DE3136567C2

DE3136567C2 - Anordnung zum Ermitteln des Auslastungsgrades mindestens eines elektronischen Gerätes

Info

Publication number: DE3136567C2
Application number: DE19813136567
Authority: DE
Inventors: Heinz-Herbert Dr.rer.nat. 8025 Taufkirchen Arndt; Alfred Lohwasser; Rolf 8000 München Maichle
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-09-15
Filing date: 1981-09-15
Publication date: 1986-10-30
Also published as: DE3136567A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Ermitteln des Auslastungsgrades mindestens eines elektronischen Gerätes (5), insbesondere eines Meß- und Prüfgerätes, durch Auswertung eines von dem elektronischen Gerät (5) abgegebenen, den Betriebszustand des Gerätes kennzeichnenden Arbeitssignales (30). Die Anordnung besteht aus einem Impulsglied (1), das Impulse (31) einer bestimmten Breite und Frequenz erzeugt, einem Logikglied (24), das das Arbeitssignal (30) mit den vom Impulsglied (1) abgegebenen Impulsen (31) logisch verknüpft und einem Zähler (25), dem die Ausgangssignale des Logikgliedes (24) zugeführt werden.

Description

- daß jedem elektronischen Gerät (5, 6) eine Abfrageeinheit (4) zugeordnet ist,

- daß das Impulsglied (2) Impulse (31) erzeugt, deren Breite und Taktfrequenz erheblich kleiner

In Prüffeldern zur Funktionsprüfung integrierter Schaltkreise werden Großtester verwendet, deren beispielsweise Stromquellen, Sender, Spannungsmesser usw. aufweisende Meßeinheit (Zentraleinheit) mittels eines Computers gesteuert und auf mehere Nebengeräte (Meßstationen) umgeschaltet werden kann. Als Meßstationen können beispielsweise für die Messung auf einer Siliciumscheibe sog. automatische Prober oder für die Messung fertiger Bauteile sogenannte automatische Handier verwendet werden. Durch einen Multiplexbetrieb mehrerer Meßstationen kann die ITentraleinheit auch arbeiten, während eine Meßstation einen mechanischen Takt, wie z. B. das Auswechseln eines zu messenden Bauteiles, ausführt.

Aus wirtschaftlichen Gründen ist es wünschenswert, die Meßeinheit möglichst maximal auzulasten. Der Wirkungsgrad der Zentraleinheit, d. h. der Zeitanteil, in dem tatsächlich gemessen wird, soll demnach maximal

sein, während die Zeitanteile, in denen die Meßeinheit als die durchschnittliche Breite und Frequenz der 20 zwar in irgendeiner Weise in Betrieb ist, aber keine Arbeitsimpulsfolge (30) sind, Messung erfolgt, minimiert werden sollen.

Aus der Zeitschrift »tz für Metallbearbeitung« 72 (1978) H. 5, S. 36-39. ist ein Betriebsdatenerfassungssystem für Maschinen u. ä. bekannt, bei dem ein Schreiber, der auf einer DIN-A5-Diagrammkarte ein übersichtliches Ablaufdiagramm registriert, alle automatisch erfaßten und zugeordneten Daten speichert, auf Tastendruck rechnet und die Ergebnisse sofort elektrosensitiv auf die Diagrammk*(te schreibt. Bei diesem System können zwar Stillstandszeiten und Stillstandsursachen wie Rüstzeit, Werkzeugwechsel, Materialmengen, Beschickung, Reparatur, Wartung u. ä. registriert werden. Entsprechende Geräte sind jedoch nicht in der Lage, gleichzeitig die Stillstandzeiten von einer Zentral-

daß die .Impulse (31) des Impulsgliedes (2) und die Arbeissimpulsfolge (30) mit Hilfe des logischen Konjunktionsgliedes (24), dessen Ausgangssignale dem Zähler (25) zugeführt werden, logisch verknüpft werden und daß ein elektronischer Rechner (3) vorgesehen ist, der im Multiplexbetrieb jede Abfrageeinheit (4) steuert und in den bestimmten zeitlichen Abständen der Inhalt des Zählers (25) übernommen wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinheit (1) als Schnittstelle

zwischen dem elektronischen Rechner (3) und jeder 35 einheit und mehreren Nebengeräten oder gar mehreren Abfrageeinheit (4) vorgesehen ist." Zentraleinheiten und entsprechenden Nebengeräten zu

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch erfassen. Da für jedes Nebengerät ein weiteres Überwagekennzeichnet, daß ein zu- und abschaltbares Ver- chungsgerät vorhanden sein muß, ist eine entsprezögerungsglied (26) vorgesehen ist, über das das chende Lösung kostspielig und eine Auswertung um-Arbeitssignal (31) dem Logikglied (24) zugeführt 40 ständlich.

wird. Schwierigkeiten treten ferner auf, ?'enn eine Auswer-

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, tung über einen Zeitraum vorgenommen werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsglied der länger als im Überwachungsgerät vorgesehen ist. (26) als Monoflop ausgeführt ist. Zeitanteile, in denen z. B. eine Zentraleinheit zwar in

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 45 Betrieb ist, aber keine Messung erfolgt, können von dadurch gekennzeichnet, daß ein Stör-Tastenfeld (7) " ~ . . . -

vorgesehen ist, über das dem Rechner (3) Informationen über die Art von Stillstandzeiten des elektronischen Gerätes (5, 6) eingebbar sind.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signalbaustein (27) vorgesehen ist, der beim Ausbleiben der Arbeitsimpulsfolge (31) nach einer einstellbaren Zeitspanne ein optisches und/oder akustisches Signal auslöst.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rücksetzeinrich-

tung vorgesehen ist, durch die bei einem bestimmten Auslastungsgrad des elektronischen Gerätes (5, 6) eine Rücksetzung gedrückter Störtasten (7) bewirkbar ist.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Ermitteln des Auslastungsgrades mindestens eines elektronischen Gerätes nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

diesen Geräten nicht erfaßt werden.

Aus der DE-OS 21 44 344 ist eine Einrichtung zum Ermitteln des Nutzungszustands einer Produktionsmaschine bekannt, in der eine Arbeitsimpulsfolge einen an eine Datenerfassungsanlage angeschlossenen Zähler und eine Einrichtung steuert, in der ein zweiter Zähler Impulse einer weiteren Impulsfolge zählt und der Zählerstand mit einer oberen und unteren Grenze verglichen wird. Eine Ermittlung des Auslastungsgrades insbesondere mehrerer elektonischer Geräte ist mit dieser Einrichtung nicht möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zum Ermitteln des Auslastungsgrades mindestens eines elektronischen Gerätes vorzusehen, die in wirtschaftlicher Weise eine ständige Erfassung der Auslastung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Um einen Multiplexbetrieb zwischen Rechner und jeder — auch einer — Abfrageeinheit zu vereinfachen, ist eine Steuereinheit als Schhnittstelle zwischen dem

elektronischen Rechner und jeder Abfrageeinheit vorgesehen, die den Datenbus der Anwenderschnittstelle des Rechners in einen Schreibkanal und einen Lesekanal aufteilt

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß ein zu- und abschaltbares Verzögerungsglied vorgesehen ist, über das das Arbeitssignal dem Logikglied zugeführt wird und daß das Verzögerungsglied als Monoflop ausgeführt ist. Auf diese Weise wird es ermöglicht, nicht nur die Auslastung einer Zentraleinheit zu erfassen, sondern dvjch Berücksichtigung einer gewissen Umrüstzeit auch die Auslastung von Nebengeräten zu erfassen.

Um Stillstandsursachen sowohl für die Zentraleinheit als auch für die angekoppelten Nebengeräte zu erfassen, ist es von Vorteil, ein Stör-Tsstenfeldd vorzusehen, über das dem Rechner Informationen über die Art von Stillstandzeiten des elektronischen Gerätes eingebbar sind.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, zur Erkennung von Fehlbedienungen der Anordnung einen Signalbaustein vorzusehen, der bei Ausbleiben des ArK:itssignales nach einer einstellbaren Zeitspanne ein optisches und/oder akustisches Signal auslöst, und eine Rücksetzeinrichtung vorzusehen, durch die bei einem bestimmten AusJastungsgrad des elektronischen Gerätes eine Rücksetzung gedrückter Störtasten bewirkbar ist.

Unter Verwendung eines handelsüblichen Mini-Computers als Rechner möglicht die erfindungsgemäße Anordnung sowohl eine On-line-Übersicht über den Auslastungszustand mehrerer Zentraleinheiten von Großtestern und des Belegungsgrades mehrerer Nebengeräte als auch die Abspeicherung und Ausweitung dieser und anderer Daten wie z. B. Stillstandsursachen, über beliebig zu wählende Zeiträume. Bei Kenntnis dieser Fakten können Anzahl und Art der aneine Zentraleinheit angeschlossenen Meßstationen optimiert werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand dreier Figuren näher erl'iutert. Die Fig. 1 zeigt ein Beispiel für ein den Betriebszustand eines elektronischen Gerätes kennzeichnendes Arbeitssignal. In der Fig. 2 ist im Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel für eine Anlage, in der die erfindungsgemäße Anordnung zum Einsatz kommt, dargestellt. Die Fig. 3 zeigt im Blockschaltbild eine als Autführungsbeispiel zu wertende erfindungsgemäße Anordnung zum Ermittlen des Auslastungsgrades mindestens eines elektronischen Gerätes.

Das in der Fig. 1 als Beispiel dargestellte Arbeitssignal eins handelsübliche Großtesters für integrierte Schaltkreise zeigt, daß die Zeiten a, in denen die Zentraleinheit ues Großtesters arbeitet, erheblich kleiner als die zur Verfügung stehende Gesamtzeit ist. In Abhängigkeit von der Funktion der angeschlossenen Nebengeräte (Meßstationen) sind ferner die Zeiten a, die die Zentraleinheit arbeitet, d. h. zur Durchführung des Testprogrammes benötigt, unterschiedlich lang. Aufgabe der Erfindung ist es nun, den Zeitanteil, in dem die Zentraleinheit arbeitet, zu erfassen, um eine Maximierung dieses Zeitanteils, d. h. des Wirkungsgrades zu ermögliche.

Dies kann durch das in der Fig. 3 im Blockschaltbild gezeigte Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Anordnung geschehen. Da eine Erfassung der Anzahl und der Dauer α der Arbeitszeiten eines Testers technisch zu aufwendig ist, verwendet die erfindungsgemäße Anordnung das ?'.inzip der Multimomentaufnahme. Mit einem Abfragezyklus, dessen Zeitdauer erheblich größer als die Meßdauer α und dessen Abfragezeit erheblich kleiner als die in der Regel auftretende Meßdauer α sind, wird ermittelt, ob während der Abfragezeit eine Messung durchgeführt wird, die Zentraleinheit des Testers also arbeitet oder nicht. Entsprechendes gilt für die einzelnen Nebengeräte (Meßstationen). Liegt die Meßdauer α im Bereich von Millisekunden, so kann der Abfragezyklus z. B. 1 Sekunde und die Abfragezeit, d. h. die Dauer des Abfrageimpulses beispielsweise '/ω Millisekunden betragen. Vorteühafterweise

wird die Dauer des Abfragezyklus um den Faktor 10² bis 10⁵ größer gewählt als die durchschnittliche Meßdauer, während die Dauer des Anfrageimpulses um den Faktor 10² bis 0,5 kleiner gewählt wird als die durchschnittliche Meßdauer a.

Die Fig. 2 zeigt im Blockschaltbild ein Ausfuhrungsbeispiel für eine Anlage, in der die erfindungsgemäße Anordnung zum Einsatz kommt. Die zu erfassenden Geräte (5, 6), z. B. Meßeinheiten oder Großtester und an die Meßeinheiten angeschlossene Nebengeräte (Meßstationen) 6 sind mit je einem Stör-Tastenfeld 7 verbunden. Das Stör-Tastenfeld 7 weist mehrere Störtasten auf, die vom Bedienungspersonal je nach Störungsursache gedrückt werden und anschließend mit ausgewertet werden. Mit Hilfe des Stör-Tastenfeldes 7 sind das Beoienungspersonal, Einrichter usw. in der Lage, die nötigen Informationen über die Art der Stillstandszeiten an den Rechner zu geben.

Jedes Stör-Tastenfeld 7 beaufschlagt eine Abfrageeinheit 4, die die eigentliche Auswertelogik enthält und über einen Systembus 8 mit einer Steuereinheit 1 verbunden ist. Die Steuereinheit 1 ist ihrerseits mit dem eigentlichen Rechner 3, beispielsweise einem herkömmlichen Mini-Computer, verbunden, an den ein Drucker 9 und als externer Speicher ein Floppy-Disk 10 anschließbar sind.

Die nähere Funktion der Abfrageeinheit 4 wird anhand des Blockschaltbildes der Fig. 3 erläutert. Die Steuereinheit 1 ist die Schnittstelle zwischen dem Rechner 3 und den Abfrageeinheiten 4. Sie teilt den Datenbus der Anwenderschnittstelle des Rechners in zwei Richtungen (Schreibkanal, Lesekanal) auf.

Sie enthält im hier beschriebenen Beirpiel einen 8-Bit-Speicher, der erlaubt, rückgelesene Daten von den Abfrageeinheiten 4, 7 zwischenzuspoichern. In der Steuereinheit 1 werden ferner verschiedene, für die Abfrageeinheiten 4, 7 notwendige Steuersignale, wie z. B. ein Clear- all-lmpuls 18, ein Select-Impuls 16 und ein Interrupt-Impuls und mittels des Quarzes 2 stabilisierte Impulse 31 mit definierter Frequenz und definierter Breite, beispielsweise 1 Hz und 100 us, generiert. Der Ausgang der Steuereinheit 1 besitzt einen aus Datenbus 12 Adreßsbus 13 und Steuerbus 14 zusammengesetzten Systembus, an dem alle Abfrageeinheiten 4 parallel anliegen. Das zu erfassende eiektroniscbe Gerät 5 ist zur Abnahme des Arbeitssignals 30 elektrisch z. B. über das Stör-Tastenfeld 7 mit dem Schalter 23 verbunden und dabei durch einen Optokoppler 36 galvanisch getrenn'.
Die von der Steuereinheit 1 über den Adreßsbus 13 ausgesandten Adressierbits (z. B. 8 Bits) werden vom Dezimaldecoder 15 decodiert. Über die Schalter Hl bis HlS und Nl bis /V7 wird die Adresse der Abfrageeinheit 4 eingestellt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel können gleichzeitig fünfzehn Zen:raleinheiten und sieben

6' Nebengeräte ausgewertet werden.

Wenn am Systembus 8 eine den eingestellten Adressen entsprechende Bitkombination anliegt und gleichzeitig über die Steuerleitung ein Selektimpuls 16 ein-

trifft, ändert das Adressierflipflop 19 seinen logischen Zustand. Der Enableausgang 17 des Adressierflipflops 19 blockiert nun alle am Systembus 8 anliegende Dezimaldecoder 15. Dies bedeutet, daß keine weitere Abfrageeinheit 4 adressiert werden kann. Der Freigabe- s ausgang 20 des Adressierflipflops 19 aktiviert nun den Write-Decoder 21 und den Read-Decoder 22, so daß alle Daten des Systembuses 8 von der adressierten Abfrageeinheit 4 als Write- bzw. Read-Befehle (z. B. je 4 Bit) interpretiert werden. H)

Die vom Impulsglied der Steuereinheit erzeugten 1-Hz-Impulse 31 von beispielsweise 100 μ$ Breite werden über die Leitung 11 mit dem über den Optokoppler 36 und einen Schalter 23 geleiteten Arbeitssignal 30 des zu erfassenden Gerätes 5 im als AND-Glied oder wie im Ausführungsbeispiel als NAND-Glied ausgeführten Logikglied 24 logisch verknüpft und dem beispielsweise äis 8-Ctt-^ällicr uüSgciüiirtCiTi i^cäinCr *~» ZUgCiUuFt. in festen zeitlichen Abständen, z. B. alle 2 Minuten, wird der momentane Zählerstand des Zählers 25 in den 2u Rechner 3 übernommen, der Wirkungsgrad errechnet, abgespeichert und der Zähler 25 zurückgesetzt. Diese Vorgehenswseise ermöglicht es, mit einem preisgünstigen 8-Bit-Zähler auszukommen.

Bei Nebengeräten 6 wird das Arbeitssignal 30 des abzufragenden Gerätes durch Umlegen des Schalters 23 über ein vorgeschaltetes Verzögerungsglied 26, beispielsweise ein Monoflop mit 10 Sekunden Verzögerungszeit, dem Zähler 25 zugeführt. Durch Einstellung der Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes 26 wird notwendigen Umrüstzeiten u. ä. bei Bedienung des Nebengerätes 6 Rechnung getragen. Wenn also der Arbeitszyklus des Nebengerätes 6 weniger als 10 Sekunden beträgt, registriert der Rechner einen Wirkungsgrad (Belegung) von 100%. 3s

Das Ausbieiben eines Arbeitssignales 30 nach der Verzögerungszeit von z. B. 10 Sekunden wird von einem Signalbaustein 27 registriert. Wenn zu dieser Zeit keine der beispielsweise fünfzehn Störtasten 71 bis 715, die über einen Codierer 33 mit der Abfrageeinheit 4 verbunden sind, am Tastenfeld 7 gedrückt ist, kann beispielsweise nach einer frei wählbaren Zeit eine Rückmeldung an den Rechner 3 erfolgen, der dann ein optisches und/oder akustisches Signal, beispielsweise einen im Tastenfeld 7 eingebauten Piepser 28 aktiviert. Das Warnsignal soll das Bedienungspersonal erinnern, eine Störungstaste für den Grund der Stiüstandsursache zu drücken. Die Zeit vom Ausbleiben eines Arbeitssignals 30 bis zum Drücken einer Störungstaste kann vom Rechner 3 registriert werden. Bei Stillstand des zu erfassenden Gerätes 5, 6 ertönt also nach einer frei wählbaren Zeit ein aktustisches oder optisches Signal, das das Bedienungspersonal daran erinnert dem Erfassungssystem die Stilistandsursache durch Drücken einer Störtaste mitzuteilen.

Andererseits ist der Signalbaustein 27 mit einer Rücksetzeinrichtung versehen, durch die beim Vorliegen eines bestimmten Auslastungsgrades, z. B. größer 70%, nach einer bestimmten Zeit nach Drücken einer Störtaste, z. B. 16 Minuten, die gedrückte Störtaste selbsttätig rückgesetzt wird.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung gelingt es, den Wirkungsgrad bzw. Belegungsgrad von mehreren Meßeinheiten und mehreren Nebengeräten (Meßstationen) 6 gleichzeitig zu erfassen. Durch das Vorsehen von Stör-Tastenfeldern 7 können femer die Ausfallursachen sowohl für Meßeinheit als auch für Nebengeräte 6 erfaßt werden. Die Erfassung erfolgt dabei weitgehend automatisch, so daß eine Belastung des Bedienungspersonals durch Eingeben von Informationen gering gehalten werden kann. Die Ausgabe der erhaltenen Informationen kann sowohl On-line auf einen Bildschirm als auch aufsummiert über längere Zeiträume wie Schicht, Tag, Woche usw. über den Drucker 9 erfolgen. Durch die Verwendung handelsüblicher Bausteine und Anlagen ist ein wirtschaftlich günstiger und ausbaufähiger Aufbau möglich. Die erfindungsgemäße Anordnung kann auch zur Erfassung der Auslastung anderer elektronischer Geräte als Großtester, beispielsweise zur Erfassung der Auslastung von Schreibmaschinen, verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt ZcichrvjivcM

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Ermitteln des Auslastungsgrades mindestens eines elektronischen Gerätes (5, 6), insbesondere eines Meß- und Prüfgerätes, durch Auswertung einer von dem elektronischen Gerät (5, 6) abgegebenen, den Betrieb des Gerätes kennzeichnenden Arbeitsimpu!sfolge(30) in Verbindung mit einem Impulsglied (2), das Impulse (31) einer bestimmten Breite und Taktfrequenz erzeugt und mit mindestens einer Abfrageeinheit (4) mit einem logischen Konjunkturglied (24) und einem Zähler (25), dadurch gekennzeichnet,