[发明专利]用于提供复杂制造系统的关键性能指标的预测的方法和设备

说明书

一种计算机实现的方法，用于提供在制造过程MP中要由复杂制造系统MSYS制造的产品族PF的产品变体PV的关键性能指标KPI的预测，该方法包括以下步骤：为用于制造产品族PF的产品变体PV的每个制造操作类型MOT提供(S1)制造操作模型MOpM；由复杂制造系统MSYS提供(S2)制造操作MO的测量的对关键性能指标KPI的贡献、过程上下文数据PCD和过程执行数据PED；基于收集的过程上下文数据PCD、收集的过程执行数据PED以及测量的对关键性能指标KPI的贡献自动地学习(S3)提供的制造操作模型MOpM的模型参数p以更新制造操作模型MOpM；以及结合包括更新的制造操作模型MOpM的更新的制造模型MM评估(S4)更新的生产效率模型PEM以计算要由所述复杂制造系统MSYS取决于相应产品变体PV的产品配置而制造的产品变体PV的关键性能指标KPI的预测。

本发明涉及一种计算机实现的方法和设备，该方法和设备用于在制造过程中提供要由复杂制造系统制造的产品族的产品变体PV的关键性能指标KPI的预测。

复杂制造系统目前面临着各种挑战，这些挑战与对可配置甚至可定制的产品、短的交付时间和降低的生产成本的强烈需求有关。因此，出现了其中固定的工作计划和机器分配不再可行的适应性强且灵活的制造系统。然而，这些适应性强且灵活的制造系统的复杂性也对效率评估是一项重大挑战，因为对产品族的不同产品变体PV的效率有关的关键性能指标进行正确评估并不容易。术语“效率”在此用作对生产控制感兴趣的许多可能指标的占位符。指标可以是绿度、生产成本和/或生产时间的多种表现形式。

虽然传统的生产效率模型可以用于严格的生产执行流程和预定义的工作计划，但是传统的生产效率模型在涉及灵活的复杂制造系统时就达到了其极限，灵活的复杂制造系统用来生产产品的产品族PF中的小批量不同的产品变体PV。

因此，本发明的目的是提供一种方法和设备，该方法和设备提供复杂制造系统的关键性能指标的预测以提高这种复杂制造系统的生产效率，以及/或者为制造商提供支持用于确定某种产品变体PV的生产是否在技术上可行以及是否可以有效执行。

根据本发明的第一方面，通过包括权利要求1的特征的计算机实现的方法来实现该目的。

根据第一方面，本发明提供了一种计算机实现的方法，该方法用于在制造过程MP中提供对由复杂制造系统MSYS制造的产品族PF的产品变体PV的关键性能指标KPI的预测，其中，该方法包括以下步骤：

针对用来制造产品族PF的产品变体PV的每个制造操作类型MOT，提供制造操作模型MOpM，

使用复杂制造系统的测量结果和功能来提供可以在已被执行以制造同一产品族PF的产品变体PV的制造过程MP期间收集的制造操作MO的关键性能指标、过程上下文数据PCD和过程执行数据PED，

基于收集的过程上下文数据PCD和收集的过程执行数据PED以及测量的对关键性能指标的贡献自动地学习所提供的制造操作模型MOpM的模型参数以更新制造操作模型MOpM，以及

结合更新的制造模型MM——更新的制造模型MM包括更新的制造操作模型MOpM'——评估更新的生产效率模型PEM以计算要由所述复杂制造系统MSYS取决于相应产品变体PV的产品配置而制造的产品变体PV的关键性能指标的预测。

生产效率模型PEM包括制造模型MM。每个制造模型MM是先验的产品变体PV详情，并且包括组成规则和相应产品变体PV的制造操作模型MOpM，所述组成规则指示效率贡献如何必须被组合以针对产品变体PV和给定的生产过程计算总效率关键性能指标KPI。然而，通常许多产品变体PV仅在其制造操作MO的过程执行数据PED上不同，并且可以应用同一组成规则。因此，制造模型MM可以被视为实际上适用于整类的产品变体PV。给定的制造操作模型MOpM可以被涉及同一制造操作类型MOT(可能具有不同的执行参数，以下称为过程执行数据PED)的许多不同产品变体PV的不同制造模型MM使用。关于哪些制造操作MO以及因此哪些制造操作模型MOpM必须包括在给定制造模型MM中的信息由过程清单BoP提供，并且可以例如由产品生命周期管理系统PLM自动传输。