DE102014210594A1 - Method and device for operating a production plant - Google Patents

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DE102014210594A1 DE102014210594.3A DE102014210594A DE102014210594A1 DE 102014210594 A1 DE102014210594 A1 DE 102014210594A1 DE 102014210594 A DE102014210594 A DE 102014210594A DE 102014210594 A1 DE102014210594 A1 DE 102014210594A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Fertigungsanlage (200). Das Verfahren umfasst einen Schritt des Analysierens einer Position zumindest einer in einen Produktionsprozess der Fertigungsanlage (200) eingebundenen Person (202) basierend auf einer Positionsinformation (106) und/oder eines Zustands der in den Produktionsprozess der Fertigungsanlage (200) eingebundenen Person (202) basierend auf einer Zustandsinformation (108), wobei die Positionsinformation (106) eine Position der Person (202) in Bezug zu der Fertigungsanlage (200) repräsentiert und/oder die Zustandsinformation (108) einen Zustand der Person (202) repräsentiert, und einen Schritt des Ansteuerns eines Herstellens eines Gutes mittels der Fertigungsanlage (200) unter Verwendung eines Ergebnisses (110) des Analysierens.The invention relates to a method for operating a production plant (200). The method comprises a step of analyzing a position of at least one person (202) involved in a production process of the production plant (200) based on a position information (106) and / or a state of the person (202) involved in the production process of the production plant (200). based on state information (108), wherein the position information (106) represents a position of the person (202) in relation to the manufacturing plant (200) and / or the state information (108) represents a state of the person (202), and a step driving production of a good by the manufacturing plant (200) using a result (110) of the analyzing.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Fertigungsanlage, auf eine entsprechende Vorrichtung sowie auf ein entsprechendes Computerprogramm.The present invention relates to a method for operating a production line, to a corresponding device and to a corresponding computer program.

Industrielle Fertigungsanlagen sind zum großen Teil automatisiert. Je nach Anteil des menschlichen Bedieners am Produktionsprozess spricht man von Teil- bzw. Vollautomatisierung. Bei teilautomatisierten Fertigungsprozessen werden einige Fertigungsschritte vom Menschen ausgeführt. Die Einstellung, Überwachung und Wartung der Maschinen und Prozesse liegt aber immer noch beim Menschen.Industrial manufacturing plants are largely automated. Depending on the proportion of the human operator in the production process one speaks of partial or full automation. In semi-automated manufacturing processes, some manufacturing steps are performed by humans. However, the adjustment, monitoring and maintenance of the machines and processes is still man-made.

Das Konzept „Industrie 4.0“ beschreibt die Unterstützung des Menschen bei der industriellen Herstellung von Gütern in Großserienproduktion. Dies wird durch Erweiterung der Automatisierungstechnik durch Verfahren der Selbstoptimierung, Selbstkonfiguration, Selbstdiagnose und Kognition in einer sogenannten Smart Factory erreicht. Teil des Konzepts sind auch sogenannte Social Machines, die ihr erworbenes Wissen über die besten Parameter zur Erfüllung bestimmter Aufgaben mit anderen Maschinen teilen. Industrie 4.0 erweitert die Rolle des Menschen als Bediener von Maschinen zum „kreativen Schöpfer“. Damit hat er steuernde und regulierende Aufgaben inne. Teil dieses Konzepts ist, dass die Fertigungsanlagen Echtzeitinformationen über die Produkte im Produktionsprozess haben. Möglich ist hier z. B. eine Verfolgung der Produkte durch den Prozess über RFID (englisch radio-frequency identification), also eine „Identifizierung mithilfe elektromagnetischer Wellen“. Auch können die einzelnen Maschinen miteinander kommunizieren.The concept "Industry 4.0" describes the support of humans in the industrial production of goods in mass production. This is achieved by expanding the automation technology through self-optimization, self-configuration, self-diagnosis and cognition in a so-called smart factory. Part of the concept are so-called social machines, which share their acquired knowledge of the best parameters for performing certain tasks with other machines. Industry 4.0 extends the role of humans as machine operators to "creative creators". He thus has controlling and regulating tasks. Part of this concept is that the manufacturing facilities have real-time information about the products in the production process. Possible here is z. As a tracking of the products through the process via RFID (English radio-frequency identification), so an "identification using electromagnetic waves". Also, the individual machines can communicate with each other.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Betreiben einer Fertigungsanlage, weiterhin eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Against this background, the method presented here introduces a method for operating a production plant, furthermore a device which uses this method, and finally a corresponding computer program according to the main claims. Advantageous embodiments emerge from the respective subclaims and the following description.

Ein Analysieren von Positions- und/oder Zustandsinformationen sich im Bereich einer Fertigungsanlage aufhaltender Personen ermöglicht eine Integration des Menschen in eine voll- oder teilautomatisierte Fertigungsanlage. Damit kann ein Grad der Kooperation zwischen Mensch und Fertigungsanlage erhöht und damit die Fertigungsanlage so betrieben bzw. angesteuert werden, dass der Produktionsprozess u. A. schneller und sicherer ablaufen kann.Analyzing position and / or status information in the area of a production plant resident persons allows integration of people in a fully or semi-automated manufacturing plant. Thus, a degree of cooperation between humans and manufacturing plant can be increased and thus the production facility operated or controlled so that the production process u. A. can run faster and safer.

Gemäß dem hier vorgestellten Konzept geht die steuernde und regulierende Aktivität in einer Fertigungsanlage nicht mehr allein vom menschlichen Bediener aus, sondern es kann die Fertigungsanlage mit Informationen über die menschlichen Bediener versorgt werden. Damit kann eine voll- oder teilautomatisierte Fertigungsanlage um weitere Informationen, die als Eingangssignale für die Automatisierungsprozesse verwendet werden können, erweitert werden. Gemäß Ausführungsformen des hier vorgestellten Konzepts sind somit eine Erhöhung von Effizienz und Arbeitssicherheit, eine Steigerung der Qualität sowie eine Verbesserung der menschlichen Gesundheit und Gesundheitsvorsorge bei voll- oder teilautomatisierten Fertigungsprozessen realisierbar. According to the concept presented here, the controlling and regulating activity in a production plant is no longer handled solely by the human operator, but the production plant can be supplied with information about the human operators. Thus, a fully or partially automated manufacturing plant can be extended by further information that can be used as input signals for the automation processes. According to embodiments of the concept presented here, an increase in efficiency and occupational safety, an increase in quality and an improvement in human health and health care in fully or partially automated manufacturing processes can thus be realized.

Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer Fertigungsanlage vorgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Analysieren einer Position zumindest einer in einen Produktionsprozess der Fertigungsanlage eingebundenen Person basierend auf einer Positionsinformation und/oder eines Zustands der in den Produktionsprozess der Fertigungsanlage eingebundenen Person basierend auf einer Zustandsinformation, wobei die Positionsinformation eine Position der Person in Bezug zu der Fertigungsanlage repräsentiert und/oder die Zustandsinformation einen Zustand der Person repräsentiert; und
Ansteuern eines Herstellens eines Gutes mittels der Fertigungsanlage unter Verwendung eines Ergebnisses des Analysierens.A method for operating a production plant is presented, the method comprising the following steps:
Analyzing a position of at least one person involved in a production process of the production plant based on a position information and / or a state of the person involved in the production process of the production plant based on state information, the position information representing a position of the person in relation to the production plant and / or the state information represents a state of the person; and
Driving production of a good by the manufacturing plant using a result of the analyzing.

Die Fertigungsanlage kann zur Herstellung eines Gutes eingesetzt werden und eine Mehrzahl miteinander verbundener Fertigungseinrichtungen umfassen. Es kann sich bei der Fertigungsanlage um eine sogenannte Smart Factory oder einen Teilbereich einer sogenannten Smart Factory handeln. Es können eine oder mehrere Personen als Bediener der Fertigungsanlage eingesetzt werden. Die Person oder die Personen können sich beispielsweise zum Bedienen und/oder Überwachen der Fertigungsanlage in einem Bereich der Fertigungsanlage aufhalten bzw. sich an oder innerhalb der Fertigungsanlage bewegen. Unter dem Zustand kann einerseits ein aktueller körperlicher Zustand der Person verstanden werden, also beispielsweise eine Information über eine Herzfrequenz der Person. Es kann als der Zustand aber auch eine dauerhafte physische Gegebenheit wie eine Größe oder ein Geschlecht der Person angesehen werden. Unter dem Analysieren kann ein Prozess der Bestimmung einer geografischen Position der Person und/oder der Bestimmung einer Physis der Person oder eines vorübergehenden physischen Zustands der Person unter Verwendung eines jeweils geeigneten Algorithmus verstanden werden. Unter dem Ansteuern kann eine Anpassung des Herstellungsprozesses des Gutes verstanden werden. Diese Anpassung kann durch eine Modifikation der Prozessabläufe in der Fertigungsanlage und/oder eine Aufforderung bzw. Empfehlung an die die Fertigungsanlage bedienende Person erfolgen.The manufacturing plant can be used to produce a good and include a plurality of interconnected manufacturing facilities. The manufacturing plant may be a so-called smart factory or a subarea of a so-called smart factory. One or more persons can be used as the operator of the production plant. For example, the person or persons may be in an area of the manufacturing facility to operate and / or monitor the manufacturing facility, or to move to or within the manufacturing facility. On the one hand, the state can be understood to mean a current physical state of the person, that is, for example, information about a heart rate of the person. It can be considered as the condition but also as a permanent physical condition such as a person's height or gender. Analyzing may be understood to mean a process of determining a geographic location of the person and / or determining a physique of the person or a transient physical state of the person using any suitable algorithm. The driving can be understood as an adaptation of the production process of the goods. This adaptation can take place by a modification of the process sequences in the production plant and / or a request or recommendation to the person operating the production plant.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens kann in dem Schritt des Analysierens die Position basierend auf der Positionsinformation und zumindest einer hinterlegten weiteren Positionsinformation analysiert werden und/oder der Zustand basierend auf der Zustandsinformation und zumindest einer hinterlegten weiteren Zustandsinformation analysiert werden. Es kann dafür beispielsweise ein Abgleich mit Datenbanken durchgeführt werden, in denen früher erfasste Positionsinformationen bzw. Zustandsinformationen abgelegt sind. Die in den Datenbanken hinterlegten Informationen können personenbezogen oder allgemein sein. Diese Ausführungsform ermöglicht eine genauere und unter Umständen schnellere Bestimmung von Position und/oder Zustand einer die Fertigungsanlage bedienenden Person.According to an embodiment of the method, in the analyzing step, the position may be analyzed based on the position information and at least one of further stored position information, and / or the state may be analyzed based on the state information and at least one stored further state information. For example, it can be compared with databases in which previously captured position information or status information is stored. The information stored in the databases may be personal or general. This embodiment enables a more accurate and possibly faster determination of the position and / or condition of a person operating the manufacturing plant.

Zusätzlich oder alternativ kann in dem Schritt des Analysierens die Position basierend auf einer manuellen Positionseingabe der Person in die Fertigungseinlage über eine geeignete Schnittstelle analysiert werden und/oder der Zustand basierend auf einer manuellen Zustandseingabe der Person in die Fertigungseinlage über eine geeignete Schnittstelle analysiert werden. Auch mit dieser Ausführungsform des Verfahrens können Zustand und/oder Position einer Person noch detaillierter erfasst werden.Additionally or alternatively, in the step of analyzing, the position may be analyzed based on a manual position input of the person into the manufacturing insert via a suitable interface and / or the state analyzed based on a manual state input of the person into the manufacturing insert via a suitable interface. Even with this embodiment of the method, the state and / or position of a person can be detected in even greater detail.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Schritt des Ansteuerns ein Ausgeben eines akustischen und/oder optischen und/oder haptischen Signals an die Person über eine geeignete Schnittstelle aufweisen. Mit dieser Ausführungsform kann über eine Anweisung oder Empfehlung an die die Fertigungsanlage bedienende Person schnell und effektiv in den Produktionsprozess eingegriffen werden. Der Produktionsprozess kann damit sicherer und störungsfreier gestaltet werden.According to another embodiment, the step of driving may include outputting an acoustic and / or visual and / or haptic signal to the person via a suitable interface. With this embodiment, an instruction or recommendation to the person using the production facility can be intervened quickly and effectively in the production process. The production process can thus be made safer and more trouble-free.

Alternativ oder zusätzlich kann der Schritt des Ansteuerns ein Ausgeben eines Eingangssignals an eine Prozesssteuerung der Fertigungsanlage über eine geeignete Schnittstelle aufweisen. Auch auf diese Weise kann vorteilhaft auf den aktuellen Produktionsprozess Einfluss genommen werden, beispielsweise um eine für die Bedienperson drohende Verletzungsgefahr schnell und sicher abzuwenden. Auch mit dieser Ausführungsform des Verfahrens kann also der Produktionsprozess sicherer und störungsfreier gestaltet werden.Alternatively or additionally, the step of driving may include outputting an input signal to a process controller of the manufacturing plant via a suitable interface. Also in this way can be advantageously taken on the current production process influence, for example, to quickly and safely avert a threat to the operator risk of injury. Even with this embodiment of the method, therefore, the production process can be made safer and trouble-free.

Das Verfahren kann ferner einen Schritt des Einlesens der Positionsinformation und/oder der Zustandsinformation aufweisen. In dem Schritt des Einlesens kann die Positionsinformation und/oder die Zustandsinformation als ein Sensorsignal einer an der Fertigungsanlage und/oder an der Person angeordneten Sensoreinrichtung eingelesen werden. Die Sensoreinrichtung kann an der Fertigungsanlage und zusätzlich oder alternativ an der Person angeordnet sein.The method may further comprise a step of reading the position information and / or the state information. In the reading-in step, the position information and / or the state information can be read in as a sensor signal of a sensor device arranged on the production plant and / or on the person. The sensor device can be arranged on the production line and additionally or alternatively on the person.

So kann die Positionsinformation und/oder die Zustandsinformation schnell und kostengünstig über eine geeignete Schnittstelle gewonnen werden. Gemäß Spezifikation können die Informationen zudem ortsgebunden oder ortsungebunden gesammelt werden.Thus, the position information and / or the state information can be obtained quickly and inexpensively via a suitable interface. According to the specification, the information can also be collected in a local or non-mobile location.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann in dem Schritt des Analysierens eine weitere Positionsinformation und/oder eine weitere Zustandsinformation zumindest einer weiteren in den Produktionsprozess eingebundenen Person analysiert werden. Damit kann mit dem Schritt des Ansteuerns das Herstellen des Gutes mittels der Fertigungsanlage ferner unter Verwendung der weiteren Positionsinformation und/oder der weiteren Zustandsinformation angesteuert werden. So können vorteilhafterweise Positionen und/oder Zustände aller sich im Bereich der Fertigungsanlage aufhaltenden Personen berücksichtigt werden, um den Produktionsprozess noch sicherer zu gestalten. According to a further embodiment of the method, in the step of analyzing further position information and / or further state information of at least one further person involved in the production process can be analyzed. Thus, with the step of driving the production of the goods by means of the manufacturing facility can be further controlled using the further position information and / or the further state information. Thus, advantageously, positions and / or states of all persons staying in the area of the production plant can be taken into account in order to make the production process even safer.

Es wird eine Vorrichtung zum Betreiben einer Fertigungsanlage vorgestellt, wobei die Vorrichtung die folgenden Merkmale aufweist:
eine Analyseeinrichtung zum Analysieren einer Position zumindest einer in einen Produktionsprozess der Fertigungsanlage eingebundenen Person basierend auf einer Positionsinformation und/oder eines Zustands der in den Produktionsprozess der Fertigungsanlage eingebundenen Person basierend auf einer Zustandsinformation, wobei die Positionsinformation eine Position der Person in Bezug zu der Fertigungsanlage repräsentiert und/oder die Zustandsinformation einen Zustand der Person repräsentiert; und
eine Ansteuereinrichtung zum Ansteuern eines Herstellens eines Gutes mittels der Fertigungsanlage unter Verwendung eines Ergebnisses des Analysierens.A device for operating a production plant is presented, the device having the following features:
an analysis device for analyzing a position of at least one person involved in a production process of the production plant based on position information and / or a state of the person involved in the production process of the manufacturing plant based on state information, wherein the position information represents a position of the person in relation to the manufacturing plant and / or the state information represents a state of the person; and
a drive means for driving production of a good by the manufacturing facility using a result of the analyzing.

Die Vorrichtung kann zum Ausführen einer Ausführungsform des vorstehend beschriebenen Verfahrens zum Betreiben einer Fertigungsanlage vorteilhaft eingesetzt werden, um die mit der Vorrichtung gekoppelte Fertigungsanlage so zu betreiben, dass der Produktionsprozess möglichst störungsfrei und gleichzeitig für das Bedienpersonal möglichst sicher ablaufen kann.The device can be advantageously used for carrying out an embodiment of the method described above for operating a production plant in order to operate the production system coupled to the device in such a way that the production process can proceed as safely as possible and at the same time as safely as possible for the operating personnel.

Entsprechend kann die Vorrichtung ausgebildet sein, um die Schritte einer Variante des hier vorgestellten Verfahrens in ihren entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden. Accordingly, the device may be configured to perform, to control or to implement the steps of a variant of the method presented here in their corresponding devices. Also by this embodiment of the invention in the form of a device, the object underlying the invention can be solved quickly and efficiently.

Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.In the present case, a device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon. The device may have an interface, which may be formed in hardware and / or software. In the case of a hardware-based embodiment, the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains a wide variety of functions of the device. However, it is also possible that the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Vorrichtung kann die Ansteuereinrichtung ausgebildet sein, um über eine geeignete Schnittstelle ein akustisches und/oder optisches und/oder haptisches Signal an ein der Person zugeordnetes Mobilgerät auszugeben. So kann eine Aktion der Person zum Unterstützen des Ansteuerns des Herstellens des Gutes bewirkt werden. Bei dem Mobilgerät kann es sich beispielsweise um ein Handy oder Smartphone der Person handeln. Vorteilhaft kann so die Person unabhängig von ihrem aktuellen Aufenthaltsort bezüglich der Fertigungsanlage erreicht werden. Die Person kann somit besonders schnell reagieren, z. B. regulierend in den Fertigungsprozess eingreifen oder sich bei akut drohender Gefahr in Sicherheit bringen. According to a particular embodiment of the device, the drive device can be designed to output via a suitable interface an acoustic and / or optical and / or haptic signal to a person assigned to the mobile device. Thus, an action of the person to assist in driving the manufacturing of the goods can be effected. The mobile device may be, for example, a cell phone or smartphone of the person. Advantageously, the person can be reached regardless of their current location with respect to the manufacturing plant. The person can thus react very quickly, z. B. regulate intervene in the manufacturing process or bring in acute danger threatening safety.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.Also of advantage is a computer program product or computer program with program code which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and for carrying out, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the embodiments described above is used, especially when the program product or program is executed on a computer or a device.

Gemäß den erläuterten Ausführungsformen des hier vorgeschlagenen Konzepts kann eine Erweiterung der oben beschriebenen Smart Factory im Sinne von Industrie 4.0 durch eine Art von „Bewusstsein“ der Fertigungsanlage bezüglich der sich in ihr befindlichen Menschen realisiert werden. Die vorgeschlagene Fertigungsanlage bzw. eine eine Fertigungsanlage gemäß dem hier vorgestellten Konzept einsetzende Fabrik kann sich mithilfe der Positions- und Zustandsinformationen auf jeden Menschen im Bereich der Fertigungsanlage individuell einstellen. Beispielsweise kann eine Anpassung einer Prozessgeschwindigkeit der Fertigung an eine Arbeitsgeschwindigkeit eines jeweiligen Bedieners ausgeführt werden. Auch können diese Informationen alternative Eingangsgrößen zur Steuerung und Regelung der Smart Factory sein. Es können Gefahrensituationen vermieden werden, indem Maschinen verlangsamt oder gestoppt werden, wenn Menschen sich in Gefahrenbereichen – beispielsweise in der Nähe rotierender oder sich schnell bewegender Maschinenteile – befinden. Ein langfristiger Beitrag zur Gesundheit der Menschen kann durch Analyse der menschlichen Bewegungsabläufe hinsichtlich Verschleißes und entsprechendes Feedback mit Verbesserungshinweisen generiert werden.According to the illustrated embodiments of the concept proposed here, an extension of the above-described smart factory in the sense of Industry 4.0 can be realized by a kind of "consciousness" of the manufacturing plant with respect to the people inside it. The proposed production plant or a factory using a production plant according to the concept presented here can adjust itself individually to each person in the area of the production plant with the aid of the position and status information. For example, an adaptation of a process speed of production to an operating speed of a respective operator can be carried out. This information can also be alternative input variables for controlling and regulating the smart factory. Hazardous situations can be avoided by slowing or stopping machines when people are in hazardous areas, such as near rotating or moving machine parts. A long-term contribution to human health can be generated through analysis of human motion patterns in terms of wear and tear, and feedback with directions for improvement.

Der hier vorgestellte Ansatz wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The approach presented here will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Betreiben einer Fertigungsanlage, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 1 a block diagram of an apparatus for operating a manufacturing plant, according to an embodiment of the present invention;

2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Funktionsprinzips einer Vorrichtung zum Betreiben einer Fertigungsanlage, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 2 a schematic representation for explaining a principle of operation of a device for operating a manufacturing plant, according to an embodiment of the present invention;

3 ein Blockschaltbild einer Fertigungsanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 3 a block diagram of a manufacturing plant according to an embodiment of the present invention;

4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Fertigungsanlage, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 4 a flowchart of a method for operating a manufacturing plant, according to an embodiment of the present invention;

5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Fertigungsanlage, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 5 a flowchart of a method for operating a manufacturing plant, according to another embodiment of the present invention;

6 eine Darstellung eines Regelkreises einer automatisierten Fertigungsanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und 6 a representation of a control loop of an automated manufacturing plant according to an embodiment of the present invention; and

7 eine beispielhafte Integration eines Verfahrens zum Betreiben einer Fertigungsanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einen bestehenden Fertigungsprozess. 7 an exemplary integration of a method for operating a manufacturing plant according to an embodiment of the present invention in an existing manufacturing process.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of favorable embodiments of the present invention are for the in the various figures illustrated and similar elements used the same or similar reference numerals, wherein a repeated description of these elements is omitted.

1 zeigt ein Blockschaltbild einer gemäß dem hier vorgestellten Ansatz konzipierten beispielhaften Vorrichtung 100 zum Betreiben einer Fertigungsanlage. Die Vorrichtung 100 umfasst eine Analyseeinrichtung 102 und eine Ansteuereinrichtung 104. Bei der Vorrichtung 100 kann es sich um ein zentrales Steuergerät einer voll- oder teilautomatisierten Fertigungsanlage handeln. In der Analyseeinrichtung 102 werden im in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel eine Positionsinformation 106 und eine Zustandsinformation 108 mittels geeigneter Algorithmen verarbeitet. Es handelt sich bei der Positionsinformation 106 um eine Information über eine Position einer in einen Produktionsprozess der Fertigungsanlage eingebundenen Person in Bezug zu der Fertigungsanlage oder einem vordefinierten Abschnitt der Fertigungsanlage. Die Person kann beispielsweise ein Bediener der Fertigungsanlage sein. Bei der Zustandsinformation 108 handelt es sich um einen Zustand der in den Produktionsprozess eingebundenen Person. 1 shows a block diagram of an exemplary device designed according to the approach presented here 100 to operate a manufacturing plant. The device 100 includes an analysis device 102 and a drive device 104 , In the device 100 it can be a central control unit of a fully or partially automated production plant. In the analyzer 102 be in the 1 shown embodiment, a position information 106 and state information 108 processed by means of suitable algorithms. It is the position information 106 information about a position of a person involved in a production process of the production plant in relation to the production plant or a predefined section of the production plant. For example, the person may be an operator of the manufacturing plant. At the status information 108 it is a condition of the person involved in the production process.

Die Zustandsinformation 108 kann beispielsweise eine zeitlich veränderliche Charakterisierung der Person wie eine momentane Leistungsfähigkeit, einen Gesundheitszustand, ein Aufmerksamkeitslevel, einen Müdigkeitsgrad, eine Gehgeschwindigkeit etc. der Person liefern bzw. zur Ermittlung dieser veränderlichen Zustände verwendet werden. Es können mit ihrer Hilfe auch Vitalparameter, Aktivitätslevel, Schrittzahl der Person usw. ermittelt werden. Darüber hinaus kann die Zustandsinformation 108 aber auch auf dauerhafte physische Eigenschaften der Person wie z. B. Größe, Armkraft, Handkraft, etc. verweisen. Auch zur Bestimmung von z. B. Alter und Geschlecht der Person kann die Zustandsinformation 108 herangezogen werden. Mittels der Zustandsinformation 108 kann sogar auf Vorlieben der Person geschlossen werden. Ziel der von der Analyseeinrichtung 102 ausgeführten Analyse ist die Bestimmung einer aktuellen geografischen Position der sich im Bereich der Fertigungsanlage aufhaltenden Person sowie die Bestimmung eines aktuellen oder dauerhaften Zustands der sich im Bereich der Fertigungsanlage aufhaltenden Person. The state information 108 For example, it can provide a temporally variable characterization of the person such as a current performance, a health status, an attention level, a degree of fatigue, a walking speed, etc. of the person, or can be used to determine these variable states. It can also be used to determine vital parameters, level of activity, number of steps of the person, etc. In addition, the state information 108 but also on permanent physical characteristics of the person such. B. size, arm strength, hand strength, etc. refer. Also for the determination of z. B. Age and gender of the person can be the state information 108 be used. By means of the state information 108 can even be closed on preferences of the person. Target of the analyzer 102 The analysis carried out is the determination of a current geographical position of the person present in the area of the manufacturing plant and the determination of a current or permanent status of the person present in the area of the production plant.

Ein Ergebnis 110 der Analyse der Positionsinformation und der Zustandsinformation wird über eine geeignete Schnittstelle von der Analyseeinrichtung 102 an die Ansteuereinrichtung 104 übergeben. Basierend auf dem Ergebnis 110 ermittelt die Ansteuereinrichtung 104 unter Verwendung eines geeigneten Algorithmus ein Ansteuersignal 112 zum Ansteuern eines Herstellungsprozesses eines Gutes in der Fertigungsanlage. Über eine geeignete Schnittstelle wird das Ansteuersignal 112 ausgegeben. Dabei kann das Ansteuersignal 112 als ein Eingangssignal in eine Prozesssteuerung der Fertigungsanlage einfließen. Alternativ oder zusätzlich kann das Ansteuersignal 112 an ein Ausgabegerät der Fertigungsanlage oder der Person ausgegeben werden. Mittels eines derartigen Ausgabegeräts kann der Person ein optischer, akustischer oder haptischer Hinweis gegeben werden. A result 110 the analysis of the position information and the state information is made via a suitable interface from the analyzer 102 to the drive device 104 to hand over. Based on the result 110 determines the control device 104 using a suitable algorithm, a drive signal 112 for driving a manufacturing process of a good in the manufacturing plant. A suitable interface becomes the drive signal 112 output. In this case, the drive signal 112 as an input signal into a process control of the manufacturing facility. Alternatively or additionally, the drive signal 112 be issued to an output device of the manufacturing plant or the person. By means of such an output device, the person can be given an optical, acoustic or haptic indication.

Das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 100 weist ferner eine Einleseeinrichtung 114 auf. Die Einleseeinrichtung 114 ist ausgebildet, um zumindest ein Positionssignal 116 zumindest eines der Fertigungsanlage zugeordneten Positionssensors einzulesen und zumindest ein Zustandssignal 118 zumindest eines der Fertigungsanlage zugeordneten Zustandssensors einzulesen. Die Sensoren können dabei geeignet an der Fertigungsanlage und/oder der Person angeordnet sein. Über eine geeignete Schnittstelle werden relevante Daten des Positionssignals 116 in Form der Positionsinformation 106 an die Analyseeinheit 102 übergeben und relevante Daten des Zustandssignals 118 in Form der Zustandsinformation 108 an die Analyseeinheit 102 übergeben.This in 1 shown embodiment of the device 100 also has a read-in device 114 on. The reading device 114 is designed to at least one position signal 116 at least one position sensor associated with the production facility and at least one status signal 118 to read in at least one state sensor assigned to the production facility. The sensors can be suitably arranged on the production line and / or the person. A suitable interface becomes relevant data of the position signal 116 in the form of position information 106 to the analysis unit 102 pass and relevant data of the state signal 118 in the form of state information 108 to the analysis unit 102 to hand over.

Gemäß Ausführungsbeispielen kann die Vorrichtung 100 auch lediglich unter Verwendung ausschließlich der Positionsinformation 106 oder ausschließlich der Zustandsinformation 108 arbeiten, um die Fertigungsanlage anzusteuern. Auch kann die Vorrichtung 100 gemäß Ausführungsbeispielen ausgebildet sein, um weitere Positions- und Zustandsinformationen weiterer Personen in oder an der Fertigungsanlage zu erfassen und zu verarbeiten. According to embodiments, the device 100 also only using exclusively the position information 106 or only the state information 108 work to control the manufacturing plant. Also, the device can 100 According to embodiments be designed to detect and process further position and status information of other people in or on the production line.

Die Vorrichtung 100 lässt sich zur sensorgesteuerten Positionsbestimmung des Menschen und/oder menschlichen Zustandserkennung, der anschließenden Analyse von Zustand und Position mittels der Analyseeinrichtung 102 und darauffolgenden Regelung des Fertigungsprozesses und Ausgabe von Aktionen und Feedback der Smart Factory mittels der Ansteuereinrichtung 104 in einer als Smart Factory konzipierten Fertigungsanlage einsetzen.The device 100 can be used for sensor-controlled position determination of the human and / or human state recognition, the subsequent analysis of state and position by means of the analysis device 102 and subsequently controlling the manufacturing process and issuing actions and feedback from the smart factory via the driver 104 in a production facility designed as a smart factory.

2 erläutert anhand einer anschaulichen schematischen Darstellung ein Funktionsprinzip eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung 100 zum Betreiben einer Fertigungsanlage aus 1. 2 zeigt die Vorrichtung 100 im Zusammenwirken mit einer Fertigungsanlage 200 und/oder Mehrzahl von Personen 202, die sich im Bereich der hier mittels einer die Personen 202 umgebenden Kreislinie gekennzeichneten Fertigungsanlage 200 aufhalten. Die Vorrichtung 100 kann Teil der Fertigungsanlage 200 sein oder z. B. über ein Leitungssystem mit der Fertigungsanlage 200 gekoppelt sein. Bei dem Menschen 202 kann es sich um Produktionspersonal, Maschinenbediener, Wartungspersonal, Logistikpersonal, etc. handeln. Bei der Fertigungsanlage 200 handelt es sich um eine Smart Factory oder einen Teilbereich einer Smart Factory. In der in 2 gezeigten schematischen Darstellung sind die Analyseeinrichtung 102 im Sinne einer Verarbeitungseinheit zur Analyse von Zustand und Position der Menschen 202 und die Ansteuereinheit 104 im Sinne einer Verarbeitungseinheit zur Ermittlung von Aktionen und Feedback der Smart Factory gezeigt. 2 explained on the basis of an illustrative schematic representation of a functional principle of an embodiment of the device 100 for operating a production plant 1 , 2 shows the device 100 in cooperation with a production plant 200 and / or plurality of persons 202 in the area of here by means of a persons 202 surrounding circle line marked production plant 200 stop them. The device 100 can be part of the manufacturing plant 200 be or z. B. via a pipe system with the manufacturing plant 200 be coupled. In the human 202 can it be production staff, Operators, maintenance personnel, logistics personnel, etc. act. At the manufacturing plant 200 is a smart factory or a subset of a smart factory. In the in 2 The schematic diagram shown are the analysis device 102 in the sense of a processing unit for analyzing the condition and position of people 202 and the drive unit 104 in terms of a processing unit for identifying actions and feedback from the smart factory.

Ferner ist in 2 das Einlesesystem 114 gezeigt, die sich aus einem System zur Bestimmung einer Position der Menschen 202 im Sinne eines Positionssensors 204 und einem System zur Erfassung menschlicher Zustände im Sinne eines Zustandssensors 206 zusammensetzt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Positionssensor 204 an der Fertigungsanlage 200 oder in einem Umkreis der Fertigungsanlage 200 angeordnet aus ausgebildet sein, um aktuelle Positionen der sich im Bereich der Fertigungsanlage 200 bewegenden Personen 202 zu erfassen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann eine der Personen 202 den Zustandssensor 206 am Körper tragen, sodass dieser Körperfunktionen wie beispielsweise den Puls oder einen Aktivitätslevel der Person 202 erfassen kann. Es kann jede der Personen 202 mit einem eigenen Zustandssensor 206 ausgestattet sein. Alternativ können der Positionssensor 204 und der Zustandssensor 206 als gemeinsames Sensorsystem in einem Gehäuse zusammengefasst und beispielsweise im Bereich der Fertigungsanlage 200 oder an einer Person 202 angeordnet sein.Furthermore, in 2 the reading system 114 shown, resulting from a system for determining a position of the people 202 in the sense of a position sensor 204 and a system for detecting human conditions in the sense of a condition sensor 206 composed. According to one embodiment, the position sensor 204 at the manufacturing plant 200 or in the vicinity of the production plant 200 arranged to be trained to current positions in the field of manufacturing plant 200 moving people 202 capture. According to one embodiment, one of the persons 202 the condition sensor 206 Wear on the body, so that these body functions such as the pulse or a level of activity of the person 202 can capture. It can be any of the persons 202 with its own condition sensor 206 be equipped. Alternatively, the position sensor 204 and the condition sensor 206 summarized as a common sensor system in a housing and, for example, in the field of manufacturing plant 200 or on a person 202 be arranged.

Wie die Darstellung in 2 zeigt, ist der Positionssensor 204 ausgebildet, um über eine geeignete Schnittstelle Positionssignale 116 aller Menschen 202 im Bereich der Fertigungsanlage 200 zu erfassen. Der Zustandssensor 206 ist ausgebildet, um über eine geeignete Schnittstelle Zustandssignale 118 aller Menschen 202 im Bereich der Fertigungsanlage 202 zu erfassen. Der Übersichtlichkeit halber sind in der Darstellung in 2 lediglich ein Positionssignal 116 und ein Zustandssignal 118 mittels auf die Sensorsysteme 204, 206 gerichteter Pfeile dargestellt. Die Analyseeinrichtung 102 ist ausgebildet, um basierend auf der von der Einleseeinrichtung 114 als Positionssignal 116 erfassten Positionsinformation 106 und der von der Einleseeinrichtung 114 als Zustandssignal 118 erfassten Zustandsinformation 108 die Positions- und Zustandsanalyse auszuführen. Das Ergebnis 110 der Analyse wird an die Ansteuereinrichtung 104 übermittelt, die basierend auf dem Ergebnis 110 das Ansteuersignal 112 an die Fertigungsanlage 200 und/oder eine oder mehrere der Personen 202 ausgibt. Like the illustration in 2 shows is the position sensor 204 designed to provide position signals via a suitable interface 116 of all people 202 in the area of the production plant 200 capture. The condition sensor 206 is designed to provide conditional signals via a suitable interface 118 of all people 202 in the area of the production plant 202 capture. For clarity, in the illustration in 2 only a position signal 116 and a status signal 118 by means of the sensor systems 204 . 206 directed arrows. The analysis device 102 is designed to be based on that of the read-in device 114 as a position signal 116 captured position information 106 and that of the reading device 114 as a status signal 118 acquired state information 108 perform the position and state analysis. The result 110 the analysis is sent to the control device 104 transmitted based on the result 110 the drive signal 112 to the manufacturing plant 200 and / or one or more of the persons 202 outputs.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Analyseeinrichtung 102 ausgebildet sein, um die Analyse basierend auf weiteren Positionsinformationen 106 ein und derselben Person 202 und weiteren Zustandsinformationen 108 ein und derselben Person 202 durchzuführen. Bei den weiteren Informationen 106, 108 kann es sich um in einer Datenbank hinterlegte Informationen handeln, auf die die Vorrichtung 100 Zugriff hat. Der Einsatz einer solchen Positionshistorie und Zustandshistorie ermöglicht ein noch exakteres und schnelleres Ansteuern der Fertigungsanlage 200.According to one embodiment, the analysis device 102 be trained to analyze based on further position information 106 one and the same person 202 and further state information 108 one and the same person 202 perform. For further information 106 . 108 it may be information stored in a database to which the device 100 Has access. The use of such a position history and state history enables even more precise and faster activation of the production plant 200 ,

Die Sensorsysteme 204, 206 umfassen gemäß Ausführungsbeispielen je eine Sensorik, eine Energieversorgung, eine Kommunikationsschnittstelle, z. B. Wifi oder Bluetooth, und eine Auswerte- und Steuerungseinheit, z. B. Mikrocontroller. Die Systeme 204, 206 werden entweder am Körper der Personen 202 getragen, sind implantiert oder sind im Gebäude der Fertigungsanlage 200 installiert. Die oben genannten Systeme und Verarbeitungseinheiten 102, 104, 204, 206 können entweder in ein Gerät, z. B. auch ein Smartphone, integriert oder alternativ verteilt aufgebaut sein. Beispielsweise kann das System zur Zustandserkennung 206 am Menschen 202 und Rechner zur Regelung des Fertigungsprozesses räumlich getrennt davon angeordnet sein. In einer Variante werden abhängig vom jeweiligen Bediener 202 Bedienkonzepte und grafische Bedienoberflächen der Maschinen angepasst. In einer weiteren Variante erhält der Bediener 202 Rückmeldungen und Informationen von der automatisierten Fertigungsanlage 200 auf sein Handy oder Smartphone.The sensor systems 204 . 206 According to embodiments, each comprise a sensor, a power supply, a communication interface, for. B. Wifi or Bluetooth, and an evaluation and control unit, for. B. microcontroller. The systems 204 . 206 be either on the body of the persons 202 worn, are implanted or are in the building of the manufacturing plant 200 Installed. The above systems and processing units 102 . 104 . 204 . 206 can either be in a device, eg. As well as a smartphone, be integrated or alternatively distributed. For example, the system may use state detection 206 in humans 202 and computer for controlling the manufacturing process to be arranged spatially separate therefrom. In one variant, depending on the respective operator 202 Operating concepts and graphical user interfaces of the machines adapted. In another variant, the operator receives 202 Feedback and information from the automated manufacturing plant 200 on his cellphone or smartphone.

3 zeigt ein Blockschaltbild einer weiteren beispielhaften Vorrichtung 100. Wiederum ist die anhand der 1 vorgestellte Vorrichtung 100 in eine Fertigungsanlage eingebunden oder mit dieser gekoppelt. Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel wird neben der Positionsinformation 106 und der Zustandsinformation 108 ferner eine Positionseingabe 300 sowie eine Zustandseingabe 302 zur Analyse in die Analyseeinrichtung 102 übergeben. Bei der Positionseingabe 300 und der Zustandseingabe 302 handelt es sich um von einer Person 202 manuell in die Fertigungsanlage eingegebene Informationen. Entsprechend führt die Analyseeinrichtung 102 die Positions- und Zustandsanalyse ferner basierend auf der Positionseingabe 300 und der Zustandseingabe 302 durch. 3 shows a block diagram of another exemplary device 100 , Again, the basis of the 1 presented device 100 integrated in a production plant or coupled with this. At the in 3 shown embodiment is in addition to the position information 106 and the state information 108 also a position input 300 as well as a state input 302 for analysis in the analyzer 102 to hand over. When entering the position 300 and the state input 302 it is about one person 202 manually entered information into the manufacturing plant. Accordingly, the analyzer performs 102 the position and state analysis further based on the position input 300 and the state input 302 by.

Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 100 wird ein erstes Ansteuersignal über eine geeignete Schnittstelle in Form eines Signals 112A an die sich an der Fertigungsanlage aufhaltende Person 202 ausgegeben, hier in Form einer Textinformation auf ein Mobilgerät 304, das die Person 202 bei sich trägt. Beispielsweise kann es sich bei der Textinformation um einen Hinweis an die Person 202, einen Gefahrenbereich der Fertigungsanlage zu verlassen, handeln. Es kann sich bei dem Mobilgerät 304 um ein Handy oder Smartphone handeln. Das Signal 112A kann auch als ein anderes optisches Signal, ein akustisches Signal oder ein haptisches Signal an die Person 202 ausgegeben werden. Dazu kann das Signal 112A an das Mobilgerät 304 und zusätzlich oder alternativ an eine Ausgabeeinrichtung der Fertigungsanlage ausgegeben werden, z. B. an eine Anzeigeeinrichtung, eine Leuchteinrichtung zum Ausgeben eines Warnlichts oder einen Lautsprecher zum Ausgeben eines Warntons. Somit kann die automatisierte Fertigungsanlage die menschlichen Bediener 202 über die Rückmeldung von Informationen, z. B. über Displays oder akustische Ausgaben gleichsam „steuern“.At the in 3 shown embodiment of the device 100 is a first drive signal via a suitable interface in the form of a signal 112A to the person staying at the production plant 202 issued here in the form of text information on a mobile device 304 that the person 202 carries with itself. For example, the text information may be an indication to the person 202 to leave a hazardous area of the manufacturing plant, act. It can be at the mobile device 304 to a mobile phone or smartphone act. The signal 112A can also act as another optical signal, an audible signal or a haptic signal to the person 202 be issued. This can be the signal 112A to the mobile device 304 and additionally or alternatively to an output device of the manufacturing facility are issued, for. B. to a display device, a lighting device for outputting a warning light or a speaker for outputting a warning tone. Thus, the automated manufacturing plant can be the human operator 202 about the feedback of information, eg. B. on displays or acoustic outputs as it were "steer".

Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel wird über die Ansteuereinrichtung 104 als weiteres Ansteuersignal über eine geeignete Schnittstelle ein Eingangssignal 112B an eine Prozesssteuerung 306 der Fertigungsanlage ausgegeben. Basierend auf diesem Eingangssignal 112B wird beispielsweise eine Maschine der Fertigungsanlage gestoppt oder eine Maschinenbewegung variiert, wenn z. B. das Ergebnis 110 der in der Analyseeinrichtung 102 durchgeführten Informationsverarbeitung besagt, dass andernfalls eine Verletzung der sich im relevanten Bereich der Fertigungsanlage aufhaltenden Person 202 droht. At the in 3 embodiment shown is via the drive device 104 as an additional drive signal via a suitable interface an input signal 112B to a process control 306 the production plant output. Based on this input signal 112B For example, a machine of the production plant is stopped or a machine movement varies when z. For example, the result 110 in the analyzer 102 Information processing carried out states that otherwise a violation of the person in the relevant area of the production plant residing 202 threatening.

4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 400 zum Betreiben einer Fertigungsanlage. Das Verfahren 400 kann zum Betreiben der anhand der 2 vorgestellten Fertigungsanlage ausgeführt werden. In einem Schritt 402 werden Positionsinformationen in Form von Positionssignalen und Zustandsinformationen in Form von Zustandssignalen in eine Analyseeinrichtung einer Vorrichtung zum Betreiben einer Fertigungsanlage eingelesen. Die Positions- und Zustandsinformationen geben Auskunft über Position und Zustand zumindest einer in einen Produktionsprozess der Fertigungsanlage eingebundenen Person. In einem Schritt 404 führt die Analyseeinrichtung basierend auf den Positions- und Zustandsinformationen eine Positions- und Zustandsanalyse der Person durch. In einem Schritt 406 gibt eine Ansteuereinrichtung der Vorrichtung unter Verwendung eines Ergebnisses der Positions- und Zustandsanalyse ein geeignetes Ansteuersignal zum Ansteuern eines Herstellens eines Gutes mittels der Fertigungsanlage aus. 4 shows a flowchart of an embodiment of a method 400 to operate a manufacturing plant. The procedure 400 can operate on the basis of 2 featured manufacturing plant to be executed. In one step 402 For example, position information in the form of position signals and state information in the form of status signals are read into an analysis device of a device for operating a production plant. The position and status information provide information about the position and condition of at least one person involved in a production process of the production plant. In one step 404 the analyzer performs a position and state analysis of the person based on the position and state information. In one step 406 A driving device of the device outputs, using a result of the position and state analysis, a suitable driving signal for driving production of a good by the manufacturing plant.

5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels des Verfahrens 400 in detaillierterer Form zum Betreiben einer Fertigungsanlage bzw. Smart Factory. In einem Schritt 500 erfolgt mittels Sensoren eine Erfassung von Sensorsignalen am menschlichen Bediener, z. B. Beschleunigung, Herzrate, Position etc. Die erfassten Signale werden im Rahmen bereits in 4 erläuterten Positions- und Zustandsanalyse in Schritt 404 ausgewertet. Dazu wird eine Signalverarbeitung und eine Berechnung von Parametern wie z. B. Aktivität, Vitalparameter, Position durchgeführt. In einem Schritt 502 werden die berechneten Parameter bzw. Informationen an Rechner der Fertigungsanlage gesendet. Ein Schritt 504 repräsentiert eine Auswertung der genannten Informationen für alle sich in der Anlage befindlichen Menschen analog zu Schritt 404. In einem Schritt 506 werden Eingangssignale für den Fertigungsprozess berechnet. In dem bereits in 4 erwähnten Schritt 406 erfolgt dann die Ausgabe der Eingangssignale zur Regelung des Fertigungsprozesses. In einem Schritt 508 erfolgt eine zur Gewährleistung der Regelung erforderliche Überwachung der Prozessparameter. Analog zu Schritt 406 wird in einem Schritt 406A eine Rückmeldung von Informationen an die Bediener ausgeführt, z. B. durch Senden einer Nachricht auf ein Display. 5 shows a flowchart of another embodiment of the method 400 in more detail for the operation of a production plant or smart factory. In one step 500 By means of sensors, a detection of sensor signals on the human operator, for. As acceleration, heart rate, position, etc. The detected signals are already in 4 explained position and condition analysis in step 404 evaluated. For this purpose, a signal processing and a calculation of parameters such. As activity, vital signs, position performed. In one step 502 the calculated parameters or information are sent to computers of the production plant. A step 504 represents an evaluation of the information mentioned for all people in the plant analogous to step 404 , In one step 506 input signals are calculated for the manufacturing process. In the already in 4 mentioned step 406 Then the output of the input signals to control the manufacturing process. In one step 508 a monitoring of the process parameters required to ensure control takes place. Analogous to step 406 gets in one step 406A a feedback of information to the operator executed, z. B. by sending a message on a display.

6 zeigt ein Blockschaltbild eines beispielhaften Regelkreises einer automatisierten Fertigungsanlage 200 mit Einbindung des Menschen in den Regelkreis, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Eingangsprodukte 600 wie Materialien, Rohstoffe und Energie werden in die automatisierte Fertigungsanlage 200 eingebracht. Dort werden Produktionsprozesse und Überwachungsprozesse zur Kontrolle von Sicherheit, Effizienz, Gesundheit, etc. durchlaufen. Als Ergebnis dieser Prozesse entstehen Ausgangsprodukte bzw. Güter 602. Beispielhaft sind eine erste Person 202, eine zweite Person 202, usw. bis zur einer n-ten Person 202 in der Fertigungsanlage 200 eingesetzt, beispielsweise als Bediener oder Überwachungspersonal der Fertigungsanlage 200. Jede der Personen bzw. Menschen 202 ist charakterisiert durch Positions- und Zustandszuschreibungen wie Position, Alter, Geschlecht, Zustand, physische Eigenschaften, Vorlieben usw. Gemäß dem herkömmlichen Regelkreis in automatisierten Fertigungsanlagen 200 werden Informationen über Prozessabläufe in der Fertigungsanlage 200 in Form von Ausgangssignalen 604 an die Personen 202 ausgegeben. Basierend auf von den Ausgangssignalen 604 abgeleiteten Informationen können die Menschen 202 dann beispielsweise regulierend in die Prozessabläufe eingreifen. 6 shows a block diagram of an exemplary control loop of an automated manufacturing plant 200 with human involvement in the control loop, according to an embodiment of the present invention. input products 600 such as materials, raw materials and energy are in the automated manufacturing plant 200 brought in. There, production processes and monitoring processes to control safety, efficiency, health, etc. will go through. As a result of these processes, starting products or goods are created 602 , Exemplary are a first person 202 , a second person 202 , etc., up to the nth person 202 in the manufacturing plant 200 used, for example, as an operator or monitoring personnel of the manufacturing plant 200 , Each of the persons or people 202 is characterized by position and state attribution such as position, age, gender, state, physical characteristics, preferences, etc. According to the conventional control loop in automated manufacturing plants 200 Be informed about process flows in the manufacturing plant 200 in the form of output signals 604 to the persons 202 output. Based on the output signals 604 Inferred information can be people 202 then, for example, intervene regulatively in the process flows.

Der hier vorgestellte Ansatz erweitert die automatisierte Fertigungsanlage 200 um Informationen über die in der Fertigungsanlage arbeitenden Menschen 202. Die Informationen werden als Eingangssignale in Form von Positionssignalen 116 und/oder Zustandssignalen 118 für die Automatisierungsprozesse verwendet: Die Fertigungsanlage 200 hat so ständig alle Informationen über die menschlichen Bediener 202, z. B. Position, Geschlecht, Alter, Gesundheitszustand, Aufmerksamkeitslevel, u. a., und stellt sich aktiv auf die jeweiligen menschlichen Individuen 202 bezgl. ihrer physischen Fähigkeiten und Vorlieben ein, d. h. passt Prozessanläufe an bzw. optimiert sie. Die oben genannten Informationen werden über Sensoren, manuelle Eingaben oder einen Abgleich mit Datenbanken erzeugt. Die Fertigungsanlage 200 nutzt diese Informationen auch, um die Menschen 202 zu „steuern“, indem Informationen an diese gesendet werden, z. B. als Anzeige auf einem Display oder Ausgabe über Lautsprecher, etc. Der Mensch 202 ist damit Teil der automatisierten, geregelten Fertigungsanlage 200.The approach presented here extends the automated production line 200 information about the people working in the manufacturing plant 202 , The information is provided as input signals in the form of position signals 116 and / or status signals 118 used for the automation processes: the manufacturing plant 200 so has all the information about the human operators constantly 202 , z. Position, gender, age, health status, level of attention, etc., and actively targets the individual human individuals 202 their physical abilities and preferences, ie adjusts or optimizes process starts. The above information is generated via sensors, manual inputs or synchronization with databases. The manufacturing plant 200 also uses this information to the people 202 to "steer" by sending information to them, e.g. B. as an indication on a display or output via speakers, etc. The human 202 is thus part of the automated, controlled production plant 200 ,

7 zeigt ein Schaubild zur beispielhaften Integration des Menschen in ein hier als „EasyHandling“ beschriebenes Handlingsystem einer automatisierten Fertigungsanlage. Der „EasyHandling-Prozess umfasst die Bereiche Antriebs- und Steuertechnologie sowie Verpackungstechnologie. Der Prozessablauf ist in vier in der Komplexität ansteigende Bereiche 700, 702, 704 und 706 gegliedert. Ein grundlegender Bereich 700 umfasst mechanische und pneumatische Komponenten, Greifer, Drehmodule, Motoren, Sensoren und ein- und mehrachsige lineare Systeme. Ein Komfortbereich 702 umfasst neben den Komponenten des grundlegenden Bereichs 700 zusätzlich vorparametrisierte Servoantriebe und einen Inbetriebnahmeassistenten. Ein fortgeschrittener Bereich 704 umfasst alle Komponenten des Komfortbereichs 702 und zusätzlich vorkonfigurierte, skalierbare Steuereinrichtungen. In einem qualifizierten Bereich 706 ist der Bediener als Teil des Systems einer Smart Factory gemäß Industrie 4.0 in das Handlingsystem integriert. Zusätzlich sind gemäß dem hier vorgestellten Konzept Logiken und Algorithmen für verschiedene Anwendungen vorgesehen. 7 shows a diagram for the exemplary integration of humans in a here described as "EasyHandling" handling system of an automated manufacturing plant. The EasyHandling process covers the areas of drive and control technology as well as packaging technology. The process flow is in four areas that are increasing in complexity 700 . 702 . 704 and 706 divided. A basic area 700 includes mechanical and pneumatic components, grippers, rotary modules, motors, sensors and single and multi-axis linear systems. A comfort area 702 includes in addition to the components of the basic area 700 additionally pre-parameterized servo drives and a commissioning assistant. An advanced area 704 includes all components of the comfort range 702 and additionally preconfigured, scalable controllers. In a qualified area 706 the operator is integrated into the handling system as part of the system of a smart factory according to Industry 4.0. In addition, logic and algorithms for various applications are provided according to the concept presented here.

Zusammengefasst wirkt sich die Integration des menschlichen Bedieners bzw. die Integration von Eigenschaften des menschlichen Bedieners wie Zustand, Position, kontextabhängige und situationsabhängige Aufmerksamkeit, Orientierung, in die Fertigungsautomation und den Maschineneinsatz auf folgende Bereiche aus: Handlingsysteme, speicherprogrammierbare Steuerungen bzw. PLCs für zur Automation von Produktionswerkzeugen und -systemen (beispielsweise IndraLogic), VerpackungsmaschinenIn summary, the integration of the human operator or the integration of characteristics of the human operator such as condition, position, context-dependent and situation-dependent attention, orientation, in the production automation and the use of machines on the following areas affects: handling systems, programmable logic controllers or PLCs for automation of production tools and systems (eg IndraLogic), packaging machines

Mit einer Realisierung des hier vorgeschlagenen Konzepts ergeben sich für die automatisierte Fertigung insbesondere die Vorteile einer Erhöhung der Produktivität und Qualität, einer Erhöhung der Sicherheit, einer Erhöhung des Bedienkomforts sowie einer Reduzierung von Unfall- und Gesundheitsrisiken. Der hier vorgeschlagene Ansatz versorgt die „Smart Factory“ nicht nur mit Informationen über alle Produkte, sondern auch über alle Menschen im Prozess. With a realization of the concept proposed here, the advantages of an increase in productivity and quality, an increase in safety, an increase in ease of use and a reduction in accident and health risks arise for automated production in particular. The approach proposed here not only provides the "smart factory" with information about all products, but also about all people in the process.

Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. The embodiments described and shown in the figures are chosen only by way of example. Different embodiments may be combined together or in relation to individual features. Also, an embodiment can be supplemented by features of another embodiment.

Ferner können die hier vorgestellten Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Furthermore, the method steps presented here can be repeated as well as executed in a sequence other than that described.

Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

Claims (11)

Verfahren (400) zum Betreiben einer Fertigungsanlage (200), wobei das Verfahren (400) die folgenden Schritte aufweist: Analysieren (404) einer Position zumindest einer in einen Produktionsprozess der Fertigungsanlage (200) eingebundenen Person (202) basierend auf einer Positionsinformation (106) und/oder eines Zustands der in den Produktionsprozess der Fertigungsanlage (200) eingebundenen Person (202) basierend auf einer Zustandsinformation (108), wobei die Positionsinformation (106) eine Position der Person (202) in Bezug zu der Fertigungsanlage (200) repräsentiert und/oder die Zustandsinformation (108) einen Zustand der Person (202) repräsentiert; und Ansteuern (406) eines Herstellens eines Gutes (602) mittels der Fertigungsanlage (200) unter Verwendung eines Ergebnisses (110) des Analysierens (404).Procedure ( 400 ) for operating a production plant ( 200 ), the process ( 400 ) comprises the following steps: Analyze ( 404 ) a position of at least one in a production process of the manufacturing plant ( 200 ) involved person ( 202 ) based on position information ( 106 ) and / or a condition entering the production process of the manufacturing plant ( 200 ) involved person ( 202 ) based on state information ( 108 ), the position information ( 106 ) a position of the person ( 202 ) in relation to the manufacturing plant ( 200 ) and / or the state information ( 108 ) a state of the person ( 202 represents; and driving ( 406 ) of producing a good ( 602 ) by means of the manufacturing plant ( 200 ) using a result ( 110 ) of analyzing ( 404 ). Verfahren (400) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schritt des Analysierens (404) die Position basierend auf der Positionsinformation (106) und zumindest einer hinterlegten weiteren Positionsinformation (106) analysiert wird und/oder der Zustand basierend auf der Zustandsinformation (108) und zumindest einer hinterlegten weiteren Zustandsinformation (108) analysiert wird.Procedure ( 400 ) according to claim 1, characterized in that in the step of analyzing ( 404 ) the position based on the position information ( 106 ) and at least one stored further position information ( 106 ) and / or the state based on the state information ( 108 ) and at least one stored further state information ( 108 ) is analyzed. Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schritt des Analysierens (404) die Position ferner basierend auf einer manuellen Positionseingabe (300) der Person (202) in die Fertigungsanlage (200) über eine geeignete Schnittstelle analysiert wird und/oder der Zustand ferner basierend auf einer manuellen Zustandseingabe (302) der Person (202) in die Fertigungsanlage (200) über eine geeignete Schnittstelle analysiert wird. Procedure ( 400 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the step of analyzing ( 404 ) the position further based on a manual position input ( 300 ) the person ( 202 ) in the production plant ( 200 ) is analyzed via a suitable interface and / or the state is further analyzed based on a manual state input ( 302 ) the person ( 202 ) in the production plant ( 200 ) is analyzed via a suitable interface. Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Ansteuerns (406) ein Ausgeben eines akustischen und/oder optischen und/oder haptischen Signals (112; 112A) an die Person (202) über eine geeignete Schnittstelle aufweist.Procedure ( 400 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the step of driving ( 406 ) issuing a acoustic and / or optical and / or haptic signal ( 112 ; 112A ) to the person ( 202 ) via a suitable interface. Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Ansteuerns (406) ein Ausgeben eines Eingangssignals (112; 112B) an eine Prozesssteuerung der Fertigungsanlage (200) über eine geeignete Schnittstelle aufweist.Procedure ( 400 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the step of driving ( 406 ) outputting an input signal ( 112 ; 112B ) to a process control of the production plant ( 200 ) via a suitable interface. Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (400) einen Schritt des Einlesens (402) der Positionsinformation (106) und/oder der Zustandsinformation (108) aufweist, wobei in dem Schritt des Einlesens (402) die Positionsinformation (106) und/oder die Zustandsinformation (108) als ein Sensorsignal (116, 118) einer an der Fertigungsanlage (200) und/oder an der Person (202) angeordneten Sensoreinrichtung (204, 206) eingelesen wird.Procedure ( 400 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the method ( 400 ) a step of reading in ( 402 ) the position information ( 106 ) and / or the state information ( 108 ), wherein in the step of reading ( 402 ) the position information ( 106 ) and / or the state information ( 108 ) as a sensor signal ( 116 . 118 ) one at the production plant ( 200 ) and / or on the person ( 202 ) arranged sensor device ( 204 . 206 ) is read. Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schritt des Analysierens (404) eine weitere Positionsinformation (106) und/oder eine weitere Zustandsinformation (108) zumindest einer weiteren in den Produktionsprozess eingebundenen Person (202) analysiert wird, wobei in dem Schritt des Ansteuerns (406) das Herstellen des Gutes (602) mittels der Fertigungsanlage (200) ferner unter Verwendung eines Ergebnisses (110) des Analysierens (404) der weiteren Positionsinformation (106) und/oder der weiteren Zustandsinformation (108) angesteuert wird. Procedure ( 400 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the step of analyzing ( 404 ) another position information ( 106 ) and / or further state information ( 108 ) at least one other person involved in the production process ( 202 ), wherein in the step of driving ( 406 ) the production of the goods ( 602 ) by means of the manufacturing plant ( 200 ) further using a result ( 110 ) of analyzing ( 404 ) of the further position information ( 106 ) and / or the further state information ( 108 ) is driven. Vorrichtung (100) zum Betreiben einer Fertigungsanlage (200), wobei die Vorrichtung (100) die folgenden Merkmale aufweist: eine Analyseeinrichtung (102) zum Analysieren einer Position zumindest einer in einen Produktionsprozess der Fertigungsanlage (200) eingebundenen Person (202) basierend auf einer Positionsinformation (106) und/oder eines Zustands der in den Produktionsprozess der Fertigungsanlage (200) eingebundenen Person (202) basierend auf einer Zustandsinformation (108), wobei die Positionsinformation (106) eine Position der Person (202) in Bezug zu der Fertigungsanlage (200) repräsentiert und/oder die Zustandsinformation (108) einen Zustand der Person (202) repräsentiert; und eine Ansteuereinrichtung (104) zum Ansteuern eines Herstellens eines Gutes (602) mittels der Fertigungsanlage (200) unter Verwendung eines Ergebnisses (110) des Analysierens (404).Contraption ( 100 ) for operating a production plant ( 200 ), the device ( 100 ) has the following features: an analysis device ( 102 ) for analyzing a position of at least one in a production process of the production plant ( 200 ) involved person ( 202 ) based on position information ( 106 ) and / or a condition entering the production process of the manufacturing plant ( 200 ) involved person ( 202 ) based on state information ( 108 ), the position information ( 106 ) a position of the person ( 202 ) in relation to the manufacturing plant ( 200 ) and / or the state information ( 108 ) a state of the person ( 202 represents; and a drive device ( 104 ) for driving a production of a good ( 602 ) by means of the manufacturing plant ( 200 ) using a result ( 110 ) of analyzing ( 404 ). Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuereinrichtung (104) ausgebildet ist, um über eine geeignete Schnittstelle ein akustisches und/oder optisches und/oder haptisches Signal (112; 112A) an ein der Person (202) zugeordnetes Mobilgerät (304) auszugeben, um eine Aktion der Person (202) zum Unterstützen des Ansteuerns des Herstellens des Gutes (602) zu bewirken.Contraption ( 100 ) according to claim 8, characterized in that the driving device ( 104 ) is designed to provide, via a suitable interface, an acoustic and / or optical and / or haptic signal ( 112 ; 112A ) to one of the persons ( 202 ) associated mobile device ( 304 ) to perform an action of the person ( 202 ) to assist in driving the production of the good ( 602 ) to effect. Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens (400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.Computer program adapted to perform all steps of a procedure ( 400 ) according to one of claims 1 to 8. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 10.A machine-readable storage medium having a computer program stored thereon according to claim 10.
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