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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Erzeugen eines Fertigungsplans für einen Auftrag zur Fertigung von Bauteilen mithilfe zumindest einer Fertigungsanlage sowie ein mit dem Verfahren assoziiertes Computerprogrammprodukt.
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Im Stand der Technik ist es bekannt, einen Fertigungsanlagenmix von Fertigungsanlagen zur Fertigung von Bauteilen zu nutzen. Unterschiedliche oder gleichartige Fertigungsanlagen des Fertigungsanlagenmix können zur Ausführung unterschiedlicher oder gleichartiger Fertigungsprozesse eingerichtet sein und in dem Fertigungsanlagenmix in örtlicher Nähe zueinander sein, beispielsweise in einer gemeinsamen Anlagenhalle, oder örtlich voneinander getrennt sein, also sich an unterschiedlichen Standorten befinden.
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Für die Zuweisung von Aufträgen zur Fertigung von Bauteilen an die Fertigungsanlagen im Fertigungsanlagenmix können Fertigungspläne erzeugt werden, welche den Auftrag einer der Fertigungsanlagen zuweisen oder auf mehrere Fertigungsanlagen verteilen können sowie die relevanten Auftragsdetails, also etwa die Bauteildaten und den anzuwendenden Fertigungsprozess, angeben. Die Aufteilung wird nach Kriterien wie beispielsweise der Auslastung und den ausführbaren Fertigungsschritten der einzelnen Fertigungsanlagen vorgenommen.
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Es kann jedoch vorkommen, dass ein Fertigungsplan trotz beispielsweise geringer Auslastung, aufgrund derer der Fertigungsplan die jeweilige Fertigungsanlage zur Bearbeitung der zu fertigenden Bauteile des Auftrags angegeben hat, nicht rechtzeitig oder nicht mit der gewünschten Qualität ausgeführt wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die vorstehenden Nachteile zumindest teilweise zu beheben, insbesondere die Zuverlässigkeit bei der Erzeugung von Fertigungsplänen zu steigern.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1. Vorgeschlagen wird demnach ein Verfahren zum Erzeugen eines Fertigungsplans für einen Auftrag zur Fertigung von Bauteilen mithilfe zumindest einer Fertigungsanlage, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
- - Einlesen von Bauteildaten der zu fertigenden Bauteile des Auftrags,
- - Ermitteln zumindest eines Fertigungsprozesses zur Fertigung der Bauteile mindestens auf Basis der eingelesenen Bauteildaten, wobei der zumindest eine Fertigungsprozess zumindest einen zur Fertigung der Bauteile erforderlichen Fertigungsschritt angibt,
- - Auswählen mehrerer geeigneter Fertigungsanlagen für den zumindest einen ermittelten Fertigungsprozess aus einer Fertigungsanlagen-Datenbank, welche Fertigungsanlagendaten von einer Vielzahl von Fertigungsanlagen enthält, durch einen Abgleich der Fertigungsanlagendaten mit dem ermittelten zumindest einen Fertigungsprozess und den Bauteildaten,
- - Erfassen von Fertigungsrisikodaten der ausgewählten Fertigungsanlagen, und
- - Erzeugen des Fertigungsplans zur Fertigung der Bauteile, wobei der Fertigungsplan mindestens auf Basis der erfassten Fertigungsrisikodaten aus den ausgewählten Fertigungsanlagen zumindest eine Fertigungsanlage zur Fertigung der Bauteile angibt.
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Demgemäß ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren, nicht nur gemäß technischer Fertigungsanlagendaten ausgewählte Fertigungsanlagen in die Erzeugung des Fertigungsplans einzubeziehen, sondern zusätzlich technische Fertigungsrisikodaten anzugeben, die hierzu gesondert erfasst werden. Die Fertigungsrisikodaten geben dabei insbesondere zumindest ein technisch bedingtes Risiko für die Fertigung der Bauteile des Auftrags an, welches in den Fertigungsanlagendaten nicht enthalten ist. Insbesondere kann das Risiko auf ein Unterschreiten von Fertigungsanforderungen bezogen sein, welche in dem Verfahren vorgegeben werden können, wie später näher erläutert wird. Durch die Erzeugung des Fertigungsplans unter Einbeziehen der Fertigungsrisikodaten wird so seine Zuverlässigkeit gesteigert. Durch die Realisierung des Fertigungsplans können die Bauteile des Auftrags mit einem verringerten Fertigungsrisiko hergestellt werden, sodass insbesondere geforderte Fertigungsqualitäten und Fertigungszeiten eingehalten werden können.
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Das Einlesen der Bauteildaten bezieht sich ganz besonders darauf, dass die Bauteildaten elektronisch eingelesen werden. Diese können vorzugsweise von einem Modell der zu fertigenden Bauteile eingelesen werden. Beispielsweise kann es sich bei dem Modell um ein CAD-Modell der zu fertigenden Bauteile handeln.
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Im Verfahren können ein oder mehrere Fertigungsprozesse ermittelt werden, mit welchen sich die Bauteile fertigen lassen können. Vorteilhaft an dem Ermitteln mehrerer Fertigungsprozesse bzw. einer Vielzahl von unterschiedlichen Fertigungsprozessen, mit denen die Bauteile hergestellt werden können, ist, dass eine weitergehende Optimierung des Fertigungsplans durch entsprechende Auswahl eines oder mehrerer Fertigungsprozesse möglich ist, wie später näher erläutert wird. Die Fertigungsprozesse werden dabei mindestens auf Basis der eingelesenen Bauteildaten ermittelt, also mindestens bauteilspezifisch ermittelt. Es können beispielsweise aber auch Fertigungsanforderungen Berücksichtigung finden, wie sie später näher erläutert werden.
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Im Verfahren erfolgt das Auswählen der mehreren geeigneten Fertigungsanlagen für den oder die Fertigungsprozesse, insbesondere einen im Fertigungsplan angegebenen Fertigungsprozess, als eine Vorauswahl. Die endgültige Auswahl der Fertigungsanlage oder Fertigungsanlagen, die gemäß dem Fertigungsplan zur Fertigung der Bauteile des Auftrags eingesetzt werden, erfolgt durch Erzeugung des Fertigungsplans, der diese insoweit angibt. Der Fertigungsplan kann neben der Angabe der Fertigungsanlage oder Fertigungsanlagen selbstverständlich weitere Angaben enthalten, so beispielsweise die eingelesenen Bauteildaten und einen durch Angabe in dem Fertigungsplan aus den ermittelten Fertigungsprozessen ausgewählten Fertigungsprozess, um die Fertigung möglichst vollständig zu definieren. Bei dem Fertigungsplan kann es sich dabei insbesondere um einen Steuerungsplan handeln oder er kann in einen solchen übersetzt werden, wobei der Steuerungsplan teilweise oder vollständig von der jeweils angegebenen Fertigungsanlage ausgeführt werden kann, um die Bauteile zu fertigen bzw. einzelne Fertigungsschritte in einer Abfolge mehrerer Fertigungsschritte des angegebenen Fertigungsprozesses auszuführen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann es sich insbesondere um ein Computer-implementiertes Verfahren handeln, wobei einzelne, mehrere oder alle Schritte des Verfahrens durch einen oder mehrere Computer ausführbar sein können oder ausgeführt werden können. Auch ist es möglich, einzelne Schritte nur teilweise Computer-implementiert auszuführen, so beispielsweise das Erfassen der Fertigungsrisikodaten, bei dem einerseits eine Auswertung der Fertigungsrisikodaten Computer-implementiert erfolgen kann und eine Ermittlung von Fertigungsrisikoparametern für diese Auswertung anhand von Sensoren, Kameras, usw. erfolgen kann.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Bauteildaten eine Bauteilgeometrie und/oder ein Bauteilmaterial angeben. Unter einer Bauteilgeometrie werden Abmessungen und Formen oder Grundrisse der zu fertigenden Bauteile verstanden, während unter einem Bauteilmaterial das für die Bauteile eingesetzte Material, beispielsweise Stahl, Aluminium, usw. verstanden wird.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der erzeugte Fertigungsplan mindestens auf Basis der erfassten Fertigungsrisikodaten auch einen von mehreren ermittelten Fertigungsprozessen angibt. So kann der Fertigungsplan nicht nur durch die Fertigungsanlagenauswahl, sondern auch durch die Fertigungsprozessauswahl ein vermindertes Fertigungsrisiko bei der Fertigung der Bauteile bereitstellen.
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Außerdem kann vorgesehen sein, dass ferner vorgegebene Fertigungsanforderungen, insbesondere eine Fertigungszeit und/oder eine Fertigungsqualität, eingelesen werden und im Abgleich zum Auswählen der geeigneten Fertigungsanlagen berücksichtigt werden. Wie bereits erwähnt können derartige Fertigungsanforderungen auch oder alternativ an einem anderen Schritt im Verfahren einfließen, beispielsweise bei dem Ermitteln des zumindest einen Fertigungsprozesses oder beim Erzeugen des Fertigungsplans.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass der Fertigungsplan aus den ausgewählten Fertigungsanlagen die zumindest eine Fertigungsanlage zur Fertigung der Bauteile auch auf Basis eines Erfüllungsgrads der vorgegebenen Fertigungsanforderungen durch die ausgewählten Fertigungsanlagen bestimmt, wobei der Erfüllungsgrad insbesondere durch eine Simulation und/oder eine künstliche Intelligenz bestimmt wird. So kann sichergestellt werden, dass neben einer Minimierung des Fertigungsrisikos auch individuelle fertigungstechnische Anforderungen im Fertigungsplan durch Angabe einer oder mehrere Fertigungsanlagen Berücksichtigung finden. Hierbei wird auf vorteilhafte Weise ein Erfüllungsgrad der Fertigungsanforderungen geschätzt, der sich durch die jeweiligen Fertigungsanlagen erzielen lässt. Vorteilhafterweise können hier beispielsweise eine Simulation und/oder künstliche Intelligenz eingesetzt werden, um den Erfüllungsgrad zu schätzen. Durch Simulationen beispielsweise kann ein angegebener Fertigungsprozess des Fertigungsplans auf unterschiedlichen Fertigungsanlagen simuliert werden. Durch das Ergebnis der Simulation kann der Erfüllungsgrad der Fertigungsanforderungen anhand der simuliert gefertigten Bauteile bzw. des simulierten Fertigungsprozesses relativ zuverlässig geschätzt werden. Eine künstliche Intelligenz, insbesondere maschinelles Lernen, kann unabhängig oder zusammen mit der Simulation die Schätzung des Erfüllungsgrades unterstützen, indem auf frühere Ergebnisse von Fertigungsplänen zurückgegriffen wird.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass eine Vielzahl unterschiedlicher Fertigungsprozesse mit unterschiedlichen Fertigungsschritten erzeugt wird und der zumindest eine Fertigungsprozess zur Fertigung der Bauteile durch eine Mustererkennung, insbesondere Fuzzylogik, ein neuronales Netzwerk, eine Simulation und/oder eine künstliche Intelligenz aus der Vielzahl unterschiedlicher Fertigungsprozesse ermittelt wird. Hierdurch kann die bereits zuvor erwähnte optimierte Auswahl eines oder mehrere Fertigungsprozesse bereits im Ermittlungsschritt stattfinden, sodass die zu verarbeitenden Daten im späteren Verfahren vorteilhafterweise reduziert werden und nur die vielversprechendsten Fertigungsprozesse berücksichtigt werden. Insbesondere kann die Ermittlung des zumindest einen Fertigungsprozesses in Richtung einer Maximierung des zuvor erwähnten Erfüllungsgrades der Fertigungsanforderungen ausgerichtet sein.
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Im Übrigen kann vorgesehen sein, dass die Fertigungsanlagendaten eine Fertigungsanlagenausstattung, eine Fertigungsanlagenkonfiguration und/oder einen Fertigungsanlagenzustand angeben. Durch die Fertigungsanlagenausstattung wird bestimmt, wie eine bestimmte Fertigungsanlage ausgestattet ist, also insbesondere welche Fertigungsschritte sie vornehmen kann und in welchem Arbeitsbereich sie arbeiten kann. Durch die Fertigungsanlagenkonfiguration wird eine aktuelle Konfiguration einer Fertigungsanlage angegeben, beispielsweise einer Art von eingesetztem Bauteilträger, welcher die Größe der Bauteile oder anderer Bauteilparameter, vorgibt, die von der Fertigungsanlage bearbeitet werden können. Der Fertigungsanlagenzustand gibt wiederum den Zustand der Fertigungsanlage auf Basis von beispielsweise dem Alter, der Wartungshistorie und -häufigkeit, der Fertigungsumgebung, der Anzahl bisher gefertigter Bauteile, usw. an.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass für das Erfassen der Fertigungsrisikodaten zumindest ein Fertigungsrisikoparameter mittels zumindest eines Detektors, insbesondere von einem Sensor, einer Kamera und/oder einem Datenaufzeichnungsgerät, der Fertigungsanlagen detektiert und ausgewertet wird. Dabei kann insbesondere jeder Fertigungsanlage ein solcher zumindest einer Detektor zugeordnet sein. Das System kann folglich, vorzugsweise über eine internetfähige- oder intranetfähige Verbindung, Zugriff auf die Detektoren der einzelnen Fertigungsanlagen bzw. die daraus gewonnenen Daten in Form der Fertigungsrisikoparameter haben, welche entsprechend zum Erfassen der Fertigungsrisikodaten ausgewertet werden können. Die Auswertung am System selbst hat den großen Vorteil, dass die Fertigungsrisikoparameter individuell mit Bezug auf den vorliegenden Auftrag, also beispielsweise die vorliegenden Bauteildaten, ausgewertet werden können. Wenn beispielsweise ein Material mit hoher Korrosionsbeständigkeit eingesetzt wird, dann kann ein Fertigungsrisikoparameter, der beispielsweise ein hohes Risiko für Korrosion angibt, entsprechend weniger Berücksichtigung in der Auswertung finden, als etwa bei einem Auftrag mit eine Material mit Korrosionsanfälligkeit. Insoweit ist insbesondere möglich, dass die detektierten Fertigungsrisikoparameter bei der Auswertung zur Erfassung der Fertigungsrisikodaten auf Basis der Bauteildaten gewichtet werden. Die vorgenannten unterschiedlichen Detektoren können insbesondere an jeder Fertigungsanlage eingesetzt werden. Durch einen Sensor können vorteilhafterweise sehr viele verschiedene Fertigungsrisikoparameter erfasst werden, wie beispielsweise die Fertigungsprozessführung bei den Fertigungsprozessen selbst, bei einem Laserschneidvorgang beispielsweise durch sensorisches Erfassen von Funkenflug, Leitfähigkeit, usw. Dabei kann etwa ein übermäßiger Funkenflug auf ein Problem mit dem Laserschneidkopf schließen lassen und entsprechend als Fertigungsrisikoparameter detektiert werden. Durch einen Sensor kann weiterhin eine sensorische Begutachtung beispielsweise von der Fertigungsumgebung durchgeführt werden. Auch eine optische Begutachtung der Fertigungsumgebung kann durch eine Kamera ausgeführt werden. Dabei wird die Fertigungsumgebung, in welcher sich die Fertigungsanlage befindet, geprüft, um darauf bezogene Fertigungsrisikoparameter zu ermitteln. Beispielsweise kann mittels eines entsprechenden Sensors eine feuchte, kalte, heiße und/oder stark oxidative Fertigungsumgebung ermittelt werden. Eine stark oxidative Fertigungsumgebung kann wegen möglicher Rostbildung an den Bauteilen einen Fertigungsrisikoparameter darstellen und entsprechend detektiert werden. Möglich ist auch, mittels eines Sensors und/oder einer Kamera Durchlaufzeiten bei der Bauteilfertigung zu messen und für die gemessenen Durchlaufzeiten einen Fertigungsrisikoparameter zu bestimmen. Bei häufigen Unterbrechungen oder langsamen Durchlaufzeiten kann so ein höheres Fertigungsrisiko durch einen entsprechend detektierten Fertigungsrisikoparameter angegeben werden. Ein Datenaufzeichnungsgerät, insbesondere ein Datenspeicher, kann verschiedene Zustände oder Angaben über die Betriebszeit der Fertigungsanlage hinweg speichern und so Fertigungsrisikoparameter detektieren. Solche Zustände können beispielsweise den Wartungszustand oder Betriebszustand der Fertigungsanlage betreffen. Beispielsweise kann das Datenaufzeichnungsgerät ein Anlagenwartungsprotokoll aufzeichnen und/oder eine Qualitätsdokumentation vornehmen. Anhand beispielsweise eines Anmeldevorgangs von Arbeitern an der Fertigungsanlage und des Aufzeichnens dieser Anmeldevorgänge kann erfasst werden, wie viele Arbeiter ihr zugewiesen sind, wie intensiv sie genutzt wird, usw. Selbstverständlich sind die vorgenannten Beispiele für Detektoren und ihre Anwendungsbeispiele zwar vorteilhaft, ihre Auswahl aber nur rein exemplarisch.
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Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass für das Erfassen der Fertigungsrisikodaten zumindest ein Fertigungsrisikoparameter aus einer Fertigungsrisiko-Datenbank, insbesondere zur jeweiligen Fertigungsanlage, gelesen und ausgewertet wird. Die Fertigungsrisiko-Datenbank kann entweder den einzelnen Fertigungsanlagen zugeordnet sein oder sich außerhalb davon befinden, insbesondere einem System zur Erzeugung des Fertigungsplans zugeordnet sein. So können auch Erfahrungen aus späteren Analysen der von bestimmten Fertigungsanlagen gefertigten Bauteile in das Verfahren einfließen. Mit anderen Worten ist das Verfahren nicht unbedingt beschränkt auf die Fertigungsrisikoparameter, welche es durch die Fertigungsanlagen, insbesondere ihre Detektoren, selbst bezieht. Das erhöht die Zuverlässigkeit des erzeugten Fertigungsplans weiter.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der zumindest eine Fertigungsrisikoparameter zumindest eines von einem Wartungszustand, einem Betriebszustand, einem Bautyp, einer Fertigungsumgebung, eines Auftragsbestands, CO2-Emissionswerten und/oder einer zugewiesenen Arbeiteranzahl der Fertigungsanlage ist. Diese Fertigungsrisikoparameter haben sich als besonders signifikant für die Erhöhung der Zuverlässigkeit des Fertigungsplans erwiesen. Auch können sie, wie hierin erläutert, besonders gut und präzise ermittelt werden.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der ermittelte Fertigungsprozess mehrere Fertigungsschritte angibt und der Fertigungsplan unterschiedliche Fertigungsanlagen für unterschiedliche der mehreren Fertigungsschritte angibt. Durch die Ermöglichung der Erzeugung eines derartigen Fertigungsplans kann der Fertigungsplan an Flexibilität gewinnen, da nicht sämtliche Fertigungsschritte an ein und derselben Fertigungsanlage, beispielsweise durch Umrüsten der Fertigungsanlage, durchgeführt werden müssen, sodass aufwändige Umrüstzeiten vermieden werden können.
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Auch kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Fertigungsplan für denselben Fertigungsschritt unterschiedliche Fertigungsanlagen angibt. Dadurch kann eine Stückelung des Auftrags auf unterschiedliche Fertigungsanlagen ermöglicht werden. Durch das verringerte Fertigungsrisiko durch Einbeziehen der Fertigungsrisikodaten in den Fertigungsplan kann dabei weitestgehend gewährleistet werden, dass alle Bauteile des Auftrags trotz der Aufteilung auf unterschiedliche Fertigungsanlagen im Wesentlichen zum selben Zeitpunkt und mit gleicher Qualität hergestellt werden können.
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Schließlich kann das Verfahren ferner das Fertigen der Bauteile mittels des erzeugten Fertigungsplans und der durch diesen angegebenen zumindest einen Fertigungsanlage umfassen. Damit kann das erfindungsgemäße Verfahren auch als ein Fertigungsverfahren beschrieben werden. Gefertigt werden können die unterschiedlichsten Bauteile. Denkbar ist insbesondere eine Anwendung, bei der Bauteile aus einer Materialtafel ausgeschnitten werden, insbesondere mittels Laserschneidens einer Laserschneidanlage als ein Beispiel einer möglichen Fertigungsanlage. Das Laserschneiden kann dabei nur einer von vielen Fertigungsschritten sein. Beispielsweise können ein Entgraten, Polieren, Lackieren, usw. der Bauteile weitere Fertigungsschritte sein. Auch können Alternativen zum Laserschneiden, beispielsweise Stanzen, in dem Verfahren einbezogen werden.
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Die eingangs erwähnte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 14. Das Computerprogrammprodukt umfasst Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
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Damit bringt ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren erläutert worden sind. Das Computerprogrammprodukt kann dabei ein Computerprogramm an sich oder ein Produkt, etwa ein computerlesbarer Datenspeicher, sein, auf dem ein Computerprogramm zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gespeichert sein kann.
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Die eingangs erwähnte Aufgabe wird ferner gelöst durch ein System nach Anspruch 15. Das System ist zum Erzeugen eines Fertigungsplans für einen Auftrag zur Fertigung von Bauteilen mithilfe zumindest einer Fertigungsanlage eingerichtet, wobei das System aufweist:
- - ein Einlesemodul zum Einlesen von Bauteildaten der zu fertigenden Bauteile des Auftrags,
- - ein Ermittlungsmodul zum Ermitteln zumindest eines Fertigungsprozesses zur Fertigung der Bauteile mindestens auf Basis der eingelesenen Bauteildaten, wobei der zumindest eine Fertigungsprozess zumindest einen zur Fertigung der Bauteile erforderlichen Fertigungsschritt angibt,
- - ein Auswahlmodul zum Auswählen mehrerer geeigneter Fertigungsanlagen für den zumindest einen ermittelten Fertigungsprozess aus einer Fertigungsanlagen-Datenbank, welche Fertigungsanlagendaten von einer Vielzahl von Fertigungsanlagen enthält, durch einen Abgleich der Fertigungsanlagendaten mit dem zumindest einen Fertigungsprozess und den Bauteildaten,
- - ein Erfassungsmodul zum Erfassen von Fertigungsrisikodaten der ausgewählten Fertigungsanlagen, und
- - ein Erzeugungsmodul zum Erzeugen des Fertigungsplans zur Fertigung der Bauteile, wobei der Fertigungsplan mindestens auf Basis der erfassten Fertigungsrisikodaten aus den ausgewählten Fertigungsanlagen zumindest eine Fertigungsanlage zur Fertigung der Bauteile angibt.
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Dabei gelten Merkmale, die hierin in Bezug auf das Verfahren beschrieben sind, gleichsam in Bezug auf das System und umgekehrt.
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Damit bringt ein erfindungsgemäßes System die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren erläutert worden sind. Insbesondere kann das System zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet bzw. ausgebildet sein.
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Einzelne, mehrere oder alle Module des Systems können dabei beispielsweise jeweils durch einen separaten Computerprogrammcode oder gemeinsam durch einen gemeinsamen Computerprogrammcode, durch separate oder gemeinsame Funktionseinheiten eines Computers und/oder sonstige physische Einheiten implementiert sein. Beispielsweise kann das Einlesemodul als eine Einleseeinheit, beispielsweise ein Datenanschluss, und/oder ein Datenspeicher ausgebildet sein. Möglich ist auch, dass einzelne Module in einem gemeinsamen Modul implementiert sind. Das System kann insbesondere einen oder mehrere Computer umfassen, welcher oder welche einzelne, mehrere oder alle der Module aufweisen können.
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Neben den genannten Modulen kann das System selbstverständlich weitere Module und Komponenten aufweisen. So z.B. die Fertigungsanlagen-Datenbank und die Fertigungsrisiko-Datenbank bzw. einen Datenspeicher, auf dem diese gespeichert sind, ein Vorgabemodul zur Vorgabe der Fertigungsanforderungen, ein Bestimmungsmodul für den Erfüllungsgrad, insbesondere ein Simulations- und/oder künstliche Intelligenz-Modul, ein Mustererkennungsmodul, usw.
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Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben und erläutert werden.
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Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines Systems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 eine schematische Ansicht eines Systems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
- 3 eine schematische Ansicht eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Ausführung durch das System der 1.
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In der nachfolgenden Beschreibung sowie in den Figuren sind für identische oder einander entsprechende Merkmale jeweils dieselben Bezugszeichen verwendet.
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1 zeigt ein System 20 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in seiner Anwendung bei mehreren Fertigungsanlagen 12, die hier beispielhaft als weniger oder mehr Fertigungsanlagen 12 zu Fertigungssystemen 10, beispielsweise Fertigungshallen, zusammengefasst sind. Insgesamt zeigt sich aus der Summe der Fertigungssysteme 10 damit ein Fertigungsanlagenmix aus mehreren Fertigungsanlagen 12, die unterschiedlicher oder gleicher Art sein können, also insbesondere unterschiedliche oder gleiche Fertigungsschritte an Bauteilen ausführen können. Die Fertigungsanlagen 12 oder Fertigungssysteme 10 können dabei örtlich voneinander getrennt sein, sich insbesondere in unterschiedlichen Städten oder Ländern befinden. Eine Kommunikation zwischen den Fertigungssystemen 10 bzw. Fertigungsanlagen 12 kann über eine internetfähige- oder intranetfähige Verbindung zum System 20 bereitgestellt werden, um Fertigungsaufträge durch Fertigungspläne 7 zu steuern, wie dies in 1 ersichtlich ist.
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Das System 20 umfasst mehrere Module 21, 22, 23, 24, 25, deren Funktionsweisen zusammen mit dem zugehörigen Verfahren 100 der 3 im Weiteren näher erläutert werden. Weitere mit 30, 40, 50 bezeichnete Komponenten in der 1 sind außerhalb des Systems 20 gezeigt, können jedoch gleichwohl zum System 20 zugehörig sein.
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Zunächst kann für den Start des Verfahren 100 eine Eingabevorrichtung 30, beispielsweise ein Computer oder eine Computersoftware, bedient werden, durch welche ein Auftrag zur Fertigung von Bauteilen eingegeben werden. Der Auftrag kann beispielsweise durch CAD-Daten 1 repräsentiert werden, wie sie in der 1 gezeigt sind. Ferner können in den CAD-Daten 1 zusätzlich weitere Angaben, beispielsweise bezüglich der herzustellenden Stückzahl der Bauteile, enthalten sein.
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Diese CAD-Daten 1 werden einem Einlesemodul 21 des Systems 20 bereitgestellt, welches in einem Schritt 102 des Verfahrens 100 Bauteildaten 2, insbesondere eine Bauteilgeometrie und ein Bauteilmaterial, der zu fertigenden Bauteile des Auftrags einliest. Auf Basis der eingelesenen Bauteildaten ermittelt ein Ermittlungsmodul 22 des Systems 20 in dem Schritt 104 mehrere geeignete Fertigungsprozesse 3 zur Fertigung der Bauteile. Die Fertigungsprozesse 3 geben jeweils zumindest einen Fertigungsschritt an, der zur Fertigung der Bauteile des Auftrags erforderlich ist.
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Die so ermittelten Fertigungsprozesse 3 werden einem Auswahlmodul 23 des Systems 20 bereitgestellt. Außerdem werden dem Auswahlmodul 23 Fertigungsanlagendaten 4 von der Vielzahl der Fertigungsanlagen 12 bereitgestellt. Die Fertigungsanlagendaten 4 geben insbesondere eine Fertigungsanlagenausstattung, eine Fertigungsanlagenkonfiguration und/oder einen Fertigungsanlagenzustand der Fertigungsanlagen 12 an. Die Fertigungsanlagendaten 4 entstammen hier beispielhaft einer Fertigungsanlagen-Datenbank 40, können aber auch direkt von den einzelnen Fertigungsanlagen 12 an das Auswahlmodul 23 übermittelt werden, beispielsweise über die internet- oder intranetfähige Verbindung. Im Schritt 106 erfolgt durch das Auswahlmodul 23 ein Auswählen mehrerer geeigneter Fertigungsanlagen 12 für die ermittelten Fertigungsprozesse 3 durch einen Abgleich der Fertigungsanlagendaten 4 mit den ermittelten Fertigungsprozessen 3 und den Bauteildaten 2. Die ausgewählten Fertigungsanlagen 12 sind schematisch zwischen den beiden Modulen 23, 24 repräsentiert.
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In einem Schritt 108 des Verfahrens 100 werden durch ein Erfassungsmodul 24 Fertigungsrisikodaten 6 der ausgewählten Fertigungsanlagen 12 erfasst. Hierzu können Fertigungsrisikoparameter 5 von entsprechenden Detektoren 14 an den Fertigungsanlagen 12 durch das Erfassungsmodul 24 bezogen werden. Die Fertigungsrisikoparameter 5 können alternativ oder zusätzlich aus der gezeigten Fertigungsrisiko-Datenbank 50 bezogen werden, welche insbesondere historische Daten früherer Aufträge beinhalten kann. Die Fertigungsrisikoparameter 5 können beispielsweise Wartungszustände, Betriebszustände, Bautyp, Fertigungsumgebung, Auftragsbestände und/oder eine zugewiesene Arbeiteranzahl der ausgewählten Fertigungsanlagen 12 angeben. Durch das Erfassungsmodul 24 werden die Fertigungsrisikoparameter 5 zu Fertigungsrisikodaten 6 ausgewertet.
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Die so erfassten Fertigungsrisikodaten 6 werden schließlich in dem Schritt 110 durch ein Erzeugungsmodul 25 verarbeitet, welches auf der Basis der Fertigungsrisikodaten 6, der eingelesenen Bauteildaten 2 und der ermittelten Fertigungsprozesse 3 einen Fertigungsplan 7 mit verringertem Fertigungsrisiko erzeugt, der den umzusetzenden Fertigungsprozess 3 sowie die Fertigungsanlagen 7 angibt, die für die Fertigung der Bauteile gemäß den Bauteildaten 2 eingesetzt werden sollen. Insoweit zeigt 1, wie der Fertigungsplan 7 an die jeweiligen Fertigungsanlagen 12 übermittelt wird, insbesondere über die zuvor erwähnte internet- oder intranetfähige Verbindung. In einem Schritt 112 des Verfahrens 100 werden die Bauteile anschließend von den jeweils angegebenen Fertigungsanlagen 12 in einer durch den Fertigungsplan 7 angegebenen Reihenfolge gefertigt.
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2 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels des Systems 20 der 1 und somit des damit einhergehenden Verfahrens 100. Hierzu werden an der Eingabevorrichtung 30 zusätzlich Fertigungsanforderungen 8, insbesondere eine Fertigungszeit und/oder eine Fertigungsqualität, eingegeben und vom Einlesemodul 21 eingelesen. Sie werden durch ein Erfüllungsgradmodul 9 zwischen den Schritten 108 und 110 des Verfahrens 100 einbezogen, indem ein Erfüllungsgrad 9 der vorgegebenen Fertigungsanforderungen 8 durch die ausgewählten Fertigungsanlagen 12 bestimmt wird. In dem Schritt 110 bzw. von dem Erzeugungsmodul 25 wird dann der Erfüllungsgrad 9 in die Erzeugung des Fertigungsplans 7 und damit die Angabe der Fertigungsanlagen 12, die für die Fertigung der Bauteile genutzt werden sollen, einbezogen, um die vorgegebenen Fertigungsanforderungen 8 zu erfüllen.
