[发明专利]用于动态地优化工业生产过程的方法和装置

说明书

用于动态地优化工业生产过程的方法和装置一种过程优化器装置（1），用于动态地优化包括物理生产模块（3）的生产工厂（2）的工业生产过程，所述过程优化器（1）包括看门狗部件（1A），其适于监视所述生产工厂（2）的生产模块（3）以检测所述生产工厂（2）内的配置改变；模型比较器部件（1B），其适于评估包括与所述生产工厂（2）的物理生产模块（3）相关的数字孪生数据模型（DM）的所述生产工厂（2）的生产工厂数据模型（PPDM）以自动地标识与被所述看门狗部件（1A）检测到的配置改变影响的所述生产工厂（2）的物理生产模块（3）相关的数字孪生数据模型（DM）的偏离模型元素；以及过程重新排序器部件（1C），其适于根据由所述模型比较器部件（1B）标识的偏离模型元素来执行所述生产工厂（2）的所述至少一个生产过程的动态过程优化。

本发明涉及用于动态地优化由多个物理生产模块组成的生产工厂的工业生产过程的方法和装置。

一种可以生产多种不同产品的生产工厂可以包括多个物理生产模块，特别是制造机器和/或在生产过程期间运输工件的运输设施。工业生产过程包括生产过程步骤的序列。生产工厂的生产模块可以遭受诸如升级、生产线改变、产品改变和/或归因于修理和/或维护的改变之类的改变。每当物理生产模块被更改或交换时，相关联的数字孪生（twin）数据模型可以被相应地改变。物理模块的数字孪生数据模型的该数据模型改变可以手工或自动地执行。例如，工程师可以更新已升级的物理模块的数字孪生数据模型。然而，生产模块的改变可以导致生产过程的不需要的、错误的或次优的过程序列。诸如整个生产模块的替换之类的关键的生产模块改变可以需要ERP系统或甚至通过人类操作员的手工地完整过程重新计算。

在常规工业生产工厂中，当涉及关键的生产模块改变时，在生产工厂的相应物理生产模块可以被更改或替换之前，生产线或过程段必须首先被关闭。此外，必须改变相应的软件部件，即生产模块的数据模型。最后，可以重新启动生产线过程段，并与相应的改变或更新的软件部件一起测试。该常规的方法是非常耗时的并且涉及用于物理安装和/或软件相关改变两者的大量人工活动。

因此，本发明的目的是提供一种用于动态地优化工业生产过程的方法和装置，其中所需的安装和适配时间显著减少。

通过包括权利要求1的特征的动态过程优化器装置根据本发明的第一方面实现该目的。

本发明根据第一方面提供了一种用于动态地优化包括物理生产模块的生产工厂的工业生产过程的过程优化器装置，

其中所述过程优化器包括：

看门狗部件，其适于监视所述生产工厂的生产模块以检测所述生产工厂内的配置改变，

模型比较器部件，其适于评估包括与所述生产工厂的物理生产模块相关的数字孪生数据模型的生产工厂的生产工厂数据模型以自动地标识与被所述看门狗部件检测到的配置改变影响的所述生产工厂的物理生产模块相关的数字孪生数据模型的偏离模型元素，以及

过程重新排序器（resequencer）部件，其适于根据由所述模型比较器部件标识的偏离模型元素执行所述生产工厂的至少一个生产过程的动态过程优化。

在根据本发明的第一方面的过程优化器装置的可能的实施例中，所述过程优化器装置的看门狗部件连接到生产工厂的通信基础设施，以检测生产工厂内的配置改变，包括与生产工厂的物理生产模块相关的硬件配置改变和/或软件配置改变。

在根据本发明的第一方面的过程优化器装置的另外的可能的实施例中，经由数据接口以所述生产工厂的工厂数据馈送看门狗部件。

在根据本发明的第一方面的过程优化器装置的又一可能的实施例中，生产工厂数据模型包括存储在所述过程优化器装置的本地存储器中或存储在连接到所述过程优化器装置的远程数据库中的所述生产工厂的物理生产模块的数字孪生数据模型。

在根据本发明的第一方面的过程优化器装置的又一可能的实施例中，生产工厂数据模型包括作为用于所述生产工厂的物理生产模块的孪生数据模型的属性值列表，该属性值列表指示相应生产模块的能力。