本发明专利技术涉及一种优化制造设计期间的电子装置的回收能力的系统和方法。制造设计软件产生用于制造设计的材料的工程清单、材料的制造清单和过程清单。回收过程计划引擎根据制造设计构建用于电子装置的回收过程计划。通过使用回收设备信息库将所需技能映射到相应的回收设备来构建回收过程的虚拟模型。回收过程计划引擎使用虚拟模型来模拟回收计划，并根据目标函数优化每个回收过程和回收过程的整体顺序。评估器模块从虚拟模型模拟接收关键性能指标值并且基于关键性能指标计算目标函数的值。通过模拟该过程和改变参数的迭代来优化回收计划，以最大地改进目标函数。以最大地改进目标函数。以最大地改进目标函数。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自动生成和优化用于集成到制造设计过程中的回收过程计划的系统和方法
[0001]本申请涉及回收电子废弃物和电子装置的制造设计。更具体地，本申请涉及自动生成用于电子装置的回收过程计划(RPP)以及将该RPP生成过程集成到相同电子装置的制造设计过程中。
技术介绍
[0002]据估计，全世界每年产生超过5000万公吨的电子废弃物(e
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waste)，其中，仅约20％的电子废弃物被回收。一般由回收专家通过用他们可用的回收设备和机器测试EoL产品的样品根据经验确定寿命终止(EoL)处理计划。如果在EoL中用于制造电子装置的设计过程要考虑并计划该装置的回收，则将提高实现较高回收率的成功率。
[0003]回收设备被训练有素的专家用于将批量制造的产品转换为它们的组成元件(所谓的回收材料)。操作者的经验指导他们对于给定产品的机器的操作和过程的安排。典型的回收过程包括：分离、分拣、切碎、拆卸、去除、研磨、拆解、提取等。存在能够用于对回收过程和设备进行建模的过程建模工具，但是这种建模工具仍然需要由领域专家手动规划回收过程中的每个步骤。
技术实现思路
[0004]本专利技术提出了一种用于自动生成和评估回收过程计划(RPP)的系统和方法，这些回收过程计划描述了在给定制造产品或部件(例如，智能电话、任何其他电子装置)的使用寿命结束时回收该给定制造产品或部件所需的回收过程的顺序和对应设备。这些RPP类似于材料的制造清单和过程清单(mBOM/BOP)并且能够在仅给定产品的设计(例如，CAD模型)、制造计划和材料数据的设计时间直接生成。
[0005]RPP能够根据不同的回收能力性能度量(例如，回收的材料的份额、产生的废弃物的量、在过程中消耗的总能量)进行评估，并且随后被优化以满足该产品的不同回收目标(例如，回收大多数材料、高效去除高价值组分等)。然后，回收设施操作者能够使用优化的RPP来规划和执行回收任务。
[0006]一方面，提供了一种用于在制造设计期间优化电子装置的回收能力的系统。制造设计软件产生制造设计的材料的工程清单、材料的制造清单和过程清单。回收过程计划引擎根据制造设计自动生成电子装置的一个或多个回收过程计划。通过使用回收设备信息库将所需的回收“技能”(例如，切碎、研磨等)映射到相应的回收设备来构建回收过程的虚拟模型。回收过程计划引擎使用虚拟模型模拟回收计划，并根据至少一个目标函数优化每个回收过程。评估器模块从虚拟模型的模拟接收关键性能指标(KPI)值并且基于该关键性能指标计算目标函数的值。通过模拟和改变参数的迭代优化回收计划以提高目标函数的值。回收过程计划引擎向制造设计软件工具提供关于推荐的修改的反馈，该修改用于优化产品的回收能力的材料的工程清单、材料的制造清单和过程清单中的一个或多个清单。
附图说明
[0007]参考以下附图对本实施方式的非限制性和非穷尽性的实施方式进行描述，其中，除非另外指明，否则在所有附图中，相同的附图标记指代相同的元件。
[0008]图1示出了根据本公开的实施方式的用于优化电子装置或类似产品的回收能力的系统和方法的实例。
[0009]图2示出了能够实现本公开的实施方式的计算环境的实例。
具体实施方式
[0010]公开了用于自动生成并评估集成到制造设计中的回收过程计划的系统和方法。回收过程计划引擎建立一个或多个回收过程计划的虚拟模型，该计划能够针对一个或多个目标参数进行优化，诸如回收尽可能多的可回收材料。根据所生成的回收计划，能够使用来自回收计划模型的反馈来实时地改变制造设计(例如，产品材料的选择和组装过程的顺序)，使得当达到寿命尽头时能够有效地回收所制造的产品。
[0011]图1示出了根据本公开的实施方式的用于优化电子装置的制造设计的回收能力的系统和过程的实例。制造设计软件工具101由使用者(诸如，设计师或工程师)操作，以生成产品(诸如，电子装置)的制造过程，该产品由可回收材料构造以便减少该装置在寿命终止时的电子浪费。制造设计软件工具101被配置用于生成工程计划和制造计划。材料的工程清单(EBOM)101涉及如何设计产品，并且材料的制造清单(MBOM)102包含构建成品所需的部件和组件。MBOM 102能够包括描述制作产品所需的机器和工具的设备要求。用于制造设计的过程清单(BOP)103基于MBOM 102和产品的材料数据，并且描述了制造和组装过程。
[0012]回收过程计划引擎105被配置为软件工具，该软件工具执行用于模拟流程图环境中的复杂系统的定制建模和用于参数估计的数据回归求解器。在实施方式中，回收过程计划引擎105配置有物理求解器，其应用用于线性物理问题的常微分方程和/或用于多变量问题和多维系统的偏微分方程。具体物理学的实例能够包括在切碎过程中有关破碎或成粒的物理学(即，如果以速度Y切碎材料X，将产生多少颗粒以及大小多少和形状分布)。类似地，每个回收过程能够具有一个或多个相关的物理学问题以解决独立优化。使用分布式过程模型来优化用于回收过程的设备参数。能够优化用于稳态和动态过程的连续变量和离散变量。用户接口使得用户能够设置和改变用于对定制回收过程进行建模的变量。
[0013]来自EBOM 101和MBOM 102以及BP 103的信息对于确定如何组装装置是有用的，并且从此信息，回收过程计划引擎105制定将由拆卸机器人111执行的拆卸计划。例如，拆卸机器人111能够被配置用于执行多个拆卸过程，示出为拆卸_1，拆卸_2和拆卸_3，表示不同组的紧固件移除(例如，固定外壳的螺钉、固定内部部件的紧固件、带状线连接器等)。在实施方式中，组装信息能够是连接图的形式，该连接图能够通过回收过程计划引擎105逆向追踪以生成用于拆卸机器人111的拆卸计划和操作顺序。使用回收过程工具的库107，回收过程计划引擎105为回收过程计划创建虚拟模型110，包括拆卸机器人111和其他回收设备和过程的识别，该模型能够包括收集机器人112、被配置用于执行切碎过程121的切碎设备、被配置用于执行分拣过程122的分拣设备、被配置用于执行材料收集过程的材料收集设备，诸如贵金属收集过程123、稀土金属收集过程124。还能够建模各种其他回收设备以执行回收给定的制造产品或部件(例如，膝上型电脑、智能电话、或其他电子装置)所需的其他回收过
程。
[0014]在实施方式中，回收过程计划引擎105优化与紧固件移除顺序相关的拆卸机器人111对拆卸过程中的速度和效率的操作。此外，能够根据关键性能指标(KPI)优化拆卸机器人111的操作参数。
[0015]收集机器人112能够通过机器人来实现，该机器人被编程为提取电子装置的优选保持完整的部件，诸如能够再修复的部件或出于安全原因不应当被切碎的部件(例如，锂电池)。收集部件的其他用途能够包括在材料分离过程中通过在切碎之前进行分离的效率(例如，电路板、内存芯片、处理器、集成电路等)。在实施方式中，回收过程计划引擎105优化与收集顺序相关的收集机器人112对回收过程中的速度和效率的操作。例如，回收过程计划的最佳顺本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于优化电子装置的制造设计的回收能力的系统，所述系统包括：存储器，所述存储器上存储有模块；以及处理器，所述处理器用于执行所述存储器上存储的所述模块中的可执行指令，所述模块包括：制造设计软件工具，所述制造设计软件工具被配置用于产生用于制造设计的材料的工程清单、材料的制造清单和过程清单；回收过程计划引擎，所述回收过程计划引擎被配置用于构建用于所述电子装置的回收过程计划，其中，构建所述回收过程计划包括：通过将所需技能映射到相应的回收设备，使用来自回收设备信息库的信息生成回收过程的虚拟模型；为每个回收过程限定关键性能指标；使用所述虚拟模型来模拟所述回收过程计划；以及根据至少一个目标函数优化每个回收过程；以及评估器模块，所述评估器模块被配置用于：从所述虚拟模型的模拟接收关键性能指标值；以及基于关键性能指标生成至少一个所述目标函数；其中，所述回收过程计划引擎还被配置用于：利用由所述目标函数调整的参数迭代模拟和优化；以及向所述制造设计软件工具提供关于推荐的修改的反馈，所述推荐的修改针对用于优化所述制造设计的回收能力的所述材料的工程清单、所述材料的制造清单和所述过程清单中的一个或多个清单。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述回收过程计划引擎还被配置用于：通过将每个回收过程按顺序缝合在一起来装配所述虚拟模型；以及根据至少一个所述目标函数来优化所述顺序。3.根据权利要求1所述的系统，其中，至少一个所述目标函数包括使可回收材料的体积最大化。4.根据权利要求1所述的系统，其中，至少一个所述目标函数包括使损失的可回收材料的体积最小化。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述回收过程计划引擎还被配置用于优化与紧固件移除的顺序相关的拆卸机器人的操作。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述回收过程计划引擎还被配置用于优化在拆卸期间与所述电子...
【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：
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