DE102017120378A1 - INTERIOR-LOCATION-BASED CONTROL OF MANUFACTURING PROCESSES IN THE METAL-PROCESSING INDUSTRY - Google Patents

INTERIOR-LOCATION-BASED CONTROL OF MANUFACTURING PROCESSES IN THE METAL-PROCESSING INDUSTRY Download PDF

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DE102017120378A1
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Abstract

Die Verwendung eines Innenraum-Ortungssystems (5) bei der Fertigungssteuerung wird offenbart. Dabei weist das Innenraum-Ortungssystem (5) mehrere fest installierten Sende-Empfangseinheiten (13) zur Ortsbestimmung von mehreren Mobileinheiten (15) auf, welche insbesondere über eine Laufzeitauswertung von elektromagnetischen (Radio-) Signalen erfolgt. Die Verwendung des Innenraum-Ortungssystems (5) erfolgt zur Zuordnung einer der Mobileinheiten (15) zu einem oder mehreren Werkstücken (23) in einer stahl- und/oder blechverarbeitenden Industriefertigungsanlage, zur Positionsbestimmung der zugeordneten Werkstücke (13) durch Lokalisierung der zugehörigen Mobileinheit (15) mit dem Innenraum-Ortungssystem (5) und zur Einbindung des Innenraum-Ortungssystems (5) in ein Fertigungssteuerungssystem (1) der Industriefertigungsanlage.The use of an indoor location system (5) in manufacturing control is disclosed. In this case, the indoor location system (5) has a plurality of permanently installed transceiver units (13) for location determination of a plurality of mobile units (15), which takes place in particular via a transit time evaluation of electromagnetic (radio) signals. The use of the indoor location system (5) is carried out for assigning one of the mobile units (15) to one or more workpieces (23) in a steel and / or sheet processing industrial production facility, for determining the position of the associated workpieces (13) by locating the associated mobile unit (13). 15) with the interior location system (5) and for integration of the indoor location system (5) in a production control system (1) of the industrial production plant.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung und Steuerung von Fertigungsprozessen, insbesondere von Prozessabläufen bei der industriellen Fertigung von Werkstücken in der Stahl- und/oder Blechverarbeitung. Ferner betrifft die Erfindung ein System zur Werkstückpositionsüberwachung in Fertigungshallen der metallverarbeitenden Industrie, insbesondere bei der Stahl- und/oder Blechverarbeitung. Ferner betrifft die Erfindung die Zuordnung von Werkstücken zu Prozessabläufen im Rahmen der Fertigungssteuerung.The present invention relates to a method for monitoring and controlling manufacturing processes, in particular of process sequences in the industrial production of workpieces in steel and / or sheet metal processing. Furthermore, the invention relates to a system for workpiece position monitoring in production halls of the metalworking industry, especially in steel and / or sheet metal processing. Furthermore, the invention relates to the assignment of workpieces to process flows in the context of manufacturing control.

Beispielhaft für die metallverarbeitende Industrie werden in der industriellen Stahl- und/oder Blechverarbeitung oft viele Teile unterschiedlicher Größe verschiedensten Verarbeitungsschritten zugeführt. So werden beispielsweise Werkstücke an Werkzeugmaschinen, z. B. Laserschnittgut oder gestanzte Blechteile, absortiert und weiteren Verarbeitungsschritten zugeführt. Geschnittene oder gestanzte Werkstücke werden dabei nach dem Bearbeitungsvorgang häufig in einem Verbund dem jeweiligen nachgelagerten Produktionsschritt zur Verfügung gestellt. Die verschiedenen Prozessabläufe werden üblicherweise basierend auf einem visuellen Abgleich mit Papier-basierten Unterlagen manuell durchgeführt. Werden jedoch viele unterschiedliche Teilformen geschnitten, verschiedenste Bearbeitungsschritte durchgeführt und unterschiedliche Bereiche in einer Fertigungshalle für die Stahl- und/oder Blechverarbeitung angefahren, so werden derartige Überwachungs- und Steuerungsvorgänge aufwändig und fehleranfällig. So kann eine hohe Teilevielfalt Fehler bei der Teilezuordnung und den nachfolgenden Bearbeitungsschritten, z. B. beim auftragsspezifischen Ablegen in vorgesehenen Werkstücksammelstelleneinheiten oder beim Überstellen zum nachfolgenden Bearbeitungsschritt, hervorrufen. Werden z. B. Teile falsch abgelegt, kann ein nachfolgender Verarbeitungsschritt negativ beeinträchtigt werden, z. B. fehlerhaft durchgeführt werden.By way of example for the metalworking industry, in industrial steel and / or sheet metal processing many parts of different sizes are often supplied to a very wide variety of processing steps. For example, workpieces on machine tools, z. As laser cut or punched sheet metal parts, sorted and supplied to further processing steps. Cut or punched workpieces are often made available after the machining process in a composite the respective downstream production step. The various process flows are usually performed manually based on a visual comparison with paper-based documents. However, if many different part shapes are cut, a variety of processing steps carried out and approached different areas in a production hall for steel and / or sheet metal processing, so such monitoring and control operations are complex and error-prone. Thus, a high variety of parts errors in the parts allocation and subsequent processing steps, eg. B. during order-specific storage in provided workpiece collection units or when transferring to the subsequent processing step, cause. Are z. B. parts stored incorrectly, a subsequent processing step can be adversely affected, eg. B. be carried out incorrectly.

So wird ein physischer Materialfluss meist diskret an Buchungsstationen manuell mit durchzuführenden Bearbeitungsschritten synchronisiert, sodass oft keine detaillierte oder nur eine verzögerte Auswertung stattfinden kann.Thus, a physical material flow is usually synchronized discretely at booking stations manually with processing steps to be performed, so that often no detailed or only a delayed evaluation can take place.

Beispielsweise aus den (noch unveröffentlichten) deutschen Patentanmeldungen DE 10 2016 120 132.4 („Werkstücksammelstelleneinheit und Verfahren zur Unterstützung der Bearbeitung von Werkstücken“) und DE 10 2016 120 131.6 („Absortierunterstützungsverfahren und Flachbettwerkzeugmaschine“) mit Anmeldetag 21. Oktober 2016 sind Verfahren zum Unterstützen des Absortiervorgangs von mit einer Flachbettwerkzeugmaschine erzeugten Werkstücken, allgemein Verfahren zur Unterstützung der Bearbeitung von Werkstücken, bekannt. Ferner ist aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2017 107 357.4 „Absortierunterstützungsverfahren und Flachbettwerkzeugmaschine“ mit Anmeldetag 5. April 2017 ein Unterstützungsverfahren beim Absortieren von z. B. Schnittgut einer Flachbettwerkzeugmaschine bekannt. Die genannten deutschen Patentanmeldungen werden hierin vollumfänglich aufgenommen.For example, from the (unpublished) German patent applications DE 10 2016 120 132.4 ("Workpiece collection unit and method for supporting the machining of workpieces") and DE 10 2016 120 131.6 ("Absortierunterstützungsverfahren und Flachbettwerkzeugmaschine") with filing date October 21, 2016 methods for supporting the Absortiervorgangs of flat-rolled machine tools produced workpieces, in general, methods for supporting the machining of workpieces known. Furthermore, from the German patent application EN 10 2017 107 357.4 "Absortierunterstützungsverfahren and Flachbettwerkzeugmaschine" with filing date April 5, 2017 a support method when sorting z. B. clippings of a flatbed machine tool known. The cited German patent applications are incorporated herein in their entirety.

Aus der US 2016/0100289 A1 ist ein Lokalisierungs- und Verfolgungssystem zum Bestimmen von Positionen mobiler drahtloser Vorrichtungen beispielsweise mithilfe der „ultra-wideband“ (UWB)-Technologie bekannt, wobei beispielsweise durch Berechnen von Ankunftszeitunterschieden die Positionen der Vorrichtungen gewonnen werden. Auf der UWB-Technologie basierende Bewegungssensoren, die u. a. mit Beschleunigungssensoren erweitert sein können, werden gemäß der US 2015/0356332 A1 beispielsweise für die Leistungsanalyse im Sport offenbart.From the US 2016/0100289 A1 For example, a location and tracking system for determining locations of mobile wireless devices is known, for example, using ultra-wideband (UWB) technology, wherein, for example, by calculating arrival time differences, the locations of the devices are obtained. Motion sensors based on the UWB technology, which may be extended with acceleration sensors, for example, will be used in accordance with the US 2015/0356332 A1 For example, disclosed for the performance analysis in sports.

Einem Aspekt dieser Offenbarung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren und Systeme vorzuschlagen, die insbesondere im Umfeld der Stahl- und/oder Blechverarbeitung - allgemein Metallverarbeitung - Fertigungsprozesse intelligent unterstützen können.It is an object of this disclosure to propose methods and systems that can intelligently support manufacturing processes, particularly in the field of steel and / or sheet metal processing - generally metalworking.

Zumindest eine dieser Aufgaben wird gelöst durch ein Verfahren zur Fertigungssteuerung nach Anspruch 1, durch ein Innenraum-Ortungssystem nach Anspruch 11, durch ein Fertigungssteuerungssystem nach Anspruch 13, die Verwendung eines Innenraum-Ortungssystems nach Anspruch 16 und ein Verfahren zur industriellen Fertigung eines Endprodukts nach Anspruch 18. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.At least one of these objects is achieved by a manufacturing control method according to claim 1, an indoor location system according to claim 11, a manufacturing control system according to claim 13, the use of an indoor location system according to claim 16 and a method of industrial manufacturing an end product according to claim 18. Further developments are specified in the subclaims.

In einem Aspekt weist ein Verfahren zur, durch eine Innenraum-Ortung unterstützten, Fertigungssteuerung von Prozessabläufen bei der industriellen Bearbeitung von Werkstücken (23), insbesondere in der Stahl- und/oder Blechverarbeitung, in einer Fertigungshalle zur Fertigung eines Endprodukts, folgende Schritte auf:

  • Bereitstellen mehrerer fest in der Fertigungshalle installierter Sende-Empfangseinheiten, mindestens einer Mobileinheit und einer Analyseeinheit, wobei die Sende-Empfangseinheiten und die Mobileinheit zum Aussenden und Empfangen von elektromagnetischen Signalen ausgebildet ist und die Analyseeinheit ausgebildet ist, aus Laufzeiten der elektromagnetischen Signale zwischen den Sende-Empfangseinheiten und der Mobileinheit die Positionen der Mobileinheit in der Fertigungshalle zu bestimmen,
  • Zuordnen der Mobileinheit zu mindestens einem Werkstück,
  • Bestimmen der Position des mindestens einen zugeordneten Werkstücks durch Lokalisierung der zugeordneten Mobileinheit mit dem Innenraum-Ortungssystem und
  • Einbinden der bestimmten Position in die Fertigungssteuerung der Industriefertigungsanlage zur Fertigung des Endprodukts.
In one aspect, a method for assisting production control of process sequences in the industrial machining of workpieces by indoor locating ( 23 ), in particular in steel and / or sheet metal processing, in a production hall for the manufacture of a final product, the following steps:
  • Providing a plurality of transceiver units permanently installed in the production hall, at least one mobile unit and an analysis unit, wherein the transceiver units and the mobile unit are configured to emit and receive electromagnetic signals and the analyzer unit is constructed of transit times of the electromagnetic signals between the transmitters Receiving units and the mobile unit to determine the positions of the mobile unit in the production hall,
  • Associating the mobile unit with at least one workpiece,
  • Determining the position of the at least one associated workpiece by locating the associated mobile unit with the indoor location system and
  • Integration of the specific position into the production control of the industrial production plant for the production of the final product.

In einem weiteren Aspekt weist ein Innenraum-Ortungssystem zur Unterstützung der Fertigungssteuerung von Prozessabläufen bei der industriellen Fertigung von Werkstücken, insbesondere in der Stahl- und/oder Blechverarbeitung, in einer Fertigungshalle mehrere fest in der Fertigungshalle installierten Sende-Empfangseinheiten, mindestens eine Mobileinheit und eine Analyseeinheit auf. Die Sende-Empfangseinheiten und die mindestens eine Mobileinheit sind zum Aussenden und Empfangen von elektromagnetischen Signalen ausgebildet. Die Analyseeinheit ist ausgebildet zum Bestimmen von Laufzeiten der elektromagnetischen Signale zwischen den Sende-Empfangseinheiten und der mindestens einen Mobileinheit und zum Bestimmen der Position der mindestens einen Mobileinheit in der Fertigungshalle aus den Laufzeiten der elektromagnetischen Signale.In a further aspect, an indoor location system for supporting the production control of process sequences in the industrial production of workpieces, in particular in the steel and / or sheet metal processing, in a production hall several permanently installed in the production hall transceiver units, at least one mobile unit and a Analysis unit on. The transceiver units and the at least one mobile unit are designed for transmitting and receiving electromagnetic signals. The analysis unit is designed to determine transit times of the electromagnetic signals between the transceiver units and the at least one mobile unit and to determine the position of the at least one mobile unit in the production hall from the transit times of the electromagnetic signals.

In einem weiteren Aspekt weist ein Fertigungssteuerungssystem zur Steuerung von Fertigungsprozessen in einer Fertigungshalle, insbesondere einer stahl- und/oder blechverarbeitenden Industriefertigungsanlage, ein derartiges Innenraum-Ortungssystem auf. Das Innenraum-Ortungssystem ist zum Austausch und Bereitstellen von Daten zur Position von mindestens einer Mobileinheit in der Fertigungshalle als Teil des Fertigungssteuerungssystems ausgebildet, und das Fertigungssteuerungssystem ist dazu ausgebildet, die gewonnene Position der mindestens einen Mobileinheit mindestens einem Werkstück zuzuordnen und in die Fertigungssteuerung einzubeziehen.In a further aspect, a production control system for controlling manufacturing processes in a production hall, in particular a steel and / or sheet metal processing industrial production facility, has such an indoor location system. The indoor location system is configured to exchange and provide data on the location of at least one mobile unit in the shop floor as part of the shop floor control system, and the shop floor control system is configured to associate the acquired location of the at least one mobile unit with at least one workpiece and include it in the shop floor control.

Ein weiterer Aspekt betrifft die Verwendung eines derartigen Innenraum-Ortungssystems bei der Fertigungssteuerung, wobei aus den Laufzeiten der elektromagnetischen Signale die Positionen der Mobileinheiten, insbesondere mit einer Genauigkeit von kleiner 30 cm, bestimmt werden. Dabei erfolgt die Verwendung des Innenraum-Ortungssystems zur

  • - Zuordnung einer der Mobileinheiten zu mindestens einem Werkstück in einer metallverarbeitenden, insbesondere stahl- und/oder blechverarbeitenden, Industriefertigungsanlage,
  • - Positionsbestimmung des mindestens einen Werkstücks durch Lokalisierung der zugeordneten Mobileinheit mit dem Innenraum-Ortungssystem und
  • - Einbindung des Innenraum-Ortungssystems in ein Fertigungssteuerungssystem der Industriefertigungsanlage.
A further aspect relates to the use of such an indoor positioning system in production control, wherein the positions of the mobile units, in particular with an accuracy of less than 30 cm, are determined from the transit times of the electromagnetic signals. In this case, the use of the indoor location system for
  • Assignment of one of the mobile units to at least one workpiece in a metal processing, in particular steel and / or sheet metal processing, industrial production plant,
  • - Position determination of the at least one workpiece by locating the associated mobile unit with the indoor location system and
  • - Integration of the indoor location system in a production control system of the industrial production plant.

In einem weiteren Aspekt umfasst ein Verfahren zur industriellen Fertigung eines Endprodukts mittels eines Fertigungssteuerungssystems (hierin auch als MES (Manufacturing Execution System) bezeichnet) die folgenden Schritte:

  • - Entgegennehmen eines Fertigungsauftrags zur Fertigung des Endprodukts aus einem Werkstück mit einem in einer Datenverarbeitungsvorrichtung implementierten MES des Fertigungssteuerungssystems,
  • - Auswählen einzelner Bearbeitungsschritte mit dem MES,
  • - Bestimmen einer Reihenfolge der Bearbeitungsschritte mit dem MES, wobei die Bearbeitungsschritte einzelne oder mehrere der folgenden Vorgänge umfassen: Schneiden, insbesondere Laserschneiden, Stanzen, Biegen, Bohren, Gewindeschneiden, Schleifen, Zusammenfügen, Schweißen, Nieten, Schrauben, Pressen, Behandeln der Kanten und Oberflächen;
  • - Datentechnisches Zuordnen der Bearbeitungsschritte zu einer Maschine oder einer Arbeitsplatzeinheit,
  • - Datentechnisches Zuordnen des Fertigungsauftrags zu einem Mobileinheitsdatensatz in dem MES,
  • - Fertigen eines Werkstücks für das Endprodukt, wobei es insbesondere zu einem Teil des Endprodukts nach einem ersten der Bearbeitungsschritte an der dem Bearbeitungsschritt zugewiesenen Maschine oder Arbeitsplatzeinheit bearbeitet wird,
  • - Räumliches Zuordnen der dem Fertigungsauftrag zugeordneten Mobileinheit zu dem gefertigten Werkstück,
  • - Speichern einer Statusänderung des Fertigungsauftrags im MES,
  • - Transport des gefertigten Werkstücks zusammen mit der Mobileinheit gemäß dem Fertigungsauftrag zu der nächsten Maschine oder Arbeitsplatzeinheit in der vorbestimmten Reihenfolge,
  • - Durchführen des Bearbeitungsschritts an dieser Maschine oder Arbeitsplatzeinheit,
  • - Speichern einer Statusänderung des Fertigungsauftrags im MES und
  • - Durchführen der Bearbeitungsschritte des Fertigungsauftrags mit dem MES,
wobei die Position der Mobileinheit mit dem Ortungssystems auf Basis von elektromagnetischen Signalen jederzeit durch das MES bestimmbar ist und das MES zu jeder Zeit über Daten zum aktuellen Status und zur aktuellen Position des Werkstücks verfügt.In another aspect, a method for industrially manufacturing an end product using a manufacturing control system (also referred to herein as an MES (Manufacturing Execution System)) includes the following steps:
  • Accepting a production order for manufacturing the final product from a workpiece with an MES of the production control system implemented in a data processing device,
  • Selecting individual processing steps with the MES,
  • Determining an order of the processing steps with the MES, the processing steps comprising one or more of the following operations: cutting, in particular laser cutting, punching, bending, drilling, tapping, grinding, joining, welding, riveting, screwing, pressing, edge treatment and Surfaces;
  • - data-technical assignment of the processing steps to a machine or a workstation unit,
  • Data-related assignment of the production order to a mobile unit data record in the MES,
  • Preparing a workpiece for the end product, wherein it is processed in particular to a part of the end product after a first of the processing steps at the machine or workstation assigned to the processing step,
  • Spatially allocating the mobile unit associated with the production order to the finished workpiece,
  • - saving a status change of the production order in the MES,
  • Transport of the finished workpiece together with the mobile unit according to the production order to the next machine or workstation unit in the predetermined order,
  • Performing the processing step on this machine or workstation unit,
  • - Save a status change of the production order in MES and
  • Performing the processing steps of the production order with the MES,
wherein the position of the mobile unit with the location system based on electromagnetic signals at any time by the MES is determinable and the MES at any time has data on the current status and the current position of the workpiece.

In einigen Ausführungsformen umfasst die Mobileinheit ferner einen Beschleunigungs- und/oder Lagesensor, und insbesondere einen MEMS-basierten Sensor und/oder Barometer-Sensor. Entsprechend kann das Verfahren ein Einbinden eines Signals des Beschleunigungs- und/oder Lagesensors, und insbesondere des MEMS-basierten Sensors und/oder Barometer-Sensors, in die Steuerung zur Fertigung des Endprodukts umfassen, wobei optional ein Bewegungs- oder Orientierungssignal für die Zuordnung der Mobileinheit zu dem mindestens einen Werkstück verwendet wird. Signale können dabei durch Schütteln der Mobileinheit und/oder spezifische Lagen der Mobileinheit und/oder durch Vornehmen von spezifizierten Gesten mit der Mobileinheit erzeugt werden. Das Verfahren kann ferner ein Auswerten von Bildinformation des mindestens einen Werkstücks und/oder der Mobileinheit umfassen, wobei die Bildinformation z. B. Kennzeichnungen wie Barcodes, Abbildungen etc. umfasst.In some embodiments, the mobile unit further includes an acceleration and / or position sensor, and more particularly a MEMS-based sensor and / or barometric sensor. Accordingly, the method may include integrating a signal of the acceleration and / or attitude sensor, and in particular the MEMS-based sensor and / or barometric sensor, into the controller for manufacturing the final product, wherein optionally a motion or orientation signal for the assignment of the Mobile unit is used to the at least one workpiece. Signals may be generated by shaking the mobile unit and / or specific locations of the mobile unit and / or by making specified gestures with the mobile unit. The method may further comprise evaluating image information of the at least one workpiece and / or the mobile unit, wherein the image information z. B. includes markings such as barcodes, images, etc.

In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ein Zuordnen der Mobileinheit zu einem Bediener, einem Transportmittel, einer Werkzeugmaschine oder einem Werkzeug, ein Bestimmen der Position der einem Bediener, einem Transportmittel, einer Werkzeugmaschine oder einem Werkzeug zugeordneten Mobileinheit mit dem Innenraum-Ortungssystem und ein Einbinden der bestimmten Position in die Steuerung zur Fertigung eines Endprodukts der Industriefertigungsanlage und/oder in eine Bewegungsanalyse des Bedieners, des Transportmittels, der Werkzeugmaschine oder des Werkzeugs.In some embodiments, the method comprises associating the mobile unit with an operator, a means of transport, a machine tool or a tool, determining the position of the mobile unit associated with an operator, a means of transport, a machine tool or a tool with the indoor location system, and integrating the certain position in the control for manufacturing an end product of the industrial production plant and / or in a motion analysis of the operator, the means of transport, the machine tool or the tool.

In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ein Definieren von Zonen und/oder räumlichen Schranken in der Fertigungshalle, insbesondere in einem Lageplan der Fertigungshalle, und ein Abgleichen der bestimmten Position hinsichtlich der Zonen und/oder der räumlichen Schranken und Steuern der Fertigung basierend auf dem Abgleich. Das Abgleichen der bestimmten Position kann ergeben, dass sich die Mobileinheit in einer Zone befindet oder diese verlassen hat oder dass die Mobileinheit eine räumliche Schranke passiert hat. Die Zonen und/oder die räumlichen Schranken können in zwei oder drei Dimensionen definiert werden.In some embodiments, the method includes defining zones and / or spatial barriers in the shop floor, particularly in a site plan of the shop floor, and matching the particular location with respect to the zones and / or the physical barriers and controlling the manufacturing based on the match. Matching the particular position may reveal that the mobile unit has been in or has left a zone or that the mobile unit has passed a spatial barrier. The zones and / or the spatial barriers can be defined in two or three dimensions.

Beispielsweise kann das Einbinden der bestimmten Position in die Steuerung zur Fertigung eines Endprodukts einen oder mehrere der folgenden Schritte umfassen:

  • - Abgeben von Signalen zur Unterstützung der Ortung;
  • - Anzeigen von Information zum Fertigungszustand, insbesondere auf einem mobilen Ausgabegerät wie einem Tablett, Smartphone oder einem Überwachungsmonitor;
  • - Einstellen von Betriebsparametern einer Werkzeugmaschine;
  • - Aktualisieren eines Protokolls, das die Fertigung, insbesondere Bearbeitungsschritte, protokolliert;
  • - Zuordnen der Mobileinheit zu einem Auftrag zur Fertigung eines oder mehrerer Endprodukte in mehreren unterschiedlichen Arbeitsschritten;
For example, incorporating the particular location into the controller to fabricate a final product may include one or more of the following steps:
  • - outputting signals to assist locating;
  • Displaying production status information, in particular on a mobile output device such as a tablet, smartphone or a surveillance monitor;
  • - Setting operating parameters of a machine tool;
  • - Updating a log that logs the production, in particular processing steps;
  • Assigning the mobile unit to a job for manufacturing one or more end products in a plurality of different work steps;

Ferner kann das Einbinden der bestimmten Position in die Steuerung zur Fertigung eines Endprodukts ein Steuern und/oder Überwachen
einer Bearbeitung des mindestens einen Werkstücks in mehreren unterschiedlichen Arbeitsschritten, die an unterschiedlichen Orten, insbesondere aber innerhalb der Fertigungshalle, durchgeführt werden;
eines Transports des mindestens einen Werkstücks zwischen unterschiedlichen Arbeitsschritten, die an unterschiedlichen Orten, insbesondere aber innerhalb der Fertigungshalle, durchgeführt werden;
einer Bearbeitung des mindestens einen Werkstücks an Arbeitsplätzen, die mit der Fertigungssteuerung vernetzt oder in diese integriert sind; und/oder
einer Bearbeitung des mindestens einen Werkstücks an Arbeitsplätzen, die mit der Fertigungssteuerung nicht vernetzt oder in diese nicht integriert sind,
umfassen.
Further, including the particular position in the controller to fabricate a final product may include controlling and / or monitoring
a processing of the at least one workpiece in several different steps, which are performed at different locations, but especially within the production hall;
a transport of the at least one workpiece between different steps, which are carried out at different locations, but in particular within the production hall;
machining the at least one workpiece at workplaces that are networked or integrated with the production control; and or
a processing of the at least one workpiece at workplaces that are not networked with the production control or are not integrated into this,
include.

Mehrere Werkstücke, insbesondere solche, die im Endzustand die gleiche Form aufweisen und die gleichen Prozessschritte durchlaufen haben, und besonders solche, die auch zu einem gemeinsamen Auftrag gehören, werden als Werkstücksammeleinheiten oder Werkstückverbund bezeichnet. Diese werden üblicherweise an einer Werkstücksammelstelleneinheit abgelegt. Es ist vorteilhaft, jeder Werkstücksammeleinheit eine Mobileinheit zuzuordnen, insbesondere sowohl physisch (indem die Mobileinheit in der Nähe einer Werkstücksammelstelleneinheit z. B. auf die Werkstücksammelstelleneinheit platziert wird) als auch organisatorisch (indem ein Mobileinheitsdatensatz einem Bearbeitungsplan im Fertigungssteuerungssystem digital zugeordnet werden). Im Fertigungssteuerungssystem kann eine Liste aller Aufträge (inklusive Bearbeitungsplänen) abgelegt sein. Jeder der Aufträge kann einer Werkstücksammeleinheit zugeordnet werden. Wenn zusätzlich eine Zuordnung der Aufträge zu je einer Mobileinheit erfolgt, dann ist jeder Auftrag in der Fertigungshalle jederzeit lokalisierbar. Dies kann ferner mit rückgemeldeten Informationen von Arbeitsplätzen und/oder Maschinen im Fertigungssteuerungssystem kombiniert werden.Several workpieces, in particular those which have the same shape in the final state and have passed through the same process steps, and especially those which also belong to a common order, are referred to as workpiece-collecting units or workpiece assembly. These are usually deposited on a workpiece collection unit. It is advantageous to associate a mobile unit with each workpiece collection unit, in particular both physically (by placing the mobile unit in the vicinity of a workpiece collection unit, for example, on the workpiece collection unit) and organizationally (by digitally associating a mobile unit record with a machining plan in the production control system). In the production control system, a list of all orders (including machining plans) can be stored. Each of the jobs can be assigned to a workpiece collection unit. If, in addition, the orders are assigned to one mobile unit each, then each order can be located in the production hall at any time. This can also be done with confirmed information from workplaces and / or Machines are combined in the production control system.

Die Innenraum-Ortung und das Innenraum-Ortungssystem zeichnen sich dabei dadurch aus, dass die Positionsbestimmung der Mobileinheiten allein durch die Analyseeinheit, also ohne manuelle Interaktion, erfolgen kann. Bisherige Systeme zur Ortung von Werkstücken oder Aufträgen in Fertigungsstätten haben den Nachteil, dass verloren gegangene Werkstücke oder Aufträge manuell gesucht werden müssen. Man hat erkannt, dass diese manuellen Suchvorgänge, insbesondere in Fertigungsstätten mit einer hohen Anzahl von kleinen und ständig wechselnden Aufträgen, also z.B. in Lohnfertigungsstätten, einen enorm hohen Anteil der nichtproduktiven Zeit ausmachen. Mit der erfindungsgemäßen Ortung und dem beschriebenen System können die Positionen der Werkstücke und damit der Aufträge z. B. auf einem Bildschirm aufgerufen, gefiltert oder gezielt lokalisiert werden. Die Notwendigkeit von zeitaufwändigen manuellen Suchvorgängen von Werkstücken, aber auch von Werkzeugen oder Personen, kann so insbesondere in der (stahl- und/oder blechverarbeitenden) industriellen Fertigung drastisch verringert werden.The interior location and the indoor location system are distinguished by the fact that the position of the mobile units can be determined solely by the analysis unit, ie without manual interaction. Previous systems for locating workpieces or jobs in manufacturing facilities have the disadvantage that lost workpieces or jobs must be searched manually. It has been recognized that these manual searches, especially in manufacturing plants with a high number of small and constantly changing jobs, e.g. in contract manufacturing, account for a tremendous proportion of non-productive time. With the locating invention and the described system, the positions of the workpieces and thus the orders z. B. on a screen, filtered or localized. The need for time-consuming manual searches of workpieces, but also of tools or persons, can thus be drastically reduced, especially in the (steel and / or sheet metal processing) industrial production.

Weitere Vorteile von hierin offenbarten Aspekten betreffen die erleichterte Einbindung einer Innenraum-Ortung in Fertigungsprozesse.Further advantages of aspects disclosed herein relate to facilitating integration of indoor location into manufacturing processes.

In einigen Ausführungsformen wird die Bearbeitung des oder der Werkstücke an Arbeitsplätzen gesteuert oder überwacht, die mit der Fertigungssteuerung vernetzt oder in diese integriert sind. Derartige Maschinenarbeitsplätze umfassen Maschinen, die Fertigungsanweisungen per Datenverbindung, insbesondere digital, übermittelt bekommen und durchführen. Dabei kann kein oder nur ein minimaler Eingriff durch den Bediener erfolgen. Solche Maschinen werden üblicherweise als automatisierte oder vollautomatisierte Maschinen bezeichnet. Derartige Maschinen können auch den Status der Fertigung an eine Fertigungssteuerung melden.In some embodiments, the machining of the workpiece or workpieces is controlled or monitored at workplaces that are networked or integrated with the manufacturing controller. Such machine workplaces include machines that receive and execute manufacturing instructions by data connection, in particular digitally. This can be done by the operator no or only a minimal intervention. Such machines are commonly referred to as automated or fully automated machines. Such machines can also report the status of production to a production control.

In einigen Ausführungsformen wird die Bearbeitung des oder der Werkstücke an Arbeitsplätzen, die mit der Fertigungssteuerung nur zu einem sehr geringen Grad oder gar nicht vernetzt oder in diese nicht integriert sind, gesteuert und/oder kontrolliert. Das können Arbeitsplätze sein, bei denen die Arbeitsschritte manuell von Menschenhand durchgeführt werden oder solche, die wohl Maschinen aufweisen, die aber nur zu einem sehr geringen Grad oder gar nicht vernetzt sind oder sich auch nur sehr aufwändig vernetzen lassen, z. B. sogenannte Handarbeitsplätze, wie sie in DE 10 2016 220 015.1 , „Handarbeitsplatzeinheit, Arbeits-Datenverarbeitungsvorrichtung, Handarbeitsplatzbetreibungssystem, Handarbeitsplatzbetriebsverfahren und Handarbeitsplatzbereitstellungsverfahren“ mit Anmeldetag 13. Oktober 2016 beschrieben sind. Auch diese genannte deutsche Patentanmeldung wird hierin vollumfänglich aufgenommen.In some embodiments, the machining of the work piece (s) at workplaces that are networked or not integrated with the manufacturing control to a very low degree or not at all is controlled and / or controlled. This can be jobs in which the steps are performed manually by human hands or those that probably have machines that are only to a very low degree or not networked or can be very complex networking, such. B. so-called manual workstations, as in DE 10 2016 220 015.1 , "Hand Workstation Unit, Work Data Processing Apparatus, Hand Workstation Operating System, Hand Workstation Operating Procedures, and Hand Workstation Provisioning Procedures" are described with filing date October 13, 2016. This named German patent application is also incorporated herein in its entirety.

Arbeitsplätze, die nur zu einem sehr geringen Grad vernetzt sind, können beispielsweise Handarbeitsplätze mit einfachen Maschinen sein, wie Arbeitsplätze zum Bohren, Sägen, Fräsen und Biegen. Ihre einzige Vernetzung kann in einem Überwachungssystem bestehen, wie es in der DE 10 2016 220 015.1 beschrieben ist. Eine weitere Vernetzungsmöglichkeit ist die Überwachung der Leistungsaufnahme solcher Maschinen und die Vernetzung der Informationen aus der Leistungsaufnahme. So kann, wenn eine Maschine gar keine Leistung verbraucht hat, z. B. gefolgert werden, dass die Maschine den Auftrag noch nicht abgearbeitet haben kann.For example, workplaces that are networked only to a very limited extent can be manual workstations with simple machines, such as drilling, sawing, milling and bending workplaces. Their only networking can be in a surveillance system, as in the DE 10 2016 220 015.1 is described. Another networking option is the monitoring of the power consumption of such machines and the networking of the information from the power consumption. So if a machine has not consumed any power, z. B. concluded that the machine may not have completed the job yet.

Insbesondere die Kombination aus Fertigungsprozessen mit Arbeitsplätzen, die mit der Fertigungssteuerung vernetzt oder in diese integriert sind und solchen, die es nicht oder nur zu einem sehr geringen Grad sind, stellt heute noch einen wichtigen Hinderungsgrund für die effektive und effiziente Fertigungssteuerung dar, weil Aufträge nach wie vor auf Papier ausgedruckt werden, wenn sie von einem automatisierten Arbeitsplatz zu einem nicht automatisierten Arbeitsplatz kommen. Das verlangsamt die Fertigung. Das erschwert auch die Flexibilität, wenn beispielsweise ein besonders schnell zu bearbeitender Auftrag mit mehreren Prozessschritten an mehreren Arbeitsplätzen innerhalb kurzer Zeit abgearbeitet werden soll. Ein Fertigungsbetrieb, der dies reibungslos sicherstellen kann, hat gegenüber seinen Wettbewerbern, die das nicht können, Vorteile. Mit der Ortung der Werkstücke und der Verknüpfung der Ortung mit der Fertigungssteuerung können die hierin offenbarten Konzepte eine flexible und schnelle Fertigung von Endprodukten ermöglichen.In particular, the combination of manufacturing processes with workplaces that are networked with the production control or integrated into these and those that are not or only to a very small degree, today is still an important obstacle to the effective and efficient production control, because jobs after as printed on paper when coming from an automated workstation to a non-automated workstation. This slows down the production. This also makes flexibility more difficult if, for example, a job that has to be processed particularly quickly, with several process steps at several workstations, should be processed within a short time. A manufacturing company that can ensure this smoothly has advantages over its competitors who can not. With the location of the workpieces and the linking of the location with the production control, the concepts disclosed herein can enable a flexible and rapid production of end products.

Basierend auf den hierin offenbarten Konzepten können intelligente Assistenzsysteme in Fertigungshallen eine 2D- oder 3D-Positionsbestimmung von Werkstücken (allgemein Material) und optional Personen, (z. B. Bearbeitern), Transportmedien, Maschinen, Werkzeugen und vielem mehr zur Unterstützung von Fertigungsprozessen nutzen. Dadurch wird es möglich, 2D- oder 3D-Positionen als Information, die zusätzlich zu weiteren Sensorinformationen vorliegt und gemäß den hierin offenbarten Konzepten bestimmt wurde, im Rahmen einer gesamtheitlichen Fertigungssteuerung und Digitalisierung von Fabriken zu verwenden.Based on the concepts disclosed herein, intelligent shop floor assistance systems can utilize 2D or 3D positioning of workpieces (generally material) and optionally persons, (eg, operators), transport media, machines, tools, and more to support manufacturing processes. This makes it possible to use 2D or 3D positions as information, in addition to other sensor information determined according to the concepts disclosed herein, in the context of overall manufacturing control and digitization of factories.

Die hierin offenbarten Konzepte basieren auf der Verwendung eines 2D-/3D-Innenraum (indoor)-Ortungssystems als Ausgangsbasis für die ortsabhängige Informationsverarbeitung. Das Ortungssystem kann optional mit weiterer Sensorik, zum Beispiel mit Beschleunigungs- und/oder Lagesensoren, ausgestattet sein und so ferner als Ausgangsbasis für eine lageabhängige Informationsverarbeitung dienen. Dadurch wird insbesondere eine orts- (und gegebenenfalls lage-) abhängige Interaktion im Rahmen des 2D-/3D-Innenraum-Ortungssystems bei der Fertigungssteuerung sowie eine Optimierung von Fertigungsvorgängen möglich. Beispielsweise können virtuelle Schranken (Gates) und Zonen eingesetzt werden, um einen Fertigungsprozess und nachfolgende Produktionsschritte automatisiert zu überwachen und zu steuern. Dies kann insbesondere in Echtzeit erfolgen.The concepts disclosed herein are based on the use of a 2D / 3D indoor (indoor) location system as a starting point for location-dependent information processing. The Positioning system may optionally be equipped with other sensors, for example with acceleration and / or position sensors, and so also serve as the basis for a position-dependent information processing. As a result, in particular a location-dependent (and optionally position-dependent) interaction in the context of the 2D / 3D interior positioning system in the production control as well as an optimization of manufacturing processes becomes possible. For example, gates and zones can be used to automatically monitor and control a manufacturing process and subsequent production steps. This can be done in particular in real time.

Es wurde erkannt, dass der Einsatz derartiger Ortungssysteme bei Berücksichtigung der zu erwartenden Prozessvorgänge in einer Fertigungshalle auch im speziellen Umfeld einer stahl- und/oder blechverarbeitenden Industriefertigung möglich ist. Entsprechend können derartige Ortungssysteme in ein Fertigungssteuerungssystem (hierin auch als MES (Manufacturing Execution System) bezeichnet) integriert werden. Durch die Berücksichtigung der zu erwartenden Prozessvorgänge in einer Fertigungshalle wird der Einsatz derartiger Ortungssysteme z. B. trotz des vorhandenen Stahls und Blechs möglich, obwohl metallische Werkstücke die verwendeten elektromagnetischen Signale reflektieren und abschirmen können. Der Einsatz ist auch dann noch möglich, wenn die metallischen Werkstücke überdies noch örtlich bewegt werden und sich so die Reflexionsflächen ständig in ihrer Position und Ausrichtung ändern.It was recognized that the use of such location systems in consideration of the expected process operations in a production hall in a specific environment of steel and / or sheet metal processing industrial production is possible. Accordingly, such location systems can be integrated into a manufacturing control system (also referred to herein as MES (Manufacturing Execution System)). By taking into account the expected process operations in a production hall, the use of such location systems z. B. despite the existing steel and sheet metal possible, although metallic workpieces can reflect and shield the electromagnetic signals used. The use is still possible even if the metallic workpieces are still moved locally and so change the reflection surfaces constantly in their position and orientation.

Bezugnehmend auf die eingangs erwähnte Verbuchung von physischem Materialfluss und Bearbeitungsschritten entsteht beim Einsatz von 2D-/3D-Innenraum-Ortungssystemen eine Komplexität bei der aufwandsarmen, dynamischen Zuordnung von gewonnener Ortsinformation zu physischen Komponenten. Die hierin offenbarten Konzepte adressieren diese Komplexität und erlauben es beispielsweise, Produktionsaufträge mit zugeordneter Kennung ohne aufwändige Interaktion einer Mobileinheit, mit der zuzuordnende Ortsinformation gewonnen wird, zuzuordnen.Referring to the accounting of physical material flow and processing steps mentioned at the outset, the use of 2D / 3D interior location systems results in complexity in the low-cost, dynamic assignment of acquired location information to physical components. The concepts disclosed herein address this complexity and allow, for example, to associate production orders with assigned IDs without the costly interaction of a mobile unit with which the location information to be allocated is obtained.

Innenraum-Ortungssysteme erlauben die detaillierte Abbildung von Materialflüssen in der Fertigung innerhalb einer Fertigungshalle in die digitale Prozessverarbeitung. Die Ortungssysteme vereinfachen dabei die Lokalisierung der an der Fertigung teilnehmenden Objekte/Personen im Produktionsumfeld. Werden Werkzeuge, Betriebsmittel oder Ladungsträger initial einmal mit einer Mobileinheit des Ortungssystems ausgestattet, sind diese im digitalen Steuerungssystem manuell oder automatisiert entsprechend digitaler Information zuzuordnen. Dies bezieht sich auch auf temporär an der Fertigung beteiligte Objekte wie beispielsweise Produktionsaufträge oder Servicepersonal. Temporär benötigte dynamische Zuordnungen können immer wieder neu entstehen und werden nur wenige Stunden, Tage oder Wochen in der Fertigungshalle benötigt. Um die dynamische Zuordnung der Mobileinheiten zu neuen Produktionsaufträgen aufwandsarm und zuverlässig zu ermöglichen und sicherzustellen, können die hierin vorgeschlagenen Prozesshilfen verwendet werden.Interior location systems allow the detailed mapping of material flows in production within a production hall into digital process processing. The location systems thereby simplify the localization of the objects / persons participating in the production in the production environment. If tools, equipment or load carriers are initially equipped with a mobile unit of the positioning system, they are to be assigned manually or automatically in accordance with digital information in the digital control system. This also applies to objects that are temporarily involved in production, such as production orders or service personnel. Temporarily required dynamic allocations can arise again and again and are required only few hours, days or weeks in the production hall. In order to enable and ensure the dynamic allocation of the mobile units to new production orders with little effort and reliability, the process aids proposed here can be used.

Dies betrifft insbesondere den Einsatz von optischen Sensoren für die einfache Zuordnung von beispielsweise Produktionsaufträgen zu Mobileinheiten des Ortungssystems. Dabei wird eine enge Verzahnung von Zuordnungsprozess und Fertigungsprozess möglich, die die Prozesssicherheit insbesondere auch in einem noch vorwiegend manuellen Umfeld der Fertigung sicherstellt.This applies in particular to the use of optical sensors for the simple assignment of, for example, production orders to mobile units of the positioning system. In the process, a close integration of the allocation process and manufacturing process is possible, which ensures process reliability, especially in a still predominantly manual manufacturing environment.

Die hierin offenbarten Ausführungsformen der Integration einer derartigen Innenraum-Ortungstechnologie in die Prozesse der Blechfertigung können u. a. folgende Verfahrensschritte, Verwendungen und Vorteile aufweisen:

  • - Abbildung der wechselnden Zuordnung von Aufträgen,
  • - Abbildung einer Assistenz für eine Person, z. B. Bearbeiter, mit Hilfe des Ortungssystems und weiterer Sensorik, insbesondere bei der Lokalisierung von Werkstücken und Werkzeugen,
  • - Gewährleisten einer prozesssicheren und aufwandsarmen Fertigung durch automatisierte Abläufe mit geringen Freiheitsgraden für den Bearbeiter,
  • - Intuitiver Fertigungsablauf ohne aufwändige Informationsbeschaffung für den Bearbeiter.
The embodiments of the integration of such an indoor location technology into the processes of sheet metal fabrication disclosed herein may include the following method steps, uses and advantages:
  • - mapping the changing assignment of orders,
  • - Illustration of an assistant to a person, eg. B. engineer, with the help of the locating system and other sensors, especially in the localization of workpieces and tools,
  • - Ensuring a process-reliable and low-effort production by automated processes with low degrees of freedom for the processor,
  • - Intuitive production process without time-consuming information gathering for the processor.

Die Innenraum-Positionsbestimmung kann mit den hierin offenbarten Verfahren auf unter 30 cm, insbesondere unter 10 cm, Genauigkeit in einer von GPS-Satellitensignalen nicht erreichbaren Fertigungshalle mit einem Grundriss im Bereich von z. B. 1 ha erfolgen. Diese Genauigkeit ist mit anderen Techniken (Bluetooth, WiFi, WLAN, Infrarot, Mobilfunk, RFID) im Wesentlichen nicht möglich. Bei der Ortung von Werkstücken, Aufträgen, Personen (z. B. Bearbeitern) und/oder Werkzeug sind viele Anforderungen zu berücksichtigen. Offensichtlich richtet sich die industrielle Fertigung mehr und mehr auf Fertigung von Kleinserien mit vielen einzelnen Arbeitsschritten (Fertigungsprozesse wie z.B. Schneiden, Biegen, Schleifen, Oberflächenbehandlung) an unterschiedlichen Arbeitsplätzen wie Maschinenarbeitsplätze und manuelle Arbeitsplätze ein. So sind oftmals mehrere hundert unterschiedliche Aufträge an einem Tag zu erledigen, die alle unterschiedliche Arbeitsschritte erfordern.Indoor positioning may be reduced to less than 30 centimeters, and more preferably less than 10 centimeters, accuracy in a manufacturing hall not accessible from GPS satellite signals, having a floor plan in the range of e.g. B. 1 ha done. This accuracy is essentially impossible with other techniques (Bluetooth, WiFi, WLAN, infrared, cellular, RFID). When locating workpieces, jobs, people (eg, operators) and / or tools, many requirements must be considered. Obviously, industrial manufacturing is becoming more and more focused on producing small batches with many individual operations (manufacturing processes such as cutting, bending, grinding, surface treatment) at different workplaces such as machine workstations and manual workplaces. So often several hundred different jobs are done in one day, which all require different steps.

Sobald nur eine Störung auftritt, kann die Fertigungssteuerung sehr schnell sehr unübersichtlich werden. Zeitaufwändig werden halb oder noch gar nicht bearbeitete Aufträge in der Fertigungshalle durch einzelne Personen gesucht und deren Status ermittelt. Dieser wird dann an die Fertigungssteuerung übermittelt. Das kann zu einem erheblichen Zeitverlust bei der eigentlichen Fertigung führen. As soon as only a fault occurs, the production control can very quickly become very confusing. Time-consuming, semi-finished or not yet processed orders are searched in the production hall by individual persons and their status is determined. This is then transmitted to the production control. This can lead to a considerable loss of time in the actual production.

Durch die immer schneller werdenden Verarbeitungsschritte bei der produktiven Bearbeitung und bei der Erhöhung der Anzahl unterschiedlicher Aufträge mit immer kleinerer Anzahl von Gleichteilen, können derartige Ausfälle immer häufiger auftreten. Die dadurch verursachten Zeitausfälle reduzieren die produktive Zeit. Sollen Aufträge, Werkstücke, Personen, z. B. Bearbeiter, und Werkzeuge schnell aufgefunden werden, ist die hierin offenbarte Ortung zumindest einzelner dieser Einheiten hilfreich, Fehlzeiten zu reduzieren. Insbesondere erfüllt sie die sehr hohen Anforderungen für eine Industriefertigung.Due to the ever faster processing steps in productive processing and the increase in the number of different orders with ever smaller number of identical parts, such failures can occur more frequently. The resulting downtime reduces the productive time. If jobs, workpieces, persons, z. As agents, and tools are quickly found, the location of at least some of these units disclosed herein is helpful in reducing absences. In particular, it meets the very high requirements for industrial production.

Bei der Industriefertigung ist eine Ortung in Echtzeit angestrebt. Sie soll örtlich so genau sein, dass Mobileinheiten sicher gefunden und/oder den Bearbeitungsschritten zugeordnet werden können. Dazu hat sich herausgestellt, dass eine Ortung, die nur auf 1 m genau ist, nicht ausreicht. Auch ist eine Ortung, die bei jeder Veränderung des Abstrahlungsverhaltens elektromagnetischer Wellen, verursacht z. B. durch Bewegung von metallischen Werkstücken in der Fertigungshalle, neu kalibriert werden müsste, nachteilig und oft nicht einsetzbar. Die Ortung soll zudem flexibel sein, mehrere Aufträge sollten zu einem Auftrag zusammenfassbar sein, ein Auftrag sollte aufteilbar in mehrere Aufträge sein etc. Die Ortung sollte einfach zu bedienen sein. Sie sollte ausfallsicher sein.In industrial production, a real-time location is sought. It should be locally so accurate that mobile units can be safely found and / or assigned to the processing steps. It has been found that a location that is accurate to only 1 m, is not enough. Also, a location that causes any change in the radiation behavior of electromagnetic waves, z. B. by movement of metallic workpieces in the production hall, would have to be recalibrated, disadvantageous and often not applicable. The location should also be flexible, multiple orders should be summarized to a job, one order should be split into several orders, etc. The location should be easy to use. It should be fail-safe.

Allgemein können die hierin offenbarten Konzepte eine Erhöhung der Prozesssicherheit, eine Optimierung von Durchlaufzeiten und entsprechend eine Kostenoptimierung der Produktion ermöglichen. Im Speziellen können die hierin offenbarten Konzepte eine z. T. erhebliche Zeiteinsparung im Fertigungsprozess bewirken, wobei sich der Fertigungsprozess z. B. von der Herstellung einer erforderlichen Stückzahl von Teilen bis zur korrekten Weitergabe an einen Nachfolgeprozess (z. B. einen nachfolgenden Metallbearbeitungsschritt) erstreckt. Mehrere Aufträge können ferner quasi gleichzeitig prozesssicher umgesetzt werden. Die hierin offenbarten Konzepte erlauben ferner eine einfache Zuordnung von Werkstücken im Rahmen des Ortungssystems. So können offene Aufträge trotz der Komplexität von mehreren gleichzeitig zu bearbeitenden Aufträgen optimiert werden.In general, the concepts disclosed herein may allow for increased process reliability, optimization of cycle times, and, correspondingly, cost optimization of production. In particular, the concepts disclosed herein may be e.g. T. cause significant time savings in the manufacturing process, with the manufacturing process z. From the production of a required number of parts to the correct transfer to a subsequent process (eg, a subsequent metal working step). Several orders can also be implemented at the same time process reliable. The concepts disclosed herein further allow easy assignment of workpieces within the tracking system. This allows open jobs to be optimized despite the complexity of multiple jobs to be processed simultaneously.

Ferner kann eine flexible Abarbeitung verschiedener Prozessabläufe mit der begleitenden Zeiteinsparung erfolgen, wenn Maschinen wie Laserschneidmaschinen und/oder Stanzmaschinen in den teilautomatisierten Herstellungsprozess eingebunden werden. Ferner kann die Fehlervermeidung und die automatische, korrekte Verbuchung von Werkstücken, Bearbeitungsschritten etc. die Basis für eine datenbasierte Echtzeitsteuerung der Metallverarbeitung (z. B. der Stahl- und Blechfertigung) legen. Entsprechend werden auch Werkzeugmaschinen, die bei der Erstellung von kleinen Losgrößen von Werkstücken eingesetzt werden, in eine von einem MES im Rahmen der Industrie 4.0 gesteuerte Fertigung einbindbar.Furthermore, flexible processing of various process sequences can be carried out with the concomitant saving of time when machines such as laser cutting machines and / or punching machines are integrated into the partially automated production process. Furthermore, the avoidance of errors and the automatic, correct booking of workpieces, processing steps, etc., can lay the foundation for a data-based real-time control of metal processing (eg steel and sheet metal production). Accordingly, machine tools used in the production of small batches of workpieces can also be integrated into a production controlled by an MES in the context of Industry 4.0.

Hierin werden Konzepte offenbart, die es erlauben, zumindest teilweise Aspekte aus dem Stand der Technik zu verbessern. Insbesondere ergeben sich weitere Merkmale und deren Zweckmäßigkeiten aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

  • 1 eine beispielhafte schematische Darstellung eines Fertigungssteuerungssystems mit einem Innenraum-Ortungssystem,
  • 2 eine Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer UWB-basierten Mobileinheit,
  • 3 eine Darstellung einer weiteren beispielhaften Mobileinheit auf einem Transportwagen für Werkstücke,
  • 4 einen beispielhaften digitalen Lageplan einer Fertigungshalle,
  • 5 einen weiteren beispielhaften digitalen Lageplan,
  • 6 eine beispielhafte Darstellung einer Werkzeugmaschine, die in ein Innenraum-Ortungssystem eingebunden ist und
  • 7 ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung einer mit einem Innenraum-Ortungssystem unterstützten Fertigung und
  • 8 ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung von Verfahrensschritten zur industriellen Fertigung eines Endprodukts.
Herein, concepts are disclosed that allow to at least partially improve aspects of the prior art. In particular, further features and their expediencies emerge from the following description of embodiments with reference to the figures. From the figures show:
  • 1 an exemplary schematic representation of a production control system with an indoor location system,
  • 2 4 is an illustration of an exemplary embodiment of a UWB-based mobile unit;
  • 3 a representation of another exemplary mobile unit on a workpiece transport cart,
  • 4 an exemplary digital site plan of a production hall,
  • 5 another exemplary digital site plan,
  • 6 an exemplary representation of a machine tool, which is integrated into an indoor location system and
  • 7 a flowchart illustrating a supported with an indoor location system manufacturing and
  • 8th a flowchart illustrating process steps for the industrial production of a final product.

Hierin beschriebene Aspekte basieren zum Teil auf der Erkenntnis, dass mit der Genauigkeit und der Zuverlässigkeit neuer insbesondere auf der UWB-Technologie basierender Ortungssysteme, beispielsweise mit einer Genauigkeit in der Ortsbestimmung von kleiner 30 cm, insbesondere kleiner 10 cm, der Einsatz von Innenraum-Ortungssystemen im Rahmen der industriellen Fertigung sinnvoll möglich wird.Aspects described herein are based, in part, on the recognition that with the accuracy and reliability of new location systems based, in particular, on the UWB technology, for example with an accuracy in location of less than 30 cm, in particular less than 10 cm, the use of indoor location systems makes sense in the context of industrial production.

Die hierin offenbarten, für die Integration in die industrielle Fertigung vorgesehenen Ortungssysteme basieren auf Mobileinheiten (hierin auch als „Tags“ bezeichnet) und stationären Sende-Empfangseinrichtungen (hierin auch als „Anker“ oder „Anchors“ bezeichnet). Bei der Integration in die industrielle Fertigung wird zur Positionsbestimmung eines Werkstücks, allgemein eines Gegenstands („Assets“), dieses jeweils mit mindestens einer Mobileinheit versehen bzw. mit dieser funktionell oder räumlich in Bezug gesetzt (hierin auch als physische oder räumliche Zuordnung bezeichnet). Die Mobileinheiten sind allgemein elektronische Bauteile, die dazu in der Lage sind, mit den Sende-Empfangseinrichtungen, insbesondere mittels UWB-Kommunikationstechnologie, zu kommunizieren. Jede Mobileinheit kann zur Feststellung von Laufzeiten über eine eigene Zeitbestimmungseinheit („Clock“) verfügen.The detection systems disclosed herein for integration into industrial manufacturing are based on mobile units (also referred to herein as "tags") and stationary transmitters. Receiving devices (also referred to herein as "anchors" or "anchors"). In integration into industrial manufacturing, to position a workpiece, generally an asset, it is each provided with or functionally or spatially related to at least one mobile unit (also referred to herein as a physical or spatial association). The mobile units are generally electronic components that are capable of communicating with the transceivers, particularly by means of UWB communication technology. Each mobile unit can have its own time determination unit ("clock") to determine runtimes.

Eine räumliche Zuordnung kann dadurch durchgeführt werden, dass eine Mobileinheit nahe eines zugeordneten Werkstücks oder am Werkstück selbst positioniert wird oder das Werkstück auf einer Werkstücksammelstelleneinheit, an der eine Mobileinheit vorgesehen ist, beispielsweise ein Transportwagen, ein Sammelbehälter oder eine Palette abgelegt wird. Die Mobileinheit kann dort (oder auch an einer Person) fest angebracht sein oder an dem Werkstück/der Werkstücksammelstelleneinheit anheftbar oder auf ihr abgelegt werden. Für ein Anheften kann die Mobileinheit z. B. über einen Haltemechanismus verfügen, beispielsweise ein Magnet oder eine Klemm-, Schraub-, Klipp-, Bajonett- oder Saugvorrichtung, mit dem sie an dem Werkstück oder an der Werkstücksammelstelleneinheit derart verbunden werden kann, dass sie sich nicht unkontrolliert von dieser lösen kann.Spatial allocation may be performed by positioning a mobile unit near an associated workpiece or on the workpiece itself, or by placing the workpiece on a workpiece collection unit on which a mobile unit is provided, such as a trolley, sump, or pallet. The mobile unit may be fixedly mounted there (or even to a person) or attached to or deposited on the workpiece / workpiece collection unit. For attachment, the mobile unit may e.g. Example, have a holding mechanism, such as a magnet or a clamping, screw, clip, bayonet or suction device, with which it can be connected to the workpiece or on the workpiece collection unit so that they can not solve uncontrollably from this ,

Neben der vorzunehmenden räumlichen Zuordnung eines z. B. Werkstücks zur Mobileinheit kann ferner eine Zuordnung der Mobileinheit (und damit des räumlich zugeordneten Werkstücks) zu dem zugehörigen Produktionsauftrag des Werkstücks vorgenommen werden (hierin auch als digitale Zuordnung des Fertigungsprozesses oder kurz Bearbeitungsplan-Zuordnung bezeichnet).In addition to the spatial assignment of a z. B. workpiece to the mobile unit can also be made an assignment of the mobile unit (and thus the spatially associated workpiece) to the associated production order of the workpiece (also referred to herein as digital allocation of the manufacturing process or short processing plan assignment).

Voll- oder teilautomatisierte Bearbeitungsplan-Zuordnungen verbinden beispielsweise einen Produktionsauftrag mit einer spezifischen Mobileinheit des Ortungssystems. Sie können beispielsweise durch einen kombinierten Einsatz eines Assistenzsystems im Umfeld des Bedieners und des Ortungssystems durchgeführt werden.Fully or partially automated processing plan assignments connect, for example, a production order with a specific mobile unit of the location system. They can be carried out, for example, by a combined use of an assistance system in the environment of the operator and the location system.

Ein Beispiel eines Assistenzsystems ist ein optisches Assistenzsystem, bei dem mit optischen Sensoren vom Bediener ergriffene Werkstücke oder Werkzeuge erkannt und im Kontext der zur Verfügung stehenden Produktionsdaten aus den Produktionsaufträgen (bevorzugt) eindeutig für die Bearbeitungsplan-Zuordnung identifiziert werden. Ein beispielhaftes Assistenzsystem ist in der eingangs aufgeführten DE 10 2016 120 131.6 offenbart. Derartige Assistenzsysteme können ferner für die räumliche Zuordnung eingesetzt werden, wenn beispielsweise Bilddaten das Werkstück und die Mobileinheiten betreffen. Des Weiteren kann ein oder mehrere an der Mobileinheit vorgesehene Sensoren für die Bearbeitungsplan-Zuordnung, aber auch für die räumliche Zuordnung eingesetzt werden, wie nachfolgend im Zusammenhang mit Ausführungsformen der Mobileinheit erläutert wird.An example of an assistance system is an optical assistance system in which workpieces or tools grasped by the operator with optical sensors are recognized and clearly identified in the context of the available production data from the production orders for the processing plan assignment. An exemplary assistance system is mentioned in the introduction DE 10 2016 120 131.6 disclosed. Such assistance systems can also be used for the spatial assignment, for example when image data relate to the workpiece and the mobile units. Furthermore, one or more sensors provided on the mobile unit can be used for the processing plan assignment, but also for the spatial assignment, as will be explained below in connection with embodiments of the mobile unit.

Die räumliche Zuordnung kann dann die weitere Verfolgung des erkannten und zugeordneten Werkstücks über die lokalisierbare Mobileinheit während des nachfolgenden Fertigungsprozesses unterstützen. Nachfolgend und in Zusammenhang mit den nachfolgend beschriebenen Figuren werden verschiedene physische (räumliche) und digitale (Prozess-) Zuordnungen beispielhaft erläutert. Diese können einzeln oder in Kombination eingesetzt werden. Dabei stellt die enge Verzahnung des Prozessablaufs die Prozesssicherheit im manuellen Umfeld sicher.The spatial allocation can then support the further tracking of the detected and associated workpiece via the localizable mobile unit during the subsequent manufacturing process. Below and in connection with the figures described below, various physical (spatial) and digital (process) assignments are exemplified. These can be used individually or in combination. The close integration of the process sequence ensures process reliability in the manual environment.

Bei der digitalen Zuordnung können die Mobileinheiten mit Produktionsaufträgen verknüpft werden. Die Produktionsaufträge betreffen Bearbeitungsprozesse an verschiedenen Fertigungsstationen, beispielsweise an einer Laserschneidmaschine oder an einer Stanzmaschine sowie z. B. an einem Kommissionierplatz. Zur Verfolgung eines Produktionsauftrages kann nun eine Mobileinheit zur Verfügung stehen. Die digitale Zuordnung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass eine Mobileinheit in einer geometrisch definierten Zone positioniert wird. Bei Anwesenheit der Mobileinheit in der Zone wird diese mit einem der noch nicht zugeordneten Produktionsaufträge verknüpft. Dabei können Informationen zu diesem Auftrag eingangs auf die Mobileinheit geladen werden oder je nach Bedarf auf diese immer aktuell geladen werden.With digital assignment, the mobile units can be linked to production orders. The production orders relate to machining processes at various production stations, for example on a laser cutting machine or on a punching machine and z. B. at a picking station. To track a production order, a mobile unit can now be available. The digital assignment can be effected, for example, by positioning a mobile unit in a geometrically defined zone. If the mobile unit is present in the zone, it is linked to one of the unassigned production orders. At the same time, information about this order can be downloaded to the mobile unit at the beginning or can always be loaded up to date as needed.

Die digital zugeordneten Mobileinheiten können z. B. auf Werkstücksammelstellen wie Wagen oder Paletten, allgemein Ladungsträger, vom Bediener verteilt werden, auf denen während der Fertigung die Werkstücke eventuell Kamera-assistiert abgelegt werden (physische Zuordnung). Ebenso können Werkzeuge einer Mobileinheit digital zugeordnet werden. Im Rahmen einer Maschinen-basierten digitalen und/oder physischen Zuordnung können bei ausreichend automatisierten Fertigungsstationen die Mobileinheiten auch durch die im Produktionsprozess befindlichen Maschinen auf den Ladungsträgern positioniert werden.The digitally assigned mobile units may, for. B. on workpiece collecting points such as cars or pallets, generally load carriers, are distributed by the operator, on which the workpieces may be stored during the production possibly camera-assisted (physical assignment). Similarly, tools can be digitally assigned to a mobile unit. As part of a machine-based digital and / or physical assignment, the mobile units can also be positioned on the load carriers by the machines in the production process if the production stations are sufficiently automated.

Bei der physischen Zuordnung kann der Bediener oder eventuell eine entsprechend ansteuerbare Maschine die zuzuordnenden Werkstücke automatisiert auf dem Ladungsträger neben der evtl. bereits digital zugeordneten Mobileinheit ablegen. Die physische Zuordnung wird beispielsweise manuell mit einer Bestätigung direkt an der Mobileinheit oder über das MES abgeschlossen.In the case of physical assignment, the operator or possibly a correspondingly controllable machine can store the workpieces to be allocated automatically on the load carrier next to the possibly already digitally assigned mobile unit. For example, the physical mapping becomes manual completed with a confirmation directly at the mobile unit or via the MES.

Ferner kann die physische Zuordnung durch ein den manuellen Handhabungsvorgang verfolgendes Assistenzsystem unterstützt werden. Nimmt ein Bearbeiter ein Werkstück oder Werkzeug auf, kann diese Aufnahme sensorisch durch das Assistenzsystem erfasst werden. Die Zuordnung durch das Assistenzsystem zu einer bereits digital zugeordneten Mobileinheit kann beispielsweise auf zwei Arten erfolgen. Zum einen kann der Bearbeiter visuell das reale Werkstück/Werkzeug einer schematischen Skizze zuordnen, die auf einer Anzeigeeinheit der Mobileinheit angezeigt wird. Zum anderen kann durch Registrierung des erfolgreichen Griffes eines Werkstücks/Werkzeugs die entsprechend zugeordnete Mobileinheit ein beispielsweise optisches oder akustisches Signal abgeben.Furthermore, the physical assignment can be assisted by an assistance system following the manual handling procedure. If an engineer takes on a workpiece or a tool, this recording can be sensory detected by the assistance system. The assignment by the assistance system to an already digitally assigned mobile unit can be done, for example, in two ways. First, the operator can visually associate the real workpiece / tool with a schematic sketch that is displayed on a display unit of the mobile unit. On the other hand, by registering the successful grip of a workpiece / tool, the correspondingly assigned mobile unit can emit an optical or acoustic signal, for example.

Alternativ zur vorausgehend durchgeführten digitalen Zuordnung kann das Assistenzsystem veranlassen, dass eine Mobileinheit, in dessen Nähe ein Werkstück/Werkzeug abgelegt wird, gemäß des vom Assistenzsystem erkannten Typs des Werkstücks/Werkzeugs digital zugeordnet wird.As an alternative to the previously performed digital assignment, the assistance system can cause a mobile unit, in the vicinity of which a workpiece / tool is stored, to be digitally allocated in accordance with the type of workpiece / tool identified by the assistance system.

Alternativ oder zusätzlich zum kamerabasierten Assistenzsystem kann die dynamische Zuordnung erfolgen, indem z. B. Auftragspapiere und/oder ein Code (z. B. Barcode, QR-Code etc.) der Mobileinheit gescannt werden. Ferner kann ein gemeinsames oder es können zwei separate Fotos mit dem Code der Auftragspapiere und dem Code der Mobileinheit ausgewertet werden. In einigen Zuordnungsverfahren kann dabei ein Foto der Auftragspapiere mit einer Kamera an der Mobileinheit (oder einer separaten Kamera des Bedieners) evtl. ergänzend zu einem optischen Assistenzsystem aufgenommen werden.Alternatively or in addition to the camera-based assistance system, the dynamic assignment can be done by z. For example, order papers and / or a code (eg, bar code, QR code, etc.) of the mobile unit may be scanned. Furthermore, a common or two separate photos can be evaluated with the code of the order papers and the code of the mobile unit. In some assignment methods, a photograph of the order papers with a camera on the mobile unit (or a separate camera of the operator) may possibly be taken in addition to an optical assistance system.

Alternativ oder zusätzlich zur Verarbeitung der Information auf Auftragspapieren kann die Sollgeometrie des Werkstücks herangezogen werden. Nach einem Abgleich der beispielsweise mit dem kamerabasierten Assistenzsystem oder der Kamera an der Mobileinheit erfassten Geometrie des Werkstücks mit der Sollgeometrie können dann Informationen aus dem zentralen Produktionsdatensystem nachgeladen und dem Bediener angezeigt werden. Falls die Bildverarbeitung keine eindeutige Identifikation zulässt, kann dem Bediener eine Teilmenge der aktiven Produktionsaufträge auflisten, welche für die erfasste Geometrie in Frage kommen. Der Bediener trifft dann die finale Auswahl und stellt die digitale Zuordnung her.Alternatively or in addition to the processing of the information on order papers, the desired geometry of the workpiece can be used. After a comparison of the geometry of the workpiece, for example, with the camera-based assistance system or the camera detected on the mobile unit with the desired geometry then information can be reloaded from the central production data system and displayed to the operator. If the image processing does not allow unambiguous identification, the operator can list a subset of the active production orders that are eligible for the acquired geometry. The operator then makes the final selection and makes the digital assignment.

So lässt sich die Prozesssicherheit verbessern. Insbesondere ähnlich wirkende Werkstücke/Werkzeuge können eindeutig zugeordnet werden, ohne dass sie durch den Bearbeiter beispielsweise verwechselt, entsprechend falsch zugeordnet und fehlerhaft bearbeitet werden.This improves process reliability. Particularly similar workpieces / tools can be clearly assigned without them being confused by the operator, for example, correspondingly assigned incorrectly and processed incorrectly.

1 zeit schematisch ein Fertigungssteuerungssystem 1, das ein MES (Manufacturing Execution System) 3 und ein Innenraum-Ortungssystem 5 (hierin kurz Ortungssystem) umfasst. 1 time schematically a manufacturing control system 1 that an MES (Manufacturing Execution System) 3 and an indoor location system 5 (herein briefly locating system).

Das MES 3 ist mit einer oder mehreren in einer Fertigungshalle positionierten Werkzeugmaschinen 7 über kabellose oder kabelgebundene Kommunikationsverbindungen 9 verbunden. Allgemein dient das MES 3 der Steuerung von Prozessabläufen/Fertigungsschritten bei der industriellen Fertigung von Werkstücken mit den Werkzeugmaschinen 7. Es dient damit insbesondere der Steuerung der Werkzeugmaschinen 7. Dazu empfängt das MES 3 Informationen über die Prozessabläufe/Fertigungsschritte sowie Statusinformation der Werkzeugmaschinen 7. Das MES 3 stellt ein Datenverarbeitungssystem oder allgemein ein Datenverarbeitungsverfahren dar, das in einer Datenverarbeitungsvorrichtung implementiert sein kann. Bei dieser kann es sich um eine einzelne elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung (Server) oder um einen Verbund von mehreren Datenverarbeitungsvorrichtungen (Serververbund/Cloud) handeln. Die Datenverarbeitungsvorrichtung oder der Verbund kann örtlich in der Fertigungsstätte vorgesehen werden oder außerhalb dezentral aufgebaut werden.The MES 3 is with one or more machine tools positioned in a production hall 7 via wireless or wired communication links 9 connected. Generally, the MES serves 3 the control of process sequences / manufacturing steps in the industrial production of workpieces with the machine tools 7 , It thus serves in particular to control the machine tools 7 , The MES receives this 3 Information about the process sequences / production steps as well as status information of the machine tools 7 , The MES 3 illustrates a data processing system or, generally, a data processing method that may be implemented in a data processing device. This can be a single electronic data processing device (server) or a combination of several data processing devices (server network / cloud). The data processing device or the composite may be provided locally in the manufacturing facility or may be set up remotely.

Eine Plattform, auf der die Datenverarbeitungsvorrichtungen zur Verfügung stehen können - d. h., auf der das MES 3 implementiert werden kann, kann eine sogenannte Cloud sein. Die Cloud umfasst z. B. einen externen Server mit Rechen- und Speicherkapazität, den mehrere Produkthersteller gleichzeitig nutzen können. Dabei kann durch Zugangsauthentifizierungen, Passwörter etc. sicher gestellt werden, dass kein Hersteller auf die Daten eines anderen Herstellers oder des Betreibers der Fertigungsanlage zugreifen kann. Es kann sichergestellt werden, dass kein außenstehender Dritter auf die gespeicherten Daten zugreifen kann. Ein Schutz vor ungewolltem Zugriff kann dadurch gewährleistet werden, dass diejenigen Daten, die in der Cloud gespeichert sind, auch dort verarbeitet werden, und der Hersteller oder Betreiber der Fertigungsanlage, der die Daten nutzen möchte, seinerseits die Daten nur in der Cloud verarbeitet. Derartige Cloud-Nutzungen können zu einer bedeutenden Vereinfachung von Systemkonfigurationen und einer begleitenden Kostenersparnis führen.A platform on which the data processing devices can be available - that is, on which the MES 3 can be implemented, can be a so-called cloud. The cloud includes z. For example, an external server with computing and storage capacity that multiple product manufacturers can use simultaneously. Access authorizations, passwords, etc. can ensure that no manufacturer can access the data of another manufacturer or the operator of the production facility. It can be ensured that no outside third party can access the stored data. Protection against unintentional access can be ensured by the fact that the data stored in the cloud is also processed there, and the manufacturer or operator of the production plant who wishes to use the data, in turn, only processes the data in the cloud. Such cloud usages can lead to significant simplification of system configurations and concomitant cost savings.

Die Datenverarbeitungsvorrichtung kann eine Benutzer-Oberfläche (GUI = Graphical User Interface) mit verschiedenen Anwendungsprogrammen (APPs) aufweisen. Mit der Bereitstellung verschiedener APPs, die ein bestimmtes Anwendungsprogramm ausführen können, kann die Fertigungssoftware, die ein Unternehmen benötigt, segmentiert aufgebaut werden, sodass sie je nach Bedarf - wie bei Nutzung einer spezifischen APP - nur dann abgerufen werden muss, wenn sie benutzt werden soll. Dies ermöglicht, dass eine Nutzung an den Provider, der die Fertigungssoftware bereitstellt, je nach Bedarf vergütet werden kann.The data processing device may include a user interface (GUI) with various application programs (APPs). With the provision of various APPs that can run a particular application program, the Manufacturing software that a company needs to be segmented built so that it needs to be retrieved as needed - as with the use of a specific APP - only if it is to be used. This allows usage to the provider providing the manufacturing software to be remunerated as needed.

Das Ortungssystem 5 kann mehrere Sende-Empfangseinheiten 13 und mindestens eine Mobileinheit 15 aufweisen. Das Ortungssystem 5 kann ferner mit dem MES 3 zusammenwirken. Beispielsweise kann eine Analyseeinheit 11 des Ortungssystems 5 als ein Teil des MES 3 ausgebildet sein.The location system 5 can have multiple transceiver units 13 and at least one mobile unit 15 exhibit. The location system 5 can also with the MES 3 interact. For example, an analysis unit 11 of the location system 5 as part of the MES 3 be educated.

Die Sende-Empfangseinheiten 13 können dazu eingerichtet sein, an die Mobileinheiten 15 UWB-Radiosignale zu senden und von diesen UWB-Radiosignale zu empfangen.The transceiver units 13 may be adapted to the mobile units 15 UWB radio signals to send and receive from these UWB radio signals.

Der Abstand zwischen einer örtlich beweglichen Mobileinheit 15 und einer z. B. fest installierten Sende-Empfangseinheit 13, kann durch die Zeit bestimmt werden, die das Signal zum Überwinden der Distanz zwischen den beiden Einheiten benötigt. Werden die Distanzen von mehreren Sende-Empfangseinheiten 13 ermittelt, deren Ort jeweils bekannt ist, kann der räumliche Ort der Mobileinheit 15 in Bezug zu den Sende-Empfangseinheiten 13 z. B. durch Triangulation bestimmt werden.The distance between a locally mobile unit 15 and a z. B. permanently installed transceiver unit 13 , can be determined by the time the signal takes to negotiate the distance between the two units. Be the distances of several transceiver units 13 determined, whose location is known in each case, the spatial location of the mobile unit 15 in relation to the transceiver units 13 z. B. be determined by triangulation.

Für eine Laufzeitbestimmung können die Sende-Empfangseinheit 13 und die Mobileinheit(en) 15 über hochgenaue Uhren verfügen, die die Zeit auf wenige oder sogar nur Bruchteile von ns genau bestimmen können. Auch wenn die Uhren in der Sende-Empfangseinheit 13 und in der Mobileinheit 15 hochgenau sind, so sind die Uhren noch nicht zwingend synchronisiert. Es können unterschiedliche Verfahren der Synchronisation von Uhren oder der Elimination von Fehlern folgend aus dem asynchronen Uhrenverlauf eingesetzt werden. So kann beispielsweise eine der Sende-Empfangseinheiten 13, z. B. als Master-Positionsbestimmungseinheit, ein Signal zu einer ersten Zeit T1 versenden und ein zweites Signal zu einer zweiten Zeit T2. Der Mobileinheit 15 kann der Zeitunterschied T2-T1 bekannt sein oder zusammen mit den Signalen übermittelt werden, so dass sie sich auf die Zeit der Sende-Empfangseinheiten 13 synchronisieren kann. Alternativ kann die Mobileinheit 15 zwei Signale in einem vorbekannten zeitlichen Abstand Ta senden. In diesem Fall kann die Sende-Empfangseinheit 13 anhand ihrer eigenen Zeitmessung mit ihrer eigenen Uhr vom Empfang des ersten Signals bis zum Empfang des zweiten Signals die Synchronisationsabweichung ermitteln und aus der Distanzmessung herausrechnen. Der zeitliche Abstand zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal sollte gering sein, sodass sich die Mobileinheit in dieser Zeit nicht örtlich wesentlich bewegt hat. Der zeitliche Abstand kann von der Mobileinheit so gewählt werden, dass er ein vorgegebenes Vielfaches oder ein vorgegebener Bruchteil der Zeit ist, die die Mobileinheit benötigt vom Empfang eines Signals, auf das es antworten soll, bis zur Ausgabe des ersten Signals.For a transit time determination, the transceiver unit 13 and the mobile unit (s) 15 have high-precision clocks that can accurately determine the time to a few or even fractions of ns. Even if the clocks in the transceiver unit 13 and in the mobile unit 15 are highly accurate, so the clocks are not necessarily synchronized. Different methods of synchronization of clocks or the elimination of errors following from the asynchronous clock history can be used. For example, one of the transceiver units 13 , z. As a master position determination unit, a signal at a first time T1 send and a second signal at a second time T2 , The mobile unit 15 can the time difference T2 - T1 be known or transmitted together with the signals so that they affect the time of the transceiver units 13 can synchronize. Alternatively, the mobile unit 15 send two signals in a known time interval Ta. In this case, the transceiver unit 13 determine the synchronization deviation based on their own time measurement with their own clock from the reception of the first signal to the reception of the second signal and calculate out of the distance measurement. The time interval between the first signal and the second signal should be low, so that the mobile unit has not moved significantly locally during this time. The time interval may be selected by the mobile unit to be a predetermined multiple or a predetermined fraction of the time that the mobile unit requires from receiving a signal to respond to until the first signal is output.

Die Sende-Empfangseinheiten 13 können ferner über kabellose oder kabelgebundene Kommunikationsverbindungen mit der Analyseeinheit 11 verbunden sein.The transceiver units 13 may also communicate with the analyzer via wireless or wired communication links 11 be connected.

Die Mobileinheiten 15 können beispielsweise nur über die Sende-Empfangseinheiten 13 kommunizieren. Alternativ oder zusätzlich können sie eigenständig über weitere Kommunikationsverbindungen 9 (zum Beispiel eine WLAN-Verbindung) mit der Analyseeinheit 11/dem MES 3 kommunizieren.The mobile units 15 For example, you can only use the transceiver units 13 communicate. Alternatively or additionally, they can independently via other communication links 9 (For example, a WLAN connection) with the analysis unit 11 / the MES 3 communicate.

Allgemein kann die Datenkommunikation der Sende-Empfangseinheiten 13 und der Mobileinheiten 15 mit dem Fertigungssteuerungssystem 1, insbesondere mit dem MES 3, bidirektional möglich sein.In general, the data communication of the transceiver units 13 and the mobile units 15 with the production control system 1 , especially with the MES 3 be bidirectionally possible.

In einigen Ausführungsformen können WLAN-Sendestationen in die Sende-Empfangseinheiten 13 des Ortungssystems 5 für einen Datenzugang in das Fertigungssteuerungssystem 1 integriert werden, sodass über die Sende-Empfangseinheiten 13 digitale Daten in der Fertigungshalle mobil z. B. über Smartphones oder Tablets zugänglich sind. Die Integration der WLAN- Sendestationen in die Sende-Empfangseinheiten 13 kann die Installation und das Betreiben eines Datenkommunikationssystems in der Fertigungshalle vereinfachen.In some embodiments, WLAN transmitting stations may be incorporated in the transceiver units 13 of the location system 5 for data access to the manufacturing control system 1 be integrated so that via the transceiver units 13 digital data in the production hall mobile z. B. accessible via smartphones or tablets. The integration of the WLAN transmitter stations in the transceiver units 13 can simplify the installation and operation of a data communication system in the factory floor.

Die Analyseeinheit11 kann beispielsweise als eine zentrale Master-Positionsbestimmungseinheit (hierin auch als „Server“ bezeichnet) dienen. Diese definiert beispielsweise einen Kommunikationsrahmen für die UWB-Kommunikation. Der Kommunikationsrahmen beinhaltet u. A. die Sendezeit des Rahmens/der UWB-Radiosignale. In einigen Ausführungsformen kann eine der Sende-Empfangseinheiten 13 als Master-Positionsbestimmungseinheit ausgebildet sein.The analysis unit 11 For example, it may serve as a central master position determination unit (also referred to herein as a "server"). This defines, for example, a communication framework for the UWB communication. The communication framework includes u. A. the transmission time of the frame / UWB radio signals. In some embodiments, one of the transceiver units 13 be designed as a master position determination unit.

In einer beispielhaften Umsetzung der Innenraum-Ortung übermittelt die Master-Positionsbestimmungseinheit für eine Positionserfassung einer der Mobileinheiten 15 den Kommunikationsrahmen an die Sende-Empfangseinheiten 13. Dieser Kommunikationsrahmen wird für den Signalaustausch für die Ortung zwischen den Mobileinheiten 15 und den Sende-Empfangseinheiten genutzt. Die Position der stationären Sende-Empfangseinheiten 13 bezüglich der Master-Positionsbestimmungseinheit ist den Sende-Empfangseinheiten 13 beispielsweise durch eine Abfrage einer zentralen Datenbank bekannt, sodass den Sende-Empfangseinheiten 13 sowie der Analyseeinheit 11 der Zeitversatz zwischen Senden und Empfangen des UWB-Radiosignals über die Signallaufzeit bekannt ist.In an exemplary implementation of the indoor location, the master position determination unit transmits one of the mobile units for position detection 15 the communication frame to the transceiver units 13 , This communication frame is used for the signal exchange for the location between the mobile units 15 and the transceiver units used. The position of the stationary transceiver units 13 with respect to the master position determination unit is the transceiver units 13 for example, by a query of a central database known, so the transceiver units 13 as well as the analysis unit 11 the time offset between transmission and reception of the UWB radio signal over the signal delay is known.

Nach einem vorbestimmten Zeitintervall, z. B. 100 ms, übermittelt die Master-Positionsbestimmungseinheit einen zweiten Kommunikationsrahmen, der von den Sende-Empfangseinheiten 13 und den Mobileinheiten 15 empfangen wird. Durch Erfassung der Zeit vom Beginn des Empfangs des ersten Rahmens bis zum Beginn des Empfangs des zweiten Rahmens ist den Sende-Empfangseinheiten 13 und den Mobileinheiten 15 bekannt, was die Master-Positionsbestimmungseinheit z. B. genau unter 100 ms versteht. Die Mobileinheiten 15 und die Sende-Empfangseinheiten 13 können so die Frequenz ihrer Zeitbestimmungseinheiten mit der Master-Positionsbestimmungseinheit synchronisieren.After a predetermined time interval, for. 100 ms, the master position determining unit transmits a second communication frame received from the transceiver units 13 and the mobile units 15 Will be received. By detecting the time from the beginning of the reception of the first frame to the beginning of the reception of the second frame is the transceiver units 13 and the mobile units 15 known what the master position determining unit z. B. understands exactly under 100 ms. The mobile units 15 and the transceiver units 13 Thus, the frequency of their time determination units can be synchronized with the master position determination unit.

Nach unterschiedlichen, vorher konfigurierten Zeitintervallen (gemessen ab dem Empfang des zweiten Frames) senden die Mobileinheiten 15 ein Antwortframe. Beispielsweise sendet ein „Tag 1“ nach 10 ms, ein „Tag 2“ nach 20 ms, ein „Tag 3“ nach 30 ms, etc. Diese Funkübertragung wird von den Sende-Empfangseinheiten 13 empfangen und der exakte Empfangszeitpunkt in Bezug auf den Sendebeginn des zweiten Frames der Master-Positionsbestimmungseinheit an die Analyseeinheit 11 übermittelt. Die Analyseeinheit 11 ermittelt dann z. B. über Trilaterationsverfahren die Position der Mobileinheiten 15 und gibt diese an das MES 3 weiter.After different, previously configured time intervals (measured from the reception of the second frame), the mobile units send 15 a reply frame. For example, a "day 1" transmits after 10 ms, a "day 2" after 20 ms, a "day 3" after 30 ms, etc. This radio transmission is transmitted by the transceiver units 13 and the exact reception time with respect to the transmission start of the second frame of the master position determination unit to the analysis unit 11 transmitted. The analysis unit 11 then determines z. B. about trilateration the position of the mobile units 15 and give these to the MES 3 further.

Eine Gruppe von Sende-Empfangseinheiten 13 kann einer Master-Positionsbestimmungseinheit zugeordnet werden und die Empfangszeiten können an diese übermittelt werden. Zur Erfassung von Positionen in großen Fertigungshallen oder über mehrere Gebäude oder Räume hinweg können mehrere Gruppen von Sende-Empfangseinheiten 13 vorgesehen werden, die jeweils einer eigenen Master-Positionsbestimmungseinheit zugeordnet sind. Diese Master-Positionsbestimmungseinheiten können wiederum untereinander kommunizieren. Je nach Position der Mobileinheiten 15 kann die Übermittlung der Empfangszeiten an unterschiedliche Master-Positionsbestimmungseinheiten (Server) und die Durchführung der Trilateration mit diesen unterschiedlichen Master-Positionsbestimmungseinheiten erfolgen.A group of transceiver units 13 can be assigned to a master position determination unit and the reception times can be transmitted to them. For capturing positions in large production halls or across multiple buildings or rooms, multiple groups of transceiver units may be used 13 are provided, which are each assigned to a separate master position determination unit. These master position determination units can in turn communicate with each other. Depending on the position of the mobile units 15 For example, the transmission of the reception times to different master position determination units (servers) and the execution of the trilateration can take place with these different master position determination units.

Über die beispielhaft zuvor beschriebene Analyse von Laufzeiten und Trilateration kann das Innenraum-Ortungssystem 5 die Position einer oder mehrere Mobileinheiten 15 über die Sende-Empfangseinheiten 13 unter Verwendung der UWB-Technologie erfassen. Die UWB-Technologie nutzt Frequenzbereiche von z.B. 3 GHz bis 5 GHz, wobei die UWB-Technologie einen relativ großen Frequenzbereich zur Ausbildung von zeitlich scharf begrenzten Signalverläufen (Kommunikationsrahmen) nutzt. Um nämlich ein Objekt, das Radiowellen aussendet, möglichst exakt lokalisieren zu können, benötigt man ein Signal mit sehr steilen Flanken. D.h., das Signal stellt eher einen rechteckförmigen Signalverlauf über die Zeit dar als einen sinusförmigen Verlauf. Dazu benötigt man ein Signal, bei dem mehrere sinusförmige Signale mit unterschiedlichen Frequenzen überlagert sind. Denn aus mehreren Sinussignalen mit unterschiedlichen Frequenzen kann eine Signal geformt werden, das eine steile Flanke besitzt und einem im Wesentlichen rechteckförmigen Verlauf über die Zeit angenähert werden kann. Das bedeutet, dass mehrere Frequenzen aus einem breitbandigen Frequenzspektrum zur Verfügung stehen müssen, um ein Signal zu formen. Entsprechend eignet sich für die exakte Lokalisierung insbesondere die UWB-Technologie, die über ein breitbandiges Frequenzspektrum verfügt. Die Technologie und die verwendbaren Frequenzbänder der UWB-Technik sind beispielsweise in dem Standard „IEEE 802.15 -2015“ beschrieben.About the exemplary analysis of run times and trilateration described above, the interior positioning system 5 the position of one or more mobile units 15 via the transceiver units 13 using UWB technology. The UWB technology uses frequency ranges of, for example, 3 GHz to 5 GHz, whereby the UWB technology uses a relatively large frequency range for the formation of temporally sharply defined signal paths (communication frames). To be able to locate an object that emits radio waves as accurately as possible, you need a signal with very steep edges. That is, the signal represents a rectangular waveform over time rather than a sinusoidal waveform. This requires a signal in which several sinusoidal signals with different frequencies are superimposed. Because of several sinusoidal signals with different frequencies, a signal can be formed, which has a steep edge and can be approximated to a substantially rectangular shape over time. This means that several frequencies from a broadband frequency spectrum must be available to form a signal. Correspondingly, UWB technology, which has a broadband frequency spectrum, is particularly suitable for exact localization. The technology and the usable frequency bands of the UWB technology are described, for example, in the standard "IEEE 802.15-2015".

2 zeigt beispielhaft eine Mobileinheit 15. Zur Interaktion eines Bedieners mit der Mobileinheit 15 kann diese eine elektronisch ansteuerbare Anzeige 17, beispielsweise ein E-Ink-Display (auch als elektronische Papier-Anzeige bezeichnet), und/oder eine oder mehrere Signalabgabevorrichtungen 18 (LEDs) zur Ausgabe von Informationen aufweisen. 2 shows by way of example a mobile unit 15 , To interact with an operator with the mobile unit 15 This can be an electronically controlled display 17 For example, an e-ink display (also referred to as electronic paper display), and / or one or more signal output devices 18 (LEDs) for outputting information.

Auf der Anzeige 17 können z. B. Informationen zum Auftrag, lesbar für Mensch und/oder Maschine, codiert und/oder in Schriftform und/oder als Figur dargestellt werden. Die Anzeige 17 kann auch als Signalabgabevorrichtung für eine Rückmeldung an den Benutzer genutzt werden, der die Mobileinheit 15 in einer der beschriebenen Arten bewegt (z. B. schüttelt) oder betätigt (z. B. eine Taste 19 drückt).On the display 17 can z. B. information on the order, readable for human and / or machine, coded and / or presented in writing and / or as a figure. The ad 17 can also be used as a signal delivery device for a response to the user, which is the mobile unit 15 moved (eg, shakes) or actuated (eg, a key) in one of the ways described 19 suppressed).

Ein weiteres Beispiel einer Signalabgabevorrichtung ist eine Vorrichtung zur Ausgabe von Schall, insbesondere im hörbaren Bereich, insbesondere zur Ausgabe von Sprachinformationen.Another example of a signal output device is a device for outputting sound, in particular in the audible range, in particular for outputting voice information.

Allgemein kann die Mobileinheit 15 eine modulierbare Signal quelle zum Erzeugen von modulierten Licht-, Schall- oder Vibrationssignalen als Signalabgabevorrichtung aufweisen. Sie kann dann - ähnlich dem in der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 20 2016 106 352 U1 beschriebenen Kommunikationsgerät - als Daten sendendes Kommunikationsgerät zur drahtlosen Übertragung von Daten eingesetzt werden. Mithilfe eines derartigen insbesondere kameralosen Kommunikationsgeräts kann eine entsprechend ergänzte Mobileinheit im Zusammenspiel mit einer elektronischen Signalverarbeitungseinheit beispielsweise Zugangsdaten übertragen. Dabei kann das Kommunikationsgerät mindestens einen Sensor zum Empfangen von Licht-, Schall- oder Vibrationssignalen aufweisen und die Signalverarbeitungseinheit kann derart programmiert sein, dass sie aus empfangenen, modulierten Signalen die darin enthaltenen Daten zurückzugewinnt.In general, the mobile unit 15 a modulated signal source for generating modulated light, sound or vibration signals as a signal output device. It can then - similar to that in the German utility model DE 20 2016 106 352 U1 described communication device - are used as data transmitting communication device for the wireless transmission of data. By means of such a particularly camera-less communication device, a suitably supplemented mobile unit can transmit, for example, access data in interaction with an electronic signal processing unit. In this case, the communication device may have at least one sensor for receiving light, sound or vibration signals and the signal processing unit may be programmed in such a way that that it recovers the data contained therein from received, modulated signals.

Des Weiteren kann in die Mobileinheit 15 mindestens eine Signaleingabevorrichtung (beispielhaft wird in 2 eine Taste 19 gezeigt) zur Eingabe von Parametern integriert werden.Furthermore, in the mobile unit 15 at least one signal input device (exemplified in 2 a button 19 shown) for input of parameters are integrated.

Die Mobileinheit 15 kann ferner als Signaleingabevorrichtung einen einfachen Sensor zum Empfangen von Licht-, Schall- oder Vibrationssignalen insbesondere einen Helligkeitssensor aufweisen. Sie kann dann, wie beispielsweise in der zuvor erwähnten DE 20 2016 106 352 U1 beschrieben, als Daten empfangendes Kommunikationsgerät zur drahtlosen Übertragung von Daten, insbesondere von Zugangsdaten, von einer Werkzeugmaschine eingesetzt werden. Dazu weist die Werkzeugmaschine mindestens eine modulierbare Signalquelle zum Erzeugen von Licht-, Schall- oder Vibrationssignalen auf, die entsprechend den zu übertragenden Daten moduliert wurden. In einigen Ausführungsformen können z. B. solche Vorrichtungen der Werkzeugmaschine genutzt werden, die die Werkzeugmaschine zur Bearbeitung der Werkstücke ohnehin aufweist und die die Möglichkeit bieten, Schall, Vibrationen oder modulierte Lichtschwankungen zu erzeugen, mit denen Daten zur Mobileinheit 15 übertragen werden können.The mobile unit 15 Furthermore, the signal input device may comprise a simple sensor for receiving light, sound or vibration signals, in particular a brightness sensor. It can then, as in the aforementioned DE 20 2016 106 352 U1 described, as a data receiving communication device for the wireless transmission of data, in particular access data, are used by a machine tool. For this purpose, the machine tool has at least one modulatable signal source for generating light, sound or vibration signals which have been modulated in accordance with the data to be transmitted. For example, in some embodiments, B. such devices of the machine tool can be used, which has the machine tool for machining the workpieces anyway and provide the opportunity to produce sound, vibration or modulated light fluctuations, which data to the mobile unit 15 can be transmitted.

In einigen Ausführungsformen kann die Mobileinheit 15 einen Sender und/oder Empfänger für Datenübertragung mittels elektromagnetischer Induktion aufweisen und dafür ausgelegt sein, eine Datenverarbeitung gemäß eines vordefinierten Protokolls durchzuführen (z. B. mittels RFID, NFC: near field communication). Dies ist mit besonders kostengünstigen Hardwarekomponenten erreichbar, die überdies stromsparend ausgebildet werden können. Allgemein ist die Nahfeldkommunikation mittels NFC oder RFID eine robuste, schnelle und drahtlose Kommunikation im Nahfeld.In some embodiments, the mobile unit may 15 a transmitter and / or receiver for data transmission by means of electromagnetic induction and be designed to perform a data processing according to a predefined protocol (eg by means of RFID, NFC: near field communication). This can be achieved with particularly inexpensive hardware components, which can also be designed to save power. In general, Near Field Communication using NFC or RFID is a robust, fast and wireless near field communication.

Die automatisierte bzw. assistierte Zuordnung kann durch in der Mobileinheit vorgesehene weitere Sensoren intuitiv und prozesssicher gemacht werden. Die nachfolgend beschriebenen beispielhaften Sensoren lassen sich jedoch auch in anderem Kontext der Fertigung gewinnbringend einsetzen.The automated or assisted assignment can be made intuitive and process-safe by further sensors provided in the mobile unit. However, the exemplary sensors described below can also be used profitably in other contexts of manufacturing.

Beispielsweise können Gyroskope, Beschleunigungssensoren, Lagesensoren, Vibrationssensoren und/oder Magnetsensoren für das Erdmagnetfeld vorgesehen werden. Andere MEMS (micro-electro-mechanical system)-basierte Sensoren sind ebenfalls zusätzlich oder alternativ integrierbar.For example, gyroscopes, acceleration sensors, position sensors, vibration sensors and / or magnetic sensors for the earth's magnetic field can be provided. Other MEMS (micro-electro-mechanical system) -based sensors are also additionally or alternatively integrable.

Derartige Sensoren können durch Sensorfusion mit den Positionsdaten des Ortungssystems eine robustere und genauere Positionsbestimmung bewirken. Außerdem kann ein Sensor (oder auch mehrere zusammen) die Grundlage für eine Interaktion mit einer Person, z. B. einem Bearbeiter bilden, der beispielsweise Gesten („in die Luft schreiben“) oder gezielte Erschütterungen hervorruft. Dies kann ortsabhängig kontextbezogen erfolgen. Eine bestimmte Geste in einer ersten Zone kann dann eine andere Aktion auslösen als in einer anderen Zone.Such sensors can bring about a more robust and accurate position determination by sensor fusion with the position data of the positioning system. In addition, one sensor (or several together) may form the basis for interaction with a person, e.g. B. form an editor, for example, gestures ("write in the air") or deliberate shocks causes. This can be done contextually depending on the location. A specific gesture in a first zone can then trigger a different action than in another zone.

Die Auswertung der Sensoren der Mobileinheit ist insbesondere dann besonders zielgerichtet und aussagekräftig, wenn sie in den Kontext des Produktionsumfelds gesetzt werden. Im Lagerbereich werden Teilmengen gebildet, beim Schweißen, Montieren, Fügen: mehrere Sensoren zusammengeführt. Sie können ferner zur Qualitätsprüfung und der Kennzeichnung von Ausschuss genutzt werden.The evaluation of the sensors of the mobile unit is particularly targeted and meaningful, especially when they are placed in the context of the production environment. In the warehouse area, partial quantities are formed, while welding, assembly, joining: several sensors are brought together. They can also be used for quality inspection and marking of rejects.

So können Vibrationssensoren zur Identifikation einer Interaktion mit dem Bediener und zur Identifikation von Erschütterungsprofilen (Dokumentation der Produktionsumgebung für spezifische Bauteile) zur Optimierung der Produktionsumgebung eingesetzt werden. Auch können sie zur Detektion von Erdbeben herangezogen werden.For example, vibration sensors can be used to identify operator interaction and identify vibration profiles (production environment documentation for specific components) to optimize the production environment. They can also be used to detect earthquakes.

Die Mobileinheit 15 kann ferner eine Kamera 20 aufweisen, die dazu ausgelegt ist, Bilder von Werkstücken und/oder von Codes (z. B. Barcodes oder QR-Codes) auf den Werkstücken oder auf anderen Dokumenten, Werkzeugen oder Produkten aufnehmen zu können. Auf diese Weise kann eine Zuordnung von Werkstücken und/oder Aufträgen zu der Mobileinheit 15 erfolgen. Zusätzlich kann die Mobileinheit eine Funktionalität zur Ermittlung, Verarbeitung und Übermittlung der Kamera-Daten aufweisen.The mobile unit 15 can also be a camera 20 which is adapted to be able to take pictures of workpieces and / or codes (eg barcodes or QR codes) on the workpieces or on other documents, tools or products. In this way, an assignment of workpieces and / or orders to the mobile unit 15 respectively. In addition, the mobile unit may include functionality for detecting, processing and transmitting the camera data.

In einigen Ausführungsformen kann die Mobileinheit 15 einen Sensor (Wiegezelle) zum Ermitteln eines Gewichts eines Werkstücks und/oder einer Werkstücksammelstelle und/oder eines Füllstands einer Werkstücksammelstelle aufweisen. Zusätzlich kann sie eine Funktionalität zur Verarbeitung und Übermittlung von den entsprechend ermittelten Daten aufweisen. Ferner kann der Füllstand einer Werkstücksammelstelle z. B. mittels magnetischer Induktion, elektrischer Kapazität, mittels Ultraschall oder kamerabasiert oder einer Kombination von diesen Technologien überwacht werden.In some embodiments, the mobile unit may 15 a sensor (weighing cell) for determining a weight of a workpiece and / or a workpiece collecting point and / or a filling level of a workpiece collecting point. In addition, it can have a functionality for processing and transmission of the correspondingly determined data. Furthermore, the level of a workpiece collection z. B. by magnetic induction, electrical capacity, ultrasound or camera-based or a combination of these technologies are monitored.

Die Mobileinheit 15 kann ferner einen Sensor zum Ermitteln einer magnetischen Feldstärke aufweisen. Zusätzlich kann sie eine Funktionalität zur Verarbeitung und Übermittlung von den so ermittelten Daten aufweisen. Ein derartiger Magnetfeldsensor kann dazu genutzt werden, eine magnetische Codierung auszulesen, die z. B. in einem Werkstück eingebracht ist. Allgemein können derartige Sensoren als Basis für eine eindeutige Identifikation von Blechbauteilen durch die spezifische Struktur von Metallen dienen. Ein Beispiel eines derartigen Sensors ist ein Hall-Sensor. Allgemein können derartige Sensoren für Wirbelstrommessungen aufgebaut sein. Entsprechende Verfahren zur Kodierung und zum Auslesen einer solchen Kodierung sind beispielsweise in DE 102 48 142 B3 oder in DE 43 06 209 A1 offenbart.The mobile unit 15 may further comprise a sensor for determining a magnetic field strength. In addition, it may have functionality for processing and transmitting the data thus obtained. Such a magnetic field sensor can be used to read a magnetic encoding, the z. B. is introduced in a workpiece. In general, such sensors can serve as a basis for unambiguous identification of sheet metal components by the specific structure of metals. An example of such a sensor is a Hall sensor. Generally, such sensors can be constructed for eddy current measurements. Corresponding methods for coding and reading out such a coding are, for example, in DE 102 48 142 B3 or in DE 43 06 209 A1 disclosed.

In einigen Ausführungsformen kann die Mobileinheit 15 einen Sensor und/oder Sender zum Empfang und/oder zur Übermittlung von Daten über eine Infrarot (IR)-Schnittstelle aufweisen. Zusätzlich kann sie eine Funktionalität zur Verarbeitung und Übermittlung von derartigen IR-Daten aufweisen. IR-Schnittstellen (IR-Diode, IR-LED, bluetooth low energy) als Kommunikationsschnittstellen sind kostengünstig und können sehr stromsparend eingesetzt werden.In some embodiments, the mobile unit may 15 have a sensor and / or transmitter for receiving and / or transmitting data via an infrared (IR) interface. In addition, it may have functionality for processing and transmitting such IR data. IR interfaces (IR diode, IR LED, bluetooth low energy) as communication interfaces are inexpensive and can be used very energy efficient.

Die Mobileinheit 15 kann ferner einen Temperatur-Sensor zusammen mit einer Funktionalität zur Ermittlung, Verarbeitung und Übermittlung von Temperatur-Daten aufweisen. Da der Fertigungssteuerung der Ort der Mobileinheit 15 bekannt ist, kann die Fertigungssteuerung mit den Temperatur-Daten zur Regulierung der Raumtemperatur in der Fertigungshalle eingesetzt werden. Die Fertigungssteuerung kann die Temperatur insbesondere in jedem Bereich der Fertigungshalle, in dem sich eine Mobileinheit mit einem Temperatursensor befindet, erfassen und z. B. grafisch darstellen oder auf Fehlerzustände hin auswerten. So können z. B. eine ungewöhnliche Kälteentwicklung bei offenen Türen erkannt oder Alarm bei ungewöhnlicher Hitzeentwicklung gegeben werden. Ähnlich können die Mobileinheiten ein dezentrales Netz von Feuchtigkeitssensoren zur Regelung der Feuchtigkeit in der Fertigungshalle und/oder von Helligkeitssensoren zur Regelung der Ausleuchtung der Fertigungshalle ausbilden. Neben der Verwendung der Mobileinheit als Sensor für die Gebäuderegelung können derartige Temperatursensoren und Feuchtigkeitssensoren eine Dokumentation über die Fertigungsbedingungen für ein spezifisches Werkstück oder allgemein für den Betrieb der Fertigungsanlage ermöglichen.The mobile unit 15 may further comprise a temperature sensor together with a functionality for detection, processing and transmission of temperature data. Since the production control is the location of the mobile unit 15 is known, the production control can be used with the temperature data to regulate the room temperature in the production hall. The production control can detect the temperature in particular in each area of the production hall in which there is a mobile unit with a temperature sensor, and z. B. graphically or evaluate to error conditions out. So z. B. detected an unusual development of cold open doors or alarm given unusual heat development. Similarly, the mobile units may form a distributed network of humidity sensors to control moisture in the shop floor and / or brightness sensors to control the illumination of the shop floor. In addition to using the mobile unit as a sensor for building control, such temperature sensors and humidity sensors can provide documentation of the manufacturing conditions for a specific workpiece or generally for the operation of the manufacturing facility.

In einigen Ausführungsformen kann die Mobileinheit 15 zusätzlich einen GPS-Sensor zusammen mit einer Funktionalität zur Ermittlung, Verarbeitung und/oder Übermittlung von GPS-Daten aufweisen.In some embodiments, the mobile unit may 15 additionally comprise a GPS sensor together with functionality to detect, process and / or transmit GPS data.

Die Mobileinheit 15 kann ferner einen Gas-Sensor, insbesondere einen Rauchmelder, zusammen mit einer Funktionalität zur Ermittlung, Verarbeitung und/oder Übermittlung von Daten zu Gasanalyse aufweisen. So bilden die Mobileinheiten als Rauchmelder ein dezentrales Frühwarnsystem im Brandfall oder im Fall eines Defektes einer Maschine.The mobile unit 15 may further comprise a gas sensor, in particular a smoke detector, together with a functionality for the detection, processing and / or transmission of data on gas analysis. Thus, the mobile units as smoke detectors form a decentralized early-warning system in case of fire or in the event of a defect in a machine.

In einigen Ausführungsformen kann die Mobileinheit 15 einen Sensor zur Erkennung von biologischen Daten, insbesondere von personenspezifischen Daten wie Fingerabdrücke oder Gesichtserkennungsdaten aufweisen. Die Mobileinheit 15 oder die Fertigungssteuerung kann so individuelle Personen erkennen. Dies erlaubt es, z. B. die Anzeige der Mobileinheit 15 auf eine der Person zugewiesenen Sprache (beispielsweise die Muttersprache der Person) einzustellen. Ferner können bestimmte Informationen nur bestimmten Personen ausgegeben werden, beispielsweise in Abhängigkeit eines der Person zugewiesenen Tätigkeitsprofils.In some embodiments, the mobile unit may 15 a sensor for detecting biological data, in particular of person-specific data such as fingerprints or face recognition data. The mobile unit 15 or the production control can recognize individual persons. This allows, for. B. the display of the mobile unit 15 in a language assigned to the person (for example, the person's native language). Furthermore, certain information can only be output to specific persons, for example, depending on an activity profile assigned to the person.

Die Mobileinheit 15 kann ferner einen Sensor zur Erkennung von Vitalfunktionen einer Person, z. B. eines Bearbeiters, in der Nähe aufweisen. Z. B. können so Daten hinsichtlich Puls/Herzschlag, Muskelkontraktion/-dehnung, Blutdruck erfasst werden. Die Daten erlauben ein Überwachung des körperlichen Zustands der Person und können Rückschlüsse auf seine Aktivität geben. Die Mobileinheit 15 hat entsprechend die Funktionalität zur Ermittlung, Verarbeitung und/oder Übermittlung von so erkannten Daten. Entsprechend kann die Mobileinheit, die von einer Person getragen wird, deren Zustand überwachen.The mobile unit 15 may further include a sensor for detecting vital signs of a person, for. B. an engineer, have nearby. For example, data regarding pulse / heart rate, muscle contraction / extension, blood pressure can be recorded. The data allow monitoring of the physical condition of the person and can give conclusions about his activity. The mobile unit 15 accordingly has the functionality for the determination, processing and / or transmission of data thus recognized. Accordingly, the mobile unit carried by a person can monitor their condition.

In einigen Ausführungsformen kann die Mobileinheit 15 einen Sensor zur Erkennung von Audio-Signalen zusammen mit der Funktionalität zur Ermittlung, Verarbeitung und/oder Übermittlung von so erkannten Daten aufweisen. So kann die Mobileinheit mittels Spracheingabe gesteuert werden, Audio-Daten aufnehmen, speichern, auswerten und an andere Mobileinheiten weiterleitenIn some embodiments, the mobile unit may 15 a sensor for the detection of audio signals together with the functionality for detecting, processing and / or transmission of data thus detected. Thus, the mobile unit can be controlled by voice input, record audio data, store, evaluate and forward to other mobile units

Die zuvor beschriebenen Sensoren und Funktionen auf der Mobileinheit 15 können beispielsweise durch die Fertigungssteuerung aktiviert oder deaktiviert werden. Die Aktivierung einzelner Funktionalitäten kann als eine Option vom Betreiber oder Inverkehrbringer des Fertigungssteuerungssystems in Form eines speziellen Lizensierungsverfahrens zeitlich gesteuert werden. Wünscht z. B. ein Fertigungsstättenbetreiber bestimmt Funktionen nur für eine bestimmte Zeit, z. B. die Temperaturüberwachung nur wenn seine Fertigungshalle nicht in Betrieb ist, so kann er sich gemäß dem Lizensierungsverfahren diese Funktionalität für eine von ihm vorgegebene Zeitspanne freischalten lassen. Das kann z. B. durch das Lizensierungsverfahren günstiger für ihn sein, als wenn er die Funktionalität ununterbrochen benutzt. Für den Betreiber oder Inverkehrbringer des Fertigungssteuerungssystems kann dies den zusätzlichen Nutzen haben, dass er die tatsächlich genutzten Funktionalitäten seiner Kunden besser kennenlernt.The previously described sensors and functions on the mobile unit 15 can be activated or deactivated by the production control, for example. The activation of individual functionalities can be timed as an option by the operator or distributor of the production control system in the form of a special licensing procedure. Wishes z. B. a plant operator determines functions only for a certain time, eg. B. the temperature control only if its production hall is not in operation, it can be in accordance with the licensing this functionality for a predetermined period of time he can unlock. This can z. B. by the licensing process be cheaper for him than if he uses the functionality continuously. For the operator or distributor of the production control system, this may have the added benefit of better understanding the actual functionalities of its customers.

Üblicherweise wird die Elektronik der Mobileinheit 15 mit einer Batterie oder einem Akku betrieben. Ein Akku kann durch nach außen geführte Kontakte oder kontaktlos, z. B. induktiv geladen werden. Beides kann so erfolgen, dass die Mobileinheit 15 zum Schutz vor Feuchtigkeit und Umwelteinflüssen ein dicht umschließendes Gehäuse aufweist. Die Mobileinheit 15 kann ferner eine Vorrichtung zum Laden der Akkus aufweisen, die Energie aus Umwelteinflüssen gewinnt, z. B. dem sogenannten „energy harvesting“ aus Temperaturunterschieden zwischen Ober- und Unterseite, aus schnellen Bewegungen wie Vibrationen oder Stöße oder aus vorhandenen elektromagnetischen Wellen (z. B. Solar).Usually, the electronics of the mobile unit 15 operated with a battery or a rechargeable battery. A battery can be outwardly guided by contacts or contactless, z. B. are charged inductively. Both can be done so that the mobile unit 15 For protection from moisture and environmental influences has a tightly enclosing housing. The mobile unit 15 may further comprise a device for charging the batteries, which gains energy from environmental influences, eg. As the so-called "energy harvesting" from temperature differences between the top and bottom, from rapid movements such as vibrations or shocks or from existing electromagnetic waves (eg., Solar).

Damit die Batterie oder der Akku sparsam betrieben wird, kann die Mobileinheit 15 einen Stand-by-Modus einnehmen, in dem sie z. B. kein UWB-Signal mehr sendet und/oder den Empfang deaktiviert. In einigen Ausführungsformen kann sie den Stand-by-Modus selbständig verlassen. Beispielsweise kann sie so, wenn sie bewegt wurde, der Fertigungssteuerung einen neuen Ort übermitteln.For the battery or the battery is operated sparingly, the mobile unit 15 take a standby mode in which they z. B. sends no more UWB signal and / or disabled reception. In some embodiments, it may leave the stand-by mode on its own. For example, if it has been moved, it can convey a new location to the production control.

Allgemein können einzelne oder mehrere der beschriebenen Sensoren einzeln für sich oder in Kombination für derartige Steuerungsverfahren genutzt werden. Insbesondere sind die Sensoren zur Lage- und Beschleunigungsdetektion zur Ansteuerung derartiger Wechsel im Betriebsmodus geeignet.In general, one or more of the described sensors can be used individually or in combination for such control methods. In particular, the sensors for position and acceleration detection are suitable for controlling such changes in the operating mode.

In einigen Ausführungsformen kann die Mobileinheit 15 ein Gehäuse aus einem der folgenden Materialien oder einer Kombination daraus aufweisen: Kunststoff, Metall und Gummi. Das Gehäuse kann ferner an seinen Ecken und/oder Kanten zum Schutz vor Beschädigung ein federndes Material wie Gummi aufweisen. Letzteres kann auch zum Schutz vor einem Abrutschen z. B. beim Transport dienen.In some embodiments, the mobile unit may 15 a housing made of one of the following materials or a combination thereof: plastic, metal and rubber. The housing may also have at its corners and / or edges to protect against damage a resilient material such as rubber. The latter can also be used to protect against slipping z. B. serve during transport.

Die zuvor beschriebenen Sensoren liefern maschinenlesbare Informationen, die dem Bediener prozesssicher abgebildet werden. Als Informationsschnittstelle kann die Anzeigeeinheit der Mobileinheit genutzt werden. Alternativ kann eine Anzeige einer Fertigungsanlage oder eine in der Fertigungshalle spezifisch vorgesehene Anzeige genutzt werden. Die auf der Anzeigeneinheit der Mobileinheit dargestellten Daten können nicht immer vollständig den gesamten Informationsgehalt eines Werkstücks abbilden, allerdings kann sie kontextbasiert die für den entsprechenden Fertigungsvorgang notwendigen Daten darstellen, beispielsweise den nächsten Fertigungsvorgang für die Logistik, Teilegeometrie für die Kommissionierung, Bauteiltoleranzen für die Qualitätsprüfung. Darstellungsparameter wie Größe, Farbe, Bewegung und Blinken stellen dabei geeignete Mittel zur Betonung und Unterstützung von aktuell wichtigen Informationen dar.The sensors described above provide machine-readable information, which is reproduced reliably to the operator. As an information interface, the display unit of the mobile unit can be used. Alternatively, an advertisement of a manufacturing plant or a display specifically provided in the production hall can be used. The data displayed on the display unit of the mobile unit may not always fully map the entire information content of a workpiece, but it may contextually represent the data necessary for the corresponding manufacturing process, such as the next manufacturing process for logistics, part geometry for picking, component tolerances for quality control. Display parameters such as size, color, movement and flashing are suitable means for emphasizing and supporting currently important information.

Ferner kann als exponiertes Element der menschenlesbaren Information eine LED auf der Mobileinheit vorgesehen werden, die dem Menschen durch unterschiedliche Farben, Blinkfrequenzen oder Blinkmuster codierte Informationen visuell mitteilen kann. Eine insbesondere blinkende LED ist auch auf große Entfernungen leichter zu erkennen, als z. B eine Anzeige 17. Deswegen hat eine Signalvorrichtung wie eine LED besondere Vorteile, wenn z. B. eine Mobileinheit 15 gesucht wird. Sie kann von einem Bediener ferngesteuert adressiert werden und sich dann mit einer Signalvorrichtung bemerkbar machen. Zusätzlich oder alternativ kann sie ein Geräuschsignal abgeben. Eine solche ferngesteuerte Adressierung kann beispielsweise durch eine weitere Mobileinheit oder über eine sonstige insbesondere tragbare Vorrichtung, z. B. Smartphone, Tablet, oder über die Analyseeinheit 11 erfolgen. Sie kann aber auch direkt, z. B. über Nahfeldsender (z. B. Bluetooth, NFC, IR), erfolgen.Further, as an exposed element of the human readable information, an LED may be provided on the mobile unit that can visually communicate information coded to humans by different colors, flashing frequencies or flashing patterns. A particular flashing LED is easier to recognize even at long distances than z. B is an ad 17 , Therefore, a signaling device such as an LED has special advantages when z. A mobile unit 15 is searched. It can be addressed remotely by an operator and then become noticeable with a signaling device. Additionally or alternatively, it can emit a noise signal. Such a remote addressing can, for example, by another mobile unit or via any other particular portable device, eg. As smartphone, tablet, or via the analysis unit 11 respectively. But you can also directly, for. B. via near field transmitter (eg., Bluetooth, NFC, IR) done.

Im Rahmen einer industriellen Fertigung von Werkstücken in der Stahl- und/oder Blechverarbeitung werden die Mobileinheiten 15 üblicherweise Werkstücken zugeordnet. Optional können Mobileinheiten von Personen in der Fertigung getragen oder an Hilfsmittel wie Transportwagen, Maschinen und Werkzeugen angebracht werden, wodurch auch hier eine (räumliche und digitale) Zuordnung der Mobileinheit zu einer Person, z. B. einem Arbeiter, oder einem Hilfsmittel vorgenommen werden kann, um Vorgänge zu unterstützen und/oder zu erfassen. Die digitale Zuordnung bezieht sich hierbei auf Personen-spezifische oder Hilfsmittelspezifische Informationen.As part of an industrial production of workpieces in the steel and / or sheet metal processing, the mobile units 15 usually assigned to workpieces. Optionally, mobile units can be carried by persons in the factory or attached to aids such as transport vehicles, machines and tools, whereby here too a (spatial and digital) assignment of the mobile unit to a person, for. As a worker, or an aid can be made to support and / or detect operations. The digital assignment here refers to person-specific or resource-specific information.

Beispielsweise zeigt 3 einen Transportwagen 21 mit einem Werkstück 23 sowie einer Mobileinheit 15'. Der Transportwagen 21 umfasst einen Ablagebereich 24 für dieses oder mehrere solcher Werkstücke 23, die im Rahmen eines Bearbeitungsplans von einer Werkzeugmaschine erzeugt wurden. Die Mobileinheit 15' zeigt beispielsweise eine für diese Werkstücke 23 spezifische Information auf der Anzeige 17 an, die aufgrund der digitalen Zuordnung abrufbar ist.For example, shows 3 a dolly 21 with a workpiece 23 and a mobile unit 15 ' , The dolly 21 includes a storage area 24 for this or several such workpieces 23 that were created by a machine tool as part of an editing plan. The mobile unit 15 ' shows, for example, one for these workpieces 23 specific information on the display 17 which is retrievable due to the digital assignment.

Die Mobileinheit 15' ist entsprechend dazu ausgebildet, z. B. vom MES 3 Informationen über die abgelegten Werkstücke 23 zu empfangen und für einen Bediener auszugeben. Beispielsweise ist die Mobileinheit 15' z. B. dazu ausgebildet, Information über die Anzahl der abgelegten Werkstücke 23, noch fehlende Werkstücke, einen nachfolgenden Bearbeitungsschritt, einen zugrundeliegenden Auftrag (Kunde), Soll-Material etc. zu empfangen und auf der Anzeige 17 auszugeben. Die Anzeige 17 kann dabei stromsparend eine E-Ink-Anzeige sein.The mobile unit 15 ' is designed accordingly, z. From the MES 3 Information about the stored workpieces 23 to receive and spend for a server. For example, the mobile unit 15 ' z. B. trained to provide information about the number of stored workpieces 23 , still missing workpieces, a subsequent processing step, an underlying order (customer), target material, etc. to receive and on the display 17 issue. The ad 17 can save energy an e-ink display.

Ferner kann ein Signal oder Feedback über ein Aktivieren einer Signalabgabevorrichtung, beispielsweise einer oder mehrerer LEDs oder einer akustischen Signalquelle gegeben werden. Allgemein sind derartige Signalabgabevorrichtungen zum Ausgeben von Feedback-Signalen an einen Bediener ausgebildet.Further, a signal or feedback may be given via activation of a signal output device, for example one or more LEDs or an acoustic signal source. Generally, such signal output devices are designed to output feedback signals to an operator.

Ferner kann die Mobileinheit 15' (ergänzend) Signaleingabevorrichtungen aufweisen. So können beispielsweise ein Erschütterungssensor (beispielsweise ein Beschleunigungssensor) und/oder ein Lagesensor als Signaleingabevorrichtung vorgesehen werden. Furthermore, the mobile unit 15 ' (additionally) have signal input devices. For example, a vibration sensor (for example, an acceleration sensor) and / or a position sensor may be provided as the signal input device.

Derartige Mobileinheiten können, insbesondere in Form von solchen kombinierten Signal-, Anzeige- und Ortungseinheiten, als unabhängige Einheiten im Prozessablauf bei der Fertigung eingesetzt werden. Sie können einem oder mehreren Werkstücken 23 räumlich zugeordnet werden und dann von einem Bediener zusammen mit den zugeordneten Werkstücken 23 von Bearbeitungsschritt zu Bearbeitungsschritt/von Werkzeugmaschine 7 zu Werkzeugmaschine 7 gebracht werden.Such mobile units, especially in the form of such combined signal, display and locating units, can be used as independent units in the manufacturing process. You can use one or more workpieces 23 spatially assigned and then by an operator together with the associated workpieces 23 from processing step to processing step / from machine tool 7 to machine tool 7 to be brought.

Eine derartige Mobileinheit kann ferner, insbesondere in Form von solchen kombinierten Signal-, Anzeige- und Ortungseinheiten, in einem Transportwagen, einer Paletten oder allgemein einer bewegbare Werkstücksammelstelleneinheiten integriert werden. Zusammen mit diesen kann sie als unabhängige Einheit im Prozessablauf bei der Fertigung eingesetzt werden. Diese Einheit kann dann einem oder mehreren Werkstücken 23 räumlich zugeordnet werden (indem z. B. auf ihr positioniert werden) und dann von einem Bediener dazu genutzt werden, die zugeordneten Werkstücken 23 von Bearbeitungsschritt zu Bearbeitungsschritt/von Werkzeugmaschine 7 zu Werkzeugmaschine 7 zu bringen.Such a mobile unit may also be integrated, in particular in the form of such combined signal, display and locating units, in a trolley, a pallet or in general a movable workpiece collection unit. Together with these, it can be used as an independent unit in the manufacturing process. This unit can then one or more workpieces 23 spatially assigned (eg by being positioned on it) and then used by an operator to manipulate the associated workpieces 23 from processing step to processing step / from machine tool 7 to machine tool 7 bring to.

Die Bereitstellung von Mobileinheiten in der Fertigung kann vielfältig genutzt werden. Im Folgenden werden beispielhafte Nutzungsszenarien skizziert.The provision of mobile units in production can be used in many ways. In the following, exemplary usage scenarios are outlined.

Die Mobileinheiten werden über die Sende-Empfangseinheiten 13 mittels Laufzeitanalyse geortet. Die Sende-Empfangseinheiten 13 sind üblicherweise an der Hallendecke, an Hallenwände, Werkzeugmaschinen 7, Lagerstrukturen etc. ortsfest installiert. Die Positionen der Sende-Empfangseinheiten 13 sind zum Beispiel in einem digitalen Lageplan der Fertigungshalle hinterlegt.The mobile units are transmitted via the transceiver units 13 located by runtime analysis. The transceiver units 13 are usually at the hall ceiling, at hall walls, machine tools 7 , Bearing structures etc. installed fixed. The positions of the transceiver units 13 are stored for example in a digital site plan of the production hall.

4 zeigt einen schematischen digitalen Lageplan 25 einer beispielhaften Fertigungshalle, die mit mehreren Werkzeugmaschinen 7 unterschiedlichen Typs ausgerüstet ist. Beispiele für Werkzeugmaschinen 7 in der Stahl- und Metallverarbeitung sind Schneid-, insbesondere Laserschneidmaschinen, Stanz-, Schleif-, Biegemaschinen etc. Gezeigt ist im Lageplan 25 auch ein zu einem sehr geringen Grad vernetzter Arbeitsplatz 26, wie beispielsweise ein Handarbeitsplatz mit einfachen Maschinen, z. B. zum Bohren, Sägen, Fräsen, Biegen, die keine Vernetzung oder nur eine Vernetzung über ein Überwachungssystem, wie es z. B. in DE 10 2016 220 015.1 beschrieben ist, aufweisen. Ferner erkennt man im Lageplan Zonen 27, 27' und Schranken 29. Die Zonen 27, 27' und Schranken 29 wurden von einem Bediener hinsichtlich der Benutzung der Werkzeugmaschinen 7 und zugehöriger Arbeitsabläufe definiert. Die Schranken 29 erstrecken sich räumlich (beispielsweise linear) in der Fertigungshalle und definieren Grenzen, deren Übertreten durch eine Mobileinheit spezifische Aktionen auslösen kann. Den Zonen 27, 27' und Schranken 29 können allgemein Werkstück-spezifische bzw. Gegenstand/Bediener-spezifische Eigenschaften zugeordnet werden. Eine wie in 4 dargestellte Ansicht kann z. B. auf einem Bildschirm (Monitor) einer Datenverarbeitungsvorrichtung (z. B. PC) schematisch dargestellt sein. Beim Aktivieren einzelner Zonen, Schranken oder Mobileinheiten auf dem Monitor (z. B. mittels eines Cursors oder bei Touchpads mittels einer Berührung) können Statusinformationen angezeigt werden. Nach bestimmten Mobileinheiten kann gefiltert werden, (z. B. alle Mobileinheiten mit Zuordnung zu Aufträgen eines bestimmten Kunden). Die Temperaturverteilung gemessen mit Temperatursensoren der Mobileinheiten kann angezeigt werden. Der Status von Maschinen kann angezeigt werden, etc. 4 shows a schematic digital map 25 an exemplary production hall using multiple machine tools 7 different type is equipped. Examples of machine tools 7 in the steel and metal processing are cutting, especially laser cutting machines, punching, grinding, bending machines, etc. Shown in the site plan 25 also a networked workplace to a very low degree 26 , such as a manual workstation with simple machines, eg. As for drilling, sawing, milling, bending, no networking or only a network via a monitoring system, such as. In DE 10 2016 220 015.1 is described. You can also see zones in the map 27 . 27 ' and barriers 29 , The zones 27 . 27 ' and barriers 29 were made by an operator regarding the use of the machine tools 7 and related workflows. The barriers 29 extend spatially (for example, linearly) in the shop floor and define boundaries whose violation by a mobile unit can trigger specific actions. The zones 27 . 27 ' and barriers 29 In general, workpiece-specific or object / operator-specific properties can be assigned. A like in 4 shown view can z. On a screen (monitor) of a data processing device (eg PC). When activating individual zones, barriers or mobile units on the monitor (eg by means of a cursor or touchpad by means of a touch) status information can be displayed. It is possible to filter for certain mobile units (eg all mobile units associated with orders of a particular customer). The temperature distribution measured with temperature sensors of the mobile units can be displayed. The status of machines can be displayed, etc.

So können Aktionen unter Nutzung der räumlichen Zuordnung im Fertigungssteuerungssystem ausgelöst werden, wenn eine Mobileinheit sich innerhalb einer spezifischen Zone befindet oder eine spezifische Schranke überschreitet, wobei diese Aktionen in Abhängigkeit des zugehörigen Werkstücks/Gegenstands und dessen Bearbeitung/Bearbeitungszustand, allgemein aufgrund der digitalen Zuordnung, variieren können. Die Zonen 27, 27' und die Schranken 29 können ferner in der Fertigungshalle vor Ort farblich markiert werden.Thus, actions using spatial allocation in the manufacturing control system may be triggered when a mobile unit is within a specific zone or exceeds a specific bound, these actions being dependent on the associated workpiece / object and its processing / processing state, generally due to the digital mapping, can vary. The zones 27 . 27 ' and the barriers 29 can also be marked in color in the production hall on site.

Ferner erkennt man im Lageplan 25 schematisch Werkstücksammelstellen, beispielsweise Transportwagen 21 oder Teilbereiche von diesem, die sich beispielsweise nahe einer Werkzeugmaschine 7 oder in einer der Zonen 27 befinden. Ferner kennt man schematisch Bediener 31, die die Werkzeugmaschinen 7 bedienen.Furthermore, you can see in the map 25 schematically workpiece collection points, such as trolley 21 or subregions of this, for example, close to a machine tool 7 or in one of the zones 27 are located. Furthermore, one knows schematically operator 31 that the machine tools 7 serve.

Im digitalen Lageplan 25 sind somit nicht nur stationäre Elemente (Werkzeugmaschinen), sondern aufgrund der räumlichen und digitalen Zuordnung der Mobileinheiten auch bewegliche Elemente (Werkstücke, Transportwagen, Bediener) angezeigt. Die Integration von beweglichen Elementen in den Lageplan wird durch die Innenraum-Ortung möglich, indem zum Beispiel den Transportwägen 21 und Bedienern 31 jeweils eigene Mobileinheiten 15 zugeordnet werden.In the digital site plan 25 Thus, not only stationary elements (machine tools), but also movable elements (workpieces, trolleys, operators) are displayed due to the spatial and digital assignment of the mobile units. The integration of moving elements in the site plan is made possible by the indoor location, for example by the transport carts 21 and servers 31 each own mobile units 15 be assigned.

Ferner erkennt man im digitalen Lageplan 25 beispielhafte Positionen mehrerer Sende-Empfangseinheiten 13. Die Positionen sind derart gewählt, dass mindestens 2 (2D-Ortung) oder 3 und mehr (3D-Ortung) Sende-Empfangseinheiten 13 einem entsprechenden mit der Innenraum-Ortung abzudeckenden Bereich in der Fertigungshalle zugeordnet sind. Beispielhaft werden Laufzeitmessungen für bewegliche Elemente (bzw. die zugeordneten Mobileinheiten 15) über Doppelpfeile 33 in 4 verdeutlicht.Furthermore one recognizes in the digital site plan 25 exemplary positions of multiple transceiver units 13 , The positions are chosen such that at least 2 (2D location) or 3 and more (3D location) transceivers 13 associated with a corresponding to be covered with the indoor location area in the production hall. Exemplary are runtime measurements for movable elements (or the associated mobile units 15 ) via double arrows 33 in 4 clarified.

Die primäre Anwendung des Innenraum-Ortungssystems 5 liegt in der Lokalisierung von Werkstücken 23, allgemein Material, sowie von bei der Fertigung eingesetzten mobilen Einheiten wie Transportwägen 21, Stapler, Werkzeuge und sonstige mobile Vorrichtungen. Dass diese Objekte unter Nutzung der Ortsinformation der Mobileinheit, deren räumlicher Zuordnung und digitaler Zuordnung, die im Wesentlichen nur die Mobileinheit und die Art des zugeordneten Objekts betrifft, einfacher mittels der jeweils zugeordneten Mobileinheit 15 lokalisiert werden kann, reduziert bzw. vermeidet Suchzeiten. Die gewonnene räumliche Information über die Objekte erlaubt zusätzlich eine Analyse von Prozessabläufen und von einer (Aus-) Nutzung von z. B. Werkzeugen.The primary application of the indoor location system 5 lies in the localization of workpieces 23 , generally material, as well as of mobile units used in the production such as transport vehicles 21 , Stackers, tools and other mobile devices. That these objects using the location information of the mobile unit, their spatial allocation and digital assignment, which essentially relates only to the mobile unit and the nature of the associated object, easier by means of the respective associated mobile unit 15 can be located, reduces or avoids search times. The gained spatial information about the objects additionally allows an analysis of process flows and of an (exploitation) of z. B. tools.

Die Ortung kann in 2D oder 3D erfolgen. Liegt beispielsweise ein 3D-Lageplan der Fertigungshalle vor (wie in 4 gezeigt), kann neben der primären horizontalen Lokalisierung auch eine vertikale Lokalisierung vorgenommen werden. Somit ist neben den Koordinaten x und y in der horizontalen Ebene auch die Höhenkoordinate z zu beachten. Eine Ortung in 3D stellt spezifische Anforderungen an die Sende-Empfangseinheiten 13, die den der 3D-Ortung zugrunde liegenden Bereich abdecken, sowie an deren Positionen in der Fertigungshalle.The location can be done in 2D or 3D. For example, if there is a 3D site plan of the production hall (as in 4 shown), in addition to the primary horizontal localization also a vertical localization can be made. Thus, in addition to the coordinates x and y in the horizontal plane and the height coordinate z is to be observed. A location in 3D makes specific demands on the transceiver units 13 that cover the area underlying the 3D location and their locations in the factory floor.

5 zeigt eine Aufsicht eines weiteren digitalen Lageplans 25' einer weiteren beispielhaften Fertigungshalle. Man erkennt mehrere Positionen von Sende-Empfangseinheiten 13 (Anchors) und mehrere momentane Positionen von Mobileinheiten (Tags) 15. Ferner erkennt man wiederum mehrere Zonen 27 und Schranken 29. Mit dem Ortungssystem können die Positionen der Mobileinheiten 15 im Lageplan 25' angezeigt werden und ihre Lage bezüglich der Zonen 27 und der Schranken 29 zu Steuerungszwecken bei der Bearbeitung von Werkstücken genutzt werden. Dazu ist es wiederum notwendig, dass einer Mobileinheit 15 ein Werkstück (oder eine Gruppe von Werkstücken) oder ein Bediener, ein Transportmittel, ein Werkzeug etc. zugeordnet wird. In einem Steuerungsbereich 30 ist die Lage einer Fertigungssteuerungseinrichtung des Fertigungssteuerungssystems 1 angedeutet. Hier kann sich die Analyseeinheit 11 befinden. Hier kann sich auch eine Datenverarbeitungsvorrichtung 30A (z. B. PC) mit einem Bildschirm (Monitor) befinden, auf dem z. B. der in 4 oder 5 dargestellte digitale Lageplan 25 oder 25' angezeigt wird. 5 shows a view of another digital map 25 ' another exemplary production hall. One recognizes several positions of transceiver units 13 (Anchors) and several current positions of mobile units (tags) 15 , Furthermore, one recognizes again several zones 27 and barriers 29 , With the location system, the positions of the mobile units 15 in the location plan 25 ' and their location relative to the zones 27 and the barriers 29 used for control purposes in the machining of workpieces. For this it is necessary in turn that a mobile unit 15 a workpiece (or a group of workpieces) or an operator, a means of transport, a tool, etc. is assigned. In a control area 30 is the location of a production control device of the production control system 1 indicated. Here can the analysis unit 11 are located. Here can also be a data processing device 30A (eg PC) with a screen (monitor) on the z. B. the in 4 or 5 illustrated digital site plan 25 or 25 ' is shown.

Insbesondere die digitale Zuordnung einer Mobileinheit zu einem Werkstück (oder einem bei der Fertigung eingesetzten Gegenstand wie einem Werkzeug) kann durch verschiedene Interaktionen mit dem Fertigungssteuerungssystem 1 (nachfolgend auch kurz der Fertigungssteuerung) erfolgen. Beispielsweise kann in einem Bediener-Interface der Fertigungssteuerung, das zum Beispiel auf einem Smartphone oder Tablet bereitgestellt wird, das jeweilige Werkstück/der jeweilige Gegenstand ausgewählt und der spezifischen Mobileinheit durch Eingabe beispielsweise einer zugehörigen Referenznummer zugeordnet werden. Alternativ kann nach Auswahl eines Werkstücks/Gegenstands im Benutzer-Interface die Mobileinheit durch Aktivieren einer Eingabetaste an der Mobileinheit (siehe z. B. Taste 19 in 2) und dem zugeordneten Datenaustausch der Mobileinheit mit der Fertigungssteuerung die Zuordnung hergestellt werden.In particular, the digital assignment of a mobile unit to a workpiece (or an item used in manufacturing, such as a tool) may be due to various interactions with the production control system 1 (hereinafter also briefly the production control). For example, in an operator interface of the production control, which is provided for example on a smartphone or tablet, the respective workpiece / item can be selected and assigned to the specific mobile unit by, for example, entering an associated reference number. Alternatively, after selecting a workpiece / item in the user interface, the mobile unit may be activated by activating an enter key on the mobile unit (see, eg, key 19 in 2 ) and the associated data exchange of the mobile unit with the production control the allocation are made.

Anstelle einer manuellen Eingabe kann beispielsweise alternativ automatisiert oder teilautomatisiert eine Aktivierung der Mobileinheit durch eine vorgegebene Bewegung zur Aktivierung, z. B. Schütteln, Klopfen oder Vibrieren derselben, erfolgen. Eine solche vorgegebene Bewegung kann beispielsweise ein in der Mobileinheit zusätzlich vorgesehener Beschleunigungssensor erkennen. Ferner kann eine teilautomatisierte Zuordnung durch manuelles Kenntlichmachen einer spezifischen Mobileinheit (z. B. durch Schütteln der Mobileinheit) an einem spezifischen Ort (z. B. einer definierten Zone 27) erfolgen. Dabei kann die Fertigungssteuerung dem spezifischen Ort des z. B. Schüttelns spezifisch zu bearbeitende Werkstücke zuordnen. Beispielsweise kann die Fertigungssteuerung auch auf eine Verknüpfung einer Mobileinheit mit einem Default-Gegenstand (z. B. einem leeren Rollwagen) bei Schütteln der Mobileinheit an einem definierten Zuordnungsbereich (z. B. Zone 27' in 4) schließen.Instead of a manual input, for example, alternatively automated or semi-automatic activation of the mobile unit by a predetermined movement for activation, for. As shaking, tapping or vibration of the same, take place. Such a predetermined movement may, for example, detect an acceleration sensor additionally provided in the mobile unit. Further, a partially automated assignment may be by manually identifying a specific mobile unit (eg, by shaking the mobile unit) at a specific location (eg, a defined zone 27 ) respectively. In this case, the production control the specific location of the z. B. assign shaking specifically to be machined workpieces. For example, the manufacturing controller may also be limited to linking a mobile unit to a default item (eg, an empty cart) upon shaking the mobile unit at a defined allocation area (e.g., zone 27 ' in 4 ) shut down.

Ferner kann beispielsweise mittels Bildverarbeitung eine Aufnahme der Mobileinheit, die beispielsweise mit einer Kennzeichnung wie einem Barcode versehen ist (siehe Anzeige in 2), und des zugeordneten Werkstücks/Gegenstands die Zuordnung vorgenommen werden.Further, for example, by means of image processing, a recording of the mobile unit, which is provided for example with a label such as a bar code (see display in 2 ), and the associated workpiece / object, the assignment can be made.

Des Weiteren kann eine grafische Zuordnung über einen am Bediener-Interface dargestellten Dialog vorgenommen werden.Furthermore, a graphical assignment can be made via a dialog displayed on the user interface.

Im Ortungssystem können je nach Anwendung aktive oder inaktive Mobileinheiten eingesetzt werden. Aktive Mobileinheiten teilen permanent in einer gewünschten Wiederholrate zyklisch ihre Position dem Fertigungssteuerungssystem mit. Allgemein werden aktive, wiederholt (periodisch) emittierende Sender auch als „beacon“ (Leuchtfeuer) bezeichnet. Dagegen nimmt eine inaktive Mobileinheit zeitweise nicht an einer Ortserkennung teil. Dies kann zum Beispiel dann der Fall sein, wenn der letzte mutmaßliche Standort der Mobileinheit bekannt ist, das zugeordnete Werkstück für einen längeren Zeitraum eingelagert wird, eine Auftragsbearbeitung ausgesetzt wird oder längere Liegezeiten zwischen Bearbeitungsvorgängen zu erwarten sind.Depending on the application, active or inactive mobile units can be used in the location system. Active mobile units permanently communicate their position cyclically to the production control system at a desired repetition rate. Generally, active, periodically emitting transmitters are also referred to as "beacons". In contrast, an inactive mobile unit temporarily takes not part of a place recognition. This may be the case, for example, when the last suspected location of the mobile unit is known, the associated workpiece is stored for a longer period of time, job processing is suspended, or longer wait times are expected between machining operations.

Für die Überwachung derartiger Zustände können in der Mobileinheit vorgesehene Sensoren wie ein Beschleunigungssensor, ein Lagesensor oder ein Schallsensor eingesetzt werden. Allgemein kann ein Wechsel vom inaktiven in den aktiven Zustand durch (digitale) Signale oder manuelle Manipulation ausgelöst werden. Eine manuelle Manipulation kann beispielsweise durch eine gezielte Erschütterung der Mobileinheit (z. B. manuelles Schütteln) oder durch den Beginn des Transports des Werkstücks (Transfer durch eine Schranke 29) erfolgen. Für aktive Mobileinheiten können Mobileinheit-spezifisch beliebige Wiederholraten definiert werden. Mit Regelwerken können hier entsprechend der Kontext-Informationen sinnvolle Verhaltensmuster für jede Mobileinheit bzw. das zugeordnete Werkstück oder einen Gegenstand definiert werden. Kontext-Informationen können beispielsweise eine Zonen-Zugehörigkeit, zuletzt passierte räumliche Schranken, ein jeweils aktiver Bearbeitungsvorgang, ein aktuelles Zeitfenster (Tag/Nacht/Wochentag) und eine spezifische Tag-Familie umfassen.For monitoring such conditions, sensors provided in the mobile unit such as an acceleration sensor, a position sensor or a sound sensor can be used. In general, a change from the inactive to the active state can be triggered by (digital) signals or manual manipulation. A manual manipulation can be achieved, for example, by deliberately shaking the mobile unit (eg manual shaking) or by starting the transport of the workpiece (transfer through a barrier 29 ) respectively. For mobile mobile units, mobile unit-specific arbitrary refresh rates can be defined. Rules can be used to define meaningful patterns of behavior for each mobile unit or associated work piece or object in accordance with the contextual information. Contextual information may include, for example, a zone affiliation, recent spatial barriers, each active edit, a current time window (day / night / weekday), and a specific tag family.

In einem Nutzungsszenario soll eine Person, z. B. ein Bearbeiter, gemäß einem Auftrag Werkstücke 23 biegen. Hierzu greift er auf Daten aus dem Fertigungssteuerungssystem (MES; Produktionsleitsystem) zu und öffnet beispielsweise den digitalen Lageplan 25, 25' der Fertigungshalle. Wurden die Werkstücke mit einer Mobileinheit 15 (Werkstück-Tag) versehen, wird ihm der Ort der zu biegenden Werkstücke 23 anhand einer zugeordneten Mobileinheit 15 im Lageplan 25, 25' angezeigt,. Beispielsweise wurden die Mobileinheit 15 und die Werkstücke 23 auf einem Transportwagen 21 abgelegt und die Mobileinheit 15 sowohl den Werkstücken 23 als auch dem Transportwagen 21 zugeordnet. Entsprechend kann im Lageplan das Symbol Transportwagen z. B. zusammen mit einer schematischen Form des Werkstücks angezeigt werden.In a usage scenario, a person, for. B. an engineer, according to an order workpieces 23 to bend. To do this, he accesses data from the production control system (MES) and, for example, opens the digital site plan 25 . 25 ' the production hall. Were the workpieces with a mobile unit 15 (Workpiece tag), it becomes the location of the workpieces to be bent 23 by an associated mobile unit 15 in the location plan 25 . 25 ' displayed ,. For example, the mobile unit 15 and the workpieces 23 on a dolly 21 filed and the mobile unit 15 both the workpieces 23 as well as the dolly 21 assigned. Accordingly, in the site map, the symbol trolley z. B. displayed together with a schematic shape of the workpiece.

Zur Verdeutlichung zeigt 6 einen Absortiervorgang eines Bedieners 31, der Schnittgut einer Laserschneidmaschine 7' auf den Transportwagen 21' sortiert/ablegt. Eine Mobileinheit 15' wurde gemäß einem spezifischen Auftrag aktiviert (Bearbeitungsplan-Zuordnung) und den Werkstücken 23' zugeordnet (räumliche Zuordnung). Nach dem erfolgten Absortiervorgang hat der Bediener 31 beispielsweise eine Taste der Mobileinheit 15' aktiviert, sodass das Fertigungssteuerungssystem vom Abschluss des Absortiervorgangs informiert wird.For clarity shows 6 a Absortiervorgang an operator 31 , the clippings of a laser cutting machine 7 ' on the trolley 21 ' Assorted / stores. A mobile unit 15 ' was activated according to a specific order (machining plan assignment) and the workpieces 23 ' assigned (spatial assignment). After the successful sorting process, the operator has 31 for example, a key of the mobile unit 15 ' is activated so that the production control system is informed of the completion of the sorting process.

Damit weiß der Bediener der nachfolgend zu benutzenden Werkzeugmaschine, an welcher Stelle in der Fertigungshalle die Werkstücke zu finden sind (Nutzung der Ortsinformation der Mobileinheit). Ist der Bediener dort angekommen, was mithilfe einer vom ihm getragenen Mobileinheit und einem Passieren einer Schranke 29' erkannt und an das Fertigungssteuerungssystem weitergeleitet wurde, und stehen mehrere Transportwägen eng zusammen, kann der Bediener den richtigen Transportwagen identifizieren, indem das Fertigungssteuerungssystem automatisch eine LED (Signalabgabevorrichtung) an der entsprechenden Mobileinheit aktiviert, sodass diese beispielsweise blinkt. An diesem optischen Signal kann der Bediener den richtigen Transportwagen erkennen und zu seinem Biege-Arbeitsplatz mitnehmen. Die Abholung des Transportwagens wird beispielsweise an das Fertigungssteuerungssystem weitergegeben, sobald der Bediener den Transportwagen 21' abholt und über die Schranke 29' schiebt.Thus, the operator of the machine tool to be subsequently used knows at which point in the production hall the workpieces can be found (use of the location information of the mobile unit). The operator has arrived there, what with the help of a mobile unit carried by him and passing through a barrier 29 ' is detected and routed to the shop floor control system, and multiple trucks are in close co-operation, the operator can identify the correct truck by automatically activating an LED (signal dispenser) on the corresponding mobile unit so that it blinks, for example. At this optical signal, the operator can recognize the correct trolley and take it to his bending workstation. The pickup of the trolley is passed, for example, to the production control system as soon as the operator the trolley 21 ' picks up and over the barrier 29 ' pushes.

Das Innenraum-Ortungssystem erlaubt ferner eine Indizierung von Hochlagern im Bestand. Beispielsweise kann über ein Barometer der Mobileinheiten (3D-Tag) die Höhe der Mobileinheit und damit die „Zeile“ in einem Lager identifiziert werden. Über mindestens zwei Sende-Empfangseinheiten (2D-Ortung) kann die Spalte des Lagers identifiziert werden. Bei der Präsenz von Mobileinheiten im Lagerkörper kann damit direkt das jeweilige Lagerfach für beispielsweise eine mit der Mobileinheit ausgerüstete Palette im Fertigungssteuerungssystem hinterlegt werden. Entsprechend kann ein Bediener die Palette mit Angabe des Lagerfachs direkt auffinden. Alternativ können drei oder mehr Sende-Empfangseinheiten im Hochlager derart positioniert werden, dass auch eine Ortsbestimmung im dreidimensionalen Raum möglich wird.The indoor location system also allows an indexing of high inventories in stock. For example, via a barometer of the mobile units (3D tag), the height of the mobile unit and thus the "row" in a warehouse can be identified. The column of the warehouse can be identified via at least two transceiver units (2D location). With the presence of mobile units in the bearing body, the respective storage compartment for, for example, a pallet equipped with the mobile unit can thus be deposited directly in the production control system. Accordingly, an operator can locate the pallet indicating the storage bin directly. Alternatively, three or more transceiver units can be positioned in the high camp so that a location determination in three-dimensional space is possible.

Die Einbindung der hierin beschriebenen mit einem Innenraum-Ortungssystem unterstützten Fertigung wird zusammenfassend in Verbindung mit 7 erläutert. Hierbei wird u. a. ergänzend auf die 1 bis 3 und 6 Bezug genommen.The incorporation of the interior location system assisted manufacturing described herein will be described in connection with 7 explained. Here, inter alia, on the 1 to 3 and 6 Referenced.

7 zeigt beispielhaft Verfahrensschritte eines Verfahrens zur Fertigungssteuerung von Prozessabläufen bei der industriellen Bearbeitung von Werkstücken 23, wobei das Verfahren durch eine Innenraum-Ortung unterstützt wird. Für das Verfahren wird entsprechend eine wie zuvor beschriebene Innenraum-Ortung bereitgestellt (Schritt 51), und es werden Zuordnungsvorgänge durchgeführt, um eine Mobileinheit 15 einem oder mehreren Werkstücken 23 zuzuordnen. Die Zuordnungsvorgänge umfassen einen Mobileinheitsdaten-Zuordnungsvorgang (Schritt 51A) - d. h., die zuvor beschriebene digitale Zuordnung - und einen räumlichen Zuordnungsvorgang (Schritt 51B) - d. h., die zuvor beschriebene physische Zuordnung. 7 shows exemplary method steps of a method for manufacturing control of processes in the industrial processing of workpieces 23 The method is supported by an indoor location. For the method according to a previously described interior positioning is provided (step 51 ), and mapping operations are performed to a mobile unit 15 one or more workpieces 23 assigned. The mapping operations include a mobile unit data mapping operation (step 51A) - ie, the previously described digital assignment - and a spatial one Assignment process (step 51B) that is, the previously described physical association.

Der Mobileinheitsdaten-Zuordnungsvorgang des Schritts 51A ist schematisch in 1 im Fertigungssteuerungssystem 1 angedeutet. Im Fertigungssteuerungssystem 1 sind Bearbeitungspläne 37 abgelegt. Ein Bearbeitungsplan 37 kann - als Beispiele für einen Bearbeitungsplan-Assistenz-Werkstückdatensatz - einen Geometriedatensatz 37A und/oder einen das Werkstück identifizierenden Codierungsdatensatz 37B umfassen. Ferner kann der Bearbeitungsplan 37 einen oder mehrere Bearbeitungs- und Werkstückparameter 37C des entsprechenden Werkstücks 23 umfassen. Überdies stellt das Ortungssystem 5 Mobileinheitsdatensätze 39 bereit, die den Bearbeitungsplänen 37 zugeordnet werden sollen.The mobile unit data mapping operation of the step 51A is schematic in 1 in the manufacturing control system 1 indicated. In the manufacturing control system 1 are machining plans 37 stored. An editing plan 37 can - as examples of a machining plan assistant workpiece data set - a geometry dataset 37A and / or a coding data record identifying the workpiece 37B include. Furthermore, the treatment plan 37 one or more machining and workpiece parameters 37C of the corresponding workpiece 23 include. Moreover, the location system provides 5 Mobile unit records 39 ready the the machining plans 37 should be assigned.

Für die digitale Zuordnung kann eine Bilderfassungsvorrichtung 20, die z. B. Teil der Mobileinheit 15 ist, bereitgestellt werden (Schritt 59A). 2 zeigt hierzu schematisch die Bilderfassungsvorrichtung 20 an der Seitenwand der Mobileinheit 15. Mit der Bilderfassungsvorrichtung 20 kann beispielsweise ein Ausdruck eines Auftragsschreibens mit einer Codierung oder eine Codierung 57 auf dem Werkstück 23 - als Beispiel für einen bearbeitungsplanspezifischen Gegenstand - aufgenommen werden (Schritt 59B). Diese Aufnahme wird dann mit einem Kommunikationssystem von der Mobileinheit 15 an das Fertigungssteuerungssystem 1 übermittelt. Im Fertigungssteuerungssystem 1 wird der Bearbeitungsplan 37, der einen entsprechenden Codierungsdatensatz 37B umfasst, identifiziert (Schritt 59C) und dem Mobileinheitsdatensatz 39, der z. B. zu der Mobileinheit 15 gehört, mit der die Codierung aufgenommen worden war, zugeordnet (Schritt 59D).For the digital assignment, an image capture device 20 that z. B. part of the mobile unit 15 is to be provided (step 59A) , 2 shows schematically the image capture device 20 on the sidewall of the mobile unit 15 , With the image capture device 20 For example, an expression of an order letter with a coding or an encoding 57 on the workpiece 23 - as an example of a processing plan-specific item - be included (step 59B) , This recording is then made with a communication system from the mobile unit 15 to the manufacturing control system 1 transmitted. In the manufacturing control system 1 becomes the machining plan 37 containing a corresponding encoding record 37B includes identified (step 59C) and the mobile unit record 39 , the z. To the mobile unit 15 assigned with which the coding had been recorded (step 59D) ,

Alternativ kann diese Art der digitalen Zuordnung mit jeder in das Fertigungssteuerungssystem 1 eingebundenen bildgebenden Vorrichtung ausgeführt werden, wobei dann ein Mobileinheitsdatensatz einer beliebigen Mobileinheit dem identifizierten Bearbeitungsplan zugeordnet werden kann.Alternatively, this type of digital mapping can be done with anyone in the manufacturing control system 1 then a mobile unit data set of any mobile unit can be assigned to the identified processing plan.

Die räumliche Zuordnung kann von einem Assistenzsystem 41, das bei einer Werkezugmaschine 7 oder allgemein an einem Arbeitsplatz vorgesehen ist, unterstützt werden. 6 zeigt hierzu eine Werkzeugmaschine 7 mit einem optischen Assistenzsystem, das auf einer Bilddatenerfassung mit einer Kamera 35 basiert und die Zuordnung eines Werkstück zu einer Mobileinheit unterstützt. Dabei werden Mobileinheiten bereitgestellt, denen im Rahmen einer vorausgehenden digitalen Zuordnung (Schritt 51A) Bearbeitungspläne zugeordnet wurden.The spatial allocation can be made by an assistance system 41 , that in a machine tool 7 or generally provided at a workplace. 6 shows a machine tool for this purpose 7 with an optical assistance system based on an image data acquisition with a camera 35 based and supports the assignment of a workpiece to a mobile unit. In this case, mobile units are provided to which in the context of a preceding digital assignment (step 51A) Machining plans have been assigned.

Bei der assistierten räumlichen Zuordnung erkennt die Kamera 35 ein absortiertes Werkstück 23 (Schritt 61A) und erzeugt hierzu einen Mess-Assistenz-Werkstückdatensatz 41A (Schritt 61B). Der Mess-Assistenz-Werkstückdatensatz 41A wird mit den Geometriedatensätzen 37A der Bearbeitungspläne 37 im Fertigungssteuerungssystem 1 abgeglichen (Schritt 61C), um den Bearbeitungsplan 37 zu identifizieren, der zum erfassten Werkstück gehört. Das Fertigungssteuerungssystem 1 kann nun z. B. die identifizierte Mobileinheit zur Abgabe eines Signals anregen (LED-Blinken, Tonerzeugung,...); um ein manuelles räumliches Zuordnen zu erleichtern. Alternativ oder ergänzend kann das Fertigungssteuerungssystem 1 im Rahmen einer automatisierten Zusammenführung von Mobileinheit 15 und erfasstem Werkstück 23 ein Ablegen des erfassten Werkstücks 23 bei der identifizierten Mobileinheit 15 veranlassen (Schritt 61D).The camera recognizes assisted spatial allocation 35 a rejected workpiece 23 (Step 61A) and generates a measurement assistance workpiece data record for this purpose 41A (Step 61B) , The measurement assistant workpiece data set 41A is using the geometry records 37A the machining plans 37 in the manufacturing control system 1 adjusted (step 61C) to the machining plan 37 to identify that belongs to the detected workpiece. The manufacturing control system 1 can now z. B. stimulate the identified mobile unit to deliver a signal (LED flashing, tone generation, ...); to facilitate a manual spatial allocation. Alternatively or additionally, the production control system 1 as part of an automated mobile unit merge 15 and detected workpiece 23 a drop of the detected workpiece 23 at the identified mobile unit 15 cause (step 61D) ,

Nach erfolgter Zuordnung wird die Position des zugeordneten Werkstücks 23 durch Lokalisierung der zugeordneten Mobileinheit 15 mit dem Innenraum-Ortungssystem 5 bestimmt (Schritt 53). Die bestimmte Position der zugeordneten Mobileinheit 15 wird nun in die Steuerung der Industriefertigungsanlage zur Fertigung des Endprodukts eingebunden (Schritt 55). Ergänzend oder alternativ kann ferner eine Position eines Werkzeugs, einer Person, eines Transportmittels, einer Werkzeugmaschine und/oder einer Werkstücksammelstelleneinheit bestimmt werden (Schritte 51', 51A', 51B', 53') und in die Steuerung der Industriefertigungsanlage eingebunden werden.After the assignment, the position of the associated workpiece 23 by locating the associated mobile unit 15 with the interior location system 5 determined (step 53 ). The specific position of the associated mobile unit 15 is now integrated in the control of the industrial production plant for the production of the final product (step 55 ). Additionally or alternatively, a position of a tool, a person, a means of transport, a machine tool and / or a workpiece collection unit can be further determined (steps 51 ' . 51A ' . 51B ' . 53 ' ) and integrated into the control of the industrial production plant.

Die Einbindung kann beispielsweise ein Definieren (Schritt 55A) von Zonen 27 und/oder räumlichen Schranken 29 in der Fertigungshalle, insbesondere in einem Lageplan 25, 25' der Fertigungshalle, und ein Abgleichen (Schritt 55B) der bestimmten Position hinsichtlich der Zonen 27 und/oder der räumlichen Schranken 29 umfassen.The integration may, for example, define (step 55A) of zones 27 and / or spatial barriers 29 in the production hall, especially in a site plan 25 . 25 ' the production hall, and a matching (step 55B) the particular position with regard to the zones 27 and / or the spatial barriers 29 include.

Im Lageplan der Fertigungshalle kann im Schritt 55A z. B. eine Zone (Werkzeugmaschinen-Zone) um Werkzeugmaschinen/ Bearbeitungsplätze, beispielsweise um die Biegemaschine, erstellt werden. Dabei kann diese Zone als Volumenkörper (3D-Zone) definiert werden, der beispielsweise bis zu einer Höhe von 1,5 m über dem Hallenboden reicht. Wird ein Transportwagen mit Werkstücken und einer zugehörigen Mobileinheit (Wagen-Tag) mit zu einem Auftrag gehörenden Werkstücken in diese Zone geschoben, registriert das Fertigungssteuerungssystem im Schritt 55B dies.In the floor plan of the production hall can in step 55A z. B. a zone (machine tool zone) to machine tools / machining stations, for example, to the bending machine created. In this case, this zone can be defined as a solid (3D zone), which extends, for example, up to a height of 1.5 m above the hall floor. If a trolley with workpieces and an associated mobile unit (trolley tag) with workpieces belonging to an order is pushed into this zone, the production control system registers in step 55B this.

Die Unterstützung der Fertigungssteuerung von Prozessabläufen kann dabei die hierin diskutierten Einbindungsmöglichkeiten der Mobileinheit umfassen. Z. B. kann eine zusätzliche Übertragung von Signalen zwischen dem Fertigungssteuerungssystem 1 und der Mobileinheit 15 zum Austausch von Information stattfinden. Die Signale können von einer Signaleingabevorrichtung 15A der Mobileinheit 15 - z. B. ein Sensor, eine Taste 19 oder die Bilderfassungsvorrichtung 20 - oder von Signalabgabevorrichtungen 15B der Mobileinheit 15 - z. B. eine Anzeigeneinheit 17, eine LED oder ein Lautsprecher - erzeugt werden.Support for manufacturing control of processes may include the mobile unit integration capabilities discussed herein. For example, an additional transmission of signals between the production control system 1 and the mobile unit 15 to exchange Information takes place. The signals may be from a signal input device 15A the mobile unit 15 - z. As a sensor, a button 19 or the image capture device 20 - or from signal dispensers 15B the mobile unit 15 - z. B. a display unit 17 , an LED or a speaker - are generated.

Ferner kann die Unterstützung der Fertigungssteuerung von Prozessabläufen über das Fertigungssteuerungssystem 1 Bearbeitungsparameter auf den Werkzeugmaschinen 7 ansteuern oder allgemein Fertigungsparameter einstellen, die sich z. B. auch auf die Fertigungshalle oder auf eine nachfolgende Datenanalyse beziehen können.Further, assisting manufacturing control of process flows may be via the manufacturing control system 1 Machining parameters on the machine tools 7 control or generally set production parameters that z. B. can also refer to the production hall or to a subsequent data analysis.

Als weiteres Beispiel für die Einbindung in die Fertigungssteuerung kann unter Nutzung der digitalen Zuordnung des Schritts 51A das Fertigungssteuerungssystem den zugehörigen Bearbeitungsauftrag am Bearbeitungsplatz (beispielsweise an der Biegemaschine) anmelden. Ferner können weitere Sekundäraktionen automatisch initiiert werden. So kann ein zugehöriges Bearbeitungsprogramm in der Werkzeugmaschine automatisch geladen werden. Dies kann es erlauben, dass die Werkzeugmaschine (beispielsweise eine Biegemaschine) über einen Tool-Master automatisch gerüstet wird. Auf einem zugeordneten Bildschirm können einem Bediener für den nun anstehenden Bearbeitungsvorgang (Arbeitsgang) notwendige Informationen angezeigt werden. Beispielsweise können eine Abbildung der ursprünglichen Form des Werkstücks sowie die gebogene Form des Werkstücks, die Anzahl der zu biegenden Werkstücke und/oder der anschließend nachfolgende Bearbeitungsvorgang etc. angezeigt werden.As another example of the integration into the manufacturing control can be made using the digital assignment of the step 51A the production control system the corresponding processing order at the processing station (for example, on the bending machine) sign. Furthermore, additional secondary actions can be initiated automatically. Thus, an associated machining program can be loaded automatically in the machine tool. This may allow the machine tool (for example, a bending machine) to be automatically prepared via a tool master. On an associated screen, an operator can be displayed information necessary for the pending editing process (operation). For example, an image of the original shape of the workpiece as well as the curved shape of the workpiece, the number of workpieces to be bent and / or the subsequent subsequent machining operation, etc. can be displayed.

Ein Vorteil bei der Bearbeitung in Zusammenhang mit definierten Zonen und Schranken liegt darin, dass der Bearbeiter nichts weiter machen muss, als die mit der zugehörigen Mobileinheit gekennzeichneten Werkstücke in die zugehörige Werkzeugmaschinen-Zone zu bringen, wodurch die verschiedenen vorbereitenden Maßnahmen automatisiert veranlasst wurden. Wie erwähnt kann die Werkzeugmaschine z. B. sofort automatisch auf den neu zu bearbeitenden Auftrag eingestellt werden. Dadurch kann erheblich Zeit eingespart werden und Fehler können vermieden werden.An advantage of processing in connection with defined zones and barriers is that the operator has nothing more to do than to bring the workpieces marked with the associated mobile unit into the associated machine tool zone, whereby the various preparatory measures were automatically initiated. As mentioned, the machine tool z. B. automatically be set immediately to the new job to be processed. This can save considerable time and mistakes can be avoided.

Beginnt der Bediener nun die Werkstücke des Auftrags zu bearbeiten (zum Beispiel zu biegen), kann er die Mobileinheit nehmen und diese an aktive Komponenten der Werkzeugmaschinen, beispielsweise an den Biegebalken, heften. Dort ist eine weitere Zone (Buchungszone) definiert, die automatisch den Auftrag in Bearbeitung nimmt und dies an das Fertigungssteuerungssystem weitergibt. Beispielsweise können so die vorgenommenen Biegevorgänge überwacht und für den Auftrag abgespeichert werden. Wurden alle Werkstücke bearbeitet (gebogen), wird die mobile Einheit aus der Buchungszone entfernt, wodurch der Auftrag beispielsweise als vollständig ausgeführt im Fertigungssteuerungssystem verbucht werden kann.If the operator now begins to machine (eg bend) the workpieces of the job, he can take the mobile unit and attach it to active components of the machine tools, such as the bending beam. There is defined another zone (booking zone) which automatically processes the order and forwards it to the production control system. For example, the bending processes that have been carried out can thus be monitored and stored for the job. When all the workpieces have been processed (bent), the mobile unit is removed from the booking zone, whereby the order can be booked, for example, as fully executed in the production control system.

Auch hier kann durch die Verwendung der Mobileinheit in einem Ortungssystem erheblich Zeit eingespart werden, da der Bediener keine komplizierten Buchungen an einem Terminal vornehmen muss.Again, by using the mobile unit in a location system, significant time can be saved because the operator does not have to make complicated bookings to a terminal.

Interagiert eine Mobileinheit mit dem Fertigungssteuerungssystem oder betätigt ein Bediener Zusatzfunktionen (Eingabetasten etc.) einer Mobileinheit, kann der Bediener von den Mobileinheiten Feedback oder Mitteilungen über Ausgabemittel wie RGB-LED, Vibration, angezeigten Text oder Ton erhalten. So kann beispielsweise der Status einer Mobileinheit oder eines zugehörigen Auftrags visualisiert werden, beispielsweise indem eine LED grün leuchtet, solange sich der Auftrag im Zustand der Bearbeitung befindet. Ferner kann Feedback oder eine Mitteilung an nachfolgende Bearbeitungsplätze gegeben werden. So kann die automatische Buchung eines abgeschlossenen Bearbeitungsvorgangs den nachfolgenden Prozess darauf aufmerksam machen, dass die Teile nun bereit stehen und wo sie sich befinden. Allgemein kann eine Auslösung von Aktionen wie das Buchen über Zonen noch weiter angereichert werden, sodass beispielsweise Werkstücke während der verschiedenen Bearbeitungsvorgänge zeitlich überwacht werden können.When a mobile unit interacts with the shop floor control system, or an operator operates additional functions (input keys, etc.) of a mobile unit, the operator may receive feedback or notifications from the mobile units about output means such as RGB LED, vibration, displayed text or sound. Thus, for example, the status of a mobile unit or an associated order can be visualized, for example by an LED lights green, as long as the job is in the state of processing. Furthermore, feedback or a message to subsequent processing stations can be given. For example, automatically posting a completed edit can alert the subsequent process that the parts are now ready and where they are. In general, a triggering of actions such as booking over zones can be further enriched so that, for example, workpieces can be monitored over time during the various processing operations.

Wird zusätzlich zur Ortsposition die Lage-im-Raum einer Mobileinheit gemessen, kann beispielsweise unterschieden werden, ob eine spezifische Mobileinheit waagerecht liegt oder hochkant steht. Dies erlaubt eine weitere Interaktion mit dem Fertigungssteuerungssystem. Beispielsweise kann ein Wagen mit Werkstücken mehrerer Aufträge (d. h., mehreren unterschiedlichen und z. B. unterschiedlich zu bearbeitenden Werkstücken) und mehreren Mobileinheiten in eine Zone geschoben werden. Sollen nicht alle Aufträge gleichzeitig in Bearbeitung genommen werden, kann ein spezifischer Auftrag, der beispielsweise zuerst bearbeitet werden soll, durch ein Senkrechtstellen der entsprechenden Mobileinheit dem Fertigungssteuerungssystem bekanntgegeben werden.If, in addition to the location position, the position-in-space of a mobile unit is measured, it can be distinguished, for example, whether a specific mobile unit is horizontal or upright. This allows further interaction with the production control system. For example, a cart may be slid into a zone with workpieces of multiple jobs (i.e., multiple different and, for example, differently machined workpieces) and multiple mobile units. If not all orders are to be processed at the same time, a specific order, which is to be processed first, for example, be announced by a vertical positioning of the corresponding mobile unit to the production control system.

Eine weitere Möglichkeit, dem Fertigungssteuerungssystem über die Mobileinheit Feedback zu geben, ist das bereits angesprochene Schütteln der Mobileinheit oder die Durchführung von spezifischen Gesten-artigen Bewegungen.Another way to provide feedback to the shop floor control system via the mobile unit is to already talk about shaking the mobile unit or performing specific gesture-like moves.

Ferner ist es möglich, basierend auf der Anzahl der sich in einer oder mehreren Zonen befindenden Mobileinheiten (beispielsweise gerade aktive und oder inaktive Mobileinheiten) Ereignisse auszulösen oder bevorstehende Ereignisse anzuzeigen. Beispielsweise können Kommissioniervorgänge oder Transportaufgaben ausgelöst werden.Further, based on the number of mobile units (e.g., currently active and / or inactive mobile units) located in one or more zones, it is possible to have events trigger or indicate upcoming events. For example, picking operations or transport tasks can be triggered.

Neben stationären Zonen können zusätzlich Zonen dynamisch mit einem oder mehreren Mobileinheiten mitwandern. Dies erlaubt beispielsweise den Transport mehrerer Ladungsträger (Transportwägen), und die mitgeführten Aufträge können gemeinsam als Cluster vom Fertigungssteuerungssystem behandelt werden.In addition to stationary zones, additional zones can migrate dynamically with one or more mobile units. This allows, for example, the transport of multiple carriers (transport trucks), and the entrained orders can be treated together as clusters by the production control system.

Ferner kann eine Mobileinheit zum Beispiel an einem Handarbeitswerkzeug (Werkzeug-Tag) befestigt (räumliche Zuordnung) und digital hinsichtlich des Werkzeugs selbst zugeordnet werden, sodass dieses leichter geortet werden kann. Zudem kann mittels eines in einem derartigen Werkzeug-Tag vorgesehenen Beschleunigungssensors ermittelt werden, wann und/oder wie das Handarbeitswerkzeug genutzt wird.Further, for example, a mobile unit may be attached to a hand tool (tool tag) (spatial assignment) and digitally associated with the tool itself, so that it can be more easily located. In addition, it can be determined by means of an acceleration sensor provided in such a tool tag, when and / or how the manual working tool is used.

Durch die Positionsermittlung des Werkzeugs ist es ferner möglich, die Bewegung des Werkzeugs durch den Raum zu messen (Trajektorien-Information/Auswertung). Hierdurch können Informationen darüber generiert werden, wie viele Bauteile bearbeitet wurden oder ob ein Bearbeitungsschritt vergessen wurde etc.By determining the position of the tool, it is also possible to measure the movement of the tool through the space (trajectory information / evaluation). This information can be generated on how many components have been processed or if a processing step has been forgotten etc.

Ferner können weitere Daten über das Ortungssystem übermittelt werden, beispielsweise Fehlermeldungen durch entsprechende Bewegungsmuster einer Mobileinheit z. B. in einer definierten Fehler-Zone.Furthermore, further data can be transmitted via the location system, for example, error messages by corresponding movement pattern of a mobile unit z. In a defined error zone.

Ein weiteres Nutzungsszenario betrifft die Erfassung von Prozesszuständen, die durch die Positionen von Werkstücken, Menschen, Maschinen und anderen Betriebsmitteln gekennzeichnet sind und die durch eine kognitive Auswertung dieser gemessenen Positionen erfasst werden können. Allgemein lassen die Ortungs- und Sensordaten sowie die Informationen bezüglich Zonen und Schranken eine Vielzahl an Auswertemöglichkeiten zu. So ist es beispielsweise möglich, mittels derartiger Rohdaten Kennzahlen wie Key-Performance-Indikatoren (KPIs) zu erzeugen und detaillierte Analysen zu Optimierung der Fertigungsvorgänge durchzuführen. Diese Analysen (z. B. KPIs) können beispielsweise in Form von „heat maps“, als Live-Ansicht oder aggregiert dargestellt werden. Weitere Auswertungsdiagramme wie Spagetti-Diagramme sind so für verschiedene Bearbeitungsvorgänge sofort abrufbar. Dies erlaubt es, Standardkennzahlen, die oft einen großen Aufwand bei der Erhebung erzeugen, auf Knopfdruck verfügbar zu machen, wie z. B. Durchlaufzeit, Wertstromanalyse etc. Zudem können die Abläufe in der Produktion auf Basis der gewonnen Ortungsinformationen mit Hilfe von numerischen Optimierungsverfahren verbessert werden.Another usage scenario relates to the detection of process conditions characterized by the positions of workpieces, people, machines and other resources that can be detected by a cognitive evaluation of these measured positions. In general, the location and sensor data as well as the information regarding zones and barriers allow a multitude of evaluation options. It is thus possible, for example, to generate key figures such as key performance indicators (KPIs) using such raw data and to carry out detailed analyzes to optimize production processes. These analyzes (eg KPIs) can be displayed for example in the form of "heat maps", as a live view or aggregated. Further evaluation diagrams such as spaghetti diagrams are immediately available for various processing operations. This makes it possible to make standard key figures, which often generate a large effort in the survey, available at the push of a button, such. In addition, the processes in production can be improved on the basis of the obtained location information using numerical optimization methods.

Die Nutzung des Ortungssystems erlaubt es auch Personen zu orten, wenn diese eine Mobileinheit (Personen-Tag) bei sich tragen. Neben Werkstücken und Werkzeugen gibt die Ortung von Personen (als Ganzes oder auch lokale Ortungen von Bein, Arm und Hand) wertvolle Information über Abläufe in der Produktion. Nutzungsszenarien hierzu betreffen beispielsweise die Überwachung sicherheitskritischer Bereiche zum Schutze von Personen, insbesondere der Bearbeiter. Ferner können Bewegungsmuster generiert werden, die wiederum z. B. zur Prozess- oder Ergonomie-Verbesserung von Arbeitsplätzen der Bediener ausgewertet werden können. Insbesondere über die synchrone Auswertung beider Hände einer Person, insbesondere eines Bedieners oder Bearbeiters, können detaillierte Informationen über den Fertigungsvorgang und das Werkstück erfasst werden. So kann erfasst werden, dass

  • - ein Bearbeiter an einer Position X zugegriffen hat;
  • - ein Bearbeiter ein spezifisches Werkstück von A nach B transportiert hat;
  • - ein Bearbeiter ein spezifisches Werkstück an einer Position Y abgesetzt hat;
  • - ein Fertigungsvorgang wie Bohren, Einpressen, ... x-Mal ausgeführt wurde;
  • - ein Fertigungsvorgang wie Entgraten, Schweißen, ... auf einer spezifischen Trajektorie an einem Werkstück ausgeführt wurde;
  • - ein Fügeprozess an einer spezifischen Position durchgeführt wurde.
The use of the location system also allows people to locate if they carry a mobile unit (person-day) with them. In addition to workpieces and tools, locating people (as a whole or even locating leg, arm and hand) provides valuable information about production processes. Usage scenarios for this concern, for example, the monitoring of security-critical areas for the protection of persons, in particular the processor. Furthermore, motion patterns can be generated, which in turn z. B. for process or ergonomics improvement of jobs the operator can be evaluated. In particular, the synchronous evaluation of both hands of a person, in particular an operator or engineer, detailed information about the manufacturing process and the workpiece can be detected. So can be detected that
  • - an editor has accessed at a position X;
  • - An operator has transported a specific workpiece from A to B;
  • an operator has deposited a specific workpiece at a position Y;
  • - a manufacturing process such as drilling, pressing, ... was performed x times;
  • - a manufacturing process such as deburring, welding, ... was performed on a specific trajectory on a workpiece;
  • - a joining process has been carried out at a specific position.

Verschiedene Mobileinheiten können in spezifischen Beziehungsverhältnissen zueinander stehen. Beispielsweise können derartige Mobileinheiten im Rahmen eines spezifischen Fertigungsprozesses in Familien von Mobileinheiten gruppiert werden, um grundlegende (Verhaltens-) Muster für eine bestimmte Anzahl von Mobileinheiten zu definieren. Familien können beispielsweise einem Auftrag, einer Baugruppe, einem Folgeprozess von Werkstücken oder einem zugehörigen Ladungsträger (Transportwagen, Palette, Sammelbehälter) zugeordnet sein. Die Familienzugehörigkeit kann dabei dynamisch im laufenden Bearbeitungsvorgang geändert werden. Mobileinheiten können dabei verschiedenen Familien gleichzeitig angehören. Ferner können Familien von Mobileinheiten eine spezifische Verknüpfung betreffen, beispielsweise alle Ladungsträger, alle Transportmittel, alle Bearbeiter, alle Werkstücke, alle Maschinen etc., oder eine Familie von Mobileinheiten kann einen spezifischen Status einer Mobileinheit betreffen, beispielsweise einen Ladungsstatus der Mobileinheiten.Different mobile units may be in specific relationship relationships. For example, such mobile units may be grouped into families of mobile units as part of a specific manufacturing process to define basic (behavioral) patterns for a given number of mobile units. For example, families can be assigned to a job, an assembly, a subsequent process of workpieces or an associated load carrier (transport cart, pallet, collection container). The family affiliation can be changed dynamically in the current editing process. Mobile units can belong to different families at the same time. Furthermore, families of mobile units may relate to a specific link, for example all carriers, all means of transport, all agents, all workpieces, all machines, etc., or a family of mobile units may relate to a specific status of a mobile unit, for example a charge status of the mobile units.

Entsprechend kann die Analyse wie die Erfassung von Prozesszuständen auf der Auswertung von derartigen Familien von Mobileinheiten basieren. Accordingly, the analysis, like the detection of process states, may be based on the evaluation of such families of mobile units.

Über die hierin offenbarte Erweiterung einer Fertigungsanlage mit einer Innenraum-Ortung und Schnittstellen zum Fertigungssteuerungssystem kann die Position der Werkstücksammelstelleneinheiten festgestellt und/oder die Bewegung der Hand eines Bedieners festgehalten werden. Solch eine Ortung über ein Ultra-Wideband-System kann aus vier oder mehr „Anchors“ und einem oder mehreren „Tags“ aufgebaut werden. Die Anchors dienen als Receiver und können um den Arbeitsraum stationär positioniert werden. Die Tags werden an z. B. allen Werkstücksammelstelleneinheiten und beispielsweise der Hand des Bedieners angebracht und dienen zur Positionsbestimmung derselben. Weitere Systeme zur Innenraum-Ortung umfassen z. B. Bluetooth, WiFi, Infrarot und RFID.“Through the herein disclosed expansion of a manufacturing facility with an indoor location and interfaces to the shop floor control system, the position of the workpiece collection units can be determined and / or the movement of the hand of an operator can be recorded. Such an ultra-wideband system location can be made up of four or more "anchors" and one or more "tags." The anchors serve as receivers and can be stationarily positioned around the workspace. The tags are attached to z. B. all workpiece collection units and, for example, the hand of the operator and serve to position the same. Other systems for indoor location include z. Bluetooth, WiFi, Infrared and RFID. "

Wird die Werkstücksammelstelleneinheit in ein Ortungssystem integriert, kann mit einem entsprechenden System in der Werkzeugmaschinenhalle, in der mehrere Bearbeitungsmaschinen und/oder Arbeitsplätze vorgesehen sind, über Sender-Empfängersysteme eine Ortung ermöglicht werden.If the workpiece collection point unit is integrated into a location system, a location can be made possible by way of transceiver systems with a corresponding system in the machine tool shop in which a plurality of processing machines and / or work stations are provided.

Ein Bediener, der in einer Schaltzentrale den Bearbeitungsvorgang überwacht und steuert, kann auf seinem Überwachungsmonitor sehen, wo ein spezifischer Auftrag gerade in der Prozesskette steht und wie sein Status gerade ist. Entsprechend kann er auch direkt auf die Anzeigeeinheit zugreifen, um angezeigte Daten (Werkstückinformation) wie Präferenzen, Arbeitsschritte etc. anzupassen. Alternativ oder ergänzend kann dies auch vor Ort mit einer Eingabevorrichtung an der Werkstücksammelstelleneinheit (z. B. Taster, Schalter, Touchpad) erfolgen oder über eine Datenschnittstelle, die einer externen z. B. mobilen Eingabeeinheit Zugang verschafft (Smartphone, Ipad, Smartwatch etc.). Entsprechend weist die Werkstücksammelstelleneinheit z. B. ein Nahfeldfunknetz (Bluetooth, NFC) auf. Dies kann beispielsweise auch als Teil eines Nahfeldortungssystems zur Ortung der Werkstücksammelstelleneinheit eingesetzt werden. Letzteres erleichtert das Finden einer Werkstücksammelstelleneinheit, wenn sie z. B. in einer Vielzahl von Werkstücksammelstelleneinheiten versteckt ist. Beispielsweise wird die Werkstücksammelstelleneinheit gezielt angesteuert, damit die Signalvorrichtung (z. B. eine hell leuchtende LED) aktiviert wird.An operator who monitors and controls the machining process in a control center can see on his monitoring monitor where a specific job is currently in the process chain and how its status is currently. Accordingly, it can also directly access the display unit to adapt displayed data (workpiece information) such as preferences, work steps, etc. Alternatively or additionally, this can also be done locally with an input device on the workpiece collection point unit (eg, push button, switch, touchpad) or via a data interface which is connected to an external z. B. mobile input unit provides access (smartphone, ipad, smartwatch, etc.). Accordingly, the workpiece collection unit z. B. a near-field radio network (Bluetooth, NFC). This can also be used, for example, as part of a near field location system for locating the workpiece collection unit. The latter makes it easier to find a workpiece collection unit, if they are e.g. B. is hidden in a plurality of workpiece collection units. For example, the workpiece collection unit is selectively controlled so that the signaling device (eg a bright LED) is activated.

Die Nahfeldortung kann ferner beispielsweise beim Absortieren eingesetzt werden, indem z. B. der Ort einer Hand (insbesondere eines intelligenten Handschuhs, der mit dem Ortungssystem wechselwirkt) von der Werkstücksammelstelleneinheit aus geortet wird. Entnimmt die „Hand“ eines Bedieners ein Bauteil vom Restgitter, wird der Bauteilort im MES vom Restgitter auf die Hand gebucht. Bewegt sich die Hand in die Nähe eines Ortungssystems der Werkstücksammelstelleneinheit, wird im MES gebucht, dass dieses Teil an der zugehörigen Werkstücksammelstelleneinheit abgelegt wurde. Zum einen kann das Ortungssystem erkennen, dass die Hand mit dem Werkstück in die Nähe kam. Zum anderen kann ein übergeordnetes System (z. B. das MES) die Werkstücksammelstelleneinheit und die Handposition verknüpfen.The Nahfeldortung can also be used, for example, when sorting by z. For example, the location of a hand (particularly an intelligent glove interacting with the locating system) is located by the workpiece collection unit. If the "hand" of an operator removes a component from the skeleton, the component location in the MES is posted from the skeleton to the hand. If the hand moves in the vicinity of a location system of the workpiece collection point unit, it is posted in the MES that this part has been deposited on the associated workpiece collection point unit. On the one hand, the positioning system can detect that the hand came close to the workpiece. On the other hand, a higher-order system (eg the MES) can link the workpiece collection unit and the hand position.

In 8 sind beispielhaft Verfahrensschritte einer industriellen Fertigung eines Endprodukts gezeigt, die mit einem hierin offenbarten Fertigungssteuerungssystem, insbesondere dem MES 3 durchgeführt werden kann.In 8th By way of example, process steps of an industrial production of a final product are shown, which are combined with a production control system disclosed herein, in particular the MES 3 can be carried out.

In einem ersten Schritt 80 erfolgt die Entgegennahme eines Fertigungsauftrags (mit einem Bearbeitungsplan 37) zur Fertigung eines Endprodukts aus einem Werkstück 23 mit dem MES 3, das z. B. in einer Datenverarbeitungsvorrichtung 30A implementiert ist. In einem folgenden Schritt 81 erfolgt die Auswahl einzelner Bearbeitungsschritte mittels des MES 3. In einem weiteren Schritt 82 erfolgt die Auswahl einer Reihenfolge vom MES 3 (oder einem Bediener), in der die Bearbeitungsschritte durchgeführt werden sollen. Die Bearbeitungsschritte können dabei einzelne oder mehrere der folgenden Vorgänge sein: Schneiden, insbesondere Laserschneiden, Stanzen, Biegen, Bohren, Gewindeschneiden, Schleifen, Zusammenfügen, Schweißen, Nieten, Schrauben, Pressen, Behandeln der Kanten und Oberflächen.In a first step 80 the receipt of a production order takes place (with a processing plan 37 ) for producing a final product from a workpiece 23 with the MES 3 , the Z. B. in a data processing device 30A is implemented. In a following step 81 the selection of individual processing steps takes place by means of the MES 3 , In a further step 82 the selection of an order is made by the MES 3 (or an operator) in which the processing steps are to be carried out. The processing steps may be one or more of the following operations: cutting, in particular laser cutting, punching, bending, drilling, tapping, grinding, joining, welding, riveting, screwing, pressing, treating the edges and surfaces.

In einem weiteren Schritt 83 erfolgt die datentechnische Zuordnung jedes der Bearbeitungsschritte zu einer Maschine 7 oder einem Arbeitsplatzeinheit. Die Arbeitsplatzeinheit kann ein wie oben beschriebener Arbeitsplatz 26, insbesondere ein Handarbeitsplatz sein.In a further step 83 the data assignment of each of the processing steps to a machine takes place 7 or a workstation unit. The workstation may be a workstation as described above 26 , in particular a manual workstation.

In einem weiteren Schritt 84 erfolgt die datentechnische Zuordnung des Fertigungsauftrags zu einem Mobileinheitsdatensatz 39, der in der MES 3 für eine Mobileinheit abgelegt ist. Dieser Schritt 84 kann dem in 7 gezeigten Schritt 51A entsprechen. Schritt 84 kann insbesondere auch schon früher, z. B. nach einem oder mehreren der zuvor beschriebenen Verfahrensschritte, erfolgen.In a further step 84 the data assignment of the production order to a mobile unit data record takes place 39 who is in the MES 3 is stored for a mobile unit. This step 84 can the in 7 shown step 51A correspond. step 84 may in particular also earlier, z. B. after one or more of the method steps described above, take place.

In einem weiteren Schritt 85 erfolgt die Fertigung eines Werkstücks 23, das zumindest teilweise ein Teil des Endprodukts ist, insbesondere nach einem ersten der Bearbeitungsschritte an der diesem Bearbeitungsschritt zugewiesenen Maschine 7 oder Arbeitsplatzeinheit. Z. B. wird hier ein Teil des Fertigungsauftrags aus einem Blech geschnitten. Da als nachfolgender Bearbeitungsschritt auch noch ein Fräsen oder Stanzen notwendig sein kann, kann dieses Werkstück 23 noch mehr Material als das Endprodukt, also nur teilweise das Endprodukt bilden bzw. ein Teil von diesem sein.In a further step 85 the production of a workpiece takes place 23 which is at least partially a part of the final product, in particular after a first of the processing steps at the machine assigned to this processing step 7 or workstation unit. For example, part of the production order is cut from a sheet metal. As a subsequent processing step also a Milling or punching may be necessary, this workpiece can 23 even more material than the end product, so only partially form the end product or be a part of this.

In einem weiteren Schritt 86 erfolgt die räumliche Zuordnung der dem Fertigungsauftrag zugeordneten Mobileinheit 15 zu dem gefertigten Werkstück 23. Dieser Schritt 86 kann dem in 7 gezeigtem Schritt 51B entsprechen. In einem weiteren Schritt 87 erfolgt das Speichern einer Änderung des Status des Fertigungsauftrags in dem MES 3.In a further step 86 the spatial assignment of the mobile unit assigned to the production order takes place 15 to the finished workpiece 23 , This step 86 can the in 7 shown step 51B correspond. In a further step 87 A change in the status of the production order is stored in the MES 3 ,

In einem optionalen Schritt 88 erfolgt das Speichern der Position der Mobileinheit 15 zu dem Fertigungsauftrag.In an optional step 88 the location of the mobile unit is stored 15 to the production order.

In einem weiteren Schritt 89 erfolgt der Transport des Werkstücks 23 zusammen mit der Mobileinheit 15 gemäß dem Fertigungsauftrag zu der nächsten Maschine 7 oder der nächsten Arbeitsplatzeinheit in der vorbestimmten Reihenfolge. Dies kann in Folge einer Anweisung des MES 3 durch eine Person oder durch einen automatisierten Transportprozess erfolgen.In a further step 89 the transport of the workpiece takes place 23 together with the mobile unit 15 according to the production order to the next machine 7 or the next workstation in the predetermined order. This may be due to an instruction from the MES 3 by a person or by an automated transport process.

In einem weiteren Schritt 90 wird dieser Bearbeitungsschritt an der ihm zugewiesenen Maschine 7 oder Arbeitsplatzeinheit durchgeführt.In a further step 90 This processing step is at the assigned machine 7 or workstation unit.

In einem optionalen Schritt 91 erfolgt das Speichern der Position der Mobileinheit 15 für diesen Fertigungsschritt im Fertigungsauftrag.In an optional step 91 the location of the mobile unit is stored 15 for this production step in the production order.

In einem weiteren Schritt 92 erfolgt das erneute Speichern einer Änderung des Status des Fertigungsauftrags im MES 3.In a further step 92 the renewed saving of a change of the status of the production order takes place in the MES 3 ,

In einem weiteren Schritt 93 wird entschieden, ob mit dem Verfahrensschritt 89, d.h., einem Transport zu einem weiteren Bearbeitungsschritt, fortgefahren werden soll oder ob die Fertigung beendet ist.In a further step 93 it is decided whether with the method step 89 , that is, a transport to a further processing step, to continue or whether the production is completed.

Während dieser Fertigungsschritte ist stets eine Ortung der Mobileinheit 15 mittels des Ortungssystems 5 auf Basis von elektromagnetischen Signalen gesteuert durch das MES 3 möglich. Damit kann das MES 3 zu jeder Zeit über Daten wie dem aktuellen Status und dem aktuellen Ort des Werkstücks 23 verfügen. MES 3, Mobileinheit 15 und Ortungssystem 5 können insbesondere wie zuvor beschrieben ausgebildet sein.During these manufacturing steps is always a location of the mobile unit 15 by means of the location system 5 based on electromagnetic signals controlled by the MES 3 possible. This allows the MES 3 at any time via data such as the current status and the current location of the workpiece 23 feature. MES 3 , Mobile unit 15 and location system 5 may be formed in particular as described above.

Alle zuvor beschriebenen Verfahrensschritte, die von einer Fertigungssteuerung, einem Fertigungssteuerungssystem, einem Ortungssystem oder vom MES 3 ausgeführt werden, können auch mittels einer oder mehrerer Datenverarbeitungsvorrichtungen, die Mittel zur Durchführung der Verfahrensschritte aufweisen, realisiert sein.All of the above-described method steps that are performed by a production control, a production control system, a location system or the MES 3 can also be realized by means of one or more data processing devices having means for performing the method steps.

Es wird explizit betont, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von den Merkmalskombinationen in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen werden sollen. Es wird explizit festgehalten, dass alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder jede mögliche Untergruppe von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren, insbesondere auch als Grenze einer Bereichsangabe.It is explicitly pointed out that all features disclosed in the description and / or the claims are considered separate and independent of each other for the purpose of original disclosure as well as for the purpose of limiting the claimed invention independently of the feature combinations in the embodiments and / or the claims should. It is explicitly stated that all range indications or indications of groups of units disclose every possible intermediate value or every possible subgroup of units for the purpose of the original disclosure as well as for the purpose of restricting the claimed invention, in particular also as the limit of a range indication.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (18)

Verfahren zur, durch eine Innenraum-Ortung unterstützten, Fertigungssteuerung von Prozessabläufen bei der industriellen Bearbeitung von Werkstücken (23), insbesondere in der Stahl- und/oder Blechverarbeitung, in einer Fertigungshalle zur Fertigung eines Endprodukts, mit den Schritten Bereitstellen (Schritt 51) mehrerer fest in der Fertigungshalle installierter Sende-Empfangseinheiten (13), mindestens einer Mobileinheit (15) und einer Analyseeinheit (11), wobei die Sende-Empfangseinheiten (13) und die Mobileinheit (15) zum Aussenden und Empfangen von elektromagnetischen Signalen ausgebildet ist und die Analyseeinheit (11) ausgebildet ist, aus Laufzeiten der elektromagnetischen Signale zwischen den Sende-Empfangseinheiten (13) und der Mobileinheit (15) die Positionen der Mobileinheit (15) in der Fertigungshalle zu bestimmen, Zuordnen (Schritt 51A, 51B) der Mobileinheit (15) zu mindestens einem Werkstück (23), Bestimmen (Schritt 53) der Position des mindestens einen zugeordneten Werkstücks (23) durch Lokalisierung der zugeordneten Mobileinheit (15) mit dem Innenraum-Ortungssystem (5) und Einbinden (Schritt 55) der bestimmten Position in die Fertigungssteuerung der Industriefertigungsanlage zur Fertigung des Endprodukts.Method for indoor location-assisted production control of process sequences in the industrial machining of workpieces (23), in particular in steel and / or sheet metal processing, in a production hall for manufacturing a final product, comprising the steps Providing (step 51) a plurality of transceiver units (13) permanently installed in the production hall, at least one mobile unit (15) and an analysis unit (11), the transceiver units (13) and the mobile unit (15) for transmitting and receiving electromagnetic signals is formed, and the analysis unit (11) is adapted to determine the positions of the mobile unit (15) in the production hall from transit times of the electromagnetic signals between the transceiver units (13) and the mobile unit (15) Associating (step 51A, 51B) the mobile unit (15) to at least one workpiece (23), Determining (step 53) the position of the at least one associated workpiece (23) by locating the associated mobile unit (15) with the indoor location system (5) and Incorporating (step 55) the determined position into the manufacturing control of the industrial manufacturing plant to produce the final product. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Mobileinheit (15) ferner einen Beschleunigungs- und/oder Lagesensor, und insbesondere einen MEMS-basierten Sensor und/oder Barometer-Sensor, aufweist, ferner mit Einbinden eines Signals des Beschleunigungs- und/oder Lagesensors, und insbesondere des MEMS-basierten Sensors und/oder Barometer-Sensors, in die Steuerung zur Fertigung des Endprodukts, wobei optional ein Bewegungs- oder Orientierungssignal für die Zuordnung der Mobileinheit (15) zu dem mindestens einen Werkstück (23) verwendet wird.Method according to Claim 1 wherein the mobile unit (15) further comprises an acceleration and / or position sensor, and in particular a MEMS-based sensor and / or barometer sensor, further comprising a signal of the acceleration and / or position sensor, and in particular the MEMS based sensor and / or barometric sensor, into the controller for manufacturing the final product, optionally using a motion or orientation signal for the assignment of the mobile unit (15) to the at least one workpiece (23). Verfahren nach Anspruch 2, wobei Signale durch Schütteln der Mobileinheit (15) und/oder spezifische Lagen der Mobileinheit (15) und/oder durch Vornehmen von spezifizierten Gesten mit der Mobileinheit (15) erzeugt werden.Method according to Claim 2 wherein signals are generated by shaking the mobile unit (15) and / or specific locations of the mobile unit (15) and / or making specified gestures with the mobile unit (15). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mobileinheit (15) ferner eine Signaleingabeeinheit, insbesondere eine Taste (19), aufweist, ferner mit dem Schritt Eingeben von Informationen zur Bearbeitung des mindestens einen Werkstücks (23) mit der Signaleingabeeinheit, wobei optional eingegebene Information für die Zuordnung der Mobileinheit (15) zu dem mindestens einen Werkstück (23) verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the mobile unit (15) further comprises a signal input unit, in particular a key (19), further comprising the step of inputting information for processing the at least one workpiece (23) with the signal input unit, wherein optionally input information is used for the assignment of the mobile unit (15) to the at least one workpiece (23). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit Auswerten von Bildinformation des mindestens einen Werkstücks (23) und/oder der Mobileinheit (15), wobei optional die Bildinformation Kennzeichnungen wie Barcodes, Abbildungen etc. umfasst.Method according to one of the preceding claims, further comprising evaluating image information of the at least one workpiece (23) and / or the mobile unit (15), wherein optionally the image information comprises markings such as barcodes, images, etc. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mobileinheit (15) ferner eine Signalausgabeeinheit, insbesondere eine optische Signaleinheit, akustische Signaleinheit und/oder Vibrations-Signaleinheit, aufweist, ferner mit Ausgeben von Informationen zur Bearbeitung des mindestens einen Werkstücks (23) mit der Signalausgabeeinheit, wobei optional Information über die Anzahl von Werkstücken (23), noch fehlende Werkstücke, einen nachfolgenden Bearbeitungsschritt, einen zugrundeliegenden Auftrag, einen Kunden und/oder Soll-Material ausgegeben wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the mobile unit (15) further comprises a signal output unit, in particular an optical signal unit, acoustic signal unit and / or vibration signal unit, further comprising outputting information for processing the at least one workpiece (23) with the signal output unit in which optionally information about the number of workpieces (23), missing workpieces, a subsequent processing step, an underlying order, a customer and / or target material is output. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit Zuordnen der Mobileinheit (15) zu einem Bediener (31), einem Transportmittel (21), einer Werkzeugmaschine (7) oder einem Werkzeug, Bestimmen der Position der einem Bediener (31), einem Transportmittel (21), einer Werkzeugmaschine (7) oder einem Werkzeug zugeordneten Mobileinheit (15) mit dem Innenraum-Ortungssystem (5) und Einbinden der bestimmten Position in die Steuerung zur Fertigung eines Endprodukts der Industriefertigungsanlage und/oder in eine Bewegungsanalyse des Bedieners (31), des Transportmittels (21), der Werkzeugmaschine (7) oder des Werkzeugs.Method according to one of the preceding claims, further comprising Associating the mobile unit (15) with an operator (31), a means of transport (21), a machine tool (7) or a tool, Determining the position of the mobile unit (15) associated with an operator (31), a means of transport (21), a machine tool (7) or a tool with the interior location system (5) and Incorporating the particular position into the controller for manufacturing an end product of the industrial manufacturing plant and / or in a motion analysis of the operator (31), the transport means (21), the machine tool (7) or the tool. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit Definieren von Zonen (27) und/oder räumlichen Schranken (29) in der Fertigungshalle, insbesondere in einem Lageplan (25) der Fertigungshalle, und Abgleichen der bestimmten Position hinsichtlich der Zonen (27) und/oder der räumlichen Schranken (29) und Steuern der Fertigung basierend auf dem Abgleich.Method according to one of the preceding claims, further comprising Defining zones (27) and / or physical barriers (29) in the production hall, in particular in a site plan (25) of the production hall, and Matching the particular position with respect to the zones (27) and / or the spatial barriers (29) and controlling the manufacturing based on the alignment. Verfahren nach Einspruch 8, wobei das Abgleichen der bestimmten Position ergibt, dass sich die Mobileinheit (15) in einer Zone (7) befindet oder diese verlassen hat oder dass die Mobileinheit (15) eine räumliche Schranke (29) passiert hat, und/oder wobei die Zonen (27) und/oder die räumlichen Schranken (29) in zwei oder drei Dimensionen definiert werden.The method of claim 8, wherein matching the determined position results in the mobile unit (15) being in or having left a zone (7), or the mobile unit (15) has passed a spatial barrier (29), and / or wherein the zones (27) and / or the spatial barriers (29) are defined in two or three dimensions. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Einbinden der bestimmten Position in die Steuerung zur Fertigung eines Endprodukts einen oder mehrere der folgenden Schritte umfasst: - Abgeben von Signalen zur Unterstützung der Ortung; - Anzeigen von Information zum Fertigungszustand, insbesondere auf einem mobilen Ausgabegerät wie einem Tablett, Smartphone oder einem Überwachungsmonitor; - Einstellen von Betriebsparametern einer Werkzeugmaschine (7); - Aktualisieren eines Protokolls, das die Fertigung, insbesondere Bearbeitungsschritte, protokolliert; - Zuordnen der Mobileinheit (15) zu einem Auftrag zur Fertigung eines oder mehrerer Endprodukte in mehreren unterschiedlichen Arbeitsschritten; - Steuern und/oder Überwachen einer Bearbeitung des mindestens einen Werkstücks (23) in mehreren unterschiedlichen Arbeitsschritten, die an unterschiedlichen Orten, insbesondere aber innerhalb der Fertigungshalle, durchgeführt werden; eines Transports des mindestens einen Werkstücks (23) zwischen unterschiedlichen Arbeitsschritten, die an unterschiedlichen Orten, insbesondere aber innerhalb der Fertigungshalle, durchgeführt werden; einer Bearbeitung des mindestens einen Werkstücks (23) an Arbeitsplätzen, die mit der Fertigungssteuerung vernetzt oder in diese integriert sind; und/oder einer Bearbeitung des mindestens einen Werkstücks (23) an Arbeitsplätzen, die mit der Fertigungssteuerung nicht vernetzt oder in diese nicht integriert sind. The method of any one of the preceding claims, wherein incorporating the particular position in the controller to fabricate a final product comprises one or more of the following steps: - providing signals to assist locating; Displaying production status information, in particular on a mobile output device such as a tablet, smartphone or a surveillance monitor; - Setting operating parameters of a machine tool (7); - Updating a log that logs the production, in particular processing steps; - assigning the mobile unit (15) to a job for manufacturing one or more end products in a plurality of different work steps; - controlling and / or monitoring a processing of the at least one workpiece (23) in a plurality of different work steps, which are carried out at different locations, but especially within the production hall; a transport of the at least one workpiece (23) between different working steps, which are carried out at different locations, but especially within the production hall; machining the at least one workpiece (23) at workplaces that are networked or integrated with the production control; and / or a processing of the at least one workpiece (23) at workplaces that are not networked with the production control or not integrated into this. Innenraum-Ortungssystem (5) zur Unterstützung der Fertigungssteuerung von Prozessabläufen bei der industriellen Fertigung von Werkstücken (23), insbesondere in der Stahl- und/oder Blechverarbeitung, in einer Fertigungshalle mit mehreren fest in der Fertigungshalle installierten Sende-Empfangseinheiten (13), mindestens einer Mobileinheit (15) und einer Analyseeinheit (11), wobei die Sende-Empfangseinheiten (13) und die mindestens eine Mobileinheit (15) zum Aussenden und Empfangen von elektromagnetischen Signalen ausgebildet sind und die Analyseeinheit (11) ausgebildet ist zum Bestimmen von Laufzeiten der elektromagnetischen Signale zwischen den Sende-Empfangseinheiten (13) und der mindestens einen Mobileinheit (15) und zum Bestimmen der Position der mindestens einen Mobileinheit (15) in der Fertigungshalle aus den Laufzeiten der elektromagnetischen Signale.Interior location system (5) for supporting the production control of process sequences in the industrial production of workpieces (23), in particular in the steel and / or sheet metal processing, in a production hall with several permanently installed in the production hall transceiver units (13), at least one mobile unit (15) and an analysis unit (11), wherein the transceiver units (13) and the at least one mobile unit (15) are designed to emit and receive electromagnetic signals and the analysis unit (11) is formed for determining transit times of the electromagnetic signals between the transceiver units (13) and the at least one mobile unit (15) and for determining the position of the at least one mobile unit (15) in the production hall from the transit times of the electromagnetic signals. Innenraum-Ortungssystem (5) nach Anspruch 11, wobei die mindestens eine Mobileinheit (15) eine Anzeigeeinheit aufweist, die zum Anzeigen von Information des mindestens einen der Mobileinheit (15) zugeordneten Werkstücks und/oder der Position der mindestens einen Mobileinheit (15) in einem Lageplan der Fertigungshalle ausgebildet ist und/oder ferner mit einer Anzeigeeinheit, die zum Anzeigen der Position der mindestens einen Mobileinheit (15) in einem Lageplan der Fertigungshalle, die von einem Fertigungssteuerungssystem (1) zur Steuerung von Fertigungsprozessen in einer Fertigungshalle bestimmt wurde, ausgebildet ist.Interior location system (5) after Claim 11 wherein the at least one mobile unit (15) comprises a display unit adapted to display information of the at least one workpiece associated with the mobile unit (15) and / or the position of the at least one mobile unit (15) in a floor plan of the production hall and / or further comprising a display unit configured to display the position of the at least one mobile unit (15) in a floor plan of the shop floor determined by a shop floor control system (1) for controlling manufacturing processes in a shop floor. Fertigungssteuerungssystem (1) zur Steuerung von Fertigungsprozessen in einer Fertigungshalle, insbesondere einer stahl- und/oder blechverarbeitenden Industriefertigungsanlage, mit einem Innenraum-Ortungssystem (5) nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Innenraum-Ortungssystem (5) zum Austausch und Bereitstellen von Daten zur Position von mindestens einer Mobileinheit in der Fertigungshalle als Teil des Fertigungssteuerungssystems (1) ausgebildet ist, und das Fertigungssteuerungssystem (1) dazu ausgebildet ist, die gewonnene Position der mindestens einen Mobileinheit (15) mindestens einem Werkstück (23) zuzuordnen und in die Fertigungssteuerung einzubeziehen.Manufacturing control system (1) for controlling manufacturing processes in a production hall, in particular a steel and / or sheet-processing industrial production plant, with an indoor location system (5) according to Claim 11 or 12 in that the interior location system (5) is designed to exchange and provide data on the position of at least one mobile unit in the production hall as part of the production control system (1), and the production control system (1) is adapted to determine the acquired position of the at least one Assign mobile unit (15) at least one workpiece (23) and include in the production control. Fertigungssteuerungssystem (1) nach Anspruch 13, ferner mit einer Anzeigeeinheit, die zum Anzeigen der Position der mindestens einen Mobileinheit (15) in einem Lageplan (25) der Fertigungshalle ausgebildet ist.Manufacturing control system (1) according to Claim 13 , further comprising a display unit configured to display the position of the at least one mobile unit (15) in a floor plan (25) of the production hall. Fertigungssteuerungssystem (1) Anspruch 13 oder 14, wobei das Fertigungssteuerungssystem (1) ferner dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.Manufacturing control system (1) Claim 13 or 14 wherein the production control system (1) is further adapted to perform a method according to any one of Claims 1 to 10 perform. Verwendung eines Innenraum-Ortungssystems (5) bei der Fertigungssteuerung, wobei das Innenraum-Ortungssystem (5) mit mehreren fest installierten Sende-Empfangseinheiten (13) zur Ortsbestimmung von mehreren Mobileinheiten (15) ausgebildet ist, indem die Sende-Empfangseinheiten (13) und die Mobileinheiten (15) elektromagnetische Signale aussenden und empfangen, Laufzeiten der elektromagnetischen Signale zwischen einer jeweiligen Mobileinheit (15) und mehreren Sende-Empfangseinheiten (13) bestimmt werden und aus den Laufzeiten der elektromagnetischen Signale die Positionen der Mobileinheiten (15), insbesondere mit einer Genauigkeit von kleiner 30 cm, bestimmt werden, und wobei die Verwendung des Innenraum-Ortungssystems (5) erfolgt zur - Zuordnung einer der Mobileinheiten (15) zu mindestens einem Werkstück (23) in einer metallverarbeitenden, insbesondere stahl- und/oder blechverarbeitenden, Industriefertigungsanlage, - Positionsbestimmung des mindestens einen Werkstücks (23) durch Lokalisierung der zugeordneten Mobileinheit (15) mit dem Innenraum-Ortungssystem (5) und - Einbindung des Innenraum-Ortungssystems (5) in ein Fertigungssteuerungssystem (1) der Industriefertigungsanlage.Use of an indoor location system (5) in manufacturing control, wherein the indoor location system (5) with a plurality of permanently installed transceiver units (13) for location of multiple mobile units (15) is formed by the transceiver units (13) and the mobile units (15) transmit and receive electromagnetic signals, transit times of the electromagnetic signals between a respective mobile unit (15) and a plurality of transceiver units (13) are determined and from the transit times of the electromagnetic signals the positions of the mobile units (15), in particular with a Accuracy of less than 30 cm, are determined, and wherein the use of the indoor location system (5) is carried out for Assignment of one of the mobile units (15) to at least one workpiece (23) in a metalworking, in particular steel and / or sheet processing, industrial production plant, - Position determination of the at least one workpiece (23) by localization of the associated mobile unit (15) with the indoor location system (5) and - Integration of the indoor location system (5) in a production control system (1) of the industrial production plant. Verwendung eines Innenraum-Ortungssystems (5) nach Anspruch 16, wobei die Verwendung des Innenraum-Ortungssystems (5) ferner zur Zuordnung einer der Mobileinheiten (15) zu einem Bediener (31) in der Fertigung, einem Transportmittel für Werkstücke (23), einer Werkzeugmaschine (7) und/oder einem Werkzeug erfolgt.Use of an indoor location system (5) according to Claim 16 wherein the use of the indoor location system (5) further for assigning one of the mobile units (15) to an operator (31) in the manufacturing, a means of transport for Workpieces (23), a machine tool (7) and / or a tool takes place. Verfahren zur industriellen Fertigung eines Endprodukts mittels eines Fertigungssteuerungssystems (1), mit den Schritten: - Entgegennehmen eines Fertigungsauftrags zur Fertigung des Endprodukts aus einem Werkstück mit einem in einer Datenverarbeitungsvorrichtung implementierten MES (3) des Fertigungssteuerungssystems (1), - Auswählen einzelner Bearbeitungsschritte mit dem MES (3), - Bestimmen einer Reihenfolge der Bearbeitungsschritte mit dem MES (3), wobei die Bearbeitungsschritte einzelne oder mehrere der folgenden Vorgänge umfassen: Schneiden, insbesondere Laserschneiden, Stanzen, Biegen, Bohren, Gewindeschneiden, Schleifen, Zusammenfügen, Schweißen, Nieten, Schrauben, Pressen, Behandeln der Kanten und Oberflächen; - Datentechnisches Zuordnen der Bearbeitungsschritte zu einer Maschine (7) oder einer Arbeitsplatzeinheit (26), - Datentechnisches Zuordnen des Fertigungsauftrags zu einem Mobileinheitsdatensatz (39) in dem MES (3), - Fertigen eines Werkstücks (23) für das Endprodukt, wobei es insbesondere zu einem Teil des Endprodukts nach einem ersten der Bearbeitungsschritte an der dem Bearbeitungsschritt zugewiesenen Maschine (7) oder Arbeitsplatzeinheit (26) bearbeitet wird, - Räumliches Zuordnen der dem Fertigungsauftrag zugeordneten Mobileinheit (15) zu dem gefertigten Werkstück (23), - Speichern einer Statusänderung des Fertigungsauftrags im MES (3), - Transport des gefertigten Werkstücks (23) zusammen mit der Mobileinheit (15) gemäß dem Fertigungsauftrag zu der nächsten Maschine (7) oder Arbeitsplatzeinheit (26) in der vorbestimmten Reihenfolge, - Durchführen des Bearbeitungsschritts an dieser Maschine (7) oder Arbeitsplatzeinheit (26), - Speichern einer Statusänderung des Fertigungsauftrags im MES (3) und - Durchführen der Bearbeitungsschritte des Fertigungsauftrags mit dem MES (3), wobei die Position der Mobileinheit (15) mit dem Ortungssystems (5) auf Basis von elektromagnetischen Signalen jederzeit durch das MES (3) bestimmbar ist und das MES (3) zu jeder Zeit über Daten zum aktuellen Status und zur aktuellen Position des Werkstücks (23) verfügt.Process for the industrial production of a final product by means of a production control system (1), comprising the steps of: Accepting a production order for manufacturing the final product from a workpiece with an MES (3) of the production control system (1) implemented in a data processing device, Selecting individual processing steps with the MES (3), Determining an order of the processing steps with the MES (3), wherein the processing steps comprise one or more of the following operations: Cutting, in particular laser cutting, punching, bending, drilling, tapping, grinding, joining, welding, riveting, screwing, pressing, treatment of edges and surfaces; Data-technical assignment of the processing steps to a machine (7) or a workstation unit (26), Data-related assignment of the production order to a mobile unit data record (39) in the MES (3), Preparing a workpiece (23) for the end product, wherein it is processed in particular to a part of the end product after a first of the processing steps at the machine (7) or workstation unit (26) assigned to the processing step, Spatially allocating the mobile unit (15) assigned to the production order to the finished workpiece (23), Saving a status change of the production order in the MES (3), - Transport of the finished workpiece (23) together with the mobile unit (15) according to the production order to the next machine (7) or workstation unit (26) in the predetermined order, Performing the processing step on this machine (7) or workstation unit (26), - Saving a status change of the production order in the MES (3) and - Performing the processing steps of the production order with the MES (3), wherein the position of the mobile unit (15) with the location system (5) based on electromagnetic signals at any time by the MES (3) is determinable and the MES (3) at any time has data on the current status and the current position of the workpiece (23).
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