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Die Erfindung betrifft ein System, das zur Durchführung eines Bearbeitungsprozesses eingerichtet ist. Der Bearbeitungsprozess dient der Bearbeitung eines Werkstücks, insbesondere der Umformung eines Werkstücks. Das System weist mehrere Systemteilnehmer auf, die untereinander über ein Kommunikationsnetzwerk kommunizieren können.
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Bei solchen Systemen ist die Manipulationssicherheit problematisch, wenn das Kommunikationsnetzwerk kein abgeschlossenes Netzwerk ist und beispielsweise der Zugriff über das Internet oder einen anderen Zugang möglich ist. Ein solcher Zugang ist häufig erforderlich oder vorteilhaft, beispielsweise um eine Fernwartung, eine Ferndiagnose, eine Steuerung oder eine Zustandsabfrage des Systems auch von entfernten Orten durchführen zu können.
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Heute sind kryptografische Ansätze bekannt, um die Systemsicherheit zu verbessern und Manipulationen möglichst zu vermeiden.
US 2017/0212781 A1 beschreibt ein System, das auf dem Blockchain-Prinzip beruht. Die Transaktionen im System werden in einen Block der Blockchain geschrieben. Über eine Hashfunktion werden die Blöcke in einer fortlaufenden Kette aneinander gereiht. Durch die Aufreihung der Blöcke hängt der jeweilige Block vom Inhalt aller anderen vorhergehenden Blöcke ab. Wenn eine solche Blockchain verteilt auf mehreren Ressourcen verwaltet wird, kann eine Manipulation mit hoher Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden.
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Eine weitere kryptografische Sicherung von Daten ist beispielsweise auch in
US 2016/0365978 A1 beschrieben. Auch bei diesem Verfahren werden in eine Datenbank geschriebene Daten über eine Hashfunktion in einer Reihe miteinander verknüpft, um eine Manipulation zu verhindern.
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Das aus
DE 10 2016 011 192 A1 bekannte System schlägt zur Verwaltung einer Datenbank vor, entweder eine Blockchain oder einen gerichteten azyklischen Grafen zu verwenden. Dabei wird auf den sogenannten Tangle der IOTA Foundation verwiesen.
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WO 2017/167399 A9 beschreibt ein Produktionssystem, das durch ein Peer-to-Peer-Modul gesteuert wird. Dieses Modul ist mit einem Peer-to-Peer-Netzwerk verbunden. Über das Netzwerk können Steuerbefehle an eine Produktionseinheit übermittelt werden. Die Produktionseinheit kann eine Steuerung, ein Werkzeug oder einen Sensor aufweisen. In dem Peer-to-Peer-Netzwerk können Daten und Aktivitäten in Form einer Blockchain-Datenbank gespeichert werden. Der Betriebsablauf wird somit als Blockchain definiert, so dass der gesamte Herstellungsprozess beginnend mit der Rohmaterialgewinnung bis zum fertigen Endprodukt in der Blockchain vorliegt und sicher nachverfolgt werden kann.
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Nachteilig bei den sequentiellen Verfahren, wie etwa dem Blockchain-Prinzip, ist der hohe Zeitbedarf und der zunehmende Rechenaufwand abhängig von der Anzahl der Transaktionen bzw. Übertragungen in einem Kommunikationsnetzwerk. Andererseits bietet das Blockchain-Prinzip ein sehr hohes Maß an Sicherheit gegenüber anderen Verfahren, die eine geringere Sicherheit gegenüber Manipulationen von außen aufweisen.
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Es kann daher als Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, ein System bereitzustellen, das ein hohes Maß an Sicherheit gegen Manipulationen bietet und andererseits eine ausreichend schnelle Kommunikation zur Steuerung und/oder Überwachung eines Bearbeitungsprozesses eines Werkstücks zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
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Das erfindungsgemäße System weist mehrere Systemteilnehmer auf. Das System ist dazu eingerichtet, einen Bearbeitungsprozess zur Bearbeitung eines Werkstücks auszuführen, d.h. zu steuern und/oder zu regeln und/oder zu überwachen. Der Bearbeitungsprozess ist bevorzugt ein sich zyklisch wiederholender Prozess mit einer bestimmten Periodendauer. Bei dem Prozess kann es sich insbesondere um das Umformen eines Werkstücks handeln, wie etwa das Tiefziehen und/oder Fließpressen und/oder Abstreckgleitziehen und/oder Stanzen und/oder Schneiden und/oder Prägen eines Werkstücks. Hierzu kann das System beispielsweise eine oder mehrere Bearbeitungsmaschineneinheiten, insbesondere Pressen oder Pressenstufen aufweisen. Beispielsweise kann in jeder der Bearbeitungsmaschineneinheiten genau ein Werkstück innerhalb jeder Periodendauer bearbeitet, abtransportiert und ein weiteres Werkstück zugeführt werden.
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Das System hat mehrere Systemteilnehmer, die jeweils eine Kommunikationsschnittstelle aufweisen und mit dieser Kommunikationsschnittstelle an ein Kommunikationsnetzwerk angeschlossen sind. Jeder Systemteilnehmer kann eine Hardwarekomponente, eine Softwarekomponente oder eine Kombination aus Hardware und Software sein. Bei den Systemteilnehmern kann es sich beispielsweise um Komponenten einer oder mehrerer Pressen, Pressenanlagen, Umformvorrichtungen oder dergleichen handeln. Ein Systemteilnehmer kann beispielsweise ein Motor, eine Pumpe, ein Ventil, ein Sensor, eine Transfereinrichtung zum Werkstücktransfer, eine Steuereinrichtung, eine Einrichtung zur Vorgabe eines virtuellen Pressenleitwinkels, eine Überwachungseinheit, ein sogenannter Watchdog, ein Überwachungs- und/oder Steuerungsrechner usw. sein.
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Die statischen oder quasistatischen Eigenschaften jedes Systemteilnehmers, die sich innerhalb des Bearbeitungsprozesses und insbesondere innerhalb einer Periodendauer des Bearbeitungsprozesses nicht oder nur unwesentlich ändern, sind in jeweils einem Block definiert, wobei die die Systemteilnehmer des Systems beschreibenden Blöcke nach dem Blockchain-Prinzip organisiert sind. Das bedeutet, dass ein Block in der Blockchain vom Inhalt sämtlicher vorhergehender Blöcke abhängt.
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Zumindest einige der Systemteilnehmer sind dazu eingerichtet, im Rahmen einer Übertragung über das Kommunikationsnetzwerk als sendende Systemteilnehmer Systemdaten zu senden. Zumindest einige der Systemteilnehmer sind dazu eingerichtet, als empfangende Systemteilnehmer gesendete Systemdaten zu empfangen. Einige Systemteilnehmer können sowohl zum Senden, als auch zum Empfangen von Systemdaten eingerichtet sein.
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Die Systemdaten sind Daten, die sich während des Bearbeitungsprozesses dynamisch ändern können und insbesondere auch innerhalb einer Periodendauer. Beispielsweise können Systemdaten, die Positions- und/oder Bewegungsdaten eines Systemteilnehmers innerhalb des Bearbeitungsprozesses sein, wie etwa die zeitlich variierenden Positions- und/oder Bewegungsdaten eines Pressenstößels oder einer Transfereinrichtung. Andere Beispiele für die Systemdaten sind ein Motorstrom eines Elektromotors bzw. ein Antriebsmoment eines Motors, Schwingungen oder Vibrationen an einem Teil des Systems, die von einem Sensor erfasst werden, usw. Die Systemdaten beschreiben somit insbesondere den Verlauf der Bearbeitung des Werkstücks innerhalb des Systems, beispielsweise innerhalb einer Presse.
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Keine Systemdaten sind beispielsweise vorgegebene Sollwerte für die Bearbeitung des Werkstücks oder andere Vorgaben für das Bearbeiten des Werkstücks, die für mehrere Zyklen eines Bearbeitungsprozesses Gültigkeit haben und daher statische oder quasistatische Daten bilden, die eine Eigenschaft eines Blocks in der Blockchain darstellen.
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Die Übertragung mittels des Kommunikationsnetzwerkes erfolgt unter Verwendung eines Kommunikationsprotokolls. Das Kommunikationsprotokoll basiert auf der Bildung eines gerichteten azyklischen Grafen, in dem jede Übertragung einen Knoten des gerichteten azyklischen Grafen bildet. Außerdem kann jede Übertragung für jedes Knotenpaar jeweils eine Kante erzeugen.
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Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Systems lässt sich einerseits eine hohe Systemsicherheit erreichen, da sämtliche Systemteilnehmer durch Blöcke einer Blockchain definiert sind. Andererseits können auch sich dynamisch ändernde Informationen über das Kommunikationsnetzwerk schnell und mit einer hohen Sicherheit ausgetauscht werden, so dass auch ein Betrieb des Bearbeitungsprozesses in Echtzeit gesteuert und/oder geregelt und/oder überwacht werden kann.
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Durch die Definition des Systems bzw. der Systemteilnehmer sowie ihrer Eigenschaften in einer Blockchain, kann das System kopiert bzw. geklont werden, beispielsweise wenn ein identisches oder zumindest ähnliches System aufgebaut wird. In einem gerichteten azyklischen Grafen sind nur die Systemteilnehmer identifizierbar, die bereits gesendet haben. Ein vollständiges Kopieren oder Klonen wäre bei einer ausschließlichen Verwendung des gerichteten azyklischen Grafen nicht sichergestellt.
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Es ist bevorzugt, dass das System bzw. die Systemteilnehmer dazu eingerichtet sind, die von einem gesendeten Systemteilnehmer gesendeten Systemdaten als empfangener Systemteilnehmer nur dann zu empfangen, wenn die Übertragung bestätigt wurde. Die Bestätigung der Übertragung kann durch entsprechende Vorgaben im Kommunikationsprotokoll erfolgen.
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Bei einer Ausführungsform des Systems werden bei jeder Übertragung folgende Schritte entsprechend dem Kommunikationsprotokoll durchgeführt: Zunächst wird im gerichteten azyklischen Grafen durch das Senden der Systemdaten im Rahmen der Übertragung ein weiterer Knoten erzeugt. Der erzeugte weitere Knoten wird über jeweils eine Kante mit zwei beliebig ausgewählten, noch nicht bestätigten Knoten im gerichteten azyklischen Grafen verbunden. Optional kann anschließend vom sendenden Systemteilnehmer das Verrichten von Arbeit verlangt werden, entsprechend dem Proof-of-Work-Prinzip. Der hinzugefügte weitere Knoten bildet zunächst einen Endknoten, zu dem noch keine Kante im gerichteten azyklischen Grafen führt. Vorzugsweise wird eine Übertragung erst dann bestätigt, wenn von jedem im gerichteten azyklischen Grafen vorhandenen Endknoten (zu dem noch keine Kante führt) ein Pfad über eine oder mehrere Kanten im Grafen vorhanden ist.
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Es ist vorteilhaft, wenn jeder Systemteilnehmer einen Pufferspeicher für empfangene und/oder zu sendende Systemdaten aufweist.
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Jeder oder zumindest ein Teil der Systemteilnehmer kann dazu eingerichtet sein, die im Pufferspeicher vorhandenen Daten auf ihre Relevanz zu prüfen. Die Relevanzprüfung erfolgt bevorzugt dahingehend, ob die im Pufferspeicher vorhandenen Systemdaten eine Änderung der Eigenschaften des Systemteilnehmers erfordern oder eine solche Änderung Vorteile für den Systemteilnehmer oder das System mit sich bringt. Die Eigenschaften sind im Block definiert und können nicht während der Durchführung des Bearbeitungsprozesses geändert werden. Die Verknüpfung in der Blockchain verhindert eine solche Änderung der Eigenschaften. Sind im Pufferspeicher derart relevante Daten vorhanden, werden diese zunächst im Pufferspeicher gelassen und nicht gelöscht.
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Es ist außerdem vorteilhaft, wenn jeder oder zumindest ein Teil der Systemteilnehmer dazu eingerichtet ist, nicht relevante Daten aus dem Pufferspeicher zu löschen, zumindest dann, wenn eine vorgegebene Speicherauslastung des Pufferspeichers erreicht ist. Dadurch soll verhindert werden, dass relevante Systemdaten nicht mehr im Pufferspeicher abgelegt werden können.
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Es ist außerdem vorteilhaft, wenn jeder oder zumindest ein Teil der Systemteilnehmer dazu eingerichtet ist, eine Unterbrechung des Bearbeitungsprozesses anzufordern, wenn durch das Löschen von nicht relevanten Daten aus dem Pufferspeicher kein Unterschreiten der vorgegebenen Speicherauslastung oder eines anderen Speicherbelegungsschwellenwertes nicht erreichbar ist.
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Das System ist vorzugsweise außerdem dazu eingerichtet, bei einer Unterbrechung des Bearbeitungsprozesses die in den Pufferspeichern vorhandenen relevanten Daten der Systemteilnehmer zu prüfen und gegebenenfalls eine Aktualisierung des Inhalts der Blöcke und mithin der Eigenschaften der Systemteilnehmer vorzunehmen. Hierzu wird die gesamte Blockchain neu erstellt. Dadurch werden die bislang im Pufferspeicher abgelegten relevanten Systemdaten wirksam, so dass wenigstens eine Eigenschaft des betreffenden Systemteilnehmers des Systems verändert bzw. aktualisiert wird. Da ein System eine begrenzte Anzahl von Systemteilnehmern aufweist, ist der Rechenaufwand ausreichend gering, um beispielsweise bei der Umrüstung, Reinigung, Instandsetzung, Wartung oder ähnlichen Arbeiten an einem oder mehreren Systemteilnehmern eine Neuberechnung der Blockchain durchführen zu können ohne die Stillstandszeit zu verlängern.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische, blockschaltbildähnliche Darstellung eines beispielhaften Systems mit mehreren Systemteilnehmern,
- 2 eine stark schematisierte, blockschaltbildähnliche Darstellung der Verknüpfung mehrerer Systemteilnehmer eines Systems,
- 3 ein Blockschaltbild, das die Verknüpfung der Systemteilnehmer nach dem Blockchain-Prinzip veranschaulicht und
- 4 eine schematische Darstellung eines gerichteten azyklischen Grafen für die Kommunikation der Systemteilnehmer untereinander.
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In 1 ist ein Blockschaltbild eines beispielhaften Systems 10 zur Bearbeitung eines Werkstücks 11 veranschaulicht. Das System 10 ist beispielsgemäß zur Umformung des Werkstücks 11 eingerichtet. Unter dem Umformen des Werkstücks kann beispielsweise das Bearbeiten des Werkstücks durch Tiefziehen und/oder Fließpressen und/oder Abstreckgleitziehen und/oder Stanzen und/oder Schneiden und/oder Prägen verstanden werden. Der Bearbeitungsprozess ist beispielsgemäß als zyklischer Prozess ausgeführt. Ein Werkstück 11 wird innerhalb einer Periodendauer T in einer Bearbeitungsmaschineneinheit bzw. Station des Systems 10 bearbeitet. Innerhalb der Periodendauer T findet vorzugsweise auch der Werkstücktransfer in bzw. aus der Bearbeitungsmaschineneinheit bzw. Station des Systems 10 statt. Weist das System 10 mehrere Bearbeitungsmaschineneinheiten bzw. Stationen auf, kann in jeder Bearbeitungsmaschineneinheit bzw. Station ein Werkstück 11 während der Periodendauer T bearbeitet werden.
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Abhängig von der Ausgestaltung des Systems 10 hat es eine beliebige Anzahl von Systemteilnehmern 22. In 1 ist beispielhaft eine Presse 13, eine Transfereinrichtung 14 sowie eine Leitwinkelsteuerung 15 veranschaulicht. Die Leitwinkelsteuerung 15 gibt einen virtuellen Leitwinkel für das System 10 vor, um den Prozessablauf einzelner Bearbeitungsmaschineneinheiten oder anderer Maschinen und Transfereinrichtungen des Systems 10 zeitlich aufeinander abzustimmen. Anstelle eines virtuellen Leitwinkels könnten auch andere übergeordnete Steuersignale bereitgestellt werden. Bei dem Beispiel in 1 wird der virtuelle Leitwinkel der Leitwinkelsteuerung 15 der Transfereinrichtung 14 sowie der Presse 13 und beispielsgemäß einem Antriebsmotor 17 eines Pressenantriebs 18 zur Bewegung eines Pressenstößels 19 der Presse 13 bereitgestellt. An der Presse 13 sind beispielhaft mehrere Sensoren 20 veranschaulicht, mittels denen unterschiedliche Daten erfasst werden können. Beispielsweise kann ein oder können mehrere Sensoren 20 vorhanden sein, um ein oder mehrere sich während des Bearbeitungsprozesses und insbesondere während einer Periodendauer T ändernde Systemdaten D zu erfassen. Als Systemdaten D kommen beispielsweise ein den Motorstrom des Antriebsmotors 17 beschreibendes Motorstromsignal I, ein die Position des Pressenstößels 19 beschreibendes Positionssignal P, ein die Presskraft beschreibendes Presskraftsignal F oder Vibrationen des Pressengestells der Presse 13 beschreibende Vibrationssignal V in Betracht. Bei den Systemdaten D handelt es sich insbesondere um sich dynamisch ändernde Daten während der Bearbeitung und/oder des Transfers des Werkstücks 11.
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Das in 1 veranschaulichte System 10 weist mehrere Systemteilnehmer 22 auf, die über ein Kommunikationsnetzwerk 23 miteinander kommunikationsverbunden sind. Jeder Systemteilnehmer 22 ist mittels einer Kommunikationsschnittstelle 24 an das Kommunikationsnetzwerk 23 angeschlossen (vergleiche 2). Das Kommunikationsnetzwerk 23 und die daran angeschlossenen Systemteilnehmer 22 sind dazu eingerichtet, im Rahmen einer Übertragung von einem sendenden Systemteilnehmer 22 Systemdaten D zu einem empfangenen Systemteilnehmer 22 zu übertragen. Wenigstens ein Teil der Systemteilnehmer 22 ist hierzu zum Senden eingerichtet und wenigstens ein Teil der Systemteilnehmer 22 ist zum Empfangen eingerichtet. Systemteilnehmer 22 können auch sowohl zum Empfangen, als auch zum Senden eingerichtet sein.
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Jeder Systemteilnehmer 22 hat statische bzw. quasistatische Eigenschaften E, die sich im Laufe des Bearbeitungsprozesses nicht oder nur unwesentlich ändern und die sich insbesondere während einer Periodendauer T nicht oder nicht derart ändern, dass sie den Bearbeitungsprozess des Werkstücks 11 beeinträchtigen. Die Eigenschaften können beispielsweise vorgegebene Sollwerte, wie ein Soll-Bewegungsprofil für die Transfereinrichtung 14 während einer jeweiligen Periodendauer T oder ein zeitabhängiger Soll-Motorstrom des Antriebsmotors 17 und/oder die Position des Pressenstößels 19 und/oder die Presskraft F während einer Periodendauer sein. Solche Eigenschaften sind als statische oder quasistatische Eigenschaften einem jeweiligen Systemteilnehmer 22 zugeordnet.
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Wie es in den 2 und 3 veranschaulicht ist, ist jeder Systemteilnehmer 22 durch einen Block 25 einer Blockchain 26 definiert. Die nach dem Blockchain-Prinzip miteinander verbundenen Blöcke 25 sind in 2 durch die durchgezogenen Verbindungslinien veranschaulicht, während die gestrichelten Linien das Kommunikationsnetzwerk 23 darstellen.
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In 3 sind die Systemteilnehmer 22 bzw. Blöcke 25 und deren Verknüpfung in der Blockchain 26 veranschaulicht. Innerhalb jedes Blocks 25 sind die statischen bzw. quasistatischen Eigenschaften E jedes Systemteilnehmers 22 abgelegt. Jeder Block 25 hat außerdem eine Verschlüsselungsfunktionseinheit 27, der ein Verschlüsselungswert Hi-1 des jeweils vorhergehenden Blocks 25 in der Blockchain 26 sowie die Eigenschaften E des jeweiligen Blocks 25 (Block Nummer i) zugeführt werden. Die Verschlüsselungsfunktionseinheit 27 erzeugt daraus einen weiteren Verschlüsselungswert Hi und übermittelt diesen an den nachfolgenden Block 25 (Block Nummer i+1) in der Blockchain 26. Somit ist jeder Block 25 in der Blockchain 26 mit allen anderen vorhergehenden Blöcken 25 verknüpft. Eine Manipulation eines Blockes 25 hätte eine Veränderung in allen darauf folgenden Blöcken 25 zur Folge, so dass Manipulationen sehr leicht erkannt werden können. Die Verschlüsselungsfunktionseinheit 27 kann beispielsweise eine kryptografische Hashfunktion zur Erzeugung der Verschlüsselungswerte Hi verwenden.
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Zumindest einige und vorzugsweise alle Systemteilnehmer 22 weisen einen Pufferspeicher 30 auf, der mit der Kommunikationsschnittstelle 24 verbunden ist. Systemdaten D, die gesendet werden sollen und/oder empfangen werden, können in dem Pufferspeicher 30 zwischengespeichert werden.
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Die Kommunikation zwischen den Systemteilnehmern 22 über das Kommunikationsnetzwerk 23 basiert auf einem Kommunikationsprotokoll, das auf der Erzeugung eines gerichteten azyklischen Grafen 40 basiert, wie er schematisch in 4 veranschaulicht ist. Der gerichtete azyklische Graf 40 hat Knoten 41 und Kanten 42. Eine Kante 42 verbindet genau zwei Knoten 41 miteinander. Die Kante 42 hat eine Richtung und führt von einem neueren Knoten 41 zu einem älteren Knoten 41. Bei einer Übertragung U von Systemdaten D im Kommunikationsnetzwerk 23 werden folgende Schritte durchgeführt:
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Es wird ein weiterer Knoten 41 im gerichteten azyklischen Grafen 40 erzeugt, der dann einen Endknoten 41a im gerichteten azyklischen Grafen 40 bildet. Ein Endknoten 41a ist ein Knoten 41, zudem noch keine Kante 42 eines anderen Knotens 41 führt. In 4 sind lediglich beispielhaft und schematisch drei Endknoten 41a dargestellt.
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Zum Zeitpunkt der Erzeugung des neuen Endknotens 41a im Rahmen einer Übertragung von Systemdaten D werden zwei Kanten 42 ausgehend von dem neuen Endknoten 41a auf zwei beliebige, im Grafen 40 vorhandene und insbesondere noch nicht bestätigte Knoten 41b generiert. Noch nicht bestätigte Knoten 41b sind solche Knoten 41 des Grafen 40, zu denen nicht von jedem Endknoten 41a direkt oder indirekt ein Pfad über wenigstens eine Kante 42 führt. In 4 sind die noch nicht bestätigten Knoten 41b quergestreift dargestellt. Die Endknoten 41a sind durch Kreuzschraffur gekennzeichnet. Die Knoten 41 ohne Füllung sind bereits bestätigte Knoten 41c. Ausgehend von sämtlichen vorhandenen Endknoten 41a ist ein Pfad über eine oder mehrere Kanten 42 zu diesen bestätigten Knoten 41c vorhanden.
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Erst dann, wenn ein Knoten 41 bestätigt wird und einen bestätigten Knoten 41c bildet, wird die dem bestätigten Knoten 41c entsprechende Übertragung durch den wenigstens einen empfangenden Systemteilnehmer 22 akzeptiert.
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Die Latenz in der Kommunikation über das Kommunikationsnetzwerk 23 auf Basis des gerichteten azyklischen Grafen 40 ist ausreichend gering, um auch zeitkritische Systemdaten D austauschen zu können. Bei Systemen 10 zur Bearbeitung eines Werkstücks 11 ist die Anzahl an Systemteilnehmern 22 in der Regel beschränkt, so dass dann eine ausreichende Bandbreite für die Kommunikation über das Kommunikationsnetzwerk 23 ohne Weiteres zur Verfügung steht. Andererseits ist die Anzahl der Systemteilnehmer 22 und die Anzahl der Übertragungen ausreichend groß, um eine Übertragung vorzugsweise in einem Bruchteil einer Sekunde zu bestätigen, so dass auch echtzeitfähige oder im Wesentlichen echtzeitfähige Kommunikation ermöglicht wird.
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In den empfangenden Systemteilnehmern 22 werden empfangene Systemdaten D oder anderweitig gesammelte Systemdaten D im Pufferspeicher 30 abgelegt. Wenn ein Systemteilnehmer 22 beispielsweise einen Sensor 20 aufweist oder durch einen Sensor 20 gebildet ist, können in dem Pufferspeicher 30 auch die selbst gesammelten Sensordaten abgelegt werden. Die Systemteilnehmer 22 sind beim Ausführungsbeispiel dazu eingerichtet, die im Pufferspeicher 30 vorhandenen Systemdaten D auf ihre Relevanz hin zu prüfen. Bei dieser Prüfung wird untersucht, ob die Systemdaten D eine oder mehrere der Eigenschaften E des Systemteilnehmers 22 betreffen und eine Aktualisierung von wenigstens einer Eigenschaft E erforderlich oder vorteilhaft ist. Beispielsweise kann geprüft werden, ob aufgrund von einem Verschleiß ein oder mehrere als eine Eigenschaft E vorgegebene Sollwerte angepasst werden müssen, um die Toleranzvorgaben am bearbeiteten Werkstück 11 einzuhalten. Derart relevante Systemdaten D werden im Pufferspeicher 30 aufrechterhalten.
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Zumindest dann, wenn eine vorgegebene Speicherauslastung im Pufferspeicher 30 erreicht ist, kann der Systemteilnehmer 22 nicht relevante Systemdaten aus dem Pufferspeicher 30 löschen. Sollte eine Situation eintreten, in der kein Löschen von Systemdaten D im Pufferspeicher 30 dazu führt, dass die vorgegebene Speicherauslastung unterschritten oder ein anderer vorgebbarer Speicherbelegungsschwellenwert erreicht oder unterschritten wird, kann der Systemteilnehmer 22 dazu eingerichtet sein, eine Unterbrechung des Bearbeitungsprozesses anzufordern. Beispielsweise kann dann das Zuführen von neuen Werkstücken 11 unterbunden und die einen oder die mehreren Bearbeitungsstationen im System 10 kontrolliert abgeschaltet werden. Eine solche Unterbrechung kann bei einem Ausführungsbeispiel auch die Bestätigung einer Bedienperson erfordern.
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Während der Unterbrechung des Bearbeitungsprozesses kann die Blockchain 26 neu generiert werden. Wenigstens einer der Systemteilnehmer 22 aktualisiert eine oder mehrere seiner Eigenschaften E, wodurch sich der Inhalt des betreffenden Blockes 25 verändert. Nach der Aktualisierung wenigstens eines Blockes 25, wird die Blockchain 26 neu ermittelt. Dazu werden aufeinanderfolgend die Verschlüsselungswerte Hi erzeugt und an den jeweils nachfolgenden Block 25 übermittelt, bis die Blockchain 26 vollständig ist.
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Für das Aktualisieren der Eigenschaften E und der Blockchain 26 kann auch eine ohnehin notwendige Unterbrechung bzw. Stillstandzeit verwendet werden, beispielsweise bei einer Wartung, Instandsetzung, Umrüstung oder ähnlichem.
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Das vorstehend erläuterte System 10 ist lediglich ein Beispiel für ein System 10 zur Bearbeitung eines Werkstücks 11. Die Anzahl der Systemteilnehmer 22 eines Systems 10 ist im Prinzip beliebig und kann auch andere als die hier beispielhaft dargestellten Systemteilnehmer 22 umfassen, beispielsweise eine Überwachungseinrichtung für das System 10, eine Fernwartungseinrichtung für das System 10, eine Diagnoseeinrichtung für das System 10 oder ähnliche Überwachungs- und/oder Steuereinrichtungen, die beispielsweise entfernt vom Ort der Bearbeitung des Werkstücks 11 in einem Kontrollraum angeordnet sein können. Zusätzlich oder alternativ zu der veranschaulichten Presse 10 kann das System 10 auch andere Umformmaschinen oder Bearbeitungsmaschinen für das Werkstück 11 und/oder Manipulatoren, Fördermittel oder dergleichen aufweisen.
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Die Erfindung betrifft ein System 10 zur Bearbeitung eines Werkstücks 11, insbesondere zur zyklischen Bearbeitung. Das System 10 hat mehrere Systemteilnehmer 22, die mittels jeweils einer Kommunikationsschnittstelle 24 an ein Kommunikationsnetzwerk 23 angeschlossen sind. Jeder Systemteilnehmer 22 ist als Block 25 einer Blockchain 26 definiert. Der Block 25 enthält die statischen Eigenschaften E des Systemteilnehmers 22, die sich während des Bearbeitungsprozesses nicht oder nicht wesentlich ändern. Über das Kommunikationsnetzwerk 23 werden sich dynamisch ändernde Systemdaten D ausgetauscht. Für die Kommunikation wird ein Kommunikationsprotokoll verwendet, das auf der Erzeugung eines gerichteten azyklischen Grafen 40 basiert.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- System
- 11
- Werkstück
- 13
- Presse
- 14
- Transfereinrichtung
- 15
- Leitwinkelsteuerung
- 17
- Antriebsmotor
- 18
- Pressenantrieb
- 19
- Pressenstößel
- 22
- Systemteilnehmer
- 23
- Kommunikationsnetzwerk
- 24
- Kommunikationsschnittstelle
- 25
- Block
- 26
- Blockchain
- 27
- Verschlüsselungseinheit
- 30
- Pufferspeicher
- 40
- gerichteter azyklischer Graf
- 41
- Knoten
- 41a
- Endknoten
- 41b
- nicht bestätigter Knoten
- 41c
- bestätigter Knoten
- 42
- Kante
- D
- Systemdaten
- E
- Eigenschaft
- F
- Presskraftsignal
- Hi
- Verschlüsselungswert
- I
- Motorstromsignal
- P
- Positionssignal
- V
- Vibrationssignal
