用于控制制造設施的操作的系統和方法技術方案

本發明專利技術提供了用于控制制造設施的操作的系統（2）和方法（S1至S6）。系統（2）包括多個生產資源（12至24）、制造執行系統（MES）、至少一個人機接口（MMI）和/或圖形用戶接口（GUI）、生產調度器數據庫（DB）以及數據服務器過程（SP）。

【技術實現步驟摘要】
用于控制制造設施的操作的系統和方法
本專利技術涉及一種用于控制制造設施的操作的系統和方法。
技術介紹
可以在現代制造過程的背景下考慮本專利技術。這些制造過程是高度自動化的并且可以被劃分成若干個階層。例如，在最高級別處，企業資源計劃(ERP)發生，其可以被稱作商業層。在較低級別處，硬件實施和控制發生，其可以被稱作各種控制級別。工業標準ISAS95定義了將商業層和控制層集成和連接在一起的中間層。該中間層被稱作制造執行系統(MES)，制造執行系統(MES)在功能之間的相互作用以及數據方面定義了MES過程，其比如是生產建模、生產調度、資源管理、資源分配、分派、數據收集和獲取、質量保證管理、維護管理、性能分析、糾正性調度、文檔控制、勞動力管理以及材料和生產跟蹤。在制造執行系統的領域中，例如來自德國西門子公司的IT產品的一大類產品可供用于解決多種技術任務。在此背景下，存在眾多IT解決方案來將接近于技術和/或邏輯過程的實際硬件連接到驅動該裝置的客戶端的應用層。因此，開發了多種制造執行系統來滿足面向服務的架構(SOA)的所有需求以無縫地集成到全集成式自動化(TIA)中。例如，IT是TIA中的制造執行系統，而PCS7是適合于與制造執行系統協作的過程控制系統。US2005/0159932表示了呈金字塔形式的制造過程的各個級別。在該表示中，金字塔的最高級別是ERP級別，而金字塔的最低級別是自動化/控制級別，其中，MES級別是鏈接級別。在自動化級別上通常使用與視覺化和過程控制系統(PCS)相結合的可編程邏輯控制器(PLC)。在生產和/或制造設施中使用的單獨的驅動器、致動器和傳感器與自動化級別的系統直接接觸。US2005/0159932還說明了MES系統包含：運行時間系統(RTS)，用于提供所涉及的組件(子組件、模塊、任務、操作系統過程等)的基于時間的順序控制；以及工程系統(ES)，用于創建并編輯用于在運行時間系統中執行的程序。控制設施的運行時間系統(或者自動化系統或MES系統的運行時間系統)與技術過程之間的連接借助于輸入/輸出來實現。在工程系統中執行控制設施的編程以及運行時間系統的行為規范。工程系統包含用于對機器進行配置、計劃和編程以及對技術過程進行控制的工具。將在工程系統中創建的程序傳遞到目標系統的運行時間系統RTS。在目標系統上執行由工程系統創建的控制程序或裝置規范例如以控制技術過程。目標系統包括處理器、存儲設施和運行時間系統。將ES創建的控制程序加載到目標系統的運行時間系統上。經由輸入和輸出來控制例如用于MES解決方案的作為基礎的技術過程。運行時間系統經由輸入和輸出影響致動器。技術過程通過如下方式作出反應：將傳感器數據經由輸入和輸出送回到運行時間系統，以便在應用中進一步處理。用于裝置描述或者用于制造或組裝解決方案的元件(裝置零件，裝置組件，機器、閥等)在工程階段中與元信息鏈接或者物理地包含生產模型中的元信息。元信息可以是關于元件本身的信息(例如，誰正在使用元件？該元件與哪些其它元件相互作用？該元件不能與哪些其它元件并行地相互作用)。然而，元信息還可包括關于應用、待實施的商業過程或整個裝置的知識。此類型的知識存在于工程階段中(功能規范、設計規范或其它裝置文檔中)并且簡單地需要被并入到元件中作為元信息。特別而言，標記語言XML(可擴展標記語言)適合于描述元信息以及將其與元件鏈接。此外，客戶端需要實施其自己的軟件程序和應用，為此，IT提供了使得用戶能夠定制IT軟件的客戶端應用構建器(CAB)工具。所有其它MES軟件解決方案可能還將包括允許用戶定制標準相關MES軟件的用戶接口。在此具體背景下，特別而言且一般而言，由通過CAB工具并入到MES軟件中的網頁應用來管理一大類數據相互作用和數據處理例程。為了執行制造過程，因此有必要具有管理制造設施(工廠)的所有過程的生產計劃。使用對生產訂單的用戶請求、利用MES生產調度器組件來準備主生產調度器(MPS)。MPS是用于生產、人員配備、存貨清單等的計劃，并且指示何時需要每種產品以及需要每種產品的數量。MPS量化重要過程、零件和其它資源以便優化生產過程，從而識別瓶頸并且預期需要和成品。由于MPS驅動許多工廠活動，所以其準確度和可行性顯著地影響工廠的盈利能力。在MPS之后，需要向工廠中的各個生產線和設備分配并執行生產訂單以實現MPS。這種被稱作詳細調度的階段現在是與本專利技術相關的階段。工業場景中的詳細調度的目的是最小化生產時間和成本。當最佳地管理自然資源如水和電時，其還具有環境保護的組件。詳細調度告訴生產設施要生產什么、何時、用哪個人員和在哪個設備上生產。在詳細調度期間，用戶(調度器/計劃器)加載在制造執行系統的生產調度器環境中準備調度計劃(例如以甘特圖(Ganttchart)形式顯示)所需要的所有數據。當用戶修改生產訂單計劃以優化調度時，可能發生的是，另一用戶同時地修改其調度結果，從而招致由第二用戶作出的修改使由第一用戶所計劃的調度結果無效的風險，這將通過一些例子來說明：a)第一用戶準備其調度計劃，且第二用戶調度如下生產訂單：該生產訂單生產由第一用戶所管理的生產訂單用作輸入材料的材料。如果第二用戶修改其調度計劃，則第一用戶的調度計劃可能變得不可行，且第一用戶不得不盡快修改其調度計劃以避免生產中的問題。b)生產訂單在生產中由于相應生產線的失調/失效而需要停止；所有用戶需要被盡快通知并立即審視該情況以便根據失調的嚴重性來修改其調度計劃。c)由于新的緊急的顧客請求而在系統中創建了新的生產訂單；所有用戶需要立即審視這些新的生產訂單以調整/修改其調度計劃。目前，制造執行系統(MES)通過使用了自動過程的應用來管理這種通知和更新調度計劃的問題，該自動過程從MES的數據庫中周期性地檢索所有相關/敏感數據并使得該數據引起用戶的注意，比如以MMI/GUI、SMS消息等顯示該數據。遺憾的是，此過程具有相當低的性能，因為在許多情形中數據不改變而是被傳輸由此占據MES的通信中樞中的帶寬。另一方面，如果用戶之一修改了不同的生產訂單，則需要向所有其它用戶通知此修改而不僅通知新近的改變。在其它方法中，更新操作由控制用戶完全人工地完成，具有傾向于延遲、故障和低能力的重大缺點。
技術實現思路
因此，本專利技術的目的是提供一種用于控制制造設施的操作的系統和方法，其提供了調度生產過程方面的高度靈活性、同時僅需要有限量的帶寬來管理與實時調度相關的數據的傳遞。此目的是根據本專利技術、通過一種用于控制制造設施的操作的系統來實現的，所述系統包括：a)多個生產資源，所述生產資源根據生產調度結果執行生產過程；b)制造執行系統，所述制造執行系統在工程級別處包括生產建模器和生產調度器，所述生產建模器對所述生產資源及其生產依賴性和/或約束進行建模，所述生產調度器根據待被執行的生產訂單、由此使用所述生產建模器的數據模型來調度所述生產過程；c)至少一個人機接口和/或圖形用戶接口，這二者使得用戶能夠將生產訂單和/或生產調度數據輸入到所述制造執行系統中并且當調度所述生產過程時呈現與用戶相關的所有數據記錄以使得用戶的生產訂單被相應地調度和執行；d)生產調度器數據庫，所述生產調度器數據庫存儲所有生產訂單和/或生產調度數據并且為負責調度的用戶提供送往所述人機接口和/或本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于控制制造設施的操作的系統（2），包括：a）多個生產資源（12至24），所述生產資源（12至24）根據生產調度結果執行生產過程；b）制造執行系統（MES），所述制造執行系統（MES）在工程級別處包括生產建模器（PM）和生產調度器（PS），所述生產建模器（PM）對所述生產資源（12至24）及其生產依賴性和/或約束進行建模，所述生產調度器（PS）根據待被執行的生產訂單、由此使用所述生產建模器（PM）的數據模型來調度所述生產過程；c）至少一個人機接口（MMI）和/或圖形用戶接口（GUI），所述人機接口（MMI）和/或圖形用戶接口（GUI）使得用戶能夠將生產訂單和/或生產調度數據輸入到所述制造執行系統（MES）中并且當調度所述生產過程時呈現與用戶相關的所有數據記錄以使得用戶的生產訂單被相應地調度和執行；d）生產調度器數據庫（DB），所述生產調度器數據庫（DB）存儲所有生產訂單和/或生產調度數據并且為負責調度的用戶提供送往所述人機接口（MMI）和/或圖形用戶接口（GUI）的存儲在所述數據庫（DB）中的預定義數據；其中，所述預定義數據是從存儲在所述數據庫（DB）中的數據中確定出的敏感數據和/或敏感數據類；所述敏感數據和/或敏感數據類是實時調度所需要的；e）數據服務器過程（SP），當用戶修改了至少一部分所述敏感數據和/或敏感數據類時，所述數據服務器過程（SP）為用戶更新所述敏感數據和/或敏感數據類；其中，使得所述數據服務器過程（SP）能夠執行事件列表隊列（ELQ）；所述事件列表隊列（ELQ）包括由所述數據庫（DB）發起的數據修改事件；使得所述數據服務器過程（SP）進一步能夠：i）在所述事件列表隊列（ELQ）中周期性地查找覆蓋所述敏感數據和/或敏感數據類的數據修改事件，ii）從所述數據庫（DB）中僅讀取所述敏感數據和/或敏感數據類中的修改后的數據，以及iii）將修改后的數據與現有的數據融合，其中，更新后的數據是所有用戶均可訪問的。...

【技術特征摘要】
2011.10.03 EP 11183718.31.一種用于控制制造設施的操作的系統(2)，包括：a)多個生產資源(12至24)，所述生產資源(12至24)根據生產調度結果執行生產過程；b)制造執行系統(MES)，所述制造執行系統(MES)在工程級別處包括生產建模器(PM)和生產調度器(PS)，所述生產建模器(PM)對所述生產資源(12至24)及其生產依賴性和/或約束進行建模，所述生產調度器(PS)由此使用所述生產建模器(PM)的數據模型、根據待被執行的生產訂單來調度所述生產過程；c)至少一個人機接口(MMI)和/或圖形用戶接口(GUI)，所述人機接口(MMI)和/或圖形用戶接口(GUI)使得用戶能夠將生產訂單和/或生產調度數據輸入到所述制造執行系統(MES)中并且當調度所述生產過程時呈現與用戶相關的所有數據記錄以使得用戶的生產訂單被相應地調度和執行；d)生產調度器數據庫(DB)，所述生產調度器數據庫(DB)存儲所有生產訂單和/或生產調度數據并且為負責調度的用戶提供送往所述人機接口(MMI)和/或圖形用戶接口(GUI)的存儲在所述數據庫(DB)中的預定義數據；其中，所述預定義數據是從存儲在所述數據庫(DB)中的數據中確定出的敏感數據和/或敏感數據類；所述敏感數據和/或敏感數據類是實時調度所需要的；e)數據服務器過程(SP)，當用戶修改了至少一部分所述敏感數據和/或敏感數據類時，所述數據服務器過程(SP)為用戶更新所述敏感數據和/或敏感數據類；其中，使得所述數據服務器過程(SP)能夠執行事件列表隊列(ELQ)；所述事件列表隊列(ELQ)包括由所述數據庫(DB)發起的數據修改事件；使得所述數據服務器過程(SP)進一步能夠：i)在所述事件列表隊列(ELQ)中周期性地查找覆蓋所述敏感數據和/或敏感數據類的數據修改事件，ii)從所述數據庫(DB)中僅讀取所述敏感數據和/或敏感數據類中的修...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬泰奧·真蒂萊，
申請(專利權)人：西門子公司，
類型：發明
國別省市：