[发明专利]用于自动系统的工作流的动态适配的方法

说明书

一种用于动态适配自动化系统AS的工作流WF的方法，其中所述工作流WF包括对受自动化系统（AS）的机器（M）的工作流处理器WP所控制的生产过程的相关联的生产步骤进行实现的自动化处置功能AHF，以及至少一个自动化处置功能AHF壳，其被配置成在自动化系统（AS）的运行时期间将可插入的自动化处置功能pAHF插入到自动化系统（AS）的工作流WF中以用于适配所述工作流WF。

本发明涉及用于控制由自动化系统的机器所执行的生产过程的方法和系统。自动化系统可以包括协作的机器。

自动化系统可以包括被适配成执行生产过程的生产步骤的机器。生产过程可以由单个机器和/或由协作的机器来执行，所述协作的机器并行地工作以执行生产过程的相应生产过程步骤。每个机器可以包括实体、尤其是致动器，其执行自动化的处置功能、AHF，诸如在生产过程期间移动、拾取或握持机械组件、特别是工件。自动化系统的机器被设计成执行不同种类的自动化处置功能或任务，直到最后完成生产要求。

在信息物理（cyber-physical）生产系统中，需要高级人机协作和/或机器-机器协作来实现部分地也由人类工人实施的复杂生产过程。然而，从工程观点来看，尤其是包括协作机器的自动化系统难以实现。在协作中的异构参与者、特别是异构机器之间的有效同步通信的支持确实增加自动化系统的复杂性并且增加其故障概率。经由可能的死锁以及由机器的协调所引起的其它过程间通信问题而增加自动化系统的故障概率。如与其中不同的软件系统通过交换消息而交互的纯基于软件的协作协议相对，信息物理生产系统中的协作需要在信息物理生产单元、生产机器和/或生产机器人之间的既基于消息而且也物理的交互。物理交互可以包括在协作的参与者、尤其是机器和/或人类之间的光学、声音和触觉交互。

此外，由机器人或自动化系统的其它机器所提供的大多数自动化处置功能需要被预编程。这与协作的人类工人的能力相比，这确实限制它们的协作能力。例如，机器或机器人缺乏在生产过程中协作的人类工人的直觉、同理心和灵活性。直到现在，对于为机器配备这样的人类学特质的尝试在现实生产环境中仅仅示出了有限的成功。

此外，在自动化系统的机器之间的协作协议需要某种水平的标准化，考虑到标准化的协议需要利用多种多样的硬件和软件来工作，这暗含地减小其通用性，所述某种水平的标准化限制机器的灵活性、能力和有效性。这造成了很大的挑战，尤其是在需要高水平的标准化的自动化系统的物理生产环境中。

因此，存在对于如下的需要：提供用于高效并且灵活地控制由自动化系统的协作机器所执行的生产过程的方法和系统。

该目的通过根据本发明的第一方面的用于控制由自动化系统的协作机器所执行的生产过程的方法来被实现。

所述目的还通过根据本发明的第二方面的包括用于执行共同生产过程的协作机器的自动化系统来被实现。

常规的自动化系统被设计成执行作为其设计的部分所确定的经预编程的自动化处置功能或任务的相对固定的集合。可以通过提供用于在运行时配置自动化系统的手段来实现某种程度的灵活性。在运行时改变自动化系统的功能性以超出其配置空间需要对自动化系统的重编程。因此，如果自动化系统的要求改变超出其原始意图的能力，则自动化系统、尤其是其软件必须被重编程。

存在对于在操作期间重编程以及改变自动化系统的功能性的固有困难。对自动化系统的任何部分的改变需要软件被重建并且重测试，即使执行了微小的改变。这继而需要消耗资源以及时间的测试和检验努力。在其中每个工厂或自动化系统在长时间段之上生产相同的产品并且改变不频繁的常规生产设置中，该常规途径仍是可能的。然而，在智能工厂上下文中常见的更加动态的生产场景中，常规的途径不再可行，因为过程清单和/或由自动化系统所生产的产品的材料的清单在系统的设计时不一定已知。此外，这样的自动化系统的批量可以很小或甚至是一。常规途径的另外的问题是开发和开发周期被延长，因为自动化系统设置中和/或自动化系统的现实硬件上的单独的实体和/或功能的甚至很小的改变都不能在现场被容易地测试。在常规开发过程、诸如Waterfall或Agile中，测试不能在操作软件上被执行，并且甚至很小的改变也能花费长时间来集成、部署和测试。