DE4217473A1 - Produktionssteuersystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft allgemein ein Produktionssteuersystem, das in verschiedenen Montage/Bearbeitungsindustrieanwendungen zum Einsatz kommt und im besonderen ein Produktionssteuer­ system, das sich für Geschäftsanwendungen eignet, bei wel­ chem Änderungen des Produktionsablaufes häufig eintreten, aufgrund der Produktion einer großen Vielzahl von Produkten in begrenzten Mengen, wie auch ein Laborautomationssystem (LAS) zur Automatisierung von Qualitätsanalyse/Kontrolle, die eine Vielzahl analytischer Arbeiten für eine Vielzahl von Proben erforderlich machen, neben den Produktionslinien von normalen Montage/Bearbeitungsvorgängen.

Die Fig. 4 stellt eine schematische Darstellung einer typischen herkömmlichen Montage/Bearbeitungsproduktions­ linie dar. In einer solchen Produktionslinie werden unbe­ arbeitete Gegenstände und Rohmaterialien der Produktions­ linie bei 80 zugeführt und durchlaufen eine Vielzahl klei­ nerer Verfahren 68, 70, 72 oder 68, 74, 72 derart, daß die zwischenverarbeiteten Gegenstände oder Produkte bei 82 aus­ gegeben werden. Bei den individuellen kleinen Verfahren, d. h., den Arbeitszellen 68 bis 72, sind Ausrüstungen, die zur Ausführung und Durchführung der Verfahren dienen, wie herkömmliche Maschinenwerkzeuge und Montagemaschinen (nicht dargestellt) vorgesehen. Fördereinrichtungen 62 werden ex­ klusiv eingesetzt für die Übertragung der Gegenstände 78, wie für den Arbeitsprozeß erforderliche Gegenstände, Roh­ materialien, usw., zwischen den individuellen Arbeitszellen. Ein Förderband und ein ohne Bedienungsperson arbeitender Transportwagen sind typische Beispiele für herkömmliche Fördermaschinen. Darüber hinaus wird bei diesem herkömm­ lichen Typ einer Produktionslinie normalerweise eine zentra­ lisierte Steuerung ausgeübt durch einen Host-Rechner 84, und dieser Host-Rechner sendet Instruktionen direkt zu jeder der Arbeitszellen 68 bis 72, wie auch zu den Förder­ maschinen 62 auf der Basis eines Produktionsplanes, der zu­ vor aufgestellt wurde, oder auf der Basis von Informationen, die man von Identifizierungsdaten 76 erhält, die physika­ lisch den individuellen Gegenständen 78 zugeordnet sind.

Bei einem solchen herkömmlichen Produktionssystem sind die Arbeitszellen aufeinanderfolgend angeordnet in Überein­ stimmung mit den Ablaufstufen des Verfahrens, beginnend mit der Aufnahme der Rohmaterialien und endend mit der Aus­ gabe der sich ergebenden Gegenstände, wobei die Gegenstände 78 zwischen den Verfahren durch Fördermaschinen 62 geführt werden. Dementsprechend wird der physikalische Verteilungs­ pfad unvermeidlich auf ein bestimmtes Ausmaß fixiert. Wenn sich irgendein Unterschied in der Verarbeitungskapazität zwischen den Maschinen, die auf diese Weise fest installiert sind, ergibt, tritt ein Blockieren oder ein Rückstau der "Güter" 78 im Verfahren ein, die eine längere Zeit für die Bearbeitung benötigen (wie bei 70 und 74 in dem in der Zeich­ nung dargestellten Beispiel), und es wird ein sogenannter "kritischer Pfad" unvermeidlich gebildet. Um ein derartiges Problem zu vermeiden, werden gewöhnlich zwei oder mehr Aus­ rüstungsgegenstände, entsprechend einem solchen Verfahrens­ bereich, allgemein parallel einander gegenübergestellt (wie bei 70 und 74), um den pyhsikalischen Verteilungspfad zu glätten und eine Balance in der Produktionsquantität zu er­ stellen.

Wenn zwei oder mehr Ausrüstungsgegenstände, wie oben be­ schrieben, einander gegenüberstehen, wird die Anordnung der Transporteinrichtungen diese Installationen verbinden, un­ vermeidlich kompliziert, und wenn ein solches kompliziertes System zentral durch einen Host-Rechner gesteuert wird, steigert dies die Belastung des Host-Rechners und dessen Kapazität. Wenn eine solche Produktionslinie geändert wird, müssen Veränderungen in der Art, der Zahl und der Anordnung der Maschinen innerhalb des Gebäudes und in der Zuordnung von Personal usw. ausgeführt werden, und das Know-How, das sich in jeder Fabrik hinsichtlich des Verarbeitungsvorganges, des Ankaufes von Rohmaterialien, der Koordination des Gesamt­ verfahrensablaufes und der Koordination mit anderen Fabriken aufgebaut hat, muß in Betracht gezogen werden und erfordert im allgemeinen einen großen Teil von Arbeit und Zeitaufwand. Insbesondere wenn eine zentralisierte Steuerung durch den Host-Rechner durchgeführt wird, muß die Sequenz des Systems insgesamt geändert werden, wobei mit solchen Änderungen ein großer Arbeits- und Zeitaufwand weiterhin einhergeht.

Das herkömmliche Produktionssystem, bei welchem die Ver­ fahren oder physikalischen Verteilungspfade in einer kompli­ zierten Weise, wie oben beschrieben, angeordnet und ausge­ bildet sind, kann die gegenwärtig erforderlichen Notwendig­ keiten für häufige Änderungen des Verfahrensablaufes im Hin­ blick auf die Produktionserfordernisse für eine große Viel­ zahl von Produkten in beschränkter Menge oder im Hinblick auf eilige Produktionserfordernisse nicht hinreichend berück­ sichtigen.

Es liegt dementsprechend der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein neues, autonom aufgebautes Produktionssteuersystem zur Verfügung zu stellen, bei welchem die Anordnung der Produk­ tionslinie einfach und flexibel ist, unabhängig von der Auf­ einanderfolge der Produktionsverfahren, durch Verbesserung des Intelligenzniveaus bei jeder Arbeitszelle, um somit eine einfache Änderung der Produktionslinie zu ermöglichen. Darü­ ber hinaus soll gemäß der Erfindung ein Produktionssteuer­ system autonomen Verteilertyps zur Verfügung gestellt werden, das einfacher in der Lage ist, Daten zu verfolgen, die sich auf Gegenstände, wie etwa Rohmaterialien oder sonstige Pro­ duktionsgegenstände beziehen, als dies bei herkömmlichen Produktionssystemen möglich ist, so daß dementsprechend die Beurteilung und Abschätzung an jeder Arbeitszelle er­ leichtert wird, womit gleichzeitig die Belastung auf den Fabrik-Host-Rechner reduziert wird.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale, wobei hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen auf die Merkmale der Unteransprüche verwiesen wird.

Zur Lösung des Problems ist gemäß der Erfindung ein Produktions­ steuersystem vorgesehen mit einem Host-Rechner, der mit einem Produktionssteuerplan ausgerüstet ist. Eine Gegenstandsüber­ tragungseinrichtung, die mit einer Anordnung zur Zufuhr un­ bearbeiteter Gegenstände sowie einer Einrichtung zur Ausgabe bearbeiteter Gegenstände zusammenwirkt, ist so ausgebildet, daß sie eine geschlossene Schleife bildet. Mehrere Arbeits­ zellen sind jeweils in einem geeigneten Abstand von anderen Arbeitszellen angeordnet, in einer Position, die in Zuordnung mit der Gegenstandsübertragungseinrichtung steht, wobei jede Arbeitszelle in der Lage ist, einen entsprechenden unbearbei­ teten Gegenstand von der Gegenstandsübertragungseinrichtung aufzunehmen, die entsprechende Bearbeitung vorzunehmen und dann den Gegenstand auf die Gegenstandsübertragungsein­ richtung zurückzuführen. Eine Datennachfolgeeinrichtung ist vorgesehen zur Verfolgung der Daten, die sich auf einen Gegen­ stand beziehen, der über die Gegenstandsübertragungseinrich­ tung geführt wird. Schließlich ist ein Nebencomputer jeder Arbeitszelle vorgesehen zum Ablesen der Daten, entsprechend dem Erfordernis auf der Basis des Produktionsmanagement­ planes zur Erzeugung einer Aufnahmeinstruktion für einen ent­ sprechenden Gegenstand, wann immer dies notwendig ist, zur Erzeugung einer Ausgabeinstruktion für den Gegenstand, wenn die Bearbeitung in der Arbeitszelle abgeschlossen ist, und zur Aktualisierung der Daten.

Entsprechend dem oben beschriebenen Aufbau ist das erfindungs­ gemäße System so ausgebildet, daß die Gegenstandsübertragungs­ einrichtung eine geschlossene Schleife bildet, die bearbeite­ ten Gegenstände ohne Blockieren oder Rückstau geführt werden, die Daten, die sich auf die Gegenstände beziehen, aufgenommen werden und jede der Arbeitszellen, die so angeordnet sind, daß sie Zugang zu der Gegenstandsfördereinrichtung besitzen, in die Lage versetzt, autonom zu beurteilen, ob ein bearbeiteter Gegenstand, der durch die Fördereinrichtung herangeführt wird, aufgenommen werden sollte oder nicht. Bei einer herkömmlichen Produktionslinie beruht der Fluß des Gesamtverfahrens auf der Basis des Plans für eine Arbeitszelleneinheit. Nach der Erfindung ist jedoch ein Plan für eine Arbeitszelleneinheit nicht erforderlich, und dementsprechend kann die Erfindung flexibel auf Änderungen des Produktionsplanes eingehen. Dem­ entsprechend müssen gemäß der Erfindung die Arbeitszellen nicht in Übereinstimmung mit der Sequenz der Verfahrens­ schritte angeordnet werden. Die Arbeitszellen können daher frei angeordnet sein, und es läßt sich eine wirkungsvolle Ausnutzung des Raumes erreichen.

Wenn die Zufuhreinrichtung für die unbearbeiteten Gegenstände und die Ausgabeeinrichtung für die bearbeiteten Gegenstände des Produktionssteuersystems gemäß der Erfindung weiter auf ein Warenhaussteuersystem ausgedehnt werden, läßt sich ein Ge­ samtproduktionssteuersystem einschließlich der Lagerung der unbearbeiteten Gegenstände und/oder der bearbeiteten Gegen­ stände bilden.

Die gemäß der Erfindung eingesetzte Datenverfolgungseinrichtung umfaßt vorzugsweise eine Mehrzahl von Identifizierungsmarkie­ rungen, die jeweils in einer ausgewählten Position an der Gegenstandsübertragungseinrichtung angeordnet sind, um somit als Bezugsinformation für einen bearbeiteten Gegenstand zu dienen, während eine Sensoranordnung für jede Arbeitszelle vorgesehen ist. Wenn ein derartiger Aufbau eingesetzt wird, vereinfacht sich die Datenverfolgung in jeder Arbeitszellen­ einheit, und der Wirkungsgrad der autonomen Verarbeitungsver­ teilung innerhalb der Arbeitszelle kann verbessert werden.

Gemäß der Erfindung enthalten die Daten, die sich auf einen bearbeiteten Gegenstand beziehen, vorzugsweise Positionsin­ formation und Bearbeitungsstatus, wobei jede Arbeitszelle wirkungsvoll und leicht durch eine solche Datenverfolgung abzuschätzen in der Lage ist, ob ein unbearbeiteter Gegen­ stand, der herangeführt wird, aufgenommen werden soll oder nicht.

Weiterhin kann das erfindungsgemäße System auch eingesetzt werden auf ein Produktionssteuersystem mit einem hierarchi­ schen Aufbau, einschließlich eines Host-Rechners, der mit einem Produktionssteuerplan ausgerüstet ist, einer Mehrzahl von Bearbeitungsbereichen für bearbeitete Gegenstände, sowie einer ersten Übertragungseinrichtung zur Förderung der Ge­ genstände zwischen der Mehrzahl der Bearbeitungsbereiche für die bearbeiteten Gegenstände. In einem solchen Fall umfaßt jeder der Bearbeitungsbereiche für die bearbeiteten Gegen­ stände eine Zufuhreinrichtung für die unbearbeiteten Gegen­ stände, um die unbearbeiteten Gegenstände dem Bearbeitungs­ bereich von der ersten Fördereinrichtung zuzuführen. Eine Ausgabeeinrichtung für bearbeitete Gegenstände ist vorge­ sehen, um die bearbeiteten Gegenstände von dem Bearbeitungs­ bereich der ersten Transporteinrichtung zuzuführen, nachdem die Bearbeitung in diesem Bereich vervollständigt ist. Eine zweite Transporteinrichtung ist so ausgebildet, daß sie eine geschlossene Schleife bildet und mit der Zufuhreinrichtung für die unbearbeiteten Gegenstände und der Ausgabeeinrichtung für die bearbeiteten Gegenstände zusammenzuarbeiten vermag. Mehrere Arbeitszellen sind jeweils in einer Position ange­ ordnet, die der zweiten Transporteinrichtung zugeordnet ist, so daß ein entsprechender Abstand zu anderen Arbeitszellen ge­ geben ist. Dabei ist jede Arbeitszelle in der Lage, einen Ge­ genstand von der zweiten Transporteinrichtung aufzunehmen, diesen einer vorbestimmten Bearbeitung zu unterziehen und dann auf die zweite Transporteinrichtung zurückzuführen. Eine Datenfolgeeinrichtung zur Verfolgung der Daten, die sich auf die Gegenstände beziehen, welche über die zweite Förderein­ richtung geführt werden, ist ebenfalls vorgesehen. Schließlich ist ein Sub-Rechner an jeder der Arbeitszellen vorgesehen, zum Ablesen der Daten, die auf der Basis des Produktionssteuer­ planes erforderlich sind, zur Erzeugung einer Aufnahmein­ struktion für entsprechende Gegenstände, wann immer dies er­ forderlich ist, und zur Erzeugung einer Ausgabeinstruktion für den Gegenstand, nachdem die Bearbeitung in der Arbeitszelle vervollständigt ist, sowie ein abschließendes Aktualisieren der Daten für den Gegenstand. Wenn das Produktionssteuer­ system auf diese Weise hierarchisch aufgebaut ist, läßt sich eine effektive Ausnutzung eines begrenzten Raumes erreichen.

Gemäß der Erfindung wird eine vorbestimmte Anzahl unbearbei­ teter Gegenstände von der Einrichtung zur Zufuhr unbearbei­ teter Gegenstände der ersten Übertragungseinrichtung auf der Basis des Produktionssteuerplanes des Host-Rechners zugeführt. Da die Übertragungseinrichtung eine geschlossene Schleife bil­ det, können die zugeführten Gegenstände kontinuierlich zirku­ lieren, ohne daß ein Blockieren oder ein Rückstau in einer Position eintritt, bis die vorbestimmte Bearbeitung vervoll­ ständigt ist. Daten, die sich auf den jeweiligen bearbeiteten Gegenstand beziehen, wobei es sich vorzugsweise um eine Posi­ tionsinformation und den Bearbeitungsstatus handelt, werden durch die Datenfolgeeinrichtung entsprechend dem Erfordernis verfolgt. Der Sub-Rechner, der für jede Arbeitszelle vorgesehen ist, liest, wie erforderlich, die Daten ab, die sich auf den im Kreislauf geführten Gegenstand beziehen, durch die Daten­ folgeeinrichtung und gibt eine Gegenstandsaufnahmeinstruktion an die Arbeitszelle ab, wann immer dies erforderlich ist. Er läßt die Arbeitszelle die vorbestimmte Bearbeitung des Gegen­ standes ausführen und führt den bearbeiteten Gegenstand auf die Übertragungseinrichtung zurück, nachdem die Bearbeitung in der Arbeitszelle vervollständigt ist. Schließlich aktuali­ siert er die Daten, die sich auf den Gegenstand beziehen. Auf diese Weise können gemäß der Erfindung die Arbeitszellen frei räumlich angeordnet werden, unabhängig von der Sequenz der Verfahrensschritte, und das Intelligenzniveau einer jeden Arbeitszelle ist hoch. Dementsprechend können Änderungen des Verfahrensablaufes und ein Austausch einer Arbeitszelle leicht und wirkungsvoll ausgeführt werden, ohne daß hierdurch der Ge­ samtarbeitsablauf wesentlich beeinflußt wird.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsformen der Erfindung, unter Bezug­ nahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine erste Ausführungsform des Produktionssteuersystems gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform des Produktionssteuersystems gemäß der Erfindung,

Fig. 3 eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform, bei welcher eine Mehrzahl von Produktionssteuersystemen gemäß der Erfindung in mehreren Lagen angeordnet sind, und

Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf ein herkömmliches Produktionssteuersystem.

In den Zeichnungen bezeichnet die Bezugsziffer 10 einen Host-Rechner, 12 einen Zufuhrabschnitt für unbearbeitete Gegen­ stände, 14 einen Ausgabeabschnitt für bearbeitete Gegenstände, 16 ein Förderband, 18-30 jeweils Arbeitszellen, 32 eine Iden­ tifizierungsmarkierung, 34 einen Sensor, 36 einen Sub-Rechner, 38 einen Computer zur Steuerung des Förderbandes und 40 ein Informationsnetzwerk.

Die Fig. 1 ist eine schematische Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines Produktionssteuersystems gemäß der Er­ findung. In dieser Zeichnung gibt die Bezugsziffer 10 einen Host-Rechner, 36 einen jeweiligen Sub-Rechner, der an jeder Arbeitszelle vorgesehen ist, und 38 einen Förderbandsteuer- Computer an. Diese Computer 10, 36 und 38 kommunizieren mit­ einander über eine Leitung oder ein Kabel 40 und bilden somit ein Netzwerk. Die Bezugsziffer 16 bezeichnet ein Förderband, das als Gegenstandsförderer dient. Obwohl das Förderband 16 in der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform ring­ förmig ausgebildet ist, muß dies nicht stets ringförmig sein, und jede andere Ausgestaltung kann eingesetzt werden, solange es eine geschlossene Schleife bildet, und "Güter" im Kreislauf zu führen vermag, ohne daß dies blockieren oder sich ein Rück­ stau bildet.

Die Bezugsziffer 12 bezeichnet einen Zufuhrabschnitt für unbe­ arbeitete Gegenstände, die von außerhalb auf das Förderband 16 aufgenommen werden, und die Bezugsziffer 14 bezeichnet einen Freigabeabschnitt zur Freigabe der bearbeiteten Gegenstände nach außen, nachdem die vorbestimmte Bearbeitung innerhalb des Produktionssteuersystems abgeschlossen ist. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform werden der Zufuhrab­ schnitt 12 für die unbearbeiteten Gegenstände und der Ausgabe­ abschnitt 14 für die bearbeiteten Gegenstände in der Mitte des ringförmig ausgebildeten Förderbandes 16 gezeigt, wobei diese Anordnung jedoch keine Einschränkung bedeutet.

Die Bezugsziffern 18 bis 30 bezeichnen jeweils Arbeitszellen, die "Güter" aufrufen oder aufnehmen können, die auf dem Förder­ band 16 geführt werden, um diese zu bearbeiten, wobei in jeder Arbeitszelle 18 bis 30 ein herkömmliches Maschinenwerkzeug, eine Montageeinrichtung usw. (in der Zeichnung nicht darge­ stellt) installiert ist. Entsprechend der vorliegenden Ver­ wendung bedeutet der Begriff "Aufnahme" nicht notwendigerweise, daß ein Gegenstand physikalisch angehoben wird, sondern viel­ mehr, daß ein ausgewählter Gegenstand in einer geeigneten Weise von dem Förderer in die Arbeitszelle übernommen wird. Wie oben beschrieben wurde, ist jede Arbeitszelle 18 bis 30 in einer Position angeordnet, in welcher die im Kreislauf geführten "Güter" abgerufen oder von dem Förderband 16 aufgenommen werden können und zurück auf das Förderband 16 geführt werden können, nachdem die Bearbeitung des Gegenstandes vollendet ist. Die jeweilige Art und die Anzahl der Arbeitszellen ist unmaßgeb­ lich im Hinblick auf das Grundkonzept der Erfindung. Es ist beispielsweise möglich, Arbeitszellen vorzusehen, die voll­ ständig unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge ausführen und eine Mehrzahl von Arbeitszellen für einen jeweiligen Ver­ fahrensschritt anzuordnen, der eine längere Bearbeitungszeit erfordert. Da ein Sub-Rechner 36 in jeder Arbeitszelle vorge­ sehen ist, wird das Intelligenzniveau einer jeden Arbeits­ zelle angehoben, im Vergleich mit einem herkömmlichen Pro­ duktionsmanagement-System.

Eine Aufnahme/Ausgabe-Vorrichtung 42 besitzt die Funktion eines Förderers, der das Förderband 16 mit einer jeweiligen Arbeits­ zelle 18 bis 30 verbindet, um Gegenstände aufzunehmen bzw. abzugeben. Die Bezugsziffer 32 bezeichnet eine jeweilige Iden­ tifizierungsmarkierung, die in Abständen entlang des Förder­ bandes 16 angeordnet sind, wobei ein entsprechender Sensor 34 in der Nähe einer jeden Arbeitszelle vorgesehen ist. Die Sensoren 34 sind an die Rechner durch das Leitungsnetzwerk 40 angeschlossen. Die Daten, die jedem der auf dem Förderband 16 im Kreislauf geführten Gegenstände zugeordnet sind, wie etwa Positionsdaten und Verarbeitungsdaten, können durch die Identi­ fizierungsmarkierungen 32 und die Sensoren 34 verfolgt werden.

Fig. 2 ist eine schematische Draufsicht auf eine andere Aus­ führungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform ist im wesent­ lichen die gleiche wie die Ausführungsform gemäß Fig. 1, mit der Ausnahme, daß ein Visions-Sensor 44, wie etwa eine Video­ kamera, jeder Arbeitszelle zugeordnet ist. Dementsprechend sind Bestandteile, die sich decken, jeweils mit der gleichen Bezugs­ ziffer versehen. Der Visions-Sensor 44 ist als Datenfolgeein­ richtung vorgesehen, und Daten, die weitere Details im Hinblick auf den Gegenstand zur Verfügung stellen, können gesammelt und verfolgt werden durch die Bildbearbeitungsfähigkeit, die sich aus dem Visions-Sensor in Kombination mit dem Rechner ergibt.

Der Host-Rechner 10 enthält einen Produktionssteuerplan und überwacht den Produktionsstatus. Wenn erforderlich, werden Daten von dem Host-Rechner 10, der den Produktionssteuerplan enthält, an die Rohmaterialzufuhreinrichtung (nicht darge­ stellt), wie etwa einen Stapelkran, übertragen, und dement­ sprechend nimmt die Rohmaterialzufuhreinrichtung die ent­ sprechenden Bestandteile, wie etwa Rohmaterialien, unbear­ beitete Gegenstände usw., aus Warenhäusern und anderen Pro­ duktionslinien, die in den Zeichnungen nicht dargestellt sind, heraus und überträgt diese und führt sie dem Zufuhrabschnitt 12 für unbearbeitete Gegenstände zu, welche in der Mitte des ring­ förmigen Förderbandes 16 angeordnet ist. Der Zufuhrabschnitt 12 für unbearbeitete Gegenstände führt diese dem ringförmigen Förderband 16 zu, unter Verwendung eines Aufnahmeroboters, Rollenförderers oder ähnlichem.

Daten, wie etwa eine Positionsinformation, und der Bearbeitungs­ status für jeden der aufgenommen unbearbeiteten Gegenstände a werden gespeichert in bezug auf die Stelle des Gegenstandes, rela­ tiv zu der Identifizierungsmarkierung 32, die auf dem Förderband 16 vorgesehen ist. Bei der in der Zeichnung dargestellten Aus­ führungsform ist eine Mehrzahl von Identifizierungsmarkierungen 32 auf dem Förderband 16 vorgesehen, aber in der Praxis ist es ausreichend, wenn mindestens eine solche Markierung 32 vor­ handen ist. Die relative Position auf dem Förderband 16 kann bestimmt werden durch die Überwachung der Rotationen einer Welle in dem Antriebssystem des Förderbandes 16, beispielsweise durch die Verwendung einer Codiereinheit. Da, gemäß der Erfindung, die Identifizierungsmarkierung 32 auf dem Förderband 16 aufgebracht ist, ist es nicht erforderlich, die Identifizierungsmarkierung auf alle "Güter" aufzubringen, was bei den herkömmlichen Ein­ richtungen erforderlich war. Die Identifizierungsmarkierungen auf dem Förderband 16 werden durch Sensoren 34 abgelesen, die in entsprechenden Position angeordnet sind. Bei der in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsform ist eine Mehrzahl von Sensoren 34 vorgesehen, und ein jeder ist in der Nähe einer entsprechenden Arbeitszelle angeordnet, wobei jedoch die Anzahl und die Anordnung der Sensoren willkürlich ist. Detailliertere Daten der Gegenstände, die auf dem Förderband 16 im Kreislauf geführt werden, können erhalten werden, indem man Visions-Sensoren 44, gemäß der Ausführungsform nach Fig. 2, einsetzt.

Die Daten für jeden der Gegenstände, die auf dem Förderband 16 im Kreislauf geführt werden, werden, wie oben beschrieben, ver­ folgt und dem Sub-Rechner 36 einer jeden Arbeitszelle über die Netzwerkleitung 40 zugeführt. Der Sub-Rechner 36 für eine ge­ gebene Arbeitszelle erzeugt eine Aufnahmeinstruktion zur Auf­ nahme eines speziellen Gegenstandes b und führt sie in die Arbeitszelle, wenn die Umstände entsprechend sind, basierend auf den verfolgten Daten (Positionsinformation und Bearbei­ tungsstatus) sowie auf dem Produktionsplan, der vom Host-Rech­ ner 10 zugeführt wird. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform nimmt die Arbeitszelle 20 den Gegenstand b entsprechend der Aufnahmeinstruktion des zugeordneten Sub-Rechners 36 auf. Es ist ansich überflüssig auszuführen, daß ein Gegenstand an der Arbeitszelle vorbeigeführt werden kann, ohne daß er aufgenommen und bearbeitet wird, obwohl er eigent­ lich in dieser Arbeitszelle bearbeitet werden müßte, wenn die Arbeitszelle bereits von einem anderen Gegenstand eingenommen wird. Jede Arbeitszelle führt ihre spezielle Bearbeitung an jedem Gegenstand aus, den sie aufgenommen hat. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform wird der Gegenstand e in der Arbeitszelle 30 bearbeitet. Nachdem die erforderliche Bearbeitung durch die Arbeitszelle ausgeführt worden ist, wird der bearbeitete Gegenstand auf das Förderband 16 zurückgeführt. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform wird der Gegenstand c auf das Förderband 16 zurückgeführt, nachdem er in der Arbeitszelle 16 bearbeitet wurde. Der Sub-Rechner 36 aktualisiert die Daten in dem Computernetzwerk, das sich auf den bearbeiteten Gegenstand bezieht (Positionsinformation und Bearbeitungsstatus) zur Zeit dieser Rückführung. Nachdem die Daten akutalisiert sind, bleibt der Gegenstand nicht in einer Position, sondern fährt fort auf dem Förderband 16 im Kreislauf geführt zu werden, wie schematisch dargestellt bei f. Nachdem alle erforderlichen Bearbeitungsvorgänge aufeinanderfolgend an einem bestimmten Gegenstand ausgeführt worden sind, wird der Gegenstand d von dem Förderband 16 nach außen durch den Freigabeabschnitt 14 für bearbeitete Gegenstände abgegeben und wird dann einem Speicher oder einer anderen Produktions­ linie durch einen Fördermechanismus zugeführt, der in der Zeichnung nicht wiedergegeben ist.

Nebenbei steuert in den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen der Rechner 38 die Geschwindigkeit des För­ derbandes und steuert auch den Zuführabschnitt für die unbe­ arbeiteten Gegenstände sowie den Freigabeabschnitt für die be­ arbeiteten Gegenständen. Es ist möglich, alternativ einen Auf­ bau einzusetzen, bei welchem der Rechner 38 direkt die Steue­ rung einer jeden Arbeitszelle ausführt, so daß der Sub-Rechner 36 weggelassen werden kann.

Wie zuvor beschrieben wurde, beurteilt gemaß der Erfindung der Sub-Rechner 36 einer jeden Arbeitszelle autonom, ob ein Gegen­ stand für die Bearbeitung aufgenommen werden soll, und die Ge­ genstände auf dem Förderband 16 werden kontinuierlich durch das Förderband 16 im Kreislauf geführt, ohne daß sie in einer Position verbleiben. Dementsprechend ist es nicht erforderlich, jede Arbeitszelle entsprechend der Sequenz der Verfahrensstufen, die auszuführen sind, anzuordnen, wie dies bei herkömmlichen Systemen erforderlich war, und die Produktionslinie gemäß der Erfindung kann so betrieben werden, ohne daß ein Blockieren oder ein Rückstau eintritt, auch wenn zwischen den Arbeits­ zellen ein Unterschied in den Bearbeitungskapazitäten vorliegt.

Wenn die Gegenstände derart sind, daß die Bearbeitungsstufen, die ausgeführt werden müssen, nicht in einer speziellen Reihen­ folge auszuführen sind, kann die Bearbeitung durchgeführt werden zu jeder Zeit durch eine vorgegebene Arbeitszelle, ohne daß die Sequenz der Arbeitsstufen fixiert ist. Dementsprechend kann die Bearbeitung, die bei dem herkömmlichen System in einem späteren Bearbeitungsschritt ausgeführt wird, unmittelbar durch­ geführt werden, wenn die Bearbeitungszelle, die für diesen Schritt verantwortlich ist, gegenwärtig leer ist.

Wenn eine Änderung in dem Produktionsablauf eintritt und der von einer bestimmten Arbeitszelle ausgeführte Vorgang ge­ ändert werden muß, war es bei dem herkömmlichen System er­ forderlich, den Plan des gesamten Verfahrens einschließlich der Sequenz der Verfahrensstufen neu zu ordnen. Gemäß der Er­ findung ist es jedoch lediglich erforderlich, beispielsweise eine Arbeitszelle 24, die einen diskontinuierlichen Bearbei­ tungsschritt ausführt, zu ersetzen durch eine Arbeitszelle 22, die den nun erforderlichen neuen Schritt durchführt, so daß in Neuplanen, welches das Gesamtsystem beeinflußt, wie etwa den Neuaufbau von Transportübertragungseinrichtungen, nicht erforderlich ist. Wenn ein Raum vorhanden ist, wird es möglich, die Arbeitszelle 22 hinzuzufügen, ohne daß die Arbeitszelle 24 entfernt wird, so daß man lediglich die Arbeitszelle 24 aus dem Betriebsablauf herausnimmt.

Das Produktionssteuersystem gemäß der Erfindung kann in Kombi­ nation mit einem Speichersteuersystem eingesetzt werden, und beim Einsatz eines derartigen Aufbaues kann die Ausgabe und die Annahme unbearbeiteter Gegenstände und Produkte störungs­ frei ausgeführt werden, über den Zufuhrabschnitt 12 für unbe­ arbeitete Gegenstände und den Ausgabeabschnitt 14 für die be­ arbeiteten Gegenstände.

Die Fig. 3 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. In der Zeichnung be­ zeichnet die Bezugsziffer 46 einen Stapelkran zur Ausgabe bearbeiteter Gegenstände, 48 einen Stapelkran für die Zuführung unbearbeiteter Gegenstände und 50 bis 54 jeweils Bearbeitungs­ systeme für zu bearbeitende Gegenstände des Typs, wie sie in den Fig. 1 oder 2 dargestellt sind, in hierarchischer An­ ordnung. Das Bearbeitungssystem für die bearbeiteten Gegenstände einer jeden Schicht wird durch jeden der Stapelkräne 46 und 48 bedient. Die Bezugsziffer 60 bezeichnet ein Speichersystem. Jeder der Speicherkräne 46 und 48 ist darüber hinaus mit dem Speichersystem 60 in einer solchen Weise verbunden, daß die Aufnahme und Abgabe unbearbeiteter Gegenstände und fertiger Produkte glatt und störungsfrei verläuft. Das Bearbeitungs­ system für die Gegenstände einer jeden Schicht ist mit einem Zuführabschnitt 56 für unbearbeitete Gegenstände und einem Aus­ gabeabschnitt 58 für bearbeitete Gegenstände in der gleichen Weise ausgerüstet, wie die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen und besitzt im wesentlichen den gleichen Auf­ bau wie das in Fig. 1 oder Fig. 2 wiedergegebene Produktions­ steuersystem. Auf diese Weise wird das Produktionsverfahren in eine Mehrzahl von Unterverfahren aufgeteilt, wobei die Be­ arbeitungsvorrichtung für die Gegenstände einen mehrschichtigen Aufbau besitzt und die Produktionslinie hierarchisch betrieben wird, durch die Stapelkräne, die an die Bearbeitungsbereiche für die Gegenstände angeschlossen sind. Das bedeutet, daß die Kräne 46 und 48 als Primär- oder Großzonenübertragungsein­ richtungen für die Gegenstände dienen, während die Förderer, die an die Arbeitszellen innerhalb eines jeden Bearbeitungsbe­ reiches für die Gegenstände angeschlossen sind, als Sekundär- oder Lokalübertragungseinrichtungen dienen. Diese Anordnung ist einem komplizierten Produktionsverfahren gewachsen und kann wirkungsvoll begrenzten Raum ausnutzen. Da sich bei dieser Ausführungsform Einrichtungen zur Zufuhr von Rohmaterialien und unbearbeiteten Gegenständen und zur Entfernung der Pro­ dukte in der Mitte des ringförmigen Förderbandes befindet, können die bearbeiteten Gegenstände rasch herausgenommen werden, nachdem der Bearbeitungsvorgang vollständig beendet ist, und dann können sie beispielsweise durch einen Stapelkran an einen geeigneten Ort, wie etwa den Speicher 60, überführt werden.

Das Informationsnetzwerk 40, das gemäß der Erfindung einge­ setzt wird, soll nun kurz erläutert werden. Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 besitzt der Host-Rechner 10 einen Produktionssteuerplan und kann Informationen abgeben, die sich auf die Produktionsmenge beziehen, an jeden der Sub-Rechner an den jeweiligen Arbeitszellen. Darüber hinaus steuert der Host-Rechner 10 die Daten, die sich auf die Zuführung und die Aus­ gabe der Güter beziehen. Der Sub-Rechner 36 in einer jeden Ar­ beitszelle ordnet der Produktion eines jeden Produktes ein Prioritätsniveau zu, in Abhängigkeit einer Produktionsmengen­ instruktion, die von dem Host-Rechner 10 übertragen wurde und fordert die Zufuhr und Ausgabe von Gütern vom Rechner 38, der das Förderband steuert. Das Förderband 16 bewirkt die Zufuhr und Ausgabe von Gütern durch die Zufuhr- und Ausgabeabschnitte 12 und 14, in Übereinstimmung mit den Instruktionen von dem Rechner 38 und überträgt die Positionsdaten, die sich auf jedes der Güter beziehen, auf das Computernetzwerk 40. Wie bereits beschrieben, liest der Sub-Rechner 36 einer jeden Arbeitszelle, wie erforderlich, die Positionsinformation und den Bearbeitungsstatus über das Computernetzwerk 40 ab, beurteilt die Rohmaterialien und die unbearbeiteten Gegen­ stände und bewirkt, daß die auf dem Förderband 16 befind­ lichen Materialien aufgenommen und bearbeitet werden, wann immer dies erforderlich ist. Nachdem der Bearbeitungsvorgang durch diese Arbeitszelle abgeschlossen ist, führt sie den be­ arbeiteten Gegenstand auf das Förderband 16 zurück, aktua­ lisiert die Positionsinformation und den Bearbeitungszustand für den Gegenstand und führt die aktualisierten Daten in das Computernetzwerk 40 zurück. In dem Datenverarbeitungs­ system, das die Arbeitszellen miteinander verbindet, reprä­ sentiert die Positionsinformation die Position eines jeden Gegenstandes auf dem Förderband 16, und der Produktionsstatus repräsentiert das Ausmaß, in welchem jeder Gegenstand bereits bearbeitet wurde. Diese Daten werden zwischen den Arbeitszellen übertragen. Darüber hinaus kann ein Zwischenniveau-Rechner vorgesehen sein, zur Steuerung der Gruppe von Rechnern inner­ halb der Arbeitszellen, und dieser Rechner kann die Positions­ information und den Bearbeitungsstatus für die Güter verar­ beiten.

Da, gemäß der vorangehend beschriebenen Erfindung, der Gegen­ standübertragungsförderer als geschlossene Schleife ausge­ bildet ist, können die zugeführten, unbearbeiteten Gegenstände kontinuierlich im Kreislauf geführt werden, ohne daß in einer bestimmten Position, in welcher ein vorbestimmter Bearbeitungs­ schritt auszuführen ist, ein Blockieren oder ein Rückstau auf­ tritt, und die Gegenstände können bei jeder Arbeitszelle einer entsprechenden Bearbeitung unterzogen werden. Bei dem er­ findungsgemäßen Produktionssteuersystem ist das Intelligenz­ niveau einer jeden Arbeitszelle hoch, und die Fördereinrichtung für die bearbeiteten Gegenstände ist als beschlossene Schleife ausgebildet. Dementsprechend kann jede Arbeitszelle kompakt ausgebildet sein und frei angeordnet werden, unabhängig von der Sequenz der Produktionsbearbeitungsstufen. Da jede Ar­ beitszelle in dem autonomen Verteilungsbereich gemäß der Er­ findung frei angeordnet werden kann, ist das System gemäß der Erfindung flexibel, Änderungen des Produktionsablaufes gewachsen, falls solche Änderungen ausgeführt werden. Darüber hinaus können gemäß der Erfindung Daten leichter verfolgt werden, die sich auf die Güter, die Rohmaterialien und be­ arbeitete Gegenstände beziehen, als dies bei herkömmlichen Produktionssystemen der Fall ist, so daß die Beurteilung einer jeden Arbeitszelle einfach und wirkungsvoll ausge­ führt werden kann. Da, gemäß der Erfindung, jede Arbeits­ zelle an einer beliebigen Stelle angeordnet werden kann, läßt sich eine wirkungsvolle Ausnutzung eines begrenzten Raumes erreichen.

Es soll an dieser Stelle noch einmal ausdrücklich angegeben werden, daß es sich bei der vorangehenden Beschreibung ledig­ lich um eine solche beispielhaften Charakters handelt und daß verschiedene Abänderungen und Modifikationen, insbesondere im Hinblick auf die Anordnung der einzelnen Bestandteile, möglich ist, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims (6)

1. Produktionssteuersystem, gekennzeichnet durch:
einen Host-Rechner (10) mit einem Produktionssteuerplan,
eine Gegenstandsübertragungseinrichtung mit einer Zuführ­ einrichtung (12) für unbearbeitete Gegenstände sowie eine Ausgabeeinrichtung (14) für bearbeitete Gegenstände, die in Form einer geschlossenen Schleife angeordnet sind,
eine Mehrzahl von Arbeitszellen (18-30), die jeweils in einem geeigneten Abstand voneinander angeordnet sind, in Positionen, die der Gegenstandsübertragungseinrichtung (16) zugeordnet sind, wobei jede Arbeitszelle (18-30) eine Einrichtung zur Aufnahme eines jeweiligen unbearbeiteten Gegenstandes von der Gegenstandsübertragungseinrichtung (16), eine Einrichtung zur Ausführung einer Bearbeitung an dem Gegenstand sowie eine Einrichtung zur Rückführung des Gegenstandes auf die Gegenstands­ übertragungseinrichtung (16) umfaßt,
eine Datenfolgeeinrichtung zur Verfolgung von Daten, die sich auf den bearbeiteten Gegenstand beziehen, der über die Ge­ genstandsübertragungseinrichtung (16) geführt wird, und
Sub-Rechner (36), die an jeder der Arbeitszellen (18-30) an­ geordnet sind, zum Ablesen der Daten, entsprechend der An­ forderung auf der Basis des Produktionssteuerplanes, zur Erzeugung einer Aufnahmeinstruktion für einen entsprechenden erforderlichenfalls zu bearbeitenden Gegenstand, zur Erzeugung einer Ausgabeinstruktion für den bearbeiteten Gegenstand, wenn der Bearbeitungsvorgang an der Bearbeitungszelle (18-30) abge­ schlossen ist, und zur anschließenden Akutalisierung der Daten.

2. Produktionssteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Datenfolgeeinrichtung mindestens eine Identifizierungsmarkierung (32) umfaßt, die an der Gegen­ standsübertragungseinrichtung (16) in einer Position ange­ ordnet ist, die dem bearbeiteten Gegenstand zugeordnet ist, und an jeder der Bearbeitungszellen (18-30) ein Sensor (34) angeordnet ist.

3. Produktionssteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Daten, die sich auf den bearbeiteten Gegen­ stand beziehen, eine Positionsinformation und den Bearbeitungs­ status enthalten.

4. Produktionssteuersystem nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsbereiche für die zu bearbeitenden Gegenstände die folgenden Merkmale umfassen, nämlich:
eine Zufuhreinrichtung für die Zuführung unbearbeiteter Ge­ genstände zur den Bearbeitungsbereichen von einer ersten Übertragungseinrichtung,
eine Ausgabeeinrichtung für die bearbeiteten Gegenstände von dem Bearbeitungsbereich auf die erste Übertragungseinrichtung nach dem Abschluß des Bearbeitungsvorganges,
eine zweite Übertragungseinrichtung, die eine geschlossene Schleife bildet, und mit der Zufuhreinrichtung für die unbe­ arbeiteten Gegenstände sowie der Ausgabeeinrichtung für die be­ arbeiteten Gegenstände zusammenwirkt,
eine Mehrzahl von Arbeitszellen, die jeweils im Abstand von­ einander angeordnet sind, in einer Position, die der zweiten Übertragungseinrichtung zugeordnet ist, wobei jede Arbeitszelle mit einer Einrichtung zur Aufnahme eines unbearbeiteten Ge­ genstandes von der zweiten Übertragungseinrichtung, einer Einrichtung zur Ausführung eines Bearbeitungsvorganges sowie einer Einrichtung zur Rückführung des Gegenstandes auf die zweite Übertragungseinrichtung versehen ist,
eine Datenfolgeeinrichtung zur Verfolgung der Daten, die sich auf den bearbeiteten Gegenstand beziehen, der über die zweite Übertragungseinrichtung geführt wird, und
Sub-Rechner, die an jeder der Arbeitszellen angeordnet sind, zum Ablesen der Daten, die auf der Basis des Produktionssteuer­ planes erforderlich sind, zum Erzeugen einer Aufnahmeinstruktion für einen jeweilig zu bearbeitenden Gegenstand, zur Erzeugung einer Ausgabeinstruktion für den Gegenstand, nachdem der Be­ arbeitungsvorgang in der Arbeitszelle abgeschlossen ist, sowie zur Aktualisierung der Daten.

5. Produktionssteuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Datenfolgeeinrichtung mindestens eine Identi­ fizierungsmarkierung umfaßt, die in einer Position an der zweiten Übertragungseinrichtung angeordnet ist, die dem Ge­ genstand zugeordnet ist, während ein Sensor an jeder der Ar­ beitszellen vorgesehen ist.

6. Produktionssteuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Daten, die sich auf den bearbeiteten Ge­ genstand beziehen, eine Positionsinformation sowie einen Bearbeitungsstatus enthalten.