CN109389278A - 用于工厂效率评估的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于工厂效率评估的系统和方法，该方法包括：在第一图形区中显示运算符集，在第二图形区中显示运算对象集，并且在第三图形区中提供公式编辑器用户接口，该公式编辑器用户接口使得能够分别从第一图形区或从第二图形区向第三图形区中拖放运算符或运算对象，以创建用于作为工厂效率的度量的工厂绩效指标的公式，此后将工厂绩效指标称为PPI；在每次将运算对象放入到第三图形区中时，针对所放入的运算对象自动显示工厂生产过程中涉及的实体的预定义列表，所述预定义列表使得能够针对所述运算对象来选择实体；自动收集与针对被拖放到第三图形区中的每个运算对象而选择的实体对应的数据；根据所述公式和收集到的数据来自动计算PPI。

Description

用于工厂效率评估的系统和方法
技术领域
本发明涉及用于工厂效率评估的方法和系统。
背景技术
本发明在制造执行系统(此后称为“MES”)的背景下产生。如由制造企业解决方案协会(MESA国际联合)定义的，MES是通过管理“从订单下发至制造的点到产品交付为成品的点的生产操作”，并且通过“经由双向通信向整个组织和供应链中的其他方提供关于生产活动的任务关键信息”来“推动制造操作的有效执行的动态信息系统”。
为了提高制造工厂的质量和过程性能，MES通常包括的功能是资源分配和状态、派发生产订单、数据收集/采集、质量管理、维护管理、性能分析、操作/细节安排、文档控制、劳务管理、过程管理和产品跟踪。
例如，西门子公司在其SIMATIC产品系列下提供了广泛的MES产品。
在此背景下，仍然存在一个问题，即对工厂效率的评估，这需要工厂效率计算公式的耗时配置和为此目的专门培训的操作员。
实际上，现有技术提供了用于评估工厂效率的预定义公式集，或者通过允许用户以一种文本方式创建新的自定义公式来使得能够实现一些灵活性。一方面，预定义公式集不能为用户在评估工厂效率方面提供足够的灵活性，另一方面，以所述一种文本方式创建新的自定义公式需要特定的能力，并且因此需要对操作员的特定培训，因此未能提供使得任何操作员都能够评估工厂效率的任何直观且简便的方法。
发明内容
本发明提出了促进对工厂效率的评估的新方法和系统，该方法和系统使得操作员能够直观且简单地配置对工厂效率的任何评估，尤其是在MES内配置对工厂效率的任何评估。根据独立权利要求的目的来实现该技术方案。从属权利要求呈现了本发明的另外的优点。
本发明特别提出了一种用于评估工厂效率的方法，该方法包括：
在第一图形区中显示运算符集；
在第二图形区中显示运算对象集；
在第三图形区中提供公式编辑器用户接口，该公式编辑器用户接口使得能够分别从第一图形区、从第二图形区向第三图形区中拖放运算符、运算对象，以使得用户能够创建用于工厂绩效指标(PPI)的公式，所述PPI被配置用于度量工厂效率，所述PPI例如是关键生产指标(KPI)；
对于每次将运算对象放入到第三图形区中，针对所放入的运算对象自动显示工厂生产过程中涉及的用于所述运算对象的实体的预定义列表，所述预定义列表使得能够由用户针对所述运算对象来选择实体。优选地，所述预定义列表包括实体的物理地址；
自动收集与针对被拖放到第三图形区中的每个运算对象而选择的实体对应的数据；
根据所述公式和收集到的数据来自动计算PPI。
本发明还涉及一种用于评估工厂效率的系统，所述系统包括：
用户接口，包括：用于显示运算符集的第一图形区；用于显示运算对象集的第二图形区，所述用户接口还包括第三图形区，该第三图形区使得能够分别从第一图形区、从第二图形区向第三图形区中拖放运算符、运算对象，以创建用于计算PPI的公式；
处理单元，连接至用户接口和工厂的实体，例如设备和/或传感器和/或生产装置，处理单元被配置用于针对每个放入运算对象自动显示工厂的生产过程中涉及的用于所述放入运算对象的所述实体的预定义列表，所述预定义列表使得用户能够针对所述运算对象来选择实体，处理单元还被配置用于自动收集来自针对包括在第三图形区内的每个运算对象而选择的实体的数据，并且根据公式和收集到的数据来自动计算PPI。优选地，处理单元被配置用于在实体的物理地址处收集所述数据，所述物理地址针对每个实体被提供在所述预定义列表中。
附图说明
现在将借助于附图来更好地说明本发明，在附图中：
图1示出了根据本发明的系统的示意图。
图2示出了根据本发明的方法的示意流程图。
图3示出了添加两个运算对象的示意图。
图4示出了所得到的工厂绩效指标公式的示意图。
具体实施方式
参照图1，呈现了根据本发明的系统1的优选实施方式。所述系统1包括以下部件：
用户接口11，包括用户接口显示器，该用户接口显示器具有用于显示运算符集的第一图形区111、用于显示运算对象集的第二图形区112，所述用户接口显示器还包括第三图形区113，该第三图形区113使得能够如由箭头A所示地分别从第一图形区111或从第二图形区112向第三图形区113中拖运算符或运算对象，以创建用于计算PPI的公式。用户接口显示器例如是使得用户能够与在触摸屏上显示的虚拟对象进行交互的触摸屏。用户接口11还可以是屏幕和使得用户能够与屏幕上显示的虚拟对象进行交互的任何其他装置。优选地，用户可以通过以下操作来直接与运算符集或运算对象集交互：选择(例如通过抓取)一个或若干个所述运算符或运算对象，以及将它或它们拖放到第三图形区113。如本领域已知的，运算符和运算对象是可以由用户选择以用于在第三图形区113中创建PPI公式的虚拟对象。特别地，对于每次将运算对象放入到第三图形区中，系统1自动显示用于所述运算对象的实体的预定义列表。例如，将运算对象放入到第三图形区中可以触发弹出菜单即上下文菜单的打开，该弹出菜单显示要由用户针对运算对象选择的实体的预定义列表。第三图形区113使得能够将所选择的运算符与用于运算对象的实体相关联，以使用户创建用于PPI的公式。然后可以将所述公式存储在系统1的例如处理单元12内的存储器121内；
处理单元12，包括至少一个处理器和存储器121，所述处理单元12连接至用户接口11和效率需要被评估的工厂的实体31、32。根据本发明，处理单元12特别地被配置用于自动收集，优选地实时收集来自针对被放入到第三图形区113内的运算对象而选择的实体31、32的数据，并且例如在用户的请求时根据公式和在特定时间段内收集到的数据来自动计算PPI，所述特定时间段可以例如由用户定义。
优选地，根据本发明的系统1仅收集针对从第二图形区112移动到第三图形区113中的放入的运算对象而选择的实体的数据，并且不收集在预定义列表中列出的针对运算对象未选择的实体的数据，从而节省了存储器，这是因为不收集不用于PPI计算的数据。这有利地提高了系统的效率。优选地，运算对象从第三图形区113的撤回意味着处理单元12停止收集针对所撤回的运算对象而选择的实体的数据。实体31、32是例如产品生产过程中涉及的典型工厂设备和/或测量与生产过程有关的一些值的装置。
根据本发明的方法由图2示意性地表示，其中，根据本发明的系统，特别是其处理单元，被配置用于：
在用户接口显示器的第一图形区中显示21运算符集，在所述用户接口显示器的第二图形区中显示21运算对象集，其中，用户接口显示器包括第三图形区，该第三图形区使得能够通过以下操作来创建PPI公式：使用例如拖放功能分别从第一图形区、第二图形区选择运算符、运算对象并且将运算符、运算对象分别移动到第三图形区中。根据本发明，第三图形区被配置用于使得用户能够借助于对一个或若干个运算对象以及一个或若干个运算符应用的拖放功能来创建和/或编辑PPI公式；
借助于系统并且针对被拖拽放入——即由用户选择然后被移动并释放——到第三图形区中的每个运算对象来自动显示22用于所述运算对象的实体的预定义列表，其中，所述列表使得用户能够针对所述运算对象来选择工厂的实体；
自动收集23，尤其是实时收集，来自针对每个放入运算对象而选择的实体的数据；
根据所述公式和收集到的数据来自动计算PPI。
有利地，本发明因此提出了用于通过在第三图形区内组合运算对象和运算符来高效地创建和计算用于工厂的PPI的简单且直观的图形编辑器。可选地，处理单元可以包括被定义以用于自动授权或防止运算符与运算对象的组合的组合规则。
根据本发明的典型运算符是诸如加、减、除、乘的数学函数，然而还是诸如求和、求幂、求模、求平均值、求最小值、求最大值等的更复杂的函数。根据本发明的典型运算对象是机器状态(还被称为时间类别状态)、计数器、设计速度、周期时间、时间类别和KPI。
机器状态运算对象被配置用于根据由系统针对机器状态运算对象收集到的数据来识别被监视的工厂设备或实体的可能的运行/停机状况(例如：维护、传感器损坏、速度降低等)。时间类别运算对象表示工厂实体的一组特定状态。时间类别运算对象通常被定义为：运行状态和非运行状态。还可以针对时间类别运算对象定义子类别，例如：停机损失、速度损失、质量损失等。设计速度运算对象是一件设备或实体的速度的度量，设计速度运算对象可以由用户设置或者从现场获取。换句话说，设计速度运算对象表示在给定时间内生产的工件的数量。周期时间运算对象与设计速度运算对象相反，即它表示产生给定数量的工件所需的时间。周期时间运算对象可以由用户预定义或者从现场获取。计数器运算对象是用于跟踪趋于增加的值的对象。计数器运算对象可以用于表示由机器处理的物品的总数，或者由特定生产线生产的“良好”物品的数量。KPI运算对象是已经由用户配置的公式，该公式可以作为运算对象重用于其他公式以避免错误。例如，用户可以定义诸如“总工件数＝良好工件数+废弃工件数”的公式。之后，在每次需要考虑所生产的工件的总数时，用户可以将总工件数作为运算对象用在新公式中。根据本发明的处理单元特别地被配置用于针对每个运算对象从与处理单元连接的实体自动收集与所述运算对象有关的数据。
根据本发明，与每个运算对象的放入相关联的预定义列表可以优选地列出相同或不同的工厂实体。与图1所示的用户接口11的显示相比，图3示出了在第三图形区中添加的两个附加运算对象O1和O2。两个运算对象O1和O2的放入分别由箭头A1和A2示出。例如，两个运算对象是用于工厂的两个不同实体的计数器运算对象，并且图3所示的PPI公式是两个计数器的相加。在图4所示的另一步骤中，向PPI公式添加附加运算对象O3，其中，所述附加运算对象O3是KPI运算对象。可选地，用于KPI的公式F可以自动显示在用于PPI的公式下方。
可选地，当在第三图形区中拖曳新运算符或新运算对象时可以自动出现如图1所示的占位符P。优选地，根据本发明的系统的一些设置可借助于JavaScript对象注释文件来配置，例如对第一图形区和第二图形区中的运算符和运算对象或者用于组合运算符和运算对象的规则的设置。最后，可以将所创建的PPI公式存储在处理单元的存储器或PPI公式的数据库中。
根据本发明，每个运算对象特别地被绑定至需要由处理单元收集以计算PPI的实体的可测量数据(或可量化要素)。

Claims (12)

1.一种用于评估工厂效率的方法，所述方法包括以下步骤：
在第一图形区(111)中显示(21)运算符集，在第二图形区(112)中显示(21)运算对象集，并在第三图形区(113)中提供公式编辑器用户接口，所述公式编辑器用户接口使得能够分别从所述第一图形区(111)、从所述第二图形区(112)向所述第三图形区(113)中拖放运算符或运算对象，以创建用于作为工厂效率的度量的工厂绩效指标PPI的公式；
在每次将运算对象放入到所述第三图形区(113)中时，针对所放入的运算对象自动显示(22)所述工厂的生产过程中涉及的实体的预定义列表，所述预定义列表使得能够针对所述运算对象来选择实体；
自动收集(23)与针对被拖放到所述第三图形区(113)中的每个运算对象而选择的实体对应的数据；
根据所述公式和收集到的数据来自动计算(24)所述PPI。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定义列表包括所述列表中列出的每个实体的物理地址。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，将运算对象放入到所述第三图形区(113)中触发弹出菜单的打开，以自动显示所述预定义列表。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的方法，包括将所述PPI存储在存储器(121)中。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的方法，其中，仅收集来自针对放入的运算对象而选择的实体的数据，而不收集来自预定义列表中列出的针对运算对象未选择的实体的数据。
6.根据权利要求1至5中的一项所述的方法，其中，运算对象从所述第三图形区(113)的撤回自动停止对来自针对所述运算对象而选择的实体的数据的收集。
7.一种用于评估工厂效率的系统(1)，所述系统(1)包括：
用户接口(11)，包括：用于显示运算符集的第一图形区(111)，用于显示运算对象集的第二图形区(112)，以及第三图形区(113)，所述第三图形区(113)使得能够分别从所述第一图形区(111)、从所述第二图形区(112)向所述第三图形区(113)中拖放运算符或运算对象，以创建用于计算作为工厂效率的度量的工厂绩效指标PPI的公式；
处理单元(12)，连接至所述用户接口(11)和所述工厂的至少一个实体(31，32)，所述处理单元(12)被配置用于针对每个放入的运算对象自动显示所述工厂的生产过程中涉及的与所述运算对象有关的实体的预定义列表，所述预定义列表使得能够针对所述运算对象来选择实体(31，32)，所述处理单元(12)还被配置用于自动收集来自针对被放入到所述第三图形区(113)内的每个运算对象而选择的实体(31，32)的数据，并且用于根据所述公式和收集到的数据来自动计算所述PPI。
8.根据权利要求7所述的系统(1)，其中，所述处理单元(12)被配置用于在所述实体的物理地址处收集所述数据，所述物理地址针对每个实体(31，32)被提供在所述预定义列表中。
9.根据权利要求7或8所述的系统(1)，其中，所述用户接口包括触摸屏显示器。
10.根据权利要求7至9中的一项所述的系统(1)，其中，所述处理单元(12)被配置用于仅收集来自针对放入的运算对象而选择的实体(31，32)的数据，来自在预定义列表中列出的针对运算对象未选择的实体的数据保持不被收集。
11.根据权利要求7至10中的一项所述的系统(1)，其中，所述处理单元被配置用于：如果运算对象被从所述第三图形区(113)撤回，则停止对来自针对该运算对象而选择的实体(31，32)的数据的收集。
12.根据权利要求7至11中的一项所述的系统(1)，其中，所述处理单元(12)包括用于存储所述PPI的存储器(121)。
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