将可持续性因素用于生产优化制造技术

本发明专利技术公开了将可持续性因素用于生产优化。本发明专利技术提供了一种工业控制系统。该系统包括：处理器，用来分析一个或多个可持续性因素；以及评分部件，用来向所述可持续性因素分配权重。优化器考虑到所述可持续性因素、所述权重以及再循环要求、碳足迹、采购过程、运输过程或规章要求中的至少一个来自动调节生产过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及工业控制系统，更具体而言，涉及考虑到各种可持续性因素(sustainability factor)来优化制造操作的方法。
技术介绍
供应链的每一步都涉及材料。在制造或业务中使用时，每一种材料一般都有规范。 该规范大多数时候是对项目的所需特性的书面说明，以方便其获取或产生以及接受的方式 制成文件。这些特性一般分为三种类别(1)物理的；(2)功能的；以及(3)操作的。该规 范描述材料在质量、设计、兼容性、性能、价格等方面所必须遵循的准则。在供应链的开头有“原材料”。一个例子是黄油或鸡蛋。多种原材料在生产过程内 会聚而成为“内部材料(intramaterial) ”——原材料的混合物，其本身尚未成为成品，但 由于生产过程，不再符合进入的原材料的规范。一个例子是黄油和鸡蛋的混合物，该混合物 是具有与进入的材料差异很大的特性的独特实体。通常这些内部材料也有它们所必须遵循 的规范；一旦它们遵循了，它们就可以移至生产过程中的下一步。原材料和/或内部材料的 组合最终变为成品，成品也有规范。例如，成品可以是带包装的巧克力屑曲奇。原材料将是 黄油、鸡蛋、糖、面粉、盐、巧克力屑以及包装材料。内部材料可以是黄油+鸡蛋、黄油混合 物+糖、面粉+盐、糖混合物+面粉混合物、所有混合物+巧克力屑、烘烤的巧克力。成品是 烘烤的、带包装的曲奇。一般来说，规范描述了产品在生产过程中的每个阶段的颜色、重量、效能、大小、气 味或类似的物理特性。产品信息，包括哪个产品要使用多少，包含在统称为“材料单”或BOM 的文件中。类似地，写出工作指令以精确地描述如何转变材料以及加工该材料的机器类型。 在上面的曲奇的例子中，工作指令可以是使用立式混合器#1将黄油+鸡蛋加热5分钟；以 及在烤箱#3中以350度烘烤15分钟等等。这些工作指令以不同方式被描述为例行规程、 标准操作程序、工作流程等。BOM和工作指令的组合一起生成了“配方”(也有其它名称，如 生产程序)。在自动化工厂中，配方可存在于两个层面自动化层，其一般控制机器和其它自动 化设备；以及MES层，其一般包含涉及人的交互的指令，也包含人工指令。这两个层面也越 来越与更高的Era层交互以连接到业务级系统。特别是在受管制的环境中，如生命科学或 食品操作，一些配方还概述了与生产工厂交互的人力资源的必要技能和培训。这些技能集 合可通过人工或自动化程序来管理和跟踪。当被自动化时，自动化系统将阻止不合格的人 员进行操作，从而得到加强的针对质量和安全性的保护。类似地，一些配方概述了用于生产的机器的所需参数。通常，根据特定标准来使机 器合格或验证机器，或者证明机器可以工作。该资格在整个测试和维护计划中保持。当执 行被自动化时，自动化系统将将阻止不合格的机器进行操作，从而得到加强的针对质量和 安全性的保护。
技术实现思路
为了提供对本文所描述的特定方面的基本理解，下面的
技术实现思路
提供了简化的概述。本
技术实现思路
并不是全面的概述，也不是要标识关键的元素或描述本文所述的各方面的 范围。本
技术实现思路
唯一的目的就是以简化的形式提出一些特征，以作为后面所呈现的更详 细描述的前言。提供了用于管理供应链和生产操作的系统和方法，其中可持续性因素被用来对产 品和/或过程的可持续性进行优化。可持续性因素可被用来扩展a)材料和产品的规范， b)用于将产品转变为成品材料的工作指令，c)与进行生产的人力资源相关联的描述符和 其它因素，d)与进行生产的机器相关联的因素，以及e)与生产中所涉及的设施和公用事业 供应链相关联的因素，如所使用的电力的类型(例如太阳对比于风对比于煤)。最后，负责 的制造商可优化其操作以将其总的能量、环境和负面的人/社区影响从原材料到成品减至 最小，同时保持质量、规章的遵循和客户的满意度。在一个方面中，可在供应链中对生产进行优化以实现材料的再循环。例如，根据产 品运输的目的地，可为产品自动选择不同的包装以符合目的地地点的要求和需要(例如， 根据目的地的再循环规章来改变包装)。在另一个方面中，基于碳标签在供应链中优化生 产。例如，根据目的地地点的碳足迹的可接受的值范围来修改生产。在又一个方面中，可以 提供对供应链内的采购和运输系统的优化。在这个方面中，可以做出自动化的购买决策以 减少给定生产线的环境影响。在又一个方面中，可以考虑到可从动态评分系统得到的各种 可持续性因素来优化管理决策制定和实施。为实现上述和其它相关目的，下面的描述和附图详细地说明了某些示例性的方 面。这些方面仅仅示出了本文所描述的原理的各种使用方式中的几种。根据下面的详细描 述，并且当结合附图考虑时，将容易看出其它的优点和新颖性特征。附图说明图1是示出了一个优化部件的示意性框图，该优化部件用来根据各种可持续性因 素来控制生产和采购过程。图2是示出了用来根据确定的再循环要求来更改产品包装的方法的流程图。图3是示出了用于根据所检测的碳足迹范围来优化生产的方法的流程图。图4是示出了用于根据所检测的环境因素来优化采购和运输系统的方法的流程 图。图5是示出了用于根据各种可持续性因素来优化规章的遵循的方法的流程图。图6是示出了用于可持续性因素的动态评分系统的框图。图7是示出了制造模型的示意性框图，该制造模型与可持续性因素相关的源数据 相关联，以便增强工业过程的效率。图8是示出了已与可持续性因素相关联的模型规范的图。图9是示出了与可持续性因素相关联的示例性材料单的图。图10是示出了可与可持续性因素相关联的示例性制造模型的图。图11是示出了能量监视部件的图。具体实施例方式提供了一种考虑到动态评分的可持续性因素来自动调节供应链过程的工业控制 系统。在一个方面中，提供了一种工业控制系统。该系统包括用来分析一个或多个可持续 性因素的处理器以及用来向所述可持续性因素分配权重的评分部件。优化器考虑到所述可 持续性因素、所述权重以及再循环要求、碳足迹、采购过程、运输过程或规章要求中的至少 一个来自动调节生产过程。要注意的是，本申请中所使用的诸如“部件”、“模块”、“源”等术语意指计算机相关 实体，其可以是硬件、硬件和软件的组合、软件或者应用于自动化系统以便进行工业控制的 执行中的软件。例如，部件可以是(但不限于)处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行 程序、执行线程、程序和计算机。举例来说，服务器上运行的应用程序和该服务器均可以是 部件。一个或多个部件可驻留在进程或执行线程内，且部件可位于一个计算机上或分布在 与其通信的两个或更多个计算机、工业控制器或模块之间。 首先参见图1，系统100示出了优化部件，该优化部件用来根据各种可持续性因素 来控制生产和采购过程。系统100包括多个分立的监视器110，其设置在工业系统或过程内 的各个地方，并且被用来从各种可持续性因素相关的数据源120收集数据。可持续性因素 相关的数据源120可以是来自过程的各个部分，与诸如能量或废弃物等因素相关，并且在 下文结合图8做更详细的描述。标签部件130被提供用于针对数据与工业过程的哪个部分 相关联来对所收集的源数据120加标签或做标记。例如，在分批过程中，可对源数据120加 标签，以指示配方成分的传输跨过了哪个管道或阀门，以及作为该过程的一部分，该管道或 阀门消耗了多少能量。从另一个角度来看本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种再循环方法，包括：自动确定目的地地区；自动确定与该地区相关联的再循环要求；以及考虑到所述再循环要求，动态地更改自动化包装过程。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：马西娅伊莱恩沃克，菲利普约翰考夫曼，
申请(专利权)人：洛克威尔自动控制技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]