOV和PCK。详细地，加工说明JN指定初级产品到所组装的后续产品的连接，加工说明MOV指定机械臂PM到由结构（在这里为PO1或PO2）指定的目标位置的运动（英语：move），以及加工说明PCK指定通过机械臂对所指定的子产品的拾取（英文：pick）。

生产图PG包括在不同的语义层面、细节化层面、抽象层面、概括层面或规划领域上的多个数字加工序列作为子图。出于清楚原因，在图5中仅示意性地示出了两个示例性加工序列BS1和BS2。

加工序列BS1和BS2分别由结构图和加工图作为结构说明和加工说明的序列构成。在此情况下，各自序列在特定于加工序列的细节化层面上指定初级产品、操作符和后续产品的序列，其中只要后续产品还未得出制成的产品（在这里为P），后续产品就又作为用于一个或多个其他操作符的初级产品起作用。

在本实施例中，通过加工序列BS2进一步细节化加工序列BS1。因此，整个生产图PG在不同的语义规划层面或细节化层面上指定用于产品P的加工和/或制造步骤。

分配给较高的、也即不太细节化的规划领域的加工序列BS1指定子产品P3、P4、......通过加工说明JN到子产品P1的连接，以及其连同子产品P2通过另一加工说明JN到最终产品P的连接。主管所述规划领域的规划模块可以在该规划层面上例如限制于找到不导致冲突的适当的起始和/或目标姿势（Zielpose）。

加工序列BS1的在图5中用点划线矩形强调的子序列通过加工序列BS2被进一步细节化。在本实施例中，加工序列BS2指定机械臂PM到位置PO1的运动MOV、子产品P1的拾取PCK、具有子产品P1的机械臂PM到位置PO2的运动MOV以及子产品P2与子产品P2到最终产品P的连接。与加工序列BS1的加工说明不同地，通过加工序列BS2的加工说明指定并且量化在执行各自加工步骤时机械臂的具体操纵。对于该规划领域，可以优选地使用规划模块，所述规划模块计算具体的无冲突的轨迹以解决相应的规划任务。

在加工序列BS1和BS2之上或之下，可以设置一个或多个更粗略或更精细的细节化层面。因此，生产图PG例如可以包括其他更细节化的加工序列，在该其他更细节化的加工序列中，例如在执行速度方面优化无冲突的轨迹。

如通过图2进一步图解的那样，由生产图发生器PGG生成的生产图PG被传送给加工序列发生器BSG。后者耦合到生产图发生器PGG，并且从所传送的生产图PG中选择多个加工序列、在这里为BS1和BS2。

为此目的，首先在生产图PG中选择目标结构说明ZSA1和ZSA2。目标结构说明ZSA1和ZSA2在不同的语义层面、细节化层面、抽象层面、概括层面或规划层面上指定产品P的目标状态、也就是说通过生产系统PS可以将产品P置于的状态。进行目标结构说明的选择，其方式是在生产图PG中从最细节化的目标结构说明（在这里为ZSA2）开始逐步地在所属的结构图（在这里为P）中与边的方向相反地被更高地提高到不太细节化的目标结构说明（在这里为ZSA1）。

对于如此找到的目标结构说明中的每一个（在这里为ZSA2或ZSA1），生成加工序列（在这里为BS2或BS1），其中目标结构说明的各自细节化层面或语义层面确定分别生成的加工序列的规划领域。也就是说，分别得出的加工序列的规划领域、语义层面或细节化层面在一定程度上根据制成的产品被“调整”。

进行各自加工序列BS1或BS2的生成，其方式是在生产图PG中从各自目标结构说明ZSA1或ZSA2出发在相同的细节化层面上逐渐地与边的方向相反地从后续产品经由加工说明在初级产品的方向上被返回直至原始产品。于是生产图PG的如此经历的子图作为加工序列BS1或BS2被输出。一旦迄今为止经历的子图的所有起点仅仍包括处于原始状态的原始产品，就结束各自加工序列BS1或BS2的生成。在这种情况下，各自加工序列BS1或BS2包含从原始产品到最终产品的完整路径。

加工序列BS1和/或BS2的生成也可以有利地根据当前的生产条件、环境条件和/或辅助条件或者根据生产图PG的子图的边的数量来进行。由此，可以以灵活的方式使生产与不同的生产条件协调。

加工序列BS1和BS2从加工序列发生器BSG被传送给与其耦合的分配模块VM。分配模块VM耦合到多个专门化于各自规划领域、细节化层面或语义层面的用于领域特定的动作规划和动作优化的规划模块PL1和PL2。在此情况下，规划模块PL2的规划领域比规划模块PL1的规划领域更细节化。术语规划领域在此情况下尤其是表示语义层面、细节化层面、抽象层面或概括层面或者通常表示数字规划任务的类。就此而论，分配模块在一定程度上可以被理解为元规划模块。

这种规划模块随后也被称为规划器（Planer）。出于清楚原因，在图2中仅明确地示出了两个规划器PL1和PL2。通常而言，也可以设置三个或更多个规划器。用于不同规划领域的大量规划器可用于领域特定的动作规划，例如行动规划器、运动规划器或感知规划器。

分配模块VM分别在要解决的领域特定规划任务的范围中将加工序列BS1传送给规划器PL1，并且将加工序列BS2传送给规划器PL2。

在此情况下，规划任务通常包括通向一个或多个原始产品或原始状态的加工序列连同可用于执行该加工序列的生产工具和/或存在的生产条件的描述。所述存在的生产条件例如可以通过针对生产过程的环境数据、传感器数据和/或辅助条件来指定或量化。

以所提出的规划任务为出发点，各自规划器试图找到优选地根据预先给定的准则优化的动作序列，所述动作序列在可用的生产工具和/或生产条件的范围内从原始状态经由加工序列导致目标状态。预先给定的准则在此情况下例如可以涉及生产系统的时间需求、资源消耗、磨损和/或排放。

动作序列包括用于生产系统的部件、例如用于机器人、输送带、焊接设备、摄像机或其他生产模块的数字控制指令，用以执行具体的生产过程。动作序列尤其是可以包括用于机械臂的定位、移动和/或抓握；用于连接多个子产品；用于钻孔、磨削或焊接或用于控制其他加工动作的数字控制指令。如果找到解决所提出的规划任务的动作序列，则该动作序列由各自规划器作为规划结果传送给分配模块VM。

分配模块VM逐渐地以增加的细节化程度调用规划器（在这里为PL1和PL2），并且在此利用各自的规划任务也将在前规划器的规划结果传送给后续规划器。以这种方式，可以将规划逐渐地从抽象的符号规划层面细化直至具体规划层面，所述具体规划层面指定对于生产需要的所有细节。

在本实施例中，通过分配模块VM首先调用具有包括加工序列BS1的规划任务的规划器PL1。因此，规划器PL1试图在分配给加工序列BS1的规划领域中找到动作序列AS1，通过所述动作序列AS1可以实现或实施加工序列BS1。在该细节化层面上，所寻找的动作序列AS1例如可以包括适当的起始和目标姿势，其不导致冲突和/或定性地说明可以将盖放置到基体上。所找到的动作序列AS1作为规划器PL1的规划结果从该规划器PL1被传送给分配模块VM。

接着，通过分配模块VM调用具有包括加工序列BS2的规划任务的规划器PL2，其中附加地所找到的动作序列AS1被传送给规划器PL2并且在其规划时被考虑。因此，规划器PL2试图在分配给加工序列BS2的规划领域中找到动作序列AS2，通过所述动作序列AS2可以实现或实施加工序列BS2。在该细节化层面上，所寻找的动作序列AS2可以根据动作序列AS1例如量化用于动作序列AS1的具体无冲突的轨迹，诸如用于将盖放置到基体上的机械臂的具体运动和抓握动作。所找到的动作序列AS2作为规划器PL2的规划结果从该规划器PL2被传送给分配模块VM。

以上述方式，在生成规划器PL2的动作序列AS2时，通过所述规划器PL2的规划结果来细化规划器PL1的规划结果。只要每个规划器（在这里为PL1或PL2）仅考虑自身的规划空间和分别在前的规划器的结果，就可以实现跨领域的优化，所述跨领域的优化与在所有规划空间上的全局优化相比，需要显著更低的计算耗费。

如果规划器PL1或PL2以预先给定的框架条件为出发点不能找到用于实现各自加工序列的动作序列或确定其他差错，则将相应的差错信息传送给分配模块VM。通过接收该差错信息，可以促使分配模块VM调用具有经修改的规划任务的一个或多个规划器，并且重新经历上述规划过程。在此，尤其是可以调用分配给与其中出现了差错的规划器相比更高的规划领域的规划器。可替代地或附加地，分配模块VM可以由于接收差错信息而促使加工序列发生器BSG尤其是以较低的细节化程度和/或以经修改的辅助条件生成一个或多个新的加工序列，并且利用这些加工序列重新经历规划过程。

动作序列和/或加工序列的前述重新生成也可以通过分配模块VM根据动作序列AS2或AS1的检验来促使。在此情况下，例如可以考虑会由所生成的动作序列决定的时间需求、资源消耗、材料消耗和/或磨损作为检验准则。

分配模块VM此外检验通过生产系统对动作序列AS2的可执行性。一旦存在可执行的动作序列AS2，就从该可执行的动作序列中导出用于各个所参与的生产模块的特定动作序列，并且传送给所述生产模块的硬件驱动器DRV。硬件驱动器DRV从生产模块特定的动作序列中生成用于控制特定的生产模块的特定控制信号CS。最后，控制信号CS由硬件驱动器DRV被输送给生产系统的相应硬件部件HW，用以制造产品P。

通过将生产图PG分段成子图（在这里为BS1和BS2）以及随后的子图特定的动作规划和/或优化，可以显著减少对于规划所需要的计算耗费。这尤其是适用，因为对于许多特定的规划领域高效的和专门化的规划模块可用于领域特定的动作优化。以这种方式，在许多情况下可以在产品P的生产或加工期间实时地进行生产规划和生产优化。

Claims (14)

1.一种用于通过生产系统（PS）制造或加工产品（P）的方法，其中

a）读入关于所述产品或初级产品的结构的不同细节化的数字结构说明（SA）以及关于所述产品或初级产品的加工过程的数字加工说明（BA），

b）检验所述结构说明（SA）：是否通过各自其他结构说明进一步细节化各自结构说明，

c）从所述结构说明（SA）和加工说明（BA）中生成用于所述产品的多个加工序列，使得通过来自第二加工序列（BS2）的第二结构说明（ZSA2）进一步细节化来自第一加工序列（BS1）的第一结构说明（ZSA1），

d）将所述第一加工序列（BS1）传送给第一规划模块（PL1），并且将所述第二加工序列（BS2）传送给第二规划模块（PL2），

e）所述第一规划模块（PL1）根据所接收的第一加工序列（BS1）生成第一动作序列（AS1）作为第一规划结果并且所述第二规划模块（PL2）根据所接收的第二加工序列（BS2）生成第二动作序列（AS2）作为第二规划结果，其中由所述第二规划模块（PL2）在生成所述第二动作序列（AS2）时考虑所述第一规划结果（AS1），以及

f）根据由所述第二规划模块（PL2）生成的动作序列（AS2），生成并且输出用于控制所述生产系统（PS）的控制信号（CS）。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述结构说明（SA）作为节点存储在一个或多个数字结构图（SG）中。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在检验是否通过第二结构说明进一步细节化第一结构说明时，检验从所述第一结构说明的节点出发的子结构图是否包含从所述第二结构说明的节点出发的子结构图，和/或

在结构图中在其参考结构方面所述第二结构说明的节点是否跟随所述第一结构说明的节点。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述结构说明（SA）分别包括说明细节化程度的属性，并且

根据所述属性检验：是否通过各自其他结构说明进一步细节化各自结构说明。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，将所述结构说明（SA）和所述加工说明（BA）分别作为节点存储在数字生产图（PG）中，使得在所述生产图（PG）中在其参考结构方面进一步细节化分别其他结构说明的各自结构说明跟随所述分别其他结构说明。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一加工序列（BS1）和所述第二加工序列（BS2）分别作为所述生产图（PG）的子图被生成。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，从所述结构说明（SA）中选择第一目标结构说明（ZSA1）和第二目标结构说明（ZSA2），所述第一目标结构说明和所述第二目标结构说明分别指定所述产品（P）的目标状态，以及

生成所述第一加工序列（BS1）和所述第二加工序列（BS2），使得通过来自所述第二加工序列（BS2）的第二目标结构说明（ZSA2）进一步细节化来自所述第一加工序列（BS1）的第一目标结构说明（ZSA1）。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在生成各自加工序列时，从各自目标结构说明出发逐渐地给所述加工序列分配至少一个结构说明和至少一个加工说明，通过所述结构说明和加工说明指定至少一个初级产品通过至少一个加工过程向各自目标状态的转化。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，一旦各自加工序列的所有起点仅包括预先给定的原始产品，就结束所述加工序列的生成。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，根据预先给定的准则评估所述第二规划模块（PL2）的规划结果（AS2），并且据此促使，

-所述第一规划模块（PL1）生成新的动作序列，和/或

-生成新的加工序列。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，如果所述生产系统（PS）的第一规划模块（PL1）、第二规划模块（PL2）或硬件驱动器（DRV）报告差错，则在考虑所述差错的情况下生成新的加工序列。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，将所生成的第一动作序列（AS1）和所生成的第二动作序列（AS2）分别与所分配的细节化说明一起输出。

13.一种用于控制生产系统（PS）的控制装置（CTL），其被设立用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。

14.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被设立用于执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法。

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