CN107168253B - 计算机集成制造系统及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种计算机集成制造系统及其制造方法。该计算机集成制造系统至少包括：自动派送系统、物料管理系统以及机台；自动派送系统获取已生产的半成品数量与预设的半成品数量之间的比值；自动派送系统获取比值最小的产品信息，并根据产品信息生成控制指令；自动派送系统通过控制指令控制物料管理系统将与产品信息对应的载具派送到机台。本发明能够快速地将紧急的载具派送到机台，进而减少货物的堆积时间，提高企业的效益。

Description

计算机集成制造系统及其制造方法
技术领域
本发明涉及制造技术领域，特别是涉及一种计算机集成制造系统及其制造方法。
背景技术
CIM(Computer Integrated Manu-facturing，计算机集成制造系统)是大型工业生产的核心系统，通过计算机，网络通讯和软件系统等信息科技,整合与管理制造过程中的所有活动,达到生产数据管理,生产自动化、生产效率最大化的目的，堪比自动化制造过程中的大脑和神经系统。
其中，自动派送系统(Dispatch，DSP)是计算机集成制造系统的重要组成部分，它确保生产的产品能够及时有效地到达生产的机台进行生产，极大提高了生产效率和机台利用率。
目前，公司的订单有很多个，而订单的产品种类又不相同，导致产线内同时存在多种WIP(半成品)。在产线内存在多种WIP时，由于WIP在各个制程站点分布不合理，因此最终的成品产出比例不合理，进而导致货物的堆积时间长。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种计算机集成制造系统及其制造方法，能够减少货物的堆积时间，提高企业的效益。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种计算机集成制造系统，其至少包括：自动派送系统、物料管理系统以及机台，其中：
所述机台生成派送半成品请求，所述自动派送系统获取所述机台的派送半成品请求；
所述自动派送系统根据所述派送半成品请求获取与产品对应已生产的半成品数量，并获取与所述产品对应预设的半成品数量；
所述自动派送系统获取所述已生产的半成品数量与所述预设的半成品数量之间的比值；
所述自动派送系统获取比值最小的产品信息，并根据所述产品信息生成控制指令；
所述自动派送系统通过所述控制指令控制所述物料管理系统将与所述产品信息对应的载具派送到所述机台。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种制造方法，其应用于计算机集成制造系统，所述制造系统至少包括：自动派送系统、物料管理系统以及机台，所述制造方法包括：
在所述机台生成派送半成品请求时，所述自动派送系统获取所述派送半成品请求；
所述自动派送系统根据所述派送半成品请求获取与产品对应已生产的半成品数量，并获取与所述产品对应预设的半成品数量；
所述自动派送系统获取所述已生产的半成品数量与所述预设的半成品数量之间的比值；
所述自动派送系统获取比值最小的产品信息，并根据所述产品信息生成控制指令；
所述自动派送系统通过所述控制指令控制所述物料管理系统将与所述产品信息对应的载具派送到所述机台。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过自动派送系统获取已生产的半成品数量与预设的半成品数量之间的比值，获取比值最小的产品信息，并根据产品信息生成控制指令；自动派送系统通过控制指令控制物料管理系统将与产品信息对应的载具派送到机台；能够快速地将紧急的载具派送到机台，进而减少货物的堆积时间，提高企业的效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要采用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1是本发明第一实施例的计算机集成制造系统的结构示意图；
图2是本发明第一实施例的制造方法的流程示意图；
图3是本发明第二实施例的计算机集成制造系统的结构示意图；
图4是本发明第二实施例的制造方法的流程示意图；
图5是本发明第三实施例的计算机集成制造系统的结构示意图；
图6是本发明第三实施例的制造方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图1所示，图1是本发明第一实施例的计算机集成制造系统的结构示意图。本实施例所揭示的计算机集成制造系统10至少包括：自动派送系统11、物料管理系统(Material Control System，MCS)12以及机台13。
其中，在机台13需要半成品进行生产时，机台13生成派送半成品请求，自动派送系统11从机台13获取派送半成品请求。自动派送系统11根据派送半成品请求获取与产品对应已生产的半成品数量，即自动派送系统11在当前机台13制程点完成制造时获取下一个制程点的半成品分布，获取下一个制程点与产品对应已生产的半成品数量。自动派送系统11进一步获取与产品对应预设的半成品数量，该预设的半成品数量为用户预先设置的最大值或者自动派送系统11根据实际生产需要设置的最大值，并且产品在与制程点均预先设置有半成品数量。
自动派送系统11获取已生产的半成品数量与预设的半成品数量之间的比值。例如：机台13可以生产产品A和产品B，在机台13完成1300制程点的半成品生产时，自动派送系统11获取下一个制程点1400的半成品分布，其中自动派送系统11获取产品A在制程点1400已生产的半成品数量为15，并且获取产品B在制程点1400已生产的半成品数量为15，而自动派送系统11获取产品A对应预设的半成品数量为20，获取产品B对应预设的半成品数量为30，则自动派送系统11获取产品A的比值为3/4，产品B的比值为1/2。
自动派送系统11获取比值最小的产品信息，并根据产品信息生成控制指令，即自动派送系统11获取产品B的比值小，则自动派送系统11根据产品B的产品信息生成控制指令。自动派送系统11通过控制指令控制物料管理系统12将与产品信息对应的载具(Cassette，CST)派送到机台13，即自动派送系统11通过控制指令控制物料管理系统12将与产品B对应的载具派送到机台13。
其中，在自动派送系统11进一步获取与产品对应预设的半成品数量之前，自动派送系统11进一步判断是否有预设的半成品数量；若有，则自动派送系统11进一步获取与产品对应的半成品数量；若否，则自动派送系统11是否有最佳的派送计划；若自动派送系统11有最佳的派送计划，则自动派送系统11根据最佳的派送计划控制物料管理系统12派送载具；若自动派送系统11没有最佳的派送计划，则动派送系统11控制物料管理系统12停止派送载具。
在本实施例中，自动派送系统11获取已生产的半成品数量与预设的半成品数量之间的比值，获取比值最小的产品信息，并根据产品信息生成控制指令；自动派送系统11通过控制指令控制物料管理系统12将与产品信息对应的载具派送到机台13；能够快速地将紧急的载具派送到机台13，进而减少货物的堆积时间，提高企业的效益。
本发明还提供第一实施例的制造方法，该制造方法在第一实施例所揭示的计算机集成制造系统10的基础上进行描述。如图2所示，本实施例所揭示的制造方法包括以下步骤：
S101：在机台13生成派送半成品请求时，自动派送系统11从机台13获取派送半成品请求；
S102：自动派送系统11根据派送半成品请求获取与产品对应已生产的半成品数量，并获取与产品对应预设的半成品数量；
S103：自动派送系统11获取已生产的半成品数量与预设的半成品数量之间的比值；
S104：自动派送系统11取比值最小的产品信息，并根据产品信息生成控制指令；
S105：自动派送系统11通过控制指令控制物料管理系统12将与产品信息对应的载具派送到机台13。
在步骤S102中，自动派送系统11在当前机台13制程点完成制造时获取下一个制程点的半成品分布，获取与产品均对应已生产的半成品数量。
该预设的半成品数量为用户预先设置的最大值或者自动派送系统11根据实际生产需要设置的最大值，并且与产品在与制程点均预先设置有半成品数量。
在步骤S103中，例如：机台13可以生产产品A和产品B，在机台13完成1300制程点的半成品生产时，自动派送系统11获取下一个制程点1400的半成品分布，其中自动派送系统11获取产品A在制程点1400已生产的半成品数量为15，并且获取产品B在制程点1400已生产的半成品数量为15，而自动派送系统11获取产品A对应预设的半成品数量为20，获取产品B对应预设的半成品数量为30，则自动派送系统11获取产品A的比值为3/4，产品B的比值为1/2。
在步骤S104中，自动派送系统11获取产品B的比值小，则自动派送系统11根据产品B的产品信息生成控制指令。
在步骤S105中，自动派送系统11通过控制指令控制物料管理系统12将与产品B对应的载具派送到机台13。
可选地，在步骤S101和步骤S102之间，自动派送系统11进一步判断是否有预设的半成品数量；
若有，则进入步骤S102；
若否，则自动派送系统11是否有最佳的派送计划；
若自动派送系统11有最佳的派送计划，则自动派送系统11根据最佳的派送计划控制物料管理系统12派送载具；
若自动派送系统11没有最佳的派送计划，则动派送系统11控制物料管理系统12停止派送载具。
本实施例所揭示的制造方法能够快速地将紧急的载具派送到机台13，进而减少货物的堆积时间，提高企业的效益。
本发明还提供第二实施例的计算机集成制造系统，该制造方法在第一实施例所揭示的计算机集成制造系统10的基础上进行描述。如图3所示，本实施所揭示的计算机集成制造系统进一步包括制造执行系统(Manufacturing Execution System，MES)14和自动化控制系统(BC)15，自动化控制系统15用于控制机台13实际操作，并将机台13的实时状态发送给制造执行系统14，制造执行系统14将机台13的实时状态发送给自动派送系统11。
现有技术中机台用于玻璃的解包机，是玻璃基板投入生产的一个制程机台，该机台需要在阵列厂和彩膜厂共用。因此阵列厂和彩膜厂每天按照计划投入玻璃基板，机台不能被一个厂一直使用，因此现有技术需要解决的技术问题是：如何进行派送空载具以接收解包的玻璃基板。
在本实施例中，制造执行系统15针对不同的厂做不同的设置，因此制造执行系统15设置机台13对应两个虚拟机台，例如制造执行系统15设置阵列厂的机台13为TCUPK100机台，设置彩膜厂的机台13为FCUPK100机台，TCUPK100机台和FCUPK100机台均为机台13。
在机台13生成要货请求，即物料管理系统12派送空载具，并且机台13需要玻璃基板时，自动化控制系统15从机台13获取要货请求。自动化控制系统15根据要货请求获取与厂别对应的虚拟机台信息，并将虚拟机台信息和要货请求发送给制造执行系统14；例如阵列厂需要玻璃基板，则自动化控制系统15根据要货请求获取阵列厂的虚拟机台信息为TCUPK100机台，并将TCUPK100机台上报给制造执行系统14。
制造执行系统15将虚拟机台信息和要货请求发送给自动派送系统11。自动派送系统11根据预设的规则将虚拟机台信息转换为物理机台信息，并根据物理机台信息和要货请求生成派送指令；由于物料管理系统12能够识别一套机台13，因此自动派送系统11需要将不同的虚拟机台信息转换为机台13的物理机台信息。例如，自动派送系统11获取到虚拟机台信息为TCUPK100机台，则根据预设的规则转换为机台13的物理机台信息。
物料管理系统12根据派送指令将对应的载具派送到机台13，即物料管理系统12将玻璃基板派送到机台13，以使阵列厂接收解包的玻璃基板。
在物料管理系统12将对应的载具派送到机台13后，物料管理系统12发送派送记录信息给自动派送系统11。自动派送系统11根据派送指令和派送记录信息转换为虚拟机台的派送记录，例如自动派送系统11记录为TCUPK100机台的派送记录。
本实施例能够提高机台13的利用率，减少制程的时间，进一步提高企业的效益。
本发明还提供第二实施例的制造方法，该制造方法在第二实施例所揭示的计算机集成制造系统的基础上进行描述。如图4所示，本实施例所揭示的制造方法包括以下步骤：
S401：在机台13生成要货请求时，自动化控制系统15根据要货请求获取与厂别对应的虚拟机台信息，并将虚拟机台信息和要货请求发送给制造执行系统14；
S402：制造执行系统14将虚拟机台信息和要货请求发送给自动派送系统11；
S403：自动派送系统11根据预设的规则将虚拟机台信息转换为物理机台信息，并根据物理机台信息和要货请求生成派送指令；
S404：物料管理系统12根据派送指令将对应的载具派送到机台13；
S405：在物料管理系统12将对应的载具派送到机台13后，物料管理系统12发送派送记录信息给自动派送系统11；
S406：自动派送系统11根据派送指令和派送记录信息转换为虚拟机台的派送记录。
在步骤S401中，制造执行系统15针对不同的厂做不同的设置，因此制造执行系统15设置机台13对应两个虚拟机台，例如制造执行系统15设置阵列厂的机台13为TCUPK100机台，设置彩膜厂的机台13为FCUPK100机台，TCUPK100机台和FCUPK100机台均为机台13。
在物料管理系统12派送空载具，并且机台13需要玻璃基板时，机台13生成要货请求。例如阵列厂需要玻璃基板，则自动化控制系统15根据要货请求获取阵列厂的虚拟机台信息为TCUPK100机台，并将TCUPK100机台上报给制造执行系统14。
在步骤403中，由于物料管理系统12能够识别一套机台13，因此自动派送系统11需要将不同的虚拟机台信息转换为机台13的物理机台信息。例如，自动派送系统11获取到虚拟机台信息为TCUPK100机台，则根据预设的规则转换为机台13的物理机台信息。
本发明还提供第三实施例的计算机集成制造系统，该制造方法在第二实施例所揭示的计算机集成制造系统的基础上进行描述。如图5所示，本实施例所揭示的机台13为更换(changer)机台，机台13至少包括第一附属设备131和第二附属设备132。在其他实施例中，计算机集成制造系统可以包括多个机台13。
现有技术中更换机台作为载具的置换机台，由于LTPS(Low Temperature Poly-silicon，低温多晶硅)的特殊制程需求，更换机台的重要性在Array厂凸显出来。首先，LTPS工艺对载具的清洁度有很高的要求，需要对载具在一定周期且整个阵列厂的一套生产流程中至少要更换一次。阵列厂需要在生产工艺的一半流程中进行一次载具的置换，这个载具的置换就是通过更换机台完成的。如何提高更换机台的置换效率成为阵列厂生产工艺时间缩短的一个关键因素。
其中，第一附属设备131可为Load Port，第二附属设备132可为unload Port。在其他实施例中，第一附属设备131和第二附属设备132可以为同一设备。
在第一附属设备131准备装载时，制造执行系统14获取更换信息，即制造执行系统14通过自动化控制系统15获取更换信息，例如制造执行系统14通过自动化控制系统15从机台13获取更换信息。制造执行系统14进一步根据更换信息获取目标载具、源载具以及第一派送信息，其中更换信息包括产品信息、源载具、目标载具、目标位置、更换机台、优先级或者预约时间，目标位置可与源载具的位置相同。可选地，制造执行系统14根据更换信息产生第一派送信息。制造执行系统14将目标载具和源载具发送给机台13，并将第一派送信息发送给自动派送系统11；自动派送系统11根据第一派送信息控制物料管理系统12将源载具派送到第一附属设备131。
在第二附属设备132准备装载时，机台13将目标载具的信息发送给自动派送系统11，机台13通过自动化控制系统15和制造执行系统14发送目标载具的信息给自动派送系统11。自动派送系统11根据目标载具的信息生成第二派送信息，并根据第二派送信息控制物料管理系统12将目标载具派送到第二附属设备132。
可选地，在制造执行系统14获取更换信息之后，自动派送系统11进一步判断是否正在运行该更换信息；若是，则自动派送系统11在第一附属设备131准备装载时查找源载具，并控制物料管理系统12将源载具派送到第一附属设备131；自动派送系统11在第二附属设备132准备装载时查找目标载具，并控制物料管理系统12将目标载具派送到第二附属设备132。
在本实施例中，计算机集成制造系统能够快速将需要更换的源载具和目标载具派送到机台13，缩短阵列厂的生产周期，进而减少货物的堆积时间，提升产品的品质，提高企业的效益。
本发明还提供第三实施例的制造方法，该制造方法在第三实施例所揭示的计算机集成制造系统的基础上进行描述。如图6所示，本实施例所揭示的制造方法包括以下步骤：
S601：在第一附属设备131准备装载时，制造执行系统14获取更换信息，根据更换信息获取目标载具、源载具以及第一派送信息；
S602：制造执行系统14将目标载具和源载具发送给机台13，并将第一派送信息发送给自动派送系统11；
S603：自动派送系统11根据第一派送信息控制物料管理系统12将源载具派送到第一附属设备131；
S604：在第二附属设备准备装载132时，机台13将目标载具的信息发送给自动派送系统11；
S605：自动派送系统11根据目标载具的信息生成第二派送信息，并根据第二派送信息控制物料管理系统12将目标载具派送到第二附属设备132。
在步骤S601中，制造执行系统14通过自动化控制系统15获取更换信息，例如制造执行系统14通过自动化控制系统15从机台13获取更换信息。
其中，更换信息包括产品信息、源载具、目标载具、目标位置、更换机台、优先级或者预约时间，目标位置可与源载具的位置相同。可选地，制造执行系统14根据更换信息产生第一派送信息。
可选地，在步骤S601之后，自动派送系统11进一步判断是否正在运行该更换信息；
若是，则自动派送系统11在第一附属设备131准备装载时查找源载具，并控制物料管理系统12将源载具派送到第一附属设备131；自动派送系统11在第二附属设备132准备装载时查找目标载具，并控制物料管理系统12将目标载具派送到第二附属设备132；
若否，则进入步骤S602。
综上所述，本发明通过自动派送系统获取已生产的半成品数量与预设的半成品数量之间的比值，获取比值最小的产品信息，并根据产品信息生成控制指令；自动派送系统通过控制指令控制物料管理系统将与产品信息对应的载具派送到机台；能够快速地将紧急的载具派送到机台，进而减少货物的堆积时间，提高企业的效益。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种计算机集成制造系统，其特征在于，所述制造系统至少包括：自动派送系统、物料管理系统以及机台，其中：
所述机台生成派送半成品请求，所述自动派送系统获取所述机台的派送半成品请求；
所述自动派送系统根据所述派送半成品请求获取与产品对应已生产的半成品数量，并获取与所述产品对应预设的半成品数量；
所述自动派送系统获取所述已生产的半成品数量与所述预设的半成品数量之间的比值；
所述自动派送系统获取比值最小的产品信息，并根据所述产品信息生成控制指令；
所述自动派送系统通过所述控制指令控制所述物料管理系统将与所述产品信息对应的载具派送到所述机台。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述制造系统进一步包括制造执行系统和自动化控制系统，所述自动化控制系统用于控制所述机台实际操作，并将所述机台的实时状态发送给所述制造执行系统，所述制造执行系统将所述机台的实时状态发送给所述自动派送系统。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，在所述机台生成要货请求时，所述自动化控制系统根据所述要货请求获取与厂别对应的虚拟机台信息，并将所述虚拟机台信息和所述要货请求发送给所述制造执行系统；
所述制造执行系统将所述虚拟机台信息和所述要货请求发送给所述自动派送系统；
所述自动派送系统根据预设的规则将所述虚拟机台信息转换为物理机台信息，并根据所述物理机台信息和所述要货请求生成派送指令；
所述物料管理系统根据所述派送指令将对应的载具派送到所述机台。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，在所述物料管理系统将对应的载具派送到所述机台后，所述物料管理系统发送派送记录信息给所述自动派送系统；
所述自动派送系统根据所述派送指令和所述派送记录信息转换为虚拟机台的派送记录。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述机台至少包括第一附属设备和第二附属设备，在所述第一附属设备准备装载时，所述制造执行系统获取更换信息，根据所述更换信息获取目标载具、源载具以及第一派送信息，所述制造执行系统将所述目标载具和源载具发送给所述机台，并将所述第一派送信息发送给所述自动派送系统；
所述自动派送系统根据所述第一派送信息控制所述物料管理系统将所述源载具派送到所述第一附属设备。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，在所述第二附属设备准备装载时，所述机台将所述目标载具的信息发送给所述自动派送系统，所述自动派送系统根据所述目标载具的信息生成第二派送信息，并根据所述第二派送信息控制所述物料管理系统将所述目标载具派送到所述第二附属设备。
7.一种制造方法，其特征在于，所述制造方应用于计算机集成制造系统，所述制造系统至少包括：自动派送系统、物料管理系统以及机台，所述制造方法包括：
在所述机台生成派送半成品请求时，所述自动派送系统获取所述派送半成品请求；
所述自动派送系统根据所述派送半成品请求获取与产品对应已生产的半成品数量，并获取与所述产品对应预设的半成品数量；
所述自动派送系统获取所述已生产的半成品数量与所述预设的半成品数量之间的比值；
所述自动派送系统获取比值最小的产品信息，并根据所述产品信息生成控制指令；
所述自动派送系统通过所述控制指令控制所述物料管理系统将与所述产品信息对应的载具派送到所述机台。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述制造系统进一步包括制造执行系统和自动化控制系统，所述方法进一步包括：
在所述机台生成要货请求时，所述自动化控制系统根据所述要货请求获取与厂别对应的虚拟机台信息，并将所述虚拟机台信息和所述要货请求发送给所述制造执行系统；
所述制造执行系统将所述虚拟机台信息和所述要货请求发送给所述自动派送系统；
所述自动派送系统根据预设的规则将所述虚拟机台信息转换为物理机台信息，并根据所述物理机台信息和所述要货请求生成派送指令；
所述自动派送系统通过所述派送指令控制所述物料管理系统将对应的载具派送到所述机台；
在所述物料管理系统将对应的载具派送到所述机台后，所述物料管理系统发送派送记录信息给所述自动派送系统；
所述自动派送系统根据所述派送指令和所述派送记录信息转换为虚拟机台的派送记录。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述机台至少包括第一附属设备和第二附属设备，所述方法进一步包括：
在所述第一附属设备准备装载时，所述制造执行系统获取更换信息，根据所述更换信息获取目标载具、源载具以及第一派送信息；
所述制造执行系统将所述目标载具和源载具发送给所述机台，并将所述第一派送信息发送给所述自动派送系统；
所述自动派送系统根据所述第一派送信息控制所述物料管理系统将所述源载具派送到所述第一附属设备。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
在所述第二附属设备准备装载时，所述机台将所述目标载具的信息发送给所述自动派送系统；
所述自动派送系统根据所述目标载具的信息生成第二派送信息，并根据所述第二派送信息控制所述物料管理系统将所述目标载具派送到所述第二附属设备。
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