BRPI1101847A2 - sistema de verificação de conjunto de fabricação dimensionável - Google Patents

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Abstract

SISTEMA DE VERIFICAçãO DE CONJUNTO DE FABRICAçãO DIMENSIONáVEL. Um sistema de verificação de conjunto de fabricação dimensionável para utilização em uma instalação de fabricação para verificar conjunto de um produto, o sistema compreendendo estações de trabalho de processo de conjunto e estações de sistema de verificação de conjunto. As estações de trabalho de processo de conjunto são, cada uma, configuradas para fornecer no mínimo um dispositivo configurado para ajudar na conjunto do produto. As estações do sistema de verificação de conjunto são, cada uma, localizadas dentro de uma diferente das estações de trabalho de processo de conjunto, com cada uma das estações do sistema de verificação de conjunto incluindo um dispositivo de computação em comunicação com o dispositivo e com cada dispositivo de computação incluindo um conjunto respectivo de regras de negócio que correspondem à estação de trabalho do processo de conjunto dentro da qual o dispositivo de computação está localizado, no qual cada conjunto de regras de negócio fornece verificação de conjunto para o dispositivo verificar erro de conjunto do produto com o dispositivo.

Description

"SISTEMA DE VERIFICAÇÃO DE CONJUNTO DE FABRICAÇÃO DIMENSIONA VEL" Fundamento da invenção
A presente invenção é relativa, genericamente, a sistemas de conjunto de fabricação e, mais particularmente, a sistemas de verificação de montagens empregados durante conjunto de fabricação.
Investimento significativo pode ser necessário para implementar verificação eletrônica de conjunto para alguns tipos de plantas de conjunto - por exemplo conjunto de veículos automotivos. No passado soluções integradas foram empregadas onde é empregado um controlador centralizado com um barramento de campo no piso da planta que se ramifica até um nó em cada estação de trabalho de processo de conjunto. Os nós nas extremidades dos ramais não são dispositivos inteligentes e capazes de execução por si próprios, requerendo controle do controlador centralizado para operar. Devido à arquitetura controladora centralizada, estes sistemas não são redimensionáveis com base em uma estação de trabalho individual. Por exemplo, pode-se escolher ter prova de erro (também chamada verificação de conjunto) dentro de uma área geográfica da planta de conjunto, porém não terá resolução para decidir ter prova de erro com base por estação operadora. O custo para instalar este tipo de prova de erro de conjunto necessita instalação de uma infra-estrutura dentro de cada estação de trabalho operadora na área geográfica particular da planta de conjunto a despeito de se é utilizada ou não em cada estação de trabalho. Consequentemente, estes sistemas se apoiam em um investimento de infra-estrutura que, em diversas instalações de fabricação excede de muito o custo de investimento desejado com base em uma estação de trabalho operadora. O investimento envolvido é particularmente agudo em regiões mais sensíveis a preço de baixo custo de mão-de-obra onde a quantidade de estações eletrônicas em uma planta de conjunto pode ser pequena, fazendo proibitivo o investimento total com base Em custo por estação de trabalho. Em adição, tais sistemas de prova de erro têm capacidade limitada para serem expandidos para crescimento na instalação sem que custo adicional excessivo seja incorrido. Consequentemente, para diversas plantas de conjunto em regiões de baixo custo de mão-de-obra prova de erro eletrônica pode não ser implementada, com inspeção manual secundária utilizada ao invés de sistemas de prova de erro.
Sumário da invenção
Uma modalidade considera um sistema de verificação de conjunto de fabricação dimensionável para utilização em uma instalação de fabricação para verificar conjunto de um produto, o sistema compreendendo estações de trabalho de processo de conjunto e estações de sistema de verificação de conjunto. As estações de trabalho de processo de conjunto são, cada uma, configuradas para fornecer no mínimo um dispositivo configurado para ajudar na conjunto do produto. As estações do sistema de verificação de conjunto são, cada uma, localizadas dentro de uma estação diferente das estações de trabalho de processo de conjunto, com cada uma das estações do sistema de verificação de conjunto incluindo um dispositivo de computação em comunicação com o dispositivo, e com cada dispositivo de computação incluindo um respectivo conjunto de regras do negócio que corresponde à estação de trabalho de processo de conjunto dentro da qual o dispositivo de computação está localizado, no qual cada conjunto de regras de negócio proporciona verificação de conjunto para o dispositivo para verificação de erro de conjunto do produto com o dispositivo. Cada um dos dispositivos de computação pode executar suas respectivas regras de negócio independentemente dos outros dispositivos de computação que executam suas regras de negócio.
Uma vantagem de uma modalidade é que sistemas de verificação de conjunto dentro de instalações de fabricação são criadas com 3
um custo muito mais baixo, ao mesmo tempo em que mantêm ou melhoram a qualidade da conjunto construída. Em adição, o sistema de verificação de conjunto de fabricação permite facilidade de redimensionar o sistema para construir um sistema integrado menor ou maior de estações distribuídas de sistema de verificação de conjunto. O redimensionamento também inclui permitir a alguém escolher o equilíbrio apropriado entre custo e automação na determinação se e que dimensão cada um dos níveis do sistema pode ser introduzido em uma instalação de fabricação, com mudanças em escala que podem ser conseguidas quando o negócio na instalação de fabricação muda com o tempo.
Breve descrição de desenhos
A figura 1 é um desenho esquemático de um sistema de verificação de conjunto de fabricação dimensionável.
A figura 2 é um desenho esquemático do sistema de verificação de conjunto de fabricação dimensionável com um número diferente de subcomponentes instalados no sistema.
A figura 3 é um desenho esquemático de uma estação de trabalho de processo de conjunto que é empregada em qualquer dos sistemas de verificação das figuras 1 e 2. Descrição detalhada
Fazendo referência à figura 1, está mostrado um sistema de verificação de conjunto de fabricação dimensionável indicado genericamente em 10. O sistema 10 inclui um primeiro nível 12 de arquitetura de verificação de conjunto e pode também incluir um segundo nível 14 ou um terceiro nível 16 ou ambos os níveis adicionais de arquitetura de verificação de conjunto. Os níveis de arquitetura de verificação são níveis diferentes de comunicação e rastreamento do processo de verificação de conjunto dentro do ambiente de fabricação, que estão indicados por linhas invisíveis nas figuras.
O primeiro nível 12 inclui diversas estações do sistema de 4
verificação de conjunto 18, cada uma localizada em uma estação de trabalho de processo de conjunto diferente 20, indicada por linhas tracejadas nas figuras. O número de estações do sistema de verificação de conjunto 18 é baseado no número de estações de trabalho 20 onde é desejado ter verificação de conjunto e que seja efetivo em custo para fazer isto. Isto pode ser somente algumas estações de sistema de verificação de conjunto 18 ou pode ser em centenas em uma instalação de fabricação maior. Cada estação de trabalho de processo de conjunto 22 é uma localização em uma instalação de fabricação onde alguma conjunto do produto, que pode ser um veículo, tem lugar. Para estações de trabalho 20 no processo de conjunto onde verificação de conjunto é importante, isto é, onde é importante assegurar que a conjunto ocorreu de maneira adequada, uma estação de sistema de verificação de conjunto 19 é preferivelmente operacional.
Cada estação de sistema de verificação de conjunto 18 é configurável por meio de uma interface humano-máquina (HMI). A HMI pode ser um teclado, um mouse, tela de toque, algum outro dispositivo de entrada/saída humana para a estação do sistema 18 ou uma combinação destes. As estações do sistema 18 no primeiro nível podem operar genericamente sem conexões de sistemas para outros níveis, uma vez que a informação e instruções para verificação para impedir/rastrear erros (regras do negócio) estão contidas nas próprias estações do sistema 18. As estações de primeiro nível 18 do sistema podem operar com base na leitura de uma identificação (ID), tal como uma ID de veículo obtida a partir de um código de barras no produto que está sendo montado. O segundo nível 14 é localizado na instalação de fabricação e se comunica com as estações de primeiro nível do sistema 18 através de comunicações de rede (indicadas por setas na figura 1). Estas podem ser redes com fio ou sem fio.
O segundo nível 14 pode incluir um sistema de processamento de inspeção padrão global (GSIP) 22 que é um sistema de relatório de qualidade que está em comunicação com cada uma das estações do sistema 18. O sistema GSIP 22 pode rastrear potenciais defeitos do veículo para diversas operações de verificação de conjunto para melhor prova de erro das 5 operações de conjunto. Por exemplo, as estações do sistema 18 podem relatar um estado corrente de ações de verificação de conjunto, relatar falhas para o sistema GSIP 22 para relatório histórico, ou submeter registros de veículo para armazenagem em um banco de dados.
O segundo nível 14 também pode incluir um sistema de 10 controle de informação de produção global da empresa (GEPICS) 24 que é um sistema de dados de pedido de veículo que está em comunicação com as estações do sistema 18. Este sistema 24 pode incluir informação de manifesto, a informação de sequenciamento de veículos e rastreabilidade de escaneamento de peças. As estações do sistema 18 podem obter a seqüência 15 de construção e dados de opção do veículo diretamente de GEPICS 24, se assim desejado, com as estações do sistema 18 confirmando o sequenciamento do veículo nas estações de trabalho 20. Alternativamente, as estações do sistema 18 podem fornecer sequenciamento fora de linha, mesmo com comunicação GEPICS 24 disponível, uma vez que cada estação do 20 sistema 18 contém as regras de trabalho para sua própria estação de trabalho 20.
O segundo nível 14 pode incluir, adicionalmente, um sistema de monitoramento e controle de produção global (GPMC) 26 que é um sistema de monitoramento da planta em tempo real, que está em comunicação 25 com as estações do sistema 18. Os sistemas de segundo nível podem permitir que alguns dos processos (por exemplo, um relatório de identificação e de qualidade do veículo) sejam ainda automatizados e pode também permitir visão geral automatizada de conjunto de formação de conjunto de peças e sequenciamento de peças. Em adição, o sistema GPMC 26 pode receber relatórios de falhas de verificação de conjunto a partir das estações do sistema 18 ou relatórios de estações do sistema 18 onde uma estação de trabalho 20 está mantendo a linha de conjunto para redimensionar quaisquer problemas para assegurar pronta correção.
O terceiro nível 16 pode incluir um sistema centralizado 28 que tem funcionalidade para fornecer uma localização centralizada para configuração de veículo, bem como adicionar capacidade de visualização para determinar o estado das estações do sistema de verificação de conjunto 18 através de toda a instalação de fabricação. Tendo este terceiro nível o sistema centralizado 28 pode fazer recuperação de desastre rastreamento da configuração de sistema também mais eficientes.
A figura 2 ilustra outra configuração do sistema de verificação de conjunto de fabricação dimensionável 10. Nesta configuração as estações do sistema de verificação de conjunto 18 nas diversas estações de trabalho de processo de conjunto 20 se comunicam com o segundo nível 14 que tem somente um sistema 30. Este sistema pode ser qualquer um dos sistemas GSIP, GEPICS ou GMPC.
A figura 3 ilustra uma estação de trabalho de processo de conjunto 20 que pode ser empregada nos sistemas de verificação de conjunto de fabricação que podem ser redimensionados 10 das figuras 1 e 2. A estação de trabalho 20 pode ser localizada ao longo de um transportador 40 que transporta os produtos a serem montados. Uma das estações do sistema de verificação de conjunto 18 está localizada na estação de trabalho 20.
Esta estação do sistema 18 pode incluir um dispositivo de computação 42 tal como, por exemplo, um laptop, um computador de mesa, um computador de finalidade genérica ou um computador do tipo tablet. O dispositivo de computação 42 tem a funcionalidade para executar as regras de negócio aplicadas à estação de trabalho particular 20, independentemente das outras estações do sistema 18 e independentemente dos sistemas de segundo 7
nível 14 e do sistema de terceiro nível 16. O dispositivo de computação 42 pode operar empregando um computador baseado em Windows CE™ industrial que opera programas aplicativos específicos que implementam as regras do negócio de verificação de conjunto.
As regras do negócio são implementadas pelo dispositivo de computação 42 e são as regras utilizadas para verificar o processo de conjunto naquela estação de trabalho particular 20. As regras de negócio podem incluir, por exemplo, verificação de conjunto de fixadores ao produto, verificação de pegas de peça adequada, verificação de escaneamentos de código de barra de peça, verificação de volumes de enchimento de fluido ou pressões de ar, verificação de tolerâncias dimensionais, verificação de tempos de ciclo de estação, verificação de movimentação de operador, ou qualquer combinação destes processos de conjunto, ou outros processos de conjunto que ocorrem na estação de trabalho particular 20. Com as regras de negócio para cada estação do sistema 18 contidas em seu respectivo dispositivo de computação 42, redimensionamento da verificação de conjunto é relativamente fácil e efetivo em custo com uma capacidade para determinação independente quanto ao desejo que uma estação de sistema 18 em qualquer estação de trabalho particular 20 seja feita em uma base por estação de trabalho. O dispositivo de computação 42 pode receber entrada de um escaner manual operado manualmente 44, e pode se comunicar com outros componentes através de uma interface de computador 46. A interface de computador 46 pode se comunicar com dispositivo de alerta visual 48 e pode empregar luzes vermelha, verde e amarela, para indicar o estado da estação do sistema 18, e pode também incluir um dispositivo de saída de áudio que fornece alertas para a pessoa que realiza a conjunto na estação de trabalho particular 20. A interface de computador 46 também pode se comunicar com dispositivos de interface de entrada/saída 50 e um computador não gerenciado 52. O computador não gerenciado 52 pode, por exemplo, se comunicar com um escâner fixo 54 que lê códigos de barra ou outra informação fixada nos produtos quando eles viajam no transportador 40, e com controladores de torque 56 que lêem o torque aplicado por diversas ferramentas utilizadas durante o processo de conjunto que está sendo completado nesta estação de 5 trabalho particular 20. Todos estes dispositivos são operados com base nas regras de negócio contidas no dispositivo de computação 42 naquela estação de trabalho particular 20, com o dispositivo de computação 42 também verificando a operação destes dispositivos para finalidades de prova de erro das operações de conjunto que têm lugar nesta estação de trabalho. 10 O dispositivo de computação 42 contém os acionadores de
dispositivos necessários para comunicar com os componentes particulares nesta estação de trabalho 20. Novamente isto permite às estações do sistema de verificação de conjunto 18 em cada estação de trabalho operarem de maneira independente, permitindo assim facilidade de redimensionamento do 15 sistema de verificação de conjunto de fabricação dimensionável 10.
Um exemplo de operação de uma estação de trabalho de processo de conjunto 20 inclui o escâner fixo 54 lendo um código de barra em um veículo parcialmente montado que se move no transportador 40. A informação escaneada é transmitida para o dispositivo de computação 42 que 20 tem armazenados nele dados associados do veículo e construção. Isto ativa a verificação de conjunto. Quando o processo de conjunto tem lugar naquela estação de trabalho 20, por exemplo, uma conjunto de fixador, o torque aplicado (através de um controlador de torque 56), o tempo do ciclo de operador e o número da peça do componente (lido pelo escâner manual 44) 25 podem ser armazenados no dispositivo de computação 42. Esta informação pode ser utilizada mais tarde para finalidades de relatório para os sistemas de segundo ou de terceiro nível.
O dispositivo de computação 42 pode operar fora de linha sem comunicação com outros dispositivos, em linha com comunicação em rede 9
em tempo real com outros sistemas (indicado pelas setas na figura 3) e/ou junto à linha com comunicações diferentes de comunicações em tempo real. Também esta informação pode ser utilizada pelo dispositivo de computação 42 para sinalizar um erro caso a verificação de conjunto (com base em regras do negócio) detecte um erro. Assim, a verificação de conjunto é conseguida em um sistema dimensionável para corresponder às necessidades e requisitos de custo em instalações de fabricação que têm requisitos significativamente diferentes.
Embora certas modalidades da presente invenção tenham sido descritas em detalhe, aqueles familiarizados com a técnica à qual esta invenção se relaciona, irão reconhecer diversos projetos e modalidades alternativas para tornar prática a invenção como definida pelas reivindicações a seguir.

Claims (10)

REIVINDICAÇÕES
1. Sistema de verificação de conjunto de fabricação dimensionável para utilização em uma instalação de fabricação para verificar a conjunto de um produto, o sistema caracterizado pelo fato de compreender: uma pluralidade de estações de trabalho de processo de conjunto, cada uma configurada para fornecer no mínimo um dispositivo configurado para auxiliar na conjunto do produto; e uma pluralidade de estações de sistema de verificação de conjunto, cada uma localizada dentro de uma diferente das estações de trabalho de processo de conjunto, cada uma das estações do sistema de verificação de conjunto incluindo um dispositivo de computação em comunicação com o dispositivo, e cada dispositivo de computação incluindo um conjunto respectivo de regras de negócio que correspondem à estação de trabalho de processo de conjunto dentro da qual o dispositivo de computação está localizado, no qual cada conjunto das regras do negócio proporcionam verificação de conjunto para o dispositivo para verificação de erro de conjunto do produto com o dispositivo cada um dos dispositivos de computação sendo configurado para executar as respectivas regras de negócio independentemente dos outros dispositivos de computação.
2. Sistema de verificação de conjunto de fabricação dimensionável de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de incluir um sistema de processo global de inspeção padrão em comunicação com cada uma das estações do sistema de verificação de conjunto, o sistema global de processo de inspeção padrão configurado para receber uma pluralidade de relatórios de qualidade a partir das estações do sistema de verificação de conjunto para rastrear defeitos potenciais na conjunto do produto.
3. Sistema de verificação de conjunto de fabricação dimensionável de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de 2 incluir um sistema de controle global de informação de produção da empresa em comunicação com cada uma das estações do sistema de verificação de conjunto, o sistema global de controle de informação de produção da empresa configurado para coordenar o sequenciamento de informação do produto com cada uma das estações do sistema de verificação de conjunto.
4.Sistema de verificação de conjunto de fabricação dimensionável de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de incluir um sistema global de monitoramento e controle de produção em comunicação com cada uma das estações do sistema de verificação de conjunto, o sistema global de monitoramento e controle de produção configurado para receber falhas de verificação de conjunto a partir das estações do sistema de verificação de conjunto.
5.Sistema de verificação de conjunto de fabricação dimensionável de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de incluir um sistema global de controle de informação de produção da empresa em comunicação com cada uma das estações do sistema de verificação de conjunto, o sistema global de controle de informação de produção da empresa configurado para coordenar informação de sequenciamento do produto com cada uma das estações do sistema de verificação de conjunto.
6. Sistema de verificação de conjunto de fabricação dimensionável de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de incluir um sistema global de monitoramento e controle de produção em comunicação com cada uma das estações do sistema de verificação de conjunto, o sistema global de monitoramento e controle de produção configurado para receber falhas de verificação de conjunto a partir das estações do sistema de verificação de conjunto.
7. Sistema de verificação de conjunto de fabricação dimensionável de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o dispositivo ser um escâner configurado para escanear um meio legível no 3 produto, e o dispositivo de computação ser configurado para receber uma entrada a partir do escâner e determinar os processos de conjunto requeridos para o produto na estação de trabalho de processo de conjunto correspondente com base no escâner.
8. Sistema de verificação de conjunto de fabricação dimensionável de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o dispositivo ser um controlador de torque configurado para ler um torque aplicado durante conjunto do produto na estação de trabalho de processo de conjunto correspondente, e no qual o dispositivo de computação é configurado para receber e armazenar informação de torque para conjunto do produto.
9.Sistema de verificação de conjunto de fabricação dimensionável de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de incluir um sistema centralizado em comunicação com cada uma das estações do sistema de verificação de conjunto, o sistema centralizado configurado para fornecer uma representação visual de um estado para cada uma das estações do sistema de verificação de conjunto.
10.Sistema de verificação de conjunto de fabricação dimensionável de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada uma das estações do sistema de verificação de conjunto incluir um indicador de alerta visual controlado pelo dispositivo de computação, cada um dos dispositivos de computação configurado para fornecer indicações visuais do estado da estação de trabalho do processo de conjunto correspondente ativando diferentes indicadores visuais no indicador de alerta visual.
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