[发明专利]生产规划系统和方法

说明书

本发明涉及生产规划系统和方法、特别是考虑生产装置的状态的生产规划系统和方法。提供了一种生产优化系统，具有：生产环境(110)，其具有至少第一机器(111)、第二机器(112)；分配单元(120)，其被设计成经由通信网络连接到第一机器(111)和第二机器(112)并确定其机器状态；和优化单元(130)，其被设计用于生成生产规划，其中至少一个用于生产产品的任务被划分为第一机器(111)或第二机器(112)的机器特定子任务，所述子任务以序列提供给第一机器(111)或第二机器(112)。分配单元(120)被设计成在考虑相应机器状态的同时从优化单元(130)确定第一机器(111)或第二机器(112)的下一个发生的子任务，以从生产规划移除子任务，并将子任务分配给相应的机器。

技术领域

本发明涉及生产规划系统和方法，特别是涉及这种考虑生产装置的状态的生产规划系统和方法。

背景技术

现代生产环境包括大量异构的，通常是多余的生产装置。这些生产装置包括机器，其中在该专利中，机器覆盖所有加工设备，例如用于激光加工、冲压或弯曲的设备以及诸如激光束源、等离子体或感应发生器的设备。

特定产品可能必须在几个工位或机器上经过若干加工步骤进行制造，因此通常有几台机器可用于特定的加工步骤。因此，加工步骤可以彼此时间相关。例如，当制造由两个部件组装的产品时，加工步骤是从金属板切割第一金属板坯料，然后将其弯曲成其最终形状，切割第二金属板坯料，然后将其弯曲成其最终形状，组装第一金属板坯料和第二金属板坯料，然后喷涂。因此，存在时间相关性，因为两个金属板坯料的切割必须在它们弯曲之前进行，金属板坯料的组装必须在它们完成之后进行并且涂装必须在组装之后进行。另一方面，两个金属板坯料的相应制造和加工可以彼此独立地进行，从而例如首先切割第一金属板坯料然后切割第二金属板材坯料，然后可以进行第一金属板坯料的弯曲，然后弯曲第二金属板坯料。如果在生产环境中有多台机器可用于执行相应的加工步骤，则制造金属板坯料的一个或多个步骤可以并行进行。根据金属板坯料的复杂性和切割机的性质，可以有利地在切割机上从一个金属板连续切割出两个部件，这仅需要一个夹紧过程并且可能需要换刀，或者在两台切割机上并行切割两块金属板，这可以使复杂和长的切割过程的加工时间减半。

即使采用如上所述的简单生产流程，规划工作也可以快速达到高复杂性，并且复杂性随着进一步的加工步骤、部件和产品的增加，同时考虑到指定的最终生产期限、大批量和机器故障而成倍增长。通常，生产规划是通过计算机辅助进行的。这可以是来自企业资源规划系统的粗略规划，其仅允许粗略规划生产装置和期限，或者详细规划，其中确定和使用加工时间，同时考虑施工规划。

在现有技术中，已知使用确定性有限状态机或神经网络来建模或控制工作步骤以控制多部件生产过程中的生产过程。有限状态机是本领域技术人员已知的，例如JohnE.Hopcroft，Jeffrey Ullman，“Einführung in die Automatentheorie，formaleSprachen und2^nd Edition，1990 Addison-Wesley，其内容在此完全包括。神经网络是本领域技术人员已知的，例如来自Günter Daniel Rey，KarlF.Wender，“Neuronale Netze”，2^nd Edition，2010，Huber，其内容在此完全包括。

例如，WO 2008/030637公开了有限状态机和神经网络在半导体制造环境下晶片处理中用于控制和过程建模。该出版物公开了一种具有晶片处理硬件的半导体加工系统。

在根据现有技术的生产规划中，规划与实际生产分离。

其中，不利的是生产规划只能不充分地考虑当前的资源状态。如果相应的信息可用于生产规划，确实可以在规划过程中考虑当前的资源状态。另一方面，在完成规划过程之后，不再考虑资源状态的变化，例如特定机床的故障。已知的生产规划也会对必须集成到现有生产规划中的临时任务做出不灵活的反应。

发明内容