CN1452732A - 用于综合生产线自适应控制的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种控制离散生产过程的方法和相应的系统。根据本发明，通过使用一个机器(M1、M2、M3、M4)，在几个生产步骤中处理或生产每一件产品，由此根据生产步骤，生产不同的中间产品。另外，定义和考虑缓冲时间(Tpi)，并在该生产期间保存在缓冲器(P1、P2、P3，例如P3)中，通过处理与相关缓冲时间(例如Tp3)相对应的中间产品的存品，在前生产步骤的一个机器(例如M3)故障时间内一个机器(例如M4)可以继续运行。至此，为每个机器(M1、M2、M3、M4)检测生产数据，当访问该生产数据时，依靠MTTR计算器(22)计算以循环统计方式来确定的修理时间MTTRi(平均修理时间)。基于这些时间MTTRi，依靠Tp计算器(23)来计算作为缓冲时间(Tpi)的设定值提供给控制生产过程的设备(PLC)的缓冲时间(Tpi)。

Description

用于综合生产线自适应控制的方法和系统
技术领域
本发明涉及用于综合生产线自适应控制的方法和涉及用于执行这种方法的系统。
背景技术
在许多工业部门中，把生产过程细分成不同生产线，也称为生产流水线。生产线是许多生产机器的串联。在这些机器之间，存在所谓的缓冲器，使用缓冲器生产机器的不同处理速度和短中断可以得到补偿。
缓冲器的基本特征变量是缓冲时间，也就是说一种时间，其间产生中间产品的供应，使用该时间，可以渡过机器的中断而生产线不停顿。从生产厂的制造者得到指导方针用来定义各个缓冲时间。
根据这种预定义，设定的理想缓冲时间无论如何不应是最优缓冲时间，然而，特别是关于生产成本，其受到生产浪费的影响达到相当明显的程度。在各自在前机器中，以最优缓冲时间补尝故障，由此不存在生产浪费。由于不能预料到例如机器寿命或要处理的材料量的影响，使用固定时间的预定义不能实现最优缓冲时间。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种依靠生产线理想缓冲时间的自动化来自适应控制生产线的系统和方法。
该目的通过用于控制离散生产过程的方法来实现，其具有权利要求1中指定的特征。在权利要求2中指定一种相应的系统。
通过在生产线中使用本发明，在整个生产周期中实现缓冲时间的自动优化。
附图说明
使用附图中指定的典型实施例，在下文中进一步说明本发明，其中：
图1表示生产线的结构，
图2表示自动确定最佳缓冲时间的系统，
图3表示系统运行方法，
图4表示故障事件数据，和
图5表示估计模型。
具体实施方式
图1简要表示生产线的结构。图1中的生产过程指向一方并始于机器M1。在机器M1-M4之间，在每种情况下设立缓冲器P1-P3来保存中间产品。缓冲器的临界特征变量是缓冲时间Tp，其可以通过处理机器中断期间的中间产品供应而渡过。每个机器分配一个特征变量MTTR(修理平均时间)。这个量度表示统计平均修理时间。
图2表示自动确定最佳缓冲时间Tpi的系统，最佳缓冲时间Tpi作为理想值保存在可编程逻辑控制器(PLC)的理想值存储器33中。
在该系统中，数据处理设备包含一生产数据获取设备21，其具有到数据服务器30的通路，在服务器30中记录产品数据，和依靠数据输入11附加故障事件可以进入其中。设立产品数据获取设备21来记录机器中断时间和把它们作为时序保存在生产数据库31中。MTTR计算器22具有到生产数据库31的通路，和把计算的MTTR特征变量保存在MTTR数据库32中。也包含在数据处理设备中的Tp计算器23具有到MTTR数据库32的通路和保存由其计算的缓冲时间Tpi到理想值存储器33中。
图3表示图2中图解的系统的运行方法。在这种情况下，在步骤100中，依靠生产数据获取设备21，最优化所需的机器中断时间，包括故障时间信息，作为时序记录和保存在生产数据库31中。在步骤200中，MTTR计算器22计算MTTR特征变量。由机器生产周期中的中断持续时间给出MTTR。与此相关的信息驻留在生产数据库31中。如果故障事件发生，重新计算MTTR。
在步骤300中，MTTR保存在MTTR数据库32中。对于每个机器来说，保存当前的MTTR特征变量。同样也可能把MTTR在整个运行周期期间的MTTR变化保存在MTTR数据库32中用于随后分析的目的。
在步骤400中，进行观察看MTTR变化是否明显超出时间进程。如果超过预定的三角形极限，检测到有效值(MTTR警报)。
在步骤500中，通过Tp计算器23计算各自新缓冲时间pi和预定义作为理想存储器31中的理想值。为了确定最优缓冲时间，可以使用不同的估计模型。如果，例如生产成本受到生产线中断的单独影响，则缓冲时间以这种方式来选择，就是机器中断时间得到补偿。这意味着最优缓冲时间直接产生于各个缓冲器的机器上游的MTTR。图5通过实例表示估计模型，其另外考虑源于缓冲器的成本。
图4通过实例表示故障事件数据，列出各种情况下的启动时间、机器、故障事件和持续时间。故障事件数据要么可以通过产品数据获取系统21自动得到，要么机器操作工经由数据输入11输入数据。
图5通过实例表示估计模型。使用产品单位成本来进行估计。在实例中，生产单位成本受到机器成本、缓冲器成本和产量n的影响。在实例中，给定常数缓冲成本因数Kp，缓冲器成本随着缓冲时间Tp而上升。

Claims (2)

1.控制离散生产过程的方法，其中在许多生产步骤中处理或生产产品，每个步骤使用一个机器(M1、M2、M3、M4)，由此依靠生产步骤，生产不同的中间产品，其中定义和考虑缓冲时间(Tpi)，并在该生产期间保存在缓冲器(P1、P2、P3，例如P3)中，通过处理与相关缓冲时间(例如Tp3)相对应的中间产品的存品，在前生产步骤的一个机器(例如M3)故障时间内一个机器(例如M4)可以继续运行，其中
a)为每个机器(M1、M2、M3、M4)连续获得生产数据，
b)通过访问这些生产数据，依靠MTTR计算器(22)来循环地计算统计平均修理时间MTTRi(平均修理时间)，和
c)在这些时间MTTRi的基础上，依靠Tp计算器(23)，来计算缓冲时间(Tpi)，并将其作为缓冲时间(Tpi)的理想值提供给控制生产过程的设备(PLC)。
2.控制离散生产过程的系统，其中在许多生产步骤中处理或生产产品，每个步骤使用一个机器(M1、M2、M3、M4)，由此依靠生产步骤，生产不同的中间产品，其中为控制生产过程的设备(ALC)预定义缓冲时间(Tpi)的理想值，并在该生产过程中把其保存在缓冲器(P1、P2、P3，例如P3)中，在缓冲时间(Tpi)期间，通过处理与相关缓冲时间(例如Tp3)相对应的中间产品的存品，在前生产步骤的一个机器(例如M3)的故障时间内一个机器(例如M4)可以继续运行，其中，对于每种情况下最优缓冲时间(Tpi)的自动确定来说，使用数据处理设备，它
a)具有生产数据获取设备(21)，其具有到数据服务器(30)的通路，在服务器(30)中记录生产或故障事件数据，依靠数据输入(11)，附加故障事件数据可以输入到其中，且其中设立产品数据获取设备(21)来记录机器中断时间和把它们作为时序保存在生产数据库(31)中，
b)具有MTTR计算器(22)，其具有到生产数据库(31)的通路，设立其来计算MTTR特征值和把它们保存在MTTR数据库(32)中，
c)具有Tp计算器(23)，其具有到MTTR数据库(32)的通路，使用估计模型，设立其来保存由其计算的缓冲时间Tpi到控制系统的理想值存储器(33)中。
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