AT16849U1 - Method and system for the production of a product by means of an optimal process chain through a given amount of resources - Google Patents

Method and system for the production of a product by means of an optimal process chain through a given amount of resources Download PDF

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AT16849U1
AT16849U1 ATGM50117/2019U AT501172019U AT16849U1 AT 16849 U1 AT16849 U1 AT 16849U1 AT 501172019 U AT501172019 U AT 501172019U AT 16849 U1 AT16849 U1 AT 16849U1
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AT
Austria
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resource
process chain
product
determined
probability
Prior art date
Application number
ATGM50117/2019U
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German (de)
Inventor
Haselböck Dr Alois
Sperl Simon
Peter Steyskal Simon
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Siemens Ag Oesterreich
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Abstract

Verfahren (100) zur Erzeugung eines Produkts (101) mittels einer optimalen Prozesskette (102) durch eine vorgegebene Menge an Einsatzmitteln, wobei folgende Schritte ausgeführt werden: a) Erstes Ermitteln (110) einer ersten Prozesskette (111) basierend auf einer Produktbeschreibung (103), welcher das Produkt (101) und dessen Erzeugung beschreibt, b) Zweites Ermitteln (120) zumindest eines verfügbaren Einsatzmittels (121-124) aus der vorgegebenen Menge an Einsatzmitteln mit Hilfe der ersten Prozesskette (111), c) Drittes Ermitteln (130) einer Ausführungszeit (131) des Einsatzmittels (121-124) mit Hilfe der ersten Prozesskette (111), d) Schätzen (140) einer Belegung (141) des Einsatzmittels (121-124) unter Berücksichtigung der Ausführungszeit (131), e) Prüfen (150), ob die Belegung innerhalb eines vordefinierten Wertebereichs liegt, und, falls zutreffend (151), Fortfahren mit Schritt f), falls nichtzutreffend (152), Markieren des Einsatzmittels (121-124) als "nicht verfügbar" für die Dauer der Ausführungszeit und Fortfahren mit Schritt b), f) Zuordnen (160) der ersten Prozesskette (111) zu dem Einsatzmittel (121-124) unter Berücksichtigung der höchsten Belegung als optimale Prozesskette (102), g) Ausführen (170) der optimalen Prozesskette (102) und Erzeugen des Produkts (101).Method (100) for generating a product (101) by means of an optimal process chain (102) using a predetermined amount of resources, the following steps being carried out: a) First determination (110) of a first process chain (111) based on a product description (103 ), which describes the product (101) and its generation, b) second determination (120) of at least one available input material (121-124) from the specified amount of input material with the aid of the first process chain (111), c) third determination (130 ) an execution time (131) of the resource (121-124) with the aid of the first process chain (111), d) estimation (140) of an occupancy (141) of the resource (121-124) taking into account the execution time (131), e) Check (150) whether the occupancy is within a predefined value range and, if applicable (151), continue with step f), if not applicable (152), mark the resource (121-124) as "not available" for the duration he the execution time and proceeding with step b), f) assigning (160) the first process chain (111) to the resource (121-124) taking into account the highest occupancy as the optimal process chain (102), g) executing (170) the optimal one Process chain (102) and production of the product (101).

Description

Beschreibungdescription

VERFAHREN UND SYSTEM ZUR ERZEUGUNG EINES PRODUKTS MITTELS EINER OPTIMALEN PROZESSKETTE DURCH EINE VORGEGEBENE MENGE AN EINSATZMITTELN PROCESS AND SYSTEM FOR GENERATING A PRODUCT USING AN OPTIMAL PROCESS CHAIN THROUGH A SPECIFIED QUANTITY OF INPUT RESOURCES

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Erzeugung eines Produkts mittels einer optimalen Prozesskette durch eine vorgegebene Menge an Einsatzmitteln. The invention relates to a method and a system for producing a product by means of an optimal process chain through a predetermined amount of resources.

[0002] Fortschritte bei Fertigungstechnologien entwickeln sich heutzutage in Richtung Automatisierung und Flexibilität in intelligenten Fertigungs-Ecosystemen. Die Bedürfnisse der Kunden erfordern zunehmend, dass diese Ecosysteme in der Lage sind, die Produktvariabilität schnell, zuverlässig und kostengünstig zu handhaben und dabei ein hohes Maß an Flexibilität zu gewährleisten. Advances in manufacturing technologies today are moving toward automation and flexibility in intelligent manufacturing ecosystems. The needs of customers increasingly require these ecosystems to be able to handle product variability quickly, reliably and cost-effectively while guaranteeing a high degree of flexibility.

[0003] Ein kritischer Engpass bei der Bewältigung der Produktvariabilität in einer Fabrik ist die Gestaltung von Herstellungsprozessen für Produkte, welche die Produktionsanlagen in Fabriken durch sich stark unterscheidende Produktionsketten nicht immer optimal auslasten. A critical bottleneck in coping with product variability in a factory is the design of manufacturing processes for products that do not always optimally utilize the production facilities in factories due to very different production chains.

[0004] Reihungsaufgaben zur Abarbeitung von Prozessen, also die Erstellung von Prozessketten, sind häufig „NP-harte/NP-schwere“ Probleme. Die NP-Schwere bezeichnet eine Eigenschaft eines algorithmischen Problems. Sequential tasks for the execution of processes, ie the creation of process chains, are often "NP-hard / NP-difficult" problems. The NP severity describes a property of an algorithmic problem.

[0005] Die Komplexitätstheorie, ein Teilgebiet der theoretischen Informatik, beschäftigt sich mit der Klassifizierung von Problemen bezüglich ihrer Komplexität. Eine wichtige Problemklasse ist die Komplexitätsklasse NP, die Klasse aller Entscheidungsprobleme, für die eine gefundene L6Sösung effizient überprüft werden kann. Dabei steht NP für nichtdeterministische Polynomialzeit. Ein NP-schweres Problem ist dabei mindestens so „schwer“ wie alle Probleme in NP. Das bedeutet, dass ein Algorithmus, der ein NP-schweres Problem löst, mithilfe einer Reduktion benutzt werden kann, um alle Probleme in NP zu lösen. Complexity theory, a branch of theoretical computer science, deals with the classification of problems with regard to their complexity. An important problem class is the complexity class NP, the class of all decision problems for which a found L6 solution can be efficiently checked. NP stands for nondeterministic polynomial time. An NP-hard problem is at least as "difficult" as all problems in NP. This means that an algorithm that solves an NP-hard problem can be used by means of a reduction to solve all problems in NP.

[0006] NP-schwere Probleme können durch sehr komplexe kombinatorische Optimierungssaufgaben in der Lösung sehr Zeit- und Kosten-intensiv sein. Problems with NPs that are difficult to solve can be very time-consuming and costly due to very complex combinatorial optimization tasks.

[0007] Die meisten bekannten Verfahren zur Prozessplanung berücksichtigen keine Fehlermodelle, alternative Ausführungspfade für einzelne Prozesse, Unsicherheiten in der Ausführungsdauer sowie die Interaktion verschiedener Prozessketten. Ferner wird zur Planung eine große Anzahl identischer Prozessketten benötigt. Most known methods for process planning do not take into account error models, alternative execution paths for individual processes, uncertainties in the execution time and the interaction of different process chains. A large number of identical process chains are also required for planning.

[0008] Es ist Aufgabe der Erfindung die genannten Nachteile im Stand der Technik zu überwinden und ein Verfahren und ein System bereitstellen, welche die Herstellung neuer Produkte verbessern, insbesondere durch Ermittlung einer optimalen Prozesskette für eine Produktionsanlage. It is the object of the invention to overcome the disadvantages mentioned in the prior art and to provide a method and a system which improve the production of new products, in particular by determining an optimal process chain for a production plant.

[0009] Die Aufgabe wird durch ein Verfahren eingangs genannter Art gelöst, wobei folgende Schritte ausgeführt werden: The object is achieved by a method of the type mentioned at the beginning, the following steps being carried out:

a) Erstes Ermitteln einer ersten Prozesskette basierend auf einem Auftrag, welcher das Produkt und dessen Erzeugung beschreibt, a) First determination of a first process chain based on an order that describes the product and its creation,

b) Zweites Ermitteln zumindest eines verfügbaren Einsatzmittels aus der vorgegebenen Menge an Einsatzmitteln mit Hilfe der ersten Prozesskette, b) Second determination of at least one available resource from the specified amount of resource with the help of the first process chain,

c) Drittes Ermitteln einer Ausführungszeit des zumindest einen Einsatzmittels mit Hilfe der ersten Prozesskette, c) Thirdly determining an execution time of the at least one resource with the help of the first process chain,

d) Schätzen der Belegung des zumindest einen Einsatzmittels unter Berücksichtigung der Ausführungszeit, d) Estimating the occupancy of the at least one resource taking into account the execution time,

e) Prüfen, ob die Belegung innerhalb eines vordefinierten Wertebereichs liegt, und, falls zutreffend, Fortfahren mit einem Zuordnen im Schritt f), e) Check whether the assignment is within a predefined value range and, if applicable, continue with an assignment in step f),

falls nichtzutreffend, Markieren des zumindest einen Einsatzmittels als „nicht verfügbar“ für die Dauer der Ausführungszeit und Fortfahren mit dem zweiten Ermitteln im Schritt b), if not applicable, marking the at least one resource as "not available" for the duration of the execution time and continuing with the second determination in step b),

f) Zuordnen der ersten Prozesskette zu dem zumindest einen Einsatzmittel unter Berücksichtigung der höchsten Belegung als optimale Prozesskette, f) Assigning the first process chain to the at least one resource taking into account the highest occupancy as the optimal process chain,

g) Ausführen der optimalen Prozesskette und Erzeugen des Produkts. g) Execution of the optimal process chain and creation of the product.

[0010] Durch die Erfindung wird eine optimale Auswahl an Einsatzmitteln aus einer vorgegebenen Menge an Einsatzmitteln, beispielsweise automatische Produktionsmaschinen in einer Fabrik, zum Erzeugen des Produkts hinsichtlich der optimalen Auslastung verfügbarer Einsatzmittel ermöglicht. The invention enables an optimal selection of resources from a predetermined amount of resources, for example automatic production machines in a factory, for generating the product with regard to the optimal utilization of available resources.

[0011] Ferner lässt die Erfindung weniger Einschränkungen der Art der Prozesskette und der Art von Eingangswahrscheinlichkeits-Dichte-Funktionen zu, als bei bisher bekannten Lösungen, sowie erlaubt einen höheren Detailierungsgrad in deren Ergebnissen. Furthermore, the invention allows fewer restrictions on the type of process chain and the type of input probability density functions than in previously known solutions, and allows a higher level of detail in the results.

[0012] Dieser höhere Detailierungsgrad erlaubt genauere Metriken und eine bessere Information über zukünftige Ausführungen von Prozessketten beziehungsweise über eine Nutzung von Einsatzmitteln. This higher level of detail allows more precise metrics and better information about future executions of process chains or about the use of resources.

[0013] Unter Einsatzmitteln werden beispielsweise automatische Bearbeitungsmaschinen wie CNC-Maschinen, Roboter zum automatischen Zusammenbau einzelnen Komponenten, aber auch manuelle Bearbeitungsschritte durch Menschen, sowie Betriebs- und Einsatzmittel wie Ausgangsmaterialien, Schmiermittel, Elektrizität oder Gas zur Durchführung einzelnen Arbeitsschritte, verstanden. Under resources are, for example, automatic processing machines such as CNC machines, robots for the automatic assembly of individual components, but also manual processing steps by humans, as well as operating and input resources such as starting materials, lubricants, electricity or gas for performing individual work steps.

[0014] Unter einer Prozesskette wird beispielsweise eine sequenzielle Abfolge von Bearbeitungsschritten verstanden, wobei einzelne Schritte auch parallel erfolgen können. A process chain is understood to mean, for example, a sequential sequence of processing steps, with individual steps also being able to take place in parallel.

[0015] Die Dauer der Ausführungszeit ist die Zeitspanne zwischen einer Startzeit und einer Endzeit eines Auftrages. The duration of the execution time is the time span between a start time and an end time of a job.

[0016] Eine Prozesskette kann beispielsweise durch BPMN („Business Process Management Notation“) beschrieben werden, bei welcher: A process chain can be described, for example, by BPMN ("Business Process Management Notation"), in which:

° Eine Wahrscheinlichkeits-Dichte-Funktion für die Dauer jedes Auftrags, und ° A probability density function for the duration of each job, and

° Die Wahrscheinlichkeit für jeden Ausgangs-Knoten eines XOR-Durchgangs im Prozess-Modus bestimmt wird. ° The probability for each output node of an XOR passage in process mode is determined.

[0017] Ein Prozessmodell kann als gerichteter und verbundener Graph (N,E) beschrieben werden: A process model can be described as a directed and connected graph (N, E):

N = AUGU{Nssart,NEnde} mit EZNxN wobei N eine endliche Menge von Knoten, A eine Menge von Aufträgen/ Aktivitäten (englisch „activities“), G eine Menge von Durchgängen (oder auch Gatter; englisch „gateways“), Nstar ein Auftrags-Start (Ereignis), NeEnde ein Auftrags-Ende (Ereignis), und E eine Menge von Kanten, welche die Knoten verbinden, ist. N = AUGU {Nssart, NEnde} with EZNxN where N is a finite set of nodes, A is a set of orders / activities (English "activities"), G a set of passages (or also gates; English "gateways"), Nstar Job start (event), NeEnd is a job end (event), and E is a set of edges connecting the nodes.

[0018] Fig. 1 zeigt einen Start-Knoten, Fig. 2 einen End-Knoten, Fig. 3 einen Auftrag a, Fig. 4 einen UND-Durchgang (UND-Gatter), Fig. 5 einen XOR-Durchgang (XOR-Gatter) und Fig. 6 eine Schleife gemäß einer vereinfachten BPMN. 1 shows a start node, FIG. 2 an end node, FIG. 3 an order a, FIG. 4 an AND passage (AND gate), FIG. 5 an XOR passage (XOR- Gate) and FIG. 6 shows a loop according to a simplified BPMN.

[0019] Eine Fähigkeit eines Einsatzmittels ist SpaiR* VreEeR,vaeA wobei R eine Menge von Einsatzmitteln (englisch „resources‘“), und Sea ein Multiplikations-Faktor eines Einsatzmittels ” für die Dauer eines Auftrags a ist. A capability of a resource is SpaiR * VreEeR, vaeA where R is a set of resources (English "resources‘ "), and Sea is a multiplication factor of a resource" for the duration of an order a.

[0020] Beispielsweise bedeutet s.., <1, dass ein Einsatzmittel r einen Auftrag a wahrscheinlich schneller als der Durchschnitt durchführen kann. For example, s .., <1 means that a resource r can probably carry out an order a faster than the average.

[0021] Beispielsweise bedeutet s.., >1, dass ein Einsatzmittel r einen Auftrag a wahrscheinlich langsamer als der Durchschnitt durchführen kann. For example, s ..,> 1 means that a resource r can probably carry out an order a more slowly than the average.

[0022] Beispielsweise kann s... >10, das heißt größer als ein vorgegebener Grenzwert, bedeuten, dass ein Einsatzmittel r nicht für einen Auftrag a angewendet werden kann. For example, s ...> 10, that is to say greater than a predetermined limit value, can mean that a resource r cannot be used for an order a.

[0023] Eine Einsatzmittel-Auftrags-Zuordnung WA» [0,1] vr ER A resource-order assignment WA »[0,1] vr ER

[0024] ist ein Zeitanteil, welcher ein Einsatzmittel ran der Ausführung eines Auftrags a arbeitet. Beispiele dazu sind in Tabelle 1 angeführt. [0024] is a proportion of the time that a resource is used to execute an order a. Examples are given in Table 1.

Einsatzmittel—> Auftrag! . rn | Beschreibung Resources—> Order! . rn | description

Der Auftrag a: ist nur dem Einsatzmittel 5 zugeordnet und wird r voll auslasten The order a: is only assigned to the resource 5 and will fully utilize r

ar 1 0 Der Auftrag az ist nur dem Einsatzmittel 5» zugeordnet und wird 7 zur Hälfte auslasten ar 1 0 The order az is only assigned to resource 5 »and 7 will be half full

a2 0 0.5 Der Auftrag az ist den Einsatzmitteln 5 und r» zugeordnet und wird r zur Hälfte und ”» voll auslasten a2 0 0.5 The order az is assigned to resources 5 and r »and will use half and« »full capacity

a3 0.5 | 1 a3 0.5 | 1

Tabelle 1: Beispiele für eine Einsatzmittel-Auftrags-Zuordnung Table 1: Examples of resource-order assignment

[0025] In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass im Schritt des dritten Ermittelns eine Wahrscheinlichkeits-Dichte-Funktion für die Ausführungszeit des zugeordneten zumindest einen Einsatzmittels bestimmt wird. In a further development of the invention it is provided that in the third determination step a probability density function is determined for the execution time of the assigned at least one resource.

[0026] Dadurch wird erreicht, dass die Wahrscheinlichkeit berücksichtigt wird, mit welcher ein Auftrag a mittels Einsatzmitteln mit der Zuordnung w ausgeführt wird und dafür die Dauer £ This ensures that the probability is taken into account with which an order a is carried out by means of resources with the assignment w and the duration £

benötigt, und die optimale Prozesskette daher genauer bestimmt werden kann. [0027] Eine Wahrscheinlichkeits-Dichte-Funktion für eine Dauer eines Auftrags a € A Da(OR* > [0,1] VaER required, and the optimal process chain can therefore be determined more precisely. A probability density function for a duration of an order a € A Da (OR *> [0,1] VaER

[0028] Repräsentiert die Wahrscheinlichkeit, dass der Auftrag a im Durchschnitt eine Dauer tbenötigt. Represents the probability that the order a takes a duration t on average.

[0029] Die Auftragsdauern D,(t) werden geschätzt oder mittels Verfahren, welche auf dem Prinzip des maschinellen Lernens beruhen, bestimmt und dem Prozessmodell zugeordnet. The order durations D, (t) are estimated or determined by means of methods that are based on the principle of machine learning and assigned to the process model.

[0030] Eine Auftragsdauer bezüglich einer Zuordnung kann durch eine WahrscheinlichkeitsDichte-Funktion für einen Auftrag a € A und eine Zuordnung w € Wbeschrieben werden, welche die Wahrscheinlichkeit bezeichnet, dass ein Auftrag a mittels Einsatzmitteln mit der Zuordnung w ausgeführt wird und dafür die Dauer benötigt. An order duration with respect to an assignment can be described by a probability density function for an order a € A and an assignment w € W, which denotes the probability that an order a is carried out using resources with the assignment w and requires the duration for this .

Dy.a(OR* > [0,1] vw EW, Va € A Dy.a (OR *> [0.1] vw EW, Va € A

t Dial) = Da (; ) w,a t Dial) = Da (;) w, a

Swa = ZrerSr,aWr(a) ; ZrerW;(a) [0031] Die Wahrscheinlichkeits-Dichte-Funktion D,„(£) ist die um den Faktor sa erweiterte Wahrscheinlichkeits-Dichte-Funktion Dqa(t). Swa = ZrerSr, aWr (a); ZrerW; (a) The probability density function D, "(£) is the probability density function Dqa (t) expanded by the factor sa.

[0032] Der Faktor s„„4 ist der gewichtete Durchschnitt des Faktors für die Fähigkeit eines Einsatzmittels s,.„ gemäß den vorstehenden Erläuterungen. The factor s "" 4 is the weighted average of the factor for the capability of a resource s, "according to the explanations above.

[0033] Beispielsweise kann sa = 0.5, ausgehend von einem Einsatzmittel r”, und D„(£) als Normalverteilung mit N (5,1), das heißt ein Auftrag a weist eine durchschnittliche Dauer von 5 mit einer Varianz von 1 auf, und das Einsatzmittel r ist bei der Ausführung des Auftrags a um einen Faktor 0.5 schneller als der Durchschnitt. Die Wahrscheinlichkeits-Dichte-Funktion D,„(£) für eine Dauer des Auftrags a ergibt sich dann zu N (2.5,0.25). For example, sa = 0.5, based on an input resource r ”, and D“ (£) as a normal distribution with N (5.1), that is, an order a has an average duration of 5 with a variance of 1, and the resource r is faster than the average by a factor of 0.5 when executing order a. The probability density function D, “(£) for a duration of the order a then results in N (2.5,0.25).

[0034] Wie bekannt, ergibt für Normalverteilungen das Produkt eines Skalars und einer Zufallsvariable k * X eine neue Zufallsvariable mit einem Mittelwert von k * Mittelwert(X) und einer Varianz von k? * Varianz(X). As is known, for normal distributions, the product of a scalar and a random variable k * X results in a new random variable with a mean value of k * mean value (X) and a variance of k? * Variance (X).

[0035] In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass im Schritt des Schätzens eine Kanten-Ubergangs-Wahrscheinlichkeitsfunktion bestimmt wird. In a further development of the invention it is provided that an edge transition probability function is determined in the step of estimating.

[0036] Dadurch wird erreicht, dass die optimale Prozesskette auf eine einfache Weise bestimmt werden kann. What is achieved thereby is that the optimal process chain can be determined in a simple manner.

[0037] Die im Nachfolgenden verwendete Kanten-Übergangs-Wahrscheinlichkeitsfunktion berücksichtigt folgende Eigenschaften: The edge transition probability function used in the following takes the following properties into account:

* es werden Kanten-Übergangs-Wahrscheinlichkeits-Zeiten verwendet, nicht nur Auftrags-Dauern, * Edge transition probability times are used, not just job durations,

* es können Prozess-Schleifen eingebunden werden, und * es werden Fähigkeiten von Einsatzmittel verwendet. * process loops can be integrated, and * capabilities of resources are used.

[0038] Eine Kanten-Übergangs-Wahrscheinlichkeitsfunktion bezeichnet die Wahrscheinlichkeit, mit welcher eine Kante (englisch „edge“) e € E zu einem Zeitpunkt £ € R* durchlaufen wird: An edge transition probability function describes the probability with which an edge (English "edge") e € E is traversed at a point in time £ € R *:

fR* >[0,1] VeEE fR *> [0.1] VeEE

[0039] Wie bekannt, beträgt die Kanten-Übergangs-Wahrscheinlichkeitsfunktion einer ersten Kante eines Prozesses, welcher den Auftrags-Start nsaz verlässt, einen Eingabewert, welcher die Startzeit der jeweiligen Prozess-Instanz bezeichnet. As is known, the edge transition probability function of a first edge of a process which leaves the order start nsaz is an input value which designates the start time of the respective process instance.

[0040] Wie bekannt, ist f£(t£) nicht notwendigerweise eine Wahrscheinlichkeits-Dichte-Funktion, jedoch falls der Prozess keine XOR-Durchgänge aufweist, trifft die Bedingung Ve € E: | f£(t)dt = 1 immer zu und alle f£(t) sind Wahrscheinlichkeits-Dichte-Funktionen. As is known, f £ (t £) is not necessarily a probability density function, but if the process does not have any XOR passes, the condition Ve € E: | is met f £ (t) dt = 1 always closed and all f £ (t) are probability density functions.

[0041] In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass im Schritt des Schätzens eine Kanten-Durchlaufs-Wahrscheinlichkeitsfunktion bestimmt wird. In a further development of the invention it is provided that in the step of estimating an edge passage probability function is determined.

[0042] Dadurch wird erreicht, dass die optimale Prozesskette auf eine besonders einfache Weise bestimmt werden kann. This means that the optimal process chain can be determined in a particularly simple manner.

[0043] Eine Kanten-Durchlaufs-Wahrscheinlichkeitsfunktion fo. :(t) für einen Auftrag a € A mit einer eingehenden Kante /n, einer ausgehenden Kante out und einer Wahrscheinlichkeits-DichteFunktion für die Dauer D„„„(t) ist gegeben durch: An edge passing probability function fo. : (t) for an order a € A with an incoming edge / n, an outgoing edge out and a probability density function for the duration D "" "(t) is given by:

Fout(t) = fin® * Diva (©) Fout (t) = fin® * Diva (©)

[0044] Fig. 7 zeigt symbolisch eine Wahrscheinlichkeits-Dichte-Funktion für die Dauer eines Auftrags a. 7 symbolically shows a probability density function for the duration of an order a.

[0045] Wie bekannt, ist der Faltungs-Operator * für zwei Funktionen f und g definiert als: As is known, the convolution operator * for two functions f and g is defined as:

(F+9)® = | FeDgC- Ede (F + 9) ® = | FeDgC- Ede

[0046] Beispielsweise ergibt die Faltung zweier Gauß-verteilter Wahrscheinlichkeits-DichteFunktionen: For example, the convolution of two Gaussian-distributed probability density functions yields:

N (107) * N(u203) = N(M1 + H2,0? + 03) [0047] Eine Kanten-Übergangs-Wahrscheinlichkeitsfunktion für UND-Durchgänge ist für Durch-N (107) * N (u203) = N (M1 + H2,0? + 03) [0047] An edge transition probability function for AND passes is for passages

gänge g € Gayp mit eingehenden Kanten {in,,...,in„}= EN(N x g) und ausgehenden Kanten {out;,, ..., out} = EN (g x N) definiert als: ggang g € Gayp with incoming edges {in ,, ..., in "} = EN (N x g) and outgoing edges {out; ,, ..., out} = EN (g x N) defined as:

n t d fout® = | | ] [fm a’) A[0048] Fig. 8 zeigt symbolisch eine Kanten-Übergangs-Wahrscheinlichkeitsfunktion für einen UND-Durchgang. [0049] Eine Kanten-Übergangs-Wahrscheinlichkeitsfunktion für XOR-Durchgänge ist für Durchgänge g € Gxor mit eingehenden Kanten {in,,...,in„} = EN(N x g) und ausgehenden Kanten {out,, ..., out} = EN (g x N) definiert als: Fout; (€) — Pour; Din: (1sjs=m) i=1 [0050] Fig. 9 zeigt symbolisch eine Kanten-Übergangs-Wahrscheinlichkeitsfunktion für einen XOR-Durchgang. [0051] Bei einem gegebene Prozessmodell P und einer Menge and XOR-Durchgängen g € Gxor aus P, wobei jede Kante e € E, welche von einem Durchgang ausgeht, kann eine Kanten-Wahrscheinlichkeit p. € [0,1] angegeben werden. Alle Kanten-Wahrscheinlichkeiten müssen größer als Null sein und die Bedingung erfüllen: Pe=1 (VgE Gxor) eEN(gxN) [0052] Eine Kanten-Übergangs-Wahrscheinlichkeitsfunktion für Schleifen ist mit einer KantenWahrscheinlichkeit p für das Verlassen einer Schleife, wobei ein Schleifenkörper fpoay berechnet wird, indem der Inhalt der Schleife als ein separater Prozess behandelt wird, definiert als: n t d fout® = | | ] [fm a ') A [0048] FIG. 8 symbolically shows an edge transition probability function for an AND passage. An edge transition probability function for XOR passes is for passes g € Gxor with incoming edges {in ,, ..., in "} = EN (N xg) and outgoing edges {out ,, ..., out} = EN (gx N) defined as: Fout; (€) - Pour; Din: (1sjs = m) i = 1 FIG. 9 symbolically shows an edge transition probability function for an XOR passage. With a given process model P and a set of XOR passes g € Gxor from P, where each edge e € E, which starts from a pass, can have an edge probability p. € [0.1] must be specified. All edge probabilities must be greater than zero and meet the condition: Pe = 1 (VgE Gxor) eEN (gxN) An edge transition probability function for loops is with an edge probability p for exiting a loop, where a loop body fpoay is computed by treating the contents of the loop as a separate process, defined as:

[0049] Eine Kanten-Übergangs-Wahrscheinlichkeitsfunktion für XOR-Durchgänge ist für Durchgänge g € Gxor mit eingehenden Kanten {in,,...,in„} = EN(N x g) und ausgehenden Kanten {out,, ..., out} = EN (g x N) definiert als: An edge transition probability function for XOR passes is for passes g € Gxor with incoming edges {in ,, ..., in "} = EN (N xg) and outgoing edges {out ,, ..., out} = EN (gx N) defined as:

Fout; (€) — Pour; Din: (1sjs=m) i=1 Fout; (€) - Pour; Din: (1sjs = m) i = 1

[0050] Fig. 9 zeigt symbolisch eine Kanten-Übergangs-Wahrscheinlichkeitsfunktion für einen XOR-Durchgang. FIG. 9 symbolically shows an edge transition probability function for an XOR pass.

[0051] Bei einem gegebene Prozessmodell P und einer Menge and XOR-Durchgängen g € Gxor aus P, wobei jede Kante e € E, welche von einem Durchgang ausgeht, kann eine Kanten-Wahrscheinlichkeit p. € [0,1] angegeben werden. Alle Kanten-Wahrscheinlichkeiten müssen größer als Null sein und die Bedingung erfüllen: With a given process model P and a set of XOR passes g € Gxor from P, where each edge e € E, which starts from a pass, can have an edge probability p. € [0.1] must be specified. All edge probabilities must be greater than zero and meet the condition:

Pe=1 (VgE Gxor) eEN(gxN) Pe = 1 (VgE Gxor) eEN (gxN)

[0052] Eine Kanten-Übergangs-Wahrscheinlichkeitsfunktion für Schleifen ist mit einer KantenWahrscheinlichkeit p für das Verlassen einer Schleife, wobei ein Schleifenkörper fpoay berechnet wird, indem der Inhalt der Schleife als ein separater Prozess behandelt wird, definiert als: An edge transition probability function for loops is defined as having an edge probability p for exiting a loop, where a loop body fpoay is calculated by treating the contents of the loop as a separate process:

fout (€) = fin(t) * & pA-— p)' * (fooay®) X... froay(O)) i=1 fout (€) = fin (t) * & pA-— p) '* (fooay®) X ... froay (O)) i = 1

[0053] Fig. 10 zeigt symbolisch eine Kanten-Übergangs-Wahrscheinlichkeitsfunktion für eine Schleife. Fig. 10 symbolically shows an edge transition probability function for a loop.

[0054] In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass im Schritt des Schätzens aus einer Ausführungszeit-Wahrscheinlichkeitsfunktion die Belegung bestimmt wird. In a development of the invention it is provided that in the step of estimating the occupancy is determined from an execution time probability function.

[0055] Dadurch wird erreicht, dass die optimale Prozesskette eine Belegung von Einsatzmitteln berücksichtigt und diese auf eine besonders einfache Weise bestimmt werden kann. What is achieved thereby is that the optimal process chain takes into account an allocation of resources and this can be determined in a particularly simple manner.

[0056] Eine Über-Belegung eines Einsatzmittels kann die Herstellung eines Produkts unerwünscht verzögern. Durch die rechtzeitige Identifizierung einer Uber-Belegung kann somit das Risiko bei der Herstellung reduziert werden. [0056] Over-allocation of an input resource can undesirably delay the manufacture of a product. The timely identification of an over-occupancy can thus reduce the risk during production.

[0057] Dabei ist es günstig, wenn für verschiedene Parameter einer Prozesskette Werte in Form von Wahrscheinlichkeiten und stochastischen Variablen mit einer vorgegebenen Wahrscheinlichkeits-Dichte-Funktion geschätzt werden, statt Skalare zu verwenden. It is advantageous if values in the form of probabilities and stochastic variables are estimated with a predetermined probability-density function for various parameters of a process chain, instead of using scalars.

[0058] Das Risiko, insbesondere bei einer Einsatzmittel-Zuordnung, kann dadurch beschrieben werden, wie viele Einsatzmittel wahrscheinlich überbelegt werden, wenn eine Prozesskette unter Berücksichtigung von Unsicherheiten ausgeführt wird. The risk, in particular in the case of resource allocation, can be described by how many resources are likely to be overutilized when a process chain is carried out taking into account uncertainties.

[0059] Die Ausführungszeit-Wahrscheinlichkeitsfunktion F, bezeichnet die Wahrscheinlichkeit, dass ein Auftrag a € A zu einem Zeitpunkt t € R* ausgeführt wird, wobei jeder Auftrag a genau eine eingehende Kante aufweist: The execution time probability function F, denotes the probability that an order a € A is executed at a point in time t € R *, with each order a having exactly one incoming edge:

FAR* >[0,1] VaeA FAR *> [0.1] UaeA

[0060] Der Auftrag wird Zeitpunkt £ ausgeführt, das heißt der Auftrag wird vor dem Zeitpunkt £ begonnen und nach dem Zeitpunkt } beendet: The order is executed at time £, that is, the order is started before time £ and ended after time}:

t t = | fin(E Dat’ — | fin(E') * Dr.a (Ja t t = | fin (E Dat ’- | fin (E ') * Dr.a (Yes

[0061] Die Belegung wird immer in Zusammenhang mit einem Einsatzmittel verwendet. [0062] Eine Belegung mit Belegungs-Werten o € R*,o > 1 wird als Über-Belegung bezeichnet. The assignment is always used in connection with a resource. An occupancy with occupancy values o € R *, o> 1 is referred to as over-occupancy.

[0063] Wie bekannt, ist die Belegung, verglichen zu f2 oder F,, niemals eine WahrscheinlichkeitsDichte-Funktion (e € E, a € A). As is known, compared to f2 or F ,, the occupancy is never a probability density function (e € E, a € A).

[0064] Die Gesamtbelegungs-Wahrscheinlichkeits-Dichte-Funktion 0 über die Zeit eines Einsatzmittels r € R zu einem Zeitpunkt t € R* ist mit {a,,..., an} definiert als: The total occupancy probability density function 0 over the time of a resource r € R at a time t € R * is defined with {a ,, ..., an} as:

0,: (R* X R*) > R* O,-(t,o) = ö(0o,0) + (5C0. Wa )Faz( + 500,0) (1 — Fa, (8) 0 ,: (R * X R *)> R * O, - (t, o) = ö (0o, 0) + (5C0. Wa) Faz (+ 500.0) (1 - Fa, (8)

+0 (800, Wa, )Far(D + 600,0) (1 — Fa, (D)) +0 (800, Wa,) Far (D + 600.0) (1 - Fa, (D))

[0065] wobei *, die Faltung über den Parameter 0 ist. Where *, is the convolution over the parameter 0.

[0066] Wie bekannt, wenn t fixiert wird, ist 0-(t, o) immer eine Wahrscheinlichkeits-Dichte-Funktion über 0. As is known, when t is fixed, 0- (t, o) is always a probability density function over 0.

[0067] Wie bekannt, kann die Dirac-Delta-Funktion ö(x, xo) als Wahrscheinlichkeits-Dichte-Funktion für die Belegung verwendet werden, wobei diese eine vollständige Gewissheit der NichtVerfügbarkeit ausdrückt. Die Dirac-Delta-Funktion ist definiert durch As is known, the Dirac delta function δ (x, xo) can be used as a probability density function for the occupancy, which expresses a complete certainty of the unavailability. The Dirac delta function is defined by

0 x=X © X = X 0 x = X © X = X

Ö(x,xo) = | 1= [_5004x Ö (x, xo) = | 1 = [_5004x

[0068] Fig. 11 stellt ein Beispiel für die Gesamtbelegungs-Wahrscheinlichkeits-Dichte-Funktion 0 in Abhängigkeit eines Parameters 0 und der Zeit dar. Es ist eine Ausführungswahrscheinlichkeit 1 und eine Wahrscheinlichkeits-Dichte-Funktion 2 für eine Einsatzmittel-Belegung erkennbar. Die Kanten-Wahrscheinlichkeit p ist auf der z-Achse ablesbar. 11 shows an example of the total occupancy probability density function 0 as a function of a parameter 0 and the time. An execution probability 1 and a probability density function 2 for resource occupancy can be seen. The edge probability p can be read on the z-axis.

[0069] In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass im Schritt des Prüfens aus einer Prozess-Ausführungs-Wahrscheinlichkeit eine Belegung des zumindest einen Einsatzmittels bestimmt wird. In a further development of the invention, it is provided that in the checking step, an occupancy of the at least one resource is determined from a process execution probability.

[0070] Dadurch wird erreicht, dass die optimale Prozesskette eine Über-Belegung von Einsatzmitteln berücksichtigt und diese auf eine besonders einfache Weise bestimmt werden kann. It is thereby achieved that the optimal process chain takes into account over-allocation of resources and this can be determined in a particularly simple manner.

[0071] Eine Einsatzmittel-Über-Belegung m,(r € R) ist der Umfang von Belegungen >1: A resource over-allocation m, (r € R) is the extent of allocations> 1:

m, R m. = | | 0.(,0)dt do 10 m, R m. = | | 0. (, 0) dt do 10

[0072] Eine Prozess-Über-Belegung m ist die Summe aller Einsatzmittel-Über-Belegungen: A process over-allocation m is the sum of all resource over-allocations:

m: R m= > m, m: R m => m,

[0073] Eine Prozess-Ausführungsfunktion Fe zu einem Zeitpunkt t € R* ist: Fp: R* > R* A process execution function Fe at a point in time t € R * is: Fp: R *> R *

t t BC) | fear (Ede — f femaltDdt 0 0 t t BC) | fear (Ede - f femaltDdt 0 0

[0074] In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass aus der Prozess-Ausführungs-Wahrscheinlichkeit eine Einsatzmittel-Nutzungs-Abweichung bestimmt wird. In a further development of the invention it is provided that a resource usage discrepancy is determined from the process execution probability.

[0075] Dadurch wird erreicht, dass die optimale Prozesskette eine Abweichung von der optimalen Einsatzmittel-Nutzung berücksichtigt und diese auf eine besonders einfache Weise bestimmt werden kann. This means that the optimal process chain takes into account a deviation from the optimal use of resources and this can be determined in a particularly simple manner.

[0076] Einsatzmittel-Nutzungs-Abweichungen u, mit (r € R) sind die akkumulierten Distanzen von der optimalen Einsatzmittel-Nutzung: Input resource usage deviations u, with (r € R) are the accumulated distances from the optimal resource usage:

ur: R u, = | FC | 11- 0-(,0)1do dt 0 0 ur: R u, = | FC | 11- 0 - (, 0) 1do dt 0 0

[0077] In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass aus der Einsatzmittel-Nutzungs-Abweichung eine Prozess-Nutzungs-Abweichung bestimmt wird. In a further development of the invention, it is provided that a process usage discrepancy is determined from the resource usage discrepancy.

[0078] Dadurch wird erreicht, dass die optimale Prozesskette eine Prozess-Nutzungs-Abweichung berücksichtigt und diese auf eine besonders einfache Weise bestimmt werden kann. What is achieved thereby is that the optimal process chain takes a process usage deviation into account and this can be determined in a particularly simple manner.

[0079] Eine Prozess-Nutzungs-Abweichung u ist sie Summe aller Einsatzmittel-Nutzungs-Abweichungen: A process usage deviation u is the sum of all resource usage deviations:

71717 71717

u: R u: R

us Yu us Yu

reR reR

[0080] In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die optimale Prozesskette zumindest einen Vorgang, welcher auf einer automatischen Vorrichtung ausführbar ist, umfasst. In a further development of the invention it is provided that the optimal process chain comprises at least one process that can be carried out on an automatic device.

[0081] Dadurch wird erreicht, dass Parameter, welche die optimale Prozesskette beschreiben, besonders genau erfasst werden, beispielsweise durch maschinelles Lernen, und so die optimale Prozesskette besonders präzise bestimmt werden kann. This means that parameters which describe the optimal process chain are recorded particularly precisely, for example by machine learning, and the optimal process chain can thus be determined particularly precisely.

[0082] Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch durch ein System eingangs genannter Art gelöst, ferner umfassend eine Rechenvorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. The object according to the invention is also achieved by a system of the type mentioned at the beginning, further comprising a computing device which is set up to carry out the method according to the invention.

[0083] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den beigeschlossenen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt: The invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown in the accompanying drawings. In the drawings shows:

[0084] Fig. 1 einen Start-Knoten in einer vereinfachten BPMN, [0085] Fig. 2 einen End-Knoten in einer vereinfachten BPMN, [0086] Fig. 3 einen Auftrag in einer vereinfachten BPMN, 1 shows a start node in a simplified BPMN, FIG. 2 shows an end node in a simplified BPMN, FIG. 3 shows an order in a simplified BPMN,

[0087] Fig. 4 einen UND-Durchgang in einer vereinfachten BPMN, [0088] Fig. 5 einen XOR-Durchgang in einer vereinfachten BPMN, [0089] Fig. 6 eine Schleife in einer vereinfachten BPMN, Fig. 4 shows an AND pass in a simplified BPMN, Fig. 5 shows an XOR pass in a simplified BPMN, Fig. 6 shows a loop in a simplified BPMN,

[0090] Fig. 7 symbolisch eine Wahrscheinlichkeits-Dichte-Funktion für die Dauer eines Auftrags, 7 symbolically shows a probability density function for the duration of an order,

[0091] Fig. 8 symbolisch eine Kanten-Übergangs-Wahrscheinlichkeitsfunktion für einen UND- Durchgang, 8 symbolically shows an edge transition probability function for an AND passage,

[0092] Fig. 9 symbolisch eine Kanten-Übergangs-Wahrscheinlichkeitsfunktion für einen XOR- Durchgang, 9 symbolically shows an edge transition probability function for an XOR passage,

[0093] Fig. 10 symbolisch eine Kanten-Übergangs-Wahrscheinlichkeitsfunktion für eine Schleife, 10 symbolically shows an edge transition probability function for a loop,

[0094] Fig. 11 ein Beispiel für die Gesamtbelegungs-Wahrscheinlichkeits-Dichte-Funktion, 11 shows an example of the total occupancy probability density function,

[0095] Fig. 12 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für das erfindungsgemäße Verfahren, 12 shows a schematic representation of an exemplary embodiment for the method according to the invention,

[0096] Fig. 13 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für die erfindungsgemäße System, 13 shows a schematic representation of an exemplary embodiment for the system according to the invention,

[0097] Fig. 14 eine schematische Darstellung der Zuordnung von Teilprozessen einer Prozesskette und Einsatzmitteln zur Herstellung eines Produkts. 14 shows a schematic representation of the assignment of sub-processes of a process chain and resources for manufacturing a product.

[0098] Fig. 12 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren 100 zur Erzeugung eines Produkts 101 mittels einer optimalen Prozesskette 102 durch eine vorgegebene Menge an Einsatzmitteln. Folgende Schritte werden dabei ausgeführt: FIG. 12 schematically shows an exemplary embodiment of the method 100 according to the invention for producing a product 101 by means of an optimal process chain 102 using a predetermined amount of input resources. The following steps are carried out:

a) Erstes Ermitteln 110 einer ersten Prozesskette 111 basierend auf einer Produktbeschreibung 103, welcher das Produkt 101 und dessen Erzeugung beschreibt, a) First determination 110 of a first process chain 111 based on a product description 103, which describes the product 101 and its creation,

b) Zweites Ermitteln 120 zumindest eines verfügbaren Einsatzmittels 121 aus der vorgegebenen Menge an Einsatzmitteln mit Hilfe der ersten Prozesskette 111, b) Second determination 120 of at least one available resource 121 from the predetermined amount of resource with the aid of the first process chain 111,

c) Drittes Ermitteln 130 einer Ausführungszeit 131 des zumindest einen Einsatzmittels 121 mit Hilfe der ersten Prozesskette 111, c) Third determination 130 of an execution time 131 of the at least one resource 121 with the aid of the first process chain 111,

d) Schätzen 140 einer Belegung 141 des zumindest einen Einsatzmittels 121 unter Berücksichtigung der Ausführungszeit 131, d) estimating 140 an occupancy 141 of the at least one resource 121 taking into account the execution time 131,

e) Prüfen 150, ob die Belegung innerhalb eines vordefinierten Wertebereichs liegt, und, falls zutreffend 151, Fortfahren mit einem Zuordnen 160 im Schritt f), e) Check 150 whether the assignment is within a predefined value range and, if applicable 151, continue with an assignment 160 in step f),

falls nichtzutreffend 152, Markieren des zumindest einen Einsatzmittels 121 als „nicht verfügbar“ für die Dauer der Ausführungszeit und Fortfahren mit dem zweiten Ermitteln 120 im Schritt b), if not applicable 152, marking the at least one resource 121 as “not available” for the duration of the execution time and continuing with the second determination 120 in step b),

f) Zuordnen 160 der ersten Prozesskette 111 zu dem zumindest einen Einsatzmittel 121 unter Berücksichtigung der höchsten Belegung als optimale Prozesskette 102, f) Assigning 160 the first process chain 111 to the at least one resource 121, taking into account the highest occupancy as the optimal process chain 102,

g) Ausführen 170 der optimalen Prozesskette 102 und Erzeugen des Produkts 101. g) Executing 170 the optimal process chain 102 and generating the product 101.

[0099] Im Schritt des dritten Ermittelns 130 wird optional eine Dichte-Funktion für die Ausführungszeit 131 des zugeordneten zumindest einen Einsatzmittels 121 bestimmt. In the step of the third determination 130, a density function for the execution time 131 of the assigned at least one resource 121 is optionally determined.

[00100] Im Schritt des Schätzens 140 wird optional eine Kanten-Übergangs-Wahrscheinlichkeitsfunktion bestimmt. In the step of estimating 140, an edge transition probability function is optionally determined.

[00101] Im Schritt des Schätzens 140 wird optional eine Kanten-Durchlaufs-Wahrscheinlichkeitsfunktion bestimmt. [00101] In the step of estimating 140, an edge-passage probability function is optionally determined.

[00102] Im Schritt des Schätzens 140 wird optional aus einer Ausführungszeit-Wahrscheinlichkeitsfunktion die Belegung 141 bestimmt. In step of estimating 140, occupancy 141 is optionally determined from an execution time probability function.

[00103] Im Schritt des Prüfens 150 wird optional aus einer Prozess-Ausführungs-Wahrscheinlichkeit eine Belegung des zumindest einen Einsatzmittels 121 bestimmt. In the step of checking 150, an occupancy of the at least one resource 121 is optionally determined from a process execution probability.

[00104] Aus der Prozess-Ausführungs-Wahrscheinlichkeit wird optional eine Einsatzmittel-Nutzungs-Abweichung bestimmt. [00104] A resource usage discrepancy is optionally determined from the process execution probability.

[00105] Aus der Einsatzmittel-Nutzungs-Abweichung wird optional eine Prozess-Nutzungs-Abweichung bestimmt. A process usage discrepancy is optionally determined from the resource usage discrepancy.

[00106] Es ist klar, dass bei dem optionalen Bestimmen vorher genannter Parameter ein weiterer Parameter zu dessen Bestimmung erforderlich ist und daher ebenfalls bestimmt werden muss. It is clear that in the optional determination of the aforementioned parameters, a further parameter is required for its determination and must therefore also be determined.

[00107] Die genannten optionalen Schritte sind untereinander kombinierbar. The mentioned optional steps can be combined with one another.

[00108] Allgemein können beispielsweise Schleifen eine unendliche Summe bilden. Für Prozessketten, die Schleifen aufweisen, können numerische Integrations-Verfahren angewendet werden. In general, loops, for example, can form an infinite sum. Numerical integration methods can be used for process chains that have loops.

[00109] Das Verfahren kann beispielsweise durch das Monte Carlo-Verfahren implementiert werden, welches eine zufällige Prozess-Ausführung wiederholt simuliert und daraus Wahrscheinlichkeits-Dichte-Funktionen erzeugt, jedoch zu einem entsprechend hohen Aufwand bei einer gewünschten Genauigkeit führt. The method can be implemented, for example, by the Monte Carlo method, which simulates a random process execution repeatedly and generates probability density functions from it, but leads to a correspondingly high effort with a desired accuracy.

[00110] Fig. 13 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäßes System zur Erzeugung eines Produkts 101 aufgrund Produktbeschreibung 103 mittels der optimalen Prozesskette 102 durch eine vorgegebene Menge an Einsatzmitteln und eine Rechenvorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, das Verfahren 100 auszuführen. 13 shows schematically an exemplary embodiment for the system according to the invention for generating a product 101 based on product description 103 by means of the optimal process chain 102 through a predetermined amount of resources and a computing device which is set up to carry out the method 100.

[00111] Fig. 14 eine schematische BPMN-Darstellung der Zuordnung von Teilprozessen 112, 210, 211, 220-222, 230, einer Prozesskette 111 und Einsatzmitteln 121-124 zur Herstellung des Produkts 101 mittels einer Zuordnungs-Matrix 50. 14 shows a schematic BPMN representation of the assignment of sub-processes 112, 210, 211, 220-222, 230, a process chain 111 and resources 121-124 for producing the product 101 by means of an assignment matrix 50.

[00112] Der BPMN-Graph zeigt Aktivitäten bzw. Aufträge 210, 211, 220-222, 230, UND-Gatter, ein XOR-Gatter und eine Schleife. The BPMN graph shows activities or orders 210, 211, 220-222, 230, AND gates, an XOR gate and a loop.

[00113] Beispielhaft sind Zuordnungen eines Einsatzmittels 122 in Form eines Schweißroboters 122 mit einem Auftrag 211 oder in Form von manueller Arbeit 123 durch Menschen mit einem [00113] Associations of a resource 122 in the form of a welding robot 122 with an order 211 or in the form of manual work 123 by people with a are exemplary

Auftrag 220 dargestellt und strichliert markiert. Order 220 shown and marked with dashed lines.

[00114] Ferner ist erkennbar, ob ein jeweiliges Einsatzmittel verfügbar ist (Haken) oder nicht (Kreuz), wobei die Belegung in einem Speicher gespeichert ist. It can also be seen whether a particular resource is available (check mark) or not (cross), the allocation being stored in a memory.

[00115] Einsatzmittel 121 können beispielsweise Schweiß-Roboter 122, manuelle Arbeit 123 durch Menschen oder eine CNC-Fräsmaschine 124 sein. Utilization means 121 can be, for example, welding robots 122, manual work 123 by humans or a CNC milling machine 124.

BEZUGSZEICHENLISTE: REFERENCE CHARACTERISTICS LIST:

1 Ausführungswahrscheinlichkeit 2 Wahrscheinlichkeits-Dichte-Funktion für eine Einsatzmittel-Belegung 10 Berechnungsanlage 20 Produktionsanlage 50 Zuordnungs-Matrix (Prozess vs. Einsatzmittel) 100 Verfahren 101 Produkt 102, 111 Prozesskette 112, 210, 211, 220-222, 230 (Teil-) Prozess 103 Produktbeschreibung 110, 120, 130 Ermitteln 121 Einsatzmittel 122 Schweiß-Roboter 123 manuelle Arbeit durch Menschen 124 CNC-Fräsmaschine 131 Wahrscheinlichkeits-Dichte-Funktion für die Ausführungszeit 140 Schätzen 141 Belegung 150 Prüfen 151 zutreffend 152 nichtzutreffend 160 Zuordnen 170 Ausführen aı, a2 Auftrag Da(t) Wahrscheinlichkeits-Dichte-Funktion für die Dauer eines Auftrags a fin, ©, finm ©) Kanten-Übergangs-Wahrscheinlichkeitsfunktion für eingehende Kanten Fout, ©), Foutm Ct) Kanten-Übergangs-Wahrscheinlichkeitsfunktion für ausgehende Kanten fooay(®) Schleifenkörper 0 Parameter pP Kanten-Wahrscheinlichkeit t Zeit 1 Probability of execution 2 Probability density function for a resource allocation 10 Calculation system 20 Production system 50 Allocation matrix (process vs. resource) 100 Process 101 Product 102, 111 Process chain 112, 210, 211, 220-222, 230 (partial) Process 103 Product description 110, 120, 130 Determine 121 Resources 122 Welding robot 123 Manual work by humans 124 CNC milling machine 131 Probability density function for the execution time 140 Estimate 141 Allocation 150 Check 151 Applicable 152 Not applicable 160 Assign 170 Execute aı, a2 Order Da (t) probability density function for the duration of an order a fin, ©, finm ©) Edge transition probability function for incoming edges Fout, ©), Foutm Ct) Edge transition probability function for outgoing edges fooay (® ) Loop body 0 parameter pP edge probability t time

Claims (9)

AnsprücheExpectations 1. Verfahren (100) zur Erzeugung eines Produkts (101) mittels einer optimalen Prozesskette (102) durch eine vorgegebene Menge an Einsatzmitteln, wobei folgende Schritte ausgeführt werden: 1. A method (100) for producing a product (101) by means of an optimal process chain (102) using a predetermined amount of resources, the following steps being carried out: a) Erstes Ermitteln (110) einer ersten Prozesskette (111) basierend auf einer Produktbeschreibung (103), welcher das Produkt (101) und dessen Erzeugung beschreibt, a) First determination (110) of a first process chain (111) based on a product description (103), which describes the product (101) and its generation, b) Zweites Ermitteln (120) zumindest eines verfügbaren Einsatzmittels (121-124) aus der vorgegebenen Menge an Einsatzmitteln mit Hilfe der ersten Prozesskette (111), b) Second determination (120) of at least one available resource (121-124) from the specified amount of resource with the aid of the first process chain (111), c) Drittes Ermitteln (130) einer Ausführungszeit (131) des zumindest einen Einsatzmittels (121-124) mit Hilfe der ersten Prozesskette (111), c) third determination (130) of an execution time (131) of the at least one resource (121-124) with the aid of the first process chain (111), d) Schätzen (140) einer Belegung (141) des zumindest einen Einsatzmittels (121-124) unter Berücksichtigung der Ausführungszeit (131), d) estimating (140) an occupancy (141) of the at least one resource (121-124) taking into account the execution time (131), e) Prüfen (150), ob die Belegung innerhalb eines vordefinierten Wertebereichs liegt, und, falls zutreffend (151), Fortfahren mit Schritt f), falls nichtzutreffend (152), Markieren des zumindest einen Einsatzmittels (121-124) als „Nicht verfügbar“ für die Dauer der Ausführungszeit und Fortfahren mit Schritt b), e) Checking (150) whether the occupancy is within a predefined range of values and, if applicable (151), continuing with step f), if not applicable (152), marking the at least one resource (121-124) as “Not available "For the duration of the execution time and continue with step b), f) Zuordnen (160) der ersten Prozesskette (111) zu dem zumindest einen Einsatzmittel (121-124) unter Berücksichtigung der höchsten Belegung als optimale Prozesskette (102), f) assigning (160) the first process chain (111) to the at least one resource (121-124) taking into account the highest occupancy as the optimal process chain (102), g) Ausführen (170) der optimalen Prozesskette (102) und Erzeugen des Produkts (101). g) executing (170) the optimal process chain (102) and generating the product (101). 2. Verfahren (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei im Schritt des dritten Ermittelns (130) eine Wahrscheinlichkeits-Dichte-Funktion für die Ausführungszeit (131) des zugeordneten zumindest einen Einsatzmittels (121-124) bestimmt wird. 2. The method (100) according to the preceding claim, wherein in the step of the third determination (130) a probability density function for the execution time (131) of the assigned at least one resource (121-124) is determined. 3. Verfahren (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei im Schritt des Schätzens (140) eine Kanten-Ubergangs-Wahrscheinlichkeitsfunktion bestimmt wird. 3. The method (100) according to the preceding claim, wherein in the step of estimating (140) an edge-transition probability function is determined. 4. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Schritt des Schätzens eine Kanten-Durchlaufs-Wahrscheinlichkeitsfunktion bestimmt wird. 4. The method (100) according to any one of the preceding claims, wherein in the step of estimating an edge-passage probability function is determined. 5. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Schritt des Schätzens (140) aus einer Ausführungszeit-Wahrscheinlichkeitsfunktion die Belegung (141) bestimmt wird. 5. The method (100) according to any one of the preceding claims, wherein in the step of estimating (140) the occupancy (141) is determined from an execution time probability function. 6. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Schritt des Prüfens (150) aus einer Prozess-Ausführungs-Wahrscheinlichkeit eine Belegung des zumindest einen Einsatzmittels (121-124) bestimmt wird. 6. The method (100) according to any one of the preceding claims, wherein in the step of checking (150) an occupancy of the at least one resource (121-124) is determined from a process execution probability. 7. Verfahren (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei aus der Prozess-AusführungsWahrscheinlichkeit eine Einsatzmittel-Nutzungs-Abweichung bestimmt wird. 7. The method (100) according to the preceding claim, wherein a resource usage deviation is determined from the process execution probability. 8. Verfahren (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei aus der Einsatzmittel-Nutzungs-Abweichung eine Prozess-Nutzungs-Abweichung bestimmt wird. 8. The method (100) according to the preceding claim, wherein a process usage discrepancy is determined from the resource usage discrepancy. 9. System zur Erzeugung eines Produkts (101) mittels einer optimalen Prozesskette (102) durch eine vorgegebene Menge an Einsatzmitteln und eine Rechenvorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, das Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen. 9. System for generating a product (101) by means of an optimal process chain (102) by a predetermined amount of resources and a computing device which is set up to carry out the method (100) according to one of the preceding claims. Hierzu 5 Blatt Zeichnungen In addition 5 sheets of drawings
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