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生產(chǎn)模塊、生產(chǎn)系統(tǒng)以及用于運行生產(chǎn)模塊的方法與流程

文檔序號:11288100閱讀:227來源:國知局
生產(chǎn)模塊、生產(chǎn)系統(tǒng)以及用于運行生產(chǎn)模塊的方法與流程

用于制造或加工技術(shù)產(chǎn)品的合乎時代的生產(chǎn)系統(tǒng)通常具有多個特定的、互相作用的生產(chǎn)模塊,并且變得越來越復(fù)雜。通常必須對要生產(chǎn)的或要加工的產(chǎn)品實施多個加工、生產(chǎn)或操作步驟(handhabungsschritten),為此在生產(chǎn)系統(tǒng)中設(shè)置多個為此專門化的生產(chǎn)模塊,諸如機器人、cnc機器、3d打印機、反應(yīng)器、燃燒器、加熱設(shè)施或者輸送帶。為了加工,要在通過所述生產(chǎn)系統(tǒng)的路徑上運輸產(chǎn)品,所述路徑以所設(shè)置的加工順序到達所有對于要實施的工作步驟特定的生產(chǎn)模塊。

已知的是,為了在生產(chǎn)系統(tǒng)中進行生產(chǎn)控制而設(shè)置中央單元,在所述中央單元中,在生產(chǎn)系統(tǒng)中可用的生產(chǎn)模塊和其特定的功能性得以說明并且被管理。所述說明尤其也包括在生產(chǎn)系統(tǒng)中產(chǎn)品的運輸可能性。在所述中央單元中規(guī)劃以下路徑:要加工的產(chǎn)品應(yīng)該通過所述生產(chǎn)系統(tǒng)采取所述路徑。所規(guī)劃的路徑分別被傳送給參與的運輸模塊,所述運輸模塊根據(jù)所述中央設(shè)定通過生產(chǎn)系統(tǒng)輸送所述產(chǎn)品。

然而,在生產(chǎn)系統(tǒng)中生產(chǎn)模塊的故障、更換或添加通常需要,通過中央單元重新規(guī)劃產(chǎn)品路徑,并且將重新規(guī)劃的產(chǎn)品路徑傳送給參與的生產(chǎn)模塊。這可能導(dǎo)致整個生產(chǎn)系統(tǒng)的停機時間。整個生產(chǎn)系統(tǒng)的這種停機時間也可能在中央單元故障的情況下發(fā)生。

本發(fā)明的任務(wù)是,說明用于加工或操作產(chǎn)品的生產(chǎn)模塊、生產(chǎn)系統(tǒng)以及用于運行生產(chǎn)模塊的方法,它們能夠更靈活地對生產(chǎn)系統(tǒng)中的變化作出反應(yīng)。

通過按照專利權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)模塊、通過按照專利權(quán)利要求14所述的生產(chǎn)系統(tǒng)、通過按照專利權(quán)利要求15所述的方法以及通過按照專利權(quán)利要求16所述的計算機程序產(chǎn)品來解決所述任務(wù)。

根據(jù)本發(fā)明設(shè)置用于在生產(chǎn)系統(tǒng)中加工或操作產(chǎn)品的生產(chǎn)模塊以及用于運行所述生產(chǎn)模塊的方法,所述生產(chǎn)系統(tǒng)具有多個生產(chǎn)模塊。這種產(chǎn)品例如可以是在制造、加工或處理過程的不同階段中的工件或產(chǎn)品并且尤其也可以是原始產(chǎn)品、中間產(chǎn)品或最終產(chǎn)品。生產(chǎn)模塊可以尤其是生產(chǎn)系統(tǒng)的有助于生產(chǎn)、加工或處理產(chǎn)品的設(shè)備,例如機器人、cnc機器、3d打印機、反應(yīng)器、燃燒器、加熱設(shè)施、輸送帶或其他運輸模塊。根據(jù)本發(fā)明,生產(chǎn)模塊具有用于讀入分配給產(chǎn)品的產(chǎn)品參數(shù)的產(chǎn)品檢測模塊以及傳遞端口(übergabeport),所述傳遞端口用于將產(chǎn)品轉(zhuǎn)交(weitergeben)給生產(chǎn)系統(tǒng)的與所述生產(chǎn)模塊相鄰的生產(chǎn)模塊。交互模塊用于將相應(yīng)的相鄰的生產(chǎn)模塊分派給傳遞端口之一。此外,設(shè)置用于存儲本地分配表的數(shù)據(jù)存儲器,在所述本地分配表中,在生產(chǎn)系統(tǒng)中的與所述生產(chǎn)模塊不相鄰的輸送目的地分別被分配給傳遞端口之一。均衡模塊(abgleichmodul)用于迭代地讀入第一相鄰的生產(chǎn)模塊的相對應(yīng)的分配表的第一分配信息、用于根據(jù)所讀入的第一分配信息迭代地構(gòu)建本地分配表以及用于迭代地將本地分配表的第二分配信息轉(zhuǎn)發(fā)給第二相鄰的生產(chǎn)模塊。除此之外,轉(zhuǎn)交模塊被設(shè)置用于在生產(chǎn)系統(tǒng)中根據(jù)所讀入的產(chǎn)品參數(shù)為所述產(chǎn)品確定輸送目的地、用于選擇傳遞端口以及用于經(jīng)由所選擇的傳遞端口來轉(zhuǎn)交產(chǎn)品,其中所述傳遞端口在本地分配表中被分配給所確定的輸送目的地。

本發(fā)明的一個主要優(yōu)點可以在于,在生產(chǎn)系統(tǒng)中不需要中央地規(guī)定產(chǎn)品運輸路徑??梢栽谂c所述生產(chǎn)模塊相鄰的生產(chǎn)模塊的本地分配表中通過分配的相應(yīng)變化來表示在生產(chǎn)系統(tǒng)中作為輸送目的地起作用的生產(chǎn)模塊的失效、更換或添加。這些變化了的分配于是可以逐步地分別經(jīng)由相鄰的生產(chǎn)模塊、也即分別借助本地交互經(jīng)由生產(chǎn)系統(tǒng)被擴散。因此通常可以避免對產(chǎn)品路徑的完全的、中央的重新規(guī)劃。

在從屬權(quán)利要求中說明本發(fā)明的有利實施方式和改進方案。

按照本發(fā)明一種有利的實施方式,均衡模塊可以被設(shè)立用于,在本地分配表中將在第一相鄰的生產(chǎn)模塊的相對應(yīng)的分配表中所說明的輸送目的地分配給傳遞端口,所述傳遞端口被分派給所述第一相鄰的生產(chǎn)模塊。以這種方式,關(guān)于相鄰的生產(chǎn)模塊的說明逐步地通過本地交互經(jīng)由生產(chǎn)系統(tǒng)擴散,其中能夠經(jīng)由所述相鄰的生產(chǎn)模塊到達相應(yīng)的輸送目的地。

此外,第一分配信息、第二分配信息和/或本地分配表可以將物理輔助條件分配給輸送目的地,產(chǎn)品在到所述輸送目的地的運輸路徑上必須滿足所述物理輔助條件。轉(zhuǎn)交模塊于是可以被設(shè)立用于,使物理輔助條件與所讀入的產(chǎn)品參數(shù)均衡(mit…abgleichen)并且與此有關(guān)地實施所述輸送目的地的確定和/或傳遞端口的選擇。這樣的物理輔助條件可以例如包括關(guān)于對于到所述輸送目的地的運輸路徑而言產(chǎn)品的最大容許重量和/或最大容許尺寸的說明。如果產(chǎn)品不符合對于相應(yīng)的輸送目的地或相應(yīng)的運輸路徑的物理輔助條件,則可以通過生產(chǎn)模塊自主地確定其他輸送目的地或其他運輸路徑。

均衡模塊另外可以被設(shè)立用于,將在第一分配信息中分配給輸送目的地的物理輔助條件與生產(chǎn)模塊的本地物理輔助條件關(guān)聯(lián),并且將所關(guān)聯(lián)的物理輔助條件在本地分配表中以及在第二分配信息中分配給輸送目的地。以這種簡單的方式,逐步地通過本地交互經(jīng)由生產(chǎn)系統(tǒng)擴散關(guān)于特定的生產(chǎn)模塊和/或運輸路徑的物理輔助條件的累積效應(yīng)的說明。

優(yōu)選地,第一分配信息、第二分配信息和/或本地分配表可以給輸送目的地分配關(guān)于到所述輸送目的地的輸送耗費的耗費信息、關(guān)于所述輸送目的地的功能性的功能性信息、關(guān)于所述功能性的可用性的可用性信息和/或關(guān)于所述功能性或所述可用性的變化的變化信息。這允許,逐步地通過本地交互經(jīng)由生產(chǎn)系統(tǒng)擴散在輸送耗費、諸如輸送時間、輸送成本和/或輸送資源方面、在功能性、諸如鉆孔、焊接、銑削、運輸方面和/或在可用性方面關(guān)于相應(yīng)的輸送目的地的當(dāng)前的、必要時變化了的說明。

轉(zhuǎn)交模塊可以被設(shè)立用于,根據(jù)分配給輸送目的地的耗費信息、功能性信息、可用性信息和/或變化信息來實施輸送目的地的確定和/或傳遞端口的選擇。以這種方式,生產(chǎn)模塊可以根據(jù)對于接下來的加工步驟需要的功能性、相應(yīng)的輸送耗費和/或所述功能性的當(dāng)前可用性自主地決定:所述產(chǎn)品被轉(zhuǎn)交到哪里。

優(yōu)選地,可用性信息可以包括關(guān)于時間段或關(guān)于功能性或可用性的變化的時間點的時間說明,所述功能性在所述時間段內(nèi)可供使用。

此外,分配給輸送目的地的耗費信息可以包括到所述輸送目的地的運輸時間。轉(zhuǎn)交模塊于是可以被設(shè)立用于,根據(jù)時間說明和運輸時間實施輸送目的地的確定和/或傳遞端口的選擇。這準(zhǔn)許對到輸送目的地的運輸時間進行優(yōu)化。

按照本發(fā)明的一種有利的實施方式,均衡模塊可以被設(shè)立用于將輸送目的地根據(jù)在其中分別所分配的耗費信息在本地分配表中分配給傳遞端口,其中所述輸送目的地在多個第一相鄰的生產(chǎn)模塊的相對應(yīng)的分配表中被說明,所述傳遞端口被分派給具有到所述輸送目的地的最小輸送耗費的相鄰的生產(chǎn)模塊。可替代地或附加地,均衡模塊可以被設(shè)立用于,為輸送目的地以分別所分配的耗費信息在本地分配表中創(chuàng)建(anlegen)多個條目,所述輸送目的地在多個第一相鄰的生產(chǎn)模塊的相對應(yīng)的分配表中被說明。在此情況下,轉(zhuǎn)交模塊可以被設(shè)立用于,選擇傳遞端口,所述傳遞端口被分派給具有到所述輸送目的地的最小輸送耗費的相鄰的生產(chǎn)模塊。以這種方式,到輸送目的地的相應(yīng)的輸送耗費可以在本地被最小化,并且可以借助第二分配信息逐步地通過本地交互在生產(chǎn)系統(tǒng)中擴散關(guān)于最小化的輸送耗費的說明。

按照本發(fā)明的一種有利的實施方式,交互模塊可以被設(shè)立用于,動態(tài)地探測相鄰的生產(chǎn)模塊并且由于這種探測生成變化信息,其中所述產(chǎn)品可以被轉(zhuǎn)交給所述相鄰的生產(chǎn)模塊。以這種方式,生產(chǎn)模塊可以自主地并且靈活地對新耦合的、變化了的或移除的生產(chǎn)模塊作出反應(yīng)并且借助所生成的變化信息將新配置告知給相鄰的生產(chǎn)模塊。關(guān)于所述新配置的信息因此可以逐步地通過本地交互經(jīng)由生產(chǎn)系統(tǒng)被擴散。

有利地,均衡模塊可以被設(shè)立用于,由于到達的變化信息在讀入第一分配信息時、在構(gòu)建本地分配表時和/或在轉(zhuǎn)發(fā)第二分配信息時實施迭代步驟。以這種方式,可以通過變化信息的到達觸發(fā)對自身的本地分配表以及相鄰的生產(chǎn)模塊的相對應(yīng)的分配表的更新,使得關(guān)于在生產(chǎn)系統(tǒng)中的變化的說明能夠逐步地通過本地交互經(jīng)由生產(chǎn)系統(tǒng)被擴散。

除此之外,本地分配表包含版本信息,所述版本信息由于到達的變化信息和/或在讀入第一分配信息時、在構(gòu)建本地分配表時和/或在轉(zhuǎn)發(fā)第二分配信息時的迭代步驟被改變。所述均衡模塊于是可以被設(shè)立用于,在構(gòu)建本地分配表時將其版本信息與第一分配信息的版本比較并且與此有關(guān)地來更新本地分配表。

接下來根據(jù)附圖進一步闡述本發(fā)明的實施例。在此分別以示意圖的方式:

圖1示出與相鄰的生產(chǎn)模塊處于交互的根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)模塊;

圖2示出具有多個根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)模塊的生產(chǎn)系統(tǒng);和

圖3示出根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)模塊的本地分配表。

圖1圖解用于在生產(chǎn)系統(tǒng)中加工或操作產(chǎn)品p的根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)模塊pm。這種生產(chǎn)系統(tǒng)、例如用于制造、加工或處理工件或其他產(chǎn)品的制造設(shè)施,通常具有多個生產(chǎn)模塊,所述生產(chǎn)模塊具有特定功能性。產(chǎn)品p可以是工件或者一般而言可以是制造、加工或處理過程的不同階段中的任意實體產(chǎn)品,尤其也可以是原始產(chǎn)品、中間產(chǎn)品或最終產(chǎn)品。

相鄰的生產(chǎn)模塊pm1和pm2與生產(chǎn)模塊pm相鄰。相鄰的生產(chǎn)模塊pm1和pm2在此情況下可以是在物理上或邏輯上相鄰的。

生產(chǎn)模塊pm和與其相鄰的生產(chǎn)模塊pm1和pm2分別可以分別是具有特定功能性的生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)備,所述設(shè)備有助于生產(chǎn)、加工、處理和/或操作產(chǎn)品,所述設(shè)備例如是機器人、cnc機器、3d打印機、反應(yīng)器、燃燒器、加熱設(shè)施或者輸送帶或其他運輸模塊。尤其是,相應(yīng)的生產(chǎn)模塊可以是所謂的信息物理模塊(cyber-physical-module)(cpm)或信息物理生產(chǎn)模塊(cyber-physical-production-module)(cppm)。

生產(chǎn)模塊pm可以借助設(shè)置在pm和pm1之間的傳遞端口pt1與相鄰的生產(chǎn)模塊pm1互相作用。相應(yīng)地,為了生產(chǎn)模塊pm與相鄰的生產(chǎn)模塊pm2交互,設(shè)置傳遞端口pt2。常常也被稱為移交點(handover-points)的傳遞端口pt1和pt2用于在相鄰的生產(chǎn)模塊之間轉(zhuǎn)交產(chǎn)品p。傳遞端口pt1和pt2可以分別例如被定義為特定的空間區(qū)域,在所述空間區(qū)域中產(chǎn)品p從一個生產(chǎn)模塊發(fā)出并且由另一生產(chǎn)模塊接納??商娲鼗蚋郊拥?,傳遞端口pt1和pt2可以分別被定義為邏輯端口,在所述邏輯端口情況下,設(shè)置相同的空間區(qū)域用于向不同的相鄰的生產(chǎn)模塊轉(zhuǎn)交,并且通過單獨的端口標(biāo)志來區(qū)分產(chǎn)品的接納者或接收者。

在本實施例中,產(chǎn)品p被安置在生產(chǎn)模塊pm和相鄰的生產(chǎn)模塊pm1之間的傳遞端口pt1上。為了識別和/或標(biāo)識產(chǎn)品p,生產(chǎn)模塊pm擁有產(chǎn)品檢測模塊pe,所述產(chǎn)品檢測模塊具有產(chǎn)品傳感器。這種產(chǎn)品傳感器可以例如借助所謂的rfid芯片(rfid:radio-frequencyidentification(射頻標(biāo)識))實現(xiàn),所述rfid芯片從安放在產(chǎn)品p處的相應(yīng)rfid芯片讀出數(shù)據(jù)。如通過在圖1中虛線箭頭表明的,產(chǎn)品檢測模塊pe尤其可以詢問產(chǎn)品p的產(chǎn)品參數(shù)pp,所述產(chǎn)品參數(shù)例如包括關(guān)于產(chǎn)品p的加工、制造和/或結(jié)構(gòu)的說明。

生產(chǎn)模塊pm此外擁有用于將相鄰的生產(chǎn)模塊分派給傳遞端口的交互模塊ia。在本實施例中,通過交互模塊ia將相鄰的生產(chǎn)模塊pm1分派給傳遞端口pt1并將相鄰的生產(chǎn)模塊pm2分派給傳遞端口pt2。此外,如在圖1中通過虛線箭頭表明的,交互模塊ia可以動態(tài)地探測相鄰的生產(chǎn)模塊、在這里是pm1和pm2,產(chǎn)品p可以被轉(zhuǎn)交給所述相鄰的生產(chǎn)模塊。由于這種探測,交互模塊ia生成變化信息、例如觸發(fā)信號,以便因此將相鄰生產(chǎn)模塊的添加、變換或移除告知給生產(chǎn)系統(tǒng)中的生產(chǎn)模塊pm或其他相鄰的生產(chǎn)模塊。

生產(chǎn)模塊pm此外具有數(shù)據(jù)存儲器mem、例如數(shù)據(jù)庫,所述數(shù)據(jù)存儲器具有在其中所存儲的本地分配表zt。在本地分配表zt中,生產(chǎn)系統(tǒng)的從生產(chǎn)模塊pm出發(fā)可達的生產(chǎn)模塊(在這里pm1、pm2)以及不相鄰的生產(chǎn)模塊pm3和必要時另外的不相鄰的生產(chǎn)模塊作為輸送目的地分別被分配給傳遞端口之一、在這里pt1或pt2。在本實施例中,傳遞端口pt1被分配給相鄰的生產(chǎn)模塊pm1,傳遞端口pt2被分配給相鄰的生產(chǎn)模塊pm2以及傳遞端口pt1被分配給不相鄰的生產(chǎn)模塊pm3。本地分配表zt以這種方式映射穿過生產(chǎn)系統(tǒng)的產(chǎn)品路徑的本地拓撲。本地拓撲在此情況下代表以下信息:生產(chǎn)系統(tǒng)中的相應(yīng)輸送目的地對于產(chǎn)品p而言經(jīng)由哪些傳遞端口可達。

生產(chǎn)模塊pm此外擁有均衡模塊am,所述均衡模塊能夠以迭代的方式并且以事件控制的方式從相鄰生產(chǎn)模塊pm1的相對應(yīng)的本地分配表zt1讀入第一分配信息zi1,能夠根據(jù)所讀入的第一分配信息zi1以迭代的方式并且以事件控制的方式構(gòu)建本地分配表zt,以及能夠以迭代的方式并且以事件控制的方式將本地分配表zt的第二分配信息zi2轉(zhuǎn)發(fā)給相鄰的生產(chǎn)模塊pm2。然后,在相鄰的生產(chǎn)模塊pm2中根據(jù)第二分配信息zi2更新相對應(yīng)的本地分配表zt2。因此,第二分配信息zi2對于相鄰的生產(chǎn)模塊pm2像第一分配信息zi1對于生產(chǎn)模塊pm那樣起作用。前述事件控制式過程可以優(yōu)選地通過到達的變化信息被觸發(fā)。通過讀入第一分配信息zi1、根據(jù)所述第一分配信息zi1更新本地分配表zt并且轉(zhuǎn)發(fā)第二分配信息zi2,關(guān)于在生產(chǎn)系統(tǒng)中的變化的說明可以逐步地通過本地交互經(jīng)由生產(chǎn)系統(tǒng)被傳播并因此被擴散。

優(yōu)選地,通過生產(chǎn)系統(tǒng)的根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)模塊的均衡模塊為了傳播分配信息分別本地地實施基本上相同的算法。因此,不需要對所有生產(chǎn)模塊進行任何中央同步。

生產(chǎn)模塊pm此外具有轉(zhuǎn)交模塊ho,所述轉(zhuǎn)交模塊耦合到產(chǎn)品檢測模塊pe以及耦合到數(shù)據(jù)存儲器mem。轉(zhuǎn)交模塊ho用于根據(jù)所讀入的產(chǎn)品參數(shù)pp為產(chǎn)品p確定輸送目的地(在這里pm2)、用于選擇傳遞端口(在這里pt2)以及用于經(jīng)由所選擇的傳遞端口pt2來轉(zhuǎn)交產(chǎn)品p,其中所述傳遞端口在本地分配表zt中被分配給所確定的輸送目的地pm2。產(chǎn)品p的轉(zhuǎn)交可以包括通過物理移動或也通過邏輯轉(zhuǎn)交來進一步輸送,例如通過存放(abstellen)在傳遞端口pt2處并且將信號發(fā)送給進行接納的相鄰生產(chǎn)模塊pm2。產(chǎn)品p的轉(zhuǎn)交一般能夠被理解為,產(chǎn)品首先處于第一生產(chǎn)模塊(例如pm)的作用范圍中并且在時間上稍后處于第二生產(chǎn)模塊(例如pm2)的作用范圍中。即使第二生產(chǎn)模塊從第一生產(chǎn)模塊提取產(chǎn)品,所述產(chǎn)品在所述意義上也是被從第一生產(chǎn)模塊轉(zhuǎn)交給第二生產(chǎn)模塊。

轉(zhuǎn)交模塊ho從產(chǎn)品檢測模塊pe接收產(chǎn)品參數(shù)pp并且根據(jù)產(chǎn)品參數(shù)pp為產(chǎn)品p確定輸送目的地dest。在本實施例中,相鄰的生產(chǎn)模塊pm2被確定為輸送目的地dest,也即dest(pp)=pm2。通常,也將生產(chǎn)系統(tǒng)的與生產(chǎn)模塊pm不相鄰的生產(chǎn)模塊確定為輸送目的地dest。

在本實施例中,將關(guān)于所確定的輸送目的地pm2的說明從轉(zhuǎn)交模塊ho傳送到數(shù)據(jù)存儲器mem,并且將關(guān)于在本地分配表zt中分配給所述輸送目的地的傳遞端口(在這里是pt2)的說明傳輸回給所述轉(zhuǎn)交模塊ho。所述轉(zhuǎn)交模塊ho根據(jù)所述說明選擇傳遞端口pt2用于將所述產(chǎn)品p轉(zhuǎn)交給相鄰的生產(chǎn)模塊pm2。

圖2以示意圖的方式示出生產(chǎn)系統(tǒng)ps,所述生產(chǎn)系統(tǒng)具有多個根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)模塊pm、pm1、pm2以及pm3。應(yīng)假設(shè),所示出的生產(chǎn)模塊pm、pm1、pm2和pm3分別被裝備為與在圖1中所示的生產(chǎn)模塊pm對應(yīng)的根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)模塊。然而,出于一目了然的原因并沒有在圖2中示出生產(chǎn)模塊pm、pm1、pm2和pm3的所有組件。

生產(chǎn)模塊pm經(jīng)由傳遞端口pt1耦合到相鄰的生產(chǎn)模塊pm1以及經(jīng)由傳遞端口pt2耦合到相鄰的生產(chǎn)模塊pm2。除此之外,生產(chǎn)模塊pm3經(jīng)由傳遞端口pt3耦合到生產(chǎn)模塊pm1。從生產(chǎn)模塊pm的角度,生產(chǎn)模塊pm1和pm2因而是相鄰的輸送目的地,而生產(chǎn)模塊pm3是與生產(chǎn)模塊pm不相鄰的輸送目的地。如已經(jīng)結(jié)合圖1闡述的,生產(chǎn)模塊pm具有本地分配表zt、耦合到所述本地分配表的均衡模塊am以及交互模塊ia。生產(chǎn)模塊pm1擁有相對應(yīng)的分配表zt1、耦合到所述分配表上的均衡模塊am1以及耦合到均衡模塊am1的交互模塊ia1。生產(chǎn)模塊pm2具有相對應(yīng)的分配表zt2以及耦合到所述分配表上的均衡模塊am2。最后,生產(chǎn)模塊pm3擁有相對應(yīng)的分配表zt3。相對應(yīng)的分配表zt1、zt2和zt3對于生產(chǎn)模塊pm1、pm2或pm3而言分別是所述生產(chǎn)模塊的本地分配表。

在所述生產(chǎn)系統(tǒng)ps中,產(chǎn)品優(yōu)選地以分散的方式被制造。要如何制造產(chǎn)品的指令在所述產(chǎn)品處被存儲和/或以分配給所述產(chǎn)品的方式被存儲。相應(yīng)的產(chǎn)品在其生產(chǎn)或加工期間通過生產(chǎn)系統(tǒng)ps所采取的路徑不必被預(yù)先給定,而是可以優(yōu)選地在本地逐步地被確定。具體的加工站、也即生產(chǎn)模塊不必被預(yù)先給定,而是可以在生產(chǎn)過程期間優(yōu)選在本地被確定。產(chǎn)品的輸送目的地尤其可以是以特定方式預(yù)先給定的生產(chǎn)模塊、特定類型的多個生產(chǎn)模塊之一或者是供應(yīng)特定功能性的多個生產(chǎn)模塊之一。有利地,包含適合于運輸產(chǎn)品的輸送裝置在內(nèi),在生產(chǎn)系統(tǒng)ps中可用的生產(chǎn)模塊不必靜態(tài)地被規(guī)定或者是先驗地(apriori)已知的,而是也可以在運行生產(chǎn)系統(tǒng)ps期間被添加、更換或移除。

對于本實施例應(yīng)假設(shè),已經(jīng)給生產(chǎn)系統(tǒng)ps新添加了生產(chǎn)模塊pm3。這由與生產(chǎn)模塊pm3相鄰的生產(chǎn)模塊pm1的交互模塊ia1動態(tài)地探測。所述探測在圖2中通過虛線箭頭表明。交互模塊ia1所以將所探測的生產(chǎn)模塊pm3分派給傳遞端口pt3,產(chǎn)品能夠經(jīng)由所述傳遞端口在生產(chǎn)模塊pm1和pm3之間被轉(zhuǎn)交。由于所述探測,交互模塊ia1生成變化信息ci,所述變化信息表明:生產(chǎn)模塊pm3對于生產(chǎn)模塊pm1而言是可用的。一般而言,變化信息ci可以包括關(guān)于生產(chǎn)模塊的可用性或功能性的每一變化的說明。在本實施例中,變化信息ci從交互模塊ia1被傳送到均衡模塊am1以及均衡模塊am。通過傳送變化信息ci,促使均衡模塊am1和am分別更新本地分配表zt1或zt。變化信息ci在這里因此在一定程度上用作用于更新本地分配表的觸發(fā)信號。

基于可用的生產(chǎn)模塊和/或功能性的本地探測,在生產(chǎn)系統(tǒng)ps中不需要中央位置(zentralestelle),在所述中央位置中能夠管理可用的生產(chǎn)模塊和其接口或連接。更確切地說,例如將新附加的生產(chǎn)模塊與其直接相鄰的生產(chǎn)模塊連接,并且從現(xiàn)在起相鄰的生產(chǎn)模塊可以交換鑒于生產(chǎn)模塊的可用性和/或功能性的其相應(yīng)本地信息。通過逐步地傳播僅在直接相鄰的生產(chǎn)模塊中間交換的關(guān)于可用性和功能性的所述信息,所述信息能夠經(jīng)由生產(chǎn)系統(tǒng)ps被擴散。

通過相應(yīng)的生產(chǎn)模塊可以在本地規(guī)定:該生產(chǎn)模塊與哪些其他生產(chǎn)模塊相鄰以及是否存在到相應(yīng)的相鄰生產(chǎn)模塊的傳遞端口,可能的是,動態(tài)地從生產(chǎn)系統(tǒng)的當(dāng)前物理構(gòu)造導(dǎo)出生產(chǎn)系統(tǒng)ps的實際上存在的結(jié)構(gòu)或拓撲。由此,生產(chǎn)系統(tǒng)ps的容量適配(kapazit?tsanpassung)被簡化。如果例如將生產(chǎn)模塊插入到現(xiàn)有的生產(chǎn)系統(tǒng)中,則通過生產(chǎn)系統(tǒng)的可能產(chǎn)品路徑和對于所述產(chǎn)品能得到(zug?nglich)的功能性的描述的通常來說相當(dāng)大的部分基本上保持不變。所述描述的要適配的部分于是能夠通過在本地逐步地傳播變化信息自動地被適配。

圖3以更詳細的圖示示出本地分配表zt。相對應(yīng)的分配表zt1、zt2和zt3以與所示出的本地分配表zt類似的方式被構(gòu)建。在本地分配表zt中,對于在生產(chǎn)系統(tǒng)ps中從所述生產(chǎn)模塊pm出發(fā)可達的輸送目的地(這里是生產(chǎn)系統(tǒng)ps的相鄰的生產(chǎn)模塊pm1、pm2以及不相鄰的生產(chǎn)模塊pm3…)分別設(shè)置至少一個條目。分別給所述輸送目的地分配傳遞端口,產(chǎn)品p能夠經(jīng)由所述傳遞端口被轉(zhuǎn)交給相鄰的生產(chǎn)模塊,以便最終到達輸送目的地。

在本實施例中,傳遞端口pt1被分配給相鄰的生產(chǎn)模塊pm1;傳遞端口pt2被分配給相鄰的生產(chǎn)模塊pm2;以及傳遞端口pt1被分配給不相鄰的生產(chǎn)模塊pm3。最后的分配反映:要從生產(chǎn)模塊pm輸送給不相鄰的生產(chǎn)模塊pm3的產(chǎn)品能夠經(jīng)由相鄰的生產(chǎn)模塊pm1被輸送到生產(chǎn)模塊pm3。以這種方式,本地分配表zt反映生產(chǎn)系統(tǒng)的拓撲并且將所述拓撲映射到本地相鄰關(guān)系上。

另外,將關(guān)于到所述輸送目的地的輸送耗費的耗費信息ai分配給相應(yīng)的輸送目的地。這可以包括關(guān)于運輸時間、輸送成本和/或輸送資源的說明。在本實施例中,耗費信息ai包括關(guān)于從生產(chǎn)模塊pm直到輸送目的地的所需要的轉(zhuǎn)交次數(shù)的說明。所述說明在一定程度上代表生產(chǎn)系統(tǒng)ps中與輸送目的地的距離。在本實施例中,產(chǎn)品p到相鄰的輸送目的地pm1和pm2的輸送分別要求一次轉(zhuǎn)交,而為了輸送到輸送目的地pm3,需要兩次轉(zhuǎn)交。除此之外,關(guān)于涉及的生產(chǎn)模塊的功能性的功能性信息fi1、fi2或fi3以及與此有關(guān)的關(guān)于所述功能性的可用性的可用性信息vi1、vi2或vi3被分配給相應(yīng)的輸送目的地pm1、pm2或pm3。所述功能性在此情況下可以例如是鉆孔、焊接、銑削和/或運輸。可用性信息vi1、vi2或vi3可以尤其包括關(guān)于時間段的時間說明,相應(yīng)的功能性在所述時間段實際上是可用的。與此相應(yīng)地,可以將用于運輸產(chǎn)品p到那里所需要的運輸時間分配給相應(yīng)的輸送目的地。一般而言,可以在本地分配表zt中存儲所有的說明并且分配給相應(yīng)的輸送目的地,所述輸送目的地允許所謂調(diào)度算法的分布式實施。

除此之外,在本地分配表zt中將物理輔助條件bc1、bc2或bc1&bc3分配給相應(yīng)的輸送目的地pm1、pm2或pm3,所述產(chǎn)品p在到相應(yīng)的輸送目的地的運輸路徑上必須滿足所述物理輔助條件。物理輔助條件可以例如包括關(guān)于產(chǎn)品的最大容許重量和/或最大容許尺寸的說明。在此情況下,寫法bc1&bc3可以被理解為:產(chǎn)品必須既滿足輔助條件bc1又滿足輔助條件bc3。

轉(zhuǎn)交模塊ho相應(yīng)地被設(shè)立用于,根據(jù)分配給輸送目的地的耗費信息ai、功能性信息fi1、fi2、fi3、可用性信息vi1、vi2、vi3和/或物理輔助條件bc1、bc2或bc1&bc3實施對輸送目的地的確定和/或?qū)鬟f端口的選擇。

如在圖2中圖解的,由于到達的變化信息ci通過均衡模塊am1生成第一分配信息zi1,所述第一分配信息代表由于生產(chǎn)模塊pm3的耦合引起的在生產(chǎn)系統(tǒng)ps中可用的功能性的變化。在本實施例中,第一分配信息zi1包括條目,所述條目將傳遞端口pt3、作為耗費信息ai的距離1、功能性信息fi3、可用性信息vi3以及物理輔助條件bc3分配給生產(chǎn)模塊pm3。所述條目由均衡模塊am1存儲在分配表zt1中,用于對其迭代地更新。除此之外,均衡模塊am1將分配信息zi1傳送給生產(chǎn)模塊pm的均衡模塊am。均衡模塊am根據(jù)所接收的第一分配信息zi1這樣更新本地分配表zt,使得在其中所說明的生產(chǎn)模塊pm3作為新的輸送目的地被分配給傳遞端口pt1,所述傳遞端口已經(jīng)被分派給了以下生產(chǎn)模塊(這里為pm1),即第一分配信息zi1已經(jīng)從所述生產(chǎn)模塊被接收。此外,在第一分配信息zi1中作為耗費信息ai所說明的距離1以生產(chǎn)模塊pm與相鄰的生產(chǎn)模塊pm1的距離遞增,以便因此確定從生產(chǎn)模塊pm與不相鄰的生產(chǎn)模塊pm3的距離2。經(jīng)遞增的距離2在本地分配表zt中作為耗費信息ai被分配給不相鄰的生產(chǎn)模塊pm3。

另外,將在第一分配信息zi1中所包含的物理輔助條件bc3與對于所述生產(chǎn)模塊pm而言特定的物理輔助條件bc1關(guān)聯(lián)(verknüpfen),以便因此對于到輸送目的地(這里是pm3)的路徑獲得所關(guān)聯(lián)的物理輔助條件bc1&bc3。所關(guān)聯(lián)的物理輔助條件bc1&bc3與此相應(yīng)地在本地分配表zt中被分配給不相鄰的輸送目的地pm3。一般而言,可以以這種方式例如將最大重量作為對于到輸送目的地pm3的整個路徑的物理輔助條件在本地被確定為在進行接管的相鄰的生產(chǎn)模塊pm1的本地分配表zt1中所說明的最大重量和對于生產(chǎn)模塊pm特定的最大重量的最小值。這種最大重量也可以根據(jù)傳遞端口的幾何位置和/或在那里主導(dǎo)的杠桿比率被確定。與此類似地,關(guān)于產(chǎn)品的幾何尺寸的輔助條件的累積效應(yīng)可以被確定并且被存儲在本地分配表。

通過均衡模塊am,根據(jù)第一分配信息zi1和/或本地分配表zt生成第二分配信息zi2。第二分配信息zi2可以尤其包括本地分配表zt的根據(jù)第一分配信息zi1更新的條目。在該情況下,第二分配信息zi2包括以下條目,所述條目將傳遞端口pt1、作為耗費信息ai的距離2、功能性信息fi3、可用性信息vi3以及物理輔助條件bc3&bc1分配給不相鄰的生產(chǎn)模塊pm3。第二分配信息zi2通過均衡模塊am與變化信息ci一起被傳輸給生產(chǎn)模塊pm2的均衡模塊am2。通過變化信息ci促使均衡模塊am2根據(jù)第二分配信息zi2以迭代的方式更新分配表zt2。

通過接收第一分配信息、根據(jù)所接收的第一分配信息更新相應(yīng)的本地分配表并且轉(zhuǎn)發(fā)第二分配信息,在生產(chǎn)系統(tǒng)ps中逐步地、以迭代和遞增的方式基于在相應(yīng)的相鄰的生產(chǎn)模塊中所包含的本地分配表來更新本地分配表zt、zt1、zt2和zt3。每個根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)模塊以迭代的方式將其自身的本地分配表與其相鄰的生產(chǎn)模塊的相對應(yīng)的本地分配表比較并更新,直到本地分配表不再變化并且所有在生產(chǎn)系統(tǒng)ps中可用的運輸路徑得以確定為止。所述過程在有限多個的步驟之后結(jié)束,由此實現(xiàn)收斂。

在這種過程開始時,在生產(chǎn)模塊pm的本地分配表zt中僅僅注明:可以在哪些傳遞端口處收到或轉(zhuǎn)交產(chǎn)品。對于可以在其處收到產(chǎn)品的傳遞端口說明:可以將所收到的產(chǎn)品運輸?shù)侥男﹤鬟f端口并且這造成哪種最小耗費。

在生產(chǎn)系統(tǒng)ps中的本地分配表zt、zt1、zt2和zt3優(yōu)選地配備有版本號,所述版本號在相應(yīng)的本地分配表的相應(yīng)變化的情況下被遞增。相應(yīng)的初始本地分配表優(yōu)選地獲得版本號0。

在本地分配表zt中為每個從生產(chǎn)模塊pm出發(fā)可達的(相鄰的或不相鄰的)生產(chǎn)模塊pm1、pm2、pm3…創(chuàng)建條目。輸送目的地被接受到所述條目中,所述輸送目的地作為輸送目的地被錄入在相鄰的生產(chǎn)模塊pm1、pm2的相對應(yīng)的本地分配表中。同樣地,功能性在本地分配表zt中被分配給所述輸送目的地,其中所述功能性在相鄰的生產(chǎn)模塊pm1、pm2的相對應(yīng)的本地分配表中被分配給所述輸送目的地。除此之外,到相應(yīng)的輸送目的地的運輸耗費被確定,例如作為在相鄰的生產(chǎn)模塊pm1或pm2的相對應(yīng)的本地分配表zt1或zt2中所說明的運輸耗費和從運輸模塊pm到相鄰的生產(chǎn)模塊pm1或pm2的運輸耗費的總和。

此外,在本地分配表zt中注明:相應(yīng)的條目基于相鄰的生產(chǎn)模塊pm1或pm2的相對應(yīng)的本地分配表zt1或zt2的哪個版本。如果相對應(yīng)的本地分配表zt1或zt2的經(jīng)更新的版本號變化,則在相同的條目中也說明所述版本號。如果在生產(chǎn)模塊中的本地分配表變化,則所述本地分配表的版本號被遞增并且所述新的版本號作為新的當(dāng)前版本號分別被錄入在相鄰的生產(chǎn)模塊的本地分配表中。所述更新步驟或迭代步驟在生產(chǎn)模塊pm中一直被重復(fù),直到在本地分配表zt的所有前述條目中,相鄰的生產(chǎn)模塊的相對應(yīng)的本地分配表的版本號與當(dāng)前的版本號一致為止。所述過程通過在生產(chǎn)系統(tǒng)ps中的所有根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)模塊分布式地被實施,并且至少只要在生產(chǎn)系統(tǒng)ps中不發(fā)生任何重新的變化,就在有限多個更新步驟之后收斂。如果對生產(chǎn)系統(tǒng)ps進行改變,則重新使上述過程進行,并且逐步地通過在相鄰的生產(chǎn)模塊之間的本地交互經(jīng)由生產(chǎn)系統(tǒng)ps擴散相應(yīng)的變化了的說明,其中本地分配表的版本號相應(yīng)地被遞增。

由于生產(chǎn)系統(tǒng)ps以分散控制的方式基本上自組織地適配于生產(chǎn)系統(tǒng)ps的變化,所述生產(chǎn)系統(tǒng)可以顯著更靈活地對這種變化作出反應(yīng)。如果例如生產(chǎn)模塊或功能性失效,則所述變化通過分別相鄰的生產(chǎn)模塊被擴散到生產(chǎn)系統(tǒng)ps的根據(jù)本發(fā)明的其他生產(chǎn)模塊并且其本地分配表相應(yīng)地被適配。以這種方式,在許多情況下即使在生產(chǎn)模塊的無法預(yù)測的失效之后也可以仍在很大程度上維持生產(chǎn)。

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