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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Optimierung von mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozessen innerhalb einer metallurgischen Prozesskette, insbesondere von Herstellungsprozessen der Primärmetallurgie über die Sekundärmetallurgie bis hin zu Fertigungsverfahren. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Optimierung von mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozessen innerhalb einer metallurgischen Prozesskette, insbesondere von Herstellungsprozessen der Primärmetallurgie über die Sekundärmetallurgie bis hin zu Fertigungsverfahren und Computerprogramme zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere mittels eines erfindungsgemäßen Systems.
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Eine metallurgische Prozesskette umfasst mehrere voneinander abhängige Herstellungsprozesse. In einem oder mehreren Prozessen wird aus einem Rohstoff wie Erz, Schrott und dergleichen ein Halbzeug wie Rohr, Stange, Profil, Blech, Baren, Bramme oder dergleichen hergestellt. Aus diesem Halbzeug wird in einem oder mehreren nachfolgenden Prozessen ein endgültiges Produkt hergestellt, beispielsweise durch die Automobilindustrie, die Luftfahrtindustrie, dem Baugewerbe, dem Maschinenbau oder dergleichen. In der gesamten metallurgischen Prozesskette sind zahlreiche Anlagen, Maschinen und Dienstleister involviert und für jeden Herstellungsprozess wie Schmelzen, Verhütten, Legieren, Frischen, Gießen, Warmwalzen, Kaltwalzen, Wärmebehandlung, Galvanisieren, usw. sind eigenständige Produktionsanlagen erforderlich.
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Die einzelnen Herstellungsprozesse können über eine Erfassung von Produktions-, Zustands- und/oder Qualitätsdaten verfügen. Ein Austausch der erfassten Daten zwischen den einzelnen Prozessen findet, wenn überhaupt, nur eingeschränkt statt. Dies liegt unter anderem daran, dass die einzelnen Herstellungsprozesse in separaten Anlagen von unterschiedlichen Betreibern ausgeführt werden, welche üblicherweise räumlich voneinander getrennt angeordnet sind. Auch können die einzelnen Anlagen von unterschiedlichen Herstellern stammen und/oder unterschiedliche Systeme zur Erfassung von Produktions-, Zustands- und/oder Qualitätsdaten aufweisen. Ferner unterliegt das in den einzelnen Herstellungsprozessen hergestellte Produkt mehreren Phasenübergängen (Schmelzen, Gießen, Sintern, ...) und Gefügeänderungen (Glühen, Kaltwalzen, Schmieden, ...).
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Ferner umfasst die gesamte metallurgische Prozesskette kontinuierliche Herstellungsprozesse, wie z.B. Drahtwalzen, nicht-kontinuierliche Herstellungsprozesse, wie z.B. Gesenkschmieden, Formguss, Ringwalzen, und auch gemischt kontinuierlich und nicht-kontinuierliche Herstellungsprozesse, wie z.B. Galvanisieren von Band, ERW (Electric Resistance Welding) Rohrschweißanlagen. Die optionale Erfassung von Produktions-, Zustands- und/oder Qualitätsdaten in den Herstellungsprozessen der metallurgischen Prozesskette erfolgt also zu unterschiedlichen Zeitpunkten und über variierende Zeiträume.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse innerhalb einer metallurgischen Prozesskette, insbesondere von Herstellungsprozessen der Primärmetallurgie über die Sekundärmetallurgie bis hin zu Fertigungsverfahren, zu optimieren.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein System zur Optimierung von mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozessen innerhalb einer metallurgischen Prozesskette, insbesondere von Herstellungsprozessen der Primärmetallurgie über die Sekundärmetallurgie bis hin zu Fertigungsverfahren,
wobei die mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse in separaten Anlagen ausgeführt werden,
wobei in jeder separaten Anlage wenigstens die Eigenschaften des Ausgangsprodukts des jeweiligen Herstellungsprozesses erfasst werden,
wobei das System eine zentrale Datenspeichereinrichtung umfasst, zur Speicherung der in den separaten Anlagen erfassten Eigenschaften der Ausgangsprodukte der jeweiligen Herstellungsprozesse, und
wobei die separaten Anlagen eine Schnittstelle zu der zentralen Datenspeichereinrichtung umfassen, um die gespeicherten Eigenschaften der Ausgangsprodukte des vorgelagerten Herstellungsprozesses abzurufen und den nachfolgenden Herstellungsprozess auf Basis der abgerufenen Eigenschaften der Ausgangsprodukte des vorgelagerten Herstellungsprozesses zu optimieren.
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Der erste Herstellungsprozess der metallurgischen Prozesskette kann keine Daten eines vorgelagerten Herstellungsprozesses aus der zentralen Datenspeichereinrichtung abrufen und der finale Herstellungsprozess muss nicht zwingend erfasste Daten des Ausgangsprodukts in der zentralen Datenspeichereinrichtung abspeichern, da kein nachfolgender Herstellungsprozess zu optimieren ist. Zweckmäßigerweise speichert auch der finale Herstellungsprozess die erfassten Eigenschaften des Ausgangsprodukts in der zentralen Datenspeichereinrichtung, so dass zu der gesamten metallurgischen Prozesskette die erfassten Daten an einer Stelle zur Verfügung stehen.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine gezielte und produktionsprozessübergreifende Agglomeration von genealogischen Daten vom Rohstoff über das Halbzeug bis hin zur finalen Verwendung im Produkt. Diese agglomerierten genealogischen Daten werden in der zentralen Datenspeichereinrichtung für alle Herstellungsprozesse in der metallurgischen Prozesskette verfügbar gemacht. Der aktuelle Herstellungsprozess in der metallurgischen Prozesskette kann somit auf die Daten der vorgelagerten Prozesse der metallurgischen Prozesskette in den zentralen Datenspeichereinrichtungen zugreifen. Dies kann zu einem beliebigen Zeitpunkt erfolgen, unabhängig davon wann und über welchen Zeitraum die vorgelagerten Herstellungsprozesse ausgeführt wurden.
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Auf Basis der über die gesamte metallurgische Prozesskette anwachsenden genealogischen Daten können somit vor und/oder nach jeden Herstellungsprozess Entscheidungen getroffen werden, die zur gezielten Steigerung der Qualität und/oder der Produktivität der nachfolgenden Herstellungsprozesse dienen.
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Ein Herstellungsprozess im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein Teilprozess der metallurgischen Prozesskette.
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Wird beispielsweise ein beliebiges Halbzeug zwischen zwei Herstellungsprozessen der metallurgischen Prozesskette transferiert, z.B. ein warmgewalztes Coil hin zum Kaltwalzen, kann der Betreiber der Anlage wechseln. Die vom Betreiber der Warmwalzanlage während des Warmwalzens erfassten Daten können über die zentralen Datenspeichereinrichtungen an den Betreiber der Kaltwalzanlage transferiert werden, so dass der Kaltwalzprozess in der Kaltwalzanlage auf Basis der transferierten Daten optimiert werden kann.
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Während die Zwischenprodukte physisch zwischen den einzelnen Anlagen der Herstellungsprozesse transportiert werden müssen, können die zugehörigen Daten auf einfache Art und Weise über die zentrale Datenspeichereinrichtung zwischen den einzelnen Anlagen übertragen werden.
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Mittels des erfindungsgemäßen Systems werden entlang der gesamten metallurgischen Prozesskette prozessübergreifend die produktionsbezogenen Informationen agglomeriert und strukturiert zur Verfügung gestellt. Es wird somit eine Infrastruktur bereitgestellt, die die genealogischen Daten des in der metallurgischen Prozesskette hergestellten Produkts in der gesamten metallurgischen Prozesskette verfügbar macht.
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Der Kern der Erfindung besteht in der Schaffung einer technischen Möglichkeit genealogische Daten (Produktion, Anlagenzustand, Qualität) zu einem Produkt zu erfassen, verfügbar zu machen und auszutauschen. Erst die Verfügbarkeit von Daten über die gesamte metallurgische Prozesskette ermöglicht einen Mehrwert aus den Daten zu extrahieren und diese Mehrwerte gewinnbringend zu verwerten. Eine gewinnbringende Verwertung ist beispielsweise die Optimierung eines Herstellungsprozesses in der metallurgischen Prozesskette.
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Die zentrale Datenspeichereinrichtung kann nach einer Variante der Erfindung als Marktplatz ausgebildet sein, wo die Betreiber von Anlagen im nachfolgenden Teil der metallurgischen Prozesskette die Daten der Betreiber der vorgelagerten Teile der metallurgischen Prozesskette erwerben können. Der Zugriff auf die Daten aus den vorgelagerten Prozessen der metallurgischen Prozesskette hat den Vorteil, dass die Eigenschaften des eingehenden Halbzeugs nicht überprüft werden müssen. Auch lässt sich der eigene Prozess deutlich besser optimieren, wenn mehr Informationen zum eingehenden Halbzeug zur Verfügung stehen. Der Betreiber der zentralen Datenspeichereinrichtung kann eine Gebühr für die Organisation und den Betrieb erheben, so dass die zentrale Datenspeichereinrichtung einem Marktplatz entspricht. Auch kann der die Daten bereitstellende Betreiber einer Anlage der metallurgischen Prozesskette eine Gebühr dafür erheben, dass er die Daten in der zentralen Datenspeichereinrichtung zur Verfügung stellt.
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Es werden wenigstens die Eigenschaften des Ausgangsprodukts des jeweiligen Herstellungsprozesses erfasst. Es können jedoch zusätzlich Informationen zu dem Herstellungsprozess selbst oder zwischenzeitlichen Eigenschaften des Produkts während des Herstellungsprozesses erfasst werden. Grundsätzlich kann jeder im Zusammenhang mit dem Herstellungsprozess und/oder dem hergestellten Produkt stehende Parameter erfasst und in der zentralen Datenspeichereinrichtung gespeichert werden. Je größer die vorhandene Datenbasis, umso größer ist das Optimierungspotenzial.
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In einer zweckmäßigen Variante der Erfindung folgen die mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse und/oder die separaten Anlagen sequenziell aufeinander. Dies stellt den Regelfall einer metallurgischen Prozesskette dar, da zur Herstellung eines finalen Produkts eine vorgegebene Reihenfolge von separaten Prozessen sequenziell ausgeführt werden muss, so dass auch die entsprechenden Anlagen sequenziell aufeinanderfolgen.
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Gemäß einer erfindungsgemäßen Variante sind die Herstellungsprozesse der metallurgischen Prozesskette ausgewählt aus: Gießen, Sintern, Pressen, Gesenkschmieden, Fließpressen, Strangpressen, Tiefziehen, Walzen, Zerspanen, Schweißen, Galvanisieren, Pulverbeschichten, Härten oder dergleichen.
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Nach einer vorteilhaften Variante der Erfindung erfassen die separaten Anlagen zumindest teilweise Parameter des Herstellungsprozesses. Die erfassten Parameter werden in der zentralen Datenspeichereinrichtung gespeichert.
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Parameter des Herstellungsprozesses sind beispielsweise Temperaturen, Drücke, Momente, Zeiträume, Geschwindigkeiten, oder dergleichen.
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In einer erfindungsgemäßen Variante ist dem in den mehreren Herstellungsprozessen hergestellten Produkt eine eindeutige Kennung zugeordnet. Werden mehrere Produkte hergestellt, so ist jedem Produkt eine eindeutige Kennung zugeordnet. Dies ermöglicht eine einfache Zuordnung von Daten zu einem Produkt bzw. Halbzeug. Die eindeutige Kennung ist für die gesamte metallurgische Prozesskette identisch, so dass anhand der eindeutigen Kennung nicht nur ein finales Produkt identifizierbar ist, sondern auch die Halbzeuge als Ergebnisse der Zwischenprozesse. Anhand der eindeutigen Kennung kann ein Produkt oder auch Halbzeug identifiziert werden und die zugehörigen Daten können aus der zentralen Datenspeichereinrichtung abgerufen werden. Die eindeutigen Kennungen sind zweckmäßigerweise ebenfalls in der zentralen Datenspeichereinrichtung gespeichert, insbesondere zusammen mit den entsprechenden Daten der Produkte und/oder Halbzeuge.
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Gemäß einer Variante der Erfindung werden die zu dem in den mehreren Herstellungsprozessen hergestellten Produkt in der zentralen Datenspeichereinrichtung gespeicherten Eigenschaften und/oder Parameter agglomeriert. Die über die metallurgische Prozesskette erfassten Daten für ein herzustellendes bzw. hergestelltes Produkt werden somit bei jedem einzelnen Prozessschritt erweitert und agglomeriert in der zentralen Datenspeichereinrichtung gespeichert. Es stehen somit in den nachfolgenden Herstellungsprozessen immer die Daten sämtlicher vorgelagerter Herstellungsprozesse und deren Ausgangsprodukte zur Verfügung.
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Nach einer zweckmäßigen Variante der Erfindung betreffen die erfassten Eigenschaften und/oder Parameter Produktions-, Zustands- und/oder Qualitätsdaten.
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In einer vorteilhaften Variante der Erfindung bilden die erfassten Eigenschaften und/oder Parameter einen digitalen Produktzwilling zu dem in den mehreren Herstellungsprozessen hergestellten Produkt ab. Ein digitaler Produktzwilling umfasst die Eigenschaften des realen Produkts, kann aber auch dessen Verhalten beschreiben.
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Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Variante gibt die zentrale Datenspeichereinrichtung einen Standard für die erfassten Eigenschaften und/oder Parameter vor. Dies ermöglich einen einfachen und reibungslosen Austausch von Daten zwischen den einzelnen Herstellungsprozessen der metallurgischen Prozesskette und der zentralen Datenspeichereinrichtung. Insbesondere erleichtert der von der zentralen Datenspeichereinrichtung vorgegebene Standard zur Datenspeicherung den Datenaustausch zwischen Anlagen von unterschiedlichen Herstellern.
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Nach einer Variante der Erfindung umfassen die mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse kontinuierliche, nicht kontinuierliche oder gemischt kontinuierliche und nicht-kontinuierliche Herstellungsprozesse. Das erfindungsgemäße System ist also hinsichtlich der verwendeten Herstellungsprozesse in der metallurgischen Prozesskette nicht eingeschränkt.
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In einer Variante der Erfindung unterliegt das in den mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozessen hergestellte Produkt im Laufe der mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse Phasenübergängen und/oder Gefügeveränderungen. Das erfindungsgemäße System ist nicht auf eine bestimmte Art von Herstellungsprozesse eingeschränkt. Grundsätzlich können alle Prozesse der metallurgischen Prozesskette von dem erfindungsgemäßen System berücksichtigt werden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung werden die Daten oder Verweise auf verschlüsselte Daten in der zentralen Datenspeichereinrichtung mittels einer Blockchain gespeichert. Eine Blockchain ermöglich eine fälschungssichere Speicherung von Daten, wobei die Echtheit und Integrität von nachfolgenden Herstellungsprozessen einfach überprüft werden kann. Bei größeren Datenmengen können mittels der Blockchain Hashwerte der gespeicherten Daten, insbesondere von verschlüsselten Daten, gespeichert werden. Dadurch reduziert sich die mittels der Blockchain gespeicherte Datenmenge erheblich, ohne eine negative Beeinflussung der Datensicherheit und -integrität.
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Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Optimierung von mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozessen innerhalb einer metallurgischen Prozesskette, insbesondere von Herstellungsprozessen der Primärmetallurgie über die Sekundärmetallurgie bis hin zu Fertigungsverfahren, umfassend die Schritte:
- Ausführen der mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse in separaten Anlagen,
- Erfassen von Eigenschaften des Ausgangsprodukts des jeweiligen Herstellungsprozesses in jeder separaten Anlage,
- Speichern der erfassten Eigenschaften der Ausgangsprodukte der jeweiligen Herstellungsprozesse in einer zentralen Datenspeichereinrichtung,
- Abrufen der gespeicherten Eigenschaften der Ausgangsprodukte des vorgelagerten Herstellungsprozesses und Optimieren des nachfolgenden Herstellungsprozesses auf Basis der abgerufenen Eigenschaften der Ausgangsprodukte des vorgelagerten Herstellungsprozesses.
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Es werden wenigstens die Eigenschaften des Ausgangsprodukts des jeweiligen Herstellungsprozesses erfasst, Es können jedoch zusätzlich Informationen zu dem Herstellungsprozess selbst oder zwischenzeitlichen Eigenschaften des Produkts während des Herstellungsprozesses erfasst werden. Grundsätzlich kann jeder im Zusammenhang mit dem Herstellungsprozess und/oder dem hergestellten Produkt stehende Parameter erfasst und in der zentralen Datenspeichereinrichtung gespeichert werden. Je größer die vorhandene Datenbasis, umso größer ist das Optimierungspotenzial.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine gezielte und produktionsprozessübergreifende Agglomeration von genealogischen Daten vom Rohstoff über das Halbzeug bis hin zur finalen Verwendung im Produkt. Diese agglomerierten genealogischen Daten werden in der zentralen Datenspeichereinrichtung für alle Herstellungsprozesse in der metallurgischen Prozesskette verfügbar gemacht. Der aktuelle Herstellungsprozess in der metallurgischen Prozesskette kann somit auf die Daten der vorgelagerten Prozesse der metallurgischen Prozesskette in der zentralen Datenspeichereinrichtung zugreifen. Dies kann zu einem beliebigen Zeitpunkt erfolgen, unabhängig davon wann und über welchen Zeitraum die vorgelagerten Herstellungsprozesse ausgeführt wurden.
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Auf Basis der über die gesamte metallurgische Prozesskette anwachsenden genealogischen Daten können somit vor und/oder nach jeden Herstellungsprozess Entscheidungen getroffen werden, die zur gezielten Steigerung der Qualität und/oder der Produktivität der nachfolgenden Herstellungsprozesse dienen.
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Ein Herstellungsprozess im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein Teilprozess der metallurgischen Prozesskette.
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Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens werden über die gesamte metallurgische Prozesskette prozessübergreifend die produktionsbezogenen Informationen agglomeriert und strukturiert zur Verfügung gestellt.
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Der Kern der Erfindung besteht in der Erfassung von genealogische Daten (Produktion, Anlagenzustand, Qualität) bezüglich der Herstellung eines Produkts in einer metallurgischen Prozesskette und die erfassten Daten für die separaten Herstellungsprozesse verfügbar zu machen und zwischen diesen auszutauschen. Erst die Verfügbarkeit von Daten über die gesamte metallurgische Prozesskette ermöglicht einen Mehrwert aus den Daten zu extrahieren und diese Mehrwerte gewinnbringend zu verwerten. Eine gewinnbringende Verwertung ist beispielsweise die Optimierung eines Herstellungsprozesses in der metallurgischen Prozesskette.
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Die zentrale Datenspeichereinrichtung kann nach einer Variante der Erfindung als Marktplatz ausgebildet sein, wo die Betreiber von Anlagen im nachfolgenden Teil der metallurgischen Prozesskette die Daten der Betreiber der vorgelagerten Teile der metallurgischen Prozesskette erwerben können. Der Zugriff auf die Daten aus den vorgelagerten Prozessen der metallurgischen Prozesskette hat den Vorteil, dass die Eigenschaften des eingehenden Halbzeugs nicht überprüft werden müssen. Auch lässt sich der eigene Prozess deutlich besser optimieren, wenn mehr Informationen zum eingehenden Halbzeug zur Verfügung stehen. Der Betreiber der zentralen Datenspeichereinrichtung kann eine Gebühr für die Organisation und den Betrieb erheben, so dass die zentrale Datenspeichereinrichtung einem Marktplatz entspricht. Auch kann der die Daten bereitstellende Betreiber einer Anlage der metallurgischen Prozesskette eine Gebühr dafür erheben, dass er die Daten in der zentralen Datenspeichereinrichtung zur Verfügung stellt.
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Nach einer zweckmäßigen Variante der Erfindung folgen die mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse und/oder die separaten Anlagen sequenziell aufeinander. Dies stellt den Regelfall einer metallurgischen Prozesskette dar, da zur Herstellung eines finalen Produkts eine vorgegebene Reihenfolge von separaten Prozessen sequenziell ausgeführt werden muss, so dass auch die entsprechenden Anlagen sequenziell aufeinanderfolgen.
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In einer erfindungsgemäßen Variante sind die Herstellungsprozesse der metallurgischen Prozesskette ausgewählt aus: Gießen, Sintern, Pressen, Gesenkschmieden, Fließpressen, Strangpressen, Tiefziehen, Walzen, Zerspanen, Schweißen, Galvanisieren, Pulverbeschichten, Härten oder dergleichen.
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Gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung umfasst das Verfahren die Schritte des Erfassens von Parameter der Herstellungsprozesse und Speichern der erfassten Parameter in der zentralen Datenspeichereinrichtung. Neben Eigenschaften der Ausgangsprodukte der einzelnen Herstellungsprozesse werden zusätzlich noch Parameter der Herstellungsprozesse erfasst und in der zentralen Datenspeichereinrichtung gespeichert. Dadurch erhöht sich die zur Verfügung stehende Datenbasis und das Optimierungspotenzial wird durch die größere Datenbasis verbessert.
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Nach einer erfindungsgemäßen Variante umfasst das Verfahren das Zuordnen einer eindeutigen Kennung zu dem in den mehreren Herstellungsprozessen hergestellten Produkt. Das Produkt ist somit über die eindeutige Kennung über die gesamte metallurgische Prozesskette eindeutig identifizierbar.
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In einer vorteilhaften Variante umfasst das erfindungsgemäße Verfahren das Agglomerieren der in der zentralen Datenspeichereinrichtung gespeicherten Eigenschaften und/oder Parameter zu dem in den mehreren Herstellungsprozessen hergestellten Produkt. Die über die metallurgische Prozesskette erfassten Daten für ein herzustellendes bzw. hergestelltes Produkt werden somit bei jedem einzelnen Prozessschritt erweitert und agglomeriert in der zentralen Datenspeichereinrichtung gespeichert. Es stehen somit in den nachfolgenden Herstellungsprozessen immer die Daten sämtlicher vorgelagerter Herstellungsprozesse und deren Ausgangsprodukte zur Verfügung.
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Gemäß einer zweckmäßigen Variante der Erfindung betreffen die erfassten Eigenschaften und/oder Parameter Produktions-, Zustands- und/oder Qualitätsdaten.
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Nach einer bevorzugten erfindungsgemäßen Variante bilden die erfassten Eigenschaften und/oder Parameter einen digitalen Produktzwilling zu dem in den mehreren Herstellungsprozessen hergestellten Produkt ab.
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In einer weiteren Variante der Erfindung sind die in der zentralen Datenspeichereinrichtung gespeicherten Eigenschaften und/oder Parameter standardisiert. Eine standardisierte Speicherung erleichtert die Speicherung und Nutzung der Daten durch die unterschiedlichen Herstellungsprozesse und/oder Anlagenteile.
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Gemäß einer zweckmäßigen erfindungsgemäßen Variante umfassen die mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse kontinuierliche, nicht kontinuierliche oder gemischt kontinuierliche und nicht-kontinuierliche Herstellungsprozesse. Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit nicht auf eine bestimmte Art von Herstellungsprozessen einer metallurgischen Prozesskette beschränkt.
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Nach einer weiteren zweckmäßigen Variante der Erfindung unterliegt das in den mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozessen hergestellte Produkt im Laufe der mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse Phasenübergängen und/oder Gefügeveränderungen.
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In einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung werden die Daten oder Verweise auf verschlüsselte Daten in der zentralen Datenspeichereinrichtung mittels einer Blockchain gespeichert. Eine Blockchain ermöglich eine fälschungssichere Speicherung von Daten, wobei die Echtheit und Integrität von nachfolgenden Herstellungsprozessen einfach überprüft werden kann. Bei größeren Datenmengen können mittels der Blockchain Hashwerte der gespeicherten Daten, insbesondere von verschlüsselten Daten, gespeichert werden. Dadurch reduziert sich die mittels der Blockchain gespeicherte Datenmenge erheblich, ohne eine negative Beeinflussung der Datensicherheit und -integrität.
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Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bewirken, dass das erfindungsgemäße System das erfindungsgemäße Verfahren ausführt.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Systems zur Optimierung von mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozessen innerhalb einer metallurgischen Prozesskette.
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1 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Systems 1 zur Optimierung von mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozessen innerhalb einer metallurgischen Prozesskette. Die metallurgische Prozesskette betrifft insbesondere Herstellungsprozesse der Primärmetallurgie, über die Sekundärmetallurgie bis hin zu Fertigungsverfahren. Beispiele für Teile einer metallurgischen Prozesskette sind Urformen, Umformen, Trennen, Fügen, Beschichten, Änderung der Stoffeigenschaften, und dergleichen.
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In der metallurgischen Prozesskette werden mehrere voneinander abhängige Herstellungsprozesse in separaten Anlagen 2 ausgeführt. Jede Anlage 2 liefert ein Ausgangsprodukt 3, wobei in der metallurgischen Prozesskette das Ausgangsprodukt 3 eines vorgelagerten Herstellungsprozesses das Eingangsprodukt eines nachgelagerten Herstellungsprozesses ist. Wie der 1 entnommen werden kann, folgen die voneinander abhängigen Herstellungsprozesse bzw. die separaten Anlagen 2 sequenziell aufeinander.
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Die Herstellungsprozesse der metallurgischen Prozesskette sind beispielsweise ausgewählt aus: Gießen, Sintern, Pressen, Gesenkschmieden, Fließpressen, Strangpressen, Tiefziehen, Walzen, Zerspanen, Schweißen, Galvanisieren, Pulverbeschichten, Härten oder dergleichen. Insbesondere umfassen die mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse kontinuierliche, nicht kontinuierliche oder gemischt kontinuierliche und nicht-kontinuierliche Herstellungsprozesse.
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In jeder separaten Anlage 2 werden wenigstens die Eigenschaften des Ausgangsprodukts des jeweiligen Herstellungsprozesses erfasst. Ferner können die separaten Anlagen 2 zusätzlich zumindest teilweise Parameter des Herstellungsprozesses erfassen. Die erfassten Eigenschaften und/oder Parameter betreffen insbesondere Produktions-, Zustands- und/oder Qualitätsdaten.
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Das erfindungsgemäße System 1 umfasst eine zentrale Datenspeichereinrichtung 4, zur Speicherung der in den separaten Anlagen 2 erfassten Eigenschaften der Ausgangsprodukte 3 der jeweiligen Herstellungsprozesse und gegebenenfalls der zusätzlich erfassten Parameter der entsprechenden Herstellungsprozesse.
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Die separaten Anlagen 2 umfassen jeweils eine Schnittstelle 5 zu der zentralen Datenspeichereinrichtung 4. Über die Schnittstelle 5 können die gespeicherten Eigenschaften der Ausgangsprodukte 3 des vorgelagerten Herstellungsprozesses abgerufen werden. Der nachfolgende Herstellungsprozess kann auf Basis der abgerufenen Eigenschaften der Ausgangsprodukte 3 des vorgelagerten Herstellungsprozesses optimiert werden.
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Der erste Herstellungsprozess der metallurgischen Prozesskette kann keine Daten eines vorgelagerten Herstellungsprozesses abrufen und der letzte Herstellungsprozess der metallurgischen Prozesskette muss keine Daten in der zentralen Datenspeichereinrichtung ablegen. Dies ist in 1 durch die gerichteten Pfeile bzw. den Doppelpfeil symbolisiert.
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Zweckmäßigerweise wird dem in den mehreren Herstellungsprozessen hergestellten Produkt 3 eine eindeutige Kennung zugeordnet. Das Produkt 3 ist somit jederzeit eindeutig identifizierbar. Eine eindeutige Kennkennung im Sinne der Erfindung bedeutet, dass es kein zweites Produkt 3 innerhalb der metallurgischen Prozesskette mit derselben Kennung gibt. Die eindeutige Kennung ist über die metallurgische Prozesskette unveränderlich oder kann beispielsweise durch jeden erfolgten Herstellungsprozess erweitert werden, so dass anhand der Erweiterungen der aktuelle Bearbeitungszustand bestimmbar ist.
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Vorzugsweise werden die zu dem in den mehreren Herstellungsprozessen hergestellten Produkt 3 in der zentralen Datenspeichereinrichtung 4 gespeicherten Eigenschaften und/oder Parameter agglomeriert. Dadurch werden genealogische Daten vom Rohstoff über das Halbzeug bis hin zur finalen Verwendung im Produkt 3 erzeugt.
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Nach einer vorteilhaften Variante der Erfindung bilden die erfassten Eigenschaften und/oder Parameter einen digitalen Produktzwilling zu dem in den mehreren Herstellungsprozessen hergestellten Produkt 3 ab.
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Zur Vereinfachung des Datenaustauschs gibt die zentrale Datenspeichereinrichtung 4 einen Standard für die erfassten Eigenschaften und/oder Parameter vor.
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In der zentralen Datenspeichereinrichtung 4 werden die Daten oder Verweise auf verschlüsselte Daten vorzugsweise mittels einer Blockchain gespeichert. Eine Blockchain ermöglich eine fälschungssichere Speicherung von Daten, wobei die Echtheit und Integrität von nachfolgenden Herstellungsprozessen einfach überprüft werden kann. Bei größeren Datenmengen können mittels der Blockchain Hashwerte der gespeicherten Daten, insbesondere von verschlüsselten Daten, gespeichert werden. Dadurch reduziert sich die mittels der Blockchain gespeicherte Datenmenge erheblich, ohne eine negative Beeinflussung der Datensicherheit und -integrität.
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Das System 1 aus 1 kann beispielsweise ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Optimierung von mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozessen innerhalb einer metallurgischen Prozesskette ausführen, insbesondere von Herstellungsprozessen der Primärmetallurgie über die Sekundärmetallurgie bis hin zu Fertigungsverfahren. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte:
- Ausführen der mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse in separaten Anlagen 2,
- Erfassen von Eigenschaften des Ausgangsprodukts 3 des jeweiligen Herstellungsprozesses in jeder separaten Anlage 2,
- Speichern der erfassten Eigenschaften der Ausgangsprodukte 3 der jeweiligen Herstellungsprozesse in einer zentralen Datenspeichereinrichtung 4,
- Abrufen der gespeicherten Eigenschaften der Ausgangsprodukte 3 des vorgelagerten Herstellungsprozesses und Optimieren des nachfolgenden Herstellungsprozesses auf Basis der abgerufenen Eigenschaften der Ausgangsprodukte 3 des vorgelagerten Herstellungsprozesses.
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Das in den mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozessen hergestellte Produkt 3 unterliegt beispielsweise im Laufe der mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse Phasenübergängen und/oder Gefügeveränderungen.
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Dabei folgen die mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse und/oder die separaten Anlagen 2 sequenziell aufeinander.
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Die Herstellungsprozesse der metallurgischen Prozesskette sind vorzugsweise ausgewählt aus: Gießen, Sintern, Pressen, Gesenkschmieden, Fließpressen, Strangpressen, Tiefziehen, Walzen, Zerspanen, Schweißen, Galvanisieren, Pulverbeschichten, Härten oder dergleichen. Die mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse können kontinuierliche, nicht kontinuierliche oder gemischt kontinuierliche und nicht-kontinuierliche Teilprozesse betreffen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ferner vorzugsweise die Schritte des Erfassens von Parameter der Herstellungsprozesse und Speichern der erfassten Parameter in der zentralen Datenspeichereinrichtung 4. Die erfassten Eigenschaften und/oder Parameter betreffen insbesondere Produktions-, Zustands- und/oder Qualitätsdaten. Insbesondere bilden die erfassten Eigenschaften und/oder Parameter einen digitalen Produktzwilling zu dem in den mehreren Herstellungsprozessen hergestellten Produkt 3 ab.
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Die Speicherung der Eigenschaften und/oder Parameter in der zentrale Datenverwaltungseinrichtung 4 erfolgt zweckmäßigerweise standardisiert.
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Dem in den mehreren Herstellungsprozessen hergestellten Produkt 3 ist insbesondere eine eindeutige Kennung zugeordnet.
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Zweckmäßigerweise werden die in der zentralen Datenverwaltungseinrichtung 4 gespeicherten Eigenschaften und/oder Parameter zu dem in den mehreren Herstellungsprozessen hergestellten Produkt 3 agglomeriert.
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Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung werden die Daten oder Verweise auf verschlüsselte Daten in der zentralen Datenspeichereinrichtung 4 mittels einer Blockchain gespeichert.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann durch ein Computerprogramm ausgeführt werden. Insbesondere wird das erfindungsgemäße System 1 durch ein Computerprogramm implementiert und führt das erfindungsgemäße Verfahren aus.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- System
- 2
- Anlage
- 3
- Produkt
- 4
- zentrale Datenspeichereinrichtung
- 5
- Schnittstelle/Datenaustausch