用于对生产过程调节生产流程计划的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于对一个或多个生产过程(3)调节生产流程计划的方法，该生产过程(3)分别包括为其实施而需要能量的一个或多个过程步骤(4)，该方法包括以下的步骤：基于指示在预定的优化时段期间预测的能量可用性的可用性信息，识别(S2)在所述优化时段内的至少一个可用性时间窗，在至少一个可用性时间窗中存在预定的最低能量可用性；提供(S3)对一个或多个灵活过程步骤(4)的指示，其中所述一个或多个灵活过程步骤(4)指示可在优化时段内的多个备选时间窗中实施而不损害建立生产流程计划所基于的一个或多个优化量的过程步骤(4)；以及对所述灵活过程步骤(4)的每一个，如果对应的灵活过程步骤(4)在所述可用性时间窗内，则将所述对应的灵活过程步骤(4)在时间上重排(S6)到对应的备选时间窗之一中，以获得经调节的生产流程计划。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及生产计划，尤其是生产设备的生产控制，生产设备例如基于生产流程计划从智能电网获取能量。
技术介绍
由于例如起风、云之类的环境因素，分散式可再生能源仅提供不规则且难以预见的能量。由于越来越多地使用这些能源，因此，电能产生量与电能消耗量之间的不匹配明显变大。以往，由电厂根据对工业和家庭的消耗行为进行的相当可靠预测按需要的量来产生电能。然而，根据估计，将来会有高达30%的电能在不与需求有任何同步的情况下产生。与电能消耗不同步的电能产生必须由电厂运营商或者电网运营商按照法定条例接收并馈入电网。因为电价是适应电网中的电能可用性的，所以这可导致由于供大于求而在确定的时间无成本地提供电能。当例如风力发电厂在周日期间产生大量电能时，与此相反的是，在作为电能最大接收者的工业用电设备方面没有足够需求。通常，对于工业不存在从有利的电能利用中获取益处的机会。另一方面，首先在规定接收可再生地产生的电能的国家存在上述的问题(即使在电能的产生不满足对应的需求时)。迄今为止，各个过程步骤在预定的时间窗内或连续地在生产设备中实施，其中各个过程步骤的序列和时间安排关于生产周期时间或者生产量被优化。本专利技术的任务是提供用于建立生产流程计划的方法和装置，由此，能以更好的过剩电能利用来操作生产设备。
技术实现思路
这一任务将通过根据权利要求I的、用于执行生产计划或者用于调节生产流程计划的方法以及通过根据并列权利要求的装置和生产系统来解决。进一步有利的实施方式在从属权利要求中指示。根据第一方面，设置用于对一个或多个生产过程调节生产流程计划的方法，所述一个或多个生产过程分别包括为其实施而需要能量的一个或多个过程步骤。该方法包括以下的步骤-基于指示在预定的优化时段期间预测的能量可用性的可用性信息，识别在所述优化时段内的至少一个可用性时间窗，在所述至少一个可用性时间窗中存在预定的最低能量可用性；-提供对一个或多个灵活过程步骤的指示，其中所述一个或多个灵活过程步骤指示可在所述优化时段内的多个备选时间窗中实施而不损害建立所述生产流程计划所基于的一个或多个优化量的过程步骤；以及-对所述灵活过程步骤的每一个，如果对应的灵活过程步骤在所述可用性时间窗内，则·将所述对应的灵活过程步骤在时间上重排到对应的备选时间窗之一中，以获得经调节的生4产流程计划。以上方法的思想在于为其中存在或期望有确定的或更高的能量可用性的时间窗设置生产过程的可在时间上灵活地实施(即可在第一时间窗或第二时间窗内执行)的各个过程步骤。为此，首先借助于生产流程计划从生产过程中确定应在将来的时间窗内执行的过程步骤，以达到确定的预定优化目标。此外，不仅提供或者确定在当前时间点的预测的能量可用性，而且提供或者确定在将来的时间窗内的期望电能可用性的时间上的变化(Zeitlauf)。通过将一个或多个过程步骤在时间上重排或者移动到其中存在高的能量可用性的时间窗中(高的能量可用性例如是电能供大于求)，一方面用于更充分地利用在电网中产生的电能，以及，因为电网中的过剩能量的量也在电价中表现出，所以另一方面这使得生产设备的运营商能低成本地获取用于操作过程步骤的电能，从而降低生产成本。此外，可通过可用性阈值确定预定的最低可用性，所述可用性阈值尤其是可等于优化时段内预测的可用性的平均值。根据一实施方式，能量可用性可指示电网中的电能过剩。例如电能可用性可借助单位能量的价格来指示。此外，可规定依据过程步骤的状态量确定该过程步骤的备选时间窗，其中尤其是依据当前能量可用性立即实施该灵活过程步骤。可规定一个或多个灵活过程步骤指示可在优化时段内的多个备选时间窗中实施而没有使至少一个优化量与优化量的值的偏离大于优化量容限值的过程步骤，该优化量的值是通过原始的生产流程计划达到的。尤其是可依据与每个预测的能量可用性关联的概率执行对应的灵活过程步骤的在时间上的相应重排的所述步骤，其中，尤其是优先地将那些灵活过程步骤在时间上重排到对应的时间窗中，其中能量可用性在最低能量可用性之上的概率是最大的。此外，在所述对应的灵活过程步骤的时间上的相应重排的所述步骤中，可优先考虑具有最大能量消耗的灵活过程步骤。根据另一个方面，设置用于对一个或多个生产过程调节生产流程计划的生产计划系统，该一个或多个生产过程分别包括为其实施而需要能量的一个或多个过程步骤，其中设计生产计划系统以-基于指示在预定的优化时段期间预测的能量可用性的可用性信息，识别在所述优化时段内的至少一个可用性时间窗，所述至少一个可用性时间窗中存在预定的最低能量可用-提供对一个或多个灵活过程步骤的指示，其中所述一个或多个灵活过程步骤指示可在所述优化时段内的多个备选时间窗中实施而不损害建立生产流程计划所基于的一个或多个优化量的过程步骤；以及-对所述灵活过程步骤的每一个，如果对应的灵活过程步骤在所述可用性时间窗内，则将所述对应的灵活过程步骤在时间上重排到对应的备选时间窗之一中，以获得经调节的生产流程计划。根据另一个方面，设置具有一个或多个生产过程且具有上述生产计划系统的生产系统。根据又一个方面，设置计算机程序产品，该计算机程序产品包括程序代码，当程序代码在数据处理单元上实施时，实施用于调节生产流程计划的上述方法。附图说明以下借助附图来详细解释优选的实施方式。图I示出各具有在生产控制单元的控制下执行的多个过程步骤的生产过程的示意图；以及图2示出用于说明基于电能可用性信息来建立或调节生产流程计划的方法的流程图。具体实施例方式图I示出具有生产控制单元2的生产系统I的示意图，生产控制单元2监测并控制一个或多个生产过程3。生产过程3的每一个包括一个或多个过程步骤4的序列。生产过程3用于由一个或多个原料产品或中间产品制造一个或多个最终产品。过程步骤4为其实施而需要能量，该能量在本实施例中为电能。生产控制单元2与生产计划系统5连接，生产计划系统5向生产控制单元2提供关于各个过程步骤4的时间序列的信息。对每一个过程步骤4，该信息包括相关的过程步骤的开始时间和规定量，从而使生产控制单元2可在预定的开始时间点发起相关的过程步骤，且向属于该过程步骤的生产设施传送这些规定量、从这些规定量推导出的量等等。生产计划系统5依据各个过程步骤4的已知生产参数并依据优化功能建立生产流程计划，该优化功能关于一个或多个确定的量优化生产过程3。该优化通过在时间上适当地安排各个过程步骤4来实现，从而可根据预定的优化目标(例如在预定的时间内和/或按预定的件数和/或质量)来制造最终产品。例如该优化关于待制造产品的、应最小化的生产时间来实现。该优化借助已知的优化方法执行，该优化方法可从现有技术得知。各个过程步骤4为其实施而需要电能，电能的量在很大程度上依赖于相关过程步骤的类型。此外，各个过程步骤4关于它们可在其中被执行而不延迟最终产品的完成或减少在一个时段内制造的最终产品的数量的时段方面具有更高或更低的灵活性。即，过程步骤4有时可在相互重叠或互不重叠的多个备选时间窗中执行,而未在一个或多个优化量方面损害生产过程3或者多个生产过程3的结果。如开头所述那样，电能可用性由于越来越多地使用不同步的电能源而在将来变得更为严重，从而存在其中许多未使用的电能被提供到电网中的时间段。尽管智能电网尝试在合适的地点消耗或者存储电能，然而，这一方式在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：L舒尔，C施蒂希，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：
国别省市：