CN102044015A

CN102044015A - Mes环境中生产需求的反向工程

Info

Publication number: CN102044015A
Application number: CN2010105063634A
Authority: CN
Inventors: P·科佩洛; A·拉维奥拉
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2009-10-13
Filing date: 2010-10-12
Publication date: 2011-05-04
Also published as: US20110087355A1; EP2320361A1

Abstract

本发明涉及MES环境中生产需求的反向工程。本发明公开了一种用于从生产需求(1)自动生成产品生产规则(5)的方法和系统，该系统包括：读取模块(2)，能够读取生产需求数据；数据筛选模块(3)，被设计用于从生产需求数据中选择数据集；处理模块(4)，被设计用于生成产品生产规则；用于存储产品生产规则的装置。

Description

MES环境中生产需求的反向工程

技术领域

本发明大体涉及制造执行系统(MES)环境中的生产需求并且更具体地涉及用于生产需求的反向工程的方法和系统。

背景技术

生产需求是对生产对象的需求，例如对生产汽车的需求。这种需求通常与不同的生产阶段和工作步骤相关联。根据市场细分，这些生产阶段的每个也可以包括进行的生产阶段，即每个生产阶段可以以俄罗斯套娃的方式(Russian doll way)反复地揭露至少一个进行的生产阶段。这些生产阶段的每个与所述对象的至少一部分或片段的生产相关联。如果我们以汽车为例，生产阶段以及还有其进行的生产阶段对应于汽车的片段(比如发动机、主体等等)的生产。工作步骤则对应于所述片段的组装。每个汽车生产操作此外涉及工具、设备、人员，换言之，例如根据时间计划或根据生产阶段的进展以定义的方式介入的且为有效实现最终对象(在我们的示例中为汽车)而协作的资源。

为生产所需对象而必须实现的操作集，比如整个生产阶段和工作步骤，被描述在称为产品生产规则(PPR)的规则中。因而，PPR定义了对根据可用资源的知识达到生产需求所必要的操作集。因而，这些操作包括专用于每个生产阶段和工作步骤的材料、人员、设备等等。例如，在生产汽车的情况下，PPR定义哪些资源将从事把发动机放置在汽车的主体中，即哪些工具将被使用、哪些人员对其管理并且对其负责，以及从按时间顺序的观点来看即根据工作步骤和生产阶段的组织，这个操作在生产过程中何时发生。换言之，PPR是用于生产所需对象的配方(recipe)。它们是用于以满足生产需求的方式制作所需对象的指令。

当研发新产品或对象时，用于生产所述新对象的通常方式从创建PPR开始，然后接着是从这些PPR创建生产需求。在达到完全反映顾客或市场需求的理想生产需求之前，PPR可能根据顾客愿望而经受一个或若干改进。PPR因而被转化成可能具有由MES可执行的细目的客户订单，即所述生产需求。例如，当在MES中具体包括的过程控制器执行在PPR中给出的指南或指令时，所得到的生产对象满足顾客准则。一般而言，MES是在企业资源计划(ERP)上层和工艺线下层之间提供计算机器和软件工具的中间层，通常包括用于分析管理的软件工具以及用于生产工艺的软件工具。MES是基于ISA(国际标准协会)标准S95，其定义软件工具如何可以实施工厂底层的生产工艺以及如何与其通信。

每个生产需求特定于一个产品，即满足顾客准则的对象。此外，生产需求是在生产所需对象中涉及的若干数据源、通常是混合数据源的综合的结果。事实上，从按时间顺序的观点来看定义和计划生产阶段和工作步骤的PPR与各种源头的数据源有联系，所述源头例如表示用于生产所述对象的资源。其可能例如是由顾客、由ERP系统等等提供的外部或内部数据源。通常适当地制定出数据以便变得可与MES内的至少一个生产需求综合。PPR是基于所述数据源，并且使用所述数据源来创建/生成生产需求。因此，生产需求由通过综合所述数据源的至少一部分而产生的特定数据集定义并且一般存储在建模生产需求的数据库中。如果生产需求改变，则在生产所需对象中涉及的数据集也改变。然而，与特定工厂相关联的MES负责执行由PPR生成的生产需求，即负责生产与产品需求相关联的对象。

PPR在工厂中是很重要的，因为它们表示用于生成生产需求的模型，所述模型没有与生产需求相关联的任何时间最后期限，并对用于生成新生产需求的修改开放。事实上，PPR是用于与生产需求相关联的具体生产管理的理论指令。为了执行新生产需求，工厂设计者必须对PPR施加影响，并且使其适应与所述新生产需求相关联的新顾客准则，因而创建新特定指令。具体而言，如果新生产需求例如是先前所需的且因而现有的对象的进展，则新指令仅仅是先前使用的指令的改编。此外，新产品通常以已经在市场中的现有产品的进展开始。在这种情况下，现有产品的进展需要新PPR以生产和创建与所述新产品的生产相关联的新生产需求。

在生产需求的反向工程中，即当人们想要把现有的生产需求提取成PPR以便能够操纵所述PPR，例如用于使所述PPR适应与现有产品的进展相一致的顾客或市场的新需求时，出现一个问题。反向工程的这种情况始于先前用未知PPR生成的已知生产需求，并且旨在确定允许创建现有生产需求的所述未知PPR。换言之，反向工程对应于找出始于已知生产需求的与所述已知生产需求相关联的指令，即PPR。

直到现在，当生产需求在PPR的任何实现之前到达工厂时，用于从生产需求创建规则的孤立解决方案是对生产需求手动执行提取操作以便获取模型，即PPR。通常是，生产需求不被接入(turned on)到PPR中，这伴随有数据丢失。此外，由于生产需求可以包括与资源(比如设备、人员、材料、工艺参数等等)的复杂描述相关联的成百的生产阶段，所以从生产需求中手动提取指令因此是无价值的，并且还通常导致时间损耗，伴随有所需新产品生产的计划的延迟。

发明内容

因此本发明的目标是提供一种用于具体在MES内以没有与生产需求到PPR的提取有关的任何手动操作的方式把生产需求提取到PPR的方法和系统。

这个目标是根据关于方法的本发明通过一种用于从生产需求自动生成产品生产规则的方法而获得的，该方法包括以下步骤：

-读取生产需求数据，具体地所述生产需求数据存储在MES内；

-具体地借助于所述生产需求数据的筛选过程从生产需求数据中选择数据集，所述数据集具体地例如是根据所满足的筛选准则而对生产需求数据的特定选择；

-具体地通过提取数据集的数据，分类和制定出所述数据集的数据以用于生成至少一个PPR；

-具体地在数据库中存储所生成的PPR。

这个目标是根据关于系统的本发明通过一种用于从生产需求自动生成产品生产规则的系统而获得的，该系统包括：

-读取模块，能够读取生产需求数据，具体地能够读取MES中的所述生产需求数据；

-数据筛选模块，被设计用于例如根据筛选过程从生产需求数据中选择数据的集合或数据集；

-处理模块，被设计用于具体地通过提取数据集的数据生成PPR；

-用于具体地在数据库中存储PPR的装置。

具体而言，生产需求数据是来自至少一个数据源且被综合到生产需求的数据。

具体而言，数据筛选模块包括至少一个筛选协议，其被设计用于允许选择为生成PPR所需的特定生产需求数据，该选择是根据筛选准则完成的。因而，筛选过程具体地被设计成利用至少一个筛选协议工作。此外，至少一个筛选协议由用于配置所述筛选协议的装置可配置，所述用于配置的装置有利地包括在数据筛选模块中。筛选协议的配置可能例如通过改变至少一个筛选准则由用户手动地完成，或者具体地在MES内以及在生产需求的对象类型的功能中自动地完成。对生产需求数据进行筛选导致所述数据集，即其导致满足筛选准则的所述生产需求数据的特定选择。

数据集，或者换言之特定生产需求数据的选择，具体仅包括与生产需求有关的与时间无关的信息。事实上，当生产需求可以包括与生产最后期限(比如开始生产)有关的数据时，所述选择仅包括与时间无关的数据，例如与比如用于生产所需对象的材料和设备的资源有关的数据，但是没有与生产所需对象的估计开始时间有关的信息。因而，筛选过程能够自动选择仅与生产资源有关的至少一个生产需求数据集。

在筛选生产需求数据后，包括在数据集中的数据具体地被处理模块分类和制定出，以便生成PPR。根据优选的实施例，处理模块能够从数据集的数据中提取指令和理论数据。具体地，措词“提取”意为从其上下文中取出数据，所述上下文例如与特定所需对象的生产相关联，以便通过由处理模块实现的提取过程所产生的数据或指令没有任何上下文信息，即与特定生产需求无关，并且仅包括用于实现所述所需对象的基本信息。然后，在提取过程后获取的所述数据或指令可能例如通过适应顾客/市场的需求而针对每个新特定生产需求进行重新实况化(re-contextualize)。

附图说明

图1示意性地表示标准产品寿命周期的示例；

图2示意性地表示实际产品寿命周期的示例；

图3示意性地表示MES环境中产品需求的反向工程的示例。

具体实施方式

图1根据如下的一系列连续步骤示意性地表示标准产品寿命周期的示例：

-市场或顾客需求识别新产品1；

-生成基本PPR 2以生产新产品；

-PPR改进3，即随后改进4基本PPR以获取最终PPR 5，该最终PPR 5能够生成生产需求7以根据市场或顾客需求生产新产品；

-随后改进最终PPR以使所述最终PPR适应产品进展6，因而根据新产品1的进展和新生产需求8的创建而获取满足市场或顾客的需求的新或类似PPR。

图2根据如下的一系列连续步骤示意性地表示实际产品寿命周期的示例：

-已经现有的产品根据市场或顾客的需求与现有生产需求1相关联；

-手动生成表示现有产品的提取的基本PPR 2；

-PPR改进3，即随后改进4基本PPR以获取新或类似的PPR 5，用于生成与新生产需求8相关联的满足顾客或市场的需求的新产品。

根据图2，从已经存在于市场中的已知产品但是未知PPR开始，新PPR必须被手动生成。基本PPR的手动生成是耗时的并且通常与经济损失相关联。为避免这些问题，图3示意性地提出具体在MES内允许生产需求的反向工程的本发明实施例。

在图3中，读取模块2能够读取生产需求数据，该生产需求数据例如嵌入或综合到现有生产需求1并且具体存储在MES M中。然后数据筛选模块3能够在生产需求数据当中选择包括数据的数据集，所述数据满足由包括在数据筛选模块中的至少一个筛选协议定义的筛选准则。这些筛选准则例如允许仅选择与时间无关的数据、或者与比如材料或设备的资源有关的数据、或者与生产阶段有关的数据等等，同时例如忽略其他种类的数据。一旦完成对满足筛选准则的数据的选择，则处理模块4能够具体通过提取数据集的数据而生成至少一个PPR 5。例如，处理模块可以具体辨别在生产需求数据中涉及的生产阶段、工作步骤以及资源(材料、设备、...)，并且从特定于现有产品并因而特定于现有生产需求的其上下文中取出它们。由处理模块4生成的PPR 5可能具体地自动存储在MES M中以用于根据产品的进展或顾客/市场需求的将来改进。

最后，读取模块2、数据筛选模块3和处理模块4可能被包含在单个反向工程工具T(具体地是用于与MES M协作的设计)中。

最后，根据本发明的方法和系统具有以下优点：

-读取模块2、数据筛选模块3和处理模块4的协作允许从现有生产需求1自动生成PPR；

-PPR的自动生成有利地允许节省时间和成本。

Claims

1.用于从生产需求(1)自动生成产品生产规则(5)的方法，该方法包括以下步骤：

-读取生产需求数据；

-从生产需求数据中选择数据集；

-分类和制定出所述数据集的数据以用于生成至少一个产品生产规则；

-存储所生成的产品生产规则。

2.根据权利要求1的方法，其中选择数据集的步骤包括筛选过程。

3.根据权利要求2的方法，其中筛选过程被设计用于利用至少一个筛选协议工作。

4.根据权利要求3的方法，其中筛选协议是可配置的。

5.根据权利要求2到4中任一项的方法，其中筛选过程能够自动选择仅仅与生产资源有关的至少一个生产需求数据集。

6.根据前面权利要求中任一项的方法，特征在于提取数据集的数据。

7.用于从生产需求(1)自动生成产品生产规则(5)的系统，该系统包括：

-读取模块(2)，能够读取生产需求数据；

-数据筛选模块(3)，被设计用于从生产需求数据中选择数据集；

-处理模块(4)，被设计用于生成产品生产规则；

-用于存储产品生产规则的装置。

8.根据权利要求7的系统，特征在于数据筛选模块(3)包括至少一个筛选协议。

9.根据权利要求8的系统，其中筛选协议是可配置的。

10.根据权利要求7到8中任一项的系统，其中处理模块(4)能够通过提取数据集的数据来生成至少一个产品生产规则。