CN115016404A - 用于技术设备的模块和用于实施技术过程的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于技术设备(90)的模块(1)，其具有用于实施技术子过程的技术硬件(10)、用于对技术硬件(10)进行本地控制的控制器(20)和控制器(20)的外部接口(22)，其中控制器(20)被配置为用于自给自足地控制技术硬件(10)，其中外部接口(22)包括管理层(23)，其中管理层(23)通过网络(62)发布至少一个与模块(1)的输出产品(140)有关的服务，并且其中外部接口(22)被配置为用于通过网络(62)请求至少一个与模块(1)的输入产品(130)有关的服务。此外，请求保护一种用于借助技术设备(90)实施过程的相应的系统以及一种用于借助技术设备(90)实施技术过程的相应的方法。

Description

用于技术设备的模块和用于实施技术过程的系统和方法

本申请是申请日为2017年01月25日、中国专利申请号为201780005179.1、发明名称为“用于技术设备的模块和用于实施技术过程的系统和方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种技术设备及其控制。本发明尤其涉及可模块化构造的过程和生产技术的设备以及一种用于实施技术过程的系统和方法。

背景技术

在过程工业中，尤其是在化学、药学和食品制造中，所需的产品数量越来越难以预计并且在短时间间隔内根据地区而波动。此外，由于替代品的全球可用性，产品生命周期总体上总是更短。

然而，通常的生产设备经常并不基于这些波动的产品数量进行设计。连续运行的设备大多针对每时间单位内特定的产品数量而被优化并且仅能够以该生产率有效地运行。用于批量运行的一般设备效率更低并且需要很多非生产性时间，例如清洁时间或改装时间。

在扩建或改装设备时，通常也需要对相应的设备控制进行重新配置或者重新编程。这是高成本的过程，其在时间上经常类似于硬件方式的改装。这会变得困难，原因在于现有控制软件的可能不充分的文档或者过时的控制硬件，所述控制硬件可能并不能充分地提供新硬件所需的功能。

过程工业的新发展致力于模块化的设备设计，其中设备由单独预制的模块构造而成。这种类型的设计和其挑战在工学士Sabine Mühlenkamp/Wolfgang Ernhofer 2012年5月10日的调查“Modulare Anlagenkonzeption und Automatisierung mithilfe des F³-Projektes”中以“过程(Process)”来描述。在此，模块的控制技术的集成仍被视为未解决的问题。

相应的模块化设计也可以转用在其他生产过程上、例如用于日常生活用品、工业产品等的生产。

在这样的模块化设计中，各个设备模块以上级设置的过程管理级(Prozessführungsebene,PFE)的服务的形式来提供其方法技术的或生产技术的功能。因此其处于服务提供商的位置。由设备模块所提供的服务可以由过程管理级调用，所述过程管理级因此是服务用户。多个设备模块和其服务通过设备规划者而集成为整个设备，这被称作PFE工程。

因此，本发明要解决的技术问题是，提供技术设备的改进PFE工程的模块以及提供一种对技术过程的实施进行改进的系统和方法。

发明内容

上述技术问题通过根据权利要求1所述的用于技术设备的模块、通过根据权利要求11所述的用于实施技术过程的系统、以及通过根据权利要求17所述的用于借助技术设备来实施技术过程的方法来解决。

特别地，上述技术问题通过用于技术设备的模块来解决，所述技术设备具有用于实施技术子过程的技术硬件、用于对技术硬件进行本地控制的控制器和控制器的外部接口，其中控制器被配置为用于自给自足地控制技术硬件，其中外部接口具有管理层，其中管理层通过网络发布至少一个与模块的输出产品有关的服务，并且其中外部接口被配置为用于通过网络请求至少一个与模块的输入产品有关的服务。

技术设备可以由多个这种模块来构造。如果期望更大的生产能力，则可以以简单的方式将模块附接至设备并且然后实施特定的子过程。由于各个模块的控制器对技术硬件进行本地且自给自足地控制并且能够例如在没有控制器的情况下从外部将其带入特定定义的状态，所以整个设备的控制成本被最小化。因此，模块的控制器已经可以由模块制造者提供、编程和配置，使得设备制造者能够以非常小的开销建立整个设备的控制。

为了与其他模块进行通信，模块具有控制器的外部接口。此外，外部接口具有管理层，管理层通过网络发布至少一个与各个模块的输出产品有关的服务。因此，管理层发布，各个模块关于输出产品而言能够实施哪个服务或者哪些服务。如果模块例如实施产品的加热，则管理层必要时通过输出产品的所描述的属性来发布“加热”服务和必要时因此可获得的输出产品。

此外，外部接口被配置为，用于通过网络来请求至少一个与各个模块的输入产品有关的服务。如果模块例如需要恰好特定数量的特定输入产品，则模块将请求特定输入产品的“计量”服务。

以这种方式，模块能够自主地通过其管理层彼此通信并且相互提供和请求服务。因此，模块能够自主地构建技术过程，而过程管理级或者设备规划者不必手动地组合模块。这种类型的从模块到模块的自动化PFE工程在不存在上级设置的实体、尤其不存在上级设置的过程管理级的情况下也是没有缺陷的，原因在于，所参与的模块的每一个准确地知道其各自的可用性、输入材料的所需特性、边界条件、辅料、维修计划、限制等并且可以相应地提供其服务。由于模块的借助其管理层所进行的该相互配合和通信，自动地形成一个可能的技术过程或者多个替换的技术过程，所述技术过程带来最终产品。如果包含多个替换的技术过程，则可以选择最好的过程。

优选地，在管理层中，借助标准化的元信息通过网络发布至少一个与模块的输出产品有关的服务。在此优选地，标准化的元信息不断由控制器保持为当前最新。使用标准化的元信息使搜索相应的服务变得容易。

优选地，外部接口被配置为，用于通过网络借助与输入产品有关的标准化的元信息来请求与输入产品有关的服务。

优选地，模块具有状态机(Zustandsautomat)。借助状态机，各个模块精确地知道其目前的状态和为了获得其他目标状态所需的转换。

优选地，状态机的至少一个状态在管理层中被发布，并且状态机的状态取决于对与模块的输入产品有关的服务的请求的响应。与模块的输入产品有关的服务尤其可以是提供输入产品。如果可以提供例如模块的所有需要的输入产品，则模块可以以对这些输入产品进行加工或者处理来开始并且为此将其状态改变至“运行中”。

优选地，模块被配置为，用于处理输入产品并且用于输出输出产品和/或用于测量输入产品和/或输出产品的物理参量和/或用于物理地存储输入产品和/或输出产品。模块可以是不同的类型并且实施不同的任务或者提供不同的服务，所述服务与模块的输入产品或输出产品有关。特别地，模块尤其可以适用于处理、输出、测量或存储。

优选地，技术硬件被构造为，用于从输入产品中生成输出产品，并且技术硬件还被构造为，用于通过改变化学成分、和/或改变至少一个物理属性、和/或补充材料、和/或去除材料来改变输入产品从而生成输出产品。技术硬件优选具有输入产品和输出产品并且其这样改变输入产品，使得生成输出产品。如下地定义产品，即，其通过技术硬件借助四个提到的方法中的至少一个能够被改变。通过借助技术硬件改变输入产品从而输出产品，实现了价值创造。因此，总过程具有至少一个这种类型的技术硬件，其实现了价值创造。优选地，技术硬件具有执行结构，其作用于输入产品上。

优选地，管理层包括关于技术硬件及其功能范围的静态信息和作为技术硬件及其功能性能的实时值的动态信息，其中实时值由控制器生成。

在此，静态信息描述技术硬件和控制器，使得提供对于PFE工程所需的所有信息。这些信息例如可以包括对通过模块所提供的服务的详细描述、对模块的可用状态和控制技术行为的描述、对可用命令及其语法的描述以及对可读取的状态信息和测量值的描述。

此外，管理层也包括作为技术硬件的实时值的动态信息，并且因此提供在运行期间与模块通信的可能性。技术硬件的这些实时值通过控制器被写入管理层中、尤其写入OPC-UA服务器上的信息结构内。因此，这些在运行期间动态改变的实时值能够简单地并且有针对性地从外部例如被另外的模块或请求者模块所调用。

优选地，控制器从以下数据中生成实时值：技术硬件的测量数据和/或控制数据，和/或通过外部接口所传输的通信数据，和/或状态机的与通过控制器和技术硬件所提供的服务有关的状态，和/或技术硬件的测量数据和/或控制数据和/或状态机的状态的历史值，和/或技术硬件的测量数据和/或控制数据和/或通信数据和/或状态机的状态的外推。

优选地，外部接口具有OPC-UA服务器，所述OPC-UA服务器具有管理层映射至其中的、固定地预先给定的信息结构。由于控制器的外部接口包括OPC-UA服务器，所以可以以简单和统一的方式与模块通信。因此，尤其可以有针对性地从模块请求单独的信息，其中不传输不感兴趣的信息。对此，OPC-UA服务器尤其具有固定地预先给定的信息结构，其包含与模块的技术硬件有关的静态和动态信息。因此，有针对性的对感兴趣信息的请求可以指向模块。

优选地，管理层将信息映射至模块类型包(Modul Type Package)的结构中，并且因此以结构化的形式包含为了将模块集成到技术设备中所需的所有信息。

通过在管理层中所提供的静态和动态信息，模块可以提供完整的模块类型包，其构成工业4.0的管理层的部分并且包括用于虚拟并专业地表达模块的所有数据和信息。在此，控制器既提供从模块到模块的用于自动化PFE工程的所有数据和信息，又提供在管理层中用于持续运行的所有数据和信息。

上文所提到的技术问题还通过用于借助技术设备来实施过程的系统来解决，所述技术设备具有：多个模块，如其上文中所描述的那样并且所述多个模块可以实施技术过程的子过程；请求者模块，其包括具有管理层的外部接口；和网络，其将模块和请求者模块彼此连接，其中请求者模块可以通过网络向模块请求用于最终产品的服务。请求者模块可以通过网络与(尤其所有的)技术模块通信并且向其发出最终产品的请求。该请求可以被模块听到，所述模块提供作为输出产品的最终产品。该模块从他那一侧请求另外的模块，以便以期望的数量、在期望的时间并且在期望的状态下向其提供需要的输入产品。接着如果相应的模块响应，则该模块再次向另外的模块请求其需要的输入产品。这样，技术过程逐渐地建立，所述技术过程借助相应的模块带来由请求者模块所请求的最终产品。这样的过程的起始点通常是存储另外的模块的输入产品并且将其提供给该另外的模块的模块。

优选地，请求者模块具有自身的状态机，其中在状态机的第一状态下请求者模块通过网络向模块请求用于最终产品的服务；第一模块，其提供用于最终产品的服务，通过网络向另外的模块请求至少一个用于输入产品的服务；第二模块，其提供第一模块的至少一个用于输入产品的服务作为输出产品，通过网络向模块请求至少一个用于其输入产品的服务，并且请求者模块从模块之一接收过程完整的消息，并且其中如果过程完整，则请求者模块的状态机转到第二状态，其中在第二状态下可以开始过程。如果请求者模块被一个或多个模块通知过程完整，则由请求者模块开始实际的生产过程，也就是说最终产品可以被生产。

优选地，请求者模块具有管理层并且在管理层中提供至少一个包含最终产品的服务。请求者模块自身可以提供至少一个包含最终产品的服务，例如“提供最终产品”服务，所述服务可以例如由下游的封装模块请求。

优选地，如果在模块的管理层以“可提供”状态施加对于过程所需的输入产品的每一个，则模块生成完整性消息，并且其中完整性消息从生成的模块传输至请求者模块。特别地，如果具有作为输出产品的最终产品的模块确定其所需的所有输入产品是可用的，则向请求者模块传输完整性消息。然后，技术过程被完整地构建并且准备好用于实际的生产。

优选地，请求者模块具有计算单元，其被构造为用于实施对规划的过程的评估，其中评估结果是从状态机的第一状态转变至状态机的第二状态的前提。请求者模块可以借助计算单元根据其标准对由技术模块所构造并且建议的过程进行评估。只有评估得出积极的结果，请求者模块才开始生产。这在多个替换的过程带来最终产品的情况下尤其是有利的。请求者模块然后可以根据评估决定最好的技术过程。评估可以在考虑不同标准的情况下实施，例如根据过程持续时间、模块可靠性、质量、能量需求等等。

优选地，请求者模块的计算单元被构造为，用于基于技术开销依据最优计算来实施评估。借此可以选择技术上最好的过程。

此外，上文所述的技术问题通过用于用于借助技术设备来实施技术过程的方法来解决，所述技术设备具有多个模块、至少一个请求者模块和网络，其中模块具有用于实施技术子过程的技术硬件和用于对技术硬件进行本地控制的控制器，其中控制器具有外部接口，外部接口包括管理层，其中所述方法包含以下步骤：

a.经由网络通过每个模块的管理层发布至少一个与各自的模块的输出产品有关的服务；

b.经由网络通过每个模块的外部接口请求至少一个与各自的模块的输入产品有关的服务；

c.经由网络通过请求者模块请求至少一个用于最终产品的服务；

d.通过请求者模块从模块之一接收过程完整的消息。

在此，也通过模块彼此之间的自主通信进行用于生产最终产品的技术过程的自动构建。起始点是经由网络通过请求者模块请求至少一个用于最终产品的服务。如果过程被完整构建，则该请求者模块获得相应的消息。优选只有每个模块自身被请求时，其才进行请求。

优选地，所述方法还具有以下步骤：

e.通过请求者模块的计算单元来实施所规划的技术过程的评估；和

f.在考虑评估结果的情况下开始过程。

在接收到过程完整的消息之后，请求者模块可以评估过程，必要时选择最好的替换过程并且开始过程。

本发明的其他优选实施方式由从属权利要求给出。

附图说明

下文中，借助附图描述本发明的优选实施方式，附图中：

图1示出具有多个模块和请求者模块的技术设备的示意图；

图2示出简图，其示出请求者模块和通信和通过技术设备模块的技术过程的构造；

图3示出图表，其示出技术过程的示例性方法步骤；

图4示出图表，其示例性地示出技术设备的不同模块的合作；和

图5示出图表，其示出请求者模块的示例性状态。

具体实施方式

下文中，参考附图详细地描述本发明的优选实施方式。

图1示出技术设备90，其由多个单独的模块1、70、80和可能其他未示出的模块构成。技术设备90还具有请求者模块90，其除了别的之外主要负责向技术设备90发出订单。请求者模块2和模块1、70、80可以通过合适的总线62彼此通信。

技术设备90的模块1是技术设备90的所有模块1、70、80的示例。其包含技术硬件10，用于实施例如用于化学工业的技术子过程。但是技术设备也可以涉及其他技术生产过程，例如产品的制造和装配、封装技术、物流等。

模块1的技术硬件10优选被构造为，用于从输入产品130中生成输出产品140。对此，技术硬件10还被构造为，用于为了生成输出产品140而改变输入产品130。这可以通过改变化学成分来进行，如其例如在化学工业的反应中常见的那样。这还可以通过改变诸如温度、密度、熵等的至少一个物理属性来进行。此外，在安装、焊接、印刷或者3D打印的情况下，可以通过添加材料来生成输出产品140。最后可以通过去除材料来实现所述生成，如其例如在钻孔、铣削、腐蚀等属于这种情况。

通过由技术硬件10将输入产品130改变成输出产品140，实现价值创造。因此，总过程具有至少一个这种类型的实现价值创造的技术硬件10。优选地，技术硬件具有至少一个在作用于输入产品130的最广意义下的执行机构，例如喷镀器。

在示出的过程技术的示例中，技术硬件10包括以反应器30形式的执行机构，所述反应器具有通过电机42驱动的混合器40。此外，反应器30具有通过功率电子器件52控制的电加热棒50。反应器30自身由优选封闭的容器构成，在所述容器上连接有导入管32和排出管34，以便对其进行灌注或者排空。导入管32延伸至示例性模块1的外部边界并且在导入法兰36内那里结束。同样地，排出管34延伸至模块1的系统边界并且在排出法兰38内那里结束。模块1通过导入法兰36可以连接至在前连接的模块70，并且通过排出法兰38可以连接至在后连接的模块80。显而易见地，其他技术连接可能性、例如多个入口或多个出口或模块1、70、80并行连接同样是可能的。

此外，模块1具有对其技术硬件10进行本地控制的控制器20。控制器20被这样配置，使得其可以自给自足地控制技术硬件10，也就是此处示例性的搅拌器40的电机42和加热棒50的功率电子器件52。借此，控制器20例如可以将模块1技术上置于定义的状态。模块1可以具有多个精确定义的技术状态，并且可以自给自足地在这些状态之间变换。借此模块可以例如在没有外部影响的情况下自给自足地实施技术子过程。

模块1还可以具有例如诸如流量、压力或温度传感器之类的传感器或者可电操纵的阀诸如此类的元件(未示出)。这样的传感器或执行机构同样连接至控制器20，并且可以被控制器20请求或者控制。

控制器20此外具有I/O模块24、26，控制器20借助所述I/O模块可以控制诸如搅拌器40的电机42或者加热棒50的功率电子部件52之类的执行机构。还存在用于可能的传感器或者其他执行机构的其他I/O模块，如果模块1的技术功能需要这些I/O模块的话。

可以与模块1类似地构造模块70和80和其他模块，其中它们同样具有与控制器20类似的控制器，所述控制器可以对各自模块的技术硬件进行本地且自给自足地控制。相应地，模块1、70、80自身在控制技术上是自给自足的，使得技术硬件和控制器一起组成技术设备90的可弹性设置的模块，所述模块可以在一定程度上通过“即插即用”在技术上并且在控制控制技术上组合成为整个设备90。

为了使模块1的控制器20通过总线62与请求者模块2或者其他模块70、80通信，控制器20具有外部接口22。外部接口22包括管理层23，所述管理层被映射到OPC-UA服务器28中以用于与设备90的请求者模块2和其他模块70、80进行通信。OPC-UA服务器28此外具有管理层23映射至其中的、固定地预先给定的信息结构。管理层23可以具有静态信息和动态信息。静态信息描述技术硬件10和控制器20。静态信息例如可以包括对由模块1提供的服务的描述、输入产品130的规格、输出产品140的规格、关于诸如电、水等之类的生产辅助资料的说明、使用者文档、具有对命令语法的相应描述的接口定义、用于直接开始从过程管理级到模块1的通信的信息、模块1的图形表达等。

除了静态信息之外，OPC-UA服务器的信息结构还包括与模块1有关的可以时间上改变的动态信息。因此，模块1也可以在持续运行中通过OPC-UA服务器与其他的设备组成部分通信，并且提供或者交换动态信息。控制器20将动态信息作为技术硬件10的实时值写入到OPC-UA服务器的信息结构内。

通过在OPC-UA服务器中所提供的静态和动态信息，模块1在其管理层23中可以将信息映射至完整的所谓“模块类型包(Modul Type Package，MTP)”结构中，所述“模块类型包”构成工业4.0的管理层的部分并且包括用于对模块进行虚拟并专业地表达的所有数据和信息。

特别地，模块1、70、80的管理层23通过网络62发布至少一个与各自模块1的输出产品140有关的服务。此外，外部接口22被配置为，用于通过网络62请求至少一个与各自模块1的输入产品130有关的服务并且接收其他模块1、70、80的相应的响应。

请求者模块2同样具有用于与模块1、70、80进行通信的管理层4以及用于生成和表达定义状态的自身的状态机3。

如图2中所示出的那样，请求者模块2可以通过作为平面被示出的网络62与多个以A、B、C、D、G和K表示的模块1进行通信。为了开始PFE工程，请求者模块2仅仅需要向模块1发送对期望的最终产品的请求。只要模块1(此处为模块D)可以提供这样的最终产品，模块1就在他那一侧向其他模块A、B、C、K和G发送针对为此所需的与模块D的输入产品有关的服务的请求。在示出的情况下，模块C可以提供模块D所需的服务或者模块D的需要的输入产品。接着，模块C也向其他模块A、B、D、K和G发送针对与模块C的输入产品有关的为此所需的服务的请求。在图2的示例中，模块B可以提供该服务。模块A在图2的示例中提供模块B所需的服务。模块A是存储模块B的输入产品并且因此自身不需要输入产品的模块。技术过程因此是完整的，这由模块A、B、C、D之一传达至请求者模块2。

相应地，在这种自动化PFE工程中，通过所参与的模块1自身形成技术过程，如其在图3中示例性示出的那样。上级设置的过程管理级、尤其是上级设置的设备控制在此并不是必需的。

图4中示出另一个技术过程，其中模块B需要两个输入产品或相应的服务。在图4的示例中，模块B需要来自于模块A1的塑料和来自于模块A2的金属。如果模块A1向模块B通知存在塑料并且模块A2通知存在金属，则模块B可以向请求者模块2通知过程是完整的。请求者模块2接着可以评估过程并且必要时开始实际的生产。

图5中示出了请求者模块2的状态机的示例性状态图。在状态a中，请求者模块识别了任务，例如任务“制造1000件X类型连接器”。接着，请求者模块2向网络62的模块1请求能够提供1000件X类型连接器的服务。然后，请求者模块2的状态变换至状态b，所述状态b对应于上文提到的第一状态。一旦请求者模块2从模块之一处获得“过程完整”的消息，就变换至状态c。接着，请求者模块2借助其计算单元来评估所提供的过程。一旦完成这一点，就变换至状态d。然后，请求者模块2做出决定，是否应当实施技术过程并且必要时应当实施哪个技术过程。如果完成这一点，则请求者模块变换至状态e。接着，请求者模块2开始生产过程并且变换至状态f。如果生产成功进行，则请求者模块2变换至状态z。但是，如果生产失败，则变换至状态y。如果从模块1处获得负面的响应或者如果所建议过程的评估得到负面的结果，则请求者模块2例如也可以占据该状态。如果过程结束，则请求者模块2可以再次接受并且识别新的任务。

控制器20可以根据技术硬件10的测量数据、控制数据和通过外部接口22所传输的通信数据来生成被写入至OPC-UA服务器28的信息结构的实时值。借此，提供技术硬件10的诸如测量值、控制参数或预定值之类的参数以用于调用或者通信。在模块1的示例中，实时值例如可以是电机42的转速或者反应器30的当前温度。

此外，控制器20可以从通过控制器20和技术硬件10所提供的服务的状态机的状态中生成实时值。借此，可以在各自模块1的状态机中提供技术硬件10的状态(诸如“运行中”、“停止”、“等待中”、“故障”、“加热”)或者订单计划、繁忙时间、等待计划等，以用于调用或者通信。在模块1的示例中，实时值例如可以是状态“混合”和“加热”，或者是特定服务的可用性或不可用性。例如，如果更换加热棒50，则必须同时提供混合器40。

此外，控制器20也可以根据以下数据的历史值来生成实时值：技术硬件10的测量数据、控制数据和通过外部接口22传输的通信数据或者通过控制器20和技术硬件10所提供的服务的状态。借此可以提供用于调用或者通信的实时值，所述实时值考虑过去或历史，或者根据历史值进行计算。例如，通过控制器60动态地基于当前负载和过去的在不同负载等级下的运行时间或者技术硬件10的关键状态的数量来计算和提供技术硬件10的下一次维修预约。如果例如可以通过电机42以不同的转速和功率来运行混合器40，则模块1的可用性持续时间可以取决于过去订单的转速和功率。必要时，必须以较小的功率或转速运行电机42，以在当前订单下冷却。

此外，控制器20可以通过对以下数据进行外推来生成实时值：技术硬件10的测量数据、控制数据和通过外部接口22所传输的通信数据、或者通过控制器20和技术硬件10所提供的服务的状态。控制器还可以计算和提供未来用来外推的实时值。例如，控制器可以计算和提供温度曲线、目前负载下所需的维修或休息时间、所需的未来的冷却阶段、空闲时隙、最大转速的可能限制等。为了外推，控制器20可以使用不同的模型。借此，控制器20例如可以在订单结束之后仅仅以特定的边界条件提供服务。例如，如果电机42仍在升温，则反应器30中的产品搅拌仅仅进行至电机42的特定的功率或进行至特定的转速或者仅仅持续有限的持续时间。

附图标记列表

1 模块

2 请求者模块

3 状态机

4 管理层

10 技术硬件

20 控制器

22 外部接口

23 管理层

24，26 I/O模块

28 OPC-UA服务器

30 反应器

32 导入管

34 排出管

36 导入法兰

38 排出法兰

40 搅拌器

42 电机

50 加热棒

52 功率电子器件

62 数据总线

70，80 其他模块

90 技术设备

130 输入产品

140 输出产品。

Claims (19)

1.一种用于技术设备(90)的模块(1)，其具有:

a.技术硬件(10)，用于实施技术子过程；

b.控制器(20)，用于对技术硬件(10)进行本地控制，其中所述控制器(20)被配置为，自给自足地控制技术硬件(10)，

c.控制器(20)的外部接口(22)，其中

d.所述外部接口(22)具有管理层(23)，其中所述管理层(23)通过网络(62)发布至少一个与模块(1)的输出产品(140)有关的服务，并且

e.其中所述外部接口(22)被配置为，通过网络(62)请求至少一个与模块(1)的输入产品(130)有关的服务。

2.根据权利要求1所述的模块，其中，在管理层(23)中，借助标准化的元信息通过网络(62)发布至少一个与模块(1)的输出产品(140)有关的服务。

3.根据权利要求1或2所述的模块，其中，外部接口(22)被配置为，用于通过网络(62)借助与输入产品(130)有关的标准化的元信息来请求与输入产品(130)有关的服务。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的模块，其还具有状态机。

5.根据权利要求4所述的模块，其中，状态机的至少一个状态在管理层(23)中被发布，并且其中，状态机的状态取决于对与模块(1)的输入产品(130)有关的服务的请求的响应。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的模块，其中，模块(1)被配置为：

a.用于处理所述输入产品(130)并且用于输出所述输出产品(140)；和/或

b.用于测量输入产品(130)和/或输出产品(140)的物理参量；和/或

c.用于物理地存储所述输入产品(130)和/或所述输出产品(140)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的模块，其中，技术硬件(10)被构造为，用于从输入产品(130)中生成输出产品(140)，并且所述技术硬件(10)还被构造为，为了生成输出产品(140)通过以下方式改变输入产品(130)：

a.改变化学成分；和/或

b.改变至少一个物理属性；和/或

c.补充材料；和/或

d.去除材料。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的模块，其中，管理层(23)包括关于技术硬件(10)的静态信息和作为技术硬件(10)的实时值的动态信息，其中所述实时值由控制器(20)生成。

9.根据权利要求8所述的模块，其中，控制器(20)从以下数据中生成实时值：

a.技术硬件(10)的测量数据和/或控制数据；和/或

b.通过外部接口所传输的通信数据；和/或

c.状态机的与通过控制器(20)和技术硬件(10)所提供的服务有关的状态；和/或

d.技术硬件(10)的测量数据和/或控制数据和/或状态机的状态的历史值；和/或

e.技术硬件(10)的测量数据和/或控制数据和/或通信数据和/或状态机的状态的外推。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的模块，其中，外部接口(22)具有OPC-UA服务器(28)，所述OPC-UA服务器具有管理层(23)映射至其中的、固定地预先给定的信息结构。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的模块，其中，管理层(23)将信息映射至模块类型包的结构中，所述模块类型包以结构化的形式包含为了将模块集成到技术设备(90)中所需的所有信息。

12.一种用于借助技术设备(90)来实施过程的系统，所述技术设备具有：

a.多个根据权利要求1至11所述的模块(1)，所述模块能够实施技术过程的子过程；

b.请求者模块(2)，包括具有管理层(4)的外部接口；和

c.网络(62)，其将模块(1)和请求者模块(2)彼此连接；其中

d.请求者模块(2)能够通过网络(62)向模块(1)请求用于最终产品的服务。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，请求者模块(2)具有自身的状态机(3)；其中在状态机(3)的第一状态下

Ⅰ.请求者模块(2)通过网络(62)向模块(1)请求用于最终产品的服务；

Ⅱ.第一模块(1，D)，其提供用于成品的服务，通过网络(62)向另外的模块(1，A，B，C，G，K)请求至少一个用于其输入产品的服务；

Ⅲ.第二模块(1，C)，其提供第一模块的至少一个用于输入产品的服务作为输出产品，通过网络向模块(1，A，B，G，K)请求至少一个用于其输入产品的服务，并且

Ⅳ.请求者模块(2)从模块(1)之一接收过程完整的消息；

并且其中，如果过程完整，则请求者模块(2)的状态机(3)转到第二状态，其中在第二状态下能够开始过程。

14.根据权利要求12或13所述的系统，其中，请求者模块(2)在其管理层(4)中提供至少一个包含最终产品的服务。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的系统，其中，如果在模块的管理层(23)上以“可提供”状态施加其对于过程所需的输入产品的每一个，则模块(1)生成完整性消息，并且其中完整性消息从生成的模块(1)传输至请求者模块(2)。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的系统，其中，请求者模块(2)具有计算单元(5)，其被构造为，用于实施所规划的过程的评估，其中，评估结果是状态机(3)的第一状态转变至状态机(3)的第二状态的前提。

17.根据权利要求16所述的系统，其中，请求者模块(2)的计算单元(5)被构造为，用于基于技术开销依据最优计算来实施评估。

18.一种用于借助技术设备来实施技术过程的方法，所述技术设备具有多个模块(1)、至少一个请求者模块(2)和网络(62)，其中，模块(1)具有用于实施技术子过程的技术硬件(10)和用于对技术硬件(10)进行本地控制的控制器(20)，其中，所述控制器(20)具有外部接口(22)，所述外部接口包括管理层(23)，其中，所述方法包含以下步骤：

a.经由网络(62)通过每个模块(1)的管理层(23)发布至少一个与各自的模块(1)的输出产品(140)有关的服务；

b.经由网络(62)通过每个模块(1)的外部接口(22)请求至少一个与各自的模块(1)的输入产品(130)有关的服务；

c.经由网络(62)通过请求者模块(2)请求至少一个用于最终产品的服务；

d.通过请求者模块(2)从模块(1)之一接收过程完整的消息。

19.根据权利要求18所述的方法，其还包括以下步骤：

e.通过请求者模块(2)的计算单元(5)来实施所规划的技术过程的评估；和

f.在考虑评估结果的条件下开始过程。

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