DE102021129478A1

DE102021129478A1 - Verfahren und system zum übertragen von daten von fertigungsdatenurhebern an zielrechensysteme unter verwendung von definierten nachrichtenschemata

Info

Publication number: DE102021129478A1
Application number: DE102021129478.9A
Authority: DE
Inventors: Paul Christopher Shaw; Jr. Taormina Geovanne Salvatore
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2020-11-16
Filing date: 2021-11-11
Publication date: 2022-05-19
Also published as: CN114513559A; US20220156704A1

Abstract

Ein Verfahren des Übertragens von Daten von einem Fertigungsdatenurheber in einer Fertigungsanlage an ein Zielrechensystem beinhaltet Erlangen von Daten, die einen Betriebsvorgang des Fertigungsdatenurhebers angeben, und Zuordnen der erlangten Daten zu einem oder mehreren Feldern aus einer Vielzahl von Feldern eines vordefinierten Nachrichtenschemas für einen bezeichneten Nachrichtentyp aus einer Vielzahl von Nachrichtentypen. Das Verfahren beinhaltet ferner das Ausfüllen von Werten der Felder des vordefinierten Nachrichtenschemas des bestimmten Nachrichtentyps auf Grundlage der Daten, die den Feldern zugeordnet sind, und von Nachrichtensteuerdaten, wobei die Nachrichtensteuerdaten eine Anlagenkennung, eine Datenurheberkennung, eine Schemaversionskennung oder eine Kombination davon beinhalten. Das Verfahren beinhaltet ferner Erzeugen einer Nachrichtendatenzeichenfolge auf Grundlage der ausgefüllten Felder des vordefinierten Nachrichtenschemas und Übertragen der Nachrichtendatenzeichenfolge an das Zielrechensystem.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Verfahren und/oder Systeme zum Austauschen von Daten zwischen einer Fertigungsvorrichtung und einem Rechensystem auf Grundlage eines Datenmodells.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformationen in Bezug auf die vorliegende Offenbarung bereit und stellen möglicherweise nicht den Stand der Technik dar.
Herstellungsprozesse umfassen im Allgemeinen verschiedene Arten von Vorrichtungen/Maschinen, die eine erhebliche Datenmenge erzeugen können. Zum Beispiel erzeugen Fertigungsanlagen zum Zusammenbauen von Fahrzeugen verschiedene Arten von Daten von automatisierten Robotern, die Warnungen an Sensoren ausgeben, die eine Qualitätsprüfung an dem zusammengebauten Fahrzeug durchführen. Diese Datenurheber können unter anderem Folgendes beinhalten: automatisierte Maschinen (Roboter, Stanzmaschinen, Maschinen mit numerischer Steuerung (computer numerical control - CNC)); Sensoren zum Messen verschiedener Eigenschaften des Herstellungsprozesses und sogar Eigenschaften der Anlage, in der die Prozesse untergebracht sind; elektronische Verfolgungssysteme zum Nachverfolgen von Werkstücken und/oder zusammengebauten Vorrichtungen; und elektronische Wartungs-/Zustandssysteme, um Wartungs- und/oder Zustandsprüfungen an verschiedenen automatisierten Maschinen zu planen. Daten von den verschiedenen Datenurhebern können von verschiedenen Benutzern verwendet werden, um nicht nur die Vorgänge innerhalb der Anlage zu überwachen, sondern auch verschiedene Analysen durchzuführen, die verwendet werden, um mögliche Fehler zu erkennen/vorherzusagen und/oder die Auslegung des Fahrzeugs und/oder den Herstellungsprozess zu verbessern.
Jedoch können Daten von unterschiedlichen Datenurhebern, die automatisierte Roboter beinhalten können, die ähnliche Aufgaben durchführen, unterschiedliche Benennungskonventionen und/oder -terminologien verwenden, was es schwierig macht, Daten über mehrere Systeme, geschweige denn über mehrere Fertigungsanlagen hinweg zu analysieren. Diese Herausforderungen bei der Datennutzung und andere Herausforderungen werden durch die vorliegende Offenbarung angegangen.
KURZDARSTELLUNG
Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Kurzdarstellung der Offenbarung bereit und ist keine umfassende Offenbarung ihres vollständigen Umfangs oder all ihrer Merkmale.
In einer Form ist die vorliegende Offenbarung auf ein Verfahren zum Übertragen von Daten von einem Fertigungsdatenurheber in einer Fertigungsanlage an ein Zielrechensystem gerichtet. Das Verfahren beinhaltet Erlangen von Daten, die einen Betriebsvorgang des Fertigungsdatenurhebers angeben, durch eine Rechenvorrichtung, die dem Fertigungsdatenurheber zugeordnet ist, und Zuordnen der erlangten Daten zu einem oder mehreren Feldern aus einer Vielzahl von Feldern eines vordefinierten Nachrichtenschemas für einen bestimmten Nachrichtentyp aus einer Vielzahl von Nachrichtentypen durch die Rechenvorrichtung. Jeder der Vielzahl von Nachrichtentypen ist einem jeweiligen vordefinierten Nachrichtenschema zugeordnet. Jedes vordefinierte Nachrichtenschema beinhaltet einen Header und einen Nachrichtentext, wobei der Header und der Nachrichtentext die Vielzahl von Feldern beinhalten, die als Schlüssel-Wert-Paare konfiguriert sind. Die Vielzahl von Feldern beinhaltet eine Vielzahl von erforderlichen Header-Feldern, die für den Header aller Nachrichtenschemata zu verwenden sind, wobei die erforderlichen Header-Felder dazu konfiguriert sind, den Urheber der Fertigungsdaten zu identifizieren, die Fertigungsanlage zu identifizieren und den bestimmten Nachrichtentyp zu identifizieren. Die Vielzahl von Feldern beinhaltet eine Vielzahl von Nachrichtenfeldern, die in dem Nachrichtentext zu verwenden sind und dem Nachrichtentyp und dem Urheber der Fertigungsdaten zugeordnet sind. Das Verfahren beinhaltet ferner das Ausfüllen von Werten der Felder des vordefinierten Nachrichtenschemas des bestimmten Nachrichtentyps durch die Rechenvorrichtung auf Grundlage der Daten, die dem einen oder den mehreren Feldern zugeordnet sind, und auf Nachrichtensteuerdaten, wobei die Nachrichtensteuerdaten eine Anlagenkennung, eine Datenurheberkennung, eine Schemaversionskennung oder eine Kombination davon beinhalten. Das Verfahren beinhaltet ferner Erzeugen einer Nachrichtendatenzeichenfolge durch die Rechenvorrichtung auf Grundlage der ausgefüllten Felder des vordefinierten Nachrichtenschemas und Übertragen der Nachrichtendatenzeichenfolge durch die Rechenvorrichtung an das Zielrechensystem.
In einer Abwandlung ist der Fertigungsdatenurheber eine Automatisierungssteuerung für eine Maschine, ein Sensor, ein Wartungssystem, ein Werkstückverfolgungssystem, eine Analysesteuerung oder eine Kombination davon.
In einer anderen Abwandlung ist der Fertigungsdatenurheber eine Automatisierungssteuerung für eine Maschine und beinhaltet die Vielzahl von Nachrichtentypen mindestens eine der folgenden Nachrichten für die Maschine: eine Maschinenstatusnachricht, um Daten bezüglich eines Status, Warnungen, Benachrichtigungen oder einer Kombination davon der Maschine bereitzustellen; eine Maschinenkonfigurationsnachricht , um Daten bezüglich Parametern der Maschine bereitzustellen, die durch einen Benutzer einstellbar sind; eine Maschinendatennachricht zum Bereitstellen von Daten bezüglich Zykluszeit, Zählungen, Ereignissen, im Zeitverlauf variierender Daten, Maschinenleistungsdaten, Maschinenzustandsdaten oder einer Kombination davon; eine Wartungsticketnachricht, um ein Wartungsticket von dem Wartungssystem anzufordern, und eine Kommunikationsverifizierungsnachricht, um Daten bezüglich eines Transaktionszählers bereitzustellen, um das Zielrechensystem darüber zu informieren, dass die Maschine kommuniziert.
In noch einer anderen Abwandlung ist der Fertigungsdatenurheber ein Sensor und beinhaltet die Vielzahl von Nachrichtentypen mindestens eine der folgenden Nachrichten für den Sensor: eine Sensordatennachricht, um Sensormessdaten bereitzustellen, und eine Sensorkommunikationsnachricht, um Daten bezüglich eines Transaktionszählers bereitzustellen, um das Zielrechensystem zu informieren, dass der Sensor kommuniziert.
In einer Abwandlung ist der Fertigungsdatenurheber ein Werkstückverfolgungssystem, das ein Werkstück verfolgt, das innerhalb der Anlage verarbeitet wird, und die Vielzahl von Nachrichtentypen beinhaltet eine Teildatennachricht für das Werkstückverfolgungssystem, wobei die Teildatennachricht einen Baustatus, Bilddaten, einem Teil zugeordnete Qualitätsdaten oder eine Kombination davon bereitstellt.
In einer anderen Abwandlung ist der Fertigungsdatenurheber ein Wartungssystem und beinhaltet die Vielzahl von Nachrichtentypen mindestens eine der folgenden Nachrichten für das Wartungssystem: eine Wartungsplanungsnachricht, um einen Zeitpunkt zu planen, zu dem die Maschine zur Wartung/Reparatur offline sein soll; und eine Wartungsanweisungsnachricht, um Anweisungen für an der Maschine durchzuführende Wartungen/Reparaturen bereitzustellen.
In noch einer anderen Abwandlung beinhalten die Nachrichtenfelder ein Primärfeld, das ein oder mehrere Hilfsfelder aufweist, die sich auf das Primärfeld beziehen.
In einer Abwandlung beinhalten die Nachrichtenfelder mindestens ein erforderliches Feld und mindestens ein optionales Feld, wobei das optionale Feld in der Nachrichtendatenzeichenfolge bereitgestellt wird, wenn Daten, die dem Schlüssel des optionalen Felds zugeordnet sind, verfügbar sind.
In einer anderen Abwandlung beinhaltet das mindestens eine erforderliche Feld der Nachrichtenfelder ein Datenquellenfeld, um den Datenurheber zu identifizieren, ein Transaktionszählerfeld, ein Zykluskennungsfeld oder eine Kombination davon.
In noch einer weiteren Abwandlung setzt die Rechenvorrichtung zum Übertragen der Datenzeichenfolge Message-Queuing-Telemetry-Transport (MQTT) mit dem Zielrechensystem ein.
In einer Abwandlung beinhaltet das Übertragen der Datenzeichenfolge ferner Veröffentlichen einer Themenzeichenfolge an einen MQTT-Vermittler, wobei die Themenzeichenfolge auf den Header-Feldern des vordefinierten Nachrichtenschemas basiert.
In einer anderen Abwandlung ist die Rechenvorrichtung einer Vielzahl von Fertigungsdatenurhebern zugeordnet und dazu konfiguriert, Datenzeichenfolgen auf Grundlage der vordefinierten Nachrichtenschemata, die den jeweiligen Fertigungsdatenurhebern zugeordnet sind, zu erzeugen und zu übertragen.
In noch einer anderen Abwandlung sind die erlangten Daten nicht angebundene Daten, die keinen Kontextinformationen zugeordnet sind, und die Daten sind ferner auf Grundlage einer vordefinierten Korrelation der nicht angebundenen Daten mit einem jeweiligen Feld unter dem einen oder den mehreren Feldern dem einen oder den mehreren Feldern zugeordnet.
In einer Abwandlung beinhaltet die Vielzahl von Feldern mindestens ein optionales Header-Feld, das durch mindestens ein vordefiniertes Nachrichtenschema in dem Header zu verwenden ist.
In einer Form ist die vorliegende Offenbarung auf ein Verfahren zum Übertragen von Daten von einem Fertigungsdatenurheber in einer Fertigungsanlage an ein Zielrechensystem gerichtet. Das System beinhaltet eine Rechenvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, ein vordefiniertes Nachrichtenschema für einen bestimmten Nachrichtentyp aus einer Vielzahl von Nachrichtentypen zu speichern. Jeder der Vielzahl von Nachrichtentypen ist einem jeweiligen vordefinierten Nachrichtenschema zugeordnet. Jedes vordefinierte Nachrichtenschema beinhaltet einen Header und einen Nachrichtentext, wobei der Header und der Nachrichtentext die Vielzahl von Feldern beinhalten, die als Schlüssel-Wert-Paare konfiguriert sind. Die Vielzahl von Feldern beinhaltet eine Vielzahl von erforderlichen Header-Feldern, die für den Header aller Nachrichtenschemata zu verwenden sind, wobei die erforderlichen Header-Felder dazu konfiguriert sind, den Fertigungsdatenurheber zu identifizieren, die Fertigungsanlage zu identifizieren und den bestimmten Nachrichtentyp zu identifizieren. Die Vielzahl von Feldern beinhaltet eine Vielzahl von Nachrichtenfeldern, die in dem Nachrichtentext zu verwenden sind und dem Nachrichtentyp und dem Fertigungsdatenurheber zugeordnet sind. Die Rechenvorrichtung ist ferner dazu konfiguriert, Daten zu erlangen, die einen Betriebsvorgang des Fertigungsdatenurhebers angeben, die erlangten Daten einem oder mehreren Feldern der Vielzahl von Feldern des vordefinierten Nachrichtenschemas für den bestimmten Nachrichtentyp zuzuordnen und Werte der Felder des vordefinierten Nachrichtenschemas des bestimmten Nachrichtentyps auf Grundlage der Daten, die dem einen oder den mehreren Feldern zugeordnet sind, und auf Nachrichtensteuerdaten auszufüllen, wobei die Nachrichtensteuerdaten eine Anlagenkennung, eine Datenurheberkennung, eine Schemaversionskennung oder eine Kombination davon beinhalten. Die Rechenvorrichtung ist ferner dazu konfiguriert, eine Nachrichtendatenzeichenfolge auf Grundlage der ausgefüllten Felder des vordefinierten Nachrichtenschemas zu erzeugen und die Nachrichtendatenzeichenfolge an das Zielrechensystem zu übertragen.
In einer Abwandlung speichert die Rechenvorrichtung vordefinierte Nachrichtenschemata für mindestens zwei Nachrichtentypen der Vielzahl von Nachrichtentypen, wobei die mindestens zwei Nachrichtentypen ausgewählt werden aus den Folgenden: einer Maschinenstatusnachricht, um Daten bezüglich eines Status, Warnungen, Benachrichtigungen oder einer Kombination davon einer Maschine bereitzustellen; eine Maschinenkonfigurationsnachricht , um Daten bezüglich Parametern der Maschine bereitzustellen, die durch einen Benutzer einstellbar sind; eine Maschinendatennachricht zum Bereitstellen von Daten bezüglich Zykluszeit, Zählungen, Ereignissen, im Zeitverlauf variierender Daten, Maschinenleistungsdaten, Maschinenzustandsdaten oder einer Kombination davon; eine Wartungsticketnachricht, um ein Wartungsticket für die Maschine anzufordern; eine Kommunikationsverifizierungsnachricht, um Daten bezüglich eines Transaktionszählers bereitzustellen, um das beziehende Zielrechensystem darüber zu informieren, dass der Fertigungsdatenurheber kommuniziert; eine Sensordatennachricht, um Sensormessdaten bereitzustellen; eine Teildatennachricht, um einen Baustatus, Bilddaten, Qualitätsdaten, die dem Teil zugeordnet sind, oder eine Kombination davon bereitzustellen; eine Wartungsplanungsnachricht zum Planen einer Zeit, für die die Maschine für Wartung/Reparatur offline sein soll; und eine Wartungsanweisungsnachricht, um Anweisungen der an der Maschine auszuführenden Wartungen/Reparaturen bereitzustellen.
In einer weiteren Abwandlung beinhalten die Nachrichtenfelder mindestens ein erforderliches Feld und mindestens ein optionales Feld, wobei das optionale Feld in der Nachrichtendatenzeichenfolge bereitgestellt wird, wenn Daten, die dem Schlüssel des optionalen Felds zugeordnet sind, verfügbar sind.
In noch einer anderen Abwandlung beinhaltet das mindestens eine erforderliche Feld der Nachrichtenfelder ein Datenquellenfeld, um den Datenurheber zu identifizieren, ein Transaktionszählerfeld, ein Zykluskennungsfeld oder eine Kombination davon.
In einer Form ist die vorliegende Offenbarung auf ein Verfahren zum Übertragen von Daten von einem Fertigungsdatenurheber in einer Fertigungsanlage an ein Zielrechensystem gerichtet. Das Verfahren beinhaltet das Definieren einer Vielzahl von Nachrichtenschemata für eine Vielzahl von Nachrichtentypen. Jedes der Nachrichtenschemata beinhaltet einen Header und einen Nachrichtentext, wobei der Header und der Nachrichtentext die Vielzahl von Feldern beinhalten, die als Schlüssel-Wert-Paare konfiguriert sind. Die Vielzahl von Feldern beinhaltet eine Vielzahl von erforderlichen Header-Feldern, die für den Header aller der Vielzahl von Nachrichtenschemata zu verwenden sind, wobei die erforderlichen Header-Felder dazu konfiguriert sind, den Urheber der Fertigungsdaten zu identifizieren, die Fertigungsanlage zu identifizieren und den bestimmten Nachrichtentyp zu identifizieren. Die Vielzahl von Feldern beinhaltet eine Vielzahl von Nachrichtenfeldern, die in dem Nachrichtentext zu verwenden sind und dem Nachrichtentyp und dem Urheber der Fertigungsdaten zugeordnet sind. Das Verfahren beinhaltet ferner Erlangen von Daten, die einen Betriebsvorgang des Fertigungsdatenurhebers angeben, durch eine Rechenvorrichtung, die dem Fertigungsdatenurheber zugeordnet ist, Zuordnen der erlangten Daten zu einem oder mehreren Feldern der Vielzahl von Feldern des vordefinierten Nachrichtenschemas für einen bestimmten Nachrichtentyp der Vielzahl von Nachrichtentypen auf Grundlage der Schlüssel des einen oder der mehreren Felder durch die Rechenvorrichtung, und Ausfüllen von Werten des einen oder der mehreren Felder des definierten Nachrichtenschemas auf Grundlage der Daten, die dem einen oder den mehreren Feldern zugeordnet sind, und auf Nachrichtensteuerdaten durch die Rechenvorrichtung, wobei die Nachrichtensteuerdaten eine Anlagenkennung, eine Datenurheberkennung, eine Zykluskennung, eine Schemaversionskennung oder eine Kombination davon beinhalten. Das Verfahren beinhaltet ferner Erzeugen einer Nachrichtendatenzeichenfolge durch die Rechenvorrichtung auf Grundlage der ausgefüllten Felder des vordefinierten Nachrichtenschemas für den bestimmten Nachrichtentyp durch die Rechenvorrichtung und Übertragen der Nachrichtendatenzeichenfolge durch die Rechenvorrichtung an das Zielrechensystem über einen Message-Queuing-Telemetry-Transport(MQTT)-Vermittler.
In einer Abwandlung beinhalten die Nachrichtenfelder mindestens ein erforderliches Feld und mindestens ein optionales Feld, wobei das optionale Feld in der Nachrichtendatenzeichenfolge bereitgestellt wird, wenn Daten, die dem Schlüssel des optionalen Felds zugeordnet sind, verfügbar sind, und beinhaltet das mindestens eine erforderlich Feld der Nachrichtenfelder ein Datenquellenfeld zum Identifizieren des Datenurhebers, ein Transaktionszählerfeld, ein Zykluskennungsfeld oder eine Kombination davon.
Weitere Anwendungsbereiche werden aus der in dieser Schrift bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Es versteht sich, dass die Beschreibung und konkrete Beispiele lediglich der Veranschaulichung dienen und den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken sollen.
Figurenliste
Für ein umfassendes Verständnis der Offenbarung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verschiedene beispielhafte Formen davon beschrieben, wobei gilt:

1 ist ein Blockdiagramm eines Systems, das ein Nachrichtenerzeugungsmodul zum Übertragen von Nachrichten unter Verwendung vordefinierter Nachrichtenschemata gemäß der vorliegenden Offenbarung aufweist;
2 ist ein Blockdiagramm einer Anlagenhierarchie eines Fertigungsunternehmens gemäß der vorliegenden Offenbarung;
3 ist ein beispielhaftes Nachrichtenschema für eine Maschinenstatusnachricht gemäß der vorliegenden Offenbarung; und
4 ist ein Blockdiagramm des Nachrichtenerzeugungsmoduls aus 1.

Die in dieser Schrift beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich der Veranschaulichung und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder die Verwendungen nicht einschränken. Es versteht sich, dass über alle Zeichnungen hinweg entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale angeben.
Eine Fertigungsanlage zum Herstellen einer zusammengebauten Vorrichtung, wie etwa unter anderem: ein vollständig zusammengebautes Fahrzeug, ein Antriebsstrangsystem, eine Fahrzeugkarosserie und/oder ein Klimasteuersystem, beinhaltet im Allgemeinen mehrere Datenerzeugungssysteme/-vorrichtungen. Zum Beispiel können Daten durch Folgendes erzeugt werden: ein Bearbeitungssystem, das eine Steuerung (z. B. eine speicherprogrammierbare Steuerung (programmable logic controller - PLC)), Robotersysteme; Sensoren, die an verschiedenen Bearbeitungssystemen angeordnet sind, um die Maschine zu überwachen, und/oder in der gesamten Anlage angeordnet sind, um die Produktion der zusammengebauten Vorrichtung zu überwachen; ein Testsystem zum Bewerten von Leistung und Qualität der zusammengebauten Vorrichtung; und/oder ein Inventarsystem zum Verfolgen der zusammengebauten Vorrichtung und/oder von Teilen, die für die zusammengebaute Vorrichtung verwendet werden. Wenngleich ein konkretes Beispiel für Datenerzeugungssysteme/-vorrichtungen bereitgestellt wird, liegt es auf der Hand, dass andere Datenerzeugungssysteme/-vorrichtungen bereitgestellt werden können und die vorliegende Offenbarung nicht auf die hierin beschriebenen Beispiele beschränkt sein sollte.
Die vorliegende Offenbarung stellt ein einheitlich anpassbares Datenmodell zum Definieren von Nachrichtenschemata für verschiedene Arten von Nachrichten bereit, die zum Übertragen von Daten verwendet werden sollen, die durch einen Datenurheber erzeugt werden. In einer Form beinhaltet jedes der Nachrichtenschemata einen Header und einen Nachrichtentext, die beide eine Vielzahl von Feldern aufweisen. Die Felder werden als Schlüssel-Wert-Paare bereitgestellt, in denen der Schlüssel Informationen bezüglich des dem Schlüssel zugeordneten Werts bereitstellt. Der Header für jedes Nachrichtenschema beinhaltet erforderliche Header-Felder, die verwendet werden, um neben anderen Informationen den Datenurheber, die Fertigungsanlage zu identifizieren. Der Nachrichtentext ist im Allgemeinen auf Grundlage des Datenurhebers anpassbar. Obowhl das definierte Nachrichtenschema mehrere Felder beinhalten kann, verwendet das Datenmodell zudem nur die Felder, die zum Übertragen der erlangten Daten benötigt werden. Das heißt, wenn Daten für ein jeweiliges Feld nicht verfügbar sind, wird dieses Feld während der Übertragung der Nachricht nicht in den Nachrichtentext eingeschlossen. Somit ist das Datenmodell derart ausgestaltet, dass alle gewünschten Daten in die Felder eingesetzt werden können, die mit der Absicht definiert sind, nur die Abschnitte der definierten Nachrichtenschemata zu verwenden, die zu einem jeweiligen Zeitpunkt erforderlich sein können, was es ermöglicht, die Größe der Datennachricht in Echtzeit variieren zu lassen. Dies stellt eine flexible Anpassung von Nachrichten bereit, die übertragen werden, während weiterhin ein Standardmodell eingehalten wird. Es versteht sich, dass das Verfahren und/oder System der vorliegenden Offenbarung weitere Probleme angeht und nicht auf die hierin bereitgestellten Beispiele beschränkt sein soll.
Unter Bezugnahme auf 1 beinhaltet eine Fertigungsanlage 100 in der Regel mehrere Fertigungsdatenurheber 102 (d. h. „Datenurheber 102“), die unter anderem Sensoren 102-A, Prozesssteuerungen 102-B, Automatisierungssteuerungen 102-C, Analysesteuerungen 102-D, ein Wartungssystem 102-E und ein Werkstückverfolgungssystem 102-F beinhalten. In einer Form beinhalten die Sensoren 102-A unter anderem: Ausrüstungssensoren, die an einer Maschine angeordnet sind, wie etwa unter anderem CNC-Maschinen, Robotersystemen, Stanzpressen, um die Leistungseigenschaften der Maschine (z. B. neben anderen auf der Ausrüstung beruhenden Eigenschaften Drehmoment, Vibration, Temperatur, Position, Kraft) zu überwachen; Teileüberwachungssensoren (z. B. Kameras, Temperatursensoren usw.) an einzelnen Zellen, um Werkstücke zu überwachen, die an der Zelle gebildet werden; und/oder Infrastruktursensoren (z. B. Temperatursensoren, Kameras, Bewegungssensoren usw.), die in der gesamten Anlage angeordnet sind, um Betriebsvorgänge innerhalb der Anlage zu überwachen. In einer Form erzeugen die Sensoren 102 unter anderen Daten Daten, die sich unter anderem auf Messungen beziehen, die von einer Messkomponente des Sensors vorgenommen werden (z. B. Bilder, Temperaturmessung, Beschleunigung usw.), und/oder Sensorkommunikationsdaten, die angeben, dass der Sensor in Betrieb ist/kommuniziert.
In einer Form sind die Prozesssteuerungen 102-B dazu konfiguriert, Fertigungsvorgänge vom Bearbeiten oder Stanzen bis zum Durchführen einer visuellen Inspektion von Werkstücken und/oder des durchgeführten Prozesses zu überwachen. Zum Beispiel beinhalten die Prozesssteuerungen 102-B unter anderem: eine End-of-Line-Teststeuerung zum Durchführen eines oder mehrerer Tests an der zusammengebauten Vorrichtung; eine Sichtprüfungssteuerung, die dazu konfiguriert ist, Daten von Bildgebungssensoren (z. B. mehrdimensionalen Kameras/Scannern) zu analysieren, um die Montage eines Werkstücks/einer zusammengebauten Vorrichtung zu überwachen und/oder Anomalien in dem Werkstück/der zusammengebauten Vorrichtung zu erfassen; und/oder eine Werkzeugsteuerung für ein gegebenes Werkzeug, das von einem Bediener verwendet wird, um Daten von dem Werkzeug zu analysieren und zu bestimmen, ob das Werkzeug korrekt verwendet wurde.
In einer Form sind die Automatisierungssteuerungen 102-C dazu konfiguriert, unter anderem Maschinen, wie etwa Robotersysteme, CNC-Bearbeitungsausrüstung, Stanzpresse und/oder Formmaschinen, zu betreiben. Die Automatisierungssteuerungen 102-C können eine erhebliche Datenmenge erzeugen, die sich unter anderem bezieht auf: Maschinenstatusdaten in Bezug auf Status (äq., Leerlauf, aktiv usw., offline), Warnungen und/oder Benachrichtigungen; Maschinenkonfigurationsdaten in Bezug auf Parameter/Einstellungen der Maschine, die durch einen Benutzer einstellbar sind; Ausrüstungsbetriebsdaten in Bezug auf Zykluszeit, Zähler, Ereignisse, mit der Zeit variierende Daten, Leistungsdaten, Zustandsdaten; Wartungsticketdaten, um ein Wartungsticket von dem Wartungssystem 102-E anzufordern; und/oder Kommunikationsverifizierungsdaten, die angeben, dass die Automatisierungssteuerung aktiv ist/kommuniziert, wie hierin beschrieben.
In einer Form ist die Analysesteuerung 102-D dazu konfiguriert, eine oder mehrere Arten von Datenanalysen auf Grundlage von Daten von anderen Datenurhebern durchzuführen, um beispielsweise neben anderen Informationen Trends in der Werkstückqualität, die Leistung der Maschine, Verarbeitungsverzögerungen zu bestimmen. Daten von der Analysesteuerung 102-D können verwendet werden, um zum Beispiel neben anderen Maßnahmen die Sensoren 102-A und/oder Maschinen zu kalibrieren, Benachrichtigungen für Wartungs-/Reparatur- und/oder Qualitätsprobleme auszustellen und/oder Fertigungsprozesse anzupassen.
In einer Form ist das Wartungssystem 102-E dazu konfiguriert, die Leistung/den Zustand einer oder mehrerer Maschinen innerhalb der Anlage zu verfolgen und eine Wartung/Reparatur der Maschine zu planen. Das Wartungssystem 102-E kann unter anderem Folgendes beinhalten: einen dedizierten Server, der Informationen bezüglich der Wartung der Maschinen innerhalb der Anlage bereitstellt; eine Steuerung für vorbeugende Wartung, die dazu konfiguriert ist, Daten von einer oder mehreren Maschinen zu analysieren, um zu bestimmen, ob eine Wartung/Reparatur für die Maschine geplant werden soll; und/oder andere Steuerungen, die dazu konfiguriert sind, den Zustand einer Maschine zu überwachen und ihre Wartung zu planen. Die durch das Wartungssystem 102-E bereitgestellten Daten beinhalten neben anderen Informationen zum Beispiel einen Wartungsplan, der einen Zeitpunkt bereitstellt, zu dem eine Maschine für eine bestimmte Wartungs-/Reparaturaufgabe offline sein soll, Anweisungen zum Durchführen einer Wartung/Reparatur an der Maschine und/oder Status einer Wartungs-/Reparaturprüfung.
In einer Form verfolgt das Werkstückverfolgungssystem 102-F ein Werkstück, das innerhalb der Anlage verarbeitet wird, und beinhaltet unter anderem Folgendes: einen bezeichneten Server zum Bereitstellen von Informationen bezüglich Werkstücken, die in der Anlage für die zusammengebaute Vorrichtung transformiert werden; eine Teileverifizierungssteuerung zum Verifizieren einer Werkstückkennung, die in der gesamten Anlage selbst an einer Maschine angeordnet sein kann, und/oder andere Steuerungen/Vorrichtungen, die dazu konfiguriert sind, das Werkstück zu identifizieren und/oder zu verifizieren (z. B. kann eine Rechenvorrichtung der Maschinen die Informationen bezüglich des Werkstücks aufweisen und somit ein Werkstückverfolgungssystem sein). Die durch das Werkstückverfolgungssystem 102-F bereitgestellten Daten beinhalten unter anderem: Baustatus, Bilddaten und/oder Qualitätsdaten, die dem Werkstück zugeordnet sind.
In einer Form können die verschiedenen Datenurheber 102 über drahtgebundene/drahtlose Kommunikationsnetze mit anderen Datenurhebern 102 kommunikativ verbunden sein. Zum Beispiel überträgt ein Sensor 102-A an einer Maschine Daten an die Automatisierungssteuerung 102-C, die der Maschine zugeordnet ist, um die Durchführung des durch die Maschine durchgeführten Vorgangs zu überwachen. Während konkrete Beispiele für Datenurheber 102 bereitgestellt werden, kann die Fertigungsanlage 100 andere Datenurheber 102 beinhalten und sollte nicht auf die in dieser Schrift bereitgestellten Beispiele beschränkt sein.
Daten von Datenurhebern 102 können zur weiteren Analyse und/oder Speicherung über ein Kommunikationsnetz 106 an ein Zielrechensystem übertragen werden. Zum Beispiel kann das Zielrechensystem ein digitales Zwillingsfertigungs(digital twin manufacturing - DTM)-System 104-A, einen Datenspeicher 104-B, der zum Organisieren und Speichern der Daten konfiguriert ist, und/oder einen Engineering-Tool-Data-Server 104-C beinhalten, der dazu konfiguriert ist, die Daten zu organisieren, zu aggregieren und zu speichern, die von einem Benutzer über eine Benutzerschnittstelle ausgewählt und unter Verwendung definierter Softwareprogramme analysiert werden können. Das DTM-System 104-A, der Datenspeicher 104-B und der ETD-Server 104-C werden gemeinsam als Zielrechensystem 104 bezeichnet. Das Zielrechensystem 104 kann innerhalb der Fertigungsanlage und/oder an einem anderen Standort bereitgestellt sein. Zusätzlich kann das Zielrechensystem 104 andere Arten von Analysesystemen beinhalten und sollte nicht auf die in dieser Schrift bereitgestellten Beispiele beschränkt sein.
In einer Form kann ein Datenurheber 102 dazu konfiguriert sein, die erzeugten Daten auf Grundlage eines vordefinierten Nachrichtenschemas zu verarbeiten und eine Nachrichtennutzlast über eine drahtgebundene/drahtlose Kommunikationsverbindung direkt an das Kommunikationsnetz 106 zu übertragen. In einer anderen Form überträgt ein Datenurheber 102 Daten an eine Edge-Rechenvorrichtung 108, die dazu konfiguriert ist, die empfangenen Daten während ihres Empfangs auf Grundlage eines vordefinierten Nachrichtenschemas zu verarbeiten und die Daten an das Kommunikationsnetz 106 zu übertragen, das das ausgewählte drahtlose Protokoll verwendet. Zum Beispiel kann ein erster Sensor 102-A eine Rechenvorrichtung beinhalten, die dazu konfiguriert ist, ihre Daten auf Grundlage des Nachrichtenschemas zu verarbeiten und eine Nachrichtennutzlast direkt an das Kommunikationsnetz 106 zu übertragen, während ein anderer Sensor 102-A Messdaten zur weiteren Verarbeitung und Übertragung an die Edge-Rechenvorrichtung 108 übertragen kann. In einer Abwandlung kann die Fertigungsanlage eine oder mehrere Edge-Rechenvorrichtungen beinhalten, die dazu konfiguriert sind, Daten von einem oder mehreren bezeichneten Datenurhebern 102 zu verarbeiten.
Wie vorstehend gezeigt, beinhaltet eine einzelne Fertigungsanlage 100 mehrere Datenurheber 102 und jeder Datenurheber 102 stellt eine andere Art von Daten bereit, die in unterschiedlichen Formaten bereitgestellt werden können. Unter Bezugnahme auf 2 ist in einer beispielhaften Anwendung ein Fertigungsunternehmen 200 so organisiert, dass es mehrere Werke 202 (z. B. Fertigungsanlagen) beinhaltet. Jedes Werk 202 beinhaltet mehrere Bereiche 204, die ferner mehrere Abteilungen 206 beinhalten. Jede Abteilung 206 kann dann mehrere Produktionslinien 208 und/oder einen Marktplatz 210 beinhalten, in denen Komponenten/Teile/Werkstücke in Lagereinheiten 212 untergebracht sind. Jede Linie 208 beinhaltet Betriebszellen 214, die ferner mehrere Maschinen 216 beinhalten, die mehreren Stationen 218 zugeordnet sind. Von der Station 218 bis zu dem Bereich 204 kann jede Anlage 202 einen oder mehrere Datenurheber 102 aus 1 beinhalten, wodurch eine zusätzliche Schicht an Komplexität in Bezug auf das Speichern und Verwenden der Daten für eine zusätzliche Analyse hinzugefügt wird.
Unter weiterer Bezugnahme auf 1 stellt die vorliegende Offenbarung in einer Form ein Nachrichterzeugungsmodul 110 bereit, das dazu konfiguriert ist, Nachrichten unter Verwendung eines oder mehrerer vordefinierter Nachrichtenschemata zu übertragen, die eine Vielzahl von Feldern umfassen. Insbesondere ist jeder Typ von Datenurheber 102 einem oder mehreren Nachrichtentypen zugeordnet, wobei jeder Nachrichtentyp einem vordefinierten Nachrichtenschema mit einem Header und einem Nachrichtentext zugeordnet ist. Jedes Feld ist in einem Schlüssel:Wert-Format bereitgestellt und die Vielzahl von Feldern beinhaltet eine Kombination aus erforderlichen Feldern und optionalen Feldern. Zum Beispiel wird unter Bezugnahme auf 3 ein Beispiel für eine Maschinenstatusnachricht 300 mit einem Header 302 und einem Nachrichtentext 304 bereitgestellt. Wie hierin beschrieben, beinhalten der Header 302 und der Nachrichtentext 304 mehrere Felder, wobei jedes Feld einen Schlüssel beinhaltet, gefolgt von einem Wert, der dem Schlüssel zugeordnet ist. Zum Beispiel beinhaltet der Header ein Feld 306, das einen Schlüssel als „MessageType“ (Nachrichtentyp) und einen entsprechenden Wert von „MachineState“ (Maschinenstatus) aufweist. In einer beispielhaften Anwendung basiert das vordefinierte Nachrichtenschema auf JSON-Nachrichten (JavaScript Object Notation) unter Verwendung von Schlüssel:Wert-Paaren, was vorsieht, dass alle Daten mit einer Bezeichnung gemeldet werden, um ihnen eine Bedeutung zu geben. Während das Nachrichtenerzeugungsmodul 110 als Teil der Edge-Rechenvorrichtung 108 bereitgestellt ist, kann es auch durch einen Datenurheber 102 verwendet werden, der eine Rechenvorrichtung aufweist, um eine Nachricht direkt an das Kommunikationsnetz 106 zu übertragen.
In einer Form wird ein einheitliches anpassbares Datenmodell eingesetzt, um die vordefinierten Nachrichtenschemata für die verschiedenen Nachrichtentypen zu definieren. In einer Form definiert das einheitliche anpassbare Datenmodell für jedes Feld einen Datentyp (z. B. Kennung (ID) der Fertigungsanlage, Zeitstempel, Bereich innerhalb der Fertigungsanlage, Maschinenkennung, Station usw.), eine Einschränkung (z. B. max. Anzahl der Zeichen) und Anforderung (z. B. optionales Feld, erforderliches Feld, Option „null“ bei erforderlichem Feld). Somit ist das Datenmodell derart konfiguriert, dass alle gewünschten Daten in die Felder eingesetzt werden können, die mit der Absicht definiert sind, nur die Abschnitte der Schemata zu verwenden, die zu einem jeweiligen Zeitpunkt erforderlich sein können, was es ermöglicht, die Größe der Nachricht auf Grundlage der Datenverfügbarkeit variieren zu lassen.

In einer Form ist der Header auf Grundlage einer Hierarchie des Fertigungsunternehmens, wie etwa der in 2 bereitgestellten definiert. Insbesondere stellt der Header Informationen bezüglich des verwendeten Nachrichtenschemas, des Standorts des Fertigungsdatenurhebers, Informationen zum Identifizieren der Fertigungsanlage und/oder zum Identifizieren der Art von Nachricht bereit, die in dem Nachrichtentext bereitgestellt wird (d. h. Nachrichtentyp). In einer Anwendung werden in dem Header bereitgestellte Informationen durch das Zielrechensystem 104 beim Speichern der Daten im Nachrichtentext verwendet. In einer Form beinhaltet der Header eine Vielzahl von Header-Feldern, die aus vordefinierten Header-Feldern ausgewählt sind, die mit Nachrichtenschemata verwendet werden sollen. In einer Anwendung beinhalten die vordefinierten Header-Felder erforderliche Header-Felder, die mit allen Nachrichtenschemata und optionalen Header-Feldern verwendet werden sollen. Zum Beispiel beinhalten die Header-Felder unter anderem ein Zeitstempelfeld, ein Schemaversionsfeld zum Identifizieren der Version, auf der die Nachricht basiert, ein Nachrichtentypfeld und/oder ein oder mehrere Datenurheberkennungs(ID)-Felder. In einer Form beinhalten das oder die Datenurheberfelder unter anderem das in der nachstehenden Tabelle 1 bereitgestellte Feld. Tabelle 1: Beispiel für ein Datenurheber-ID-Feld

Datenurheber-ID-Felder

Werks(d. h. Fertigungsanlagen)-ID-Feld: identifiziert die Fertigungsanlage, von der die Nachricht übertragen wird

Bereichs-ID-Feld: identifiziert den Bereich innerhalb der Anlage, aus dem die Daten stammen

Abteilungs-ID-Feld: identifiziert die Abteilung innerhalb der Anlage, die den Daten zugeordnet ist

Linien-ID-Feld: identifiziert eine Abfolge von Vorgängen oder Zellen

Zellen-ID-Feld: identifiziert eine Zelle oder einen Vorgang innerhalb der Linie

Maschinen-ID-Feld: identifiziert eine Teilmenge der Zelle, wenn die Zelle aus mehreren ähnlichen Maschinen besteht

Stations-ID-Feld: identifiziert eine Neigung und/oder Position eines Objekt-/Maschinentyps innerhalb eines Vorgangs

Von den Beispielen für vordefinierte Header-Felder werden ein oder mehrere Felder als erforderliche Header-Felder bereitgestellt (z. B. das Zeitstempelfeld, das Schemaversionsfeld, das Nachrichtentypfeld, mindestens ein Datenurheber-ID-Feld, wie etwa Anlagen-ID) und die anderen Felder können als optionale Felder bereitgestellt sein (z. B. Zellen-ID-Feld und/oder Maschinen-ID-Feld). In einer Form ist jedem Header-Feld eine Zeichenbeschränkung, ein Format (z. B. nur eine Zahlenfolge, eine Zahlen- und/oder Buchstabenfolge, Zeit usw.), ob das Feld einen Wert aufweisen muss und/oder ob der Wert des Felds „null“ sein kann, zugeordnet. In einer Form werden mögliche Werte für die Datenurheberfelder aus einer standardisierten Liste ausgewählt, die im gesamten Fertigungsunternehmen verwendet wird.

Der Nachrichtentext beinhaltet eine Vielzahl von Nachrichtenfeldern, die aus vordefinierten Nachrichtenfeldern für den bzw. die bestimmten Datenurheber 102 ausgewählt ist. Jeder Nachrichtentyp beinhaltet Nachrichtenfelder in dem Nachrichtentext, die dem Fertigungsdatenurheber 102 zugeordnet sind. Somit kann der Nachrichtentext für einen gegebenen Nachrichtentyp anpassbar sein, sodass er Nachrichtenfelder beinhaltet, die dem Datenurheber 102 zugeordnet sind. Zusätzlich kann der Nachrichtentext eine spezifische Verschachtelungsstruktur definieren, in der ein primäres Nachrichtenfeld einem oder mehreren Hilfsnachrichtenfeldern zugeordnet ist, die sich auf das primäre Feld beziehen, um bei Bedarf zusätzliche Informationen zu übermitteln. In einer Form ist der Nachrichtentext dazu konfiguriert, ein oder mehrere erforderliche Nachrichtenfelder zu beinhalten, wie etwa ein oder mehrere Nachrichtenfelder, die in der nachstehenden Tabelle 2 bereitgestellt sind. Tabelle 2: Beispielhafte Nachrichtenfelder

Nachrichtenfelder

Datenquellenfeld: identifiziert den Datenurheber

Transaktionszählerfeld: stellt die Häufigkeit der Übertragung der Nachricht auf Grundlage eines Zählers bereit, der jedes Mal erhöht wird, wenn die Nachricht gesendet wird, wobei der Zähler durch die Rechenvorrichtung gesteuert wird, welche das Nachrichtenerzeugungsmodul aufweist

Zyklus-ID-Feld: wird verwendet, um verschiedene Nachrichten zu verknüpfen, die während desselben Zyklus und/oder vor dem nächsten Zyklus erfolgen

In einer beispielhaften Anwendung sind in der nachstehenden Tabelle 3 beispielhafte Nachrichtentypen für die Sensoren 102-A, die Automatisierungssteuerung 102-C (d. h. Maschinen), das Wartungssystem 102-E und das Werkstückverfolgungssystem 102-F bereitgestellt. Obwohl spezifische Nachrichtentypen bereitgestellt sind, können die ausgewählten Datenurheber andere Nachrichtentypen beinhalten. Zusätzlich können Nachrichtentypen mit vordefinierten Nachrichtenschemata auf Grundlage der vorliegenden Offenbarungen für unterschiedliche Datenurheber bereitgestellt werden, wie etwa unter anderem die Prozesssteuerung 102-B und/oder die Analysesteuerung 102-D. Tabelle 3: Beispielnachrichtentypen

Datenurheber	Nachrichtenart
Maschine/ Automatisierungssteu erungen	Maschinenstatusnachricht: stellt Daten bezüglich des Status, Warnungen, Benachrichtigungen oder einer Kombination davon der Maschine bereit
	Maschinenkonfigurationsnachricht: stellt Daten bezüglich Parametern der Maschine bereit, die durch einen Benutzer einstellbar sind
	Maschinendatennachricht: stellt Daten bezüglich Zykluszeit, Zählungen, Ereignissen, zeitlich variabler Daten, Maschinenleistungsdaten,
	Maschinenzustandsdaten oder einer Kombination davon bereit
	Wartungsticketnachricht: Anforderung eines Wartungstickets von dem Wartungssystem
	Kommunikationsverifizierungsnachricht: stellt Daten bezüglich eines Transaktionszählers bereit, um das Zielrechensystem darüber zu informieren, dass die Maschine kommuniziert
Sensor	Sensordatennachricht: Stellt Sensormessdaten bereit
Sensor	Sensorkommunikationsnachricht: stellt Daten bezüglich eines Transaktionszählers bereit, um das beziehende Rechensystem darüber zu informieren, dass der Sensor kommuniziert
Werkstückverfolgung ssystem	Teildatennachricht: stellt den Baustatus, Bilddaten, Qualitätsdaten, die dem Teil zugeordnet sind, oder eine Kombination davon bereit
Wartungssystem	Wartungsplanungsnachricht: plant einen Zeitpunkt ein, zu dem die Maschine zur Wartung/Reparatur offline sein soll
Wartungssystem	Wartungsanweisungsnachricht: stellt Anweisungen zu Wartungs-/Reparaturarbeiten an der Maschine bereit
Andere Nachrichtentypen	Datenquellenregistrierungsnachricht: stellt einem Objektverzeichnis, das verschiedene Maschinen/Sensoren verfolgt, die Kennung eines neuen Datenurhebers bereit

Für jeden Nachrichtentyp ist der Nachrichtentext anpassbar, um die entsprechenden Informationen für diese Nachricht zu übermitteln. In einer Form stellt das einheitliche anpassbare Datenmodell eine Bibliothek von definierten Feldern bereit, die für einen bestimmten Nachrichtentyp verfügbar sind, wobei einige Felder ein oder mehrere Primärfelder beinhalten, die zusätzliche Hilfsfelder zum Erfassen der Informationen des Primärfelds beinhalten. Zum Beispiel veranschaulicht die nachstehende Tabelle 4 beispielhafte Nachrichtenfelder, die für eine Maschinenstatusnachricht verfügbar sind. In diesem Beispiel beinhalten primäre Felder, die Hilfsfelder aufweisen, ein Statusfeld, ein Warnfeld und ein Benachrichtigungsfeld. Wie die Header-Felder definiert das Datenmodell Parameter für jedes Nachrichtenfeld, wie etwa neben anderen Parametern, ob das Feld erforderlich ist, die Anzahl der Zeichen, die Art der einzugebenden Daten (z. B. numerischer Wert, der einer spezifischen Warnung zugeordnet ist). Optionale Nachrichtenfelder, wie der Name schon sagt, werden nur bei Bedarf eingesetzt. Falls zum Beispiel keine Warnungen oder Benachrichtigungen zu melden sind, werden diese Felder nicht verwendet, wenn die Maschinenstatusnachricht erzeugt wird, aber falls eine Warnung ausgegeben wird, wird das Warnungsfeld verwendet, um dem Benutzer Informationen bereitzustellen. Ein ähnlicher Satz von definierten Nachrichtenfeldern wird für jeden Nachrichtentyp bereitgestellt. Tabelle 4: Beispiel für verfügbare Nachrichtenfelder für eine Maschinenstatusnachricht

Felder	Hilfsfeld (falls verfügbar)	Beschreibung
DataSource		Name des Geräts, das die Daten meldet
TransCount er		Daten von einem Transaktionszähler, der den Zähler nach dem Senden der Nachricht inkrementiert (Wert 1-9999)
CycleID		Zeitstempel des Zyklusbeginns. Z.B. das Format 2019-12-31EST23: 59: 59,999
Status	Code	Numerischer Wert, der dem
		aktuellen Status der Maschine zugewiesen ist. Codes sind vordefiniert
	Level 1	Maschinenstatus der übergeordneten Stufe Auf oder ab
	Leve12	Maschinenstatus der mittleren Stufe
	Level3	Maschinenstatus auf Feindetailstufe
AuxMode		Hilfsmodus einer Maschine (z. B. Rundlauf, Leistungsfähigkeit oder Energieeinsparung)
Alert(1..n)	Code	Eindeutiger Fehler- oder Warncode, wobei Alarmcodes vordefiniert sind
	Type	Alarmtyp, der aus vordefinierten Alarmtypen ausgewählt ist.
	State	Alarmzustand
	Subsystem	Teilsystem innerhalb des Objekts, das zum Unterteilen des Objekts in Gruppen von Vorrichtungen verwendet wird
	Device	Physische Vorrichtung, die dem Alarm zugeordnet ist, wie etwa ein Aktor oder Schalter
	Action	Geräteaktion, wenn ein Alarm aufgetreten ist
	Failure	Störungszustand der
		Vorrichtung
	Description	Fehlerbeschreibungstext, für Altsysteme, bei denen die Lösung für Device/Action/Failure nicht programmiert ist
	PossibleCause	Mögliche Ursache des Alarms
	PotCorrAction	Mögliche Korrekturmaßnahmen für den Alarm
	DeviceDiagCode	Diagnosecode
	DeviceDiagDesc	Diagnosebeschreibung
	ResultValue	Wert, der der Ursache des Alarms zugeordnet ist, wenn dem Alarm ein gemessener oder berechneter Wert zugeordnet ist
	Units	Einheiten, die dem Wert zugeordnet sind
	UpperLimit	Oberer Schwellenwert des Werts
	LowerLimit	Unterer Schwellenwert des Werts
Notificatio n(1..n)	AssistanceReqd	Person oder Gruppe, von der Unterstützung angefordert wird
	Page	Text zum Senden
	Push	Text, der übertragen werden soll
	Andon	Text, der auf Andon-Board angezeigt werden soll
Controller		Steuerungswarnung
MessageEr ror(1..n)	Label	Fehlerbezeichnung
	Path	Angabe, wo in der Nachrichtennutzlast der Fehler aufgetreten ist
	Description	Beschreibung des Fehlers

In einer Form basieren die verfügbaren Nachrichtenfelder für einen Nachrichtentyp auf den von den Datenurhebern erzeugten Daten und wofür die Daten gedacht sind. Zum Beispiel ist eine Analysesteuerung 102-D dazu konfiguriert, wöchentliche Qualitätsberichte für ein Werkstück auszugeben, das durch eine CNC-Maschine auf Grundlage von Daten von einem Sensor 102-A (z. B. Kameras) gebildet wird. Einer möglicher zu übertragender Nachrichtentyp ist „WeeklyQualityMessage“, wobei die Nachrichtenfelder dazu konfiguriert sind, die Anzahl der erzeugten Werkstücke, den Zeitraum (z. B. Startzeit, Endzeit) der wöchentlichen Bewertung, ob fehlerhafte Werkstücke erkannt wurden, und wenn ja, die Anzahl der fehlerhaften Werkstücke zu erfassen. Die Schlüssel der Nachrichtenfelder sind dazu konfiguriert, die Werte zu identifizieren, die dem Schlüssel zugeordnet sind (z. B. „Start“, um das Datum und die Uhrzeit der wöchentlichen Bewertung anzugeben, und „Ende“, um das Datum und die Uhrzeit der wöchentlichen Bewertung anzuzeigen). Obwohl die Nachrichtenfelder anpassbar sind, werden in einer Anwendung die Namenskonvention und die definierten Parameter der Felder weit gehalten, um über verschiedene Analysesteuerungen hinweg verwendet zu werden. In einer Form werden die Nachrichtentypen, sobald sie definiert sind, im gesamten Fertigungsunternehmen eingesetzt.
Wenn das oder die vordefinierten Nachrichtenschemata für den oder die zu übertragenden Nachrichtentypen darin gespeichert sind, ist das Nachrichtenerzeugungsmodul 110 dazu konfiguriert, eine Nachrichtendatenzeichenfolge zu konstruieren und die Nachrichtendatenzeichenfolge über das Kommunikationsnetzwerk 106 an das oder die Zielrechensysteme 104 zu übertragen. In einer Form setzen das Nachrichtenerzeugungsmodul 110, das Kommunikationsnetzwerk 106 und die Zielrechensysteme 104 ein Maschine-zu-Maschine-Kommunikationsprotokoll ein, wie etwa Message-Queueing-Telemetrietransport (MQTT). Andere Protokolle können ebenfalls verwendet werden, wie etwa unter anderem: Open Platform Communications (OPC) Unified Architecture (UA), OPC Data Access (DA), Advanced Message Queuing Protocol (AMQP) und andere. Dementsprechend können erforderliche Hardware- und/oder Softwarekomponenten (z. B. Router, Sender/Empfänger, Server, Prozessoren, Softwareprotokolle usw.) zum Unterstützen des verwendeten Maschinezu-Maschine-Kommunikationsprotokolls bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann die Fertigungsanlage einen MQTT-Vermittler (das heißt einen Server) beinhalten, der Nachrichten von zum Beispiel dem Nachrichtenerzeugungsmodul 110 an ein oder mehrere Zielrechensysteme 104 weiterleitet, die die Informationen beziehen. Obwohl die vorliegende Offenbarung Nachrichten erörtert, die an die Zielrechensysteme 104 übertragen werden, versteht es sich, dass die Zielrechensysteme 104 über den MQTT-Vermittler Nachrichten an die Datenersteller senden können.
Unter Bezugnahme auf 4 ist ein beispielhaftes Blockdiagramm des Nachrichtenerzeugungsmoduls 110 bereitgestellt. Das Nachrichtenerzeugungsmodul 110 ist dazu konfiguriert, Nachrichtendatenzeichenfolgen unter Verwendung vordefinierter Nachrichtenschemata für verschiedene Nachrichtentypen zu erzeugen. Insbesondere empfängt das Nachrichtenerzeugungsmodul 110 in diesem Beispiel Daten von dem Sensor 102-A, der Automatisierungssteuerung 102-C und dem Werkstückverfolgungssystem 102-F, um Nachrichten unter Verwendung von Nachrichtentypen zu erzeugen, die dem jeweiligen Datenurheber zugeordnet sind. Dementsprechend ist hier das Nachrichtenerzeugungsmodul 110 dazu konfiguriert, ein Sensordatennachrichtenmodul 402-A, ein Maschinendatennachrichtenmodul 402-B und ein Teildatennachrichtenmodul 402-C (gemeinsam „Datennachrichtenmodule 402“) zu beinhalten. In einer Form beinhaltet das Nachrichtenerzeugungsmodul 110 ferner Transaktionszähler 404 zum unabhängigen Verfolgen der Kommunikation mit jedem der Datenurheber, die dem Modul 110 zugeordnet sind, und eine interne Uhr 406 zum Bereitstellen von Zeitdaten. In einer anderen Form kann das Nachrichtenerzeugungsmodul 110 einen Zähler und/oder eine Uhr der Rechenvorrichtung verwenden, die das Nachrichtenerzeugungsmodul 110 aufweist.
Jedes der Datennachrichtenmodule 402 speichert die vordefinierten Nachrichtenschemata für die Nachrichtentypen, die den jeweiligen Datenurhebern zugeordnet sind. Insbesondere beinhaltet das Sensordatennachrichtenmodul 402-A hier Sensornachrichtenschemata 410-A, beinhaltet das Maschinendatennachrichtenmodul 402-B Maschinennachrichtenschemata 410-B und beinhaltet das Teildatennachrichtenmodul 402-C Teilnachrichtenschemata 410 -C. Die Sensornachrichtenschemata 410-A, die Maschinennachrichtenschemas 410-B und das Teildatennachrichtenmodul 410-C werden gemeinsam als „Nachrichtenschemata 410“ bezeichnet und speichern Nachrichtenschemata für Nachrichtentypen, die in Tabelle 3 für die jeweiligen Datenurheber 102 bereitgestellt sind.
Im Betrieb ist jedes Nachrichtenmodul 402 dazu konfiguriert, Daten zu erlangen, die einen Betriebsvorgang des Datenurhebers 102 angeben, was durch den Block 412 für eingehende Daten dargestellt ist (Block 412-A, 412-B und 412-C in 4). In einer Form sind die erlangten Daten insofern ungebundene Daten, als es sich um Rohdaten (z. B. numerische Codes für Warnungen, numerische Steuerungen einer SPS, alphanumerische Datenfolgen usw.) handelt, die keinen Kontextdaten zugeordnet sind, die angeben, was die Daten sind.
Der Nachrichtenersteller 414 (d. h. die Ersteller 414-A, 414-B und 414-C in 4) ist dazu konfiguriert, die erlangten Daten einem oder mehreren Feldern aus der Vielzahl von Feldern eines ausgewählten Nachrichtentyps auf Grundlage des Schlüssels der Felder zuzuordnen. In einer Form wird eine vordefinierte Korrelation bereitgestellt, um spezifische Datentypen mit einem jeweiligen Feld zu korrelieren.
Der Nachrichtenersteller 414 ist ferner dazu konfiguriert, die Werte der Felder auf Grundlage der Daten, die dem einen oder den mehreren Feldern zugeordnet sind, und auf Nachrichtensteuerdaten auszufüllen. In einer Form werden die Nachrichtensteuerdaten durch das Nachrichtenerzeugungsmodul 110 verwaltet und beinhalten eine Anlagenkennung, eine Datenurheberkennung, eine Zykluskennung, eine Schemaversionskennung oder eine Kombination davon. Nach dem Ausfüllen ist der Nachrichtenersteller 414 dazu konfiguriert, eine Nachrichtendatenzeichenfolge auf Grundlage der ausgefüllten Felder des vordefinierten Nachrichtenschemas zu erzeugen, wobei die Nachrichtendatenzeichenfolge die Schlüssel:Wert-Paare des einen oder der mehreren Felder beinhaltet. Der Nachrichtenersteller 414 überträgt ferner die Nachrichtendatenzeichenfolge (d. h. eine Nachrichtennutzlast) über das Kommunikationsnetz 106 an das Zielrechensystem 104. Insbesondere überträgt der Nachrichtenersteller 414 in einer Anwendung die Nachrichtendatenzeichenfolge an einen Nachrichtenvermittler 416 (z. B. MQTT-Vermittler), der eine Nachrichtennutzlast, die die Nachrichtendatenzeichenfolge angibt, an Abonnenten der Nachricht (z. B. ein Zielrechensystem 104) weiterleitet. Zum Beispiel ist der Nachrichtenersteller 414 dazu konfiguriert, eine Themenzeichenfolge an den Nachrichtenvermittler 416 zu veröffentlichen, wobei die Themenzeichenfolge auf den Header-Feldern des vordefinierten Nachrichtenschemas basiert.
Während das Nachrichtenerzeugungsmodul 110 aus 4 so veranschaulicht ist, dass es drei Datennachrichtenmodule aufweist, kann das Nachrichtenerzeugungsmodul 110 ein oder mehrere Datennachrichtenmodule auf Grundlage dessen beinhalten, dass der Datenurheber 102 dem Nachrichtengenerierungsmodul 110 Daten bereitstellt. Wenn zum Beispiel ein Sensor als eine intelligente Vorrichtung konfiguriert ist, die ein Rechensystem mit einem unabhängigen Kommunikationsmodul in Kommunikation mit dem Nachrichtenvermittler aufweist, kann der Sensor ein Nachrichtenerzeugungsmodul beinhalten, das nur ein Sensordatennachrichtenmodul aufweist. In einem anderen Beispiel kann eine Edge-Vorrichtung, die das Nachrichtenerzeugungsmodul aufweist, Daten von mehreren Automatisierungssteuerungen (z. B. PLCs mehrerer Maschinen) empfangen und somit ein oder mehrere Maschinendatennachrichtenmodule zum Übertragen von Maschinentypnachrichten beinhalten.
In einer Form ist das Zielrechensystem 104 dazu konfiguriert, die Nachrichten zu verarbeiten, um zu bestimmen, ob die Nachrichten gültig sind, und falls ja, die Daten innerhalb des Nachrichtentexts auf Grundlage der Daten im Header zu speichern. Insbesondere verifiziert das Zielrechensystem 104 zum Authentifizieren der Nachricht das Format der empfangenen Nachricht auf Grundlage der Version des Schemas, das in dem Header der Nachricht bereitgestellt ist. Wenn das Format der empfangenen Nachricht nicht mit dem des vordefinierten Nachrichtenschemas übereinstimmt, das der Version zugeordnet ist, werden die Daten nicht gespeichert. Wenn das Format übereinstimmt, werden Daten unter Verwendung der Informationen im Header analysiert und gespeichert, der Informationen bezüglich der Quelle der Daten innerhalb des Nachrichtentexts bereitstellt. In einer Form können die Daten innerhalb des Headers selbst nicht gespeichert werden.
Sofern in dieser Schrift nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist, sind alle numerischen Werte, die mechanische/thermische Eigenschaften, Prozentanteile von Zusammensetzungen, Abmessungen und/oder Toleranzen oder andere Eigenschaften angeben, so zu verstehen, dass sie durch das Wort „etwa“ oder „ungefähr“ modifiziert sind, wenn sie den Umfang der vorliegenden Offenbarung beschreiben. Diese Modifikation ist aus verschiedenen Gründen wünschenswert, einschließlich industrieller Praxis, Material, Herstellung und Montagetoleranzen sowie Testfähigkeit.
Im hier verwendeten Sinne ist die Formulierung mindestens eines von A, B und C so auszulegen, dass sie ein logisches (A ODER B ODER C) bedeutet, wobei ein nicht ausschließendes logisches ODER verwendet wird, und sollte nicht dahingehend ausgelegt werden, dass sie „mindestens eines von A, mindestens eines von B und mindestens eines von C“ bedeutet.
Die Beschreibung der Offenbarung ist rein beispielhafter Natur und somit ist beabsichtigt, dass Variationen, die nicht vom Kern der Offenbarung abweichen, innerhalb des Umfangs der Offenbarung liegen. Derartige Variationen sind nicht als Abweichung vom Wesen und Umfang der Offenbarung zu betrachten.
In den Figuren zeigt die durch die Pfeilspitze angegebene Richtung eines Pfeils im Allgemeinen den Fluss von Informationen (wie etwa Daten oder Anweisungen) an, der für die Veranschaulichung von Interesse ist. Beispielsweise kann, wenn Element A und Element B eine Vielfalt an Informationen austauschen, für die Veranschaulichung aber Informationen relevant sind, die von Element A an Element B übertragen werden, der Pfeil von Element A zu Element B zeigen. Dieser unidirektionale Pfeil impliziert nicht, dass keine anderen Informationen von Element B an Element A übertragen werden. Ferner kann für Informationen, die von Element A an Element B gesendet werden, Element B Anforderungen oder Empfangsbestätigungen für die Informationen an Element A senden.
In dieser Anmeldung kann sich der Ausdruck „Steuerung“ und/oder „Modul“ auf Folgendes beziehen, Teil von Folgendem sein oder Folgendes einschließen: eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (application specific integrated circuit - ASIC); eine digitale, analoge oder gemischte analoge/digitale diskrete Schaltung; eine digitale, analoge oder gemischte analoge/digitale integrierte Schaltung; eine kombinierbare Logikschaltung; ein feldprogrammierbares Gate-Array (field programmable gate array - FPGA); eine Prozessorschaltung (geteilt, dediziert oder Gruppe), die Code ausführt; eine Speicherschaltung (geteilt, dediziert oder Gruppe), die Code speichert, der durch die Prozessorschaltung ausgeführt wird; andere geeignete Hardware-Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination aus einigen oder allen des Vorangehenden, wie etwa in einem System-on-Chip.
Der Ausdruck Speicher ist eine Untergruppe des Ausdrucks computerlesbares Medium. Der Ausdruck computerlesbares Medium schließt im hierin verwendeten Sinne keine transitorischen elektrischen oder elektromagnetischen Signale ein, die sich durch ein Medium (wie etwa über eine Trägerwelle) ausbreiten; der Ausdruck computerlesbares Medium kann daher als greifbar und nichttransitorisch betrachtet werden. Nicht einschränkende Beispiele für ein nichttransitorisches, greifbares computerlesbares Medium sind nichtflüchtige Speicherschaltungen (wie etwa eine Flash-Speicher-Schaltung, eine Schaltung eines löschbaren programmierbaren Festwertspeichers oder eine Schaltung eines Masken-Festwertspeichers), flüchtige Speicherschaltungen (wie etwa eine Schaltung eines statischen Direktzugriffsspeichers oder eine Schaltung eines dynamischen Direktzugriffsspeichers), magnetische Speichermedien (wie etwa ein analoges oder digitales Magnetband oder ein Festplattenlaufwerk) und optische Speichermedien (wie etwa eine CD, eine DVD oder eine Blu-ray Disc).
Die in dieser Anmeldung beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können teilweise oder vollständig durch einen Spezialcomputer implementiert werden, der durch Konfigurieren eines Allzweckcomputers zum Ausführen einer oder mehrerer bestimmter Funktionen, die in Computerprogrammen ausgebildet sind, erstellt wird. Die vorangehend beschriebenen Funktionsblöcke, Ablaufdiagrammkomponenten und anderen Elemente dienen als Softwarespezifikationen, die durch die Routinearbeit eines erfahrenen Technikers oder Programmierers in die Computerprogramme übersetzt werden können.
Gemäß einer Ausführungsform speichert die Rechenvorrichtung vordefinierte Nachrichtenschemata für mindestens zwei Nachrichtentypen der Vielzahl von Nachrichtentypen, wobei die mindestens zwei Nachrichtentypen ausgewählt werden aus den Folgenden: einer Maschinenstatusnachricht, um Daten bezüglich eines Status, Warnungen, Benachrichtigungen oder einer Kombination davon einer Maschine bereitzustellen, eine Maschinenkonfigurationsnachricht, um Daten bezüglich Parametern der Maschine bereitzustellen, die durch einen Benutzer einstellbar sind, eine Maschinendatennachricht zum Bereitstellen von Daten bezüglich Zykluszeit, Zählungen, Ereignissen, im Zeitverlauf variierender Daten, Maschinenleistungsdaten, Maschinenzustandsdaten oder einer Kombination davon, eine Wartungsticketnachricht, um ein Wartungsticket für die Maschine anzufordern, eine Kommunikationsverifizierungsnachricht, um Daten bezüglich eines Transaktionszählers bereitzustellen, um das beziehende Zielrechensystem darüber zu informieren, dass der Fertigungsdatenurheber kommuniziert, eine Sensordatennachricht, um Sensormessdaten bereitzustellen, eine Teildatennachricht, um einen Baustatus, Bilddaten, Qualitätsdaten, die dem Teil zugeordnet sind, oder eine Kombination davon bereitzustellen, eine Wartungsplanungsnachricht zum Planen einer Zeit, für die die Maschine für Wartung/Reparatur offline sein soll; und eine Wartungsanweisungsnachricht, um Anweisungen der an der Maschine auszuführenden Wartungen/Reparaturen bereitzustellen.
Gemäß einer Ausführungsform beinhalten die Nachrichtenfelder mindestens ein erforderliches Feld und mindestens ein optionales Feld, wobei das optionale Feld in der Nachrichtendatenzeichenfolge bereitgestellt wird, wenn Daten, die einem Schlüssel des optionalen Felds zugeordnet sind, verfügbar sind.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das mindestens eine erforderliche Feld der Nachrichtenfelder ein Datenquellenfeld, um den Datenurheber zu identifizieren, ein Transaktionszählerfeld, ein Zykluskennungsfeld oder eine Kombination davon.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Übertragen von Daten von einem Fertigungsdatenurheber in einer Fertigungsanlage an ein Zielrechensystem, wobei das Verfahren beinhaltet: Definieren einer Vielzahl von Nachrichtenschemata für eine Vielzahl von Nachrichtentypen, wobei: jedes der Nachrichtenschemata einen Header und einen Nachrichtentext beinhaltet, wobei der Header und der Nachrichtentext eine Vielzahl von Feldern beinhalten, die als Schlüssel-Wert-Paare konfiguriert sind, wobei die Vielzahl von Feldern eine Vielzahl von erforderlichen Header-Feldern beinhaltet, die für den Header aller der Vielzahl von Nachrichtenschemata zu verwenden sind, wobei die erforderlichen Header-Felder dazu konfiguriert sind, den Fertigungsdatenurheber zu identifizieren, die Fertigungsanlage zu identifizieren und den bestimmten Nachrichtentyp zu identifizieren, und die Vielzahl von Feldern eine Vielzahl von Nachrichtenfeldern beinhaltet, die in dem Nachrichtentext zu verwenden ist und dem Nachrichtentyp und dem Fertigungsdatenurheber zugeordnet ist; Erlangen von Daten, die einen Betriebsvorgang des Fertigungsdatenurhebers angeben, durch eine Rechenvorrichtung, die dem Fertigungsdatenurheber zugeordnet ist; Zuordnen der durch die Rechenvorrichtung erlangten Daten zu einem oder mehreren Feldern aus der Vielzahl von Feldern eines definierten Nachrichtenschemas für einen bezeichneten Nachrichtentyp aus der Vielzahl von Nachrichtentypen auf Grundlage der Schlüssel des einen oder der mehreren Felder; Ausfüllen von Werten des einen oder der mehreren Felder des definierten Nachrichtenschemas auf Grundlage der Daten, die dem einen oder den mehreren Feldern und Nachrichtensteuerdaten zugeordnet sind, durch die Rechenvorrichtung, wobei die Nachrichtensteuerdaten eine Anlagenkennung, eine Datenurheberkennung, eine Zykluskennung, eine Schemaversionskennung oder eine Kombination davon beinhalten; Erzeugen einer Nachrichtendatenzeichenfolge auf Grundlage der ausgefüllten Felder des definierten Nachrichtenschemas für den bestimmten Nachrichtentyp durch die Rechenvorrichtung; und Übertragen der Nachrichtendatenzeichenfolge an das Zielrechensystem über einen Message-Queuing-Telemetry-Transport(MQTT)-Vermittler durch die Rechenvorrichtung.
In einem Aspekt der Erfindung: beinhalten die Nachrichtenfelder mindestens ein erforderliches Feld und mindestens ein optionales Feld, wobei das optionale Feld in der Nachrichtendatenzeichenfolge bereitgestellt wird, wenn Daten, die dem Schlüssel des optionalen Felds zugeordnet sind, verfügbar sind, und beinhaltet das mindestens eine erforderlich Feld der Nachrichtenfelder ein Datenquellenfeld zum Identifizieren des Datenurhebers, ein Transaktionszählerfeld, ein Zykluskennungsfeld oder eine Kombination davon.

Claims

Verfahren zum Übertragen von Daten von einem Fertigungsdatenurheber in einer Fertigungsanlage an ein Zielrechensystem, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Erlangen von Daten, die einen Betriebsvorgang des Fertigungsdatenurhebers angeben, durch eine Rechenvorrichtung, die dem Fertigungsdatenurheber zugeordnet ist; Zuordnen der erlangten Daten zu einem oder mehreren Feldern aus einer Vielzahl von Feldern eines vordefinierten Nachrichtenschemas für einen bezeichneten Nachrichtentyp aus einer Vielzahl von Nachrichtentypen durch die Rechenvorrichtung, wobei: jeder der Vielzahl von Nachrichtentypen einem jeweiligen vordefinierten Nachrichtenschema zugeordnet ist; jedes vordefinierte Nachrichtenschema einen Header und einen Nachrichtentext beinhaltet, wobei der Header und der Nachrichtentext die Vielzahl von Feldern beinhalten, die als Schlüssel-Wert-Paare konfiguriert sind, die Vielzahl von Feldern eine Vielzahl von erforderlichen Header-Feldern beinhaltet, die für den Header aller Nachrichtenschemata zu verwenden sind, wobei die erforderlichen Header-Felder dazu konfiguriert sind, den Fertigungsdatenurheber zu identifizieren, die Fertigungsanlage zu identifizieren und den bezeichneten Nachrichtentyp zu identifizieren, und die Vielzahl von Feldern eine Vielzahl von Nachrichtenfeldern beinhaltet, die in dem Nachrichtentext zu verwenden sind und dem Nachrichtentyp und dem Fertigungsdatenurheber zugeordnet sind; Ausfüllen von Werten der Felder des vordefinierten Nachrichtenschemas des bezeichneten Nachrichtentyps durch die Rechenvorrichtung auf Grundlage der Daten, die dem einen oder den mehreren Feldern zugeordnet sind, und von Nachrichtensteuerdaten, wobei die Nachrichtensteuerdaten eine Anlagenkennung, eine Datenurheberkennung, eine Schemaversionskennung oder eine Kombination davon beinhalten; Erzeugen einer Nachrichtendatenzeichenfolge auf Grundlage der ausgefüllten Felder des vordefinierten Nachrichtenschemas durch die Rechenvorrichtung; und Übertragen der Nachrichtendatenzeichenfolge an das Zielrechensystem durch die Rechenvorrichtung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Nachrichtenfelder ein Primärfeld beinhalten, das ein oder mehrere Hilfsfelder aufweist, die sich auf das Primärfeld beziehen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Nachrichtenfelder mindestens ein erforderliches Feld und mindestens ein optionales Feld beinhalten, wobei das optionale Feld in der Nachrichtendatenzeichenfolge bereitgestellt wird, wenn Daten, die dem Schlüssel des optionalen Felds zugeordnet sind, verfügbar sind.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das mindestens eine erforderliche Feld der Nachrichtenfelder ein Datenquellenfeld, um den Datenurheber zu identifizieren, ein Transaktionszählerfeld, ein Zykluskennungsfeld oder eine Kombination davon beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Rechenvorrichtung zum Übertragen der Datenzeichenfolge Message-Queuing-Telemetry-Transport (MQTT) mit dem Zielrechensystem verwendet.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Übertragen der Datenzeichenfolge ferner Veröffentlichen einer Themenzeichenfolge an einen MQTT-Vermittler beinhaltet, wobei die Themenzeichenfolge auf den Header-Feldern des vordefinierten Nachrichtenschemas basiert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Rechenvorrichtung einer Vielzahl von Fertigungsdatenurhebern zugeordnet und dazu konfiguriert, ist Datenzeichenfolgen auf Grundlage der vordefinierten Nachrichtenschemata, die den jeweiligen Fertigungsdatenurhebern zugeordnet sind, zu erzeugen und zu übertragen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erlangten Daten nicht angebundene Daten sind, die keinen Kontextinformationen zugeordnet sind, und die Daten ferner auf Grundlage einer vordefinierten Korrelation der nicht angebundenen Daten mit einem jeweiligen Feld unter dem einen oder den mehreren Feldern dem einen oder den mehreren Feldern zugeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Feldern mindestens ein optionales Header-Feld beinhaltet, das durch mindestens ein vordefiniertes Nachrichtenschema in dem Header zu verwenden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Fertigungsdatenurheber eine Automatisierungssteuerung für eine Maschine, ein Sensor, ein Wartungssystem, ein Werkstückverfolgungssystem, eine Analysesteuerung oder eine Kombination davon ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Fertigungsdatenurheber eine Automatisierungssteuerung für eine Maschine ist und die Vielzahl von Nachrichtentypen mindestens eine der folgenden Nachrichten für die Maschine beinhaltet: eine Maschinenstatusnachricht zum Bereitstellen von Daten bezüglich des Status, Warnungen, Benachrichtigungen oder einer Kombination davon der Maschine, eine Maschinenkonfigurationsnachricht zum Bereitstellen von Daten bezüglich Parametern der Maschine, die durch einen Benutzer einstellbar sind, eine Maschinendatennachricht zum Bereitstellen von Daten bezüglich Zykluszeit, Zählungen, Ereignissen, zeitlich variabler Daten, Maschinenleistungsdaten, Maschinenzustandsdaten oder einer Kombination davon, eine Wartungsticketnachricht zur Anforderung eines Wartungstickets von dem Wartungssystem und eine Kommunikationsverifizierungsnachricht zum Bereitstellen von Daten bezüglich eines Transaktionszählers, um das Zielrechensystem darüber zu informieren, dass die Maschine kommuniziert.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Fertigungsdatenurheber ein Sensor ist und die Vielzahl von Nachrichtentypen mindestens eine der folgenden Nachrichten für den Sensor beinhaltet: eine Sensordatennachricht zum Bereitstellen von Sensormessdaten und eine Sensorkommunikationsnachricht zum Bereitstellen von Daten bezüglich eines Transaktionszählers, um das Zielrechensystem darüber zu informieren, dass der Sensor kommuniziert.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Fertigungsdatenurheber ein Werkstückverfolgungssystem ist, das ein Werkstück verfolgt, das innerhalb der Anlage verarbeitet wird, und die Vielzahl von Nachrichtentypen eine Teildatennachricht für das Werkstückverfolgungssystem beinhaltet, wobei die Teildatennachricht einen Erstellungsstatus, Bilddaten, einem Teil zugeordnete Qualitätsdaten oder eine Kombination davon bereitstellt.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Fertigungsdatenurheber ein Wartungssystem ist und die Vielzahl von Nachrichtentypen mindestens eine der folgenden Nachrichten für das Wartungssystem beinhaltet: eine Wartungsplanungsnachricht zum Planen eines Zeitpunkts, zu dem eine Maschine zur Wartung/Reparatur offline sein soll, und eine Wartungsanweisungsnachricht zum Bereitstellen von Anweisungen zu Wartungs-/Reparaturarbeiten, die an der Maschine durchzuführen sein.
System zum Übertragen von Daten von einem Fertigungsdatenurheber in einer Fertigungsanlage an ein Zielrechensystem, wobei das System Folgendes umfasst: eine Rechenvorrichtung, die konfiguriert ist zum: Speichern eines vordefinierten Nachrichtenschemas für einen bezeichneten Nachrichtentyp aus einer Vielzahl von Nachrichtentypen, wobei: jeder der Vielzahl von Nachrichtentypen einem jeweiligen vordefinierten Nachrichtenschema zugeordnet ist, jedes vordefinierte Nachrichtenschema einen Header und einen Nachrichtentext beinhaltet, wobei der Header und der Nachrichtentext die Vielzahl von Feldern beinhalten, die als Schlüssel-Wert-Paare konfiguriert sind, die Vielzahl von Feldern eine Vielzahl von erforderlichen Header-Feldern beinhaltet, die für den Header aller Nachrichtenschemata zu verwenden sind, wobei die erforderlichen Header-Felder dazu konfiguriert sind, den Fertigungsdatenurheber zu identifizieren, die Fertigungsanlage zu identifizieren und den bezeichneten Nachrichtentyp zu identifizieren, und die Vielzahl von Feldern eine Vielzahl von Nachrichtenfeldern beinhaltet, die in dem Nachrichtentext zu verwenden sind und dem Nachrichtentyp und dem Fertigungsdatenurheber zugeordnet sind; Erlangen von Daten, die einen Betriebsvorgang des Fertigungsdatenurhebers angeben; Zuordnen der erlangten Daten zu einem oder mehreren Feldern aus der Vielzahl von Feldern des vordefinierten Nachrichtenschemas für den bezeichneten Nachrichtentyp; Ausfüllen von Werten der Vielzahl von Feldern des vordefinierten Nachrichtenschemas des bezeichneten Nachrichtentyps auf Grundlage der Daten, die dem einen oder den mehreren Feldern zugeordnet sind, und von Nachrichtensteuerdaten, wobei die Nachrichtensteuerdaten eine Anlagenkennung, eine Datenurheberkennung, eine Schemaversionskennung oder eine Kombination davon beinhalten; Erzeugen einer Nachrichtendatenzeichenfolge auf Grundlage der ausgefüllten Felder des vordefinierten Nachrichtenschemas; und Übertragen einer Nachrichtennutzlast, die die Nachrichtendatenzeichenfolge angibt, an das Zielrechensystem.