用于控制制造设施的操作的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了用于控制制造设施的操作的系统（2）和方法（S1至S6）。系统（2）包括多个生产资源（12至24）、制造执行系统（MES）、至少一个人机接口（MMI）和/或图形用户接口（GUI）、生产调度器数据库（DB）以及数据服务器过程（SP）。

【技术实现步骤摘要】
用于控制制造设施的操作的系统和方法
本专利技术涉及一种用于控制制造设施的操作的系统和方法。
技术介绍
可以在现代制造过程的背景下考虑本专利技术。这些制造过程是高度自动化的并且可以被划分成若干个阶层。例如，在最高级别处，企业资源计划(ERP)发生，其可以被称作商业层。在较低级别处，硬件实施和控制发生，其可以被称作各种控制级别。工业标准ISAS95定义了将商业层和控制层集成和连接在一起的中间层。该中间层被称作制造执行系统(MES)，制造执行系统(MES)在功能之间的相互作用以及数据方面定义了MES过程，其比如是生产建模、生产调度、资源管理、资源分配、分派、数据收集和获取、质量保证管理、维护管理、性能分析、纠正性调度、文档控制、劳动力管理以及材料和生产跟踪。在制造执行系统的领域中，例如来自德国西门子公司的IT产品的一大类产品可供用于解决多种技术任务。在此背景下，存在众多IT解决方案来将接近于技术和/或逻辑过程的实际硬件连接到驱动该装置的客户端的应用层。因此，开发了多种制造执行系统来满足面向服务的架构(SOA)的所有需求以无缝地集成到全集成式自动化(TIA)中。例如，IT是TIA中的制造执行系统，而PCS7是适合于与制造执行系统协作的过程控制系统。US2005/0159932表示了呈金字塔形式的制造过程的各个级别。在该表示中，金字塔的最高级别是ERP级别，而金字塔的最低级别是自动化/控制级别，其中，MES级别是链接级别。在自动化级别上通常使用与视觉化和过程控制系统(PCS)相结合的可编程逻辑控制器(PLC)。在生产和/或制造设施中使用的单独的驱动器、致动器和传感器与自动化级别的系统直接接触。US2005/0159932还说明了MES系统包含：运行时间系统(RTS)，用于提供所涉及的组件(子组件、模块、任务、操作系统过程等)的基于时间的顺序控制；以及工程系统(ES)，用于创建并编辑用于在运行时间系统中执行的程序。控制设施的运行时间系统(或者自动化系统或MES系统的运行时间系统)与技术过程之间的连接借助于输入/输出来实现。在工程系统中执行控制设施的编程以及运行时间系统的行为规范。工程系统包含用于对机器进行配置、计划和编程以及对技术过程进行控制的工具。将在工程系统中创建的程序传递到目标系统的运行时间系统RTS。在目标系统上执行由工程系统创建的控制程序或装置规范例如以控制技术过程。目标系统包括处理器、存储设施和运行时间系统。将ES创建的控制程序加载到目标系统的运行时间系统上。经由输入和输出来控制例如用于MES解决方案的作为基础的技术过程。运行时间系统经由输入和输出影响致动器。技术过程通过如下方式作出反应：将传感器数据经由输入和输出送回到运行时间系统，以便在应用中进一步处理。用于装置描述或者用于制造或组装解决方案的元件(装置零件，装置组件，机器、阀等)在工程阶段中与元信息链接或者物理地包含生产模型中的元信息。元信息可以是关于元件本身的信息(例如，谁正在使用元件？该元件与哪些其它元件相互作用？该元件不能与哪些其它元件并行地相互作用)。然而，元信息还可包括关于应用、待实施的商业过程或整个装置的知识。此类型的知识存在于工程阶段中(功能规范、设计规范或其它装置文档中)并且简单地需要被并入到元件中作为元信息。特别而言，标记语言XML(可扩展标记语言)适合于描述元信息以及将其与元件链接。此外，客户端需要实施其自己的软件程序和应用，为此，IT提供了使得用户能够定制IT软件的客户端应用构建器(CAB)工具。所有其它MES软件解决方案可能还将包括允许用户定制标准相关MES软件的用户接口。在此具体背景下，特别而言且一般而言，由通过CAB工具并入到MES软件中的网页应用来管理一大类数据相互作用和数据处理例程。为了执行制造过程，因此有必要具有管理制造设施(工厂)的所有过程的生产计划。使用对生产订单的用户请求、利用MES生产调度器组件来准备主生产调度器(MPS)。MPS是用于生产、人员配备、存货清单等的计划，并且指示何时需要每种产品以及需要每种产品的数量。MPS量化重要过程、零件和其它资源以便优化生产过程，从而识别瓶颈并且预期需要和成品。由于MPS驱动许多工厂活动，所以其准确度和可行性显著地影响工厂的盈利能力。在MPS之后，需要向工厂中的各个生产线和设备分配并执行生产订单以实现MPS。这种被称作详细调度的阶段现在是与本专利技术相关的阶段。工业场景中的详细调度的目的是最小化生产时间和成本。当最佳地管理自然资源如水和电时，其还具有环境保护的组件。详细调度告诉生产设施要生产什么、何时、用哪个人员和在哪个设备上生产。在详细调度期间，用户(调度器/计划器)加载在制造执行系统的生产调度器环境中准备调度计划(例如以甘特图(Ganttchart)形式显示)所需要的所有数据。当用户修改生产订单计划以优化调度时，可能发生的是，另一用户同时地修改其调度结果，从而招致由第二用户作出的修改使由第一用户所计划的调度结果无效的风险，这将通过一些例子来说明：a)第一用户准备其调度计划，且第二用户调度如下生产订单：该生产订单生产由第一用户所管理的生产订单用作输入材料的材料。如果第二用户修改其调度计划，则第一用户的调度计划可能变得不可行，且第一用户不得不尽快修改其调度计划以避免生产中的问题。b)生产订单在生产中由于相应生产线的失调/失效而需要停止；所有用户需要被尽快通知并立即审视该情况以便根据失调的严重性来修改其调度计划。c)由于新的紧急的顾客请求而在系统中创建了新的生产订单；所有用户需要立即审视这些新的生产订单以调整/修改其调度计划。目前，制造执行系统(MES)通过使用了自动过程的应用来管理这种通知和更新调度计划的问题，该自动过程从MES的数据库中周期性地检索所有相关/敏感数据并使得该数据引起用户的注意，比如以MMI/GUI、SMS消息等显示该数据。遗憾的是，此过程具有相当低的性能，因为在许多情形中数据不改变而是被传输由此占据MES的通信中枢中的带宽。另一方面，如果用户之一修改了不同的生产订单，则需要向所有其它用户通知此修改而不仅通知新近的改变。在其它方法中，更新操作由控制用户完全人工地完成，具有倾向于延迟、故障和低能力的重大缺点。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种用于控制制造设施的操作的系统和方法，其提供了调度生产过程方面的高度灵活性、同时仅需要有限量的带宽来管理与实时调度相关的数据的传递。此目的是根据本专利技术、通过一种用于控制制造设施的操作的系统来实现的，所述系统包括：a)多个生产资源，所述生产资源根据生产调度结果执行生产过程；b)制造执行系统，所述制造执行系统在工程级别处包括生产建模器和生产调度器，所述生产建模器对所述生产资源及其生产依赖性和/或约束进行建模，所述生产调度器根据待被执行的生产订单、由此使用所述生产建模器的数据模型来调度所述生产过程；c)至少一个人机接口和/或图形用户接口，这二者使得用户能够将生产订单和/或生产调度数据输入到所述制造执行系统中并且当调度所述生产过程时呈现与用户相关的所有数据记录以使得用户的生产订单被相应地调度和执行；d)生产调度器数据库，所述生产调度器数据库存储所有生产订单和/或生产调度数据并且为负责调度的用户提供送往所述人机接口和/或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制制造设施的操作的系统（2），包括：a）多个生产资源（12至24），所述生产资源（12至24）根据生产调度结果执行生产过程；b）制造执行系统（MES），所述制造执行系统（MES）在工程级别处包括生产建模器（PM）和生产调度器（PS），所述生产建模器（PM）对所述生产资源（12至24）及其生产依赖性和/或约束进行建模，所述生产调度器（PS）根据待被执行的生产订单、由此使用所述生产建模器（PM）的数据模型来调度所述生产过程；c）至少一个人机接口（MMI）和/或图形用户接口（GUI），所述人机接口（MMI）和/或图形用户接口（GUI）使得用户能够将生产订单和/或生产调度数据输入到所述制造执行系统（MES）中并且当调度所述生产过程时呈现与用户相关的所有数据记录以使得用户的生产订单被相应地调度和执行；d）生产调度器数据库（DB），所述生产调度器数据库（DB）存储所有生产订单和/或生产调度数据并且为负责调度的用户提供送往所述人机接口（MMI）和/或图形用户接口（GUI）的存储在所述数据库（DB）中的预定义数据；其中，所述预定义数据是从存储在所述数据库（DB）中的数据中确定出的敏感数据和/或敏感数据类；所述敏感数据和/或敏感数据类是实时调度所需要的；e）数据服务器过程（SP），当用户修改了至少一部分所述敏感数据和/或敏感数据类时，所述数据服务器过程（SP）为用户更新所述敏感数据和/或敏感数据类；其中，使得所述数据服务器过程（SP）能够执行事件列表队列（ELQ）；所述事件列表队列（ELQ）包括由所述数据库（DB）发起的数据修改事件；使得所述数据服务器过程（SP）进一步能够：i）在所述事件列表队列（ELQ）中周期性地查找覆盖所述敏感数据和/或敏感数据类的数据修改事件，ii）从所述数据库（DB）中仅读取所述敏感数据和/或敏感数据类中的修改后的数据，以及iii）将修改后的数据与现有的数据融合，其中，更新后的数据是所有用户均可访问的。...

【技术特征摘要】
2011.10.03 EP 11183718.31.一种用于控制制造设施的操作的系统(2)，包括：a)多个生产资源(12至24)，所述生产资源(12至24)根据生产调度结果执行生产过程；b)制造执行系统(MES)，所述制造执行系统(MES)在工程级别处包括生产建模器(PM)和生产调度器(PS)，所述生产建模器(PM)对所述生产资源(12至24)及其生产依赖性和/或约束进行建模，所述生产调度器(PS)由此使用所述生产建模器(PM)的数据模型、根据待被执行的生产订单来调度所述生产过程；c)至少一个人机接口(MMI)和/或图形用户接口(GUI)，所述人机接口(MMI)和/或图形用户接口(GUI)使得用户能够将生产订单和/或生产调度数据输入到所述制造执行系统(MES)中并且当调度所述生产过程时呈现与用户相关的所有数据记录以使得用户的生产订单被相应地调度和执行；d)生产调度器数据库(DB)，所述生产调度器数据库(DB)存储所有生产订单和/或生产调度数据并且为负责调度的用户提供送往所述人机接口(MMI)和/或图形用户接口(GUI)的存储在所述数据库(DB)中的预定义数据；其中，所述预定义数据是从存储在所述数据库(DB)中的数据中确定出的敏感数据和/或敏感数据类；所述敏感数据和/或敏感数据类是实时调度所需要的；e)数据服务器过程(SP)，当用户修改了至少一部分所述敏感数据和/或敏感数据类时，所述数据服务器过程(SP)为用户更新所述敏感数据和/或敏感数据类；其中，使得所述数据服务器过程(SP)能够执行事件列表队列(ELQ)；所述事件列表队列(ELQ)包括由所述数据库(DB)发起的数据修改事件；使得所述数据服务器过程(SP)进一步能够：i)在所述事件列表队列(ELQ)中周期性地查找覆盖所述敏感数据和/或敏感数据类的数据修改事件，ii)从所述数据库(DB)中仅读取所述敏感数据和/或敏感数据类中的修...

【专利技术属性】
技术研发人员：马泰奥·真蒂莱，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：