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WO2015150184A1 - Fertigungsmanagementsystem und verfahren - Google Patents

Fertigungsmanagementsystem und verfahren Download PDF

Info

Publication number
WO2015150184A1
WO2015150184A1 PCT/EP2015/056379 EP2015056379W WO2015150184A1 WO 2015150184 A1 WO2015150184 A1 WO 2015150184A1 EP 2015056379 W EP2015056379 W EP 2015056379W WO 2015150184 A1 WO2015150184 A1 WO 2015150184A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
production
module
manufacturing
coordination
database
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/056379
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marco LAMPE
Sebastian WREDE
Viktor SARTISON
Christoph DREYER
Original Assignee
Harting Kgaa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harting Kgaa filed Critical Harting Kgaa
Publication of WO2015150184A1 publication Critical patent/WO2015150184A1/de

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/418Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the invention relates to the automation of a modular production platform and a modular production platform.
  • the invention relates to the manufacturing management system according to the preamble of
  • Claim 1 and a corresponding method for the automated production of Artslosen with a variety of end products.
  • MES Manufacturing Execution System
  • a production management system for automated production of product lots with a large number of end products accordingly comprises one or more production modules, which in turn have one or more processing components.
  • the processing components of the production modules produce intermediate products from one or more input products, which are further processed in a subsequent production module or ejected as an end product.
  • the planned and predetermined production sequence is stored in a planning facility of the production management system.
  • the production modules are controlled by a coordination device. Between the scheduler and the coordinator, a scheduling coordination interface is provided, and between the scheduler and the manufacturing modules with their scheduling components is a scheduling interface
  • the planning coordination interface is dependent on the predetermined production sequence generates a control sequence for each manufacturing module, and the coordination execution interface generates a processing sequence for each processing component in dependence on the control sequence.
  • DE 10 2006 027 669 A1 discloses a computer-implemented workflow machine for managing a work list.
  • the machine contains a worklist server to provide services and to store a
  • a worklist entry, a task scheduler that breaks down the worklist entry stored by the worklist server, a task interpreter for receiving the worklist and separating the worklist into an action, and an actor and a task manager assigned to the task scheduler and actor the worklist is specified is coupled.
  • DE 102 06 903 A1 discloses a method for creating software applications, in particular for MES systems.
  • Objects (with data, attributes, behavior, functions) for software applications, in particular MES applications are linked with meta-information, structured as hierarchical trees (OB1, OB2) (whereby different representation forms are selectable) and interlinked (lateral and / or or horizontal).
  • OB1, OB2 hierarchical trees
  • K1 -K4, KV-K4 ' are combined into software applications, with the overall function of the software applications being derived from the structure of the hierarchical trees (OB1, OB2). It can be software applications for MES systems, for
  • An essential part of manufacturing management systems with a modular production platform are configurable autonomous manufacturing modules. They are equipped with plug-and-produce capabilities, their own PC-based real-time control, a central, module-independent man-machine interface and equipped with different process components.
  • the process components include, for example, manufacturing, production and testing processes.
  • Process model which is assumed in a manufacturing management system, usually to specifications of the manufacturer of the manufacturing modules and the
  • the object of the present invention is therefore to provide a uniform manufacturer-independent and control-independent process model, which in all
  • the invention provides, in addition to the above-mentioned interfaces, a further data connection from the manufacturing modules to the coordination device, via the parameters of input product, intermediate product or end product and
  • the generic manufacturing management system for automated production of product lots with a variety of end products includes:
  • At least one production module with at least one processing component for
  • Generating an intermediate product from at least one input product a planning device for storing a predetermined production sequence, a coordination device with at least one database for controlling the at least one production module,
  • a scheduling coordination interface for generating at least one
  • Control sequence for each production module depending on the given production sequence a coordination execution interface for generating a
  • Processing sequence for each processing component depending on the control sequence.
  • the production management system according to the invention is further developed by a logical bus between at least one production module and the at least one database for the transmission of data packets, wherein the
  • Data packets at least comprise: parameters of the at least one
  • Manufacturing module as user data and an identification of the respective
  • each manufacturing module has at least one listener module for retrieving predetermined parameters and for sending to databases registered with the listener module.
  • Manufacturing management system have one or - as far as technically possible and meaningful - several of the following features:
  • a routine database for storing script and service task routines, wherein the coordination execution interface when generating the processing sequence at least one routine of at least one
  • the data link comprises a Robotics service bus
  • the at least one production module comprises a parameter database for storing the parameters of the at least one input product and / or the intermediate product and / or the production module via the Robotics service bus;
  • the corresponding method for the automated production of product lots with a multiplicity of end products by producing intermediates from in each case at least one input product by at least one production module having at least one processing component comprises the steps:
  • Coordination device with at least one database
  • the data packets at least comprising: parameters of the at least one input product and / or the intermediate product and / or the manufacturing module as user data and an identification of the respective manufacturing module and the respective database and querying and sending to a database predetermined parameters by at least one Lister module of the respective manufacturing module, in the
  • At least one listener module of the respective production module is registered.
  • the production sequence is stored as an instruction set, and the scheduling coordination interface divides the instructions of the
  • the coordination execution interface assigns each activity instruction to at least one manufacturing module for executing one
  • each user interface (HMI) instruction of at least one user interface for adjusting the manufacturing steps by a user each inspection instruction of at least one
  • the coordination execution interface assigns a script or a service task routine in a routine database to a real-time capable basic function of a processing component for generating a machine-specific processing sequence;
  • the planning coordination interface communicates with a business IT, an ERP system and / or an MES system via an enterprise service bus;
  • a further step is to store the parameters of the at least one
  • Enterprise service bus has access to the parameter database.
  • the invention has the following advantageous property. Thanks to the data connection according to the invention, it is possible to track and monitor each individual workpiece during processing, so that an "individualized" production is achieved
  • FIG. 1 shows the schematic representation of an embodiment of the manufacturing management system according to the invention.
  • Fig. 2 shows an example of the inventive implementation of a
  • FIG. 3 shows an example of the formulation according to the invention
  • Processing sequence for the processing component of a production module as a function of the control sequence.
  • Fig. 4 shows the example of an activity diagram in the transition from the
  • Planning level for execution level Planning level for execution level.
  • a three-layer system architecture consisting of a planning level 1, a coordination level 2 and an execution level 3 was developed on the basis of architectural patterns from software / automation technology and robotics as well as the modularization levels identified in the project (production line and module, process component). This is shown in FIG. 1.
  • the planning level 1 includes a component 4 for resource planning (ERP) and a component 5 for execution routines (MES).
  • ERP resource planning
  • MES execution routines
  • Resource planning 4 and the execution routines 5 are jointly available to a planning device 6, which is indicated in FIG. 1 by a schematic production process formulated in BPMN.
  • the planning device 6 communicates with one or more databases 7 and with the
  • a coordination device 8 is provided for the control and monitoring of production modules, which can be combined into groups or lines. At this level, a user has the
  • Manufacturing modules via a user interface 9 the ability to intervene in the running processes and modify them if necessary.
  • the coordination level 2 is followed by the execution level 3, to which manufacturing modules 10 are logically assigned.
  • the production modules 10 are logically assigned.
  • PLC programmable logic controller
  • a data connection 14 to higher level databases is provided. Via this data connection 14, parameters of the workpieces in the processing components 13 as well as parameters of the processing components 13 themselves are reported to higher instances, so that so-called "one-piece flow" processing of individual workpieces becomes possible.
  • the data link 14 comprises a Robotics Service Bus (RSB).
  • the RS bus is an event-driven middleware system.
  • the RS-Bus protocol provides for the transmission of data packets (events) in a predefined format.
  • the data packets contain user data (payload) whose format can be freely specified by the user.
  • an identification (ID) is given for each data packet, so that each data packet in the sense of a later
  • Metadata is provided, which is an identification of the
  • Databases 7 may be connected as a receiver to the bus 14, so that a (m: n) system with m manufacturing modules 10 (transmitters) and n databases 7
  • Transport mechanisms is. Furthermore, different serialization types have to be executable. These requirements are preferably implemented by a "connector” concept in which each participant on the bus uses one or more "connectors" as an interface.
  • each database 7 can register as the parameters monitored by the respective listener module The parameters of a specific listener module can then be used to filter out the particularly important parameters from other filters on the database 7. This results in a multi-level preselection system.
  • execution level 3 includes invariant abstractions of
  • Manufacturing modules i. Structured Programmable Controller (PLC) structures for implementing real-time basis functions, horizontal and vertical integration components, robot control, module monitoring and integration into the execution context of the production line.
  • PLC Structured Programmable Controller
  • Execution level 3 Implementations of the basic functions for the specific process components, which are implemented in particular in the languages supported by IEC 61 131-3. These are, for example, screw or
  • Control process the link between cyclic control in the PLC-based module control and event-based process control in the coordination level 2.
  • the coordination level 2 contains cross-module abstractions and
  • Planning level 1 includes components for connecting the production line to the business IT of the company, in particular existing ERP or MES systems. This connection not only allows the communication of the system statuses in the ERP / MES level, but also the transfer of production orders from the planning level via OPC UA to the planning device 6.
  • Planning co-ordination interface developed, which interprets the production sequence and each relevant to a module shares the process models to the
  • the planning coordination interface is an integrated subcomponent that passes on the subprocesses or activities belonging to a specific module to the "appropriate" module by calling it via a horizontal integration middleware, using script or service task routines in a coordination execution interface which corresponds to the basic functions currently implemented at the execution level, so a complete process component of a module will be in this concept not only delivered with your PLC code, but also with the appropriate routine for the interface.
  • Manufacturing process is first a process model via OPC-UA to the
  • the user can e.g. to remedy a
  • the corresponding user roles and authorization concepts can also be implemented at the line level and directly in the production schedule, which are then correspondingly translated into calls to the user interface 9.
  • Fig. 2 is an example of the implementation of a production sequence in one
  • Control sequence for manufacturing modules shown by the planning coordination interface shown by the planning coordination interface.
  • the production process in the planning device 6 is broken down into event trajectories 15 and at least one output trajectory 16 for the output of events via the user interface 9.
  • event trajectories 15 the production process in the planning device 6 is broken down into event trajectories 15 and at least one output trajectory 16 for the output of events via the user interface 9.
  • calls 17 of activities are summarized, the same manufacturing modules or the same
  • the calls 17 in the second lowest lane may relate to 15 screwing operations and the calls 17 in the second upper lane 15 may relate to embossing operations.
  • the calls 17 in the second upper lane 15 may relate to embossing operations.
  • Control bodies provided, e.g. for quality assurance in the top 15. When these calls are each an inspection of the previous
  • the calls 17 are each initiated by a corresponding event display 18. In the case of incomplete or incorrect steps, these are via the user interface 9
  • FIG. 3 shows an example of the formulation of a processing sequence for the processing component of a production module as a function of the control sequence described above.
  • a new product enters the manufacturing module considered here.
  • step 20 This is followed in step 20 by the identification of the product and in step 21 by the assignment or verification of the product type and of the individual identification. Based on this identification of the product and assignment of the product type, an individual and product-specific machining process is called in step 22. Should it be at the
  • Processing component can be as follows in the inventive
  • Production module the order must not be reversed. Given these requirements, several different products and process instances can be produced in one modular production line at a time.
  • the unknown product can either be started user interaction or a standard process can be modeled, such as sending an error signal to the planning level, e-mailing to a responsible person, or evacuating of the product from the plant without further processing steps.
  • Configuration mode via the user interface to convert an incomplete into an executable production plan.
  • modeling via workflows allows the asynchronous interaction of the coordination and execution with the planning level and the processes defined there.
  • Exceptions at the production level or delays arising here are transferred directly in messages that are handled at the planning level.
  • FIG 4 shows an activity diagram for the examples explained above, which describes the core of the processing and the division of stored production processes on the coordination level and the execution level.
  • an (intermediate) product reaches a manufacturing module in step 27.
  • This is acknowledged in Fig. 28 by sending a message containing the identification of the product to the coordinator.
  • the actual processing in the production module line takes place in step 29 and includes in 30 the processing of the working section.
  • the working section is completed in 31, the processing history is in 32 in a database
  • Coordination device that is geared towards an individual product. This is followed in 40 by the processing in a production module. The actual processing takes place in 41 and is eventually completed in 42.
  • the actual processing takes place in 41 and is eventually completed in 42.
  • Processing history is stored again in a database in 43 and the processing status is reported to the higher level (left column). This only applies in the event that the processing result produces the final product. Otherwise, i. in an intermediate, the actual processing in Fig. 41 is followed by a call of PLC functions in Fig. 44. This is associated with the setting of parameters of the PLC functions in Fig. 45.
  • step 46 the PLC functions are then started simultaneously with 47 in Start flag is set to the PLC function.
  • step 48 the PLC function is then completed and thus in step 49, the manufacturing module section, which is reported in step 50 as a report on the process status. Thus, this level and thus the middle column in Fig. 4 is completed.
  • the PLC routines are activated and registered in step 51. This is followed by the reading of PLC functions and flags in step 52 and, in step 53, the actual processing of PLC parameters and flags. 54, the PLC function parameters are evaluated and executed in 55. Finally, in Fig. 56, the PLC functions are completed, and thus the processes are at the lowest level, i. in the right column of Fig. 4, completed.
  • Process plans which are processed by the coordination level, embed themselves (dynamically) as product-specific sub-workflows in the
  • non-product specific business process workflows at the planning level.
  • Function blocks of the business workflow which refer to the execution of the production, are determined at runtime and depending on the product to be manufactured and interpreted by the coordination or execution level. It is therefore a multi-layered interface, which has three levels
  • a process plan for complete production of a specific product type may be at the planning level in a manner similar to that commonly used today
  • Process plans for production in the modular production environment must be stored as sub-processes in their own process plans. These are made available to the coordination level as independent typed process models. If complete (in the sense of "executable") process models for the necessary product-specific production steps can not be used here, these production-related process models may also be underspecified and contain, for example, manufacturing activities without complete parameterization Process plans at the planning level can either be realized by means of appropriate start and termination signals or by direct call of subprocesses. The signals are preferably modeled, since this enables a more flexible execution on the production level is, finds the instantiation as well
  • the architecture does not necessarily have to have three levels with appropriate facilities. From a logical point of view, however, a hierarchical process modeling is carried out, which within a
  • the instructions of the planning level must at least include the communication and transformation of order-specific information of the ERP system, communication with the workflow database and selection of the product-specific Include sub-workflows from the database.
  • the production-related process models must contain information about the type of product to be manufactured as well as the production modules to be used for this product in the sense of a minimal line specification (in the simplest case currently about the specification of so-called "lanes" for the involved production modules).
  • the applicability of the production-related process models to a list of EPC (Electronic Product Codes) IDs that are read in the execution level via RFID can be limited, in which case this information is transferred to the coordination level together with the type-specific process models.
  • the data of the sending process instance is embedded here, in order to facilitate the assignment of signals of the called processes on the coordination level with the abstractions for receiving signals contained in the higher level workflow
  • the overall architecture features an update of
  • This function is of particular interest in cases where an incomplete production-related process plan is referenced at the planning level, which has been completed in the coordination level, and then this product type-specific knowledge can be used recourse to another production of the same product.
  • the instructions of the coordination level comprise at least the receipt of the sub-workflow of the planning level, the transmission of the termination signal to the planning level and the product-specific calls of the PLC basic functionalities (according to sub-workflows) which are required for the manufacturing process. Furthermore, there are instructions for the distribution of the manufacturing process to the modules of the execution level as well as for bidirectional communication with the
  • Execution level (submission of sub-workflows / receipt of
  • Termination signals required.
  • the production-related process is loaded in the coordination level from the set of processes available in a database, parameterized product-specifically and executed as a separate process instance by the controlling component on the line level and its embedded interface.
  • EDB Enterprise Service Bus
  • workflow database which provides the product-specific sub-workflows, as follows:
  • the product-unspecific business workflow is interpreted by the business workflow engine and expects a production order through the ERP system.
  • the product-specific sub-workflow is selected from a workflow database and embedded in the business workflow. This sub-workflow specifies the function block for executing the production.
  • the sub-workflow is sent to the coordination level where it is processed further.
  • the production-related workflows can be modularized, and the actual process plans of the planning level only refer to them or trigger by signal the deployment of the corresponding production-related process plans.
  • the coordination level contains one coordinating component for each production line.
  • This component can, for example, retrieve product type-specific process plans from a database and execute them with an embedded interface in the context of the system architecture of the modular production line.
  • the production-related process plans at the coordination level primarily contain a sequence of sub-processes, which are executed under event control, as well as the assignment of the sub-processes to the production modules of the plant.
  • other activities such as interactions with the Machine operators or setters as well as further intermediate steps complete the process plan.
  • the essential element is the data connection 14 between the production module 10 and the coordination device 8 for transmitting parameters of the
  • Input product the intermediate product or the production module to the coordination device.
  • the data as well as script and service task routines are stored in the routine database 7.
  • Databases have the coordinator 8 and / or the

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fertigungsmanagementsystem zum automatisierten Herstellen von Produktlosen mit einer Vielzahl von Endprodukten. Das Fertigungsmanagementsystem umfasst: wenigstens ein Fertigungsmodul (10) zum Erzeugen eines Zwischenproduktes aus einem Eingangsprodukt, eine Planungseinrichtung (6) zum Abspeichern einer vorgegebenen Produktionsabfolge und eine Koordinationseinrichtung (8) mit wenigstens einer Datenbank (7) zum Steuern von dem wenigstens einen Fertigungsmodul. Zur Schaffung eines einheitlichen hersteiler- und steuerungsunabhängigen Prozessmodells werden Datenpakete über einen logischen Bus (14) zwischen dem wenigstens einen Fertigungsmodul (10) und der wenigstens einen Datenbank (7) übertragen, wobei die Datenpakete Parameter des Eingangsproduktes und/oder des Zwischenproduktes und/oder des Fertigungsmoduls als Nutzdaten und eine Identifizierung des Fertigungsmoduls und der Datenbank umfassen.

Description

Fertigungsmanagementsystem und Verfahren
Die Erfindung betrifft die Automatisierung einer modularen Produktionsplattform und eine modulare Produktionsplattform. Insbesondere, aber nicht ausschließlich betrifft die Erfindung das Fertigungsmanagementsystem nach dem Oberbegriff von
Anspruch 1 sowie ein entsprechendes Verfahren zum automatisierten Herstellen von Produktlosen mit einer Vielzahl von Endprodukten.
Um die Fertigung von Produktlosen bestehend aus einer Vielzahl von Endprodukten automatisiert ablaufen lassen zu können, werden Fertigungsmanagementsysteme eingesetzt. Derartige Fertigungsmanagementsysteme verbinden die eigentlichen Fertigungsvorgänge des„Manufacturing Execution System" (MES) und die
Ressourcenplanung des Unternehmens,„Enterprise Resource Planning" ERP, miteinander und spielen innerhalb der Produktions-IT eine zunehmend wichtigere Rolle. Dabei werden nicht nur Daten aus der Produktion gesammelt, verdichtet und analysiert, sondern die Produktion wird auf Basis dieser Daten planend und steuernd unterstützt.
Ein Fertigungsmanagementsystem zum automatisierten Herstellen von Produktlosen mit einer Vielzahl von Endprodukten umfasst dementsprechend ein oder mehrere Fertigungsmodule, die wiederum eine oder mehrere Bearbeitungskomponenten aufweisen. Mit den Bearbeitungskomponenten der Fertigungsmodule werden aus einem oder mehreren Eingangsprodukten Zwischenprodukte erzeugt, die in einem nachfolgenden Fertigungsmodul weiter bearbeitet werden oder als Endprodukt ausgestoßen werden.
Die geplante und vorgegebene Produktionsabfolge ist in einer Planungseinrichtung des Fertigungsmanagementsystems abgespeichert. Die Fertigungsmodule werden von einer Koordinationseinrichtung gesteuert. Zwischen der Planungseinrichtung und der Koordinationseinrichtung ist eine Planungskoordinationsschnittstelle vorgesehen, und zwischen der Koordinationseinrichtung und den Fertigungsmodulen mit ihren Bearbeitungskomponenten ist eine Koordinationsausführungsschnittstelle
vorgesehen. Von der Planungskoordinationsschnittstelle wird in Abhängigkeit von der vorgegebenen Produktionsabfolge eine Steuersequenz für jedes Fertigungsmodul erzeugt, und von der Koordinationsausführungsschnittstelle wird in Abhängigkeit von der Steuersequenz eine Bearbeitungssequenz für jede Bearbeitungskomponente erzeugt.
Einen Überblick über Fertigungsmanagementsysteme gibt G. Reinhard et al., „Vorlesungsskript Technische Betriebsführung II"; TU München, 1996, S. 29 - 34. Dort wird eine rechnerintegrierte Fertigung CAM mit Planungsrechner und DNC- Rechner beschrieben.
Aus DE 10 2006 027 669 A1 ist eine computerimplementierte Arbeitsablauf- Maschine zum Management einer Arbeitsliste bekannt. Die Maschine enthält einen Arbeitslistenserver zum Bereitstellen von Diensten und zum Speichern eines
Arbeitslisteneintrags, einen Aufgabenplaner, der den Arbeitslisteneintrag, der durch den Arbeitslistenserver gespeichert wird, zerlegt, einen Aufgabeninterpreter zum Empfangen der Arbeitsliste und zum Trennen der Arbeitsliste in eine Aktion und einen Akteur und einen Aufgabenmanager, der an den Aufgabenplaner und an den Akteur, der durch die Arbeitsliste spezifiziert ist, gekoppelt ist.
Aus DE 102 06 903 A1 ist ein Verfahren zur Erstellung von Softwareapplikationen insbesondere für MES-Systeme bekannt. Objekte (mit Daten, Attributen, Verhalten, Funktionen) für Softwareapplikationen, insbesondere MES-Applikationen, werden mit Metainformationen verknüpft, als hierarchische Bäume (OB1 , OB2) strukturiert (wobei unterschiedliche Darstellungsformen wählbar sind) und miteinander verzeigert bzw. vernetzt (lateral und/oder horizontal). Zur Laufzeit werden die Objektte (K1 -K4, KV-K4') zu Softwareapplikationen zusammengesetzt, wobei sich die Gesamtfunktion der Softwareapplikationen aus der Struktur der hierarchischen Bäume (OB1 , OB2) ableitet. Es können Softwareapplikationen für MES-Systeme, für
Automatisierungssysteme, für industrielle Steuerungen (auch
Bewegungssteuerungen) und für Büroanwendungen (Officebereich) erstellt werden.
Wesentlicher Bestandteil von Fertigungsmanagementsystemen mit einer modularen Produktionsplattform sind konfigurierbare autonome Fertigungsmodule. Sie sind mit Plug-and-Produce-Fähigkeiten, eigener PC-basierten Echtzeitsteuerung, einer zentralen, modulunabhängigen Mensch-Maschine-Schnittstelle und unterschiedlichen Prozesskomponenten ausgestattet. Die Prozesskomponenten umfassen beispielsweise Fertigungs-, Produktions- und Prüfprozesse.
Ein Nachteil bei dem bisherigen Stand der Technik besteht darin, dass das
Prozessmodell, von dem in einem Fertigungsmanagementsystem ausgegangen wird, in der Regel an Vorgaben der Hersteller der Fertigungsmodule und den
entsprechenden Steuerungen angepasst werden muss.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es damit, ein einheitliches hersteiler- und steuerungsunabhängiges Prozessmodell zu schaffen, welches in allen
Systemebenen und Prozessschritten konsistent bleibt und die Beschreibung eines Produktionsprozesses innerhalb einer Fertigungslinie auf Basis der Fähigkeiten der konfigurierbaren Fertigungsmodule erlaubt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch das Fertigungsmanagementsystem zum
automatisierten Herstellen von Produktlosen mit einer Vielzahl von Endprodukten nach Anspruch 1 bzw. das entsprechende Verfahren nach Anspruch 9. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Die Erfindung schafft zusätzlich zu den oben genannten Schnittstellen eine weitere Datenverbindung von den Fertigungsmodulen zu der Koordinationseinrichtung, über die Parameter von Eingangsprodukt, Zwischenprodukt bzw. Endprodukt und
Fertigungsmodul an die oberen Ebenen gemeldet werden.
Das gattungsgemäße Fertigungsmanagementsystem zum automatisierten Herstellen von Produktlosen mit einer Vielzahl von Endprodukten umfasst:
wenigstens ein Fertigungsmodul mit wenigstens einer Bearbeitungskomponente zum
Erzeugen eines Zwischenproduktes aus wenigstens einem Eingangsprodukt, eine Planungseinrichtung zum Abspeichern einer vorgegebenen Produktionsabfolge, eine Koordinationseinrichtung mit wenigstens einer Datenbank zum Steuern von dem wenigstens einen Fertigungsmodul,
eine Planungskoordinationsschnittstelle zum Erzeugen wenigstens einer
Steuersequenz für jedes Fertigungsmodul in Abhängigkeit von der vorgegebenen Produktionsabfolge, eine Koordinationsausführungsschnittstelle zum Erzeugen einer
Bearbeitungssequenz für jede Bearbeitungskomponente in Abhängigkeit von der Steuersequenz.
Das Fertigungsmanagementsystem wird erfindungsgemäß weitergebildet durch einen logischen Bus zwischen wenigstens einem Fertigungsmodul und der wenigstens einen Datenbank zum Übertragen von Datenpaketen, wobei die
Datenpakete wenigstens umfassen: Parameter des wenigstens einen
Eingangsproduktes und/oder des Zwischenproduktes und/oder des
Fertigungsmoduls als Nutzdaten und eine Identifizierung des jeweiligen
Fertigungsmoduls und der jeweiligen Datenbank, und wobei jedes Fertigungsmodul wenigstens ein Listener-Modul zum Abfragen vorgegebener Parameter und zum Senden an bei dem Listener-Modul registrierte Datenbanken aufweist.
Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Fertigungsmanagementsystems weisen eines oder - soweit technisch möglich und sinnvoll - mehrere der folgenden Merkmale auf:
• eine Routinen-Datenbank zum Abspeichern von Script- und Service-Task- Routinen, wobei die Koordinationsausführungsschnittstelle beim Erzeugen der Bearbeitungssequenz wenigstens eine Routine wenigstens einer
echtzeitfähigen Basisfunktion einer Bearbeitungskomponente zuordnet;
• die echtzeitfähigen Basisfunktionen entsprechen einer oder mehreren SPS- Routinen einer Bearbeitungskomponente;
• ein Enterprise-Service-Bus, über den die Planungskoordinationsschnittstelle mit einer Business-IT, einem ERP-System und/oder einem MES-System verbunden ist;
• die Datenverbindung umfasst einen Robotics-Service-Bus;
• ein Modul-Bus, über den die Fertigungsmodule miteinander verbunden sind;
• das wenigstens eine Fertigungsmodul umfasst eine Parameterdatenbank zum Abspeichern der Parameter des wenigstens einen Eingangsproduktes und/oder des Zwischenproduktes und/oder des Fertigungsmoduls über den Robotics-Service-Bus;
• die Koordinationseinrichtung und/oder die Planungseinrichtung über den
Enterprise-Service-Bus hat Zugriff auf die Parameterdatenbank. Das entsprechende Verfahren zum automatisierten Herstellen von Produktlosen mit einer Vielzahl von Endprodukten durch Erzeugen von Zwischenprodukten aus jeweils wenigstens einem Eingangsprodukt durch wenigstens ein Fertigungsmodul mit wenigstens einer Bearbeitungskomponente umfasst die Schritte:
Abspeichern einer vorgegebenen Produktionsabfolge in einer Planungseinrichtung,
Steuern von dem wenigstens einen Fertigungsmodul durch eine
Koordinationseinrichtung mit wenigstens einer Datenbank,
Erzeugen wenigstens einer Steuersequenz für jedes Fertigungsmodul in
Abhängigkeit von der vorgegebenen Produktionsabfolge durch eine
Planungskoordinationsschnittstelle,
Erzeugen einer Bearbeitungssequenz für jede Bearbeitungskomponente in
Abhängigkeit von der Steuersequenz durch eine
Koordinationsausführungsschnittstelle und
Übertragen von Datenpaketen über einen logischen Bus zwischen wenigstens einem Fertigungsmodul und der wenigstens einen Datenbank, wobei die Datenpakete wenigstens umfassen: Parameter des wenigstens einen Eingangsproduktes und/oder des Zwischenproduktes und/oder des Fertigungsmoduls als Nutzdaten und eine Identifizierung des jeweiligen Fertigungsmoduls und der jeweiligen Datenbank und Abfragen und Senden an eine Datenbank vorgegebener Parameter durch wenigstens ein Lister-Modul des jeweiligen Fertigungsmoduls, die bei dem
wenigstens einen Listener-Modul des jeweilige Fertigungsmoduls registriert ist.
Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens weisen eines oder - soweit technisch möglich und sinnvoll - mehrere der folgenden Merkmale auf:
• die Produktionsabfolge ist als eine Instruktionsmenge abgespeichert, und die Planungskoordinationsschnittstelle unterteilt die Instruktionen der
Produktionsabfolge in Benutzerschnittstellen- (HMI-) Instruktionen,
Tätigkeitsinstruktionen, Inspektionsinstruktionen;
• die Koordinationsausführungsschnittstelle ordnet jede Tätigkeitsinstruktion wenigstens einem Fertigungsmodul zu zum Ausführen eines
Herstellungsschrittes, jede Benutzerschnittstellen- (HMI-) Instruktion wenigstens einer Benutzerschnittstelle zum Anpassen der Herstellungsschritte durch einen Benutzer, jede Inspektionsinstruktion wenigstens einer
Inspektionseinheit zum Erfassen von Ist-Parametern und Vergleichen mit Soll- Parametern; • die Koordinationsausführungsschnittstelle ordnet zum Erzeugen einer maschinenspezifischen Bearbeitungssequenz eine Script- bzw. eine Service- Task-Routine in einer Routinen-Datenbank einer echtzeitfähigen Basisfunktion einer Bearbeitungskomponente zu;
• die Script- bzw. Service-Task-Routinen werden als HyperCard- bzw.
JavaScript-Routinen abgespeichert;
• die Script- bzw. Service-Task-Routinen sind als Plug-In-Routinen
abgespeichert,
• die Planungskoordinationsschnittstelle kommuniziert über einen Enterprise- Service-Bus mit einer Business-IT, einem ERP-System und/oder einem MES- Sy stem;
• die Koordinationsausführungsschnittstelle kommuniziert über einen Robotics- Service-Bus mit den Fertigungsmodulen;
• die Fertigungsmodule sind über einen Modul-Bus miteinander verbunden,
• ein weiterer Schritt ist Abspeichern der Parameter des wenigstens einen
Eingangsproduktes und/oder des Zwischenproduktes und/oder des
Fertigungsmoduls in einer Parameterdatenbank des wenigstens einen
Fertigungsmoduls über den Robotics-Service-Bus;
• die Koordinationseinrichtung und/oder die Planungseinrichtung über den
Enterprise-Service-Bus hat Zugriff auf die Parameterdatenbank.
Die Erfindung weist insbesondere die folgende vorteilhafte Eigenschaft auf. Dank der erfindungsgemäßen Datenverbindung ist es möglich, jedes einzelne Werkstück bei der Bearbeitung zu verfolgen und zu überwachen, so dass eine„individualisierte" Produktion erreicht wird. Die damit verbundene gleichzeitige Bearbeitung
unterschiedlicher Produkte bzw. Bauteile in der modularen Fertigungslinie wird erst durch die individuelle Zuordnung des Produkts bzw. Bauteils zu instanziierten fertigungsnahen Prozessmodellen, eine Identifikation des Produkts bzw. Bauteils beim Übergang zwischen den Fertigungsmodulen und die Entkopplung des
Materialflusses vom spezifischen Produktionsprozess ermöglicht.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen, wobei Bezug genommen wird auf die beigefügte Zeichnung. Fig. 1 zeigt die schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fertigungsmanagementsystems.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel für die erfindungsgemäße Umsetzung einer
Produktionsabfolge in eine Steuersequenz für Fertigungsmodule.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel für die erfindungsgemäße Formulierung einer
Bearbeitungssequenz für die Bearbeitungskomponente eines Fertigungsmoduls in Abhängigkeit von der Steuersequenz.
Fig. 4 zeigt das Beispiel eines Aktivitätsdiagramms beim Übergang von der
Planungsebene zur Ausführungsebene.
Erfindungsgemäß wurde auf Basis von Architekturmustern aus der Software- /Automatisierungstechnik und der Robotik sowie den im Projekt identifizierten Modularisierungsebenen (Fertigungslinie und -modul, Prozesskomponente) eine dreischichtige Systemarchitektur bestehend aus einer Planungsebene 1 , einer Koordinationsebene 2 und einer Ausführungsebene 3 entwickelt. Dies ist dargestellt in Fig. 1 .
Die Planungsebene 1 beinhaltet eine Komponente 4 für die Ressourcenplanung (ERP) sowie eine Komponente 5 für Ausführungsroutinen (MES). Die
Ressourcenplanung 4 und die Ausführungsroutinen 5 stehen gemeinsam einer Planungseinrichtung 6 zur Verfügung, die in Fig. 1 durch einen schematischen, in BPMN formulierten Produktionsablauf angedeutet ist. Die Planungseinrichtung 6 kommuniziert mit einer oder mehreren Datenbanken 7 sowie mit der
Koordinationsebene 2 darunter. Die Kommunikationswege und -richtungen sind durch einfache bzw. doppelte Pfeile angedeutet.
In der Koordinationsebene 2 ist eine Koordinationseinrichtung 8 vorgesehen für die Steuerung und Überwachung von Fertigungsmodulen, die zu Gruppen oder Linien zusammengefasst sein können. Auf dieser Ebene hat ein Benutzer der
Fertigungsmodule über eine Benutzerschnittstelle 9 (HMI) die Möglichkeit, in die ablaufenden Prozesse einzugreifen und sie gegebenenfalls zu modifizieren. Unter der Koordinationsebene 2 schließt sich die Ausführungsebene 3 an, zu der Fertigungsmodule 10 logisch zugeordnet sind. Die Fertigungsmodule 10
kommunizieren über programmierbare Steuerungen (PLC) 1 1 und darin
implementierten Funktionen 12 der programmierbaren Steuerung, sog. PLC- Funktionen, mit wenigstens einer Bearbeitungskomponente 13 des jeweiligen
Fertigungsmoduls 10.
Erfindungsgemäß ist über die obige Architektur hinaus eine Datenverbindung 14 zu Datenbanken auf höheren Ebenen vorgesehen. Über diese Datenverbindung 14 werden Parameter der Werkstücke in den Bearbeitungskomponenten 13 wie auch Parameter der Bearbeitungskomponenten 13 selbst an höhere Instanzen gemeldet, so dass eine sog.„One Piece Flow"-Bearbeitung einzelner Werkstücke möglich wird.
Insbesondere umfasst die Datenverbindung 14 einen Robotics-Service-Bus (RSB). Der RS-Bus ist ein ereignisgesteuertes Middleware-System. Das RS-Bus-Protokoll sieht die Übertragung von Datenpaketen (Ereignisse) in einem vorgegebenen Format vor. Die Datenpakete beinhalten Nutzdaten (Payload), deren Format von dem Nutzer frei vorgegeben werden kann. Des weiteren wird eine Identifizierung (ID) für jedes Datenpaket angegeben, so dass jedes Datenpaket im Sinne einer späteren
Nachverfolgung schnell auffindbar ist. Zu jedem Datenpaket werden
Zusatzinformationen (Metadaten) bereitgestellt, die eine Identifizierung des
Absenders ermöglichen und die diverse Zeitangaben wie beispielsweise zu den Bedingungen bei Eintritt eines Ereignisses und zu nutzerspezifischen Angaben beinhalten. Angaben zu den Auslösern des Ereignisses (Auslösungsvektor) werden ebenso übertragen. Schließlich wird ein Adressat angegeben, für den die
Benachrichtigung über das Ereignis bestimmt ist.
Bei der Übertragung der Datenpakete (Benachrichtigung) ist die Angabe des
Adressaten insbesondere dann erforderlich, wenn keine dezidierte point-to-point- Verbindung hergestellt wird, sondern die Datenverbindung 14 ein logischer Bus ist, der mehrere Schichten beinhaltet. In einem solchen Fall hängen mehrere
Fertigungsmodule 10 als Sender an dem Bus 14. Es können auch mehrere
Datenbanken 7 als Empfänger an den Bus 14 angeschlossen sein, so dass sich ein (m : n)-System mit m Fertigungsmodulen 10 (Sendern) und n Datenbanken 7
(Empfängern) ergibt. Um die Datenverbindung 14 als logischen Bus aufbauen zu können, muss sichergestellt werden, dass sie kompatibel zu verschiedenen
Transportmechanismen ist. Ferner müssen unterschiedliche Serialisierungsarten ausführbar sein. Diese Anforderungen werden vorzugsweise umgesetzt durch ein „Connector' -Konzept, bei dem jeder Teilnehmer an dem Bus einen oder mehrere „Connector" als Schnittstelle verwendet.
Damit nicht jede Datenbank 7 von allen Fertigungsmodulen 10 Nachrichten erhält, die u. U. von vornherein für diese Datenbank irrelevant sind, wird vorzugsweise eine Vorauswahl (Observation) auf beiden Seiten getroffen. So werden auf Seiten der Fertigungsmodule 10 sog.„Listener"-Module eingerichtet, die bestimmte, nicht notwendigerweise alle Parameter des Fertigungsmoduls 10 abfragen. Bei diesen Listener-Modulen kann sich jede Datenbank 7 registrieren als an den von dem jeweiligen Listener-Modul überwachten Parametern interessiert. Von den Parametern eines bestimmten Listener-Moduls können von weiteren Filtern auf Seiten der Datenbank 7 dann die besonders wichtigen Parameter herausgefiltert werden. So ergibt sich ein mehrstufiges Vorauswahlsystem.
Im einzelnen beinhaltet die Ausführungsebene 3 invariante Abstraktionen der
Fertigungsmodule, d.h. Strukturen der speicherprogrammierten Steuerung (SPS) für die Implementierung echtzeitfähiger Basisfunktionen, Komponenten zur horizontalen und vertikalen Integration, Robotersteuerung, Modulüberwachung und -Integration in den Ausführungskontext der Fertigungslinie. Darüber hinaus enthält die
Ausführungsebene 3 Implementierungen der Basisfunktionen für die spezifischen Prozesskomponenten, die insbesondere in den nach IEC 61 131 -3 unterstützten Sprachen realisiert sind. Dies sind beispielsweise Schraub- oder
Vereinzelungskomponenten in einem (nicht gezeigten) Schraubmodul. Diese
Basisfunktionen werden unabhängig und möglichst ohne Vorannahmen über Ihren Ausführungskontext implementiert und stellen damit einfache, oft wiederverwendbare Basiselemente zur Verfügung. Über einheitliche Schnittstellen, die mit den Mitteln der horizontalen Integration realisiert werden, können die Basisfunktionen an den außerhalb der eigentlichen speicherprogrammierten Steuerung, aber auf der PC- basierten Steuerungshardware ausgeführten modulspezifischen Kontrollprozess „exportiert" werden. Diese einheitlichen Schnittstellen bilden einen Modul-Bus, über den die Fertigungsmodule miteinander, d.h. horizontal verbunden sind. Der modulspezifische Kontrollprozess agiert dabei als Abstraktionskomponente, die auch die Integration von Nicht-SPS-Komponenten wie z.B. einen RFID-Reader in die Modularchitektur erlaubt. Darüber hinaus realisiert der modulspezifische
Kontrollprozess die Verknüpfung zwischen zyklischer Regelung in der SPS-basierten Modulsteuerung und ereignisbasierter Prozesskontrolle in der Koordinationsebene 2.
Die Koordinationsebene 2 enthält modulübergreifende Abstraktionen und
Softwarekomponenten, die im Ausführungskontext der Fertigungslinie benötigt werden, aber keine Echtzeitanforderungen erfüllen müssen. Beispiele dafür sind die zentrale Mensch-Maschine-Schnittstelle 9 und Komponenten zur
modulübergreifenden Koordination und Ausführung von Fertigungsprozessen sowie zur Überwachung. Die beiden letztgenannten Funktionen sind dabei in einer (nicht gezeigten) Koordinationsausführungsschnittstelle realisiert, die mit der den
verschiedenen Modulen in der Ausführungsebene kommuniziert und diesen passende Teilprozesse zur Ausführung übergibt.
Die Planungsebene 1 umfasst Komponenten zur Anbindung der Fertigungslinie an die Business-IT des Unternehmens, insbesondere existierende ERP- oder MES- Systeme. Diese Anbindung erlaubt nicht nur die Kommunikation der Systemzustände in die ERP/MES-Ebene, sondern auch die Übertragung von Produktionsaufträgen aus der Planungsebene per OPC-UA an die Planungseinrichtung 6.
Auf Basis der in der Planungseinrichtung 6 abgespeicherten Produktionsabfolge wird eine steuerungsunabhängige Beschreibung der Konfiguration und Parametrisierung der Fertigungslinie erreicht. Als Konsequenz aus diesem Ansatz zur flexiblen
Konfiguration wurde als Bestandteil der Koordinationsebene eine
Planungskoordinationsschnittstelle entwickelt, die die Produktionsabfolge interpretiert und die jeweils für ein Modul relevanten Anteile der Prozessmodelle an die
Fertigungsmodule zur Ausführung übergibt. Die Planungskoordinationsschnittstelle ist dabei eine integrierte Teilkomponente, die die zu einem bestimmten Modul gehörigen Teilprozesse bzw. Aktivitäten an das„passende" Modul per Aufruf über eine Middleware der horizontalen Integration weitergibt. Dafür wurden in einer Koordinationsausführungsschnittstelle Script- bzw. Service-Task-Routinen realisiert, die den aktuell in der Ausführungsebene realisierten Basisfunktionen entsprechen. Eine vollständige Prozesskomponente eines Moduls wird in diesem Konzept also nicht nur mit Ihrem SPS-Code, sondern auch mit der entsprechenden Routine für die Schnittstelle ausgeliefert.
Für die Ausführung eines in der Produktionsabfolge beschriebenen
Fertigungsprozesses wird zunächst ein Prozessmodell über OPC-UA an die
Schnittstelle übergeben. Dieser Prozess wird in der Schnittstelle„installiert" und steht ab diesem Zeitpunkt bereit. Dabei ist zu beachten, dass die Schnittstelle mehrere Prozesse parallel ausführen kann, insbesondere wird ein solcher Prozess über die in den Modulen vorhandenen RFID-Reader gesteuert, der bei Identifikation eines Werkstückträgers die ID-Information als Ereignissignal an die Prozessinstanzen übergibt. Sobald ein Prozess dieses Ereignis verarbeiten kann, werden die weiteren Aktivitäten im logischen Ablauf des Fertigungsprozesses verarbeitet. Sobald ein Prozess abgeschlossen ist, wird dieser entsprechend markiert und in die
Prozessdatenbank für spätere Abfragen übertragen.
Über die Benutzerschnittstelle 9 kann der Benutzer z.B. zur Behebung eines
Problems oder zur Konfiguration der Hardware eingreifen. Dabei können als Teil der Schnittstelle auch die entsprechenden Benutzerrollen und Berechtigungskonzepte auf Linienebene und direkt im Produktionsablaufplan realisiert werden, die dann entsprechend in Aufrufe an die Benutzerschnittstelle 9 übersetzt werden.
In Fig. 2 ist ein Beispiel für die Umsetzung einer Produktionsabfolge in eine
Steuersequenz für Fertigungsmodule durch die Planungskoordinationsschnittstelle gezeigt.
Zunächst wird der Produktionsablauf in der Planungseinrichtung 6 in Ereignisbahnen 15 und wenigstens eine Ausgabebahn 16 für die Ausgabe von Ereignissen über die Benutzerschnittstelle 9 zerlegt. In jeder der Ereignisbahnen 15 sind Aufrufe 17 von Aktivitäten zusammengefasst, die gleiche Fertigungsmodule oder gleiche
Fertigungsmodulgruppen betreffen. Als Beispiel können die Aufrufe 17 in der zweituntersten Bahn 15 Schraubvorgänge betreffen und die Aufrufe 17 in der zweitobersten Bahn 15 Prägevorgänge betreffen. Darüber hinaus sind
Kontrollinstanzen vorgesehen, z.B. für die Qualitätssicherung in der obersten Bahn 15. Bei diesen Aufrufen wird jeweils eine Inspektion des vorangegangenen
Arbeitsergebnisses durchgeführt. Eingeleitet werden die Aufrufe 17 jeweils durch eine entsprechende Ereignisanzeige 18. Im Falle von unvollständigen oder fehlerhaften Arbeitsschritten werden diese über die Benutzerschnittstelle 9
ausgegeben, was durch mehrere Ereignisse 16 in der untersten Bahn 15 dargestellt ist.
In Fig. 3 ist ein Beispiel für die Formulierung einer Bearbeitungssequenz für die Bearbeitungskomponente eines Fertigungsmoduls in Abhängigkeit von der oben beschriebenen Steuersequenz gezeigt. Bei Schritt 19 erfolgt der Eintritt eines neuen Produkts in das hier betrachtete Fertigungsmodul. Daran schließt sich in Schritt 20 die Identifizierung des Produkts und in Schritt 21 die Zuweisung bzw. Überprüfung des Produkttyps und der individuellen Identifikation an. Anhand dieser Identifizierung des Produkts und Zuordnung des Produkttyps wird in Schritt 22 ein individueller und Produkt-spezifischer Bearbeitungsprozess aufgerufen. Sollte es bei der
Identifizierung des Produkts und der Zuordnung von Produkttyp zu einem Fehler gekommen sein und dieser bei dem Bearbeitungsprozess erkannt werden, erfolgt in Schritt 23 der Übergang auf einen Standardprozess und in Schritt 24 eine
entsprechende Fehlerausgabe über die Benutzerschnittstelle 9. Wenn hingegen die Identifizierung und Zuordnung des Produkts und Produkttyps korrekt vorgenommen wurde, wird das Produkt in Schritt 25 an die Bearbeitungskomponente übergeben und dort bearbeitet. Die Bearbeitung endet in Schritt 26 mit dem Abschluss der Bearbeitung und der Übergabe des Zwischenprodukts an die nächste Instanz.
Dieses Konzept der Formulierung einer Bearbeitungssequenz für die
Bearbeitungskomponente lässt sich wie folgt in das erfindungsgemäße
Gesamtsystem einordnen. In der Koordinationsebene wird jeweils für ein
individuelles Produkt eine neue Instanz eines Prozessmodels erzeugt und gestartet. Die Verbindung von Prozessinstanz und Produkt, also die Erzeugung und
spezifische Parametrisierung eines als Modell vorhandenen Prozesses, erfolgt dabei in der Planungskoordinationsschnittstelle beispielsweise an einem speziellen
Eintrittspunkt in eine Fertigungsmodul(gruppe) oder Fertigungslinie in Schritt 19 in Fig. 3. Die hier erzeugte Prozessinstanz, z.B. eine Ausprägung des in Fig. 2 gezeigten Prozessmodells, begleitet jedes Produkt über seinen Lebenszyklus hinweg in der Koordinationsebene. Diese Eigenschaft erlaubt später eine einfache
Nachvollziehbarkeit der durchgeführten Produktionsprozesse in der hier
angestrebten flexiblen Produktionsumgebung. So werden auch Produktionsfehler direkt in den Prozessvariablen vermerkt oder können durch die Einbindung des Maschinenbedieners über Anfragen an die Benutzerschnittstelle 9 annotiert und ggf. behoben werden.
Das Konzept zur Erzeugung separat aktiver Prozessinstanzen für die jeweils in einer Produktionsanlage befindlichen Produkte erlaubt die Fertigung von verschiedenen Produkten in einer Fertigungslinie. Durch die spezifischen Prozessinstanzen können in einer physisch konfigurierten Anlage alle abbildbaren Varianten von Produkten gefertigt werden und hiermit eine Art„One-Piece Flow" erreicht werden.„Abbildbar" bedeutet in diesem Fall, dass sowohl die Hardware in den Modulen entsprechend flexibel sein muss als auch die nötigen Produktionsfunktionen parametrisierbare Implementierung in der Ausführungsebene aufweisen müssen, die aus BPMN- Aktivitäten heraus ansprechbar sein müssen. Eine weitere Voraussetzung ist, dass zu einem Zeitpunkt nur ein einziges Produkt in einem Modul aktiv bearbeitet werden darf und nach der Identifizierung des Produkts bei dem Eingang in ein neues
Fertigungsmodul die Reihenfolge nicht mehr vertauscht werden darf. Sind diese Voraussetzungen gegeben, können zu einem Zeitpunkt mehrere verschiedene Produkte und Prozessinstanzen in einer modularen Fertigungslinie produziert werden.
Im folgenden werden Beispiele für diese modular beschriebenen Prozessanteile auf der Koordinationsebene angegeben:
• Interaktionen mit Benutzern der Maschine werden für komplexere Situationen durch separate Prozessmodelle beschrieben, wie es oben anhand einer Fehlerbehandlung erläutert wurde.
• In Situationen, in denen kein Prozessmodell für ein identifiziertes Produkt vorliegt, kann für das unbekannte Produkt entweder eine Benutzerinteraktion gestartet oder ein Standardprozess modelliert werden, wie das Absenden eines Fehlersignals an die Planungsebene bzw. einer E-Mail an eine verantwortliche Person oder der Abtransport des Produkts aus der Anlage, ohne dass weitere Bearbeitungsschritte erfolgen.
• Die eigentlichen modulspezifischen Funktionen („Prägen",„Schrauben",„Prüfen") werden für unterschiedliche Produkttypen als eigene Prozesse beschrieben. • Die Organisation des Materialflusses in der Anlage taucht nicht in den modulspezifischen Prozessen auf, da er„orthogonal" zu den eigentlichen Funktionen in einem Modul ist.
• Es werden Logiken und Benutzerinteraktionen bereitgestellt, um im
Konfigurationsmodus über die Benutzerschnittstelle einen unvollständigen in einen ausführbaren Produktionsplan zu überführen.
In den hier als Beispiel angeführten Prozessen erlaubt die Modellierung über Workflows die asynchrone Verzahnung der Koordinations- und Ausführungs- mit der Planungsebene und den dort definierten Prozessen. So können z.B. Ausnahmen in der Produktionsebene oder hier entstehende Verzögerungen direkt in Nachrichten, die auf der Planungsebene behandelt werden, überführt werden.
Fig. 4 zeigt ein Aktivitätsdiagramm für die oben erläuterten Beispiele, welches den Kern der Verarbeitung und die Aufteilung von abgespeicherten Produktionsabläufen auf der Koordinationseben und der Ausführungsebene beschreibt.
Am Beginn des Fertigungsmanagements erreicht ein (Zwischen-) Produkt in Schritt 27 ein Fertigungsmodul. Dieses wird in 28 mit dem Absenden einer Nachricht, die die Identifizierung des Produkts enthält, an die Koordinationseinrichtung quittiert. Die eigentliche Bearbeitung in der Fertigungsmodullinie erfolgt in Schritt 29 und beinhaltet in 30 das Bearbeiten des Arbeitsabschnitts. Der Arbeitsabschnitt wird in 31 abgeschlossen, die Bearbeitungshistorie wird in 32 in einer Datenbank
abgespeichert. Dies gilt natürlich nur für den Fall, dass damit das Endprodukt bereits fertiggestellt wurde. Ist das nicht der Fall, wird bei der Bearbeitung in der
Fertigungsmodullinie in Schritt 33 das nachfolgende Fertigungsmodul festgelegt und in Schritt 34 ein neuer Bearbeitungsteilabschnitt aufgerufen. Dies wird in 35 einem nachfolgenden Teilprozess in der Koordinationseinrichtung mitgeteilt. Damit ist die linke Spalte in Fig. 4 abgeschlossen.
In der Koordinationseinrichtung werden die Schritte ausgeführt, die in Fig. 4 in der mittleren Spalte aufgeführt sind. In 36 werden die Koordinationseinrichtung und eine PLC-Brücke aktiviert, in 37 erfolgt der Eintritt des Produkt in ein Fertigungsmodul. Dies wird in 38 mit einer Mitteilung an den entsprechenden Teilprozess in der Planungseinrichtung quittiert. Der in der linken Spalte begonnene Prozess wird nach Schritt 34, 35 mit Schritt 39 fortgeführt in einem Teilprozess in der
Koordinationseinrichtung, der auf ein individuelles Produkt ausgerichtet ist. Daran schließt sich in 40 die Bearbeitung in einem Fertigungsmodul an. Die eigentliche Bearbeitung erfolgt in 41 und wird gegebenenfalls in 42 abgeschlossen. Die
Bearbeitungshistorie wird in 43 wieder in einer Datenbank abgespeichert, und der Bearbeitungsstatus wird an die höhere Ebene (linke Spalte) gemeldet. Dies gilt nur für den Fall, dass das Bearbeitungsergebnis das endgültige Produkt hervorbringt. Andernfalls, d.h. bei einem Zwischenprodukt, folgt der eigentlichen Bearbeitung in 41 ein Aufruf von PLC-Funktionen in 44. Dieser ist verbunden mit dem Einstellen von Parametern der PLC-Funktionen in 45. In Schritt 46 werden die PLC-Funktionen dann gestartet, wobei gleichzeitig in 47 ein Start-Flag zu der PLC-Funktion gesetzt wird. In Schritt 48 ist die PLC-Funktion dann abgeschlossen und damit in Schritt 49 auch der Fertigungsmodulabschnitt, was in Schritt 50 als Bericht über den Prozess- Status gemeldet wird. Damit ist diese Ebene und damit die mittlere Spalte in Fig. 4 abgeschlossen.
Auf der niedrigsten Ebene, der Ausführungsebene werden in Schritt 51 die PLC- Routinen aktiviert und registriert. Es folgt in Schritt 52 das Einlesen von PLC- Funktionen und -Flags und in Schritt 53 das eigentliche Bearbeiten von PLC- Paramtern und -Flags. In 54 werden die PLC-Funktionsparameter evaluiert, und in 55 ausgeführt. Schließlich sind in 56 die PLC-Funktionen abgeschlossen, und damit sind die Prozesse auf der niedrigsten Ebene, d.h. in der rechten Spalte von Fig. 4, abgeschlossen.
Die Arbeit der Schnittstellen, die oben anhand von Beispielen erläutert wurde, lässt sich wie folgt zusammenfassen und einordnen.
Prozesspläne (Workflows), welche von der Koordinationsebene verarbeitet werden, betten sich (dynamisch) als produktspezifische Sub-Workflows in die
produktunspezifischen Businessprozess-Workflows der Planungsebene ein. Dabei werden Funktionsblöcke des Business- Workflows, welche sich auf die Ausführung der Fertigung beziehen, erst zur Laufzeit und abhängig vom zu fertigenden Produkt bestimmt und durch die Koordinations- bzw. Ausführungsebene interpretiert. Es handelt sich daher um eine mehrschichtige Schnittstelle, welche drei Ebenen
(Planungsebene, Koordinationsebene, Ausführungsebene) miteinander verbindet und dabei eine einheitliche Workflow-Notationssprache (z.B. BPMN) verwendet und ebenenweise interpretiert.
Ein Prozessplan zur vollständigen Fertigung eines speziellen Produkttyps kann auf der Planungsebene in ähnlicher Weise wie die heutzutage üblicherweise
modellierten Logiken von Geschäftsprozessen bspw. in Form eines BPMN2- basierten Workflows erstellt werden. Dadurch kann er auf der Planungsebene mit den dort üblichen Tools behandelt werden, was perspektivisch eine integrierte Abbildung der nötigen Aktivitäten zur Fertigung eines individuellen Produkts von Auftragseingang bis zur Logistik erlaubt. Zwecks Modularisierung und
Hierarchisierung müssen die detaillierten Prozesspläne für die Fertigung in der modularen Produktionsumgebung als Sub-Prozesse in eigenen Prozessplänen hinterlegt werden. Diese werden der Koordinationsebene als eigenständige typisierte Prozessmodelle zur Verfügung gestellt. Falls hier nicht bereits auf vollständige (im Sinne von„ausführbar") Prozessmodelle für die notwendigen produktspezifischen Fertigungsschritte zurückgegriffen werden kann, dürfen diese fertigungsnahen Prozessmodelle auch unterspezifiziert sein und beispielsweise Fertigungsaktivitäten ohne vollständige Parametrisierung enthalten. Die Einbettung und der Aufruf dieser Sub-Prozesse in den Prozessplänen auf Planungsebene kann entweder über entsprechende Start- und Terminierungssignale oder durch direkten Aufruf von SubProzessen realisiert werden. Vorzugsweise werden die Signale modelliert, da hiermit eine flexiblere Ausführung auf der Produktionsebene ermöglicht wird. Während eine Weitergabe der fertigungsnahen Prozessmodelle an die Koordinationsebene eine Verantwortlichkeit der Planungsebene ist, findet die Instanziierung sowie
Interpretation dieser Prozesse autonom und idealerweise produktgesteuert in der Koordinationsebene statt.
Aus technischer Sicht muss die Architektur nicht zwingend drei Ebenen mit entsprechenden Einrichtungen aufweisen. Aus logischer Sicht wird allerdings eine hierarchische Prozessmodellierung vorgenommen, die innerhalb eines
übergreifenden Prozessplans konzeptionell Aktivitäten für alle drei Ebenen enthält.
Die Instruktionen der Planungsebene müssen mindestens die Kommunikation und Transformation von auftragsspezifischen Informationen des ERP-Systems, die Kommunikation mit der Workflow-Datenbank und Selektion des produktspezifischen Sub-Workflows aus der Datenbank umfassen. Zusätzlich sind auch Instruktionen für die Sendung des Sub-Plans an die Koordinationsebene und dem Empfang von Terminierungssignalen nach erfolgreichem Abschluss bzw. bei fehlerhaftem
Abschluss aus der Koordinationsebene erforderlich.
Aus Sicht der Koordinationsebene müssen die fertigungsnahen Prozessmodelle Informationen zum zu fertigenden Produkt-Typ sowie der für dieses Produkt zu nutzenden Fertigungsmodule im Sinne einer minimalen Linien-Spezifikation enthalten (im einfachsten Fall aktuell über die Spezifikation sog.„Lanes" für die beteiligten Fertigungsmodule). Insbesondere kann die Anwendbarkeit der fertigungsnahen Prozessmodelle auf eine Liste von EPC-IDs (Electronic Product Codes), die in der Ausführungsebene per RFID gelesen werden, eingeschränkt werden. In diesem Fall wird diese Information zusammen mit den typ-spezifischen Prozessmodellen an die Koordinationsebene übergeben. Zusätzlich zu diesen Informationen werden die Daten der sendenden Prozessinstanz hier eingebettet, um die Zuordnung von Signalen der aufgerufenen Prozesse auf der Koordinationsebene mit den im übergeordneten Workflow enthaltenden Abstraktionen zum Empfang von Signalen zu erleichtern. Aus funktionalen Gründen sind im Rahmenwerk der Gesamtarchitektur Funktionen vorgesehen, die eine Aktualisierung von
produktspezifischen Prozessmodellen aus der Koordinationsebene heraus ermöglichen („bottom-up"). Diese Funktion ist insbesondere für den Fall interessant, wenn ein unvollständiger fertigungsnaher Prozessplan auf der Planungsebene referenziert wird, der in der Koordinationsebene vervollständigt wurde. Auf dieses Produkttyp-spezifische Wissen kann dann bei einer erneuten Fertigung desselben Produkts zurückgegriffen werden.
Die Instruktionen der Koordinationsebene umfassen mindestens den Empfang des Sub-Workflows der Planungsebene, die Sendung des Terminierungssignals an die Planungsebene und die produktspezifischen Aufrufe der SPS-Basisfunktionalitäten (gemäß Sub-Workflows), welche für den Fertigungsprozess erforderlich sind. Des Weiteren sind Instruktionen zur Aufteilung des Fertigungsprozesses auf die Module der Ausführungsebene sowie für die bidirektionale Kommunikation mit der
Ausführungsebene (Sendung von Sub- Workflows/Empfang von
Terminierungssignalen) erforderlich. Der fertigungsnahe Prozess wird in der Koordinationsebene aus der Menge an in einer Datenbank verfügbaren Prozessen geladen, produktspezifisch parametrisiert und als eigene Prozessinstanz durch die kontrollierende Komponente auf der Linienebene und seine eingebettete Schnittstelle ausgeführt.
Auf der Planungsebene ist eine Business-Workflow-Engine erforderlich, welche Geschäftsprozesse des Business-Workflows interpretieren kann. Des Weiteren wird ein„Enterprise Service Bus" (ESB) eingesetzt, welcher als Schnittstelle und
Transformator für Informationen eines„Enterprise Ressource Planning" (ERP) - Systems fungiert. Zusätzliche ist eine Workflow-Datenbank vorgesehen, welche die produktspezifischen Sub-Workflows zur Verfügung stellt. Der Ablauf erfolgt wie folgt:
1 . Der produktunspezifische Business-Workflow wird durch die Business-Workflow- Engine interpretiert und erwartet einen Fertigungsauftrag durch das ERP-System.
2. Nach erfolgtem Auftrag, werden Informationen des ERP-Systems durch den ESB transformiert und sorgen für eine geschäftsprozessspezifische Anreicherung des Business-Workflows, welche Informationen zum zu fertigen Produkt beinhaltet.
3. Der produktspezifische Sub-Workflow wird aus einer Workflow-Datenbank selektiert und in den Business-Workflow eingebettet. Dabei spezifiziert dieser SubWorkflow den Funktionsblock zur Ausführung der Fertigung.
4. Für die Verarbeitung des Fertigungsprozessfunktionsblocks wird der Sub-Workflow an die Koordinationsebene gesendet und dort weiter verarbeitet.
Alternativ können die fertigungsnahen Workflows modularisiert werden, und die eigentlichen Prozesspläne der Planungsebene referenzieren diese nur bzw. stoßen per Signal das Deployment der entsprechenden fertigungsnahen Prozesspläne an.
Die Koordinationsebene enthält für je eine Fertigungslinie eine koordinierende Komponente. Diese Komponente kann produkttyp-spezifische Prozesspläne beispielsweise aus einer Datenbank abrufen und mit einer eingebetteten Schnittstelle im Kontext der Systemarchitektur der modularen Produktionslinie ausführen. Die fertigungsnahen Prozesspläne auf der Koordinationsebene enthalten wiederum primär eine Sequenz von Sub-Prozessen, die ereignisgesteuert ausgeführt werden, sowie die Zuordnung der Sub-Prozesse zu den Fertigungsmodulen der Anlage. Darüber hinaus können weitere Aktivitäten wie beispielsweise Interaktionen mit dem Maschinenbediener oder -einrichter sowie weitere Zwischenschritte den Prozessplan vervollständigen.
Die Erfindung ist nicht auf die oben im einzelnen beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Es können diverse Modifikationen vorgenommen werden. Ein
wesentliches Element ist jedoch die Datenverbindung 14 zwischen Fertigungsmodul 10 und der Koordinationseinrichtung 8 zum Übertragen von Parametern des
Eingangsproduktes, des Zwischenproduktes bzw. des Fertigungsmoduls an die Koordinationseinrichtung. Die Daten werden ebenso wie Script- und Service-Task- Routinen in der Routinen-Datenbank 7 abgespeichert. Auf diese und weitere
Datenbanken haben die Koordinationseinrichtung 8 und/oder die
Planungseinrichtung 6 über den Enterprise-Service-Bus Zugriff.
Bezugszeichen
1 Planungsebene
2 Koordinationsebene
3 Ausführungsebene
4 Ressourcenplanung ERP
5 Ausführungsroutinen MES
6 Planungseinrichtung mit Produktionsablauf in BPMN formuliert
7 Datenbank(en)
8 Koordinationseinrichtung
9 Benutzerschnittstelle
10 Fertigungsmodul
1 1 programmierbare Steuerung, PLC
12 Funktionen der programmierbaren Steuerung, PLC-Funktion
13 Bearbeitungskomponente
14 Datenverbindung zu Datenbanken auf höheren Ebenen
15 Ereignisklassen bzw. -bahnen
1 6 Ausgabe über Benutzerschnittstelle
17 Aktivitätsaufruf
18 Ereignisanzeige
19 Eintritt eines neuen Produkts in Fertigungsmodul
20 Identifizierung von Produkt
21 Zuweisung von Produkttyp und individueller Identifikation
22 Aufruf von Produkt-spezifischem Bearbeitungsprozess
23 Übergang auf Standardprozess bei Fehlermeldung
24 Fehlerausgabe über Benutzerschnittstelle
25 Übergabe an Bearbeitungskomponente
26 Abschluss der Bearbeitung, Übergabe von Zwischenprodukt an nächste Instanz
27 Planungsbeginn und Eintritt von Produkt in Fertigungsmodul
28 Absenden von Nachricht mit Identifizierung an Koordinationseinrichtung
29 Bearbeiten in Fertigungsmodullinie
30 Bearbeiten von Arbeitselement
31 Abschluss von Arbeitsabschnitt
32 Abspeichern von Bearbeitungshistorie in Datenbank Festlegen von nachfolgendem Fertigungsmodul
Aufruf von Bearbeitungsteilabschnitt
Mitteilung an Teilprozess in Koordinationseinrichtung
Aktivierung der Koordinationseinrichtung und PLC-Brücke
Eintritt von Produkt in Fertigungsmodul
Mitteilung an Teilprozess in Planungseinrichtung
Teilprozess in Koordinationseinrichtung für individuelles Produkt Bearbeiten in Fertigungsmodul
Bearbeiten von Arbeitselement
Abschluss von Arbeitsabschnitt
Abspeichern von Bearbeitungshistorie in Datenbank
Aufruf von PLC-Funktion
Einstellen von Parametern der PLC-Funktion
Starten der PLC-Funktion
Setzen eines Start-Flags zu PLC-Funktion
Abschluss von PLC-Funktion
Abschluss von Fertigungsmodulabschnitt
Bericht von Prozess-Status
Aktivierung von PLC-Routinen und Registrierung von PLC-Funktionen Einlesen von PLC-Funktionen und -Flags
Bearbeiten von PLC-Paramtern und -Flags
Evaluieren von PLC-Funktionsparametern
Ausführen von PLC-Funktion
PLC-Funktion abgeschlossen

Claims

Ansprüche
1 . Fertigungsmanagementsystem zum automatisierten Herstellen von Produktlosen mit einer Vielzahl von Endprodukten,
wobei das Fertigungsmanagementsystem umfasst:
wenigstens ein Fertigungsmodul (10) mit wenigstens einer Bearbeitungskomponente (13) zum Erzeugen eines Zwischenproduktes aus wenigstens einem
Eingangsprodukt,
eine Planungseinrichtung (6) zum Abspeichern einer vorgegebenen
Produktionsabfolge,
eine Koordinationseinrichtung (8) mit wenigstens einer Datenbank (7) zum Steuern von dem wenigstens einen Fertigungsmodul,
eine Planungskoordinationsschnittstelle zum Erzeugen wenigstens einer
Steuersequenz für jedes Fertigungsmodul in Abhängigkeit von der vorgegebenen Produktionsabfolge,
eine Koordinationsausführungsschnittstelle zum Erzeugen einer
Bearbeitungssequenz für jede Bearbeitungskomponente in Abhängigkeit von der Steuersequenz,
g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
einen logischen Bus (14) zwischen wenigstens einem Fertigungsmodul (10) und der wenigstens einen Datenbank (7) zum Übertragen von Datenpaketen,
wobei die Datenpakete wenigstens umfassen: Parameter des wenigstens einen Eingangsproduktes und/oder des Zwischenproduktes und/oder des
Fertigungsmoduls (10) als Nutzdaten und eine Identifizierung des jeweiligen
Fertigungsmoduls (10) und der jeweiligen Datenbank (7), und wobei
jedes Fertigungsmodul (10) wenigstens ein Listener-Modul zum Abfragen
vorgegebener Parameter und zum Senden an bei dem Listener-Modul registrierte Datenbanken (7) aufweist.
2. Fertigungsmanagementsystem nach Anspruch 1 mit einer Routinen-Datenbank (7) zum Abspeichern von Script- und Service-Task-Routinen, wobei die
Koordinationsausführungsschnittstelle beim Erzeugen der Bearbeitungssequenz wenigstens eine Routine wenigstens einer echtzeitfähigen Basisfunktion einer Bearbeitungskomponente zuordnet.
3. Fertigungsmanagementsystem nach Anspruch 2, bei dem die echtzeitfähigen Basisfunktionen einer oder mehreren SPS-Routinen einer Bearbeitungskomponente entsprechen.
4. Fertigungsmanagementsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einem Enterprise-Service-Bus, über den die Planungskoordinationsschnittstelle mit einer Business-IT, einem ERP-System und/oder einem MES-System verbunden ist.
5. Fertigungsmanagementsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Datenverbindung einen Robotics-Service-Bus umfasst.
6. Fertigungsmanagementsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einem Modul-Bus, über den die Fertigungsmodule miteinander verbunden sind.
7. Fertigungsmanagementsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das wenigstens eine Fertigungsmodul (10) eine Parameterdatenbank umfasst zum Abspeichern der Parameter des wenigstens einen Eingangsproduktes und/oder des Zwischenproduktes und/oder des Fertigungsmoduls über den Robotics-Service- Bus.
8. Fertigungsmanagementsystem nach Anspruch 7, bei dem die
Koordinationseinrichtung (8) und/oder die Planungseinrichtung (6) über den
Enterprise-Service-Bus Zugriff auf die Parameterdatenbank hat.
9. Verfahren zum automatisierten Herstellen von Produktlosen mit einer Vielzahl von Endprodukten durch Erzeugen von Zwischenprodukten aus jeweils wenigstens einem Eingangsprodukt durch wenigstens ein Fertigungsmodul (10) mit wenigstens einer Bearbeitungskomponente (13),
wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
Abspeichern einer vorgegebenen Produktionsabfolge in einer Planungseinrichtung (6), Steuern von dem wenigstens einen Fertigungsmodul durch eine
Koordinationseinrichtung (8) mit wenigstens einer Datenbank (7),
Erzeugen wenigstens einer Steuersequenz für jedes Fertigungsmodul in
Abhängigkeit von der vorgegebenen Produktionsabfolge durch eine
Planungskoordinationsschnittstelle,
Erzeugen einer Bearbeitungssequenz für jede Bearbeitungskomponente in
Abhängigkeit von der Steuersequenz durch eine
Koordinationsausführungsschnittstelle und
Übertragen von Datenpaketen über einen logischen Bus (14) zwischen wenigstens einem Fertigungsmodul (10) und der wenigstens einen Datenbank (7),
wobei die Datenpakete wenigstens umfassen: Parameter des wenigstens einen
Eingangsproduktes und/oder des Zwischenproduktes und/oder des
Fertigungsmoduls (10) als Nutzdaten und eine Identifizierung des jeweiligen
Fertigungsmoduls (10) und der jeweiligen Datenbank (7), und
Abfragen und Senden an eine Datenbank (7) vorgegebener Parameter durch wenigstens ein Listener-Modul des jeweiligen Fertigungsmoduls (10), die bei dem wenigstens einen Listener-Modul des jeweiligen Fertigungsmoduls (10) registriert ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Produktionsabfolge als eine
Instruktionsmenge abgespeichert ist und die Planungskoordinationsschnittstelle die Instruktionen der Produktionsabfolge unterteilt in Benutzerschnittstellen- (HMI-) Instruktionen (1 6), Tätigkeitsinstruktionen (17), Inspektionsinstruktionen (17).
1 1 . Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem die
Koordinationsausführungsschnittstelle jede Tätigkeitsinstruktion (17) wenigstens einem Fertigungsmodul (10) zuordnet zum Ausführen eines Herstellungsschrittes, jede Benutzerschnittstellen- (HMI-) Instruktion (1 6) wenigstens einer
Benutzerschnittstelle (9) zuordnet zum Anpassen der Herstellungsschritte durch einen Benutzer, jede Inspektionsinstruktion wenigstens einer Inspektionseinheit zuordnet zum Erfassen von Ist-Parametern und Vergleichen mit Soll-Parametern.
12. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Koordinationsausführungsschnittstelle zum Erzeugen einer maschinenspezifischen Bearbeitungssequenz eine Script- bzw. eine Service-Task- Routine in einer Routinen-Datenbank einer echtzeitfähigen Basisfunktion einer Bearbeitungskomponente zuordnet.
13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Script- bzw. Service-Task-Routinen als HyperCard- bzw. JavaScript-Routinen abgespeichert werden.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei dem die Script- bzw. Service-Task- Routinen als Plug-In-Routinen abgespeichert sind.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, bei dem die
Planungskoordinationsschnittstelle über einen Enterprise-Service-Bus mit einer Business-IT, einem ERP-System und/oder einem MES-System kommuniziert.
1 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, bei dem die
Koordinationsausführungsschnittstelle über einen Robotics-Service-Bus mit den Fertigungsmodulen kommuniziert.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 1 6, bei dem die Fertigungsmodule über einen Modul-Bus miteinander verbunden sind.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 17 mit dem weiteren Schritt:
Abspeichern der Parameter des wenigstens einen Eingangsproduktes und/oder des Zwischenproduktes und/oder des Fertigungsmoduls in einer Parameterdatenbank des wenigstens einen Fertigungsmoduls über den Robotics-Service-Bus.
19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem die Koordinationseinrichtung und/oder die Planungseinrichtung über den Enterprise-Service-Bus Zugriff auf die
Parameterdatenbank hat.
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