DE102020110632A1

DE102020110632A1 - Produktionssystem einer cyberphysikalischen Systemart

Info

Publication number: DE102020110632A1
Application number: DE102020110632.7A
Authority: DE
Inventors: Yoshio Wakazono; Shinji Soma; Shinji Murakami; Hideki Iwai; Hiroyuki Sawada; Shinsuke Kondoh; Hitoshi Komoto
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST; JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2019-04-22
Filing date: 2020-04-20
Publication date: 2020-10-22
Also published as: CN111823138A; JP2020177580A; JP7239106B2

Abstract

Ein Produktionssystem einer cyberphysikalischen Systemart umfasst eine Produktionslinie und eine Liniencomputervorrichtung, die in einer virtuellen Welt einen virtuellen Produktionszustand erzeugt, der einem tatsächlichen Produktionszustand in der Produktionslinie entspricht. Die Produktionslinie umfasst eine Schleifmaschine, einen Wärmebehandlungsofen, eine Prüfvorrichtung und eine Steuervorrichtung. Der Liniencomputer beschafft einen Satz von Produktionsanweisungswerten, indem er mit der Steuervorrichtung synchronisiert ist, und erzeugt den virtuellen Produktionszustand durch eine Erzeugung eines Schleifprozesses, einer virtuellen Wärmebehandlung und einem virtuellen Prüfvorgang in der virtuellen Welt. Die Liniencomputervorrichtung gibt einen Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten an die Steuervorrichtung aus, sodass eine Produktionsbedingung der Produktionslinie erfüllt ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Produktionssystem einer cyberphysikalischen Systemart.
Stand der Technik
Eine Produktionslinie zur Herstellung von Produkten, während die Produkte der Reihe nach zugeführt werden, umfasst gewöhnlich verschiedene Geräte, und jedes der verschiedenen Geräte führt einen Vorgang in Übereinstimmung mit einem Produktionsanweisungswert durch, der vorab entsprechend einer Herstellungsbedingung eingestellt ist. Die verschiedenen Geräte umfassen eine Werkzeugmaschine. Beispielsweise offenbart die Druckschrift JP 2018 - 153 907 A ein Schleifsimulationsgerät, das einen Bearbeitungsvorgang der Werkzeugmaschine simuliert. Eine Simulation des Bearbeitungsvorgangs vorab kann eine genaue Einstellung des Produktionsanweisungswerts gemäß der Herstellungsbedingung und eine Verbesserung bei der Produktivität der Produktionslinie bereitstellen.
Bei einer Produktionslinie des Stands der Technik, bei der jedes der verschiedenen Geräte unabhängig einen Vorgang durchführt, kann ein an dem Produkt durch ein vorgelagertes Gerät der Produktionslinie durchgeführter Vorgang einen Vorgang beeinflussen, der durch ein nachgelagertes Gerät der Produktionslinie an dem Produkt durchgeführt wird. Dieser Einfluss dauert an, bis beispielsweise ein Benutzer den vorab für die vorgelagerte Maschine eingestellten Produktionsanweisungswert korrigiert. Eine Sicherstellung einer Qualität der Produkte bei einer solchen Produktionslinie erfordert, dass das nachgelagerte Gerät den Vorgang durchführt, während es den Einfluss eines durch das vorgeschaltete Gerät durchgeführten Vorgangs absorbiert (eliminiert). Dies kann zu einer Verringerung der Produktionseffizienz bei einer Herstellung von Produkten, eine Erhöhung einer Produktionszeit oder eine Verschlechterung einer Produktionsqualität führen, falls die Produktionslinie im Stand der Technik betrieben wird.
Erfind u ngszusa mmenfassu ng
Veranschaulichte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung stellen ein Fertigungssystem einer cyberphysikalischen Systemart mit einer Produktionslinie bereit, die arbeitet, während ein Produktionsanweisungswert autonom derart korrigiert wird, dass eine Herstellungsbedingung erfüllt ist.
Gemäß einer veranschaulichten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Herstellungssystem einer cyberphysikalischen Systemart eine in einer realen Welt installierte Produktionslinie, die dazu eingerichtet ist, ein Produkt unter Verwendung von zumindest einer Werkzeugmaschine herzustellen; und eine Liniencomputervorrichtung, die dazu eingerichtet ist, einen virtuellen Produktionszustand in einer virtuellen Welt zu erzeugen. Der virtuelle Produktionszustand entspricht einem tatsächlichen Produktionszustand einer Herstellung des Produkts in der Produktionslinie. Die Produktionslinie umfasst die Werkzeugmaschine, ein angrenzendes Bearbeitungsgerät, das zu der Werkzeugmaschine vorgelagert oder nachgelagert bereitgestellt ist, und eine Steuervorrichtung, die dazu eingerichtet ist, sowohl die Werkzeugmaschine als auch das angrenzende Bearbeitungsgerät auf der Grundlage eines Satzes von Produktionsanweisungswerten zu steuern. Die Liniencomputervorrichtung ist kommunikativ mit der Steuervorrichtung verbunden. Die Liniencomputervorrichtung ist dazu eingerichtet, den Satz von Produktionsanweisungswerten zu beschaffen, indem sie mit der Steuervorrichtung synchronisiert ist, auf der Grundlage des Satzes von Produktionsanweisungswerten den virtuellen Produktionszustand durch Erzeugen eines virtuellen Bearbeitungsvorgangs und eines virtuellen angrenzenden Vorgangs in der virtuellen Welt zu erzeugen, die jeweils einem durch die Werkzeugmaschine durchgeführten tatsächlichen Bearbeitungsvorgang und einem durch das angrenzende Bearbeitungsgerät durchgeführten tatsächlichen angrenzenden Vorgang entsprechen, und einen Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten für eine Korrektur von zumindest einer einflussreichen Produktionsanweisung des Satzes von Produktionsanweisungswerten an die Steuervorrichtung derart auszugeben, dass eine Produktionsbedingung der Produktionslinie erfüllt ist.
Gemäß dem Produktionssystem der cyberphysikalischen Systemart ist die Steuervorrichtung, die zur Steuerung der Werkzeugmaschine und des angrenzenden Bearbeitungsgeräts in der Produktionslinie auf der Grundlage des Satzes von Produktionsanweisungswerten eingerichtet ist, mit der kommunikativen Computervorrichtung verbunden. Die Liniencomputervorrichtung erzeugt auf der Grundlage des von der Steuervorrichtung beschafften Satzes von Produktionsanweisungswerten den virtuellen Produktionszustand in der virtuellen Welt durch Erzeugen des virtuellen Bearbeitungsvorgangs und des virtuellen angrenzenden Vorgangs, die jeweils dem tatsächlichen Bearbeitungsvorgang und dem tatsächlichen angrenzenden Vorgang entsprechen. Nachfolgend bestimmt die Liniencomputervorrichtung den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten zur Korrektur des einflussreichen Produktionsanweisungswerts derart, dass die Herstellungsbedingung bei einer Herstellung des Produkts in der Produktionslinie erfüllt ist, und gibt den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten an die Steuervorrichtung aus.
Dementsprechend betreibt die Liniencomputervorrichtung die Werkzeugmaschine und das angrenzende Bearbeitungsgerät ganzheitlich durch Ausgeben des Satzes von optimalen Produktionsanweisungswerten an die Steuervorrichtung derart, dass die Herstellungsbedingung erfüllt ist. Das heißt, die Steuervorrichtung betreibt die Werkzeugmaschine und das angrenzende Bearbeitungsgerät autonom, indem der Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten von der Liniencomputervorrichtung wiederholt beschafft wird. Infolgedessen arbeitet bei dem Produktionssystem der cyberphysikalischen Systemart mit der Werkzeugmaschine, dem angrenzenden Bearbeitungsgerät der Steuervorrichtung und der Liniencomputervorrichtung die Produktionslinie autonom, während die Herstellungsbedingung erfüllt wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnung

1 zeigt eine Blockdarstellung, die eine Konfiguration eines Herstellungssystems einer cyberphysikalischen Systemart gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
2 zeigt eine Blockdarstellung, die eine Konfiguration einer Werkzeugmaschine gemäß 1 veranschaulicht;
3 zeigt eine Blockdarstellung, die eine Konfiguration einer Liniencomputervorrichtung gemäß 1 veranschaulicht;
4 zeigt eine Darstellung, die einen Betrieb des Produktionssystems der cyberphysikalischen Systemart zeigt;
5 zeigt eine Blockdarstellung, die eine Konfiguration veranschaulicht, bei der ein cyberphysikalisches System auf eine Werkzeugmaschine gemäß einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung angewandt wird;
6 zeigt eine Blockdarstellung, die eine Konfiguration einer Einheitscomputervorrichtung gemäß 5 veranschaulicht; und
7 zeigt eine Darstellung, die einen Betrieb der Werkzeugmaschine veranschaulicht, auf die das cyberphysikalische System angewandt ist.

Ausführliche Beschreibung der Ausführungsbeispiele
(Überblick über ein Produktionssystem einer cyberphysikalischen Systemart)
Nachstehend ist ein Produktionssystem einer cyberphysikalischen Systemart (nachstehend der Einfachheit halber als „CPPS“ bezeichnet) unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Gemäß 1 umfasst ein CPPS (nachstehend der Einfachheit halber als „Produktionssystem“ bezeichnet) eine in einer realen Welt installierte Produktionslinie 10 und eine in einer virtuellen Welt bereitgestellte Liniencomputervorrichtung 20.
(Konfiguration einer Produktionslinie 10)
Eine Produktionslinie 10 umfasst zur Herstellung eines Produkts W zumindest eine Schleifmaschine 11, die eine Werkzeugmaschine ist, und umfasst als ein angrenzendes Bearbeitungsgerät einen der Schleifmaschine vorgelagert bereitgestellten Wärmebehandlungsofen 12 und eine der Schleifmaschine 11 nachgelagert bereitgestellte Prüfvorrichtung 13. Die Produktionslinie 10 umfasst eine Steuervorrichtung 14, die dazu eingerichtet ist, die Schleifmaschine 11, den Wärmebehandlungsofen 12 und die Prüfvorrichtung 13 auf der Grundlage eines Satzes von Produktionsanweisungswerten PI zu steuern. Die Steuervorrichtung 14 umfasst eine zur Steuerung der Schleifmaschine 11 eingerichtete Steuervorrichtung 14a, eine zur Steuerung des Wärmebehandlungsofens 12 eingerichtete Steuervorrichtung 14b und eine zur Steuerung der Prüfvorrichtung 13 eingerichtete Steuervorrichtung 14c.
Gemäß 2 umfasst die Schleifmaschine 11 eine Schleifscheibe 111, einen Schleifscheibentisch 112 und einen Spindelstock 113. Die Schleifmaschine 11 umfasst ferner eine (nicht gezeigte) Kühlvorrichtung, die zur Kühlung einer Umgebung eines Schleifpunktes mit einem Kühlmittel eingerichtet ist. Die Schleifmaschine 11 führt einen Schleifvorgang eines Schleifens einer Außenoberfläche des Produkts W durch, indem eine Außenoberfläche der durch den Schleifscheibentisch 112 drehend angetriebenen Schleifscheibe 111 in Kontakt mit der Außenoberfläche des durch den Spindelstock 113 drehend angetriebenen Produkts W gebracht wird.
Die Schleifscheibe 111 ist in einer Scheibenform durch eine große Menge von Schleifkörnern ausgebildet, und ist durch den Schleifscheibentisch 112 um eine Schleifscheibenachse Cg drehbar unterstützt. Der Schleifscheibentisch 112 dreht die Schleifscheibe 111 um die Schleifscheibenachse Cg gemäß dem Satz von Produktionsanweisungswerten PI von der Steuervorrichtung 14 (der Steuervorrichtung 14a), die zur Steuerung eines Betriebs der Schleifmaschine 11 eingerichtet ist. Der Schleifscheibentisch 112 bewegt die Schleifscheibe 111 in einer Richtung der Schleifscheibenachse Cg, und eine Zufuhrrichtung (eine X-Achsenrichtung) gemäß dem Satz von Produktionsanweisungswerten PI von der Steuervorrichtung 14 (der Steuervorrichtung 14a). Der Spindelstock 113 kann sich in der Zufuhrrichtung (der X-Achsenrichtung) relativ zu dem Schleifscheibentisch 112 bewegen. Der Spindelstock 113 unterstützt das Produkt W um eine Hauptachse Cw drehbar, und dreht das Produkt W um die Hauptachse Cw gemäß dem Satz von Produktionsanweisungswerten PI von der Steuervorrichtung 14 (der Steuervorrichtung 14a).
Der Wärmebehandlungsofen 12 weist eine bekannte Konfiguration auf, und führt durch Heizen des in den Heizofen eingelegten Produkts W eine Wärmebehandlung durch. Ein Betrieb des Wärmebehandlungsofens 12 wird durch die Steuervorrichtung 14 (die Steuervorrichtung 14b) gesteuert. Die Steuervorrichtung 14 (die Steuervorrichtung 14b) steuert eine innere Temperatur des Wärmeofens, und eine Bewegungsgeschwindigkeit des Produkts W in dem Ofen auf der Grundlage des Satzes von Produktionsanweisungswerten PI.
Die Prüfvorrichtung 13 ist dazu eingerichtet, eine Prüfung durch Messung einer Form und von Eigenschaften des durch die Schleifmaschine 11 geschliffenen Produkts W durchzuführen. Die Prüfvorrichtung 13 umfasst beispielsweise einen Messkopf mit einer Prüfkamera und dergleichen, und ein Betrieb des Messkopfes wird durch die Steuervorrichtung 14 (die Steuervorrichtung 14c) gesteuert. Die Steuervorrichtung 14 (die Steuervorrichtung 14c) betreibt den Messkopf auf der Grundlage des Satzes von Produktionsanweisungswerten PI, um die Form und die Eigenschaften des Produkts W an einer vorgestellten Prüfposition des Produkts W zu messen.
Hierbei umfasst der Satz von Produktionsanweisungswerten PI beispielsweise Positionen des Produkts W (den Spindelstock 113) und der Schleifscheibe 111 (des Schleifscheibentischs 112), die Anzahl von Umdrehungen der Schleifscheibe 111, eine Drehzahl der Hauptachse des Spindelstocks 113 (des Produkts W), eine Schneidgeschwindigkeit, einen Umschaltzeitablauf von Schleifschritten (Grobschleifen, Präzisionsschleifen und Feinschleifen), ein Vorhandensein oder eine Abwesenheit eines Kühlmittels, eine Wärmebehandlungstemperatur, ein Material des Produkts W und einen Durchmesser des Produkts W.
Die Steuervorrichtung 14 betreibt die Schleifmaschine 11, den Wärmebehandlungsofen 12 und die Prüfvorrichtung 13 in der Produktionslinie 10 gemäß dem Satz von Produktionsanweisungswerten PI, die auf der Grundlage irgendeiner Produktionsbedingung eingestellt sein können. Nachfolgend gibt die Steuervorrichtung 14 den Satz von Produktionsanweisungswerten PI an die Liniencomputervorrichtung 20 aus. Die Steuervorrichtung 14 beschafft einen Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS, die von einer (nachstehend beschriebenen) Bestimmungseinheit 23 der Liniencomputervorrichtung 20 ausgegeben werden, und steuert die Schleifmaschine 11, den Wärmebehandlungsofen 12 und die Prüfvorrichtung 13 unter Verwendung des beschafften Satzes von optimalen Produktionsanweisungswerten PS.
(Konfiguration einer Liniencomputervorrichtung 20)
Die in der virtuellen Welt (einer Cyberwelt) bereitgestellte Liniencomputervorrichtung 20 umfasst eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Nur-Lesespeicher (ROM), einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), eine Schnittstelle, eine Speichervorrichtung und dergleichen. Die Liniencomputervorrichtung 20 ist mit der Steuervorrichtung 14 in der Produktionslinie 10 in der realen Welt mittels eines Netzwerkes verbunden. Hierbei ist die Liniencomputervorrichtung 20 in einem sogenannten Cloud-Speicher bereitgestellt, mit dem die Steuervorrichtung 14 mittels eines Netzwerkes verbunden werden kann.
Gemäß 1 beschafft die Liniencomputervorrichtung 20 den Satz von Produktionsanweisungswerten PI, indem sie mit der Steuervorrichtung 14 synchronisiert ist (den Steuervorrichtungen 14a, 14b, 14c). Nachfolgend erzeugt die Liniencomputervorrichtung 20 einen virtuellen Produktionszustand, indem sie einen virtuellen Schleifvorgang, eine virtuelle Wärmebehandlung und einen virtuellen Prüfvorgang in der virtuellen Welt auf der Grundlage des beschafften Satzes von Produktionsanweisungswerten PI erzeugt. Der virtuelle Schleifvorgang ist ein virtueller Bearbeitungsvorgang, der einem tatsächlichen Schleifvorgang entspricht, der ein durch die Schleifmaschine 11 durchgeführter tatsächlicher Bearbeitungsvorgang ist, die virtuelle Wärmebehandlung ist eine virtuelle angrenzende Verarbeitung, die einer tatsächlichen Wärmebehandlung entspricht, die eine durch den Wärmebehandlungsofen 12 durchgeführte tatsächliche angrenzende Verarbeitung ist, und der virtuelle Prüfvorgang ist ein virtueller angrenzender Vorgang, der einem tatsächlichen Prüfvorgang entspricht, der ein durch die Prüfvorrichtung 13 durchgeführter tatsächlicher angrenzender Vorgang ist. Die Liniencomputervorrichtung 20 gibt den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS zum Korrigieren von zumindest einem einflussreichen Produktionsanweisungswert PO des Satzes von Produktionsanweisungswerten PI an die Steuervorrichtung 14 (die Steuervorrichtungen 14a, 14b, 14c) derart aus, dass eine Produktionsbedingung der Produktionslinie 10 erfüllt ist.
Hierbei ist der einflussreiche Produktionsanweisungswert PO ein Produktionsanweisungswert, mit dem der Schleifvorgang, der der tatsächliche Bearbeitungsvorgang ist, und die Wärmebehandlung und der Prüfvorgang einander beeinflussen, die tatsächliche angrenzende Verarbeitungen sind. Insbesondere ist der einflussreiche Produktionsanweisungswert PO beispielsweise ein Produktionsanweisungswert, mit dem die durch den Wärmebehandlungsofen 12 durchgeführte Wärmebehandlung den durch die Schleifmaschine 11 durchgeführten Schleifvorgang beeinflusst. In diesem Fall kann beispielsweise ein scheinbarer äußerer Durchmesser des Produkts aufgrund eines Einflusses des Wärmebehandlungsverzugs oder dergleichen vergrößert werden, der durch die durch den Wärmebehandlungsofen 12 durchgeführte Wärmebehandlung des Produkts W hervorgerufen wird, und infolgedessen kann bei einem Schleifen des Produkts W durch die Schleifmaschine 11 ein Schleifanfangsdurchmesser vergrößert sein. In diesem Fall kann beispielsweise der einflussreiche Produktionsanweisungswert PO eine für den Wärmebehandlungsofen 12 eingestellte Wärmebehandlungstemperatur oder eine Bewegungsgeschwindigkeit des Produkts W in dem Ofen sein.
Der einflussreiche Produktionsanweisungswert PO kann ein Produktionsanweisungswert sein, mit dem der durch die Schleifmaschine 11 durchgeführte Schleifvorgang den durch die Prüfvorrichtung 13 durchgeführten Prüfvorgang beeinflusst. Im Einzelnen kann sich beispielsweise eine Oberflächenrauigkeit bei einem Schleifen des Produkts W durch die Schleifmaschine 11 aufgrund des einflussreichen Produktionsanweisungswerts PO verschlechtern, und infolgedessen kann ein Oberflächenrauigkeitsmesswert einen Standardwert überschreiten, falls das Produkt W durch die Prüfvorrichtung 13 geprüft wird. In diesem Fall kann beispielsweise der einflussreiche Produktionsanweisungswert PO die Anzahl von Umdrehungen, die Drehzahl, die Schneidgeschwindigkeit oder dergleichen sein, die für die Schleifmaschine 11 eingestellt sind.
Die Produktionsbedingung kann eine Betriebsbedingung sein, mit der die Produktionslinie 10 derart arbeitet, dass die Gesamtproduktionskosten, die eine Summe von in dem Schleifvorgang, der Wärmebehandlung und dem Prüfvorgang erzeugten Produktionskosten sind, voreingestellte Bezugs-Gesamtproduktionskosten erfüllen. Die Herstellungsbedingung kann eine Betriebsbedingung umfassen, mit der die Produktionslinie 10 derart arbeitet, dass eine Gesamtelektrizitätsmenge, die eine Summe der in dem Schleifvorgang, der Wärmebehandlung und dem Prüfvorgang verbrauchten Elektrizitätsmenge ist, eine voreingestellte Bezugs-Gesamtelektrizitätsmenge erfüllt.
Die Produktionsbedingung kann eine Betriebsbedingung umfassen, mit der die Produktionslinie derart arbeitet, dass eine Gesamtabschaltzeitmenge, die die Summe von Abschaltzeitmengen für eine Wartung von sowohl dem Schleifvorgang, der Wärmebehandlung als auch dem Prüfvorgang ist, eine voreingestellte Bezugs-Gesamtabschaltzeitmenge erfüllt. Die Produktionsbedingung kann eine Qualitätsbedingung sein, mit der eine Qualität des Produkts W, das sowohl durch den Schleifvorgang, die Wärmebehandlung als auch durch den Prüfvorgang hergestellt ist, eine voreingestellte Bezugsqualität erfüllt.
Falls die Produktionsbedingung die Betriebsbedingung umfasst, mit der die Gesamtproduktionskosten die Bezugs-Gesamtproduktionskosten erfüllen, bestimmt beispielsweise die Liniencomputervorrichtung 20 den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS derart, dass Werkzeugkosten in der Produktionslinie 10 verringert sind. Die Gesamtkosten umfassen Ersatzkosten und Reproduktionskosten von Komponenten (beispielsweise eine Schleifscheibe, ein Ofen und eine Prüfkamera) der Schleifmaschine 11, des Wärmebehandlungsofens 12 und der Prüfvorrichtung 13. Daher bestimmt die Liniencomputervorrichtung 20 den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS derart, dass beispielsweise eine Lebensdauer der Komponenten verlängert und eine Austauschhäufigkeit verringert ist.
Falls die Produktionsbedingung die Betriebsbedingung umfasst, mit der die Gesamtelektrizitätsmenge die Bezugs-Gesamtelektrizitätsmenge erfüllt, bestimmt die Liniencomputervorrichtung 20 beispielsweise den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS derart, dass eine durch den Wärmebehandlungsofen 12 verbrauchte Elektrizitätsmenge verringert ist, der die größte Elektrizitätsmenge in der Produktionslinie 10 verbraucht. Falls die Produktionsbedingung die Betriebsbedingung umfasst, mit der die Gesamtabschaltzeitmenge die Bezugs-Gesamtabschaltzeitmenge erfüllt, bestimmt die Liniencomputervorrichtung 20 beispielsweise den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS derart, dass die Komponenten (beispielsweise die Schleifscheibe, ein Lager oder dergleichen) der Schleifmaschine 11 innerhalb der Abschaltzeit des Wärmebehandlungsofens 12 ersetzt werden, die eine lange Zeit für die Wartung in der Produktionslinie 10 benötigt. Falls die Produktionsbedingung die Qualitätsbedingung umfasst, mit der die Qualität des Produkts W die Bezugsqualität erfüllt, bestimmt die Liniencomputervorrichtung 20 beispielsweise den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS derart, dass eine Genauigkeit des durch die Schleifmaschine 11 durchgeführten Schleifvorgangs verbessert ist, der die Qualität des Produkts W in der Produktionslinie 10 am meisten beeinflusst.
Gemäß 1 gibt die Liniencomputervorrichtung 20 zumindest einen eines Satzes von Produktionsanweisungswerten PI und einen erzeugten virtuellen Produktionszustand anzeigende Zustandsinformationen an eine externe Terminalvorrichtung (ein externes Endgerät) 30 aus, die mit der Liniencomputervorrichtung 20 mittels eines Netzwerkes verbunden ist und an einer von der Produktionslinie 10 verschiedenen Position (beispielsweise ein Hersteller, der die Schleifmaschine 11 oder dergleichen herstellt und wartet) betrieben wird. Dementsprechend kann beispielsweise der Hersteller den Produktionszustand der Produktionslinie 10 mittels der externen Terminalvorrichtung 30 als große Daten (sog. „Big Data“) beschaffen, und kann eine Dienstleistung wie etwa eine Durchführung einer Wartung der Produktionslinie 10 zu einem geeigneten Zeitpunkt bereitstellen.
Die Liniencomputervorrichtung 20 bestimmt den vorstehend beschriebenen Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS, gibt den bestimmten Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS an die Steuervorrichtung 14 (die Steuervorrichtungen 14a, 14b, 14c) aus, und gibt den Satz von Produktionsanweisungswerten PI und die Zustandsinformationen an die externe Terminalvorrichtung 30 aus. Aus diesem Grund umfasst gemäß 3 die Liniencomputervorrichtung 20 eine Beschaffungseinheit 21, eine Erzeugungseinheit 22, eine Bestimmungseinheit 23 und eine Ausgabeeinheit 24.
Die Beschaffungseinheit 21 ist dazu eingerichtet, den Satz von Produktionsanweisungswerten PI von der Steuervorrichtung 14 (den Steuervorrichtungen 14a, 14b, 14c) zu beschaffen, indem sie mit der Steuervorrichtung 14 in einem vorbestimmten Takt (Zyklus) synchronisiert wird. Dementsprechend weisen die in der realen Welt installierte Produktionslinie 10 und die in der virtuellen Welt bereitgestellte Liniencomputervorrichtung 20 den synchronisierten Satz von Produktionsanweisungswerten PI auf.
Die Erzeugungseinheit 22 ist dazu eingerichtet, den virtuellen Schleifvorgang, der dem durch die Schleifmaschine 11 durchgeführten tatsächlichen Schleifvorgang in der Produktionslinie 10 entspricht, in der virtuellen Welt auf Grundlage des von der Steuervorrichtung 14 (der Steuervorrichtung 14a) durch die Beschaffungseinheit 21 beschafften Satzes von Produktionsanweisungswerten PI zu erzeugen. Die Erzeugungseinheit 22 ist dazu eingerichtet, die virtuelle Wärmebehandlung, die der durch den Wärmebehandlungsofen 12 durchgeführten tatsächlichen Wärmebehandlung in der Produktionslinie 10 entspricht, in der virtuellen Welt auf der Grundlage des von der Steuervorrichtung 14 (der Steuervorrichtung 14b) durch die Beschaffungseinheit 21 beschafften Satzes von Produktionsanweisungswerten PI zu erzeugen.
Die Erzeugungseinheit 22 ist dazu eingerichtet, den virtuellen Prüfvorgang, der dem durch die Prüfvorrichtung 13 durchgeführten tatsächlichen Prüfvorgang in der Produktionslinie 10 entspricht, in der virtuellen Welt auf der Grundlage des von der Steuervorrichtung 14 (der Steuervorrichtung 14c) durch die Beschaffungseinheit 21 beschafften Satzes von Produktionsanweisungswerten PI zu erzeugen. Die Erzeugungseinheit 22 ist dazu eingerichtet, nachfolgend einen virtuellen Produktionszustand, der einem tatsächlichen Produktionszustand entspricht, in der virtuellen Wert durch Erzeugen des virtuellen Schleifvorgangs, der virtuellen Wärmebehandlung und des virtuellen Prüfvorgangs zu erzeugen.
Die Bestimmungseinheit 23 ist dazu eingerichtet, den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS derart zu erzeugen, dass die vorstehend beschriebene Produktionsbedingung erfüllt ist, und den bestimmten Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS an die Steuervorrichtung 14 auszugeben (zumindest eine der Steuervorrichtungen 14a, 14b, 14c). Die Bestimmungseinheit 23 vergleicht den virtuellen Produktionszustand mit einem Bezugssatz vorab gemäß der vorstehend beschriebenen Produktionsbedingung, und identifiziert einen Produktionsanweisungswert, der sich von dem Bezug unter dem Satz von Produktionsanweisungswerten PI unterscheidet, als den einflussreichen Produktionsanweisungswert PO.
Die Bestimmungseinheit 24 ist dazu eingerichtet, Sätze von optimalen Produktionsanweisungswerten PS zu erzeugen, die gemäß der vorstehenden Beschreibung jeweilige Produktionsbedingungen erfüllen. Die Bestimmungseinheit 23 gibt nachfolgend beispielsweise den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS entsprechend der durch den Benutzer aus den Produktionsbedingungen ausgewählten Produktionsbedingung an die Steuervorrichtung 14 (zumindest eine der Steuervorrichtungen 14a, 14b, 14c) aus.
Die Ausgabeeinheit 24 ist mittels eines Netzwerkes kommunikativ mit der externen Terminalvorrichtung 30 verbunden, die beispielsweise bei einem Hersteller bereitgestellt ist. Die Ausgabeeinheit 24 ist dazu eingerichtet, zumindest einen des Satzes von Produktionsanweisungswerten PI und die durch die Erzeugungseinheit 22 erzeugten den virtuellen Produktionszustand anzeigenden Zustandsinformationen an die externe Terminalvorrichtung 30 als große Daten auszugeben.
(Betrieb eines CPPS)
Nachstehend ist der Betrieb der CPPS mit der in der realen Welt bereitgestellten Produktionslinie 10, genauer, der Schleifmaschine 11, dem Wärmebehandlungsofen 12, der Prüfvorrichtung 13, sowie der in der virtuellen Welt bereitgestellten Liniencomputervorrichtung 20 unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. In der CPPS gibt der Benutzer zunächst irgendeine Produktionsbedingung in die Steuervorrichtung 14 ein. Dementsprechend erzeugt die Steuervorrichtung 14 (die Steuervorrichtungen 14a, 14b, 14c) den Satz von Produktionsanweisungswerten PI (ein NC-Programm), und gibt den Satz von Produktionsanweisungswerten PI an die Computervorrichtung 20 mittels des Netzwerkes aus.
In der Produktionslinie 10 werden die Schleifmaschine 11, der Wärmebehandlungsofen 12 und die Prüfvorrichtung 13 jeweils auf der Grundlage des Satzes von Produktionsanweisungswerten PI durch die Steuervorrichtung 14 (die Steuervorrichtungen 14a, 14b, 14c) gesteuert. Dementsprechend wird das Produkt W dem Schleifprozess durch die Schleifmaschine 11 unterzogen, nachdem es einer Wärmebehandlung durch den vorgelagerten Wärmebehandlungsofen 12 unterzogen wurde. Nachdem es dem Schleifvorgang durch die Schleifmaschine 11 unterzogen wurde, wird das Produkt W nachfolgend dem Prüfvorgang durch die Prüfvorrichtung 13 unterzogen, die der Schleifmaschine 11 nachgelagert bereitgestellt ist, um ein Produkt herzustellen.
In der Liniencomputervorrichtung 20 beschafft andererseits die Beschaffungseinheit 21 den Satz von Produktionsanweisungswerten PI von der Steuervorrichtung 14 (den Steuervorrichtungen 14a, 14b, 14c), indem sie mit der Steuervorrichtung 14 synchronisiert ist. Nachfolgend beginnt die Liniencomputervorrichtung 20, den virtuellen Produktionszustand synchronisiert mit der Steuervorrichtung 14 (den Steuervorrichtungen 14a, 14b, 14c) zu erzeugen, die den tatsächlichen Produktionszustand durch Betreiben der Schleifmaschine 11, des Wärmebehandlungsofens 12 und der Prüfvorrichtung 13 startet.
Das heißt, in der Liniencomputervorrichtung 20 erzeugt die Erzeugungseinheit 22 den virtuellen Schleifvorgang, die virtuelle Wärmebehandlung und den virtuellen Prüfvorgang auf der Grundlage des von der Steuervorrichtung 14 (den Steuervorrichtungen 14a, 14b, 14c) beschafften Satzes von Produktionsanweisungswerten PI. Nachfolgend erzeugt die Erzeugungseinheit 22 den virtuellen Produktionszustand unter Verwendung des virtuellen Schleifvorgangs, der virtuellen Wärmebehandlung und des virtuellen Prüfvorgangs. Hierbei beschafft die Beschaffungseinheit 21 den Satz von Produktionsanweisungswerten, indem sie mit der Steuervorrichtung 14 synchronisiert ist, so dass die Erzeugungseinheit 22 den virtuellen Produktionszustand erzeugt, der mit dem tatsächlichen Produktionszustand synchronisiert ist.
Hierbei kann die Liniencomputervorrichtung 20 den Schleifvorgang, die Wärmebehandlung und den Prüfvorgang in der virtuellen Welt unter Verwendung des von der Steuervorrichtung 14 (den Steuervorrichtungen 14a, 14b, 14c) beschafften Satzes von Produktionsanweisungswerten PI erzeugen. Dies ermöglicht es der Liniencomputervorrichtung 20, beispielsweise eine Vergrößerung des scheinbaren äußeren Durchmessers oder eine Verschlechterung einer Oberflächenrauigkeit des in der Produktionslinie 10 hergestellten Produkts W vorherzusagen (zu erfassen).
Falls der virtuelle Produktionszustand durch die Erzeugungseinheit 22 erzeugt ist, identifiziert die Bestimmungseinheit 23 zumindest einen Produktionsanweisungswert unter dem Satz von Produktionsanweisungswerten PI als den einflussreichen Produktionsanweisungswert PO derart, dass die Produktionsbedingung erfüllt ist. Nachfolgend bestimmt die Bestimmungseinheit 23 den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS für eine Korrektur des einflussreichen Produktionsanweisungswerts PO und gibt den bestimmten Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS an die Steuervorrichtung 14 (die Steuervorrichtungen 14a, 14b, 14c) aus.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung kann eine Produktionsbedingung die Betriebsbedingung umfassen, mit der die Produktionslinie 10 derart arbeitet, dass die Gesamtproduktionskosten, die die Summe von bei dem Schleifvorgang, der Wärmebehandlung und dem Prüfvorgang erzeugten Produktionskosten ist, die voreingestellten Bezugs-Gesamtproduktionskosten erfüllen. In diesem Fall bestimmt die Bestimmungseinheit 23 den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS derart, dass die Gesamtkosten in der Produktionslinie 10 verringert ist.
In diesem Fall identifiziert die Bestimmungseinheit 23 einen Produktionsanweisungswert, der sich auf die Anzahl von Umdrehungen oder einen Bearbeitungswiderstand der Schleifscheibe 111 bezieht, die eine der Komponenten der Schleifmaschine 11 ist, als den einflussreichen Produktionsanweisungswert PO hinsichtlich der Gesamtproduktionskosten, sodass beispielsweise eine Lebensdauer der Schleifscheibe 11 verlängert ist und die Werkzeugkosten verringert sind. Hierbei vergleicht die Bestimmungseinheit 23 den erzeugten virtuellen Produktionszustand mit einem vorab derart eingestellten Bezug, dass die Gesamtproduktionskosten verringert sind, und identifiziert den Produktionsanweisungswert hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen oder des Bearbeitungswiderstands der Schleifscheibe 111.
Nachfolgend bestimmt die Bestimmungseinheit 23 den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS hinsichtlich des sich auf die Anzahl von Umdrehungen und den Bearbeitungswiderstand der Schleifscheibe 111 beziehenden Produktionsanweisungswerts derart, dass die Anzahl von Umdrehungen der Schleifscheibe 111 erhöht sind oder der Bearbeitungswiderstand verringert ist, und gibt den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS an die Steuervorrichtung 14 (beispielsweise die Steuervorrichtung 14a) aus. Dies stellt eine Verlängerung der Lebensdauer der Schleifscheibe 111 bereit, die eine Komponente der Schleifmaschine 11 ist, sowie eine Verringerung der Werkzeugkosten, sodass die Gesamtproduktionskosten der Produktionslinie 10 die Bezugs-Gesamtproduktionskosten erfüllen.
Eine weitere Produktionsbedingung kann die Betriebsbedingung umfassen, mit der die Produktionslinie 10 derart arbeitet, dass die Gesamtelektrizitätsmenge, die die Summe der Elektrizitätsmengen ist, die in dem Schleifvorgang, der Wärmebehandlung und dem Prüfvorgang verbraucht werden, die voreingestellte Bezugs-Gesamtelektrizitätsmenge erfüllt. In diesem Fall bestimmt die Bestimmungseinheit 23 den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS derart, dass die Elektrizitätsmenge des Wärmebehandlungsofens 12 verringert ist, der die größte Elektrizitätsmenge in der Produktionslinie 10 verbraucht.
In diesem Fall identifiziert die Bestimmungseinheit 23 einen Produktionsanweisungswert hinsichtlich einer Wärmebehandlungstemperatur des Wärmebehandlungsofens 12, und die Bewegungsgeschwindigkeit des Produkts W in dem Ofen als den einflussreichen Produktionsanweisungswert PO hinsichtlich der Elektrizitätsgesamtmenge derart, dass beispielsweise die in dem Wärmebehandlungsofen 12 verbrauchte Elektrizitätsmenge verringert ist. Hierbei vergleicht die Bestimmungseinheit 23 den erzeugten virtuellen Produktionszustand mit einem vorab derart eingestellten Bezug, dass die Gesamtelektrizitätsmenge verringert ist, und identifiziert den Produktionsanweisungswert hinsichtlich der Wärmebehandlungstemperatur des Wärmebehandlungsofens 12 und die Bewegungsgeschwindigkeit des Produkts W in dem Ofen.
Nachfolgend bestimmt die Bestimmungseinheit 23 den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS hinsichtlich des sich auf die Wärmebehandlungstemperatur des Wärmebehandlungsofens 12 und die Bewegungsgeschwindigkeit des Produkts W in dem Ofen beziehenden Produktionsanweisungswerts derart, dass die Wärmebehandlungstemperatur und die Bewegungsgeschwindigkeit des Produkts W in dem Ofen verringert sind, und gibt den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS an die Steuervorrichtung 14 (beispielsweise die Steuervorrichtung 14b) aus. Dies stellt eine Verringerung der durch den Wärmebehandlungsofen 12 verbrauchten Elektrizitätsmenge bereit, sodass die Gesamtelektrizitätsmenge der Produktionslinie 10 die Bezugs-Gesamtelektrizitätsmenge erfüllt.
Eine weitere Produktionsbedingung kann die Betriebsbedingung umfassen, mit der die Produktionslinie 10 derart arbeitet, dass die Gesamtabschaltzeitmenge, die die Summe der Abschaltzeitmengen für die Wartung sowohl des Schleifvorgangs, der Wärmebehandlung als auch des Prüfvorgangs ist, die voreingestellte Bezugs-Gesamtabschaltzeitmenge erfüllt. In diesem Fall bestimmt die Bestimmungseinheit 23 den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS derart, dass die Schleifscheibe 111, das Lager oder dergleichen der Schleifmaschine 11 ebenso innerhalb der Abschaltzeit des Wärmebehandlungsofens 12 ersetzt werden, der in der Produktionslinie 10 für die Wartung eine lange Zeit benötigt.
In diesem Fall identifiziert die Bestimmungseinheit 23 einen Produktionsanweisungswert hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen der Schleifscheibe 111 der Schleifmaschine 11 und der Drehzahl des Produkts W als den einflussreichen Produktionsanweisungswert PO hinsichtlich der Gesamtabschaltzeit, sodass beispielsweise der durch die Schleifmaschine 11 durchgeführte Schleifprozess abgeschaltet ist. Nachfolgend bestimmt die Bestimmungseinheit 23 den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS hinsichtlich des sich auf die Anzahl von Umdrehungen oder die Drehzahl der Schleifmaschine 11 beziehenden Produktionsanweisungswerts, um die Schleifmaschine 11 abzuschalten, und gibt den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS an die Steuervorrichtung 14 aus (beispielsweise die Steuervorrichtung 14a).
Dies ermöglicht, dass die Schleifscheibe 111, das Lager oder dergleichen in Übereinstimmung mit dem Abschalten des Wärmebehandlungsofens 12 ersetzt werden, indem der Betrieb der Schleifmaschine 11 abgeschaltet wird, und stellt eine Verringerung der Gesamtabschaltzeit der Produktionslinie 10 im Vergleich zu dem Fall bereit, dass der Wärmebehandlungsofen 12 und die Schleifmaschine 11 getrennt abgeschaltet werden. Daher erfüllt die Gesamtabschaltzeitmenge der Produktionslinie 10 die Bezugs-Gesamtabschaltzeitmenge.
Eine weitere Produktionsbedingung kann die Qualitätsbedingung umfassen, mit der die Qualität des Produkts W, das durch den Schleifvorgang, die Wärmebehandlung und den Prüfvorgang produziert wird, die voreingestellte Bezugsqualität erfüllt. In diesem Fall bestimmt die Bestimmungseinheit 23 den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS derart, dass eine Genauigkeit des durch die Schleifmaschine 11 durchgeführten Schleifvorgangs verbessert ist, die die Qualität des Produkts W in der Produktionslinie 10 am meisten beeinflusst.
In diesem Fall identifiziert die Bestimmungseinheit 23 einen Produktionsanweisungswert hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen der Schleifscheibe 111 der Schleifmaschine 11, der Drehzahl des Produkts W oder des Bearbeitungswiderstands als den einflussreichen Produktionsanweisungswert PO hinsichtlich der Qualität derart, dass beispielsweise die Oberflächenrauigkeit, ein Verzug oder dergleichen verringert ist, die in dem Schleifprozess erzeugt sind. Hierbei vergleicht die Bestimmungseinheit 23 den erzeugten virtuellen Produktionszustand mit einem vorab derart eingestellten Bezug, dass die Qualität erfüllt ist, und identifiziert den Produktionsanweisungswert hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen, der Drehzahl oder des Bearbeitungswiderstandes der Schleifmaschine 11.
Nachfolgend bestimmt die Bestimmungseinheit 23 den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS hinsichtlich des sich auf die Anzahl von Umdrehungen der Schleifscheibe 111 der Schleifmaschine 11, die Drehzahl des Produkts W oder den Bearbeitungswiderstand beziehenden Produktionsanweisungswerts derart, dass die Anzahl von Umdrehungen der Schleifscheibe 111, die Drehzahl des Produkts W oder der Bearbeitungswiderstand verringert sind/ist, und gibt den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS an die Steuervorrichtung 14 (beispielsweise die Steuervorrichtung 14a) aus. Dies stellt bei Durchführung des Schleifvorgangs durch die Schleifmaschine 11 eine Verbesserung bei der Bearbeitungsgenauigkeit des Produktes W derart bereit, dass die Qualität des in der Produktionslinie 10 hergestellten Produkts W die Bezugsqualität erfüllt ist.
Hierbei können die vorstehend beschriebenen Produktionsbedingungen einander widersprechen. Falls beispielsweise die Gesamtabschaltzeit der Produktionslinie 10 verkürzt wird (das heißt, eine Arbeitsgeschwindigkeit der Produktionslinie 10 erhöht wird), um eine Effizienz einer Herstellung des Produkts W in Übereinstimmung mit der Produktionsbedingung zu vergrößern, kann eine Austauschfrequenz der Komponenten der Schleifmaschine 11 vergrößert werden, und die Gesamtproduktionskosten können sich vergrößern. Falls wahlweise die Qualität des Produkts W in Übereinstimmung mit der Produktionsbedingung verbessert wird, kann die Gesamtelektrizitätsmenge der Produktionslinie 10 vergrößert werden, und die Austauschfrequenz der Komponenten kann vergrößert werden, und infolgedessen können die Gesamtproduktionskosten der Produktionslinie 10 vergrößert werden. Nachfolgend lässt die Bestimmungseinheit 23 den Benutzer eine gewünschte Produktionsbedingung auswählen, und produziert das Produkt W, während die ausgewählte Produktionsbedingung erfüllt wird.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung bestimmt daher die Bestimmungseinheit 23 Sätze von optimalen Produktionsanweisungswerten PS, die jeweilige Produktionsbedingungen erfüllen. Nachfolgend präsentiert die Bestimmungseinheit 23 die für eine Bestimmung der Sätze von optimalen Produktionsanweisungswerten PS verwendeten Produktionsbedingungen beispielsweise an den die Produktionslinie 10 bedienenden Benutzer zur Auswahl. Nachfolgend gibt die Bestimmungseinheit 23 beispielsweise den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS, die der durch den Benutzer ausgewählten Produktionsbedingung entsprechen, an die Steuervorrichtung 14 (die Steuervorrichtungen 14a, 14b, 14c) aus. Dementsprechend werden die Qualität und dergleichen, die durch den Benutzer gewünscht sind, mit anderen Worten, die für das Produkt W benötigte Qualität und dergleichen ausreichend gewährleistet.
Die Ausgabeeinheit 24 der Liniencomputervorrichtung 20 gibt zumindest einen des Satzes von Produktionsanweisungswerten PI und die den erzeugten virtuellen Produktionszustand anzeigenden Zustandsinformationen an die externe Terminalvorrichtung 30 als große Daten aus. Dementsprechend kann beispielsweise der Hersteller leicht den Produktionszustand der Produktionslinie 10 erfassen. Dies ermöglicht es dem Hersteller, eine Dienstleistung bereitzustellen, bei der die Wartung der Produktionslinie 10, der Austausch der Komponenten und dergleichen zu geeigneten Zeitpunkten entsprechend einem Produktionsbelastungszustand der Produktionslinie 10 durchgeführt werden.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, ist gemäß dem Produktionssystem der cyberphysikalischen Systemart die Steuervorrichtung 14 (die Steuervorrichtungen 14a, 14b, 14c), die dazu eingerichtet ist, die Schleifmaschine 11, den Wärmebehandlungsofen 12 und die Prüfvorrichtung 13 in der Produktionslinie 10 auf der Grundlage des Satzes von Produktionsanweisungswerten PI zu steuern, mit der kommunikativen Liniencomputervorrichtung 20 verbunden. Die Liniencomputervorrichtung 20 erzeugt auf der Grundlage des von der Steuervorrichtung 14 (den Steuervorrichtungen 14a, 14b, 14c) beschafften Satzes von Produktionsanweisungswerten PI den virtuellen Produktionszustand, indem sie in der virtuellen Welt den virtuellen Schleifvorgang, die virtuelle Wärmebehandlung und den virtuellen Prüfvorgang erzeugt, die dem Schleifvorgang, der Wärmebehandlung und dem Prüfvorgang entsprechen. Die Liniencomputervorrichtung 20 bestimmt den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS für eine Korrektur des einflussreichen Produktionsanweisungswerts PO derart, dass bei einer Herstellung des Produkts W in der Produktionslinie 10 die Produktionsbedingung erfüllen ist, und gibt den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS an die Steuervorrichtung 14 (die Steuervorrichtungen 14a, 14b, 14c) aus.
Dementsprechend betreibt die Liniencomputervorrichtung 20 die Schleifmaschine 11, den Wärmebehandlungsofen 12 und die Prüfvorrichtung 13 ganzheitlich, indem der Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS an die Steuervorrichtung 14 (die Steuervorrichtungen 14a, 14b, 14c) derart ausgegeben wird, dass die Produktionsbedingungen erfüllt sind. Das heißt, die Steuervorrichtung 14 (die Steuervorrichtungen 14a, 14b, 14c) betreibt die Schleifmaschine 11, den Wärmebehandlungsofen 12 und die Prüfvorrichtung 13 autonom, indem der Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS von der Liniencomputervorrichtung 20 wiederholt beschafft wird. Infolgedessen arbeitet bei dem Produktionssystem der cyberphysikalischen Systemart mit der Schleifmaschine 11, dem Wärmebehandlungsofen 12, der Prüfvorrichtung 13, der Steuervorrichtung 14 (den Steuervorrichtungen 14a, 14b, 14c) und der Liniencomputervorrichtung 20 die Produktionslinie 10 autonom, während die Produktionsbedingungen erfüllt werden.
(Abwandlung des Ausführungsbeispiels)
Nachstehend sind Abwandlungen des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels beschrieben. Bei der Abwandlung gemäß 5 ist eine Einheitscomputervorrichtung 14 sowohl für die Schleifmaschine 11, den Wärmebehandlungsofen 12 als auch die Prüfvorrichtung 13 bereitgestellt. Dementsprechend bilden bei der Abwandlung die Schleifmaschine 11, der Wärmebehandlungsofen 12 und die Prüfvorrichtung 13 ein cyberphysikalisches System (nachstehend der Einfachheit halber als „CPS“ bezeichnet). In der nachstehenden Beschreibung ist der Fall beschrieben, dass eine Werkzeugmaschine in der Produktionslinie 10 ein CPS mit der Schleifmaschine 11, die ein Maschinenkörper ist, und der Einheitscomputervorrichtung 40 ist.
Die Einheitscomputervorrichtung 40, die in einer virtuellen Welt (einer Cyberwelt) bereitgestellt ist, umfasst eine CPU, ein ROM, ein RAM, eine Schnittstelle, eine Speichervorrichtung und dergleichen, und ist mit der Steuervorrichtung 14a der Schleifmaschine 11 in einer realen Welt mittels eines Netzwerkes verbunden. Hierbei ist die Einheitscomputervorrichtung 40 in einem sogenannten Cloud-Speicher bereitgestellt, mit dem die Steuervorrichtung 14a mittels eines Netzwerkes verbunden werden kann.
Die Einheitscomputervorrichtung 40 beschafft den Satz von Produktionsanweisungswerten PI von der Steuervorrichtung 14a, indem sie mit der Steuervorrichtung 14a synchronisiert ist, und erzeugt auf der Grundlage des beschafften Satzes von Produktionsanweisungswerten PI ein einem tatsächlichen Bearbeitungsphänomen entsprechendes virtuelles Bearbeitungsphänomen in der virtuellen Welt. Nachfolgend erzeugt die Einheitscomputervorrichtung 40 auf der Grundlage des beschafften Satzes von Produktionsanweisungswerten PI ein gegenwärtiges virtuelles Bearbeitungsphänomen, das ein virtuelles Bearbeitungsphänomen des gegenwärtigen Zeitpunktes ist, und erzeugt ein zukünftiges virtuelles Bearbeitungsphänomen, das ein virtuelles Bearbeitungsphänomen im den zukünftigen Zeitpunkt ist. Nachfolgend gibt die Einheitscomputervorrichtung 40 einen individuellen optimalen Anweisungswert PK zur Korrektur des Satzes von Produktionsanweisungswerten PI auf der Grundlage des zukünftigen virtuellen Bearbeitungsphänomens an die Steuervorrichtung 14a aus.
Hierbei entspricht das gegenwärtige virtuelle Bearbeitungsphänomen dem tatsächlichen Bearbeitungsphänomen der Schleifmaschine 11, die der Maschinenkörper ist, und dem Produkt W. Das zukünftige virtuelle Bearbeitungsphänomen ist ein Phänomen (ein Zustand), der in der Zukunft bei der Schleifmaschine 11, die der Maschinenkörper ist, und dem Produkt W durch Bearbeiten (Schleifen) auftreten wird.
Gemäß 6 umfasst die Einheitscomputervorrichtung 40 eine Synchronisationseinheit 41, eine Modellkonstruktionseinheit 42, eine Bearbeitungsphänomenberechnungseinheit 43, eine Differenzvergleichseinheit 44, eine Bestimmungseinheit 45, eine Bestimmungseinheit 46 für einen individuellen optimalen Anweisungswert (Optimalanweisungswertbestimmungseinheit) und eine Datenbank 47.
Die Synchronisationseinheit 41 ist dazu eingerichtet, den in einem vorherigen Takt (Zyklus) beschafften Satz von Produktionsanweisungswerten PI mit dem gegenwärtigen Satz von Produktionsanweisungswerten PI (insbesondere einem Parameter hinsichtlich des tatsächlichen Bearbeitungsphänomens) durch Beschaffen des Satzes von Produktionsanweisungswerten PI von der Steuervorrichtung 14a mit einem vorbestimmten Takt zu synchronisieren. Die Synchronisationseinheit 41 speichert den von der Steuereinheit 14a beschafften Satz von Produktionsanweisungswerten PI in der Datenbank 47, sodass er aktualisierbar ist.
Die Modellkonstruktionseinheit 42 ist dazu eingerichtet, ein Modell zu konstruieren, indem die Schleifmaschine 11 und das Produkt W, die in der realen Welt bereitgestellt sind, in einem Computer erzeugt werden. Im Einzelnen ist die Modellkonstruktionseinheit 42 dazu eingerichtet, ein Modell zu konstruieren, das eine der Schleifscheibe 111 der Schleifmaschine 11 entsprechende virtuelle Schleifscheibe, einen dem Schleifscheibentisch 112 entsprechenden virtuellen Schleifscheibentisch, einen dem Spindelstock 113 entsprechenden virtuellen Spindelstock und ein dem Produkt W entsprechendes virtuelles Produkt reproduziert.
Die Modellkonstruktionseinheit 42 ist dazu eingerichtet, das Modell derart zu konstruieren, dass die virtuelle Schleifscheibe, der virtuelle Schleifscheibentisch, der virtuelle Spindelstock und das virtuelle Produkt mit Zuständen der Schleifscheibe 111, des Schleifscheibentischs 112, des Spindelstocks 113 und des Produkts W übereinstimmen, das heißt, das gegenwärtige virtuelle Bearbeitungsphänomen stimmt mit dem tatsächlichen Bearbeitungsphänomen überein. Die Modellkonstruktionseinheit 42 kann ebenso beispielsweise ein Maschinenbetriebsmodell, das einen Maschinenbetrieb reproduziert, ein Steuerungsmodell eines statischen Drucks, das einen Verarbeitungszustand der Schleifmaschine 11 in einem statischen Druckzustand reproduziert, ein Messmodell zum Messen des Verarbeitungszustands der Schleifmaschine 11 oder dergleichen zusätzlich zu dem Modell konstruieren, das die Schleifmaschine 11 und das Produkt W reproduziert.
Die Bearbeitungsphänomenberechnungseinheit 43 ist dazu eingerichtet, das zukünftige virtuelle Bearbeitungsphänomen durch Durchführen einer Berechnung auf der Grundlage des Satzes von Produktionsanweisungswerten PI zu irgendeinem späteren Zeitpunkt als einem Synchronisationszeitpunkt zu erzeugen, zu dem die Synchronisationseinheit 41 eine Synchronisation durchführt. Die Bearbeitungsphänomenberechnungseinheit 43 ist dazu eingerichtet, das zukünftige virtuelle Bearbeitungsphänomen auf der Grundlage des gespeicherten Satzes von Produktionsanweisungswerten PI zu erzeugen, der der in der Datenbank 47 gespeicherte Satz von Produktionsanweisungswerten PI ist, sodass er aktualisierbar ist.
Die Bearbeitungsphänomenberechnungseinheit 43 betreibt das durch die Modellkonstruktionseinheit 42 reproduzierte Modell, um das gegenwärtige virtuelle Bearbeitungsphänomen auf der Grundlage des durch die Modellkonstruktionseinheit 42 reproduzierten Satzes von Produktionsanweisungswerten PI oder des gespeicherten Satzes von Produktionsanweisungswerten PI zu erzeugen, der in der Datenbank 47 gespeichert ist. Nachfolgend erzeugt die Bearbeitungsphänomenberechnungseinheit 43 das zukünftige virtuelle Bearbeitungsphänomen auf der Grundlage des erzeugten gegenwärtigen virtuellen Bearbeitungsphänomens.
Insbesondere ist die Bearbeitungsphänomenberechnungseinheit 43 dazu eingerichtet, eine Berechnung durchzuführen, die eine numerische Analyse, eine Simulation oder dergleichen ist, um das zukünftige virtuelle Bearbeitungsphänomen auf der Grundlage des Satzes von Produktionsanweisungswerten PI oder des gegenwärtigen virtuellen Bearbeitungsphänomens zu erzeugen. Dementsprechend kann die Bearbeitungsphänomenberechnungseinheit 43 das virtuelle zukünftige Bearbeitungsphänomen erzeugen, das das tatsächliche Bearbeitungsphänomen widerspiegelt, das sich jeden Moment in der Schleifmaschine 11 und dem Produkt W ändert. Nachfolgend gibt die Bearbeitungsphänomenberechnungseinheit 43 den virtuellen Satz von Produktionsanweisungswerten PI zur Erzeugung des zukünftigen virtuellen Bearbeitungsphänomens an die Datenbank 47 als dem gespeicherten Satz von Produktionsanweisungswerten PI aus. Dementsprechend aktualisiert und speichert die Datenbank 47 den virtuellen Satz von Produktionsanweisungswerten PI als den gespeicherten Satz von Produktionsanweisungswerten PI.
Die Differenzvergleichseinheit 44 ist dazu eingerichtet, eine Differenz zwischen dem von der Steuervorrichtung 14a beschafften Satz von Produktionsanweisungswerten PI und dem gespeicherten Satz von Produktionsanweisungswerten PI, der in der Datenbank 47 gespeichert ist, das heißt, dem virtuellen Satz von Produktionsanweisungswerten PI zu vergleichen. Die Differenzvergleichseinheit 44 ist dazu eingerichtet, eine Differenz zwischen dem tatsächlichen Bearbeitungsphänomen der Schleifmaschine 11 und dem gegenwärtigen virtuellen Bearbeitungsphänomen zu vergleichen. Falls als Ergebnis des durch die Differenzvergleichseinheit 44 durchgeführten Vergleichs die Differenz einen vorbestimmten Bezugswert nicht erfüllt, synchronisiert die Synchronisationseinheit 41 den gespeicherten Satz von Produktionsanweisungswerten PI mit dem von der Steuervorrichtung 14a beschafften Satz von Produktionsanweisungswerten PI.
Die Bestimmungseinheit 45 ist dazu eingerichtet zu bestimmen, ob das durch die Bearbeitungsphänomenberechnungseinheit 43 berechnete zukünftige virtuelle Bearbeitungsphänomen ein vorbestimmtes Bearbeitungsphänomen ist, das vorab eingestellt ist. Die Bestimmungseinheit 45 vergleicht als dem zukünftigen Bearbeitungsphänomen eine Abmessung des durch den Schleifprozess geschliffenen virtuellen Produkts (des Produkts W), ein Vorhandensein oder eine Abwesenheit von Schleifbrand oder einer Oberflächenrauigkeit des durch den Schleifvorgang geschliffenen virtuellen Produkts (des Produkts W) oder dergleichen mit dem vorbestimmten Bearbeitungsphänomen, das hierfür ein voreingestellter Bezug ist.
Die Bestimmungseinheit 46 für einen individuellen optimalen Anweisungswert ist dazu eingerichtet, den individuellen optimalen Anweisungswert PK zur Korrektur (Kalibrierung) des Satzes von Produktionsanweisungswerten PI auf der Grundlage des durch die Bearbeitungsphänomenberechnungseinheit 43 erzeugten zukünftigen virtuellen Bearbeitungsphänomens zu bestimmen, und den bestimmten individuellen optimalen Anweisungswert PK an die Steuervorrichtung 14a auszugeben. Im Einzelnen ist die Bestimmungseinheit 46 für einen individuellen optimalen Anweisungswert dazu eingerichtet, den individuellen optimalen Anweisungswert PK zu bestimmen, und den individuellen optimalen Anweisungswert PK an die Steuervorrichtung 14a in Übereinstimmung mit beispielsweise dem Schleifbrand des virtuellen Produkts (des Produkts W), einer Lebensdauer des virtuellen Schleifscheibentisches (des Schleifscheibentischs 112) und einem Lager des virtuellen Spindelstocks (des Spindelstocks 113) und einer anderen Anomalität auszugeben, falls die Bestimmungseinheit 45 bestimmt, dass das zukünftige virtuelle Bearbeitungsphänomen sich von dem vorbestimmten Bearbeitungsphänomen unterscheidet.
In diesem Fall ist der individuelle optimale Anweisungswert PK derart bestimmt, dass beispielsweise die Anzahl von Umdrehungen der virtuellen Schleifscheibe (der Schleifscheibe 111) vergrößert ist oder eine Drehzahl des virtuellen Produkts (des Produkts W) verringert ist. Nachfolgend gibt die Bestimmungseinheit 46 für einen individuellen optimalen Anweisungswert den bestimmten individuellen optimalen Anweisungswert PK an die Steuereinheit 14a aus. Dementsprechend vergrößert die Steuereinheit 14a die Anzahl von Umdrehungen der virtuellen Schleifscheibe (der Schleifscheibe 111) oder verringert die Drehzahl des virtuellen Produkts (des Produkts W) gemäß dem individuellen optimalen Anweisungswert PK, um den Schleifbrand oder dergleichen in dem tatsächlichen Bearbeitungsphänomen zu verhindern. Nachfolgend gibt die Steuervorrichtung 14a den individuellen optimalen Anweisungswert PK an die Einheitscomputervorrichtung 40 als einen neuen Produktionsanweisungswert aus, sodass die Einheitscomputervorrichtung 40 einen neuen Satz von Produktionsanweisungswerten PI mit dem individuellen optimalen Anweisungswert PK eingibt, und den neuen Satz von Produktionsanweisungswerten PI mit der Schleifmaschine 11 in der realen Welt synchronisiert.
Falls hierbei beispielsweise der individuelle optimale Anweisungswert PK die Qualität des geschliffenen Produkts W betrifft, gibt die Bestimmungseinheit 46 für einen individuellen optimalen Anweisungswert den individuellen optimalen Anweisungswert PK aus, falls das Produkt W das nächste Mal zu schleifen ist. Falls andererseits beispielsweise die Schleifmaschine 11 eine mechanische Anomalität aufweist und die Anomalität ernst ist, gibt die Bestimmungseinheit 46 für einen individuellen optimalen Anweisungswert unmittelbar den individuellen optimalen Anweisungswert PK aus und schaltet den Betrieb der Schleifmaschine 11 ab, oder die Bestimmungseinheit 46 für einen individuellen optimalen Anweisungswert gibt bei nur geringer Anomalität den individuellen optimalen Anweisungswert PK aus, wenn das Produkt W das nächste Mal zu schleifen ist.
Nachstehend ist der Betrieb des CPS mit der Schleifmaschine 11, die der Maschinenkörper ist, und der Steuervorrichtung 14a, die in der realen Welt bereitgestellt sind, und der in der virtuellen Welt bereitgestellten Einheitscomputervorrichtung 14 unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. In der CPS gibt ein Benutzer zunächst als Bearbeitungsbedingungen eine Schneidmenge für jeden Schritt, die Anzahl von Umdrehungen für die Schleifscheibe 111, einen Umschaltzeitpunkt für den Schleifschritt, die Drehzahl des Spindelstocks 113 (des Produkts W) und Informationen des Produkts W beispielsweise an die Steuervorrichtung 14a ein. Dementsprechend erzeugt die Steuervorrichtung 14a den Satz von Produktionsanweisungswerten PI (ein NC-Programm) und gibt den Satz von Produktionsanweisungswerten PI an die Einheitscomputervorrichtung 40 mittels des Netzwerkes aus. Der Satz von Produktionsanweisungswerten PI kann verschiedene Arten von Daten umfassen, die sich auf Spezifikationen der Schleifmaschine 11, im Einzelnen, Durchmesserdaten der Schleifscheibe 111, Koordinatendaten des Schleifscheibentisches 112 und des Spindelstocks 113 in einer X-Achsenrichtung und einer Y-Achsenrichtung, Formdaten des Produkts W und dergleichen beziehen.
Die Einheitscomputervorrichtung beschafft den Satz von Produktionsanweisungswerten PI von der Steuervorrichtung 14a, indem sie mit der Steuervorrichtung 14a synchronisiert ist, und speichert den beschafften Satz von Produktionsanweisungswerten PI in der Datenbank 47 als den gespeicherten Satz von Produktionsanweisungswerten PI. In diesem Fall kann die Einheitscomputervorrichtung 40 den beschafften Satz von Produktionsanweisungswerten PI an die Modellkonstruktionseinheit 42 und die Bearbeitungsphänomenberechnungseinheit 43 ausgeben, ohne den beschafften Satz von Produktionsanweisungswerten PI in der Datenbank 47 zu speichern.
Die Modellkonstruktionseinheit 42 erzeugt die virtuelle Schleifscheibe, den virtuellen Schleifscheibentisch, den virtuellen Spindelstock und das virtuelle Produkt in einem Computer (einem Cyberraum) auf der Grundlage des gespeicherten Satzes von Produktionsanweisungswerten PI, der in der Datenbank 47 gespeichert ist, oder des von der Steuervorrichtung 14a beschafften Satzes von Produktionsanweisungswerten PI, im Einzelnen, die verschiedenen Arten von Daten hinsichtlich der Spezifikationen der Schleifmaschine 11. Dementsprechend wird das Modell mit denselben Spezifikationen wie die Schleifmaschine 11 erzeugt.
Nachfolgend startet die Einheitscomputervorrichtung 40 den Schleifvorgang virtuell synchron mit der Steuervorrichtung 14a, die die Schleifmaschine 11 zum Starten des Schleifvorgangs steuert. Im Einzelnen betreibt in der Schleifmaschine 11 in der realen Welt die Steuervorrichtung 14a die Schleifscheibe 111, den Schleifscheibentisch 112 und den Spindelstock 113, um das Produkt W auf der Grundlage des Satzes von Produktionsanweisungswerten PI zu schleifen.
Auf der anderen Seite erzeugt in der Einheitscomputervorrichtung 40 die Bearbeitungsphänomenberechnungseinheit 43 das gegenwärtige virtuelle Bearbeitungsphänomen, das dem durch die Schleifmaschine 11 durchgeführten tatsächlichen Bearbeitungsphänomen entspricht, auf der Grundlage des von der Steuervorrichtung 14a beschafften Satzes von Produktionsanweisungswerten PI oder des gespeicherten Satzes von Produktionsanweisungswerten PI, der in der Datenbank 47 gespeichert ist. Hierbei ist das erzeugte gegenwärtige Bearbeitungsphänomen mit dem tatsächlichen Bearbeitungsphänomen synchron erzeugt.
Nachfolgend erzeugt die Bearbeitungsphänomenberechnungseinheit 43 das zukünftige virtuelle Bearbeitungsphänomen auf der Grundlage des gegenwärtigen virtuellen Bearbeitungsphänomens. In diesem Fall kann die Bearbeitungsphänomenberechnungseinheit 43 eine Erzeugung des gegenwärtigen virtuellen Bearbeitungsphänomens weglassen, und kann das zukünftige virtuelle Bearbeitungsphänomen auf der Grundlage des von der Steuervorrichtung 14a beschafften Satzes von Produktionsanweisungswerten PI oder des gespeicherten Satzes von Produktionsanweisungswerten PI erzeugen, der in der Datenbank 47 gespeichert ist.
Die Bearbeitungsphänomenberechnungseinheit 43 erzeugt das zukünftige virtuelle Bearbeitungsphänomen durch Ausführen einer Simulation des Schleifvorgangs in einem Zustand, in dem das durch die Modellkonstruktionseinheit 42 konstruierte Modell in dem Computer betrieben wird, oder durch eine Durchführung einer numerischen Berechnung unter Verwendung des Satzes von Produktionsanweisungswerten PI. Beispielsweise simuliert oder berechnet numerisch die Bearbeitungsphänomenberechnungseinheit 43 ein Vorhandensein oder eine Abwesenheit eines Schleifbrandes, das das zukünftige virtuelle Bearbeitungsphänomen ist, durch eine Berechnung einer Einbrenntiefe des virtuellen Produkts (das heißt, des durch die Schleifmaschine 11 geschliffen Produkts W, die synchron arbeitet).
Obgleich die Bearbeitungsphänomenberechnungseinheit 43 die Simulation ausführt, setzt die Schleifmaschine 11 in der realen Welt das Schleifen des Produkts W fort. Daher beschafft die Synchronisationseinheit 41 der Einheitscomputervorrichtung 40 den Satz von Produktionsanweisungswerten PI von der Steuervorrichtung 14 mit einem vorbestimmten Takt. Falls wahlweise die Datenbank 47 den gespeicherten Satz von Produktionsanweisungswerten PI speichert, vergleicht die Differenzvergleichseinheit 44 die Differenz zwischen dem von der Steuervorrichtung 14a beschafften Satz von Produktionsanweisungswerten PI, das heißt, dem tatsächlichen Bearbeitungsphänomen, und dem gespeicherten Satz von Produktionsanweisungswerten PI, das heißt, dem gegenwärtigen virtuellen Bearbeitungsphänomen. Falls die Differenz einen vorbestimmten ersten Bezugswert nicht erfüllt, aktualisiert die Synchronisationseinheit 41 den gespeicherten Satz von Produktionsanweisungswerten PI, der in der Datenbank 47 gespeichert ist, auf den von der Steuervorrichtung 14a beschafften Satz von Produktionsanweisungswerten PI.
Dementsprechend erzeugt die Modellkonstruktionseinheit 42 wiederholt das mit der Schleifmaschine 11 synchronisierte Modell, und die Bearbeitungsphänomenberechnungseinheit 43 berechnet und erzeugt das zukünftige virtuelle Bearbeitungsphänomen auf der Grundlage des mit dem tatsächlichen Bearbeitungsphänomen synchronisierten gegenwärtigen virtuellen Bearbeitungsphänomens oder des synchronisierten Satzes von Produktionsanweisungswerten PI.
Falls die Differenz zwischen dem von der Steuervorrichtung 14a beschafften Satz von Produktionsanweisungswerten PI, das heißt, dem tatsächlichen Bearbeitungsphänomen und dem gespeicherten Satz von Produktionsanweisungswerten PI, das heißt, dem gegenwärtigen virtuellen Bearbeitungsphänomen, einen vorbestimmten zweiten Betriebswert nicht erfüllt, der größer als der vorbestimmte erste Bezugswert ist, gibt die Differenzvergleichseinheit 44 den Satz von Produktionsanweisungswerten PI einschließlich der Differenz an die Liniencomputervorrichtung 20 aus. In diesem Fall kann beispielsweise die Schleifmaschine 11 das tatsächliche Bearbeitungsphänomen mit dem gegenwärtigen virtuellen Bearbeitungsphänomen alleine nicht synchronisieren, und es ist notwendig, die Differenz mit der gesamten Produktionslinie 10 zu korrigieren.
Falls daher die Differenz zwischen dem tatsächlichen Bearbeitungsphänomen und dem gegenwärtigen virtuellen Bearbeitungsphänomen den vorbestimmten zweiten Bezugswert nicht erfüllt, gibt die Differenzvergleichseinheit 44 den Satz von Produktionsanweisungswerten PI mit der Differenz an die Liniencomputervorrichtung 20 aus. Dementsprechend gibt beispielsweise die Liniencomputervorrichtung 20 den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS an die Steuervorrichtung 14 (die Steuervorrichtung 14b) des vorgelagerten Wärmebehandlungsofens 12 aus, oder gibt den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten PS an die Steuervorrichtung 14 (die Steuervorrichtung 14c) der nachgelagerten Prüfvorrichtung 13 aus.
In der Einheitscomputervorrichtung 14 bestimmt die Bestimmungseinheit 45, ob das zukünftige virtuelle Bearbeitungsphänomen ein vorbestimmtes Bearbeitungsphänomen (beispielsweise ein Bearbeitungsphänomen, bei dem ein Schleifbrand nicht auftritt) ist. Falls die Bearbeitungseinheit 45 vorhersagt, dass das zukünftige virtuelle Bearbeitungsphänomen nicht das vorbestimmte Bearbeitungsphänomen ist, das heißt, falls die Bearbeitungseinheit 45 vorhersagt, dass der Schleifbrand in dem zukünftigen virtuellen Bearbeitungsphänomen auftreten wird, bestimmt die Bestimmungseinheit 46 für einen individuellen optimalen Anweisungswert den individuellen Anweisungswert PK, um zu verhindern, dass der vorhergesagte Schleifbrand auftritt.
Nachfolgend gibt die Bestimmungseinheit 46 für einen individuellen optimalen Anweisungswert den bestimmten individuellen optimalen Anweisungswert PK an die Steuervorrichtung 14a mittels des Netzwerkes aus. Die Steuervorrichtung 14a beschafft den individuellen Anweisungswert PK von der Bestimmungseinheit 46 für einen individuellen optimalen Anweisungswert der Einheitscomputervorrichtung 40. Nachfolgend korrigiert die Steuervorrichtung 14a den Satz von Produktionsanweisungswerten PI unter Verwendung des individuellen optimalen Anweisungswerts PK, um die Schleifmaschine 11 zu steuern.
Hierbei kann die Bearbeitungsphänomenberechnungseinheit 43 der Einheitscomputervorrichtung 40 durch die Simulation oder die numerische Berechnung als das zukünftige virtuelle Bearbeitungsphänomen ein Bearbeitungsphänomen erzeugen (vorhersagen), bei dem beispielsweise Rattern auftritt oder die Oberflächenrauigkeit in dem Schleifprozess verschlechtert ist. Falls ein Bearbeitungsphänomen, bei dem das Rattern nicht auftritt oder die Oberflächenrauigkeit nicht verschlechtert ist, als ein vorbestimmtes Bearbeitungsphänomen eingestellt ist, kann die Bearbeitungseinheit 45 bestimmen, ob das zukünftige virtuelle Bearbeitungsphänomen das vorbestimmte Bearbeitungsphänomen ist.
Falls die Bestimmungseinheit 45 vorhersagt, dass das zukünftige virtuelle Bearbeitungsphänomen nicht das vorbestimmte Bearbeitungsphänomen ist, das heißt, falls die Bestimmungseinheit 45 vorhersagt, dass das Rattern auftreten wird oder die Oberflächenrauigkeit bei dem zukünftigen virtuellen Bearbeitungsphänomen verschlechtert sein wird, bestimmt die Bestimmungseinheit 46 für einen individuellen optimalen Anweisungswert den individuellen optimalen Anweisungswert PK, um zu verhindern, dass das Rattern auftritt, und zu verhindern, dass die Oberflächenrauigkeit sich verschlechtert.
In diesem Fall bestimmt die Bestimmungseinheit für den individuellen optimalen Anweisungswert beispielsweise den individuellen optimalen Anweisungswert PK für eine Korrektur der Abriebzustände von Schleifkörnern der virtuellen Schleifscheibe (der Schleifscheibe 111) oder der Anzahl von Umdrehungen des virtuellen Schleifscheibentisches (des Schleifscheibentisches 112) und des virtuellen Spindelstocks (des Spindelstocks 113), und gibt den individuellen optimalen Anweisungswert PK an die Steuervorrichtung 14a aus. Falls die Bestimmungseinheit 45 vorhersagt, dass das Rattern auftreten wird oder die Oberflächenrauigkeit verschlechtert sein wird, kann dies eine mechanische Anomalität sein. Daher kann die Bestimmungseinheit 46 für einen individuellen optimalen Anweisungswert beispielsweise den individuellen optimalen Anweisungswert PK zum Abschalten des Betriebs der Schleifmaschine 11 ausgeben. Falls ein Ablaufen einer Lebensdauer des Lagers vorhergesagt ist, das eine mechanische Anomalität ist, kann die Bestimmungseinheit 46 für einen individuellen optimalen Anweisungswert beispielsweise Wartungsinformationen zum Anfordern eines Herstellers der Schleifmaschine 11, das Lager zu überprüfen oder zu ersetzen, an eine externe Terminalvorrichtung des Herstellers ausgeben, die mittels des Netzwerkes verbunden ist.
Gemäß der CPPS bei der Abwandlung erzeugt die Einheitscomputervorrichtung 40 das zukünftige virtuelle Bearbeitungsphänomen auf der Grundlage des Satzes von Produktionsanweisungswerten PI, der dadurch beschafft ist, dass sie mit der Steuervorrichtung 14 (der Steuervorrichtung 14a) der Werkzeugmaschine 11 synchronisiert ist, die in der realen Welt bereitgestellt ist. Dementsprechend erzeugt die Einheitscomputervorrichtung 40 und sagt das zukünftige virtuelle Bearbeitungsphänomen genauer vorher, das das tatsächliche Bearbeitungsphänomen in der Schleifmaschine 11 und dem Produkt W widerspiegelt, die in der realen Welt bereitgestellt sind. Nachfolgend gibt die Einheitscomputervorrichtung 40 den individuellen optimalen Anweisungswert PK zum Korrigieren des Satzes von Produktionsanweisungswerten PI auf der Grundlage des erzeugten zukünftigen virtuellen Bearbeitungsphänomens an die Steuervorrichtung 14 (die Steuervorrichtung 14a) der Schleifmaschine 11 aus.
Dementsprechend wird der Satz von Produktionsanweisungswerten PI auf der Grundlage des genau erzeugten (vorhergesagten) zukünftigen virtuellen Bearbeitungsphänomens korrigiert. Daher beschafft die Steuervorrichtung 14 (die Steuervorrichtung 14a) den individuellen optimalen Anweisungswert PK wiederholt, der von der Einheitscomputervorrichtung 40 als der neue Produktionsanweisungswert ausgegeben wird, und steuert die Schleifmaschine 11 derart, dass sich die Bearbeitungsgenauigkeit für das Produkt W signifikant verbessert und die Schleifmaschine 11 mit dem autonom korrigierten Satz von Produktionsanweisungswerten PI arbeitet.
Eine Umsetzung der vorliegenden Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel und die vorstehend beschriebene Abwandlung begrenzt, und verschiedene Abwandlungen können erzielt werden, ohne von der Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Beispielsweise ist bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel und der vorstehend beschriebenen Abwandlung der Maschinenkörper die Schleifmaschine 11. Jedoch ist der Maschinenkörper nicht auf die Schleifmaschine 11 begrenzt, und es ist unnötig, zu sagen, dass andere Werkzeugmaschinen verwendet werden können, die eine Schneidemaschine, eine Drehbank und dergleichen sind.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel und der vorstehend beschriebenen Abwandlung umfasst die Liniencomputervorrichtung 20 die Ausgabeeinheit 24. Jedoch ist es ebenso möglich, die Ausgabeeinheit 24 wegzulassen.
Ein Produktionssystem einer cyberphysikalischen Systemart umfasst eine Produktionslinie und eine Liniencomputervorrichtung, die in einer virtuellen Welt einen virtuellen Produktionszustand erzeugt, der einem tatsächlichen Produktionszustand in der Produktionslinie entspricht. Die Produktionslinie umfasst eine Schleifmaschine, einen Wärmebehandlungsofen, eine Prüfvorrichtung und eine Steuervorrichtung. Der Liniencomputer beschafft einen Satz von Produktionsanweisungswerten, indem er mit der Steuervorrichtung synchronisiert ist, und erzeugt den virtuellen Produktionszustand durch eine Erzeugung eines Schleifprozesses, einer virtuellen Wärmebehandlung und einem virtuellen Prüfvorgang in der virtuellen Welt. Die Liniencomputervorrichtung gibt einen Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten an die Steuervorrichtung aus, sodass eine Produktionsbedingung der Produktionslinie erfüllt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2018153907 A [0002]

Claims

Produktionssystem einer cyberphysikalischen Systemart, mit: einer in einer realen Welt installierte Produktionslinie, die dazu eingerichtet ist, ein Produkt unter Verwendung von zumindest einer Werkzeugmaschine herzustellen; und einer Liniencomputervorrichtung, die dazu eingerichtet ist, einen virtuellen Produktionszustand in einer virtuellen Welt zu erzeugen, wobei der virtuelle Produktionszustand einem tatsächlichen Produktionszustand einer Herstellung des Produkts in der Produktionslinie entspricht, wobei die Produktionslinie umfasst: die Werkzeugmaschine; ein angrenzendes Bearbeitungsgerät, das der Werkzeugmaschine vorgelagert oder nachgelagert bereitgestellt ist; und eine Steuervorrichtung, die dazu eingerichtet ist, sowohl die Werkzeugmaschine als auch das angrenzende Bearbeitungsgerät auf der Grundlage eines Satzes von Produktionsanweisungswerten zu steuern, wobei die Liniencomputervorrichtung kommunikativ mit der Steuervorrichtung verbunden ist, wobei die Liniencomputervorrichtung dazu eingerichtet ist, den Satz von Produktionsanweisungswerten zu beschaffen, indem sie mit der Steuervorrichtung synchronisiert ist, auf der Grundlage des Satzes von Produktionsanweisungswerten den virtuellen Produktionszustand durch Erzeugen eines virtuellen Bearbeitungsvorgangs und eines virtuellen angrenzenden Vorgangs in der virtuellen Welt zu erzeugen, die jeweils einem durch die Werkzeugmaschine durchgeführten tatsächlichen Bearbeitungsvorgang und einem durch das angrenzende Bearbeitungsgerät durchgeführten tatsächlichen angrenzenden Vorgang entsprechen, und einen Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten für eine Korrektur von zumindest einer einflussreichen Produktionsanweisung des Satzes von Produktionsanweisungswerten an die Steuervorrichtung derart auszugeben, dass eine Produktionsbedingung der Produktionslinie erfüllt ist.
Produktionssystem einer cyberphysikalischen Systemart nach Anspruch 1, wobei der einflussreiche Produktionsanweisungswert ein Produktionsanweisungswert ist, mit dem der tatsächliche Bearbeitungsvorgang und der tatsächliche angrenzende Vorgang einander beeinflussen.
Produktionssystem der cyberphysikalischen Systemart nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Liniencomputervorrichtung dazu eingerichtet ist, zumindest einen des Satzes von Produktionsanweisungswerten und den virtuellen Produktionszustand anzeigende Zustandsinformationen an eine externe Terminalvorrichtung auszugeben, die mit der Liniencomputervorrichtung mittels eines Netzwerkes verbunden ist und an einem Ort betrieben wird, der sich von dem unterscheidet, an dem die Produktionslinie installiert ist.
Produktionssystem der cyberphysikalischen Systemart nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Produktionsbedingung eine Betriebsbedingung umfasst, mit der die Produktionslinie derart arbeitet, dass Gesamtproduktionskosten, die eine Summe von in dem tatsächlichen Bearbeitungsvorgang und dem tatsächlichen angrenzenden Vorgang erzeugten Produktionskosten ist, voreingestellte Bezugs-Gesamtproduktionskosten erfüllen, und wobei die Liniencomputervorrichtung dazu eingerichtet ist, den virtuellen Bearbeitungsvorgang und den virtuellen angrenzenden Vorgang zu erzeugen, um den einflussreichen Produktionsanweisungswert hinsichtlich der Gesamtproduktionskosten unter dem Satz von Produktionsanweisungswerten zu identifizieren und den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten derart zu bestimmen, dass die Gesamtproduktionskosten die voreingestellten Bezugs-Gesamtproduktionskosten erfüllen.
Produktionssystem der cyberphysikalischen Systemart nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Produktionsbedingung eine Betriebsbedingung umfasst, mit der die Produktionslinie derart arbeitet, dass eine Gesamtelektrizitätsmenge, die eine Summe von in dem tatsächlichen Bearbeitungsvorgang und dem tatsächlichen angrenzenden Vorgang verbrauchten Elektrizitätsmengen ist, eine voreingestellte Bezugs-Gesamtelektrizitätsmenge erfüllt, und wobei die Liniencomputervorrichtung dazu eingerichtet ist, den virtuellen Bearbeitungsvorgang und den virtuellen angrenzenden Vorgang zu erzeugen, um den einflussreichen Produktionsanweisungswert hinsichtlich der Gesamtelektrizitätsmenge unter dem Satz von Produktionsanweisungswerten zu identifizieren und den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten derart zu bestimmen, dass die Gesamtelektrizitätsmenge die voreingestellte Bezugs-Gesamtelektrizitätsmenge erfüllt.
Produktionssystem der cyberphysikalischen Systemart nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Produktionsbedingung eine Betriebsbedingung umfasst, mit der die Produktionslinie derart arbeitet, dass eine Gesamtabschaltzeitmenge, die eine Summe von Abschaltzeitmengen für eine Wartung sowohl des tatsächlichen Bearbeitungsvorgangs als auch des tatsächlichen angrenzenden Vorgangs ist, eine voreingestellte Bezugs-Gesamtabschaltzeitmenge erfüllt, und wobei die Liniencomputervorrichtung dazu eingerichtet ist, den virtuellen Bearbeitungsvorgang und den virtuellen angrenzenden Vorgang zu erzeugen, um den einflussreichen Produktionsanweisungswert hinsichtlich der Gesamtabschaltzeitmenge unter dem Satz von Produktionsanweisungswerten zu identifizieren und den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten derart zu bestimmen, dass die Gesamtabschaltzeitmenge die voreingestellte Bezugs-Gesamtabschaltzeit erfüllt.
Produktionssystem der cyberphysikalischen Systemart nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Produktionsbedingung eine Qualitätsbedingung umfasst, mit der die Qualität des durch den tatsächlichen Bearbeitungsvorgang und den tatsächlichen angrenzenden Vorgang produzierten Produkts eine voreingestellte Bezugsqualität erfüllt, und wobei die Liniencomputervorrichtung dazu eingerichtet ist, den virtuellen Bearbeitungsvorgang und den virtuellen angrenzenden Vorgang zu erzeugen, um den einflussreichen Produktionsanweisungswert hinsichtlich der Qualität des Produkts unter dem Satz von Produktionsanweisungswerten zu identifizieren, und den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten derart zu bestimmen, dass die Qualität des Produkts die voreingestellte Bezugsqualität erfüllt.
Produktionssystem der cyberphysikalischen Systemart nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Liniencomputervorrichtung dazu eingerichtet ist, Sätze von optimalen Produktionsanweisungswerten zu bestimmen, die jeweilige Produktionsbedingungen erfüllen, und an die Steuervorrichtung den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten auszugeben, die der Produktionsbedingung entsprechen, die von den Produktionsbedingungen ausgewählt ist, die für eine Bestimmung der Sätze von optimalen Produktionsanweisungswerten verwendet sind.
Produktionssystem der cyberphysikalischen Systemart nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Liniencomputervorrichtung umfasst: eine Beschaffungseinheit, die dazu eingerichtet ist, den Satz von Produktionsanweisungswerten von der Steuervorrichtung zu beschaffen, indem sie mit der Steuervorrichtung mit einem vorbestimmten Takt synchronisiert ist; eine Erzeugungseinheit, die dazu eingerichtet ist, den virtuellen Produktionszustand durch Erzeugung des virtuellen Bearbeitungsvorgangs und des virtuellen angrenzenden Vorgangs auf der Grundlage des durch die Beschaffungseinheit beschafften Satzes von Produktionsanweisungswerten zu erzeugen; und eine Bestimmungseinheit, die dazu eingerichtet ist, den Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten derart zu bestimmen, dass die Produktionsbedingung erfüllt ist, und den bestimmten Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten an die Steuervorrichtung auszugeben.
Produktionssystem der cyberphysikalischen Systemart nach Anspruch 9, wobei die Bestimmungseinheit dazu eingerichtet ist, den virtuellen Produktionszustand mit einem vorab entsprechend der Produktionsbedingung eingestellten Bezug zu vergleichen und einen Produktionsanweisungswert unter dem Satz von Produktionsanweisungswerten als die einflussreiche Produktionsanweisung zu identifizieren, der sich von dem Bezug unterscheidet.
Produktionssystem der cyberphysikalischen Systemart nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Liniencomputervorrichtung ferner eine Ausgabeeinheit umfasst, die dazu eingerichtet ist, zumindest einen des Satzes von Produktionsanweisungswerten und den virtuellen Produktionszustand anzuzeigende Zustandsinformationen an eine externe Terminalvorrichtung auszugeben, die mit der Liniencomputervorrichtung mittels eines Netzwerkes verbunden ist.
Produktionssystem der cyberphysikalischen Systemart nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Bestimmungseinheit dazu eingerichtet ist, Sätze von optimalen Produktionsanweisungswerten zu bestimmen, die jeweilige Produktionsbedingungen erfüllen, und den der Produktionsbedingung entsprechenden Satz von optimalen Produktionsanweisungswerten an die Steuervorrichtung auszugeben, der aus den für eine Bestimmung der Sätze von optimalen Produktionsanweisungswerten verwendeten Produktionsbedingungen ausgewählt ist.
Produktionssystem der cyberphysikalischen Systemart nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei zumindest die Werkzeugmaschine von der Werkzeugmaschine und dem angrenzenden Bearbeitungsgerät in der Produktionslinie umfasst: einen Maschinenkörper, der zur Bearbeitung des Produkts eingerichtet ist und durch die Steuervorrichtung auf der Grundlage des Satzes von Produktionsanweisungswerten gesteuert wird; und eine Einheitscomputervorrichtung, die dazu eingerichtet ist, ein virtuelles Bearbeitungsphänomen in der virtuellen Welt zu erzeugen, das einem tatsächlichen Bearbeitungsphänomen des Produkts und des Maschinenkörpers entspricht, wobei die Einheitscomputervorrichtung kommunikativ mit der Steuervorrichtung verbunden ist, wobei die Einheitscomputervorrichtung dazu eingerichtet ist, den Satz von Produktionsanweisungswerten zu beschaffen, indem sie mit der Steuervorrichtung synchronisiert ist, um ein zukünftiges virtuelles Bearbeitungsphänomen zu erzeugen, das das virtuelle Bearbeitungsphänomen eines zukünftigen Zeitpunktes auf der Grundlage des beschafften Satzes von Produktionsanweisungswerten ist, und einen individuellen optimalen Anweisungswert für eine Korrektur des Satzes von Produktionsanweisungswerten auf der Grundlage des zukünftigen virtuellen Bearbeitungsphänomens an die Steuervorrichtung auszugeben.
Produktionssystem der cyberphysikalischen Systemart nach Anspruch 13, wobei die Einheitscomputervorrichtung dazu eingerichtet ist, auf der Grundlage des beschafften Satzes von Produktionsanweisungswerten ein gegenwärtiges virtuelles Bearbeitungsphänomen zu erzeugen, das das virtuelle Bearbeitungsphänomen des gegenwärtigen Zeitpunktes ist, und das zukünftige virtuelle Bearbeitungsphänomen auf der Grundlage des gegenwärtigen virtuellen Bearbeitungsphänomens zu erzeugen.
Produktionssystem der cyberphysikalischen Systemart nach Anspruch 14, wobei die Einheitscomputervorrichtung umfasst: eine Synchronisationseinheit, die dazu eingerichtet ist, eine Synchronisation durch Beschaffen des Satzes der Produktionsanweisungswerte mit einem vorbestimmten Takt durchzuführen; eine Bearbeitungsphänomenberechnungseinheit, die dazu eingerichtet ist, durch Durchführen einer Berechnung auf der Grundlage des Satzes von Produktionsanweisungswerten das zukünftige virtuelle Bearbeitungsphänomen irgendeines Zeitpunktes zu berechnen, der später als ein Synchronisationszeitpunkt ist, zu dem die Synchronisationseinheit eine Synchronisation durchführt; und eine Bestimmungseinheit für einen individuellen optimalen Anweisungswert, die dazu eingerichtet ist, den individuellen optimalen Anweisungswert auf der Grundlage des durch die Bearbeitungsphänomenberechnungseinheit erzeugten zukünftigen virtuellen Bearbeitungsphänomens zu bestimmen und den bestimmten individuellen optimalen Anweisungswert an die Steuervorrichtung auszugeben, und wobei die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, den von der Bestimmungseinheit für einen individuellen optimalen Anweisungswert ausgegebenen individuellen optimalen Anweisungswert zu beschaffen und den Maschinenkörper unter Verwendung des beschafften individuellen optimalen Anweisungswerts zu steuern.
Produktionssystem der cyberphysikalischen Systemart nach Anspruch 15, wobei die Bearbeitungsphänomenberechnungseinheit dazu eingerichtet ist, das gegenwärtige virtuelle Bearbeitungsphänomen zu dem Synchronisationszeitpunkt zu erzeugen, und das zukünftige virtuelle Bearbeitungsphänomen durch Durchführen einer Berechnung auf der Grundlage des gegenwärtigen virtuellen Bearbeitungsphänomens zu erzeugen.
Produktionssystem der cyberphysikalischen Systemart nach Anspruch 16, wobei die Einheitscomputervorrichtung ferner eine Differenzvergleichseinheit umfasst, die dazu eingerichtet ist, eine Differenz zwischen dem tatsächlichen Bearbeitungsphänomen des Maschinenkörpers und dem gegenwärtigen virtuellen Bearbeitungsphänomen zu vergleichen, und wobei die Synchronisationseinheit dazu eingerichtet ist, den Satz von Produktionsanweisungswerten zu synchronisieren, falls die Differenz einen vorbestimmten ersten Bezugswert bei einem durch die Differenzvergleichseinheit durchgeführten Vergleich nicht erfüllt.
Produktionssystem der cyberphysikalischen Systemart nach Anspruch 17, wobei die Einheitscomputervorrichtung dazu eingerichtet ist, den Satz von Produktionsanweisungswerten mit der Differenz an die Liniencomputervorrichtung auszugeben, falls die Differenz in einem durch die Differenzvergleichseinheit durchgeführten Vergleich einen vorbestimmten zweiten Bezugswert nicht erfüllt.
Produktionssystem der cyberphysikalischen Systemart nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei die Einheitscomputervorrichtung ferner eine Bestimmungseinheit umfasst, die zur Bestimmung eingerichtet ist, ob das durch die Bearbeitungsphänomenberechnungseinheit berechnete zukünftige virtuelle Bearbeitungsphänomen mit einem vorbestimmten Bearbeitungsphänomen übereinstimmt, und wobei die Bestimmungseinheit für einen individuellen optimalen Anweisungswert dazu eingerichtet ist, den individuellen optimalen Anweisungswert zu bestimmen, und den individuellen optimalen Anweisungswert an die Steuervorrichtung auszugeben, falls die Bestimmungseinheit bestimmt, dass das zukünftige virtuelle Bearbeitungsphänomen sich von dem vorbestimmten Bearbeitungsphänomen unterscheidet.
Produktionssystem der cyberphysikalischen Systemart nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die Werkzeugmaschine eine Schleifmaschine mit einer Schleifscheibe, einem Schleifscheibentisch, der dazu eingerichtet ist, die Schleifscheibe um eine Achse drehbar zu unterstützen, und einem Spindelstock ist, der dazu eingerichtet ist, das Produkt um eine Achse drehbar anzutreiben, und wobei das Produktionssystem der cyberphysikalischen Systemart dazu eingerichtet ist, eine der Schleifscheibe entsprechende virtuelle Schleifscheibe, einen dem Schleifscheibentisch entsprechenden virtuellen Schleifscheibentisch, einen dem Spindelstock entsprechenden virtuellen Spindelstock und ein dem Produkt entsprechendes virtuelles Produkt in der virtuellen Welt zu erzeugen.
Produktionssystem der cyberphysikalischen Systemart nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei die Liniencomputervorrichtung in einem Cloud-Speicher bereitgestellt ist, der mittels eines Netzwerkes mit der in der realen Welt bereitgestellten Steuervorrichtung verbunden ist.
Produktionssystem der cyberphysikalischen Systemart nach einem der Ansprüche 13 bis 19, wobei die Einheitscomputervorrichtung in einem Cloud-Speicher bereitgestellt ist, der mittels eines Netzwerkes mit der in der realen Welt bereitgestellten Steuervorrichtung verbunden ist.