CN103958382B - 用于控制产品加工设备的计算机化控制装置、方法和装置 - Google Patents
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Abstract
为了控制产品加工设备(2),检测生产配置,所述产品加工设备(2)包括收集设备(20),所述收集设备(20)具有传送装置(21)和多个供给装置(23、f1‑fF)且用于准备由供给装置(23、f1‑fF)所输送的产品(P1、P2、P3、P4)组成的产品集合,所述生产配置为多个发货路线定义了多个生产流程的生产,其中给每个发货路线分配一个或多个生产流程,所述生产流程分别定义了包括多个产品的集合种类的多个产品集合的生产。针对供给装置(23、f1‑fF)分别确定由产品的占用,所述产品由供给装置(23、f1‑fF)供给给传送装置(21)以便准备产品集合。生产优化参数确定是否需要为发货路线遵守所定义的生产序列或发货路线的生产序列是否可改变。在生产序列可改变的情况下,将用于相同集合种类的生产集合的生产的多个发货路线的生产流程被整合成关联的生产流程并且针对具有整合的生产流程的生产序列确定对供给装置(23、f1‑fF)的占用。
Description
技术领域
本发明涉及计算机化控制装置和用于控制产品加工设备的计算机执行方法。本发明尤其是涉及计算机化控制装置和用于控制产品加工设备、尤其是印刷品加工设备的计算机执行方法,该产品加工设备包括具有传送装置和多个供给装置的收集设备,所述收集设备用于准备(Erstellung)由供给装置输送的平面式产品、尤其是印刷品组成的产品集合。
背景技术
在用于通过聚集、插入或收集(狭义)来收集(广义)由多种产品组成的产品集合的公知收集设备中,不同的产品由多个连续布置的供给装置按顺序输送给传送装置,在此它们例如在集合载体、例如抓器上或者集合载体、例如抓器中被聚集、插入或收集。在印刷品加工设备中,这些产品尤其是包括不同厚度的平面式印刷品,但是也包括另外的平面式产品,例如数据载体或另外的插页。由产品准备而成的产品集合由传送装置按顺序输送给一个或多个继续加工设备,例如用于插入、覆膜、装订、上胶、剪切和/或堆垛。典型地,设置用于聚集产品的收集设备实施成具有旋转的传送装置。旋转的传送装置使得产品、产品集合或者集合载体的传输能够沿着封闭的曲线和/或轨道循环地在要输送产品的供给装置旁经过。因此,特定的产品和/或产品集合能够在旋转的传送装置上通过多个循环,使得在它们被移交给继续加工设备之前,它们被多次输送给聚集过程。为了例如借助卡车或另外的运输车辆进行发货,产品集合由堆垛站堆垛成包裹(Paket)并接着绑扎。对于一个发货路线,通常需要多个生产流程用于相应集合种类。在生产前和生产期间,必须由产品加工设备的操作员手动使待输送的产品占用供给装置。此外,典型地,这些产品在托盘上被移至供给装置并由操作员堆垛状或捆状地从托盘输送给涉及的供给装置。在生产加工设备对于多个分别具有不同集合种类的多个产品集合的发货路线而具有大量的供给装置(例如数打或过百个)和在其上待实施的、用于准备由可能甚至更大数量的不同待输送产品(例如过百或数百个不同的插页)组成的多个不同类型的产品集合的生产的情况下,当在生产期间对供给装置的新占用引起生产中断时,生产时间被大大延长。供给装置中的该预备时间能够导致预定的发货时间点大大延迟。
发明内容
本发明的任务是提出计算机化控制装置和用于控制具有收集设备的产品加工设备、尤其是印刷品加工设备的计算机执行方法,该产品加工设备至少不具有公知系统的一些缺点。本发明的任务尤其是提出计算机化控制装置和用于控制具有收集设备的产品加工设备的计算机执行方法,它们能够改进对收集设备的供给装置的占用,以实现产品加工设备的高的净功率。
按照本发明,这些目的通过如下所述的方案达成。根据本发明的用于控制产品加工设备的计算机化控制装置,所述产品加工设备包括收集设备,所述收集设备具有传送装置和多个供给装置且用于准备由所述供给装置所输送的不同类型的平面式产品组成的产品集合,所述控制装置包括:生产模块,所述生产模块设置成用于检测生产配置,所述生产配置为多个发货路线定义了多个生产流程的生产,其中给每个发货路线分配一个或多个生产流程,所述生产流程分别定义了包括多个产品的集合种类的多个产品集合的生产;以及控制模块,所述控制模块设置成用于:针对供给装置分别确定由产品的占用,所述产品由供给装置供给传送装置以便准备产品集合;接收生产优化参数,所述生产优化参数确定,是否为发货路线遵守所定义的生产序列或发货路线的生产序列是否可改变;以及,在生产序列可改变的情况下针对多个发货路线将用于相同集合种类的生产集合的生产的生产流程整合成关联的生产流程并且针对具有整合的生产流程的生产序列确定对供给装置的占用。根据所述的装置的改进,所述控制模块设置成用于:接收生产优化参数,所述生产优化参数确定为一个或多个发货路线遵守所定义的生产时间点和/或用于生产的其余发货路线的生产序列可改变,并且针对可改变的发货路线,将用于相同集合种类的生产集合的生产的生产流程整合成关联的生产流程并且针对具有部分未改变且部分被整合的生产流程的生产序列确定对供给装置的占用。所述控制模块可设置成用于:确定在从一个整合的生产流程至后续整合的生产流程的集合种类更换的情况下所期望的、用于供给装置中的产品更换和/或收集设备的生产中断的持续时间,且整合的生产流程的序列确定成使得针对产品更换和生产中断总共期望的持续时间尽可能小。可为所定义的生产序列确定对供给装置的占用,使得所述产品分别分配给供给装置中的一个供给装置,其中属于共同集合种类的产品未分配给相同的供给装置,且如果可能的话,存在于相继生产流程中的产品未分配给相同的供给装置。所述控制模块可设置成用于:针对规定的生产序列确定对供给装置的占用,使得所述产品分别分配给供给装置中的一个供给装置,其中属于共同集合种类的产品未分配给相同的供给装置,针对存在于相继生产流程中的产品,确定所期望的、用于供给装置中的产品更换和/或收集设备的生产中断的持续时间,并且对供给装置的占用确定成使得针对产品更换和生产中断总共期望的持续时间尽可能小。所述控制模块可设置成用于:接收生产优化参数,所述生产优化参数说明了同时使多个供给装置由相同产品占用是允许的还是不允许的;并且在考虑了同时占用的可能性的情况下来确定对供给装置的占用。所述控制模块可设置成用于:接收生产优化参数,所述生产优化参数确定了针对多个发货路线能够实现并行装载的装载站数量;并且在考虑了该装载站数量的情况下来确定对供给装置的占用。所述生产模块可设置成用于:在生产期间检测改变的生产条件,且所述控制模块设置成用于:在生产期间在考虑了改变的生产条件的情况下来确定对供给装置的占用。所述生产模块可设置成用于:在用户界面上表示在生产流程期间所需要的供给装置的数量以及经由用户界面来检测生产流程的调换,以及,所述控制模块可设置成用于:在考虑了被调换的生产流程的情况下来确定对供给装置的占用。根据本发明的另一方面,还提供一种用于控制产品加工设备的计算机执行方法,所述产品加工设备可包括收集设备,所述收集设备具有传送装置和多个供给装置且用于准备由供给装置所输送的不同类型的平面式产品组成的产品集合,所述计算机执行方法包括:检测生产配置,所述生产配置为多个发货路线定义了多个生产流程的生产,其中给每个发货路线分配一个或多个生产流程,所述生产流程分别定义了包括多个产品的集合种类的多个产品集合的生产;针对供给装置分别确定由产品的占用,所述产品由供给装置供给传送装置以便准备产品集合,接收生产优化参数,所述生产优化参数确定,是否为发货路线遵守所定义的生产序列或发货路线的生产序列是否可改变;在生产序列可改变的情况下:将用于相同集合种类的生产集合的生产的多个发货路线的生产流程整合成关联的生产流程;以及针对具有整合的生产流程的生产序列确定对供给装置的占用。根据所述的方法的改进,接收生产优化参数,所述生产优化参数确定为一个或多个发货路线遵守所定义的生产时间点和/或用于生产的其余发货路线的生产序列可改变;将用于相同集合种类的生产集合的生产的可改变的发货路线的生产流程整合成关联的生产流程;以及针对具有部分未改变且部分被整合的生产流程的生产序列来确定对供给装置的占用。还可以确定在从一个整合的生产流程至后续整合的生产流程的集合种类更换的情况下所期望的、用于供给装置中的产品更换和/或收集设备的生产中断的持续时间,以及整合的生产流程的序列确定成使得针对产品更换和生产中断总共期望的持续时间尽可能小。还可以为所定义的生产序列确定对供给装置的占用,使得所述产品分别分配给供给装置中的一个供给装置,其中属于共同集合种类的产品未分配给相同的供给装置,且如果可能的话,存在于相继生产流程中的产品未分配给相同的供给装置。可以针对规定的生产序列确定对供给装置的占用,使得所述产品分别分配给供给装置中的一个供给装置,其中属于共同集合种类的产品未分配给相同的供给装置;针对存在于相继生产流程中的产品,确定所期望的、用于供给装置中的产品更换和/或收集设备的生产中断的持续时间,并且对供给装置的占用确定成使得针对产品更换和生产中断总共期望的持续时间尽可能小。还可以接收生产优化参数,所述生产优化参数说明了同时使多个供给装置由相同产品占用是允许的还是不允许的;并且在考虑了同时占用的可能性的情况下来确定对供给装置的占用。还可以接收生产优化参数,所述生产优化参数确定了针对多个发货路线能够实现并行装载的装载站数量;并且在考虑了该装载站数量的情况下来确定对供给装置的占用。还可以在生产期间检测改变的生产条件,且在生产期间在考虑了改变的生产条件的情况下来确定对供给装置的占用。还可以在用户界面上表示所需要的供给装置的数量;接收调换的生产流程;以及在考虑了被调换的生产流程的情况下来确定对供给装置的占用。根据本发明的第三方面,还提供一种用于控制产品加工设备的装置,所述产品加工设备包括收集设备,所述收集设备具有传送装置和多个供给装置且用于准备由供给装置所输送的平面式产品组成的产品集合,所述用于控制产品加工设备的装置包括:用于检测生产配置的部件,所述生产配置为多个发货路线定义了多个生产流程的生产,其中给每个发货路线分配一个或多个生产流程,所述生产流程分别定义了包括多个产品的集合种类的多个产品集合的生产,用于分别针对供给装置确定由产品的占有的部件,所述产品由供给装置供给传送装置,以便准备产品集合,用于接收生产优化参数的部件,所述生产优化参数确定是否为发货路线遵守所定义的生产序列或发货路线的生产序列是否可改变;用于在生产序列可改变的情况下将用于相同集合种类的生产集合的生产的多个发货路线的生产流程整合成关联的生产流程的部件;以及用于针对具有整合的生产流程的生产序列确定对供给装置的占用的部件。
上述目的通过本发明、尤其是通过如下方式达成:为了控制产品加工设备、尤其是印刷品加工设备(该产品加工设备包括具有传送装置和多个供给装置的收集设备,其用于准备由供给装置所输送的不同类型的平面式、柔性的产品组成的产品集合),生产配置被检测,所述生产配置为多个发货路线定义了多个生产流程的生产,其中给每个发货路线分配一个或多个生产流程,所述生产流程分别定义了包括多个产品的一个集合种类的多个产品集合的生产;分别对于这些供给装置确定由如下产品占用,所述产品由供给装置供给传送装置以便准备产品集合;生产优化参数被接收,所述生产优化参数确定:对于这些发货路线是否遵守所定义的生产序列或发货路线的生产序列是否可改变;在生产序列可改变的情况下,用于相同集合种类的生产集合的生产的多个发货路线的生产流程被整合成关联的生产流程;以及为具有整合的生产流程的生产序列确定对供给装置的占用。
在一实施变型方案中,生产优化参数被接收,所述生产优化参数确定了对于一个或多个发货路线需要遵守所定义的生产时间点以及对于生产的剩余发货路线生产序列是可改变的。可改变的发货路线的生产流程对于相同集合种类的生产集合的生产被整合成关联的生产流程且对于带部分未改变、部分被整合的生产流程的生产序列确定对供给装置的占用。
在一实施变型方案中,确定在从一个整合的生产流程至后续整合的生产流程的集合种类更换的情况下所期望的、用于供给装置中的产品更换和/或收集设备的生产中断的持续时间,且整合的生产流程的序列确定成使得针对产品更换和生产中断总共期望的持续时间尽可能小。
在一实施变型方案中,为所定义的生产序列确定对供给装置的占用,使得这些产品分别分配给供给装置中的一个供给装置,其中属于共同集合种类的产品未分配给相同的供给装置,且如果可能的话,存在于相继生产流程中的产品未分配给相同的供给装置。
在一实施变型方案中,为规定的生产序列确定对供给装置的占用,使得这些产品分别分配给供给装置中的一个供给装置,其中属于共同集合种类的产品未分配给相同的供给装置。针对存在于相继生产流程中的产品,为供给装置中的产品更换和/或收集设备的生产中断确定期望的持续时间,并且对供给装置的占用确定成使得针对产品更换和生产中断总共期望的持续时间尽可能小。
在一实施变型方案中,生产优化参数被接收,所述生产优化参数说明了同时使多个供给装置由相同产品占用是允许的还是不允许的;并且在考虑了同时占用的可能性的情况下来确定对供给装置的占用。
在一实施变型方案中,生产优化参数被接收,所述生产优化参数确定了针对多个发货路线能够实现并行装载的装载站数量;并且在考虑了该装载站数量的情况下来确定对供给装置的占用。
在一实施变型方案中,在生产期间检测改变的生产条件并且在生产期间在考虑了改变的生产条件的情况下来确定对供给装置的占用。
在一实施变型方案中,所需的供给装置数量在用户界面上显示以及调换的生产流程被接收,并且在考虑了被调换的生产流程的情况下来确定对供给装置的占用。
除了计算机化控制装置和用于控制产品加工设备的计算机执行方法外,本发明还涉及计算机程序产品,其包括可获得的、具有所存储计算机代码的计算机可读存储介质。所述计算机代码设置成用于如此控制控制装置的一个或多个处理器,使得这些处理器或者控制装置实施用于控制产品加工设备、尤其是印刷品加工设备的方法,所述产品加工设备包括收集设备,所述收集设备具有传送装置和多个供给装置且用于准备由从供给装置输送的不同类型的平面式、柔性的产品组成的产品集合。在此,控制装置检测生产配置,所述生产配置为多个发货路线定义多个生产流程的生产,其中给每个发货路线分配一个或多个生产流程,所述生产流程分别定义了包括多个产品的集合种类的多个产品集合的生产。该控制装置分别为供给装置确定利用如下产品的占用,所述产品由供给装置供给传送装置用于准备产品集合。该控制装置接收生产优化参数,所述生产优化参数确定是否为发货路线遵守所定义的生产序列或发货路线的生产序列是否可改变。在生产序列可改变的情况下,控制装置将用于生产相同集合种类的生产集合的多个发货路线的生产流程整合成关联的生产流程并针对具有整合的生产流程的生产序列确定对供给装置的占用。
附图说明
下面参照示例描述对本发明的实施。所述实施的示例通过以下附图进行说明:
图1:示出了示意性显示的计算机控制的产品加工设备的方块图,该产品加工设备包括收集设备以及多个后置连接的堆垛-和装载站,所述收集设备具有传送装置和多个供给装置且用于准备产品集合;
图2:示出了另一示意性显示的计算机控制的产品加工设备的方块图,该产品加工设备包括收集设备,所述收集设备具有传送装置和多个供给装置且用于准备产品集合;
图3:示出了流程图,所述流程图示出了用于控制产品加工设备的步骤流程的示例,所述产品加工设备具有对供给装置的优化占用且用于准备产品集合;
图4:示出了流程图,所述流程图示出了用于控制产品加工设备的步骤流程的示例,所述产品加工设备具有按照生产优化参数对供给装置的优化占用且用于准备产品集合;
图5:示出了流程图,所述流程图示出了用于控制产品加工设备的步骤流程的示例,所述产品加工设备具有生产流程的优化生产序列;
图6:示出了流程图,所述流程图示出了用于控制产品加工设备的步骤流程的示例,所述产品加工设备具有在生产流程的所定义的生产序列的情况下对供给装置的优化占用;
图7:示出了生产序列表,其包括生产流程到发货路线的分配;
图8:示出了生产序列表,其包括生产流程到发货路线的分配,其中相同集合种类的产品集合的生产流程被跨路线整合;
图9:示出了包含占用计划的表,该表对于相继的生产流程示出了利用不同的产品对供给装置的占用;
图10:示出了如下示图,该示图包含生产流程期间所需要的供给装置数量。
具体实施方式
在图1和2中,参考标记2表示计算机控制的产品加工设备、尤其是印刷品加工设备,所述产品加工设备具有收集设备20。该收集设备20包括至少一个传送装置21和多个供给装置23,所述供给装置23依据它们的产品占用分别输送不同的产品P1、P2、P3、P4、P5、P6(P1-P6)给传送装置21。产品P1-P6包括印刷品和/或另外的平面式、柔性的产品(例如数据载体,例如CD、DVD、商品样品,例如包装汤料或茶叶袋、信件、包装纺织物、柔性广告等。收集设备20例如包括数打或过百个供给装置23。根据应用,多个供给装置23由相同的产品占用(分担工作(Splitbetrieb)),例如在产品P3、P4厚的情况下,其中,为了由唯一的供给装置23来满足无间歇地将产品P1-P6输送至传送装置21(无中断的生产),或作为备份,为了平衡供给装置23的可能的故障(最大的生产安全性)而由产品加工设备2的操作员对各个供给装置23进行手动装备太慢了。典型地,在生产期间为准备不同的产品集合而输送的不同产品P1-P6的数量是大于产品加工设备2的供给装置23的数量的。
在不同的实施变型方案中,收集设备20设置成用于通过聚集、插入或收集产品或通过其它汇集产品的操作来完成对产品的汇集,对产品的汇集在这里被称为产品集合,并且收集设备20相应地包括具有旋转式传送工具且具有整合距离的传送装置21、收集滚筒、用于整合挤压流(Schuppenströmen)或收集距离的带式传送装置,其分别具有集合载体或不具有集合载体。
在图1和2中显示的收集设备20的示例分别包括具有多个连续布置的集合载体、例如抓器、基座、袋、隔室、隔间、夹具或托架(Sättel)的传送装置21,它们沿着闭合线循环地在供给装置23旁经过并拾取所输送的产品P1-P6。通过按顺序来输送产品P1-P6,在传送装置21上、尤其是在集合载体上或者集合载体中组合产品集合。
如在图1和2中示意性显示,在不同的实施变型方案中,产品加工设备2包括一个或多个继续加工设备,所述继续加工设备例如经由移交单元连接在收集设备20后面。这样的继续加工设备例如包括一个或多个堆垛站24、包装设备25(例如覆膜设备)、用于将附加的产品P1-P6或产品集合插入到相应供给装置23 '的主产品HP中的设备26(例如转动式的插入滚筒)、用于装订和/或剪切的设备、用于上胶和/或剪切的设备,和/或用于印上或粘上附加信息(例如名称和地址)的设备。
例如如在图1中示出,被完全组合且可能被继续处理的产品集合经由另一传送装置27(例如带抓器的链式传送装置)输送给例如多个堆垛站24中的一个,该堆垛站24准备具有所定义数量产品集合的包裹PP并将其输送给引导路径的(wegführend)传送装置28(例如带式传送装置)以运出,该传送装置28根据计划的路线、发货路线将包裹输送给分配的卡车5以发货。代替准备包裹PP,缠绕所准备的产品集合也是可能的。在一种变型方案中,引导路径的传送装置28设计成缓冲器,其用作所准备的产品集合的中间存储器,或者设置成另外的和/或附加的缓冲器来作为产品加工设备2和发货的卡车5之间的中间存储器。
为了进行控制,该产品加工设备2包括控制计算机10,所述控制计算机10经由通信连接与产品加工设备2的不同组件和单元相连,尤其是与收集设备20、传送装置21、输送的供给装置23以及可能的继续加工设备、可控制移交单元和/或废纸分发中心、堆垛站24、其它传送装置27、28以及产品加工设备2的各种不同的传感器、计数器和执行器相连。
参考标记1涉及计算机化控制装置,所述计算机化控制装置实施成为控制计算机10的部分或实施在与控制计算机10相连的一个或多个单独的计算机上。控制装置1借助通信连接直接或经由控制计算机10间接与产品加工设备2的组件和单元相连、尤其是与输送的供给装置23相连。如在图1和2中示意性显示,控制装置1包括:多个功能模块、尤其是控制模块11和生产模块12,后续对它们的功能进行详细描述;以及用于存储占用数据110和生产配置数据120的数据存储器和/或程序存储器。
生产配置数据120包括设备配置参数、生产优化参数和生产配置,它们至少为(通常)多个发货路线定义了多个生产流程的生产。
设备配置参数定义了产品加工设备2用于生产的设备专有配置,例如准备好运行的供给装置23的数量、生产速度(例如27000个循环/h)和预期的/平均的生产中断持续时间(例如1-5分钟)。
生产配置包括生产专有的说明,例如作为插页使用的产品P1-P6的数量(例如60)、待加工的输出(即主产品HP)的数量(例如5)、发货路线的数量(例如126)、样本(Examplare)(即待生产的产品集合)的总数量(例如58000)和集合种类的数量(例如78)。对于各个产品P1-P6,存储产品数据,所述产品数据例如描述形式(即,几何尺寸和方向)以及产品的重量和/或产品类型并且此外还包括具有标题图像和/或图像细节的产品图像数据。
如在图7和8中示例性地显示,按照生产配置给每个发货路线r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、rN(r1-rN)各分配一个或多个生产流程s1、s2、s3、s4、s5、s6、s7、s8、s9、s10、s11、s12、s13、s14、s15、s17、s18、s19、s20、sM(s1-sM),其中每个生产流程s1-sM定义或生成特定集合种类的所定义数量的产品集合。产品集合的集合种类通过包含在涉及的产品集合中的产品P1-P6确定,其中根据应用,在产品集合中产品P1-P6的序列是固定定义的或可灵活改变的。生产配置具有生产流程的所定义生产序列。至少在生产的最初定义的基本配置中如此定义生产序列,使得如在图7中示例性示出,生产流程的次序通过发货路线r1-rN的序列进行定义,其中也为发货路线r1-rN的生产流程s1-sM的次序分别确定线路专有的序列。典型地,相同集合种类的产品集合并不仅在一个路线中而是在多个不同的路线中被发货,使得与需要生产的不同集合种类数量(例如78)相比,在路线所定义的生产序列的情况下需要明显更多的生产流程(例如198)。
生产优化参数包括流程合并参数(Sequenzkonsolidierungsparameter)、分担工作参数(Splitbetriebparameter)、重排参数以及并行装载参数。
流程合并参数说明了是否应遵守取决于路线的生产序列,或者是否能够通过如下方式来改变所述生产序列:在上级的关联流程中整合相同集合种类的产品集合的生产流程。根据实施变型方案,该流程合并参数确定了用于全部生产的生产序列的灵活性(例如,一期或多期报纸的生产),或者限于多个相继的发货路线,其中,一定的发货路线必须保持不变,例如,绑定到特定的生产时刻或者发货时刻。
分担工作参数说明了是允许还是不允许供给装置23的分担工作,也就是说,是否准许多个供给装置23同时由相同的产品P1-P6来占用。
重排参数说明了是允许还是不允许集合种类的整合流程的序列的改变,也就是说,是否准许对该集合种类的序列进行重排序。
并行装载参数说明了是否同时提供并行的装载-或堆垛站24供使用,以及如果可能,说明了同时提供多少并行的装载-或堆垛站24供使用。
如在图9中示例性地示出,占用数据110对于各个生产流程s1-sM分别定义了利用所涉及集合种类的产品P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9、P10、P11、Pn(P1-Pn)对供给装置f1、f2、f3、f4、f5、f6、f8、f9、f10、fF(f1-fF)的占用。在生产流程s1-sM的所定义按顺序次序的情况下,所述占用数据定义了对各个供给装置23、f1-fF的占用的时间序列t。图9中的标记线C显示了供给装置f5的占用从用于生产流程s2的产品P5出发到用于生产流程s5的产品P6的所需更换。图9中的标记线D显示了供给装置f5的占用从用于生产流程s6的产品P6出发到用于生产流程s7的产品P5的所需更换,其发生在生产流程s6和/或s7的直接相继的生产步骤之间并且因而引起运行中断。
控制装置1和/或控制计算机10优选与上级的、未示出的计算机控制系统(Leitsystem)相连。
控制装置1和/或控制计算机10的功能模块,尤其是控制模块11和生产模块12优选实施成为编程软件模块,所述编程软件模块包括计算机程序代码以用于控制一台或多台计算机的一个或多个处理器。所述计算机程序代码存储在一个或多个与这些处理器固定连接或可拆卸连接的(有形)计算机可读存储介质上。然而,本领域技术人员理解,在备选实施变型方案中,这些功能模块能够部分通过硬件组件来实施,或者能够完全通过硬件组件来实施。
为了对其进行实施而设立了功能模块的各种功能在下面段落中参考图3-6来描述,它们以具有对供给装置23、f1-fF的优化占用、用于控制产品加工设备2的可能步骤的流程为例示出流程图
如在图3中示意性示出,在预备步骤S0中由生产模块12来检测生产配置数据120。在此,这些设备配置参数经由用户界面被接收和存储和/或由控制计算机10通过产品加工设备2的最新的运行和状态数据进行定义和/或更新,例如,在可提供且准备好运行的设备模块(例如供给装置23、f1-fF或者堆垛站24)的数量方面。生产配置的生产专有说明例如作为文件由计算机化控制系统接收和/或经由用户界面输入和/或调整。
在步骤S1中由控制模块11来检测生产优化参数。
如在图4中示意性示出,对此,在步骤S10中,控制模块11在控制装置1的显示器上生成用户界面,用户经由所述用户界面能够确定,对于发货路线是否遵守所定义的生产序列,或发货路线的生产序列是否可改变。如果用于全部生产的生产序列可改变,则用户能够通过简单地选择为此而设置的操作元件(例如复选框或单选按钮)来设定流程合并参数。当生产序列仅对于特定发货路线才可改变时,用户对于这些发货路线相应地设定流程合并参数。
在步骤S11中,控制模块11依据所设定的流程合并参数来接收其它生产优化参数。当所设定的流程合并参数显示生产序列不可改变时,仅能在步骤S112中经由所述用户界面设定分担工作参数,分担工作参数说明了,是能够还是不能够使多个供给装置23、f1-fF同时由相同的产品P1-Pn来占用。否则,当所设定流程合并参数显示生产序列可改变时,除此之外,还能够在步骤S111和/或S113中经由用户界面来设定重排参数和并行装载参数,以便一方面选择是否能够对所述集合种类的序列重排序,而另一方面确定,是否能够同时提供并行的装载-和/或堆垛站24,以及如果可能,能够同时提供多少并行的装载-和/或堆垛站24,以便能够同时产生多个发货路线。
在步骤S12中,当用户已经结束经由界面对生产优化参数的输入时,控制模块11激活优化块A。否则,控制模块11在步骤S11中接收其它的生产优化参数。
在步骤S5中,优化块A结束并且根据图8的优化生产序列和/或根据图9对供给装置23、f1-fF的优化占用经由用户界面来显示。在此,不仅显示具有新占用和中断的标记线C和D,而且此外还显示用于全部生产流程的期望时间点和生产时间、尤其是详细的生产时刻表,其具有作为绝对和/或相对时间读数的起始时间和结束时间。
如在图3中示出,控制模块11的优化块A包括:步骤S2,其用于检查流程合并参数是否显示生产序列可改变;步骤S3,如果生产序列可改变,其用于优化生产序列;以及,步骤S4,其用于在所定义的(预给定和/或优化的)生产序列的情况下来优化对供给装置23、f1-fF的占用。
图5示出了步骤S30-S36的流程示例,所述步骤S30-S36由控制模块11实施,以用于在步骤S3中优化生产序列。
在步骤S30中,控制模块11基于生产的最初基本配置来确定(例如在图7中示出)不同生产流程s1-sM的集合种类。
在步骤S31中,控制模块11将那些生产流程s1-sM整合成统一的共同生产流程,生产流程s1-sM生产相同的集合种类并因此需要供给相同的产品P1-Pn。例如如在图8中可见,因此,整合的生产流程s1-sM包括相同集合种类的生产流程,然而,它们针对不同的发货路线r1-rN而产生。
在步骤S32中,该控制模块11检查重排参数是否显示了集合种类的序列可改变并且如果可能在步骤S33中继续进行,否则在步骤S36中继续进行。
在步骤S33中,控制模块11对于生产的两个相继集合种类的所有组合确定花费,例如持续时间,所述花费是在从两个集合种类之一更换到另一个集合种类时由可能从产品P1-Pn到供给装置23、f1-fF上的占用更换所产生的。在此,具有许多相同产品P1-Pn的集合种类具有少的花费,具有许多不同产品P1-Pn的集合种类具有高的花费。
在步骤S34中,控制模块11确定集合种类的如下序列:其引起尽可能小的总花费(短的持续时间)。对最优序列的寻找与旅行销售员(“旅行推销员问题”)的公知问题相应,在此任务在于,为了访问多个地点,如此选择序列,即旅行销售者的总旅行距离尽可能短。本领域技术人员为解决该问题找了很多算法,例如最近的邻居法“Nearest
Neighbours”,这在准确性和效率之间提供了良好折衷,或基因学算法,其具有非常高的准确性,对此而言却是慢的。对于在实际生产之前对种类序列所预备的优化,优先选择具有高精度的方法。对于在生产期间对种类序列进行的优化,优选具有高速度的方法
在步骤S35中,控制模块11存储集合种类的特定(优选)序列并在步骤S36中按照步骤S4来激活对供给装置23、f1-fF的占用的优化。
在步骤S4中依据根据不同方法的实施变型方案来实施对供给装置23、f1-fF的产品占用的优化。例如,按照所谓的“贪婪算法”来按顺序完成生产步骤并且在每个生产步骤后重新将产品P1-Pn分配给供给装置23,其中仅考虑以前的生产步骤。在备选变型方案中,将产品P1-Pn固定分配给供给装置23、f1-fF,其中尽可能避免生产停止。为此,以组合方式不允许从产品P1-Pn到供给装置23,f1-fF的、导致生产中断的分配,或者,以所谓的小集团方式来计算从产品P1-Pn到供给装置23、f1-fF的不同分配的花费并且选择具有尽可能小的总成本(花费、持续时间、停工时间、预备时间)的占用。
图6示出了步骤S40-S49的序列示例,所述步骤S40-S49由控制模块11实施,以用于在步骤S4中按照组合方式以及在变型方案中按照小集团方式优化对供给装置23、f1-fF的占用。在此,依据所设定的分担工作参数以及并行装载参数,来允许或不允许使多个供给装置23、f1-fF同时由相同产品P1-Pn占用和/或同时生产用于多个发货路线的产品集合。在供给装置23、f1-fF由产品P1-Pn占用时可受限使用的其它条件包括产品数据、尤其是产品形式(几何尺寸、取向),产品形式依据可提供的供给装置23、f1-fF的类型来排除可能以不合适的产品形式对供给装置23、f1-fF的占用,或者基于在生产期间所需的对供给装置23、f1-fF的调整而有了如下负担:花费以及可能的生产中断。
在步骤S40中,控制模块11确定生产的生产流程s1-sM和/或生产的集合种类所需的各种产品P1-Pn。
在步骤S41中,控制模块11选择产品P1-Pn中的一个以便分配给供给装置23、f1-fF中的一个。这些产品P1-Pn例如根据它们的数量来分类并且然后以升序来选择。
在步骤S42中,控制模块11选择供给装置23、f1-fF中的一个供给装置,所选择的产品P1-Pn应当分配给所述一个供给装置。
在步骤S43中,控制模块11检查,是否已经给所选择的供给装置23、f1-fF分配如下产品P1-Pn,所述产品P1-Pn在共同集合种类中出现。如果实际上给所选择的传送装置23分配了共同集合种类的产品P1-Pn,则该控制模块11继续在步骤S42中选择备用的供给装置23、f1-fF。由此避免相同集合种类的产品P1-Pn被分配给相同的供给装置23、f1-fF。
否则,控制模块11在步骤S44中检查是否给所选择的供给装置23、f1-fF分配了在如下生产流程中所使用的产品P1-Pn:所述生产流程紧接在其中使用了所选择的产品P1-Pn的生产流程之前或之后实施。如果被选择并且已经分配给涉及的供给装置23、f1-fF的产品P1-Pn在直接相继的生产流程中出现,则该控制模块11在步骤S45中继续运行。否则,该控制模块11会将所选择的产品P1-Pn固定地分配给所选择的供给装置23、f1-fF并在占用计划中的占用数据110中存储所述分配。
在步骤45中,控制模块11检查是否仍有其它的供给装置23、f1-fF可选择用于分配所选择的产品P1-Pn并且在必要时在步骤S42中继续选择备用的供给装置23、f1-fF。否则,占用优化会中断并且该优化块B'会在步骤S46中重新启动,而对相继生产流程无限制条件。
优化块B' 基本上与块B相应。在步骤S46中,该控制模块11与步骤S41相应地选择产品P1-Pn中的一个产品以便分配给供给装置23、f1-fF中的一个供给装置。
在步骤S47中,控制模块11与步骤S42相应地选择供给装置23、f1-fF中的一个供给装置,所选择的产品P1-Pn应当分配给所述一个供给装置。
在步骤S48中,控制模块11与步骤S43相应地检查是否已经给所选择的供给装置23、f1-fF分配了在共同集合种类中出现的产品P1-Pn。如果实际上给所选择的传送装置23分配了共同集合种类的产品P1-Pn,那么该控制模块11在步骤S47中与步骤S42相应地继续选择备用的供给装置23、f1-fF。
否则,该控制模块11将所选择的产品P1-Pn固定地分配给所选择的供给装置23、f1-fF并在占用计划中的占用数据110中存储该分配。
在步骤S49中,控制模块11结束该占用优化。
在备选的实施变型方案中,控制模块11实施优化块E以代替步骤S45和块B'。
在优化块E中,代替对相继生产流程的限制条件,分别计算在将所选择的产品P1-Pn指配给所选择的供给装置23、f1-fN时产生的花费。基于此来确定产品P1-Pn至供给装置23、f1-fN的占用,该占用引起尽可能少的总花费(加权小集团覆盖问题Weighted Clique Cover-Problem)。在此,该花费通过所需要的对供给装置23、f1-fN的新占用和由此形成的延迟和运行中断(持续时间)来形成。
在生产条件改变时,即在生产配置数据120改变时、例如在生产期间探测到设备配置改变(例如由于供给装置23、f1-fN或堆垛站24出故障)时,在生产配置改变或者由此形成的生产优化参数改变时,例如在卡车5出故障或延迟时或在可提供的用于占用供给装置23、f1-fN的人员减少时,通过在生产期间实施占用优化来对占用进行重新确定和调整,其中已经准备的产品集合和/或仍待准备的产品集合被考虑进来。因此,对供给装置23、f1-fN的占用在生产条件改变时被重新确定且优化,换句话说,在正在进行的生产期间是动态的。改变的生产条件例如由生产模块12和/或由控制计算机10基于产品加工设备2的最新运行和状态数据来自动确定或经由用户界面来检测。
在一实施变型方案中,经由控制计算机10的用户界面来检测是否对生产流程s1-sM进行了调换。例如生产模块12设置成用于表示在生产流程期间所需要的供给装置f1-fM的数量以及经由用户界面来检测对生产流程s1-sM的调换。控制模块11相应地设置成用于在考虑了被调换的生产流程的情况下来确定对供给装置f1-fF的占用。图10示出了在生产流程s1-sM期间必需的供给装置f1-fF的数量的表示(在示出的示例中是针对流程s1、s2、s3、s4、s5、s6和s7 分别需要6、5、4、3、4、3、6或者6个供给装置f1-fF)。
基于在生产流程s1-sM期间在用户界面上所显示的、对被占用的供给装置f1-fN的数量的表示的评估,对生产流程s1-sM的调换是符合需要的。在图10中示出了供给装置的数量,这些数量是为了执行按照图9指定的生产所需要的。例如为了对供给装置f1-fF进行操作相应地需要一名操作员,为了在标记线 C上操作供给装置f1-fF的占用更换而需要一名额外的操作员,且为了对运行中断进行操作,需要两名额外的操作员。因此,按照图10能够直接从该表示中读出相应生产流程s1-sM需要多少操作员。操作员数量的使用计划能够与此相应快地计划好。
能够证明不利的是,针对生产流程s3、s4、s5必须从三名操作员更换成四名操作员并且然后又更换成三名操作员。因此,例如生产流程s4能够接着调换到生产流程s2,其中借助在图9中示出的对供给装置f1-fF的占用来检查此类调换是否是允许的。该检查例如能够手动或自动进行、例如通过控制模块11来进行。
在一实施变型方案中,图10的示图用于在各个生产流程s1-sM期间调换生产速度。因此例如生产流程s2能够在晚上19点结束且生产本身能够准备好,以便在夜班期间由三名或四名操作员继续进行,其中在正常的生产速度下总共又需要六名操作员的生产流程s6例如在早上四点开始。例如每个生产流程需要3个小时,即生产流程s3可能在约22点结束,生产流程s4在1点结束且生产流程s5在4点结束。为了能够基于所需的操作员夜班附加费、出于成本原因而在夜班期间保持少的操作员数量,生产速度例如在生产流程s3开始时减少三分之一,从而使生产流程s3在23点结束,生产流程在3点结束,且生产流程s5在7点结束。由此一方面能够在夜班期间保持少的操作员数量,另一方面需要较大数量操作员的时间点能够被推迟,因而不必缴纳夜班附加费。
以相应的方式,能够按照图10的表示简单地读出在生产流程s4中额外放缓生产速度能够导致不仅在生产流程s3、生产流程s4(在此期间采取对供给装置f1-fF的更换)和生产流程s5期间始终需要同样的操作员数量。
参考图10,改变的生产速度能够分别通过相应生产流程s1-sM的相应时间延伸(扩充)来表示,使得在时间线(Zeitstrahl)能够立刻读出,在哪个时间点需要多少操作员。
以相应的方式,能够从按照图10的表示中确定,在哪些时间点例如能够计划入非常小的额外生产流程。例如可能需要生产流程s3',然而,按照生产流程s3,生产流程s3'要额外生产印数为2000件的传单。这样的生产流程例如能够紧接着生产流程s3安置,其中生产流程s3'的生产速度如此减少并调换,使得不需要额外的操作员,并且此外,例如在不必为操作员缴纳夜班附加费的时间点开始生产流程s6。
此外,供给装置的备份和分担布置也会影响需要多少员工来操作生产设备。
根据由生产设备制造的产品的数量,生产序列s1-sM也能够包括例如几分钟的时间段,代替数小时(如上面示例性示出)的时间段。
最后应当指出,虽然在该描述中计算机程序代码被分配给专门的功能模块且步骤的实施以特定的顺序示出,但是本领域技术人员会理解计算机程序代码能够以不同的方式来构造且至少一定的步骤的次序能够被改变,而在此不会偏离保护主题。
Claims (19)
1.用于控制产品加工设备(2)的计算机化控制装置(1),所述产品加工设备(2)包括收集设备(20),所述收集设备(20)具有传送装置(21)和多个供给装置(23、f1-fF)且用于准备由所述供给装置(23、f1-fF)所输送的不同类型的平面式产品(P1-Pn)组成的产品集合,所述控制装置(1)包括:
生产模块(12),所述生产模块(12)设置成用于检测生产配置,所述生产配置为多个发货路线定义了多个生产流程(s1-sM)的生产,其中给每个发货路线分配一个或多个生产流程(s1-sM),所述生产流程(s1-sM)分别定义了包括多个产品(P1-Pn)的集合种类的多个产品集合的生产;以及
控制模块(11),所述控制模块(11)设置成用于:针对供给装置(23、f1-fF)分别确定由产品(P1-Pn)的占用,所述产品(P1-Pn)由供给装置(23、f1-fF)供给传送装置(21)以便准备产品集合;接收生产优化参数,所述生产优化参数确定,是否为发货路线遵守所定义的生产序列或发货路线的生产序列是否可改变;以及,在生产序列可改变的情况下针对多个发货路线将用于相同集合种类的生产集合的生产的生产流程(s1-sM)整合成关联的生产流程并且针对具有整合的生产流程的生产序列确定对供给装置(23、f1-fF)的占用。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述控制模块(11)设置成用于:接收生产优化参数,所述生产优化参数确定为一个或多个发货路线遵守所定义的生产时间点和/或用于生产的其余发货路线的生产序列可改变,并且针对可改变的发货路线,将用于相同集合种类的生产集合的生产的生产流程(s1-sM)整合成关联的生产流程并且针对具有部分未改变且部分被整合的生产流程(s1-sM)的生产序列确定对供给装置(23、f1-fF)的占用。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述控制模块(11)设置成用于:确定在从一个整合的生产流程至后续整合的生产流程的集合种类更换的情况下所期望的、用于供给装置(23、f1-fF)中的产品更换和/或收集设备(20)的生产中断的持续时间,且整合的生产流程的序列确定成使得针对产品更换和生产中断总共期望的持续时间尽可能小。
4.根据权利要求1至3之一项所述的装置,其特征在于,为所定义的生产序列确定对供给装置(23、f1-fF)的占用,使得所述产品(P1-Pn)分别分配给供给装置(23、f1-fF)中的一个供给装置,其中属于共同集合种类的产品(P1-Pn)未分配给相同的供给装置(23、f1-fF),且存在于相继生产流程(s1-sM)中的产品(P1-Pn)未分配给相同的供给装置(23、f1-fF)。
5.根据权利要求1至3之一项所述的装置,其特征在于,所述控制模块(11)设置成用于:针对规定的生产序列确定对供给装置(23、f1-fF)的占用,使得所述产品(P1-Pn)分别分配给供给装置(23、f1-fF)中的一个供给装置,其中属于共同集合种类的产品(P1-Pn)未分配给相同的供给装置(23、f1-fF),针对存在于相继生产流程(s1-sM)中的产品(23、f1-fF),确定所期望的、用于供给装置(23、f1-fF)中的产品更换和/或收集设备(20)的生产中断的持续时间,并且对供给装置(23、f1-fF)的占用确定成使得针对产品更换和生产中断总共期望的持续时间尽可能小。
6.根据权利要求1至3之一项所述的装置,其特征在于,所述控制模块(11)设置成用于:接收生产优化参数,所述生产优化参数说明了同时使多个供给装置(23、f1-fF)由相同产品(P1-Pn)占用是允许的还是不允许的;并且在考虑了同时占用的可能性的情况下来确定对供给装置(23、f1-fF)的占用。
7.根据权利要求1至3之一项所述的装置,其特征在于,所述控制模块(11)设置成用于:接收生产优化参数,所述生产优化参数确定了针对多个发货路线能够实现并行装载的装载站数量;并且在考虑了该装载站数量的情况下来确定对供给装置(23、f1-fF)的占用。
8.根据权利要求1至3之一项所述的装置,其特征在于,所述生产模块(12)设置成用于:在生产期间检测改变的生产条件,且所述控制模块(11)设置成用于:在生产期间在考虑了改变的生产条件的情况下来确定对供给装置(23、f1-fF)的占用。
9.根据权利要求1至3之一项所述的装置,其特征在于,所述生产模块(12)设置成用于:在用户界面上表示在生产流程(s1-sM)期间所需要的供给装置的数量以及经由用户界面来检测生产流程(s1-sM)的调换,以及,所述控制模块(11)设置成用于:在考虑了被调换的生产流程(s1-sM)的情况下来确定对供给装置(23、f1-fF)的占用。
10.用于控制产品加工设备(2)的计算机执行方法,所述产品加工设备(2)包括收集设备(20),所述收集设备(20)具有传送装置(21)和多个供给装置(23、f1-fF)且用于准备由供给装置(23、f1-fF)所输送的不同类型的平面式产品(P1-Pn)组成的产品集合,所述计算机执行方法包括:
检测生产配置,所述生产配置为多个发货路线定义了多个生产流程(s1-sM)的生产,其中给每个发货路线分配一个或多个生产流程(s1-sM),所述生产流程(s1-sM)分别定义了包括多个产品(P1-Pn)的集合种类的多个产品集合的生产;
针对供给装置(23、f1-fF)分别确定由产品(P1-Pn)的占用,所述产品(P1-Pn)由供给装置(23、f1-fF)供给传送装置(21)以便准备产品集合,
接收生产优化参数,所述生产优化参数确定,是否为发货路线遵守所定义的生产序列或发货路线的生产序列是否可改变;在生产序列可改变的情况下:
将用于相同集合种类的生产集合的生产的多个发货路线的生产流程(s1-sM)整合成关联的生产流程;以及
针对具有整合的生产流程的生产序列确定对供给装置(23、f1-fF)的占用。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,接收生产优化参数,所述生产优化参数确定为一个或多个发货路线遵守所定义的生产时间点和/或用于生产的其余发货路线的生产序列可改变;将用于相同集合种类的生产集合的生产的可改变的发货路线的生产流程(s1-sM)整合成关联的生产流程;以及针对具有部分未改变且部分被整合的生产流程的生产序列来确定对供给装置(23、f1-fF)的占用。
12.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,确定在从一个整合的生产流程至后续整合的生产流程的集合种类更换的情况下所期望的、用于供给装置(23、f1-fF)中的产品更换和/或收集设备(20)的生产中断的持续时间,以及整合的生产流程的序列确定成使得针对产品更换和生产中断总共期望的持续时间尽可能小。
13.根据权利要求10至12之一项所述的方法,其特征在于,为所定义的生产序列确定对供给装置(23、f1-fF)的占用,使得所述产品(P1-Pn)分别分配给供给装置(23、f1-fF)中的一个供给装置,其中属于共同集合种类的产品(P1-Pn)未分配给相同的供给装置(23、f1-fF),且存在于相继生产流程(s1-sM)中的产品未分配给相同的供给装置(23、f1-fF)。
14.根据权利要求10至12之一项所述的方法,其特征在于,针对规定的生产序列确定对供给装置(23、f1-fF)的占用,使得所述产品(P1-Pn)分别分配给供给装置(23、f1-fF)中的一个供给装置,其中属于共同集合种类的产品(P1-Pn)未分配给相同的供给装置(23、f1-fF);针对存在于相继生产流程(s1-sM)中的产品(P1-Pn),确定所期望的、用于供给装置(23、f1-fF)中的产品更换和/或收集设备(20)的生产中断的持续时间,并且对供给装置(23、f1-fF)的占用确定成使得针对产品更换和生产中断总共期望的持续时间尽可能小。
15.根据权利要求10至12之一项所述的方法,其特征在于,接收生产优化参数,所述生产优化参数说明了同时使多个供给装置(23、f1-fF)由相同产品(P1-Pn)占用是允许的还是不允许的;并且在考虑了同时占用的可能性的情况下来确定对供给装置(23、f1-fF)的占用。
16.根据权利要求10至12之一项所述的方法,其特征在于,接收生产优化参数,所述生产优化参数确定了针对多个发货路线能够实现并行装载的装载站数量;并且在考虑了该装载站数量的情况下来确定对供给装置(23、f1-fF)的占用。
17.根据权利要求10至12之一项所述的方法,其特征在于,在生产期间检测改变的生产条件,且在生产期间在考虑了改变的生产条件的情况下来确定对供给装置(23、f1-fF)的占用。
18.根据权利要求10至12之一项所述的方法,其特征在于,在用户界面上表示所需要的供给装置的数量;接收调换的生产流程(s1-sM);以及,在考虑了被调换的生产流程(s1-sM)的情况下来确定对供给装置(23、f1-fF)的占用。
19.用于控制产品加工设备(2)的装置,所述产品加工设备(2)包括收集设备(20),所述收集设备(20)具有传送装置(21)和多个供给装置(23、f1-fF)且用于准备由供给装置(23、f1-fF)所输送的平面式产品(P1-Pn)组成的产品集合,
所述用于控制产品加工设备(2)的装置包括:
用于检测生产配置的部件,所述生产配置为多个发货路线定义了多个生产流程(s1-sM)的生产,其中给每个发货路线分配一个或多个生产流程(s1-sM),所述生产流程(s1-sM)分别定义了包括多个产品(P1-Pn)的集合种类的多个产品集合的生产,
用于分别针对供给装置(23、f1-fF)确定由产品(P1-Pn)的占有的部件,所述产品(P1-Pn)由供给装置(23、f1-fF)供给传送装置(21),以便准备产品集合,
用于接收生产优化参数的部件,所述生产优化参数确定是否为发货路线遵守所定义的生产序列或发货路线的生产序列是否可改变;
用于在生产序列可改变的情况下将用于相同集合种类的生产集合的生产的多个发货路线的生产流程(s1-sM)整合成关联的生产流程的部件;以及
用于针对具有整合的生产流程的生产序列确定对供给装置(23、f1-fF)的占用的部件。
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