AT501642A1

AT501642A1 - Verfahren zur steuerung einer fertigungsanlage

Info

Publication number: AT501642A1
Application number: AT0051805A
Authority: AT
Original assignee: Ams Engineering Sticht Ges M B
Priority date: 2005-03-25
Filing date: 2005-03-25
Publication date: 2006-10-15
Also published as: FR2902536A1; WO2006099649A3; WO2006099649A2

Description

·· ···· -1-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Fertigungs- und/oder Montageanlage zur Fertigung von Baugruppen bzw. Einzelprodukten sowie ein System zur Steuerung einer Fertigungsanlage, entsprechend den Merkmalen in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 42.

Es sind Fertigungsanlagen zur Fertigung von Baugruppen bzw. Einzelprodukten bekannt, bei denen der Fertigungsprozess automatisiert abläuft, in dem eine ein Steuerprogramm enthaltende Anlagensteuerung den Fertigungsprozess leitet. Dabei können über entsprechende Datenerfassungseinrichtung, wie beispielsweise Sensoren in der Fertigungsanlage für den aktuellen Betriebszustand charakteristische Daten erfasst und an die Anlagensteuerung übermittelt werden, wodurch programmgesteuert Prozessparameter derart verändert werden können, dass ein möglichst Störungsfreier Betrieb des Fertigungsprozesses erreicht wird. Beispielsweise wird der Füllstand eines Teilepuffers einer Zufuhrstation für zu verarbeitende Einzelproduktkomponenten durch einen Sensor erfasst, woraufhin durch das Steuerprogramm die Fördergeschwindigkeit auf der entsprechenden Förderstrecke verändert bzw. geregelt werden kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Fertigungs- und/oder Montageanlage zur Fertigung von Baugruppen bzw. Einzelprodukten zu schaffen, mit dem es möglich ist, eine verbesserte Anlagenleistung bzw. einen verbesserten Ressourceneinsatz und eine höhere Qualität der Einzelprodukte zu erreichen. Weiters ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein System zur Steuerung einer Fertigungsanlage zu schaffen, mit den der Fertigungsprozess optimiert und die Leistungsfähigkeit der Fertigungsanlage erhöht werden kann. N2003/02800 ·· ··· · • · ·· ···· ···· ····· · ···· · ··· · • · t · · · ···· ······ I ·· ·· Μ ·· ··· · · · -2-

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zur Steuerung einer Fertigungsanlage und/oder Montageanlage zur Fertigung von Baugruppen bzw. Einzelprodukten in einem, durch ein Steuerprogramm gesteuerten Fertigungsprozess, wobei die Fertigungsanlage aus einer oder mehrerer mechanisch und/oder elektrisch und/oder elektronisch miteinander verbundene Station, beispielsweise einer Zufuhrstation einer Bearbeitungsstation und einer Entnahmestation besteht und die Fertigungsanlage, durch die das Steuerungsprogfamm ausgeführt ist, aufweist, wobei Daten, die durch Sensoren an den Stationen der Fertigungsanlage erfasst werden, an die Anlagensteuerung übertragen werden und die Daten des Fertigungsprozesses in einem Datawarehouse gespeichert werden, gelöst. Die Bereithaltung von Daten ist somit in vorteilhafter Weise in einer bereinigten, d.h. auch fehlerkorrigierten und vergleichbaren Form möglich, wodurch eine Einflussnahme auf die Steuerung der Fertigungsanlage in rationellerer Form erfolgen kann.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Vorgehensweise ist vorgesehen, dass Daten des Fertigungsprozesses, die durch weitere Datenerfassungseinrichtungen, d.h. anderen als die durch die Sensoren an den Stationen der Fertigungsanlage gebildeten Erfassungseinrichtungen, erfasst werden und in dem Datawarehouse gespeichert werden. Weiters werden aktuelle Parameter bzw. Einstellungen der Fertigungsanlage in dem Datawarehouse gespeichert. Durch gegebenenfalls eigenständige Datenerfassungseinrichtungen bzw. Sensoren werden Daten der Betriebszustände der Fertigungsanlage erfasst und in dem Datawarehouse gespeichert. In den Daten der Betriebszustände der Fertigungsanlage sind beispielsweise Datenarten enthalten, die sich auf die durch Aktoren der Fertigungsanlage aufgebrachte Kräfte, von Aktoren zurückgelegte Wege oder auch auf Werte von Temperaturen und Füllständen von Zufuhrstationen beziehen. Weiters werden Daten und/oder Messwerte der Einzelprodukte erfasst und in dem Datawarehouse gespeichert. In diesen Daten sind insbesondere qualitätsspezifische Größen der einzelnen Produkte enthalten.

Weiters werden durch gegebenenfalls eigenständige Datenerfassungseinrichtungen oder Messwerte von Einzelproduktkomponenten erfasst und in dem Datawarehouse gespeichert. In den Daten der Einzelproduktkomponenten sind beispielsweise Datenarten enthalten, die sich auf den jeweiligen Lieferanten, die Charge der Materiallieferung, Produktionseinflüsse beim Kunden, Werte aus der Eingangsprüfung, Herstellungsdatum, Einlagerungszeit im Lager, Veränderung des Herstellungsprozesses und Änderungen von Werkzeugen beim N2003/02800 ·♦ ···· • · ·

-3-

Hersteller beziehen. Es werden weiters auch Daten bzw. Informationen, die sich auf die Betriebsmethode der Fertigungsanlage beziehen, erfasst und gespeichert. Dabei werden beispielsweise Daten, die sich auf die Art der Prüfung der Einzelproduktkomponenten, ein Schichtbetriebsmodell, Pausenstillstand bzw. Pausendurchlauf, Rotation der Bedienpersonen bzw. Mannschaften, Reinigungszyklen, Wartungszyklen und Umrüstungen der Maschine ziehen.

In dem Datawarehouse werden weiters auch Daten und Informationen, die sich auf die Bedienpersonen beziehen, gespeichert. Dazu zählen beispielsweise Datenarten, wie die Qualifikationen, Schulung, Erfahrung, Verhaltensmuster, Alter, Geschlecht, Motivationsfaktoren, Anzahl der Bedienpersonen, Art der Kombination von Bedienpersonen, Qualifikationen von Schichtmannschaften und Wechselwirkungen zwischen aufeinanderfolgenden Schichtmannschaften. Schließlich werden auch Daten, die sich auf Kunden bzw. den Markt für die Einzelprodukt beziehen, erfasst und gespeichert. Dabei werden Datenarten berücksichtigt, die sich beispielsweise auf den Losgrößen-Abruf, Lagerbestand beim Kunden und Dringlichkeit des Bedarfes beziehen. Die Erfassung dieser Daten im Datawarehouse erlaubt eine umfassende Erfassung von betriebsrelevanten Daten und eine verbesserte Zugänglichkeit dieser Daten für Analysen des Betriebsverhaltens, als auch der Qualität der Einzelprodukte.

Vorteilhaft ist auch einen Vorgehensweise, wonach mit den jeweiligen Daten auch der Zeitpunkt ihrer Erfassung in dem Datawarehouse mitaufgezeichnet wird. Dies bietet den Vorteil der Erfassung von Trends in der zeitlichen Entwicklung des Anlagenbetriebes als auch der Qualität der hergestellten Einzelprodukte.

Die Vorgehensweise, wonach in dem Datawarehouse Daten von mehreren Fertigungsanlagen gespeichert werden, bietet den Vorteil einer rationelleren Speicherung von Daten in einer einzigen zentralen Einheit, die auch einen rascheren Zugriff auf die entsprechenden Daten ermöglicht.

Dadurch, dass die in dem Datawarehouse analysiert werden und unter Berücksichtigung der Ergebnisse der Analyse Prozessparameter der Fertigungsanlage verändert werden bzw. dadurch, dass unter Berücksichtigung der Ergebnisse der Analyse das Steueiprogramm der N2003/02800

·· ··· · -4-

Anlagensteuerwig der Fertigungsanlage verändert wird, wird der Vorteil einer systematischen Optimierung des Anlagenbetriebes und der Qualität der Einzelprodukte erreicht.

Von Vorteil ist auch die Vorgehensweise, wonach die in dem Datawarehouse gespeicherten Daten mit einer Analyseeinrichtung analysiert werden und das Steuerprogramm der Anlagensteuerung verändert wird bzw. dass als Analyseeinrichtung eine computerisierte Rechenanlage verwendet wird. Dies ermöglicht die Durchführung der Analyse als auch die Veränderung des Steuerprogramms in einem einheitlichen System.

Weiters kann vorgesehen sein, dass in der Analyseeinrichtung ein Analyseprogramm zur grafischen Datenanalyse verwendet wird und/oder dass ein Analyseprogramm zur Anwendung statistischer Analysen und/oder dass ein Analyseprogramm zur Anwendung OLAP-Analysen (Online Analytical Proccessing) verwendet wird. Dies hat den Vorteil, dass unterschiedliche Analysestrategien zur Analyse der Daten des Anlagenbetriebes der Fertigungsanlage angewendet werden können.

Dies erlaubt die Durchführung sehr tiefgehender Analysen von sehr großen Datenbeständen und das Auffinden von Beziehungen bzw. wechselseitigen Abhängigkeiten zwischen den analysierten Daten, die der menschlichen Intuition bzw. der Erwartungshaltung einer Bedienperson eigentlich widersprechen würden.

Eine sehr vorteilhafte Verfahrensvariante ist insbesondere darin zu sehen, dass aus den Ergebnissen der Analysen ein Verhaltensmodell des Fertigungsprozesses bzw. ein Verhaltensmodell des Einzelproduktes erzeugt wird. Dies ermöglicht eine umfassende und einheitliche Darstellung des Erfahrungswissens über den Betrieb der Fertigungsanlage und das Produktionsverhalten der Einzelprodukte, dass aus den durchgeführten Analysen gewonnen werden kann.

Das die gewonnenen Verhaltensmodelle als mathematische funktionelle Beziehungen ausgedrückt werden ergibt den Vorteil, dass die Verhaltensmodelle automatisiert weiterverarbeitet werden können.

Das Vorgehen die Verhaltensmodelle durch Verwendung von Fuzzy-Logic auszudrücken, erlaubt die Darstellung der Ergebnisse der Analysen auch in umgangssprachlicher Ausdrucksweise. N2003/02800 ·« ···« ·· ·· ···· ···· ····· · ···· · · · · · • ·· · · · ···· ······ · ·· ·· ·· ·· ·*· «· · -5-

Von Vorteil ist auch die Vorgehensweise, wonach die Verhaltensmodelle zur Erstellung eines modifizierten Steuerprogramms verwendet werden und das modifizierte Steuerprogramm in der Anlagensteuerung implementiert wird. Dies erlaubt in systematischer Weise eine Optimierung der Fertigung bzw. des Fertigungsprozesses der Fertigungsanlage und eine Verbesserung der Qualität der Einzelprodukte vorzunehmen.

In den die Verhaltensmodelle auch zur Erstellung von Ressourcenplänen für den Betrieb der Fertigungsanlage verwendet werden, wird ein mehrfaches Erfassen und Bearbeiten von Daten des Betriebs der Fertigungsanlage vermieden.

Die Vorgehensweise, wonach die Analysen der Daten des Datawarehouse durch ein Analysensteuerprogramm in der Analyseeinrichtung in automatisierter Weise durchgeführt werden, erlaubt eine raschere Durchführung der Analysen und Erzielung von für die Betriebsoptimierung relevanten Ergebnisse. Insbesondere ist es aber auch möglich, dass damit Analysen zur exakt vorgegebenen Zeitpunkten oder aber auch ausgelöst durch vordefi-nierte Betriebszustände der Fertigungsanlage durchgefuhrt werden.

Gemäß einer weiteren Verfahrens Variante ist vorgesehen, dass das modifizierte Steuerprogramm durch das Analysensteuerprogramm in automatisierter Weise hergestellt wird. Dies erlaubt eine raschere Erzeugung des Steuerprogramms und somit insgesamt einen rascheren Ablauf der Prozessoptimierung des Betriebs der Fertigungsanlage.

Durch ein Vorgehen, wobei Änderung des modifizierten Steuerprogramms innerhalb von manuell vordefinierten Grenzen durchgeführt werden, können möglicherweise fehlerhafte Änderung des modifizierten Steuerprogramms vermieden werden.

Weiters ist eine Verfahrensvariante möglich, bei der die Grenzen der Änderungen des Steuerprogramms aus den Ergebnissen der mit der Analyseeinrichtung durchgeführten Analysen bestimmt werden. Dies hat den Vorteil einer zusätzlichen automatisierten Unterstützung bei der Optimierung der Fertigungsanlage.

Weitere, mögliche Vorgehensweisen sehen vor, dass bei der Analyse Daten aus einem Erfassungszeitraum innerhalb der Dauer der Herstellung eines einzigen Einzelproduktes verwendet werden. Weiters ist es möglich, dass bei der Analyse Daten aus einem Erfassungszeitraum innerhalb der Dauer der Verarbeitung einer Charge von Einzelproduktkompo- N2003/02800

-6-

nenten bzw. innerhalb der Dauer einer Betriebsschicht oder auch einer Dauer die größer als eine Betriebsschicht ist, verwendet werden. Dies erlaubt das Erkennen von wiederkehrenden Verhalten bzw. von Verhaltensmustem im Betrieb der Fertigungsanlage auf unterschiedlichen Zeitskalen. Möglich ist insbesondere aber auch, das Daten aus einem Erfassungszeitraum der sich über Monate aber auch Jahre erstreckt, bei der Analyse verwendet werden.

Die Vorgehensweise, wonach das Verhalten des modifizierten Steuerprogramms, bevor es in der Anlagensteuerung implementiert wird, in einem Simulationssystem analysiert wird, hat den Vorteil, dass Betriebsunterbrechungen durch Testläufe der Fertigungsanlage entweder gänzlich vermieden oder jedoch sehr kurz gehalten werden können.

Die Vorgehensweise, wonach Ergebnisse der Simulation in dem Datawarehouse gespeichert werden, bietet die Möglichkeit, weitere systematische Modifizierungen des Steuerprogramms durch Vergleiche des Verhaltens unterschiedlicher Versionen von modifizierten Steuerprogrammen vornehmen zu können.

Vorteilhaft ist schließlich auch eine Verfahrensvariante, bei der die Ergebnisse der Simulation in dem Simulationssystem für Planungen bzw. Entwürfe neu zu konstruierender Fertigungsänlagen verwendet werden. Dadurch können Erfahrungen bzw. gesammeltes Verfahrenswissen vom Betrieb einer Fertigungsanlage auf Fertigungsanlagen einer nächsten, verbesserten Generation übertragen werden.

Die Aufgabe der Erfindung wird aber auch eigenständig durch ein System zur Steuerung einer Fertigungs- und/oder Montageanlage zur Fertigung von Baugruppen bzw. Einzelprodukten durch einen durch ein Steuerprogramm gesteuerten Fertigungsprozess, wobei die Fertigungsanlage aus einer oder mehrerer mechanischer oder elektrisch oder elektronisch

I miteinander verbundenen Stationen, beispielsweise einer Zuführstation einer Bearbeitungsstation und einer Entnahmestation besteht und die Fertigungsanlage eine Anlagensteuerung zur Ausführung des Steuerungsprogramms aufweist und wobei Sensoren zur Erfassung von Daten an den Stationen der Fertigungsanlage ausgebildet sind und ein durch ein Datawarehouse gebildeter Speicher zur Aufzeichnung der Daten des Fertigungsprozesses vorgesehen ist, gelöst. Dies hat den Vorteil, dass Daten der Fertigungsanlage aber auch Daten und Informationen des Betriebsumfelds einer Fertigungsanlage in systematischer Weise in N2003/02800 ·· ·· ···· ·· ··· ·

-7- bereinigter, d.h. fehlerkorrigierter und vergleichbarer Form, zur Optimierung des Betriebs einer Fertigungsanlage bereit gehalten werden können.

Vorteilhafte Weiterbildung des Systems zur Steuerung der Fertigungs- und/oder Montageanlage sind auch in den Ansprüchen 43 bis 58 beschrieben.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

Es zeigen in schematisch vereinfachter Darstellung:

Fig. 1 ein System zur Fertigung von Baugruppen bzw. Einzelprodukten mit einer Fertigungsanlage;

Fig. 2 ein Detail der Fertigungsanlage gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens mit einer Analyseeinrichtung;

Fig. 4 ein Schema eines weiteren Ausfuhrungsbeispiels eines Verfahrens zur Steuerung der Fertigungsanlage.

Einfuhrend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.

Anhand der nachfolgenden Fig. 1 und 2 wird ein erstes Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. N2003/02800 ·· ·· ···· · ·· ···· ···· ····· · • · · · · ··· · # · · · · · ··· · ······ · ·· ·· ·· ·· ··· ·· · -8-

Die Fig. 1 zeigt ein System zur Fertigung von Baugruppen bzw. Einzelprodukten 2 mit einer Fertigungsanlage 1 schematisch vereinfacht dargestellt.

Die Fig. 2 zeigt ein Detail der Fertigungsanlage 1 gemäß Fig. 1 mit einer ersten und einer zweiten Zufuhrstation 3,4 und einer Bearbeitungsstation 5.

Neben den Zufuhrstationen 3,4 und der Bearbeitungsstation 5 umfasst die Fertigungsanlage 1 auch eine Entnahmestation 6. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird das Einzelprodukt 2 aus einer ersten und einer zweiten Einzelproduktkomponente 7, 8 gefertigt, in dem diese in der Bearbeitungsstation 5 in einem Fügeprozess zusammengefügt werden. Dazu werden die Teile bzw. Einzelproduktkomponenten 7, 8 aus dem jeweiligen Zufuhrstationen 3,4 aus einem Werkstückträger 9 der Bearbeitungsstation 5 aufgesetzt und in Transportrichtung 10 in den Bereich eines Aktors 11 bzw. einer Einpresseinheit bewegt, sodass der Fügeprozess durchgefuhrt werden kann. Anschließend gelangt das fertige Einzelprodukt 2 in die Entnahmestation 6, wo es abgelegt wird. Die Versorgung der Zufuhrstationen 3, 4 der Fertigungsanlage 1 mit den für die Fertigung erforderlichen Teilen bzw. Einzelproduktkomponenten 7, 8 erfolgt aus einem Lager 12, wohin die Teile zunächst über einen Wareneingang 13 gelangen. Die Zulieferung der Einzelproduktkomponenten 7, 8 an den Wareneingang 13 bzw. das Lager 12 erfolgt beispielsweise durch einen externen Hersteller bzw. Lieferanten. Die fertigen Einzelprodukte 2 werden zunächst ebenfalls über den Wareneingang 13 dem Lager 12 zugeführt, von wo sie schließlich über einen Warenausgang 14 an einen Kunden geliefert werden. Bei dem Einzelprodukt 2 kann es sich selbstverständlich auch um ein halbfertiges Teil handeln, das vom Warenausgang 14 schließlich an eine weitere von der Fertigungsanlage 1 verschiedene Fertigungsanlage geliefert wird. Weiters ist es auch möglich, dass die Fertigungsanlage 1 über mehr als zwei Zufuhrstatio-nen 3,4 verfügt und somit entsprechend mehr Einzelproduktkomponenten 7,8 in der Bearbeitungsstation 5 zu dem Einzelprodukt 2 verarbeitet werden. Andererseits ist es aber auch möglich, das als Einzelproduktkomponente 7, 8 ein einzelnes Teil oder ein bandförmiges Rohmaterial verwendet wird, das beispielsweise durch einen plastischen Verformungsprozess oder durch Schneiden zu dem Einzelprodukt 2 verarbeitet wird.

Die Fertigungsanlage 1 umfasst weiters eine Anlagensteuerung 15 mit deren Hilfe der Fertigungsprozess auf Grundlage eines Steuerungsprogrammes 16 automatisch bzw. halbau- N2003/02800

···· • · • · • ·· ···· • · · ·

9 tomatisch ausgeführt werden kann. Die Anlagensteuerung 15 ist zusätzlich mit einer Datenerfassungseinrichtung 17 bzw. einem Bedienterminal verbunden, durch das durch eine Bedienperson Eingriffe in den Fertigungsprozess gemacht werden können bzw. zusätzliche Daten eingegeben werden können. Mit der Anlagensteuerung 15 ist es möglich, automatisiert auf Veränderungen der Betriebszustände in der Fertigungsanlage 1 zu reagieren, in dem in Abhängigkeit von dem aktuellen Betriebszustand bzw. von momentan in der Fertigungsanlage 1 bearbeiteter Einzelproduktkomponenten 7, 8 Prozessparameter der Fertigungsanlage 1, wie beispielsweise eine Förderungsgeschwindigkeit in einer Förderstrecke verändert und somit optimiert werden. Dazu verfugen unterschiedliche Teile der Fertigungsanlage 1 über Sensoren 18 zur Erfassung der Daten der Betriebszustände bzw. Sensoren 18 zur Erfassung von Messwerten bei der Bearbeitung von Einzelprodukten 2. Bei den Sensoren 18 handelt es sich beispielsweise um einen Sensor zur Erfassung des Füllstandes in den Zufuhrstationen 3,4 bzw. um einen Sensor zur Erfassung einer von dem Aktor 11 der Bearbeitungsstation 5 bei dem Fügeprozess aufgebrachten Kraft bzw. dem von dem Zylinder des Aktors 11 bei dem Fügeprozess zurückgelegten Weg.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zu Steuerung der Fertigungsanlage 1 ist nunmehr vorgesehen, dass die Daten des Fertigungsprozesses in einem durch ein Data-Warehouse 19 gebildeten Datenspeicher gespeichert werden. Dies hat den Vorteil, dass es damit einer Bedienperson möglich ist, auch auf zeitlich weiter zurückliegende Daten zuzugreifen, diese zu analysieren und damit durch Einflussnahme auf das Steuerprogramm 16 der Anlagensteuerung 15 eine verbesserte Anlagenleistung bzw. einen optimierten Ressourceneinsatz und eine verbesserte Qualität der Einzelprodukte zu erreichen. Moderne Fertigungsanlagen 1 zeichnen sich gerade dadurch aus, dass hochkomplexe Beziehungen zwischen ergebniss-relevanten Daten bzw. Informationen und der Qualität der Einzelprodukte 2 bzw. der Anlagenleistung bestehen. Es bildet somit einen wesentlichen Vorteil, dass eine Bedienperson Analysen des Fertigungsprozesses über unterschiedlich lange Analysenzeiträume, beispielsweise auch über Analysenzeiträume, die größer als eine Produktionsschicht, d.h. größer als acht Stunden sind, durchführen kann.

Dazu ist außerdem vorgesehen, dass weitere möglicherweise das Ergebnis des Fertigungsprozesses beeinflussende Daten bzw. Informationen in dem Data-Warehouse gespeichert werden. Durch eine Datenerfassungseinrichtung werden Daten 20 von den Einzelprodukt- N2003/02800 ·· ·· ···· · ·· ···· * · · · ····· 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 999 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 - 10-komponenten 7, 8 dem Data-Warehouse 19 zugeführt. Dazu zählen beispielsweise Informationen über den Lieferanten, die Charge der Materiallieferung, qualitätsspezifische Daten der Einzelproduktkomponenten 7,8 bzw. ganzer Chargen im Falle von Stichprobenmessungen, Produktionseinflüsse beim Lieferanten, Werte aus der Eingangsprüfung, Herstellungsdaten, die Einlagerungszeit im Lager, d.h. Wartezeit bis zur Verarbeitung, möglicherweise erfolgte Veränderungen des Herstellungsprozesses oder Änderungen von Werkzeugen beim Hersteller. Durch eine weitere Datenerfassungseinrichtung werden Daten 21, die für die Betriebsmethode spezifisch sind, dem Data-Warehouse 19 zur Verfügung gestellt. Dazu zählen beispielsweise Daten bzw. Informationen über die Art der Prüfung der Einzelproduktkomponenten 7, 8, d.h. Einzelprüfung oder Stichprobenprüfung, Informationen über die Art des Schichtbetriebsmodels, Informationen darüber, ob während Pausen der Bedienpersonen die Fertigungsanlage 1 weiterbetrieben wird, Informationen, ob eine Rotation der Bedienpersonen erfolgt und Informationen über die Umrichtung der Fertigungsanlage 1, wie die Rüstfolge, Rüstzeiten, HochlaufVerhalten nach der Umrüstung usw. Durch eine weitere Datenerfassungseinrichtung werden Daten 22 bzw. Informationen über die Bedienpersonen dem Data-Warehouse 19 zugeführt. Dazu zählen beispielsweise Informationen über die Qualifikation bzw. Erfahrung der Bedienperson, Informationen über das Verhaltensmuster (Alter, Geschlecht), Motivationsfaktoren, die Anzahl der Maschinenbediener, die Art der Kombination von Maschinenbediener-Qualifikationen und Wechselwirkungen zwischen aufeinander folgenden Schichtmannschaflen. Über eine Datenerfassungseinrichtung werden schließlich Daten 23 bzw. Informationen, die für die Art der Kunden bzw. den Markt relevant sind, dem Data-Warehouse 19 zur Verfügung gestellt. Zu diesen Informationen zählen beispielsweise die vom Kunden bestellten Losgrößen, der Lagerbestand beim Kunden bzw. die Dringlichkeit des Bedarfs des Kunden.

Durch Erfassung der Daten der Fertigungsanlage 1 als auch der Daten 20 von den Einzel-produktkomponenten 7, 8, der betriesmethodenspezifischen Daten 21, der für das Personal bzw. die Bedienpersonen spezifischen Daten 22 und der künden- bzw. marktspezifischen Daten 23 in dem Datawarehouse 19 ist eine umfassende Ressourcenplanung für den Betrieb der Fertigungsanlage 1 möglich. So kann, ausgehende von in dem Datawarehouse 19 gespeicherten Daten 24 beispielsweise der optimale Abrufzeitpunkt für die Nachlieferung N2003/02800 ·· ···· ·· ♦· ···· • # · · φ • · · φ φ ♦ · · · φ ♦ · ♦ · · · -11 -·· · · · ··· · • * ·· · von Rohmaterial bzw. der Einzelproduktkomponenten 7, 8 zur Herstellung des Einzelproduktes 2 bestimmt werden. Zur Bestimmung dieses Abrufzeitpunkt von Rohmaterial aus dem Lager 12 wird nicht nur der aktuelle Füllstand der Zufuhrstationen 3,4 und die aktuelle Anlagenleistung berücksichtigt, sondern können auch andere Einflussfaktoren, wie die wahrscheinliche Beschaffungszeit, die sich aufgrund der aktuellen Situation im Lager 12 bzw. im Logistikbereich ergibt, berücksichtigt werden. Dabei kann sowohl auf Daten 24 des Datawarehouse 19, die für die aktuelle Situation des Betriebszustandes der Fertigungsanlage 1 charakteristisch sind, zurückgegriffen werden, es können aber auch andererseits Daten 24 aus früheren Produktionsperioden mitberücksichtigt werden. Insofern ist es also möglich, durch Daten 24 in dem Datawarehouse 19 repräsentiertes „Erfahrungswissen“ bei der Entscheidungsfindung für die zu setzenden Maßnahmen mit zu berücksichtigen.

Die Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des Verfahrens mit einer Analyseeinrichtung 25.

Die Analyseeinrichtung 25 wird beispielsweise durch eine computerisierte Rechenanlage gebildet, die zumindest über ein Bedienterminal 26 bedient werden kann. In der Analyseeinrichtung 25 erfolgt eine Analyse der Daten 24 des Datawarehouse 19 hinsichtlich wechselseitiger Einflüsse der Daten aus der Fertigungsanlage 1 bzw. der Daten 20,21,22,23 auf dem Betrieb der Fertigungsanlage 1 bzw. die Qualität der Einzelprodukte 2. Die Daten 24 des Datawarehouse 19 gelangen über eine Datenaufbereitungseinheit 27 zur Verarbeitung in einem Analyseprogramm 28 zur grafischen Datenanalyse. Der Ablauf der Analyse durch das Analyseprogramm 28 zur grafischen Datenanalyse ist durch den Bediener zumindest über das Bedienterminal 26 steuerbar und sind die Ergebnisse aus der Analyse dem Bediener über das Bedienterminal 26 zugänglich. Die aus der Analyse mit dem Analyseprogramm 28 erhaltenen Ergebnisse werden in einem Erkenntnismodul 29 gesammelt und können in weiterer Folge als Grundlage für ein modifiziertes Steuerprogramm 30 für die Fertigungsanlage 1 dienen. Die Gesamtheit der in dem Erkenntnismodul 29 abgelegten Ergebnisse aus den Analysen mit der Analyseeinrichtung 25 bilden ein Verhaltensmodel 31 des Fertigungsprozesses bzw. ein Verhaltensmodel 32 des Einzelproduktes 2. Diese Verhaltensmodelle 31, 32 des Fertigungsprozesses bzw. des Einzelproduktes 2 geben die wechselseitigen Beziehungen bzw. Abhängigkeiten der Daten 24 des Datawarehouse 19 wieder. Ebenso wie die Anwendung des Analyseprogramms 28 auf die Daten 24 des Da- N2003/02800 *» ··#· ·«· ·· ·· ···· • · · · · • · · · · • · · · · • · · · · · -12-tawarehouse 19 auf Initiative und durch die Anleitung eines Bedieners erfolgt, wird auch das modifizierte Steuerprogramm 30 durch den Bediener hergestellt und in die Anlagensteuerung 15 implementiert, wo es das ursprüngliche Steuerprogramm 16 ersetzt. Mit Hilfe der Analyseeinrichtung 25 ist somit auf Basis der in den Datawarehouse 19 gesammelten Daten 24 eine Modifizierung der Steuerprogramme 16, 30 der Fertigungsanlage 1 möglich.

Alternativ zu dem Analyseprogramm 28 zur grafischen Datenanalyse können in der Analyseeinrichtung 25 auch andere Analyseprogramme verwendet werden. So kann in der Analyseeinrichtung 25 auch ein Analyseprogramm 33 zur Anwendung statistischer Analysen vorhanden sein. Eine weitere alternative Möglichkeit bildet beispielsweise ein Analyseprogramm 34 zur Anwendung sogenannter OLAP-Analysen (On-line-analytical-processing).

Vorzugsweise ist in der Analyseeinrichtung 25 ein Analyseprogramm 35 zur Anwendung von Data-Mining-Analysen vorgesehen. Mit dem Analyseprogramm zur Anwendung von Data-Mining-Analysen können nunmehr automatisiert Ergebnisse gewonnen werden und in dem Erkenntnismodul 29 abgelegt werden. Bei diesen Ergebnissen bzw. den Verhaltensmodellen 31, 32 handelt es sich um Beziehungsmuster bzw. funktionelle Abhängigkeiten zwischen unterschiedlichen Daten, die im Fertigungsprozess anfallen. Wesentlich ist dabei, dass alle zur Verfügung stehenden Daten der Fertigungsanlage 1 als auch der Daten 20,21,22,23 des Produktionsumfelds den Analysen zugrunde gelegt werden. Eine Vorinterpretation der Daten hinsichtlich „wichtiger“ bzw. „weniger wichtiger“ Informationen unterbleibt dabei gänzlich, wodurch die Möglichkeit offengehalten wird, dass durch das Analyseprogramm 32 zum Data-Mining Beziehungsmuster bzw. wechselseitige Abhängigkeit zwischen den Daten 24 aufgefunden werden, die der menschlichen Intuition einer Bedienperson eigentlich widersprechen und ausgeschlossen werden würden. Dies bedeutet aber auch, dass durch die Analyseeinrichtung 25, insbesondere der Anwendung des Analyseprogramms 35 zum Data-Mining sehr große Datenmengen bewältigt werden müssen.

Es werden laufend Daten der Fertigungsanlage 1 während dieses Fertigungsprozesses als auch Daten 20 von den Einzelproduktkomponenten 7, 8 als auch dem Einzelprodukt 2 und Daten 21,22,23 des Produktionsumfeldes erfasst und in dem Datawarehouse gespeichert. Dazu zählen Daten, wie Informationen über einen externen oder internen Teilelieferanten, wie beispielsweise Menge, Typ, Charge der Einzelproduktkomponenten 7,8, dem Einlage- N2003/02800 rungsdatum, Lagerstand, aktuelle Lagerbewegungen, Losgröße, aktuelle Produktionsstückzahl, aktuelle Maschinenleistung, Füllstand in den Zufuhrstationen 3,4, Qualitätsdaten aus Stichprobenprüfungen der Einzelproduktkomponenten 7, 8 bzw. der Einzelprodukte 2, Reinigungs- und Wartungszyklen usw. Durch Analyse dieser Daten 24 des Datawarehouse kann daraus ein Verhaltensmodell 31 des Fertigungsprozesses gewonnen werden, dass beispielsweise durch Angabe eines Füllstandsoptimums der Zufuhrstationen 3,4, durch Angabe von Wartungs- und Reinigungszyklen oder durch Einstellwerte der Fertigungsanlage 1 für unterschiedliche Typen von Einzelproduktkomponenten 7, 8 gebildet wird. Das Verhaltensmodell 31 des Fertigungsprozesses kann aber auch aus Anweisungen bestehen, dass die Zufuhrstationen 3,4 unter bestimmten Bedingungen die Annahme von Einzelproduktkomponenten 7, 8 akzeptieren bzw. nicht akzeptieren. Die Verhaltensmodelle 31,32 können in weiterer Folge bei der Erstellung des modifizierten Steuerprogramms 30 berücksichtigt werden, sodass beispielsweise die Zufuhrstationen 3,4 das Befüllen mit Einzelproduktkomponenten 7, 8 bzw. durch Rohmaterial eines Lieferanten der eine schlechterer Teilequalität liefert, verweigert wird.

Aufgrund der großen Anzahl der in dem Datawarehouse 19 aufgezeichneten Daten 24 ist es auch möglich, Analysen auf unterschiedlichen Zeitskalen vorzunehmen. So sind Analysen möglich, die sich auf Daten 24 innerhalb der Dauer der Herstellung eines einzigen Einzelproduktes 2, aber auch solche, die sich über einen Zeitraum der Verarbeitung einer gesamten Charge von Einzelproduktkomponenten 7, 8 beziehen. Andererseits können aber auch durch Daten 24 aufgezeichnete Ereignisse innerhalb einer Schicht, innerhalb eines Tages, aber auch über Monate oder noch längere Zeiträume, analysiert werden.

Die Analyseeinrichtung 25 kann zusätzlich auch noch mit einem Simulationssystem 36 ausgestattet sein. Damit ist es auch möglich, den Betrieb des Steuerprogramms zu simulieren und somit dessen Verhalten zu analysieren. Die Ergebnisse der Analyse des modifizierten Steueiprogramms 30 in dem Simulationssystem 36 können selbst wieder als Daten 24 in dem Datawarehouse 19 gespeichert werden. Diese können somit selbst Grundlage für eine weitere Modifikation des Steuerprogramms 30 bilden. Die geplanten Änderungen bei der Modifizierung, d.h. bei der Erstellung des modifizierten Steuerprogramms 30, können somit in dem Simulationssystem überprüft werden, bevor das modifizierte Steuerprogramm 30 in der Anlagensteuerung 15 implementiert wird. N2003/02800 -14- • · • · · · • · · · • · « · • · · · · ·· ·· • · · · · · • · · • · • ·

Die Fig. 4 zeigt ein Schema eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Steuerung der Fertigungsanlage 1.

In dem Datawarehouse 19 werden Daten 24 gespeichert, die in der Fertigungsanlage 1 von dem Fertigungsprozess, als auch aus dem Umfeld der Fertigungsanlage 1 stammen. Mit Hilfe des Analyseprogramms 35 zum Data-Mining werden automatisiert Analyseergebnisse erzielt, die die Grundlage für das Verhaltensmodell des Fertigungsprozesses bzw. das Verhaltensmodell des Einzelproduktes 2 in dem Erkenntnismodul 29 bilden.

Die Analyseeinrichtung 25 weist neben den Analyseprogrammen 28,33, 34, 35 auch ein Analysesteuerprogramm 37 auf. Damit ist es möglich, dass sowohl die Verhaltensmodelle 31, 32, als auch das modifizierte Steuerprogramm 30 für das Simulationssystem 36 automatisch generiert werden.

Mit Hilfe des Analysensteuerprogramms 37 ist es nun auch möglich, dass die Verhaltensmodelle 31,32 automatisiert umgesetzt werden, indem ohne Zutun einer Bedienperson Änderungen des Steuerprogramms 30 vorgenommen und so Einfluss auf die Steuerung der Fertigungsanlage 1 bzw. deren Verhalten genommen wird. Diese Einflussnahme kann innerhalb von manuell vordefinierten Grenzen erfolgen, wobei die Bestimmung der Grenzen durch die Auslegung der Fertigungsanlage 1 selbst vorgegeben ist, die Grenzen können aber auch aus den Analyseprogrammen 28,33,34,35 abgeleitet werden.

Die Anwendung des Verfahrens wird nun am Beispiel der Zufuhrstation 4 (Fig. 1 und 2) für die Einzelproduktkomponente 8 näher erläutert. Aus einem Vorratsbehälter 38 der Zufuhrstation 4 gelangen die Einzelproduktkomponenten 8 über einen Hochtransport 39 nach Überwindung einer Schikane 40 zur Ausrichtung der Einzelproduktkomponenten 8 in einen Puffer 41 zur Zuführung bzw. Übergabe an den Werkstückträger 9. Der Vorgang „zuführen“ ist somit abgeschlossen, wenn die zu verbauende Einzelproduktkomponente 8 bzw. der Teil am Werkstückträger 9 montiert ist. Bei konventionellen Fertigungsanlagen erfolgte bisher die Optimierung der Förderstrecke in der Zufuhrstation 4 und die Versorgung mit neuen Einzelproduktkomponenten 8 bzw. neuem Material manuell. Der Einfluss der zu verarbeitenden Einzelproduktkomponenten 8 bzw. anderer Einflüsse aus dem Umfeld der Fertigungsanlage 1 kann dabei nicht erfasst bzw. berücksichtigt werden. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung der Fertigungsanlage 1 werden N2003/02800 - 15-

Informationen bzw. Daten aus unterschiedlichsten Systembereichen in dem Data-Warehouse 19 gesammelt, sodass diese für Auswertungen bzw. Analysen mit der Analyseeinrichtung 25 zur Verfügung stehen. Die genannten Systembereiche, aus denen Daten erfasst werden, beziehen sich u.a. auf die zu verarbeitenden Einzelproduktkomponenten 7, 8 den Füllstand des Vorratsbehälters 38 der Zufuhrstation 4 als auch auf den Hochtransport 39 die Schikane 40 und den Puffer 41 der Zufuhrstation 4, wie auch auf die Bedienpersonen. Die entsprechenden Bereiche der Zufuhrstation 4 bzw. der Fertigungsanlage 1 sind dazu mit Datenerfassungseinrichtungen bzw. Messeinrichtungen und Sensoren ausgestattet. Die in dem Data-Warehouse 19 erfassten Daten 24 können mm auf Initiative einer Bedienperson, aber auch automatisiert, einer Analyse mit der Analyseeinrichtung 25 unterzogen werden. Befindet sich beispielsweise ein Fertigungsprozess auf der Fertigungsanlage 1 aktuell in einem kritischen Bereich, sodass ein erhöhter Anteil von Einzelprodukten 2 mit einer schlechteren Qualität bzw. Ausschuss hergestellt wird, so werden von der Analyseeinrichtung 25, vorzugsweise mit dem Analyseprogramm 35 zum Datamining, automatisiert jene Einflussfaktoren ermittelt, die für die erhöhte Fehlerrate verantwortlich sind. Die das Ergebnis der Analyse bildenden Einflussfaktoren werden als Teil des Verhaltensmodels 31 des Fertigungsprozess in dem Erkenntnismodul 29 bereitgehalten. Auf Grundlage des Verhaltensmodells 31 des Fertigungsprozesses bzw. des Verhaltensmodells 32 des Einzelproduktes 2 erfolgt automatisiert die Herstellung eines modifizierten Steuerprogrammes 30, das der Anlagensteuerung 15 der Fertigungsanlage 1 zur Verfügung gestellt wird. Die Änderung in dem modifizierten Steuerprogramm 30 kann beispielsweise darin bestehen, dass die Zufuhrstation 4 die Annahme von Einzelproduktkomponenten 8 bzw. Rohmaterial eines Lieferanten, der eine schlechtere Teilequalität liefert, verweigert. Diese Anweisung kann dadurch umgesetzt werden, dass ein entsprechender Wamhinweis für die Bedienperson über die Datenerfassungseinrichtung 17 bzw. das Bedienterminal der Fertigungsanlage 1 ausgegeben wird. Vorzugsweise erfolgt die Umsetzung der entsprechenden Maßnahme aber dadurch, dass von der Anlagensteuerung 15 beim Abruf von weiteren Einzelproduktkomponenten 8 aus dem Lager 12 an dieses ein entsprechender Hinweis übermittelt wird, sodass in weiterer Folge Einzelproduktkomponenten 8 der entsprechenden problematischen Teilequalität nicht mehr an die Zufuhrstation 4 angeliefert werden. Ein wesentliches Merkmal des Verfahrens ist, dass bei der Analyse der Daten 24 des Data-Warehouse 19 mit der Analyseeinrichtung 25 auch auf solche Daten 24 zugegrif- N2003/02800 -16-

fen werden kann, die aus beliebig weit zurück liegenden Zeiträumen des Betriebs der Fertigungsanlage 1 stammen.

Ein weiteres Beispiel der Anwendung des erfmdungsgemäßen Verfahrens wird anhand des Fügeprozesses in der Bearbeitungsstation 5 der Fertigungsanlage 1 näher erläutert. Die Einzelproduktkomponenten 7, 8 befinden sich auf dem Werkstückträger 9 (Fig. 2) und werden in dem Bereich des Aktors 11 der Bearbeitungsstation 5 gebracht, wo sie zusammengefugt bzw. verpresst werden. Der Vorgang ist abgeschlossen, wenn die zusammenzufugenden Einzelproduktkomponenten 7, 8 innerhalb vordefinierter Parameter zu dem Einzelprodukt 2 verarbeitet wurden und dies.er in die Entnahmestation 6 abgelegt worden ist. Mit Sensoren 18 der Bearbeitungsstation 5 können auch qualitätsspezifische Größen des Einzelproduktes 2 bestimmt werden, sodass in der Entnahmestation 6 Einzelprodukte 2, die den geforderten Qualitätskriterien entsprechen und solche, die den erforderlichen Qualitätskriterien nicht entsprechen, getrennt abgelegt werden können. Bei konventionellen Fertigungsanlagen erfolgt die Optimierung des Fertigungsprozesses und der Parameter bzw. Einstellungen der Fertigungsanlage manuell. Der Einfluss der zu verarbeitenden Einzelproduktkomponenten 7, 8, als auch des Betriebsumfeldes der Fertigungsanlage 1, kann dabei nur teilweise erfasst bzw. berücksichtigt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Informationen bzw. Daten sowohl von der Bearbeitungsstation 5 als auch von den Einzelproduktkomponenten 7, 8, wie auch des Bedienpersonals als auch Umwelteinflüsse bzw. Umweltbedingungen, wie beispielsweise die Umgebungstemperatur im Bereich der Fertigungsanlage 1, als Daten 24 in dem Data-Warehouse 19 gesammelt, sodass sie bei Bedarf interpretiert und ausgewertet werden können. Im Fall, dass sich der Fertigungsprozess auf der Fertigungsanlage 1 aktuell in einem kritischen Bereich befindet bzw. die Ausschussrate der Einzelprodukte 2 atypisch hoch ist, kann durch die Analyseeinrichtung 25 bzw. das Analysensteuerprogramm 37 automatisiert eine Analyse der Daten 24 des Data-Warehouse 19 vorgenommen werden. Die Ergebnisse dieser Analyse, die als Verhaltensmodell 31 des Fertigungsprozesses bzw. als Verhaltensmodell 32 des Einzelproduktes 2 in dem Erkenntnismodul 29 bereitgestellt werden, können für die Anpassung der Parameter des Fertigungsprozesses verwendet werden. Diese geänderten Parameter werden der Analyseeinrichtung 25 automatisiert mit dem modifizierten Steuerprogramm 30 an die Fertigungsanlage 1 bzw. der Anlagensteuerung 15 übergeben. N2003/Ö2800 - 17-

Das wiederholte Analysieren der Daten 24 des Data-Warehouse 19 und das Rückfuhren der bei dieser Analyse gewonnenen Ergebnisse an die Fertigungsanlage 1 in Form von modifizierten Steuerprogrammen stellt somit insgesamt einen maschinellen Lernprozess dar. Die dabei durch die Analyseeinrichtung 25 in automatisierter Weise gefundenen wechselseitigen Beziehungen zwischen den Daten des Fertigungsprozesses als auch der Einzelproduktkomponenten 7, 8 und der Einzelprodukte 2 bilden als Verhaltensmodell 31 des Fertigungsprozesses bzw. Verhaltensmodell 32 der Einzelprodukte 2 das erlernte Wissen über die Produktionsbedingungen des Einzelproduktes 2 auf der Fertigungsanlage 1. Die Verhaltensmodelle 31, 32 werden als funktionelle Beziehungen zwischen den Daten 24 ausgedrückt. Die Beschreibung der funktionellen Beziehungen durch die Verhaltensmodelle 31, 32 kann dabei auch durch Verwendung von Fuzzy-Logic erfolgen. Damit ist es auch möglich, Elemente der Verhaltensmodelle 31, 32 in Form von umgangssprachlich formulierten Aussagen zur Verfügung zu stellen. Die entsprechenden Elemente der Verhaltensmodelle 31, 32 werden aber auch als mathematische funktionelle Beziehungen bzw. Rechenmodelle verwendet. Die aus den Verhaltensmodellen 31,32 abgeleiteten Informationen stehen somit sowohl für die automatisierte Weiterverarbeitung als auch als Informationen für Bedienpersonen der Fertigungsanlage 1, wie auch für Entscheidungsträger als Grundlage von Entscheidungen über den Betrieb der Fertigungsanlage 1 selbst, zur Verfügung.

In einer erweiternden Ausführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens kann schließlich auch vorgesehen sein, dass in dem Data-Warehouse 19 Daten 24 von mehreren Fertigungsanlagen 1 des gleichen Typs gespeichert werden. Die Analysen der Daten 24 mit der Analyseeinrichtung 25 zur Erzeugung der Verhaltensmodelle 31,32 können somit auf ein entsprechend vielfaches der Datenmenge der Daten 24 gestützt werden. Die Übermittlung der Daten an das Data-Warehouse 19 als auch die Übermittlung der modifizierten Steuerprogramme 30 an die Fertigungsanlage 1 kann durch unterschiedliche Kommunikations-systeme erfolgen. Dementsprechend ist es auch möglich, dass sich die Fertigungsanlagen 1, das Data-Warehouse 19 und die Analyseeinrichtung 25 an unterschiedlichen, weit voneinander entfernten Orten befinden.

In dem das Verhalten der modifizierten Steuerprogramme 30 in dem Simulationssystem 36 auch unabhängig von der Fertigungsanlage 1 beobachtet werden kann, können auf Grund- N2003/02800 • · · · • · · · ·

• · -18- läge des beschriebenen Verfahrens auch Planungen und Entwürfe neu zu erstellender Fertigungsanlagen 1 durchgeführt werden. Das Verfahren zur Analyse von Fertigungsprozessen einer Fertigungsanlage 1 kann damit auch zur Erzeugung von Verhaltensmodellen 31, 32 für eine neue Generation von Fertigungsanlagen 1 verwendet werden. Es ergibt sich somit auch ein langfristiger Veränderungsprozess der Verhaltensmodelle 31,32 selbst, der als Abfolge von mehreren Schritten beschrieben werden kann. Ausgehend von Untersuchungen der technischen Systeme einer neuen Fertigungsanlage 1 bzw. verfügbarer Testdaten werden zunächst neue Verhaltensmodelle 31, 32 entworfen und in dem Erkenntnismodul 29 der Analyseeinrichtung 25 bereitgehalten. Bei der Herstellung der Einzelprodukte 2 werden während der Benutzung der Fertigungsanlage 1 Daten des Fertigungsprozesses gesammelt und in dem Data-Warehouse 19 als Daten 24 abgelegt. Die gesammelten Daten 24 werden in der Analyseeinrichtung 25 mit Techniken des Datamining bzw. Techniken des maschinellen Lernens analysiert und damit die bestehenden Verhaltensmodelle 31,32 verbessert. Es erfolgen Rückmeldungen an die Fertigungsanlage 1, indem modifizierte Steueiprogramme 30 der Anlagensteuerung 15 der Fertigungsanlage 1 zur Verfügung gestellt werden. Durch Sammeln weiterer Daten 24 von der Fertigungsanlage 1 erfolgen sodann Rückmeldungen von der Fertigungsanlage 1 an das Data-Warehouse 19 bzw. die Verhaltensmodelle 31, 32 und es werden weitere Veränderungen der Verhaltensmodelle 31, 32 vorgenommen solange die Generation der betreffenden Fertigungsanlage 1 in Einsatz ist. Schließlich erfolgt durch Simulationen von veränderten Verhaltensmodellen 31, 32 in dem Simulationssystem 36 die Erzeugung von neuen Verhaltensmodellen 31,32 für die nächste Generation von Fertigungsanlagen 1.

Der Ordnung halber sei abschließend daraufhingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Systems zur Steuerung der Fertigungsanlagen 1 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.

Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1,2; 3; 4 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, N2003/02800 -19- • · f · ·

• · erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibüngen dieser Figuren zu entnehmen.

Die Ausfuhrungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten des Systems zur Steuerung der Fertigungsanlage 1, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausfuhrungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche denkbaren Ausfuhrungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausfuhrungs-variante möglich sind, vom Schutzumfang mitumfasst. N2003/02800 ·· ·*»« ·· 0» #000 ••00 · • · · · · • · · · 0 • · 0 · « 0 ·· · · · • · · · • ··· · • ·

Bezugszeichenaufstellung 1 Fertigungsanlage 2 Einzelprodukt 3 Zufuhrstation 4 Zufuhrstation 5 Bearbeitungsstation 6 Entnahmestation 7 Einzelproduktkomponente 8 Einzelproduktkomponente 9 Werkstückträger 10 Transportrichtung 11 Aktor 12 Lager 13 Wareneingang 14 W arenausgang 15 Anlagensteuerung 16 Steuerungsprogramm 17 Datenerfassungseinrichtung 18 Sensoren 19 Data-Warehouse 20 Daten 21 Daten 22 Daten 23 Daten 24 Daten 25 Analyseeinrichtung 26 Bedienterminal 27 Datenaufbereitungseinheit 28 Analyseprogramm 29 Erkenntnismodul 30 Steuerprogramm 31 Verhaltensmodell 32 Verhaltensmodell 33 Analyseprogramm 34 Analyseprogramm 35 Analyseprogramm 36 Simulationssystem 37 Analysensteuerprogramm 38 Vorratsbehälter 39 Hochtransport 40 Schikane 41 Puffer N2003/02800

Claims

-1 - -1 - • ·

• · Patentansprüche 1. Verfahren zur Steuerung einer Fertigungsanlage (1) und/oder Montageanlage zur Fertigung von Baugruppen bzw. Einzelprodukten (2) in einem durch ein Steuerungsprogramm (16) gesteuerten Fertigungsprozess, wobei die Fertigungsanlage (1) aus einer oder mehreren mechanisch und/oder elektrisch und/oder elektronisch miteinander verbundenen Stationen, beispielsweise einer Zufuhrstation (3,4), einer Bearbeitungsstation (5) und einer Entnahmestation (6) besteht, und die Fertigungsanlage (1) eine Anlagensteuerung (15), durch die das Steuerungsprogramm (16) ausgeführt wird, aufweist, wobei Daten, die durch Sensoren (18) an den Stationen der Fertigungsanlage (1) erfasst werden, an die Anlagensteuerung (15) übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten des Fertigungsprozesses in einem Data-Warehouse (19) gespeichert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Daten des Fertigungsprozesses, die durch weitere Datenerfassungseinrichtungen erfasst werden, in dem Data-Warehouse (19) gespeichert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass aktuelle Parameter bzw. Einstellungen der Fertigungsanlage (1) in dem Data-Warehouse (19) gespeichert werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Datenerfassungseinrichtung bzw. durch Sensoren (18) Daten der Betriebszustände der Fertigungsanlage (1) erfasst werden und in dem Data-Warehouse (19) gespeichert werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Datenart in den Daten der Betriebszustände der Fertigungsanlage enthalten ist, die aus ei- N2003/02800 •w

-2-ner Gruppe, umfassend durch Aktoren aufgebrachte Kräfte, von Aktoren zurückgelegte Wege, Temperaturen und einen Füllstand der Zufuhrstationen (3,4), ausgewählt ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Daten und/oder Messwerte der Einzelprodukte (2) erfasst werden und in dem Data-Warehouse (19) gespeichert werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten und/oder Messwerte der Einzelprodukte (2) qualitätsspezifische Größen des Einzelproduktes (2) enthalten.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Datenerfassungseinrichtung Daten und/oder Messwerte von Einzelproduktkomponenten (7, 8) erfasst werden und in dem Data-Warehouse (19) gespeichert werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Datenart in den Daten der Einzelproduktkomponenten enthalten ist, die aus einer Gruppe, umfassend Lieferant, Charge der Materiallieferung, Produktionseinflüsse beim Kunden, Werte aus der Eingangsprüfung, Herstellungsdatum, Einlagerungszeit, Veränderung des Herstellungsprozesses und Änderungen von Werkzeugen beim Hersteller, ausgewählt ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Datenerfassungseinrichtüng Daten der Betriebsmethode erfasst werden und in dem Data-Warehouse (19) gespeichert werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Datenart in den Daten Betriebsmethode enthalten ist, die aus einer Gruppe, umfassend Art der Prüfung der Einzelproduktkomponenten, Schichtbetriebsmodell, Pausenstill-stand/Pausendurchlauf, Rotation der Bedienpersonen, Reinigungszyklen, Wartungszyklen und Umrüstung der Maschine, ausgewählt ist. N2003/02800 ·· ·· ♦ • · · • · · • · · • · · t ···· # ♦

-3- 12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass durch eine Datenerfassungseinrichtung Daten der Bedienpersonen erfasst werden und in dem Data-Warehouse (19) gespeichert werden. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Datenart in den Daten der Bedienpersonen enthalten ist, die aus einer Gruppe, umfassend Qualifikation, Schulung, Erfahrung, Verhaltensmuster, Alter, Geschlecht, Motivationsfaktoren, Anzahl der Bedienpersonen, Art der Kombination von Bedienpersonen-Qualifikationen und Wechselwirkungen zwischen aufeinander folgenden Schichtmannschaften, ausgewählt ist.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Datenerfassungseinrichtung Daten der Kunden bzw. des Marktes erfasst werden und in dem Data-Warehouse (19) gespeichert werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Datenart in den Daten der Kunden bzw. des Marktes enthalten ist, die aus einer Gruppe, umfassend Losgrößen-Abruf, Lagerbestand beim Kunden und Dringlichkeit des Bedarfs, ausgewählt ist.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit den jeweiligen Daten (24) auch der Zeitpunkt ihrer Erfassung in dem Data-Warehouse (19) mit aufgezeichnet wird.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Data-Warehouse (19) Daten (24) von mehreren Fertigungsanlagen (1) gespeichert werden.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Data-Warehouse (19) gespeicherten Daten (24) analysiert werden und N2003/02800 -4- * ·· ···· ♦ ♦ · · • · · · ♦ ♦ · · · ♦ ♦ » · « unter Berücksichtigung der Ergebnisse der Analyse Prozessparametem der Fertigungsanlage (1) verändert werden.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Data-Warehouse (19) gespeicherten Daten (24) analysiert werden und unter Berücksichtigung der Ergebnisse der Analyse das Steuerprogramm (16) der Anlagensteuerung (15) verändert wird.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Data-Warehouse (19) gespeicherten Daten (24) mit einer Analyseeinrichtung (25) analysiert werden und das Steuerprogramm (16) der Anlagensteuerung (15) verändert wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Analyseeinrichtung (25) durch eine computerisierte Rechenanlage gebildet wird.
22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass in der Analyseeinrichtung (25) ein Analyseprogramm (28) zur grafischen Datenanalyse verwendet wird.
23. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass in der Analyseeinrichtung (25) ein Analyseprogramm (33) zur Anwendung statistischer Analysen verwendet wird.
24. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass in der Analyseeinrichtung (25) ein Analyseprogramm (34) zur Anwendung von OLAP-Analysen (On-line-analytical-processing) verwendet wird.
25. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass in der Analyseeinrichtung (25) ein Analyseprogramm (35) zur Anwendung von Data-Mining-Analysen verwendet wird. N2003/02800 -5- -5- ·· ···· ι • ·· ···· • · · · • · · · • · · · • · · · ·
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Ergebnissen der Analysen ein Verhaltensmodell (31) des Fertigungsprozesses bzw. ein Verhaltensmodell (32) des Einzelprodukts (2) erzeugt wird.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Verhaltensmodelle (31, 32) als mathematische funktionelle Beziehungen ausgedrückt werden.
28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Verhaltensmodelle (31, 32) durch Verwendung von Fuzzy-Logic ausgedrückt werden.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Verhaltensmodelle (31, 32) zur Erstellung eines modifizierten Steuerprogramms (30) verwendet werden und das modifizierte Steuerprogramm (30) in der Anlagensteuerung (15) implementiert wird.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Verhaltensmodelle (31,32) zur Erstellung von Ressourcenplänen für den Betrieb der Fertigungsanlage (1) verwendet werden.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Analysen der Daten (24) des Data-Warehouse (19) durch ein Analysensteuerprogramm (37) in der Analyseeinrichtung (25) in automatisierter Weise durchgefuhrt werden.
32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das modifizierte Steuerprogramm (30) durch das Analysensteuerprogramm (37) in automatisierter Weise hergestellt wird.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderungen des modifizierten Steuerprogramms (30) innerhalb von manuell vordefinierten Grenzen durchgefuhrt werden. N2003/02800 -6- ·· ·· ···· ♦ · · · · • · · · · • · · · · • · · · · ·

·· ····
34. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzen aus den Ergebnissen der mit der Analyseeinrichtung (25) durchgefuhrten Analysen bestimmt werden.
35. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Analyse Daten (24) aus einem Erfassungszeitraum innerhalb der Dauer der Herstellung eines einzigen Einzelproduktes (2) verwendet werden.
36. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Analyse Daten (24) aus einem Erfassungszeitraum innerhalb der Dauer der Verarbeitung einer Charge von Einzelproduktkomponenten (7, 8) verwendet werden.
37. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Analyse Daten (24) aus einem Erfassungszeitraum innerhalb der Dauer einer Betriebsschicht verwendet werden.
38. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Analyse Daten (24) aus einem Erfassungszeitraum, der größer ist als die Dauer einer Betriebsschicht, verwendet werden.
39. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhalten des modifizierten Steuerprogramms (30) bevor es in der Anlagensteuerung (15) implementiert wird in einem Simulationssystem (36) analysiert wird.
40. Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass Ergebnisse der Simulation in dem Data-Warehouse (19) gespeichert werden.
41. Verfahren nach Anspruch 39 oder 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Ergebnisse der Simulation in dem Simulationssystem (36) für Planungen bzw. Entwürfe neu zu konstruierender Fertigungsanlagen (1) verwendet werden. N2003/02800 -7- ·· ·· ···· • · · · · ·

42. System zur Steuerung einer Fertigungsanlage (1) und/oder Montageanlage zur Fertigung von Baugruppen bzw. Einzelprodukten (2) in einem durch ein Steuerungsprogramm (16) gesteuerten Fertigungsprozess, wobei die Fertigungsanlage (1) aus einer oder mehreren mechanisch und/oder elektrisch und/oder elektronisch miteinander verbundenen Stationen, beispielsweise einer Zufuhrstation (3,4), einer Bearbeitungsstation (5) und einer Entnahmestation (6) besteht, und die Fertigungsanlage (1) eine Anlagensteuerung (15) zur Ausführung des Steuerungsprogramms (16) aufweist, und wobei Sensoren (18) zur Erfassung von Daten an den Stationen der Fertigungsanlage (1) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch ein Data-Warehouse (19) gebildeter Speicher zur Aufzeichnung der Daten des Fertigungsprozesses vorgesehen ist.
43. System nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass Datenerfassungseinrichtungen zur Erfassung und Übertragung von Daten der Parameter bzw. Einstellungen der Fertigungsanlage (1) an das Data-Warehouse (19) ausgebildet sind.
44. System nach Anspruch 42 oder 43, dadurch gekennzeichnet, dass Datenerfassungseinrichtungen bzw. Sensoren (18) zur Erfassung und Übertragung von Daten der Betriebszustände der Fertigungsanlage (1) an das Data-Warehouse (19) ausgebildet sind.
45. System nach einem der Ansprüche 42 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass Datenerfassungseinrichtungen zur Erfassung und Übertragung von Daten und/oder Messwerten der Einzelprodukte (2) an das Data-Warehouse (19) ausgebildet sind.
46. System nach einem der Ansprüche 42 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass Datenerfassungseinrichtungen zur Erfassung und Übertragung von Daten und/oder Messwerten von Einzelproduktkomponenten (7, 8) an das Data-Warehouse (19) ausgebildet sind.
47. System nach einem der Ansprüche 42 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass Datenerfassungseinrichtungen zur Erfassung und Übertragung von Daten der Betriebsmethode an das Data-Warehouse (19) ausgebildet sind. N2003/02800 -8- • · • · · • · · • ♦ ♦ • · » ··

··· · %
48. System nach einem der Ansprüche 42 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass Datenerfassungseinrichtungen zur Erfassung und Übertragung von Daten der Bedienpersonen an das Data-Warehouse (19) ausgebildet sind.
49. System nach einem der Ansprüche 42 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass Datenerfassungseinrichtungen zur Erfassung und Übertragung von Daten der Kunden bzw. des Marktes an das Data-Warehouse (19) ausgebildet sind.
50. System nach einem der Ansprüche 42 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Fertigungsanlagen (1) umfasst sind.
51. System nach einem der Ansprüche 42 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass eine Analyseeinrichtung (25) zur Analyse der in dem Data-Warehouse (19) gespeicherten Daten (24) ausgebildet ist.
52. System nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, dass die Analyseeinrichtung (25) durch eine computerisierte Rechenanlage gebildet ist.
53. System nach Anspruch 51 oder 52, dadurch gekennzeichnet, dass die Analyseeinrichtung (25) ein Analyseprogramm (28) zur grafischen Datenanalyse umfasst.
54. System nach Anspruch 51 oder 52, dadurch gekennzeichnet, dass die Analyseeinrichtung (25) ein Analyseprogramm (33) zur Anwendung statistischer Analysen umfasst.
55. System nach Anspruch 51 oder 52, dadurch gekennzeichnet, dass die Analyseeinrichtung (25) ein Analyseprogramm (34) zur Anwendung von OLAP-Analysen (On-line-analytical-processing) umfasst.
56. System nach Anspruch 51 oder 52, dadurch gekennzeichnet, dass die Analyseeinrichtung (25) ein Analyseprogramm (35) zur Anwendung von Data-Mining umfasst. N2003/02800 -9- -9- ·· ···· ·· ·· ···· • · * · ···«· • · · · · ··· # • · · · ♦ · ··· · *····· · ··
57. System nach Anspruch 51 bis 56, dadurch gekennzeichnet, dass die Analyseeinrichtung (25) ein Analysensteuerprogramm (37) zur automatischen Analyse der Daten (24) des Data-Warehouse (19) umfasst.
58. System nach Anspruch 51 bis 57, dadurch gekennzeichnet, dass ein Simulationssystem (36) zur Beobachtung des Verhaltens eines von der Analyseeinrichtung (25) erzeugten modifizierten Steuerprogramms (30) umfasst ist. "AMS - Engineering Sticht Gesellschaft m.b.H." durch (Dr. Se&klehner) N2003/02800