CN110073300B - 用于追踪产品项目的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种用于追踪生产线(100)上的产品项目(102、104)的系统，其包括控制单元(10)和时间戳计数器(11)，其中所述控制单元(10)被配置为从至少一个外围装置(12、14、16、18、20、22、24、26)接收与所述产品项目(102、104)相关的产品信号。根据本发明，所述控制单元(10)还被配置为执行以下的方法步骤：接收多个产品信号，所述多个产品信号各自与产品项目(102、104)和外围装置(12、14、16、18、20、22、24、26)相关；生成多个事件信号，其中各事件信号基于所述产品信号其中之一；按照与接收所述产品信号的顺序相对应的序列来排列所述事件信号；以及使所述时间戳计数器(11)所生成的时间戳与所述序列相关联。

Description

用于追踪产品项目的系统和方法
技术领域
本发明涉及一种用于追踪生产线上的产品项目的系统，其包括控制单元和时间戳计数器，其中该控制单元被配置为从至少一个外围装置接收与产品项目相关的产品信号。本发明还涉及一种用于追踪生产线上的产品项目的方法。
背景技术
本领域中一般已知用于追踪生产线上的产品项目的系统。通常的系统使用诸如照相机或传感器等的外围装置来测量生产线上的产品项目的物理性质，或者使用诸如打印机等的外围装置来在产品项目上应用标记，或者使用处理装置等的外围装置来例如使产品项目沿生产线移动。一些外围装置识别生产线的故障，诸如生产线上的产品不适当或缺失。然而，在通常的系统中，生产线上的工作人员很难追踪特定产品项目，并因此很难确定可能的故障或不适当生产结果的原因。
为了追踪的目的，根据现有技术，一般已知提供包括一个或多个时间戳计数器的外围装置，其中这些时间戳计数器一般要能够在产品项目被各个外围装置处理时将特定时间戳与该产品项目进行关联。然而，已知的系统仍然不能提供可靠的追踪机制，这是因为各个外围装置的时间戳计数器通常不同步，使得应用于特定产品项目的处理步骤的顺序可能是不准确或者甚至是误导性的。如果时间戳计数器利用不同的计数值初始化或者具有不同的增加率，则尤其会发生这种情况，从而使得与特定产品项目相关的追踪的解释变得困难或者甚至不可能。使所有时间戳计数器同步相对困难并且因此昂贵，这是因为需要复杂的装置来使各外围装置的时间戳计数器同步。
在文献EP0686900A2中公开了一个现有技术示例，其与用于优化用于生产接触镜的自动化生产线中的过程参数的计算机控制系统相关，该系统包括：多个过程控制器，用于控制生产线的一个或多个过程站；自动化镜检查装置，用于自动评价所生产的各接触镜并且生成各接触镜的检查数据；以及轮询装置，用于频繁地轮询各过程控制器以获取各周期的过程控制数据。
发明内容
本发明旨在解决用于生产线上的生产项目的常见追踪系统中所经历的、生产线上产品项目的追踪不准确的问题。换句话说，本发明旨在提供用于以低投入和低成本准确地追踪生产线上的产品项目的系统和方法。
该问题的解决方案由权利要求1的系统和权利要求7的方法给出。本发明的有利特征和方面体现于从属权利要求、说明书和附图。
根据本发明的用于追踪生产线上的产品项目的系统包括控制单元和时间戳计数器。控制单元被配置为从至少一个外围装置接收与产品项目相关的产品信号。此外，控制单元被配置为执行以下的方法步骤：接收多个产品信号，这多个产品信号各自与产品项目和外围装置相关；生成多个事件信号，其中各事件信号基于产品信号其中之一；按照与接收产品信号的顺序相对应的序列来排列事件信号；以及使时间戳计数器所生成的时间戳与序列相关联。
这里，应当注意，控制单元可以包括作为该控制单元的组成部分的时间戳计数器，或者时间戳计数器可被提供为所要求保护的系统的单独元件。从功能上定义“控制单元”这一表述，这意味着该控制单元无需是单个物理件或者彼此靠近或位于共同壳体内的构件的组装件。相反，控制单元可以包括彼此通信但不必物理上彼此靠近的不同系统或元件。控制单元的部分还可以是虚拟的，即适当装置上所执行的计算机程序的结果。例如，控制单元可以由静态可编程逻辑控制器(PLC)装置以及在诸如膝上型PC、平板PC或智能电话等的移动装置上运行的应用形成。PLC和移动装置的总体可被认为是根据本发明的“控制单元”。
产品信号优选是实时信号。实时信号是控制单元所接收到的与触发信号的事件处于紧密及时关系的信号。触发实时信号的发送的事件是该实时信号的生成或完成。这与和信号生成已经完成的时间无关地、按照固定安排收集并发送的信号相反。
事件信号分别与特定产品项目所经历的事件相对应。例如，事件信号可以是“待打印(to_print)”、“待读取(to_read)”、“读取(read)”、“未读取(not_read)”、“待弹出(to_eject)”或“待聚合(to_aggregate)”。类似地，事件信号可以是“未读取，有墨水(not_readwith ink)”或“未读取，无墨水(not_read without ink)”。事件信号基于特定产品信号以及与例如从中接收到产品信号的外围装置有关的附加信息。
例如，如果外围装置其中之一是打印头，则由打印头发出并由控制单元接收到的产品信号可以优选是：刚刚操作过打印头。在这种情况下，事件信号被设置为“待读取(to_read)”，说明产品项目现在准备好被读取。根据对附图的描述，事件信号以及其与系统的其它元件的关系的其它示例可以变得明显。
优选地，至少一个外围装置是以下各项的组中至少之一：照相机、打印机、接近传感器、移动传感器、激光传感器、重量传感器、液面传感器、产品项目识别装置、填料计数器、品牌识别系统、标记静态计数器或标记移动计数器。这是可以与生产线结合使用并且可以辅助沿生产线的生产过程的外围装置的特别优选的选择。传感器和照相机是用于向控制单元发出信号以提供与生产项目有关的信息的装置。打印机是允许标记产品项目的外围装置的示例，然而，在打印机向控制单元确认打印操作已经完成的情况下，还允许推导出与产品项目的状态有关的信息。
在优选实施例中，控制单元是被编程为执行以下方法步骤的可编程逻辑装置：接收所述多个产品信号，生成多个事件信号，按序列排列事件信号，以及使时间戳与序列相关联。当然，存在这样的可能性、即：可编程逻辑装置被分成不止一个装置，并且还存在这样的可能性、即：仅一些方法步骤被相应编程的可编程逻辑装置执行，而其它方法步骤被诸如非可编程集成电路等的其它装置、移动装置或类似装置上的虚拟应用执行。
根据优选实施例，事件信号按序存储在先进先出(FIFO)数据结构中。FIFO数据结构是有利的，这是因为：由于FIFO数据结构定义了存储事件信号的序列(该序列与产品信号、进而事件信号所基于的事件的序列相对应)，因此FIFO数据结构便于将来自任意外围装置的信息分配给特定产品项目。另外，FIFO数据结构是用于确定可以在被系统使用之后删除的事件信号的有效方式。在FIFO数据结构中，最旧的未使用事件信号被最新的事件信号替换并因此被删除。
进一步优选地，系统包括用以识别产品项目以供时间戳计数器生成该产品项目的序列用的时间戳的至少一个传感器。这种传感器可以是便于处理其它外围装置所获得的与特定产品项目有关的信息的外围装置的具体示例，这是因为该传感器可以识别特定产品项目的存在、从而发起针对特定产品项目的序列的时间戳的生成。按照处理产品项目的顺序，总是可以确定特定产品项目的特定时间戳。
优选地，系统还包括至少一个外围装置。换句话说，优选地，至少一个外围装置是系统的一部分，而不是与该系统进行交互。
根据本发明的方法，通过包括以下的步骤来在生产线上追踪产品项目：接收多个产品信号，这多个产品信号各自与多个产品项目其中之一以及至少一个外围装置其中之一相关；生成时间戳；生成多个事件信号，其中各事件信号基于产品信号其中之一；按照与接收产品信号的顺序相对应的序列来排列事件信号；以及使时间戳与序列相关联。该方法可以优选通过使用如以上所定义的系统来执行。
优选地，通过用于识别产品项目的至少一个传感器来触发生成产品项目的序列的时间戳。如以上所解释的，这样的传感器可以是如以上所提及的外围装置的示例，但是一般也可以是控制单元的组成部分，或者在不在如上所述的系统上执行方法的情况下是完全单独的元件。
上述的系统和方法允许即使在生产线的外围装置不同步的情况下也容易且精确地追踪生产线上的产品项目，使得该系统和方法不必在外围装置同步的情况下工作。这降低了整个生产线、特别是外围装置上所要花费的成本和投入。实现这一结果的特定原因是，代替产品信号而使用事件信号，按照与接收产品信号的顺序(特别是在通过外围装置实时处理信号并将信号发送至控制单元的情况下，该顺序确切地描绘生产线上的产品项目的相对位置)相对应的序列排列事件信号，并且仅使用单个时间戳，并使该单个时间戳与特定产品项目所经历的事件的序列相关联，以精确地确定特定产品项目并且识别生产线上的任何故障或事故。
根据以下具体实施方式及所附权利要求，本发明的其它细节将变得明显。
附图说明
图1是示出用于追踪包括外围装置的生产线上的产品项目的系统的实施例的示意图。
图2是伴随先进先出状态的特定产品项目的追踪的图示。
具体实施方式
图1示出包括控制单元10和时间戳计数器11的生产线100。在该实施例中，控制单元10是被配置为从外围装置12、14、16、18、20、22、24、26接收与产品项目102、104相关的产品信号的可编程逻辑控制器(PLC)。在图1所示的实施例中，外围装置是填料计数器12、品牌识别系统14、标记静态计数器16、以及配备有打印头22、移动计数传感器24和质量照相机26的梁18。
控制单元10至少部分地管理或至少部分地控制生产线中的所有装置。其特别地向打印机和照相机发送触发信号。
计数传感器20最初识别生产线上的特定产品项目102的存在，并将与产品项目102的识别有关的信息发送至控制单元10，其中控制单元10将该信息优选存储在FIFO数据结构中。
填料计数器12包括三个计数传感器和高度检测传感器，其中该高度检测传感器负责检测产品并测量高度以自动调节以下进一步描述的梁18的高度。
品牌识别系统14包括两个传感器和两个视觉彩色照相机，其中这两个视觉彩色照相机拍摄各产品的图片并将图片发送至控制单元。
标记静态计数器16包括三个计数传感器，其中这三个计数传感器的结果也被发送至控制单元10。
最后，梁18被设置有打印头22、移动计数传感器24和质量照相机26。通过梁18的打印头22，在各产品项目上打印数字戳，从而反映产品以及由时间戳计数器11生成且与特定产品的序列相关联的时间戳。
控制单元10可以附加地包括Java应用(Java app)，其中该Java应用组织生产线数据，将要通过打印头22打印在产品上的代码发送至打印头22，从诸如品牌识别系统14、质量照相机26、或控制单元10的其它部分(例如，可编程逻辑控制器)等的视觉系统其中之一接收数据。
通过以上所描述并示出的用于追踪产品项目102、104的系统，可以清楚地将特定时间戳分配给特定产品项目，以允许特别是在生产线故障的情况下可靠地追踪特定产品项目。
图2示出如何使用先进先出状态(FIFO状态)来追踪产品项目102、104。计数传感器20识别空FIFO状态下的产品项目102的存在。在识别出产品项目102的存在的情况下，传感器20发出由控制单元10接收到的产品项目102的识别信号，其中控制单元10然后基于传感器20所发出的信号来生成事件信号即“待打印(to_print)”并将该事件信号存储在FIFO数据结构中。
针对计数传感器20所识别的每个产品项目重复该步骤。因此，FIFO数据结构揭示了有多少产品项目在从传感器20到打印头22的途中以待打印。在各产品项目到打印头22的途中，图1中所示的品牌识别系统14和标记静态计数器16识别与各产品项目有关的附加信息，其中该信息由控制单元10接收并按照识别的顺序被存储在FIFO结构中，使得信息可以被清楚地分配给FIFO数据结构中的特定产品项目。这样，很清楚各装置处理哪个产品项目102，使得相应的信息可被清楚地分配给特定产品项目。
当产品项目102到达打印头22时，打印头22在该产品项目102上打印特定标记。标记可以例如包括从其它外围装置获得的与特定产品项目有关的信息、以及由时间戳计数器例如在计数传感器20最初识别产品项目102的存在时生成的时间戳。
在打印头22完成打印步骤之后，该打印头22向控制单元10发出产品信号，其中该产品信号然后被转换为事件信号。所标记的产品项目104因此被分配了不同的FIFO状态即“待读取(to_read)”，并且被传送至要读取打印头22所应用的标记的质量照相机26。
依赖于打印头所执行的打印步骤以及质量照相机26所执行的读取步骤的成功，质量照相机26发出表示它是能够读取标记、是不能读取标记但是能够识别墨水、还是不能读取标记且也不能识别墨水的信号。根据质量照相机测量的结果，被分配给特定产品项目的FIFO状态被控制单元10改变为“读取(read)”、“未读取，有墨水(not_read with ink)”或“未读取，无墨水(not_readwithout ink)”，使得系统的用户可以追踪生产线的故障。
使用追踪产品项目的系统的上述实施例，不再需要使不同的外围装置同步，而可以可靠地追踪特定产品以确定并识别生产线的故障或事故。

Claims (7)

1.一种用于追踪生产线(100)上的产品项目(102、104)的系统，所述系统包括控制单元(10)和时间戳计数器(11)，其中，所述控制单元(10)和所述时间戳计数器(11)包括在所述生产线中，
其中所述控制单元(10)被配置为从所述生产线的外围装置(12、14、16、18、20、22、24、26)接收与所述产品项目(102、104)相关的实时产品信号，
其特征在于，所述控制单元(10)还被配置为执行以下的方法步骤：
接收多个实时产品信号，所述多个实时产品信号各自与所述产品项目(102、104)和所述外围装置中的外围装置(12、14、16、18、20、22、24、26)相关，
生成多个事件信号，其中所述多个事件信号中的各事件信号基于所述多个实时产品信号其中之一并且对应于所述产品项目所经历的事件，
按照与接收所述多个实时产品信号的顺序相对应的序列来排列所述多个事件信号，以及
使所述时间戳计数器(11)所生成的时间戳与所述序列相关联，
其中所述外围装置包括：
用以最初识别所述生产线上的所述产品项目(102、104)以产生所述实时产品信号的计数传感器(24)，所述控制单元被配置为从所述计数传感器接收所述实时产品信号以触发所述时间戳计数器(11)生成所述产品项目的序列的时间戳，使得所述时间戳计数器在所述计数传感器最初识别所述生产线上所述产品项目的存在时生成所述时间戳，
被配置为在所述产品项目(102、104)上打印数字戳的打印头(22)，所述数字戳反映与所述产品项目(102、104)有关的信息以及与所述产品项目(102、104)的序列相关联的时间戳，其中所述信息是从所述外围装置中的在所述生产线上位于所述打印头之前的至少一个外围装置获得的，以及
质量照相机(26)，其在所述生产线上位于所述打印头之后并且被配置为读取所述产品项目上打印的所述数字戳并发出是否能够读取所述数字戳的事件信号。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述外围装置(12、14、16、18、20、22、24、26)至少之一是照相机、打印机、接近传感器、移动传感器、激光传感器、重量传感器、液面传感器、生产项目识别装置、填料计数器、品牌识别系统、标记静态计数器、或标记移动计数器。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述控制单元(10)是被编程为执行所述方法步骤的可编程逻辑装置。
4.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述多个事件信号按所述序列存储在FIFO数据结构中。
5.一种用于追踪生产线(100)上的产品项目(102、104)的方法，包括以下步骤：
通过包括在所述生产线中并且被配置为从所述生产线的外围装置接收与所述产品项目相关的实时产品信号的控制单元，接收多个实时产品信号，所述多个实时产品信号各自与所述产品项目(102、104)以及所述外围装置(12、14、16、18、20、22、24、26)中的外围装置相关，所述外围装置(12、14、16、18、20、22、24、26)包括计数传感器(24)、打印头(22)和质量照相机(26)，
通过包括在所述生产线中的时间戳计数器生成时间戳，
通过所述控制单元生成多个事件信号，其中所述多个事件信号中的各事件信号基于所述多个实时产品信号之一并且对应于所述产品项目所经历的事件，
通过所述控制单元，按照与接收所述多个实时产品信号的顺序相对应的序列来排列所述多个事件信号，
通过所述控制单元使所述时间戳与所述序列相关联，以及
通过所述打印头(22)在所述产品项目(102、104)上打印数字戳，所述数字戳反映与所述产品项目(102、104)有关的信息以及与所述产品项目(102、104)的序列相关联的时间戳，其中所述信息是从所述外围装置中的在所述生产线上位于所述打印头之前的至少一个外围装置获得的，
其中通过所述实时产品信号来触发生成所述产品项目的序列的时间戳，使得所述时间戳计数器在所述计数传感器最初识别所述生产线上所述产品项目的存在时生成所述时间戳，其中，所述实时产品信号由最初识别所述生产线上的所述产品项目(102、104)的所述计数传感器(24)产生并且由所述控制单元接收，
其中，所述方法还包括：通过所述质量照相机来读取所述产品项目上打印的所述数字戳，以及通过所述质量照相机发出是否能够读取所述数字戳的事件信号，其中，所述质量照相机在所述生产线上位于所述打印头之后。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述外围装置(12、14、16、18、20、22、24、26)至少之一是照相机、打印机、接近传感器、移动传感器、激光传感器、重量传感器、液面传感器、生产项目识别装置、填料计数器、品牌识别系统、标记静态计数器、或移动计数器。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述多个事件信号按所述序列存储在FIFO数据结构中。
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